JP2009097601A - 打抜き保持器及び分離型ころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】打抜き保持器の抜け止めを、ポケットを冗長に打ち抜くことなく、しかも抜け止めとぬすみ部の掛り具合を安定させ易くする。
【解決手段】打抜き保持器４の一端側環状部４１の板厚面に、他端側環状部４２の板厚面に向かって突き出た突部をポケット打抜きで形成し、その突部を、内外径他方側から一方側に進むに連れて突出代が大きくなるテーパ状に研削することにより、ポケットをころ中心軸ｃ方向に冗長に打ち抜くことなく抜け止め４５を形成した。また、ぬすみ部３２に、ころ３の一端面側の案内部３１と直角を成す内周壁面を形成することにより、抜け止め４５と内周壁面とが直角に掛るようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、打抜き保持器、及びその打抜き保持器を利用した分離型ころ軸受に関する。

従来、ころ軸受においては、内外の軌道輪のうちの一方に、軌道面の両側につばが一体に形成された両つば付きの軌道輪を備え、その軌道輪と、ころ、保持器とが内輪アセンブリ又は外輪アセンブリに組み立てられた分離型のものがある。保持器としては、鋼板、黄銅板等の金属板に各ポケットをプレス加工で打ち抜いた、かご形の打抜き保持器が多用されている。この種の標準的な打抜き保持器は、両環状部間を亘る各柱部でころを内外径一方側から抱くように形成されている。このため、各ポケットに収まるころは、ポケットから内外径一方側に抜けることがない。この打抜き保持器を利用したアセンブリの組み立て方法として、従来から、打抜き保持器の各ポケットからころが内外径他方側に抜けないよう治具でサブユニットとし、このサブユニットと軌道輪とをアキシアル方向に近づけ、ころに片方のつばを越えさせることにより、ころを軌道面上に配置することが行なわれている。

ここで、ころに片方のつばを越えさせるため、打抜き保持器に対してプレス加工による径変形を生じさせることにより、つばところとの間のクリアランスを増し、この状態でころを軌道輪の軌道面上に配置した後、打抜き保持器に対してプレス加工でクリアランスを元に戻す径変形を生じさせることにより、サブユニットと軌道輪のばらけ止めするようにしたアセンブリの組み立て方法が実施されている。

上記のように、打抜き保持器に上記クリアランスを拡縮させるためのプレス加工を施すと、打抜き保持器の真円度が狂い易く、プレス工程が面倒である。このため、各ポケットの内周に抜け止めを形成することにより、プレス工程を無くせるようにした打抜き保持器がある（特許文献１）。

具体的には、ころの一端面に、他端面側に凹むぬすみ部が形成されている。打抜き保持器の両環状部のうち、ころの一端面と対面する一端側環状部に、ぬすみ部に入り込む抜け止めが形成されている。この抜け止めは、一端側環状部を内外径他方側に曲げたフランジと、このフランジから内外径一方側に突出する舌片とを形成し、その舌片を前記両環状部のうちの他端側環状部に向かって押し、傾きを付けることで形成されている。ポケットに対して内外径他方側からころを押し込むと、抜け止めは、ころの一端側を受け、このとき、他端側環状部は、ころの他端面を受ける。ころの一端側を受けた抜け止めは、ころとの傾きをもった接触により、ころ中心軸方向の分力を生じさせる。その結果、打抜き保持器は、抜け止めがころの一端面から逃げる弾性変形を生じ、ころの一端面周縁部が抜け止めを乗り越え、弾性回復により、抜け止めがぬすみ部に入り込む。当然ながら、ころは、抜け止めがぬすみ部から外れないように両環状部でころ中心軸方向に位置決めされる。したがって、ころがポケットから内外径他方側に抜けようとしても、抜け止めがぬすみ部に引っ掛かるため、そのころ抜けが阻止される。

したがって、前掲の特許文献１に開示された打抜き保持器及びころを利用すれば、先に各ポケットが空の打抜き保持器と軌道輪とを内外に重ねられるので、打抜き保持器に拡縮させるためのプレス加工を行うこと無く、アセンブリに組み立てることができる。

特開平１１−６２９８３号公報

しかしながら、前掲の特許文献１に開示の打抜き保持器のような抜け止めは、内外方向に曲げたフランジから舌片を傾けて形成するため、ポケット打抜きに際し、少なくともフランジの板厚分を見越してころ中心軸方向に冗長な孔を打ち抜く必要があり、その分、各ポケットの内周が板厚面から形成された標準的な打抜き保持器と比して材料素材の歩留りが下がる。また、抜け止めの掛りは、プレス加工で傾けるため、形状精度出しが難しく、ぬすみ部との掛り具合が安定させ難い。

