JP4621990B2

JP4621990B2 - 波型保持器

Info

Publication number: JP4621990B2
Application number: JP2006164854A
Authority: JP
Inventors: 宗久谷山
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2006-06-14
Filing date: 2006-06-14
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2026-06-14
Also published as: JP2007333063A

Description

本発明は、波型保持器に関する。

従来、軸受に使用される保持器として、アキシャル方向に湾曲する凹部が周方向に予め定められた間隔で複数形成された一対の環状板部材を、その凹部の開口側同士をアキシャル方向に対向配置して１つのリベットにより締結してなる波型保持器が存在する。この波型保持器では、対向する凹部間にポケットが形成され、軸受組み立て時には、このポケットに転動体が転動可能に保持される。

この波型保持器を用いる軸受に関して、近年、転動体の転がり抵抗を減として回転効率を上げたいという要望があり、そのため転動体数をできる限り減らすという試みがなされている。

実開昭５４−８２２５５１号公報

ところが、転動体数を減らす場合には、隣接する転動体間の間隔の拡大が伴うため、保持器のポケット間の間隔が必然的に拡がり、保持器を形成する環状板部材はリベットから遠ざかるに従い運転時にアキシャル方向に変形し易くなるという課題が生じている。現状の対策として、保持器の隣接するポケット間部分において２箇所のリベット締結を行っており、リベット数が多い分コスト面に課題が残されている。

また、特許文献１には、保持器のポケット間部分（凹部間部分）の広がり対策となる技術として、ポケット間に座金を配する技術が開示されているが、これもリベットを追加している現状の波型保持器と同様、別部材の座金を用いているため、その座金の分コスト面に課題が残る。

本発明の課題は、転動体数の減少を可能にするために、環状板部材の凹部間に生じる運転時の変形を低コストで防止することが可能な波型保持器を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の波型保持器は、
アキシャル方向に湾曲する凹部が周方向に予め定められた間隔で複数形成された一対の環状板部材を、凹部の開口側にてアキシャル方向に対向配置し、隣接する凹部の間に位置する被締結部にて板厚方向に貫通するリベットにより締結した構造を有し、対向する凹部間に転動体を保持するポケット部が形成されてなる波型保持器であって、
対をなす環状板部材の少なくとも一方のものの被締結部には、リベット締結解除状態にて凹部の合わせ面位置から凹部の深さ方向に膨出形態となる締結強化変形部が形成されてなり、該締結強化変形部にてリベットが貫通するとともに、対向する被締結部間にて締結強化変形部により形成される空隙が縮小する向きに、該締結強化変形部をアキシャル方向につぶれ変形させつつリベットにより締結したことを特徴とする。

上記本発明の構成を有する波型保持器では、リベット非締結状態において、対をなす環状板部材間で対向する被締結部の間に空隙が形成されている。リベット締結により対向する環状板部材が組み付けられると、この空隙が縮小するように、締結強化変形部（被締結部）がつぶれ変形（弾性変形）する。変形した締結強化変形部には、自身に生ずる変形復帰力に基づいて、アキシャル方向に対向する他方の被締結部との接触部を自身と密着させる方向に押圧力が作用するから、変形した締結強化変形部とこれに対向する他方の被締結部とは、互いに強く密着した状態で保持される。これにより、リベットから遠い位置に生ずる被締結部の運転時のアキシャル方向の変形を効果的に防止することが可能となる。また、環状板部材はプレス成形により形成されるから上記構造の形成は容易であり、また、リベットや他部材を必要としないため低コストでの形成が可能である。

上記したように、本発明の構成では、リベット締結部以外に、アキシャル方向に対向する被締結部同士の接触部においても、互いを密着させる押圧力が作用するので、上記構成におけるリベットは、被締結部毎に１本のみ設ければよい。また、この場合、周方向にて締結強化変形部を被締結部の中央に膨出最大高さ位置が一致するように形成し、１本のリベットが該締結強化変形部の中央位置を貫通するように締結することができる。この構成によると、リベット締結位置が被締結部の中央となることで、上記の接触部は被締結部の両端側、即ち凹部に近い位置となるから、対向配置された被締結部は、リベット締結される被締結部中央とその両端側との３点でバランスよく支持される構造となり、該被締結部の変形を効果的に防止することができる。

