(57)【要約】【課題】メッキ工程を必要としない製造方法で製造可能であり、かつ、樹脂保持器を用いたシェル型ニードル軸受の組立て方法を提供する。【解決手段】縮径可能な保持器を用い、シェル外輪の両フランジ部を成形、熱処理した後に保持器、および、ニードルを組み込むことにより、従来技術のようなメッキ工程が不要なシェル型ニードル軸受の組立て方法となり、また、保持器が熱処理による熱影響を受けることが無いので、保持器の材料として樹脂材料を用いることが出来る。【選択図】図２
2016029286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に軌道面を、両端部に一対の内向きフランジ部を有するシェル外輪と、
前記シェル外輪の軌道面に沿って転動自在となるように、シェル外輪内に配置される複数のニードルと、
前記複数のニードルを保持するための複数のポケットを有する保持器と、を備えたシェル形ニードル軸受の組み立て方法であって、
前記保持器は、縮径可能であり、
前記シェル外輪の両フランジ部を成形し、熱処理を施した後で、前記保持器を縮径して前記シェル外輪に挿入した後、前記複数のニードルを前記保持器のポケットに挿入することを特徴とするシェル形ニードル軸受の組み立て方法。
【請求項２】
内周面に軌道面を、両端部に一対の内向きフランジ部を有するシェル外輪と、
前記シェル外輪の軌道面に沿って転動自在となるように、シェル外輪内に配置される複数のニードルと、
前記複数のニードルを保持するための複数のポケットを有する保持器と、を備えたシェル形ニードル軸受の組み立て方法であって、
前記保持器は、縮径可能であり
前記シェル外輪の両フランジ部を成形し、熱処理を施した後で、前記保持器のポケットに前記複数のニードルを組み込んだユニットを、前記保持器を縮径することにより前記シェル外輪に挿入することを特徴とするシェル形ニードル軸受の組み立て方法。
【請求項３】
前記保持器は、
前記保持器は、
互いに同軸に配置された一対のリム部と、
前記一対のリム部を軸方向に連結する複数の柱部とを備え、
前記一対のリム部は、複数の円弧状部分によってそれぞれ構成され、
円周方向に隣接する前記円弧状部分の各端部間に複数の切れ目が前記各リム部において円周方向に同位相でそれぞれ形成されており、
前記切れ目が形成される円周方向において隣接する前記柱部間に、円周方向に収縮、或いは伸長させる弾性変形部が円周方向に複数設けられ、
前記弾性変形部は、円周方向に隣接する前記円弧状部分の各端部を基端部として、これら各端部からそれぞれ軸方向内側に延出するとともに、該延出した部分を円周方向において連結する一対の弾性変形片を有し、
前記一対の弾性変形片は同一形状を有しており、
前記弾性変形部は軸方向中間部に対して対称に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のシェル形ニードル軸受の組み立て方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニードル軸受の組立て方法に関し、特に、各種機械装置の回転支持部に用いられるシェル形ニードル軸受の組立て方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の自動変速機等においては、ラジアル方向の荷重を受ける部位に、すべり軸受（ブッシュ）の代わりに、同じ断面高さを有するシェル形ニードル軸受が使用されている。図９に示すように、シェル形ニードル軸受１００は、内周面に軌道面１０１ａを、両端部に一対のフランジ部１０１ｂ，１０１ｃを有するシェル外輪１０１と、軌道面１０１ａに沿って転動自在となるようにシェル外輪１０１内に配置される複数のニードル１０２と、複数のニードル１０２を保持するための複数のポケットを有する保持器１０３と、を備える。
【０００３】
このようなシェル形ニードル軸受１００の従来の製造方法としては、まず、シェル外輪１０１の成形工程として、通常の冷延鋼板（例えば、ＳＰＣＣ等の低炭素鋼）からカップ状に深絞りされ、底面を打抜き加工されることにより一方のフランジ部１０１ｂが形成される。シェル外輪１０１の軸方向開口側の縁部に銅メッキ等のメッキ処理を施し浸炭又は浸炭窒化処理等の熱処理をおこなう。その後、メッキを剥がしたシェル外輪１０１に、ニードル１０２及び保持器１０３を組み込み、シェル外輪１０１の軸方向開口側の縁部に曲げ加工を行うことによりフランジ部１０１ｃを形成し、シェル型針状ころ軸受１００が製造される。
【０００４】
