JP2008095876A - スラストころ軸受及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レースのフランジ先端に設けられる係止爪の爪出し量をアップさせても、レースのフランジ高さのアップを抑えることができ、空間容積的な問題を生じさせることがなく、破断のおそれもないスラストころ軸受を得ることを目的とする。
【解決手段】複数のころ３を保持した保持器２とレース４とを非分離にしてなるスラストころ軸受であって、レース４は、ころ３の軌道面となる環状板部５の外径側に軸方向に沿うフランジ６を設け、そのフランジ６の先端側の円周方向複数箇所に、パンチ１１のプレス加工によって環状板部寄りへ出張って保持器２の外径側に軸方向で引っ掛かる半リング状の係止片７をそれぞれ設けるようにしたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のころを保持した保持器とレースとを非分離にしたスラストころ軸受及びその製造方法に関する。

従来のスラスト針状ころ軸受は、保持器とレースとが非分離とした一体型にするために、レースの外径側に沿うフランジを設けるとともに、このフランジの先端の円周方向複数箇所に保持器の外径側軸方向で引っ掛かる径方向内向きの爪を設けるようにしている。
（例えば、特許文献１参照。）
実開平６−２８３３８号公報（第１頁、図２）

しかしながら、従来のスラスト針状ころ軸受では、レースのフランジ先端の円周方向複数箇所に設けられる径方向内向きの爪は一般にカシメ加工することにより得るようにしている。
そして、保持器とレースとの分離を防止することを前提に、使用用途により軸受内部の隙間（径方向のガタ）をアップする目的等でレースのフランジ先端に設けられる爪の爪出し量（フランジの内周面からの径方向への出張り量）をアップさせる場合があるが、爪の爪出し量をアップさせた場合は充分な強度を持たせるための加工基準により爪出し代（軸方向の爪の厚さ）もアップさせなければならない。
従って、爪出し代のアップ分だけレースのフランジ高さもアップすることになり、相手部品である軸又はハウジングにぶつかってしまうという空間容積的に困難な問題が生じていた。
また、レースのフランジ先端に設けられる爪の爪出し量をアップさせると、爪の肉が薄くなり、ちぎれて破断するおそれがあるという問題もあった。

本発明はかかる問題点を解決するためになされたもので、レースのフランジ先端に設けられる係止爪の爪出し量をアップさせても、レースのフランジ高さのアップを抑えることができ、空間容積的な問題を生じさせることがなく、破断のおそれもないスラストころ軸受を得ることを目的とする。

本発明に係るスラストころ軸受は、複数のころを保持した保持器と少なくとも一つのレースとを非分離にしてなるスラストころ軸受であって、前記レースは、ころの軌道面となる環状板部の外径側または内径側に軸方向に沿うフランジを設け、該フランジの先端側の円周方向複数箇所に、パンチのプレス加工によって前記環状板部寄りへ出張って前記保持器の外径側または内径側に軸方向で引っ掛かる半リング状の係止片をそれぞれ設けたものである。
また、本発明に係るスラストころ軸受を製造する方法は、複数のころを保持した保持器と少なくとも一つのレースとを非分離にし、前記レースは、ころの軌道面となる環状板部の外径側または内径側に軸方向に沿うフランジを設け、このフランジの先端側の円周方向複数箇所に、前記環状板部寄りへ出張って前記保持器の外径側または内径側に軸方向で引っ掛かる半リング状の係止片をそれぞれ設けてなるスラストころ軸受を製造する方法であって、前記レースの環状板部にフランジを曲げ形成した後に、前記レースの内周面と前記フランジの内周面の下部に押当するよう中子をセットし、しかる後に前記フランジの外周面の上部である先端側の側方にセットしたパンチで前記フランジの外周面の先端側を外径側から径方向内向きに加圧するようプレス加工して半リング状の係止爪を形成し、前記レースに複数個のころ及び保持器からなる組品を組み合わせて前記レースと前記組品とを非分離とするものである。
また、前記レースの環状板部のみに硬化熱処理を施した半完成状態とし、前記レースのフランジに前記半リング状の係止爪を形成するようにしている。
さらに、前記レース全体に硬化熱処理を施し、その後に前記レースの焼鈍加工をしたフランジに、前記半リング状の係止爪を形成するようにしている。
また、前記レースと前記組品とを非分離とした後に、少なくとも前記レースのフランジに硬化熱処理を施すようにしている。

