(57)【要約】【課題】耐摩耗性を向上した自動調心ころ軸受の保持器を提供する。【解決手段】自動調心ころ軸受の保持器１１ａは、内輪２３によって案内され、複数の球面ころ２４ａを保持する。ここで、内径側に位置し、内輪２３の軌道面２７と接触する接触点１９を構成する２つの面となる第一の面１７と第二の面１８とのなす角αは、鈍角である。こうすることにより、保持器１１ａが内輪２３の軌道面２７と接触する際に、接触点１９において、応力集中を緩和し、接触面圧を低くすることができる。したがって、内輪２３の軌道面２７または保持器１１ａの摩耗を低減することができ、耐摩耗性を向上させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪によって案内され、複数の球面ころを保持する自動調心ころ軸受の保持器であって、
内径側に位置し、前記内輪の軌道面と接触する接触点を構成する２つの面のなす角は、鈍角である、自動調心ころ軸受の保持器。
【請求項２】
前記接触点を構成する２つの面のうち、少なくとも一方の面は、面取りされた面である、請求項１に記載の自動調心ころ軸受の保持器。
【請求項３】
前記接触点を構成する２つの面のうち、少なくとも一方の面は、曲面である、請求項１または２に記載の自動調心ころ軸受の保持器。
【請求項４】
内輪によって案内され、複数の球面ころを保持する自動調心ころ軸受の保持器の製造方法であって、
保持器の外形形状を構成するように素材をカップ状にするカップ形成工程と、
カップの底部の中央に、内輪を配置させるための内径穴を形成する内径穴形成工程と、
内径穴に内輪を配置したときに、内輪の軌道面が接触する保持器の接触点を構成する２つの面のなす角を鈍角にする鈍角形成工程とを含む、自動調心ころ軸受の保持器の製造方法。
【請求項５】
前記鈍角形成工程は、内径側に突出する角部を上型プレスで面押しして鈍角を形成する工程を含む、請求項４に記載の自動調心ころ軸受の保持器の製造方法。
【請求項６】
前記上型プレスは、打ち抜き刃を有するパンチを備え、
前記内径穴形成工程は、前記パンチを所定の方向に押し進めて内径穴を形成する工程を含み、
前記内径穴形成工程は、前記鈍角形成工程と同時に行う、請求項５に記載の自動調心ころ軸受の保持器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動調心ころ軸受の保持器およびその製造方法に関し、特に、内輪に中鍔を有しないタイプの自動調心ころ軸受に備えられる保持器およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建設機械や鉄鋼設備、一般産業機械に使用される軸受において、調心性が要求される箇所には、自動調心ころ軸受が使用される。従来における複列の自動調心ころ軸受の構成について、簡単に説明する。図９は、従来における複列自動調心ころ軸受の一部を示す断面図である。図９を参照して、複列自動調心ころ軸受１０１は、外輪１０２と、内輪１０３と、複数の球面ころ１０４ａ、１０４ｂと、複数の球面ころ１０４ａ、１０４ｂを保持する保持器１０５ａ、１０５ｂとを備える。内輪１０３には、中鍔１０６および外鍔１０７ａ、１０７ｂが設けられている。球面ころ１０４ａ、１０４ｂはそれぞれ、中鍔１０６と外鍔１０７ａ、１０７ｂとの間に配置される。
【０００３】
一般的には、保持器１０５ａ、１０５ｂは内輪案内である。図１０は、図９においてＸで示す部分の拡大図である。図９および図１０を参照して、保持器１０５ａ、１０５ｂの内径面１０８ａ、１０８ｂはそれぞれ、中鍔１０６の外径面１０９と接触する。この接触は、断面において線接触であるため、接触面積を大きく確保することができる。したがって、複列自動調心ころ軸受１０１の使用時において、保持器１０５ａ、１０５ｂの内径面１０８ａ、１０８ｂの摩耗を低減することができる。
【０００４】