上記の事情に鑑み、この発明の課題は、打抜き保持器の抜け止めを、ポケットを冗長に打ち抜くことなく、しかも抜け止めとぬすみ部の掛り具合を安定させ易くすることにある。

上記の課題を達成するため、この発明は、両環状部間を亘る各柱部でころを内外径一方側から抱き、前記両環状部のうち、前記ころの一端面のぬすみ部と対面する一端側環状部に、該ぬすみ部に入り込む抜け止めを形成し、ポケットに対して内外径他方側からころを押し込むことにより前記抜け止めを該ころのぬすみ部に入り込ませるようにした打抜き保持器において、前記一端側環状部の板厚面に、他端側環状部の板厚面に向かって突き出た突部をポケット打抜きで形成し、その突部を、内外径他方側から一方側に進むに連れて突出代が大きくなるテーパ状に研削し、そのテーパ状の突部を前記抜け止めとした構成を特徴とするものである。

この発明の構成によれば、ポケット打抜きで形成された前記突部をテーパ状にすることで前記抜け止めを形成したため、ポケット打抜きに際して、ころ中心軸方向に冗長な孔を打ち抜く必要がない。また、抜け止めは、前記突部をテーパ状に研削することで形成されるため、プレス加工で抜け止めの傾きを出す場合と比して、抜け止めの形状精度出しが容易であり、抜け止めとぬすみ部の掛り具合を安定させ易い。

前記ぬすみ部に、前記ころの一端面側の案内部と直角を成す内周壁面を形成した構成を採用すれば、抜け止めとぬすみ部とが直角に掛るため、ころを最もしっかりと抜け止めすることができる。
すなわち、ころがポケットから抜け出ようとする方向は、その案内部とつば面との接触により決まる。換言すれば、ころは、その案内部と平行な向きで内外径他方側に抜けようとする。一方、上記のように抜け止めを形成すれば、ポケット内周の一部である抜け止め及び前記一端側環状部の内外径一方側の径面が同一面を形成する。通常、打抜き保持器の各ポケット内周は、全体としてころ中心軸と平行に形成されている。したがって、ぬすみ部に、ころの一端面側の案内部と直角を成す内周壁面を形成しておけば、抜け止めとぬすみ部とが直角に掛る。
従来例の抜け止めでこの構成を実現するには、舌片を全体として傾けて抜け止めを形成するため、舌片先端部をころ中心軸に平行な面に研削する手間を要するが、この発明の場合、抜け止め及び前記一端側環状部の内外径一方側の径面がころ中心軸に平行な同一面を形成するため、従来例のような研削が不要である。
なお、上記の「直角」は、製造誤差の限りで正負に幅をもった角度の概念であり、厳密に９０°である構成に限定されない。

前記ころは、円筒ころ、円すいころ、又は球面ころから構成することができる。

前記ころを円すいころから構成した場合、前記ころの一端面を大端面とすれば、前記ぬすみ部を小端面に形成する場合より比較的内周の大きな凹みに形成することができる。ぬすみ部は、その内周を大きくする程、抜け止めとの干渉を避け易くし、また、打抜き保持器の板厚を増すことができる。

両つばが形成された軌道輪と、ころと、打抜き保持器とをアセンブリに組み立てた分離型ころ軸受を構成する場合、この発明に係る打抜き保持器を、前記軌道輪に対してラジアル方向に締め代を有する部分がないものとし、前記抜け止めと前記ぬすみ部とを、前記ころの転動面が軌道面に接触する状態で非接触の関係とすればよい。
打抜き保持器を軌道輪に対してラジアル方向に締め代を有する部分がないものとすれば、打抜き保持器を、各ポケットが空の状態で軌道輪に対してアキシアル方向に近づけ、各ポケットが軌道面に臨むまで前記両つばと干渉しないよう軌道輪に通すことができる。すなわち、従来のようにクリアランスを設けるためのプレス加工は必要ない。
抜け止めとぬすみ部とを、ころの転動面が軌道面に接触する状態で非接触の関係とすれば、各ポケットが軌道面に臨む状態でポケットに対して内外径他方側からころを押し込み、抜け止めをぬすみ部に入れ込ませることができる。