本発明における締結強化変形部は、円弧状に湾曲した形態に形成され、各締結強化変形部の両端に該締結強化変形部のつぶれ変形の支点となる変形支点部を形成され、リベット締結により当該湾曲の曲率半径が拡大するように弾性変形してなるものとしてもよい。この構成によると、締結強化変形部をシンプルな円弧形状で形成することができるとともに、被締結部に対し十分な変形防止効果を付与できる。

上記構成における締結強化変形部は、対向する被締結部の双方に形成することができる。この構成によると、アキシャル方向に対向する被締結部同士を密着させる上記の押圧力が、双方の被締結部（締結強化変形部）から得られるので、対向する被締結部同士をより強く密着させることができるから、被締結部の変形防止効果が一層得られる。

また、上記構成では、対向する被締結部の締結強化変形部同士は、リベット締結により互いに密着する形態で平坦化するように弾性変形してなるものとできる。この構成によると、被締結部が互いに密着するから、上記の接触部を被締結部全面に形成することができる。これにより、変形した被締結部とアキシャル方向に対向する他方の被締結部との密着力は、被締結部の局所的に作用するのではなく、接触する全面に作用するから、被締結部全体にわたって変形防止効果が得られる。

また、上記構成の湾曲した締結強化変形部は、対向する被締結部の双方に形成されるとともに、各締結強化変形部の両端に該締結強化変形部のつぶれ変形の支点となる変形支点部が形成されるとともに、対向する被締結部の各締結強化変形部の変形支点部間距離を同一に定めることができる。この構成によると、変形支点部間距離がアキシャル方向に対向する環状板部材間で同一、つまり、リベット締結時の被締結部の変形により環状板部材の周方向の長さが双方同じに長くなるあるいは短くなるから、対をなす環状板部材をバランスよく組み付けられる。

さらに、上記構成において、対向する被締結部における各締結強化変形部の湾曲深さを同一に定めることができる。この構成によると、各締結強化変形部の変形支点部間距離と湾曲深さとが、アキシャル方向に対向する環状板部材間で同一となるから、リベット締結に伴う環状板部材の周方向の変形ずれ量を同等とすることができ、対をなす環状板部材をバランスよく組み付けることができる。また、この場合、アキシャル方向に対向する被締結部同士の形状がほぼ同形状あるいは同形状とすることができるので、リベット締結前の対向配置時に、対向すべき被締結部同士及び凹部同士の位置合わせが容易となる。また、アキシャル方向に対向する環状板部材が同一形状であれば、双方を作り分ける必要がないため製作コストを抑制できる。

本発明における波型保持器では、対向する被締結部の少なくとも一方のものの両端に、凹部よりも小曲率半径にて該凹部と逆向きに湾曲するリブ状の凸部からなる変形支点部が形成され、該被締結部の変形支点部間に位置する部分が締結強化変形部とされ、リベットによる締結方向に凹状に湾曲した形で弾性変形してなるものとしてもよい。この構成によると、リブ状凸部は、リベット締結時における締結強化変形部（被締結部）の変形支点部とされており、アキシャル方向に対向する他方の被締結部と接触した状態で変形を支持する構造となっている。リベット締結によって変形した締結強化変形部には、変形により生ずる変形復帰力により、対向する他方の被締結部との接触部と密着する押圧力が作用しているから、変形した締結強化変形部とこれに対向する他方の被締結部とは、互いに強く密着した状態で保持される。これにより、リベットから遠い位置に生ずる被締結部のアキシャル方向の変形を効果的に防止することが可能となる。また、環状板部材はプレス成形により形成されるから上記構造の形成は容易であり、また、リベットや他部材を必要としないため低コストでの形成が可能である。また、凸部の先端部以外も締結強化変形部の一部として機能するように構成できるので、凸部の長さの調節により、つぶれ変形後の変形支点部間距離を一致させることが可能となる。