しかしながら、プレス工程の後、メッキ工程、熱処理工程、メッキ剥がし工程、組立て・プレス工程と進める場合、これら各工程を同一ライン上に設定することが困難である。工程数が多く、加工時間が掛かることや、設備にコストが掛かるだけでなく、各工程間の搬送なども考慮しなければならないという問題があった。さらには、メッキ剥がしのためには、種々の化学物質を使用しなければならないという問題があった。
【０００５】
そこで、メッキ工程を省くため、特許文献１にはフランジ部１０１ｃを高周波で加熱しながら曲げ加工を行うホットカールの技術が記載されている。
また、特許文献２には、熱処理を行わずにシェル型ニードル軸受を組立て、最後に、組み上がったシェル型ニードル軸受全体に窒化処理を行う技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３０３８６３号公報
【特許文献２】特開２００２−１３９０６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、引用文献１、２の技術では、いずれもシェル型外輪１０１に、構成部品を組み込んだ後に熱処理を施すため、熱に弱い樹脂保持器を使用することが出来なかった。
そのため、樹脂保持器を使用する場合、従来技術のようにメッキ工程を含む製造方法を選択せざるを得なかった。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、メッキ工程を必要としない製造方法で製造可能な、樹脂保持器を用いたシェル型ニードル軸受の組立て方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の上記目的は、下記の構成によって達成される。
（１）内周面に軌道面を、両端部に一対の内向きフランジ部を有するシェル外輪と、
前記シェル外輪の軌道面に沿って転動自在となるように、シェル外輪内に配置される複数のニードルと、
前記複数のニードルを保持するための複数のポケットを有する保持器と、を備えたシェル形ニードル軸受の組み立て方法であって、
前記保持器は、縮径可能であり、
前記シェル外輪の両フランジ部を成形し、熱処理を施した後で、前記保持器を縮径して前記シェル外輪に挿入した後、前記複数のニードルを前記保持器のポケットに挿入することを特徴とするシェル形ニードル軸受の組み立て方法。
（２）内周面に軌道面を、両端部に一対の内向きフランジ部を有するシェル外輪と、
前記シェル外輪の軌道面に沿って転動自在となるように、シェル外輪内に配置される複数のニードルと、
前記複数のニードルを保持するための複数のポケットを有する保持器と、を備えたシェル形ニードル軸受の組み立て方法であって、
前記保持器は、縮径可能であり
前記シェル外輪の両フランジ部を成形し、熱処理を施した後で、前記保持器のポケットに前記複数のニードルを組み込んだユニットを、前記保持器を縮径することにより前記シェル外輪に挿入することを特徴とするシェル形ニードル軸受の組み立て方法。
（３）前記保持器は、
前記保持器は、
互いに同軸に配置された一対のリム部と、
前記一対のリム部を軸方向に連結する複数の柱部とを備え、
前記一対のリム部は、複数の円弧状部分によってそれぞれ構成され、
円周方向に隣接する前記円弧状部分の各端部間に複数の切れ目が前記各リム部において円周方向に同位相でそれぞれ形成されており、
前記切れ目が形成される円周方向において隣接する前記柱部間に、円周方向に収縮、或いは伸長させる弾性変形部が円周方向に複数設けられ、
前記弾性変形部は、円周方向に隣接する前記円弧状部分の各端部を基端部として、これら各端部からそれぞれ軸方向内側に延出するとともに、該延出した部分を円周方向において連結する一対の弾性変形片を有し、
前記一対の弾性変形片は同一形状を有しており、
前記弾性変形部は軸方向中間部に対して対称に形成されていることを特徴とする（１）または（２）に記載のシェル形ニードル軸受の組み立て方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のシェル形ニードル軸受の組立て方法によれば、シェル外輪の両フランジ部を成形、熱処理した後に保持器、ニードルを組み込むので、従来技術のようなメッキ工程が不要であり、また、保持器が熱処理による熱影響を受けないので、保持器の材料として樹脂を用いることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るシェル形ニードル軸受の断面図。
【図２】図１の保持器の一部拡大平面図
【図３】図１の保持器の軸方向断面図。
【図４】図２の要部拡大平面図。
【図５】図２の弾性変形部の径方向への変形を示す説明図。
