(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環形状の一対のリング部と、
軸方向中央部領域で相対的に径方向内側に位置する柱中央部、軸方向端部領域で相対的に径方向外側に位置する一対の柱端部、および前記柱中央部と前記一対の柱端部それぞれとの間に位置する一対の柱傾斜部を含み、前記一対のリング部を相互に連結する複数の柱部とを備えるころ軸受用保持器において、
前記ころ軸受用保持器の出発材料となる円筒部材にしごき加工を施して、その外径面の表面粗さＲａを０．０５μｍ以上０．３μｍ以下とし、
前記柱中央部、前記一対の柱端部、および前記一対の柱傾斜部を、直径が前記柱中央部と実質的に等しい前記円筒部材の軸方向両端部を拡径させて形成し、
前記円筒部材の軸方向両端面を両側から圧縮して、前記柱中央部、前記一対の柱端部、および前記一対の柱傾斜部の各部の肉厚より、軸受回転中に応力が集中する隣接する各部の境界部分の肉厚を大きくし、
前記円筒部材の円周面にころを収容する複数のポケットを形成し、
隣接する前記柱部の、前記ポケットを挟んで対面する前記壁面は、互いに平行であり、
前記壁面にころの抜けを防止するころ止め部を形成したことを特徴とする、ころ軸受用保持器。
【請求項２】
前記円筒部材は、直径が前記柱中央部と実質的に等しく、
前記柱中央部、前記一対の柱端部、および前記一対の柱傾斜部は、前記円筒部材の軸方向両端部を拡径させて形成する、請求項１に記載のころ軸受用保持器。
【請求項３】
前記ころ止め部は、しごき加工によって形成される、請求項１または２に記載のころ軸受用保持器。
【請求項４】
前記ころ止め部は、前記柱中央部から突出してころの径方向内側への抜けを防止する第１のころ止め部と、前記一対の柱端部それぞれから突出してころの径方向外側への抜けを防止する第２のころ止め部とを含み、
前記第１および第２のころ止め部の軸方向両側には、径方向に延びる凹部が設けられている、請求項１〜３のいずれかに記載のころ軸受用保持器。
【請求項５】
前記第１および第２のころ止め部と径方向に隣接する領域には、ころと所定の隙間を隔てて対面する非接触部が設けられており、
前記非接触部は、前記第１および第２のころ止め部から径方向に離れるに従って前記所定の隙間が増加するように傾斜している、請求項４に記載のころ軸受用保持器。
【請求項６】
前記保持器は、前記一対のリング部それぞれから径方向内側に延びる鍔部をさらに有し、
前記一対のリング部、および前記鍔部の肉厚は、前記リング部と前記鍔部との境界部分の肉厚より小さい、請求項１〜５のいずれかに記載のころ軸受用保持器。
【請求項７】
複数の針状ころと、
前記複数の針状ころを前記複数のポケットに収容する請求項１〜６のいずれかに記載のころ軸受用保持器とを備える、針状ころ軸受。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プレス加工によって製造されるころ軸受用保持器、およびころ軸受用保持器を備える針状ころ軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用トランスミッションのアイドラー軸受、およびオートバイ用エンジンのコンロッド大端用軸受等には、ころと保持器とで構成されるケージ＆ローラタイプの針状ころ軸受が採用されることが多い。このような軸受が、例えば、特開２０００−２５７６３８号公報（特許文献１）に記載されている。
【０００３】
同公報には、管状素材をバルジ加工により断面Ｍ字型の環状部材に成形し、環状部材にころ保持用の窓を形成することにより、軽量で負荷容量の大きいころ軸受用保持器を得ることができると記載されている。
【０００４】
また、窓は、隣接する柱部の間に形成される。柱部は、柱中央部、柱端部、および柱傾斜部から構成される。隣接する柱中央部および柱端部の周方向間隔は、ころのころ径よりも小さく、隣接する柱傾斜部の周方向間隔は、ころのころ径よりも大きく設定されている。これにより、窓に対面する柱部の壁面に突起部を設けなくとも、ころが保持器から脱落するのを有効に防止することができると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２５７６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記公報に記載されている方法でころ軸受用保持器を形成した場合、屈曲部分、すなわち柱中央部と柱傾斜部との境界部分、柱傾斜部と柱端部との境界部分、および柱端部と環状側部との境界部分の肉厚が、管状素材の肉厚と比較して薄くなってしまう。軸受回転中に保持器に作用する応力は屈曲部分に集中するので、屈曲部分の薄肉化によってころ軸受用保持器の破損の危険性が増大する。
【０００７】
また、上記公報に記載されているころ軸受用保持器では、小径のころの脱落を防止するのは難しい。一方、ころが保持器から脱落するのを確実に防止するために隣接する柱部の周方向間隔を小さくすると、ころの遊隙量を十分に確保することができなくなる虞がある。
【０００８】
