JP2006144839A - ころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 一定のスペース内で大きな負荷容量を得ることができ、かつ保持器の強度の向上が図れるころ軸受を提供する。
【解決手段】 それぞれ円周方向に並ぶ複数のポケット４を有するリング状に形成された内外２つの保持器１３，２３と、これら２つの保持器１３，２３のポケット４に渡って保持された複数のころ２とを備える。内側の保持器１３は、各ポケット４間の柱部５が各ころ２間で前記ころ２を内径側から保持し、また柱部５の外径がころ配列のピッチ円直径ＰＣＤよりも小径である。外側の保持器２３は、各ポケット４間の柱部５が各ころ２間で前記ころ２を外径側から保持し、前記柱部５の内径がころ配列のピッチ円直径ＰＣＤよりも大径である。外側の保持器１３および内側の保持器２３の一方を金属製とし、他方を合成樹脂製とする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、一定のスペース内で大きな負荷容量が必要な用途、例えばエンジンのコンロッド大小端の軸受、トランスミッション用軸受、カーエアコン用軸受、シートリクライニング用軸受、減速機用軸受等の用途に適用されるころ軸受に関する。

従来、内外輪を有せず、ころが軸受使用機器の内径面および軸外径面に直接に転接するころ軸受、いわゆる保持器付きころが用いられている。この種のころ軸受の保持器としては、機器への未組込み状態でころが脱落することを防止するために、ピッチ円よりも内側の環状部分、およびピッチ円よりも外側の環状部分を持つ断面Ｍ字形のものが一般に使用されている。
しかし、このＭ字形の保持器は、ころ間の間隔が最も狭くなるピッチ円上に保持器の柱部が存在するため、一定のスペース内で組み込み可能なころ本数を増加させて行くと、ポケット間の柱部の幅寸法が小さくなり、加工上の限界が出て来るだけでなく、保持器強度も低下する。

このような課題を解消するものとして、保持器をピッチ円よりも外側および内側にそれぞれ位置する外方部材および内方部材からなる２つの部材で構成したものが提案されている（特許文献１）。この例によると、ころ間の間隔が最も狭くなるピッチ円上に保持器の柱部が存在しないため、従来のＭ字形保持器に対して、ころのピッチを狭め、ころの組み込み個数を増大することができる。
この提案例に対して、内方部材の円周方向の１箇所に割り部を設けることで、内方部材の組立性の向上を狙ったものも提案されている（特許文献２）。

また、本出願人は、合成樹脂からなる内外２つの保持器を有し、保持器の円周方向の複数箇所に一側縁から他側縁まで切り欠かれた形状のスリットを設けたころ軸受を先に提案した（特願２００４−０６４４８０号）。
特開２０００−１７９５４４号公報 特開２００３−１６６５４０号公報

特許文献１に示される外方部材および内方部材からなる保持器を用いたものは、外側保持器のポケット間の柱部の断面形状が矩形状とされている。そのため、ころ配列のピッチをさらに狭めて負荷容量を増大しようとした場合に、板厚を厚くすることができず、保持器強度が小さいという課題がある。
特許文献２に示されるもの、つまり内方部材の円周方向の１箇所に割り部を設けたものは、保持器を合成樹脂製とする場合に、射出成形が採用できず、製作が困難である。すなわち、円周上の１箇所に割り部があることにより、保持器の真円度が悪くなるため、射出成形が行えない。そのため、割り部無しに射出成形した後に、一つの割り部を機械加工による切断で加工するが、その切断工程が増えるため、コスト高になる。
また、内方部材の割り部の両側の端部を重ね合わせて、ころ内接円径よりも小さくして組立なければならない。その後、割り部を噛み合わせて行かないと、元の径に戻らない。このため、保持器の材質の持つ弾性だけでは組立ができず、組立性が悪い。

この発明の目的は、一定のスペース内で大きな負荷容量を得ることができ、かつ保持器の強度の向上が図れるころ軸受を提供することである。
この発明の他の目的は、組立性を向上させることである。

この発明のころ軸受は、それぞれ円周方向に並ぶ複数のポケットを有するリング状に形成された内外２つの保持器と、これら２つの保持器のポケットに渡って保持された複数のころとを備える。内側の保持器は、各ポケット間の柱部が各ころ間で前記ころを内径側から保持し、前記柱部の外径がころ配列のピッチ円直径よりも小径である。外側の保持器は、各ポケット間の柱部が各ころ間で前記ころを外径側から保持し、前記柱部の内径がころ配列のピッチ円直径よりも大径である。前記外側の保持器は金属製とし、内側の保持器は合成樹脂製とする。
内外の保持器の材質は、上記とは逆に、外側の保持器を合成樹脂製とし、内側の保持器を金属製としても良い。

この構成によると、内外２つの保持器を設けたため、軌道輪を有しない保持器付きのころ軸受でありながら、機器への未組込み状態でころが非脱落形式のころ軸受とできる。この場合に、内外の保持器の柱部がころを内径側および外径側から保持するものであり、その内側の保持器の柱部の外径をころ配列のピッチ円直径よりも小径とし、外側の保持器の柱部の内径をころ配列のピッチ円直径よりも大径としたため、保持器柱部がころ配列のピッチ円直径上に存在しないものとすることができる。そのため、柱部によってころの配列間隔が広がらず、保持器を用いてころ非脱落形式としながら、総ころ形式と同程度のころ本数を有するものとでき、同じ断面高さの従来の外輪付きころ軸受に比べて、より大きな負荷容量を付与できる。そのため、軸受組立時に脱落防止スリーブを用いることなく少ない工数で組立が可能となる等、総ころ形式の各種の課題を解消することができる。
また、外側または内側のいずれか一方の保持器を金属製としたため、内外両方の保持器を合成樹脂製としたものと比べ、保持器の強度が向上する。他方の保持器については合成樹脂製とするため、一方の保持器が金属製であっても、合成樹脂製側の保持器にある程度の弾性が得られるため、その弾性変形を利用し、ころを容易に組み込むことができる。

