JP7034875B2 - 波形保持器 - Google Patents

Description

この発明は、波形保持器に関する。

従来、深溝玉軸受においては、内外の両軌道面間に介在する複数の転動体を保持する波形保持器が採用されている。波形保持器は、一般に、第一保持器部品と第二保持器部品を鋲で接合することによって組み立てられている。それら保持器部品は、それぞれ波形保持器の各ポケット部の片側と、波形保持器を軸方向に貫通する各鋲穴の片側とを形成した部品となっている。それら保持器部品は、一般に、鋼板をプレス加工することによって形成されている。

高速回転による遠心力、ミスアライメント等による転動体の公転速度の差異によって、波形保持器に大きな荷重が作用する場合がある。例えば、自動車のトランスミッションに使用される深溝玉軸受では、軸受に高荷重が負荷され、高ミスアライメント状態で使用される場合がある。負荷荷重が大きく、過大なミスアライメントが発生すると、荷重が負荷される玉と、荷重が負荷されない玉とが生じて、各玉間で軌道面との接触角が変わり、公転速度の差による玉の遅れ進みが発生する。その玉の遅れ進みにより、波形保持器のポケ部で摩耗が生じ、場合によっては破断に至る可能性がある。

その摩耗等を防止する対策として、例えば、保持器部品に窒素を浸透させて軟窒化層を形成する軟窒化処理を施し、保持器部品の表面を硬化させて波形保持器の耐久性を向上させることが行われている。その軟窒化処理の方法として、第一に、第一保持器部品の第一鋲穴部に鋲を圧入して仮止めした保持器中間体に軟窒化処理を行う方法があり、第二に、第一保持器部品単体の状態で軟窒化処理を行う方法がある（例えば、特許文献１）。

前述の第一の方法では、軟窒化処理の際、第一保持器部品と鋲とからなる保持器中間体を配置するのに鋲分のスペースが必要となるのに対し、第二の方法では、第一保持器部品単体を比較的密に配置することが可能である。このため、第二の方法は、第一の方法に比して処理数を多くすることができ、波形保持器を安価に提供することができる。

特許第６０９８７２０号公報

しかしながら、前述の第二の方法の場合、軟窒化処理によって硬くなった鋲穴部に鋲の胴部を圧入することになるので、その圧入の際に鋲穴部で鋲の胴部がしごかれて、胴部からバリが発生し易くなる。鋲の頭部の座面と、第一保持器部品の表側板面との間に前述のバリが溜まった場合、加締めた鋲と第一保持器部品の密着性が悪くなることにより、第一、第二保持器部品同士の密着度が下がり、波形保持器の強度に悪影響を及ぼす可能性がある。

上述の背景に鑑み、この発明が解決しようとする課題は、波形保持器の部品である第一保持器部品の第一鋲穴部に鋲の胴部を圧入する際に発生したバリによって鋲の頭部の座面と第一保持器部品の表側板面との密着性が悪くなることを防止することである。

上記の課題を達成するため、この発明は、第一鋲穴部を有する第一保持器部品と、第二鋲穴部を有する第二保持器部品と、前記第一保持器部品と前記第二保持器部品を接合する鋲と、を備え、前記鋲が、前記第一鋲穴部に圧入されかつ前記第二鋲穴部に通された胴部と、当該胴部よりも大径であって前記第一保持器部品の表側板面に接触する頭部と、前記第二保持器部品の表側板面に接触する加締め部とを一体に有する波形保持器において、前記第一保持器部品が、前記第一鋲穴部から前記第一保持器部品の表側板面まで連続しかつ前記鋲の胴部よりも大径に形成された盗み部を有し、前記第一鋲穴部に圧入された際に前記鋲の胴部から生じたバリが、前記盗み部と当該胴部間のみに収まっている構成を採用したものである。

上記構成に係る波形保持器によれば、鋲の胴部が第一鋲穴部に圧入されるが、その第一鋲穴部と第一保持器部品の表側板面間に連続する盗み部に圧入されておらず、その圧入に際して第一鋲穴部にしごかれて胴部から生じたバリが盗み部と胴部間のみに収まっているので、鋲の頭部の座面と第一保持器部品の表側板面との密着性が前述のバリによって悪くなることが防止される。

具体的には、前記第一保持器部品の盗み部が、前記第一鋲穴部から前記第一保持器部品の表側板面に近くなる程に拡径する形状であるとよい。このようにすると、第一鋲穴部と盗み部間の径差に基づく段差をもたないため、第一鋲穴部と盗み部の境界における応力集中を緩和することができる。