上記構成の波型保持器では、対向する被締結部の双方に変形支点部が形成され、それら被締結部は対応する変形支点部同士が互いに当接する形で組みつけられた構成とすることができる。この構成によると、アキシャル方向に対向する被締結部同士を密着させる上記の押圧力が、双方の被締結部（締結強化変形部）から得られるので、対向する被締結部同士をより強く密着させることができるから、被締結部の変形防止効果が一層得られる。また、この構成の場合、アキシャル方向に対向する被締結部同士の形状をほぼ同形状あるいは同形状とすることにより、リベット締結前の対向配置時に、対向すべき被締結部同士及び凹部同士の位置合わせが容易となる。さらに、対向する環状板部材の双方が同形状であれば、つぶれ変形後の変形支点部間距離は容易に一致してバランスよく組み付けることができるとともに、対をなす双方の環状板部材が同形状であれば製作コストも抑えられる。

また、上記構成における変形支点部及び締結強化変形部は、対向する被締結部の一方にのみ形成されてなるものとできる。この構成によると、変形支点部及び記締結強化変形部が形成されない側の被締結部を、直線形状や円弧形状等のシンプルな形状とすることができ、形成が容易となる。

本発明の波型保持器では、凹部は環状板部材の周方向に等間隔に形成され、凹部の周方向開口寸法Ｌ１と被締結部の周方向長さＬ２が、Ｌ２≧０．７×Ｌ１、より好ましくは、Ｌ２≧Ｌ１の関係を満たす用に構成することができる。このような被締結部が比較的長く形成された波型保持器に対して本発明を適用することで、上記の被締結部の変形防止効果がより顕著に表れる。

本発明の軸受は、上記した波型保持器を備えるとともに、外輪と、該外輪と同心配置される内輪と、該内輪と外輪との間にて波型保持器により周方向に予め定められた配列間隔で保持される複数の転動体と、を備えることを特徴とする。上記した波型保持器を採用した本発明の軸受は、保持器のポケット間部分に変形が生じにくい構造となっているから、転動体間距離を広くとる構造を採用して、転動体の転がり抵抗を減とすることが可能となる。また、軸受の形成コストも従来のものと同程度とできる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１及び図２は、本発明の波型保持器の第一実施形態を示すものであり、図１は該波型保持器の正面図で、図２は該波型保持器の平面図である。これらの図に示す波形保持器１は、板厚方向とアキシャル方向とが一致し、かつアキシャル方向に湾曲する凹部３ａ、３ｂが周方向に予め定められた間隔（本実施例では等間隔）で複数形成された一対の環状板部材２ａ、２ｂを、凹部３ａ、３ｂの開口がアキシャル方向に対向するように配置し、隣接する凹部３ａ、３ａ間及び３ｂ、３ｂの間に位置する被締結部４ａ、４ｂにて板厚方向に貫通するリベット５により締結した構造を有する。これにより、アキシャル方向に対向する凹部３ａ、３ｂ間には、転動体Ｂを保持するポケット部Ｐが形成された構造となっているる。

環状板部材２ａ、２ｂは互いに同一形状であり、例えばプレス成形により形成される。この環状板部材２ａ、２ｂの被締結部４ａ、４ｂには、図３の（ａ）に示すように、凹部３ａ、３ｂの合わせ面位置Ａから凹部３ａ、３ｂの深さ方向に膨出形態となる締結強化変形部７ａ、７ｂが形成されている。本実施形態においては、締結強化変形部７ａ、７ｂは、アキシャル方向に対向する被締結部４ａ、４ｂの双方が同一形状をなして形成されて、被締結部４ａと被締結部４ｂとがアキシャル方向に対向する形で配置されている。具体的には、締結強化変形部７ａ、７ｂは、リベット５の非締結状態（又は締結解除状態）にて円弧状に湾曲した形態をなすものであり、双方の周方向中央において膨出最大高さ位置が一致するように形成されている。

この締結強化変形部７ａ、７ｂは、アキシャル方向への弾性変形が可能となるよう形成されており、その両端側には、該締結強化変形部７ａ、７ｂの弾性変形の支点となる変形支点部６ａ、６ａ及び６ｂ、６ｂが形成されている。変形支点部６ａ、６ｂは、凹部３ａ及び３ｂの両端部近傍において形成され、アキシャル方向に対向するもの同士が接触する形で配置されている。

リベット５は、被締結部４ａ、４ｂ（締結強化変形部７ａ、７ｂ）の中央位置を貫通するように被締結部４ａ、４ｂ毎に１本のみ設けられ、対をなす環状板部材２ａ、２ｂの双方を締結している。リベット５の非締結状態（又は締結解除状態）においては、図３の（ａ）に示すように、アキシャル方向に対向する湾曲する締結強化変形部７ａ、７ｂ間に空隙８が形成されているが、リベット５の締結により、図３の（ｂ）に示すように、空隙８が縮小する向き（アキシャル方向）に締結強化変形部７ａ、７ｂがつぶれ変形（弾性変形）する。

