JP2015025503A - 円錐ころ軸受とその円錐ころ軸受の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】円錐ころ軸受の構成部品の点数や組付工数の増加を抑制することができる円錐ころ軸受と、その円錐ころ軸受を容易に製造することができる製造方法を提供する。【解決手段】テーパ軸状の内輪軌道面１３が形成された内輪１０と、内輪１０外周に同一中心線上に配設されかつテーパ孔状の外輪軌道面３１が形成された外輪３０と、内輪軌道面１３と外輪軌道面３１との間の環状空間に転動可能に配設された円錐ころ４０と、円錐ころ４０を保持する保持器５０とを備える。内輪１０の内輪軌道面１３の大径側端部に隣接する外周面に大つば部１４が形成され、内輪１０の内輪軌道面１３の小径側端部に隣接する外周面に小つば部２０が形成される。小つば部２０は、内輪軌道面１３の小径側端部よりも小径で同小径側端部から軸方向へ延出された薄肉部２２が、内輪軌道面１３の小径側端部との境界部近傍を起点として径方向外方へ曲げ加工されることで形成される。【選択図】図２

Description

この発明は円錐ころ軸受とその円錐ころ軸受の製造方法に関する。

円錐ころ軸受は、外周面にテーパ軸状の内輪軌道面が形成された内輪と、内輪の外周に同一中心線上に配設されかつ内周面にテーパ孔状の外輪軌道面が形成された外輪と、内輪軌道面と外輪軌道面との間の環状空間に転動可能に配設された複数の円錐ころと、複数の円錐ころを保持する保持器とを備えているのが一般的である。
このような円錐ころ軸受の構成部品を相互に組み付けて円錐ころ軸受を構成する場合、先ず、図７に示すように、保持器１５０を塑性変形させて拡径すると共に、保持器１５０の各ポケットに複数の円錐ころ１４０を配設する。
そして、図８に示すように、内輪１１０の小つば部１３３と大つば部１３５との間の内輪軌道面１１３上に、複数の円錐ころ１４０を配置する。この状態で、図９に示すように、保持器１５０を元の状態にかしめて縮径させることで、内輪１１０の内輪軌道面１１３上に対し、複数の円錐ころ１４０を保持器１５０によって保持した状態で組み付けている。その後、図１０に示すように、複数の円錐ころ１４０に対し外輪１３０を被せて円錐ころ軸受を構成している。
前記した円錐ころ軸受においては、保持器１５０を塑性変形させて拡径する工程や、保持器１５０を元の状態にかしめて縮径させる工程が必要で、多くの手間や時間がかかる。
さらに、保持器１５０を元の状態にかしめて縮径する際、保持器１５０の寸法にばらつきが生じやすい。
このようなことから、例えば、特許文献１に開示されているように、内輪主体部と小つば部とをそれぞれ別個に製作した後、内輪主体部の内輪軌道面上に対し、複数の円錐ころを保持器によって保持した状態で配置する。
その後、内輪主体部に対し、その内輪軌道面の小径側端部に隣接して小つば部を固定することによって、内輪を構成すると共に、その内輪軌道面上に、複数の円錐ころを保持器によって保持して組み付けることが知られている。

特開２００５−６９３５０号公報

ところで、特許文献１に開示された円錐ころ軸受においては、内輪主体部と小つば部とをそれぞれ別個に製作した後、内輪主体部の内輪軌道面上に対し、複数の円錐ころを保持器によって保持した状態で配置し、その後、内輪主体部の内輪軌道面の小径側端部に隣接して小つば部を固定しなければならない。このため、円錐ころ軸受の構成部品の点数や組付工数が多くなり、コスト高となる。

この発明の目的は、前記問題点に鑑み、円錐ころ軸受の構成部品の点数や組付工数の増加を抑制することができる円錐ころ軸受と、その円錐ころ軸受を容易に製造することができる製造方法を提供することである。

