(57)【要約】【課題】外輪の一端部を折り返す加工を行う際に、外輪の一端部に損傷が発生しにくいニードルころ軸受およびその製造方法を提供すること。【解決手段】筒状部材２０の軸方向の一端部である薄肉部３１の内径側を、筒状部材２０の軸方向の断面において湾曲した凹曲線に成形した後、上記断面において湾曲した凹曲線である薄肉部３１を筒状部材２０の内径側に折り曲げて外輪を形成する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状部材の軸方向の一端部の内径側を上記筒状部材の軸方向の断面において湾曲した凹曲線にし、
その後、上記断面において湾曲した凹曲線である上記筒状部材の軸方向の一端部を上記筒状部材の内径側に折り曲げて、外輪を製造することを特徴とするニードルころ軸受の製造方法。
【請求項２】
筒状部材の軸方向の一端部の内径側を、上記筒状部材の軸方向の断面において湾曲した凹曲線に成形した後、上記断面において湾曲した凹曲線である上記筒状部材の軸方向の一端部を上記筒状部材の内径側に折り曲げてなる外輪を備えることを特徴とするニードルころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニードルころ軸受の製造方法およびニードルころ軸受に関する。また、本発明は、例えば、自動車のスタータや、トランスミッションや、カーエアコン用コンプレッサ等に好適に使用されるニードルころ軸受を製造するニードルころ軸受の製造方法およびそのニードルころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ニードルころ軸受としては、特開２００５−６９３３６号公報（特許文献１）に記載されているものがある。このニードルころ軸受は、外輪の軸方向の先端部に段部を設けて、その段部よりも先端側の部分の肉厚を、上記段部よりも中央部側の部分の肉厚よりも薄肉とすると共に、略均一としている。
【０００３】
このニードルころ軸受は、上記段部よりも先端側の薄肉の部分を径方向の内方側に折り曲げて、鍔部を形成して、その鍔部によってシール部材を係止している。
【０００４】
しかしながら、上記従来のニードルころ軸受では、鍔部の形成によって、上記シール部材を係止できる一方、外輪の先端部を折り返す加工を行う際に、外輪の先端部に局所的に歪みが集中して、上記先端部に割れ等の損傷が発生することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−６９３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の課題は、外輪の一端部を折り返す加工を行う際に、外輪の一端部に損傷が発生しにくいニードルころ軸受の製造方法を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の課題は、外輪が部材の係止が可能な鍔部を有すると共に、外輪の生産性が高いニードルころ軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、この発明のニードルころ軸受の製造方法は、
筒状部材の軸方向の一端部の内径側を上記筒状部材の軸方向の断面において湾曲した凹曲線にし、
その後、上記湾曲した凹曲線である上記筒状部材の軸方向の一端部を上記筒状部材の内径側に折り曲げて、外輪を製造することを特徴としている。
【０００９】
本発明によれば、筒状部材の軸方向の一端部の内径側を筒状部材の軸方向の断面において湾曲した凹曲線にして、上記一端部の内径側の全てを曲面に形成するから、筒状部材の一端部の径方向の内方側への折り曲げの際および折り曲げの後に、上記一端部の内径側の面に尖った箇所が形成されにくくて、上記一端部に局所的に応力が集中する箇所が生成されることを抑制できる。したがって、筒状部材の一端部の径方向の内方側への折り曲げの際および折り曲げの後に、筒状部材が損傷しにくくて、ニードルころ軸受の生産性を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明のニードルころ軸受は、
筒状部材の軸方向の一端部の内径側を、上記筒状部材の軸方向の断面において湾曲した凹曲線に成形した後、上記湾曲した凹曲線である上記筒状部材の軸方向の一端部を上記筒状部材の内径側に折り曲げてなる外輪を備えることを特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、筒状部材の一端部が、折り曲げられるから、この折り曲げられた一端部を外輪の鍔部とすることができて、この鍔部によって、ニードルころや保持器やシール部材等のころ軸受を構成する部材の係止を行うことができる。