【図６】（ａ）は、弾性変形前の保持器、及びシェルの断面図を示し、（ｂ）は、（ａ）のＶ方向から見た側面図。
【図７】（ａ）は、弾性変形後の保持器、及びシェルの断面図を示し、（ｂ）は、（ａ）のＶＩ方向から見た側面図。
【図８】別の保持器の軸方向断面図。
【図９】従来のシェル形ニードル軸受を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の各実施形態に係るシェル形ニードル軸受について図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
シェル形ニードル軸受１０は、図１に示すように、内周面に軌道面１１ａを、両端部に一対の内向きフランジ部１１ｂ，１１ｃを有する軌道輪としてのシェル外輪１１と、シェル外輪１１の軌道面１１ａに沿って転動自在となるように、シェル外輪１１内に配置される複数のニードル１２と、複数のニードル１２を保持するための複数のポケット１４を有する保持器１３と、を備え、図示しない軸（或は内輪部材）を回転自在に支持している。
【００１４】
シェル外輪１１は、冷延鋼板（例えば、ＳＰＣＣ等の低炭素鋼）等に絞り加工等の塑性加工を施すことにより、全体が円筒状の両端部に一対のフランジ部１１ｂ、１１ｃが屈曲して形成されている。また、シェル１１外輪は、浸炭若しくは浸炭窒化処理による熱処理加工によって硬化されている。
【００１５】
シェル外輪１１は、ニードル１２、保持器１３を組み込む前にフランジ部１１ｂ、１１ｃが成型され、さらに熱処理で硬化される。そのため、従来のシェル外輪１０１のフランジ１０１ｃの様に、後から曲げ加工しやすい様に肉薄にする必要がないので、フランジ１１ｂと１１ｃは、同じ形状とすることができ、シェル外輪１１に方向性をなくす事が出来る。
また、薄板の塑性加工ではなく、厚板からの切削加工によっての成形も可能である。
【００１６】
保持器１３は、図２に示すように、一対のリム部１５，１５と、一対のリム部１５，１５を軸方向に連結する複数の柱部１６とを備える。一対のリム部１５，１５は、複数（本実施形態では、４つ）の円弧状部分１５ａによってそれぞれ構成され、円周方向に隣接する円弧状部分１５ａの各端部１５ｂ、１５ｂ間に複数の切れ目１５ｃが各リム部１５，１５において円周方向に同位相でそれぞれ形成されている。なお、切れ目１５ｃの数が多くなると、ニードル１２の数が少なくなるので、切れ目１５ｃの数は２〜６箇所が好ましい。
【００１７】
そして、保持器１３には、この切れ目１５ｃが形成される円周方向において隣接する柱部１６，１６間に、円周方向に収縮させる弾性変形部１７が円周方向に複数設けられている。
【００１８】
弾性変形部１７を挟まずに円周方向に隣り合う柱部１６、１６の円周方向両側面と上記１対のリム部１５、１５の互いに対向する内側面とにより四周を囲まれる矩形の空間部分は、それぞれポケット１４、１４としている。そして、図３に示すように上記各柱部１６、１６の円周方向両側面で、上記保持器１３の直径方向に関する内端部には内径側係止突部１６ａ、１６ａを上記各柱部１６、１６の全長に亙って形成している。
【００１９】
弾性変形部１７は、円周方向に隣接する円弧状部分１５ａ，１５ａの各端部１５ｂ，１５ｂを基端部として、これら各端部１５ｂからそれぞれ軸方向内側に延出するとともに、該延出した部分を円周方向において連結する一対の弾性変形片１７ａ，１７ａを有する。一対の弾性変形片１７ａ，１７ａは、同一形状を有しており、弾性変形部１７は軸方向中間部Ｃに対して対称に形成される。
【００２０】
図４に拡大して示すように、弾性変形片１７ａは、それぞれ曲率半径Ｒ１〜Ｒ３を有する複数の円弧１７ａ１，１７ａ２，１７ａ３で構成されている。ただし、弾性変形片１７ａは、単一円弧によって構成されてもよい。
【００２１】
また、弾性変形部１７の基端部となる円弧状部分１５ａの各端部１５ｂの軸方向幅ｗ１は、基端部の強度を考慮すると、円弧状部分１５ａの軸方向幅ｗ２と同等以上であることが好ましい。また、基端部の軸方向内側面に形成される円弧面の曲率は大きい（曲率半径ｒは小さい）ほうが好ましい。
【００２２】
さらに、図５に示すように、弾性変形片１７ａの径方向肉厚ｈは、弾性変形片１７ａの幅ｗ３よりも厚く設定されており、これにより、矢印に示すような径方向への変形を抑制することができる。
【００２３】
次に、上記のような構成の保持器１３をシェル外輪１１に組み込む方法について説明する。
【００２４】
図６（ａ）は、弾性変形前の保持器１３、及びシェル外輪１１の断面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＶ方向から見た側面図である。