なお、このような構成の自動調心ころ軸受が、特開平９−８８９６９号公報（特許文献１）に開示されている。
【特許文献１】特開平９−８８９６９号公報（段落番号０００２〜０００３、図３、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、上記した用途に使用される軸受として、内輪に中鍔を有しないタイプの自動調心ころ軸受が使用される。このような構成の複列自動調心ころ軸受について、簡単に説明する。図１１は、内輪に中鍔を有しないタイプの複列自動調心ころ軸受の一部を示す断面図である。図１１を参照して、複列自動調心ころ軸受１１１は、外輪１１２と、内輪１１３と、複数の球面ころ１１４ａ、１１４ｂと、複数の球面ころ１１４ａ、１１４ｂを保持する保持器１１５ａ、１１５ｂと、球面ころ１１４ａ、１１４ｂの間に配置される案内輪１１６とを備える。案内輪１１６によって、複列に配置された球面ころ１１４ａ、１１４ｂを適切に転動させることができる。
【０００６】
ここで、このような複列自動調心ころ軸受に備えられる保持器１１５ａの製造方法について簡単に説明する。まず、素材を保持器の外形形状となるよう成形した後、球面ころを保持するポケットを形成するポケット抜きを行う。その後、内輪を配置するための内径穴を設ける。
【０００７】
図１２は、従来における保持器の製造方法のうち、内輪が配置されるための内径穴を形成する工程を示す概略断面図である。図１２を参照して、内径穴形成冶具１２１は、打ち抜き刃を有するパンチ１２２と、保持器１２４を支持するダイ１２３とを備える。パンチ１２２の側面１２５は、パンチ１２２を押し進める方向に真直ぐなストレート形状である。
【０００８】
ここで、内径穴を形成する工程について説明する。ポケットを形成した後、ダイ１２３上にセットされた保持器１２４に向かって、図１２中の矢印Ｙの方向にパンチ１２２を押し進める。このようにして、保持器１２４に内径穴を設ける。ここで、保持器１２４のフランジ部１２６は、ポケットに保持される球面ころの形状に沿うように、やや他方の端部１２７側に傾いている。また、パンチ１２２の側面１２５は、ストレート形状である。したがって、保持器１２４の内径穴に内輪１１３を配置した際に、内輪１１３と接触する接触点１２８を構成する第一の面１２９と第二の面１３０とのなす角βは、鋭角となる。
【０００９】
図１１に戻って、一般的には、図１１に示すタイプの複列自動調心ころ軸受についても、内輪案内である。軸受の軸方向の端部側では、保持器１１５ａ、１１５ｂは、内輪１１３の軌道面１１７と接触する。図１３は、図１１においてＸＩＩＩで示す部分の拡大図である。図１１および図１３を参照して、保持器１１５ａのうち、第一の面１１８と第二の面１１９とによって構成される接触点１２０において、内輪１１３の軌道面１１７と接触する。
【００１０】
ここで、第一の面１１８と第二の面１１９とのなす角βが鋭角であると、接触点１２０において保持器１１５ａが内輪１１３の軌道面１１７と接触する際に、応力集中および接触面圧の増大により、内輪１１３の軌道面１１７または保持器１１５ａが大きく摩耗してしまう。そうすると、摩耗時に生じた摩耗粉が軌道面１１７に侵入してかみ込み、軌道面１１７に圧痕を発生させ、その部分を起点として、軌道面１１７が剥離してしまうおそれがある。
【００１１】
特に、軸受が横軸で使用され、外輪回転となる場合には、保持器１１５ａの自重により、保持器１１５ａと内輪１１３の軌道面１１７との接触する位置がほぼ同じになる。そうすると、内輪１１３の軌道面１１７または保持器１１５ａの摩耗が、より促進されることになる。
【００１２】
この発明の目的は、耐摩耗性を向上した自動調心ころ軸受の保持器を提供することである。
【００１３】
