JP2014005918A - シェル形ころ軸受、およびシェル形ころ軸受の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】軸受構成部材の精度を向上し、安価に製造することができるシェル形ころ軸受を提供する。
【解決手段】シェル形針状ころ軸受は、熱処理を行っていない環状のシェル形外輪部材（３１）の内径側に、熱処理を行っておらずポケット（３５）を形成した保持器部材（３４）を配置させ、保持器部材（３４）を内径側に配置させたシェル形外輪部材（３１）に両外輪鍔部（３２ａ、３２ｂ）を形成し、シェル形外輪部材（３１）および保持器部材（３４）に熱処理を行い、熱処理を行った針状ころをポケット（３５）の内径側から組み込んで製造される。
【選択図】図５

Description

この発明は、シェル形ころ軸受、およびシェル形ころ軸受の製造方法に関するものである。

自動車のトランスミッション等には、衝撃や高荷重に耐えることができ、線接触で荷重を受けるシェル形針状ころ軸受が用いられる場合がある。シェル形針状ころ軸受は、軸方向両端部において内径側に延びる両鍔部を有するシェル形外輪と、複数の針状ころと、複数の針状ころを保持する保持器とから構成される。ここで、このような構成のシェル形針状ころ軸受を製造する際のシェル形針状ころ軸受の製造方法が、特許第３０７３９３７号（特許文献１）に開示されている。

特許第３０７３９３７号

従来におけるシェル形針状ころ軸受の製造方法について、簡単に説明する。図１２および図１３は、従来におけるシェル形針状ころ軸受の製造方法における工程の一部を示す断面図であり、シェル形外輪および保持器の断面図である。

図１２を参照して、一方側の外輪鍔部１０２が形成され、熱処理、具体的には全体に焼入れが行われたシェル形外輪部材１０１を準備する。このシェル形外輪部材１０１においては、外輪鍔部を形成していない他方側の端部１０５には、保持器１０４を組み入れてからの折り曲げを可能にするため、焼鈍しが行われている。このようなシェル形外輪部材１０１の内方側に、針状ころ１０３をポケットに収容させた保持器１０４を組み入れる。この場合、まだ外輪鍔部を形成していない他方側から図１２中の矢印Ｘ_１で示す方向に保持器１０４を組み入れる。なお、保持器１０４および針状ころ１０３には、既に熱処理が行われている。次に図１３を参照して、保持器１０４を組み入れた後に、焼鈍しを行った端部１０５を図１３中の矢印Ｘ_２で示すように内径側に折り曲げて、他方側の外輪鍔部を形成する。従来においては、このようにしてシェル形針状ころ軸受１０６を製造していた。

しかし、このような製造方法によると、シェル形外輪全体の熱処理を行った後に、焼鈍しを行った軸方向の端部を折り曲げて他方側の外輪鍔部を形成しているため、一方側の外輪鍔部と他方側の外輪鍔部の熱処理履歴が異なることになる。そうすると、両方の外輪鍔部間での硬度の不均一が生じ、この点が問題となることがあった。具体的には、焼鈍しを行った側の外輪鍔部の硬度が低く、硬度面において不十分であった。また、この熱処理後の軸方向の端部の折り曲げに起因して、シェル形外輪の外径面の真円度が低いものとなっていた。シェル形外輪については、ハウジング（図示せず）に設けられた係合穴（図示せず）に圧入等されて用いられるため、シェル形外輪の外径面の真円度については、より高い方が望ましいものである。

ここで、特許文献１によると、一方の端縁部のみを半径方向内方に折り曲げて鍔としたシェル形外輪を未焼入れの状態で組立ての際の所定の形状に成形した後、焼入れ・焼戻し済または未焼入れの針状ころを組込み、しかる後前記シェル形外輪の他方の端縁部を半径方向内方に折り曲げて鍔とすることによって軸受を組立て、引き続き組立てた該軸受に対して浸炭窒化処理し、更に焼入れ・焼戻しを行うこととしている。このような特許文献１によると、シェル形外輪および保持器の熱処理を共に行うため、工程数の減少が見込まれ、簡易な製造工程で製造することができる。

しかし、針状ころに予め熱処理を行っていた場合、針状ころに対して２回の熱処理を行うことになってしまう。このような状況は、針状ころの熱処理変形を招くおそれもあり、好ましくない。特に、軸受サイズが大きくなったり、幅広品となる場合、針状ころの２度に亘る熱処理における熱処理変形の影響が大きくなる傾向がある。

この発明の目的は、軸受構成部材の精度を向上し、安価に製造することができるシェル形ころ軸受を提供することである。

この発明の他の目的は、軸受構成部材の精度を向上し、安価な製造を可能とするシェル形ころ軸受の製造方法を提供することである。

この発明に係るシェル形ころ軸受は、軸方向の両端縁を内径側に折り曲げて形成される両外輪鍔部を有するシェル形外輪と、シェル形外輪の内径面を転走する複数のころと、一対の環状部および複数のころを収容するポケットを形成するように一対の環状部を連結する複数の柱部を含み、ころを保持する保持器とを備えるシェル形ころ軸受である。ここで、シェル形ころ軸受は、熱処理を行っていない環状のシェル形外輪部材の内径側に、熱処理を行っておらずポケットを形成した保持器部材を配置させ、保持器部材を内径側に配置させたシェル形外輪部材に両外輪鍔部を形成し、シェル形外輪部材および保持器部材に熱処理を行い、熱処理を行ったころをポケットの内径側から組み込んで製造される。

