(57)【要約】【課題】かしめ加工による外輪の固定をより確実に行うことのできるベアリングの固定方法及び同固定方法によるベアリングを備えた回転−直動変換機構を提供する。【解決手段】回転運度を直線運動に変換する回転−直動変換機構には、アキシャル方向への荷重を受けるベアリングが設けられている。ベアリングの外輪８１をホルダ９０に挿入してからホルダ９０の先端部を外輪８１の中心軸方向に屈曲させてかしめ部９３とするかしめ加工を行う。外輪８１の外周面には溝８１Ａが形成されており、かしめ加工が完了した後に、ホルダ９０の外周面にあって溝８１Ａに対向する部位をローラ２００にて押圧する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベアリングの外輪をホルダに挿入してから前記ホルダの先端部を前記外輪の中心軸方向に屈曲させてかしめ部とするかしめ加工を行うことにより前記外輪を前記ホルダに固定するベアリングの固定方法であって、
前記外輪の外周面には凹部が形成されており、前記かしめ加工が完了した後に前記ホルダの外周面にあって前記凹部に対向する部位を押圧する
ことを特徴とするベアリングの固定方法。
【請求項２】
前記凹部は環状の溝であり、前記ホルダの外周面にあって前記凹部に対向する部位にローラを押圧しながら同ローラ及び前記ホルダを回転させる
請求項１に記載のベアリングの固定方法。
【請求項３】
ベアリングの外輪をホルダに挿入してから前記ホルダの先端部を前記外輪の中心軸方向に屈曲させてかしめ部とするかしめ加工を行うことにより前記外輪を前記ホルダに固定するベアリングの固定方法であって、
前記外輪の端部にあって径方向の外周面には前記かしめ部に対向する溝を形成するとともに、前記外輪の軸方向の端面に当接してからの前記かしめ部の塑性変形量を前記溝と前記端面との間の前記外輪の塑性変形量よりも大きくする塑性加工を行う
ことを特徴とするベアリングの固定方法。
【請求項４】
回転運度を直線運動に変換する回転−直動変換機構に設けられて、アキシャル方向への荷重を受けるベアリングが請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法にて固定されている
ことを特徴とする回転−直動変換機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベアリングの外輪をホルダに固定する方法及びその固定方法によるベアリングを備えた回転−直動変換機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ベアリングをかしめ加工にて固定する方法が種々提案されている（例えば、特許文献１や特許文献２等）。
【特許文献１】特開２００４−２３９３３８号公報
【特許文献２】実開昭６３−２０５４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、図９に示すように、ベアリングの外輪５００をホルダ６００に挿入してからホルダ６００の先端部６１０をかしめ加工して、その先端部６１０を外輪５００の中心軸方向に屈曲したかしめ部６２０とすることにより、ホルダ６００に対する外輪５００の軸方向への固定をかしめ部６２０で行うことができる。しかし、このようにして外輪５００をホルダ６００に固定する場合には、次のような不都合の発生が懸念される。
【０００４】
すなわち、図１０に示すように、かしめ加工が終了して、同かしめ加工による押圧力がかしめ部６２０に作用しなくなると、スプリングバックによってかしめ部６２０は外輪５００の端面５１０から若干離間してしまい、かしめ部６２０と端面５１０との間には隙間Ｓが生じてしまう。そのため、かしめ部６２０による外輪５００の軸方向への固定が不十分になり、かしめ加工による外輪の固定を確実に行うことができないおそれがある。
【０００５】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、かしめ加工による外輪の固定をより確実に行うことのできるベアリングの固定方法及び同固定方法によるベアリングを備えた回転−直動変換機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、ベアリングの外輪をホルダに挿入してから前記ホルダの先端部を前記外輪の中心軸方向に屈曲させてかしめ部とするかしめ加工を行うことにより前記外輪を前記ホルダに固定するベアリングの固定方法であって、前記外輪の外周面には凹部が形成されており、前記かしめ加工が完了した後に前記ホルダの外周面にあって前記凹部に対向する部位を押圧することをその要旨とする。
