JP2023095277A - 自動調心ころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】保持器が円滑に案内され、騒音、振動、発熱を抑えることが可能な自動調心ころ軸受を提供する。【解決手段】内輪軌道面２１の軸方向外側に隣接する案内面２２が、フランジ部４２に形成された被案内面４４と対向する。被案内面４４には、せん断面４６と、破断面４７とが形成される。せん断面４６の少なくとも一部は、案内面２２により案内される被案内領域４４Ａである。【選択図】図４

Description

本開示は、自動調心ころ軸受に関する。

自動調心ころ軸受は、一般に、外輪と、複列に並ぶ軌道面を有する内輪との間に、樽型の転動体を介在させた構成を有する。自動調心ころ軸受は、外輪の軌道面の曲率中心が、軸受全体の中心に一致する。このため自動調心ころ軸受は調心性を有する。なおここで曲率中心とは、曲面を球面の一部または円弧とみたときの当該球面の一部または円弧の中心を意味する。

たとえば特開２０１４－３１８０５号公報（特許文献１）には、内輪に形成された案内面により案内される被案内面を有する保持器を備えた自動調心ころ軸受が開示されている。ここで被案内面とは、内輪に形成された案内面により案内される、案内面に対向する面を意味する。

特開２０１４－３１８０５号公報

自動調心ころ軸受では、保持器の被案内面と内輪の案内面との間に、案内隙間と呼ばれる隙間が存在する。保持器の挙動を安定させ、騒音、振動、発熱を抑制する観点から、案内隙間は極力小さい方が好ましい。案内面の曲率中心と被案内面を軸方向に二等分する線との軸方向についての位置関係により、案内隙間の位置が決まる。通常、案内隙間の位置は、被案内面を軸方向について二等分する線に対する曲率中心の存在する側と反対側の、被案内面の端部となる。しかしながら、保持器の製造工程における条件等に起因して、案内隙間が、設計された本来の大きさに比べて大きくなることがある。案内隙間が設計値よりも大きくなれば、被案内面にて保持器が円滑に案内されなくなったり、騒音、振動、発熱が大きくなったりする懸念がある。特開２０１４－３１８０５号公報においては、このような課題に対する検討が何らなされていない。

本開示は上記の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、保持器が円滑に案内され、騒音、振動、発熱を抑えることが可能な自動調心ころ軸受を提供することである。

本実施の形態に係る自動調心ころ軸受は、内周に外輪軌道面を含む外輪と、外周に内輪軌道面および案内面がそれぞれ複列に並ぶ内輪と、外輪軌道面と内輪軌道面との間に配置される転動体と、転動体を収容するポケットが形成され、軸方向に複数並ぶ保持器とを備える。保持器は、中心軸に対して径方向の外側に配置されポケットが形成された環状部と、環状部に対して径方向の内側に配置されるフランジ部とを含む。内輪軌道面の軸方向外側に隣接する案内面が、フランジ部に形成された被案内面と対向する。被案内面には、せん断面と、破断面とが形成される。せん断面の少なくとも一部は、案内面により案内される被案内領域である。

本開示によれば、保持器が円滑に案内され、騒音、振動、発熱を抑えることが可能な自動調心ころ軸受を提供できる。

各実施の形態に係る自動調心ころ軸受の構成を示す概略断面図である。 図１中の点線で囲まれた領域ＩＩの概略拡大断面図である。 図１および図２の保持器の構成を示す模式図である。 実施の形態１の第１例における、図２中の点線で囲まれた領域Ａの概略拡大断面図である。 実施の形態１の第２例における、図２中の点線で囲まれた領域Ａの概略拡大断面図である。 各実施の形態における保持器の被案内面を打ち抜きする工程を示す概略断面図である。 実施の形態１の第１例における保持器の被案内面が打ち抜かれる方向を示す概略断面図である。 実施の形態１の第２例における保持器の被案内面が打ち抜かれる方向を示す概略断面図である。 実施の形態１の第１比較例における、図２中の点線で囲まれた領域Ａの概略拡大断面図である。 実施の形態１の第２比較例における、図２中の点線で囲まれた領域Ａの概略拡大断面図である。 せん断面および破断面との一般的な外観態様を示す概略図である。 実施の形態２の第１例における、図２中の点線で囲まれた領域Ａの概略拡大断面図である。 実施の形態２の第２例における、図２中の点線で囲まれた領域Ａの概略拡大断面図である。

以下、本実施の形態について図に基づいて説明する。なお図中には、説明の便宜のため、ｐ方向、ｒ方向およびａ方向が導入されている。ｐ方向は自動調心ころ軸受の回転する方向に沿う周方向である。ｒ方向は自動調心ころ軸受の中心軸から放射状に延びる径方向である。ａ方向は自動調心ころ軸受の中心軸の延びる方向に沿う軸方向である。

（実施の形態１）
図１は、各実施の形態に係る自動調心ころ軸受の構成を示す概略断面図である。図２は、図１中の点線で囲まれた領域ＩＩの概略拡大断面図である。図１および図２を参照して、本実施の形態に係る自動調心ころ軸受１００は、図の左右方向すなわちａ方向に沿って延びる中心軸１１０を中心とした円環状を有している。自動調心ころ軸受１００は、外輪１０と、内輪２０と、転動体としての球面ころ３０と、保持器４０とを備えている。

外輪１０は、内周に外輪軌道面１１が形成されている。外輪軌道面１１は球面形状を有している。自動調心ころ軸受１００の全体の外径が大きい場合には、外輪１０のａ方向の中央部に油穴１２が設けられてもよい。油穴１２は自動調心ころ軸受１００に潤滑油を供給するための穴である。図１および図２において外輪１０は油穴１２により二分されているように見えるが、実際には単一の外輪１０および単一の外輪軌道面１１を有している。外輪軌道面１１は、ａ方向についての外輪１０の全体に亘り形成されている。

