JP2007263220A

JP2007263220A - ケージアンドローラ

Info

Publication number: JP2007263220A
Application number: JP2006088446A
Authority: JP
Inventors: Masato Higuchi; 政人樋口; Takao Okuma; 孝雄大熊
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-03-28
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2007-10-11

Abstract

【課題】ころ案内部のころ走行面を平滑とし、十分な潤滑性と強度を確保することができるケージアンドローラを提供する。
【解決手段】ケージアンドローラ１では、柱部１２の中間部１５から軸方向に離れた対称位置に、スカーフアンドバーニッシュ工法が施され、外径側において円周方向に突出し、且つ、円周方向側面に径方向に亘って平滑なころ走行面２０を有する一対のころ案内部１４，１４が設けられる。円環部１１は、ころ案内部１４よりも薄肉で、円環部１１の内周面をころ案内部１４の内周面より外径側に位置させ、柱部１２の中間部１５は、ころ案内部１４よりも薄肉で、中間部１５の外周面をころ案内部１４の外周面より内径側に位置させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数個のころと、これらのころを保持する保持器とで構成される組み合わせ軸受であるケージアンドローラに関する。

従来、ケージアンドローラは、内外輪を用いずに、複数個のころと、これらのころを保持する保持器とで構成される組み合わせ軸受であり、ころが分離しないように組み立てられ、軸受スペースが小さいにもかかわらず大きな負荷容量を受けることができる（例えば、特許文献１参照）。

ケージアンドローラの保持器としては、例えば、図６及び図７に示したものが知られている。図６に示す保持器１００は、ころ列の端部を覆う一対の円環部１０１と、一対の円環部１０１間を連結して円周方向に所定の間隔で配置される複数の柱部１０２とを一体形成したものであり、軸方向に沿って切り取られた断面は、略矩形状となっている。また、柱部１０２の中間部から軸方向に離れた対称位置には、スカーフアンドバーニッシュ工法により、外径側において円周方向に突出し、且つ、円周方向側面に径方向に亘って平滑なころ走行面を有する一対のころ案内部１０３，１０３が設けられている。

また、図７に示す保持器１１０も、一対の円環部１１１と、複数の柱部１１２とを一体形成したものであるが、柱部１１２は、一対の円環部１１１の外周に連続する一対の外側支柱１１３と、これら外側支柱１１３から半径方向内方に向かって斜めに延出した一対の連結部１１４と、一対の連結部１１４の先端同士を連結した内側支柱１１５とを一体化しており、軸方向に沿って切り取られた断面は、略波型形状となっている。
特開２００５−３０８１３５号公報

ところで、図６に示すような保持器１００では、円環部１０１及び柱部１０２で板厚が厚く形成されているので、強度を確保でき、また、ころ案内部１０３のころ走行面をスカーフアンドバーニッシュ工法により平滑とすることができるが、反面、全体的に肉厚が厚いため、対向する軸やハウジングとの隙間が小さく潤滑性不良となる虞がある。また、軸方向端面の研磨を行う場合でも、端面の面取りが小さい場合には潤滑性不良となる虞がある。

一方、図７に示す保持器１１０では、全体的に板厚が薄く、柱部１１２の中間部は凹状に形成されているので、潤滑性が良好であり、且つ、軽量化が可能であるが、反面、板厚が薄いため強度不足となる虞があり、また、柱部１１２に形成されるころ走行面は、打ち抜き加工によるせん断面と破断面の混在する粗い表面となってしまう。

本発明の目的は、上記事情に鑑みて為されたものであり、ころ案内部のころ走行面を平滑とし、十分な潤滑性と強度を確保することができるケージアンドローラを提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）一対の円環部及び該一対の円環部間を連結して円周方向に所定の間隔で配置される複数の柱部を有する保持器と、一対の円環部と隣り合う柱部によって形成される保持器のポケットにそれぞれ配置される複数個のころと、を備えるケージアンドローラであって、
柱部の中間部から軸方向に離れた対称位置には、外径側において円周方向に突出し、且つ、円周方向側面に径方向に亘って平滑なころ走行面を有する一対のころ案内部が設けられ、
円環部は、ころ案内部よりも薄肉で、円環部の内周面をころ案内部の内周面より外径側に位置させ、
柱部の中間部は、ころ案内部よりも薄肉で、中間部の外周面をころ案内部の外周面より内径側に位置させることを特徴とするケージアンドローラ。
（２）一対のころ案内部は、スカーフアンドバーニッシュ工法によって形成されることを特徴とする（１）に記載のケージアンドローラ。

ここで、本発明のスカーフアンドバーニッシュ工法とは、スカーフ金型で柱部の外径側となる部分を押圧すると同時に、バーニッシュ金型を円周方向側面となる部分を押し潰しながらスカーフ金型と反対方向から押圧して、柱部の肉をスカーフ金型とバーニッシュ金型とで挟まれた部分に突出させる工法で、ころ案内部となるこの突出した部分の強度を上げることができ、また、円周方向側面となる部分をこの突出した部分を含めて平滑な面とすることができる方法である。