外側の保持器を金属製とし、内側の保持器を合成樹脂製とした場合に、その合成樹脂製の内側の保持器の円周方向の複数箇所に、この保持器の一側縁から他側縁の近傍まで切り欠かれた形状のスリットを設けても良い。
また、外側の保持器を合成樹脂製とし、内側の保持器を金属製とした場合に、その合成樹脂製の外側の保持器の円周方向の複数箇所に、この保持器の一側縁から他側縁の近傍まで切り欠かれた形状のスリットを設けても良い。
このように、合成樹脂製とした保持器に、その一側縁から他側縁の近傍まで切り欠かれた形状のスリットを円周方向の複数箇所に設けた場合は、組立時にその合成樹脂製の保持器の拡径または縮径が容易となり、ころ配列の内外に保持器を容易に挿入することができる。

前記スリットは、ころを保持するポケットを兼ねるものであっても良い。換言すれば、保持器の側縁のリング状部に、ポケットの箇所で除去部分を設け、その除去部分とポケットとで上記スリットが構成されたものであっても良い。
スリット内にもころを配置することで、スリットを設けながら、ころ本数を増やすことができ、ころ軸受の負荷容量を膨大させることができる。

前記スリットは、保持器の片側の幅面のみに設けても良い。また、スリットは、保持器の両側の幅面に設けても良い。いずれの場合も、前記スリットの円周方向の位置は、等間隔であっても、また非等間隔であっても良い。両側の幅面にスリットを設ける場合に、両側のスリットを、互いに交互に配置しても良く、また交互にならないように配置しても良い。

前記のように、内側の保持器の円周方向の複数箇所に、この保持器の一側縁から他側縁の近傍まで切り欠かれた形状のスリットを設けた場合に、前記スリットが設けられた内側の保持器の前記スリットを除く円弧状の円周部分を繋ぎ合わせたと仮定したリング状体の外径寸法が、ころ配列の内接円径よりも小さくなるように、スリットの円周方向幅およびスリットの個数を設定しても良い。
このようにスリットの円周方向幅およびスリットの個数を設定することにより、ころを所定位置に配列した後に、保持器をそのスリットの開口端側からころ配列の内側へ、保持器の挿入側部分を縮径させながら挿入する作業を容易に行うことができ、組立性がさらに向上する。

この発明において、合成樹脂製の保持器の外径または内径の縁部を、テーパー状または断面円弧状の先狭まり形状としても良い。このとき内側の保持器が合成樹脂製である場合は、外径側の縁部を先狭まり形状とし、外側の保持器が合成樹脂製である場合は、内径側の縁部を先狭まり形状とする。
先狭まり形状とすることにより、組立時のころ配列の内側への保持器の挿入をより円滑に行うことができ、組立性がさらに向上する。

この発明において、内側の保持器の柱部の横断面形状を、外径部が外径側へ先狭まりとなる形状としても良い。 また、外側の保持器の柱部の横断面形状を、長方形または内径部が内径側へ先狭まりとなる形状としても良い。
ころ配列における隣合うころ間の隙間は、ピッチ円側が次第に大きくなる三角形状の隙間となる。したがって、柱部の横断面形状を、ころ配列のピッチ円側がテーパ状または断面円弧状の先狭まり形状とすることで、ころ間の間隔を広げることなく柱部の断面積を大きくすることができる。つまり、内側の保持器の柱部の場合は、外径部が外径側へ先狭まりとなる断面形状に、また外側の保持器の柱部の場合は内径部が内径側へ先狭まりとなる断面形状とすることで、柱部の断面積を大きくでき、強度向上が図れる。しかし、柱部の幅が最も広がる部分については、ころ表面に沿って広げずに、略一定幅としてころ表面と柱部表面との隙間を広げることにより、潤滑油の流れが阻害されることを回避でき、潤滑性の低下を防止できる。外側の保持器の柱部の横断面形状を長方形とすると、金属製の溶接保持器を適用することが容易となる。

この発明において、内側の保持器の内径寸法は、ころ配列の内接円径よりも０．１mm以上大きくしても良い。
内側の保持器の内径寸法が、ころ配列の内接円径よりも０．１mm以上大きければ、ころが転接する軸に対して、保持器が強く接することがなく、保持器によって摩擦トルクが増大することが回避される。

外側の保持器の外径寸法については、ころ配列の内接円径よりも０．１mm以上小さくしても良い。
外側の保持器の外径寸法が、ころ配列の内接円径よりも０．１mm以上小さければ、ころが転接する相手機器の内径面に対して、保持器が強く接することがなく、保持器によって摩擦トルクが増大することが回避される。

この発明において、前記金属製の保持器の柱部におけるころと対向する角部に、面取り形状の塑性加工部を設けても良い。この塑性加工は、「面押し」等と呼ばれる。
柱部におけるころと対向する角部が面取り形状に形成されていると、面取り形状により凹む部分内にころが進入する分だけ、金属製の保持器の板厚を厚くすることができる。そのため、保持器の強度をより強めることができる。また、この面取り形状とする加工が塑性加工であると、切削等の機械加工に比べて簡単に加工でき、削り屑等の発生の問題も生じない。

この発明において、前記金属製の保持器は、帯板を丸めて両端を溶接したものであっても良い。帯板を丸めて両端を溶接したものであると、製造が容易である。
前記金属製の保持器は、削り出し加工により製作されたものであっても良い。削り出し加工の場合は、精度良く保持器を製作することができる。
前記金属製の保持器は、プレス加工により製作されたものであっても良い。プレス加工によると、保持器の生産性に優れる。

この発明において、前記樹脂製の保持器は射出成形により製作されたものであっても良い。射出成形によると、生産性に優れる。
前記樹脂製の保持器は削り出し加工により製作されたものであっても良い。削り出し加工の場合は、複雑な形状であっても生産可能となる。

