JP2007263204A - 転動体保持構造及び転動体保持体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】組み付け容易な転動体保持構造を提供し、また、かかる構造の転動体保持体を簡易に製造する方法を提供する。
【解決手段】ボール２の一部を突出させながら他部を収容する穴１ａを保持体１に形成し、この穴１ａの縁辺部１ｂにショットピーニング加工による塑性変形を生じさせて、ボール２の回転を許容しつつ脱落を防止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、転動体を保持する構造及び、転動体保持体の製造方法に関する。

例えば基本的な構造のスラスト軸受は、保持器に転動体を組み付けた部材と、これを挟む２枚の軌道輪部材とを、軸方向に重ね合わせた構造となっている（例えば、非特許文献１参照）。装着前における、これら３つの部材は互いに分離されている。

光洋精工株式会社編「新版 転がり軸受」工業調査会、１９９５年６月１５日、第５頁

かかるスラスト軸受は、３つの部材を合わせる調整作業が面倒である。また、保持器の形状によっては転動体が脱落しやすいので、特に下向きや横向きに重ねる組み付けが困難で、時間がかかる。このような問題点は、そもそも転動体を組み付けることの非容易性に起因している。
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、組み付け容易な転動体保持構造を提供し、また、かかる構造の転動体保持体を簡易に製造する方法を提供することを目的とする。

本発明の転動体保持構造は、転動体と、前記転動体の一部を突出させながら他部を収容する穴を有し、この穴の縁辺部が、ショットピーニング加工による塑性変形を生じて、前記転動体の回転を許容しつつ脱落を防止する保持部となっている保持体とを備えたものである。
上記のような転動体保持構造では、穴の縁辺部が保持部となって、保持体により転動体を保持することができる。従って、軸受の一対の軌道輪部材のうち一方をこの保持体とすれば、これと転動体とを一体的に取り扱うことができる。また、従来のような専用の保持器は不要となり、部品数を減らすことができる。

一方、本発明の転動体保持体の製造方法は、転動体の一部を突出させながら他部を収容する穴を、保持体となる部材に形成し、転動体を前記穴に装着し、前記穴の縁辺部にショットピーニング加工を施し、前記転動体の回転を許容しつつ脱落を防止する程度の塑性変形を生じさせることを特徴とする。
上記のような転動体保持体の製造方法では、保持体に穴を形成して転動体を装着し、穴の縁辺部に塑性変形を生じさせることにより、転動体を保持することができる。このような方法によって製造された転動体保持体は、転動体と一体的に取り扱うことができるので、従来のような専用の保持器は不要となり、部品数を減らすことができる。

本発明の転動体保持構造によれば、保持体と転動体とを一体的に取り扱うことができるので、部品数を減らすことができ、組み付けが容易となる。また、本発明の転動体保持体の製造方法によれば、かかる構造の転動体保持体を簡易に製造することができる。

図１は、本発明の一実施形態による転動体保持構造（又は転動体保持体の製造方法）を製造過程の順に示す断面図である。まず（ａ）において、例えばドリル３を用いて保持体１に穴１ａを形成する。穴１ａの直径は、転動体であるボール２の直径より若干大きくする（＋０．５ｍｍ）。ボール２は例えば軸受鋼製であるが、セラミックス製であってもよい。ドリル３による穴開けの場合、通常、穴の底面は円錐状になる。また、穴１ａは、ボール２の中心が穴１ａの中に入る深さ、言い換えれば、ボール２の過半体を収容する深さとする。穴開け後の保持体１に対しては、熱処理（普通焼き入れ焼き戻し、浸炭・浸炭窒化処理、焼鈍し）が施される。

次に、ボール２を入れる前に、（ｂ）に示すように穴１ａ全体にショットピーニング加工（前加工）を施す。このショットピーニング加工の条件は、例えば、エア圧０．４９ＭＰａ、ノズル（図示せず。）と保持体１との距離１００ｍｍ、ショット粒Ｓの直径０．６ｍｍ（８００ＨＶ）、ショット時間５秒とする。
上記の前加工終了後、（ｃ）に示すように穴１ａにボール２を入れる。

ボール２を入れた後、（ｄ）に示すように、穴１ａのまわりにショットピーニング加工（ハードショット）を施す。このときのショットピーニング加工の条件は、例えば、エア圧０．４９ＭＰａ、ノズル（図示せず。）と保持体１との距離１００ｍｍ、ショット粒Ｓの直径０．６ｍｍ（８００ＨＶ）、ショット時間５秒とする。なお、このとき、ボール２の表面をマスキングして、ショット粒Ｓが直接当たらないようにしてもよい。但し、ボール４がセラミックス製である場合は、ショット粒が当たっても影響を受けないので、マスキングの必要はない。