このような構成のシェル形ころ軸受は、共に熱処理を行っていないシェル形外輪部材および保持器部材に熱処理を行い、その後ころをポケットに収容させて製造されているため、ころに対して二度に亘って熱処理を行うことはない。したがって、二度の熱処理によるころの熱処理変形を招くことはない。また、シェル形外輪部材の内径側に保持器部材を配置させ、両外輪鍔部を形成した後にシェル形外輪部材および保持器部材に対して熱処理を行っているため、熱処理後に外輪鍔部を形成する必要はなく、焼鈍し等の工程が不要であり、工程数の低減を図ることができる。さらに、一方の外輪鍔部の硬度が低くなることはなく、かつ、焼鈍しを行った後の外輪鍔部の形成に伴う外輪の外径面の真円度の低下を防止することができる。したがって、このようなシェル形ころ軸受は、軸受構成部材の精度を向上し、安価に製造することができる。なお、ここで、シェル形外輪部材とは、熱処理を行っておらず、少なくとも一方側の外輪鍔部が形成されておらず、後に両外輪鍔部の形成および熱処理を行ってシェル形外輪を構成する環状の部材を意味する。また、保持器部材とは、後の熱処理により保持器を構成する部材を意味するものである。

また、ポケットを形成する柱部の側壁面には、ポケットに収容されたころの内径側への脱落を防止するころ止め部が設けられており、ころ止め部が設けられた部分のポケットの周方向の間隔は、ころの径よりも０．０５〜０．４ｍｍ小さくなるよう構成してもよい。

また、保持器は、外径案内であるよう構成してもよい。

また、保持器の回転軸線と平行であって回転軸線を含む平面で切断した断面において、柱部は、保持器の回転軸線に沿って一対の環状部からそれぞれ内方側へ延びる一対の延出部と、一対の延出部のそれぞれの内方側の端部から連なって保持器の回転軸線に対して傾斜して延びる一対の傾斜部と、一対の傾斜部の内方側の端部同士を連結するように、保持器の回転軸線に沿って延びる連結部とを含むよう構成してもよい。

また、保持器は、一対の環状部の軸方向の両端部からそれぞれ内径側に延びる保持器内径側鍔部を含むよう構成してもよい。

また、保持器は、一対の環状部の軸方向の両端部からそれぞれ外径側に延びる保持器外径側鍔部を含むよう構成してもよい。

この発明の他の局面においては、シェル形ころ軸受の製造方法は、軸方向の両端縁を内径側に折り曲げて形成される両外輪鍔部を有するシェル形外輪と、シェル形外輪の内径面を転走する複数のころと、一対の環状部および複数のころを収容するポケットを形成するように一対の環状部を連結する複数の柱部を含み、ころを保持する保持器とを備えるシェル形ころ軸受の製造方法である。ここで、シェル形ころ軸受の製造方法は、熱処理を行っていない環状のシェル形外輪部材の内径側に、熱処理を行っておらずポケットを形成した保持器部材を配置させる工程と、保持器部材を内径側に配置させたシェル形外輪部材に両外輪鍔部を形成する工程と、シェル形外輪部材および保持器部材に熱処理を行う工程と、熱処理を行ったころをポケットの内径側から組み込む工程とを含む。

このようなシェル形ころ軸受の製造方法は、軸受構成部材の精度を向上し、安価な製造が可能となる。

このような構成のシェル形ころ軸受およびシェル形ころ軸受の製造方法は、共に熱処理を行っていないシェル形外輪部材および保持器部材に熱処理を行い、その後ころをポケットに収容させて製造されているため、ころに対して二度に亘って熱処理を行うことはない。したがって、二度の熱処理によるころの熱処理変形を招くことはない。また、シェル形外輪部材の内径側に保持器部材を配置させ、両外輪鍔部を形成した後にシェル形外輪部材および保持器部材に対して熱処理を行っているため、熱処理後に外輪鍔部を形成する必要はなく、焼鈍し等の工程が不要であり、工程数の低減を図ることができる。さらに、一方の外輪鍔部の硬度が低くなることはなく、かつ、焼鈍しを行った後の外輪鍔部の形成に伴う外輪の外径面の真円度の低下を防止することができる。したがって、このようなシェル形ころ軸受およびシェル形ころ軸受の製造方法は、軸受構成部材の精度を向上し、安価に製造することができる。

この発明の一実施形態に係るシェル形針状ころ軸受の一部を示す断面図である。 図１に示すシェル形針状ころ軸受の一部を拡大して示す拡大断面図である。 この発明の一実施形態に係るシェル形針状ころ軸受の製造方法における代表的な工程を示すフローチャートである。 この発明の一実施形態に係るシェル形針状ころ軸受を製造する際のシェル形外輪部材および保持器部材の一部を示す断面図であり、保持器部材をシェル形外輪部材の内径側に配置させた状態を示す。 この発明の一実施形態に係るシェル形針状ころ軸受を製造する際のシェル形外輪部材および保持器部材の一部を示す断面図であり、シェル形外輪部材の両外輪鍔部を形成した状態を示す。 この発明の一実施形態に係るシェル形針状ころ軸受を製造する際のシェル形外輪部材および保持器部材の一部を示す断面図であり、針状ころをポケットにかち込む状態を示す。 この発明の他の実施形態に係るシェル形針状ころ軸受の一部を示す断面図である。 この発明のさらに他の実施形態に係るシェル形針状ころ軸受の一部を示す断面図である。 この発明のさらに他の実施形態に係るシェル形針状ころ軸受の一部を示す断面図である。 この発明のさらに他の実施形態に係るシェル形針状ころ軸受の一部を示す断面図である。 図１０に示すシェル形針状ころ軸受の一部を拡大して示す拡大断面図である。 従来におけるシェル形針状ころ軸受を製造する際のシェル形外輪部材および保持器部材の一部を示す断面図であり、保持器部材をシェル形外輪部材の内径側に配置させる状態を示す。 従来におけるシェル形針状ころ軸受を製造する際のシェル形外輪部材および保持器部材の一部を示す断面図であり、シェル形外輪部材の両外輪鍔部を形成する状態を示す。

