球轴承的制作方法

本发明涉及球轴承。

背景技术：

1、作为对汽车或工业机械等的旋转轴进行支承的轴承，大多使用球轴承。球轴承具有：内圈、同轴地设置于内圈的径向外侧的外圈、设置于内圈与外圈之间的环状空间内的多个滚珠、以及保持该多个滚珠的保持器。

2、作为球轴承(特别是深沟球轴承)的保持器，通常使用成本和生产性优异的波形保持器(例如，专利文献1)。专利文献1的波形保持器通过将钢板制的第1环状部件和第2环状部件在轴向对置地配置，并利用多个铆钉将该第1环状部件和第2环状部件结合而成。第1环状部件在周向交替地具有收容滚珠的弧形的第1兜孔壁部、和具有在轴向贯通的第1铆钉孔的第1平板部。相同地，第2环状部件也在周向交替地具有收容滚珠的弧形的第2兜孔壁部、和具有在轴向贯通的第2铆钉孔的第2平板部。铆钉具有铆钉轴、预先成型于铆钉轴的一端的圆头部、以及通过铆接铆钉轴的另一端而被形成的铆接头部。

3、铆钉轴在第1平板部与第2平板部重叠了的状态下插通于第1铆钉孔和第2铆钉孔。圆头部和铆接头部配置为在轴向夹持第1平板部和第2平板部，圆头部在轴向对第1平板部进行卡止，铆接头部在轴向对第2平板部进行卡止。

4、从成本和生产性的观点出发，构成上述波形保持器的第1环状部件以及第2环状部件大多通过对冷轧钢板(spcc)等轧制钢板进行冲压成型而形成。

5、然而，由于轧制钢板的硬度及耐磨损性比较低，所以在由轧制钢板形成第1环状部件以及第2环状部件的情况下，根据轴承的运转条件，第1环状部件以及第2环状部件会因滚珠的接触而磨损，在最坏的情况下，也可能导致保持器破损。

6、因此，为了提高波形保持器的耐久性，提出了对波形保持器实施软氮化处理的方法(参照专利文献1)。软氮化处理是在钢材的表面形成氮化层(表面硬化层)的处理，例如是在氨气与吸热型改性气体的混合气体环境中在比相变点低的温度(400℃～590℃左右的温度)范围内对钢材进行加热，由此使氮在钢材的表面浸透而形成氮化层的处理。若对波形保持器实施该软氮化处理，则能够几乎不使波形保持器的尺寸变化，而提高波形保持器的耐久性。

7、专利文献1：日本专利第6098720号公报

8、在波形保持器的组装中，通过如以下那样进行。即，首先，将铆钉压入第1环状部件的第1铆钉孔。接下来，使第1环状部件与第2环状部件在轴向对置，使第1平板部重叠在第2平板部上，由此将从第1铆钉孔突出的铆钉轴插入第2环状部件的第2铆钉孔。之后，通过对从第2铆钉孔突出的铆钉轴的部分进行铆接，将第1环状部件与第2环状部件结合。

9、这里，作为对波形保持器实施软氮化处理的方法，可以考虑两种方法。第1种方法是在将铆钉压入第1铆钉孔之前实施软氮化处理的方法。即，是首先对第1环状部件和第2环状部件分别实施软氮化处理，之后将未实施软氮化处理的铆钉压入第1环状部件的第1铆钉孔的方法。之后，使第1环状部件重叠在第2环状部件上，对从第2环状部件的第2铆钉孔突出的铆钉轴的部分进行铆接，由此将第1环状部件与第2环状部件结合。

10、在该第1种方法中，在将铆钉压入第1铆钉孔时，因为在未实施软氮化处理的铆钉轴与实施了软氮化处理的第1环状部件之间存在表面硬度差，所以铆钉轴的外周被切削，该切削屑被夹在铆钉的圆头部与第1环状部件的第1平板部之间，其结果是，存在圆头部未与第1平板部紧贴(铆钉的落座不良)，产生保持器的强度降低的担忧。

11、另外，对波形保持器实施软氮化处理的第2种方法是在将铆钉压入第1铆钉孔之后实施软氮化处理的方法。即，是首先将未实施软氮化处理的铆钉压入未实施软氮化处理的第1环状部件的第1铆钉孔，对通过该压入而一体化了的铆钉和第1环状部件实施软氮化处理的方法。之后，使第1环状部件重叠在实施了软氮化处理的第2环状部件上，对从第2环状部件的第2铆钉孔突出的铆钉轴的部分进行铆接，由此将第1环状部件与第2环状部件结合。