これに対して、外輪１０よりもｒ方向の内側に配置される内輪２０は、外周に形成される内輪軌道面２１が複列に並んでいる。図１および図２においては、内輪軌道面２１はａ方向に２列並んでいる。図１および図２では、単一の内輪２０に２列の内輪軌道面２１が形成されている。２列の内輪軌道面２１のそれぞれは球面形状を有している。また内輪２０は、外周に形成される案内面２２が複列に並んでいる。案内面２２は、２列の内輪軌道面２１のそれぞれのａ方向の外側に隣り合うように形成されている。すなわち図１、図２の左側の内輪軌道面２１の左側、および右側の内輪軌道面２１の右側に案内面２２が配置される。内輪軌道面２１と案内面２２とは別個の領域である。案内面２２を内輪軌道面２１の外側に設けることにより、内輪軌道面２１にとって有害なキズが外側から内輪軌道面２１へ進入したり、外部からの要因により内輪軌道面２１が摩耗することを回避できる。

図１、図２の中心軸１１０を含む断面図において、内輪軌道面２１および案内面２２は曲線状である。つまり内輪軌道面２１および案内面２２はやや湾曲する曲面形状である。案内面２２は内輪軌道面２１と曲率が等しい。ここでの曲率は、後述する図４における曲率半径Ｒの逆数である。内輪軌道面２１と案内面２２との曲率は、その全体において完全に同一であってもよいが、完全に同一でなく、たとえば０．１％以内の差異があってもよい。完全に同一ではなく異なる位置の間で曲率に微妙な差異がある場合、内輪軌道面２１の曲率は、全体の曲率の平均値である。同様に、異なる位置の間で曲率に微妙な差異がある場合、案内面２２の曲率は、全体の曲率の平均値である。また内輪軌道面２１と案内面２２との曲率が等しいとは、曲率が完全に一致する場合に限らず、両者の曲率の誤差が１％以内である場合を含むこととする。

図１、図２の中心軸１１０を含む断面図において、内輪軌道面２１および案内面２２を併せた内輪２０の外周の曲面部分は、単一の円弧形状の曲線である。すなわち内輪軌道面２１と案内面２２とはこれらを併せて単一の曲線となるように形成されている。内輪軌道面２１と案内面２２とは、両者の境界に変曲点などが存在しないように滑らかに連続している。ここでは内輪軌道面２１は内輪２０の外周面のうちｒ方向からの平面視において球面ころ３０と重なる領域であると定義し、案内面２２は内輪軌道面２１に該当しない領域と定義する。

球面ころ３０は複数配置され、それぞれの球面ころ３０は外輪軌道面１１と内輪軌道面２１との間に配置されている。つまり複数の球面ころ３０のうち一部は、外輪軌道面１１と２列のうち一方（左側）の内輪軌道面２１との間に配置されている。複数の球面ころ３０のうち上記一部以外は、外輪軌道面１１と２列のうち他方（右側）の内輪軌道面２１との間に配置されている。また図示されないが、図１および図２の左側の球面ころ３０と右側の球面ころ３０は、いずれもｐ方向について等間隔に複数並んでいる。球面ころ３０は樽型（円柱形状に近い形状）を有している。具体的には球面ころ３０は、外輪軌道面１１および内輪軌道面２１と接触する転動面が球面形状を有しており、上記転動面以外の面として互いに対向する１対の円形状の面を有している。

図３は、図１および図２の保持器の構成を示す模式図である。図３および図１、図２を参照して、保持器４０は、一般公知の鉄またはその合金材料により形成されている。保持器４０は、ａ方向に複数並んでいる。図１および図２においては保持器４０として、保持器４０Ａと保持器４０Ｂとの２つがａ方向に並んでいる。保持器４０Ａ，４０Ｂのそれぞれは、図３に示すような容器に近い形状を有している。具体的には、保持器４０Ａ，４０Ｂのそれぞれは、環状部４１と、フランジ部４２とを含んでいる。環状部４１は、保持器４０を容器状と仮定したときの側面に相当する部分である。フランジ部４２は、保持器４０を容器状と仮定したときの底面に相当する部分である。このため図１および図２の断面図において、環状部４１は、フランジ部４２に比べて中心軸１１０に対してｒ方向の外側に配置されている。

保持器４０の環状部４１には、図３の円環状の周方向に相当するｐ方向に沿って間隔をあけて、複数のポケット４３が形成されている。ポケット４３は環状部４１を構成する側面を貫通するように形成された孔部である。複数のポケット４３のそれぞれに、１個ずつの球面ころ３０が収容される。保持器４０はａ方向に沿って２つ並ぶため、保持器４０Ａ，４０Ｂのそれぞれのポケット４３に同様に１個ずつの球面ころ３０が収容される。このため自動調心ころ軸受１００には、ｐ方向に間隔をあけて複数並ぶ球面ころ３０が、ａ方向に２列並ぶように配置される。

図１および図２の断面図において環状部４１は大筋でａ方向に沿って延びている。しかし環状部４１は、ａ方向の中央部において屈折し、その屈折する位置を境界とする環状部４１Ａと環状部４１Ｂとの２つの領域に分かれていてもよい。

環状部４１の一部は、ｐ方向において間隔をあけて複数並ぶ球面ころ３０のうち隣り合う球面ころ３０の間の領域に配置される。この領域の環状部４１は柱部である。図１、図２においては柱部がｐ方向について隣り合う球面ころ３０に挟まれた領域ごとに配置されることを説明する観点から、左側の保持器４０Ａが球面ころ３０と重なる領域は球面ころ３０のｐ方向手前側に配置されるように図示される（このため環状部４１が実線で示される）。一方、右側の保持器４０Ｂが球面ころ３０と重なる領域においては球面ころ３０のｐ方向奥側に配置されるように図示される（このため環状部４１が点線で示される）。

フランジ部４２は、環状部４１に対してｒ方向の内側に配置されている。フランジ部４２は、環状部４１のうち最も図３の下側（底部）に近い位置から、ｒ方向の内側に向けて突起するように延びた領域であり、図３における底面の一部である。フランジ部４２を形成する図３の底面は、たとえば円形状を有している。当該円形状の底面の部分には、中心軸１１０を中心とし当該底面を貫通するように貫通孔が形成されている。この貫通孔は、フランジ部４２を形成する底面と同様に、たとえば円形状を有している。当該底面の中央部に円形状の貫通孔が形成されることにより、フランジ部４２は円環状を有している。この貫通孔の内壁面は、図２に示す被案内面４４である。被案内面４４については後に詳述する。