本発明によれば、柱部の中間部から軸方向に離れた対称位置に、外径側において円周方向に突出し、且つ、円周方向側面に径方向に亘って平滑なころ走行面を有する一対のころ案内部が設けられる。また、円環部は、ころ案内部よりも薄肉で、円環部の内周面をころ案内部の内周面より外径側に位置させ、柱部の中間部は、ころ案内部よりも薄肉で、中間部の外周面をころ案内部の外周面より内径側に位置させるので、十分な潤滑性と強度を確保することができる。

以下、本発明の一実施形態に係るケージアンドローラについて図１〜図５を参照して説明する。図１は、本実施形態のケージアンドローラを説明するための概略構成を示す要部斜視図である。図２は、保持器の軸方向断面図である。

ケージアンドローラ１は、一対の円環部１１，１１及び一対の円環部１１，１１間を連結して円周方向に所定の間隔で配置される複数の柱部１２を有する保持器１０と、一対の円環部１１，１１と隣り合う柱部１２によって円周方向に所定の間隔で形成されるポケット１３にそれぞれ配置される複数個のころ３０と、を備える。また、ポケット１３を向く柱部１２の軸方向対称位置には、ころ案内部１４，１４が設けられており、ころ３０が保持器１０から分離しないように、ころ３０を柱部１２の内径側及び外径側で保持している。

保持器１０は、円環部１１，１１の内径及び柱部１２の中間部１５の外径を変えることで肉厚を軸方向に亘って変更させている。具体的に、ころ案内部１４，１４が形成される柱部１２の軸方向対称位置において肉厚を最大とし、１．５〜３ｍｍ程度の素材（金属薄板）の板厚としている。円環部１１は、その外周面をころ案内部１４の外周面と一様外径とし、内周面をころ案内部１４の内周面より外径側に位置させて、肉厚をころ案内部１４よりも薄肉としている。また、柱部１２の中間部１５は、その内周面をころ案内部１４の内周面と一様内径とし、外周面をころ案内部１４の外周面より内径側に位置させて、肉厚をころ案内部１４よりも薄肉としている。

このため、柱部１２は、ころ案内部１４，１４より軸方向側方の両端部の内周面に、一対の円環部１１，１１の内周面に向けて拡径する傾斜面１６，１６を有する。また、柱部１２の中間部１５は、一様外径の外周面１７と、その軸方向側方の傾斜面１８，１８とで、断面凹状に形成されている。

柱部１２の各ころ案内部１４，１４は、後述するスカーフアンドバーニッシュ工法により形成され、これら軸方向対称位置の外周面にはスカーフ金型６２の形状に沿った窪み部１９，１９が形成され、これら軸方向対称位置の円周方向側面にはバーニッシュ金型６１の形状に沿ったころ走行面２０が形成される（図５参照）。ころ案内部１４，１４は、窪み部１９近傍の柱部１２の肉が外径側において円周方向に突出するため、ころ案内部１４，１４の外径側部分は強度の高いものとなり、また、ころ走行面２０は径方向内端から外端より若干内方位置まで径方向に亘って平滑な面となる。

図３に示すように、このように構成されたケージアンドローラ１が回転軸４０とハウジング４１との間に配置されると、円環部１１，１１が薄肉に形成されているので、軸方向外側からの潤滑油の流入を多くすることができ、また、柱部１２の中間部１５も薄肉に形成されているので、この中間部１５の外周面側に潤滑油を保持することができ、潤滑性を向上することができる。

また、柱部１２のころ案内部１４では、板厚が厚く形成されているので、強度を向上でき、ころ案内部１４は、円周方向側面の内径側及び外径側を含む径方向に亘って平滑なころ走行面２０を有するので、ころ３０を円滑に案内することができる。

次に、保持器１の製造方法を図４〜図５を参照して説明する。まず、図４（ａ）に示すような板厚１．５ｍｍ〜３．０ｍｍ程度の金属薄板５０を用意し、ロール成形にて図４（ｂ）に示すように、円環部１１となる一方の面の両端部５１，５１と柱部１２の中間部１５となる他方の面の中央部５２とを凹ませて、肉厚が異なる波型断面形状に圧延する。その後、図４（ｃ）に示すように、長手方向に所定の間隔で打ち抜き加工を施すことでポケット１３が形成され、ポケット１３間に複数の柱部１２が形成される。

