(57)【要約】【課題】転がり軸受の製造コストの低減を可能にするとともに、組立ておよび組立て後の取り外しを容易にすることにより、転がり軸受の組立ておよび補修等を容易にすることが可能な転がり軸受用ころおよび転がり軸受を提供する。【解決手段】転がり軸受用ころ３０は、回転軸Ａを軸として自転することにより転動する転がり軸受用ころであって、回転軸Ａに垂直な断面の形状が円形である外周面３１Ａと、外周面３１Ａに交差するように形成された一対の端面３１Ｂとを有する本体部３１と、球形状を有するボール３２とを備えている。そして、本体部３１の一対の端面３１Ｂの各々には、回転軸Ａを含む位置に凹部３１Ｃが形成されている。ボール３２は、中心Ｃが回転軸Ａ上に位置するとともに一部が端面３１Ｂから突出するように、凹部３１Ｃの各々に嵌め込まれている。【選択図】図１
2007224952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を軸として自転することにより転動する転がり軸受用ころであって、
前記回転軸に垂直な断面の形状が円形である外周面と、前記外周面に交差するように形成された一対の端面とを有する本体部と、
球形状を有するボールとを備え、
前記本体部の前記一対の端面の各々には、前記回転軸を含む位置に凹部が形成され、
前記ボールは、中心が前記回転軸上に位置するとともに一部が前記端面から突出するように、前記凹部の各々に嵌め込まれている、転がり軸受用ころ。
【請求項２】
前記ボールの前記中心が、前記凹部の内部に位置するように、前記ボールは配置されている、請求項１に記載の転がり軸受用ころ。
【請求項３】
円環状の形状を有する保持器と、
前記保持器により保持され、円環状の軌道上に配置された複数のころとを備え、
前記ころは、請求項１または２に記載の転がり軸受用ころである、転がり軸受。
【請求項４】
前記保持器は、前記複数のころの各々の間に位置するとともに前記回転軸に沿って延びるように形成された保持器柱部を含んでおり、前記複数のころの前記回転軸と垂直方向での断面において、前記複数のころの前記回転軸を含む円であるころピッチ円よりも外側に、前記保持器柱部は形成されている、請求項３に記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は転がり軸受用ころおよび転がり軸受に関し、より特定的には、回転軸を軸として自転することにより転動する転がり軸受用ころ、および当該転がり軸受用ころを備えた転がり軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
転動体としてのころを備えた転がり軸受（ころ軸受）においては、ころ同士の衝突やころのスキューを回避する目的で、ころを保持する保持器が使用される場合が多い。この場合、保持器からのころの脱落に起因した不具合を防止するため、保持器に対してころを安定して保持可能とするころおよび保持器の設計が必要となる。
【０００３】
これに対し、たとえば両端に凹部を有する複数のころを挟んで対向して配置されるとともに、当該複数のころの凹部に嵌まって複数のころの端部を支持する複数の凸部をそれぞれに有する一対の円環状側板を備えるスタッドタイプの保持器において、隣接するころところとの間の位置で一対の円環状側板間に掛け渡されて当該一対の円環状側板に固定される薄板状のステーを備えるスタッドタイプ保持器が提案されている。これにより、高い負荷能力を有するころ軸受を実現できるスタッドタイプ保持器を提供することができる（たとえば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−１４５７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述の特許文献１に開示されたころおよび保持器の構成では、保持器の側板にころの数に対応した複数の凸部を形成する必要があり、加工に要する手間が多く、加工コストの上昇を招来する。また、当該凸部と、ころの端面に形成された凹部とを嵌め合わせて複数のころを保持器に取り付けていく必要があるため、組立てに手間がかかり、組立てコストも上昇する。その結果、上記ころおよび保持器の構成では、ころおよび保持器を備えた軸受の製造コストが上昇するおそれがある。