JP2008002673A - Ball roller rolling element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転軸受や転がり案内装置の転動体として利用される玉ころ転動体に関する。 The present invention relates to a ball roller rolling element used as a rolling element for a rotary bearing or a rolling guide device.
本発明者は、「玉」の自動調心性と「ころ」の高剛性とを合わせ持つ玉ころ転動体ついて既に特許を取得している(特許文献1)。「玉ころ」は本出願人の造語で、「ころ」と同等の大きな負荷容量を有すると同時に、「玉」と同様の扱い易さを有する転動体であり、端面球面部は一つの仮想球面上に位置し、転動球面部が端面球面部よりも曲率半径が大きい断面円弧状となっている。
この玉ころ転動体の整列,分離等の安定搬送、ラッピング時の左右の区別、研磨時のワーク列の構成を簡単に行えるようにするために、本出願人は、一方の端面球面部に球面状凹部を設けた玉ころ転動体を提案した(特許文献2参照)。すなわち、この玉ころ転動体200は、図5(A)に示すように、転動球面部201と、転動球面部201両端の球面状に膨らんだ左右の端面球面部202,203と、を備え、片側の端面球面部202に他方の端面球面部203と同一曲率半径の球面状凹部204が設けられていた。The inventor has already obtained a patent for a rolling element having both the self-aligning property of “ball” and the high rigidity of “roller” (Patent Document 1). “Tamako” is a coined word of the present applicant, and is a rolling element having a large load capacity equivalent to “roller” and at the same time being easy to handle as “ball”. The rolling spherical surface portion is located above and has a circular arc shape with a larger radius of curvature than the end surface spherical surface portion.
In order to make it easy to perform stable conveyance such as alignment and separation of the rolling elements, separation between right and left during lapping, and configuration of a work row during polishing, the present applicant has a spherical surface on one end surface spherical portion. A ball-rolling element provided with a cylindrical recess has been proposed (see Patent Document 2). That is, as shown in FIG. 5 (A), this
この球面状凹部204を備えた玉ころ転動体は、図5(B)に示すように、ワーク210としてボールベアリング用の焼き入れ前の生ボールである素球を使用し、ワーク210と同一径の焼き入れ鋼球211を備えた押圧具212によってワーク210を圧縮して所定深さの球面状凹部204を成形する。その後、図6(A)に示すように、ワーク210を一列に並べて棒状のワーク列213とし、センタレス研削盤等によって転動球面部をまとめて研削するようになっていた。
ワーク列213は、隣接する一方のワーク210の球面状凹部204に他方のワークの球面状凹部204と球中心に対して反対側に位置する端面球面部203を嵌合し、ワーク列の両端を、N極とS極の治具214,215によって挟み、ワーク列213を磁気吸着して棒状にし、ワーク210間の接触部を面接触として接触部が滑らないようにしていた。ワーク210が滑ると、転動球面部201が正確に加工されないことになるので、滑りを防止する必要がある。
しかし、試作を重ねたところ、球面状凹部204にワーク210を嵌合させているにも関わらず、ワーク210間に滑りが発生していることがわかった。
その原因を検討すると、球面状凹部204をワークと同一径の球形の押圧具を用いて塑性変形させているが、図6(B)に示すように、塑性変形後のスプリングバック量が、球面状凹部204の周縁部のスプリングバック量δ1よりも中心部のスプリングバック量δ2が大きく、球面状凹部204に嵌合するワーク210の端面球面部203が球面状凹部204の中心部204aで点接触するような状態となり、端面球面部がミソ摺り運動するように振れ回っているということが分かった。
In the
However, as a result of repeated trial production, it was found that slipping occurred between the
Examining the cause, the spherical
本発明は上記した従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、簡単な構成で球面状凹部の嵌合部の滑りを防止して転動球面部を高精度に研削できる玉ころ転動体を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and the object of the present invention is to prevent the fitting portion of the spherical concave portion from slipping and to increase the rolling spherical surface portion with a simple configuration. An object of the present invention is to provide a rolling element that can be ground accurately.
