(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受の軸線方向に延びる分割線によって円周方向に分割された複数の外輪部材を有する外輪と、この外輪の内径面に沿って転動自在な複数のころと、これら複数のころを保持する保持器とを備えた分割型針状ころ軸受において、
前記外輪部材は、
その円周方向中央からずれた位置で当該外輪部材の側縁の一部から局所的に径方向内側に突出して延び、前記保持器の軸方向への移動を規制する係合爪と、
その外径面に、ハウジングに係合して位置決めを行うための位置決め係合部とを有し、
前記外輪部材は、前記ハウジングに組み込まれた状態において、その円周方向中央部に位置し軸受使用時に負荷領域となる中間領域と、その円周方向端部に位置し軸受使用時に非負荷領域となる端部領域とを有し、
前記位置決め係合部および前記係合爪は、前記中間領域を挟んで反対側の端部領域に位置することを特徴とする、針状ころ軸受。
【請求項２】
前記外輪部材の炭素含有量は、０．１５ｗｔ％〜１．１ｗｔ％である、請求項１に記載の針状ころ軸受。
【請求項３】
前記外輪部材は、高周波焼入処理または光輝焼入処理を施したものであり、
前記外輪部材の炭素含有量は、０．５ｗｔ％〜１．１ｗｔ％である、請求項２に記載の針状ころ軸受。
【請求項４】
前記保持器は、軸線方向に切断した切断面を突合させた突合部と、前記突合部の幅方向端面に位置する面取り部とを有する、請求項１に記載の針状ころ軸受。
【請求項５】
前記突合部は、軸線方向へのずれを防止する嵌合部を有し、
切断面における前記面取り部の軸方向長さは、前記嵌合部の軸方向の遊びより大きい、請求項４に記載の針状ころ軸受。
【請求項６】
前記面取り部が最大開いたときの円周方向長さは、前記係合爪の円周方向長さより小さい、請求項４に記載の針状ころ軸受。
【請求項７】
前記保持器の径方向幅ｗ１と、前記係合爪と前記保持器との係合幅ｗ２とは、
ｗ２／ｗ１＞０．２
の関係を有する、請求項１に記載の針状ころ軸受。
【請求項８】
前記係合爪の先端と、前記針状ころ軸受の内径面との径方向隙間は０．１ｍｍより大きい、請求項６に記載の針状ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車エンジン用クランクシャフト、カムシャフト、バランスシャフト、ロッカーシャフト等を支持する針状ころ軸受に関するものであり、特に軸受の軸線方向に延びる分割線によって分割された外輪部材を有する分割型針状ころ軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車エンジン用クランクシャフト、カムシャフト、ロッカーシャフトの支持装置としては、一般的に分割型の滑り軸受が使用されている。滑り軸受は負荷容量が高いので、高負荷環境下で使用される軸受として好適である。【０００３】
しかし、近年では、環境への配慮から省燃費である自動車が求められるようになったことに伴い、滑り軸受に代えて針状ころ軸受が用いられることがある。針状ころ軸受は、滑り軸受と比較すると、負荷容量は低いが、回転時の摩擦抵抗が小さいので、回転トルクの低減や、支持部分への給油量を減らすことが可能となる。【０００４】
しかし、一般的な針状ころ軸受を上記用途の支持装置として組み込むことは、その構造上から困難である。図１は、一般的な自動車のクランクシャフトを示す図である。この図から明らかなように、クランクシャフト１のクランクピン２を支持する針状ころ軸受を、軸方向に圧入して組込むことができない。そのため、保持器およびころのみで構成される保持器付きころにおいて、保持器を分割型としたものが上記用途の支持装置として使用されている。このような構造の針状ころ軸受には、保持器を円周方向の２箇所で分割する二つ割り型と、保持器を円周方向の１箇所で分割する一つ割り型等がある。なお、一般に分割型の保持器の材質としては鉄材と樹脂材とがあるが、一つ割り型の保持器の場合は、鉄材に比べて樹脂材の方が形成が容易であることが知られている。【０００５】
また、針状ころ軸受には、外輪と、外輪の内径面に転接するように円周方向に沿って配列される複数のころと、これらのころを保持する保持器とで構成された外輪付きのものがある（例えば特許第３０７３９３７号公報）。このような外輪付きの針状ころ軸受は、ころと外輪とが線接触する構造であるため、軸受投影面積が小さい割に高負荷容量と高剛性が得られる利点を有する。このため、自動車用をはじめ、あらゆる分野に広く利用されている。この場合の外輪としては、削り加工により製造されるソリッド外輪と、プレス加工により製造されるシェル外輪とがある。【０００６】
米国特許第１９２１４８８号公報は、保持器を分割型とすると共に、外輪を２分割した分割外輪型（ハーフシェル）とした針状ころ軸受を開示している。図２は、米国特許第１９２１４８８号公報に開示された外輪を示している。図示するように、冷間圧延鋼板（ＳＰＣ材）等によって形成された針状ころ軸受の外輪を、軸受の軸線方向に延びる分割線４ｃによって、２つの外輪部材４ａ，４ｂを有するように分割することにより、クランクピン２に組込むことが可能になる。【０００７】
図３は、特表２００２−５２５５３３号公報に開示された針状ころ軸受６を示している。針状ころ軸受６は、軸５を支持するものであり、外輪７と、外輪７の軌道面上に転動自在に配置される複数の針状ころ８と、針状ころ８を保持する保持器９とを備える。この針状ころ軸受６においては、軸５の軸受両端部分の軸径を小さくして保持器９を径方向内側に突出させることによって、保持器９の軸方向へのずれを防止している。【０００８】
特許第３０７３９３７号公報や米国特許第１９２１４８８号公報に開示されたような分割型針状ころ軸受においては、顧客への運搬中に、軸受が外輪と保持器付きころとに分解したり、あるいは外輪と保持器ところとに分解したりすることがある。その場合、顧客の側で再度注意深く組み立てなければならない。また、分解した軸受部品を紛失する恐れがある。【０００９】
特表２００２−５２５５３３号公報に開示された針状ころ軸受では、保持器と外輪との間、または保持器と軸との間での軸方向の位置決めを図る構造を有しているので、運搬中の軸受部品の分解が防止される。しかし、保持器の断面形状が特異なものとなるので、保持器を成形するための射出成形金型の形状や工程が複雑になるなどして、コストアップを招くという問題がある。【００１０】
