(57)【要約】【課題】針状ころと軌道面との接触部位におけるフレッチング磨耗の発生を防止し、高耐久性を確保する。【解決手段】ソリッド形針状ころ軸受１の保持器３０は、分割部３３で所定の分割代Ｈを以って円周方向に二分割されており、軸受１回転時、非負荷圏で拘束されず、それぞれ分割代Ｈ分だけ変位可能である。保持器３０は、軸受１回転時における分割代Ｈの範囲内での変位により、ポケット部３２に保持させた針状ころ２０と軌道面１１との接触部位を変化させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に軌道面及び鍔部を有する外輪と、
該外輪の軌道面及び鍔部に案内される複数の針状ころと、
該針状ころをそれぞれポケット部に転動自在に保持する保持器とからなるソリッド形針状ころ軸受において、
前記保持器が、分割部で所定の分割代を以って円周方向に二分割されていることを特徴とするソリッド形針状ころ軸受。
【請求項２】
前記保持器の分割部において、円周方向に沿う前記分割代が、外輪の鍔部の高さ以下であることを特徴とする請求項１記載のソリッド形針状ころ軸受。
【請求項３】
前記保持器の分割部において、円周方向に沿う前記分割代が、針状ころ径の半分以下であることを特徴とする請求項１記載のソリッド形針状ころ軸受。
【請求項４】
内周に軌道面及び鍔部を有する外輪と、
該外輪の軌道面及び鍔部に案内される複数の針状ころと、
該針状ころをそれぞれポケット部に転動自在に保持する保持器とからなるソリッド形針状ころ軸受において、
前記保持器は、環状に一体成形された保持器本体に、同一形状の複数のポケット部を円周方向に等間隔に形成された後、熱処理を施され、更に所定の分割部で円周方向に所定の分割代を以って二分割されることにより形成されることを特徴とするソリッド形針状ころ軸受の保持器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外輪の軌道面及び鍔部に案内される複数の針状ころを、保持器のポケット部にそれぞれ転動自在に保持させてなるソリッド形針状ころ軸受及びソリッド形針状ころ軸受の保持器の製造方法に関し、詳しくはフレッチング磨耗を防止するための保持器の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からソリッド形針状ころ軸受は知られている（例えば、特許文献１参照）。
図９は、特許文献１で開示されているソリッド形針状ころ軸受を示す断面図である。
【０００３】
図９に示されるように、ソリッド形針状ころ軸受１００は、内周に軌道面１１１を有するとともに、軌道面１１１における軸方向両端部に鍔部１１２を突設された外輪１１０と、外輪１１０の軌道面１１１及び鍔部１１２に案内される複数の針状ころ１２０と、針状ころ１２０をそれぞれポケット部１３１に転動自在に保持する保持器１３０とからなる。
【０００４】
保持器１３０は、両側に環状体１３２を有するとともに、環状体１３２間には、内径方向に折れ曲がる折曲部１３３を形成されており、更に折曲部１３３から環状体１３２に至る長さのポケット１３１を、周方向に等間隔に形成される。
【０００５】
また、外輪１１０の軌道面１１１における鍔部１１２の基端部には、研削逃げ溝１１３が形成されており、研削逃げ溝１１３における図９中の鎖線で示す領域１１４には、圧縮残留応力が形成される。領域１１４の圧縮残留応力により、針状ころ１２０のスキューにより発生する誘起スラスト力が鍔部１１２に負荷されることに起因して、研削逃げ溝１１３の内表面部に生じる引張り力が緩和される。これにより、研削逃げ溝１１３の薄肉部における疲労強度が向上される。
【特許文献１】特開２０００―１６１３６７号公報（第３頁、第１図）
【０００６】
図１０は、従来のソリッド形針状ころ軸受を示す断面図であり、図１１は、図１０の側面図である。
【０００７】
