JP4464767B2 - 保持器付きころ - Google Patents

Description

この発明は，主にエンジン用部品に使用され，特に，エンジンのコネクティングロッドの大端部に使用される保持器付きころに関する。

従来，エンジンのコネクティングロッドの大端部に使用される保持器付きころは，保持器の内周に略Ｕ字状の凹部が形成された門形形状になっている。該保持器付きころは，両端の円環部と該円環部に一体構造のポケットを形成した柱部を有する略円筒状の保持器と，該保持器のポケット各々に挿入されたころとから成り，ころの脱落を防止する外側保持用突出部を柱部の一部にポケットに突出して形成し，該突出部の加工により生じた凹部を全て除去すべく保持器の外周側を切削して外側保持用突出部の外面と保持器の正規外径とが一致するように加工されている。ころの保持用突出部は，外側に形成されており，その外面が保持器の外周面の位置に形成されている。また，保持器の各々の柱部は，その略全長にわたって外側面を円環部の外周面に面一とし，柱部の軸方向における中央にして円周方向における両側にポケットの一部を拡幅するように切欠部が形成され，また，外側の保持用突出部の位置を保持器の最も外周側に形成したものであり，保持器付きころをエンジンに組み込んだ場合に，保持器のころの案内部が多少摩耗したとしても，ころが外側保持用突出部に接触しないように構成し，焼付き防止を図ったものである。更に，上記保持器付きころは，外側保持用突出部の外面が保持器の外周面と面一に形成されることから，保持器の外周面の面積が大きくなり，接触面圧を小さくすることができ，焼付き防止を図ったものにもなっている。従って，上記保持器付きころは，エンジンのより高速回転に適用できるものになっている（例えば，特許文献１参照）。

従来，針状ころ軸受用保持器として，ポケット案内面の精度を確保しつつ，後加工を不要とし，保持器の精度向上，製造コストの低減を図るものが知られている。該針状ころ軸受用保持器は，保持器の内周面が薄肉部の内壁面と両厚肉部の内壁面とがそれぞれ中央側に傾斜したテーパ壁面で連続し，ポケットの案内面がピッチ円Ｐ．Ｃ．Ｄ．上において剪断面に形成されている（例えば，特許文献２参照）。

また，従来の転がり軸受の製造方法として，軸受外輪が転造加工により軌道輪が形成されたものが知られている。軌道輪の転造加工は，リング状の素材を所定の温度に加熱してオーステナイト化した後，２００〜３５０℃の温度に急冷し，オーステナイト状態のままリング状の素材に所定の転造加工を行い，その後，Ｍｓ点以下の温度にまで冷却してマルテンサイト変態を生じさせ，硬さをＨＲＣ５７以上としたものになっている（例えば，特許文献３参照）。
特開平８−２１９１４９号公報 特開平９−２３６１３０号公報 特開平９−２４２７６３号公報

ところで，保持器付きころについて，エンジンの性能向上に伴って，エンジンのより高速回転に適用でき，更に安価なものが求められると共に，製造に当たって環境にやさしいものが求められている。上記の保持器付きころは，エンジン用として広く使用され，高い耐久性を発揮している。しかしながら，上記保持器付きころは，保持器がリング状の素材から旋削加工により保持器の内周が略Ｕ字状の凹部に形成された門形形状であり，エンジンにおけるコネクティングロッドの大端部用に使用した場合に，肉厚変化が大きく，コネクティングロッド大端部の内周面との面当りがきついものになっていた。また，保持器をリング状の素材から旋削加工するため，加工時間を要し，切屑が多数発生して該切屑の廃棄が必要であり，材料が無駄になっているのが現状である。更に，上記保持器は，リング状の素材から旋削加工により製作されるが，略Ｕ字状の凹部が門形形状で角ばっており，加工し難いという問題を有していた。

また，上記針状ころ軸受用保持器は，上記の保持器付きころと同様に，内周面が薄肉部の内壁面と両厚肉部の内壁面とが，それぞれ中央側に傾斜したテーパ壁面で連続した形状に形成されているので，コネクティングロッド大端部の内周面との面当りが若干きつい傾向になっており，また，保持器の内周面は，薄肉部の内壁面と両厚肉部の内壁面とがそれぞれ中央側に傾斜したテーパ壁面で連続した形状，即ち，直線的になって角ばっているので，加工し難い形状であり，保持器がころを保持する構成になっていないので，取り扱い難いものになっている。

