JP2015094383A - 軸受装置及び軸受装置の製造方法 - Google Patents

軸受装置及び軸受装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】潰し加工を採用しながらも、安定した係止部突出量の確保を実現し、外輪と固定プレートの干渉を避け非分離構造ながら相対回転可能な軸受装置及び軸受装置の製造方法を提供する。
【解決手段】軸受装置１０は、内輪１０１と外輪１０２との間に複数の転動体１０３が配設された転がり軸受と、該転がり軸受をハウジングに固定すべく、前記転がり軸受の外輪１０２の外周面に嵌合される円形穴部１３を有する固定プレート１１と、を備える。外輪１０２の外周部には、係止溝１０９が形成され、固定プレート１１の内周部には、径方向内側に突出する係止部１６が円周方向に等間隔をもって複数箇所パンチで潰し加工で形成され、係止部１６と係止溝１０９との径方向すきまと、固定プレート１１の内周面と小径段部１０６の外周面との径方向すきまとが、同値となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、軸受装置及び軸受装置の製造方法に関し、例えば、トランスミッションにおけるギヤなどの回転支持部に用いられる軸受装置及び軸受装置の製造方法に関する。
従来のこの種の軸受装置としては、例えば、図８に示すように、内輪１０１と外輪１０２との間に複数の転動体１０３が配設された転がり軸受１０４と、該転がり軸受１０４の外輪１０２の軸方向端面に当接して転がり軸受１０４をハウジングＨに固定する固定プレート１０５と、を備えるものが知られている。
また、自動車の小型化と共にトランスミッションの小型化が要請されており、このような要請に応える軸受装置として、図９に示すように、転がり軸受１０４の外輪１０２の外周面の軸方向端部に小径段部１０６を設け、該小径段部１０６に固定プレート１０７の円形穴部１１０を嵌合固定したものが知られている。また、固定プレート１０７は、その円形穴部１１０の周縁部分の肉を潰し加工により径方向内側に突出させ、係止部１０８を形成し、小径段部１０６に形成された係止溝１０９に係止させている。
従来、このような固定プレート１０７と軸受１０４とを結合させる方法として、固定プレートの円形穴部の周縁部分を潰し加工により径方向内側に突出させ、係止部を小径段部に形成された係止溝に係止させることが種々考案されている（例えば、特許文献１〜８参照）。
特許第４７５２８１７号公報 独国特許出願公開１０２００４０３１８３０号明細書 特開２００４−０２８１２３号公報 特開２０１３−２９１４８号公報 特許第４８７７１３５号公報 特許第５１４６５７９号公報 特開２０１３−１３７０７１号公報 国際公開第２００９／１３２８１８号
ところで、従来、突起部１０８の潰し加工は、加工工程も少なく、低コスト思想としては非常に優れている。しかしながら、そのシンプルさゆえの弊害として、パンチ精度・部品精度が複数突起の突出量（内接円形）の制御に影響し、軸受との組み付け性及び干渉の観点で制御が大変難しい。具体的に、軌道輪と固定プレートとの間には正すきまが存在しており、たとえば、軌道輪側案内内径と固定プレート案内径の中心を完全に一致させて突起部を潰し加工することは困難であり、例えば、３つある係止部の突出量を同一にすることが難しいという問題があった。
また、特許文献８では、１回目のプレスで外輪の掛かり部を乗り越え、出っ張り部を除去加工した後、２回目のプレスで突起を設けているが、これも突起自体潰し加工による成形であるがゆえに突起形状の安定化は容易ではない。
本発明は、上記の課題を鑑み、その目的は、潰し加工を採用しながらも、安定した係止部突出量の確保を実現し、外輪と固定プレートの干渉を避け非分離構造ながら相対回転可能な軸受装置及び軸受装置の製造方法を提供するものである。
上記目的は以下の構成により達成される。
（１） 内輪と外輪との間に複数の転動体が配設された転がり軸受と、該転がり軸受をハウジングに固定すべく、前記転がり軸受の前記外輪の外周面に嵌合される円形穴部を有する固定プレートと、を備え、
前記外輪の軸方向の端部外周部には、前記固定プレートが嵌合される小径段部が設けられるとともに、該小径段部の外周面に円周方向に延びる係止溝が形成され、