なお、保持器４０Ａと保持器４０Ｂとは、環状部４１の図３における最上部であり、フランジ部４２から最も離れた保持器端部４５において互いに接近および対向（接触）するように組み込まれている。これにより、図１および図２に示すように保持器４０Ａ，４０Ｂが組み込まれる。したがって自動調心ころ軸受１００においては、ポケット４３およびこれに収容された球面ころ３０が、外輪１０と内輪２０との間に配置される。

図４は、実施の形態１の第１例における、図２中の点線で囲まれた領域Ａの概略拡大断面図である。図４および図１～図３を参照して、本実施の形態の第１例において、被案内面４４は、保持器４０のうち最もｒ方向の内周（中心軸１１０に近い位置）に配置される面の全体である。被案内面４４は、内輪２０の最も外周に形成される案内面２２と、ｒ方向について対向している。

被案内面４４には、せん断面４６と、破断面４７とが形成されている。せん断面４６および破断面４７は、後述するように被案内面４４が打ち抜き加工されることにより形成される。破断面４７は、せん断面４６に比べて表面粗さが大きい。これは破断面４７が被案内面４４を構成する鉄などの材料がむしり取られるように形成されるためである。せん断面４６は平滑な面であり、凹凸が比較的小さい。せん断面４６はａ方向に沿って打ち抜き加工時のパンチなどの軌跡が残存し視認可能である。これに対して破断面４７は凹凸が比較的大きく、平滑な面からの誤差が大きい。

被案内面４４は、その位置が、対向する案内面２２により案内される面である。ただし被案内面４４の全体が案内面２２により案内されなくてもよい。具体的には、被案内面４４のうちのせん断面４６の少なくとも一部は、その位置が案内面２２により案内される。被案内面４４のうち実際に位置が案内面２２により案内される領域を以下では特に被案内領域４４Ａと呼ぶ。これに対し被案内面４４は、実際には位置が案内面２２により案内されない領域を含む総称である。つまり被案内領域４４Ａは被案内面４４と異なる語として区別される。図４に示すように、せん断面４６の全体が被案内領域４４Ａであってもよい。たとえばせん断面４６のうち面積が６０％以上の領域が被案内領域４４Ａとなるように設計されてもよい。あるいはせん断面４６のうち面積が８０％以上の領域が被案内領域４４Ａとされてもよい。

図１、図２、図４を示す平面上において、被案内面４４と内輪２０との間には、隙間ＧＰが存在する。なお以下では図１、図２，図４を示す平面、すなわちｐ方向に交差しｒ方向およびａ方向に沿う平面を、「中心軸１１０を含む断面」と表記する。隙間ＧＰは、被案内面４４と内輪２０とのｒ方向（つまり図１、図２、図４での上下方向）についての間隔として表される。隙間ＧＰは被案内面４４のａ方向における全体において、内輪２０（特に案内面２２）との間隔として存在する。そのなかでもｒ方向についての間隔が最小となる隙間ＧＰが、案内隙間ＧＰｓである。案内隙間ＧＰｓは、実際に案内面２２により案内される被案内領域４４Ａに存在する。したがって案内隙間ＧＰｓは、せん断面４６における被案内領域４４Ａと案内面２２との隙間のうち寸法が最小となる位置の隙間である。

案内隙間ＧＰｓは、せん断面４６と破断面４７との境界４４Ｂにおける隙間ＧＰよりも小さい。したがって案内隙間ＧＰｓは、せん断面４６のうち、破断面４７との境界４４Ｂ以外の位置に生じる。具体的には、たとえば図４（図１）が示す中心軸１１０を含む断面において、被案内面４４は、ａ方向の一方の端部４４Ｅと、その反対側の他方の端部４４Ｆとを有している。一方の端部４４Ｅは被案内面４４の図４の左側の端部（隣接する球面ころ３０側の端部）であり、他方の端部４４Ｆは被案内面４４の図４の右側の端部（隣接する球面ころ３０とは反対側の端部）である。被案内面４４には、ａ方向について、せん断面４６と破断面４７とが１つずつのみ形成されている。図４では、ａ方向について被案内面４４の一方の端部４４Ｅを含むようにせん断面４６が形成され、ａ方向について被案内面４４の他方の端部４４Ｆを含むように破断面４７が形成されている。このため図４では、一方の端部４４Ｅから境界４４Ｂまで、被案内面４４の比較的左側の領域に、ａ方向について連続するように１つのせん断面４６が形成されている。図４では、境界４４Ｂから他方の端部４４Ｆまで、被案内面４４の比較的右側の領域に、ａ方向について連続するように１つの破断面４７が形成されている。被案内面４４にはせん断面４６と破断面４７とを有するが、せん断面４６の方が破断面４７よりも面積割合が大きいことが好ましい。具体的には、せん断面４６は被案内面４４全体の６０％以上を占めることが好ましく、８０％以上を占めることがより好ましい。したがって、図４の断面図においても、せん断面４６は被案内面４４を示すａ方向に延びる領域の６０％以上を占めることが好ましく、８０％以上を占めることがより好ましい。

案内隙間ＧＰｓは、ａ方向についての被案内面４４の一方の端部４４Ｅに生じている。つまり案内隙間ＧＰｓは、特に図４のせん断面４６の左側の端部に生じている。言い換えれば案内隙間ＧＰｓは、図４の被案内面４４の左側の端部に生じている。

本実施の形態において、被案内面４４のうちせん断面４６は、図４（図１）の中心軸１１０を含む断面において直線状である。つまりせん断面４６はほぼ湾曲しない平面形状である。一方、破断面４７は、せん断面４６に比べてやや、他方の端部４４Ｆに近づくにつれｒ方向の上方すなわち中心軸１１０から離れている。したがって、破断面４７と内輪２０（案内面２２）との隙間ＧＰは、せん断面４６と内輪２０(案内面２２）との隙間ＧＰよりも大きい。