そこで、この発明の目的は、屈曲部分の強度を高め、ころを適切に保持することができるころ軸受用保持器、およびこのようなころ軸受用保持器を備えた針状ころ軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係るころ軸受用保持器は、円環形状の一対のリング部と、軸方向中央部領域で相対的に径方向内側に位置する柱中央部、軸方向端部領域で相対的に径方向外側に位置する一対の柱端部、および柱中央部と一対の柱端部それぞれとの間に位置する一対の柱傾斜部を含み、一対のリング部を相互に連結する複数の柱部とを備える。そして、円筒部材を径方向に変形させて、柱中央部、一対の柱端部、および一対の柱傾斜部を形成し、円筒部材を軸方向に圧縮して、柱中央部、一対の柱端部、および一対の柱傾斜部の各部の肉厚より、隣接する各部の境界部分の肉厚を大きくし、打ち抜き加工によって円筒部材の円周面にころを収容する複数のポケットを形成し、柱部のポケットに対面する壁面にころの抜けを防止するころ止め部を形成したことを特徴とする。
【００１０】
こうすることにより、境界部分の強度が相対的に向上する。その結果、応力集中による保持器の破損の危険性を低減することができる。また、柱部のポケットに対面する壁面にころ止め部を設けたことにより、小径のころを採用した場合でも、ころの遊隙量を十分に確保しつつ、ころが保持器から脱落するのを有効に防止することができる。なお、本明細書中「肉厚」とは、内径面と外径面との間の厚み寸法を指すものとする。
【００１１】
好ましくは、隣接する柱部のポケットを挟んで対面する壁面は、互いに平行である。これにより、ころを安定して回転させることができる。
【００１２】
さらに好ましくは、ころ止め部は、柱中央部から突出してころの径方向内側への抜けを防止する第１のころ止め部と、一対の柱端部それぞれから突出してころの径方向外側への抜けを防止する第２のころ止め部とを含み、第１および第２のころ止め部の軸方向両側には、径方向に延びる凹部が形成されている。これにより、径方向の通油性を向上させることができる。
【００１３】
さらに好ましくは、第１および第２のころ止め部と径方向に隣接する領域には、ころと所定の隙間を隔てて対面する非接触部が設けられており、非接触部は、第１および第２のころ止め部から径方向に離れるに従って所定の隙間が増加するように傾斜している。これにより、第１および第２のころ止め部への潤滑油の流入量が増加する。その結果、第１および第２のころ止め部の油膜切れを防止することができる。
【００１４】
一実施形態として、ころ止め部は、しごき加工によって形成される。
【００１５】
他の実施形態として、円筒部材は、直径が柱中央部と実質的に等しく、柱中央部、一対の柱端部、および一対の柱傾斜部は、円筒部材の軸方向両端部を拡径させて形成する。
【００１６】
さらに他の実施形態として、保持器は、一対のリング部それぞれから径方向内側に延びる鍔部をさらに有し、一対のリング部、および鍔部の肉厚は、リング部と鍔部との境界部分の肉厚より小さい。
【００１７】
この発明に係る針状ころ軸受は、複数の針状ころと、複数の針状ころを複数のポケットに収容する上記のいずれかに記載のころ軸受用保持器とを備える。上記構成のころ軸受用保持器を採用することにより、信頼性の高い針状ころ軸受を得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、境界部分の肉厚を他の部分より厚くすることにより、高強度のころ軸受用保持器を得ることができる。また、柱部のポケットに対面する壁面にころ止め部を設けたことにより、小径のころを採用した場合でも、ころの遊隙量を十分に確保しつつ、ころが保持器から脱落するのを有効に防止することができる。また、このようなころ軸受用保持器を採用することにより、信頼性の高い針状ころ軸受を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の一実施形態に係るころ軸受用保持器を示す斜視図である。
【図２】図１のころ軸受用保持器を採用した針状ころ軸受を示す斜視図である。
【図３】図１のころ軸受用保持器のポケットの構造を示す斜視図である。
【図４】図３の矢印ＩＶから見た矢視図である。
【図５】図１に示すころ軸受用保持器の変形例であって、図４に対応する図である。
【図６】図１に示すころ軸受用保持器の主な製造工程を示すフロー図である。
【図７】深絞り工程を示す図である。
【図８】打ち抜き加工工程を示す図である。
【図９】バーリング加工工程を示す図である。
【図１０】トリミング加工工程を示す図である。
【図１１】拡開プレス工程の加工前の状態を示す図である。
【図１２】拡開プレス用外型を軸方向から見た図である。
【図１３】拡開プレス工程の加工途中の状態を示す図である。
【図１４】拡開プレス工程の加工後の状態を示す図である。
【図１５】増肉加工工程を示す図である。
【図１６】しごき加工前の状態を示す図である。
【図１７】しごき加工後の状態を示す図である。
【図１８】この発明の他の実施形態に係るころ軸受用保持器を示す斜視図である。
【図１９】図１８のころ軸受用保持器を採用した針状ころ軸受を示す斜視図である。
【図２０】図１８のころ軸受用保持器のポケットの構造を示す斜視図である。
【図２１】図２０の矢印ＸＸＩから見た矢視図である。
【図２２】図１８に示すころ軸受用保持器の変形例であって、図２１に対応する図である。
【図２３】前処理工程を示す図である。
【図２４】ネッキング用内型を軸方向から見た図である。
【図２５】後処理工程を示す図である。
【図２６】加締め加工によって、第１のころ止め部を形成した状態を示す図である。
【図２７】加締め加工によって、第２のころ止め部を形成した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１〜図４を参照して、この発明の一実施形態に係る針状ころ軸受１１、およびころ軸受用保持器１３（以下、単に「保持器１３」という）を説明する。なお、図１は保持器１３の斜視図、図２は針状ころ軸受１１の斜視図、図３は保持器１３の柱部１５の形状を示す斜視図、図４は図３の矢印ＩＶの方向から見た矢視図である。