【００１２】
また、本発明によれば、軸方向の断面において湾曲した凹曲線に形成された筒状部材の軸方向の一端部を、内径側に折り曲げるようになっているから、その一端部の折り曲げの際および折り曲げの後に、その一端部に局所的に応力が集中する箇所が生成されることを抑制できて、その一端部に損傷が発生しにくくすることができる。したがって、外輪の生産性を向上できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、筒状部材の軸方向の一端部を折り返す加工を行う際に、その一端部に損傷が発生しにくくすることができて、外輪の生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態のニードルころ軸受の軸方向の断面図である。
【図２】上記ニードルころの外輪の元材である筒状部材の斜視図である。
【図３】上記筒状部材を、その筒状部材の中心軸をとおる平面で切断したときに形成される半円筒状の部材の斜視図である。
【図４】上記筒状部材の軸方向の先端部の軸方向の断面図である。
【図５】参考例のニードルころ軸受の外輪の元材である筒状部材の斜視図である。
【図６】図５に示す筒状部材を、その筒状部材の中心軸をとおる平面で切断したときに形成される半円筒状の部材の斜視図である。
【図７】図５に示す筒状部材の軸方向の先端部の軸方向の断面図である。
【図８】上記一実施形態のニードルころ軸受の外輪を、その外輪の中心軸をとおる平面で切断したときに形成される部材の斜視図である。
【図９】上記参考例のニードルころ軸受の外輪を、その外輪の中心軸をとおる平面で切断したときに形成される部材の斜視図である。
【図１０】上記一実施形態のニードルころ軸受の外輪の一端部の塑性相当歪みの度合を示す図である。
【図１１】上記参考例のニードルころ軸受の外輪の一端部の塑性相当歪みの度合を示す図である。
【図１２】変形例の外輪を成形する前の筒状部材における図４に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態のニードルころ軸受の軸方向の断面図である。
【００１７】
このニードルころ軸受（以下、単にころ軸受という）は、ハウジング９７に形成された穴８１に挿入されている。この軸受は、シェル型の外輪１と、複数のニードルころ（以下、単にころという）２とを備え、外輪１は、第１鍔部１１と、第２鍔部１２と、円筒状部１３とを有する。
【００１８】
上記第１鍔部１１は、円筒状部１３の軸方向の一方側に位置している。上記第１鍔部１１は、円筒状部１３の軸方向の一方側の端部から径方向の内方側にＵ字状に略１８０度屈曲している。一方、上記第２鍔部１２は、円筒状部１３の軸方向の他方側の端部から径方向の内方側に延在している。図１に示すように、上記第１鍔部１１の先端は、第２鍔部１２に軸方向に対向している。上記第１鍔部１１は、鋼板をトランスファープレス加工等の周知の曲げ加工を用いて形成されている。
【００１９】
上記円筒状部１３の内周面は、円筒軌道面１５になっている。上記複数のころ２は、外輪１の円筒軌道面１５に接触するように、保持器１７によって保持された状態で周方向に互いに間隔をおいて位置している。図１に示すように、上記各ころ２の軸方向の移動は、第１鍔部１１と第２鍔部１２とで規制されている。
【００２０】
上記外輪１は、次に説明するように、筒状部材の軸方向の一端部の内径側を筒状部材の軸方向の断面において湾曲した凹曲線にした後、上記断面において湾曲した凹曲線である上記筒状部材の軸方向の一端部を上記筒状部材の内径側に折り曲げてなっている。
【００２１】
図２は、上記外輪１の元材である筒状部材２０の斜視図であり、図３は、その筒状部材２０を、その筒状部材２０の中心軸をとおる平面で切断したときに形成される半円筒状の部材２１の斜視図である。また、図４は、その筒状部材２０の軸方向の先端部２２の軸方向の断面図である。
【００２２】
図２および図４を参照して、この筒状部材２０は、鋼板からなり、厚肉部３０と、薄肉部３１とを有している。上記薄肉部３１は、厚肉部３０よりも筒状部材２０の径方向の肉厚が薄くなっている。また、薄肉部３１は、筒状部材２０の軸方向の一端部を構成している。
【００２３】
図４に示すように、上記薄肉部３１の内周面３２は、筒状部材２０の軸方向の断面において湾曲した凹曲線になっている。また、上記薄肉部３１は、厚肉部３０の軸方向の一端部に円錐内周面３３を介してつながり、薄肉部３１の内周面３２の径方向の肉厚は、厚肉部３０から薄肉部３１の先端に行くにしたがって徐々に薄くなっている。また、上記薄肉部３１の内周面の先端が、略上記凹曲線の底に対応する位置となっている。