また、前記第一保持器部品の盗み部が、前記第一鋲穴部をせん断加工する際に生じた破断面によって形成されているとよい。このようにすると、第一鋲穴部のせん断加工後に機械加工で盗み部を形成する後加工が不要なため、波形保持器を安価にすることができる。

また、前記第二鋲穴部が、前記鋲の胴部との間に部分的に隙間を形成する逃げ面を有するとよい。このようにすると、胴部と第二鋲穴部の密着部位を設けて第二鋲穴部に対する胴部の位置を固定しつつ、第二鋲穴部の逃げ面と胴部間の隙間によって第二鋲穴部と胴部の接触面積を減らし、第二鋲穴部に発生する残留応力を下げることができる。

また、前記第二鋲穴部の逃げ面が、前記鋲の胴部と周方向に対向する位置にのみ形成されているとよい。このようにすると、第二鋲穴部と第二保持器部品の内径又は外径との間の距離が近くならず、第二保持器部品の強度に悪影響が及ぶことを避けることができる。

この発明を波形保持器の製造方法として考えると、第一鋲穴部を有する第一保持器部品と、第二鋲穴部を有する第二保持器部品と、前記第一鋲穴部及び前記第二鋲穴部に通す胴部と当該胴部よりも大径な頭部とを一体に有する鋲とを用い、前記第一鋲穴部に前記鋲の胴部を圧入してから当該胴部の先端を前記第二鋲穴部から突き出た状態に配置する鋲入れ工程と、前記鋲入れ工程で配置された前記鋲を加締めて前記第一保持器部品と前記第二保持器部品とを接合する締結工程と、を行う波形保持器の製造方法において、前記鋲入れ工程に用いる前記第一保持器部品が、前記鋲入れ工程に用いる前記鋲の胴部との間に締め代をもった前記第一鋲穴部から当該第一保持器部品の表側板面まで連続しかつ当該胴部よりも大径に形成された盗み部を有し、前記鋲入れ工程で前記盗み部と前記鋲の胴部とで形成される環状隙間が、前記第一鋲穴部に圧入される当該鋲の胴部から生じるバリを収容可能な容積である構成に相当する。

上記構成に係る製造方法によれば、鋲入れ工程において、鋲の胴部が第一鋲穴部に圧入され、その第一鋲穴部と第一保持器部品の表側板面間に連続する盗み部に圧入されず、その盗み部と鋲の胴部間に環状隙間が形成される。このため、その圧入に際し、その第一鋲穴部にしごかれて胴部からバリが発生したとしても、発生したバリを前述の環状隙間に留めることが可能である。これにより、鋲の頭部の座面と第一保持器部品の表側板面との密着性が前述のバリによって悪くなることが防止される。

具体的には、前記第一保持器部品の盗み部が、前記第一鋲穴部から当該第一保持器部品の表側板面に近くなる程に拡径する形状であるとよい。このようにすると、第一鋲穴部と盗み部間の径差に基づく段差をもたないため、第一鋲穴部への胴部の挿入性が悪くならず、また、段差による応力集中を避けることができる。

また、前記第一保持器部品の盗み部が、前記第一鋲穴部をせん断加工する際に生じた破断面によって形成されているとよい。このようにすると、第一鋲穴部のせん断加工後に機械加工で盗み部を形成する後加工を不要にすることができる。

また、前記鋲の胴部の中で前記締め代を成す圧入部分の体積に比して、前記環状隙間の容積が大きく設定されているとよい。このようにすると、前述のバリの全量を環状隙間に収容することができる。

また、前記鋲入れ工程に用いる前記第一保持器部品が、前記第一鋲穴部の全面に軟窒化処理を施したものであるとよい。このようにすると、鋲入れ工程前に第一保持器部品の軟窒化処理を施すため、軟窒化処理の処理数を多くして波形保持器の製造コストを抑えつつ、鋲の頭部の座面と第一保持器部品の表側板面との密着性をよくすることができる。

また、前記鋲入れ工程に用いる前記第二保持器部品の第二鋲穴部が、前記鋲の胴部との間の隙間を部分的に拡大するように形成された逃げ面を有するとよい。鋲入れ工程の後、締結工程において鋲を加締める際、胴部のうち、第二鋲穴部から突き出た部分を押し潰すことになる。このとき、第二鋲穴部内で胴部が拡径し、第二鋲穴部に引っ張りの残留応力が発生する。この残留応力が疲労限を超えると第二保持器部品に疲労破損が発生する。鋲入れ工程に用いる第二鋲穴部と鋲の胴部との間の隙間を予め逃げ面で部分的に拡大しておけば、締結工程を施すことにより、胴部と第二鋲穴部の密着部位を設けて第二鋲穴部に対する胴部の位置を固定しつつ、第二鋲穴部の逃げ面と胴部間に隙間を残して第二鋲穴部と胴部の接触面積を減らし、第二鋲穴部に発生する残留応力を下げることができる。

