JP6536584B2 - 軸受装置及び軸受装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、軸受装置及び軸受装置の製造方法に関し、より詳細には、トランスミッションやデファレンシャル装置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、自動車用変速機のプーリやギヤなどが設けられた回転軸を支持する軸受装置としては、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、該転がり軸受の外輪の軸方向端面に当接して転がり軸受をハウジングに固定する固定プレートと、を備えるものが知られている。また、近年、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、転がり軸受の外輪の軸方向端部外周面に形成した小径段部に、円周方向に延びる係止溝を設け、該小径段部に嵌合した固定プレートの内周部に係止爪を形成して、該係止爪を係止溝に係止するようにした軸受装置が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。

図１１及び図１２は、特許文献３に記載の軸受装置１００であり、ラジアル転がり軸受１１０と、ラジアル転がり軸受１１０を不図示のハウジングに固定する略３角板状の固定プレート１２０と、を備える。ラジアル転がり軸受１１０の外輪１１１の軸方向端部外周面には、小径段部１１２が形成されている。小径段部１１２の軸方向長さＬ２は、固定プレート１２０の板厚Ｔ２と略同じ長さである。小径段部１１２の外周面には、係止溝１１３が周方向全周に沿って形成されている。

固定プレート１２０は、３角形の各頂点に対応して設けられた３個の取付孔１２４と、外輪１１１の小径段部１１２に相対回転を許容するように嵌合する嵌合孔１２１と、を備える。嵌合孔１２１の内周部には、嵌合孔１２１の半径より大きな半径を有する３箇所の凹部１２３が形成されており、嵌合孔１２１に小径段部１１２を嵌合させた後、凹部１２３の周方向中央部をプレス装置のパンチにより軸方向に押圧して塑性変形させ、嵌合孔１２１の内周部に、径方向内側に突出する係止爪１２２を形成する。これにより、係止爪１２２は、小径段部１１２の係止溝１１３に係止されて、外輪１１１と固定プレート１２０とを不分離、且つ相対回転可能な状態に組み付けている。

日本国特許第４８７７０４４号明細書 独国特許出願公開１０２００４０３１８３０号明細書 日本国特開２０１４−２９１９６号公報

即ち、特許文献３に記載の軸受装置１００では、嵌合孔１２１の内周部に形成される係止爪１２２に求められる機能として、下記が挙げられる。
１．ラジアル転がり軸受１１０と固定プレート１２０とを、不分離に組み付ける。
２．係止爪１２２の先端が、係止溝１１３と干渉せず、ラジアル転がり軸受１１０と固定プレート１２０と相対回転を阻害しない。
３．係止爪１２２の成形過程で、係止爪１２２の先端が外輪１１１と干渉するなどしてコンタミの原因となるバリを発生させない。

このような機能を満足させるためには、各係止爪１２２間の形状ばらつきを抑制することが重要となる。このため、係止爪１２２の成形時には、外輪１１１と固定プレート１２０とを出来る限り調芯した状態で係止爪１２２を成形する必要がある。ここで、固定プレート１２０は、トランスミッション内に配置される部品との干渉を避けた形状で設定されるため、専用の調芯用合わせ面を追加形成しない限り、固定プレート１２０の外郭形状を使って芯合わせすることは困難である。従って、係止爪１２２の成形時には、精度の良い外輪１１１の外径などを基準としてラジアル転がり軸受１１０を型に固定し、この外輪１１１に固定プレート１２０を嵌合させて相対位置を位置決めすることが必要となる。その際、外輪１１１と固定プレート１２０との案内すきまが大きいと、ラジアル転がり軸受１１０と固定プレート１２０との芯ずれが大きくなり、形成された係止爪１２２の長さが場所によって異なるなど、係止爪１２２の形状が不安定となる虞がある。ラジアル転がり軸受１１０と固定プレート１２０とを精度よく位置決めするには、外輪１１１の小径段部１１２の外径及び固定プレート１２０の嵌合孔１２１の内径を高精度（可能な限りの公差縮小）とする必要がある。このため、熱処理された外輪１１１及び固定プレート１２０に、旋削加工や研削加工といった追加加工を要し、この加工は、熱処理で硬くなった材料に対する除去加工のため、非常に削りにくく、軸受装置１００の製造コストが嵩む一因となっていた。