【０００７】
同方法によれば、かしめ加工が完了した後に、ホルダの外周面にあって外輪の凹部に対向する部位が押圧されることにより、その押圧部位は凹部側に湾曲し、同押圧部位近傍には引張残留応力が生じる。そのため、かしめ加工完了後に、かしめ部と外輪の端面との間に隙間が生じたとしても、そうした引張残留応力によってかしめ部が外輪の端面方向に引き寄せられることにより、かしめ部と外輪の端面とが当接するようになる。さらには、そうした引張残留応力により、かしめ部で外輪の端面を保持するための軸力も確保され、かしめ部と外輪の端面との当接状態が好適に維持される。従って、同方法によれば、かしめ加工による外輪の固定をより確実に行うことができるようになる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のベアリングの固定方法において、前記凹部は環状の溝であり、前記ホルダの外周面にあって前記凹部に対向する部位にローラを押圧しながら同ローラ及び前記ホルダを回転させることをその要旨とする。
【０００９】
同方法によれば、ホルダの外周面にあって外輪の凹部に対向する部位が周方向全体に渡って押圧されることにより、上述したような引張残留応力を十分に生じさせることができるようになる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、ベアリングの外輪をホルダに挿入してから前記ホルダの先端部を前記外輪の中心軸方向に屈曲させてかしめ部とするかしめ加工を行うことにより前記外輪を前記ホルダに固定するベアリングの固定方法であって、前記外輪の端部にあって径方向の外周面には前記かしめ部に対向する溝を形成するとともに、前記外輪の軸方向の端面に当接してからの前記かしめ部の塑性変形量を前記溝と前記端面との間の前記外輪の塑性変形量よりも大きくする塑性加工を行うことをその要旨とする。
【００１１】
同方法によれば、外輪の端部に上記溝を形成するようにしているため、上記塑性加工に際しては、外輪の端部、より詳細には上記溝と外輪の端面との間にある外輪の端部がかしめ部に押圧されてたわむようになる。ここで、外輪の軸方向の端面に当接してからのかしめ部の塑性変形量が、上記溝と外輪の端面との間の外輪の塑性変形量、すなわち外輪の端部の塑性変形量よりも大きくなるように塑性加工が行われる。そのため、塑性加工が終了して、その加工時における押圧力がかしめ部に作用しなくなると、スプリングバックによってかしめ部及び外輪の端部はともにある程度復元するのであるが、そのときの復元量は、外輪の端部の方が大きくなり、外輪の端部には残留曲げ応力が発生するようになる。こうした残留曲げ応力によってかしめ部が外輪の端部で押し広げられることにより、かしめ部と外輪の端面とが当接するようになる。さらには、そうした残留曲げ応力により、かしめ部で外輪の端面を保持するための軸力も確保され、かしめ部と外輪の端面との当接状態が好適に維持される。従って、同方法によっても、かしめ加工による外輪の固定をより確実に行うことができるようになる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、回転運度を直線運動に変換する回転−直動変換機構において、その機構に設けられてアキシャル方向への荷重を受けるベアリングが請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法にて固定されていることをその要旨とする。
【００１３】
回転運度を直線運動に変換する回転−直動変換機構に設けられてアキシャル方向への荷重を受けるベアリングにあっては、その軸方向への固定が十分に行われていないと外輪がホルダからずれてしまうおそれがある。この点、同構成によれば、そうしたベアリングを上述した方法にて固定するようにしているため、ホルダに対する外輪の軸方向への固定をかしめ部で行うことができ、そうしたかしめ加工による外輪の固定も確実に行われる。従って、回転−直動変換機構に設けられる上記ベアリングの外輪がホルダからずれることを好適に抑えることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１実施形態）