また、前記第二鋲穴部の逃げ面が、前記鋲の胴部と周方向に対向する位置にのみ形成されているとよい。第二鋲穴部の逃げ面を胴部と径方向に対向する位置に形成すると、第二鋲穴部と第二保持器部品の内径又は外径との間の距離が近くなるため、第二保持器部品の強度を確保することが難しくなる。これに対し、第二鋲穴部の逃げ面を胴部と周方向に対向する位置に限って形成すれば、第二鋲穴部と第二保持器部品の内径又は外径との間の距離が近くならず、第二保持器部品の強度に悪影響が及ぶことを避けることができる。

上述のように、この発明は、上記波形保持器に係る構成の採用により、第一保持器部品の第一鋲穴部に鋲の胴部を圧入する際に発生したバリによって鋲の頭部の座面と第一保持器部品の表側板面との密着性が悪くならず、ひいては波形保持器の強度を安定して得ることができる。

この発明の第一実施形態に係る波形保持器の鋲入れ工程の様子を示す断面図 第一実施形態に係る波形保持器を備える玉軸受を示す断面図 第一実施形態に係る波形保持器の製造方法において鋲入れ工程の初期段階を示す図 図３Ａの初期段階から鋲の胴部を第一鋲穴部に圧入した様子を示す図 図３Ｂの段階から第二鋲穴部に鋲の胴部を通して鋲入れ工程を終えた状態を示す断面図 図３Ｃの状態から締結工程を実施する様子を示す断面図 鋲入れ工程で用いる第一保持器部品と鋲を示す断面図 鋲入れ工程で用いる第二保持器部品の第二鋲穴部を示す側面図 図５の第二鋲穴部を示す断面図 第二実施形態に係る第一鋲穴部と盗み部を示す断面図

以下、この発明の一例としての第一実施形態に係る波形保持器を添付図面の図１～図６に基づいて説明する。

図１、図２に示す波形保持器１は、内輪Ｒ１と、外輪Ｒ２との間に介在する所定数の玉Ｂの周方向間隔を均等に保持する。内輪Ｒ１と、外輪Ｒ２は、それぞれ深溝玉軸受用の軌道輪となっている。波形保持器１と内外輪Ｒ１，Ｒ２は、同軸に配置されている。ここでは、その同軸の軸線に沿った方向のことを「軸方向」といい、その軸線に対して直角な方向のことを「径方向」といい、その軸線回りに一周する周方向のことを「周方向」という。軸方向は、図１、図２において左右方向に相当し、径方向は、図１、図２において上下方向に相当する。

波形保持器１は、波形保持器１の軸方向一方側（図中右側）を形成する第一保持器部品２と、波形保持器１の軸方向他方側（図中左側）を形成する第二保持器部品３と、これら第一保持器部品２と第二保持器部品３を接合する複数の鋲４とで構成されている。波形保持器１は、内外輪Ｒ１、Ｒ２間に介在している玉Ｂを挟むように軸方向に合わされた第一保持器部品２と第二保持器部品３を複数の鋲４で接合することによって組み立てられる。

図２に示す第一保持器部品２は、玉Ｂを保持するポケット部の軸方向一方側を構成するポケット半部２ａと、接合板部２ｂとを周方向に交互に有する。第二保持器部品３は、前述のポケット部の軸方向他方側を構成するポケット半部３ａと、接合板部３ｂとを周方向に交互に有する。その接合板部２ｂと接合板部３ｂは、それぞれ径方向に沿った表側板面と、当該表側板面の裏側に位置する合わせ面とを有し、互いの合わせ面同士で軸方向に重なっている。

鋲４は、前述の接合板部２ｂと接合板部３ｂを軸方向に貫通する胴部４ａと、胴部４ａよりも大径であって接合板部２ｂの表側板面に接触する頭部４ｂと、接合板部３ｂの表側板面に接触する加締め部４ｃとを一体に有する。

図２に示すように、第一保持器部品２の接合板部２ｂは、鋲４の胴部４ａの全周と密着している第一鋲穴部２ｃと、第一鋲穴部２ｃから鋲４の頭部４ｂ側の開口端２ｅまで第一鋲穴部２ｃよりも大径に連続する盗み部２ｄとを有する。

図２に示すように、第二保持器部品３の接合板部３ｂは、鋲４の胴部４ａが通された第二鋲穴部３ｃを有する。第二鋲穴部３ｃの大部分は、第二保持器部品３に対して胴部４ａを径方向及び周方向に固定するように胴部４ａと密着している。第二鋲穴部３ｃの残部は、胴部４ａとの間に隙間を形成する逃げ面３ｄになっている。逃げ面３ｄは、胴部４ａと周方向に対向する位置にのみ形成されている。