本発明の波型保持器１は、このリベット５の締結により、締結強化変形部７ａ、７ｂは、湾曲部の曲率半径が拡大するように弾性変形した状態で保持された構造を有する。このとき、アキシャル方向に接触する変形支点部６ａと６ｂには、変形した締結強化変形部７ａ、７ｂに生ずる変形復帰力が互いを密着させる方向に作用するから、変形支点部６ａと６ｂとは互いに強く密着した状態で保持される。従来の波型保持器を転動体５の数を減じた構造とする場合は、ポケット部Ｐ間（凹部３ａ、３ａ又は３ｂ、３ｂ間）の距離が長くなるので、この部分（被締結部４ａ、４ｂ）には、リベット５の締結位置から遠くに位置するほど、即ち、隣接する凹部３ａ、３ａ又は３ｂ、３ｂに近づくほど、対向する凹部３ａと３ｂとを離間させる向きの変形が生じ易い。ところが、上記した本発明の構造によると、変形の生じやすい凹部３ａ、３ｂの周辺に設けられる変形支点部６ａ、６ｂにおいて、対向する変形支点部６ａと６ｂとを密着させる押圧力が作用するから、凹部３ａと３ｂとを離間させる向きの変形は生じ難い。

なお、リベット５の非締結状態にて、アキシャル方向に対向する変形支点部６ａ、６ｂ間の距離Ｌ２は同一に定められ、かつ同じく対向する被締結部４ａ、４ｂにおける各締結強化変形部７ａ、７ｂの湾曲深さが同一に定められており、リベット５の締結時には、対向する締結強化変形部７ａ、７ｂ同士が、互いに密着する形態で平坦化するように弾性変形している。これにより、変形した被締結部４ａ、４ｂ（締結強化変形部７ａ、７ｂ）の復帰力に基づいて生じる押圧力を、アキシャル方向に対向する被締結部４ａ、４ｂに対し、局所的にではなく、接触面全面で伝達できるから、被締結部全体にわたって変形防止効果が得られる。

また、以上で述べた波型保持器１を用いて、本発明の軸受を形成することができる。この場合、図４に示すように、上記構造を有する波型保持器１のポケット部Ｐに複数の転動体Ｂを保持させて、この波型保持器１を、外輪１１と、該外輪１１と同心配置される内輪１２との間に設けた軸受１０とすることができる。この軸受１０に用いられた波型保持器１は、上記のようなポケット部Ｐの近傍における変形が生じにくいため、ポケット部Ｐ間距離Ｌ２を長くとった転動体数が少ない軸受を形成することができる。これにより、転動体の転がり抵抗を減とし、回転効率の高くなっている。

また、本実施形態においては、図３に示すように、ポケット部Ｐを構成する凹部３ａ、３ｂは、環状板部材２ａ、２ｂにおいて周方向に等間隔に形成されており、かつ、凹部３ａ、３ｂの周方向開口寸法Ｌ１と被締結部４ａ、４ｂの周方向長さＬ２とが、Ｌ２≧０．７×Ｌ１の関係を満たすように形成されている。なお、本発明においては、凹部３ａ、３ｂの周方向開口寸法Ｌ１と被締結部４ａ、４ｂの周方向長さＬ２が、Ｌ２≧Ｌ１の関係を満たすものであればよい。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。以下、上記実施形態を第一実施形態とし、それとは異なる実施形態について説明する。なお、同様の構造については同一の符号を付することでその説明を省略する。

例えば、上記実施形態においては、アキシャル方向に対をなす被締結部４ａ、４ｂの双方に締結強化変形部７ａ、７ｂを形成しているが、そのうちのいずれか一方にのみ形成してもよい。また、締結強化変形部７ａ、７ｂは、対をなす環状板部材２ａ、２ｂにおいて対向する被締結部４ａ、４ｂのいずれか一方に形成してもよい。これらの場合、特殊形状を有する締結強化変形部の数が少なくなるので、環状板部材２ａ、２ｂの形状がシンプルになり形成し易くなる。