図１に示したようなクランクシャフト１等は、回転時に所定の方向に偏った荷重が作用するので、軸受の外輪円周上は、負荷が集中する領域（以下、「負荷領域」という）と、大きな負荷がかからない領域（以下、「非負荷領域」という）とに分かれる。そこで、図２に示したような針状ころ軸受の外輪を軸に組み込む場合には、外輪部材４ａ，４ｂの境界４ｃが非負荷領域に位置するように位置決めをする。【００１１】
しかし、外輪部材４ａ，４ｂはハウジングに嵌め合いによって固定されているに過ぎないので、回転時に荷重を受けると外輪部材４ａ，４ｂがハウジング内で回転して位置ずれを起こす可能性がある。このとき、外輪部材４ａ，４ｂの境界４ｃが負荷領域に移動すると、針状ころの回転不良や外輪部材４ａ，４ｂの破損等のトラブルを引き起こす可能性がある。【００１２】
また、図３に示したような針状ころ軸受６は、保持器９の軸方向へのずれを防止するために軸５の加工が必要となるので、加工コストが増大するという問題がある。また、保持器規制手段９ａが小さすぎると、大きなアキシャル荷重が作用した場合に保持器９の脱落を阻止できなくなる。一方、保持器規制手段９ａが大きすぎると、軸５への干渉等が懸念される。【００１３】
さらに、外輪部材４ａ，４ｂに使用される冷間圧延鋼板（ＳＰＣ材）は炭素含有量が０．０４ｗｔ％〜０．１５ｗｔ％と低いので、加工性が高い反面、焼入れ性が低い。そのため、外輪部材４ａ，４ｂの転動面に必要な硬度（Ｈｖ６５３以上）を確保するためには、浸炭窒化処理が必要となる。しかし、浸炭窒化処理設備は他の熱処理設備と比較して設備費用が高額であり、かつ、炭素含有量の低い冷間圧延鋼板には深い浸炭層が形成されないので、軸受使用時に表面起点型剥離等のトラブルを発生させる恐れがある。
【発明の開示】
【００１４】
この発明の目的は、組み立てが容易で、かつ安価に製造できる分割型針状ころ軸受を提供することである。
【００１５】
この発明の他の目的は、外輪のハウジング内で内での回転を防止可能で、保持器の軸方向規制手段を備えた針状ころ軸受であって、低価格で長寿命の外輪部材を備えた針状ころ軸受を提供することである。
【００１６】
この発明のさらに他の目的は、保持器の軸方向へのずれを防止するために、周辺構造の加工を伴わない保持器の軸方向規制手段を備えた針状ころ軸受を提供することである。
【００１７】
この発明に従った針状ころ軸受は、円周方向に分割部を有する外輪と、この外輪の内径面に沿って転動自在な複数のころと、これら複数のころを保持する保持器とを備えた分割型針状ころ軸受において、外輪が、その幅方向端部に径方向内側に突出して保持器の軸方向への移動を規制する係合爪を有することを特徴としている。
【００１８】
上記構成の針状ころ軸受によれば、外輪の側縁から内径側に突出し保持器の幅面に接触する係合爪を設けたため、軸受製造後の運搬中に、外輪と保持器とが軸方向に分解することがない。また、軸受を軸に組み付けるときに、外輪に対する保持器の軸方向の位置決めが上記係合爪によってなされるため、組み立てが容易である。係合爪を設けることにより、外輪の形状は複雑となるが、外輪における係合爪の追加は、適宜の製造方法を採用することによって容易に行える。上記係合爪を設けることにより、保持器は位置決め用の部位を特に加工する必要がなく、簡素な形状のもので済み、製造が簡単である。また、軸も簡素な形状となる。そのため保持器の位置決め機能を有しながら、安価に製造することができる。さらに、回転運動をする保持器に位置決めのための構造を設けることに比べて、固定側部材である外輪に位置決めのための係合爪を設ける方が、回転に伴うエネルギーロスを小さくすることができる。
【００１９】
一つの実施形態では、外輪が鍔無し円筒形状を有し、係合爪が、円周状に延びる外輪の側縁の一部に局所的に設けられている。係合爪が円周方向の一部に局部的に設けられたものであると、係合爪の存在によって潤滑油の流れを阻害するという問題は生じない。
【００２０】
好ましくは、係合爪は、外輪内に溜まる潤滑油を保持するのに適した位置に設けられている。そのような観点からすると、一つの実施形態では、係合爪は、使用時の軸受の最下方位置に設けられている。
【００２１】
保持器の材質は例えば樹脂製であり、保持器の軸方向に沿う断面形状は例えば略長方形状である。この場合に、円周方向の複数箇所にころを保持するポケットが設けられるが、ポケットがないものとした形状における円周方向の任意位置の断面形状を略長方形状とする。保持器が樹脂製の場合に、このような長方形状の断面形状のものであると、その成形金型が簡素なもので済み、また複雑な成形工程が不要で、保持器を容易に製造することができる。そのため、より一層のコスト低減が可能となる。
【００２２】
外輪の外径面に、この外輪をハウジングに対して位置決めする位置決め突起を設けても良い。この場合に、分割型針状ころ軸受を支持するハウジングが分割型とされていても良い。このように外輪の外径面に位置決め突起が設けられていると、ハウジングに設けられた穴などに外輪の位置決め突起を係合させることにより、分割型針状ころ軸受のハウジングに対する位置決めが可能となる。
【００２３】
保持器は、円周方向の１箇所または２箇所を分割したものであっても良い。保持器がこのような分割型のものであると、組み立て作業がより一層容易になる。
【００２４】
この発明の他の実施形態に係る針状ころ軸受は、軸受の軸線方向に延びる分割線によって分割された複数の外輪部材を有する外輪と、外輪の軌道面上に転動自在に配置される複数の針状ころと、複数の針状ころを保持する保持器とを備える。そして、外輪部材は、その円周方向中央からずれた位置にハウジングと係合して位置決めを行うための位置決め係合部と、幅方向端部に径方向内側に突出して保持器の軸方向への移動を規制する係合爪とを有する。また、外輪部材の炭素含有量は、０．１５ｗｔ％〜１．１ｗｔ％である。
【００２５】
上記構成のように、位置決め係合部を外輪部材に設けることによって、外輪の円周方向への回転を防止することができる。これにより、外輪部材の境界が負荷領域に移動することが無くなるので、針状ころの回転不良や外輪部材の破損等のトラブルを回避することができる。また、外輪部材の幅方向端部に係合爪を設けることにより、軸等の周辺構造に加工を施すことなく、保持器の軸方向の移動を規制することが可能となる。
【００２６】
また、炭素含有量が０．１５ｗｔ％以上の材料は、浸炭焼入処理によって外輪部材に求められる十分な硬度（Ｈｖ６５３以上）を得ることができる。浸炭焼入処理設備は浸炭窒化処理設備と比較して設備費用が安価となるので、低廉な針状ころ軸受を得ることができる。一方、炭素含有量が１．１ｗｔ％を超える材料は加工性が低く、プレス加工等により製造される外輪部材用の材料としては適さない。