また，上記の転がり軸受の製造方法は，軌道輪を転造加工によって作製するものであり，高度な転造加工方法を採用しなければ，軌道輪を高精度な形状に作製できないものである。

この発明の目的は，上記の課題を解決するため，エンジンのより高速回転に適用でき，安価なものにするために，本出願人が開発した上記の保持器付きころを更に発展させたものであり，初期工程で素材を削り出す旋削加工，或いは旋削加工に代わって転造加工で形成できる形状及び内側保持爪の形状に特徴を有するものであり，また，保持器を転造加工によって形成した場合には，保持器を形成する材料の無駄をなくし，加工時間を短縮し，切屑を出すこと無く，最少量の材料から安価に且つ環境にやさしい加工工程で形成でき，更に保持器をエンジンの性能アップに伴ってそれに対応できる高速回転に適合する形状に形成した保持器付きころを提供することである。

この発明は，軸方向に隔置して周方向に平行に延びる両端の円環部と該円環部間で周方向に隔置してそれぞれ延びる前記円環部と一体構造の柱部とから構成されている保持器，及び前記柱部間に形成されたポケットにそれぞれ収容されたころから成るエンジンのコネクティングロッドの大端部に適用される保持器付きころにおいて，
前記保持器は，外周面が軸方向に面一に形成され，前記コネクティングロッドの前記大端部の内周面と前記柱部の前記外周面との面当たりを前記軸方向に沿って一様にするために，前記保持器の内周面の前記軸方向の中央に形成された内周凹部は縦断面で見て単一半径の曲面に成る凹曲面の形状に形成され，且つ前記凹曲面の底直径が前記ころのピッチ円直径より大きく形成されて，前記柱部は両端の厚肉部と該厚肉部間の漸減肉部から形成され，前記保持器の前記内周面を前記凹曲面に形成することにより転造加工が可能に且つ軽量化が可能に構成され，
前記柱部には，前記厚肉部と前記厚肉部に隣接する前記漸減肉部の一部との前記柱部の円周方向両側面が前記ころを案内するころ案内部に形成され，前記柱部の軸方向中央の円周方向両側に前記ポケットの一部を拡幅する拡幅部が形成され，且つ前記ころの外側への脱落を防止する外側保持爪が前記厚肉部に形成され，前記外側保持爪の外周側は前記保持器の前記外周面と面一に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。

この発明による保持器付きころは，上記のように，保持器の内周面の内周凹部が凹曲面に形成されているので，凹曲面が旋削加工や転造加工がし易い形状であって保持器を安価に製作でき，エンジンのコネクティングロッドの大端部に適用した場合に，エンジンの高速化に対応できる性能を発揮でき，エンジンのより高速回転に最適な形状に構成され，保持器の外周面の面当りをなめらかにし，保持器の重量を軽減して保持器の面当りを小さくし，しかも，エンジンのコネクティングロッドに組み込む際に，保持器の外側保持爪と内側保持爪とによってころを回転自在に保持でき，保持器からころが脱落することが無い状態で組み立てしやすくなり，更に，コネクティングロッド大端部では保持器に遠心力と回転とが同時に作用することから保持器は外周案内されるので，特に，保持器の内周凹部を凹曲面に形成して外周面の面当りをなめらかにし，可能なかぎり保持器の重量を軽減して面当りが小さくなるように構成され，従来よりもエンジンの高速回転に適合できるものになっている。

また，この保持器付きころについて，保持器を転造加工によって作製した場合には，従来の旋削加工によって作製された保持器に比較して，素材を最小限に低減して安価に作製でき，転造加工により保持器素材の内周面がロールによる圧印による押し付けによって保持器そのものの剛性や強度を確保でき，保持器の加工に当たって切り屑等が発生せずに環境にやさしい加工品を作製でき，更に，保持器の内周面を転造加工できる形状，即ち，保持器の内周面の内周凹部を半環状の凹曲面に形成し，内側保持爪を転造加工が可能になる保持器の内周面と面一の位置に形成し，しかも内側保持爪がエンジンの高速回転時にころに接触し難い構造になってエンジン性能に悪影響を及ぼさない形状に構成される。