図１０及び図１１を参照すると、ソリッド形針状ころ軸受１４０は、複数の針状ころ１５０をそれぞれ保持器１６０のポケット部１６２に転動自在に保持されており、外輪１７０の内周に形成された軌道面１７１及び軌道面１７１の軸方向両端部に突設された鍔部１７２により、針状ころ１５０を案内する。保持器１６０は、環状に一体成形された保持器本体１６１に、複数のポケット部１６２を円周方向に等間隔に形成されてなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した従来のいずれのソリッド形針状ころ軸受１００，１４０においても、針状ころ１２０，１５０の軌道面１１１，１７１を形成された外輪１１０，１７０及び軸（図示しない）が、同一方向に回転される場合、針状ころ１２０，１５０は自転せず、軌道面１１１，１７１に対して円周方向に移動することなく、軌道面１１１，１７１における円周方向に沿う同一箇所で負荷を受ける。
【０００９】
したがって、針状ころ１２０，１５０と軌道面１１１，１７１との接触部位では、微小な振動や揺動運動が生じ、フレッチング（フォールスブリネリング）と呼ばれる圧痕に似た磨耗（以下、フレッチング磨耗という）を生じてしまうという問題があった。特に、ソリッド形針状ころ軸受１００，１４０の場合、外輪１１０，１７０の軌道面１１１，１７１における軸方向両側に、鍔部１１２，が突設されており、軸受内部への潤滑油の供給が、鍔部１１２，によって阻害される。このため、軸受内部に潤滑油が供給され難く、磨耗が起こり易い。
【００１０】
本発明は、針状ころと軌道面との接触部位におけるフレッチング磨耗の発生を防止することができ、これにより高耐久性を確保することができるソリッド形針状ころ軸受を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の上記目的は、下記構成により達成される。
【００１２】
（１）  内周に軌道面及び鍔部を有する外輪と、
該外輪の軌道面及び鍔部に案内される複数の針状ころと、
該針状ころをそれぞれポケット部に転動自在に保持する保持器とからなるソリッド形針状ころ軸受において、
前記保持器が、分割部で所定の分割代を以って円周方向に二分割されていることを特徴とするソリッド形針状ころ軸受。
【００１３】
（２）  前記保持器の分割部において、円周方向に沿う前記分割代が、外輪の鍔部の高さ以下であることを特徴とする前記（１）記載のソリッド形針状ころ軸受。
【００１４】
（３）  前記保持器の分割部において、円周方向に沿う前記分割代が、針状ころ径の半分以下であることを特徴とする前記（１）記載のソリッド形針状ころ軸受。
【００１５】
（４）  内周に軌道面及び鍔部を有する外輪と、
該外輪の軌道面及び鍔部に案内される複数の針状ころと、
該針状ころをそれぞれポケット部に転動自在に保持する保持器とからなるソリッド形針状ころ軸受において、
前記保持器は、環状に一体成形された保持器本体に、同一形状の複数のポケット部を円周方向に等間隔に形成された後、熱処理を施され、更に所定の分割部で円周方向に所定の分割代を以って二分割されることにより形成されることを特徴とするソリッド形針状ころ軸受の保持器の製造方法。
【００１６】
保持器の材料としては例えば、金属では炭素鋼やクロムモリブデン鋼等が挙げられ、合成樹脂ではポリアミド４６、ポリアミド６６等のポリアミド樹脂や、４６ナイロン、６６ナイロン等が挙げられる。また、これらの合成樹脂には、１０〜５０質量％の繊維状充填材（ガラス繊維や炭素繊維）を適宜混入すれば、剛性及び寸法精度の向上を図れる。
【００１７】
前記（１）記載のソリッド形針状ころ軸受では、保持器は、分割部で円周方向に所定の分割代を以って二分割されているので、軸受回転時、非負荷圏で拘束されず、それぞれ分割代分だけ変位可能である。
【００１８】
保持器は、軸受回転に伴う分割代分の範囲内での変位により、ポケット部に保持させた針状ころと軌道面との接触部位を変化させる。これにより、針状ころと軌道面との接触部位におけるフレッチング磨耗の発生が防止される。
【００１９】
前記（２）記載のソリッド形針状ころ軸受では、保持器の分割代が外輪の鍔部の高さ以下であるので、外輪に保持器及び針状ころが組み込まれた状態で、保持器が、例えば軸受搬送中の振動等により分割代分だけ軸中心方向に変位した場合でも、針状ころが外輪の鍔部から外れてしまうことはない。
【００２０】
これにより、軸受搬送中の振動等による軸受からの針状ころの脱落が防止される。また、軸等への軸受組み込みに伴って針状ころの脱落が生じないように注意する必要がなくなり、良好な軸受組立性が確保される。