上記目的を達成するために、本発明にあっては、転動球面部と、転動球面部両端の球面状に膨らんだ左右の端面球面部と、を備え、前記転動球面部の円弧半径を端面球面部の曲率半径よりも大きく設定すると共に、片側の端面球面に端面球面と同一曲率半径の球面状凹部を設け、前記転動球面部の最大径よりも前記球面状凹部の外縁部を通る面と他方の端面球面部の頂点間の長さである端面球面部間の長さを短くした玉ころ転動体において、
前記球面状凹部が設けられた端面球面部と反対側の端面球面部の頂部に回転中心線に対して直交する円形の平坦面を設けたことを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention includes a rolling spherical surface portion and left and right end surface spherical portions that swell in a spherical shape at both ends of the rolling spherical surface portion, and an arc radius of the rolling spherical surface portion. Is set larger than the radius of curvature of the end surface spherical portion, and a spherical concave portion having the same radius of curvature as the end surface spherical surface is provided on the one end surface spherical surface, and the outer edge portion of the spherical concave portion is made larger than the maximum diameter of the rolling spherical surface portion. In the roller rolling element in which the length between the end surface spherical portion which is the length between the passing surface and the vertex of the other end surface spherical portion is shortened,
A circular flat surface orthogonal to the rotation center line is provided at the top of the end surface spherical portion opposite to the end surface spherical portion provided with the spherical concave portion.
転動球面部を研削するために、玉ころ転動体のワーク列を構成した際に、隣り合う一方の玉ころ転動体の球面状凹部と次の玉ころ転動体の球面状凹部と対極にある端面球面部との嵌合部は、端面球面部の頂部に平坦面を設けているので、平坦面によって球面状凹部の中心部のスプリングバックが吸収され、周辺部が確実に球面状凹部に面接触し、研削時の嵌合部の滑りを防止することができ、転動球面部を正確に研削することができる。
また、平坦面を中心線に対して平行な面としたので、この平坦面を基準にして、玉ころの径や軸方向長さの寸法を正確かつ容易に管理することができ、たとえば玉ころ転動体の選別等を高精度に行うことができる。When grinding the rolling spherical surface portion, when the work row of the roller rolling elements is configured, the spherical concave portion of one adjacent roller rolling element and the spherical concave portion of the next rolling contact roller are opposite to each other. Since the fitting portion with the end surface spherical portion is provided with a flat surface at the top of the end surface spherical portion, the spring back of the central portion of the spherical concave portion is absorbed by the flat surface, and the peripheral portion reliably faces the spherical concave portion. It is possible to prevent contact and slip of the fitting portion during grinding, and the rolling spherical surface portion can be accurately ground.
Further, since the flat surface is a surface parallel to the center line, the diameter and axial length of the ball roller can be accurately and easily managed on the basis of this flat surface. The rolling elements can be selected with high accuracy.
以下に本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
図1及び図2は本発明の実施の形態に係る玉ころ転動体を示している。
この玉ころ転動体1は、転動球面部2と、この転動球面部2両端の球面状に膨らんだ左右の端面球面部3,4と、を備え、転動球面部2の円弧半径R0が端面球面部3,4の円弧半径よりも大きく設定されている。The present invention will be described below based on the illustrated embodiments.
1 and 2 show a rolling element according to an embodiment of the present invention.
