JP4935536B2 - 複列ころ軸受 - Google Patents

Description

本発明は、複列ころ軸受に関し、例えば車両のＡＴクラッチドラムサポート軸受に好適な複列シェル形針状ころ軸受に関する。

この種の複列シェル形針状ころ軸受として、例えば下記特許文献１に記載されているように、保持器のポケットに収容された複列の針状ころが、外輪に設けられた鍔部との当接により軸方向一方側にて位置決めされるように構成されたものが知られている。
特開平１０−２６７０３１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された複列シェル形針状ころ軸受においては、各列の針状ころが軸方向で互いに対向する端面間にて位置決めされるように構成されていないため、例えば図６に示すように、針状ころ１が保持器２のポケット２ａ内にてスキュー（針状ころ１が軸受の中心線に対して倒れる現象）を起こし易い（図６の破線状態）。なお、針状ころ１にスキューが発生した場合には、外輪と、内輪もしくは回転軸との間に軸方向に互いに反対方向に押し合うスラスト力が発生すること等に起因して、回転軸が回転中に軸受から抜け出したり、また発熱や破損を招来するおそれがある。

本発明の課題は、ころのスキューの発生を抑制することが可能な複列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及び発明の効果

上記課題を達成するために、本発明は、保持器のポケットに収容された複列のころが、外輪に設けられた鍔部との当接により軸方向一方側にて位置決めされるように構成された複列ころ軸受において、前記外輪の鍔部は、ほぼ同じ内径が形成されるように内側に曲げられ、曲げ部と該曲げ部の先端から複列のころの各外側端面に向けて一体に延び出す縁部とで構成され、前記複列のころが軸方向で互いに対向する端面間には、各ころの端面に当接して同各ころの軸方向他方側の位置決めを行うころ位置規制部が設けられ、前記ころ位置規制部の内径位置が、前記外輪の鍔部の高さと略同じ高さとなるように設定されていることを特徴とする。

本発明の複列ころ軸受においては、複列のころが外輪の鍔部との当接により軸方向一方側にて位置決めされ、ころ位置規制部との当接により軸方向他方側にて位置決めされる。このため、各ころが軸受の中心線に対して倒れ難くなってスキューの発生を抑制することができる。

また、本発明の実施に際して、前記ころ位置規制部は、前記外輪とは別体をなし、少なくとも外径が縮小する方向に弾性変形可能なリング状部材で構成されていることも可能である。これによれば、リング状部材を外径が縮小する方向に弾性的に撓ませることで、外輪内に容易に組み込むことができ、このような簡易な構成のリング状部材を用いることで、スキューの発生を容易に抑制することができる。

この場合、前記リング状部材には、その外周部から内周部に渡って径方向に対して傾斜したスリットが形成されているとよい。これによれば、ころが回転軸の回転に伴ってリング状部材の各端面を摺動しながら周方向に移動しても、スリットとの引っ掛かりが防止されるようになって、ころのリング状部材に対する円滑な移動を確保することができる。

また、本発明の実施に際して、前記ころ位置規制部は、前記外輪の中央部が屈曲されて内向きに突出した凸部で構成されていることも可能である。このような簡易な構成の外輪の凸部を用いるようにしても、スキューの発生を容易に抑制することができる。

ところで、上記特許文献１に記載された複列シェル形針状ころ軸受は、通常、以下のようにして製造される。まず、外輪の素材である軟鋼等の円筒部材の一端部のみを内側に曲げて鍔部を形成する。次に、この円筒部材が必要な硬さとなるように熱処理（浸炭焼入・焼戻し）する。この場合、円筒部材の他端部は浸炭されないように防炭処理をしておく。熱処理後、保持器と針状ころを円筒部材の他端部側から組み込み、円筒部材の他端部を内側に曲げて鍔部を形成することで、軸受が完成する。

この複列シェル形針状ころ軸受の製造方法では、先に曲げた円筒部材の一端部と、曲げていない他端部とで剛性が異なっているため、熱処理時の歪・変形によって円筒部材の外周面に反りが生じ開口端部がラッパ状に開き易い。このため、複列シェル形針状ころ軸受が特に大径の回転軸用のものである場合には、外輪の真円度が著しく悪化するという問題があった。これに対して、単列シェル形針状ころ軸受では、上記した複列シェル形針状ころ軸受の製造方法とは異なる製造方法を採用している。すなわち、外輪の素材である軟鋼等の円筒部材の両端部をいずれも内側に折り曲げて両鍔部を形成した後、必要な硬さが得られるように両鍔部を含めた円筒部材の全体を熱処理（浸炭焼入・焼戻し）して、外輪を完成させる。その後、外輪内に保持器を入れ、保持器のポケットごとに針状ころを内側から嵌め込むことで、軸受が完成する。この製造方法によれば、鍔剛性が外輪の一端部側と他端部側とでほぼ同じとなって、熱処理時の外輪の歪・変形を抑制することできる。