【００２１】
まず、図２を参照して、針状ころ軸受１１は、複数の針状ころ１２と、複数の針状ころ１２を保持する保持器１３とを備える。次に、図１を参照して、保持器１３は、円環形状の一対のリング部１４と、一対のリング部１４を相互に接続する複数の柱部１５とを備える。また、隣接する柱部１５の間には、針状ころ１２を収容するポケット２０が形成されている。
【００２２】
なお、本明細書中「円環形状のリング部」とは、円周方向に連続する一体型のリング部のみを指すものとする。すなわち、両端部を溶接等によって接合したリング部は含まないものとして理解すべきである。
【００２３】
柱部１５は、その軸方向中央部領域で相対的に径方向内側に位置する柱中央部１６と、軸方向端部領域で相対的に径方向外側に位置する一対の柱端部１７と、柱中央部１６および一対の柱端部１７それぞれの間に位置する一対の柱傾斜部１８とを含む。
【００２４】
次に、図３および図４を参照して、ポケット２０に対面する柱部１５の壁面には、針状ころ１２の脱落を防止する第１および第２のころ止め部１６ａ，１７ａと、針状ころ１２の回転を案内する案内面１６ｂ，１７ｂ，１８ｂと、非接触部１６ｃ，１７ｃと、凹部としての油溝１６ｄ，１７ｄとが設けられている。
【００２５】
第１のころ止め部１６ａは、柱中央部１６の２箇所に設けられている。より具体的には、ポケット２０に対面する柱中央部１６の壁面の径方向内側に偏在している。そして、針状ころ１２の径方向内側への脱落を防止する。
【００２６】
第２のころ止め部１７ａは、一対の柱端部１７それぞれに設けられている。より具体的には、ポケット２０に対面する柱端部１７の壁面の径方向外側に偏在している。そして、針状ころ１２の径方向外側への脱落を防止する。
【００２７】
このような第１および第２のころ止め部１６ａ，１７ａにより、針状ころ１２が小径であっても、針状ころ１２の遊隙量を十分に確保しつつ、針状ころ１２が保持器１３から脱落するのを有効に防止することができる。
【００２８】
案内面１６ｂは、柱中央部１６の第１のころ止め部１６ａと軸方向に隣接する領域に設けられている。案内面１７ｂは、柱端部１７の第２のころ止め部１７ａと軸方向に隣接する領域に設けられている。案内面１８ｂは、柱傾斜部１８の全域に設けられている。また、案内面１６ｂ，１７ｂ，１８ｂは、同一の平面を構成している。また、ポケット２０を挟んで対面する案内面１６ｂ，１７ｂ，１８ｂは、互いに平行である。これにより、針状ころ１２を安定して回転させることができる。
【００２９】
非接触部１６ｃ，１７ｃは、第１および第２のころ止め部１６ａ，１７ａと径方向に隣接する領域に設けられている。非接触部１６ｃ，１７ｃは、案内面１６ｂ，１７ｂ，１８ｂより後退し、針状ころ１２と所定の隙間を隔てて対面する。非接触部１６ｃ，１７ｃは、第１および第２のころ止め部１６ａ，１７ａから径方向に離れるに従って所定の隙間が増加するように傾斜している。
【００３０】
具体的には、非接触部１６ｃは、第１のころ止め部１６ａの径方向外側の領域に設けられ、針状ころ１２との隙間が径方向外側に向かって増加するように傾斜している。非接触部１７ｃにおいても同様に、第２のころ止め部１７ａの径方向内側の領域に設けられ、針状ころ１２との隙間が径方向内側に向かって増加するように傾斜している。
【００３１】
これにより、第１および第２のころ止め部１６ａ，１７ａへの潤滑油の流入量が増加する。その結果、第１および第２のころ止め部１６ａ，１７ａの油膜切れを防止することができる。
【００３２】
油溝１６ｄ，１７ｄは、第１および第２のころ止め部１６ａ，１７ａの軸方向両側に設けられている。油溝１６ｄ，１７ｄは、径方向に延びる形状であって、非接触部１６ｃ，１７ｃよりさらに後退している。これにより、径方向に流れる潤滑油の量を多くすることができ、保持器１３の径方向の通油性を向上させることができる。また、油溝１６ｄ，１７ｄから溢れ出した潤滑油が、隣接する第１および第２のころ止め部１６ａ，１７ａ、案内面１６ｂ，１７ｂ，１８ｂに供給されるので、第１および第２のころ止め部１６ａ，１７ａ等の油膜切れを防止することができる。
【００３３】
上記構成の柱部１５において、柱中央部１６、柱端部１７、および柱傾斜部１８（以下、これらを総称して「直線部分」という）の肉厚ｔ１は実質的に等しく設定されている。一方、柱中央部１６と柱傾斜部１８との境界部分、および柱端部１７と柱傾斜部１８との境界部分（以下、これらを総称して「境界部分」という）の肉厚ｔ２は直線部分の肉厚ｔ１より厚くなっている（ｔ１＜ｔ２）。これにより、境界部分の強度が相対的に向上する。その結果、軸受回転時の応力が境界部分に集中しても保持器１３の破損を有効に防止することができる。
【００３４】
また、直線部分の肉厚ｔ１と境界部分の曲率半径ｒとは、ｒ＜ｔ１の関係を満たす。境界部分の曲率半径ｒを小さくすれば、境界部分に隣接する直線部分の軸方向長さを長く、すなわち、直線部分の表面積を大きくすることができる。その結果、軸受回転時の接触面圧を低減することができる。
【００３５】
具体的には、保持器１３を外径側案内（ハウジング案内）とする場合、柱端部１７の外径面とハウジング（図示省略）とが接触する。そこで、少なくとも柱端部１７と柱傾斜部１８との間の境界部分の曲率半径ｒを上記の範囲内とすれば、柱端部１７の外径面とハウジングとの間の接触面圧を低減することができる。