第一鋲穴部２ｃは、鋲４の胴部４ａが圧入された穴部である。一方、盗み部２ｄと第二鋲穴部３ｃは、それぞれ胴部４ａよりも大径に形成された穴部、すなわち胴部４ａが圧入されなかった穴部である。

第一保持器部品２と第二保持器部品３は、それぞれ鋼板によって形成されている。その鋼板は、軟窒化処理を施すことが可能なものである。その鋼板としては、例えば、日本工業規格のＪＩＳ Ｇ ３１４１：２０１１ 「冷間圧延鋼板及び鋼帯」で規定されたＳＰＣＣが挙げられる。

なお、軟窒化処理は、処理製品の鉄の変態温度よりも低い５００～６１０℃程度の低温で熱処理し、その鉄中にＮ、Ｃ、Ｏ元素を浸透させて処理製品の表面を窒化鉄層（化合物層）として耐磨耗性等を向上させる表面処理のことをいう。その軟窒化処理としては、例えば、イソナイト処理（登録商標）のような塩浴軟窒化法が挙げられる。

鋲４は、鋼材によって形成されている。その鋼材は、軟窒化処理を施すことが可能なものである。その鋼材としては、例えば、日本工業規格のＪＩＳ Ｇ ４０５１：２０１６「機械構造用炭素鋼材」で規定されたＳ１０Ｃが挙げられる。

図３Ａ～図３Ｃに、第一保持器部品２と、第二保持器部品３と、鋲４とを用い、第一鋲穴部２ｃに鋲４の胴部４ａを圧入してから当該胴部４ａの先端を第二鋲穴部３ｃから突き出た状態に配置する鋲入れ工程を示す。図３Ｄに、鋲入れ工程で配置された鋲４を加締めて第一保持器部品２と第二保持器部品３とを接合する締結工程を示す。鋲入れ工程で用いる第一保持器部品２と鋲４の拡大図を図４に示す。鋲入れ工程に用いる第二保持器部品３の表側板面を図５に示し、その第二保持器部品３の径方向幅の中央部を周方向に沿って切断した断面を図６に示す。なお、図１では、図３Ｂの状態における第一保持器部品２と鋲４の詳細を描いている。

図１、図４に示すように、鋲入れ工程に用いる第一保持器部品２は、軸方向に沿った円筒面状に形成された第一鋲穴部２ｃと、その第一鋲穴部２ｃから第一保持器部品２の表側板面２ｆまで連続しかつ第一鋲穴部２ｃよりも大径に形成された盗み部２ｄとを有する。その盗み部２ｄは、第一鋲穴部２ｃから第一保持器部品２の表側板面２ｆに近くなる程に拡径する形状である。その表側板面２ｆは、径方向に沿った平坦面状に形成されている。盗み部２ｄの開口端２ｅは、その表側板面２ｆとの境界を成す。

第一鋲穴部２ｃと盗み部２ｄは、せん断加工と、後加工とで形成されている。すなわち、接合板部２ｂとする板部に穴開けするせん断加工によって第一鋲穴部２ｃを含む貫通穴が形成された後、その表側板面に形成された打ち抜き穴の縁を機械で面取りする後加工によって、盗み部２ｄが形成されている。

鋲入れ工程に用いる第一保持器部品２は、その全体を形成した後、前述の軟窒化処理を施したものとなっている。したがって、その第一保持器部品２は、第一鋲穴部２ｃの全面に軟窒化処理を施したものでもある。その軟窒化処理では、鋲４と組み合わされていない多数個の第一保持器部品２を同時処理することができる。

鋲入れ工程に用いる鋲４の胴部４ａは、その頭部４ｂに連続する基端側を大径とし、その基端と反対の先端側を小径とするように径差を付けた形状になっている。その胴部４ａの基端側には、直径Ｄの丸軸部分が形成されている。その直径Ｄは、第一鋲穴部２ｃの内径ｄよりも大きく、盗み部２ｄの内径よりも小さい。すなわち、第一鋲穴部２ｃと、その胴部４ａの丸軸部分との間に締め代（ｄ－Ｄ）が設定されている。その胴部４ａの丸軸部分と先端間における直径は、第一鋲穴部２ｃの内径ｄよりも小さい。