また、図５及び図６に示すように、アキシャル方向に対向する被締結部４０ａ、４０ｂの少なくとも一方のものの両端に、凹部３ａ、３ｂよりも小曲率半径にて該凹部３ａ又は３ｂと逆向きに湾曲するリブ状の凸部からなる変形支点部６０ａ又は６０ｂを形成し、該変形支点部６０ａ、６０ａ又は６０ｂ、６０ｂ間に位置する部分が締結強化変形部７０ａ又は７０ｂとされ、リベット５による締結方向に凹状に湾曲した形で弾性変形させた形で形成してもよい。これにより、上記の押圧力によりアキシャル方向に対向する被締結部を強く密着した状態とできるので、被締結部両端側における変形を防止できる。

この場合、図５に示すように、アキシャル方向に対向する被締結部４０ａ、４０ｂの双方に変形支点部６０ａ、６０ｂを形成し、それら被締結部４０ａ、４０ｂの、対応する変形支点部６０ａ、６０ｂ同士を互いに当接させて組み付けられた構造とすることができる。この構成によると、アキシャル方向に対向する被締結部同士を密着させる上記の押圧力が、双方の被締結部４０ａ、４０ｂ（締結強化変形部７０ａ、７０ｂ）から得られるので、対向する被締結部４０ａと４０ｂとをより強く密着させることができるから、該被締結部４０ａ、４０ｂの変形防止効果が一層得られる。

また、図６に示すように、アキシャル方向に対向する環状板部材２ａの被締結部４０ａにのみ、変形支点部６０ａ及び締結強化変形部７０ａを形成し、他方の環状板部材２ｂの被締結部４０ｂは、直線形状や該環状板部材２ｂの周方向に沿った円弧形状とした構造としてもよい。この構成によると、環状板部材２ｂを、変形支点部及び記締結強化変形部の数が減じられたシンプルな構造とすることができる。

本発明の波型保持器の一実施形態を示す正面図。図１の平面図。図１の波型保持器の締結・非締結状態を示す部分拡大図。図１の波型保持器を用いた軸受の平面図及び断面図。図１とは異なる本発明の波型保持器を示す部分拡大図。図１及び図４とは異なる本発明の波型保持器を示す部分拡大図。

符号の説明

１波形保持器
２ａ、２ｂ環状板部材
３ａ、３ｂ凹部
４ａ、４ｂ、４０ａ、４０ｂ被締結部
５リベット
６ａ、６ｂ、６０ａ、６０ｂ変形支点部
７ａ、７ｂ、７０ａ、７０ｂ締結強化変形部
Ａ合わせ面位置
Ｂ転動体
Ｐポケット部
１０軸受
１１外輪
１２内輪

Claims

アキシャル方向に湾曲する凹部が周方向に予め定められた間隔で複数形成された一対の環状板部材を、前記凹部の開口側にてアキシャル方向に対向配置し、隣接する凹部の間に位置する被締結部にて板厚方向に貫通するリベットにより締結した構造を有し、対向する前記凹部間に転動体を保持するポケット部が形成されてなる波型保持器であって、
対をなす前記環状板部材の少なくとも一方のものの前記被締結部には、リベット締結解除状態にて前記凹部の合わせ面位置から前記凹部の深さ方向に膨出形態となる締結強化変形部が形成されてなり、該締結強化変形部にて前記リベットが貫通するとともに、対向する前記被締結部間にて前記締結強化変形部により形成される空隙が縮小する向きに、該締結強化変形部をアキシャル方向につぶれ変形させつつ前記リベットにより締結したことを特徴とする波型保持器。
前記締結強化変形部は円弧状に湾曲した形態に形成され、各締結強化変形部の両端に該締結強化変形部の前記つぶれ変形の支点となる変形支点部が形成され、前記リベット締結により当該湾曲の曲率半径が拡大するように弾性変形してなる請求項１記載の波型保持器。
対向する前記被締結部の少なくとも一方のものの両端に、前記凹部よりも小曲率半径にて該凹部と逆向きに湾曲するリブ状の凸部からなる変形支点部が形成され、該被締結部の前記変形支点部間に位置する部分が前記締結強化変形部とされ、前記リベットによる締結方向に凹状に湾曲した形で弾性変形してなる請求項１記載の波型保持器。