【００３６】
また、リング部１４および柱端部１７の外径面の表面粗さＲａは、０．０５μｍ以上０．３μｍ以下に設定する。これにより、リング部１４および柱端部１７の外径面とハウジングとの接触による摩耗を防止することができる。なお、「表面粗さＲａ」とは、算術平均粗さのことである。
【００３７】
一方、保持器１３を内径側案内（回転軸案内）とする場合、柱中央部１６の内径面と回転軸（図示省略）とが接触する。そこで、少なくとも柱中央部１６と柱傾斜部１８との間の境界部分の曲率半径ｒを上記の範囲内とすれば、柱中央部１６の内径面と回転軸との間の接触面圧を低減することができる。また、この場合には、柱中央部１６の内径面の表面粗さＲａを、０．０５μｍ以上０．３μｍ以下に設定すればよい。
【００３８】
なお、境界部分は、凸側（曲げ加工時に引っ張り応力が作用する側）と、凹側（曲げ加工時に圧縮応力が作用する側）とにそれぞれＲ部分が形成される。このとき、凸側の曲率半径は、常に凹側の曲率半径より大きい。そこで、本明細書中「境界部分の曲率半径ｒ」とは、凸側の曲率半径を指すものとする。また、「境界部分の肉厚ｔ２」とは、凸側の中央部と凹側の中央部とを結ぶ線分の長さを指すものとする。
【００３９】
また、柱中央部１６の外径面は、柱端部１７の内径面よりも径方向外側に位置している。そして、針状ころ１２のピッチ円１２ａは、柱中央部１６の外径面より径方向内側であって、かつ柱端部１７の内径面より径方向外側に位置している。これにより、針状ころ１２は、案内面１６ｂ，１７ｂ，１８ｂそれぞれに接触する。このように、針状ころ１２と案内面１６ｂ，１７ｂ，１８ｂとの接触面積を増加させることにより、針状ころ１２のスキューを有効に防止することができる。
【００４０】
ただし、柱中央部１６と柱端部１７との位置関係は上記の場合に限られない。図５を参照して、保持器１３の変形例を説明する。なお、図５は保持器１３の変形例を示す図であって、図４に対応する図である。なお、各構成要素の形状や機能は共通するので、同一の構成要素には図４と同一の参照番号を付し、説明は省略する。
【００４１】
図５を参照して、柱中央部１６の外径面は、柱端部１７の内径面よりも径方向内側に位置している。そして、針状ころ１２のピッチ円１２ａは、柱中央部１６の外径面より径方向外側であって、かつ柱端部１７の内径面より径方向内側に位置している。この場合、針状ころ１２は、柱傾斜部１８の案内面１８ｂでのみ案内されることになる。上記構成とすれば、第１のころ止め部１６ａと第２のころ止め部１７ａとが径方向に離れて配置されるので、針状ころ１２の脱落を適切に防止することができる。
【００４２】
次に、図６〜図１５を参照して、保持器１３の製造方法を説明する。なお、図６は保持器１３の主な製造工程を示すフロー図、図７〜図１０は第１の工程の詳細を示す図、図１１〜図１４は第２の工程の詳細を示す図、図１５は第３の工程の詳細を示す図である。
【００４３】
まず、保持器１３の出発材料としては、炭素含有量が０．１５ｗｔ％以上１．１ｗｔ％以下の鋼板（炭素鋼）を使用する。具体的には、炭素含有量が０．１５ｗｔ％以上０．５ｗｔ％以下のＳＣＭ４１５やＳ５０Ｃ等、または、炭素含有量が０．５ｗｔ％以上１．１ｗｔ％以下のＳＡＥ１０７０やＳＫ５等が挙げられる。
【００４４】
なお、炭素含有量が０．１５ｗｔ％未満の炭素鋼は、焼入処理によって浸炭硬化層が形成されにくく、保持器１３に必要な硬度を得るためには、浸炭窒化処理を行う必要がある。浸炭窒化処理は、後述する各焼入処理と比較して設備費用が高額になるので、結果として、針状ころ軸受１１の製造コストが上昇する。また、炭素含有量が０．１５ｗｔ％未満の炭素鋼では浸炭窒化処理によっても十分な浸炭硬化層が得られない場合があり、表面起点型の剥離が早期に発生する恐れがある。一方、炭素含有量が１．１ｗｔ％を超える炭素鋼は加工性が著しく低下する。
【００４５】
図６に示す第１の工程では、上記した出発材料としての鋼板から円筒部材２２を得る（Ｓ１１）。具体的には、図７を参照して、深絞り加工によって鋼板からカップ状部材２１を得る。このとき、カップ状部材２１の軸方向一方側端部（図７の上側）には底壁２１ａが、軸方向他方側端部（図７の下側）には外向きフランジ部２１ｂが形成される。また、このとき、しごき加工によって、カップ状部材２１の外径面または内径面の表面粗さＲａを、０．０５μｍ以上０．３μｍ以下にする。
【００４６】
次に、図８を参照して、打ち抜き加工によってカップ状部材２１の底壁２１ａを除去する。ただし、打ち抜き加工によっては底壁２１ａを完全に除去することはできず、カップ状部材２１の軸方向一方側端部には内向きフランジ部２１ｃが形成される。
【００４７】
次に、図９を参照して、バーリング加工によって内向きフランジ部２１ｃを軸方向に立ち上げる。さらに図１０を参照して、トリミング加工によってカップ状部材２１の軸方向他方側端部を切断することによって外向きフランジ部２１ｂを除去する。
【００４８】
これにより、円筒部材２２を得ることができる。上記の工程で得られた円筒部材２２の外径寸法は、柱中央部１６の外径寸法に一致する。また、上記の工程で得られた円筒部材２２の肉厚をｔとする。
【００４９】