【００２１】
前記（３）記載のソリッド形針状ころ軸受では、保持器の分割代が針状ころ径の半分以下、好ましくは０．３〜０．４倍であるので、外輪に保持器及び針状ころが組み込まれた状態で、保持器が、例えば軸受搬送中の振動等により分割代分だけ軸中心方向に変位した場合でも、針状ころが外輪の鍔部から外れてしまうことはない。
【００２２】
これにより、軸受搬送中の振動等による軸受からの針状ころの脱落が防止される。また、軸等への軸受組み込みに伴って針状ころの脱落が生じないように注意する必要がなくなり、良好な軸受組立性が確保される。
【００２３】
前記（４）記載のソリッド形針状ころ軸受の保持器の製造方法では、保持器は、分割前の状態で、保持器本体における分割部となる部位にも、他の部位と同様に同一形状のポケット部を形成され、その後、熱処理を施されるので、保持器本体のポケット部形状の不均一に起因する円周方向に沿う剛性のバラツキが防止される。
【００２４】
これにより、保持器本体の円周方向に沿う剛性のバラツキによる熱処理時の変形が防止され、変形矯正のための後加工や硬化層深さの増大が不要となり、コスト低減が図られる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のソリッド形針状ころ軸受によれば、針状ころと軌道面との接触部位におけるフレッチング磨耗の発生を防止することができ、これにより高耐久性を確保することができる。
【００２６】
本発明により得られるソリッド形針状ころ軸受は、自動車、産業機械等に用いられ、特に自動車用トランスミッションの回転部分支持用として、高耐久性を要求される場合に好適に用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態であるソリッド形針状ころ軸受を示す断面図であり、図２は、図１の側面図である。また、図３は、図１のソリッド形針状ころ軸受の保持器が軸中心方向に変位する過程を示す断面図であり、（ａ）は変位前の状態を、（ｂ）は変位後の状態をそれぞれ示す。図４は、図１のソリッド形針状ころ軸受の保持器が軸中心方向に変位した状態を示す断面図であり、図５は、図４の側面図である。
【００２８】
更に、図６は、図１のソリッド形針状ころ軸受の保持器の分割過程を示す斜視図であり、（ａ）は分割前の状態を、（ｂ）は分割後の状態をそれぞれ示す。図７は、図６の分割後の保持器の熱処理後のイメージを示す側面図であり、図８（ａ）〜（ｄ）は、図１のソリッド形針状ころ軸受の運転時における保持器の動きを示す概略側面図である。
【００２９】
図１〜図５を参照すると、ソリッド形針状ころ軸受１は、内周に軌道面１１及び鍔部１２を有する外輪１０と、外輪１０の軌道面１１及び鍔部１２に案内される複数の針状ころ２０と、針状ころ２０をそれぞれポケット部３２に転動自在に保持する保持器３０とからなる。
【００３０】
外輪１０の鍔部１２は、軌道面１１における軸方向両側に、内周向きに所定の高さｈで突設される。
【００３１】
保持器３０は、環状に一体成形された保持器本体３１の柱部３１ａ間に、同一形状の複数のポケット部３２を円周方向に等間隔に形成されており、分割部３３で所定の分割代Ｈを以って円周方向に二分割されている。保持器３０は、軸受１回転時、非負荷圏で拘束されず、それぞれ分割代Ｈ分だけ変位可能である。保持器３０は、軸受１回転に伴う分割代Ｈの範囲内での変位により、ポケット部３２に保持させた針状ころ２０と軌道面１１との接触部位を変化させる。
【００３２】
保持器３０の分割部３３における円周方向に沿う分割代Ｈは、外輪１０の鍔部１２の高さｈ以下（Ｈ≦ｈ）で、かつ、針状ころ径の半分以下、好ましくは針状ころ径の０．３〜０．４倍である。
【００３３】
保持器３０の分割代Ｈが外輪１０の鍔部１２の高さｈ以下で、かつ、針状ころ径の半分以下であることにより、外輪１０に保持器３０及び針状ころ２０が組み込まれたアッセンブリ状態で、例えば軸受搬送中の振動等により、保持器３０が分割代Ｈ分だけ軸中心方向（図３（ａ）中の矢印Ａ方向）に変位した場合（図３（ａ）→図３（ｂ）参照）でも、針状ころ２０が外輪１０の鍔部１２から図３（ｂ）中の矢印Ｂ方向に外れてしまうことはない。
【００３４】
