JP2006132728A

JP2006132728A - ころ軸受用保持器

Info

Publication number: JP2006132728A
Application number: JP2004324944A
Authority: JP
Inventors: Atsunori Hayashi; 篤徳林; Toshiyuki Atsumi; 敏幸厚海; Wataru Takamizawa; 渉高見澤
Original assignee: JTEKT Corp; Utsunomiya Kiki Co Ltd
Current assignee: JTEKT Corp; Utsunomiya Kiki Co Ltd
Priority date: 2004-11-09
Filing date: 2004-11-09
Publication date: 2006-05-25

Abstract

【課題】ころの保持姿勢や保持機能を同等程度に維持しつつ、簡素な構成として量産コストの低減化を図ること。
【解決手段】本保持器１０は、窓孔１３の両辺が二つの柱部１２の円周方向で対向する両内面により画定され、両柱部内面の柱中央部には折曲げ延設部１５を設け、両柱部内面の柱端部には円周方向延設部１６を設け、折曲げ延設部１５は、ころ１４の一半側に接線状ないしは端部エッジにて接触可能に保持し、円周方向延設部１６は、その端部エッジでころ１４の他半側を接触可能に保持する構成。
【選択図】図１

Description

本発明は、針状ころ軸受や円筒ころ軸受等のころ軸受用保持器に関する。

ラジアルタイプのころ軸受用保持器は、軸方向二つの円環状リブ部が円周方向に所定間隔をあけて列設された複数の柱部により一体的に連結され、軸方向両側のリブ部と円周方向で隣り合う二つの柱部とによりころが収納されるころ保持用窓孔が画定されて構成されている（特許文献１参照。）。これら円周方向で隣り合う両柱部は、ころ保持用の窓孔の円周方向の両辺を規定している。これら円周方向で隣り合う両柱部それぞれには、ころＰＣＤ（ピッチ円直径）を半径方向両側から挟んでころを保持する突起部（ころ止め部）がかしめにより設けられている。しかしながら、このようなかしめ形成されたころ止め部によりころを保持する場合、ころ止め部を高精度に形成するためのかしめ精度に限界があるだけでなく、突起部形成のためのかしめを柱部毎に多数行う必要がありコストが高くつくものであった。

一方、かしめではなく、ころ保持用窓孔の円周方向の両辺を規定する両柱部それぞれを軸方向にストレートな断面形状となし、このストレートな断面形状を備えた両柱部それぞれに、ころＰＣＤを半径方向両側から挟む爪状あるいは舌片状のころ止め部をプレス成形により形成したころ軸受用保持器が提案されている（特許文献２参照。）。しかしながら、このころ軸受用保持器では、かしめとは異なり、高精度にかつ一度にプレス成形によりころ止め部を形成できるので、製造工数が減ってコスト低減を図れるものの、ころ止めにころ止め部が多数必要となり構造的にかなり複雑化し、量産性向上には改善すべき余地があった。
特開平１１−３２５０８１号公報特開２００４−８４７９７号公報

したがって、本発明により解決すべき課題は、ころの保持機能を損なうことなく、ころ止め部の形成に要する製造工数をかしめによる場合よりも削減可能としてコスト低減を可能とする一方で、ころ止め部を、より簡素な構成として量産性を向上可能とすることである。

本発明によるころ軸受用保持器は、ころ保持用の窓孔の両辺が円周方向で対向する二つの柱部内面により構成されるころ軸受用保持器であって、両柱部内面側の柱中央部に窓孔に向けて所定の折曲げ角度をなして延びてころの一半側を接触可能に保持する折曲げ延設部と、両柱部内面側の柱端部に上記折曲げ延設部の折曲げ起点から窓孔に向けて円周方向に延びてころの他半側を接触可能に保持する円周方向延設部とを具備したことを特徴とするものである。

上記折曲げ角度は、１．９５°以上３７°以下であることが好ましい。

本発明においては、プレス成形により折曲げ延設部と円周方向延設部とを一度に形成できる上、それら両延設部が単純で簡素な構造であるから、量産性が高く、量産コストを低減することができる一方、ころの保持機能を従来と少なくとも同等程度に維持できる。保持器は、一枚板製であるから、二枚板製と比較して軽量化を図れる。また、折曲げ延設部等は、ころを接線受けすることができ、さらに円周方向の負荷を受ける柱部のころガイド部を窓抜き成形時のプレス加工のせん断面から帯状鋼板の表面とすることでころの当たり部の粗さを向上させることができるので、ころと接触したとき、ころに対する回転抵抗を小さく抑えて、ころガイドとして品質が向上した保持器を提供できるものとなる。