以上説明したとおり本発明のスラスト針状ころ軸受及びその製造方法によれば、レースは、ころの軌道面となる環状板部の外径側または内径側に軸方向に沿うフランジを設け、該フランジの先端側の円周方向複数箇所にそれぞれ設けられる半リング状の係止爪は、パンチのプレス加工により、パンチで加圧された部分がフランジの下部と切り離されて環状板部寄りに出張って曲げられて形成されるので、フランジ高さは変わらず、半リング状の係止爪の出張り量をアップさせてもフランジ高さをそのままに抑えることができ、スラストころ軸受の省スペース化を図ることができるという効果がある。
また、レースのフランジの先端側に形成される半リング状の係止爪の出張り量をアップさせることにより、フランジの内周面と保持器の外周面との隙間を大きくすることができ、軸とケーシングとの偏心量が大きくてもスラストころ軸受として使用できるという効果がある。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１のスラストころ軸受の半分を示す断面図、図２は同スラストころ軸受の要部を示す斜視図、図３は同スラストころ軸受の要部を示す平面図、図４は同スラストころ軸受を製造する方法の一例を示す工程図である。
これらの図に示されるように、スラストころ軸受１は、保持器２と複数のころ３と、単一のレース４とを備えている。
保持器２は、一枚の環状板から製作されたものであり、その径方向途中領域の円周方向の複数箇所にころ３を保持する略矩形のポケット２ａが設けられている。

ころ３は、その端面の形状が平面形と呼ばれるタイプであるが、端面の形状が球面形状となったものでもよい。
レース４は、ころ３の軌道面となる環状板部５の外径側に軸方向に延びるフランジ６が設けられている。そのフランジ６の先端側の円周方向複数箇所に径方向内向きの半リング状の係止爪７が設けられている。
そのレース４のフランジ６に複数設けられた半リング状の係止爪７の内径寸法は、保持器２の外径寸法より小さく設定されており、これによって複数の係止爪７と保持器２とが軸方向で干渉するので、レース４と複数個のころ３及び保持器２からなる組品とが非分離となる。

次に、本発明の実施の形態１のレースのフランジ先端側に複数の係止爪を有するスラストころ軸受を製造する方法について説明する。
まず、フランジ６だけを設けた半完成状態のレース４を用意する。
このレース４の基材としては、例えば機械構造用炭素鋼材（ＳＣ材）、工具鋼（ＳＫ材）等がある。このレース４の環状板部５のみを高周波誘導加熱コイルで局所的に熱処理して硬化させる。
この段階では、レース４のフランジ６は熱処理により硬化されていないので、環状板部５より軟質になっている。

次に、レース４のフランジ６の先端側に半リング状の係止爪７を形成する工程について図４に基づいて説明する。
図４の（ａ）に示すように、環状板部５のみを高周波誘導加熱コイルで局所的に熱処理して硬化させたレース４を用意し、図４の（ｂ）に示すように、用意したレース４の内周面とフランジ６の内周面の下部に押当するよう中子１０をセットすると共に、フランジ６の外周面の上部である先端側の側方にパンチ１１をセットする。
しかる後に、図４の（ｃ）に示すように、フランジ６の外周面の先端側を外径側から径方向内向きに加圧するパンチ１１でプレス加工すると、フランジ６の先端側外周面のパンチ１１で加圧された部分がフランジ６の下部と切り離されて径方向内向きに曲げられ、図２及び図３に示すような半リング状の係止爪７が形成される。このとき、半リング状の係止爪７の内側にはフランジ６の下部と切り離されたために空間８が形成される。