The
端面球面部3,4の各曲率半径R1はほぼ同一径で、曲率中心Oが転動球面部2の中心軸線X上に位置し、各端面球面部3,4が一つのほぼ仮想球面B上に位置している。もっとも、各端面球面部3,4の曲率中心がずれていてもよいし、各端面球面部3,4の曲率半径が異なっていてもよい。曲率中心のずれる方向は端面球面部3,4が軸方向に近づく方向にずれていることが好ましい。場合によっては離れる方向にずれていてもよい。 The curvature radii R1 of the end surface
そして、片側の端面球面部3には他側の端面球面部4と同一の曲率半径R1の球面状凹部5が設けられている。この球面状凹部5は、端面球面部3の頂点部分を部分的に凹状に窪ませたもので、球面状凹部5の曲率中心O3も中心軸線X上に位置している。
この球面状凹部5の外縁部51は円形で、玉ころ転動体1の大きさに応じて設定される。この球面状凹部5の外縁部の径d1は仮想球面Bの径D0に対して、70±5%程度の範囲、好ましくは7割程度の大きさに設定することが好適である。たとえば、仮想球面Bの径D0がφ11.15mmに対して、7.8〜8mm程度となるように設定する。
一方、球面状凹部5が設けられた端面球面部3と反対側の端面球面部4の頂部に中心軸線Xに対して直交する円形の平坦面6が設けられている。
この平坦面6の径d2は、仮想球面Bの径D0に対して25±5%程度の範囲、好ましくは約1/4程度とすることが好適である。たとえば、仮想球面Bの径D0がφ11.15mmに対して約3mmとなるように設定すればよい。
端面球面部3,4間の軸方向長さWは、片方の端面球面部3の球面状凹部5の外縁部51を通る面と他方の端面球面部4の平坦面間の長さである。Then, the spherical surface recess 5 having the same radius of curvature R1 as that of the
The outer edge 51 of the
On the other hand, a circular
Diameter d2 of the
The axial length W between the end surface
玉ころ転動体1は、たとえば、ボールベアリング用の焼き入れ前の生ボールである素球よりなるワーク10から製作される。ワーク10の大きさは上記した仮想球面Bに対応する。製作工程は、まずワーク10に球面状凹部5を製作する塑性変形工程と、転動球面部2の研削工程とから構成される。 The
塑性変形工程は、たとえば、図3(A)に示すような塑性成形治具100を用いる。
塑性成形治具100は、ワーク10の外周を押さえる筒状のリング治具101と、リング治具101を挟んで上下に配置される上型103および下型102と、を備えている。リング治具101は筒形状で下型102に組み付けられている。リング治具101にはパンチ104が挿入され、このパンチ104の端面に、ワーク10の一部が着座する所定深さの凹部104aが設けられている。凹部104aはワーク10の曲率半径と同一の曲率半径の球面形状となっており、この凹部104aの中心部には、玉ころ転動体1の平坦面6に対応する平坦な平坦面形成部104bが設けられている。
上型103には、ワーク10と同一径の焼き入れ鋼球よりなる球形の押圧具105が取り付けられ、この押圧具105によりリング治具101内に挿入されたワーク10を圧縮し、ワーク10に球面状凹部5が成形される。In the plastic deformation step, for example, a
The
A spherical
ワーク10は、図3(B)に示すように、押圧具105の鋼球当接部は球面状凹部5となり、全体的にはリング治具101の軸方向に圧縮され、その分だけ径方向に膨らむ。ワーク10の中央部周囲がリング治具101内周に押し付けられて直線状に塑性変形し、変形した中央直線部10aを挟んで両側の部分10b,10cもワーク10の初期の輪郭面よりも円弧状に膨らむ。このように膨らんだワーク10の中間形状を、図2に点線で示している。このように、元の素球の球面よりも最終的な転動球面部の形状に近く、研磨代が少なくて済む。 As shown in FIG. 3 (B), the
この塑性変形したワーク10について、図3(B)に2点鎖線で示すように、中央円筒部10aを含む所定範囲gを研削し、端面球面部3,4よりも曲率半径の大きい断面円弧状の転動球面部2を研削する。
研削は、図4(A)に示すように、同一寸法の複数のワーク10を互いに不動状態に接合して棒状のワーク列11とし、各ワーク10の中心を直線状に貫く仮想軸芯Xを形成し、センタレス研削盤の砥石車151と調整車152の間に送り込み、各ワーク10の外周を同時研削して所定の寸法,形状の転動球面部2を加工する。With respect to the plastically
In the grinding, as shown in FIG. 4A, a plurality of
ワーク列11は、隣接する一方のワーク10の球面状凹部5に他方のワーク10の端面球面部3をを嵌合し、棒状に連結したワーク列11の両端を、N極とS極の治具121,122によって挟み、各ワーク10を磁気吸着して棒状にする。
各ワーク10の球面状凹部5に嵌合する端面球面部3の頂部には平坦面6が設けられているので、球面状凹部5の中心部のスプリングバック量が大きくても、球面状凹部5の中心部との平坦面6の間の隙間によって吸収され、端面球面部3の平坦面6の周辺領域が接触する。この平坦面6の周辺領域はスプリングバック量は小さく、端面球面部3に対して球面状凹部5の外縁部まで面接触状態で密接することになる。