通常、外輪１１１には、ハウジングなどへの取付精度向上のために、外周面１１１ａ及び両側面１１１ｂに研削加工が施されるが、特許文献３の外輪１１１には、固定プレート１２０が嵌合する小径段部１１２の外径にも、追加の研削加工を施すことが必要となる。また、係止爪１２２の成形時に外輪１１１との干渉を防止するため、嵌合孔１２１は単一円ではなく、内周部に凹部１２３を有する複雑な形状となり、加工工数が増えるという問題があった。

また、このような追加加工をせず、外輪１１１と固定プレート１２０との案内すきまが大きい状態のまま、係止爪１２２を形成することも可能ではあるが、この場合、外輪１１１と固定プレート１２０とが案内すきまの範囲内で大きく偏心しても、係止爪１２２が係止溝１１３から外れないように、係止爪１２２の長さを長くする必要がある。長い係止爪１２２の先端との干渉を防止するためには、係止溝１１３の深さが深くなり、外輪１１１の強度低下や、焼入れ処理する際、薄肉部に焼き割れが生じる虞がある。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡素な構造で外輪と固定プレートとを精度よく位置決め可能とし、外輪との干渉を防止しつつ、係止爪を安定して成形して、製造コストを抑制することができる軸受装置および軸受装置の製造方法を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 内輪と、軸方向の端部外周部に小径段部が設けられた外輪と、内外輪間に転動自在に配設された複数の転動体と、を備える転がり軸受と、
外輪に相対回転可能に取り付けられて、転がり軸受をハウジングに固定するための固定プレートと、
を備える軸受装置であって、
小径段部には、外周面に円周方向に延びる係止溝が形成され、
固定プレートの内周面は、小径段部の外周面と対向する小径孔部と、小径孔部より大きな内径を有し、外輪の外周面と対向する大径孔部と、を備えて段付き形状に形成され、
固定プレートが大径孔部で外輪に案内されるように、外輪の外周面と大径孔部との径方向すきまが、係止溝より軸方向外側に位置する小径段部の外周面と小径孔部との径方向すきまよりも小さく設定され、且つ
固定プレートは、小径孔部を画成する固定プレートの内周部から径方向内側に突出して設けられ、係止溝に係止する複数の係止爪を備えることを特徴とする軸受装置。
（２） 固定プレートは、小径孔部の内周面と固定プレートの側面との周縁に形成された第１の除肉部を備え、係止爪は、第１の除肉部を少なくとも含んで固定プレートの内周部を軸方向に押圧して形成することを特徴とする（１）に記載の軸受装置。
（３） 外輪は、小径段部の外周面と係止溝の側面との周縁に第２の除肉部を有することを特徴とする（１）または（２）に記載の軸受装置。
（４） 内輪と、軸方向の端部外周部に小径段部が設けられた外輪と、内外輪間に転動自在に配設された複数の転動体と、を備える転がり軸受と、
外輪に相対回転可能に取り付けられて、転がり軸受をハウジングに固定するための固定プレートと、
を備える軸受装置の製造方法であって、
小径段部には、外周面に円周方向に延びる係止溝が形成され、
固定プレートの内周面は、小径段部の外周面と対向する小径孔部と、小径孔部より大きな内径を有し、外輪の外周面と対向する大径孔部と、を備えて段付き形状に形成され、
外輪の外周面と大径孔部との径方向すきまが、係止溝より軸方向外側に位置する小径段部の外周面と小径孔部との径方向すきまよりも小さく設定され、
大径孔部を外輪の外周面に案内させて、転がり軸受に固定プレートをセットした後、小径孔部を画成する固定プレートの内周部を軸方向に押圧して、固定プレートの内周部を径方向内側に膨出するように塑性変形させて係止爪を形成し、小径段部の外周面に円周方向に延びて形成された係止溝に係止させることを特徴とする軸受装置の製造方法。