本発明のころ軸受用保持器によれば、ころ軸受の回転性能の向上に貢献できる形態でころの保持性能を十分に確保することができる一方で、従来よりも量産性の向上に貢献できる簡素な構成とし、ひいては、量産コストを大幅に低減することができる。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施の形態に係るころ軸受用保持器（保持器という）を詳細に説明する。

図１および図２を参照して、実施の形態の保持器を説明する。図１は、保持器全体の外観を示す斜視図、図２は、図１の保持器の窓孔近傍を断面で拡大して示し、特に、外輪の内周面に外径ガイド形式で接触させた状態で示す図である。なお、保持器を外輪などのレースにガイドさせないタイプでもよい。

保持器１０は、プレス成形されるいわゆるプレス保持器であり、外輪２０の内周面で案内される外径案内とされたラジアル針状ころ軸受用の保持器である。保持器１０は、軸方向一対の円環状リブ部１１を備える。両円環状リブ部１１は、保持器幅方向（軸方向）に間隔をあけて対向している。複数の柱部１２は、両円環状リブ部１１に両端部が一体連結され、円周方向等間隔に列設されている。窓孔１３は、円環状リブ部１１と円周方向で対向する二つの柱部１２とが囲むスペース（空孔部）により、保持器幅方向（軸方向）に長窓形に形成されている。ころ１４は、高炭素クロム軸受鋼であるＳＵＪ軸受鋼等からなる針状ころであり、窓孔１３それぞれに個別に挿入されて保持されている。

このような保持器１０は、定寸に切断された、ＳＰＣＣやＳＣＭ４１５等からなる帯状鋼板を環状に丸めるとともに、その両端１０ａが突合せ溶接された溶接保持器の構成になっている。本発明のころ軸受用保持器１０は、溶接保持器に限定されるものではなく、例えば、保持器幅に定寸切断した鋼製の管状素材や、又は絞り出し鋼板製や、その他から構成してもよいことは勿論である。

以上の構成において、窓孔１３の軸方向辺は、両円環状リブ部１１の軸方向で対向する内面により、また、窓孔１３の円周方向辺は、両柱部１２の円周方向で対向する内面により構成されている。

窓孔１３の円周方向辺を構成する柱部１２の内面に関して、両柱部１２内面の軸方向に沿う柱中央部には、窓孔１３に向けて半径方向内側に折曲げてなる折曲げ延設部１５が設けられている。折曲げ延設部１５の外周面は折曲げ方向にストレートに延びるか、もしくは、内径方向に弓なりに反り返った形状をなして、半径方向内方へのころ落ち防止ところ案内の面となる。ころ１４は、ころＰＣＤよりも半径方向内方側（半径方向一半側）が折曲げ延設部１５に線当たり接触により保持されて、半径方向内方側に抜け止めされるようになっている。ころＰＣＤは、複数のころ１４それぞれの中心Ｏを通る円線ＣＬの直径である。ころ１４の折曲げ延設部１５に対する接触位置としては、好ましくは、折曲げ延設部１５の面１５ａ上であり、接触状態としては、円に接する接線のごとく、折曲げ延設部１５に対して線当たり接触可能になっている。ころ１４の折曲げ延設部１５に対する接触位置としては、折曲げ延設部１５の延設端部（エッジ）１５ｂであってもよい。

両柱部１２それぞれの軸方向に沿う柱端部には、折曲げ延設部１５の折曲げ起点１５ｃからそのまま相手側に向けて円周方向に延設してなる円周方向延設部１６が設けられている。円周方向延設部１６は、その軸方向に沿う延設端面１６ａが軸方向にストレートで平坦な面形状となっている。ころ１４は、ころＰＣＤよりも半径方向外方側（半径方向他半側）が円周方向延設部１６の半径方向内側の端縁（エッジ）１６ｂに接触可能に保持されて、半径方向外方側に抜け止めされるようになっている。ころ１４の円周方向延設部１６に対する接触位置としては、円周方向延設部１６の内径側端縁１６ｂであり、接触状態としては、円に接する接線のごとく、円周方向延設部１６の内径側端縁１６ｂに対して線当たり接触するようになっている。

図３を参照して、ころ１４と折曲げ延設部１５との接触がエッジ当たりにならないための折曲げ延設部１５の折曲げ角度θについて説明する。図３は横軸に線分Ｌ１、縦軸に線分Ｌ３で表し、両線分Ｌ１，Ｌ３の交点をこの原点Ｏ１とする座標を示す。