以下、この発明にかかるベアリングの固定方法を、回転−直動変換機構に設けられたベアリングの固定方法として具体化した第１実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
【００１５】
図１に、本実施形態にかかるベアリングの固定方法が適用される回転−直動変換機構の概略構成を示す。
この図１に示すように、この回転−直動変換機構６０のハウジング６１の内部には、コイルＣを有するステータ６２ａ及び永久磁石を有するロータ６２ｂを備えたモータ６２と、モータ６２の回転運動を直線運動に変換してシャフト７１に伝達するギヤ機構７０とが設けられている。
【００１６】
このギヤ機構７０は、モータ６２によって回転される外筒７２と、外筒７２の内部に設けられて回転運動を直線運動に変換するギヤ部と、その変換された直線運動が伝達される上記シャフト７１とによって構成されている。
【００１７】
外筒７２の外周面には、複列アンギュラ式のベアリング８０及び上記ロータ６２ｂが一体回転可能に設けられている。
このベアリング８０は、外輪８１、内輪８２、８３、並びにそれら内輪８２、８３にそれぞれ対応する２つの玉列８２Ａ、８３Ａにて構成されている。
【００１８】
外輪８１は軸受鋼（例えば高炭素クロム軸受鋼など）で形成されており、ハウジング６１に固定されたホルダ９０に挿入されている。なお、ホルダ９０は鉄（例えば炭素鋼など）で形成されている。
【００１９】
また、内輪８２、８３も軸受鋼（例えば高炭素クロム軸受鋼など）で形成されており、外筒７２の外周面に嵌入されたストッパ１００、１０１の間に並列に配設されている。
ストッパ１００と内輪８２との間には、ワッシャ１０２が圧縮された状態で設けられており、このワッシャ１０２の弾性によって内輪８２、８３の変位が抑制されている。
【００２０】
こうしたベアリング８０により、ギヤ機構７０に作用するラジアル荷重（ベアリング８０の中心軸に対して垂直な方向に作用する荷重）とアキシャル荷重（ベアリング８０の中心軸に対して閉口な方向に作用する荷重）とが受け止められる。
【００２１】
ところで、ベアリング８０にはアキシャル方向への荷重がかかるため、その軸方向への固定が十分に行われていないと外輪８１がホルダ９０からずれてしまうおそれがある。
そこで、本実施形態では、以下のようにして外輪８１をホルダ９０に固定するようにしている。
【００２２】
図２に、外輪８１の側面図を示す。この図２に示すように、外輪８１の外周面には凹部が、より詳細には環状の溝８１Ａが周方向全体に渡って形成されている。
図３に、外輪８１近傍の拡大図（図１のＡ部拡大図）を示す。この図３に示すように、ホルダ９０の端部に形成された挿入孔９１に外輪８１を挿入してから、ホルダ９０の先端部９２が外輪８１の中心軸方向に屈曲するようにかしめ加工を行うことで、先端部９２がかしめ部９３となって外輪８１の軸方向の端面８１Ｂに当接する。このかしめ部９３によって、ホルダ９０に対する外輪８１の軸方向への固定が行われる。
【００２３】
しかし、外輪８１の中心軸方向に屈曲するように先端部９２をかしめ加工するだけでは、上述したように、かしめ加工が終了して、そのかしめ加工による押圧力Ｆｋがかしめ部９３に作用しなくなると、スプリングバックによってかしめ部９３と端面８１Ｂとの間には隙間が生じてしまう。
【００２４】
そこで、さらに次の加工が行われる。すなわち、図４に示すように、かしめ加工が完了した後に、ホルダ９０の外周面にあって上記溝８１Ａに対向する部位をローラ２００で押圧しながら、そのローラ２００及びホルダ９０を回転させるようにしている。
【００２５】
こうした加工を行うことにより、ホルダ９０の外周面にあってローラ２００で押圧された部位（以下、押圧部位という）９４が溝８１Ａ側に湾曲し、押圧部位９４の近傍には引張残留応力Ｆｈが生じる。特に、ローラ２００で押圧しながらローラ２００及びホルダ９０を回転させることにより、溝８１Ａに対向するホルダ９０の外周面は、その周方向全体に渡って押圧される。そのため、ホルダ９０の周方向全体に渡って引張残留応力Ｆｈが十分に生じる。
【００２６】