この発明において、ころ本数を総ころ形式と同じか、または２本以下の本数だけ少なくしても良い。
この発明によると、内外の保持器の柱部がころを内径側および外径側から保持するものであり、その内側の保持器柱部の外径をころ配列のピッチ円直径よりも小径とし、外側の保持器柱部の内径をころ配列のピッチ円直径よりも大径としたため、保持器を用いてころ非脱落形式としながら、総ころ形式と同程度のころ本数を有するものとできる。例えば、ころ本数を総ころ形式と同じか、または２本以下の本数だけ少ないものとでき、これにより負荷容量を確保しながら、非脱落形式とできる。

この発明における第１のころ軸受の組立方法は、前記内側の保持器が、片側のみに前記スリットを有するものであるころ軸受を組み立てる方法であって、外側の保持器の内周にころを配列した後、前記内側の保持器をころ配列の内側へ軸方向に挿入する。この挿入作業は、内径面が円すい状面となった拡縮可能な治具により保持器の挿入部分を縮径させながら、押し込み治具で押し込むことにより行い、この挿入後、保持器を材質の持つ弾性で元の径に復元させる。
この方法によると、内径面が円すい状面となった拡縮可能な治具により保持器の挿入部分を縮径させながら、押し込み治具で押し込むため、保持器が片方のみにスリットを有するものであっても、保持器をころ配列の内側へ挿入することが容易に行える。また、この挿入時に保持器に無理な荷重が作用せず、挿入時の変形に伴う精度の低下が防止され、組立性の向上および精度向上が得られる。また、組立の自動化も可能となる。

この発明における第２のころ軸受の組立方法は、内側の保持器が、両側に前記スリットを有するものであるころ軸受を組み立てる方法であって、外側の保持器の内周にころを配列した後、前記内側の保持器をころ配列の内側へ軸方向に挿入する。この挿入作業は、内径面が円すい状面となった案内治具内に押し込むことにより、内径側保持器を縮径させながら行い、この挿入後、保持器を材質の持つ弾性で元の径に復元させる。
この方法の場合、コレットチャックのような拡縮可能な治具を用いることなく、保持器を上記した案内治具内に押し込むだけで、ころ軸受を組み立てることができる。この場合に、保持器の撓み変形が少なく、変形に伴う精度低下を防止でき、組立性の向上および精度の向上を図ることができる。また、保持器は両側にスリットを有することから、保持器の組み込みの方向性を無くすことができ、より一層組立性が向上する。さらに、組立の自動化を簡単な装置で行うことができる。

この発明における第３のころ軸受の組立方法は、前記外側の保持器が、片側のみに前記スリットを有するものであるころ軸受を組み立てる方法であって、内側の保持器の外周にころを配列した後、前記外側の保持器をころ配列の外側へ軸方向に挿入する。この挿入作業は、外径面が円すい状面となった拡縮可能な治具により保持器の挿入部分を拡径させながら、押し込み治具で押し込むことにより行い、この挿入後、保持器を材質の持つ弾性で元の径に復元させる。
この方法の場合、外径面が円すい状面となった拡縮可能な治具により保持器の挿入部分を拡径させながら、押し込み治具で押し込むことにより行うため、保持器が片方のみにスリットを有するものであっても、保持器をころ配列の外側へ挿入することが容易に行える。また、この挿入時に保持器に無理な荷重が作用せず、挿入時の変形に伴う精度の低下が防止され、組立性の向上および精度向上が得られる。また、組立の自動化も可能となる。

この発明における第４のころ軸受の組立方法は、前記外側の保持器が、両側に前記スリットを有するものであるころ軸受を組み立てる方法であって、内側の保持器の外周にころを配列した後、前記外側の保持器をころ配列の外側へ軸方向に挿入する。この挿入作業は外径面が円すい状面となった案内治具に押し込むことにより、外径側保持器を拡径させながら行い、この挿入後、保持器を材質の持つ弾性で元の径に復元させる。
この方法の場合、コレットチャックのような拡縮可能な治具を用いることなく、保持器を上記した案内治具内に押し込むだけで、ころ軸受を組み立てることができる。この場合に、保持器の撓み変形が少なく、変形に伴う精度低下を防止でき、組立性の向上および精度の向上を図ることができる。また、保持器は両側にスリットを有することから、保持器の組み込みの方向性を無くすことができ、より一層組立性が向上する。さらに、組立の自動化を簡単な装置で行うことができる。

この発明のころ軸受は、それぞれ円周方向に並ぶ複数のポケットを有するリング状に形成された内外２つの保持器と、これら２つの保持器のポケットに渡って保持された複数のころとを備え、内側の保持器は、各ポケット間の柱部が各ころ間で前記ころを内径側から保持し、前記柱部の外径がころ配列のピッチ円直径よりも小径であり、外側の保持器は、各ポケット間の柱部が各ころ間で前記ころを外径側から保持し、前記柱部の内径がころ配列のピッチ円直径よりも大径であり、前記内外の一方の保持器を金属製とし、他方の保持器を合成樹脂製としたため、一定のスペース内で大きな負荷容量を得ることができ、かつ保持器の強度の向上が図れる。
上記合成樹脂性の保持器に、この保持器の一側縁から他側縁の近傍まで切り欠かれた形状のスリットを設けた場合は、組立性が向上する。

この発明の第１の実施形態を図１と共に説明する。このころ軸受は、内外２つの保持器１３，２３と、これら２つの保持器１３，２３のポケット４に渡って保持された複数のころ２とを備える。内外のいずれの保持器１３，２３も、円周方向に並ぶ複数のポケット４を有するリング状に形成されたものである。内側の保持器１３は、各ポケット４間の柱部５が各ころ２間でころ２を内径側から保持するものとする。外側の保持器３は、各ポケット４間の柱部５が各ころ２間でころ２を外径側から保持するものとする。外側の保持器２３は金属製とされ、内側の保持器１３は合成樹脂製とされている。

金属製の保持器である外側の保持器２３は、帯板を丸めて両端を溶接したものであっても良く、また削り出し加工により製作されたものや、プレス加工により製作されたものであっても良い。帯板を丸めて両端を溶接したものであると製造が容易である。削り出し加工の場合は、精度良く保持器を製作することができる。プレス加工によると、保持器の生産性に優れる。

