JP2003090345A - 保持器付きころ - Google Patents
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- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
- F16C19/44—Needle bearings
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- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
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- F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
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Abstract
る内側保持用突出部が面取り加工で容易に形成でき,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
容量の大きいものにする。 【解決手段】 この保持器付きころは,柱部4を厚肉部
5と凹溝19が形成された薄肉部6とから形成し,柱部
4にはころ2をポケット8に保持するため外周側に外側
保持用突出部11と内周側に内側保持用突出部7を有し
ている。内側保持用突出部7は,厚肉部5の凹溝19側
の角部12に周方向に突出して形成されている。内側保
持用突出部7は,厚肉部5の角部12を周方向に塑性変
形させて厚肉部5の内周面9からポケット8へ延びるよ
うに形成されている。
Description
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。
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。
8に示すものが知られている(例えば,特公平6−27
526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2
5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。
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。
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。
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。
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て
い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に周方向に突出して
形成されていることを特徴とする保持器付きころに関す
る。
記凹溝側の周方向の前記角部を塑性変形させて前記厚肉
部の内周面から前記ポケットへ延びるように形成されて
いる。
凹溝側の前記厚肉部の前記角部にロール治具を押圧する
ことによって形成されている。
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。
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。
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。
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。
方向の厚さと前記柱部の前記厚肉部の径方向の厚さと
は,同一又は異なったサイズに形成されている。
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。
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。
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。
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3
6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。
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。
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。
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1
1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及ぴ外側
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及ぴ外側保持用突出部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の厚内部5に形成することもできること
は勿論である。
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3
3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5の厚内部5の内周面9と同一径に形成さ
れている。
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の問隔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。
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。
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9
a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。
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1,1
A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1
7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4
5°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。
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1
4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。
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。
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
ンロツ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。
ポケットを図示した一実施例を示す縦断面図である。
の拡大断面図である。
から見た図1の符号B部分の拡大平面図である。
断面した部分を示す断面図である。
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。
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。
大断面図である。
大断面図である。
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1
1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。
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3
3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。
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。
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。
Claims (9)
- 【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ている保持器
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に周方向に突出して形成されてい
ることを特徴とする保持器付きころ。 - 【請求項2】 前記内側保持用突出部は,前記厚肉部の
前記凹溝側の周方向の前記角部を塑性変形させて前記厚
肉部の内周面から前記ポケットへ延びるように形成され
ていることを特徴とする請求項1に記載の保持器付きこ
ろ。 - 【請求項3】 前記厚肉部の前記角部の塑性変形は,前
記凹溝側の前記厚肉部の前記角部にロール治具を押圧す
ることによって形成されていることを特徴とする請求項
2に記載の保持器付きころ。 - 【請求項4】 前記厚肉部の前記角部の塑性変形の軸方
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1〜3のいずれか1項に記載の保
持器付きころ。 - 【請求項5】 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形成したことを特徴とする請求
項1〜4のいずれか1項に記載の保持器付きころ。 - 【請求項6】 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ことを特徴とする請求項1〜4のい
ずれか1項に記載の保持器付きころ。 - 【請求項7】 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
できることを特徴とする請求項6に記載の保持器付きこ
ろ。 - 【請求項8】 前記環状部の径方向の厚さと前記柱部の
前記厚肉部の径方向の厚さとは,同一又は異なったサイ
ズに形成されていることを特徴とする請求項1〜7のい
ずれか1項に記載の保持器付きころ。 - 【請求項9】 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ことを特徴とする請求項1〜8
のいずれか1項に記載の保持器付きころ。
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