前記課題を解決するために、請求項１の発明の円錐ころ軸受は、外周面にテーパ軸状の内輪軌道面が形成された内輪と、前記内輪の外周側に同心に配設されかつ内周面にテーパ孔状の外輪軌道面が形成された外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間の環状空間に転動可能に配設された複数の円錐ころと、前記複数の円錐ころを保持する保持器とを備え、前記内輪の内輪軌道面の大径側端部に隣接する外周面に大つば部が形成され、前記内輪の内輪軌道面の小径側端部に隣接する外周面に小つば部が形成された円錐ころ軸受であって、前記小つば部は、前記内輪軌道面の小径側端部よりも小径で同小径側端部から軸方向へ延出された薄肉部が、前記内輪軌道面の小径側端部との境界部近傍Ｐを起点として径方向外方へ曲げ加工されることで形成されているものである。

請求項１の発明によると、内輪軌道面の小径側端部よりも小径で同小径側端部から軸方向へ延出された薄肉部を、内輪軌道面の小径側端部との境界部近傍Ｐを起点として径方向外方へ曲げ加工することで、小つば部を形成することができる。
これによって、部品点数や組付工数が増加することを抑制することができる。

請求項２の発明の円錐ころ軸受は、請求項１に記載の円錐ころ軸受であって、前記小つば部を形成する薄肉部の硬度は、内輪軌道面の硬度よりも低硬度となっているものである。

請求項２の発明によると、小つば部を形成する薄肉部の硬度は、内輪軌道面の硬度よりも低硬度となっているから、薄肉部の径方向外方への曲げ加工が容易となり、小つば部を容易に形成することができる。

請求項３の発明に係る円錐ころ軸受の製造方法は、外周面にテーパ軸状の内輪軌道面が形成された内輪と、前記内輪の外周に同一中心線上に配設されかつ内周面にテーパ孔状の外輪軌道面が形成された外輪と、前記内輪軌道面と外輪軌道面との間の環状空間に転動可能に配設された複数の円錐ころと、前記複数の円錐ころを保持する保持器とを備え、前記内輪の内輪軌道面の大径側端部に隣接する外周面に大つば部が形成され、前記内輪の内輪軌道面の小径側端部に隣接する外周面に小つば部が形成された円錐ころ軸受を製造する円錐ころ軸受の製造方法であって、前記内輪軌道面と、前記内輪軌道面の大径側端部に隣接する外周面に大つば部を有すると共に、前記内輪軌道面の小径側端部よりも小径で同小径側端部から軸方向へ延出された薄肉部を有する内輪構成部材を準備する前工程と、前記内輪構成部材の前記内輪軌道面上に対し、複数の円錐ころを保持器によって保持した状態で配設する円錐ころ配設工程と、前記内輪構成部材の薄肉部を前記内輪軌道面の小径側端部との境界部近傍Ｐを起点として径方向外方へ曲げ加工して小つば部を形成する曲げ加工工程と、を備えていることである。

請求項３の発明によると、円錐ころ配設工程で、内輪構成部材の前記内輪軌道面上に対し、複数の円錐ころを保持器によって保持した状態で配設する。この際、内輪構成部材の薄肉部は、内輪軌道面の小径側端部よりも小径であるから、内輪構成部材の内輪軌道面上に複数の円錐ころを保持器によって保持した状態で容易に配設することができる。
そして、曲げ加工工程で、内輪構成部材の薄肉部を内輪軌道面の小径側端部との境界部近傍Ｐを起点として径方向外方へ曲げ加工することで、小つば部を形成する。これによって、内輪を構成すると共に、内輪軌道面上に複数の円錐ころを保持器によって保持された状態で組み付けることができる。
その後、複数の円錐ころに対し外輪を配置することで円錐ころ軸受が構成される。
前記したようにして、内輪構成部材と一体の薄肉部を曲げ加工して小つば部を形成するため、部品点数や組付工数が増加することを抑制しながら円錐ころ軸受を容易に製造することができる。

請求項４の発明に係る円錐ころ軸受の製造方法は、請求項３に記載の円錐ころ軸受の製造方法であって、前記前工程において、前記内輪構成部材の内輪軌道面を浸炭焼入処理して硬度を高め、前記内輪構成部材の小径側端部から軸方向へ延出された薄肉部は、防炭又は焼き鈍し処理して前記内輪軌道面の硬度よりも低硬度にすることである。