こうした引張残留応力Ｆｈを生じさせることにより、かしめ加工完了後に、かしめ部９３と外輪８１の端面８１Ｂとの間に隙間が生じたとしても、その引張残留応力Ｆｈによってかしめ部９３は端面８１Ｂの方向に引き寄せられ、かしめ部９３と端面８１Ｂとが当接するようになる。さらには、引張残留応力Ｆｈにより、かしめ部９３で端面８１Ｂを保持するための軸力も確保され、かしめ部９３と端面８１Ｂとの当接状態が十分に維持される。このようにしてかしめ加工による外輪８１の固定が確実に行われるようになり、ホルダ９０からの外輪８１のずれも適切に抑えられるようになる。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
（１）ホルダ９０の先端部９２をかしめ加工することで、そのホルダ９０にベアリング８０の外輪８１を固定するようにしている。こうしたベアリングの固定方法にあって、外輪８１の外周面に凹部（溝８１Ａ）を形成しておき、上記かしめ加工が完了した後には、ホルダ９０の外周面にあって上記凹部に対向する部位を押圧するようにしている。そのため、かしめ加工による外輪８１の固定をより確実に行うことができるようになる。
【００２８】
（２）上記凹部を、外輪８１の周方向に形成された環状の溝８１Ａにて形成し、ホルダ９０の外周面にあって溝８１Ａに対向する部位にローラ２００を押圧しながら、そのローラ２００及びホルダ９０を回転させるようにしている。そのため、ホルダ９０の外周面にあって外輪８１の溝８１Ａに対向する部位を周方向全体に渡って押圧することができ、上述したような引張残留応力Ｆｈを十分に生じさせることができるようになる。
【００２９】
（３）回転−直動変換機構６０に設けられてアキシャル方向への荷重を受けるベアリング８０の外輪８１を上記方法にてホルダ９０に固定するようにしている。そのため、そうした回転−直動変換機構６０に設けられてアキシャル方向への荷重がかかるベアリング８０の外輪８１がホルダ９０からずれることを好適に抑えることができるようになる。
（第２実施形態）
次に、この発明にかかるベアリングの固定方法を具体化した第２実施形態について、図５〜図８を参照して説明する。
【００３０】
第１実施形態では、かしめ加工による外輪８１の固定を確実に行うべく、ホルダ９０に引張残留応力Ｆｈを生じさせるようにしたが、本実施形態では、外輪８１の端部に残留曲げ応力Ｆｍを生じさせることにより同様な効果を得るようにしている。
【００３１】
以下、本実施形態におけるベアリングの固定方法について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
図５に、本実施形態におけるベアリング８０の外輪８１近傍の拡大図を示す。この図５に示すように、本実施形態においても、ホルダ９０の端部に形成された挿入孔９１に外輪８１を挿入してから、ホルダ９０の先端部９２を外輪８１の中心軸方向に屈曲させてかしめ部９３を形成するかしめ加工が行われる。
【００３２】
本実施形態における外輪８１の軸方向の端面８１Ｂの近傍にあって径方向の外周面には、かしめ部９３に対向する溝８１Ｄが形成されている。より詳細には、溝８１Ｄは、外輪８１の端部８１Ｃを挟んでかしめ部９３に対向するように形成されており、その深さＤ１は、外輪８１の外周面からかしめ部９３の先端までの距離Ｋ１とほぼ同じにされている。
【００３３】
そして、上記かしめ加工によってかしめ部９３が外輪８１の端面８１Ｂに当接してからの同かしめ部９３の塑性変形量が、溝８１Ｄと端面８１Ｂとの間の外輪８１の塑性変形量、すなわち外輪８１の端部８１Ｃの塑性変形量よりも大きくなるように塑性加工が行われる。
【００３４】
この塑性加工に際しては、図６に示すように、かしめ部９３から端部８１Ｃに向けて押圧力Ｆｓが付与される。こうした塑性加工が行われると、外輪８１には上記溝８１Ｄが形成されているため、外輪８１の端部８１Ｃがかしめ部９３に押圧されてたわむようになる。ここで、端面８１Ｂに当接してからのかしめ部９３の塑性変形量が、外輪８１の端部８１Ｃの塑性変形量よりも大きくなるように上記塑性加工が行われる。より具体的には、図７に示すように、端部８１Ｃを弾性変形領域内でたわませるとともに、かしめ部９３については弾性変形領域を超えて塑性変形領域に達するまで変形させる。なお、こうした塑性変形量の調整は、かしめ部９３及び端部８１Ｃの材質、あるいは厚みを最適化することにより行われる。
【００３５】