さらに、組立て後の取り外しも容易であるとはいえず、軸受の補修等が容易ではないという問題点もある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、転がり軸受の製造コストの低減を可能にするとともに、組立ておよび組立て後の取り外しを容易にすることにより、転がり軸受の組立ておよび補修等を容易にすることが可能な転がり軸受用ころおよび転がり軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に従った転がり軸受用ころは、回転軸を軸として自転することにより転動する転がり軸受用ころであって、回転軸に垂直な断面の形状が円形である外周面と、外周面に交差するように形成された一対の端面とを有する本体部と、球形状を有するボールとを備えている。そして、本体部の一対の端面の各々には、回転軸を含む位置に凹部が形成されている。さらに、ボールは、中心が軸受用ころの回転軸上に位置するとともに一部が前記端面から突出するように、本体部の凹部の各々に嵌め込まれている。
【０００７】
本発明の転がり軸受用ころによれば、本体部は、一般的な転がり軸受用ころの端面に対してドリル穿孔等により凹部を形成することで、従来の生産設備を利用して安価に大量生産することができる。また、ボールは、一般的な転がり軸受用ボールをそのまま利用することができるため、安価に大量生産することができる。そして、当該ボールを本体部の凹部に圧入等の簡便な方法により嵌め込むことで、端面に突起を有する転がり軸受用ころを安価に大量生産することができる。
【０００８】
また、当該突起は表面が滑らかな球面形状を有しているため、保持器への取り付けの際、たとえば圧入による取り付けが容易となる。また、同様に保持器に取り付けられた転がり軸受用ころの取り外しも容易となる。
【０００９】
以上より、本発明の転がり軸受用ころによれば、転がり軸受の製造コストの低減を可能にするとともに、組立ておよび補修等を容易にすることが可能な転がり軸受用ころを提供することができる。
【００１０】
上記転がり軸受用ころにおいて好ましくは、ボールの中心が、凹部の内部に位置するように、ボールは配置されている。ボールの中心が、凹部の内部に位置することにより、ボールと保持器とが接触した場合に、本体部からボールが脱落する向きの力がボールに作用しにくくなり、本体部からのボールの脱落が防止される。
【００１１】
本発明に従った転がり軸受は、円環状の形状を有する保持器と、保持器により保持され、円環状の軌道上に配置された複数のころとを備えている。そして、当該ころは、上述の転がり軸受用ころである。
【００１２】
本発明の転がり軸受によれば、上述の低コストかつ組立ておよび補修等が容易な転がり軸受用ころを備えることにより、製造コストの低減を可能にするとともに、組立ておよび補修等を容易にすることが可能な転がり軸受を提供することができる。
【００１３】
上記転がり軸受において好ましくは、保持器は、複数のころの各々の間に位置するとともに、ころの回転軸に沿って延びるように形成された保持器柱部を含んでいる。そして、複数のころの回転軸と垂直な方向での断面において、複数のころの回転軸を含む円であるころピッチ円よりも外側に、上記保持器柱部は形成されている。
【００１４】
これにより、保持器柱部のころピッチ円方向における幅を保持器の剛性を確保可能な幅に維持しつつ、保持器によって保持可能なころの数を増加させることができる。その結果、転がり軸受の負荷容量を向上させることができる。なお、保持器柱部は、ころの回転軸の方向と平行に延びるように形成されてもよいし、交差する方向に延びるように形成されてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
以上の説明から明らかなように、本発明の転がり軸受用ころおよび転がり軸受によれば、軸受の製造コストの低減を可能にするとともに、組立ておよび組立て後の分解を容易にすることにより、軸受の組立ておよび補修等を容易にすることが可能な転がり軸受用ころおよび転がり軸受を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【００１７】
図１は、本発明の一実施の形態における転がり軸受用ころの構成を示す概略図である。図１を参照して、本発明の一実施の形態における転がり軸受用ころの構成について説明する。
【００１８】