図３Ａ、図３Ｂに示すように、鋲入れ工程では、鋲４の胴部４ａが、その先端から盗み部２ｄ、第一鋲穴部２ｃの順に通される。このとき、図１、図３Ｂに示すように、前述の胴部４ａの丸軸部分のうち、先端寄りの部分が第一鋲穴部２ｃに圧入される。また、そのとき、その丸軸部分のうち、盗み部２ｄの内側に位置する非圧入部分と、その盗み部２ｄとの間に環状隙間ｇが形成される。

その環状隙間ｇの容積は、鋲４の胴部４ａの中で前述の締め代（ｄ－Ｄ）を成す圧入部分の体積に比して大きく設定されている。その胴部４ａの圧入部分は、図３Ａ、図４に示す胴部４ａの丸軸部分のうち、（ｄ－Ｄ）の径差を成す部位であって、かつ図１、図３Ｂに示す第一鋲穴部２ｃの内側に位置する軸方向領域を成す部位である。その軸方向領域の軸方向幅は、環状隙間ｇの軸方向幅よりも小さい。

図３Ａから図３Ｂのように鋲４の胴部４ａを第一保持器部品２の盗み部２ｄから第一鋲穴部２ｃに圧入する際、その胴部４ａの丸軸部分は、盗み部２ｄにしごかれず、第一鋲穴部２ｃに達してからしごかれることになる。その胴部４ａの丸軸部分が第一鋲穴部２ｃにしごかれると、図１に示すように、胴部４ａからバリ４ｅ（かす）が発生することがある。第一実施形態では、第一鋲穴部２ｃの全面が軟窒化処理によって硬くされている一方、胴部４ａは軟窒化処理等の硬化処理を施されておらず、第一鋲穴部２ｃよりも柔らかい部位である。このため、特に、バリ４ｅが発生し易い条件で胴部４ａを第一鋲穴部２ｃに圧入することになる。

そのバリ４ｅは、第一鋲穴部２ｃにしごかれて胴部４ａから捲れたり、ちぎれたりして、盗み部２ｄ側へ移動することになる。そのバリ４ｅの量は、最大でも前述の締め代（ｄ－Ｄ）を成す圧入部分の体積相当である。その圧入分の体積よりも環状隙間ｇの容積が大きいため、胴部４ａから発生した全てのバリ４ｅを環状隙間ｇに収容することが可能である。

図１に示すように、鋲入れ工程で用いる鋲４の頭部４ｂは、盗み部２ｄの開口端２ｅ周りで第一保持器部品２の表側板面２ｆと面接触可能な座面４ｄを有する。その座面４ｄは、径方向に沿った円環面状に形成されている。鋲４の座面４ｄが第一保持器部品２の表側板面２ｆに接触するまで胴部４ａが第一鋲穴部２ｃに圧入されると、盗み部２ｄの開口端２ｅと鋲４の座面４ｄ間へバリ４ｅが入り込む可能性はなくなる。胴部４ａを第一鋲穴部２ｃへ圧入する工程は高速で行われるから、胴部４ａが第一鋲穴部２ｃにしごかれ始めてから鋲４の座面４ｄが第一保持器部品２の表側板面２ｆに接触するまでの時間は極僅かであり、その時間にバリ４ｅが鋲４の座面４ｄに溜まり、そのまま座面４ｄと第一保持器部品２の表側板面２ｆとの間に挟まれることは凡そ発生しないと考えられる。

図１、図３Ｂのように胴部４ａを第一鋲穴部２ｃに圧入し終えると、その圧入部での摩擦により、鋲４が第一保持器部品２に対して仮固定される。その仮固定の目的は、図３Ｃに示すように、第二保持器部品３の第二鋲穴部３ｃを胴部４ａに通して接合板部３ｂと第一保持器部品２の接合板部２ｂとを重ね合わせた状態とし、鋲４を加締める金型Ｐ１、Ｐ２のうち、頭部４ｂ側の金型Ｐ１で頭部４ｂを受けるまでの間、鋲４の姿勢を維持することである。

図３Ｃ、図５、図６に示すように、鋲入れ工程に用いる第二保持器部品３は、第一保持器部品２と同様に軟窒化処理を施したものである。その第二保持器部品３は、接合板部３ｂを軸方向に貫通する第二鋲穴部３ｃを有する。その第二鋲穴部３ｃの大部分は、第一鋲穴部２ｃと軸方向に重なるように形成された径方向に一対の円弧面からなり、その第二鋲穴部３ｃの残部は、周方向に拡径する一対の逃げ面３ｄからなる。

逃げ面３ｄは、胴部４ａと周方向に対向する位置にのみ形成されている。逃げ面３ｄは、接合板部３ｂの径方向幅の中央で最も周方向に深くなり、その中央から径方向両側に向かって周方向に浅くなる円弧面状になっている。胴部４ａの圧入を終えた状態では、胴部４ａのうち、第二鋲穴部３ｃの内側に位置する部分の全面と、第二鋲穴部３ｃとの間に隙間が形成され、特に逃げ面３ｄとの間で拡大された隙間が形成される。