従って，この保持器付きころは，保持器そのものの剛性，強度等の性能を向上させ，加工時間を短縮し，切屑を出すこと無く最少量の材料から製作され，保持器そのものの強度を確保でき，安価で環境にやさしいものになっている。また，この保持器付きころは，保持器の内周面に内側保持爪を形成する時に，転造加工と同時に内周突部を形成し，その内周突部を押し潰して保持器の内周面と面一に成形加工することによって内側保持爪が容易に形成され，また，内側保持爪が保持器の内周面と面一の位置に形成されているので，従来の保持器付きころと比較して，ころが内側保持爪に接触し難いものになっており，その接触し難いということは，エンジンの高速回転において，保持器が焼き付き難いものになり，従来よりも性能を向上させるものになっている。

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。図１〜図４を参照して，この発明による保持器付きころの第１実施例を説明する。この保持器付きころは，主として，軸方向に隔置して周方向に平行に延びる一対の円環部３と，円環部３間で周方向に隔置してそれぞれ延びる多数の柱部４とから一体構造に形成された保持器１，及び柱部４間にそれぞれ形成された柱部４と同数のポケット５に収容された針状ころでなるころ２から構成されている。一対の円環部３の側面１５は，保持器１の端面を構成して互いに平行に形成されている。

保持器１は，略円筒状に形成され，複数のポケット５が軸方向に平行に且つ円周方向に等間隔に柱部４間に形成されている。ポケット５の幅寸法は，保持用突出部である外側保持爪６間の寸法を除いて，ころ２の外径寸法より僅かに大きく設定されている。また，各ころ２の直径は，保持器１の肉厚よりも大となっている。各柱部４は，略全長にわたって軸方向の外側面２４が両円環部３の軸方向の外周面２５と面一となるように形成されている。従って，保持器１の外周面９は，ポケット５の領域を除いて完全な円筒面となり，装着される相手部材のコネクティングロッド大端部の内周面との接触面積が大になり，接触面の圧力が大幅に軽減され，発熱と接触面の摩耗の抑制に有効な構造になっている。

図３及び図４に示すように，保持器１における柱部４の内側の内周凹部１２の軸方向中央は，保持器付きころの軸方向中心Ｏを通る円形の保持器付きころのピッチ円直径Ｐ．Ｃ．Ｄ．よりも外側まで達し，ポケット５の長さ内に納まる断面が半径Ｒで略半環状即ち半ドーナツ状の内周凹部１２の凹曲面１８に形成されている。柱部４は，円環部３に各々連なる両端の厚肉部２６と，両厚肉部２６間に位置する中央部に向かって漸次に薄くなる漸減肉部２７とを有する。厚肉部２６と厚肉部２６に隣接する一部の漸減肉部２７は，円周方向両側面が平滑なころ案内部１０となっている。ころ案内部１０は，ころ２に円滑に摺接してころ２を案内するように構成されている。柱部４を略円形の内周凹部１２に形成すれば，柱部４の外側面２４と円環部３の外周面２５とを互いに面一に形成した構成と相まって，柱部４が両円環部３の断面形状と共にアーチ形門のような形状になっている。保持器１が門形の断面形状を有するので，保持器１には比較的大きな断面係数が確保され，軽量にして大きな剛性が得られる。更に，保持器１のアーチ状門形断面形状の形状については，ころ２が柱部４の両端の厚肉部２６と厚肉部２６に隣接する一部の漸減肉部２７とによって案内されるので，ころ２の倒れ即ちスキューが小さく抑えられ，ころ２の相手部材の軌道面２２，２３との滑りが小さくなり，発熱量も少なくなる。また，この保持器付きころは，保持器１のアーチ状門形断面形状では，円筒形の保持器付きころのピッチ円直径Ｐ．Ｃ．Ｄ．に沿った柱部４の幅寸法が比較的小さいから，ころ２の組込み本数を増やすことができ，上述のように剛性が大であるので，高負荷容量を必要とする際に用いて好適である。

保持器１の内周側には，柱部４の両端部近傍の両厚肉部２６と漸減肉部２７との境界部に，内面側両側に一対の内側保持爪７が形成されている。また，保持器１の外周側には，内側保持爪７に略対応して一対の外側保持爪６が形成されている。外側保持爪６と内側保持爪７とは，ポケット５に向かって突出しており，円周方向において隣り合う柱部４の保持爪６，７同士の距離がころ２の直径よりも僅かに小さいように設定されている。従って，ころ２は，外側に向かう動きに対しては外側保持爪６で規制され，内側に向かう動きに対して内側保持爪７で規制され，保持器１からの脱落が防止される。また，各柱部４は，軸方向における中央部で且つ円周方向における両側に，ポケット５の一部を拡げる拡幅部８が形成されるように，両側の大幅部１６を所定の長さの切欠によって小幅部１７に形成されている。ポケット５は，中央を拡幅したことにより，保持器付きころが潤滑剤（油）を取り入れる能力が向上する。また，この保持器付きころは，ポケット５の拡幅部８を柱部４の軸方向中央に形成したことにより，コネクティングロッドの大端部に装着した場合の潤滑性が優れたものになる。

