JP2006038087A - スラストころ軸受ならびにその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数個のころ３を保持した保持器２と少なくとも一つのレース４とを非分離にしてなるスラストころ軸受１において、レース４と保持器２とを分離しにくくした構造を安価に提供できるようにする。
【解決手段】レース４は、ころ３の軌道面となる環状板部４１の外径側に軸方向に沿うフランジ４２を設け、このフランジ４２の先端側全周に径方向内向きへ出っ張って保持器２の外径側に軸方向で引っ掛かる輪状係止片４３を設けている。環状板部４１のみに硬化熱処理が施されていて、輪状係止片４３が環状板部４１より軟質とされている。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数個のころを保持した保持器とレースとを非分離にしたスラストころ軸受、ならびにその製造方法に関する。

この種のスラストころ軸受では、一般的に、保持器とレースとを非分離にするために、レースの外径側または内径側に軸方向に沿うフランジを設けるとともに、このフランジの先端の円周方向複数箇所に保持器の外径側または内径側に軸方向で引っ掛かる径方向内向きの爪を設けるようにしている(例えば、特許文献１参照。)。

上記レースは、一般的に、例えば環状板部の外径側または内径側のフランジを屈曲加工して得た半完成状態で、全体を熱処理して硬化しており、この後でフランジの円周方向複数箇所を高周波誘導加熱コイルで局所加熱して、加締加工することにより爪を得るようにしている。この場合、爪を形成するために局所加熱を行う必要があり、工程が増えるとともにコスト増加につながる。また、レースと保持器とを組み合わせる場合、保持器の外径側または内径側でレースの爪を歪ませて無理組みするのであるが、このように爪を歪ませているために、スラストころ軸受の搬送時に衝撃が加わることでレースと保持器とが分離するおそれがある。

これに対し、フランジの円周方向複数箇所に設けている爪の替わりに、フランジの先端側全周に輪状係止片を設けることが考えられるが、その場合、レースに保持器を組み付けることができないので、レースをそのフランジに輪状係止片を形成しない半完成状態としておいて、この半完成状態のレースに複数個のころおよび保持器からなる組品を組み合わせてから、レースのフランジに輪状係止片を形成するようにして、レースと上記組品とを非分離にしている。このような組み立てを行うためには、やはり上記同様、半完成状態のレース全体に硬化熱処理を施しておいてから、レースのフランジの先端側を局所加熱して、フランジの先端側に輪状係止片を形成する加締加工を行わなければならず、工程が増えるとともにコスト増加につながる。
実開平５−９４５２７号

本発明は、複数個のころおよび保持器からなる組品とレースとを分離しにくくした構造のスラストころ軸受を安価に提供することを解決すべき課題とする。

本発明のスラストころ軸受は、複数個のころを保持した保持器と少なくとも一つのレースとを非分離にしてなるものであって、上記レースは、ころの軌道面となる環状板部の外径側または内径側に軸方向に沿うフランジを設け、このフランジの先端側全周に上記環状板部寄りへ出っ張って上記保持器の外径側または内径側に軸方向で引っ掛かる輪状係止片を設けており、上記環状板部のみに硬化熱処理が施されていて、上記輪状係止片が環状板部より軟質とされていることを特徴としている。

なお、上記硬化熱処理とは、レースとして要求される硬度を確保するための熱処理のことである。レースの基材として用いる金属材には、その基本性質を調質するための熱処理を施しているものや、調質を目的とする熱処理を施していないもの（生材）があるが、いずれを用いたものも本発明に含まれる。このため、フランジおよび輪状係止片は、生材のまま、全く熱処理が施されていない場合と、調質目的の熱処理が施されている場合とがあるが、いずれにしても硬化熱処理が施されている環状板部に比べて軟質になっている。

この場合、フランジの先端側全周に輪状係止片を設けているから、例えば輪状係止片が変形しない限りは複数個のころおよび保持器からなる組品とレースとが分離しない。しかも、レースのころ軌道面となる環状板部のみを熱処理により硬化することによりころ軌道面の耐摩耗性を向上させているが、レースのフランジおよび輪状係止片を熱処理により硬化していないから、レースの輪状係止片を形成する前に当該レースと複数個のころおよび保持器の組品とを組み合わせることが可能になるとともに、その組み合わせ後に輪状係止片を容易に形成することが可能になる。これにより、非分離構造を安価に得ることができる。

また、本発明は、上記スラストころ軸受を製造する方法として、上記レースを、その環状板部にフランジを曲げ形成した段階で、環状板部のみに硬化熱処理を施した半完成状態としておいて、この半完成状態のレースに複数個のころおよび保持器からなる組品を組み合わせた後、上記半完成状態のレースのフランジの先端側全周を曲げることにより輪状係止片を得てレースと上記組品とを非分離とすることを特徴としている。