図４においては、破断面４７が形成される他方の端部４４Ｆ側の領域にもせん断面４６が形成されていると仮定した場合の当該せん断面４６の位置を点線で示している。当該点線は、境界４４Ｂから図４の右側に延びている。この点線は、せん断面４６の延長線としての直線である。この点線に比べてｒ方向の上方（中心軸１１０から離れた外周側）に破断面４７が位置している。せん断面４６と仮の位置を示す点線とからなる仮想の直線（被案内面４４）と、内輪２０（案内面２２）との仮想の隙間ＧＰは、ａ方向について単調に変化している。図４では、仮想の隙間ＧＰはａ方向の左側から右側へ、単調に増加している。

また、破断面４７はせん断面４６に比べて表面が粗く凹凸が大きいが、この表面の位置を平均し、破断面４７をせん断面４６と同様の平滑な面で近似する場合を考える。この場合、近似された平滑な面は、境界４４Ｂにおいて（境界４４Ｂを屈曲部として）せん断面４６に対して屈曲し、そこからまっすぐ延びる直線となる。当該近似された平滑な面は、せん断面４６よりも他方の端部４４Ｆ側に向けてｒ方向の上方（中心軸１１０から離れた外周側）に配置されるように大きな傾きで延びている。この近似された平滑な面とせん断面４６とを合わせた直線（屈曲線）と、内輪２０との仮想の隙間ＧＰも、ａ方向の左側から右側へ単調に増加している。

次に、図４（図１）の中心軸１１０を含む断面における案内面２２の曲率中心４８を考える。図４の断面において、案内面２２は曲率中心４８を中心とし曲率半径がＲの円弧形状である。なお図４において曲率中心４８は実際よりもｒ方向の下側（中心軸１１０に近い側）に示されている。図４には、二等分線４４Ｃが施されている。二等分線４４Ｃは、被案内面４４をａ方向に（被案内面４４のａ方向の寸法を）二等分する線であり、ｒ方向に沿って延びている。曲率中心４８は、二等分線４４Ｃに対して、内輪２０のａ方向の中央側および当該中央側と反対側のいずれか一方側に存在する。内輪２０のａ方向の中央側とは、図１および図２におけるａ方向に２つ並ぶ球面ころ３０（内輪軌道面２１）のうち一方と他方との間に挟まれた中央に寄った側であり、図４におけるａ方向の左側である。当該中央側と反対側とは、図１および図２におけるａ方向における内輪軌道面２１の外側つまり案内面２２が配置される側であり、図１、図２における中央側から離れた左右の端部側であり、図４におけるａ方向の右側である。図４においては曲率中心４８は、二等分線４４Ｃの右側、すなわち破断面４７が形成される側に存在する。そして上記のように、内輪２０のａ方向の中央側（図４の左側）にせん断面４６が、中央側と反対側（図４の右側）に破断面４７が形成されている。ただし二等分線４４Ｃよりも右側の領域であっても、特にその一部である二等分線４４Ｃに近い比較的左側の領域においては、せん断面４６が形成される場合がある。二等分線４４Ｃより右側のせん断面４６は、二等分線４４Ｃより左側のせん断面４６の領域が延長したものである。

以上により、中心軸１１０を含む断面において、被案内面４４および案内面２２は、二等分線４４Ｃに対して、内輪２０のａ方向の中央側および中央側と反対側との間で非対称となってもよい。

なお上記のように、内輪軌道面２１と案内面２２との曲率が等しく、内輪軌道面２１および案内面２２を併せた内輪２０の曲面部分は単一の円弧形状の曲線である。このため案内面２２の曲率中心４８は内輪軌道面２１の曲率中心４８とも考えることができる。

図５は、実施の形態１の第２例における、図２中の点線で囲まれた領域Ａの概略拡大断面図である。図５を参照して、本実施の形態の第２例においては、基本的に図４の第１例における図２と同様の構成を有している。このため図４と同一の構成については同一の符号を付しその説明を繰り返さない。

ただし図５は以下の点が図４と異なっている。図５においては保持器４０の被案内面４４および曲率中心４８の、二等分線４４Ｃに対するａ方向の左右が反転している。具体的には、一方の端部４４Ｅは被案内面４４の図５の右側の端部（隣接する球面ころ３０とは反対側の端部）であり、他方の端部４４Ｆは被案内面４４の図５の左側の端部（隣接する球面ころ３０側の端部）である。このため図５では、一方の端部４４Ｅから境界４４Ｂまで、被案内面４４の比較的右側の領域に、ａ方向について連続するように１つのせん断面４６が形成されており、せん断面４６の少なくとも一部が被案内領域４４Ａである。図５では、境界４４Ｂから他方の端部４４Ｆまで、被案内面４４の比較的左側の領域に、ａ方向について連続するように１つの破断面４７が形成されている。このため案内隙間ＧＰｓは、図５の被案内面４４の右側の端部に生じている。図５の断面において、曲率中心４８は、二等分線４４Ｃの左側、すなわち破断面４７が形成される側に存在する。このような形状により、図５では、仮想の隙間ＧＰはａ方向の左側から右側へ、単調に減少している。

次に、以上に述べた自動調心ころ軸受１００の保持器４０の、特に被案内面４４を打ち抜き形成する工程について説明する。

図６は、各実施の形態における保持器の被案内面を打ち抜きする工程を示す概略断面図である。図７は、実施の形態１の第１例における保持器の被案内面が打ち抜かれる方向を示す概略断面図である。図６および図７を参照して、保持器４０（４０Ａ，４０Ｂ）は、被案内面形成治具５０により材料が部分的に打ち抜き加工されることで形成される。被案内面形成治具５０は、上型プレス５１と、ダイ５２とを備える。上型プレス５１は、打ち抜き刃を有するパンチ５３を備えている。ダイ５２は、被案内面４４を打ち抜こうとする保持器４０を保持する。パンチ５３の外側を向く側面は、ストレート部５４を含んでいる。ストレート部５４は保持器４０をａ方向に沿って加工可能な領域である。