上記の分離型ころ軸受を構成する場合、前記両つばのうち、前記他端側環状部に対向する側のつばのみに、保持器案内面を形成した構成を採用することが好ましい。この構成によれば、打抜き保持器を軌道輪で案内しながら、抜け止めを比較的に逃げ易くすることができる。
すなわち、打抜き保持器を軌道輪案内方式とする場合、環状部をラジアル方向に曲げてフランジを形成し、そのフランジの先端円周縁と保持器案内面とで案内させることになる。フランジを形成すると、そのフランジを形成した環状部付近の剛性が上がる。したがって、前記抜け止めを形成する前記一端側環状部にフランジを形成すると、抜け止めが逃げ難くなるが、この構成のように他端側環状部のみで打抜き保持器を案内すれば、比較的に抜け止めを逃げ易くすることができる。

上述のように、この発明は、前記一端側環状部の板厚面に、他端側環状部の板厚面に向かって突き出た突部をポケット打抜きで形成し、その突部を、内外径他方側から一方側に進むに連れて突出代が大きくなるテーパ状に研削し、そのテーパ状の突部を前記抜け止めとした構成の採用により、打抜き保持器の抜け止めを、ポケットを冗長に打ち抜くことなく、しかも抜け止めとぬすみ部の掛り具合を安定させ易くすることができる。

以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、実施形態に係る分離型ころ軸受のアキシアル断面で部分的に拡大して示す。図２は、実施形態に係る分離型ころ軸受を図１中のｃ線方向の視線で右側から視た様子を部分的に拡大して示す。図３は、実施形態に係る分離型ころ軸受の軌道輪アセンブリの組み立て工程を斜視で概念的に示す。

図１、図２に示すように、実施形態に係る分離型ころ軸受は、内外の軌道輪１、２と、複数のころ３から構成されたころと、円すい台形状に形成された打抜き保持器４とを備えている。

軌道輪１は、軌道面１１の両側に大小のつば１２、１３が形成されたつば付き内輪となっている。

軌道輪２は、つばなしの外輪となっており、その軌道面大端側から軌道輪１、ころ、打抜き保持器４とからなるアセンブリと軸方向に組み合わせることができる。

各ころ３は、円すいころからなる。各ころ３の一端面に、この実施形態では大端面に、軌道輪１の大つば１２のつば面に案内される円環状の平坦な案内部３１と、この案内部３１よりころ中心軸ｃ側の領域に形成されたぬすみ部３２と、案内部３１と転動面３３とを繋ぐ面取り部とを有している。

打抜き保持器４は、一端側環状部４１と、他端側環状部４２と、両環状部４１、４２間に亘る各柱部４３とからなるかご形のものである。この打抜き保持器４は、鋼板から形成されている。一端側環状部４１は、大径側環状部とされ、他端側環状部４２は、小径側環状部とされている。各柱部４３は、ポケット４４に収まるころ３の転動面３３が軌道面１１に接触する状態でころ中心軸ｃに沿う向きに傾斜している。

図１、図３に示すように、打抜き保持器４は、軌道輪１に対してラジアル方向に締め代を有する部分がない。このため、打抜き保持器４は、軌道輪１に対して一端側環状部４１側からアキシアル方向に通し、各ポケット４４を軌道面１１に臨ませることができる。

上記の大小のつば１２、１３のうち、他端側環状部４２に対向する側の小つば１３のみに、保持器案内面１３ａが形成されている。保持器案内面１３ａは、小つば１３の外径面に形成され、軸心と同心の円筒面とされている。他端側環状部４２に形成されたフランジ部分は、軸心と同心の先端円周縁を有している。各ポケット４４が軌道面１１に臨む状態で、他端側環状部４２のフランジ先端円周縁と保持器案内面１３ａとで打抜き保持器４の芯出しが行なわれる。打抜き保持器４を軌道輪案内方式とすれば、軸受作動時、外部からの振動、ころ３の転動遅れ、ころ３のスキュー等により、ころ３に大きな力が作用しても、打抜き保持器４が受ける力を軌道輪１側に分散させることができ、ひいては転動体案内方式とした場合と比して打抜き保持器４の破損を防止することができる。

上記の芯出し状態で、一端側環状部４１と大つば１２間のラジアル方向クリアランスδ１は、他端側環状部４２のフランジと保持器案内面１３ａ間のラジアル方向クリアランスδ２より大きくなっており、一端側環状部４１と大つば１２間の干渉が防止されている。

なお、打抜き保持器４の案内は、上記に代えて、大つば１２のみに保持器案内面を形成した構成、両つば１２、１３のそれぞれに保持器案内面を形成した構成を適宜に採用することができる。
大つば１２のみに保持器案内面を形成した構成を採用すれば、より大きな円周で打抜き保持器が案内されるので、打抜き保持器の挙動をより安定させることができ、より保持器破損を防止することもできる。
両つば１２、１３のそれぞれに保持器案内面を形成した構成を採用すれば、打抜き保持器全体のラジアル方向の変形を防止することができ、より一層保持器破損を防止することもできる。