この場合、輪状係止片を得るにあたって、従来例のようにレースのフランジを局所加熱しないので、従来例に比べて工程数を減らすことができて製造コストを低減できる。また、レースに輪状係止片を形成する前に、このレースに複数個のころおよび保持器からなる組品を組み合わせてから、輪状係止片を形成しており、輪状係止片を従来例の爪のように歪ませないので、前記組品とレースとが分離する心配がない。

好ましくは、上記硬化熱処理は、高周波誘導加熱コイルで局所的に行うことができる。この場合、レースの環状板部以外の部分が加熱されないようにマスキングする必要がなく、作業効率がよい。

本発明のスラストころ軸受ならびにその製造方法によると、複数個のころおよび保持器からなる組品とレースとを分離しにくくした構造を安価に提供できる。

以下、本発明の最良の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、スラストころ軸受を示す平面図、図２は、図１の（２）−（２）線断面の矢視図、図３は、図１の（３）−（３）線断面の矢視図、図４は、図１の保持器のポケット周辺を拡大して示す斜視図である。

これらの図に示されるスラストころ軸受１は、保持器２と、複数のころ３と、単一のレース４とを備えている。

保持器２は、一枚の環状板から製作されたものであり、その径方向途中領域の円周方向複数箇所にころ３を収納保持する平面視略矩形のポケット２１が設けられており、円周方向で隣り合う各ポケット２１の間に柱部２２が設けられている。柱部２２は、径方向に波打つ形状に屈曲されており、径方向中間に軸方向一方に張り出す中間張り出し部２３が、径方向両側に軸方向他方に張り出す外径側張り出し部２４、内径側張り出し部２５が設けられている。

保持器２のポケット２１には、ころ３が回動自在な状態で非分離に収納保持されている。つまり、柱部２２において、中間張り出し部２３と、外径側張り出し部２４と、内径側張り出し部２５との計三ヶ所には、ポケット２１内へ向けて突出する爪２３ａ，２４ａ，２５ａが設けられており、この爪２３ａ，２４ａ，２５ａによって、各ポケット２１において径方向の三ヶ所での円周方向幅がころ３の直径寸法より小さくなっており、これによってポケット２１内からころ３が軸方向両側へ抜け出ないようになっている。なお、ころ３は、ポケット２１に無理嵌めされることでポケット２１に非分離に組み込まれる。

ころ３は、その端面の形状が平面形と呼ばれるタイプであるが、端面の形状が球面形状となったものでもよい。

レース４は、ころ３の軌道面となる環状板部４１の外径側に軸方向に延びるフランジ４２が設けられており、このフランジ４２の先端側全周に径方向内向きに出っ張る輪状係止片４３が設けられている。このレース４は、保持器２に非分離に組み付けられる。

つまり、レース４の輪状係止片４３の内径寸法Ｒ１は、保持器２の外径寸法Ｒ２より小さく設定されており、これによって輪状係止片４３と保持器２とが軸方向で干渉するので、レース４と複数個のころ３および保持器２からなる組品とが非分離となる。

特に、輪状係止片４３をレース４のフランジ４２の先端側に円周方向に連続して設けているので、輪状係止片４３が変形しない限りは上記組品が外れて抜け出ることを確実に阻止できる等、レースの円周方向複数箇所に爪を設けていた従来例に比べて製品信頼性が格段に向上する。

ところで、このような円周方向に連続する輪状係止片４３を有するレース４の場合、このレース４に上記組品を組み合わせることは物理的に難しい。そこで、上述したスラストころ軸受１を製造する方法を次のようにしたので、説明する。

まず、フランジ４２だけを設けた半完成状態のレース４を用意する。このレース４の基材としては、例えば機械構造用炭素鋼材（ＳＣ材）、工具鋼（ＳＫ材）等がある。このレース４の環状板部４１のみを高周波誘導加熱コイルで局所的に熱処理して硬化させる。このように硬化熱処理した部分は、図においてクロスハッチングで示している。この段階では、レース４のフランジ４２は熱処理により硬化されていないので、環状板部４１より軟質になっている。この半完成状態のレース４に複数個のころ３および保持器２からなる組品を組み合わせた後、このレース４のフランジ４２の先端側の全周を径方向内向きに曲げることにより輪状係止片４３を形成することにより、レース４と上記組品とを非分離にする。このように硬化していないフランジ４２の先端を曲げることで輪状係止片４３を形成するので、その曲げ加工は簡単に行える。

なお、上記輪状係止片４３を形成する工程では、例えば図５から図７に示すように、半完成状態のレース４のフランジ４２の内周面全体に受け金型１０をセットし、押し金型１１でフランジ４２の先端側を外径側から径方向内向きに加圧することにより、フランジ４２の先端側外周面を縮径して薄肉としてもよい。このフランジ４２の先端側を図７に示す押し金型１３で曲げ加工して輪状係止片４３を形成する。この場合、輪状係止片４３を曲げる作業が上記より簡単に行えるとともに、精度よく加工できるという利点がある。このようにして製造したスラストころ軸受１の半分の断面図を図８に示している。