この保持器付きころは，特に，図３に示すように，保持器１の外周面９が軸方向に面一に形成され，保持器１の内周面１１には，軸方向中央に，断面凹曲面でなる半環状の凹周溝でなる内周凹部１２が転造加工で形成されている。また，図３及び図４に示すように，保持器１の軸方向中心Ｏを通る内周凹部１２の底部３１の最大径である内周直径，即ち，内周凹部１２の底直径ｄ１，言い換えれば，内周凹部１２の底部３１を周方向にそれぞれ結ぶ円形３０の直径ｄ１は，保持器付きころのピッチ円直径Ｐ．Ｃ．Ｄ．より大に形成されていることを特徴としている。内周凹部１２の凹曲面１８は，特に，図３に示すように，縦断面で見て（軸方向）単一半径Ｒの曲面１９に形成されている。或いは，この保持器付きころは，第２実施例として，図８に示すように，内周凹部１２の複列型即ち複合の凹曲面２０が，縦断面で見て（軸方向）楕円状の曲面，又は２つの単一半径Ｒ１を直線Ｌで結んだ複列型即ち複合の曲面に形成されていることを特徴としている。また，保持器１の柱部４には，ころ２の内側への脱落を防止する内側保持爪７が形成されている。内側保持爪７は，保持器１の内周面１１と面一に形成されている。この保持器付きころは，保持器１の外周面９がポケット５の部分を除いて面一に形成され，保持器１の柱部４にはころ２の外側への脱落を防止するためポケット５へと延びる外側保持爪６が形成され，外側保持爪６が外周面９と面一になっている。更に，図２に示すように，柱部４には，軸方向中央の円周方向両側にポケット５の一部を拡幅する拡幅部８が形成され，潤滑油の流れを良好にして潤滑性を向上させている。

この保持器付きころでは，内周凹部１２の凹曲面１８は，図５のブロック図で工程が示されている転造加工を，良好に実施することができる形状である。これに対して，本出願人に係る出願である特許文献１に示す従来の保持器付きころでは，矩形状の凹周溝で旋削加工により加工されたものであった。この保持器付きころでは，内周凹部の断面凹曲面は，断面が単一な半径Ｒでなる円形状に形成されており，角張った角部が無いので潤滑油も凹曲面に沿った流れが生じて潤滑性が良好なものになっている。内周凹部１２の中央部領域である軸方向中心Ｏを中心にする周方向仮想の円形３０の直径ｄ１，言い換えれば，内周凹部１２の底直径ｄ１は，保持器付きころのピッチ円直径Ｐ．Ｃ．Ｄ．より外側まで延びる大きさに形成されている。内周凹部１２の中央部領域は，大きくえぐられた形状になっているが，転造加工によって十分な剛性と強度を確保しているので，保持器１を軽量化に貢献し，保持器１が軽量化であるので，エンジンのコネクティングロッド大端部での遠心力による負荷を軽減することができるものである。また，ころ２は，柱部４の厚肉部２６と一部の漸減肉部２７との両側部分で接触することになり，両側で案内されるので，ころ２のスキューを小さなものにしている。

図４に示すように，この保持器付きころは，エンジン用，特に，コネクティングロッド大端部に組み込まれるものであり，クランクピンとの間の内周すきまＳ２よりもコネクティングロッド大端部の内周面との間の外周すきまＳ１が小さくなっており（Ｓ２＞Ｓ１），保持器１の外周がコネクティングロッドの内周面即ちハウジングで案内されるものになっている。この保持器付きころは，上述したように，保持器１の外周面９が面一に形成されているので，ハウジングの内周面に対して保持器１の外周面９の接触面積が大きくなり，接触面圧が軽減され，潤滑油を介して金属接触が無い構成になっている。この保持器付きころは，特に，保持器１の内側保持爪７を形成するに際して，転造加工と同時に，ポケット５側へ延びる内周突部２１（図７）を形成し，内周突部２１を保持器１の内周面１１と面一に成形加工することによって内側保持爪７が形成できることになり，それによって，内側保持爪７が保持器１の内周面１１と面一の位置に形成されるので，従来の保持器付きころと比較して，ころ２が内側保持爪７に接触し難いものになっている。コネクティングロッドの回転時に，内側保持爪７がころ２に接触し難いということは，エンジンが高速回転しても，保持器１が焼き付き難いものになり，従来よりも性能を向上させる。