請求項４の発明によると、前工程で、内輪構成部材の小径側端部から軸方向へ延出された薄肉部を防炭又は焼き鈍し処理することで、薄肉部を内輪軌道面の硬度よりも低硬度にすることができる。
このため、曲げ加工工程で、薄肉部の径方向外方への曲げ加工が容易となり、小つば部を容易に形成することができる。

請求項５の発明に係る円錐ころ軸受の製造方法は、請求項３又は４に記載の円錐ころ軸受の製造方法であって、前記曲げ加工工程において、前記内輪構成部材の薄肉部をかしめ治具によって前記内輪軌道面の小径側端部との境界部近傍Ｐを起点として径方向外方へ塑性変形させて曲げ加工することで前記小つば部を形成することである。

請求項５の発明によると、かしめ治具によって、内輪構成部材の薄肉部を内輪軌道面の小径側端部との境界部近傍Ｐを起点として径方向外方へ塑性変形させて小つば部を容易に曲げ加工することができる。

請求項６の発明に係る円錐ころ軸受の製造方法は、請求項５に記載の円錐ころ軸受の製造方法であって、前記かしめ治具は、前記小つば部に対応する形状をもつ凹部を先端部に有し、前記かしめ治具の凹部を、薄肉部の先端に押し付けながら前記かしめ治具を前進させ、前記薄肉部を径方向外方へ塑性変形させて曲げ加工することで小つば部を形成することである。

請求項６の発明によると、かしめ治具の凹部によって、薄肉部を径方向外方へ塑性変形させて曲げ加工することがより一層容易となる。

この発明によると、円錐ころ軸受の構成部品点数や組付工数の増加を抑制することができると共に、その円錐ころ軸受を容易に製造することができる。

この発明の実施例１に係る円錐ころ軸受を示す軸方向断面図である。 同じく内輪と、外輪と、円錐ころと、保持器との組付状態を拡大して示す軸方向断面図である。 この発明の実施例１に係る円錐ころ軸受の製造方法における前工程を示す説明図である。 同じく内輪構成部材の内輪軌道面上に複数の円錐ころと保持器とを配設した状態を示す説明図である。 同じく内輪構成部材の薄肉部をかしめ治具によって径方向外方へかしめる直前状態を示す説明図である。 同じく内輪構成部材の薄肉部をかしめ治具によって径方向外方へかしめて小つば部を形成した状態を示す説明図である。 従来の円錐ころ軸受の内輪に複数の円錐ころと保持器とを配設する前に保持器を拡径させた状態を示す説明図である。 同じく内輪の内輪軌道面上に複数の円錐ころを配設した状態を示す説明図である。 同じく保持器を元の状態にかしめて縮径させた状態を示す説明図である。 同じく複数の円錐ころに対し外輪を被せて円錐ころ軸受を構成した状態を示す説明図である。

この発明を実施するための形態について実施例にしたがって説明する。

この発明の実施例１に係る円錐ころ軸受を図１〜図６にしたがって説明する。
図１と図２に示すように、円錐ころ軸受は、内輪１０と、外輪３０と、複数の円錐ころ４０と、保持器５０と、を備えている。
内輪１０は、中心部を貫通する中心孔１１を有して筒状に形成され、外周面にはテーパ軸状の内輪軌道面１３が形成されている。
内輪１０の内輪軌道面１３の大径側端部の外周面には、内輪軌道面１３に隣接して大つば部１４が形成されている。また、内輪１０の内輪軌道面１３の小径側端部の外周面には、内輪軌道面１３の小径側端部よりも小径で、内輪軌道面１３の小径側端部との間に段差部をもって形成された凹部１８を介して小つば部２０が形成されている。

外輪３０は、内輪１０の外周側に同心に配設されかつ内周面にテーパ孔状の外輪軌道面３１が形成されている。
また、複数の円錐ころ４０は、保持器５０のポケット５４に保持された状態で、内輪軌道面１３と外輪軌道面３１との間の環状空間に転動可能に配設されている。
なお、保持器５０は、図２に示すように、軸方向に所定間隔を隔てる小径側の環状部５１と、大径側の環状部５２と、これら環状部５１、５２を連結すると共に、複数のポケット５４を周方向に区画する柱部５３とを備えている。