まず、ダイ５２上に、保持器４０となるべき容器状の部材が、図６のようにセットされる。保持器４０を図３のように見たときの最下部である底面が、図６における保持器４０となるべき容器状の部材の最下部である。その底面の中央に向かって、図６の矢印が示す方向Ｆに、パンチ５３を備える上型プレス５１が押し進められる。これにより、保持器４０の底面には貫通孔が形成される。この貫通孔の内壁面が被案内面４４となる。図７中の矢印が示す方向Ｆは、図６の矢印が示す方向Ｆと同じ方向である。したがって本実施の形態の第１例においては、図７に示すように、被案内面４４は、保持器４０となるべき容器状の部材の保持器端部４５側から底面側に向けて打ち抜き加工がなされることにより形成される。図７の断面は、図４の断面と同一方向である。このため図７と図４との対比により、被案内面４４のうち、打ち抜き加工がされる方向Ｆの起点側（上流側）がせん断面４６となり、方向Ｆの終点側（下流側）が破断面４７となるといえる。

図８は、実施の形態１の第２例における保持器の被案内面が打ち抜かれる方向を示す概略断面図である。図８を参照して、実施の形態１の第２例では、図７とは逆方向に打ち抜き加工がなされることにより、保持器４０の被案内面４４が形成される。図８中の矢印が示す方向Ｆは、図６の矢印が示す方向Ｆと逆の方向である。したがって本実施の形態の第２例においては、図８に示すように、被案内面４４は、保持器４０となるべき容器状の部材の底面側から保持器端部４５側に向けて打ち抜き加工がなされることにより形成される。図８の断面は、図５の断面と同一方向である。このため図８と図５との対比により、被案内面４４のうち、打ち抜き加工がされる方向Ｆの起点側（上流側）がせん断面４６となり、方向Ｆの終点側（下流側）が破断面４７となるといえる。

次に、図９および図１０の比較例を参照しながら、本実施の形態の作用効果について説明する。

図９は、実施の形態１の第１比較例における、図２中の点線で囲まれた領域Ａの概略拡大断面図である。なお第１比較例は、図４の本実施の形態の第１例に対する比較例である。図９を参照して、第１比較例においては、基本的に図４の本実施の形態における図２の領域Ａと同様の構成を有している。このため図９において図４と同一の構成については同一の符号を付しその説明を繰り返さない。

ただし図９の第１比較例においては、曲率中心４８は図４と同様に二等分線４４Ｃの右側に配置されるのに対し、被案内面４４の各部が図４に対し左右反転しており図５の第２例と同様となっている。また図９では、破断面４７の少なくとも一部が被案内領域４４Ａとなっており、全体として破断面４７側の隙間ＧＰがせん断面４６側の隙間ＧＰより小さくなっている。曲率中心４８が二等分線４４Ｃの右側にあるため二等分線４４Ｃの左側において二等分線４４Ｃの右側よりも案内面２２が上側（ｒ方向の外側）に配置され、被案内面４４との距離が小さくなりやすいためである。

図１０は、実施の形態１の第２比較例における、図２中の点線で囲まれた領域Ａの概略拡大断面図である。なお第２比較例は、図５の本実施の形態の第２例に対する比較例である。図１０を参照して、第２比較例においては、基本的に図５の本実施の形態における図２の領域Ａと同様の構成を有している。このため図１０において図５と同一の構成については同一の符号を付しその説明を繰り返さない。ただし図１０では、曲率中心４８は図５と同様に二等分線４４Ｃの左側に配置されるのに対し、被案内面４４の各部が図５に対し左右反転しており図４の第１例と同様となっている。また図１０では、破断面４７の少なくとも一部が被案内領域４４Ａとなっており、全体として破断面４７側の隙間ＧＰがせん断面４６側の隙間ＧＰより小さくなっている。

この結果、図９および図１０では、案内隙間ＧＰｓの位置および値の特定が困難となっている。図９において、仮に案内隙間ＧＰｓが被案内面４４の左側の端部に生じるとすれば、当該部分の他方の端部４４Ｆは、破断面４７の左側の端部に形成されるため、案内隙間ＧＰｓは設計上の最小寸法を有する案内隙間ＧＰｓ１に比べて大きくなる。仮に案内隙間ＧＰｓが破断面４７のせん断面４６との境界４４Ｂに生じるとすれば、案内隙間ＧＰｓ２は、設計上の最小寸法を有する案内隙間ＧＰｓ１に比べて大きくなる。図１０においては上記と左右逆転するが、基本的に上記図９と同様に考えられる。

以上のようになる理由は次の通りである。そもそも破断面４７はせん断面４６に比べて、被案内領域４４Ａとしての機能を果たしにくい。ここで図１１は、せん断面および破断面との一般的な外観態様を示す概略図である。図１１を参照して、破断面４７はせん断面４６よりも表面が深く剥がされた態様を有し、かつせん断面４６よりも表面粗さが大きい。このため破断面４７により形成される他方の端部４４Ｆでの案内隙間の値は、本来の値に比べて大きくなったり、破断面４７の凹凸形状により少しのａ方向の変位により大きく変化する不安定な値（大きさ）となったりする。したがって図９の破断面４７においては、ａ方向についての隙間ＧＰの増減の傾向がせん断面４６とは逆転し、たとえば破断面４７のａ方向左側に向けて隙間ＧＰが漸次大きくなる箇所が形成される場合がある。この結果、図９の被案内面４４の左端部である他方の端部４４Ｆと案内面２２との隙間ＧＰを案内隙間と考えたとしても、その値は、設計値である案内隙間ＧＰｓ１よりも大きくなる。

また上記のように破断面４７の領域は、その領域が仮にせん断面４６である場合に比べて隙間ＧＰが大きくなる傾向にあるため、最小の隙間である案内隙間ＧＰｓの位置が、本来存在すべき被案内面４４の左端部に比べて、右側にシフトする可能性がある。ただしこのシフトの量は、破断面４７が設計値に比べてどの程度隙間ＧＰを広げているか、あるいは内輪２０の案内面２２の曲率半径Ｒと曲率中心４８の位置とによって変化する場合がある。最も大きくシフトする場合、案内隙間の位置はせん断面４６の左端部となる。この場合、せん断面４６の左端部である境界４４Ｂと案内面２２との隙間ＧＰを案内隙間と考えたとしても、通常はその値ＧＰｓ２は、設計値であるＧＰｓ１よりも大きくなる。図９の態様であれば本来設計値として被案内面４４の左端部に小さい案内隙間ＧＰｓ１が生じるはずなのに、案内隙間が右側へシフトすることにより、少なくとも設計上は隙間ＧＰの値が右側ほど大きくなるためである。

