(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に隔置して周方向に平行に延びる一対の環状部と該環状部間で周方向に隔置してそれぞれ延びる前記環状部と一体構造の柱部とから成る保持器，及び前記柱部間にそれぞれ形成されたポケットに収容されたころを有し，前記柱部は両端に位置する前記ころの案内面を形成する厚肉部と該厚肉部間に延びる内周面に凹溝が形成された薄肉部とから形成され，前記柱部には前記ころを前記ポケットに保持するため外周側に外側保持用突出部と内周側に内側保持用突出部が形成された門形保持器であって，エンジンにおけるコネクティングロッドの大端部のニードルベアリングとして適用される大端部用ニードルケージである保持器付きころにおいて，
前記内側保持用突出部は，前記厚肉部の前記凹溝側の角部を周方向に塑性変形させることによって前記角部が前記周方向に沿って傾斜面に形成されると共に前記傾斜面から前記ポケットへ前記周方向に延びて前記ポケットに突出して形成された構成で成り，
前記内側保持用突出部を前記凹溝側の前記厚肉部の内周面の前記角部に形成したことによって，前記ころ案内面を形成する前記柱部の両側の前記厚肉部の軸方向の幅を小さく形成可能に構成し，前記厚肉部の内周面の内径を大きく形成して前記ポケットの間隔を小さく形成可能に構成し，更に，前記厚肉部の内周面の内径を大きく形成して前記厚肉部の厚さを薄く形成可能に構成したことを特徴とする保持器付きころ。
【請求項２】
前記厚肉部の前記角部の前記傾斜面の軸方向に対する傾斜角度は，１５°〜４５°の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の保持器付きころ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は，例えば，エンジンのコネクティングロッドの大端部等に使用される保持器付きころに関し，特に，門形保持器において内側保持用突出部を備えている保持器付きころに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年，エンジンは，さらなる馬力アップが要求され，その要求に対応して，エンジンのクランク軸ではクランクピンとクランクアームとを一体的に形成して剛性をアップし，一層の高速回転ができる構造に構成されている。そこで，エンジンが高速回転になったことにより，軸受は非常に過酷な状況に置かれることになっている。
【０００３】
従来，保持器付きころとして，図７及び図８に示すものが知られている（例えば，特公平６−２７５２６号公報参照）。図７及び図８に示されるように，上記保持器付きころは，エンジンのコネクティングロッド大端部３５とクランクピン３６との間に介在され，保持器２１と針状のころ２２から構成された門形断面形状を有するニードルベアリングである。上記保持器付きころについては，保持器２１が環状部２３とポケット２８が形成された柱部２４とから構成され，また，柱部２４がその両端側の厚肉部２５と薄肉部２６から形成されている。柱部２４の厚肉部２５には，ころ２２が径方向内方へ抜け出すのを阻止するため，途中に内側保持用突出部２７が形成されている。また，柱部２４の薄肉部２６には，ころ２２が径方向外方へ抜け出すのを阻止するため，外周面３０の途中に外側保持用突出部３２が形成されている。内側保持用突出部２７の形成方法は，厚肉部２５の内周面２９に塑性変形溝３１を形成して厚肉部２５の一部を円周方向に突出させて形成されている。内側保持用突出部２７を形成するための塑性変形溝３１は，厚肉部２５の内周面２９より食い込んで外径寄りに形成されている。
【０００４】