図１を参照して、本発明の一実施の形態における転がり軸受用ころとしてのころ３０は、回転軸Ａを軸として自転することにより転動する転がり軸受用ころであって、回転軸Ａに垂直な断面の形状が円形である外周面３１Ａと、外周面３１Ａに交差するように形成された一対の端面３１Ｂとを有する本体部３１と、球形状を有するボール３２とを備えている。そして、本体部３１の一対の端面３１Ｂの各々には、回転軸Ａを含む位置に凹部３１Ｃが形成されている。ボール３２は、中心Ｃが回転軸Ａ上に位置するとともに一部が端面３１Ｂから突出するように、凹部３１Ｃの各々に嵌め込まれている。
【００１９】
以上の構成により、本体部３１は、一般的な転がり軸受用ころの端面に対してドリル穿孔等により凹部３１Ｃを形成することで、従来の生産設備を利用して安価に大量生産することができる。また、ボール３２は、一般的な転がり軸受用ボールをそのまま利用することができるため、安価に大量生産することができる。そして、ボール３２を本体部３１の凹部３１Ｃに圧入等の簡便な方法により嵌め込むことで、本体部３１とボール３２との自動組立ても可能となり、端面３１Ｂに突起としてのボール３２の一部が突出したころ３０を安価に大量生産することができる。
【００２０】
また、当該突起としてのボール３２の一部は表面３２Ａが滑らかな球面形状を有しているため、保持器への取り付けの際、たとえば圧入による取り付けが容易である。また、同様に保持器に取り付けられたころ３０の取り外しも容易である。
【００２１】
以上のように、本発明の一実施の形態におけるころ３０は、製造コストの低減が可能であるとともに、組立ておよび補修等が容易となっている。
【００２２】
さらに、上記ころ３０においては、ボール３２の中心Ｃが、凹部３１Ｃの内部に位置するように、ボール３２が配置されている。すなわち、ボール３２の中心Ｃは、一対の端面３１Ｂの間に位置している。その結果、ボール３２は、一部が端面３１Ｂから突出するように凹部３１Ｃに嵌め込まれており、突出の高さは、ボール３２の半径よりも小さくなっている。
【００２３】
これにより、ボール３２と保持器とが接触した場合に、本体部３１からボール３２が脱落する向きの力がボール３２に作用しにくくなり、本体部３１からのボール３２の脱落が防止されている。すなわち、ボール３２が凹部３１Ｃに安定して保持されるとともに、保持器の壁面とボール３２の表面３２Ａとが接触した場合、ボール３２が凹部３１Ｃに押し込まれる向きの力を受けやすくなり、本体部３１からのボール３２の脱落の可能性が抑制されている。
【００２４】
図２は、図１の転がり軸受用ころを備えた本発明の一実施の形態における転がり軸受としてのラジアルころ軸受の概略断面図である。また、図３は、図２の線分ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う概略部分断面図である。図２および図３を参照して、本発明の一実施の形態における転がり軸受用ころを備えた転がり軸受としてのラジアルころ軸受の構成について説明する。
【００２５】
図２および図３を参照して、ラジアルころ軸受１は、円環状の形状を有する外輪１０と、外輪１０の内側に配置された円環状の形状を有する内輪２０と、円環状の形状を有する保持器４０と、保持器４０により保持され、円環状の軌道上に配置された複数のころ３０とを備えている。ここで、ころ３０の本体部３１の端面３１Ｂに形成された凹部３１Ｃに嵌め込まれたボール３２の、端面３１Ｂから突出している部分が、保持器４０を構成する板状かつ円環状の一対の側壁部４２の内壁に形成された保持器凹部４２Ａに嵌め込まれることにより、ころ３０は保持器４０に対して保持されている。
【００２６】
外輪１０の内周面には外輪転走面１０Ａが形成されており、内輪２０の外周面には内輪転走面２０Ａが形成されている。そして、内輪転走面２０Ａと外輪転走面１０Ａとが互いに対向するように、外輪１０と内輪２０とは配置されている。さらに、ころ３０は、内輪転走面２０Ａおよび外輪転走面１０Ａにその外周面３１Ａが接触し、かつ保持器４０により周方向に所定のピッチで配置されることにより円環状の軌道上に転動自在に保持されている。以上の構成により、ラジアルころ軸受１の外輪１０および内輪２０は、互いに相対的に回転可能となっている。そして、ラジアルころ軸受１は、上述の低コストかつ組立ておよび補修等が容易なころ３０を備えることにより、製造コストの低減が可能であるとともに、組立ておよび補修等が容易となっている。
【００２７】
さらに、ラジアルころ軸受１においては、保持器４０は、複数のころ３０の各々の間に位置するとともに、一対の側壁部４２を架橋し、ころ３０の回転軸Ａに沿って延びるように形成された保持器柱部４１を含んでいる。そして、複数のころ３０の回転軸Ａと垂直な方向での断面において、図３に示すように複数のころ３０の回転軸Ａを含む円であるころピッチ円Ｐよりも外側に、上記保持器柱部４１は形成されている。