図３Ｄに示すように、締結工程においては、第一鋲穴部２ｃに仮固定された鋲４の頭部４ｂを金型Ｐ１で受ける状態で、第二鋲穴部３ｃから突き出た胴部４ａの先端部を金型Ｐ２で打つことにより、その胴部４ａが先端部から押し潰されて加締め部４ｃが形成される。このように鋲４を加締めると、第一保持器部品２の接合板部２ｂと第二保持器部品３の接合板部３ｂが密着する状態に接合される。このとき、胴部４ａは、その先端部から押し潰されることに伴い、第一鋲穴部２ｃ、盗み部２ｄ及び第二鋲穴部３ｃ内で拡径変形を生じる。このため、締結工程後の胴部４ａは、第一鋲穴部２ｃに全面的に密着し、第二鋲穴部３ｃの大部分に密着するが、その第二鋲穴部３ｃの逃げ面３ｄが胴部４ａとの間に隙間を形成する。このため第二鋲穴部を円筒面状に形成した場合に比して、胴部４ａと逃げ面３ｄ間に隙間を残すことで第二鋲穴部３ｃと胴部４ａとの接触面積を減らし、第二鋲穴部３ｃに発生する残留応力が下げられる。

これまでに述べたように、第一実施形態に係る波形保持器１は、第一保持器部品２が第一鋲穴部２ｃから表側板面２ｆまで連続しかつ鋲４の胴部４ａよりも大径に形成された盗み部２ｄを有し、第一鋲穴部２ｃに圧入された際に鋲４の胴部４ａから生じたバリ４ｅが盗み部２ｄと当該胴部４ａ間のみに収まっているので（図１、図２参照）、鋲４の座面４ｄと第一保持器部品２の表側板面２ｆとの密着性が前述のバリ４ｅによって悪くならず、ひいては波形保持器１の強度を安定して得ることができる。

なお、波形保持器１では、図３Ｄに示す締結工程によって胴部４ａが拡径変形することにより、図１に示す環状隙間ｇが実質的に無くなったものを示したが、バリ４ｅの量は前述の仮固定を得るための締め代程度であるから、図３Ｄに示すように胴部４ａが拡径変形してもバリ４ｅが盗み部２ｄと胴部４ａ間で圧縮されるだけであって、鋲４の座面４ｄと第一保持器部品２の表側板面２ｆ間に挟まれる懸念はない。締結工程後に環状隙間が残るようにして、バリ４ｅが盗み部２ｄと胴部４ａ間で圧縮されることを避けてもよく、このような仕様は、バリ４ｅを圧する盗み部２ｄに局所的な応力集中箇所が発生することを防止したい場合に好適である。

また、第一実施形態に係る波形保持器１は、その盗み部２ｄが第一鋲穴部２ｃから表側板面２ｆに近くなる程に拡径する形状であるので、第一鋲穴部２ｃと盗み部２ｄ間の径差に基づく段差をもたず、第一鋲穴部２ｃと盗み部２ｄの境界における応力集中を緩和することができる。

また、第一実施形態に係る波形保持器１は、その第二鋲穴部３ｃが鋲４の胴部４ａとの間に部分的に隙間を形成する逃げ面３ｄを有するので（図３Ｄ、図６参照）、胴部４ａと第二鋲穴部３ｃの密着部位を設けて第二鋲穴部３ｃに対する胴部４ａの位置を固定しつつ、第二鋲穴部３ｃの逃げ面３ｄと胴部４ａ間の隙間によって第二鋲穴部３ｃと胴部４ａの接触面積を減らし、第二鋲穴部３ｃに発生する残留応力を下げることができる。このため、高荷重、高ミスアライメントの環境下でも波形保持器１の破損を第二鋲穴部３ｃから発生させることなく軸受運転を行うことが可能となる。

また、第一実施形態に係る波形保持器１は、第二鋲穴部３ｃの逃げ面３ｄが鋲４の胴部４ａと周方向に対向する位置にのみ形成されているので、第二鋲穴部３ｃと第二保持器部品３の内径又は外径との間の距離が逃げ面３ｄによって近くならず、第二保持器部品３の強度に悪影響が及ぶことを避けることができる。