案内隙間ＧＰｓが大きくなれば、保持器４０の挙動が不安定になることがある。また案内隙間ＧＰｓを生じる被案内面４４が凹凸の大きい平滑でない面となれば、保持器４０に騒音、振動、発熱が生じ、保持器４０の使用が困難になることが懸念される。

以上の課題に鑑み、本実施の形態における自動調心ころ軸受１００は、外輪１０と、内輪２０と、転動体としての球面ころ３０と、保持器４０とを備える。外輪１０は内周に外輪軌道面１１を含む。内輪２０は外周に内輪軌道面２１および案内面２２がそれぞれ複列に並ぶ。球面ころ３０は外輪軌道面１１と内輪軌道面２１との間に配置される。保持器４０は球面ころ３０を収容するポケット４３が形成され、ａ方向に複数並ぶ。保持器４０は、中心軸１１０に対してｒ方向の外側に配置されポケット４３が形成された環状部４１と、環状部４１に対してｒ方向の内側に配置されるフランジ部４２とを含む。内輪軌道面２１のａ方向外側に隣接する案内面２２が、フランジ部４２に形成された被案内面４４と対向する。被案内面４４には、せん断面４６と、破断面４７とが形成される。せん断面４６の少なくとも一部は、案内面２２により案内される被案内領域４４Ａである。

被案内面４４がフランジ部４２の打ち抜き加工により形成される場合、被案内面４４にはせん断面４６と破断面４７とが形成される。せん断面４６は破断面４７より平滑であり、表面が余分に剥がされたような態様を有さない。このためせん断面４６は破断面４７よりも、案内面２２との距離の制御が容易である。その結果、保持器４０が内輪２０により円滑に案内され、保持器４０の挙動を安定させることができる。また被案内領域４４Ａの表面が平滑になるため、騒音、振動、発熱を抑制できる。

上記の自動調心ころ軸受１００において、中心軸１１０を含む断面において、被案内面４４と内輪２０とのｒ方向について最小となる隙間は、せん断面４６における被案内領域４４Ａと案内面２２との案内隙間ＧＰｓである。案内隙間ＧＰｓは、せん断面４６と破断面４７との境界４４Ｂにおける隙間ＧＰよりも小さくてもよい。

案内隙間ＧＰｓがせん断面４６と破断面４７との境界４４Ｂにおける隙間ＧＰより小さければ、たとえば実際の案内隙間が図９におけるＧＰｓ２となることによりその設計上（想定上）の値よりも大幅に大きくなるようなことを抑制できる。また本実施の形態によれば、せん断面４６の少なくとも一部（または全体）が被案内領域４４Ａとなり、全体としてせん断面４６側の隙間ＧＰが破断面４７側の隙間ＧＰより小さくなる。したがって、案内面２２との距離の制御が容易であるせん断面４６と、内輪２０（案内面２２）とのｒ方向寸法の最小値が案内隙間ＧＰｓとなれば、破断面４７と内輪２０（案内面２２）とのｒ方向寸法の最小値が案内隙間となる場合に比べて案内隙間を小さくできる。

その結果、保持器４０が内輪２０により円滑に案内され、保持器４０の挙動を安定させることができる。また破断面４７と内輪２０（案内面２２）とのｒ方向寸法の最小値が案内隙間となる場合に比べて被案内領域４４Ａの表面が平滑になるため、騒音、振動、発熱を抑制できる。

上記の自動調心ころ軸受１００において、中心軸１１０を含む断面における案内面２２の曲率中心４８が、被案内面４４をａ方向に二等分する線である二等分線４４Ｃに対して、内輪２０のａ方向の中央側および中央側と反対側のいずれか一方側に存在する。上記一方側の少なくとも一部に破断面４７が、上記一方側とは異なる他方側にせん断面４６が形成される。このような構成であってもよい。具体的には、被案内面４４のａ方向の中央側にせん断面４６が形成され、中央側から離れた側（反対側）に破断面４７が形成されてもよい。たとえば二等分線４４Ｃに対して図４の左側（他方側）の全体にせん断面４６が形成されてもよい。二等分線４４Ｃに対して図４の右側（一方側）の一部（他方の端部４４Ｆに近い側）に破断面４７が形成され、二等分線４４Ｃに対して図４の右側の他の一部（他方の端部４４Ｆから離れ二等分線４４Ｃに近い側）にはせん断面４６が形成される場合がある。

ａ方向に沿ってパンチ５３（図６参照）を動かすことにより被案内面４４が形成される。この工程では、第１の条件すなわちパンチ５３による打ち抜き方向（図６における矢印Ｆの方向）と、第２の条件すなわち案内面２２の曲率中心４８と二等分線４４Ｃとの位置関係と、に応じて、破断面４７の形成される位置を制御可能である。図４の第１例では図７のように保持器端部４５から底面への方向Ｆに打ち抜き、図５の第２例では図８のように底面から保持器端部４５への方向Ｆに打ち抜くことにより、被案内面４４の破断面４７を所望の方向に形成できる。仮に上記第１の条件および上記第２の条件が整合せず、たとえばａ方向について二等分線４４Ｃに対して曲率中心４８の存在する側と反対側に破断面４７が形成される方向にパンチ５３を動かし打ち抜き加工すれば、図９および図１０のような被案内領域４４Ａおよび案内隙間ＧＰｓの態様となり、設計値よりも大きな案内隙間ＧＰｓが形成されることが生じ得る。