この発明の他の目的は、耐摩耗性を向上した自動調心ころ軸受の保持器を容易に製造することができる自動調心ころ軸受の保持器の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明に係る自動調心ころ軸受の保持器は、内輪によって案内され、複数の球面ころを保持する。ここで、内径側に位置し、内輪の軌道面と接触する接触点を構成する２つの面のなす角は、鈍角である。
【００１５】
このように構成することにより、保持器の内径側に位置し、内輪の軌道面と接触する接触点において、鋭角な部分がなくなる。そうすると、接触点において保持器が内輪の軌道面と接触する際に、応力集中を緩和し、接触面圧を低くすることができる。したがって、内輪の軌道面または保持器の摩耗を低減することができ、耐摩耗性を向上させることができる。
【００１６】
好ましくは、接触点を構成する２つの面のうち、少なくとも一方の面は、面取りされた面である。内径側に突出する角部を面取りして、接触点を構成する２つの面のうち、少なくとも一方の面を面取りされた面とすることにより、接触点を構成する２つの面のなす角を鈍角にすることができる。
【００１７】
さらに好ましくは、接触点を構成する２つの面のうち、少なくとも一方の面は、曲面である。こうすることによっても、接触点を構成する２つの面のなす角を鈍角にすることができる。
【００１８】
この発明の他の局面においては、自動調心ころ軸受の保持器の製造方法は、内輪によって案内され、複数の球面ころを保持する自動調心ころ軸受の保持器の製造方法である。ここで、自動調心ころ軸受の保持器の製造方法は、保持器の外形形状を構成するように素材をカップ状にするカップ形成工程と、カップの底部の中央に、内輪を配置させるための内径穴を形成する内径穴形成工程と、内径穴に内輪を配置したときに、内輪の軌道面が接触する保持器の接触点を構成する２つの面のなす角を鈍角にする鈍角形成工程とを含む。
【００１９】
このような保持器の製造方法によれば、内輪と接触する保持器の接触点を構成する２つの面のなす角を鈍角にした保持器を製造することができる。
【００２０】
好ましくは、鈍角形成工程は、内径側に突出する角部を上型プレスで面押しして鈍角を形成する工程を含む。こうすることにより、上型プレスを用いて、容易に、接触点を構成する２つの面のなす角を鈍角にすることができる。
【００２１】
さらに好ましくは、上型プレスは、打ち抜き刃を有するパンチを備え、内径穴形成工程は、パンチを所定の方向に押し進めて内径穴を形成する工程を含む。また、内径穴形成工程は、鈍角形成工程と同時に行う。こうすることにより、内径穴をパンチで打ち抜いて形成する際に、接触点を構成する２つの面のなす角を鈍角にすることができる。したがって、工程を短縮して、容易に、上記した構成の保持器を製造することができる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によれば、保持器の内径側に位置し、内輪の軌道面と接触する接触点において、鋭角な部分がなくなる。そうすると、接触点において保持器が内輪の軌道面と接触する際に、応力集中を緩和し、接触面圧を低くすることができる。したがって、内輪の軌道面または保持器の摩耗を低減することができ、耐摩耗性を向上させることができる。
【００２３】
また、このような自動調心ころ軸受の保持器の製造方法によれば、内輪と接触する保持器の接触点を構成する２つの面のなす角を鈍角にした保持器を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図２は、この発明の一実施形態に係る自動調心ころ軸受の保持器の断面図である。図２を参照して、保持器１１ａは、球面ころを保持するポケット１２の間に位置する柱部１３と、球面ころの一方の端面側に位置するフランジ部１４と、自動調心ころ軸受に組み込まれた際に、内輪が配置される内径穴１５とを備える。フランジ部１４は、ポケット１２に球面ころを保持したときに、球面ころの端面に沿うような形状となるよう、一方の端部１６側に若干傾いて形成されている。