また，実開昭５２−１２４３５３号公報には，ケージアンドローラベアリングのケージが開示されている。該ケージは，内側保持用突出部について開示されたものであり，ローラの内側への脱落を防止するローラ保持部は，サイドステー即ち環状部の内径側に軸方向の内側に突出させて形成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年，エンジンについては，更なるエンジンの馬力アップが要求され，高速回転をするものになってきている。そこで，コネクティングロッドの大端部に使用される軸受即ち保持器付きころについて，従来よりも高速回転に適用でき，負荷容量の大きいものが望まれている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は，上記の課題を解決することであり，例えば，最近の高速化したエンジンのコネクティングロッドの大端部にマッチした保持器付きころを提供することであり，ころを脱落することなく保持し，コネクティングロッドへの組み込みが容易で取扱い易い構成であり，しかも，製作が容易であり，成形の大きさの加工管理が容易であり，エンジンの高速回転という過酷な状況の下で，軽量で負荷容量の大きいニードルベアリングとして適用できる保持器付きころを提供することである。
【０００７】
この発明は，軸方向に隔置して周方向に平行に延びる一対の環状部と該環状部間で周方向に隔置してそれぞれ延びる前記環状部と一体構造の柱部とから成る保持器，及び前記柱部間にそれぞれ形成されたポケットに収容されたころを有し，前記柱部は両端に位置する前記ころの案内面を形成する厚肉部と該厚肉部間に延びる内周面に凹溝が形成された薄肉部とから形成され，前記柱部には前記ころを前記ポケットに保持するため外周側に外側保持用突出部と内周側に内側保持用突出部が形成された門形保持器であって，エンジンにおけるコネクティングロッドの大端部のニードルベアリングとして適用される大端部用ニードルケージである保持器付きころにおいて，
前記内側保持用突出部は，前記厚肉部の前記凹溝側の角部を周方向に塑性変形させることによって前記角部が前記周方向に沿って傾斜面に形成されると共に前記傾斜面から前記ポケットへ前記周方向に延びて前記ポケットに突出して形成された構成で成り，
前記内側保持用突出部を前記凹溝側の前記厚肉部の内周面の前記角部に形成したことによって，前記ころ案内面を形成する前記柱部の両側の前記厚肉部の軸方向の幅を小さく形成可能に構成し，前記厚肉部の内周面の内径を大きく形成して前記ポケットの間隔を小さく形成可能に構成し，更に，前記厚肉部の内周面の内径を大きく形成して前記厚肉部の厚さを薄く形成可能に構成したことを特徴とする保持器付きころに関する。
【０００８】
この保持器付きころにおいて，前記厚肉部の前記角部の前記傾斜面の軸方向に対する傾斜角度は，１５°〜４５°の範囲であることが好ましいものである。
【０００９】
また，この保持器付きころは，前記内側保持用突出部を前記凹溝側の前記厚肉部の内周面の前記角部に形成することによって，前記ころの案内面を形成する前記柱部の両側の前記厚肉部の軸方向の幅を小さく，例えば，一方の前記厚肉部の幅は前記ポケットの全長の１１％〜１５％程度に形成したものである。即ち，ころの抜け出し防止の内側保持用突出部を厚肉部の角部に形成するので，ころを案内する案内面の幅を，厚肉部の途中に形成していたものに比較して狭く形成することができ，保持器付きころの全重量を低減でき，従来のものよりもエンジンの更なる高速に対応できる。
【００１０】
また，この保持器付きころは，前記内側保持用突出部を前記凹溝側の前記厚肉部の内周面の前記角部に形成することによって，前記内周面の内径を大きく形成して前記ポケットの間隔を小さく形成できるものである。即ち，前記厚肉部の内周側からポケットを打ち抜き加工する場合に，前記厚肉部の内周面の内径を大きくしたことによってポケット間隔を従来よりも狭くすることが可能になり，柱部の全周に形成されるポケットの数を１〜２個程度増加させることができる。従って，ポケットに装填するころの数を増加させることができ，保持器付きころ自体の負荷容量を増加させることができる。
【００１１】
更に，前記内側保持用突出部を前記凹溝側の前記厚肉部の前記角部に形成することによって，前記内周面の内径を大きく形成して前記厚肉部の厚さを薄く形成できるものである。即ち，柱部の厚肉部の内径を大きく形成することによって，厚肉部の径方向の厚さを薄く形成でき，それによって保持器付きころの全重量を低減でき，従来のものに比較してエンジンの更なる高速に対応できる。
【００１２】