図６及び図７を参照すると、保持器３０は、保持器本体３１に同一形状の複数のポケット部３２を円周方向に等間隔に形成された後（図６（ａ）参照）、熱処理を施され（図７参照）、更に所定の分割部３３で円周方向に所定の分割代Ｈを以って二分割される（図６（ｂ）参照）。
【００３５】
つまり、保持器３０は、図６（ａ）に示すように、分割前の状態で、保持器本体３１における分割部３３となる部位にも、他の部位と同様に同一形状のポケット部３２を形成されており、この状態で熱処理を施される。したがって、保持器本体３１のポケット部３２形状の不均一に起因する円周方向に沿う剛性のバラツキが防止される（図７参照）。
【００３６】
本実施形態の作用を説明する。
図８（ａ）を参照すると、ソリッド形針状ころ軸受１の運転時、外輪１０及び軸２が図８（ａ）中の時計方向に回転するとともに、荷重点が図８（ａ）中の上部である、すなわち図８（ａ）中の矢印Ｃ方向から荷重が作用する場合に、負荷圏は１８０°以下であり、反荷重点側は非負荷圏となる。
【００３７】
図８（ｂ）に示すように、非負荷圏では、保持器３０は拘束されず、分割代Ｈ分だけ変位可能である。したがって、保持器３０は、非負荷圏に入ると、外輪１０及び軸２の回転方向と反対方向に分割代Ｈ分だけ変位する（図８（ｂ）→図８（ｃ））。保持器３０は、軸受１回転につき２回、非負荷圏に入るので、保持器３０の分割代Ｈ分の変位量は、軸受１回転につき２×Ｈとなる（図８（ａ）〜（ｄ）参照）。なお、理論上の軸受回転数Ｎは、（２×Ｈ×ｎ）／（π×ｄｈ）で表される。
【００３８】
上述したように、保持器３０が軸受１回転につき２回、それぞれ分割代Ｈ分変位することにより、針状ころ２０と軌道面１１との接触部位が軸受１回転に伴って変化する。したがって、針状ころ２０と軌道面１１との接触部位におけるフレッチング磨耗の発生が防止される。
【００３９】
次に、本実施形態の二分割された保持器を組み込まれたソリッド形針状ころ軸受と、従来の一体型保持器を組み込まれたソリッド形針状ころ軸受とで、フレッチング磨耗発生の比較試験を行った。
表１は、比較試験の結果を示す表である。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
すなわち、下記に示すソリッド形針状ころ軸受を用い、針状ころの軌道面を形成された外輪及び軸を同一方向に回転させることにより、フレッチング磨耗の発生状況を確認した。
使用軸受
内径：３０ｍｍ
外径：４２ｍｍ
幅：１７ｍｍ
ＰＣＤ：３４ｍｍ
試験条件
軸回転数：８０００ｒｐｍ
外輪回転数：８０００ｒｐｍ
相対回転数：０ｒｐｍ
潤滑：ＡＴＦ０．１Ｌ／ｍｉｎ
試験時間：２００ｈｒ
【００４２】
表１から理解されるように、従来の一体型保持器を組み込まれたソリッド形針状ころ軸受では、各回ともフレッチング磨耗が発生しているが、本実施形態の二分割された保持器を組み込まれたソリッド形針状ころ軸受では、各回ともフレッチング磨耗が発生していない。
【００４３】
以上のように上記実施形態によれば、ソリッド形針状ころ軸受１の保持器３０は、分割部３３で所定の分割代Ｈを以って円周方向に二分割されており、軸受１回転時、非負荷圏で拘束されず、それぞれ分割代Ｈ分だけ変位可能である。したがって、軸受１回転時、保持器３０のポケット部３２に保持させた針状ころ２０と軌道面１１との接触部位を変化させることができ、当該接触部位におけるフレッチング磨耗の発生を防止することができる。
【００４４】
また、保持器３０の分割代Ｈが外輪１０の鍔部１２の高さｈ以下で、かつ、針状ころ径の半分以下であるので、外輪１０に保持器３０及び針状ころ２０が組み込まれたアッセンブリ状態で、例えば軸受１搬送中の振動等により、保持器３０が分割代Ｈ分だけ軸中心方向に変位した場合でも、針状ころ２０が外輪１０の鍔部１２から外れてしまうことを防止することができる。
【００４５】
これにより、軸受１搬送中の振動等による軸受１からの針状ころ２０の脱落を防止することができる。加えて、軸２への軸受組み込みに伴って針状ころ２０の脱落が生じないように注意する必要がなくなり、ソリッド形針状ころ軸受１の良好な組立性を確保することができる。
【００４６】