本発明の軸受装置によれば、小径段部には、外周面に円周方向に延びる係止溝が形成され、固定プレートの内周面は、小径段部の外周面と対向する小径孔部と、小径孔部より大きな内径を有し、外輪の外周面と対向する大径孔部と、を備えて段付き形状に形成され、固定プレートが大径孔部で外輪に案内されるように、外輪の外周面と大径孔部との径方向すきまが、係止溝より軸方向外側に位置する小径段部の外周面と小径孔部との径方向すきまよりも小さく設定され、且つ、固定プレートは、小径孔部を画成する固定プレートの内周部から径方向内側に突出して設けられ、係止溝に係止する複数の係止爪を備える。したがって、固定プレートは、大径孔部で、既に研削加工が施されている外輪の外周面に案内され、また、係止爪を係止溝に係止させることで固定プレートと外輪とが不分離に組み付けられる。これにより、小径段部の外周面で固定プレートを案内する必要がなく、小径段部の外周面の研削加工が不要となり、また、小径段部の外周面と小径孔部との径方向すきまを比較的大きくすることができ、固定プレートの内周面に係止爪を形成するための凹部が不要となる。したがって、外輪や固定プレートの製作コストを抑制することができる。また、小径段部は、係止溝にて係止爪を不分離とする機能を発揮すればよく、小径段部の軸方向長さを短くすることができ、外輪の強度を向上することができる。

また、本発明の軸受装置の製造方法によれば、外輪の外周面と大径孔部との径方向すきまが、係止溝より軸方向外側に位置する小径段部の外周面と小径孔部との径方向すきまよりも小さく設定され、大径孔部を外輪の外周面に案内させて、転がり軸受に固定プレートをセットした後、小径孔部を画成する固定プレートの内周部を軸方向に押圧して、固定プレートの内周部を径方向内側に膨出するように塑性変形させて係止爪を形成し、小径段部の外周面に円周方向に延びて形成された係止溝に係止させる。これにより、小径段部の外周面で固定プレートを案内する必要がなく、小径段部の外周面の研削加工が不要となり、また、小径段部の外周面と小径孔部との径方向すきまを比較的大きくすることができ、固定プレートの内周面に係止爪を形成するための凹部が不要となる。したがって、外輪や固定プレートの製作コストを抑制することができる。また、小径段部は、係止溝にて係止爪を不分離とする機能を発揮すればよく、小径段部の軸方向長さを短くすることができ、外輪の強度を向上することができる。

（ａ）は本発明の一実施形態に係る軸受装置を表面側から見た斜視図、（ｂ）は裏面側から見た斜視図である。 図１の軸受装置の裏面側平面図である。 （ａ）は、図２のＩＩＩ‐ＩＩＩ線断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩＩＩ部拡大図である。 図３に示すラジアル転がり軸受の要部断面図である。 組付けに要する小径段部、小径孔部、大径孔部、及び固定プレートの寸法条件を説明するための断面図である。 図１に示す軸受装置の外輪と固定プレートとの組付け手順を示す部分断面図である。 （ａ）は、本実施形態の第１変形例に係る軸受装置の部分断面図、（ｂ）は、（ａ）の要部拡大図である。 図７に示す軸受装置の組付けに要する小径段部、テーパ部、小径孔部、大径孔部、及びパンチの寸法条件を説明するための断面図である。 図７に示す軸受装置の外輪と固定プレートとの組付け手順を示す部分断面図である。 （ａ）は本実施形態の第２変形例に係る軸受装置の部分断面図、（ｂ）は、（ａ）の要部拡大図である。 （ａ）は従来の軸受装置を裏面側から見た斜視図、（ｂ）は裏面側平面図である。 （ａ）は図１１（ｂ）のＸＩＩ-ＸＩＩ線断面図、（ｂ）は図１２（ａ）のＸＩＩ部拡大図である。

以下、本発明の一実施形態に係る軸受装置について、図面に基づいて詳細に説明する。

図１〜図３に示すように、軸受装置１０は、ラジアル転がり軸受３０と、ラジアル転がり軸受３０に相対回転可能、且つ、不分離に組み付けられて、ラジアル転がり軸受３０をハウジング６０（図３参照）に固定するための固定プレート４０と、を備える。

図３及び図４に示すように、ラジアル転がり軸受３０は、内周面に外輪軌道３２を有する外輪３１と、外周面に内輪軌道３４を有する内輪３３と、保持器３６に保持されて外輪軌道３２と内輪軌道３４との間に転動自在に配設された複数の転動体である玉３５とを備える。また、外輪３１の軸方向両端部には、外輪３１と内輪３３との間に封止部材３８が配設されており、ラジアル転がり軸受３０を封止している。