【００２７】
外輪部材は、例えば、高周波焼入処理または光輝焼入処理を施したものである。好ましくは、外輪部材の炭素含有量は、０．５ｗｔ％〜１．１ｗｔ％である。さらに、０．５ｗｔ％以上の炭素を含有する材料は、光輝焼入処理や高周波焼入処理によっても十分な強度を得ることができる。光輝焼入処理設備や高周波焼入処理設備は、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、特に高周波焼入処理はガスを使用しないので環境に優しい熱処理方法である。
【００２８】
好ましくは、外輪部材は、その円周方向中央部に位置し軸受使用時に負荷領域となる中間領域と、その円周方向端部に位置し軸受使用時に非負荷領域となる端部領域とを有し、位置決め係合部および係合爪は、中間領域を挟んで反対側の端部領域に位置する。
【００２９】
例えば、外輪部材の内径面側からバーリング加工によって位置決め係合部を形成した場合には、軌道面に凹部が形成されて平滑な面とはならない。この凹部が負荷領域に配置されると、凹部上を通過する針状ころの回転不良等のトラブルが発生する可能性がある。そこで、非負荷領域となる端部領域に配置することにより、これらのトラブルを回避することができる。また、係合爪を外輪部材の端部領域に配置することにより、保持器と係合爪との接触による回転不良や破損等のトラブルを防止することができる。
【００３０】
この発明のさらに他の実施形態に係る針状ころ軸受は、軸受の軸線方向に延びる分割線によって分割された複数の外輪部材を有する外輪と、外輪の軌道面上に転動自在に配置される複数の針状ころと、複数の針状ころを保持する保持器とを備える。そして、外輪部材は、その幅方向端部に径方向内側に突出して保持器の軸方向への移動を規制する係合爪を有し、保持器は、軸線方向に切断した切断面を突合させた突合部と、突合部の幅方向端面に面取り部とを有する。
【００３１】
上記構成のように、外輪部材の幅方向端部に係合爪を設けることにより、軸等の周辺構造に加工を施すことなく保持器の軸方向の移動を規制することが可能となる。このとき、保持器の突合部が軸方向にずれて係合爪が切断面に引っ掛かると、軸受の円滑な回転を阻害する可能性がある。そこで、突合部の幅方向端面に面取り部を設けることにより、係合爪との引っ掛かりを緩和することが可能となる。
【００３２】
好ましくは、突合部は軸線方向へのずれを防止する嵌合部を有し、切断面における面取り部の軸方向長さは、嵌合部の軸方向の遊びより大きい。製造上の観点から嵌合部にはある程度の遊びが必要となる。しかし、この遊びにより突合部の一方側が軸方向に突出すると、係合爪に引っ掛かる恐れがある。そこで、切断面における面取り部の軸方向長さを嵌合部の軸方向の遊びより大きく設定することにより、保持器と係合爪との引っ掛かりを緩和することができる。
【００３３】
好ましくは、面取り部の円周方向長さは係合爪の円周方向長さより短い。上記構成の保持器において、突合部の幅方向端面には切断面の両側の面取り部によって凹部が形成され、その凹部に係合爪が落ち込む恐れがある。そこで、面取り部の円周方向長さを係合爪の円周方向長さより短くすることによって、係合爪が面取り部によって形成された凹部に落ち込むのを防止することができる。
【００３４】
好ましくは、外輪部材は、その円周方向中央からずれた位置に、ハウジングと係合して位置決めを行うための位置決め係合部を有する。上記構成のように、位置決め係合部を外輪部材に設けることによって、外輪の円周方向への回転および軸方向への動きを防止することができる。これにより、外輪部材の境界が負荷領域に移動することが無くなるので、針状ころの回転不良や外輪部材の破損等のトラブルを回避することができる。
【００３５】
好ましくは、係合爪は、外輪部材の軸方向端部全域に設けられる。
【００３６】
この発明のさらに他の実施形態に係る針状ころ軸受は、軸受の軸線方向に延びる分割線によって分割された複数の外輪部材を有する外輪と、外輪の軌道面上に転動自在に配置される複数の針状ころと、複数の針状ころを保持する保持器とを備える。そして、外輪部材は、その幅方向端部に径方向内側に突出して保持器の軸方向への移動を規制する係合爪と、係合爪に貫通する孔とを有する。
【００３７】
上記構成とすることにより、軸等の周辺構造に加工を施すことなく保持器の軸方向の移動を規制することが可能となる。また、係合爪に貫通する孔を設けることによって、外輪部材の曲げ加工によって係合爪に生じる圧縮応力を緩和することができるので、製造時の外輪部材の変形等を抑制することができる。
【００３８】
好ましくは、係合爪は、外輪部材の幅方向端部の全域に配置される。上記構成のように、係合爪に圧縮応力を緩和するための孔を設けることによって、係合爪を外輪部材の幅方向端部の全域に設けることができる。その結果、保持器と係合爪の端面との引っ掛かりを防止できるので、軸受の回転不良等を防止することができる。
【００３９】
孔は、例えば円周方向に長い長孔である。これにより、係合爪に生じる圧縮応力の吸収能が向上するので製造時の変形等をより効果的に抑制することができる。
【００４０】
好ましくは、孔は円周方向の複数箇所に設けられている。これにより、例えば、係合爪が外輪部材の幅方向端部の全域に設けられている場合等でも、係合爪の円周方向の各部に生じる圧縮応力を均等に吸収することが可能となる。
【００４１】
そして、複数の孔は、例えば互いに大きさが異なっていてもよい。例えば、外輪部材の中央部と両端部とでは、係合爪に負荷される圧縮応力の大きさが異なる。そこで、圧縮応力の大きい部分には大きな孔を、圧縮応力の小さい部分には小さい孔を設けることにより、係合爪の円周方向の各部に生じる圧縮応力を均等に吸収することが可能となる。
【００４２】
外輪内に溜まった潤滑油の保持性を高めるために、一つの実施形態では、上記の孔は、外輪内に潤滑油が溜まる領域を外して設けられている。
【００４３】
好ましくは、外輪部材は、その円周方向中央からずれた位置にハウジングと係合して位置決めを行うための位置決め係合部を有する。上記構成のように、位置決め係合部を外輪部材に設けることによって、外輪の円周方向への回転を防止することができる。これにより、外輪部材の境界が負荷領域に移動することが無くなるので、針状ころの回転不良や外輪部材の破損等のトラブルを回避することができる。
【００４４】
