(57)【要約】【課題】  一定のスペース内で高負荷容量を得ることができ、加工が容易で通油性にも優れ、ころ保持爪の折り曲げ時の損傷の問題も生じさせない保持器付きころを提供する。【解決手段】  保持器１は、鍔部３，４の内径縁から軸方向内側に折り曲げられて突出して延び、隣接するころ２の間に位置するころ保持爪７を備える。保持器１のうち、ころ保持爪７を除く残りの部分が、高周波焼入れおよび高周波焼戻しによって硬化処理されている。【選択図】      図５
2006090428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のころと、保持器とからなり、前記保持器が、ころ配列のピッチ円直径よりも大径の環状部と、この環状部の軸方向両端から内径側に突出する鍔部と、前記環状部に円周方向に並んで形成されて互いの間で柱部を形成し内部に前記ころがそれぞれ入る複数のポケットと、前記ころの保持器内径側への抜け止めを行なう抜け止め手段とを有する保持器付きころにおいて、
前記抜け止め手段は、前記鍔部の内径縁から軸方向内側に折り曲げられて突出して延び、隣接するころの間に位置するころ保持爪を備え、
前記保持器のうち前記ころ保持爪を除く残りの部分が、高周波焼入れおよび高周波焼戻しによって硬化処理されていることを特徴とする、保持器付きころ。
【請求項２】
複数のころと、保持器とからなり、前記保持器が、ころ配列のピッチ円直径よりも大径の環状部と、この環状部の軸方向両端から内径側に突出する鍔部と、前記環状部に円周方向に並んで形成されて互いの間で柱部を形成し内部に前記ころがそれぞれ入る複数のポケットと、前記ころの保持器内径側への抜け止めを行なう抜け止め手段とを有する保持器付きころにおいて、
前記抜け止め手段は、前記鍔部の内径縁から軸方向内側に折り曲げられて突出して延び、隣接するころの間に位置するころ保持爪を備え、
前記保持器全体に対して光輝焼入れおよび焼戻しを施した後に、前記ころ保持爪に対して焼鈍をして硬度を相対的に低下させていることを特徴とする、保持器付きころ。
【請求項３】
前記保持器の炭素含有量が、０．１５〜１．１０質量％である、請求項１または２に記載の保持器付きころ。
【請求項４】
前記ころ保持爪の硬度がＨＶ４００以下である、請求項１〜３のいずれかに記載の保持器付きころ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般産業機械に用いられる高負荷容量型の保持器付きころに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
保持器付きころとして、例えば、特開２０００−１７９５４４号公報（特許文献１）に、図１０に示すような断面Ｍ形の保持器４０を用いたものが記載されている。図示する保持器４０は、ころピッチ円径ＰＣＤより小径の中央環状部４１と、ころピッチ円径ＰＣＤより大径の外方環状部４２と、外方環状部４２の両端から内径側に折り曲げられた一対の鍔部４３とを有している。ころ４４の外方への抜け止めは外方環状部４２で行ない、内方への抜け止めを中央環状部４１で行なっている。すなわち、ポケット４５に突出した係止片４６の幅を、ころ４４の外径よりも僅かに小さくしている。ころ４４の装着は、内径側から、ポケット４５の係止片４６を弾性変形させて行なう。
【０００３】
一般に、限られたスペース内で軸受負荷容量を大きくするには、ころ本数を多くすればよい。しかしながら、図１０に示したような保持器付きころでは、一定のスペース（一定の内径、外径）で保持器４０に組込むころ４４の本数を増加させて行くと、図１０（Ｂ）に示す柱幅寸法ａが小さくなり、加工上の限界が生じてくるのみならず、保持器強度も低下する。
【０００４】
特開２００３−１６６５４０号公報（特許文献２）は、多くのころを収容することのできる保持器付きころを開示している。この公報に開示された保持器付きころを図１１〜図１３に示している。図示する保持器付きころは、外方部材５３と内方部材５４とからなる保持器５１、および複数のころ５２を備える。外方部材５３は、ころ配列のピッチ円径ＰＣＤより大径の環状部５３ａと、この環状部５３ａの軸方向両端部を内径側に折り曲げた一対の鍔部５３ｂとを有する。内方部材５４は、ころ配列のピッチ円径ＰＣＤより小径の環状に形成する。これら外方部材５３の環状部５３ａおよび内方部材５４の円周方向複数箇所にポケット５５，５６を設け、外、内の部材５３，５４のポケット５５，５６にわたってころ５２を収容する。
【０００５】
