JPH0968237A

JPH0968237A - ２点接触分割型軌道輪の製造方法

Info

Publication number: JPH0968237A
Application number: JP22321595A
Authority: JP
Inventors: Ken Yamamoto; 山本　　憲
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1995-08-31
Filing date: 1995-08-31
Publication date: 1997-03-11

Abstract

(57)【要約】【課題】軌道面の仕上げ工程の簡略化【解決手段】外輪素材２’は、軌道面２ａ’の縦断面
をボール３の半径ｄよりも所定量だけ大きな曲率半径ｒ
を有する１つの球面（点Ｏを曲率中心とする。）で描
き、かつ、幅寸法Ｂ’を完成品２｛同図（ｄ）｝の幅寸
法Ｂよりも所定寸法Ｓだけ大きく製作したものである。
軌道面２ａ’の加工は、分割工程に入る前に、最終仕上
げまで行なうが、外輪素材２’の軌道面２ａ’は１球面
形状であるので、通常の深溝玉軸受の外輪と同じ方法で
加工を行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボールと２点接触
する形状の軌道面を備えた分割型軌道輪の製造方法に関
し、例えば４点接触玉軸受や１方向クラッチ等の内輪又
は外輪の製造に利用することができる。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】軸方向予圧の付与、ア
キシャル荷重の支持、接触面圧の低減等を目的として、
軌道輪の軌道面をボールと２点接触する形状、例えば楕
円形状、２球面形状、Ｖ字形状等にする場合がある。し
かし、軌道面の仕上げ加工において次のような問題があ
る。すなわち、軌道輪の軌道面は、通常、スーパ仕上げ
されるが、標準深溝玉軸受の内・外輪のように、軌道面
の縦断面が１つの球面（Ｒ面）で描かれている場合は、
砥石を軌道面の軸方向曲率に沿って揺動させることによ
り、一回の段取り替えで軌道面の全面をスーパ仕上げす
ることができる。ところが、軌道面の縦断面が上記のよ
うな形状で描かれている場合は、このスーパ仕上げがで
きないため、タンブラ仕上げによるか、研削面のままに
しておかなければならない。そのため、製造工程の複雑
化を招き、また、必要とする品質が確保ができない場合
がある。

【０００３】本発明は、２点接触分割型軌道輪における
軌道面の仕上げ工程の簡略化、品質向上を図ろうとする
ものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明では、軌道面の縦
断面をボールの半径よりも所定量だけ大きな曲率半径を
有する１つの球面で描き、かつ、幅寸法を完成品に対し
て所定寸法だけ大きくした軌道輪素材を製作し、この軌
道輪素材を幅方向中心線に沿って２分割した後、各分割
体の分割面を上記所定寸法に対応した量だけ削り加工す
ることにした。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を１方向クラッチの
外輪に適用した実施形態について説明する。図１に示す
１方向クラッチは、内輪１、外輪２、内輪１の軌道面１
ａと外輪２の軌道面２ａとの間に介在する複数のボール
３、ボール３を保持する保持器４を主要な構成要素とす
る。外輪２は２分割構造のもので、左右一対の分割体が
分割面で相互に合わさって一体をなす。また、外輪２の
両端部内径には、一対のシール部材６が装着される。

【０００６】図２に拡大して示すように、外輪２の軌道
面２ａは、相互に軸方向に寸法Ｓだけオフセットされた
点Ｏ１、Ｏ２をそれぞれ曲率中心とする曲率半径ｒの２
つの球面２ａ１、２ａ２で描かれ、ボール３と２点Ｃ
１、Ｃ２でアンギュラコンタクトする。曲率半径ｒは、
ボール３の半径ｄよりも所定量だけ大きい（ｒ＞ｄ）。
また、軌道面２ａの溝底部分には、円周溝２ｂが設けら
れている。軌道面２ａに円周溝２ｂを設けたのは後述す
る保持器４を装着するためであり、外輪２を２分割構造
にしたのはボール３の軌道面１ａ・２ａ間への組み込
み、保持器４の円周溝２ｂへの組み込みを容易にするた
めである。尚、内輪１は標準深溝玉軸受の軸受内輪をそ
のまま使用している。