このように、球面状凹部5に嵌合するワーク10の端面球面部3の接触部が面接触となるので、接触部が滑ってずれることがなく、転動球面部2を正確に研削することができる。特に、仮想球面Bの径の7割程度の大きさに設定すれば、摩擦トルクが大きく、正確に検索することができる。The
Since the
Thus, since the contact portion of the end surface spherical surface portion 3 of the
また、玉ころ転動体1の寸法を測定する際にも、球面状凹部5と平坦面6を基準とし、その幅および高さを正確に測定することができ、均質な玉ころ転動体1を得ることができる。また、玉ころ転動体1は均一な寸法のものを揃えることが重要であり、本発明の玉ころ転動体1によれば、寸法を高精度に選別することができる。 Also, when measuring the dimensions of the
1 玉ころ転動体、2 転動球面部、3,4 端面球面部
5 球面状凹部、51 外縁部
6 平坦面
R0 転動球面部の円弧半径
R1,R2 端面球面部の曲率半径
D 転動球面部最大径
W 端面球面部間の長さ
d1 球面状凹部の外縁部の径
d2 平坦面の径
10 ワーク
100 塑性成形治具、101 リング治具、103 上型、102 下型
104 パンチ、104a 凹部、104b 平坦面形成部
105 押圧具DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記球面状凹部が設けられた端面球面部と反対側の端面球面部の頂部に回転中心線に対して直交する円形の平坦面を設けたことを特徴とする玉ころ転動体。A rolling spherical surface portion, and left and right end surface spherical portions swelled in a spherical shape at both ends of the rolling spherical surface portion, and the arc radius of the rolling spherical surface portion is set larger than the curvature radius of the end surface spherical surface portion, A spherical concave portion having the same radius of curvature as the end spherical surface is provided on one end spherical surface, and the length between the surface passing through the outer edge of the spherical concave portion and the vertex of the other spherical surface portion is larger than the maximum diameter of the rolling spherical portion. In the rolling element with a shortened length between the spherical surfaces of the end face,
A ball rolling element characterized in that a circular flat surface perpendicular to the rotation center line is provided at the top of the end surface spherical portion opposite to the end surface spherical portion provided with the spherical concave portion.
Priority Applications (1)
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JP2010266057A (en) * | 2009-05-12 | 2010-11-25 | Shiro Sawa | Both-head tapered roller type rolling bearing |
CN114427573A (en) * | 2022-03-07 | 2022-05-03 | 姜虹 | Retainer assembly, flat thrust bearing, radial bearing, and tapered radial thrust bearing |
US11982315B2 (en) | 2022-03-07 | 2024-05-14 | Hong Jiang | Cage assembly, planar thrust bearing, radial bearing and conical radial-thrust bearing |
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- 2006-06-20 JP JP2006196179A patent/JP2008002673A/en active Pending
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