(57)【要約】【課題】シェル形の外輪を有するころ軸受において、外輪の軸方向寸法の縮小化を図るとともに、外輪の厚みを厚くする場合でも精度よく加工しやすい形状とする。【解決手段】シェル形の外輪４の軸方向一端に設けている第２屈曲片４ｃを、径方向に沿う面Ｘよりも外輪４の内側へ倒れこむように屈曲することで、径方向斜め内向き姿勢にしている。この第２屈曲片４ｃの先端側に、針状ころ５の軸方向変位に伴い当該針状ころ５の端面に対して面で接触しうる案内面８ｃを設けている。このように、外輪４の第２屈曲片４ｃを従来例のように大きく折り返さずに斜め姿勢にしているから、従来例に比べて軸方向寸法を小さくすることができ、しかも仮に外輪４の強度アップのために当該外輪４の厚みを厚くする場合においても精度よく加工できるようになる。【選択図】　　　図３
2004108513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外筒とそれに挿通される軸体との間に形成される環状空間に配置されるころ軸受であって、
前記外筒の内周面に嵌合固定されかつ金属板をプレス加工して製作されるシェル形の外輪と、この外輪の内周に配置されかつ前記軸体の外周面を内輪軌道とする複数のころとを含み、
前記外輪の少なくとも軸方向一側に、径方向に沿う面よりも外輪の内側へ倒れこむように屈曲された径方向斜め内向きの屈曲片が設けられており、この屈曲片の先端側に、回転するころの軸方向変位に伴い当該ころの端面に対して面で接触しうる案内面が設けられている、ころ軸受。
【請求項２】
前記ころの端面が、当該ころの回転軸線に対して直交する面に対してほぼ平行な形状とされており、
前記屈曲片の先端側に設けてある案内面が、前記屈曲片の先端の内側角部に設けられるテーパ状の面取りからなる、請求項１のころ軸受。
【請求項３】
前記外輪の内周に収納されて円周数ヶ所に前記ころを保持する保持器リングをさらに含み、
この保持器リングの軸方向一端が、前記ころそれぞれの中心を結ぶ円の直径よりも小さくかつ前記外輪の屈曲片の内径側に所定隙間を介して配置されており、
前記屈曲片の先端側に、前記保持器リングの外周面に対して面で接触しうる案内面が設けられている、請求項１または２のころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ころ軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来例として、図８に示すような針状ころ軸受がある（例えば特許文献１参照）。図中、８１は針状ころ軸受の全体、８２はシェル形の外輪、８３は複数の針状ころ、８４は保持器リングである。
【０００３】
外輪８２は、一枚の金属板をプレス加工することにより製作されるもので、円筒部８２ａの軸方向両側に屈曲片８２ｂ，８２ｃが設けられている。この屈曲片８２ｂ，８２ｃは、円筒部８２ａに対して１８０度屈曲されることで、上半分の断面が横向きのＵ字形になっている。
【０００４】
上記２つの屈曲片８２ｂ，８２ｃの先端面が針状ころ８３の案内面になっており、また、２つの屈曲片８２ｂ，８２ｃの内周面が保持器リング８４の案内面になっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−２６４９３０号公報（図１５、図１６）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記針状ころ軸受８１は、屈曲片８２ｂ，８２ｃの強度が高い点、屈曲片８２ｂ，８２ｃによる針状ころ８３および保持器リング８４のガイドが良好となる点において、優れている。
【０００７】
しかしながら、屈曲片８２ｂ，８２ｃを円筒部８２ａに対して１８０度屈曲させているために、これらの屈曲片８２ｂ，８２ｃの軸方向長さ分について、針状ころ８３の長さが規定される場合には針状ころ軸受８１の総長さが長くなってしまい、また、針状ころ軸受８１の総長さが制約される場合には針状ころ８３の長さが短くなってしまう。しかも、屈曲片８２ｂ，８２ｃを円筒部８２ａに対して１８０度屈曲させる状態を確保するときの加工を容易とするために、現状では外輪４全体の厚みを可能な範囲でできるだけ薄くしているが、例えば外輪８２に対して過大な衝撃荷重が加わるような条件では、外輪８２が破損するおそれがある。このことに対しては、外輪８２の厚みを可及的に厚くすればよいのであるが、あまり厚くすると、外輪８２の軸方向両側の屈曲片８２ｂ，８２ｃを円筒部８２ａに対して１８０度屈曲した状態にすることがきわめて困難になる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、外筒とそれに挿通される軸体との間に形成される環状空間に配置されるころ軸受であって、前記外筒の内周面に嵌合固定されかつ金属板をプレス加工して製作されるシェル形の外輪と、この外輪の内周に配置されかつ前記軸体の外周面を内輪軌道とする複数のころとを含む。前記外輪の少なくとも軸方向一側に、径方向に沿う面よりも外輪の内側へ倒れこむように屈曲された径方向斜め内向きの屈曲片が設けられており、この屈曲片の先端側に、回転するころの軸方向変位に伴い当該ころの端面に対して面で接触しうる案内面が設けられている。