内側の保持器１３は、ポリアミド（例えばＰＡ６６，ＰＡ４６）、またはポリアセタール等の弾性変形が可能な合成樹脂製とされている。保持器１３は、これらの合成樹脂を、非強化の状態、あるいはカーボンファイバやグラスファイバ等の強化繊維を３０％以下添加した状態のものとして使用することにより、軸受寸法や軸受用途等に応じた適度の強度と柔軟性を持たせたものとしてある。合成樹脂製とした内側の保持器１３は、例えば射出成形により製作されたものとされる。射出成形によると、生産性に優れる。また、この合成樹脂製とした内側の保持器１３は、合成樹脂の素材から削り出し加工により製作されたものであっても良い。削り出し加工の場合は複雑な形状であっても生産可能となる。

内外の保持器１３，２３は、幅方向の両端がリング状部６とされ、両側のリング状部６の間に柱部５を円周方向に等間隔で複数設けたものである。各柱部５の間の空間がころ２の入るポケット４となる。

図１（Ｂ）に示すように、内側の保持器１３の内径寸法ｄ１３ｉは、ころ配列の内接円径の最大径ｄ２ｉよりも０．１mm以上大きくする。この０．１mmの寸法は、軸受サイズにかかわらず、この値以上であることが好ましい。保持器１３の柱部５の並びの外径寸法ｄ１３ｏは、ころ配列のピッチ円直径ＰＣＤよりも小さくする。例えば、ピッチ円直径ＰＣＤよりも０．１mm以上小さくする。このピッチ円直径ＰＣＤよりも小さくする寸法は、軸受寸法等に応じて設計される所定割合以上としても良い。保持器１３の柱部５の太さＢは、ころ径の１５〜３０％とすることが好ましい。

外側の保持器２３の外径寸法ｄ３ｏは、ころ配列の外接円径の最小径ｄ２ｏよりも０．１mm以上小さくする。この０．１mmの寸法は、軸受サイズにかかわらず、この値以上であることが好ましい。保持器３の柱部５の並びの内径寸法ｄ３ｉは、ころ配列のピッチ円直径ＰＣＤよりも大きくする。例えば、ピッチ円直径ＰＣＤよりも０．１mm以上大きくする。このピッチ円直径ＰＣＤよりも大きくする寸法は、軸受寸法等に応じて設計される所定割合以上としても良い。

内側の保持器１３の柱部５の断面形状は、略三角形状とされる。具体的には、内側の保持器１３の柱部５の横断面形状は、例えば最内径部５ｃが略一定幅の部分とされ、この最内径部よりも外径側の部分５ｄが外径側へ先狭まりとなる形状とされる。外径側の部分５ｄの先端部は、例えば角部または全体が円弧状に丸められた形状とされている。外側の保持器３の柱部５の横断面形状は、四角形あるいは五角形の形状とされている。これら内外の保持器１３，２３における柱部５の断面形状の変形例は、後に図６ないし図８と共に説明する。

この構成のころ軸受によると、ころ２を内外の保持器１３，２３で保持するようにしたため、軌道輪を有しない保持器付きころ軸受でありながら、機器への未組込み状態でころ２が脱落しない非脱落形式のころ軸受とできる。内外の保持器１３，２３は、柱部５がころ２を内径側および外径側から保持するものであり、その内側の保持器１３の柱部５の外径ｄ１３ｏをころ配列のピッチ円直径ＰＣＤよりも小径とし、外側の保持器３の柱部５の内径ｄ３ｉをころ配列のピッチ円直径ＰＣＤよりも大径としたため、保持器３，１３の各柱部５がころ配列のピッチ円直径ＰＣＤ上に存在しないものとすることができる。そのため、柱部５によってころ２の配列間隔が広がらず、保持器１３，２３を用いてころ非脱落形式としながら、総ころ形式と同じか２本以下の本数だけ少い程度のものとでき、より大きな負荷容量を付与できる。そのため、軸受組立時に脱落防止スリーブを用いることなく、少ない工数で組立が可能となる等、総ころ形式の各種の課題を解消することができる。

また、外側の保持器２３を金属製としたため、内外両方の保持器１３，２３を合成樹脂製としたものと比べ、組合せ型の保持器としての強度が向上する。内側の保持器１３については合成樹脂製とするため、外側の保持器２３が金属製であっても、合成樹脂製側の保持器１３にある程度の弾性が得られるため、その弾性変形を利用し、ころを容易に組み込むことができる。

このころ軸受は、保持器付きであるため、総ころ形式のころ軸受と比べて次の各利点が得られる。
・平面の端面のころ２を使用した軸受においても、非脱落とすることができる。
・平面の端面のころ２を使用できるため、限られた幅寸法の中でも、ころ有効長さを最大限に設定できる。
・熱固化性のグリース充填タイプの場合のような潤滑剤の種類の制限がなく、潤滑剤を自由に選ぶことができる。
・組立が従来の非脱落総ころ軸受よりも容易である。
・ユーザの取扱が脱落タイプの総ころ軸受よりも容易である。

この実施形態のころ軸受の場合、さらに次の利点が得られる。
・外側の保持器３の外径寸法ｄ３ｏを、ころ配列の外接円径ｄ２ｏの最小径よりも０．１mm以上小さくしたため、軸受箱と保持器３との間に０．１mm以上の隙間が生じる。そのため、軸受箱に保持器３が強く接触することがなく、保持器３によって摩擦トルクが増大することが回避される。
・内側の保持器１３の内径寸法ｄ１３ｉを、ころ配列の内接円径ｄ２ｉの最大径よりも０．１mm以上大きくしたため、軸と保持器１３との間に０．１mm以上の隙間が生じる。そのため、軸に保持器１３が強く接触することがなく、保持器１３によって摩擦トルクが増大することが回避される。