折曲げ延設部１５の内径側端部（エッジ）１５Ａは、その折曲げ角度θにかかわらず、線分Ｌ１上にある。線分Ｌ２は、線分Ｌ１に平行な線である。Ｇは線分Ｌ１とＬ２との半径方向距離であって、折曲げ延設部１５の内径側端部（エッジ）１５Ａからのころ１４の半径方向への飛び出し量を示す。

折曲げ角度θは、座標原点Ｏ１において折曲げ延設部１５と線分Ｌ３とのなす角度である。

折曲げ延設部１５の折曲げ角度θがαのときのころ１４と折曲げ延設部１５を符号でそれぞれ１４Ｂ，１５Ｂの太実線で示す。折曲げ延設部１５の折曲げ角度θがβのときのころ１４と折曲げ延設部１５を符号でそれぞれ１４Ｃ，１５Ｃの点線で示す。折曲げ角度θがβである、点線で示すころ１４Ｃと折曲げ延設部１５Ｃは、座標軸上を線分Ｌ３に図中右方向に平行移動させ、折曲げ延設部１５の内径側端部（エッジ）１５Ａを原点Ｏ１に一致させたものである。

折曲げ角度θ＝αは、ころ１４が抜け落ちする限界の角度である。

折曲げ角度θ＝βは、ころ１４が両折曲げ延設部１５の内径側端部（エッジ）１５ｃにエッジ当たり状態からころ落ちするときの角度である。

以上により、折曲げ延設部１５の折曲げ角度θがα以下になるところ落ちし、折曲げ角度θがβ以上になるとエッジ当たりすることを意味する。

本発明者の実験によると、ころ１４と折曲げ延設部１５との接触がエッジ当たりにならないための条件は、次の条件（１）−（３）を満たすことである。

（１）両折曲げ延設部１５の対向幅ＰＷ１は、ＤＷをころ１４の直径（ころ径）として、０．９８ＤＷ未満であること。

（２）折曲げ延設部１５の内径側端部（エッジ）１５ｃからのころ１４の半径方向への飛び出し量Ｇが０．２ＤＷであること。

（３）折曲げ延設部１５の折曲げ角度θが、１．９５°＜θ＜β＝３７°であること。

以上により、ころ１４が折曲げ延設部１５にエッジ当たりせず、線当たりするための折曲げ角度θについて、本発明者によるシミュレーション結果を以下に示す。

ころ径ＤＷ＝２ｍｍ、Ｇ＝０．４ｍｍ，ＰＷ１ｍａｘ＝１．９６の条件のときはα＝１．９５°＜θ＜β＝３７°である。

ころ径ＤＷ＝２．５ｍｍ，Ｇ＝０．５ｍｍ，ＰＷ１ｍａｘ＝２．４５の条件のときはα＝１．９５°＜θ＜β＝３７°である。

ころ径ＤＷ＝３ｍｍ，Ｇ＝０．６ｍｍ，ＰＷ１ｍａｘ＝２．９４ｍｍの条件のときはα＝１．９５°＜θ＜β＝３７°である。

ころ径ＤＷ＝４ｍｍ，Ｇ＝０．８ｍｍ，ＰＷ１ｍａｘ＝３．９２ｍｍの条件のときはα＝１．９６°＜θ＜β＝３７°である。

なお、円周方向延設部１６の板厚は、保持器素材である環状鋼板の板厚であり、この板厚をｔとすると、ｔ／ＤＷ＜１／２であることが好ましい。

図４を参照して、折曲げ延設部１５と円周方向延設部１６との形成について説明する。図４（ａ）は、保持器素材の平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）の保持器素材に窓孔を打ち抜き成形した場合の平面図である。なお、図４においては、保持器の外周側端縁および内周側端縁を直線状に示すが実際のそれら端縁は平面視円周状端縁である。

保持器１０の製造工程には、当該保持器１０の軸方向幅を有する帯状鋼板であるワークに窓孔を打ち抜き形成する窓孔抜き工程、このワークを定寸に切断する切断工程、切断したワークを湾曲あるいは丸めるための湾曲（円環形成）加工工程、湾曲加工工程により円環状に成形されたワークの両端部を溶接等で接合するための接合工程、両端部を繋いだ円環状部材の真円度を上げるための円環矯正をする矯正工程、等を有する。