【０００７】外輪２は、図３（ａ）に示す外輪素材２’
から分割工程｛同図（ｂ）｝、旋削工程｛同図（ｃ）｝
を経て得ることができる。外輪素材２’は、軌道面２
ａ’の縦断面をボール３の半径ｄよりも所定量だけ大き
な曲率半径ｒを有する１つの球面（点Ｏを曲率中心とす
る。）で描き、かつ、幅寸法Ｂ’を完成品２｛同図
（ｄ）｝の幅寸法Ｂよりも所定寸法Ｓだけ大きく製作し
たものである（Ｂ’―Ｂ＝Ｓ）。軌道面２ａ’の加工
は、分割工程に入る前に、最終仕上げ（スーパ仕上げ）
まで行なうが、外輪素材２’の軌道面２ａ’は１球面形
状であるので、通常の深溝玉軸受の外輪と同じ方法で加
工を行なうことができる。そして、軌道面２ａ’の仕上
げ加工が完了した後、円周溝２ｂ’の溝加工を行ない、
次の分割工程に入る。尚、外輪素材２’の分割予定部位
外周つまり幅方向中心外周には、Ｖ字状のノッチ２ｃ’
を設けてある。このノッチ２ｃ’は、鍛造（素材形状と
同時鍛造）または旋削等により形成したものである。

【０００８】図３（ｂ）に示すように、この実施例で
は、分割手段として自然分割を採用している。すなわ
ち、外輪素材２’の幅方向中心外周に設けたノッチ２
ｃ’に破断工具７を適合させ、同図に矢印で示す方向に
圧力を加え、その圧力でノッチ２ｃ’の底部分から素材
に割れを生じさせて、外輪素材２’を幅方向中心線に沿
って分割する。

【０００９】外輪素材２’を分割した後、図３（ｃ）に
示すように、各分割体の分割面を寸法Ｓに対応した量だ
け（Ｓ／２ずつ）旋削加工する。この実施例のように、
分割手段として自然分割を採用する場合は、分割時の加
工代は不要であるので、切削加工代の総量は寸法Ｓと同
じである。分割手段として切断分割等を採用する場合
は、寸法Ｓから分割加工代をマイナスした量を切削加工
代の総量とすれば良い。

【００１０】上記のようにして、分割面を寸法Ｓに対応
した量だけ旋削加工した２つの分割体を分割面で相互に
合わせると、図３（ｄ）に示すような一体の外輪２が完
成する。

【００１１】図４に示すように、保持器４は、外輪２の
円周溝２ｂに適合装着される環状部４ａと、環状部４ａ
から内径側に連続して延びた複数の柱部４ｂと、環状部
４ａおよび円周方向に隣り合った柱部４ｂで囲まれて形
成されたポケット４ｃと、環状部４ａのポケット側の壁
面に設けられたカム面４ｄとを備えている。また、この
実施例において、保持器４は１つの割り口４ｅを有する
分割リングであり、内径側又は外径側から外力を加える
と自在に拡径又は縮径し、外力を取り除くと弾性により
元の状態に戻る。保持器４の自然状態における外径Ｄ
は、外輪２の円周溝２ｂの溝底部分の直径と同程度に設
定される。「同程度」には、見かけ上（製作誤差の範
囲内で）同一の場合、僅かに小さい場合が含まれる。

【００１２】図５に拡大して示すように、保持器４のカ
ム面４ｄは、ボール３の軌道面１ａとの接触点Ｃ３にお
ける接線Ｌに対して角度θだけ傾斜したテーパ面であ
る。この傾斜角θは、１方向クラッチにおける一般的な
値を基準にして設定すると良い。カム面４ｄがこのよう
な形状を有するため、カム面４ｄと軌道面１ａとの間に
１方向（同図で左回転方向）に縮小したくさび隙間が形
成される。