そこで、上記第１の条件および上記第２の条件が整合するように留意し、具体的にはａ方向について破断面４７が二等分線４４Ｃに対して曲率中心４８と同じ側に形成される方向にパンチ５３を動かし打ち抜き加工されることが好ましい。二等分線４４Ｃに対して曲率中心４８と同じ側は、曲率中心４８と反対側よりも案内面２２が下側（ｒ方向の内側）に配置され、被案内面４４との距離が大きくなりやすいためである。これにより、本実施の形態の作用効果を奏するように設計値通りの小さい案内隙間ＧＰｓを形成できる。したがって、破断面４７の形成位置を制御することにより、破断面４７に起因する案内隙間ＧＰｓの増大、および破断面４７の表面粗さに起因する被案内面４４の騒音、振動、発熱を抑制できる。

上記の自動調心ころ軸受１００において、破断面４７が上記一方側（図４の二等分線４４Ｃの右側）に存在する場合、曲率中心４８は二等分線４４Ｃに対して中央側と反対側（図４の二等分線４４Ｃの右側）に存在してもよい。これは具体的には図４の第１例の構成に対応する。

被案内面４４が打ち抜き加工により形成される自動調心ころ軸受１００において、図７のように保持器端部４５側から保持器の底面（フランジ部４２）側へ打ち抜き加工をすることにより、破断面４７を図４での曲率中心４８と同じ側、すなわち二等分線４４Ｃに対し右側（ａ方向中央側と反対側）に設けることができる。このようにすれば、図４に示すように、（破断面４７の凹凸形状により部分的に例外があるが）全体的には図４の被案内面４４と案内面２２との隙間ＧＰが図の左側から右側に向けて概ね漸次増加する態様とすることができ、かつ図４の被案内面４４の左側をせん断面４６に、右側を破断面４７にできる。したがって、図４にて設計通りに被案内面４４（せん断面４６）の左端部の一方の端部４４Ｅに案内隙間ＧＰｓを生じることができる。この案内隙間ＧＰｓの大きさは想定（設計上）の値とほぼ同じ、比較的小さい値となる。この結果、保持器４０が内輪２０により円滑に案内され、保持器４０の挙動を安定させることができる。また保持器４０の騒音、振動、発熱を抑制できる。

逆に、図５の第２例のように、破断面４７が上記他方側（図５の二等分線４４Ｃの左側）に存在し、曲率中心４８が二等分線４４Ｃに対して中央側（図５の二等分線４４Ｃの左側）に存在してもよい。図８のように保持器の底面（フランジ部４２）側から保持器端部４５側へ打ち抜き加工をすることにより、破断面４７を図５での曲率中心４８と同じく二等分線４４Ｃに対し左側（ａ方向中央側）に設けることができる。これにより、図４と左右逆転するが、基本的に図５の構成においても図４と同様の作用効果を奏することができる。

上記自動調心ころ軸受１００では、ａ方向について、せん断面４６と破断面４７とが１つずつ形成されてもよい。つまり被案内面４４には、たとえばａ方向の一方の端部４４Ｅ側の領域に１つのせん断面４６と、ａ方向の他方の端部４４Ｆ側の領域に１つの破断面４７とのみが形成されてもよい。このことは、既述の本実施の形態の各特徴による作用効果をもたらすための前提となる。仮に複数のせん断面４６および破断面４７がａ方向に並べば、ａ方向について隙間が増加する領域と減少する領域とを複数有するために、最小隙間としての案内隙間ＧＰｓをたとえば一方の端部４４Ｅに形成するなどの制御が困難になるためである。その点、上記特徴を備えれば、案内隙間ＧＰｓは、ａ方向についての被案内面４４の一方の端部４４Ｅに生じることが好ましい。上記特徴により破断面４７は、ａ方向について被案内面４４の一方の端部４４Ｅとは異なる他方の端部４４Ｆを含むように形成されてもよい。さらに、ａ方向の中央側における被案内面４４と案内面２２との隙間ＧＰは、ａ方向の中央から離れた側（反対側）における被案内面４４と案内面２２との隙間ＧＰよりも小さいことが好ましい。このような特徴を有するからこそ、上記のようにせん断面４６と破断面４７との境界４４Ｂにおける隙間ＧＰよりも、せん断面４６の有する側の一方の端部４４Ｅにおける隙間を小さくし、当該隙間を最小値である案内隙間ＧＰｓとするよう設計可能である。したがって上記のように、せん断面４６と案内面２２との最小の隙間を一方の端部４４Ｅにおいて案内隙間ＧＰｓとして生じさせることで、案内隙間ＧＰｓを設計値通りに小さくすることができ、保持器４０が安定に駆動可能となる。またせん断面４６は平坦なため、案内隙間ＧＰｓの位置における騒音、振動、発熱を抑制できる。

上記自動調心ころ軸受１００では、図４の断面において被案内面４４からの点線の延長線のように被案内面４４の全体をせん断面４６と仮定したとき、被案内面４４と内輪２０との仮想の隙間は、ａ方向について単調に変化（左側から右側へ単調に増加）することができる。この特徴も、特にせん断面４６および破断面４７をａ方向に１つずつ有するという前提の下で、比較的容易に得られる。また作用効果についても上記の特徴と同様である。すなわち、隙間ＧＰがａ方向に単調に変化（増減）するという特徴を有するからこそ、上記のようにせん断面４６と破断面４７との境界４４Ｂにおける隙間ＧＰよりも、せん断面４６の有する側の一方の端部４４Ｅにおける隙間を小さくし、当該隙間を最小値である案内隙間ＧＰｓとするよう設計可能である。したがって上記のように、せん断面４６と案内面２２との最小の隙間を一方の端部４４Ｅにおいて案内隙間ＧＰｓとして生じさせることで、案内隙間ＧＰｓを設計値通りに小さくすることができ、保持器４０が安定に駆動可能となる。またせん断面４６は平坦なため、案内隙間ＧＰｓの位置における騒音、振動、発熱を抑制できる。