実施の形態においては、上記窓孔抜き工程において、図４（ａ）で示すように、ワーク３０に対して、窓孔形成領域Ａと柱部形成領域Ｂとをその長手方向に交互に設定し、窓孔形成領域Ａには、さらに、仮想線で示すように、折曲げ延設部形成領域３１、円周方向延設部形成領域３２、穴あけ領域３３，３４、切れ目入れ箇所３５を設定している。そして、プレス加工により、穴あけ領域３３，３４に穴あけし、切れ目入れ箇所３５に切れ目を付け、円周方向延設部形成領域３２は、そのまま残し、折曲げ延設部形成領域３１を上記折曲げ角度θで内径方向に折曲げる。これによって、図１に示す保持器１０を製造することができる。

なお、保持器作製のための窓孔抜き形状としては、図５の平面図に示すように、折り曲げ延設部１５の軸方向端縁部１５ａと円周方向延設部１６との間に隙間１７を設けた構造としてもよい。

以上の構成を備えた本実施の形態の保持器１０においては、折曲げ延設部１５により、ころ１４の径方向内側への抜け落ちを防止できる一方、円周方向延設部１６により、ころ１４の径方向外側への抜け出しを防止できる。このような折曲げ延設部１５と円周方向延設部１６は、プレス加工により一度に形成することができるので、従来のようにかしめによりころ止め用爪を形成する必要がなくなり、製造工数が大幅に削減化され、その量産コストを低減することができる。実施の形態の保持器１０においては、上記のように構成が簡素でありながら、ころ保持機能としては、従来の複雑な構成の保持器と同等程度に維持することができるうえ、環状鋼板一枚物製であるから軽量化を図ることもできる。

（他の実施の形態）
図６は、本発明の他の実施の形態に係るラジアルタイプの保持器の窓孔近傍を拡大して示す図であり、この実施の形態の保持器１０においては、ころ軸受の内輪４０にガイドされる内径ガイドであり、窓孔１３の両辺が二つの柱部１２の円周方向に対向する両内面により画定され、両柱部１２の柱中央部には互いの方向に向けて延設しつつ円周方向斜め向きに折曲げてなる折曲げ延設部１５が設けられ、両柱部の柱端部には折曲げ延設部１５の折曲げ起点より互いの方向に向けて円周方向に延設された円周方向延設部１６が設けられ、折曲げ延設部１５は、ころ１４の半径方向外側に接線状ないしは端部エッジにて接触可能に保持し、円周方向延設部１６は、その端部エッジでころ１４の半径方向内側を接触可能に保持するようになっている。

（さらに他の実施の形態）
図７は、本発明のさらに他の実施の形態に係るスラストころ軸受用保持器の平面図であり、図８は図７のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。実施の形態のスラストころ軸受用保持器１０においては、軌道輪５０にガイドされる軌道輪ガイドであり、窓孔１３の円周方向両辺を構成する両柱部１２内面の柱中央部に、軌道輪５０とは反対の方向に上述と同様の所定の折曲げ角度θで折曲げてなる折曲げ延設部１５が設けられ、両柱部１２の柱端部に、折曲げ延設部１５の折曲げ起点１５ｃより円周方向に延びる円周方向延設部１６が設けられ、折曲げ延設部１５は、ころ１４の軸方向一半側を保持し、円周方向延設部１６は、ころ１４の軸方向他半側を保持するようになっている。

なお、本発明は、上記実施の形態以外にも、特許請求の範囲に記載した範囲内で種々に変更して実施することができる。

本発明の実施の形態に係る保持器の外観を示す斜視図である。図１の窓孔近傍の拡大断面図である。図１の保持器の折曲げ延設部の折曲げ角度の説明に供する図である。図１の保持器の製造工程の説明に供する図である。図４に示す製造工程とは別の打ち抜き加工された保持器の状態を示す概略拡大平面図である。本発明の他の実施の形態に係る保持器の断面図である。本発明の更に他の実施の形態に係る保持器の平面図である。図７のＣ−Ｃ線に沿う拡大断面図である。

符号の説明

１０ころ軸受用保持器
１１円環状リブ部
１２柱部
１３窓孔
１４ころ
１５折曲げ延設部
１６円周方向延設部

Claims

ころ保持用の窓孔の両辺が円周方向で対向する二つの柱部内面により構成されるころ軸受用保持器であって、両柱部内面側の柱中央部に窓孔に向けて所定の折曲げ角度をなして延びてころの一半側を接触可能に保持する折曲げ延設部と、両柱部内面側の柱端部に上記折曲げ延設部の折曲げ起点から窓孔に向けて円周方向に延びてころの他半側を接触可能に保持する円周方向延設部と、を具備したことを特徴とするころ軸受用保持器。