以下、この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、この発明の一実施形態に係るシェル形針状ころ軸受の一部を示す断面図である。図２は、図１に示すシェル形針状ころ軸受の一部を拡大して示す拡大断面図である。図２は、図１に示すシェル形針状ころ軸受に備えられる保持器および針状ころを、図１に示すＩＩ−ＩＩ断面で切断して拡大した図に相当する。なお、図１は、シェル形針状ころ軸受に備えられる保持器の回転軸線に沿う平面であって、保持器の回転軸線を含む平面で切断した断面に相当する。図１においては、紙面上側が後述する柱部を含む平面で切断した断面に相当し、紙面下側が後述するポケットを含む平面で切断した断面に相当する。図１において、保持器の回転軸線１７を、一点鎖線で示している。図２において、針状ころのピッチ円の直径であるころＰＣＤ（Ｐｉｔｃｈ Ｃｉｒｃｌｅ Ｄｉａｍｅｔｅｒ）１８を二点鎖線で示している。なお、上記した図１２および図１３に示す断面は、図１に示す断面に相当する。

図１および図２を参照して、この発明の一実施形態に係るシェル形針状ころ軸受１１は、シェル形外輪１２と、複数の針状ころ１５と、複数の針状ころを保持する保持器２１とを備える。シェル形針状ころ軸受１１は、例えば、自動車のトランスミッション等に用いられる。

シェル形外輪１２は、軸方向の両端縁を内径側に折り曲げて形成される両外輪鍔部１３ａ、１３ｂを有する。他方側の外輪鍔部１３ｂの肉厚は、一方側の外輪鍔部１３ａの肉厚よりもやや薄く構成されており、折り曲げやすくなっている。双方の外輪鍔部１３ａ、１３ｂは、内径側に真直ぐに延びる形状である。すなわち、外輪鍔部１３ａ、１３ｂは、シェル形外輪１２の軸方向の両端縁を軸方向、この場合、保持器２１の回転軸線１７の方向に垂直な方向に折り曲げられた形状である。それぞれの外輪鍔部１３ａ、１３ｂは、円環状に連なった形状である。

シェル形外輪１２の内径面１４は、針状ころ１５が転動する転走面となる。すなわち、針状ころ１５の転動面１６は、シェル形外輪１２の内径面１４と接するように構成されている。シェル形外輪１２の外径面１９は、ハウジング（図示せず）の係合穴（図示せず）への圧入等の観点から、軸方向に真直ぐな形状である。すなわち、シェル形外輪１２の外径面１９は、周方向には円筒状であって、軸方向には凹凸を有せず、保持器２１の回転軸線１７の方向に真直ぐに延びる形状である。なお、シェル形外輪１２の外径面１９については、例えば、ハウジングの係合穴への適切な圧入や、圧入時における内径面１４への影響を考慮すると、シェル形外輪１２の外径面１９の真円度については、高いこと、すなわち、より真円に近いことが求められる。

複数の針状ころ１５を保持する保持器２１は、一対の環状部２２ａ、２２ｂ、および複数の針状ころ１５を収容するポケット２３を形成するように一対の環状部２２ａ、２２ｂを連結する複数の柱部２４ａ、２４ｂを含む。一方側の環状部２２ａは、一方側の外輪鍔部１３ａ側に位置し、他方側の環状部２２ｂは、他方側の外輪鍔部１３ｂ側に位置する。

柱部２４ａは、図１に示す断面、すなわち、保持器２１の回転軸線１７と平行であって回転軸線１７を含む平面で切断した断面において、保持器２１の回転軸線１７に沿って一対の環状部２２ａ、２２ｂからそれぞれ内方側へ延びる一対の延出部２５ａ、２５ｂと、一対の延出部２５ａ、２５ｂのそれぞれの内方側の端部から連なって保持器２１の回転軸線１７に対して傾斜して延びる一対の傾斜部２６ａ、２６ｂと、一対の傾斜部２６ａ、２６ｂの内方側の端部同士を連結するように、保持器２１の回転軸線１７に沿って延びる連結部２７とを含む。すなわち、保持器２１の形状は、いわゆる断面Ｖ字形状である。

また、保持器２１は、溶接保持器である。すなわち、保持器２１は、帯鋼を所定の長さに切断し、円筒状に折り曲げて、端部同士を溶接により繋げた保持器である。

保持器２１のうち、ポケット２３を形成する隣り合う柱部２４ａ、２４ｂの側壁面２８ａ、２８ｂには、ポケット２３に収容された針状ころ１５の内径側への脱落を防止するころ止め部２９ａ、２９ｂが設けられている。ここで、保持器２１は、上記した形状、具体的には、柱部２４ａが、一対の延出部２５ａ、２５ｂと、一対の傾斜部２６ａ、２６ｂと、連結部２７とを含む構成である。そして、柱部２４ａは、内径側に凹ませた形状となっている連結部２７の内径側部分において縮径しているため、連結部２７の内径側部分がころ止め部２９ａ、２９ｂとなる。