次に、図６に示す第２の工程では、円筒部材２２を径方向に変形させて柱中央部１６、一対の柱端部１７、および一対の柱傾斜部１８を形成する（Ｓ１２）。この実施形態においては、円筒部材２２の外径面を拘束する拡開プレス用外型２３（以下、単に「外型２３」という）と、円筒部材２２の内径面を拘束する一対の拡開プレス用内型２５，２６（以下、単に「内型２５，２６」という）とを使用して円筒部材２２の軸方向両端部を拡径させる（拡開プレス）。
【００５０】
図１１〜図１４を参照して、外型２３は、内部に円筒部材２２を受け入れる円筒空間２３ａを有する。この円筒空間２３ａは、柱中央部１６の外径寸法に一致する小径部２３ｂと、柱端部１７の外径寸法に一致する大径部２３ｃと、小径部２３ｂおよび大径部２３ｃの間に柱傾斜部１８の傾斜角度に一致する傾斜部２３ｄとで構成されている。
【００５１】
第１の内型２５は、円筒部材２２の軸方向一方側端部（図１１の上側）から挿入される円柱形状の部材である。第１の内型２５は、柱中央部１６の内径寸法に一致する小径部２５ａと、柱端部１７の内径寸法に一致する大径部２５ｂと、小径部２５ａおよび大径部２５ｂの間に柱傾斜部１８の傾斜角度に一致する傾斜部２５ｃとで構成される。第２の内型２６も同一の構成であって、円筒部材２２の軸方向他方方端部（図１１の下側）から挿入される。
【００５２】
外型２３は、例えば、９０°の間隔で放射状に分割された第１〜第４の分割外型２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄによって構成されている。この第１〜第４の分割外型２４ａ〜２４ｄは、それぞれ移動治具２７によって円筒部材２２の径方向に移動可能である。また、第１および第２の内型２５，２６は、それぞれ円筒部材２２の軸方向に移動可能である。
【００５３】
図１１を参照して、第１〜第４の分割外型２４ａ〜２４ｄが径方向に後退し、第１および第２の内型２５，２６が軸方向に後退すると、円筒部材２２を円筒空間２３ａから出し入れ可能な状態となる。ここで「後退」とは、円筒部材２２から遠ざかる方向に移動することを指すものとする。
【００５４】
次に、図１３を参照して、第１〜第４の分割外型２４ａ〜２４ｄが径方向に前進すると、小径部２３ｂで円筒部材２２の外径面を拘束する。さらに、図１４を参照して、第１および第２の内型２５，２６が軸方向に前進すると、大径部２５ｂ，２６ｂおよび傾斜部２５ｃ，２６ｃによって円筒部材２２の軸方向両端部が径方向外側に押し広げられる。ここで「前進」とは、円筒部材２２に近づく方向に移動することを指すものとする。
【００５５】
これにより、柱中央部１６、一対の柱端部１７、および一対の柱傾斜部１８がそれぞれ形成される。なお、拡開プレスによって円筒部材２２が引き伸ばされるので、第２の工程終了後の柱中央部１６、一対の柱端部１７、および一対の柱傾斜部１８の肉厚ｔ１は、円筒部材２２の肉厚ｔより薄くなっている（ｔ１＜ｔ）。
【００５６】
次に、図６に示す第３の工程では、増肉加工によって境界部分を増肉する（Ｓ１３）。
【００５７】
図１５を参照して、増肉加工には、円筒形状の一対の圧縮治具２８，２９を用いる。具体的には、外型２３および内型２５，２６によって円筒部材２２を拘束した状態（拡開プレスを行った状態）で、一対の圧縮治具２８，２９によって円筒部材２２の軸方向両端面を両側から圧縮する。
【００５８】
このとき、直線部分の内外径面は、外型２３および内型２５，２６によって拘束されているので、肉厚は変化しない。一方、境界部分と外型２３および内型２５，２６との間には、微小な隙間が形成されている。これにより、円筒部材２２の軸方向寸法が減少すると共に、境界部分のみが増肉される。第３の工程後の境界部分の肉厚ｔ２は、第１の工程で得られた円筒部材２２の肉厚ｔより厚くなっている（ｔ１＜ｔ＜ｔ２）。これにより、柱部１５の肉厚を全体的に厚くして強度を向上するのではなく、直線部分の肉厚を薄くし、応力集中の生じる境界部分の肉厚を選択的に厚くすることによって強度を向上する。したがって、保持器１３を軽量化することができる。また、このとき、同時に境界部分の曲率半径ｒも直線部分の肉厚ｔ１より小さくなる。
【００５９】
次に、図６に示す第４の工程では、円筒部材２２にポケット２０および油溝１６ｄ，１７ｄを形成する（Ｓ１４）。具体的には、ポンチとダイスを使用した打ち抜き加工によって円筒部材２２の円周面に複数のポケット２０および油溝１６ｄ，１７ｄを形成する。ポンチは、ポケット２０に対応する矩形状の部位と、矩形状の部位から円周方向に突出し、油溝１６ｄ，１７ｄに対応する突起状の部位とで構成される。このように、円筒部材２２にポケット抜き加工を施すことにより、ポケット２０を挟んで対面する案内面１６ｂ，１７ｂ，１８ｂは、互いに平行となる。
【００６０】
次に、しごき加工によって第１および第２のころ止め部１６ａ，１７ａ、案内面１６ｂ，１７ｂ，１８ｂ、非接触部１６ｃ，１７ｃをそれぞれ形成する。図１６および図１７を参照して、しごき加工によって第１のころ止め部１６ａを形成する場合を詳細に説明する。図１６は、しごき加工前の状態を示す図、図１７は、しごき加工後の状態を示す図である。
【００６１】
まず、図１６を参照して、しごき加工には、保持器１３の径方向外側からポケット２０に押し込まれるポンチ６０と、保持器１３の径方向内側から保持器１３を支持する加工台６１，６２とを用いる。ポンチ６０は、先端側にポケット２０の円周方向幅寸法より小さい幅の小幅部６０ａと、後端側にポケット２０の円周方向幅寸法より大きい幅の大幅部６０ｂとを備える。大幅部６０ｂの端面６０ｃは、小幅部６０ａから径方向に離れるに従って大幅部６０ｂの円周方向幅寸法が増加するように傾斜している。加工台６１，６２は、互いの端面６１ａ，６２ａが対面するように配置される。このとき、端面６１ａ，６２ａの間隔は、ポンチ６０の小幅部６０ａの幅寸法に一致する。