上記のように、保持器５１を外方部材５３と内方部材５４の２部品で構成した場合、ポケット間の柱部５７，５８を狭く加工することができて、限られたスペース内で多くのころ５２を収容することができる。また、片方の部材５３を鍔付きとするため、隣接部品と摺接するような場合にも支障が生じない。
【０００６】
一方、図１１〜図１３に示すような保持器付きころでは、ころ５２の脱落防止のために、保持器５１が外方部材５３と内方部材５４とで構成されているので、部品点数が増加し、コスト高となる。また、軸受内の空間容積が内方部材５４によって小さくなるため、通油性の面で若干不利になることが予想される。
【０００７】
本件出願と同一の出願人は、上記の課題を解決するものとして、特開２００４−１９９２３号公報において、図１４〜図１６に示すような保持器付きころを提案した。図示する保持器付きころは、保持器６１と複数のころ６２とからなる。保持器６１は、互いに軸方向に離れて対面する一対の鍔部６３と、両鍔部６３の外径縁間にわたって円周方向の複数箇所に設けられた柱部６５を有する。保持器６１の隣り合う柱部６５の間のポケット６６にころ６２が収容される。ころ６２の端面に面する鍔部６３の内面上であって隣接するころ６２間に位置する部分に、ころ６２の保持器内径側への抜け止めを行なう抜け止め手段６７が設けられている。抜け止め手段６７は、ステーキング部分からなる突起である。
【０００８】
図１４〜図１６に示したような保持器付きころの場合、図１１〜図１３に示したものに比べて、通油性の向上および部品点数の削減が可能である。しかしながら、ステーキング部分を成形する際に、保持器鍔部６３の内面側に受け部材を設けることが非常に困難であり、ステーキング部分の寸法が安定しないなど、製造面および品質面で多くの問題が予想される。
【０００９】
そこで、本件出願人は、ステーキング部分からなる抜け止め手段６７に代えて、曲げ片状のころ保持爪を設けることを試みた。曲げ片状のころ保持爪は、保持器付きころとは別の形式の軸受、すなわち内外輪を有する外輪外鍔付きの円筒ころ軸受においては提案されている（実開昭５５−４９１４８号公報：特許文献４）。しかしながら、この公報に開示されたような保持器を、内外輪を有していなくて、軸とハウジングとに直接にころを転接させる形式の保持器付きころに適用する場合、周辺部品と保持器との接触等に対処するために保持器を硬化処理する必要がある。この硬化処理されたころ保持爪を、保持器のポケット内にころを入れた後に折り曲げようとすると、ころ保持爪が破損するおそれがある。
【特許文献１】特開２０００−１７９５４４号公報（図７）
【特許文献２】特開２００３−１６６５４０号公報（図１、図２）
【特許文献３】特開２００４−１９９２３号公報（図１〜図８）
【特許文献４】実開昭５５−４９１４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この発明の目的は、一定のスペース内で高負荷容量を得ることができ、加工が容易で通油性にも優れ、ころ保持爪の折り曲げ時の損傷の問題も生じさせない保持器付きころを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に従った保持器付きころは、複数のころと、保持器とからなる。保持器は、ころ配列のピッチ円直径よりも大径の環状部と、この環状部の軸方向両端から内径側に突出する鍔部と、環状部に円周方向に並んで形成されて互いの間で柱部を形成し内部にころがそれぞれ入る複数のポケットと、ころの保持器内径側への抜け止めを行なう抜け止め手段とを有する。抜け止め手段は、鍔部の内径縁から軸方向内側に折り曲げられて突出して延び、隣接するころの間に位置するころ保持爪を備える。
【００１２】
一つの実施形態では、保持器のうち、ころ保持爪を除く残りの部分が、高周波焼入れおよび高周波焼戻しによって硬化処理されていることを特徴とする。他の実施形態では、保持器全体に対して光輝焼入れおよび焼戻しを施した後に、ころ保持爪に対して焼鈍をして硬度を相対的に低下させていることを特徴とする。
【００１３】
上記の構成によれば、保持器の柱部ところ保持爪とで、ころの外径側への抜け止めと内径側への抜け止めとを役割分担させているので、柱部を簡素な形状とすることができ、柱部の位置を従来よりも外径側に配置することが可能となり、ころ間の隙間も小さくできる。こうして、一定のスペース内でころ本数を多くすることができるので、大きな負荷容量を得ることができる。
【００１４】