ここで、ころ止め部２９ａ、２９ｂが設けられた部分のポケット２３の周方向の間隔Ｌ_１は、針状ころ１５の径Ｌ_２よりもやや小さくなるよう構成されている。具体的には、ころ止め部２９ａ、２９ｂが設けられた部分のポケット２３の周方向の間隔Ｌ_１は、針状ころ１５の径Ｌ_２よりも０．０５〜０．４ｍｍ小さくなるよう構成されている。なお、針状ころ１５の転動軸心３０は、ころＰＣＤ１８を通る。

次に、この発明の一実施形態に係るシェル形針状ころ軸受１１の製造方法について説明する。図３は、この発明の一実施形態に係るシェル形針状ころ軸受１１の製造方法における代表的な工程を示すフローチャートである。図４は、シェル形外輪部材および保持器部材の一部を示す断面図であり、保持器部材をシェル形外輪部材の内径側に配置させた状態を示す。図５は、シェル形外輪部材および保持器部材の一部を示す断面図であり、シェル形外輪部材の両外輪鍔部を形成した状態を示す。図６は、シェル形外輪部材および保持器部材の一部を示す断面図であり、針状ころをポケットにかち込む状態を示す。図４、図５、および図６は、図１に示す断面に相当する。

まず、図１〜図４を参照して、一方側の外輪鍔部３２ａのみが形成されたシェル形外輪部材３１を準備する。この場合、例えば、鋼板の深絞り成形等を行って、一方側の外輪鍔部３２ａのみが形成されたシェル形外輪部材３１を形成することにしてもよいし、円筒状の部材の一方側の端部を内径側に折り曲げて一方側の外輪鍔部３２ａを形成することにしてもよい。ここで、他方側の端部３３については、後に折り曲げやすいように、肉厚を薄く形成している。この段階で、シェル形外輪部材３１に焼入れ等の熱処理は行われていない。

そして、シェル形外輪部材３１の内径側に、熱処理が行われておらず、ポケット３５が形成された保持器部材３４を配置させる（図３（Ａ））。この場合、外輪鍔部３２ａが形成されていない側、すなわち、折り曲げ前の他方側の端部３３側から保持器部材３４を挿入するようにして配置させる。具体的には、シェル形外輪部材３１の軸方向の外方側から、図４中の矢印Ａ_１で示す方向に向かって保持器部材３４を挿入させる。この場合、シェル形外輪部材３１において、外輪鍔部が形成されていないため、スムースに保持器部材３４をシェル形外輪部材３１の内径側に配置させることができる。

次に、併せて図５を参照して、保持器部材３４を内径側に配置させたシェル形外輪部材３１の他方側の端部３３を内径側に折り曲げて、他方側の外輪鍔部３２ｂを形成する（図３（Ｂ））。具体的には、シェル形外輪部材３１の他方側の端部３３を図４中の矢印Ａ_２で示す方向に折り曲げて、他方側の外輪鍔部３２ｂを形成する。この結果、シェル形外輪部材３１の軸方向の両側には、両外輪鍔部３２ａ、３２ｂが形成されることになる。

次に、内径側に保持器部材３４を配置させたシェル形外輪部材３１に対し、熱処理を行う。すなわち、シェル形外輪部材３１および保持器部材３４共に熱処理を行う（図３（Ｃ））。この場合、具体的には、焼入れを行う。また、焼鈍しは行わない。なお、一方側の外輪鍔部３２ａと他方側の外輪鍔部３２ｂとの肉厚が異なり、他方側の外輪鍔部３２ｂの肉厚の方が、一方側の外輪鍔部３２ａの肉厚よりも薄いものとなっているが、双方共に同条件で焼入れを行っている状態であり、双方の外輪鍔部３２ａ、３２ｂの硬度の面においては、均一なものである。このようにして、軸受構成部材としてのシェル形外輪１２および保持器２１を完成させる。

次に、併せて図６を参照して、別途熱処理を行って完成品とした針状ころ１５を保持器２１に設けられたポケット２３の数だけ準備する。そして、熱処理を行った保持器２１に対し、ポケット２３の内径側から針状ころ１５を組み込む。この場合、針状ころ１５を内径側、すなわち、図６中の矢印Ａ_３で示す方向からかち込むようにしてポケット２３内に収容させる（図３（Ｄ））。このようにして、全てのポケット２３に対し、順次針状ころ１５を組み込んで、この発明の一実施形態に係るシェル形針状ころ軸受１１を製造する。

このような構成のシェル形ころ軸受１１およびシェル形ころ軸受１１の製造方法は、共に熱処理を行っていないシェル形外輪部材３１および保持器部材３４に熱処理を行い、その後針状ころ１５をポケット２３に収容させて製造されているため、針状ころ１５に対して二度に亘って熱処理を行うことはない。したがって、二度の熱処理による針状ころ１５の熱処理変形を招くことはない。また、シェル形外輪部材３１の内径側に保持器部材３４を配置させ、両外輪鍔部３２ａ、３２ｂを形成した後にシェル形外輪部材３１および保持器部材３４に対して熱処理を行っているため、熱処理後に外輪鍔部３２ａ、３２ｂを形成する必要はなく、焼鈍し等の工程が不要であり、工程数の低減を図ることができる。さらに、一方の外輪鍔部の硬度が低くなることはなく、かつ、焼鈍しを行った後の外輪鍔部の形成に伴うシェル形外輪１２の外径面１９の真円度の低下を防止することができる。したがって、このようなシェル形ころ軸受１１およびシェル形ころ軸受１１の製造方法は、軸受構成部材の精度、具体的には、シェル形外輪１２の外径面１９の真円度や針状ころ１５の外形形状の寸法精度を向上し、安価に製造することができる。