【００２５】
図３は、図２中のＩＩＩで示す部分の拡大図である。図２および図３を参照して、内径穴１５の縁部分について説明する。保持器１１ａは、内径穴１５の縁部分において、内輪と接触する。具体的には、内径穴１５に内輪を配置した際に、内径側に位置し、第一の面１７と第二の面１８によって構成される接触点１９で、内輪の軌道面と保持器１１ａとが接触する。接触点１９を構成する第一の面１７と第二の面１８とのなす角αは、鈍角となるように構成されている。
【００２６】
図４は、上記した構成の保持器１１ａを備える複列自動調心ころ軸受の一部を示す断面図である。図４を参照して、複列自動調心ころ軸受２１は、外輪２２と、内輪２３と、外輪２２と内輪２３との間に配置される複数の球面ころ２４ａ、２４ｂと、複数の球面ころ２４ａ、２４ｂを保持する保持器１１ａ、１１ｂと、球面ころ２４ａと球面ころ２４ｂの間に配置される案内輪２５とを備える。保持器１１ａ、１１ｂは、同じ構成であり、左右対称に配置されている。球面ころ２４ａ、２４ｂは複列に配置されている。
【００２７】
外輪２２の軌道面２６は、複列自動調心ころ軸受２１の中心を中心として、球状である。球面ころ２４ａ、２４ｂの転動面２８ａ、２８ｂは、この球状の軌道面２６上を転動可能なように、球状で構成されている。内輪２３の軌道面２７は、球面ころ２４ａ、２４ｂの転動面２８ａ、２８ｂに対応するように、球状である。このように構成することにより、軸受中心に対し、外輪２２が傾いても、球面ころ２４ａ、２４ｂの転動面２８ａ、２８ｂと外輪２２および内輪２３の軌道面２６、２７とが適切に接触することができる。したがって、調心性を確保することができる。
【００２８】
複列自動調心ころ軸受２１の使用時において、軸受の軸方向の中央側では、保持器１１ａ、１１ｂは、案内輪２５と接触しない。一方、軸受の軸方向の端部側では、保持器１１ａ、１１ｂは、内輪２３と接触する。すなわち、保持器１１ａ、１１ｂは、内輪案内である。
【００２９】
図１は、図４に示す複列自動調心ころ軸受２１のうち、図４中のＩで示す部分の拡大図である。図１および図４を参照して、複列自動調心ころ軸受２１の使用時において、保持器１１ａのうち、内径側に位置し、第一の面１７と第二の面１８によって構成される接触点１９において、内輪２３の軌道面２７と接触する。接触点１９を構成する第一の面１７と第二の面１８とのなす角αは、鈍角である。
【００３０】
このように構成することにより、接触点１９において、鋭角な部分を含まないことになる。そうすると、保持器１１ａが内輪２３の軌道面２７と接触する際に、鋭角な部分で接触することはなくなる。したがって、保持器１１ａが内輪２３の軌道面２７と接触する際に、応力集中を緩和し、接触面圧を低くして、内輪２３の軌道面２７または保持器１１ａの摩耗を低減することができる。その結果、内輪２３の軌道面２７または保持器１１ａの耐摩耗性を向上させることができる。
【００３１】
また、このような保持器１１ａを備える複列自動調心ころ軸受２１は、内輪２３の軌道面２７または保持器１１ａの摩耗により発生する摩耗粉の量を低減することができる。そうすると、摩耗粉のかみ込みによる軌道面２６、２７の圧痕の発生を防止することができる。したがって、圧痕を起点とした軌道面２６、２７の剥離を抑制することができ、長寿命を実現することができる。
【００３２】
次に、上記した構成の保持器の製造方法について説明する。図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、この発明の一実施形態に係る自動調心ころ軸受の保持器の製造方法のうち、代表的な製造工程を示すフローチャートである。まず、帯鋼の深絞り成形等により、保持器の外形形状を構成するよう鋼板等の素材をカップ状にする（図５（Ａ））。次に、球面ころを保持するポケットを形成するように、ポケット抜きを行う（図５（Ｂ））。その後、カップの底部の中央に、内輪が配置される内径穴を形成する内径穴形成工程、および内径穴に内輪を配置したときに、内輪の軌道面が接触する保持器の接触点を構成する２つの面のなす角を鈍角にする鈍角形成工程を行う（図５（Ｃ））。