前記固定プレートの円形穴部には、径方向内側にそれぞれ突出し、前記係止溝に係止される複数の係止部が設けられる軸受装置を製造する方法であって、
前記固定プレートの円形穴部を前記外輪の小径段部の周囲に配置し、前記固定プレートを、前記複数の係止部のいずれかを形成する円周方向位置で、前記外輪の小径段部に向けて径方向に押し付けた状態で、該固定プレートの円形穴部をパンチで潰し加工して、前記係止部の先端が前記係止溝に接触するように前記係止部を形成する工程を有し、
前記複数の係止部は、当該形成工程を前記各係止部に対して順次行うことで与えられることを特徴とする軸受装置の製造方法。
（２） 前記円形穴部の内周面には、前記係止部が形成される円周方向位置の円周方向両側に亘って、凹部が形成されていることを特徴とする（１）に記載の軸受装置の製造方法。
（３） 内輪と外輪との間に複数の転動体が配設された転がり軸受と、該転がり軸受をハウジングに固定すべく、前記転がり軸受の前記外輪の外周面に嵌合される円形穴部を有する固定プレートと、を備え、
前記外輪の軸方向の端部外周部には、前記固定プレートが嵌合される小径段部が設けられるとともに、該小径段部の外周面に円周方向に延びる係止溝が形成され、
前記固定プレートの円形穴部には、径方向内側にそれぞれ突出し、前記係止溝に係止される複数の係止部が設けられ、
前記複数の係止部と前記係止溝との各径方向すきまは、いずれも前記固定プレートの円形穴部の内周面と前記小径段部の外周面との径方向すきまと同値となることを特徴とする軸受装置。
本発明によれば、前記固定プレートの円形穴部を前記外輪の小径段部の周囲に配置し、固定プレートを、複数の係止部のいずれかを形成する位置で、外輪に向けて径方向に押し付けた状態で、固定プレートの円形穴部をパンチで潰し加工して、係止部の先端が係止溝に接触するように係止部を形成し、その係止部の形成を全ての係止部に対して順次行う。これにより、係止部と係止溝との径方向すきまと、固定プレートの内周面と小径段部の外周面との径方向すきまとが、同値となるため、固定プレートが外輪に対して相対回転可能であり、係止部の破損を防止でき、小径段部と係止部との係合を最大、すなわち、係止部の突出量を最大として、固定プレートと外輪との非分離を確実にすることができる。また、固定プレートと外輪の軌道輪間の組立て精度が高く、且つ、安価に固定プレートの内径形状を得られ、軸受装置の組立作業の効率を高めることができ、生産性の向上を図ることができる。
本発明に係る軸受装置の一実施形態を説明するための斜視図である。 図１の軸受装置の正面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 （ａ）は、図３のＩＶ部拡大断面図であり、（ｂ）は、ＩＶ´部拡大断面図である。 軸受装置の固定プレートの斜視図である。 （ａ）は、固定プレートをその係止部を形成する位置で外輪に向けて径方向に押し付けた状態を示す正面図であり、（ｂ）は、（ａ）の要部拡大図である。 （ａ）は、軸受装置のパンチで潰し加工する部位の要部断面図であり、（ｂ）は、係止部の先端を係止溝に接するまで潰し加工した状態を示す要部断面図であり、（ｃ）は、パンチの押しすぎで係止部の先端が潰れた状態を示す要部断面図である。 従来の軸受装置を説明するための要部断面図である。 従来の他の軸受装置を説明するための要部断面図である。
以下、本発明に係る軸受装置の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１〜図５に示す本実施形態の軸受装置１０は、例えば、トランスミッションにおけるギヤなどの回転支持部に用いられる軸受装置として使用され、従来構造の図８及び図９も参照して、内輪１０１と外輪１０２との間に複数の転動体１０３が配設された転がり軸受１０４と、該転がり軸受１０４をハウジングＨに固定すべく、転がり軸受１０４の外輪１０２の外周面に嵌合される円形穴部１３を有する固定プレート１１と、を備える。なお、本発明は、固定プレート１１の構成が従来構造と主に異なるため、以下の説明では、固定プレート１１と、該固定プレートが取り付けられる転がり軸受１０４の外輪１０２とを中心に説明する。