この場合、ころ止め部２９ａ、２９ｂが設けられた部分のポケット２３の周方向の間隔Ｌ_１は、針状ころ１５の径Ｌ_２よりも０．０５〜０．４ｍｍ小さくなるよう構成されているため、針状ころ１５のポケット２３内へのかち込みを適切に行うことができる。すなわち、保持器２１の柱部２４ａ等の弾性変形を利用して、針状ころ１５の転動面１６の表面損傷等を生じさせずに針状ころ１５をポケット２３内に収容させることができる。なお、この場合、外径側にはシェル形外輪１２の内径面１４が位置しているため、外径側に針状ころ１５が脱落することはない。

また、この場合、保持器２１として、溶接保持器を採用しているため、隣り合う柱部２４ａ、２４ｂの側壁面２８ａ、２８ｂからポケット２３側にそれぞれ突出する形状の内径側のころ止め部２９ａ、２９ｂを改めて形成する必要はないため、より工程の簡略化を図ることができる。

また、この場合、保持器２１の形状が、断面Ｖ字形状であるため、シェル形針状ころ軸受１１としての通油性を高くすることができる。

なお、シェル形針状ころ軸受に備えられる保持器については、外径案内としてもよい。図７は、この場合におけるシェル形針状ころ軸受の一部を示す断面図である。図７は、図１で示す断面に相当するが、紙面上下側の双方において、柱部を含む平面で切断した断面に相当する。

図７を参照して、この発明の他の実施形態に係るシェル形針状ころ軸受３６の基本的な構成は、図１に示すシェル形針状ころ軸受１１と同様である。シェル形針状ころ軸受３６は、軸方向の両端縁を内径側に折り曲げて形成される両外輪鍔部３８ａ、３８ｂを有するシェル形外輪３７と、シェル形外輪３７の内径面３９を転走する複数の針状ころ４０と、一対の環状部４１ａ、４１ｂおよび複数の針状ころ４０を収容するポケット４２を形成するように一対の環状部４１ａ、４１ｂを連結する複数の柱部４３を含み、針状ころ４０を保持する保持器４４とを備える。柱部４３は、保持器４４の回転軸線４５に沿って一対の環状部４１ａ、４１ｂからそれぞれ内方側へ延びる一対の延出部４６ａ、４６ｂと、一対の延出部４６ａ、４６ｂのそれぞれの内方側の端部から連なって保持器４４の回転軸線４５に対して傾斜して延びる一対の傾斜部４７ａ、４７ｂと、一対の傾斜部４７ａ、４７ｂの内方側の端部同士を連結するように、保持器４４の回転軸線４５に沿って延びる連結部４８とを含む。

ここで、保持器４４は、外径案内である。具体的には、保持器４４のうち、一対の環状部４１ａ、４１ｂのそれぞれの外径面４９ａ、４９ｂ、および一対の延出部４６ａ、４６ｂのそれぞれの外径面５０ａ、５０ｂが、軸受稼働時において、シェル形外輪３７の内径面３９に当接する構成である。

また、シェル形針状ころ軸受３６は、上記した図１に示すシェル形針状ころ軸受１１と同様に、熱処理を行っていない環状のシェル形外輪部材の内径側に、熱処理を行っておらずポケットを形成した保持器部材を配置させ、保持器部材を内径側に配置させたシェル形外輪部材に両外輪鍔部を形成し、シェル形外輪部材および保持器部材に熱処理を行い、熱処理を行った針状ころをポケットの内径側から組み込んで製造される。

こうすることにより、上記した図１に示すシェル形針状ころ軸受１１における効果に加え、シェル形外輪３７の剛性が高いため、具体的には、両外輪鍔部３８ａ、３８ｂにおいて、硬度を均一にして高く形成されているため、保持器４４にかかる荷重が大きくなる偏心回転を行う場合であっても、十分に対応することができる。

なお、上記の実施の形態においては、保持器の形状は、いわゆる断面Ｖ字形状となるように構成したが、これに限らず、保持器の形状は、いわゆる断面Ｍ字形状となるように構成してもよい。

図８は、この場合におけるシェル形針状ころ軸受の一部を示す断面図である。図８は、図１、および図７で示す断面に相当する。図８を参照して、この発明のさらに他の実施形態に係るシェル形針状ころ軸受５１の基本的な構成は、図１に示すシェル形針状ころ軸受１１と同様である。シェル形針状ころ軸受５１は、軸方向の両端縁を内径側に折り曲げて形成される両外輪鍔部５３ａ、５３ｂを有するシェル形外輪５２と、シェル形外輪５２の内径面５４を転走する複数の針状ころ５５と、一対の環状部５６ａ、５６ｂおよび複数の針状ころ５５を収容するポケット５７を形成するように一対の環状部５６ａ、５６ｂを連結する複数の柱部５８を含み、針状ころ５５を保持する保持器５９とを備える。柱部５８は、保持器５９の回転軸線６０に沿って一対の環状部５６ａ、５６ｂからそれぞれ内方側へ延びる一対の延出部６１ａ、６１ｂと、一対の延出部６１ａ、６１ｂのそれぞれの内方側の端部から連なって保持器５９の回転軸線６０に対して傾斜して延びる一対の傾斜部６２ａ、６２ｂと、一対の傾斜部６２ａ、６２ｂの内方側の端部同士を連結するように、保持器５９の回転軸線６０に沿って延びる連結部６３とを含む。