図２に示すように、各柱部４３は、周方向に隣り合う柱部４３、４３間の最小間隔がころ３のころ径より小さくなっており、ころ３の転動面３３が軌道面１１に接触する状態でころ中心軸ｃより内外径一方側、この実施形態では内径側に位置するように形成されている。各ポケット４４に収まる各ころ３は、内外径一方側へ抜けようとしても、隣り合う柱部４３、４３で抱かれるため、内外径一方側へ抜けることができない。

なお、各柱部４３は、ポケット４４に収まるころ３と面部でのみ接触するように形成されている。これにより、ころ３と柱部４３とのエッジ当りが防止され、打抜き保持器４及びころ３の転動面３３の損傷、摩耗を防止することができる。

前記面部は、例えば、図４ａに柱部４３のラジアル断面を拡大して示すように、内外径他方側から一方側に進むに連れてころ３側に近づくテーパ状の平坦面部４３ａとすることができる。

図４ｂに前記面部の別例を同じく示すように、前記面部は、柱部４３側に曲率中心を有するＲ状面部４３ｂとすることができる。Ｒ状面部４３ｂを採用すれば、柱部４３の内外径面に近づく程に、ころ３の転動面３３との間のクリアランスが増すため、柱部４３と転動面３３間の油膜形成を促進することができる。上記の面部４３ａ、４３ｂは、面押しプレス加工、研削加工のいずれで形成してもよい。

図１〜図３に示すように、各ころ３の一端面と対面する一端側環状部４１に、ぬすみ部３２に入り込む抜け止め４５が形成されている。抜け止め４５は、内外径他方側から一方側に進むに連れて突出代が大きくなるテーパ状の突部とされている。

図５に打抜き保持器４のポケット４４にころ３を収める工程をアキシアル断面で示す。
図３、図５に示すように、打抜き保持器４の各ポケット４４を空の状態で軌道輪１の軌道面１１に臨ませ、ポケット４４に対して内外径他方側から一方側にころ３を近づけ、図５中の２点鎖線で示すように、ころ３の一端側の面取り部を抜け止め４５に受けさせ、ころ３の他端面を他端側環状部４２に受けさせる。この状態からころ３を内外径一方側に押し込むと、ころ３の押し込み力を受けた抜け止め４５のテーパにより、ころ中心軸ｃ方向に分力が生じ、打抜き保持器４は、全体として抜け止め４５がころ３の一端面から逃げる弾性変形を生じるようになっている。

抜け止め４５とぬすみ部３２とは、図１に示すように、ころ３の転動面３３が軌道面１１に接触する状態で非接触の関係とされている。当然、ころ３の一端面の案内部３１が抜け止め４５を乗り越えるまで、ころ３を内外径一方側に押し込むことができる。ころ３の案内部３１が抜け止め４５を乗り越えると、抜け止め４５は、弾性回復によりぬすみ部３２に入り込み、図１の状態になる。案内部３１が乗り越えるまでの間、抜け止め４５のテーパによる分力が得られ続けるため、抜け止め４５を従来例のように舌片状にしなくとも、ころ３の案内部３１に抜け止め４５を容易に乗り越えさせることができる。

一端側環状部４１の板厚面のうち、抜け止め４５を除いた他の部分（図１中では抜け止め４５に示された隠れ線の部分）と、他端側環状部４２の板厚面との間のころ中心軸ｃ方向のポケットすき間は、ころ３を上記のように押し込んでポケット４４に収めるため、抜け止め４５がぬすみ部３２から外れない範囲に決定されている。
したがって、図６に示すように、ころ３が自重によりポケット４４から内外径他方側に抜けようとしても、抜け止め４５がぬすみ部３２に引っ掛かるため、そのころ抜けが阻止される。なお、図６は、ころ中心軸ｃを含む切断面を示す。

抜け止め４５の内外径一方側の径面と内周壁面３２ａとは、ころ３が案内部３１と平行な向きに抜けようとすると、直角に掛るようになっている。ころ３を最もしっかりと抜け止めするためである。
具体的には、ころ３の案内部３１とぬすみ部３２の内周壁面３２ａとは、図６中に内角θを示したように、ころ中心軸ｃを含む切断面で視て直角を成すように形成されている。
ここで、ころ３は、円すいころのため、軸受中心線に対して傾き角を有する。一方、打抜き保持器４が呈する円すい台形状の円すい角は、設計上、ころ３の上記傾き角に一致するように形成されており、抜け止め４５の内外径一方側の径面も軸受中心線に対してころ３と同じように傾いている。したがって、ぬすみ部３２の内周壁面３２ａと抜け止め４５の内外径一方側の径面とは直角に掛ることができる。