次に，図５〜図７を参照して，この発明による保持器付きころを作製するための製造方法を説明する。この保持器付きころの製造方法は，特に，保持器１を従来旋削加工で作製していた工程を，転造加工で作製する工程に代えたことに特徴を有している。この保持器付きころの製造方法は，まず，保持器１の素材としてのパイプ状材料から切断加工で切り離してリング状の素材を作製し（ステップ１），上記リング状の素材を転造加工によって図６に示す半環状の内周凹部を持つ形状の保持器輪郭を持った転造加工品１４にする（ステップ２）。次に，転造加工品１４にころ２を収容する複数のポケット５を周方向に隔置して打ち抜いて窓抜き加工品にする（ステップ３）。更に，上記窓抜き加工品のポケット５間の柱部４に，ころ２の脱落を防止する保持用突出部２１を備えた成形加工品２８にする（ステップ４）。内周側の保持用突出部２１を内側保持爪７に成形加工し，外側の保持用突出部（図示せず）を外側保持爪６に成形加工する。次いで，上記成形加工品を研削加工によって予め決められた所定の幅寸法に仕上げた幅研削加工品にする（ステップ５）。幅研削加工品に耐久性を持たせるため熱処理加工によって熱処理加工品にする（ステップ６）。上記熱処理加工品を研削加工で予め決められた所定の外周寸法に仕上げた外周研削加工品にする（ステップ７）。最後に，前記外周研削加工品に耐久性を持たせるため表面処理加工して仕上げ保持器１にする（ステップ８）。保持器１の表面処理は，銅及び／又は銀めっきを施す等の表面処理を行うものであり，保持器１は，上記表面処理によって，なじみ性を良くして焼き付きを防止するものになっている。最後に，完成した保持器１の各ポケット５にころ２を保持器１の内周側から嵌め込み，保持器付ころが完成する。

転造加工における保持器輪郭の転造加工品１４は，保持器１の内周凹部１２が凹曲面１８に形成されているものである。また，転造加工における保持器輪郭の転造加工品１４は，保持器１の内周面１１に内側保持爪７を成形するための内周突部２１が形成されているものである。保持器１は，内側保持爪７が形成されており，ころ２は，保持器１の外側及び内側へ脱落すること無く保持器１のポケット５に回転自在に保持され，エンジン等の部品としてハウジングに組み込み易く，取り扱い易いものになっている。内側保持爪７及び外側保持爪６は，ポケット５へ延びるように突出し，円周方向に隣り合う柱部４の保持爪同士の距離がころ２の直径よりも僅かに小さくなっているため，ころ２をポケット５内に保持することができ，ころ２の保持器１の内外への脱落を防止する。また，内側保持爪７及び外側保持爪６は，エンジン等の機械装置に組み立てられている状態ではころ２の脱落防止機能を発揮しないものであり，保持器付きころをエンジン等のハウジングヘ組み込む際等に，ころ２の脱落を防止して容易に組み込むことができ，保持器付きころの取り扱いを容易にするものである。

図３に示す内側保持爪７は，柱部４の円周方向両側にあって内周面と内周凹部１２との交わる角部１３即ち境界部に形成されている。境界部１３に内側保持爪７を形成するため，図６に示すように，転造加工品１４においては，内周面１１と内周凹部１２との交わる部分を角部に形成している。また，内側保持爪７は，上記形成方法によらず，従来と同様に，内周面１１にカシメ溝（図示せず）を形成して柱部４の円周方向両側に突出させてもよい。内側保持爪７は，次のようにして柱部４へ形成することができる。内側保持爪７の形成方法は，上記の転造加工において，図７に示すように，内周面に内周突部２１を形成した転造加工品２８を製作し，窓抜き加工後の保持用突出部の成形加工において，内周突部２１を押し潰すように内周面１１と面一に成形すれば，柱部４の円周方向両側に突出した内側保持爪７が形成されることになる。内側保持爪７は，内周面１１と面一の位置に形成されるので，ころ２とのすきまが大きくなり，ころ２と接触し難いものになっている。詳しくは，図４の内側保持爪７よりも若干，内径側に位置することになる。