さて、内輪１０の小つば部２０は、図２と図３に示すように、内輪１０の軸方向端面から軸方向へ円筒状に延出された薄肉部２２が、内輪軌道面１３の小径側端部１３ａとの境界部近傍Ｐを起点として径方向外方へ曲げ加工されることで小径の凹部１８を介して形成されている。
すなわち、図２と図３に示すように、薄肉部２２の外径寸法は、内輪軌道面１３の小径側端部の外径寸法よりも小さく形成され、薄肉部２２の内径寸法は、内輪１０の中心孔１１の内径寸法よりも大きく形成されている。これによって、薄肉部２２の外周側は、凹部１８の底面を含み、内輪軌道面１３の小径側端面１３ａから径方向内方に段差部をもって軸方向外方へ延出されている。また、薄肉部２２の内周側は、内輪軌道面１３の小径側に位置する内輪１０の軸方向一端面１１ａから径方向外方に段差部をもって軸方向外方へ延出されている。
そして、図６に示すように、薄肉部２２が、内輪軌道面１３の小径側端部との境界部近傍Ｐ（この実施例１では、内輪１０の軸方向一端面１１ａから軸方向外方へ延出される薄肉部２２の内周側の基端部）を起点として径方向外方へ曲げ加工されることで小径の凹部１８を介して小つば部２０が形成されている。また、図５と図６に示すように、内輪１０の軸方向一端面１１ａと、内輪軌道面１３の小径側端面１３ａとの間の距離寸法Ｌ１は、小径の凹部１８の軸方向寸法Ｌ２とほぼ同じか、僅かに小さく設定されている。

小つば部２０を形成する薄肉部２２の硬度（ビッカース硬度、ロックウエル硬さ、ブリネル硬さなどの塑性変形硬さのことである）は、内輪軌道面１３の硬度よりも低硬度となっている。例えば、内輪軌道面１３は、焼き入れ処理（図２の斜め格子で示す部分）によって硬度が高められている。
また、小つば部２０を形成する薄肉部２２は、防炭又は焼き鈍し処理されることで、内輪軌道面１３の硬度よりも低硬度にしてある。

なお、円錐ころ軸受は、軸受回転時の遠心力の作用によって、円錐ころ４０からの荷重が、大つば部１４や内輪軌道面１３に作用するが、小つば部２０には殆ど作用することがない。このため、小つば部２０は、内輪１０の内輪軌道面１３上に対し、複数の円錐ころ４０を保持器５０によって保持して組み付けた状態にあるときに、複数の円錐ころ４０及び保持器５０が内輪軌道面１３の小径側へ移動して抜け出ることがないように、複数の円錐ころ４０及び保持器５０を保持し得る強度（剛性）であればよい。
言い換えると、小つば部２０は、大つば部１４や内輪軌道面１３の硬度よりも低硬度であっても、円錐ころ軸受として使用上問題とはならない。

この実施例１に係る円錐ころ軸受は上述したように構成される。
したがって、内輪１０の内輪軌道面１３よりも小径で同内輪軌道面１３から軸方向へ延出された薄肉部２２を、内輪軌道面１３の小径側端部との境界部近傍Ｐを起点として径方向外方へ曲げ加工することで、内輪軌道面１３の小径側端部よりも小径の凹部１８を介して小つば部２０を形成することができる。
このため、小つば部２０を形成する前に内輪軌道面１３上に複数の円錐ころ４０を保持器５０によって保持した状態で配設し、その後、薄肉部２２を、内輪軌道面１３の小径側端部との境界部近傍Ｐを起点として径方向外方へ曲げ加工することで、内輪１０を形成すると同時に、内輪１０に対し複数の円錐ころ４０と保持器５０とを容易に組み付けることができ、部品点数や組付工数が増加することを抑制することができる。

また、この実施例１において、小つば部２０を形成する薄肉部２２の硬度は、内輪軌道面１３の硬度よりも低硬度となっているから、薄肉部２２の径方向外方への曲げ加工が容易となり、小つば部２０を容易に形成することができる。

次に、実施例１に係る円錐ころ軸受を製造する方法を図３〜図６にしたがって説明する。
この実施例１の円錐ころ軸受の製造方法は、前工程と、円錐ころ配設工程と、曲げ加工工程と、を備える。