次に、柱部１２の軸方向対称位置に、スカーフアンドバーニッシュ加工が施され、図４（ｄ）に示すような窪み部１９ところ案内部１４とが形成される。具体的に、スカーフアンドバーニッシュ加工は、図５に示すように、打ち抜き加工により形成されたポケット幅より若干幅広で上端に円弧面６１ａを有するバーニッシュ金型６１を金属薄板５０の一方の面側に配置し、金属薄板５０の他方の面側から先端に傾斜面６２ａを有するスカーフ金型６２を押し込む。これにより、スカーフ金型６２が柱部１２の外径側となる部分を押圧すると同時に、バーニッシュ金型６１がポケット１３に臨む柱部１２の円周方向側面となる部分を押し潰しながらスカーフ金型６２と反対方向から押圧する。これにより、スカーフ金型６２の押圧により窪み部１９が形成され、また、柱部１２の肉がスカーフ金型６２とバーニッシュ金型６１とで挟まれた部分に突出し、ころ案内部１４となるこの突出した部分の強度を上げることができる。さらに、柱部１２の円周方向側面となる部分はバーニッシュ金型６１によって押し潰されるので、打ち抜き加工によって形成されたせん断面と破断面の混在する面は、柱部１２の一方の面から他方の面側に向けて、平らな面から湾曲した面まで滑らかに連続させた平滑なころ走行面２０となる。従って、柱部１２の軸方向対称位置には、図４（ｄ）に示すような窪み部１９と平滑なころ走行面２０を有するころ案内部１４が形成される。
なお、本実施形態のスカーフアンドバーニッシュ加工では、スカーフ金型６２のみを移動して押圧しているが、スカーフ金型６２とバーニッシュ金型６１の両方を移動させて押圧してもよい。

そして、金属薄板５０を所定の長さに切断して帯状金属板を形成した後、この帯状金属板を円筒形状に曲げ、円筒形状における円周方向両端部の突合せ端面を溶接することで保持器１０が製造される。その後、図４（ｅ）に示すように、ポケット１３内にころ３０を配置してケージアンドローラ１が完成する。これにより、ころ案内部１４は、その内径側及び外径側の部分でころ３０を保持することができ、また、平滑なころ走行面２０によってころ３０を円滑に案内することができる。なお、ころ案内部１４の内径側の部分は、金型等を用いて内周面を押圧してポケット１３に向けて円周方向に広げることで形成されてもよい。
また、金属薄板５０を帯状金属板に切断する工程は、圧延工程前、打ち抜き加工工程前、スカーフアンドバーニッシュ工程前のいずれであってもよい。

従って、本実施形態のケージアンドローラ１によれば、柱部１２の中間部１５から軸方向に離れた対称位置に、外径側において円周方向に突出し、且つ、円周方向側面に径方向に亘って平滑なころ走行面２０を有する一対のころ案内部１４，１４が設けられる。また、円環部１１は、ころ案内部１４よりも薄肉で、円環部１１の内周面をころ案内部１４の内周面より外径側に位置させ、柱部１２の中間部１５は、ころ案内部１４よりも薄肉で、中間部１５の外周面をころ案内部１４の外周面より内径側に位置させるので、ころ案内部１４にて保持器の強度を確保できるとともに円環部１１と柱部１２の中間部１５にて良好な潤滑性を確保することができる。従って、本実施形態のケージアンドローラ１は、図６及び図７に示した保持器の両方のデメリットを解消し、両方の効果を併せ持った保持器を有するものとなる。

また、一対のころ案内部１４は、スカーフアンドバーニッシュ工法によって形成されるので、ころ案内部１４となる外径側において円周方向に突出した部分の強度を上げることができ、また、ころ走行面２０となる円周方向側面をこの突出した部分を含めて平滑な面とすることができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良などが可能である。

本発明の一実施形態に係るケージアンドローラを示す概略斜視図である。図１のケージアンドローラを示す縦断面図である。図１のケージアンドローラが適用された状態を示す概略図である。本実施形態に係るケージアンドローラの保持器の製造過程を示す概略図である。スカーフアンドバーニッシュ工程を説明するための断面図である。従来のケージアンドローラの保持器を示す概略図である。従来の他のケージアンドローラの保持器を示す概略図である。

符号の説明

１ケージアンドローラ
１０保持器
１１円環部
１２柱部
１３ポケット
１４ころ案内部
１５中間部
２０ころ走行面
３０ころ

Claims

一対の円環部及び該一対の円環部間を連結して円周方向に所定の間隔で配置される複数の柱部を有する保持器と、前記一対の円環部と互いに隣り合う前記柱部によって形成される前記保持器のポケットにそれぞれ配置される複数のころと、を備えるケージアンドローラであって、
前記柱部の中間部から軸方向に離れた対称位置には、外径側において円周方向に突出し、且つ、円周方向側面に径方向に亘って平滑なころ走行面を有する一対のころ案内部が設けられ、
前記円環部は、前記ころ案内部よりも薄肉で、前記円環部の内周面を前記ころ案内部の内周面より外径側に位置させ、
前記柱部の中間部は、前記ころ案内部よりも薄肉で、前記中間部の外周面を前記ころ案内部の外周面より内径側に位置させることを特徴とするケージアンドローラ。
前記一対のころ案内部は、スカーフアンドバーニッシュ工法によって形成されることを特徴とする請求項１に記載のケージアンドローラ。