ころの内径側への抜け止めは、保持器の鍔部に設けたころ保持爪で行なうため、保持器が１部品で構成でき、部品点数を削減して低コストにできる。また、ころ保持爪が保持器の鍔部に設けられたものであるため、柱部と異なり、軸方向の一部に局所的に設けたもので済む。したがって、軸受内の空間容積の減少に影響が少なく、内径側に柱部を設ける場合に比べて通油性が向上する。
【００１５】
保持器に対しては、ころの組込み前の状態で熱処理を行なって硬度を高める。熱処理後の工程で、ころの組込みのためにころ保持爪を折り曲げる必要があるが、硬化したころ保持爪を折り曲げようとするところ保持爪が損傷するおそれがある。そこで、この発明の一つの実施形態では、保持器のうち、ころ保持爪を除く残りの部分に対して高周波焼入れおよび高周波焼戻しを行なって硬化処理をするが、ころ保持爪に対しては焼入れ処理を行なわない。この発明の他の実施形態では、保持器全体に対して光輝焼入れおよび焼戻しを施した後に、ころ保持爪に対しては焼鈍をして硬度を相対的に低下させている。このような構成であれば、ころ保持爪の硬度が残りの保持器部分に比べて低くなっているので、ころ保持爪を損傷無く折り曲げることが容易となる。
【００１６】
保持器に対する熱処理の他の例として、浸炭焼入れがある。保持器に対して浸炭焼入れを施す際に、ころ保持爪を折り曲げ易くするために、ころ保持爪に防浸炭処理を施し、浸炭焼入れがころ保持爪に及ばないようにすることが考えられる。しかしながら、このような方法では、工程数が多くなり、加工リードタイムが長くなってコストアップを招くことが予想される。
【００１７】
高周波焼入れや、光輝焼入れの場合、浸炭焼入れに比べて、硬化層の深さを大きくすることができるので、保持器の強度が向上する。また、高周波焼入れを採用すれば、浸炭焼入れに比べて工程数を減らして加工リードタイムを短縮し、コストダウンを図れる。
【００１８】
保持器の炭素含有量は、好ましくは、０．１５〜１．１０質量％である。この範囲の炭素含有量であれば、良好な焼入れ性およびプレス性を確保できる。
【００１９】
ころ保持爪の硬度は、好ましくは、ＨＶ４００以下である。このような硬度のころ保持爪であれば、曲げ加工を容易に行なうことができ、ころ保持爪の損傷を回避できる。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、この発明によれば、一定のスペース内で高負荷容量を得ることができ、加工が容易で通油性にも優れ、ころ保持爪の折り曲げ時の損傷の問題も生じさせない保持器付きころを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
この発明の一実施形態に係る保持器付きころを、図１〜図５を参照して説明する。
【００２２】
保持器付きころは、複数のころ２と、保持器１とからなり、ころ２が軸の外径面およびハウジングの内径面（いずれも図示せず）に直接に転接するように用いられる。保持器１は、ころ配列のピッチ円直径ＰＣＤよりも大径の環状部と、この環状部の軸方向両端から内径側に突出する一対の鍔部３、４とを有する。保持器１の環状部は、円周方向に交互に形成された柱部５とポケット６とを含む。円周方向に並んだ各柱部５は、ほぼ矩形の直線形状をしており、隣接する柱部５間のポケット６内に各ころを収容する。柱部５によって、隣接するころ２の間隔が保持される。
【００２３】
保持器１は、ころ２の保持器内径側への抜け止めを行なう抜け止め手段を有する。具体的には、抜け止め手段は、各鍔部３，４の内径縁から軸方向内側に折り曲げられて突出して延び、隣接するころ２の間に位置する曲げ片状のころ保持爪７である。ころ２は、軸受鋼等からなり、例えば針状ころまたは棒状ころである。
【００２４】
保持器１における両側の鍔部３，４は、保持器中心軸Ｏに対してほぼ垂直な平板状に形成されている。各柱部５間のポケット６の周方向幅ｍは、ころ２の外径よりも僅かに小さく、ころ２が外径側に抜けることを柱部５で防止している。保持器１の柱部５は、ころ２の配列のピッチ円直径ＰＣＤよりも外径側に位置し、ころ保持爪７はピッチ円直径ＰＣＤよりも内径側に位置している。
【００２５】
保持器１の全体形状は、鋼管を削り出し加工、または１枚の鋼板をプレス加工して作られる。ころ保持爪７は、一対の鍔部３，４の内径側に放射状に突出するように設けられる。ころ保持爪７の形成方法として、プレス加工、ワイヤカット、放電加工等を採用できる。ころ２を組込む前の段階では、ころ保持爪７は、軸方向内側に折り曲げられておらず、鍔部７と同平面に位置する。
【００２６】