【００６２】
上記構成のポンチ６０および加工台６１，６２の間に保持器１３をセットする。このとき、ポケット２０を挟んで対面する柱中央部１６の壁面それぞれを、加工台６１，６２の端面６１ａ，６２ａから幅Ｗ１だけ後退するようにセットする。また、ポンチ６０の大幅部６０ｂと、ポケット２０を挟んで対面する柱中央部１６の壁面それぞれとを、幅Ｗ２だけ重なるようにセットする。
【００６３】
次に、図１７を参照して、ポンチ６０をポケット２０に押し込むことによって、第１のころ止め部１６ａおよび非接触部１６ｃを形成する。具体的には、柱中央部１６の径方向外側の領域が、幅Ｗ２だけ後退して非接触部１６ｃとなる。非接触部１６ｃは、大幅部６０ｂの端面６０ｃに沿って傾斜した形状で形成される。また、柱中央部１６の径方向内側の領域が、幅Ｗ１だけ突出して第１のころ止め部１６ａとなる。
【００６４】
また、第２のころ止め部１７ａ、非接触部１７ｃを形成する場合には、ポンチ６０を保持器１３の径方向内側に、加工台６１，６２を保持器１３の径方向外側にそれぞれセットすればよい。
【００６５】
このようにして、図６に示す第４の工程において、まず、ポケット２０および油溝１６ｄ，１７ｄを形成し、その後、第１および第２のころ止め部１６ａ，１７ａ等を形成する。したがって、先に油溝１６ｄ，１７ｄを形成するため、しごき加工によってポンチ６０を押し込んで第１および第２のころ止め部１６ａ，１７ａを形成する際に、押し込まれた部分が案内面１６ｂ，１７ｂ，１８ｂから突出する虞を低減することができる。
【００６６】
次に、図６に示す第５の工程では、保持器１３に表面硬さ等の所定の機械的性質を付与するために熱処理を施す（Ｓ１５）。熱処理としては、保持器１３が十分な深さの硬化層を得るために、出発材料の炭素含有量によって適切な方法を選択する必要がある。具体的には、炭素含有量が０．１５ｗｔ％以上０．５ｗｔ％以下の材料の場合には浸炭焼入処理を、炭素含有量が０．５ｗｔ％以上１．１ｗｔ％以下の材料の場合には光輝焼入処理または高周波焼入処理を施す。
【００６７】
浸炭焼入処理は、高温の鋼に炭素が固溶する現象を利用した熱処理方法であって、鋼内部は炭素量が低いまま、炭素量の多い表面層（浸炭硬化層）を得ることができる。これにより、表面は硬く、内部は軟らかく靭性の高い性質が得られる。また、浸炭窒化処理設備と比較して設備費用が安価である。
【００６８】
光輝焼入処理は、保護雰囲気や真空中で加熱することによって、鋼表面の酸化を防止しながら行う焼入処理を指す。また、浸炭窒化処理設備や浸炭焼入処理設備と比較して設備費用が安価である。
【００６９】
高周波焼入処理は、誘導加熱の原理を利用して、鋼表面を急速に加熱、急冷して焼入硬化層を作る方法である。他の焼入処理設備と比較して設備費用が大幅に安価であると共に、熱処理工程でガスを使用しないので環境に優しいというメリットがある。また、部分的な焼入処理が可能となる点でも有利である。
【００７０】
さらに、焼入によって生じた残留応力や内部ひずみを低減し、靭性の向上や寸法を安定化させるために、上記の焼入処理の後に焼戻を行うのが望ましい。
【００７１】
上記の各工程を経ることによって、保持器１３を得ることができる。なお、保持器１３の外径面の表面粗さＲａは、円筒部材２２の形成（Ｓ１１）の際のしごき加工において、既に０．０５μｍ以上０．３μｍ以下となっている。したがって、仕上げ加工工程としての独立した研削加工工程は、省略することができる。
【００７２】
ここで、特許第３６６５６５３号公報に記載されている従来の溶接保持器では、帯状の板材にポケットを形成し、ポケットを挟んで対面する壁面にころ止め爪を形成した後、板材を環状に成形して保持器を形成する。この場合、溶接等による接合部分から保持器が破断する虞があるが、本発明では、円筒部材２２から保持器１３を形成するため、破断する虞を低減することができる。
【００７３】
なお、上記の実施形態においては、柱中央部１６および柱端部１７の肉厚を実質的に等しく設定した例を説明したが、軸方向の通油性を向上させたい場合には、柱端部１７の肉厚を柱中央部１６の肉厚より小さくすればよい。こうすることにより、針状ころ軸受１１に流れ込む、または、針状ころ軸受１１から出て行く潤滑油の量を多くすることができる。その結果、軸方向の通油性が向上する。通油性の向上は、摩耗粉の除去や針状ころ軸受１１の温度上昇の抑制に寄与する。
【００７４】
また、この場合、柱中央部１６および柱端部１７の肉厚は、図１１〜図１４に示す拡開プレス工程（Ｓ１２）で使用する金型の形状によって、調整することができる。具体的には、外型２３の大径部２３ｃと内型２５，２６の大径部２５ｂ，２６ｂとの間隔を、外型２３の小径部２３ｂと内型２５，２６の小径部２５ａ，２６ａとの間隔より小さくする。そうすると、上記した保持器１３の製造の工程に新たな工程を追加することなく、柱端部１７の肉厚を柱中央部１６の肉厚より小さくすることができる。
【００７５】