こうした塑性加工が終了して、その加工時における押圧力Ｆｓがかしめ部９３に作用しなくなると、スプリングバックによってかしめ部９３及び端部８１Ｃはともにある程度復元するのであるが、そのときの復元量、換言すれば弾性変形量は、先の図７に示すように、端部８１Ｃの方が大きくなる。そのため、端部８１Ｃには、かしめ部９３の塑性変形量に応じた残留曲げ応力Ｆｍが生じる。そして、図８に示すように、そうした残留曲げ応力Ｆｍによって、かしめ部９３は本来の塑性変形状態（二点鎖線にて図示）に対して端部８１Ｃで押し広げられ、かしめ部９３と外輪８１の端面８１Ｂとが当接するようになる。さらには、そうした残留曲げ応力Ｆｍにより、かしめ部９３で外輪８１の端面８１Ｂを保持するための軸力も確保され、かしめ部９３と端面８１Ｂとの当接状態が十分に維持される。
【００３６】
従って、本実施形態による固定方法でも、かしめ加工による外輪８１の固定をより確実に行うことができるようになる。そしてこれにより、回転−直動変換機構６０に設けられてアキシャル方向への荷重がかかるベアリング８０の外輪８１がホルダ９０からずれることを好適に抑えることも可能になる。
【００３７】
なお、上記塑性加工を行う際の押圧力Ｆｓの付与については、かしめ加工と同時に行ってもよいし、かしめ加工が終了した後に別工程にて付与するようにしてもよい。
なお、上記各実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
【００３８】
・第１実施形態では、外輪８１の周方向全体に渡って溝８１Ａを形成するようにしたが、周方向にあって部分的に凹部を形成するようにしてもよい。
・第１実施形態では、ホルダ９０の外周面にあって溝８１Ａに対向する部位をローラ２００で押圧しながら、ローラ２００及びホルダ９０を回転させるようにしたが、ローラ２００のみ、或いはホルダ９０のみを回転させるようにしてもよい。また、別の方法で、ホルダ９０の外周面にあって溝８１Ａに対向する部位を押圧するようにしてもよい。
【００３９】
・第２実施形態では、上記塑性加工に際して、端部８１Ｃを弾性変形領域内でたわませるようにしたが、弾性変形領域を超えて塑性変形領域に達するまで変形させるようにしてもよい。この場合でも、端面８１Ｂに当接してからのかしめ部９３の塑性変形量が端部８１Ｃの塑性変形量よりも大きくなるように上記塑性加工を行うことにより、同様な作用効果を得ることができる。
【００４０】
・第２実施形態における溝８１Ｄの深さＤ１は適宜変更することができる。要は、押圧力Ｆｓによる端部８１Ｃの弾性たわみが生じやすくなるように深さＤ１を設定するようにすればよい。
【００４１】
・上記各実施形態では、本発明にかかるベアリングの固定方法を、回転−直動変換機構６０に設けられてアキシャル方向への荷重を受けるベアリング８０に対して適用した場合について説明した。しかし、この他の機構に設けられた他のベアリングの固定方法にも本発明は同様に適用することもでき、この場合でも、かしめ加工によるベアリングの外輪の固定をより確実に行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明にかかるベアリングの固定方法の第１実施形態について、これが適用される回転−直動変換機構の構造を示す断面図。
【図２】同実施形態におけるベアリングの外輪の側面図。
【図３】図１のＡ部拡大図。
【図４】同実施形態でのホルダの塑性加工を示す部分断面図。
【図５】第２実施形態における外輪近傍の拡大図。
【図６】同実施形態における外輪端部の拡大図。
【図７】同実施形態におけるホルダ及びかしめ部の変形状態を示す概念図。
【図８】同実施形態における外輪端部の拡大図。
【図９】従来のかしめ加工による外輪の固定態様を示す、外輪近傍の拡大図。
【図１０】従来のかしめ加工による外輪の固定態様を示す、外輪近傍の拡大図。
【符号の説明】
【００４３】
６０…回転−直動変換機構、６１…ハウジング、６２…モータ、６２ａ…ステータ、６２ｂ…ロータ、７０…ギヤ機構、７１…シャフト、７２…外筒、８０…ベアリング、８１…外輪、８１Ａ…溝、８１Ｂ…端面、８１Ｃ…端部、８１Ｄ…溝、８２…内輪、８２Ａ、８３Ａ…玉列、９０…ホルダ、９１…挿入孔、９２…先端部、９３…かしめ部、９４…押圧部位、１００、１０１…ストッパ、１０２…ワッシャ、２００…ローラ、５００…外輪、５１０…端面、６００…ホルダ、６１０…先端部、６２０…かしめ部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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