（実施の形態２）
図１２は、実施の形態２の第１例における、図２中の点線で囲まれた領域Ａの概略拡大断面図である。図１３は、実施の形態２の第２例における、図２中の点線で囲まれた領域Ａの概略拡大断面図である。図１２を参照して、実施の形態２の第１例においては、基本的に図４の本実施の形態における図２の領域Ａと同様の構成を有している。図１３を参照して、実施の形態２の第２例においては、基本的に図５の本実施の形態における図２の領域Ａと同様の構成を有している。このため図１２、図１３において図４、図５と同一の構成については同一の符号を付しその説明を繰り返さない。

ただし図１２および図１３においては、被案内面４４のうちせん断面４６は、図１２、図１３（図１）の中心軸１１０を含む断面において曲線状である。つまりせん断面４６は平面に比べてやや湾曲する曲面形状である。図１２、図１３においても、図４、図５と同様に、破断面４７が形成される他方の端部４４Ｆ側の領域にもせん断面４６が形成されていると仮定した場合の当該せん断面４６の位置を点線で示している。この点線は、せん断面４６の延長線としての曲線である。せん断面４６と点線とからなる曲線（被案内面４４）と内輪２０（案内面２２）との仮想の隙間ＧＰは、ａ方向について単調に変化している。図１２ではａ方向の左側から右側へ単調増加し、図１３ではａ方向の左側から右側へ単調減少する。

図１２、図１３において、せん断面４６は、点線からなる仮想の延長線と曲率が等しい。またせん断面４６と点線からなる延長線とを併せた曲線は、単一のたとえば円弧状の曲線となる。この点について、せん断面４６と点線の延長線との関係は、内輪軌道面２１と案内面２２との関係と同様である。ここで、せん断面４６と点線からなる延長線とを併せた曲線は、内輪軌道面２１と案内面２２とを併せた曲線と同一の曲率を有することがより好ましい。このようにすれば、保持器４０の被案内面４４を、案内面２２による案内に好適となるように仕上げるための追加工が不要となり、被案内面４４を安価に加工できる。その結果、保持器４０を安価に製造できる。

本実施の形態のように被案内面４４が曲面形状であってもよい。この場合も、実施の形態１のように被案内面４４が平面形状である場合と基本的に同様の作用効果を奏するため、ここではその説明を繰り返さない。ただし本実施の形態においては実施の形態１よりも、破断面４７側における隙間ＧＰがより大きくなるため、せん断面４６側（一方の端部４４Ｅ側）に案内隙間ＧＰｓを生じさせることによる作用効果は、実施の形態１よりも大きくなる。

以上に述べた各実施の形態（に含まれる各例）に記載した特徴を、技術的に矛盾のない範囲で適宜組み合わせるように適用してもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 外輪、１１ 外輪軌道面、１２ 油穴、２０ 内輪、２１ 内輪軌道面、２２ 案内面、３０ 球面ころ、４０，４０Ａ，４０Ｂ 保持器、４１，４１Ａ，４１Ｂ 環状部、４２ フランジ部、４３ ポケット、４４ 被案内面、４４Ａ 被案内領域、４４Ｂ 境界、４４Ｃ 二等分線、４４Ｅ 一方の端部、４４Ｆ 他方の端部、４５ 保持器端部、４６ せん断面、４７ 破断面、４８ 曲率中心、５０ 被案内面形成治具、５１ 上型プレス、５２ ダイ、５３ パンチ、５４ ストレート部、５５ 傾斜部、１００ 自動調心ころ軸受、１１０ 中心軸、ＧＰ 隙間、ＧＰｓ，ＧＰｓ１，ＧＰｓ２ 案内隙間。

Claims (10)

1. 内周に外輪軌道面を含む外輪と、
   外周に内輪軌道面および案内面がそれぞれ複列に並ぶ内輪と、
   前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に配置される転動体と、
   前記転動体を収容するポケットが形成され、軸方向に複数並ぶ保持器とを備え、
   前記保持器は、中心軸に対して径方向の外側に配置され前記ポケットが形成された環状部と、前記環状部に対して前記径方向の内側に配置されるフランジ部とを含み、
   前記内輪軌道面の前記軸方向外側に隣接する前記案内面が、前記フランジ部に形成された被案内面と対向し、
   前記被案内面には、せん断面と、破断面とが形成され、
   前記せん断面の少なくとも一部は、前記案内面により案内される被案内領域である、自動調心ころ軸受。
2. 前記中心軸を含む断面において、前記被案内面と前記内輪との前記径方向について最小となる隙間は、前記せん断面における前記被案内領域と前記案内面との案内隙間であり、
   前記案内隙間は、前記せん断面と前記破断面との境界における前記隙間よりも小さい、請求項１に記載の自動調心ころ軸受。
3. 前記断面において、前記内輪軌道面と前記案内面との曲率が等しい、請求項２に記載の自動調心ころ軸受。
4. 前記断面において、前記内輪軌道面および前記案内面を併せた前記内輪の曲面部分は単一の円弧形状の曲線である、請求項２または３に記載の自動調心ころ軸受。
5. 前記断面における前記案内面の曲率中心が、前記被案内面を前記軸方向に二等分する線に対して、前記内輪の前記軸方向の中央側および前記中央側と反対側のいずれか一方側に存在し、
   前記一方側の少なくとも一部に前記破断面が、前記一方側とは異なる他方側に前記せん断面が形成される、請求項２～４のいずれか１項に記載の自動調心ころ軸受。
6. 前記曲率中心は前記二等分する線に対して前記中央側と反対側に存在する、請求項５に記載の自動調心ころ軸受。
7. 前記軸方向について、前記せん断面と前記破断面とが１つずつ形成される、請求項２～６のいずれか１項に記載の自動調心ころ軸受。
8. 前記案内隙間は、前記軸方向についての前記被案内面の一方の端部に生じる、請求項２～７のいずれか１項に記載の自動調心ころ軸受。
9. 前記破断面は、前記軸方向について前記被案内面の前記一方の端部とは異なる他方の端部を含むように形成される、請求項８に記載の自動調心ころ軸受。
10. 前記被案内面の全体を前記せん断面と仮定したとき、前記断面において、前記被案内面と前記内輪との仮想の前記隙間は、前記軸方向について単調に変化している、請求項２～９のいずれか１項に記載の自動調心ころ軸受。
    

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