この発明のさらに他の実施形態に係る針状ころ軸受は、軸受の軸線方向に延びる分割線によって分割された複数の外輪部材を有する外輪と、外輪の軌道面上に転動自在に配置される複数の針状ころと、複数の針状ころを保持する保持器と、外輪部材の幅方向端部に径方向内側に突出して保持器の軸方向への移動を規制する係合爪とを備える。そして、保持器の径方向幅ｗ１と、係合爪と保持器との係合幅ｗ２とは、ｗ２／ｗ１＞０．２の関係を有する。
【００４５】
上記構成とすることにより、軸等の周辺構造に加工を施すことなく、保持器の軸方向の移動を規制することが可能となる。このとき、係合爪が小さすぎると、針状ころ軸受に大きなアキシアル荷重が作用した場合に、保持器が係合爪を潜り抜けて脱落する可能性がある。そこで、係合爪と保持器との係合幅ｗ２を保持器の径方向幅ｗ１の２０％より大きくなるようにすることで、上記の問題を解消することができる。
【００４６】
好ましくは、係合爪の先端と、針状ころ軸受の内径面との径方向隙間は、０．１ｍｍより大きい。係合爪が軸に干渉すると破損する危険性がある。そこで、軸の撓みを考慮して、軸と係合爪の先端との間の隙間を０．１ｍｍより大きく確保するとよい。
【００４７】
なお、本明細書中「針状ころ軸受の内径面」とは、針状ころの転動面の最内径側を結んだ面を指すものとし、針状ころ軸受が支持する回転軸の外形面と一致する。
【００４８】
この発明のさらに他の実施形態に係る針状ころ軸受は、軸受の軸線方向に延びる分割線によって分割された複数の外輪部材を有する外輪と、外輪の軌道面上に転動自在に配置される複数の針状ころと、複数の針状ころを保持する保持器と、外輪部材の幅方向端部に径方向内側に突出して保持器の軸方向への移動を規制する係合爪とを備える。そして、係合爪の保持器に対向する面は、その中央部が両端部よりも保持器側に突出した形状を有する。
【００４９】
上記構成とすることにより、軸等の周辺構造に加工を施すことなく、保持器の軸方向の移動を規制することが可能となる。このとき、針状ころ軸受にアキシアル荷重が負荷されると、保持器が係合爪の角部に引っ掛かって針状ころの回転を阻害する可能性がある。そこで、係合爪の保持器に対向する面を中央部が両端部よりも保持器側に突出した形状とすることにより、針状ころの円滑な回転を維持可能な針状ころ軸受を得ることができる。
【００５０】
係合爪の保持器に対向する面は、例えば、中央部が突出する曲面である。または、係合爪の保持器に対向する面は、例えば、両端部にテーパ部を有する。上記構成とすることにより、保持器の軸方向への移動は中央部で規制されることとなるので、保持器が角部に引っ掛かるのを有効に防止することができる。
【００５１】
好ましくは、保持器は、軸線方向に切断した切断面を突合させた突合部を有し、中央部の突出量は、突合部の軸方向の遊びより大きい。製造上の観点から突合部にはある程度の遊びが必要となる。しかし、この遊びにより突合部の一方側が軸方向に突出すると、係合爪の角部に引っ掛かる恐れがある。そこで、中央部の突出量を突合部の軸方向の遊びより大きく設定することにより、保持器が角部に引っ掛かるのを有効に防止することができる。
【００５２】
この発明のさらに他の実施形態に係る針状ころ軸受は、軸受の軸線方向に延びる分割線によって分割された複数の外輪部材を有する外輪と、外輪の軌道面上に転動自在に配置される複数の針状ころと、複数の針状ころを保持する保持器と、外輪部材の幅方向端部に径方向内側に突出して保持器の軸方向への移動を規制する係合爪とを備える。そして、外輪部材の板厚ｔと、係合爪の根元幅Ｂとは、１．０≦Ｂ／ｔ≦４．０の関係を有する。
【００５３】
上記構成とすることにより、軸等の周辺構造に加工を施すことなく保持器の軸方向の移動を規制することが可能となる。
【００５４】
ここで、外輪部材の加工方法としては、例えば、係合爪を板状の外輪部材の肉厚方向に曲げてから、外輪部材全体を所定の曲率に曲げることが考えられる。このとき、係合爪の根元幅が大きいと、係合爪根元の剛性が高くなり、外輪部材が波打つなどの形状崩れを生じる恐れがある。そこで、外輪部材の板厚ｔと、係合爪の根元幅Ｂとを、１．０≦Ｂ／ｔ≦４．０の範囲に設定することにより、外輪部材の変形等を防止することができる。
【００５５】
この発明の他の局面に係る針状ころ軸受は、軸受の軸線方向に延びる分割線によって分割された複数の外輪部材を有する外輪と、外輪の軌道面上に転動自在に配置される複数の針状ころと、複数の針状ころを保持する保持器と、外輪部材の幅方向端部に径方向内側に突出する係合爪とを備える。そして、係合爪は、外輪部材近傍の根元部と、保持器の軸方向への移動を規制する案内部とを有し、案内部の幅Ａと、根元部の幅Ｂとは、１≦Ａ／Ｂ≦３の関係を有する。
【００５６】
上記構成の場合においても、軸等の周辺構造に加工を施すことなく保持器の軸方向の移動を規制することが可能となる。
【００５７】
このとき、案内部は、保持器の移動を規制するのに必要な強度を確保するために、１≦Ａ／Ｂを満たす必要がある。また、案内部の幅が根元部と比較して大きすぎると、軸受回転時に保持器が案内部の端部に接触して係合爪に変形等が生じる恐れがあることから、Ａ／Ｂ≦３を満たす必要がある。
【００５８】
好ましくは、案内部は外輪部材と接触しない。係合爪の案内部が外輪部材と接触する程大きいと、外輪部材の加工に支障をきたす。そこで、案内部の幅Ａは、外輪部材と干渉しない範囲で設定する必要がある。
【００５９】
この発明に係る針状ころ軸受の製造方法は、軸受の軸線方向に延びる分割線によって分割された複数の外輪部材を有する外輪と、外輪の軌道面上に転動自在に配置される複数の針状ころと、複数の針状ころを保持する保持器と、外輪部材の幅方向端部に径方向内側に突出して保持器の軸方向への移動を規制する係合爪とを備える針状ころ軸受の製造方法である。具体的には、曲げ加工により係合爪を外輪部材の肉厚方向に曲げる工程の後に、外輪部材を所定の曲率に曲げる工程を有する。
【００６０】
外輪部材を所定の曲率に曲げた後に係合爪の曲げ加工を行うと、係合爪の加工時に外輪部材に変形が生じる恐れがある。そこで、係合爪の加工後、外輪部材を所定の曲率に曲げる加工を行うことにより、上記の問題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】自動車のクランクシャフトを示す図である。
【図２】従来の針状ころ軸受に使用される分割型外輪を示す斜視図である。
【図３】保持器の軸方向の動きを規制する手段を備えた従来の針状ころ軸受を示す断面図である。