先ず、前工程において、図３に示すように、内輪軌道面１３と、内輪軌道面１３の大径側端部に隣接する外周面に大つば部１４を有すると共に、内輪軌道面１３の小径側端部よりも小径でかつ内輪１０の中心孔１１よりも大径をなして内輪軌道面１３の小径側端部から軸方向へ延出された円筒状の薄肉部２２を有する内輪構成部材１０Ａを準備する。
また、この実施例１において、前工程で、内輪構成部材１０Ａの内輪軌道面１３と大つば部１４のころ案内面１５とを浸炭焼入処理（図３の斜め格子で示す部分）して硬度を高める。内輪構成部材１０Ａの小径側端部から軸方向へ延出された薄肉部２２は、防炭又は焼き鈍し処理して内輪軌道面１３の硬度よりも低硬度にする。

次に、円錐ころ配設工程で、図４に示すように、内輪構成部材１０Ａの内輪軌道面１３上に対し、複数の円錐ころ４０を保持器５０によって保持した状態で配設する。

次に、曲げ加工工程において、図５と図６に示すように、内輪構成部材１０Ａの薄肉部２２をかしめ治具６０によって内輪軌道面１３の小径側端部との境界部近傍Ｐを起点として径方向外方へ塑性変形させて曲げ加工することで、内輪軌道面１３の小径側端部との境界部に小径の凹部１８を介して小つば部２０を形成し、これと同時に、内輪１０を形成する。
また、この実施例１において、かしめ治具６０は、小つば部２０に対応する形状をもつ凹部６１を先端部に有する。そして、かしめ治具６０の凹部６１を、内輪構成部材１０Ａの薄肉部２２の先端に押し付けながら、かしめ治具６０を内輪１０に接近する方向へ前進させる。これによって、内輪構成部材１０Ａの薄肉部２２を径方向外方へ塑性変形させて曲げ加工することで小つば部２０を容易に形成することができる。
最後に、複数の円錐ころ４０に対し外輪３０を被せて円錐ころ軸受を構成する（図１参照）。

この実施例１に係る円錐ころ軸受の製造方法は上述したように構成される。
したがって、円錐ころ配設工程で、内輪構成部材１０Ａの内輪軌道面１３上に対し、複数の円錐ころ４０を保持器５０によって保持した状態で配設する。この際、内輪構成部材１０Ａの薄肉部２２は、内輪軌道面１３の小径側端部よりも小径であるから、内輪構成部材１０Ａの内輪軌道面１３上に複数の円錐ころ４０を保持器５０によって保持した状態で容易に配設することができる。
そして、曲げ加工工程で、内輪構成部材１０Ａの薄肉部２２を内輪軌道面１３の小径側端部との境界部近傍Ｐを起点として径方向外方へ曲げ加工することで、小径の凹部１８を介して小つば部２０を形成する。これによって、内輪１０を構成すると共に、内輪軌道面１３上に複数の円錐ころ４０を保持器５０によって保持された状態で組み付けることができる。
その後、複数の円錐ころ４０に対し外輪３０を被せて配置することで円錐ころ軸受が構成される。
前記したようにして、内輪構成部材１０Ａと一体の薄肉部２２を曲げ加工して小つば部２０を形成するため、部品点数や組付工数が増加することを抑制しながら円錐ころ軸受を容易に製造することができる。

また、前工程で、内輪構成部材１０Ａの薄肉部２２を防炭又は焼き鈍し処理することで、薄肉部２２を内輪軌道面１３の硬度よりも低硬度にすることができる。
このため、曲げ加工工程で、薄肉部２２の径方向外方への曲げ加工が容易となり、小つば部２０を容易に形成することができる。

また、かしめ治具６０によって、内輪構成部材１０Ａの薄肉部２２を内輪軌道面１３の小径側端部との境界部近傍Ｐを起点として径方向外方へ塑性変形させて小径の凹部１８を介して小つば部２０を容易に曲げ加工することができる。
また、かしめ治具６０は、小つば部２０に対応する形状をもつ凹部６１を先端部に有している。これによって、かしめ治具６０の凹部６１を、薄肉部２２の先端に押し付けながらかしめ治具６０を内輪構成部材１０Ａに接近する方向へ前進させ、薄肉部２２を径方向外方へ塑性変形させて曲げ加工することで、小つば部２０を容易に形成することができる。すなわち、薄肉部２２を径方向外方へ塑性変形させて曲げ加工することがより一層容易となる。