【００２８】
これにより、保持器柱部４１のころピッチ円Ｐに沿った方向における幅を保持器４０の剛性を確保可能な幅に維持しつつ、保持器４０によって保持可能なころ３０の数を増加させることが可能となっている。すなわち、保持器柱部４１がころピッチ円Ｐよりも内側にある場合、保持器柱部４１のころピッチ円Ｐに沿った方向における幅を保持器４０の剛性を確保可能な幅に維持するためには、隣り合うころ３０の間隔を大きくする必要がある。これに対し、保持器柱部４１がころピッチ円Ｐよりも外側に形成されていることにより、上述の保持器柱部４１の幅が確保し易くなり、保持器４０によって保持可能なころ３０の数を増加させることが可能となっている。その結果、ころ３０の数が増加することにより、ラジアルころ軸受１の負荷容量が向上している。
【００２９】
次に、本発明の一実施の形態における転がり軸受用ころおよび転がり軸受としてのラジアルころ軸受の製造方法について説明する。図４は、本発明の一実施の形態における転がり軸受用ころおよび転がり軸受としてのラジアルころ軸受の製造方法の概略を示す図である。図４を参照して、本発明の一実施の形態における転がり軸受用ころおよび転がり軸受としてのラジアルころ軸受の製造方法について説明する。
【００３０】
図４を参照して、まず、ころ３０の本体部３１を形成する本体部形成工程が実施される。本体部形成工程は、素材を加工することにより成型し、ころ３０の本体部３１の概略形状を有する部材を作製する本体部成形工程と、本体部成形工程において作製されたころ３０の本体部３１の概略形状を有する部材の端面３１Ｂに凹部３１Ｃを形成する凹部形成工程と、凹部形成工程において凹部３１Ｃが形成された本体部３１が焼入硬化される焼入硬化工程と、焼入硬化工程において焼入硬化された本体部３１に対して仕上げ加工が施される仕上げ工程とを含んでいる。
【００３１】
具体的には、たとえば、本体部形成工程においては、素材となる鋼製の線材に対して、切断、鍛造、旋削等の加工が施されることにより、本体部３１の概略形状を有する部材が作製される。この本体部形成工程は、一般的なころ軸受用のころの製造設備を使用し、一般的なころの製造工程と同様に実施することができる。そして、凹部形成工程においては、本体部成形工程において作製された本体部３１の概略形状を有する部材の端面３１Ｂに対し、たとえばドリルによる穴あけ加工を実施することにより、ボール３２の半径よりも深さが深い凹部３１Ｃが形成される。凹部３１Ｃの深さは、端面３１Ｂからのボール３２の所望の突出高さを考慮して、たとえばボール３２の半径よりも深く、かつ直径よりも浅くなるように決定することができる。この凹部形成工程も、一般的なドリル加工装置を用いて実施することができる。
【００３２】
さらに、図４を参照して、焼入硬化工程においては、たとえば、本体部３１の表層部に脱炭が生じないようにカーボンポテンシャルが調整された雰囲気中において、本体部３１が８００℃以上８７０℃以下の温度、たとえば８５０℃に加熱され、２０分間以上１２０分間以下の時間、たとえば５０分間保持される。その後、たとえば油中に浸漬されることにより急冷され、焼入が完了する。さらに、本体部３１は、１５０℃以上２００℃以下の温度、たとえば１８０℃に加熱され、６０分間以上１８０分間以下の時間、たとえば１２０分間保持されることにより、焼戻される。以上の工程により、焼入硬化工程が完了する。
【００３３】
さらに、図４を参照して、焼入硬化工程が実施された本体部３１に対して仕上げ加工が施される仕上げ工程が実施される。具体的には、たとえば、本体部３１の外周面３１Ａが研磨されることにより、本体部３１が仕上げられる。
【００３４】
一方、図４を参照して、本体部形成工程とは別に、ボール形成工程が実施される。具体的には、たとえば、素材となる鋼製の線材に対して、切断、鍛造等の加工が施されることにより、鋼製のボールが作製される。このボール形成工程は、一般的な玉軸受用の玉の製造設備を用い、一般的な玉軸受用の玉と同様の製造工程により実施することができる。
【００３５】
次に、図４を参照して、本体部形成工程において作製された本体部３１の凹部３１Ｃに、ボール形成工程において作製されたボール３２が嵌め込まれるボール嵌め込み工程が実施される。具体的には、たとえば、本体部３１の凹部３１Ｃに対して、ボール３２が圧入されることにより、凹部３１Ｃにボール３２が嵌め込まれる。以上の工程により、本実施の形態におけるころ３０が完成する。