次に，図８を参照して，この発明による保持器付きころの第２実施例について説明する。図３に示す第１実施例では，転造加工を行い易くするために，内周凹部１２の凹曲面１８が縦断面で見て単一半径Ｒの凹半環状の曲面１９に形成したが，図８に示すように，内周凹部１２の凹曲面２０が縦断面で見て２つの単一半径Ｒ１を直線Ｌ，即ち，平らな面で結んだ形状で複合の半環状の凹曲面２０に形成することもできる。図８に示す第２実施例でも，第１実施例と同様に，保持器１の軸方向中心Ｏを通る保持器１の底直径ｄ１は，保持器付きころのピッチ円直径Ｐ．Ｃ．Ｄ．より大に形成されている。又は，内周凹部１２の凹曲面２０は，図示していないが，縦断面で見て半楕円形で半環状の曲面に形成しても同様の機能を達成できるものである。

次に，図９〜図１４を参照して，この発明による保持器付きころの第３実施例を説明する。第３実施例の保持器付きころは，上記の第１実施例と第２実施例が転造加工によって保持器１を形成したのに対して，切削加工である旋削加工によって保持器１が形成されている。図９及び図１０を参照して，この発明による第３実施例を説明するが，第３実施例は，図１，図２及び図４に示されている保持器付きころの第１実施例と形状や構造が実質的に同一であるので，第３実施例を説明するに当たって，これらの図面を参照することとし，同一の機能を有する部材や部分については同一の符号を付してそれらの機能について重複する説明は省略する。

第３実施例の保持器付きころは，保持器１の内周面１１を内周凹部１２の凹曲面１８に旋削加工によって形成しても，上記各実施例の転造加工と同様な作用を奏することが確認できたものである。この保持器付きころは，取り扱い易く，組み立てし易いことを特徴としており，保持器１からころ２が脱落することが無い構成を有しており，外側保持爪６と内側保持爪７が形成され，また，エンジンのより高速回転に適用できるものになっている。この保持器付きころは，保持器１の外周面９は，ポケット５の部分を除いて面一に形成されており，従来の保持器の形状と異なり，保持器１の内周が，軸方向中央に旋削加工で加工された断面凹曲面１８でなる凹周溝形状の内周凹部１２が形成されている。図９に示す保持器１の内周部分は，図３に示すものと加工方法が異なる以外は，実質的に同一の形状であり，図９では，二点鎖線で示されるころ２がポケット５に配置されている。内周凹部１２の断面凹曲面１８は，単一な半径Ｒｋに形成されている。内周凹部１２の底直径ｄｓは，ころ２のピッチ円直径Ｐ．Ｃ．Ｄ．より大きく形成され，保持器１の両端部がころ案内部１０になっている。保持器１の単一半径Ｒｋは，内側保持爪７の形成が可能なかぎり大きく設定されている。この保持器付きころは，内周凹部１２の断面凹曲面１８を単一半径Ｒｋに形成したことによって，柱部４の断面積が軸方向中央に向かってなだらかに変化して保持器１の外周面９の面当りがなめらかになっている。また，本出願人に係る出願である特許文献１に示されている門形の保持器付きころに比較して，保持器１の重量は９９．８％と若干小さくなり，保持器１の剛性は変らないものになっている。

図１２に示す試験機３２を用いて，図１３に示す保持器付きころを用いて保持器１の面当りを試験した結果を，図１４の写真で示す。即ち，図１２は，遠心荷重試験機の概略図を示している。試験機３２は，ベース３９に太陽輪３３及び駆動モータ４０が設置されている。駆動モータ４０は，Ｖベルト４１を介して回転体３４が回転駆動する。試験機３２は，コネクティングロッドの大端部を想定した構造に構成されている。試験機３２は，太陽輪３３の内周に回転体３４が配設されており，回転体３４の外周の等分した部分（図１２では３等分）に太陽輪３３の内周に沿って接触して回転する試験軸受部３５が設けられている。試験軸受部３５は，回転体３４に回転せずに半径方向に移動自在に取り付けられた軸３６に内輪３７が取り付けられ，内輪３７に保持器１を持つ保持器付きころを介して外輪３８が取り付けられ，外輪３８が太陽輪３３の内周に沿って接触して回転するものになっている。この保持器付きころは，試験機３２によって回転及び遠心力が負荷されるように構成されている。