図３及び図４に示すように、外輪１０２の軸方向の端部外周部には、固定プレート１１が嵌合される小径段部１０６が形成されており、該小径段部１０６の外周面の軸方向内側寄りには、係止溝１０９が周方向全周に沿って形成されており、係止溝１０９の外周面１０６ａに対する溝深さ寸法は、全周で一定である。
一方、固定プレート１１は、図５に示すように、中央に円形穴部１３を有すると共に、外形が略三角形のフランジ状をなしており、三角形状の３つの頂点側にはボルト（不図示）の挿通穴１９が形成されている。
また、図３〜図５に示すように、固定プレート１１の円形穴部１３の内周部には、外輪１０２の小径段部１０６に形成された係止溝１０９に係止される係止部１６が径方向内側に突出して形成されている。この係止部１６は、本実施形態では、円周方向に略等間隔で３箇所形成されており、それら３箇所の係止部１６は、固定プレート１１の三角形状の３つの頂点側にそれぞれ配置されている。また、円形穴部１３の内周面には、係止部１６が形成される円周方向位置の円周方向両側に亘って、後述のパンチ１７が押しあてられる位置に、凹部２０が形成されている。
また、３つの係止部１６と係止溝１０９との各径方向すきまＢは、固定プレート１１の円形穴部１３の内周面と小径段部１０６の外周面１０６ａとの径方向すきまＡと同値（Ａ＝Ｂ）となるように形成され、円形穴部１３の内周面の中心と、各係止部１６の内接円の中心とが一致する。
次に、図６及び図７を参照して、軸受装置１０の製造方法について説明する。
本実施形態では、固定プレート１１を外輪１０２の小径段部１０６に嵌合する前に、固定プレート１１の円形穴部１３には、凹部２０は形成されているが、係止部１６は予め形成されておらず、固定プレート１１を外輪１０２の小径段部１０６に嵌合した後に、潰し加工で係止部１６を形成して、軸受装置１０を製造する。
まず、図６に示すように、固定プレート１１の円形穴部１３を外輪１０２の小径段部１０６の周囲に配置し、固定プレート１１を、複数の係止部１６のいずれかを形成する位置で、小径段部１０６の外周面１０６ａに向けて径方向に押し付けた状態とする。このとき、固定プレート１１の中心と、外輪１０２の中心とが偏心し、係止部１６を形成する位置における固定プレート１１の内周面と外輪１０２の小径段部１０６の外周面１０６ａとの径方向すきまがなくなり、その位置の径方向反対側における固定プレート１１の内周面と小径段部１０６の外周面１０６ａとの径方向すきまは、軸受装置１０の製造完成時における固定プレート１１の内周面と外輪１０２の小径段部１０６の外周面１０６ａとの径方向すきまの２倍となる。
次に、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、固定プレート１１を、係止部１６を形成する位置で、外輪１０２に向けて径方向に押し付けた状態で、パンチ１７を軸方向から見て凹部２０と重なる位置で軸方向側面に押し当て、固定プレート１１の円形穴部１３の周縁部分をパンチ１７で潰し加工して、係止部１６の先端が係止溝１０９に接触するようにして係止部１６を形成する。また、潰し加工の際、固定プレート１１を外輪１０２に向けて径方向に押し付けることで、固定プレート１１がフリーの状態よりも潰し加工の際の背面バックアップが多く得られ、加工できる肉の量を増やすことが可能で、突起成形の形状安定性が増すなどのメリットが得られる。
また、係止部１６の先端が係止溝１０９に接触するまで潰し加工をするので、外輪１０２を金型（カウンタパンチ）として利用することになり、係止部１６の突出量は、係止溝１０９の溝深さと同一となり、所望の突出量を安定して確保することができる。
なお、図７（ｃ）に示すように、仮に、パンチ１７の押しすぎで係止部１６の先端が潰れてしまったとしても、外輪１０２が金型の代わりをしているので、外輪１０２の形状がそのまま係止部１６に転写される。この結果、固定プレート１１を外輪１０２に押し付ける力を取り除いた状態（固定プレート１１が外輪１０２に対してフリーな状態）に於いて、外輪１０２の係止溝１０９と係止部１６とが干渉して、固定プレート１１が外輪１０２に対して相対回転不能になることはない。