【０００９】
なお、上記外筒とは、ころ軸受の外径側に配置される筒状の部材のことである。また、上記軸体とは、ころ軸受の内径側に配置される部材のことであり、中空部材や中実部材のいずれであってもよい。
【００１０】
この場合、外輪の少なくとも軸方向一側に設ける屈曲片を従来例のように大きな角度（１８０度）をつけて屈曲させていないから、従来例に比べて軸方向寸法を小さくするうえで有利となる。しかも、仮に外輪の強度アップのために当該外輪の厚みを厚くする場合においても精度よく加工しやすくなる。また、前記屈曲片に対してころが干渉したときでも、ころの端面が前記屈曲片の先端側に設けた案内面に対してエッジ当たりせずに面当たりするから、ころの回転調子に悪影響を与えずに済む。
【００１１】
ところで、上記ころの端面を、当該ころの回転軸線に対して直交する面に対してほぼ平行な形状とし、前記屈曲片の先端側に設けてある案内面を、前記屈曲片の先端の内側角部に設けられるテーパ状の面取りからなるものとすることができる。この場合、ころが軸方向に変位して屈曲片に干渉したときに、屈曲片の先端側がころの端面に対してエッジ当たりせずに面当たりすることになるので、ころの回転調子に悪影響を与えずに済む。
【００１２】
また、上記ころ軸受について、外輪の内周に収納されて円周数ヶ所に前記ころを保持する保持器リングをさらに含む構成とし、この保持器リングの軸方向一端を、前記ころそれぞれの中心を結ぶ円の直径よりも小さくかつ前記外輪の屈曲片の内径側に所定隙間を介して配置し、前記屈曲片の先端側に、前記保持器リングの外周面に対して面で接触しうる案内面を設けることができる。この場合、保持器リングの周速を遅くできるので、保持器リングが外輪の屈曲片の案内面に対して干渉したときに、保持器リングと外輪の屈曲片との摩耗や発熱を抑制することが可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１から図４に本発明の実施形態１を示している。この実施形態１では、ころ軸受として針状ころ軸受を例に挙げる。図に示すように、外筒１の内周に軸体２を同心状に挿通し、この外筒１と軸体２との間の環状空間に針状ころ軸受３が介装される。
【００１４】
詳しくは、針状ころ軸受３は、シェル形の外輪４と、複数の針状ころ５と、保持器リング６とを含む構成である。
【００１５】
シェル形の外輪４は、外筒１の内周面に対して例えば圧入により嵌合固定されるもので、円筒部４ａの軸方向両側に屈曲片４ｂ，４ｃが設けられている。このシェル形の外輪４は、一枚の金属板（薄鋼板など）をプレス加工により屈曲して製作されるものである。
【００１６】
針状ころ５は、その両端面が回転軸線に対して直交する面に対してほぼ平行な形状とされており、外周面と端面との角部が丸く面取りされている。なお、針状ころ５の端面は、ほぼ平行であるが、多少波打った形状になったものでもよい。この針状ころ５は、外輪４の２つの屈曲片４ｂ，４ｃで軸方向への変位量が規制されている。なお、針状ころ５の端面と２つの屈曲片４ｂ，４ｃとの間には所定の隙間が設けられている。
【００１７】
保持器リング６は、円筒形の部材の円周数ヶ所に径方向内外に貫通するポケット６ａを設けた形状であり、外輪４の屈曲片４ｂ，４ｃの内径側に配置されている。詳しくは、保持器リング６の外径は、図２に示すように、針状ころ５それぞれの中心を結ぶ円の直径（ＰＣＤ）よりも小さく設定されるとともに、ポケット６ａの周方向幅Ｗが針状ころ５の直径Ｒよりも小さく設定されることによって、針状ころ５が保持器リング６のポケット６ａから内径側へ抜け出ないようになっている。この保持器リング６は、一枚の金属板（薄鋼板など）をプレス加工により屈曲して製作されるものである。
【００１８】