【００３３】
ここで、この保持器の製造方法に含まれる内径穴形成工程および鈍角形成工程を説明する。図６は、この発明の一実施形態に係る自動調心ころ軸受の製造方法に含まれる内径穴形成工程および鈍角形成工程を示す概略断面図である。図６を参照して、内径穴兼鈍角形成冶具３１は、打ち抜き刃を有するパンチ３３を備える上型プレス３２と、保持器４１を支持するダイ３４とを備える。パンチ３３の側面には、パンチ３３を押し進める方向に真直ぐなストレート部３５と、ストレート部３５と連なってストレート部３５に対して径方向外側に傾斜した傾斜部３６が設けられている。ストレート部３５と傾斜部３６とのなす角αは鈍角である。傾斜部３６により、突出した角部を面押しすることが可能である。なお、図７は、図６中のＶＩＩで示す部分の拡大図である。
【００３４】
図６および図７を参照して、まず、ダイ３４上にセットされた保持器４１のカップ状の底部の中央に向かって、図６中の矢印Ａの方向にパンチ３３を備える上型プレス３２を押し進める。このようにして、保持器４１に内径穴を形成する。また、上型プレス３２を押し進める際に、上型プレス３２の側面に設けられた傾斜部３６によって、内径側に突出する保持器４１の角部４５を面押しする。このようにして、ストレート部３５により形成された第一の面４２と傾斜部３６により形成された第二の面４３とのなす角αを鈍角とする。すなわち、内径穴形成工程と鈍角形成工程を同時に行う。なお、第一の面４２と第二の面４３によって構成された接触点４４において、保持器４１は、内輪の軌道面と接触する。
【００３５】
このようにして製造された保持器のポケットに複数の球面ころを組み入れて、外輪および内輪に組み込む。このようにして、上記した構成の複列自動調心ころ軸受を製造する。
【００３６】
このようにして保持器を製造することにより、内径穴を形成すると共に、第一の面と第二の面とのなす角αを鈍角にすることができる。そうすると、内径穴を形成した後に、新たに鈍角を形成する工程を設ける必要はない。したがって、容易に、上記した構成の保持器を製造することができる。
【００３７】
なお、上記の実施の形態においては、内径穴形成工程と鈍角形成工程を同時に行うことにしたが、これに限らず、別工程としてもよい。たとえば、内径穴をパンチで形成した後、別途上型プレスによって内径側に突出する角部を面押しして、鈍角を形成することにしてもよい。
【００３８】
また、上型プレスを用いず、角部を面取りすることによって、２つの面のなす角を鈍角にすることにしてもよい。すなわち、接触点を構成する２つの面のうち、少なくとも一方の面は、面取りされた面としてもよい。このように構成することによっても、容易に、第一の面と第二の面とのなす角を鈍角にすることができる。具体的には、角部を旋削等して面取りすることにより、第二の面を形成し、第一の面と第二の面とのなす角を鈍角とする。この場合、容易に、任意の鈍角とすることができる。
【００３９】
さらに、上記の実施の形態においては、接触点を構成する２つの面は、いずれも平面であったが、これに限らず、少なくとも一方の面が曲面であってもよい。図８は、この発明の他の実施形態における保持器の接触点付近を示す拡大断面図であり、図１に対応する。図８を参照して、保持器５１の接触点５４は、保持器５１の内径側に位置する第一の面５２と、接触点５４において第一の面５２が接線となるような曲面を有する第二の面５３で構成されている。このように構成することによっても、第一の面５２と第二の面５３とのなす角αを鈍角とすることができる。したがって、内輪２３の軌道面２７と保持器５１とが接触する際に、内輪２３の軌道面２７または保持器５１の摩耗を低減することができる。
【００４０】