また、外側の保持器３の上記柱部５の並びの内径寸法ｄ３ｉは、ころ配列のピッチ円直径ＰＣＤよりも大きくし、その大きくする程度を、ピッチ円直径ＰＣＤよりも０．１mm以上としたため、ころ配列の間隔を広げる必要がなく、また柱部５の横断面における最内径部の幅が薄くなりすぎて強度不足になることが回避される。
内側の保持器１３の柱部５の並びの外径寸法ｄ１３ｏは、ころ配列のピッチ円直径ＰＣＤよりも小さくし、例えばピッチ円直径ＰＣＤよりも０．１mm以上と小さくしたため、ころ配列の間隔を広げる必要がなく、また柱部５の横断面における最外径部の幅が薄くなりすぎて強度不足になることが回避される。

さらに、内側の保持器１３の柱部５の横断面形状は、最内径部５ｃが略一定幅の部分とされ、この最内径部５ｃよりも外径側の部分５ｄが外径側へ先狭まりとなる形状としたため、ころ２の間の間隔を広げることなく柱部５の断面積を大きくでき、かつ潤滑性にも優れる。すなわち、ころ配列における隣合うころ２の間の隙間は、内径側が次第に大きくなる三角形状の隙間となるため、ころ２間の間隔を広げることなく柱部５の断面積を大きくするには、柱部５を外径側へ先狭まりとなる三角形状の断面形状とすることが好ましい。しかし、柱部５の幅が最も広がる最内径部５ｃは、ころ表面に沿って広げずに、略一定としてころ表面と柱部表面との隙間を広げることにより、潤滑油の流れの阻害が回避でき、潤滑性の低下が防止できる。また、柱部５に無駄部分が生じず、樹脂材料が節減される。

次に、図２以降の各図と共に、各実施形態について説明する。これら各実施形態において、特に説明した事項の他は、図１に示す第１の実施形態と同様である。

図２に示すように、合成樹脂製とした内側の保持器１３は、その外径側の縁部１３ｅをテーパー状または断面円弧状の先狭まり形状としても良い。このような先狭まり形状とすることにより、組立時のころ配列の内側への内側保持器１３の挿入を、より円滑に行うことができ、組立性がさらに向上する。

図３に示すように、内外の保持器１３，２３のうち、内側の保持器１３を金属製とし、外側の保持器２３を合成樹脂製としても良い。その場合も、内外の保持器１３，２３を共に合成樹脂製としたものに比べて、組合せ型の保持器全体としての保持器強度が向上する。また、内側の保持器１３が金属製であっても、外側の保持器２３が合成樹脂製であるため、その弾性変形を利用し、ころ２を容易に組み込むことができる。

外側の保持器２３が合成樹脂製である場合は、この外側の保持器２３の内径側の縁部２３ｅを、同図のように先狭まり形状としても良い。これにより、図２の例と同様に、組立時のころ配列の外側への外側保持器２３の挿入を、より円滑に行うことができ、組立性がさらに向上する。

図４の実施形態は、図１の実施形態と同様に、外側の保持器２３を金属製としたころ軸受において、外側の保持器２３が、両側に鍔部２３ｆを有するものとしてある。鍔部２３ｆの内径は、ピッチ円直径ＰＣＤよりも小さくされている。内側の保持器１３は合成樹脂製とされ、外径側の縁部１３ｅがテーパー状または断面円弧状の先狭まり形状とされている。
このように、金属製とした保持器２３に鍔部２３ｆを設けた場合、保持器２３の強度がさらに向上する。また、ころ軸受の側縁に干渉物があるような場合でも、鍔部２３ｆで接するため、噛み込み等の支障が生じることが回避される。

図５に示す実施形態は、図４の例とは逆に、内側の保持器１３を金属製としたころ軸受において、内側の保持器２３が両側に鍔部１３ｆを有するものとしてある。鍔部１３ｆの外径はピッチ円直径ＰＣＤよりも大きくされている。外側の保持器２３は合成樹脂製とされ、内径側の縁部２３ｅがテーパー状または断面円弧状の先狭まり形状とされている。

図６（Ａ）の実施形態は、図１に示す第１の実施形態において、その金属製とされた外側の保持器２３の柱部５におけるころ２と対向する角部に、面取り形状の塑性加工部２３ｇを設けたものである。この塑性加工は、「面押し」等と呼ばれる加工であり、角部を平面の金型で押し付けることにより、面取り形状の平坦面を加工するものである。
この実施形態のように、柱部５におけるころ２と対向する角部が面取り形状に形成されていると、保持器１３の板厚ｔ_A を厚くすることができる。すなわち、このような面取り形状部分を有しない例（図６（Ｂ））の板厚ｔ_B と比べてわかるように、面取り形状により凹む部分内にころ２が進入する分だけ、金属製の保持器１３の板厚ｔ_A を厚くすることができる。そのため、保持器２３の強度をより強めることができる。また、この面取り形状とする加工が塑性加工であるため、切削等の機械加工に比べて簡単に加工でき、削り屑等の発生の問題も生じない。

図７（Ａ）に示すように、内側の保持器１３を金属製とした場合は、この内側の保持器１３の柱部５におけるころ２と対向する角部に、面取り形状の塑性加工部１３ｇを設けても良い。この場合も、前記と同様に、内側の保持器１３の板厚ｔ_C を、図７（Ｂ）の例のように面取り形状部分を有しない例の板厚ｔ_D と比べて厚くすることができる。

なお、上記各実施形態のうち、内側の保持器１３を合成樹脂製としたものにおいて、その柱部５の断面形状を図８（Ａ）〜（Ｃ）の各図に示すものとしても良い。
図８（Ａ）の柱部５の横断面形状は、最内径部５ａが略一定幅の部分とされ、この最内径部よりも外径側の部分５ｂが、外径側へ先狭まりとなる形状とされている。外径側の部分５ｂの先端部は、例えば角部または全体が円弧状に丸められた形状とされている。外径側部分５ｂの側面５ｂａは、横断面が直線状となる形状とされている。
外径側部分５ｂの側面５ｂａは、図８（Ｂ）のようなころ２の外径面に略応じた凹曲面形状としても、また図８（Ｃ）のような凸曲面形状としても良い。
また、柱部５の最内径部５ａは、必ずしも断面形状が略一定幅でなくても良く、例えば両側縁が円弧状に湾曲していて最内径部５ａにおける中間部分が最も突出する形状や、また内径側の柱幅が狭まる形状であっても良い。