また、第一実施形態に係る波形保持器１の製造方法では、鋲入れ工程に用いる第一保持器部品２が、鋲入れ工程に用いる鋲４の胴部４ａとの間に締め代（ｄ－Ｄ）をもった第一鋲穴部２ｃから第一保持器部品２の表側板面２ｆまで連続しかつ当該胴部４ａよりも大径に形成された盗み部２ｄを有するので（図１、図４参照）、鋲入れ工程において、鋲４の胴部４ａが第一鋲穴部２ｃに圧入され、その第一鋲穴部２ｃと第一保持器部品２の表側板面２ｆ間に連続する盗み部２ｄに圧入されず、その盗み部２ｄと鋲４の胴部４ａ間に環状隙間ｇが形成される。その環状隙間ｇが第一鋲穴部２ｃに圧入される当該鋲４の胴部４ａから生じるバリ４ｅを収容可能な容積であるため、その圧入に際し、その第一鋲穴部２ｃにしごかれて胴部４ａからバリ４ｅが発生したとしても、発生したバリ４ｅが環状隙間ｇに留められ、盗み部２ｄと胴部４ａ間のみに収まっている状態になる。この状態で締結工程が行われるので、鋲４の座面４ｄと第一保持器部品２の表側板面２ｆとの密着性がバリ４ｅによって悪くならない。

このように、第一実施形態に係る波形保持器１の製造方法は、第一保持器部品２の第一鋲穴部２ｃに鋲４の胴部４ａを圧入する際に発生したバリ４ｅによって鋲４の座面４ｄと第一保持器部品２の表側板面２ｆとの密着性が悪くなることを防止することができる。

また、第一実施形態に係る波形保持器１の製造方法は、第一保持器部品２の盗み部２ｄが第一鋲穴部２ｃから第一保持器部品２の表側板面２ｆに近くなる程に拡径する形状であるため、第一鋲穴部２ｃと盗み部２ｄ間の径差に基づく段差をもたず、鋲入れ工程において第一鋲穴部２ｃへの胴部４ａの挿入性が悪くならず、また、第一鋲穴部２ｃと盗み部２ｄの境界における応力集中を緩和することができる。

また、第一実施形態に係る波形保持器１の製造方法は、鋲４の胴部４ａの中で締め代（ｄ－Ｄ）を成す圧入部分の体積に比して、環状隙間ｇの容積が大きく設定されているので、バリ４ｅが最大限に発生したとしても、そのバリ４ｅの全量を環状隙間ｇに収容することができる。

また、第一実施形態に係る波形保持器１の製造方法は、鋲入れ工程に用いる第一保持器部品２が第一鋲穴部２ｃの全面に軟窒化処理を施したものであるので、鋲入れ工程前に第一保持器部品２に施す軟窒化処理の処理数を多くして波形保持器１の製造コストを抑えつつ、鋲４の座面４ｄと第一保持器部品２の表側板面２ｆとの密着性を確保することができる。

また、第一実施形態に係る波形保持器１の製造方法は、鋲入れ工程に用いる第二保持器部品３の第二鋲穴部３ｃが鋲４の胴部４ａとの間の隙間を部分的に拡大するように形成された逃げ面３ｄを有するので（図３Ｃ、図５、図６参照）、締結工程を施すことにより、胴部４ａと第二鋲穴部３ｃの密着部位を設けて第二鋲穴部３ｃに対する胴部４ａの位置を固定しつつ、第二鋲穴部３ｃの逃げ面３ｄと胴部４ａ間に隙間を残して第二鋲穴部３ｃと胴部４ａの接触面積を減らし、第二鋲穴部３ｃに発生する残留応力を下げることができる。

なお、第二鋲穴部の残留応力を下げるには焼鈍し等の他の熱処理も有効であろうが、第二鋲穴部を部分的に逃げ面にするだけで残留応力の低減を図る方がコスト面で好ましい。また、鋲の胴部と第一鋲穴部、第二鋲穴部の嵌め合いをさらに緩くして残留応力を低減することも考えられるが、この場合、鋲の仮固定が不安定になり、第一鋲穴部からの鋲抜け等が発生する可能性がある。

また、第一実施形態に係る波形保持器１の製造方法は、第二鋲穴部３ｃの逃げ面３ｄが鋲４の胴部４ａと周方向に対向する位置にのみ形成されているので、第二鋲穴部３ｃと第二保持器部品３の内径又は外径との間の距離が逃げ面３ｄの形成によって近くならず、第二保持器部品３の強度に悪影響が及ぶことを避けることができる。