ここで、保持器４４は、断面Ｍ字形状である。具体的には、保持器４４には、一対の環状部５６ａ、５６ｂの軸方向の外方側の端部６４ａ、６４ｂ、すなわち、一対の延出部６１ａ、６１ｂが設けられていない側の端部６４ａ、６４ｂから、内径側にそれぞれ延びる一対の保持器内径鍔部６５ａ、６５ｂが設けられている。保持器内径鍔部６５ａ、６５ｂはそれぞれ内径側に真直ぐに延びる形状である。すなわち、保持器内径鍔部６５ａ、６５ｂは、シェル形外輪５２の軸方向の両端縁を軸方向、この場合、保持器５９の回転軸線６０の方向に垂直な方向に折り曲げられた形状である。それぞれの保持器内径鍔部６５ａ、６５ｂは、円環状に連なった形状である。

また、シェル形針状ころ軸受５１は、上記した図１に示すシェル形針状ころ軸受１１と同様に、熱処理を行っていない環状のシェル形外輪部材の内径側に、熱処理を行っておらずポケットを形成した保持器部材を配置させ、保持器部材を内径側に配置させたシェル形外輪部材に両外輪鍔部を形成し、シェル形外輪部材および保持器部材に熱処理を行い、熱処理を行った針状ころをポケットの内径側から組み込んで製造される。

このように構成することにより、保持器４４のうち、柱部５８を除く部分、すなわち、一対の環状部５６ａ、５６ｂを含む円周方向に円環状に連なる部分の剛性を高くすることができる。したがって、さらにシェル形針状ころ軸受５１としての剛性を高くすることができる。

さらに、保持器の形状については、上記した形状に限られず、いわゆる断面ＵＶ字形状となるように構成してもよい。

図９は、この場合におけるシェル形針状ころ軸受の一部を示す断面図である。図９は、図１、図７、および図８で示す断面に相当する。図９を参照して、この発明のさらに他の実施形態に係るシェル形針状ころ軸受６６の基本的な構成については、図１に示すシェル形針状ころ軸受１１と同様である。シェル形針状ころ軸受６６は、軸方向の両端縁を内径側に折り曲げて形成される両外輪鍔部６８ａ、６８ｂを有するシェル形外輪６７と、シェル形外輪６７の内径面６９を転走する複数の針状ころ７０と、一対の環状部７１ａ、７１ｂおよび複数の針状ころ７０を収容するポケット７２を形成するように一対の環状部７１ａ、７１ｂを連結する複数の柱部７３を含み、針状ころ７０を保持する保持器７４とを備える。柱部７３は、保持器７４の回転軸線７５に沿って一対の環状部７１ａ、７１ｂからそれぞれ内方側へ延びる一対の延出部７６ａ、７６ｂと、一対の延出部７６ａ、７６ｂのそれぞれの内方側の端部から連なって保持器７４の回転軸線７５に対して傾斜して延びる一対の傾斜部７７ａ、７７ｂと、一対の傾斜部７７ａ、７７ｂの内方側の端部同士を連結するように、保持器７４の回転軸線７５に沿って延びる連結部７８とを含む。なお、図９中の長さ寸法Ｌ_３で示す針状ころ７０の径は、図１中における長さＬ_２で示す針状ころ１５の径よりも大きい。

ここで、保持器７４は、断面ＵＶ字形状である。具体的には、保持器７４には、一対の環状部７１ａ、７１ｂの軸方向の外方側の端部７９ａ、７９ｂ、すなわち、一対の延出部７６ａ、７６ｂが設けられていない側の端部７９ａ、７９ｂから、内径側にそれぞれ延びる一対の保持器外径鍔部８０ａ、８０ｂが設けられている。保持器外径鍔部８０ａ、８０ｂはそれぞれ外径側に真直ぐに延びる形状である。すなわち、保持器外径鍔部８０ａ、８０ｂは、シェル形外輪６７の軸方向の両端縁を軸方向、この場合、保持器７４の回転軸線７５の方向に垂直な方向に折り曲げられた形状である。それぞれの保持器外径鍔部８０ａ、８０ｂは、円環状に連なった形状である。

また、シェル形針状ころ軸受６６は、上記した図１に示すシェル形針状ころ軸受１１と同様に、熱処理を行っていない環状のシェル形外輪部材の内径側に、熱処理を行っておらずポケットを形成した保持器部材を配置させ、保持器部材を内径側に配置させたシェル形外輪部材に両外輪鍔部を形成し、シェル形外輪部材および保持器部材に熱処理を行い、熱処理を行った針状ころをポケットの内径側から組み込んで製造される。

このように構成することにより、保持器の径方向の長さ寸法を長く確保して、いわゆる径の太い針状ころであっても、対応することができる。また、外輪鍔部の径方向の長さが短くとも、保持器外径鍔部と外輪鍔部との当接等により、保持器の軸方向の移動を規制することができる。さらに、通油性についても向上することができる。