外輪３１の軸方向一端部の外周部には、外輪３１の外径より小径の段部外周面３７ａと、段部外周面３７ａから径方向外方に延びる段差面３７ｂとからなる小径段部３７が形成されている。段部外周面３７ａには、係止溝３７ｃが周方向全周に沿って形成されている。なお、図に示す実施形態においては、係止溝３７ｃの軸方向内側壁が段差面３７ｂと連続して形成されているが、係止溝３７ｃは段部外周面３７ａの軸方向中間に形成してもよい。この場合、係止溝３７ｃの軸方向内側壁は、段差面３７ｂと異なる位置に形成される。

図１〜図３に示すように、固定プレート４０は、短辺４０ａと長辺４０ｂとを円周方向に関して交互に配置した略六角形状の板状部材であり、中央には外輪３１の小径段部３７の段部外周面３７ａと対向する小径孔部４１と、小径孔部４１に隣接して、該小径孔部４１より大きな内径を有し、外輪３１の外周面３１ａと対向する大径孔部４２と、が形成されている。大径孔部４２は、固定プレート４０の表面４４側から形成された深さＬ３の孔であり、小径孔部４１と大径孔部４２との間には、径方向に延びる段差面４３が形成されている。

これにより、後述するように、所定の径方向すきま（案内すきま：（φ４−φ３）／２）を持って外輪３１の外周面３１ａに固定プレート４０の大径孔部４２を嵌合させたとき、小径孔部４１の内周面と小径段部３７の段部外周面３７ａとの間には、全周に亘って径方向すきまＣ（＝（φ２−φ１）／２）が形成される。

また、固定プレート４０には、短辺４０ａに対応する円周方向等間隔の３箇所に、それぞれ固定プレート４０の表面４４側に突出するボス部４５が形成されている。ボス部４５には、軸受装置１０をハウジングに固定するための締結ねじ（図示せず）が螺合又は挿通する取付孔４６が形成されている。

このような固定プレート４０は、まず、固定プレート４０の表面４４側から大径孔部４２を形成した後、小径孔部４１を打ち抜き形成するプレス加工によって製作される。また、プレス加工によらず、切削工程で製作することもできる。なお、小径孔部４１は、単一円であるため、従来の固定プレート１２０（図１１参照）と比較して、プレス金型の製作や、小径孔部４１の成形が容易である。

また、小径孔部４１の内周面と固定プレート４０の裏面４７との周縁には、後述する潰し加工により、小径孔部４１の内周部から径方向内側に突出し、外輪３１の係止溝３７ｃと係止する係止爪４９が３箇所に形成される。係止爪４９は、外輪３１の段部外周面３７ａ及び係止溝３７ｃに干渉することなく、外輪３１と固定プレート４０とが相対回転可能に形成される。

ここで、本実施形態の軸受装置１０において、外輪３１及び固定プレート４０は、図５に示すように、小径段部３７の段部外周面３７ａの外径をφ１、小径孔部４１の内径をφ２、外輪３１の外径をφ３、大径孔部４２の内径をφ４、固定プレート４０の板厚をＴ１、小径孔部４１の板厚をＴ２としたとき、Ｔ１＞Ｔ２（好ましくは、２×Ｔ２≧Ｔ１＞Ｔ２）、且つφ４＞φ３＞φ２＞φ１、且つ、０＜φ４−φ３＜φ２−φ１を満足する。

即ち、小径孔部４１の内周面と小径段部３７の段部外周面３７ａとの間に設けられる径方向すきまＣ（＝（φ２−φ１）／２）は、固定プレート４０の大径孔部４２と外輪３１の外周面３１ａとの案内すきま（＝（φ４−φ３）／２）よりも大きいので、後述するように、固定プレート４０の小径孔部４１の内周部を軸方向に押圧し、塑性変形させて係止爪４９を形成する際、係止爪４９と小径段部３７の段部外周面３７ａとの干渉防止に有効に作用する。