この保持器付きころについて，保持器１の外周面９の面当りは，上記の試験機３２を用いて行った試験結果及び計算結果から確認済みである。即ち，この保持器付きころの試験は，面当りを見ることを主眼にして実施され，回転数を５０００ｒｐｍ〜１００００ｒｐｍに相当する１０００ｒｐｍ回転ごとに１時間ずつ変化させて観察した。図１４は，図１３に示す保持器１の軸方向でなる符号Ａ領域の部分を拡大して示している。図１４には，この保持器付きころの試験後の保持器１の一部を拡大した外観の状態が示されている。図１４に示されるように，少し黒みかかった領域が点在して面当り部Ｈが示されているが，柱部４及び円環部３に渡って軸方向に沿って一様な状況になっている。保持器付きころにおける保持器１の面当りがなめらかになることによって，焼付きが防止され，エンジンのより高速回転に適応できるものになっている。

次に，図９に示す第３実施例では，内側保持爪７Ａの形成に特徴を有している。図１０には，保持器１を旋削加工するに当たっての保持器素材２９のＬ加工，即ち，窓抜きの加工前の加工品が示されている。保持器素材２９は，Ｌ加工では外径がＤｌであり，内周突起４２が形成されている。次いで，Ｌ加工された保持器素材２９は，ポケット５を形成するための窓抜き加工が行われる。次に，保持器素材２９は，窓抜き加工された後に，内周突起４２を潰して，即ち，保持器１の内周面１１と面一にして内側保持爪７Ａが形成されている。即ち，第３実施例の保持器１は，旋削加工によって柱部４に内周突起４２を形成しておき，次いで，窓抜き加工をしてポケット５を形成し，その後に，図９に示すように，内周突起４２を内周面１１と面一になるように押し潰して内側保持爪７Ａを形成し，保持器１は，外径Ｄ，幅Ｂ，凹曲面１８の単一半径Ｒｋ，内周面１１の直径ｄｋ，凹曲面１８の底直径ｄｓ，及びピッチ円直径Ｐ．Ｃ．Ｄ．に形成される。

図１１に示された保持器１に形成されている内側保持爪７Ｂは，図９に示された保持器１に形成されている内側保持爪７Ａの加工とは異なっており，内周面１１にカシメ溝４３を形成することによってポケット５へと突出する突起を形成し，該突起を内側保持爪７Ｂに形成している。従って，保持器１の内周内径ｄからカシメ溝４３の底直径ｄｋにかしめることになる。また，保持器１には，カシメ溝４３を形成するために両端部に余肉を要することになり，単一半径はＲｓになっており，図９に示す単一半径Ｒｋよりも小さいものになっている。即ち，保持器１に形成された内周凹部１２の凹曲面１８の単一半径は，サイズ上ではＲｋ＞Ｒｓの関係になっている。従って，凹曲面１８の単一半径が大きい分，若干ではあるが，保持器１を更に軽量化することができる。また，図９に示す保持器１は，図１１に示す保持器１に比較して，保持器１の内側保持爪７Ａの内周内径ｄｋが保持器１の内周面１１の内周内径ｄよりも大きくなっており，図１１に示す保持器１よりも肉厚を小さくして内側保持爪７Ａを形成できるものになっている。図９の保持器１の内側保持爪７Ａは，柱部４における内周凹部１２の両側の角部１３にそれぞれ位置し，保持器１の内周面１１と面一になっている。その結果，図９に示す保持器１は，図１１の保持器１よりも軽量化され，図１１に示す保持器１に比較して重量が９５．７％に小さくなり，軽量化されている。従って，図９に示す保持器１は，重量が小さくなったことによって，遠心力等で保持器１の外周面２４に作用する接触面圧が小さくなり，焼付き難い構造に構成され，それによって，エンジンのより高速回転に適用できるものになっている。また，図１１に示す保持器１については，内周凹部１２の断面凹曲面１８は，単一半径Ｒｓに形成され，保持器１の外周面２４の面当りがなめらかになっている。