この保持器付きころは，上記のように構成されているので，ころが保持器の径方向内側へ抜け出すのを防止するための内側保持用突出部を，保持器の柱部の厚肉部と凹溝との交差する角部に容易に形成することができる。即ち，内側保持用突出部を形成するための厚肉部の塑性変形が角部に位置するので，角部が塑性変形し易く，ロール治具等で容易に形成することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下，図面を参照して，この発明による保持器付きころの実施例を説明する。先ず，図１〜図４及び塑性変形工具を示す図６を参照して，この発明による保持器付きころの一実施例を説明する。
【００１４】
この発明による保持器付きころは，エンジンのコネクティングロッド大端部３５にニードルベアリングとして使用される門形でなる保持器１に特徴を有し，コネクティングロッド大端部３５とクランクピン３６との間に介在されて使用される大端部用ニードルケージである。即ち，この保持器付きころは，コネクティングロッド大端部３５とクランクピン３６との間に装着され，保持器１と保持器１に形成されたポケット８に収容されてピッチ円径P.C.D.上を転走するころ２とを有している。
【００１５】
この保持器付きころにおいて，保持器１は，軸方向に隔置して周方向に平行に延びる一対の環状部３と，環状部３間で周方向に隔置してそれぞれ延びる環状部３と一体構造の柱部４とから構成されている。柱部４は，両端に位置するころ２の案内面１４を形成する厚肉部５と，厚肉部５間に延びる凹溝１９が形成された薄肉部６とから形成されている。ころ２は，保持器１の周方向に隔置して柱部４間にそれぞれ形成されたポケット８に装填されている。この保持器付きころは，柱部４間のポケット８にころ２を保持するため，保持器１の外周側に位置する柱部４の薄肉部６の外周面１０に外側保持用突出部１１と，保持器１の内周側に位置する厚肉部５に内側保持用突出部７とを備えている。
【００１６】
この保持器付きころは，特に，内側保持用突出部７を厚肉部５の凹溝１９側の周方向の角部１２に周方向に突出して形成したことを特徴とするものである。厚肉部５の角部１２に内側保持用突出部７を形成するには，保持器１の内側からロール治具１６を挿入してロール治具１６によって角部１２を押圧塑性変形させることができる。ロール治具１６は，両側に所定の角度を有する傾斜面１７で形成されたロール円柱部１８を，柱部４の凹溝１９に嵌入し，傾斜面１７を厚肉部５の角部１２に押圧してロール治具１６を回転移動させることによって，厚肉部５の角部１２を傾斜面に押圧塑性変形させ，変形部を角部１２が円周方向に突出させることによって内側保持用突出部７が形成される。この場合に，内側保持用突出部７の傾斜面の所定の角度θは，軸方向に対して，１５°〜４５°であることが好ましく，この実施例では，略４５°に形成されている。内側保持用突出部７は，厚肉部５の角部１２に成形されるので，従来の内側保持用突出部２７のように厚肉部２５の中間部を凹ませて形成する程の押圧力は要さず，小さな塑性変形力で済み，容易に塑性変形加工できるものである。
【００１７】
図３に示すように，内側保持用突出部７は，ポケット８へと周方向に延び出しており，少なくとも内側保持用突出部７の先端１３の間の距離ＬＩがころ径Ｄよりも小さく形成されている。従って，内側保持用突出部７は，ころ２の保持器１の径方向内方への抜け出しを防止することができる。また，外側保持用突出部１１は，ポケット８へと周方向に延び出しており，少なくとも突出部先端１３ａの間の距離ＬＯがころ径Ｄよりも小さく形成されている。従って，外側保持用突出部１１は，ころ２の保持器１の径方向外方への抜け出しを防止することができる。即ち，内側保持用突出部７及び外側保持用突出部１１は，組立前に，ころ２がばらばらになるのを防止して組み込み易くするためのものであって，組立後ではころ２と接触しないことが重要なことである。内側保持用突出部７及び外側保持用突出部１１が，ころ２と接触すると，焼き付き等の原因になり，コネクティングロッドの大端部３５のスムースな回転運動ができなくなる。また，この実施例では，外側保持用突出部１１は，柱部４の薄肉部６に形成されたものが示されているが，柱部４の厚肉部５に形成することもできることは勿論である。
【００１８】