【００２４】
上記薄肉部３１の内周面３２は、プレス成形により軸方向の断面において凹曲線に形づくられている。尚、薄肉部３１の内周面３２を筒状部材２０の軸方向の断面において凹曲線に成形する方法としては、プレス成形以外に、削り加工等の周知の加工法を利用できる。また、図３に示すように、上記筒状部材２０の軸方向の他端部には、外輪１の軸方向の他方側の第２鍔部１２（図１参照）に対応するフランジ部３５が存在している。
【００２５】
図５は、参考例（従来例でない）のニードルころ軸受の外輪の元材である筒状部材１２０の斜視図であり、図６は、その筒状部材１２０を、その筒状部材１２０の中心軸をとおる平面で切断したときに形成される半円筒状の部材１２１の斜視図である。また、図７は、参考例の外輪の元材である筒状部材１２０の軸方向の先端部１２２の軸方向の断面図である。
【００２６】
図５および図７を参照して、参考例の筒状部材１２０は、小径円筒部１３０と、中径円筒部１３１と、大径円筒部１３２とを有し、中径円筒部１３１は、小径円筒部１３０の先端側に位置し、大径円筒部１３２は、中径円筒部１３１の先端側に位置している。図７に示すように、小径円筒部１３０、中径円筒部１３１および大径円筒部１３２の外径は、同一である一方、小径円筒部１３０の内径は、中径円筒部１３１の内径よりも小さくなっており、また、中径円筒部１３１の内径は、大径円筒部１３２の内径よりも小さくなっている。
【００２７】
また、上記小径円筒部１３０と中径円筒部１３１とは、第１内周円錐面部１３３を介して連なっており、中径円筒部１３１と大径円筒部１３２とは、第２内周円錐面部１３４を介して連なっている。また、図３、図６を参照して、互いの筒状部材２０,１２０は、軸方向の他方側の構造が同一であり、互いの筒状部材２０,１２０の両方で、軸方向の他方側にフランジ部３５,１３５が存在している。
【００２８】
図８は、外輪１（図１参照）を、外輪１の中心軸をとおる平面で切断したときに形成される部材の斜視図である。上記外輪１は、図２に示す筒状部材２０の薄肉部３１を曲げ加工によって略１８０度折り曲げてなる部材を、その部材の中心軸をとおる平面で切断してなっている。
【００２９】
また、図９は、参考例の外輪を、その外輪の中心軸をとおる平面で切断したときに形成される部材１０５の斜視図である。参考例の外輪は、図５に示す筒状部材１２０の軸方向の一端部を曲げ加工によって略１８０度折り曲げてなる部材を、その部材の中心軸をとおる平面で切断してなっている。
【００３０】
図１０は、上記外輪１の一端部の塑性相当歪みの度合を示す図であり、図１１は、上記参考例の外輪の一端部の塑性相当歪みの度合を示す図である。これらの歪みの度合は、外輪１および上記参考例の外輪の夫々の元材の筒状部材２０,１２０の形状に基づいてコンピュータシュミレーションによって算出されたものである。尚、図１０および１１のグレースケールで示した外輪１および上記参考例の外輪の夫々の図では、歪み（応力）が高い部分ほど、色を濃く描いている。
【００３１】
図１０に示すように、本実施形態のころ軸受の外輪１は、折り曲げ部の内側の面の輪郭が略Ｕ字状の湾曲形状で曲線的になっている。そして、上記外輪１では、応力が高い応力の集中箇所が、折り曲げ部の折り返し箇所を中心とした、折り曲げ部の内側の面の近傍の限られた箇所になっている。
【００３２】
これに対し、図１１に示す、参考例の外輪では、折り曲げ部の内側の面の輪郭が複数の直線を接続した折れ線形状になっている。そして、図１１に示すように、参考例の外輪では、応力が高い応力の集中箇所も、折り曲げ部の尖った折り返し点を中心とした広範囲な範囲に広がっている。また、参考例の外輪では、上記外輪１と比較して、折り曲げられた先の部分の全域で、応力が高くなっている。
【００３３】
尚、本発明のころ軸受が否かは、図１０に示すように、外輪の軸方向の一方側の折り曲げ部の内側の面の輪郭が略Ｕ字状の湾曲形状で略曲線的になっているか否かで判断されることができる。
【００３４】
また、本発明のころ軸受が否かは、図１０に示すように、応力の最も高い箇所の大部分が、折り曲げ部の折り返し箇所を中心とした、折り曲げ部の内側の面の近傍の限られた箇所に存在するか否かでも判断されることができる。
【００３５】
また、本発明のころ軸受が否かを判断するための応力分布の求める方法としては、光弾性の試験等の周知の試験がある。そして、例えば、光弾性の試験によれば、干渉縞の分布により応力線を求めることができる。尚、周知の試験による応力分布が、図１０に示すものと同一でなくても、本発明の範疇に入る場合があることは勿論である。
【００３６】