上述のように、ころ３の転動面３３が軌道面１１に接触する状態でぬすみ部３２と抜け止め４５とを非接触の関係とした結果、図１から明らかなように、一端側環状部４１ところ３が接触した状態で、軸受中心軸方向に抜け止め４５（高さ）とぬすみ部３２（深さ）は十分すきまを有し、抜け止め４５とぬすみ部３２間のラジアル方向のポケットすき間は、ころ３と保持器柱部４３間のラジアル方向のすきまより十分に大きくなっている。これにより、軸受作動時における抜け止め４５とぬすみ部３２との干渉が確実に防止されている。

上記抜け止め４５は、一端側環状部４１の内外径面間に亘ったテーパ面を有することから明らかなように、ワークへのポケット打抜きに際し、一端側環状部４１の板厚面に、他端側環状部４２の板厚面に向かって突き出る直方体状の突部を形成し、その直方体状の突部を、内外径他方側から一方側に進むに連れて突出代が大きくなるテーパ状に研削することにより形成されている。したがって、ポケット打抜きに際し、一端側環状部４１の板厚面のうち、抜け止め４５を除いた他の部分を、従来例のように、ころ中心軸ｃの方向に冗長な孔をワークに打抜く必要がない。

また、抜け止め４５は、前記直方体状の突部をテーパ状に研削することで形成されるため、プレス加工で抜け止めの傾きを出す場合と比して、抜け止め４５の形状精度出しが容易であり、抜け止め４５とぬすみ部３２の掛り具合を安定させ易い。

なお、抜け止め４５を形成するための研削は、円すいころ用の打抜き保持器のように、円すい台形状のワークを形成した後、ポケット打抜きを行なう場合は、その後に行なうことになる。また、円筒ころ用の打抜き保持器のように、帯状ワークにポケット打抜きを行なった後、溶接で両環状部を繋ぐ場合は、溶接の前後いずれの時期に研削を行なってもよい。

実施形態に係る分離型ころ軸受の全体構成をアキシアル断面で示す要部断面図 図１の分離型ころ軸受の右側面をころ中心軸と平行な向きから示した部分拡大図 図１の分離型ころ軸受の軌道輪アセンブリの組み立て工程を示す概念図 ａは図１の柱部をラジアル断面で示す部分拡大図、ｂは別例の柱部をラジアル断面で示す部分拡大図 図１の打抜き保持器のポケットにころを収める様子をアキシアル断面で示す部分拡大断面図 図１の打抜き保持器の抜け止めがころのぬすみ部に掛る様子を示す作用図

符号の説明

１、２ 軌道輪
３ ころ
４ 打抜き保持器
１１ 軌道面
１２、１３ つば
１３ａ 保持器案内面
３１ 案内部
３２ ぬすみ部
３２ａ 内周壁面
３３ 転動面
４１ 一端側環状部
４２ 他端側環状部
４３ 柱部
４３ａ、４３ｂ 面部
４４ ポケット
４５ 抜け止め

Claims (5)

1. 両環状部間を亘る各柱部でころを内外径一方側から抱き、前記両環状部のうち、前記ころの一端面のぬすみ部と対面する一端側環状部に、該ぬすみ部に入り込む抜け止めを形成し、ポケットに対して内外径他方側からころを押し込むことにより前記抜け止めを該ころのぬすみ部に入り込ませるようにした打抜き保持器において、前記一端側環状部の板厚面に、他端側環状部の板厚面に向かって突き出た突部をポケット打抜きで形成し、その突部を、内外径他方側から一方側に進むに連れて突出代が大きくなるテーパ状に研削し、そのテーパ状の突部を前記抜け止めとしたことを特徴とする打抜き保持器。
2. 前記ぬすみ部に、前記ころの一端面側の案内部と直角を成す内周壁面を形成した請求項１に記載の打抜き保持器。
3. 前記ころを円すいころから構成し、前記ころの一端面を大端面とした請求項１又は２に記載の打抜き保持器。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載の打抜き保持器と、両つばが形成された軌道輪とを備え、前記打抜き保持器を、前記軌道輪に対してラジアル方向に締め代を有する部分がないものとし、前記抜け止めと前記ぬすみ部とを、前記ころの転動面が軌道面に接触する状態で非接触の関係とした分離型ころ軸受。
5. 前記両つばのうち、前記他端側環状部に対向する側のつばのみに、保持器案内面を形成した請求項４に記載の分離型ころ軸受。

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