保持器１の強度を高めるために、保持器１に対して熱処理を行なう。熱処理法としては、高周波焼入れ、光輝焼入れ、浸炭焼入れ、軟窒化処理等を採用できるが、好ましい熱処理法は、高周波焼入れおよび光輝焼入れである。保持器１は、焼入れ性およびプレス加工性を考慮して、好ましくは０．１５〜１．１０質量％の炭素を含有する。
【００２７】
図５は、保持器１に対する熱処理および折り曲げ加工を説明するための図である。この実施形態では、図５（ａ）に示すように、保持器１のうち、ころ保持爪７を除く残りの部分に対して、高周波焼入れおよび高周波焼戻しを施し、所望の硬度となるように硬化処理をしている。一方、ころ保持爪７については、高周波焼入れを施しておらず、相対的に低い硬度のままであるので、後工程での折り曲げ加工が容易となる。例えば、ころ保持爪の硬度は、ＨＶ４００以下である。
【００２８】
図５（ｂ）に示すように、熱処理を施した保持器１にころ２を組込んだ後に、ころ保持爪７を鍔部３，４の内径縁から軸方向内側に折り曲げ加工する。折り曲げ加工としては、プレス加工や、へら絞り加工等を採用できる。
【００２９】
図４に曲げ込んだころ保持爪７の形状を示す。ころ保持爪７の鍔部３，４に対する折り曲げ角度θは、３０〜９０度とする。ころ保持爪７の折り曲げ角度が３０度未満であると、ころ２がころ保持爪７を潜り抜け、ころ落ちが発生するおそれがある。一方、９０度を超える角度まで曲げると、ころ保持爪７が破損するおそれがある。３０〜９０度の折り曲げ角度の範囲であれば、ころ落ちの発生を生じさせること無くころ２の保持を行なうことができ、かつころ保持爪７の破損の問題も生じさせない。
【００３０】
ころ保持爪７の長さは、ころ保持爪７がころ２の面取り部にかかる程度が好ましい。このように、ころ保持爪７の曲げ角度θおよび長さを適正に設定することにより、ころ２の収容スペースを狭くすることなく、ころ２の内径側への脱落も確実に防止できる。
【００３１】
図６は、保持器１に対して光輝焼入れを施した実施形態を説明するための図である。具体的に説明すると、図６（ａ）に示すように、ころ保持爪７を含めて保持器１の全体に対して光輝焼入れおよび焼戻しを施し、保持器全体の硬度を高める。次に、図６（ｂ）に示すように、ころ保持爪７に対してのみ焼鈍を行ない、ころ保持爪７の硬度を相対的に低下させる。この焼鈍によって、ころ保持爪７の硬度を、例えば、ＨＶ４００以下とする。その後、図６（ｃ）に示すように、ころ２を組込んだ後に、ころ保持爪７を軸方向内側に折り曲げる。
【００３２】
本発明の実施形態では、保持器１に対して高周波焼入れ、または光輝焼入れを施すが、これらの焼入れ法によれば、浸炭焼入れに比べて、硬化層の深さを大きくすることができるので、保持器の強度を一層向上させることができる。
【００３３】
また、高周波焼入れを採用した場合、浸炭焼入れを採用する場合に比べて、全体の工程数を減らして加工リードタイムを短縮できるので、コストダウンを図れる。具体的に説明すると、浸炭焼入れを採用する場合には、典型的には、次の工程が必要になる。
【００３４】
（Ａ）ころ保持爪に防浸炭処理を施す場合
ａ）ころ保持爪部に対する防浸炭処理
ｂ）浸炭焼入れ、および焼戻し
ｃ）ころ保持爪部からの防浸炭剤の除去
（Ｂ）保持器全体に浸炭処理を施す場合
ａ）保持器全体に対する浸炭焼入れ、および焼戻し
ｂ）ころ保持爪に対する焼鈍処理
一方、本発明の実施形態に従って保持器に対して高周波焼入れを施す場合には、次の工程だけとなる。
【００３５】
ａ）ころ保持爪を除く残りの部分に対する高周波焼入れおよび高周波焼戻し処理
上記のように、保持器に対して高周波焼入れ処理を施すようにすれば、工程数を大幅に削減できる。
【００３６】
図４に示した実施形態では、ころ保持爪７が鍔部３，４から軸方向内側に向かって折り曲げられて直線状に延びているが、他の実施形態として、図７に示すように、ころ保持爪７の内側が凹となる円弧状の曲線形状としてもよい。また、図８に示すように、ころ保持爪７の形状を、先端に向けて厚みが漸減する先細り形状としてもよい。
【００３７】
本発明の実施形態に係る保持器付きころによると、保持器１の柱部５ところ保持爪７とで、ころ２の外径側への抜け止めと、内径側への抜け止めとを役割分担させているので、柱部５を簡素な形状にすることができ、柱部５の位置をより外側に配置することができる。その結果、ころ間の隙間を小さくして、一定のスペース内でころ本数を多くすることができるので、大きな負荷容量を得ることができる。
【００３８】