保持器３０は、分割前の状態で、保持器本体３１における分割部３３となる部位にも、他の部位と同様に同一形状のポケット部３２を形成されており、この状態で熱処理を施された後、分割部３３で二分割される。したがって、保持器本体３１のポケット部３２形状の不均一に起因する円周方向に沿う剛性のバラツキを防止することができる。
【００４７】
これにより、保持器本体３１の円周方向に沿う剛性のバラツキによる熱処理時の変形を防止することができるとともに、変形矯正のための後加工や硬化層深さの増大を不要とすることができ、コスト低減を図ることができる。
【００４８】
図１２は、一般的な分割方法で保持器を二分割する過程を示す斜視図であり、（ａ）は分割前の状態を、（ｂ）は分割後の状態をそれぞれ示す。図１３は、図１２の分割後の保持器の熱処理後のイメージを示す側面図である。
【００４９】
図１２及び図１３を参照すると、保持器１８０は、一般的な分割方法で二分割された場合、図１２（ａ）に示すように、ポケット部１８２を形成されない分割部１８３の剛性が高いことにより、熱処理時、図１３に示すように楕円状になり易い。この場合、変形矯正のための後加工や硬化層深さの増大が必要となり、コスト増大を招く。
【００５０】
すなわち、一般的な分割方法を用いる場合、図１２（ａ）に示すように、保持器１８０は、環状に一体成形された保持器本体１８１に、所定の分割部を除いて複数のポケット部１８２を円周方向に等間隔に形成されており、保持器本体１８１における分割部１８３には、ポケット部１８２を形成されない。この状態で、保持器１８０は、熱処理を施される。
【００５１】
この際、保持器１８０は、ポケット部１８２を形成されない分割部１８３の剛性が高いことにより、図１３中の符号Ｘで示すような楕円状となる。その後、保持器１８０は、図１２（ｂ）に示すように、分割部１８３で円周方向に二分割される。
【００５２】
一方、上述した本実施形態では、保持器３０は、図６（ａ）に示すように、分割前の状態で、保持器本体３１における分割部３３となる部位にも、他の部位と同様に同一形状のポケット部３２を形成されており、この状態で熱処理を施された後、分割部３３で二分割される。したがって、保持器本体３１のポケット部３２形状の不均一に起因する円周方向に沿う剛性のバラツキが防止される（図７参照）。
【００５３】
以上、本発明を実施形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更、改良が可能であることはもちろんである。例えば、本発明はシェル形ころ軸受にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態であるソリッド形針状ころ軸受を示す断面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図１のソリッド形針状ころ軸受の保持器が軸中心方向に変位する過程を示す断面図である。
【図４】図１のソリッド形針状ころ軸受の保持器が軸中心方向に変位した状態を示す断面図である。
【図５】図４の側面図である。
【図６】図１のソリッド形針状ころ軸受の保持器の分割過程を示す斜視図である。
【図７】図６の分割後の保持器の熱処理後のイメージを示す側面図である。
【図８】図１のソリッド形針状ころ軸受の運転時における保持器の動きを示す概略側面図である。
【図９】特許文献１で開示されているソリッド形針状ころ軸受を示す要部断面図である。
【図１０】従来のソリッド形針状ころ軸受を示す断面図である。
【図１１】図１０の側面図である。
【図１２】一般的な保持器の分割過程を示す斜視図である。
【図１３】図１２の分割後の保持器の熱処理後のイメージを示す側面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  ソリッド形針状ころ軸受
２  軸
１０  外輪
１１  軌道面
１２  鍔部
２０  針状ころ
３０  保持器
３１  保持器本体
３２  ポケット部
３３  分割部
ｈ  鍔部の高さ
Ｈ  保持器の分割代
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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