上記ショットピーニング加工の結果、図２に示すように、穴１ａの縁辺部１ｂが内側に塑性変形を生じ、若干隆起する。縁辺部１ｂがボール２に押し付けられると、ボール２は固定され、回転しなくなるので、その直前で止めるように、上記ショット時間を設定する。縁辺部１ｂがボール２を押し付ける直前でショットピーニング加工を終えることにより、縁辺部１ｂは、ボール２の回転を許容しつつ、その脱落を防止することができる。すなわち、ボール２は保持体１に回転自在に保持される。保持体１とボール２とは、すべり接触の状態となる。ボール２に接触する保持体側の部位は、ボール２と最も近い縁辺部１ｂの内周１ｃ、及び、円錐状の底面の内周１ｄである。なお、すべり接触の抵抗は、潤滑油を使用して低減することができる。

以上のようにして保持体１にボール２を保持すれば、簡単に転動体保持構造を提供することができる。しかも、保持体１を例えばスラスト軸受の軌道輪部材とすれば、別途保持器を必要とせず、軌道輪部材自体に転動体を保持させることができる。さらには、ショットピーニング加工により縁辺部１ｂに残留応力が付与され、耐久性が向上するという効果も得られる。

図３は、スラスト軸受における一方の軌道輪部材を保持体１として、上記の方法により、６個のボール２を保持させた状態を示す平面図である。他方の軌道輪部材（図示せず。）は、６個のボール２に乗るようにして保持体１と同軸的に配置され、相対的に回転自在に支持される。図４は、隣接する２個のボール２の周辺を拡大した斜視図である。縁辺部１ｂへのショットピーニング加工時に、ショット粒が縁辺部１ｂを含む周辺領域（破線で示す。）にも当たり、ボール２の周辺に広く残留応力が付与され、耐久性向上に寄与する。

なお、上記実施形態では転動体がボール２である場合について説明したが、同様にして、円柱ころ、針状ころ、円錐ころを保持体１に保持することも可能である。
また、上記実施形態では、穴１ａの底は円錐状であるが、形状はこれに限られるものではなく、球面や平面であってもよいことはいうまでもない。
また、上記スラスト軸受のみならず、他の各種軸受の軌道輪部材を保持体１として、転動体を保持することができる。

なお、上記実施形態では穴１ａが有底穴であるが、貫通穴に転動体を収めて、転動体の一部を複数箇所に突出させることもできる。図５は、このような構成を示す断面図である。図において、保持体１には予め貫通穴１ｅが形成されている。そして、転動体２の一部として上下２箇所を突出させ、他部を貫通穴１ｅに収める。この状態で、突出した上下２箇所の周囲にショットピーニング加工が施される。これにより、縁辺部１ｆが塑性変形を生じて、転動体２の回転を許容しつつ、これを保持する。このような保持体１は、通常の軸受用の転動体保持器とすることができる。

本発明の一実施形態による転動体保持構造（又は転動体保持体の製造方法）を製造過程の順に示す断面図である。 ショットピーニング加工の結果を示す断面図である。 スラスト軸受における一方の軌道輪部材を保持体として、６個のボールを保持させた状態を示す平面図である。 図３において、隣接する２個のボールの周辺を拡大した斜視図である。 転動体保持構造の他の例を示す断面図である。

符号の説明

１ 保持体
１ａ 穴
１ｂ 縁辺部
１ｅ 貫通穴
１ｆ 縁辺部
２ ボール（転動体）

Claims (2)

1. 転動体と、
   前記転動体の一部を突出させながら他部を収容する穴を有し、この穴の縁辺部が、ショットピーニング加工による塑性変形を生じて、前記転動体の回転を許容しつつ脱落を防止する保持部となっている保持体と
   を備えたことを特徴とする転動体保持構造。
2. 転動体の一部を突出させながら他部を収容する穴を、保持体となる部材に形成し、
   転動体を前記穴に装着し、
   前記穴の縁辺部にショットピーニング加工を施し、前記転動体の回転を許容しつつ脱落を防止する程度の塑性変形を生じさせる
   ことを特徴とする転動体保持体の製造方法。

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