次に，図１５を参照して，この発明による保持器付きころの第４実施例を説明する。第４実施例の保持器付きころは，上記の第１実施例と第２実施例が転造加工によって作製されるのに対して，切削加工である旋削加工によって保持器１が形成されていることを特徴としている。第４実施例の保持器付きころは，図９又は図１１に示す凹曲面１８が縦断面で見て単一半径の曲面に形成されているのに対して，近似させた凹曲面１８に形成したものであり，内周凹部１２の凹曲面が縦断面で見て２つの単一半径Ｒｔを直線Ｌで結んだ複合の凹曲面２０に形成されたものである。第４実施例に示す保持器付きころは，保持器１に内側保持爪７Ｂが形成されており，また，第１〜第３実施例と同様に効果を期待できるものである。第４実施例に示す保持器付きころは，特に，凹曲面１８の２つの単一半径Ｒｔが，例えば，略６ｍｍであり，直線長さが上記各実施例と同様にころ直径相当の長さに形成されていれば近似して効果が大きいものである。

この発明による保持器付きころは，エンジン等の機械装置，特に，エンジンのコネクティングロッド大端部に組み込んで好ましいものである。

この発明による保持器付きころの実施例を示す斜視図である。 図１の保持器付きころにおける一つのポケット部分を示す平面図である。 図１の保持器付きころの内周部分を含む一実施例を示す縦断面図である。 図１の保持器付きころの略半円部分を示す横断面図である。 図１の保持器付きころを作製する処理工程を説明するブロック図である。 図５のブロック図における転造加工品の一実施例を示す縦断面図である。 図５のブロック図における転造加工品の別の実施例を示す縦断面図である。 図３の実施例とは別の実施例を示す縦断面図である。 この発明による保持器付きころにおいてころの保持状態を示し，図１の縦断面に相当する内周のポケット部分の更に別の実施例を示す平面図を含む縦断面図である。 図９の保持器付きころにおける保持器の前加工のＬ加工を施した状態を示す縦断面図である。 この発明による保持器付きころにおける保持器の他の実施例を示す内周のポケット部分の平面図を含む縦断面図である。 図１の保持器付きころを評価した遠心荷重試験装置の概略図である。 図１２の遠心荷重試験装置で試験された保持器を示す外観図である。 図１３の保持器の一部外周部分を拡大した状態で示す保持器部分を示す部分図である。 この発明による保持器付きころの更に他の実施例を示す内周のポケット部分の平面図を含む縦断面図である。

１ 保持器
２ ころ
３ 円環部
４ 柱部
５ ポケット
６ 外側保持爪
７，７Ａ，７Ｂ 内側保持爪
９ 外周面
１０ ころ案内部
１１ 内周面
１２ 内周凹部
１３ 角部
１４，２８ 転造加工品
１８，２０ 凹曲面
１９ 曲面
２１，４２ 内周突起
２６ 厚肉部
２７ 漸減肉部
４３ カシメ溝
ｄ１，ｄｓ 底直径
Ｐ．Ｃ．Ｄ． ピッチ円直径
Ｌ 直線
Ｒ，Ｒｋ，Ｒｓ 凹曲面の単一半径
Ｒ１，Ｒｔ 複合の凹曲面の単一半径

Claims (1)

1. 軸方向に隔置して周方向に平行に延びる両端の円環部と該円環部間で周方向に隔置してそれぞれ延びる前記円環部と一体構造の柱部とから構成されている保持器，及び前記柱部間に形成されたポケットにそれぞれ収容されたころから成るエンジンのコネクティングロッドの大端部に適用される保持器付きころにおいて，
   前記保持器は，外周面が軸方向に面一に形成され，前記コネクティングロッドの前記大端部の内周面と前記柱部の前記外周面との面当たりを前記軸方向に沿って一様にするために，前記保持器の内周面の前記軸方向の中央に形成された内周凹部は縦断面で見て単一半径の曲面に成る凹曲面の形状に形成され，且つ前記凹曲面の底直径が前記ころのピッチ円直径より大きく形成されて，前記柱部は両端の厚肉部と該厚肉部間の漸減肉部から形成され，前記保持器の前記内周面を前記凹曲面に形成することにより転造加工が可能に且つ軽量化が可能に構成され，
   前記柱部には，前記厚肉部と前記厚肉部に隣接する前記漸減肉部の一部との前記柱部の円周方向両側面が前記ころを案内するころ案内部に形成され，前記柱部の軸方向中央の円周方向両側に前記ポケットの一部を拡幅する拡幅部が形成され，且つ前記ころの外側への脱落を防止する外側保持爪が前記厚肉部に形成され，前記外側保持爪の外周側は前記保持器の前記外周面と面一に形成されていることを特徴とする保持器付きころ。

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