図９は、この発明におけるさらに他の実施形態を示す。この実施形態のころ軸受は、図１に示す第１の実施形態において、合成樹脂製である内側の保持器１３の円周方向の複数箇所に、この保持器１３の一側縁から他側縁の近傍まで切り欠かれた形状のスリット７を設けたものである。

図１０に示す実施形態は、図９の例とは逆に、内側の保持器１３を金属製とし、外側の保持器２３を合成樹脂製としたころ軸受において、その合成樹脂製である外側の保持器２３の円周方向の複数箇所に、この保持器２３の一側縁から他側縁の近傍まで切り欠かれた形状のスリット７を設けたものである。

スリット７の形状は、例えば図１１（Ａ）〜（Ｄ）に示すスリット７、またはスリット７Ａの形状とされる。なお、同図は、図９の実施形態における内側の保持器１３におけるスリット７の形状例であるが、図１０に示す外側の保持器２３におけるスリット７においても、図１１（Ａ）〜（Ｄ）の形状が採用できる。

図１１（Ａ）は、スリット７が、一側縁（図中の左側）から切り欠かれたもののみである保持器３の例を示す。
図１１（Ｂ）は、スリット７に、一側縁から切り欠かれたものと、他側縁から切り欠かれたものとがあって、両側のスリット７が円周方向に千鳥状に並ぶように設けられた保持器３の例を示す。
図１１（Ｃ）は、スリット７，７Ａが一側縁から切りかかれたもののみの例であるが、２種類のスリット７，７Ａを有している。その一つの種類のスリット７は、リング状部６における隣合う柱部５間の部分の略全体を除去した部分とポケットを兼用する部分とでスリット７とされる。他の一つの種類のスリット７Ａは、リング状部６における隣合う柱部５間の部分の一部６ａを除去した部分とポケットを兼用する部分とで構成される。２種類のスリット７，７Ａは、円周方向に交互に設けられている。
図１１（Ｄ）は、図１１（Ｂ）と同様に、一側縁から切り欠かれたスリット７と他側縁から切り欠かれたスリット７とを、円周方向に千鳥状に並べた保持器３の例であるが、この場合には専用のポケット４を省略して、一側縁から切り欠かれたスリット７と、他側縁から切り欠かれたスリット７とが円周方向に交互に並ぶようにされている。

図１１（Ａ），（Ｂ），（Ｄ）の例の保持器３は、いずれもリング状部６における隣合う柱部５間の部分の略全体を除去した部分と、隣合う柱部５間のポケットを兼用する部分とでスリット７が構成される。
また、図１１（Ａ），（Ｂ）の各例は、いずれもポケット４とスリット７とが交互に形成されていて、柱部５は、ポケット４とポケットを兼用するスリット７との間に設けられたものとされている。
図１１（Ｃ）の例では、スリット７Ａは複数個のポケット４の並びを開けて設けられ、柱部５は、ポケット４とポケットを兼用するスリット７との間に設けられたものの他に、同図では図示が省略されているが、専用のポケット４が隣合う部分にも設けられている。図１１（Ａ），（Ｂ）の例においても、スリット７は複数個のポケット４の並びを開けて設けられたものとしても良い。
柱部５の断面形状は、ポケット４とスリット７の間のものと、隣合う専用のポケット４間のものとのいずれも、図１（Ｂ）と共に前述した形状とされる。

図１２は、上記各保持器１３でころ２が保持された状態を示す。図１２（Ａ）は片側のみにスリット７を有する保持器１３（図１１（Ａ）の例）を用いた場合を示し、ここではポケット４だけでなく、スリット７内にもころ２が配置されている。これにより、ころ軸受の負荷容量を増大させることができる。図１２（Ｂ）は両側にスリット７を有する保持器１３（図１１（Ｂ）の例）を用いた場合を示し、この場合もポケット４だけでなく、スリット７内にもころ２が配置されている。図１２（Ｃ）はスリット７だけの保持器１３（図１１（Ｄ）の例）を用いた場合を示し、この場合は全てのスリット７内にころ２が配置されている。

これら図１１，図１２の各例の保持器１３（２３）を有するころ軸受によると、保持器１３（２３）の円周方向の複数箇所に、保持器１３（２３）の一側縁から他側縁の近傍まで切り欠かれた形状のスリット７，７Ａを設けたので、組立時に保持器１３（２３）の挿入側部分を縮径（拡径）させながら挿入することができる。そのため、保持器１３（２３）をその材質の弾性域内で変形させることができて、保持器１３（２３）の撓み変形が少なく、変形に伴う精度低下を防止でき、組立性の向上および精度向上を図ることができる。なお、内径側の保持器１３は縮径させて組立て、外径側の保持器２３は拡径させて組立てる。

図１３は、内側の保持器１３のスリット７（７Ａ）が切り欠かれた一側縁側を、縮径変形させる前と縮径変形させた後とで比較して示す説明図である。同図に示すように、保持器１３は、スリット７（７Ａ）を除く円弧状の周方向部分（リング状部６）を繋ぎ合わせたと仮定したリング状体１６の外径寸法ｄ１６ｏが、ころ配列の内接円径ｄ２ｉよりも小さくなるように、保持器１３のスリット７（７Ａ）の円周方向幅Ｗおよびスリット個数が設定されている。図１１（Ａ），（Ｂ）の例のようにポケット４とスリット７とを交互に設ける場合は、この外径寸法ｄ１６ｏと内接円径ｄ２ｉとの寸法関係は自然に充足されるが、図１１（Ｃ）の例や、その他にスリット７の形成個数が少ない場合や開口幅が小さい場合でも、上記外径寸法ｄ１６ｏと内接円径ｄ２ｉとの寸法関係を充足させることが好ましい。