従って、このような係止部１６の形成を３つの係止部１６に対して順次行うことで、複数の係止部１６と係止溝１０９との各径方向すきまＢは、いずれも固定プレート１１の円形穴部１３の内周面と小径段部１０６の外周面１０６ａとの径方向すきまＡと同値となり、固定プレート１１は、円形穴部１３の内周面の中心と、各係止部１６の内接円の中心とが一致し、非分離且つ相対回転可能に外輪１０２に取り付けられる。
以上説明したように、本実施形態の軸受装置１０によれば、固定プレート１１を外輪１０２の小径段部１０６に嵌合したときに、複数の係止部１６と係止溝１０９との各径方向すきまＢが、固定プレート１１の内周面と小径段部１０６の外周面１０６ａとの径方向すきまＡと同値となるため、固定プレート１１と外輪１０２の非分離の信頼性が確実となり、また、パンチ潰し加工というシンプルな工程でありながらも、複数の係止部１６の突出量を同一とすることができので、固定プレート１１と外輪１０２の組立て精度の高い固定プレート１１の内径形状を安価に形成することができる。これにより、軸受装置１０の製造効率を高めることができ、生産性の向上を図ることができる。
なお、本発明の内輪、外輪、転動体、転がり軸受、固定プレート、係止溝、係止部、小径段部等の構成は、上記一実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
本実施形態では、複数の係止部１６は１個ずつ潰し加工が行われるため、サイクルタイムが悪化するが、順走プレスを使用すれば、突起同時加工と同等のサイクルタイムを確保することができる。
例えば、上記実施形態では、固定プレート１１の内周部に３箇所の係止部１６を形成した場合を例示したが、これに限定されず、固定プレート１１の内周部に４箇所以上の係止部１６を形成してもよい。
また、上記実施形態では、小径段部１０６の外周面の周方向に全周に係止溝１０９を形成した場合を例示したが、これに限定されず、例えば、小径段部１０６の外周面の複数箇所に周方向に延びる係止溝を形成するようにしてもよい。
１０ 軸受装置
１１ 固定プレート
１３ 円形穴部
１６ 係止部
１７ パンチ
１９ 挿通穴
２０ 凹部
１０２ 外輪
１０６ 小径段部
１０６ａ 外周面
１０９ 係止溝

Claims (3)

  1. 内輪と外輪との間に複数の転動体が配設された転がり軸受と、該転がり軸受をハウジングに固定すべく、前記転がり軸受の前記外輪の外周面に嵌合される円形穴部を有する固定プレートと、を備え、
    前記外輪の軸方向の端部外周部には、前記固定プレートが嵌合される小径段部が設けられるとともに、該小径段部の外周面に円周方向に延びる係止溝が形成され、
    前記固定プレートの円形穴部には、径方向内側にそれぞれ突出し、前記係止溝に係止される複数の係止部が設けられる軸受装置を製造する方法であって、
    前記固定プレートの円形穴部を前記外輪の小径段部の周囲に配置し、前記固定プレートを、前記複数の係止部のいずれかを形成する円周方向位置で、前記外輪の小径段部に向けて径方向に押し付けた状態で、該固定プレートの円形穴部をパンチで潰し加工して、前記係止部の先端が前記係止溝に接触するように前記係止部を形成する工程を有し、
    前記複数の係止部は、当該形成工程を前記各係止部に対して順次行うことで与えられることを特徴とする軸受装置の製造方法。
  2. 前記円形穴部の内周面には、前記係止部が形成される円周方向位置の円周方向両側に亘って、凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置の製造方法。
  3. 内輪と外輪との間に複数の転動体が配設された転がり軸受と、該転がり軸受をハウジングに固定すべく、前記転がり軸受の前記外輪の外周面に嵌合される円形穴部を有する固定プレートと、を備え、
    前記外輪の軸方向の端部外周部には、前記固定プレートが嵌合される小径段部が設けられるとともに、該小径段部の外周面に円周方向に延びる係止溝が形成され、
    前記固定プレートの円形穴部には、径方向内側にそれぞれ突出し、前記係止溝に係止される複数の係止部が設けられ、
    前記複数の係止部と前記係止溝との各径方向すきまは、いずれも前記固定プレートの円形穴部の内周面と前記小径段部の外周面との径方向すきまと同値となることを特徴とする軸受装置。
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