したがって、複列シェル形針状ころ軸受の製造方法においても、単列シェル形針状ころ軸受の製造方法と同様に、円筒部材の両端部をいずれも先に曲げた状態で熱処理して外輪を形成するようにすれば、外輪の真円度の精度を向上させることが可能である。しかし、複列シェル形針状ころ軸受は、単列シェル形針状ころ軸受に比して保持器の軸長が長いため、保持器のポケットに針状ころを内側から嵌め入れる際に、保持器の中央部が変形し（倒れが生じ）、針状ころを的確な位置に配置できないという事情がある。このため、複列シェル形針状ころ軸受を、単列シェル形針状ころ軸受と同様の製造方法で製造するための技術の開発も望まれていた。

この新たな問題を解決するためには、前記ころ位置規制部の内径位置を、前記外輪の鍔部の高さと略同じ高さとなるように設定するとよい。これによれば、針状ころが保持器のポケットに嵌め込まれている状態で、保持器がころ位置規制部と当接して径方向にて位置決めされる。このため、保持器の外周部が、嵌め込み作業時の針状ころに追従しなくなって、保持器の変形を良好に防止することができる。その結果、ころ位置規制部が、針状ころを保持器に組み込む段階では、保持器の変形を防止し、針状ころを保持器に組み込んだ後は、針状ころを軸方向にて位置決めするように機能する。

ａ．第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る複列シェル形針状ころ軸受の要部を示す側面断面図である。この複列シェル形針状ころ軸受は、外輪１０、保持器２０，２０、２列の針状ころ３０，３０およびリング状部材４０を備えている。

外輪１０は、薄肉の円筒状をなし、その両端部にて鍔部１１をそれぞれ備えている。両鍔部１１は、ほぼ同じ内径が形成されるように内側に曲げられて、曲げ部１１ａと縁部１１ｂとでそれぞれ構成されている。各鍔部１１の縁部１１ｂは、曲げ部１１ａの先端から各列の針状ころ３０の外側端面３１に向けて一体に延び出し、各列の針状ころ３０の外側端面３１に当接して各列の針状ころ３０の軸方向外側（軸方向一方側）の位置決めを行う。

保持器２０，２０は、薄肉の円筒状をなし、外輪１０内に収容されていて、針状ころ３０，３０の脱落を防止するためのポケット２１，２１を備えている。各ポケット２１は、矩形状をなし、周方向にて等間隔で複数設けられている。各保持器２０の外径は、各列の針状ころ３０のピッチ円直径よりも所定量だけ小さく形成されている。各ポケット２１の円周方向の幅長は、各列の針状ころ３０の直径よりも僅かに小さく形成され、各ポケット２１の軸方向の縦長は、各列の針状ころ３０の軸直よりも僅かに大きく形成されている。

各列の針状ころ３０は、外輪１０の内周面と保持器２０のポケット２１とによって、各ころ毎の軸線回りに回転可能かつ外輪１０の内周面に沿って転動可能に保持されている。

リング状部材４０（ころ位置規制部）は、例えば樹脂、ばね鋼などで形成されていて、図２に示すように、その外周部から内周部に渡って径方向に対して傾斜したスリット４１を備え、互いに対向した端面４２の接近に応じて外径が縮小する方向に弾性変形可能とされている。リング状部材４０は、外輪１０における内周部の中央部分に配置され、その外径が拡大する方向の弾性復帰力により外輪１０の内周面と強固に接触している。

このリング状部材４０は、各端面４２にて各列の針状ころ３０の内側端面３２に当接して各列の針状ころ３０の各軸方向内側（軸方向他方側）の位置決めを行う。また、リング状部材４０は、外輪１０の内周部に組み込まれた状態で、外輪１０における鍔部１１の縁部１１ｂの高さと略同じ高さとなる厚みに設定されている。

ところで、上記した複列シェル形針状ころ軸受は、以下に説明する各工程を経て製造されるようになっている。まず成形工程では、外輪１０の素材である軟鋼等を絞り加工などにより円筒状に形成しつつ両端部を内側に曲げて両鍔部１１，１１をそれぞれ形成する。次に、熱処理工程では、必要な硬さが得られるように両鍔部１１，１１を含めた円筒部材の全体を熱処理（浸炭焼入・焼戻し）して、外輪１０を完成させる。次に、組み込み工程では、外輪１０内に、リング状部材４０を組み込む。リング状部材４０の外径は、鍔部１１の縁部１１ｂの内径に比して大きく設定されているが、その外周部の外径が縮小するように弾性変形した状態では縁部１１ｂの内径よりも小さくなって、外輪１０内に挿入可能な大きさとなる。ころ嵌め込み工程では、両保持器２０，２０を外輪１０内に入れた状態で、各保持器２０のポケット２１ごとに各列の針状ころ３０を内側から嵌め込む。