また、外輪３１の外周面３１ａ、及び軸方向両側面３１ｂは、ハウジング６０が嵌合する又は当接する面となるため、通常、研削加工が施されて高精度に仕上げされている。一方、本実施形態では、小径段部３７の段部外周面３７ａ、段差面３７ｂ、及び係止溝３７ｃは、比較的高精度を必要としないため、通常の旋削による切削面となっており、研磨による追加加工は施されていない。

次に、軸受装置１０の組付け手順について図６を参照して説明する。
図６（ａ）に示すように、先ず、固定プレート４０の小径孔部４１に外輪３１の小径段部３７を挿入し、固定プレート４０の大径孔部４２に外輪３１の外周面３１ａを所定の案内すきまを持って嵌合させ、大径孔部４２の段差面４３と小径段部３７の段差面３７ｂとを当接させて転がり軸受３０に固定プレート４０をセットする。

次いで、プレス装置のパンチ５０により、小径孔部４１の裏面４７側の周縁部を軸方向（図６において下方）に押圧する。これにより、パンチ５０が固定プレート４０の裏面４７に当接して潰し加工が開始され、小径孔部４１の周縁部が径方向内側に膨出するように塑性変形し、係止爪４９が径方向内側に向かって形成される。

係止爪４９の形成過程において、小径孔部４１の内周面と小径段部３７の段部外周面３７ａとの間には、径方向すきまＣが設けられているので、形成される係止爪４９の先端と段部外周面３７ａとの間にはすきまが維持されて、係止爪４９と段部外周面３７ａとの干渉が防止される。図６（ｂ）に示すように、パンチ５０が所定の位置まで下降して潰し加工が終了したとき、係止爪４９は、係止溝３７ｃの軸方向中間位置に、係止溝３７ｃの底部との間にすきまを持って係止された状態で形成される。

これにより、係止爪４９は、段部外周面３７ａに形成された係止溝３７ｃに係止され、ラジアル転がり軸受３０と固定プレート４０とが不分離、且つ相対回転可能な状態に組み付けられる。

本実施形態の軸受装置１０では、通常、研削加工されて高精度仕上げされる外輪３１の外周面３１ａに、固定プレート４０の大径孔部４２を所定の案内すきまを持って嵌合させることで、外輪３１の外周面３１ａを基準として固定プレート４０の位置決めを行う。これにより、従来の軸受装置１００では、外輪１１１の小径段部１１２に固定プレート１２０の嵌合孔１２１を嵌合させるため、小径段部１１２の外周面１１２ａに研削加工などの追加加工が必要となるのに対して、外輪３１に特別の加工を施すことなく、固定プレート４０を精度よく位置決めすることができる。また、固定プレート４０の小径孔部４１と外輪３１の段部外周面３７ａとの間には、径方向すきまＣが設けられ、段部外周面３７ａは案内面を構成しないので、段部外周面３７ａには高い寸法精度が要求されず、加工コストが安価な旋削加工による切削面がそのまま使用される。

また、外輪３１に対して精度よく位置決めされた固定プレート４０に対して係止爪４９が形成されるので、係止爪４９の形状（長さ）のばらつきが抑制される。従って、係止爪４９が係止する係止溝３７ｃの深さを深く設定する必要がなく、熱処理による薄肉部の焼割れの可能性が低減する。

このように、固定プレート４０の位置精度は外輪３１の外周面３１ａで確保し、外輪３１と固定プレート４０との不分離機能は、係止溝３７ｃと係止爪４９との係止が担うので、コストを抑えながら係止爪４９のばらつきを抑制して、係止爪４９に要求される機能を満足させることができる。

軸受装置１０の輸送時、或いは軸受装置１０をハウジングに組み付ける時、固定プレート４０と軸受３０とが分離せず、且つ相対回転することが必要である為、係止爪４９は、小径段部３７の係止溝３７ｃとの間に隙間がある形状に成形される。一方、ねじにより固定プレート４０をハウジング６０に締結固定して、軸受３０がハウジング６０に嵌合固定された状態においては、固定プレート４０には軸方向の荷重が働いて、固定プレート４０は若干変形する。このような状態においても、係止爪４９は、係止溝３７ｃの溝底及び両側壁と干渉（接触）しない位置及び形状に成形されている。本構成により、係止爪４９は、輸送、組付け時における軸受３０の慣性力に耐えるだけの強度を確保すればよいため、係止爪４９を小型化して、軸受装置１０の適用範囲の拡大、プレス荷重の削減（組立コストの削減）が可能となる。