ところで、上記シェル形の外輪４において、第１の屈曲片４ｂは、円筒部４ａと同じ厚みに設定されているが、第２の屈曲片４ｃや円筒部４ａにおいて第２の屈曲片４ｃ寄りの領域は、円筒部４ａの軌道面領域の厚みよりも薄く設定されている。このように第２の屈曲片４ｃを薄肉にしている理由は、この第２の屈曲片４ｃが外輪４をプレス加工により有底円筒形に絞り成形した後で、曲げ加工されるものであり、この後曲げ作業を容易とするためである。
【００１９】
この実施形態では、上記軸方向両側に設けてある屈曲片４ｂ，４ｃの屈曲形状を工夫している。
【００２０】
つまり、屈曲片４ｂ，４ｃは、図３に示すように、径方向に沿う面Ｘよりも外輪４の内側へ倒れこむように屈曲されることで、径方向斜め内向き姿勢にされている。なお、円筒部４ａに対する屈曲片４ｂ，４ｃの屈曲角θ１は、９０度を越えて１８０度未満、好ましくは、１３５度に設定することができる。前記屈曲角θ１を１３５度に設定する場合、径方向に沿う面Ｘと屈曲片４ｂ，４ｃの中心線Ｙとで挟む角度θ２は４５度になる。
【００２１】
そして、上記外輪４における屈曲片４ｂ，４ｃの先端面７ｂ，７ｃは、ともに針状ころ５それぞれの中心を結ぶ円の直径（ＰＣＤ）や保持器リング６の外周面に対してほぼ平行に設定されている。この屈曲片４ｂ，４ｃの先端面７ｂ，７ｃは、保持器リング６が径方向に変位したときに、保持器リング６の外周面に対して面で接触して保持器リング６を案内する案内面となる。
【００２２】
また、外輪４の屈曲片４ｂ，４ｃの先端において内側の角部には、上記径方向に沿う面Ｘに対してほぼ平行なテーパ状の面取り８ｂ，８ｃが形成されている。この面取り８ｂ，８ｃは、針状ころ５が軸方向に変位したときに、針状ころ５のほぼ平坦な端面に対して面で接触して針状ころ５を案内する案内面となる。この屈曲片４ｂ，４ｃの面取り８ｂ，８ｃは屈曲片４ｂ，４ｃの先端面７ｂ，７ｃに対してほぼ直交している。
【００２３】
なお、上記第１屈曲片４ｂは、外輪４を一枚の金属板からプレス加工で絞る過程で屈曲形成される。また、上述した第２の屈曲片４ｃと円筒部４ａにおいて第２の屈曲片４ｂ寄りの薄肉領域は、外輪４を一枚の金属板からプレス加工で絞る前の段階でプレス加工により潰すことにより形成するか、あるいは前記段階において切削加工により形成することができる。また、第２屈曲片４ｂの先端面７ｂ，７ｃや面取り８ｂ，８ｃは、プレス加工などで押し潰したり、あるいは切削加工などにより削ったりすることで形成することができる。
【００２４】
以上説明した実施形態１では、上記外輪４の屈曲片４ｂ，４ｃについて従来例のように折り返さずに斜め姿勢にしているから、従来例に比べて軸方向寸法を小さくすることができる。しかも、外輪４の強度アップのために当該外輪４の厚みを厚くする場合においても精度よく加工できるようになる。ちなみに、上記実施形態１で示した外輪４については、強度アップのために、円筒部４ａおよび第１屈曲片４ｂの厚みを図１０に示す従来例に比べて５０％厚くしている。但し、外輪４の厚みを厚くしない場合には、前述したように針状ころ軸受３を軸方向でコンパクトにできるという点で従来例よりも優れている。
【００２５】
また、上記外輪４の屈曲片４ｂ，４ｃの先端側に、針状ころ５の案内用の面取り８ｂ，８ｃと保持器リング６の案内用の面７ｂ，７ｃを設けているので、図４に示すように、屈曲片４ｂ，４ｃに対して針状ころ５が軸方向に変位して干渉したときや保持器リング６が径方向に変位して干渉したときに、屈曲片４ｂ，４ｃに対して針状ころ５の端面や保持器リング６の外周面をエッジ当たりさせずに面当たりさせることができる。そのため、針状ころ５や保持器リング６の回転調子に悪影響を与えずに済むので、針状ころ軸受３の転がり特性の安定化に貢献できる。
【００２６】
このように、上記実施形態の針状ころ軸受３は、従来例の針状ころ軸受の優れた点を継承しながら、軸方向でのコンパクト化と、外輪４の強度アップとを図ることができる。
【００２７】
なお、本発明は上述した実施形態のみに限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【００２８】
（１）図５に本発明の実施形態２を示している。この実施形態２では、上記実施形態１で示した外輪４の第２屈曲片４ｃの先端面７ｃを、当該第２屈曲片４ｃの中心線Ｙに対して直交させているとともに、この第２屈曲片４ｃの先端において内側角部と外側角部にテーパ状の面取り９ｃ１，９ｃ２を形成している。なお、第１屈曲片４ｂの姿勢や形状については、上記実施形態１と同じにしている。詳しくは、上記内側角部の面取り９ｃ１は、針状ころ５の端面に対してほぼ平行に、また、上記外側角部の面取り９ｃ２は、保持器リング６の外周面に対してほぼ平行にそれぞれ設定されている。例えば、径方向に沿う面Ｘと第２屈曲片４ｃの中心線Ｙとで挟む角度θ２を４５度とする場合、第２屈曲片４ｃの先端面７ｃと針状ころ５それぞれの中心を結ぶ円の直径（ＰＣＤ）とで挟む角度θ３は４５度に、また、面取り９ｃ１，９ｃ２と前記先端面７ｃとで挟む角度θ４はそれぞれ４５度に設定される。これにより、針状ころ５や保持器リング６が第２屈曲片４ｃに対して干渉したときに、エッジ当たりせずに、面で接触することになるので、針状ころ５や保持器リング６の回転調子に悪影響を与えずに済む。なお、第１屈曲片４ｂの姿勢や形状については、この項目で説明した第２屈曲片４ｃと同様の構成にしてもよい。