また、上記の実施の形態としては、保持器として溶接保持器を採用することにしたが、これに限らず、溶接保持器以外のタイプの保持器を採用することにしてもよい。

図１０は、この場合におけるシェル形針状ころ軸受の一部を示す断面図である。図１０は、図１、図７、および図８で示す断面の一部を拡大した場合、具体的には、柱部を含む平面で切断した場合の拡大図に相当する。図１１は、図１に示すシェル形針状ころ軸受の一部を拡大して示す拡大断面図である。図１１は、図１０に示すシェル形針状ころ軸受に備えられる保持器および針状ころを、図１０に示すＸＩ−ＸＩ断面で切断して拡大した図に相当する。なお、図１０および図１１において、シェル形外輪の図示を省略している。また、図１１において、ころＰＣＤ９０を二点鎖線で示している。

図１０および図１１を参照して、この発明のさらに他の実施形態に係るシェル形針状ころ軸受８１の基本的な構成については、図１に示すシェル形針状ころ軸受１１と同様である。シェル形針状ころ軸受８１は、軸方向の両端縁を内径側に折り曲げて形成される両外輪鍔部を有するシェル形外輪と、シェル形外輪の内径面を転走する複数の針状ころ８２と、一対の環状部８３ａ、８３ｂおよび複数の針状ころ８２を収容するポケット８４を形成するように一対の環状部８３ａ、８３ｂを連結する複数の柱部８５ａ、８５ｂを含み、針状ころ８２を保持する保持器８６とを備える。柱部８５ａは、保持器８６の回転軸線（図示せず）に沿って一対の環状部８３ａ、８３ｂからそれぞれ内方側へ延びる一対の延出部８７ａ、８７ｂと、一対の延出部８７ａ、８７ｂのそれぞれの内方側の端部から連なって保持器８６の回転軸線に対して傾斜して延びる一対の傾斜部８８ａ、８８ｂと、一対の傾斜部８８ａ、８８ｂの内方側の端部同士を連結するように、保持器８６の回転軸線に沿って延びる連結部８９ａとを含む。また、保持器８６は、断面Ｍ字形状である。すなわち、保持器８６には、一対の環状部８３ａ、８３ｂの軸方向の外方側の端部９１ａ、９１ｂ、すなわち、一対の延出部８７ａ、８７ｂが設けられていない側の端部９１ａ、９１ｂから、内径側にそれぞれ延びる一対の保持器内径鍔部９２ａ、９２ｂが設けられている。なお、針状ころ８２の転動軸心９３は、ころＰＣＤ９０を通る。

ここで、保持器８６のうち、ポケット８４を形成する隣り合う柱部８５ａ、８５ｂの側壁面９４ａ、９４ｂには、ポケット８４に収容された針状ころ８２の内径側への脱落を防止するころ止め部９５ａ、９５ｂが設けられている。具体的には、柱部８５ａ、８５ｂの双方の連結部８９ａ、８９ｂを、ポケット８４側にせり出した形状としている。そして、それぞれの連結部８９ａ、８９ｂの側壁面９４ａ、９４ｂにおける外径側の端部が、ころ止め部９５ａ、９５ｂとなる。ころ止め部９５ａ、９５ｂが設けられた部分のポケット８４の周方向の間隔Ｌ_４は、針状ころ８２の径Ｌ_２よりもやや小さくなるよう構成されている。具体的には、ころ止め部９５ａ、９５ｂが設けられた部分のポケット８４の周方向の間隔Ｌ_４は、針状ころ８２の径Ｌ_２よりも０．０５〜０．４ｍｍ小さくなるよう構成されている。

また、シェル形針状ころ軸受８１は、上記した図１に示すシェル形針状ころ軸受１１と同様に、熱処理を行っていない環状のシェル形外輪部材の内径側に、熱処理を行っておらずポケットを形成した保持器部材を配置させ、保持器部材を内径側に配置させたシェル形外輪部材に両外輪鍔部を形成し、シェル形外輪部材および保持器部材に熱処理を行い、熱処理を行った針状ころをポケットの内径側から組み込んで製造される。

このように構成することにしてもよい。すなわち、帯鋼を円筒状に折り曲げた際の縮径部分を内径側のころ止め部とせず、柱部のうち、最も内径側に位置する連結部をポケット側に突出させる構成としてもよい。

なお、上記の実施の形態においては、ポケットの双方側に位置する柱部において、ころ止め部を設けることとしたが、これに限らず、ポケットの一方側に位置する柱部において、ころ止め部を設ける構成としてもよい。また、柱部の側壁面のうち、その一部をポケット側に突出させてころ止め部を形成することにしてもよい。

なお、上記の実施の形態において、保持器の形状として、断面Ｖ字形状、断面Ｍ字形状、断面ＵＶ形状のものを示したが、保持器の形状としては、これらの形状に限られず、他の形状のものも採用される。すなわち、例えば、柱部が保持器の回転軸線の方向に真直ぐに延びる形状であってもよいし、柱部を構成する各部のうち、連結部が最も外径側に位置する構成としてもよい。

なお、上記の実施の形態においては、シェル形針状ころ軸受として、針状ころを用いることとしたが、これに限らず、円筒ころや棒状ころ等、他のころを採用しても構わない。

また、上記の実施の形態においては、予め一方側の外輪鍔部を形成したシェル形外輪部材の内径側に保持器部材を配置させ、保持器部材を配置させた後に他方側の端部を折り曲げて両方の外輪鍔部を形成することとしたが、これに限らず、円筒状のシェル形外輪部材を準備し、保持器部材を内径側に配置させた後、両方の端部を折り曲げて、両方の外輪鍔部を形成することにしてもよい。