【図４Ａ】この発明の一実施形態に係る分割型針状ころ軸受を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ａの線Ｂ−Ｂに沿って見た断面図である。
【図５Ａ】分割型針状ころ軸受における外輪部材を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ａの外輪部材を矢印Ｂで示す方向から見た図である。
【図５Ｃ】図５Ａの外輪部材を矢印Ｃで示す方向から見た図である。
【図６Ａ】ころ保持状態の保持器を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ａの線Ｂ−Ｂに沿って見た断面図である。
【図７】分割型針状ころ軸受における保持器係合片部分の断面図である。
【図８Ａ】分割型針状ころ軸受における保持器係合片部分の他の例を示す断面図である。
【図８Ｂ】分割型針状ころ軸受における保持器係合片部分のさらに他の例を示す断面図である。
【図８Ｃ】分割型針状ころ軸受における保持器係合片部分のさらに他の例を示す断面図である。
【図９】分割型針状ころ軸受における外輪の位置決め突起部分を示す側面図である。
【図１０Ａ】外輪を構成する半円状分割体の曲げ加工前の帯状ブランク品を示す平面図である。
【図１０Ｂ】図１０ＡにおけるＢ部の拡大図である。
【図１１】この発明の他の実施形態に係る外輪の側面図である。
【図１２】図１１におけるＣ部の拡大正面図である。
【図１３Ａ】図６ＢのＰ部の拡大図に対応する図であって、突合面の幅方向端面に設けられた面取り部の形状を示す図である。
【図１３Ｂ】面取り部の他の形状の例を示す図である。
【図１３Ｃ】面取り部のさらに他の形状の例を示す図である。
【図１４Ａ】図６のＰ部の拡大図に対応する図であって、面取り部の軸方向長さと嵌合部の遊びとの寸法関係を示す図である。
【図１４Ｂ】面取り部の軸方向長さと嵌合部の遊びとの寸法関係を示す図である。
【図１５Ａ】図６のＰ部の拡大図に対応する図であって、面取り部の円周方向長さと係合爪の円周方向長さの寸法関係を示す図である。
【図１５Ｂ】面取り部の円周方向長さと係合爪の円周方向長さの寸法関係を示す図である。
【図１６Ａ】この発明の他の実施形態に係る針状ころ軸受の正面図である。
【図１６Ｂ】図１６Ａの線Ｂ−Ｂに沿って見た断面図である。
【図１７Ａ】この発明の他の実施形態に係る針状ころ軸受の外輪部材を示す正面図である。
【図１７Ｂ】図１７Ａの外輪部材を矢印Ｂの方向から見た図である。
【図１７Ｃ】図１７Ａの外輪部材を矢印Ｃの方向から見た図である。
【図１８Ａ】外輪部材の係合爪の根元部分に長孔が設けられている状態を示す図である。
【図１８Ｂ】外輪部材の係合爪の根元部分に丸穴が設けられている状態を示す図である。
【図１８Ｃ】外輪部材の係合爪の根元部分に大きさの異なる孔が設けられている状態を示す図である。
【図１９】この発明の一実施形態に係る針状ころ軸受の保持器と係合爪との関係を示す図である。
【図２０】この発明の他の実施形態に係る針状ころ軸受の保持器と係合爪との関係を示す図である。
【図２１Ａ】係合爪を示す図である。
【図２１Ｂ】係合爪と保持器との位置関係を示す図である。
【図２２Ａ】好ましい形状の係合爪を示す図である。
【図２２Ｂ】係合爪と保持器との位置関係を示す図である。
【図２３Ａ】好ましい形状の係合爪を示す図である。
【図２３Ｂ】係合爪と保持器との位置関係を示す図である。
【図２４】この発明の一実施形態に係る針状ころ軸受に使用される外輪部材の板厚と係合爪の根元幅との関係を示す図である。
【図２５Ａ】この発明の他の実施形態に係る針状ころ軸受用外輪に設けられた係合爪の根元部と案内部との関係を示す図である。
【図２５Ｂ】係合爪の根元部と案内部との関係を示す図である。
【図２６】この発明の一実施形態に係る針状ころ軸受用外輪部材の製造工程の一部を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６２】
この発明の一つの実施形態を図４Ａ〜図６Ｂを用いて説明する。針状ころ軸受１１は、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、軸受の軸線方向に延びる分割線によって分割された２つの外輪部材１２を有するシェル型外輪１３と、外輪１３の軌道面上に転動自在に配置される複数の針状ころ１４と、針状ころ１４を保持する保持器１５とを備える。【００６３】
外輪１３は鍔無し円筒形状を有していて、その両側縁には複数の係合爪１２ｂが内径側に突出して設けられている。これら係合爪１２ｂは、保持器１５の幅面に接触して保持器１５を軸方向に位置決めするものであり、円周方向の一部に局部的に設けられた舌片状とされている。【００６４】
外輪部材１２は、図５Ａに示すように、その円周方向中央からずれた位置にハウジングと係合して位置決めを行う位置決め係合部としての突起１２ａと、外輪部材１２の幅方向端部から径方向内側に突出し、保持器１５の軸方向への移動を規制する係合爪１２ｂとを有する。【００６５】
図５Ｂおよび図５Ｃに示すように、外輪部材１２の円周方向の一方側端部はＶ字状に突出した凸形状で、他方端部は逆Ｖ字状に凹んだ凹形状である。２つの外輪部材１２の凹凸を組合せることによって、円筒状の外輪１３を形成する。ここで、外輪１３の分割線は、外輪１３を円周方向に分割できればよく、厳密に軸方向と一致していなくてもよい。【００６６】
保持器１５は樹脂材料で形成され、図６Ａに示すように、円周上の複数箇所に針状ころ１４を収容するポケットを有する。また、保持器１５は、図６Ｂに示すように、円周方向の一箇所に分割部を有して全体形状がＣ字状となっている。保持器１５を弾性変形させて軸へ組込んだ後、切断部分の凸部１５ａと凹部１５ｂとを係合させる。【００６７】
保持器１５の軸方向に沿う断面形状は、ポケットの部位を除き、全周に亘って同じ形状であり、略長方形状とされている。すなわち、保持器１５は、ポケットがないものとした形状における円周方向の任意位置の断面形状を略長方形状とされる。【００６８】
半円状分割体である外輪部材１２は、図１０Ａのように鋼板からプレス加工した帯状ブランク品を半円状に曲げ加工して形成される。帯状ブランク品の一端はＶ字状に突出した係合凸部とされ、他端はＶ字状に凹んだ係合凹部とされている。帯状ブランク品の係合凸部に近接した端部側の片面に、図９に示すような位置決め突起１２ａがバーリング加工により形成される。この位置決め突起１２ａの突出側が外径面となるように帯状ブランク品の曲げ加工が行われる。帯状ブランク品の係合凹部に近接した端部側の両側縁に、係合爪１２ｂが幅方向に突出してそれぞれ一体形成される。これら係合爪１２ｂは位置決め突起１２ａの突出側とは反対側に９０度折り曲げられる。係合爪１２ｂを９０度曲げた状態を図７に示す。【００６９】