この保持器付きころは，内側保持用突出部７を凹溝１９側の厚肉部５の角部１２に形成したことによって，図２に示すように，ころ２を案内する厚肉部５の案内面１４を構成する案内部１５の軸方向の幅Ｂａは，図７と図８に示す従来の保持器付きころの案内部３３の幅Ｂｂより狭くできる。例えば，一方の案内部１５の軸方向の幅Ｂａを，ポケット８の全長の１１％〜１５％程度に狭く，言い換えれば，従来の一方の案内部の幅がポケットの全長の１７％程度であるのに比較して６％〜２％程度低減できる。案内部１５の軸方向の幅Ｂａを狭くすることによって，保持器１の全重量を軽減でき，エンジンのより高速回転に対応することができる。また，保持器１では，図２に示すように，環状部３の内周面２０と柱部４の厚肉部５の内周面９と同一径に形成されている。
【００１９】
また，内側保持用突出部７は，従来の内側保持用突出部２７を形成するための塑性変形溝３１のように厚肉部５の内周面９から食い込んで形成されたものではなく，内周面９に続く凹溝１９側の厚肉部５の角部１２に位置しているので，その分，厚肉部５の内周面９の内径ＤＡ（図１）を大きく形成することができる。内周面９の内径ＤＡを大きく形成することによって，ポケット８を打ち抜き加工で形成することを考慮すると，ポケット８の間隔Ｌを小さく形成することができ，それによって柱部４に形成するポケット８の数を１〜２本程度だけ増加させることができ，従って保持器１に装填するころ２の数を増やすことができ，保持器付きころの負荷容量を増加させることができる。
【００２０】
また，厚肉部５の内周面９の内径ＤＡを大きく形成することによって厚肉部５の厚さＴａが小さくなり，保持器１の全重量を軽減でき，エンジンのより高速回転に適用することができるようになる。
【００２１】
また，図５には，この発明による保持器付きころの別の実施例が示されている。この実施例の保持器１Ａは，環状部３の厚さＴと厚肉部５の厚さＴａとが異なっている以外は，図１〜図４に示す保持器１と同様であるので，同一部分及び同一機能を果たす部分については同一の符号を付し，また，保持器１Ａは，保持器１と機能は全く同一であるので，ここでは，重複する説明は省略する。保持器１Ａは，保持器１と同様に，環状部３と柱部４とから構成されている。柱部４は，厚肉部５と薄肉部６とから構成されている。厚肉部５の内周面９ａは，環状部３の内周面２０よりも半径方向外側に位置している。厚肉部５の内周面９ａを半径方向外側に位置させる構成では，その分だけ案内部１５の案内面１４は小さくなって，柱部４自体の重量を小さくし，軽量に構成することができ，内側保持用突出部７の成形加工を容易にしている。
【００２２】
図６に示すロール治具１６によって，保持器１，１Ａの厚肉部５の角部１２を塑性変形させるには，次の工程によって達成できる。まず，保持器１，１Ａ内にロール治具１６を挿入し，ロール治具１６を回転させながら，半径方向に移動させ，ロール治具１６のロール円柱部１８を保持器１，１Ａの凹溝１９に嵌入させつつ，ロール円柱部１８の両側の傾斜面１７を厚肉部５の角部１２に押し当てる。ロール円柱部１８の傾斜面１７が厚肉部５の角部１２に押し当てられると，保持器１，１Ａは回転するが，更にロール円柱部１８を半径方向に移動させて押し当てると，傾斜面１７によって厚肉部５の角部１２が潰れるように塑性変形し，柱部４の全周にわたって塑性変形した内側保持用突出部７が形成される。塑性変形に当たっては，傾斜面１７の角度θを４５°以上にすると，塑性変形力は保持器１，１Ａの軸方向に働く割合が多くなり，角部１２の塑性変形というよりも，凹溝１９を伸ばす力となるので，径方向と軸方向とのバランスした塑性変形力を考慮すると，４５°以下であることが好ましい。また，内側保持用突出部７の傾斜角度θが１５°以下であると，従来の内周面９の平坦面への押圧力として作用し，塑性変形力が大きくなり，好ましくない状態であるので，内側保持用突出部７の角度θは，１５°〜４５°の範囲であることが好ましい。
【００２３】