内側の保持器１３を上記のようにスリット７（７Ａ）付きとした場合、例えば図１４または図１５にそれぞれ示すような第１，第２の組立方法を採用できる。
第１の組立方法は、図１４に示すように、内側の保持器１３が片側のみにスリット７（７Ａ）を有するころ軸受、例えば図１１（Ａ），（Ｃ）に示すスリット構成の保持器１３を有するころ軸受を組み立てる方法である。この方法では、外側の保持器２３の内周にころ２を配置した後に、内側の保持器１３をそのスリット７（７Ａ）の開口端側からころ配列の内側へ軸方向に挿入する。この場合の保持器挿入作業は、内径面が円すい状面となった拡縮可能な治具１１により保持器１３の挿入側部分を縮径させながら、押し込み治具１２で押し込むことにより行う。上記治具１１には円周方向に並ぶ複数個に分割された治具分割体からなるもの等で使用できる。この種の治具としてコレットチャック等がある。この保持器１３の挿入の後、保持器１３を材質の持つ弾性で元の径に自然に復元させる。これにより、保持器１３のポケット４に各ころ２が挿入される。

このようにして、ころ軸受を組み立てることにより、保持器１３をその材質の弾性域内で変形させることができることから、保持器１３の撓み変形が少なく、変形に伴う精度低下を防止でき、組立性の向上および精度向上を図ることができる。また、組立の自動化も可能となる。

第２の組立方法は、図１５に示すように内側の保持器１３が両側にスリット７を有する軸受、例えば図１１（Ｂ）に示す保持器１３を有するころ軸受を組み立てる方法である。この方法も、外側の保持器２３の内周にころ２を配置した後に、内側の保持器１３をころ配列の内側へ軸方向に挿入するが、この場合の挿入作業は、内径面が円すい状面となった案内治具１５内に押し込むことにより保持器３の挿入側部分を縮径させながら行う。この挿入の後、保持器１３を材質の持つ弾性で元の径に自然に復元させる。これにより、保持器３のポケット４に各ころ２が挿入される。

このように、両側に千鳥状にスリット７を有する保持器１３を用いた場合には、チャック類（拡縮可能な治具）を用いることなく、保持器３を上記した案内治具１５内に押し込むだけでころ軸受を組み立てることができる。その場合も、保持器１３の撓み変形が少なく、変形に伴う精度低下を防止でき、組立性の向上および精度向上を図ることができる。また、保持器１３の両側にスリット７を有することから、保持器１３の組み込み方向性を無くすことができ、より一層組立性が向上する。また、組立の自動化を簡単な構成で行うことができる。

なお、図１４，図１５は、いずれも内側の保持器１３がスリット７を有する場合の組立方法であるが、外側の保持器２３がスリット７を有する場合の組立にも、前記とは内外の関係が逆になるが、その他は前記と同様に適用することができる。
例えば、第３の組立方法は、前記外側の保持器２３が、図１０，図１１（Ａ），（Ｃ）のように片側のみに前記スリット７を有するころ軸受を組み立てる方法である。図示は省略するが、その場合、内側の保持器１３の外周にころを配列した後、前記外側の保持器２３をころ配列の外側へ軸方向に挿入する。この挿入作業は、図１４の例における内径面が円すい状となった拡縮可能な治具１１とは逆に、外径面が円すい状面となった拡縮可能な治具により保持器２３の挿入部分を拡径させながら、その外周に位置する押し込み治具で押し込むことにより行う。この挿入後、保持器２３を材質の持つ弾性で元の径に復元させる。

また、第４の組立方法は、前記外側の保持器２３が、例えば、図１０，図１１（Ｂ）に示す保持器２３のように、両側に前記スリット７を有するころ軸受を組み立てる方法である。この方法では、内側の保持器１３の外周にころを配列した後、外側の保持器２３をころ配列の外側へ軸方向に挿入する。この挿入作業は、図１５の例における保持器１５とは逆に、外径面が円すい状面となった案内治具（図示せず）に押し込むことにより、外径側保持器を拡径させながら行い、この挿入後、保持器を材質の持つ弾性で元の径に復元させる。

（Ａ）はこの発明の第１の実施形態にかかるころ軸受の部分断面図、（Ｂ）はその部分横断面図である。 この発明の他の実施形態にかかるころ軸受の部分断面図である。 この発明のさらに他の実施形態にかかるころ軸受の部分断面図である。 （Ａ）はこの発明のさらに他の実施形態にかかるころ軸受の部分断面図、（Ｂ）はその部分側面図である。 この発明のさらに他の実施形態にかかるころ軸受の部分断面図である。 （Ａ），（Ｂ）はそれぞれこの発明のさらに他の実施形態にかかるころ軸受の部分拡大横断面図である。 （Ａ），（Ｂ）はそれぞれこの発明のさらに他の実施形態にかかるころ軸受の部分拡大横断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれこの発明のさらに他の実施形態にかかるころ軸受の内側保持器の柱部ところとの関係を示す部分拡大断面図である。 この発明のさらに他の実施形態にかかるころ軸受の部分断面図である。 この発明のさらに他の実施形態にかかるころ軸受の部分断面図である。 この発明におけるさらに他の実施形態の保持器の各例を示す部分正面図である。 同保持器へのころ配列状態の各例を示す部分正面図である。 同保持器の縮径変化前と縮径変化後とを比較して示す説明図である。 同ころ軸受の組立方法の一例の説明図である。 同ころ軸受の組立方法の他の例の説明図である。

符号の説明

２…ころ
４…ポケット
５…柱部
７，７Ａ…スリット
１１…拡縮可能な治具
１２…治具
１３…内側の保持器
１５…治具
２３…外側の保持器

Claims (26)