また、上記の実施形態においては、柱中央部１６、一対の柱端部１７、および一対の柱傾斜部１８を形成する方法として、拡開プレス（Ｓ１２）の例を説明したが、これに限ることなく、円筒部材２２の軸方向中央部を縮径させ、柱中央部１６、一対の柱端部１７、および一対の柱傾斜部１８を形成してもよい（縮径プレス）。具体的には、図６に示す円筒部材２２の形成工程（Ｓ１１）において、直径が柱端部１７の外径寸法に一致する円筒部材２２を得る。そして、図１１を参照して、まず、第１および第２の内型２５，２６が軸方向に前進すると、大径部２５ｂ，２６ｂが円筒部材２２の内径面を拘束し、小径部２５ａ，２６ａと円筒部材２２の内径面との間に隙間が形成される。次に、第１〜第４の分割外型２４ａ〜２４ｄが径方向に前進すると、小径部２３ｂおよび傾斜部２３ｄによって、円筒部材２２の軸方向中央部が径方向内側に押し縮められる。
【００７６】
これにより、柱中央部１６、一対の柱端部１７、および一対の柱傾斜部１８がそれぞれ形成される。この場合においても同様に、第２の工程終了後の柱中央部１６、一対の柱端部１７、および一対の柱傾斜部１８の肉厚ｔ１は、円筒部材２２の肉厚ｔより薄くなっている（ｔ１＜ｔ）。
【００７７】
次に、図１８〜図２５を参照して、この発明の他の実施形態に係る保持器３３およびその製造方法を説明する。なお、共通する構成要素には保持器１３と同一の参照番号を付し、説明は省略する。
【００７８】
まず、図１８〜図２２を参照して、保持器３３は、一対のリング部１４それぞれから径方向内側に延びる一対の鍔部１９をさらに備える。なお、リング部１４の肉厚と鍔部１９の軸方向の肉厚とは、他の直線部分の肉厚ｔ１と実質的に等しく設定されている。また、リング部１４と鍔部１９との境界部分の肉厚は、他の境界部分の肉厚ｔ２と実質的に等しく設定されている。さらに、リング部１４と鍔部１９との境界部分の曲率半径は、他の境界部分の曲率半径ｒと実質的に等しく設定されている。
【００７９】
つまり、この実施形態においてもｔ１＜ｔ２が成立する。これにより、既に説明した効果に加えて、鍔部１９の根元部分の強度が向上する。また、ｒ＜ｔ１も成立する。これにより、リング部１４の外径面の表面積が増加するので、保持器３３が外径側案内の場合にハウジングとの接触面圧をさらに低減することができる。なお、その他の構成は保持器１３と共通するので、説明は省略する。
【００８０】
上記構成の保持器３３の製造工程のうち、図６の第１の工程（Ｓ１１）、第２の工程（Ｓ１２）、第４の工程（Ｓ１４）、および第５の工程（Ｓ１５）は保持器１３と共通するので説明は省略する。図２３〜図２５を参照して保持器３３の増肉加工（図６のＳ１３に対応）を説明する。
【００８１】
この実施形態においては、境界部分の増肉加工と鍔部１９の形成（ネッキング加工）とを同時に行う。より具体的には、鍔部１９は、前処理工程と後処理工程の２段階の工程を経て形成される。そして、増肉加工は後処理工程と同時に行われる。
【００８２】
まず、図２３を参照して、前処理工程は、鍔部１９となる円筒部材４２の軸方向両端部を柱端部１７に対して所定の角度（この実施形態では４５°）内側に折り曲げる工程であって、ネッキング用外型４３（以下、単に「外型４３」という）と、ネッキング用内型４５（以下、単に「内型４５」という）と、一対のネッキング治具４８，４９とによって行われる。
【００８３】
外型４３は、拡開プレス用外型２３と同様の構成であって、円筒部材４２の外径面を拘束する。ただし、軸方向長さが拡開プレス用外型２３より短く、鍔部１９となる円筒部材４２の軸方向両端部を拘束しないようになっている。
【００８４】
内型４５は、外径面の軸方向中央部領域に柱中央部１６の内径寸法に一致する小径部４５ａと、軸方向端部領域に柱端部１７の内径寸法に一致する大径部４５ｂと、小径部４５ａおよび大径部４５ｂの間に柱傾斜部１８に沿う傾斜部４５ｃと、軸方向両端の角部に前処理加工による鍔部１９の折り曲げ角度（４５°）を規定するネッキング部４５ｄとを含む円筒形状の部材である。
【００８５】
図２４を参照して、この内型４５は、例えば、４５°の角度で放射状に分割された第１〜第８の分割内型４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄ，４６ｅ，４６ｆ，４６ｇ，４６ｈとによって構成される。第１〜第８の分割内型４６ａ〜４６ｈは、それぞれ径方向に移動可能な状態となっている。
【００８６】
具体的には、第１〜第８の分割内型４６ａ〜４６ｈを径方向に後退させると、第１〜第８の分割内型４６ａ〜４６ｈを円筒部材４２から出し入れ可能な状態となる。一方、第１〜第８の分割内型４６ａ〜４６ｈを径方向に前進させると、円筒部材４２の内径面を拘束することができる（図２３の状態）。なお、分割内型４６ａ〜４６ｈは、挿入治具４７を挿入することによって前進させることができる。
【００８７】
ネッキング治具４８は、先端に前処理工程における鍔部１９の傾斜角度（４５°）に沿うネッキング部４８ａを有し、円筒部材４２の軸方向に移動可能な状態となっている。ネッキング治具４９も同様の構成である。そして、一対のネッキング治具４８，４９を軸方向に後退させると、円筒部材４２を円筒空間から出し入れ可能な状態となる。一方、一対のネッキング治具４８，４９を軸方向に前進させると、円筒部材４２の軸方向両端部（図２３中の破線で示す部分）を所定の角度（４５°）内側に折り曲げることができる。
【００８８】
次に、図２５を参照して、後処理工程では、鍔部１９を柱端部１７に対して９０°に折り曲げる。後処理工程における加工治具は、前処理工程で使用したものとほぼ同じ構成のネッキング用外型５４ａ〜５４ｄ（５４ａ，５４ｃのみ図示）、ネッキング用内型５６ａ〜５６ｈ（５６ａ，５６ｅのみ図示）、挿入治具５７、および一対のネッキング治具５８，５９を使用する。ただし、ネッキング用内型５６ａ〜５６ｈおよび一対のネッキング治具５８，５９の鍔部１９に対面する部分には、ネッキング部は設けられていない。