図１０ＡのＢ部を拡大して示す図１０Ｂに示すように、係合爪１２ｂの基部１２ｂｂは、上記折り曲げ加工が容易にできるように、先端部１２ｂａよりも幅の狭い小幅部とされている。一対の外輪部材１２，１２は互いに同一の形状のものであり、これら分割体の端部の係合凸部と係合凹部とを互いに係合させることにより、鍔無し円筒状の外輪１３が構成される。係合凸部と係合凹部との係合部が、外輪１３の分割部となる。【００７０】
位置決め突起１２ａは、各外輪部材１２における一端部（係合凸部側）から円周方向に３０°隔てた位置で、幅方向の中央位置に設けられている。この位置に位置決め突起１２ａを設けることにより、揺動運動時の負荷域から位置決め突起１２ａをずらせることができる。なお、外輪部材１における位置決め突起１２ａの位置は、上記の位置に限らず、どのような位置に設けても良い。また、ここでは、１つの外輪部材１２の１箇所に位置決め突起１２ａを設けているが、２箇所以上に位置決め突起１２ａを設けても良い。さらに、位置決め突起１２ａの形状も上記したバーリング加工によるものに限らず、タブ状など、他の種々の形状であっても良い。【００７１】
なお、好ましい実施形態における位置決め突起１２ａおよび係合爪１２ｂの位置関係については、後に詳しく説明する。【００７２】
上記構成の針状ころ軸受１１は、外輪１３および保持器１５の一部が切断されているので、自動車エンジン用クランクシャフト、カムシャフト、バランスシャフト、ロッカーシャフト等の軸方向に組立てできない箇所を支持する軸受として使用することができる。【００７３】
この分割型針状ころ軸受は、外輪１３の側縁から突出して保持器１５の幅面に接触する係合爪１２ｂを有しているので、軸受製造後の運搬中に、外輪１３と保持器１５とが軸方向に分解することがない。また、軸受を軸に組み付けるときに、外輪１３に対する保持器１５の軸方向の位置決めが上記係合爪１２ｂによってなされるため、組み立てが容易である。外輪１に係合爪１２ｂを設けたため、保持器１５は位置決め用の部位を特に加工する必要がなく、簡素な形状のもので済む。そのため、保持器１５の射出成形金型が簡素な形状となり、また複雑な工程を必要とせずに保持器１５を製造できて、安価に保持器１５の製造が行える。上記の実施形態では、保持器１５の軸方向に沿う断面形状を単純な略長方形状としていることから、保持器１５の構造がさらに簡単になり、より一層のコスト低減が可能となる。【００７４】
外輪１３の形状は、係合爪１２ｂの形成により多少複雑となるが、外輪１３における係合爪１２ｂの追加は、適宜の製造方法を採用することによって容易に行える。外輪１３がシェル型の場合、従来の外輪加工に比べて順送プレス内の金型が一部変更となるだけであり、樹脂製の保持器が複雑な形状となる場合に比べれば、それによるコスト増加分を小さくすることができる。【００７５】
外輪１３の外径面に位置決め突起１２ａを設けた場合は、ハウジング（図示せず）に設けられた穴などに外輪の位置決め突起１２ａを係合させることにより、分割型針状ころ軸受のハウジングに対する位置決めが可能となる。この場合に、分割型針状ころ軸受を支持するハウジングが分割型とされていても良い。【００７６】
なお、上記実施形態では、１つの半円状分割体である外輪部材１２の両側縁にそれぞれ１つの係合爪１２ｂを設けることで、外輪１３の全体としては４つの係合爪１２ｂを設けている。他の実施形態として、例えば一方の外輪部材１２の一側縁に１つの係合爪１２ｂを、他方の外輪部材１２の他方側縁に１つの係合爪１２ｂを設けることで、外輪１３の全体として２つの係合爪１２ｂを設けるようにしてもよい。係合爪１２ｂは、外輪１３の円周方向の一部に局部的に設けたのものに限らず、外輪１３の全周にわたり連続的に設けたものであっても良い。また、係合爪１２ｂの形状、サイズ、および個数は、外輪１３を構成する一対の外輪部材のそれぞれで、異なっていても良い。【００７７】
また、係合爪１２ｂは、図７のように単に９０度だけ折り曲げた形状のものに限られず、例えば図８Ａのように小幅部１２ｂｂと先端部１２ｂａの中間とでそれぞれ同じ側に９０度折り曲げて断面Ｌ字状とし、先端部１２ｂａの端面が保持器１５の幅面に接触するようにしても良い。また、図８Ｂのように小幅部１２ｂｂで９０度、先端部１２ｂａの中間で４５度それぞれ同じ側に折り曲げて断面Ｊ字状とし、先端部１２ｂａの端縁が保持器３の幅面に接触するようにしても良い。さらには、図８Ｃのように小幅部１２ｂｂで９０度、先端部１２ｂａの中間で１８０度それぞれ同じ側に折り曲げて先端部１２ｂａを２枚重ねの状態とし、この２枚重ねの部分が保持器１５の幅面に接触するようにしても良い。【００７８】
外輪１３については、上記実施形態では２つ割りとした場合を示したが、これに限らず、外輪１３を図１１のように円周方向の１箇所に分割部４を有する１つ割り型としても良い。図１１の例では、外輪部材１３が１箇所の分割部４を有して全体がＣ字状となるように形成されている。図１１のＣ部の拡大図である図１２に示すように、この１つ割り型の外輪１は、その一端部の係合凸部４ａと他端部の係合凹部４ｂとでなる分割部４を係合させることにより、鍔無し円筒状に構成される。その他の構成は先の実施形態の場合と同じである。【００７９】
前述したように、この発明の好ましい実施形態においては、外輪部材１２に突起１２ａを設けることによって、外輪１３の円周方向への回転を防止し、かつ、係合爪１２ｂを設けることによって、保持器１５の軸方向への移動を規制することができる。【００８０】
ここで、外輪部材１２には、その円周方向中央部に軸受使用時に負荷領域となる中間領域１２ｄと、その円周方向両端部に軸受使用時に非負荷領域となる端部領域１２ｅとを設け、突起１２ａおよび係合爪１２ｂは、中間領域１２ｄを挟んで反対側の端部領域１２ｅに位置する。【００８１】
突起１２ａと係合爪１２ｂとは、同じ側の端部領域に形成してもよいが、中間領域１２ｄを挟んで反対側の端部領域１２ｅに配置することにより、突起１２ａ、係合爪１２ｂ、および外輪部材１２それぞれの加工が容易となる。【００８２】
さらに、外輪１３を２つの外輪部材１２で構成する場合においては、外輪部材１２の円周方向最外端１２ｃを基準とした中心角をφとすると、端部領域１２ｅは、５°≦φ≦４５°の範囲内とする。【００８３】