こうして、フランジ６の先端側の円周方向複数箇所に半リング状の係止爪７が形成された後は、セットされた中子１０とパンチ１１を取り外すことにより、図４の（ｄ）に示すように、フランジ６の先端側に係止爪７を設けたレース４が形成される。
以上と同じ手順で、レース４のフランジ６の先端側の円周方向複数箇所に径方向内向きの半リング状の係止爪７を設ける。
この場合、半リング状の係止爪７は、パンチ１１によるプレス加工により、パンチ１１で加圧された部分がフランジ６の下部と切り離されて径方向内向きに曲げられて形成されるので、フランジ高さは変わらず、半リング状の係止爪７の出張り量をアップさせてもフランジ高さをそのままに抑えることができるという利点がある。

フランジ６の先端側に半リング状の係止爪７が設けられたレース４に複数個のころ３および保持器２からなる組品を無理嵌めして組み合わせた後、半リング状の係止爪７を有するフランジ６と組品に高周波誘導加熱コイルで局所的に熱処理して硬化させることにより、レース４と上記組品とを非分離としたスラストころ軸受の製造が完了する。
なお、以上の説明は、環状板部５のみを高周波誘導加熱コイルで局所的に熱処理して硬化させたレース４のフランジ６に半リング状の係止爪７を形成する例であるが、レース４全体を熱処理し、その後にレース４のフランジ６を焼鈍し、焼鈍したフランジ６の先端側に半リング状の係止爪７を設けるようにしてもよい。

さらには、熱処理をしない軟質のレース４のフランジ６に半リング状の係止爪７を形成し、そのレース４に複数個のころ３および保持器２からなる組品を無理嵌めして組み合わせた後、そのレース４全体と組品に熱処理して硬化させてレース４と上記組品とを非分離としたスラストころ軸受を製造するようにしてもよい。あるいは、レース４の熱処理前にフランジ６や係止爪７を形成し、その後に全体を熱処理してもよい。
ところで、レース４及び組品に対する硬化熱処理は、高周波誘導加熱コイルを用いる方法に限定されず、普通焼き入れ、浸炭焼き入れ、浸炭窒化焼き入れなどとすることができる。

以上説明したように、本発明の実施の形態１によれば、レース４のフランジ６の先端側の円周方向複数箇所に設けられる半リング状の係止爪７は、パンチ１１のプレス加工により、パンチ１１で加圧された部分がフランジ６の下部と切り離されて径方向内向きに曲げられて形成されるので、フランジ高さは変わらず、半リング状の係止爪７の出張り量をアップさせてもフランジ高さをそのままに抑えることができ、スラストころ軸受の省スペース化を図ることができる。
また、レース４のフランジ６の先端側に形成される半リング状の爪７の出張り量をアップさせることにより、フランジ６の内周面と保持器２の外周面との隙間を大きくすることができ、軸とケーシングとの偏心量が大きくてもスラストころ軸受として使用することができる。

実施の形態２．
図５は本発明の実施の形態２のスラストころ軸受の半分を示す断面図、図６は同スラストころ軸受の要部を示す斜視図である。
図５、図６に示す本発明の実施の形態２において、本発明の実施の形態１と同様の構成は同一符号を付して重複した構成の説明を省略する。
この実施の形態２も、実施の形態１と同様に、レース４のフランジ６の先端側の円周方向複数箇所に半リング状の係止爪７を中子１０とパンチ１１を用いてプレス加工により設けるものであるが、この実施の形態２では、レース４のフランジ６の先端側で半リング状の係止爪７を設ける位置の下方部分に予め開口９を設けておき、フランジ６の開口９の上方部分に中子１０とパンチ１１を用いてプレス加工により半リング状の係止爪７を形成するようにしたものである。

この実施の形態２によれば、レース４のフランジ６の先端側で半リング状の係止爪７を設ける位置の下方部分に予め開口９を設けておき、フランジ６の開口９の上方部分に中子１０とパンチ１１を用いてプレス加工により半リング状の係止爪７を形成するようにしたので、パンチ１１で加圧される部分が開口９があることによってその部分だけとなるため、実施の形態１の場合に比べてより簡単に曲げられることとなる。