【００８９】
後処理工程では、前処理工程と同様の手順で円筒部材４２の内外径面を拘束し、ネッキング治具５８，５９によって鍔部１９を軸方向から圧縮する。これにより、柱端部１７と鍔部１９とのなす角が９０°となる。また、この工程で図６に示す第３の工程（Ｓ１３）と同様に境界部分を増肉することができる。
【００９０】
なお、上記の実施形態においては、鋼板（平板）を出発材料として保持器１３，３３を製造した例を示したが、これに限ることなく、パイプ材等の円筒部材を出発材料として製造することもできる。この場合、図６に示す第１の工程（Ｓ１１）は省略することができる。
【００９１】
また、上記の実施形態においては、しごき加工によって第１および第２のころ止め部１６ａ，１７ａ等を形成する例について説明したが、これに限らず、加締め加工によって形成してもよい。図２６は、加締め加工によって第１のころ止め部１６ａを形成した状態を示す図、図２７は、加締め加工によって第２のころ止め部１７ａを形成した状態を示す図である。
【００９２】
図２６を参照して、第１のころ止め部１６ａは、加締め治具６３で、柱中央部１６の径方向内側の壁面を加締めることによって形成される。図２７を参照して、第２のころ止め部１７ａは、加締め治具６３で、一対の柱端部１７の径方向外側の壁面を加締めることによって形成される。なお、加締め加工によって、第１および第２のころ止め部１６ａ，１７ａを形成する場合には、非接触部１６ｃ，１７ｃは形成されない。
【００９３】
また、上記の実施形態においては、ケージ＆ローラタイプの針状ころ軸受１１，３１の例を示したが、この発明は、内輪、および／または、外輪をさらに有する針状ころ軸受にも適用することが可能である。また、転動体として針状ころ１２を採用した例を示したが、これに限ることなく、円筒ころや棒状ころであってもよい。
【００９４】
さらに、上記の実施形態に係る針状ころ軸受１１，３１は、例えば、自動車用トランスミッションのアイドラー軸受、およびオートバイ用エンジンのコンロッド大端用軸受として使用することにより、特に有利な効果を奏する。
【００９５】
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】
【００９６】
この発明は、ころ軸受用保持器、および針状ころ軸受に有利に利用される。
【符号の説明】
【００９７】
１１，３１  針状ころ軸受、１２  針状ころ、１２ａ  ピッチ円、１３，３３  保持器、１４  リング部、１５  柱部、１６  柱中央部、１７  柱端部、１８  柱傾斜部、１６ａ，１７ａ  ころ止め部、１６ｂ，１７ｂ，１８ｂ  案内面、１６ｃ，１７ｃ  非接触部、１６ｄ，１７ｄ  油溝、１９  鍔部、２０  ポケット、２１  カップ状部材、２１ａ  底壁、２１ｂ  外向きフランジ部、２１ｃ  内向きフランジ部、２２，４２  円筒部材、２３，４３  外型、２３ａ  円筒空間、２３ｂ，２５ａ，２６ａ，４５ａ  小径部、２３ｃ，２５ｂ，２６ｂ，４５ｂ  大径部、２３ｄ，２５ｃ，２６ｃ，４５ｃ  傾斜部、２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ，５４ａ，５４ｃ  分割外型、２５，２６，４５  内型、４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄ，４６ｅ，４６ｆ，４６ｇ，４６ｈ，５６ａ，５６ｅ  分割内型、２７  移動治具、２８，２９  圧縮治具、４７，５７  挿入治具、４８，４９，５８，５９  ネッキング治具、４５ｄ，４８ａ，４９ａ  ネッキング部、６０  ポンチ、６０ａ  小幅部、６０ｂ  大幅部、６１，６２  加工台、６０ｃ，６１ａ，６２ａ  端面、６３  加締め治具。
【図１】
0005597747.tif 000002
【図２】
0005597747.tif 000003
【図３】
0005597747.tif 000004
【図４】
0005597747.tif 000005
【図５】
0005597747.tif 000006
【図６】
0005597747.tif 000007
【図７】
0005597747.tif 000008
【図８】
0005597747.tif 000009
【図９】
0005597747.tif 000010
【図１０】
0005597747.tif 000011
【図１１】
0005597747.tif 000012
【図１２】
0005597747.tif 000013
【図１３】
0005597747.tif 000014
【図１４】
0005597747.tif 000015
【図１５】
0005597747.tif 000016
【図１６】
0005597747.tif 000017
【図１７】
0005597747.tif 000018
【図１８】
0005597747.tif 000019
【図１９】
0005597747.tif 000020
【図２０】
0005597747.tif 000021
【図２１】
0005597747.tif 000022
【図２２】
0005597747.tif 000023
【図２３】
0005597747.tif 000024
【図２４】
0005597747.tif 000025
【図２５】
0005597747.tif 000026
【図２６】
0005597747.tif 000027
【図２７】
0005597747.tif 000028