これは、負荷領域となる中間領域１２ｄをできるだけ大きく設定するために、非負荷領域となる端部領域１２ｅは、外輪部材１２の両最外端からそれぞれ４５°以内に設定する必要がある。一方、端部領域１２ｅに配置される突起１２ａおよび係合爪１２ｂが外輪部材１２の円周方向最外端１２ｃに近すぎると、板状の外輪部材１２を円弧状に曲げ加工する場合などの曲げ応力の影響を受けることとなるので、円周方向最外端１２ｃから５°以上中間領域１２ｄ寄りとするのがよい。【００８４】
上記の針状ころ軸受１１の外輪部材１２は、炭素含有量が０．１５ｗｔ％〜１．１ｗｔ％の材料によって形成される。例えば、ＳＣＭ４１５やＳ５０Ｃ等である。これらの材料は、炭素含有量が多いので熱処理による有効硬化深さが深くなる。その結果、浸炭焼入処理により外輪部材１２が必要とする硬度（Ｈｖ６５３以上）を得ることができる。浸炭焼入処理設備は、浸炭窒化処理設備と比較して設備費用が安価であるので、結果として低廉な針状ころ軸受を得ることができる。ただし、炭素含有量が１．１ｗｔ％を超えると加工性が低いので、プレス加工等によって製造される外輪部材１２には適さない。【００８５】
また、炭素含有量が０．５ｗｔ％以上の材料、例えば、ＳＡＥ１０７０，ＳＫ５等の材料で外輪部材１２を形成すると、光輝焼入処理や高周波焼入処理によって十分な硬度を得ることができる。光輝焼入処理設備や高周波焼入処理設備は、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、特に高周波焼入処理はガスを使用しないので環境に優しい熱処理設備である。【００８６】
上記の実施形態において、外輪１３は、径方向に二分割された外輪部材１２で構成される例を示したが、これに限ることなく、任意の数に分割することとしてもよい。【００８７】
上記の実施形態においては、各外輪部材１２に一箇所ずつ突起１２ａおよび係合爪１２ｂを配置する例を示したが、これに限ることなく、外輪１３の全周で一箇所にのみ配置してもよいし、各外輪部材１２の複数個所に配置することとしてもよい。【００８８】
また、上記の実施形態においては、外輪部材１２の軸方向端部の一部に係合爪１２ｂを設けた例を示したが、外輪部材１２の軸方向端部全域に係合爪１２ｂを設けることとしてもよい。この場合においては、係合爪１２ｂの側面に保持器１５が引っ掛かる恐れがないので、係合爪１２ｂが負荷領域に位置しても回転不良等の問題は生じない。【００８９】
さらには、保持器１５は、樹脂に限らず金属材料をプレス加工等によって形成することとしてもよいし、保持器１５を必要としない総ころ軸受であってもよい。【００９０】
この発明の他の実施形態における特徴を図１３Ａ〜図１５Ｂを用いて説明する。図６ＢのＰ部の拡大図に対応する図１３Ａに示すように、保持器１５の突合部の幅方向端面には、面取り部１５ｃが設けられている。【００９１】
上記構成の保持器１５は、凸部１５ａと凹部１５ｂとからなる嵌合部によって、切断面の一方が軸方向にずれるのを抑制することができる。また、突合部の一方側が軸方向にある程度ずれた場合であっても、突合部の幅方向端部に面取り部１５ｃを設けることによって、係合爪１２ｂの引っ掛かりを緩和することができる。【００９２】
しかし、嵌合部は製造上の観点からある程度の遊びが必要であり、最大の遊びは保持器係合部の遊びで決まる。図１４Ａに示すように、嵌合部の軸方向の遊びｔ０が面取り部１５ｃの軸方向長さｔ１より大きいと、係合爪１２ｂと切断面とが引っ掛かって軸受の円滑な回転を阻害する恐れがある。そこで、図１４Ｂに示すように、面取り部１５ｃの軸方向幅ｔ２を嵌合部の軸方向の遊びｔ０より大きくすることにより、係合爪１２ｂの引っ掛かりを緩和することができる。【００９３】
さらに、突合部の幅方向端部には、切断面の両側の面取り部１５ｃによって凹部１５ｄが形成される。このとき、図１５Ａに示すように、面取り部１５ｃの円周方向長さｗ１が係合爪１２ｂの円周方向長さｗ０より大きいと、係合爪１２ｂが凹部１５ｄに落ち込んで、軸受の円滑な回転を阻害する恐れがある。そこで、図１５Ｂに示すように、面取り部１５ｃの円周方向長さｗ２を係合爪１２ｂの円周方向長さｗ０より小さく設定することにより、このような問題を回避することが可能となる。【００９４】
なお、上記の実施形態において、面取り部１５ｃの形状は、図１３Ａに示すようなＣ面取りの例を示したが、これに限ることなく、図１３Ｂに示すようなＲ面取りでもよく、または、図１３Ｃに示すように端面に対して所定の角度θで切断することとしてもよい。【００９５】
また、上記の実施形態において、一つの凸部１５ａと一つの凹部１５ｂとからなる嵌合部の例を示したが、これに限ることなく、複数の凸部と凹部とを組み合わせた嵌合部としてもよい。【００９６】
図１６Ａ〜図１８Ｃを参照して、この発明のさらに他の実施形態に係る針状ころ軸受を説明する。図１６Ａに示す外輪部材１２の係合爪１２ｂは、外輪部材１２の幅方向端部の全域に設けられており、その根元部分には、係合爪１２ｂに貫通する孔１２ｆが等間隔に配置されている。また、図１７Ａおよび１７Ｂに示すように、外輪部材１２の円周方向の一方側端部は凸形状で他方側端部は凹形状であり、２つの外輪部材１２の凹凸を組み合わせることによって、円筒状の外輪１３を形成する。ここで、外輪１３の分割線は、外輪１３を径方向に分割できればよく、厳密に軸方向と一致していなくてもよいものとする。【００９７】
上記構成のような外輪部材１２は、冷間圧延鋼板等の帯材をプレス加工等によって形成する。加工の順序としては、例えば、係合爪１２ｂを板状の外輪部材１２の肉厚方向に曲げてから、外輪部材１２全体を所定の曲率に曲げる。その結果、係合爪１２ｂは、外輪部材１２の曲げ加工によって圧縮応力を受けて、変形等を生じる恐れがある。【００９８】
そこで、係合爪１２ｂの根元部分に孔１２ｆを設ける。これにより外輪部材１２の曲げ加工時に孔１２ｆが変形することで圧縮応力を吸収または緩和することができるので、係合爪１２ｂの変形等を抑制することができる。【００９９】
また、上記の実施形態においては、外輪部材１２の幅方向端部の全域に係合爪１２ｂが設けられているので、保持器１５と係合爪１２ｂの端面とが引っ掛かることがない。その結果、針状ころ軸受１１の円滑な回転を確保することができる。【０１００】
このとき、係合爪１２の各部に生じる大きな圧縮応力を緩和するために、孔１２ｆを圧縮応力の吸収能の高い円周方向に長い長孔とする。さらに、係合爪１２ｂ各部の圧縮応力を均等に吸収するために、孔１２ｆを複数箇所に設けることとしている。【０１０１】