このような方法で製造すれば、レース４の環状板部４１のみが硬化熱処理されて、フランジ４２および輪状係止片４３が硬化熱処理されないので、結果的にフランジ４２および輪状係止片４３が環状板部４１より軟質となる。

以上説明したように、本実施の形態の場合、レース４のフランジ４２の先端側全周に輪状係止片４３を設けているから、例えば輪状係止片４３が変形しない限りは複数個のころ３および保持器２からなる組品とレース４とが分離しない。しかも、レース４のころ軌道面となる環状板部４１のみを熱処理により硬化することによりころ軌道面の耐摩耗性を向上させているが、レース４のフランジ４１および輪状係止片４３を熱処理により硬化していないから、レース４の輪状係止片４３を形成する前に当該レース４と複数個のころ３および保持器２の組品とを組み合わせることが可能になるとともに、その組み合わせ後に輪状係止片４３を容易に形成することが可能になる。これにより、非分離構造を安価に得ることができる。

ところで、レース４の環状板部４１に対する硬化熱処理は、高周波誘導加熱コイルを用いる方法のみに限定されず、普通焼入れ、浸炭焼入れ、窒化焼入れ、浸炭窒化焼入れ等とすることができる。但し、これらの焼入れの場合、レース４の環状板部４１以外の部分をマスキングして焼入れされないようにする必要がある。この場合でも、従来例のように輪状係止片を形成する前に加熱して軟らかくする場合に比べてコスト的なメリットがある。

以下、本発明の他の実施形態を説明する。

（１）図９に本発明の他の実施の形態を示している。この実施形態に係るスラストころ軸受１は、環状板部５１の内径側にフランジ５２を設けたレース５を用いている。このレース５は、フランジ５２の先端側全周に径方向外向きに出っ張る輪状係止片５３を有している。なお、保持器２については、その内径側に径方向内向きに延びる延長部５５を設けており、この延長部５５がレース５の輪状係止片５３に軸方向で引っ掛かるようになっている。この場合も、上述した実施形態と同様の作用効果が得られる。また、この実施形態において、図５から図８と同様、フランジ５２の先端側を薄肉としておいてから曲げ加工することにより輪状係止片５３を形成したものとしてもよい。

（２）上記保持器２の断面形状は特に限定されない。また、保持器２は、一枚物でなく、図示しないが、一般的に知られている二つの環状板を組み合わせた構成のものとしてもよい。

本発明の最良の実施の形態に係るスラストころ軸受を示す平面図 図１の（２）−（２）線断面の矢視図 図１の（３）−（３）線断面の矢視図 図１の保持器のポケット周辺を拡大して示す斜視図 図１のスラストころ軸受を製造する方法の一例を示す工程図 図５の続きを示す工程図 図６の続きを示す工程図 図５から図７の手順で製造したスラストころ軸受で、図２に対応する図 本発明のさらに他の実施の形態に係るスラストころ軸受で、図２に対応する図

符号の説明

１…スラストころ軸受、２…保持器、３…ころ、４…レース、４１…環状板部、４２…フランジ、４３…輪状係止片。

Claims (3)

1. 複数個のころを保持した保持器と少なくとも一つのレースとを非分離にしてなるスラストころ軸受であって、
   上記レースは、ころの軌道面となる環状板部の外径側または内径側に軸方向に沿うフランジを設け、このフランジの先端側全周に上記環状板部寄りへ出っ張って上記保持器の外径側または内径側に軸方向で引っ掛かる輪状係止片を設けており、
   上記環状板部のみに硬化熱処理が施されていて、上記輪状係止片が環状板部より軟質とされていることを特徴とするスラストころ軸受。
2. 複数個のころを保持した保持器と少なくとも一つのレースとを非分離にし、かつ上記レースは、ころの軌道面となる環状板部の外径側または内径側に軸方向に沿うフランジを設け、このフランジの先端側全周に上記環状板部寄りへ出っ張って上記保持器の外径側または内径側に軸方向で引っ掛かる輪状係止片を設けてなるスラストころ軸受を製造する方法であって、
   上記レースを、その環状板部にフランジを曲げ形成した段階で、環状板部のみに硬化熱処理を施した半完成状態としておいて、この半完成状態のレースに複数個のころおよび保持器からなる組品を組み合わせた後、上記半完成状態のレースのフランジの先端側全周を曲げることにより輪状係止片を得てレースと上記組品とを非分離とすることを特徴とするスラストころ軸受の製造方法。
3. 上記硬化熱処理は、高周波誘導加熱コイルで局所的に行うことを特徴とするスラストころ軸受の製造方法。

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