ころ２の内径側への抜け止めは、保持器１の鍔部３，４の内径縁から軸方向内側に折り曲げられて突出して延びるころ保持爪７によって行なうため、保持器１を一部品で構成でき、部品点数を削減できて低コストとなる。また、ころ保持爪７の占める領域は小さいので、軸受内の空間容積の減少に影響が少なく、内径側に柱部を設ける場合に比べて通油性が向上する。
【００３９】
図９は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態では、ころ保持爪７を一方の鍔部４のみに設けたものである。このようにころ保持爪７を一方の鍔部のみに設けた場合、ころ２はその一端がころ保持爪７によって支持されるが、他端が内径側に傾くおそれがある。この場合、両側の鍔部３，４間の間隔ところ２の長さとの関係を適宜設定しておけば、ころ２の他端は鍔部３の内面に当接して内径側に抜け出ることは阻止される。ころ保持爪７は、保持器付きころを単独で取り扱うときに、ころ２の抜け止めを行なうためのものである。言い換えれば、ころ保持爪７は、機器へ組込まれた状態では必要なものではないので、上記のようにころ２が傾き状態で抜け止めされても、使用上の性能への影響はない。このようにころ保持爪７を片側の鍔部４のみに設けるようにすれば、製造が簡単で低コスト化が図れる。
【００４０】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変更を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
この発明は、一般産業機械に用いられる高負荷容量型の保持器付きころに有利に利用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明の一実施形態に係る保持器付きころの横断面図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩに沿って見た断面図である。
【図３】上記の保持器付きころの正面図である。
【図４】図２の部分拡大図である。
【図５】保持器に対して高周波焼入れを施す場合の工程を示す図であり、（ａ）はころ保持爪を除く保持器の残りの部分に対して高周波焼入れを施している状態を示し、（ｂ）はころ保持爪を折り曲げた後の状態を示している。
【図６】保持器に対して光輝焼入れを施す場合の工程を示す図であり、（ａ）は保持器全体を光輝焼入れした後の状態を示し、（ｂ）はころ保持爪部に対して焼鈍を行なった後の状態を示し、（ｃ）はころ保持爪を折り曲げた後の状態を示している。
【図７】保持器付きころのころ保持爪の変形例を示す断面図である。
【図８】保持器付きころのころ保持爪の他の変形例を示す断面図である。
【図９】保持器付きころの保持器の変形例を示す断面図である。
【図１０】従来の保持器付きころの保持器を示す図であり、（Ａ）は部分斜視図、（Ｂ）は部分断面図である。
【図１１】従来の保持器付きころの他の例を示す横断面図である。
【図１２】図１１の線ＸＩＩ−ＸＩＩに沿って見た断面図である。
【図１３】図１１に示した保持器付きころの正面図である。
【図１４】従来の保持器付きころのさらに他の例を示す横断面図である。
【図１５】図１４の線ＸＶ−ＸＶに沿って見た断面図である。
【図１６】図１５の抜け止め手段を示す図であり、（Ａ）は図１５のＡ部の拡大図、（Ｂ）は抜け止め手段の斜視図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  保持器、２  ころ、３，４  鍔部、５  柱部、６  ポケット、７  ころ保持爪。
【図１】
2006090428.tif 000003
【図２】
2006090428.tif 000004
【図３】
2006090428.tif 000005
【図４】
2006090428.tif 000006
【図５】
2006090428.tif 000007
【図６】
2006090428.tif 000008
【図７】
2006090428.tif 000009
【図８】
2006090428.tif 000010
【図９】
2006090428.tif 000011
【図１０】
2006090428.tif 000012
【図１１】
2006090428.tif 000013
【図１２】
2006090428.tif 000014
【図１３】
2006090428.tif 000015
【図１４】
2006090428.tif 000016
【図１５】
2006090428.tif 000017
【図１６】
2006090428.tif 000018