なお、上記の実施形態においては、係合爪１２ｂを外輪部材１２の幅方向端部の全域に設けた例を示したが、これに限ることなく、外輪部材１２の円周方向の一部で分割した複数の係合爪１２ｂであってもよい。この場合、係合爪１２ｂの根元部分に設けられる孔１２ｆは、各係合爪１２ｂのそれぞれについて、少なくとも１箇所ずつ設けるとよい。【０１０２】
また、係合爪１２ｂの根元部分に設けられた孔１２ｆは、図１８Ａに示すような長孔である例を示したが、これに限ることなく、図１８Ｂに示すような丸孔や、図１８Ｃに示すような、負荷される圧縮応力の大きさによって異なる大きさの複数の孔を設ける等、係合爪１２ｂに生じる圧縮応力を吸収可能なあらゆる形態であってもよい。【０１０３】
さらには、上記の実施形態においては、複数の孔１２ｆを等間隔に配置する例を示したが、これに限ることなく、大きな圧縮応力が生じる部分に多くの孔１２ｆを配置し、小さな圧縮応力しか生じない部分には、孔１２ｆの数を減らしてもよい。【０１０４】
図１９および図２０を参照して、この発明のさらに他の実施形態に係る針状ころ軸受を説明する。図１９に示す実施形態において、保持器１５の径方向幅ｗ１と、係合爪１２ｂと保持器１５との係合幅ｗ２とは、ｗ１／ｗ２＞０．２に設定する。これより係合爪１２ｂが小さくなると、針状ころ軸受１１に大きなアキシアル荷重が作用したときに、保持器１５が係合爪１２ｂを潜り抜けて脱落する恐れがあるからである。【０１０５】
また、係合爪１２ｂの先端と、針状ころ軸受１１の内径面との径方向隙間δは、δ＞０．１ｍｍとする。これにより、軸が傾いた場合でも、係合爪１２ｂと軸との干渉を防止することが可能となる。【０１０６】
また、上記の実施形態においては、外輪部材１２の軸方向端部の一部に係合爪１２ｂを設けた例を示したが、外輪部材１２の軸方向端部全域に係合爪１２ｂを設けることとしてもよい。【０１０７】
図２１Ａ〜図２３Ｂを参照して、この発明のさらに他の実施形態に係る針状ころ軸受を説明する。前述したように、外輪部材１２に突起１２ａを設けることによって、外輪１３の円周方向への回転を防止し、かつ、係合爪１２ｂを設けることによって、保持器１５の軸方向への移動を規制することができる。ここで、図２１Ａに示すように、係合爪１２ｂの保持器１５に対向する面１２ｃが平坦面であった場合、針状ころ軸受１１にアキシアル荷重が負荷されることによって、保持器１５の突合部が軸方向にずれて、その一方側が係合爪１２ｂの角部１２ｃと引っ掛かる恐れがある。この状態が図２１Ｂに示される。これは、針状ころ軸受１１の回転不良の原因となる。【０１０８】
そこで、この発明の好ましい実施形態に係る針状ころ軸受１１の係合爪１２ｂは、例えば、図２２Ａに示すように、保持器１５に対向する面１２ｄを中央部１２ｅが突出する曲面とする。このように、係合爪１２ｂの保持器１５に対向する面１２ｄを中央部１２ｅが両端部よりも保持器側に突出した形状とすることにより、図２２Ｂに示すように、保持器１５が角部１２ｃに引っ掛かるのを防止することができる。【０１０９】
また、保持器１５の突合部では、製造上の観点からはある程度の遊びが必要となる。そこで、図２２Ｂに示すように、係合爪１２ｂの中央部１２ｅの突出量ｔ１を突合部の軸方向の遊び量ｔ２より大きく設定することにより、保持器１５の突合部が最大限ずれた場合でも、保持器１５と角部１２ｃとの引っ掛かりを防止することができる。【０１１０】
なお、上記実施形態では、係合爪１２ｂの保持器１５に対向する面１２ｄを曲面形状とした例を示したが、これに限ることなく、例えば、図２３Ａおよび図２３Ｂに示すように、両端部にテーパ部２２ｆを有することとしてもよく、テーパ部２２ｆは平面形状でも曲面形状でもよい。このときも、中央部２２ｅの突出量ｔ３は、保持器２５の軸方向の遊び量ｔ４より大きい。さらには、係合爪１２ｂの保持器１５に対向する面１２ｄの中央部１２ｅが両端部よりも保持器側に突出したあらゆる形状で、同様の効果が期待できる。【０１１１】
図２４を参照して、この発明の一実施形態に係る針状ころ軸受用外輪部材の製造方法を説明する。外輪部材１２の製造は、例えば、図２６に示す順序で行う。まず、打ち抜き加工により外輪部材１２の外形を形成し（ステップ”ａ”）、次に、曲げ加工により係合爪１２ｂを外輪部材１２の肉厚方向に曲げてから（ステップ”ｂ”）、外輪部材１２を所定の曲率に曲げる（ステップ”ｃ”）。【０１１２】
外輪部材１２の曲げ工程（ステップ”ｃ”）を先に行った場合、係合爪１２ｂの曲げ工程（ステップ”ｂ”）で、外輪部材１２に変形が生じる恐れがあり、これは、針状ころ１４の円滑な回転を阻害する可能性があるからである。【０１１３】
上記の方法で外輪部材１２を製造する場合、係合爪１２ｂの根元幅が大きいと、根元部１２ｃの剛性が高くなり、外輪部材１２が波打つ等の変形等を生じる恐れがある。そこで、図２４に示すように、外輪部材１２の板厚ｔと、係合爪１２ｂの根元幅Ｂとを、１．０≦Ｂ／ｔ≦４．０の範囲に設定することにより、外輪部材１２の変形等を防止することができる。【０１１４】
さらに、係合爪１２ｂは、図２５Ａに示すように、外輪部材１２近傍の根元部１２ｃと、保持器１５の軸方向への移動を規制する案内部１２ｄとを有する。ここで、案内部１２ｄは、保持器１５の移動を規制するのにある程度の強度を必要とする。また、案内部１２ｄの幅が根元部１２ｃと比較して大きすぎると、軸受回転時に保持器１５が案内部１２ｄの端部に接触して係合爪１２ｂに変形等が生じる恐れがある。【０１１５】
そこで、案内部１２ｄの幅Ａと、根元部１２ｃの幅Ｂとは、１≦Ａ／Ｂ≦３を満たす範囲に設定する。また、案内部１２ｄは製造上の観点から、図２５Ｂに示すように、外輪部材１２と接触しない幅に設定する。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
この発明は、自動車のクランクシャフト、カムシャフト、バランスシャフトおよびロッカーシャフト等を支持する針状ころ軸受に有利に利用され得る。【０１１７】
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。また、各実施形態の特徴を任意に組合せることも可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２６】
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