【００３６】
次に、図４を参照して、上述の工程により完成したころ３０が別途作製された保持器４０に嵌め込まれるころ嵌め込み工程が実施される。具体的には、たとえば図２を参照して、保持器４０を構成する一対の円環状の側壁部４２の内壁に形成された保持器凹部４２Ａに、端面３１Ｂから突出しているボール３２の一部が嵌め込まれるように、複数のころ３０が保持器４０に圧入される。圧入は、保持器４０の弾性変形を利用して実施することができるが、保持器４０が塑性変形した場合は、保持器４０を加締め加工することにより塑性変形前の形状に戻すことができる。
【００３７】
次に、図４を参照して、たとえば、ころ嵌め込み工程が実施されて一体化された複数のころ３０および保持器４０と、外輪１０および内輪２０とが組合わされることにより、ラジアルころ軸受１が組立てられる組立て工程が実施される。以上の工程により、本実施の形態のラジアルころ軸受１が完成する。
【００３８】
以上のように、本実施の形態のラジアルころ軸受の製造方法によれば、一般的な転がり軸受の製造設備および製造方法を用いて、本発明の転がり軸受用ころ、および転がり軸受を製造することができ、製造工程の一部または全部を自動化することも可能である。
【００３９】
なお、上述の実施の形態においては、本体部のみが焼入硬化される焼入硬化工程が実施された後、ボール嵌め込み工程において焼入硬化されていないボールが嵌め込まれる場合について説明したが、本発明の転がり軸受用ころはこれに限られない。たとえば、ボール嵌め込み工程を実施した後、焼入硬化工程が実施されて本体部だけでなくボールも焼入硬化されてもよいし、別途焼入硬化された後、焼戻が実施されることにより所望の硬度に調整されたボールが嵌め込まれてもよい。
【００４０】
本発明の転がり軸受の使用環境を考慮し、ボールの耐摩耗性を重視する場合には、本体部とともにボールも焼入硬化されていることが好ましく、ボールの嵌め込みによる本体部の変形や残留応力の低減を重視する場合には、焼入硬化されていないボールが焼入硬化工程の後に本体部に嵌め込まれることが好ましい。また、ボールの耐摩耗性と、本体部の変形や残留応力の低減とのバランスを重視する場合には、焼戻が実施されることにより所望の硬度に調整されたボールが焼入硬化工程の後に本体部に嵌め込まれることが好ましい。
【００４１】
また、上述の実施の形態においては、軌道部材としての外輪および内輪を備えた転がり軸受について説明したが、本発明の転がり軸受はこれに限られず、たとえば外輪および内輪の一方または両方が省略され、当該転がり軸受に隣接して配置される軸、ハウジングなどの他の部材の表面をころが転動するように構成されていてもよい。
【００４２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の転がり軸受用ころおよび転がり軸受は、回転軸を軸として自転することにより転動する転がり軸受用ころ、および当該転がり軸受用ころを備えた転がり軸受に特に有利に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施の形態における転がり軸受用ころの構成を示す概略図である。
【図２】図１の転がり軸受用ころを備えた本発明の一実施の形態における転がり軸受としてのラジアルころ軸受の概略断面図である。
【図３】図２の線分ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う概略部分断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態における転がり軸受用ころおよび転がり軸受としてのラジアルころ軸受の製造方法の概略を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  ラジアルころ軸受、１０  外輪、１０Ａ  外輪転走面、２０  内輪、２０Ａ  内輪転走面、３０  ころ、３１  本体部、３１Ａ  外周面、３１Ｂ  端面、３１Ｃ  凹部、３２  ボール、３２Ａ  表面、４０  保持器、４１  保持器柱部、４２  側壁部、４２Ａ  保持器凹部、Ａ  回転軸、Ｃ  中心、Ｐ  ころピッチ円。
【図１】
2007224952.tif 000003
【図２】
2007224952.tif 000004
【図３】
2007224952.tif 000005
【図４】
2007224952.tif 000006