更に、固定プレート４０は、大径孔部４２が外輪３１の外周面３１ａに所定の案内すきまを持って嵌合して位置決めされるので、図３及び図１２に示すように、従来の軸受装置１００の外輪１１１の外周面１１１ａの軸方向長さＷ２と比較して、本実施形態の外輪３１の外周面３１ａの軸方向長さＷ１を、大径孔部４２の軸方向長さＬ３分だけ長くすることができる（Ｗ１＞Ｗ２）。これにより、外輪３１の剛性が向上し、固定プレート４０を固定する際のボルト軸力による外輪軌道３２の変形を抑制することができる。

加えて、外輪３１の左側面３１ｂ及び固定プレート４０の表面４４間の軸方向長さ（Ｗ１−Ｌ３）は、従来の軸受装置１００での外周面１１１ａの軸方向長さＷ２と同じであるので、ハウジング形状を変更することなく、従来のハウジング形状をそのまま適用することができる。

以上説明したように、本実施形態の軸受装置１０によれば、小径段部３７には、段部外周面３７ａに円周方向に延びる係止溝３７ｃが形成され、固定プレート４０の内周面は、小径段部３７の段部外周面３７ａと対向する小径孔部４１と、小径孔部４１より大きな内径を有し、外輪３１の外周面３１ａと対向して転がり軸受３０を案内する大径孔部４２と、を備えて段付き形状に形成される。固定プレート４０が大径孔部４２で外輪３１に案内されるように、外輪３１の外周面３１ａと大径孔部４２との径方向すきまが、係止溝３７ｃより軸方向外側に位置する小径段部３７の段部外周面３７ａと小径孔部４１との径方向すきまＣよりも小さく設定される。固定プレート４０は、小径孔部４１を画成する固定プレート４０の内周部から径方向内側に突出して設けられ、係止溝３７ｃに係止する複数の係止爪４９を備える。したがって、固定プレート４０は、大径孔部４２で、既に研削加工が施されている外輪３１の外周面３１ａに案内され、また、係止爪４９を係止溝３７ｃに係止させることで固定プレート４０と外輪３１とが不分離に組み付けられる。これにより、小径段部３７の段部外周面３７ａで固定プレート４０を案内する必要がなく、小径段部３７の段部外周面３７ａに研削加工などの高精度の追加加工が不要となり、また、小径段部３７の外周面３７ａと小径孔部４１との径方向すきまＣを比較的大きくすることができ、従来のような固定プレート４０の内周面に係止爪４９を形成するための凹部１２３が不要となる。したがって、外輪３１や固定プレート４０の製作コストを抑制することができる。また、小径段部３７は、係止溝３７ｃにて係止爪４９を不分離とする機能を発揮すればよく、小径段部３７の軸方向長さＬ１を短くすることができ、外輪３１の強度を向上することができる。

また、本発明の軸受装置の製造方法によれば、外輪３１の外周面と大径孔部４２との径方向すきまが、係止溝３７ｃより軸方向外側に位置する小径段部３７の段部外周面３７ａと小径孔部４１との径方向すきまＣよりも小さく設定され、固定プレート４０の内周面は、小径段部３７の段部外周面３７ａと対向する小径孔部４１と、小径孔部４１より大きな内径を有し、外輪３１の外周面３１ａと対向して転がり軸受３０を案内する大径孔部４２と、を備えて段付き形状に形成される。そして、大径孔部４２を外輪３１の外周面３１ａに案内させて、転がり軸受３０に固定プレート４０をセットした後、小径孔部４１を画成する固定プレート４０の内周部を軸方向に押圧して、固定プレート４０の内周部を径方向内側に膨出するように塑性変形させて係止爪４９を形成し、小径段部３７の段部外周面３７ａに円周方向に延びて形成された係止溝３７ｃに係止させる。これにより、小径段部３７の外周面３７ａで固定プレート４０を案内する必要がなく、小径段部３７の外周面３７ａの研削加工が不要となり、また、小径段部３７の外周面３７ａと小径孔部４１との径方向すきまＣを比較的大きくすることができ、従来のような固定プレート４０の内周面に係止爪４９を形成するための凹部１２３が不要となる。したがって、外輪３１や固定プレート４０の製作コストを抑制することができる。また、小径段部３７は、係止溝３７ｃにて係止爪４９を不分離とする機能を発揮すればよく、小径段部３７の軸方向長さを短くすることができ、外輪３１の強度を向上することができる。