上記のように構成した第１実施形態では、ころ嵌め込み工程において、各列の針状ころ３０が各保持器２０のポケット２１に嵌め込まれている状態で、各保持器２０の外周部が、鍔部１１の縁部１２ｂとリング状部材４０の内周部とに当接して径方向にて位置決めされる。このため、各保持器２０の外周部が、嵌め込み作業時の各列の針状ころ３０に追従しなくなって、各保持器２０の変形が良好に防止される。

そして、この第１実施形態では、軸受の完成後において、各列の針状ころ３０が、外輪１０における鍔部１１の縁部１１ｂとの当接により各軸方向外側にて位置決めされ、リング状部材４０の各端面４２との当接により各軸方向内側にて位置決めされる。このため、各列の針状ころ３０が軸受の中心線に対して倒れ難くなってスキューの発生を抑制することができる。

また、この第１実施形態では、リング状部材４０が外輪１０とは別体をなし、少なくとも外径が縮小する方向に弾性変形可能に形成されている。これにより、リング状部材４０をその外径が縮小する方向に弾性的に撓ませることで、外輪１０内に容易に組み込むことができ、このような簡易な構成のリング状部材４０を用いることで、スキューの発生を容易に抑制することができる。

また、この第１実施形態では、リング状部材４０の外周部から内周部に渡って径方向に対して傾斜したスリット４１が形成されている。これにより、各列の針状ころ３０が回転軸の回転に伴ってリング状部材４０の各端面４２を摺動しながら周方向に移動しても、スリット４１との引っ掛かりが防止されるようになって、各列の針状ころ３０のリング状部材４０に対する円滑な移動を確保することができる。

ｂ．第２実施形態
上記した第１実施形態では、リング状部材４０がころ位置規制部としての機能を果たしていたが、これに代えて、例えば図３および図４に示すように、外輪１０’の中央部を屈曲させて内向きに突出形成した凸部１２がころ位置規制部としての機能を果たすように構成してもよい。なお、その他の構成は上記第１実施形態と同様であるので、上記第１実施形態と同じ機能を果たす部材には同一の符号を付して、説明は省略する。

凸部１２は、外輪１０’の周方向にて連続的に形成されていて、各側面１２ａにて各列の針状ころ３０の内側端面３２に当接して各列の針状ころ３０の各軸方向内側（軸方向他方側）の位置決めを行う。また、凸部１２は、外輪１０における鍔部１１の縁部１１ｂの高さと略同じ高さとなるように内周部の内径位置が設定されている。

このような簡易な構成の外輪１０’の凸部１２を用いるようにしても、スキューの発生を容易に抑制することができる。

(変形実施形態)
上記した第２実施形態では、凸部１２を外輪１０’の周方向にて連続的に形成したが、これに限らず、例えば図５に示すように、凸部１２を、各列の針状ころ３０の各軸方向内側（軸方向他方側）の位置決めを行うことが可能な間隔で外輪１０’’の周方向にて断続的に形成するようにしてもよい。

本発明の第１実施形態に係る複列シェル形針状ころ軸受の要部を示す側面断面図。 図１のリング状部材の正面図。 本発明の第２実施形態に係る複列シェル形針状ころ軸受の要部を示す側面断面図。 図３の外観図。 本発明の第２実施形態の変形実施形態に係る複列シェル形針状ころ軸受の部分外観図。 ころのスキューを示す模式図。

符号の説明

１０，１０’，１０’’ 外輪
１１ 鍔部
１１ａ 曲げ部
１１ｂ 縁部
１２ 凸部（ころ位置規制部）
１２ａ 凸部１２の側面
２０ 保持器
２１ ポケット
３０ 針状ころ
３１ 針状ころ３０の外側端面
３２ 針状ころ３０の内側端面
４０ リング状部材（ころ位置規制部）
４１ スリット
４２ リング状部材４０の端面

Claims (3)

1. 保持器のポケットに収容された複列のころが、外輪に設けられた鍔部との当接により軸方向一方側にて位置決めされるように構成された複列ころ軸受において、
   前記外輪の鍔部は、ほぼ同じ内径が形成されるように内側に曲げられ、曲げ部と該曲げ部の先端から前記複列のころの各外側端面に向けて一体に延び出す縁部とで構成され、
   前記複列のころが軸方向で互いに対向する端面間には、各ころの端面に当接して同各ころの軸方向他方側の位置決めを行うころ位置規制部が設けられ、
   前記ころ位置規制部の内径位置が、前記外輪の鍔部の高さと略同じ高さとなるように設定されていることを特徴とする複列ころ軸受。
2. 前記ころ位置規制部は、前記外輪とは別体をなし、少なくとも外径が縮小する方向に弾性変形可能なリング状部材で構成されている請求項１に記載の複列ころ軸受。
3. 前記ころ位置規制部は、前記外輪の中央部が屈曲されて内向きに突出した凸部で構成されている請求項１に記載の複列ころ軸受。

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