なお、この発明は前記実施例１に限定するものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の形態で実施することができる。

１０ 内輪
１０Ａ 内輪構成部材
１３ 内輪軌道面
１４ 大つば部
２０ 小つば部
２２ 薄肉部
３０ 外輪
３１ 外輪軌道面
４０ 円錐ころ
５０ 保持器
６０ かしめ治具
６１ 凹部

Claims (6)

1. 外周面にテーパ軸状の内輪軌道面が形成された内輪と、前記内輪の外周側に同心に配設されかつ内周面にテーパ孔状の外輪軌道面が形成された外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間の環状空間に転動可能に配設された複数の円錐ころと、前記複数の円錐ころを保持する保持器とを備え、前記内輪の内輪軌道面の大径側端部に隣接する外周面に大つば部が形成され、前記内輪の内輪軌道面の小径側端部に隣接する外周面に小つば部が形成された円錐ころ軸受であって、
   前記小つば部は、前記内輪軌道面の小径側端部よりも小径で同小径側端部から軸方向へ延出された薄肉部が、前記内輪軌道面の小径側端部との境界部近傍起点として径方向外方へ曲げ加工されることで形成されていることを特徴とする円錐ころ軸受。
2. 請求項１に記載の円錐ころ軸受であって、
   前記小つば部を形成する薄肉部の硬度は、内輪軌道面の硬度よりも低硬度となっていることを特徴とする円錐ころ軸受。
3. 外周面にテーパ軸状の内輪軌道面が形成された内輪と、前記内輪の外周に同一中心線上に配設されかつ内周面にテーパ孔状の外輪軌道面が形成された外輪と、前記内輪軌道面と外輪軌道面との間の環状空間に転動可能に配設された複数の円錐ころと、前記複数の円錐ころを保持する保持器とを備え、前記内輪の内輪軌道面の大径側端部に隣接する外周面に大つば部が形成され、前記内輪の内輪軌道面の小径側端部に隣接する外周面に小つば部が形成された円錐ころ軸受を製造する円錐ころ軸受の製造方法であって、
   前記内輪軌道面と、前記内輪軌道面の大径側端部に隣接する外周面に大つば部を有すると共に、前記内輪軌道面の小径側端部よりも小径で同小径側端部から軸方向へ延出された薄肉部を有する内輪構成部材を準備する前工程と、
   前記内輪構成部材の前記内輪軌道面上に対し、複数の円錐ころを保持器によって保持した状態で配設する円錐ころ配設工程と、
   前記内輪構成部材の薄肉部を前記内輪軌道面の小径側端部との境界部近傍起点として径方向外方へ曲げ加工して小つば部を形成する曲げ加工工程と、
   を備えていることを特徴とする円錐ころ軸受の製造方法。
4. 請求項３に記載の円錐ころ軸受の製造方法であって、
   前記前工程において、前記内輪構成部材の内輪軌道面を浸炭焼入処理して硬度を高め、
   前記内輪構成部材の小径側端部から軸方向へ延出された薄肉部は、防炭又は焼き鈍し処理して前記内輪軌道面の硬度よりも低硬度にすることを特徴とする円錐ころ軸受の製造方法。
5. 請求項３又は４に記載の円錐ころ軸受の製造方法であって、
   前記曲げ加工工程において、前記内輪構成部材の薄肉部をかしめ治具によって前記内輪軌道面の小径側端部との境界部近傍を起点として径方向外方へ塑性変形させて曲げ加工することで前記小つば部を形成することを特徴とする円錐ころ軸受の製造方法。
6. 請求項５に記載の円錐ころ軸受の製造方法であって、
   前記かしめ治具は、前記小つば部に対応する形状をもつ凹部を先端部に有し、
   前記かしめ治具の凹部を、薄肉部の先端に押し付けながら前記かしめ治具を前進させ、前記薄肉部を径方向外方へ塑性変形させて曲げ加工することで小つば部を形成することを特徴とする円錐ころ軸受の製造方法。

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