なお、図７に示す第１変形例のように、固定プレート４０の小径孔部４１の内周面と裏面４７との周縁に、第１の除肉部としてのテーパ部４８を予め形成してもよい。固定プレート４０に予めテーパ部４８を形成しておくことで、係止爪４９の形成過程において段部外周面３７ａとの干渉を確実に防止することができ、安定して係止爪４９を形成することができる。

図８は、本変形例の軸受装置１０において、外輪３１に干渉することなく係止爪４９を成形するためのラジアル転がり軸受３０と固定プレート４０の形状に関する条件である。即ち、図８に示すように、小径段部３７の外径をφ１、小径孔部４１の内径をφ２、外輪３１の外径をφ３、大径孔部４２の内径をφ４、テーパ部４８の外径をφ５、パンチ５０の外径をφ６、パンチ５０の内径をφ７としたとき、φ２≧φ７＞φ１、且つφ３＞φ７、φ３＞φ２を満足する。また、φ３≧φ６≧φ５を満足することが望ましい。
なお、テーパ部４８の角度、軸方向長さなどの形状は、固定プレート４０の厚さなどに応じて任意に設定される。

このような条件を満たす固定プレート４０を外輪３１に組み付ける手順は、テーパ部４８の一部及び裏面４７を含んで固定プレート４０の内周部を軸方向に押圧して、固定プレート４０の内周部を径方向内側に膨出するように塑性変形させることにより係止爪４９を形成する。これにより、係止爪４９の突出高さや形成位置が安定し、係止爪４９と係止溝３７ｃとが確実に係止して軸受３０と固定プレート４０とを組み付けることができる。また、係止爪４９の先端部に角部がない形状に形成することができ、係止爪４９の形成過程や、成形後の外輪３１との接触などによる先端部の局所的な割れや欠損の発生を確実に抑制することができる。

具体的には、図９（ａ）に示すように、外輪３１の外周面３１ａに固定プレート４０の大径孔部４２を所定の案内すきまを持って嵌合し、大径孔部４２の段差面４３と小径段部３７の段差面３７ｂとを当接させて転がり軸受３０に固定プレート４０をセットした後、プレス装置のパンチ５０を、小径孔部４１のテーパ部４８と固定プレート４０の裏面４７の両者に跨るように配置して軸方向（図９において下方）に押圧する。これにより、先ず、パンチ５０が固定プレート４０の裏面４７に当接して潰し加工が開始され、続いてテーパ部４８が潰されて塑性変形し、係止爪４９が径方向内側、即ち、段部外周面３７ａに向かって突出し始める。

図９（ｂ）に示すように、更にパンチ５０による潰し加工が進行し、パンチ５０がテーパ部４８の下端部に達しても、テーパ部４８の形状の一部が係止爪４９の先端部に残留しており、段部外周面３７ａとの間にはすきまが維持されて、係止爪４９が段部外周面３７ａと干渉することはない。

そして、図９（ｃ）に示すように、パンチ５０が所定の位置まで下降して潰し加工が終了したとき、係止爪４９は、係止溝３７ｃの軸方向中間位置に、係止溝３７ｃの底部との間にすきまを持って係止された状態で形成される。
なお、図７に示すテーパ部４８は、凸状の曲面部や凹状の曲面部とすることもできる。

以上説明したように、第１変形例の軸受装置１０によれば、固定プレート４０は、小径孔部４１の内周面と固定プレート４０の裏面４７との周縁に形成されたテーパ部４８を備え、係止爪４９は、テーパ部４８を少なくとも含んで固定プレート４０の内周部を軸方向に押圧して形成されるので、外輪３１との干渉を防止しつつ、係止爪４９を安定して成形することができ、軸受装置１０の生産性を向上することができる。