なお、この場合、第二の面５３を、第一の面５２が接線となるような曲面としたが、これに限らず、第一の面５２と第二の面５３とのなす角αが鈍角となれば、他の曲面であっても構わない。また、第一および第二の面５２、５３のいずれもが、曲面であってもよい。
【００４１】
また、上記の実施の形態においては、保持器の素材を帯鋼等の鋼板としたが、これに限らず、樹脂材料としてもよい。また、保持器の製造方法において、予め接触点を構成する２つの面のなす角を鈍角としたような形状の金型を用いて成型加工を行い、上記した構成の保持器を製造することにしてもよい。
【００４２】
なお、上記の実施の形態においては、複列の自動調心ころ軸受の場合について説明したが、これに限らず、単列の自動調心ころ軸受についても適用される。また、左右対称な球面ころを保持することにしたが、これに限らず、左右非対称な非対称ころを保持することにしてもよい。
【００４３】
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、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
この発明に係る自動調心ころ軸受の保持器は、耐摩耗性を向上しており、摩耗粉のかみ込みによる圧痕の発生を防止して、軌道面の剥離を抑制することができるため、長寿命が要求される自動調心ころ軸受に備えられる場合に、有効に利用される。
【００４５】
また、この発明に係る自動調心ころ軸受の保持器の製造方法は、耐摩耗性を向上した保持器を製造することができるため、長寿命が要求される自動調心ころ軸受を製造する際に、有効に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】保持器と内輪の軌道面が接触する接触点付近を示す拡大断面図である。
【図２】この発明の一実施形態に係る自動調心ころ軸受の保持器を示す断面図である。
【図３】図２において、ＩＩＩで示す部分の拡大図である。
【図４】この発明の一実施形態に係る自動調心ころ軸受の保持器を備える複列自動調心ころの一部を示す断面図である。
【図５】この発明の一実施形態に係る自動調心ころ軸受の保持器の製造方法のうち、代表的な製造工程を示すフローチャートである。
【図６】この発明の一実施形態に係る自動調心ころ軸受の製造方法に含まれる内径穴形成工程および鈍角形成工程を示す概略断面図である。
【図７】図６において、ＶＩＩで示す部分の拡大図である。
【図８】この発明の他の実施形態に係る自動調心ころ軸受の保持器を示す拡大断面図である。
【図９】従来における内輪に中鍔を有するタイプの複列自動調心ころ軸受の一部を示す断面図である。
【図１０】図９において、Ｘで示す部分の拡大図である。
【図１１】従来における内輪に中鍔を有しないタイプの複列自動調心ころ軸受の一部を示す断面図である。
【図１２】従来における保持器の内径穴形成工程を示す概略断面図である。
【図１３】図１１において、ＸＩＩＩで示す部分の拡大図である。
【符号の説明】
【００４７】
１１ａ，１１ｂ，４１，５１  保持器、１２  ポケット、１３  柱部、１４  フランジ部、１５  内径穴、１６  端部、１７，４２，５２  第一の面、１８，４３，５３  第二の面、１９，４４，５４  接触点、２１  複列自動調心ころ軸受、２２  外輪、２３  内輪、２４ａ，２４ｂ  球面ころ、２５  案内輪、２６，２７  軌道面、２８ａ，２８ｂ  転動面、２９ａ，２９ｂ  内径面、３０  外径面、３１  内径穴兼鈍角形成冶具、３２  上型プレス、３３  パンチ、３４  ダイ、３５  ストレート部、３６  傾斜部、４５  角部。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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