【００２９】
（２）図６に本発明の実施形態３を示している。この実施形態３では、上記実施形態１で示した外輪４の第２屈曲片４ｃの先端全体に丸い面取り１０を形成している。なお、第１屈曲片４ｂの姿勢や形状については、上記実施形態１と同じにしている。この場合、第２屈曲片４ｃの先端に対して針状ころ５や保持器リング６が干渉したときに、エッジ当たりせずに、線または面で接触することになるので、針状ころ５や保持器リング６の回転調子に悪影響を与えずに済む。なお、第１屈曲片４ｂの姿勢や形状については、この項目で説明した第２屈曲片４ｃと同様の構成にしてもよい。
【００３０】
（３）図７に本発明の実施形態４を示している。この実施形態４では、上記実施形態１で示した外輪４の第１屈曲片４ｂを、径方向に沿う姿勢、つまり円筒部４ａに対してほぼ９０度に設定している。なお、第２屈曲片４ｃの姿勢や形状については、上記実施形態１と同じにしている。詳しくは、第１屈曲片４ｂの先端面７ｂは、針状ころ５それぞれの中心を結ぶ円の直径（ＰＣＤ）に対してほぼ平行に設定されている。なお、第２屈曲片４ｃの姿勢や形状については、上記実施形態２や３と同様の構成にしてもよい。
【００３１】
（４）上記実施形態１から４に示した保持器リング６については、合成樹脂を射出成形することにより製作されるものとしてもよい。この場合、プレス加工で製作する場合に比べて簡単かつローコストで製作できる。しかも、保持器リング６を合成樹脂で製作した場合には、当該保持器リング６が外輪４の屈曲片４ｂ，４ｃに対してすべり接触したときに、金属どうしのすべり接触とならないので、外輪４が損傷しにくくなる点で有利となる。なお、保持器リング６の素材とする合成樹脂については、高強度、高耐熱性を有する合成樹脂、例えばＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ナイロン４６、ナイロン６６などとすることができる。
【００３２】
（５）上記実施形態１から４に示す針状ころ軸受３において、保持器リング６を用いていないものも本発明に含まれる。また、上記実施形態１から４では、針状ころ軸受３を例に挙げたが、ころ軸受とすることができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明では、シェル形の外輪の少なくとも軸方向一側に設ける屈曲片を従来例のように大きく折り返さずに斜め姿勢にしているから、従来例に比べて軸方向寸法を小さくすることができる。しかも、仮に外輪の強度アップのために当該外輪の厚みを厚くする場合においても精度よく加工できるようになる。また、前記屈曲片に対してころが干渉したときでも、ころの端面が前記屈曲片の先端側に設けた案内面に対してエッジ当たりせずに面当たりするから、ころの回転調子に悪影響を与えずに済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る針状ころ軸受の上半分を示す断面図
【図２】図１の（２）−（２）線断面の矢視図
【図３】図１の第２屈曲片を拡大して示す図
【図４】図３において針状ころおよび保持器リングが第２屈曲片に干渉した状態を示す図
【図５】本発明の実施形態２に係る針状ころ軸受で、図３に対応する図
【図６】本発明の実施形態３に係る針状ころ軸受で、図３に対応する図
【図７】本発明の実施形態４に係る針状ころ軸受の上半分を示す断面図
【図８】従来例の針状ころ軸受の上半分を示す断面図
【符号の説明】
１　　　外筒　　　　　　　　　　２　　　軸体
３　　　針状ころ軸受　　　　　　４　　　シェル形の外輪
５　　　針状ころ　　　　　　　　６　　　保持器リング
４ｂ　　外輪の第１屈曲片　　　　４ｃ　　外輪の第２屈曲片
８ｃ　　第２屈曲片の面取り
【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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