実施の形態３．
図７は本発明の実施の形態３のスラストころ軸受の半分を示す断面図である。
この実施の形態３に係るスラストころ軸受１は、環状板部１５の内径側にフランジ１６を設けたレース１４を用いている。
このレース１４は、フランジ１６の先端側の円周方向複数箇所に径方向外向きに出張る半リング状の係止爪１７を有している。なお、保持器２については、その内径側がレース５の半リング状の係止爪１７に軸方向で引っ掛かるようになっている。

上記実施の形態１〜３において、レースのフランジの先端側の円周方向複数箇所に半リング状の係止爪を中子とパンチを用いてプレス加工により形成しているが、半リング状の係止爪の出張り量をアップさせる場合に、係止爪が破断しないようにするために、パンチのＲ形状を大きくとる必要がある。
また、上記実施の形態１〜３は、いずれも保持器２は一枚物としているが、一枚物でなく、図示しないが、一般的に知られている二つの環状板を組み合わせた構成のものとしてもよいことは勿論である。

本発明の実施の形態１のスラストころ軸受の半分を示す断面図。 同スラストころ軸受の要部を示す斜視図。 同スラストころ軸受の要部を示す平面図。 同スラストころ軸受を製造する方法の一例を示す工程図。 本発明の実施の形態２のスラストころ軸受の半分を示す断面図。 同スラストころ軸受の要部を示す斜視図。 本発明の実施の形態３のスラストころ軸受の半分を示す断面図。

符号の説明

１ スラストころ軸受、２ 保持器、２ａ ポケット、３ ころ、４ レース、５ 環状板部、６ フランジ、７ 係止爪。

Claims (5)

1. 複数のころを保持した保持器と少なくとも一つのレースとを非分離にしてなるスラストころ軸受であって、
   前記レースは、ころの軌道面となる環状板部の外径側または内径側に軸方向に沿うフランジを設け、該フランジの先端側の円周方向複数箇所に、パンチのプレス加工によって前記環状板部寄りへ出張って前記保持器の外径側または内径側に軸方向で引っ掛かる半リング状の係止片をそれぞれ設けたことを特徴とするスラストころ軸受。
2. 複数のころを保持した保持器と少なくとも一つのレースとを非分離にし、前記レースは、ころの軌道面となる環状板部の外径側または内径側に軸方向に沿うフランジを設け、このフランジの先端側の円周方向複数箇所に、前記環状板部寄りへ出張って前記保持器の外径側または内径側に軸方向で引っ掛かる半リング状の係止片をそれぞれ設けてなるスラストころ軸受を製造する方法であって、
   前記レースの環状板部にフランジを曲げ形成した後に、前記レースの内周面と前記フランジの内周面の下部に押当するよう中子をセットし、しかる後に前記フランジの外周面の上部である先端側の側方にセットしたパンチで前記フランジの外周面の先端側を外径側から径方向内向きに加圧するようプレス加工して半リング状の係止爪を形成し、
   前記レースに複数個のころ及び保持器からなる組品を組み合わせて前記レースと前記組品とを非分離とすることを特徴とするスラストころ軸受の製造方法。
3. 前記レースの環状板部のみに硬化熱処理を施した半完成状態とし、前記レースのフランジに前記半リング状の係止爪を形成したことを特徴とする請求項２記載のスラストころ軸受の製造方法。
4. 前記レース全体に硬化熱処理を施し、その後に前記レースの焼鈍加工をしたフランジに、前記半リング状の係止爪を形成したことを特徴とする請求項２記載のスラストころ軸受の製造方法。
5. 前記レースと前記組品とを非分離とした後に、少なくとも前記レースのフランジに硬化熱処理を施したことを特徴とする請求項３又は４に記載のスラストころ軸受の製造方法。

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