なお、逃げ面は、締結工程により、鋲の胴部と第二鋲穴部の密着部位を設けて第二鋲穴部に対する胴部の位置を径方向及び周方向に関して固定しつつ、第二鋲穴部に発生する残留応力を下げることができる限り、適宜の数、配置、形状を採用することが可能である。図示例では、胴部４ａの拡張変形のバランスを考慮して複数の逃げ面３ｄを対称に配置したが、逃げ面を一箇所だけに形成してもよい。また、締結工程後の第二鋲穴部における残量応力を低減する上で、逃げ面３ｄのような円弧面状にする必要はなく、三角以上の多角形状に形成してもよい。逃げ面が多角形状である場合、荷重が第二保持器部品に入った際、その角部に応力集中し、ここから破損に至る可能性がるため、逃げ面３ｄのように滑らかな曲面状を採用して応力集中を避けることが好ましい。

第一実施形態においては、第一鋲穴部２ｃのせん断加工後に盗み部２ｄを機械加工で形成したが、第一鋲穴部と盗み部を同時加工することも可能である。その一例としての第二実施形態を図７に示す。なお、以下では、第一実施形態との相違点を述べるに留める。

第二実施形態に係る第一保持器部品５は、第一鋲穴部５ａと盗み部５ｂを第一保持器部品５の表側板面５ｃに向かって穴開けする一連のせん断加工によって形成したものである（図中矢線で打ち抜き方向を示した）。

その第一鋲穴部５ａは、そのせん断加工で生じただれ、せん断面、破断面によって形成されている。第一鋲穴部５ａの内径は、せん断面において規定されている。

その盗み部５ｂは、そのせん断加工で生じた破断面によって形成されている。ここで、破断面は、せん断加工で生じる割れ（き裂）の成長によって形成された表面であり、せん断面よりも粗い。その割れの方向の制御によって盗み部５ｂの拡径形状が実現されている。なお、割れ方向は、素材の延性や、工具のクリアランス、切刃の丸み等の加工条件によって制御することが可能である。

第二実施形態に係る波形保持器及びその製造方法は、その盗み部５ｂが第一鋲穴部５ａをせん断加工する際に生じた破断面によって形成されているので、第一鋲穴部５ａのせん断加工後に盗み部５ｂを形成する後加工が不要になり、波形保持器を安価にすることができる。

なお、上述の各実施形態では、軟窒化処理済みの第一保持器部品を用いて鋲入れ工程を行うようにしたが、第一保持器部品の第一鋲穴部に鋲を仮固定した保持器中間体を軟窒化処理することも可能である。この場合、硬化前の第一鋲穴部に鋲の胴部を圧入できるため、バリが発生し難くなる点で優れる。その反面、処理数を多くできずコスト面で不利になり、また、その保持器中間体に第二保持器部品を重ねて硬化された鋲の胴部を加締める際に第二鋲穴部において引っ張りの残留応力がより強く発生し易くなる。したがって、逃げ面を含む第二鋲穴部は、鋲を第一保持器部品に仮固定した保持器中間体を軟窒化処理する製造方法を採用する場合に特に好適である。

今回開示された実施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。したがって、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。

１ 波形保持器
２，５ 第一保持器部品
２ｃ，５ａ 第一鋲穴部
２ｄ，５ｂ 盗み部
２ｆ，５ｃ 表側板面
３ 第二保持器部品
３ｃ 第二鋲穴部
３ｄ 逃げ面
４ 鋲
４ａ 胴部
４ｂ 頭部
４ｃ 加締め部
４ｄ 座面
４ｅ バリ
ｇ 環状隙間

Claims (3)

1. 第一鋲穴部を有する第一保持器部品と、第二鋲穴部を有する第二保持器部品と、前記第一保持器部品と前記第二保持器部品を接合する鋲と、を備え、
   前記鋲が、前記第一鋲穴部に圧入されかつ前記第二鋲穴部に通された胴部と、当該胴部よりも大径であって前記第一保持器部品の表側板面に接触する頭部と、前記第二保持器部品の表側板面に接触する加締め部とを一体に有する波形保持器において、
   前記第一保持器部品が、前記第一鋲穴部から前記第一保持器部品の表側板面まで連続しかつ前記鋲の胴部よりも大径に形成された盗み部を有し、
   前記第一鋲穴部に圧入された際に前記鋲の胴部から生じたバリが、前記盗み部と当該胴部間のみに収まっており、
   前記第二鋲穴部が、前記鋲の胴部との間に部分的に隙間を形成する逃げ面を有し、
   前記第二鋲穴部の逃げ面が、当該波形保持器の軸線回りに一周する周方向に前記鋲の胴部と対向する位置にのみ形成されていることを特徴とする波形保持器。
2. 前記第一保持器部品の盗み部が、前記第一鋲穴部から当該第一保持器部品の表側板面に近くなる程に拡径する形状である請求項１に記載の波形保持器。
3. 前記第一保持器部品の盗み部が、前記第一鋲穴部をせん断加工する際に生じた破断面によって形成されている請求項１又は２に記載の波形保持器。

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