そして、図７（ａ）は、弾性変形後の保持器１３、及びシェル外輪１１の断面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＶＩ方向から見た側面図である。
【００２５】
保持器１３の外形φＤ１ｎは、シェル外輪１１のフランジ部内径φＤ２よりも大径である。保持器１３は、弾性変形部１７を変形させることで、切れ目１５ｃの円周方向距離Ｌ１を狭め、保持器１３を円周方向に収縮させることが出来る。これにより、図６に示すように、保持器１３は、シェル外輪１１のフランジ部内径φＤ２より小さい外径φＤ１ｓまで縮径することができる。
ここで、保持器１５の外周長さと、切れ目１５ｃの円周方向距離Ｌ１の総和と、シェル１１の内向きフランジ部１１ｂ、１１ｃの内周長さの関係は、ほぼ、次式のようになる。
π・φＤ１ｎ−Ｌ１×（切れ目の数）＜π・φＤ２
【００２６】
保持器１５の外径がシェル外輪１１のフランジ部内径φＤ２よりも小径になるまで縮径させ、シェル外輪１１内へ挿入する。挿入後、保持器１５は、弾性変形部１７が復元することによりシェル外輪１１内に収まる。
【００２７】
そして、保持器１３の各ポケット１４、１４内にニードル１２を、保持器１３の内径側から挿入する。この挿入作業の際には、これら各ポケット１４、１４の円周方向両側を仕切る柱部１６、１６及びこれら各柱部１６、１６の側面に形成した内径側係止突部１６ａを弾性変形させつつ、上記各ニードル１２を各ポケット１４、１４内に押し込む。
【００２８】
係止突部１６ａから外れた部分でのポケット１４の円周方向に亙る幅Ｗｐは、ニードル１２の外径φＤｋ
よりも大きい（Ｗｐ＞φＤｋ）為、各ポケット１４内にニードル１２を保持した状態でこれら各ニードル１２は、各ポケット１４内で軽い力で転動自在となる。又、各ポケット１４、１４の内径側開口部に存在する１対の内径側係止突部１６ａ、１６ａの先端縁同士の自由状態での間隔Ｗｉの先端縁同士の自由状態での間隔Ｗｏは、それぞれ上記各ニードル１２の外径φＤｋ
よりも小さい（φＤｋ＜Ｗｉ）。従って、上記各ポケット１４、１４内に保持したニードル１２が、これら各ポケット１４、１４内から不用意に脱落する事はない。
【００２９】
次に、シェル形ニードル軸受を組み立てる、別な方法について説明する。ここでは、上記組立てに使用する構成部品とは、保持器１８のみが異なる。
【００３０】
前述の保持器１３には、図３に示すように各柱部１６、１６の円周方向両側面で、保持器１３の直径方向に関する内端部に内径側係止突部１６ａ、１６ａを上記各柱部１６、１６の全長に亙って形成しているが、本組立て方法に用いる保持器１８は、内径側係止突部１６ａ、１６ａに加え、外端部に外径側係止突部１６ｂ、１６ｂを、それぞれ各柱部１６、１６の全長に亙って形成している。
その他の構成は、前述の保持器１３と同じである。
【００３１】
まず、各ポケット１４、１４内にニードル１２を、保持器１８の内径側、あるいは外径側から挿入する。この挿入作業の際には、これら各ポケット１４、１４の円周方向両側を仕切る柱部１６、１６及びこれら各柱部１６、１６の側面に形成した内径側係止突部１６ａ、あるいは、外径側係止突部１６ｂを弾性変形させつつ、上記各ニードル１２を上記各ポケット１４、１４内に押し込む。上記各係止突部１６ａ、１６ｂから外れた部分での上記各ポケット１４、１４の円周方向に亙る幅Ｗｐは、上記各ニードル１２の外径φＤｋ
よりも大きい（Ｗｐ＞φＤｋ）為、各ポケット１４内にニードル１２を保持した状態でこれら各ニードル１２は、各ポケット１４内で軽い力で転動自在となる。又、上記各ポケット１４、１４の内径側開口部に存在する１対の内径側係止突部１６ａ、１６ａの先端縁同士の自由状態での間隔Ｗｉ、並びに外径側開口部に存在する１対の外径側係止突部１６ｂ、１６ｂの先端縁同士の自由状態での間隔Ｗｏは、それぞれ上記各ニードル１２の外径φＤｋ
よりも小さい（φＤｋ＜Ｗｉ、φＤｋ＜Ｗｏ）。従って、上記各ポケット１４、１４内に保持したニードル１２が、これら各ポケット１４、１４内から不用意に脱落する事はない。
【００３２】
このように、まず、保持器１８にニードル１２を組み込んだ後、前述の保持器１３と同様に縮径させてシェル外輪１１に組み込む。そのため、保持器１８にニードル１２を組み込んだサブアッシー品をユニットとして扱えるので、組立工程に自由度が増すことができる。
【００３３】