また、小径段部３７の係止溝３７ｃは、図１０に示す第２変形例のように、係止溝３７ｃの軸方向外側壁３７ｄと段部外周面３７ａとの周縁に第２の除肉部としてのテーパ部３９を形成してもよい。これにより、潰し加工の初期段階から係止爪４９が形成されても、係止爪４９は小径段部３７の段部外周面３７ａとの干渉をより確実に防止することができ、確実に係止溝３７ｃ内に形成される。
なお、図１０に示すテーパ部３９も、凸状の曲面部や凹状の曲面部とすることもできる。

尚、本発明は、前述した実施形態及び各変形例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。

例えば、上記実施形態では、固定プレートの内周部に３箇所の係止爪を形成した場合を例示したが、これに限定されず、固定プレートの内周部に２箇所あるいは４箇所以上の係止爪を形成してもよい。

また、上記実施形態では、小径段部の外周面の周方向全周に係止溝を形成した場合を例示したが、これに限定されず、例えば、小径段部の外周面において、係止爪が形成される箇所で周方向に延びる複数の係止溝を形成するようにしてもよい。

本出願は、２０１４年８月２７日出願の日本特許出願２０１４−１７３０３１号に基づき、その内容は参照としてここに取り込まれる。

１０ 軸受装置
３０ ラジアル転がり軸受（転がり軸受）
３１ 外輪
３１ａ 外周面
３３ 内輪
３５ 玉（転動体）
３７ 小径段部
３７ａ 段部外周面
３７ｂ 段差面
３７ｃ 係止溝
３９ テーパ部（第２の除肉部）
４０ 固定プレート
４１ 小径孔部
４２ 大径孔部
４８ テーパ部（第１の除肉部）
４９ 係止爪
Ｃ 小径段部の外周面と小径孔部との径方向すきま

Claims (4)

1. 内輪と、軸方向の端部外周部に小径段部が設けられた外輪と、前記内外輪間に転動自在に配設された複数の転動体と、を備える転がり軸受と、
   前記外輪に相対回転可能に取り付けられて、前記転がり軸受をハウジングに固定するための固定プレートと、
   を備える軸受装置であって、
   前記小径段部には、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内周面は、前記小径段部の外周面と対向する小径孔部と、前記小径孔部より大きな内径を有し、前記外輪の外周面と対向する大径孔部と、を備えて段付き形状に形成され、
   前記固定プレートが前記大径孔部で前記外輪に案内されるように、前記外輪の外周面と前記大径孔部との径方向すきまが、前記係止溝より軸方向外側に位置する前記小径段部の外周面と前記小径孔部との径方向すきまよりも小さく設定され、且つ
   前記固定プレートは、前記小径孔部を画成する前記固定プレートの内周部から径方向内側に突出して設けられ、前記係止溝に係止する複数の係止爪を備えることを特徴とする軸受装置。
2. 前記固定プレートは、前記小径孔部の内周面と前記固定プレートの側面との周縁に形成された第１の除肉部を備え、
   前記係止爪は、前記第１の除肉部を少なくとも含んで前記固定プレートの内周部を軸方向に押圧して形成することを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
3. 前記外輪は、前記小径段部の外周面と前記係止溝の側面との周縁に第２の除肉部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の軸受装置。
4. 内輪と、軸方向の端部外周部に小径段部が設けられた外輪と、前記内外輪間に転動自在に配設された複数の転動体と、を備える転がり軸受と、
   前記外輪に相対回転可能に取り付けられて、前記転がり軸受をハウジングに固定するための固定プレートと、
   を備える軸受装置の製造方法であって、
   前記小径段部には、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内周面は、前記小径段部の外周面と対向する小径孔部と、前記小径孔部より大きな内径を有し、前記外輪の外周面と対向する大径孔部と、を備えて段付き形状に形成され、
   前記外輪の外周面と前記大径孔部との径方向すきまが、前記係止溝より軸方向外側に位置する前記小径段部の外周面と前記小径孔部との径方向すきまよりも小さく設定され、
   前記大径孔部を前記外輪の外周面に案内させて、前記転がり軸受に前記固定プレートをセットした後、前記小径孔部を画成する前記固定プレートの内周部を軸方向に押圧して、前記固定プレートの内周部を径方向内側に膨出するように塑性変形させて係止爪を形成し、前記小径段部の外周面に円周方向に延びて形成された前記係止溝に係止させることを特徴とする軸受装置の製造方法。

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