12、在该第2种方法中，在将铆钉压入第1铆钉孔时，因为铆钉轴和第1环状部件的任一个均未被实施软氮化处理，所以铆钉轴的外周难以被切削，能够防止铆钉的落座不良。

13、然而，本技术的发明人们在公司内试制了通过上述第2种方法实施了软氮化处理的波形保持器的多个样品，并进行了其评价试验，结果发现，即使在通过上述第2种方法实施了软氮化处理的情况下，也存在产生保持器的强度降低的情况。

14、关于产生该保持器的强度降低的原因，考虑如下。即，在通过上述第2种方法实施了软氮化处理的情况下，由于将铆钉压入第1环状部件的第1铆钉孔，并在该状态下对第1环状部件实施软氮化处理，所以第1铆钉孔的内周(与铆钉轴的嵌合面)成为被铆钉轴掩蔽的状态，未形成氮化层。而且，之后，在使第1环状部件重叠在第2环状部件上，对从该第2环状部件的第2铆钉孔突出的铆钉轴的部分进行了铆接时，因该铆接，使铆钉轴以向径向膨胀的方式塑性变形，因该铆钉轴的塑性变形，第1铆钉孔的内周成为产生了拉伸应力的状态。即，知晓了在通过上述第2种方法实施了软氮化处理的情况下，在第1铆钉孔的内周产生未形成有氮化层(表面硬化层)的非氮化面，且伴随铆钉轴的膨胀的拉伸应力作用于该非氮化面，因该原因，存在产生保持器的强度降低的情况。

15、这里，在对从第2环状部件的第2铆钉孔突出的铆钉轴的部分进行铆接而形成铆接头部时，若铆接的载荷小，则存在第1环状部件与第2环状部件的紧贴性不足，产生保持器的强度降低的担忧。因此，为了确保第1环状部件与第2环状部件的紧贴性，通常铆接的载荷被设定为较大。而且，若增大铆接的载荷，则铆接头部的直径变大，铆接头部的高度变低。对此，本技术的发明人们着眼于因伴随铆钉轴的膨胀的拉伸应力作用于第1铆钉孔的内周的原因而产生保持器的强度降低这样的问题，为了消除该问题，发现通过使铆接的载荷比以往小(即，缩小铆接头部的直径，提高铆接头部的高度)，能够防止因拉伸应力而产生保持器的强度降低，由此得到本发明。

技术实现思路

1、本发明所要解决的课题在于，提供难以产生保持器的强度降低，且耐久性优异的球轴承。

2、为了解决上述课题，在本发明中，提供以下结构的球轴承。

3、一种球轴承，其具有：

4、内圈；

5、外圈，上述外圈同轴地设置于内圈的径向外侧；

6、多个滚珠，上述多个滚珠在上述内圈与上述外圈之间沿周向隔开间隔地被组装；以及

7、波形保持器，上述波形保持器保持上述多个滚珠，

8、上述波形保持器具有钢板制的第1环状部件、与上述第1环状部件在轴向对置的钢板制的第2环状部件、以及将上述第1环状部件与上述第2环状部件结合的多个铆钉，

9、上述第1环状部件在周向交替地具有收容上述滚珠的弧形的第1兜孔壁部、和具有在轴向贯通的第1铆钉孔的第1平板部，

10、上述第2环状部件在周向交替地具有收容上述滚珠的弧形的第2兜孔壁部、和具有在轴向贯通的第2铆钉孔的第2平板部，

11、上述铆钉具有：铆钉轴，上述铆钉轴在上述第1平板部与上述第2平板部重叠了的状态下插通于上述第1铆钉孔和上述第2铆钉孔；

12、圆头部，上述圆头部预先成型于上述铆钉轴的一端，在轴向对上述第1平板部进行卡止；以及

13、铆接头部，上述铆接头部通过铆接上述铆钉轴的另一端而被形成，在轴向对上述第2平板部进行卡止，

14、上述球轴承的特征在于，

15、在将上述铆钉轴的直径设为d1，将上述圆头部的直径设为d2，将上述滚珠的直径设为da时，以α＝d1/da、β＝d2/d1分别满足下式(1)(2)的方式形成上述铆钉轴以及上述圆头部，

16、0.30＜α＜0.70···(1)

17、1.35＜β＜1.70···(2)

18、在将上述铆接头部的直径设为d3，将上述铆接头部的高度设为h时，以分别满足下式(3)(4)的方式形成上述铆接头部。

19、[式1]

20、

21、[式2]