上記実施形態のころ軸受の製造方法によれば、筒状部材２０の軸方向の一端部の内径側を筒状部材２０の軸方向の断面において凹曲線にして、上記一端部の内径側の全てを曲面に形成するから、筒状部材２０の一端部の径方向の内方側への折り曲げの際および折り曲げた後に、上記一端部の内径側の面に尖った箇所が形成されにくくて、上記一端部に局所的に応力が集中する箇所が生成されることを抑制できる。したがって、筒状部材２０の一端部の径方向の内方側への折り曲げの際および折り曲げた後に、筒状部材２０が損傷しにくくて、ニードルころ軸受の生産性を向上させることができる。
【００３７】
また、上記実施形態のころ軸受によれば、筒状部材２０の一端部が、折り曲げられるから、この折り曲げられた一端部を外輪１の第１鍔部１１とすることができて、この第１鍔部１１によって、ころ２を係止することができる。
【００３８】
また、上記実施形態のころ軸受によれば、軸方向の断面において凹曲線に形成されて曲面に形成された筒状部材２０の軸方向の一端部を、内径側に折り曲げるようになっているから、その一端部の折り曲げの際および折り曲げの後に、その一端部に局所的に応力が集中する箇所が生成されることを抑制できて、その一端部に損傷が発生しにくくすることができる。したがって、筒状部材２０を元材として形成される外輪１に損傷が生じにくくて、外輪１の生産性を向上できる。
【００３９】
特許文献１の従来のころ軸受では、外輪の一端部の内径側にて、急激に折れ曲がるモードが、外輪の歪みを増加させる。しかるに、上記実施形態では、外輪１を成形する筒状部材２０の一端部の内径側の面が、筒状部材２０の軸方向の断面において凹曲線であるから、外輪１の一端部の内径側での変形を緩やかにすることができる。したがって、急激に折れ曲がるモードを抑制できて、外輪１の歪みを減少させることができ、外輪１の割れ等の損傷を抑制することができるのである。
【００４０】
尚、上記実施形態では、内輪に相当する部材が存在しなかったが、内輪が存在していても良い。
【００４１】
また、上記実施形態では、折り曲げ前の筒状部材２０の軸方向の断面において内径側に凹曲線を有する外輪１の端部が、軸方向の一方側の端部のみであったが、折り曲げ前の筒状部材の軸方向の断面において内径側に凹曲線を有する外輪の端部が、軸方向の一方側の端部と他方側の端部の二つであっても良い。
【００４２】
また、上記実施形態では、上記薄肉部３１の内周面の先端が、略上記凹曲線の底に対応する位置となっていた。しかしながら、この発明では、薄肉部３１の内周面の先端が、略上記凹曲線の底に対応する位置でなくても良く、図１２に示すように、外輪を成形する前の筒状部材８０の軸方向の断面において凹曲線の底に対応する位置８１が、筒状部材８０の軸方向の一端部を構成する薄肉部９０の先端でない箇所に対応していても良い。また、外輪を成形する前の筒状部材の軸方向の断面において凹曲線の底に対応する位置が、薄肉部の先端よりも軸方向の外方側に位置するような構成であっても良い。
【００４３】
また、上記実施形態では、第１鍔部１１でころ２の軸方向の移動が規制されたが、外輪の一端部の鍔部で軸方向の移動が規制される部材は、シール部材等、ころ以外のころ軸受の構成部材であっても良い。
【００４４】
また、一例では、図４を参照して、鋼製の外輪１を形成する筒状部材２０の軸方向の断面において凹曲線からなる内周面３２を有する薄肉部３１の最小肉厚を０.３［ｍｍ］とし、最大肉厚を、０.６３［ｍｍ］とし、上記凹曲線の曲率を３５［ｍｍ］以下とすると、コンピュータシュミレーションで、応力集中を効率的に低減する結果が得られた。
【００４５】
しかしながら、応力の分布は、外輪の材料や、外輪のサイズ等により変動するので、筒状部材の軸方向の断面において凹曲線からなる内周面を有する薄肉部の各種寸法が、上記一例の値に限られないことは、勿論である。
【符号の説明】
【００４６】
１  外輪
２  ころ
２０,８０  筒状部材
３１,９０  薄肉部
９７  ハウジング
【図１】
2013228054.tif 000003
【図２】
2013228054.tif 000004
【図３】
2013228054.tif 000005
【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１２】
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【図１０】
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【図１１】
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