1. それぞれ円周方向に並ぶ複数のポケットを有するリング状に形成された内外２つの保持器と、これら２つの保持器のポケットに渡って保持された複数のころとを備え、内側の保持器は、各ポケット間の柱部が各ころ間で前記ころを内径側から保持し、前記柱部の外径がころ配列のピッチ円直径よりも小径であり、外側の保持器は、各ポケット間の柱部が各ころ間で前記ころを外径側から保持し、前記柱部の内径がころ配列のピッチ円直径よりも大径であり、前記外側の保持器を金属製とし、内側の保持器を合成樹脂製としたことを特徴とするころ軸受。
2. それぞれ円周方向に並ぶ複数のポケットを有するリング状に形成された内外２つの保持器と、これら２つの保持器のポケットに渡って保持された複数のころとを備え、内側の保持器は、各ポケット間の柱部が各ころ間で前記ころを内径側から保持し、前記柱部の外径がころ配列のピッチ円直径よりも小径であり、外側の保持器は、各ポケット間の柱部が各ころ間で前記ころを外径側から保持し、前記柱部の内径がころ配列のピッチ円直径よりも大径であり、前記外側の保持器を合成樹脂製とし、内側の保持器を金属製としたことを特徴とするころ軸受。
3. 請求項１において、内側の保持器の円周方向の複数箇所に、この保持器の一側縁から他側縁の近傍まで切り欠かれた形状のスリットを設けたころ軸受。
4. 請求項２において、外側の保持器の円周方向の複数箇所に、この保持器の一側縁から他側縁の近傍まで切り欠かれた形状のスリットを設けたころ軸受。
5. 請求項３または請求項４において、前記スリットがころを保持するポケットを兼ねるものであるころ軸受。
6. 請求項３ないし請求項５のいずれか１項において、前記スリットを保持器の片側の幅面のみに設けたころ軸受。
7. 請求項３ないし請求項６のいずれか１項において、前記スリットの円周方向の位置を、等間隔または非等間隔としたころ軸受。
8. 請求項３ないし請求項５のいずれか１項において、前記スリットを保持器の両側の幅面に設けたころ軸受。
9. 請求項８において、前記スリットの円周方向の位置を、等間隔または非等間隔とし、保持器の幅面の両側のスリットを、互いに交互に、または非交互に配置したころ軸受。
10. 請求項３において、前記スリットが設けられた保持器の前記スリットを除く円弧状の円周部分を繋ぎ合わせたと仮定したリング状体の外径寸法が、ころ配列の内接円径よりも小さくなるように、スリットの円周方向幅およびスリットの個数を設定したころ軸受。
11. 請求項１ないし請求項１０のいずれか１項において、合成樹脂製の保持器の外径または内径の縁部を、テーパー状または断面円弧状の先狭まり形状としたころ軸受。
12. 請求項１ないし請求項１１のいずれか１項において、内側の保持器の柱部の横断面形状を、外径部が外径側へ先狭まりとなる形状としたころ軸受。
13. 請求項１ないし請求項１２のいずれか１項において、外側の保持器の柱部の横断面形状を、長方形または内径部が内径側へ先狭まりとなる形状としたころ軸受。
14. 請求項１ないし請求項１３のいずれか１項において、内側の保持器の内径寸法を、ころ配列の内接円径よりも０．１mm以上大きくしたころ軸受。
15. 請求項１ないし請求項１４のいずれか１項において、外側の保持器の外径寸法を、ころ配列の外接円径よりも０．１mm以上小さくしたころ軸受。
16. 請求項１ないし請求項１５のいずれか１項において、前記金属製の保持器は、帯板を丸めて両端を溶接したものであるころ軸受。
17. 請求項１ないし請求項１５のいずれか１項において、前記金属製の保持器は、削り出し加工により製作されたものであるころ軸受。
18. 請求項１ないし請求項１５のいずれか１項において、前記金属製の保持器は、プレス加工により製作されたものであるころ軸受。
19. 請求項１ないし請求項１８のいずれか１項において、前記金属製の保持器の柱部におけるころと対向する角部に、面取り形状の塑性加工部を設けたころ軸受。
20. 請求項１ないし請求項１９のいずれか１項において、樹脂製の保持器は射出成形により製作されたものであるころ軸受。
21. 請求項１ないし請求項１９のいずれか１項において、樹脂製の保持器は削り出し加工により製作されたものであるころ軸受。
22. 請求項１ないし請求項２１のいずれか１項において、ころ本数を総ころ形式と同じか、または２本以下の本数だけ少なくしたころ軸受。
23. 請求項６に記載のころ軸受のうち、前記内側の保持器が、片側のみに前記スリットを有するころ軸受を組み立てる方法であって、外側の保持器の内周にころを配列した後、前記内側の保持器をころ配列の内側へ軸方向に挿入し、この挿入作業は内径面が円すい状面となった拡縮可能な治具により保持器の挿入部分を縮径させながら、押し込み治具で押し込むことにより行い、この挿入後、保持器を材質の持つ弾性で元の径に復元させることを特徴とするころ軸受の組立方法。
24. 請求項８に記載のころ軸受のうち、前記内側の保持器が、両側に前記スリットを有するころ軸受を組み立てる方法であって、外側の保持器の内周にころを配列した後、前記内側の保持器をころ配列の内側へ軸方向に挿入し、この挿入作業は内径面が円すい状面となった案内治具内に押し込むことにより、内径側保持器を縮径させながら行い、この挿入後、保持器を材質の持つ弾性で元の径に復元させることを特徴とするころ軸受の組立方法。
25. 請求項６に記載のころ軸受のうち、前記外側の保持器が、片側のみに前記スリットを有するころ軸受を組み立てる方法であって、内側の保持器の外周にころを配列した後、前記外側の保持器をころ配列の外側へ軸方向に挿入し、この挿入作業は外径面が円すい状面となった拡縮可能な治具により保持器の挿入部分を拡径させながら、押し込み治具で押し込むことにより行い、この挿入後、保持器を材質の持つ弾性で元の径に復元させることを特徴とするころ軸受の組立方法。
26. 請求項８に記載のころ軸受のうち、前記外側の保持器が、両側に前記スリットを有するころ軸受を組み立てる方法であって、内側の保持器の外周にころを配列した後、前記外側の保持器をころ配列の外側へ軸方向に挿入し、この挿入作業は外径面が円すい状面となった案内治具に押し込むことにより、外径側保持器を拡径させながら行い、この挿入後、保持器を材質の持つ弾性で元の径に復元させることを特徴とするころ軸受の組立方法。

Images