この保持器付きころは，上記のように，角部１２に内側保持用突出部７を形成したものであり，内側保持用突出部７については，角部１２を塑性変形させるロール治具１６の傾斜面１７は，角部１２に対して角度θが１５°〜４５°に傾斜したテーパ面に形成されたロール円柱部１８であり，ロール円柱部１８を柱部４の凹溝１９に嵌入させてロール治具１６を半径方向に押圧させて回転移動させると，角部１２が塑性変形し，内側保持用突出部７が厚肉部５の内周面９，９ａから周方向にポケット８へと延び出すことになる。この保持器付きころの内側保持用突出部７は，従来の内側保持用突出部２７を形成するように，塑性変形させる軸方向のスペースが厚肉部５に要らず，従って，案内部１５の案内面１４の軸方向長さを短くすることができ，保持器１，１Ａの軽量化に貢献できる。
【００２４】
また，内側保持用突出部７の塑性変形は，従来の内側保持用突出部２７の塑性変形のように曲率の有る平坦面ではなく，曲率の有る角部１２であるので，塑性変形力即ち塑性変形荷重が軽減できて小さくて済み，塑性変形がし易くなり，残留ストレスも軽減でき，熱処理変形も軽減することができる。また，柱部４における凹溝１９側の厚肉部５の角部１２を塑性変形させることにより，保持器１，１Ａの柱部４の内径を従来のものに比較して大きく形成でき，厚肉部５の厚さを薄く形成でき，保持器自体の全重量を軽減できる。また，柱部４の内径を大きく形成することにより，ポケット８を打ち抜き加工する内周側のポケット８の間隔を狭くすることができ，それによって，ポケット８の数を，例えば，従来の１９個から２０〜２１個に増加させることができ，定格荷重をアップさせることができる。
【００２５】
【発明の効果】
この発明による保持器付きころは，上記のように構成されているので，ロール治具によって突出部を形成することによって塑性変形の大きさを一定に加工管理でき，塑性変形を精度よく仕上げることが可能である。また，柱部の角部の塑性変形は，傾斜面になるように塑性変形させたので，なだらかに精度よく仕上げることが可能になる。角部の塑性変形がなだらかに形成されたことによって，保持器の内側保持用突出部は，ころに可及的に接することが避けられ，局部的に強く当たることが防止され，潤滑切れもなく軸受の高速回転に対応できるものになる。また，角部の塑性変形の加工はロール治具で行うことにより，加工の簡素化，高精度な加工を可能とする。更に，この保持器付きころは，上記のように構成することによって，保持器付きころ自体を軽量に構成でき，高速回転の遠心力による相手部材であるコンロッド等の軸受取付部材の内周面と，保持器付きころの外周面との接触面圧を小さくして，潤滑切れ及び焼き付きを防止し，更なるエンジンの高速化に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明による保持器付きころについて一部のポケットを図示した一実施例を示す縦断面図である。
【図２】  この保持器付きころにおける図１の符号Ａ部分の拡大断面図である。
【図３】  この保持器付きころにおけるポケットを内周側から見た図１の符号Ｂ部分の拡大平面図である。
【図４】  図１の保持器付きころの中央を軸心と直交して断面した部分を示す断面図である。
【図５】  この発明による保持器付きころにおける図１の符号Ａ部分に対応する部分の別の実施例を示す拡大断面図である。
【図６】  この保持器付きころにおける厚肉部の凹溝側の周方向の角部に内側保持用突出部を形成するための塑性変形工具を示す一部断面の説明図である。
【図７】  従来の保持器付きころを示す図４に対応する拡大断面図である。
【図８】  従来の保持器付きころを示す図２に対応する拡大断面図である。
【符号の説明】
１，１Ａ  保持器
２    ころ
３    環状部
４    柱部
５    厚肉部
６    薄肉部
７    内側保持用突出部
８    ポケット
９，９ａ  厚肉部の内周面
１０  薄肉部の外周面
１１  外側保持用突出部
１２  角部
１３  内側保持用突出部の先端
１４  案内面
１６  ロール治具
１７  塑性変形傾斜面
１９  凹溝
２０  環状部の内周面
３５  コネクティングロッドの大端部
Ｂａ  案内部の幅
【図１】
0004527912.tif 000002
【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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