ここで、保持器１３、１８は、樹脂製であり、芳香族ポリアミド（芳香族ＰＡ）、ポリアミド４６、ポリアミド６、ポリアミド６６等のポリアミド（ナイロン樹脂）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）や、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂等が使用できる。また、これらの樹脂にガラス繊維や炭素繊維等の強化剤を混合させたものも好適に使用できる。より好ましくは、ポリアミド樹脂にガラス繊維または炭素繊維を５〜３０重量％混合し、曲げ弾性率を２０００〜５０００ＭＰａとしたものが良い。この範囲のものであれば、より好適に、変形部に変形能をもたせ、かつ必要な剛性のあるものとすることができる。
【００３４】
また、本実施形態では、内径側係止突部１６ａ、外径側係止突部１６ｂを、それぞれ各柱部１６、１６の全長に亙って形成しているが、全長より狭い範囲にのみ設けても良いし、複数に分割して設けても良い。
【００３５】
本実施形態のシェル形ニードル軸受１０によれば、保持器１３、１８には、円周方向に収縮させる弾性変形部１７が円周方向に複数設けられており、弾性変形部１７は軸方向中間部Ｃに対して対称に形成されているので、塑性変形が防止され、また、軸方向のねじれに対して十分な強度を有し、かつ、十分な変形量を確保しつつ円周方向に収縮可能な保持器１３、１８を設けることができる。また、弾性変形部１７により、ニードル１２の動きが適度に許容され、フレッチングを防止することも可能である。
【００３６】
また、一対のリム部１５，１５は、複数の円弧状部分１５ａによって構成され、一対のリム部１５，１５には、円周方向に隣接する円弧状部分１５ａの各端部間に複数の切れ目１５ｃが円周方向において同位相でそれぞれ形成され、弾性変形部１７は、隣接する円弧状部分１５ａの各端部１５ｂからそれぞれ軸方向内側に延出するとともに、延出した部分を円周方向において連結する一対の弾性変形片１７ａ，１７ａを有する。これにより、軸方向中間部Ｃに対して対称な弾性変形部１７を形成することができる。
【００３７】
さらに、弾性変形部１７は、円周方向に隣接する柱部１６，１６間に形成され、切れ目１５ｃの円周方向距離Ｌ１は、隣接する柱部１６と弾性変形片１７ａとの各円周方向距離Ｌ２の総和よりも小さいので、円周方向に収縮させた場合に切れ目１５ｃがなくなる前に柱部１６と弾性変形片１７ａとが接触することがなく、十分な変形量を確保することができる。
【００３８】
また、シェル外輪１１の両フランジ部１１ｂ、１１ｃを成形、熱処理した後に保持器１３、１８、ニードル１２を組み込むので、従来技術のようなメッキ工程が不要であり、また、保持器が熱処理による熱影響を受けないので、保持器１３、１８の材料として樹脂を用いることが出来る。
【００３９】
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜、変形、改良等が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上説明したように、本発明のシェル形ニードル軸受の組立て方法によれば、シェル外輪の両フランジ部を成形、熱処理した後に保持器、ニードルを組み込むので、従来技術のようなメッキ工程が不要であり、また、保持器が熱処理による熱影響を受けないので、保持器の材料として樹脂を用いることが出来るので、各種機械装置の回転支持部に用いられるシェル形ニードル軸受の組立て方法として好適に採用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１０  シェル形ニードル軸受
１１  シェル外輪
１１ａ  軌道面
１１ｂ  フランジ部
１１ｃ  フランジ部
１２  ニードル
１３  保持器
１４  ポケット
１５  リム部
１５ａ  円弧状部分
１５ｂ  端部
１５ｃ  切れ目
１６  柱部
１６ａ  外径側係止突部
１６ｂ  内径側係止突部
１７  弾性変形部
１７ａ  弾性変形片
１７ａ１  円弧
１７ａ２  円弧
１７ａ３  円弧
１８  保持器
１００  シェル形ニードル軸受
１０１  シェル外輪
１０１ａ  軌道面
１０１ｂ  フランジ部
１０１ｃ  フランジ部
１０２  ニードル
１０３  保持器
【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】
2016029286.tif 000009
【図８】
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【図９】
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