22、

23、据此，能够在确保第1环状部件与第2环状部件的紧贴性的同时，减少在铆钉的铆接时作用于第1铆钉孔的内周的拉伸应力的大小。因此，能够有效地防止保持器的强度降低。此外，上述式(1)(2)是形成铆接头部之后的铆钉轴的直径d1以及圆头部的直径d2应满足的式。

24、能够采用如下结构，即，

25、在上述第1环状部件的表面以及上述第2环状部件的表面形成有氮化层，

26、上述第2铆钉孔的内周在其整体形成有上述氮化层，

27、上述第1铆钉孔的内周具有不形成上述氮化层的非氮化面。

28、上述结构在通过以下的方法实施了软氮化处理时能够得到。首先，将铆钉压入未实施软氮化处理的第1环状部件的第1铆钉孔。接下来，对通过该压入而一体化了的铆钉和第1环状部件实施软氮化处理。此时，虽然通过软氮化处理在第1环状部件的表面形成有氮化层，但第1铆钉孔的内周(与铆钉轴的嵌合面)由于成为被铆钉轴掩蔽的状态，所以具有不形成氮化层的非氮化面。之后，使第1环状部件重叠在实施了软氮化处理的第2环状部件，对从第2环状部件的第2铆钉孔突出的铆钉轴的部分进行铆接，由此将第1环状部件与第2环状部件结合。

29、能够采用如下结构，即，上述第1环状部件以及上述第2环状部件由机械构造用碳钢、冷镦用碳钢、不锈钢的任一种形成。

30、另外，能够采用如下结构，即，上述铆钉也由机械构造用碳钢、冷镦用碳钢、不锈钢的任一种形成。

31、优选采用如下结构，即，

32、在上述第1铆钉孔的与上述第2平板部的一侧相反一侧的开口缘形成有剖面r形的第1塌边部，

33、上述第1铆钉孔的内周面成为具有沿轴向延伸的条纹状的花纹的剪切面，

34、在上述第1铆钉孔的上述第2平板部的一侧的端部内周形成有锥形的第1倒角部，

35、在上述第2铆钉孔的与上述第1平板部的一侧相反一侧的开口缘形成有剖面r形的第2塌边部，

36、上述第2铆钉孔的内周面成为具有沿轴向延伸的条纹状的花纹的剪切面，

37、在上述第2铆钉孔的上述第1平板部的一侧的端部内周形成有锥形的第2倒角部。

38、据此，能够特别有效地防止保持器的强度降低。即，在通过使用了冲头的冲裁加工形成第1铆钉孔的情况下，若从与第2平板部的一侧相反一侧向第2平板部的一侧对第1平板部进行冲裁而形成第1铆钉孔，则在第1铆钉孔的与第2平板部的一侧相反一侧的开口缘形成有通过第1平板部的材料表面因冲头而被拉伸由此产生的剖面r形的第1塌边部，在第1铆钉孔的内周面从与第2平板部的一侧相反一侧朝向第2平板部的一侧依次形成有剪切面和断裂面。剪切面是具有沿轴向延伸的条纹状的花纹的光滑面，断裂面是第1平板部的材料被撕裂而产生的不规则的凹凸面。这里，在不进行追加加工地直接使用上述第1铆钉孔，并将铆钉压入第1铆钉孔且对铆钉轴进行了铆接的情况下，拉伸应力作用于第1铆钉孔的内周的断裂面(不规则的凹凸面)，从而存在产生保持器的强度降低的担忧。相同地，在通过使用了冲头的冲裁加工形成第2铆钉孔且不进行追加加工地直接使用了该第2铆钉孔的情况下，拉伸应力作用于第2铆钉孔的内周的断裂面，从而存在产生保持器的强度降低的担忧。因此，若在第1铆钉孔的第2平板部的一侧的端部内周形成锥形的第1倒角部，且在第2铆钉孔的第1平板部的一侧的端部内周也形成锥形的第2倒角部，则第1铆钉孔以及第2铆钉孔的内周的断裂面被除去，因此能够抑制由第1铆钉孔以及第2铆钉孔的内周的断裂面引起的拉伸强度的降低，其结果是，能够防止保持器的强度降低。

39、优选采用如下结构，即，在上述铆钉轴的外周形成有与上述第1倒角部和上述第2倒角部同时卡合的环状突起。

40、据此，铆钉相对于第1平板部以及第2平板部的相对移动不仅被圆头部和铆接头部限制，也被环状突起限制，因此能够提高利用铆钉结合第1环状部件与第2环状部件的结合强度。

41、本发明的球轴承在铆钉的铆接时作用于第1铆钉孔的内周的拉伸应力的大小较小。因此，难以产生保持器的强度降低，耐久性优异。