なお、上記の実施の形態において、保持器を外径案内とする場合について説明したが、必要に応じて、保持器の案内形式を内径案内としてもよいし、転動体案内としてもよい。

以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、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。

この発明に係るシェル形ころ軸受、およびシェル形ころ軸受の製造方法は、高精度および低コストが要求される場合に、有効に利用される。

１１，３６，５１，６６，８１ シェル形針状ころ軸受、１２，３７，５２，６７ シェル形外輪、１３ａ，１３ｂ，３２ａ，３２ｂ，３８ａ，３８ｂ，５３ａ，５３ｂ，６８ａ，６８ｂ 外輪鍔部、１４，３９，５４，６９ 内径面、１５，４０，５５，７０，８２ 針状ころ、１６ 転動面、１７，４５，６０，７５ 回転軸線、１８，９０ ころＰＣＤ、１９，４９ａ，４９ｂ，５０ａ，５０ｂ 外径面、２１，４４，５９，７４，８６ 保持器、２２ａ，２２ｂ，４１ａ，４１ｂ，５６ａ，５６ｂ，７１ａ，７１ｂ，８３ａ，８３ｂ 環状部、２３，３５，４２，５７，７２，８４ ポケット、２４ａ，２４ｂ，４３，５８，７３，８５ａ，８５ｂ 柱部、２５ａ，２５ｂ，４６ａ，４６ｂ，６１ａ，６１ｂ，７６ａ，７６ｂ，８７ａ，８７ｂ 延出部、２６ａ，２６ｂ，４７ａ，４７ｂ，６２ａ，６２ｂ，７７ａ，７７ｂ，８８ａ，８８ｂ 傾斜部、２７，４８，６３，７８，８９ａ，８９ｂ 連結部、２８ａ，２８ｂ，９４ａ，９４ｂ 側壁面、２９ａ，２９ｂ，９５ａ，９５ｂ ころ止め部、３０，９３ 転動軸心、３１ シェル形外輪部材、３３，６４ａ，６４ｂ，７９ａ，７９ｂ，９１ａ，９１ｂ 端部、３４ 保持器部材、６５ａ，６５ｂ，９２ａ，９２ｂ 保持器内径鍔部、８０ａ，８０ｂ 保持器外径鍔部。

Claims (7)

1. 軸方向の両端縁を内径側に折り曲げて形成される両外輪鍔部を有するシェル形外輪と、前記シェル形外輪の内径面を転走する複数のころと、一対の環状部および複数の前記ころを収容するポケットを形成するように一対の前記環状部を連結する複数の柱部を含み、前記ころを保持する保持器とを備えるシェル形ころ軸受であって、
   熱処理を行っていない環状のシェル形外輪部材の内径側に、熱処理を行っておらず前記ポケットを形成した保持器部材を配置させ、
   前記保持器部材を内径側に配置させた前記シェル形外輪部材に前記両外輪鍔部を形成し、
   前記シェル形外輪部材および前記保持器部材に熱処理を行い、
   熱処理を行ったころを前記ポケットの内径側から組み込んで製造される、シェル形ころ軸受。
2. 前記ポケットを形成する前記柱部の側壁面には、ポケットに収容された前記ころの内径側への脱落を防止するころ止め部が設けられており、
   前記ころ止め部が設けられた部分の前記ポケットの周方向の間隔は、前記ころの径よりも０．０５〜０．４ｍｍ小さい、請求項１に記載のシェル形ころ軸受。
3. 前記保持器は、外径案内である、請求項１または２に記載のシェル形ころ軸受。
4. 前記保持器の回転軸線と平行であって前記回転軸線を含む平面で切断した断面において、前記柱部は、前記保持器の回転軸線に沿って一対の前記環状部からそれぞれ内方側へ延びる一対の延出部と、一対の前記延出部のそれぞれの内方側の端部から連なって前記保持器の回転軸線に対して傾斜して延びる一対の傾斜部と、一対の前記傾斜部の内方側の端部同士を連結するように、前記保持器の回転軸線に沿って延びる連結部とを含む、請求項１〜３のいずれかに記載のシェル形ころ軸受。
5. 前記保持器は、一対の前記環状部の軸方向の両端部からそれぞれ内径側に延びる保持器内径側鍔部を含む、請求項１〜４のいずれかに記載のシェル形ころ軸受。
6. 前記保持器は、一対の前記環状部の軸方向の両端部からそれぞれ外径側に延びる保持器外径側鍔部を含む、請求項１〜５のいずれかに記載のシェル形ころ軸受。
7. 軸方向の両端縁を内径側に折り曲げて形成される両外輪鍔部を有するシェル形外輪と、前記シェル形外輪の内径面を転走する複数のころと、一対の環状部および複数の前記ころを収容するポケットを形成するように一対の前記環状部を連結する複数の柱部を含み、前記ころを保持する保持器とを備えるシェル形ころ軸受の製造方法であって、
   熱処理を行っていない環状のシェル形外輪部材の内径側に、熱処理を行っておらず前記ポケットを形成した保持器部材を配置させる工程と、
   前記保持器部材を内径側に配置させた前記シェル形外輪部材に前記両外輪鍔部を形成する工程と、
   前記シェル形外輪部材および前記保持器部材に熱処理を行う工程と、
   熱処理を行ったころを前記ポケットの内径側から組み込む工程とを含む、シェル形ころ軸受の製造方法。

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