【００１３】図５は、ボール３がくさび隙間から離脱し
ている状態を示しているが、この状態では、ボール３は
軌道面１ａと１点Ｃ３で接触し、軌道面２ａと２点Ｃ１
・Ｃ２で接触しながら転動し、通常の軸受転動体として
機能する。そのため、外輪２と内輪１との間で回転トル
クが遮断され、外輪２が内輪１に対して空転する。同時
に、外輪２からのラジアル荷重、アキシャル荷重は複数
のボール３によって支持される。一方、同図に示す状態
から、ボール３が保持器４に対し左回転方向に相対移動
してカム面４ｄを押圧すると、保持器４が僅かに拡径
し、環状部４ａの反ポケット側の壁面（外径Ｄ）が円周
溝２ｂの溝底部分に圧接する。そして、この状態からボ
ール３がさらに左回転方向に相対移動すると（あるいは
相対移動しようとすると）、ボール３がカム面４ｄと軌
道面１ａとの間に形成されるくさび隙間に完全に係合
し、ボール３がロックされる。これにより、外輪２から
の回転トルクが外輪２→保持器４→ボール３→内輪１と
いう経路で伝達され、内輪１が外輪２と一体に回転す
る。

【００１４】この１方向クラッチは、上記のようなボー
ル３のくさび隙間に対する係合・離脱を、保持器４の外
輪２に対する連れ回り回転によって自動的に行なう構成
になっている。上述したように、保持器４の自然状態
（ボール３から力を受けていない状態）における外径Ｄ
は円周溝２ｂの溝底部分の直径と同程度に設定されてい
る。そのため、外輪２が回転すると、環状部４ａと円周
溝２ｂとの接触による摩擦力や、環状部４ａと円周溝２
ｂとの間に形成される油膜の粘性等によって、保持器４
が外輪２から回転方向に力を受けて連れ回り回転する。
例えば、図５において、外輪２が左回転方向に回転する
と、保持器４は外輪２の回転に引きずられて左回転方向
に連れ回り回転する。そのため、ボール３が保持器４に
対し右回転方向に相対移動してくさび隙間から離脱し、
回転トルクが遮断される。この状態から、外輪２の回転
が右回転方向に切り換わると、保持器４が外輪２の回転
に引きずられて右回転方向に連れ回り回転する。そのた
め、ボール３が軌道面２ａ上を転動しながら、保持器４
に対し左回転方向に相対移動してくさび隙間に係合し、
回転トルクが伝達される。すなわち、外輪２の内輪１に
対する相対回転方向の変化によって、クラッチのトルク
伝達・遮断が自動的に切り換わるのである。

【００１５】尚、１方向クラッチの切換応答性は、保持
器４の連れ回り回転力、カム面４ｄの形状（傾斜角θ
等）、クラッチクリアランス等に依存するので、これら
の要素を使用条件等に応じて最適設定すると良い。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、分割工程に入る前に、
外輪素材の軌道面の仕上げ加工を行なうことにより、通
常の深溝玉軸受の軌道輪と同様の方法で軌道面の仕上げ
加工を行なうことができるので、従来に比べ製造工程の
簡略化を図ることができると同時に、品質向上を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係わる１方向クラッチの縦断面図（図
ａ）、横断面図（図ｂ）である。

【図２】外輪の軌道面を示す拡大断面図である。

【図３】外輪の製造工程を示す断面図である。

【図４】保持器の断面図である。

【図５】保持器のカム面周辺部を示す拡大断面図であ
る。

【符号の説明】

２外輪２ａ軌道面３ボール２’ 外輪素材２ａ’軌道面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】左右一対の分割体が分割面で相互に合わ
さって一体をなし、ボールと２点接触する軌道面を備え
た２点接触分割型軌道輪の製造方法であって、軌道面の縦断面をボールの半径よりも所定量だけ大きな
曲率半径を有する１つの球面で描き、かつ、幅寸法を完
成品に対して所定寸法だけ大きくした軌道輪素材を製作
し、この軌道輪素材を幅方向中心線に沿って２分割した
後、各分割体の分割面を上記所定寸法に対応した量だけ
削り加工することを特徴とする２点接触分割型軌輪の製
造方法。