JP2007056932A - シェル型針状ころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 シェル型外輪の方向性を容易に識別することができるとともに、精度及び耐久性の向上を図ることができるシェル型針状ころ軸受を提供する。
【解決手段】 軸方向一端部において径方向内方に延びる鍔部１１を有するシェル型外輪１２と、外輪１２の軌道面１２ａに転動自在に組込まれた複数の針状ころ１３と、各針状ころ１３を転動自在に保持する保持器１４とを備えたシェル型針状ころ軸受１０において、シェル型外輪１２の軸方向他端部は、軸方向に延出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、自動変速機や無段変速機等の変速機や、コンプレッサ等の補機に使用されるシェル型針状ころ軸受に関する。

従来のシェル型針状ころ軸受としては、例えば、図１０に示すものが知られている。このシェル型針状ころ軸受は、軸方向の両端部において径方向内方に延びる鍔部１０１，１０２を有するシェル型外輪１０３と、該外輪１０３の軌道面１０３ａに転動自在に組込まれた複数の針状ころ１０４と、各針状ころ１０４を転動自在に保持する保持器１０５とを備えている。

このシェル型針状ころ軸受は、先ず、平板状鋼鈑からなる外輪素材を深絞り加工してカップ状に形成した後、カップの底部を打ち抜いて一方の端部に径方向内方に延びるボトム側鍔部１０１を形成し、次に、軌道面１０３ａを加工した後、全体に焼入れ処理（例えば浸炭焼入れ）を施す。

そして、この外輪素材に、保持器１０５と針状ころ１０４を組み込んだ上で、外輪素材のボトム側鍔部１０１から離間する側の端部を径方向内方に折り曲げてカール側鍔部１０２を形成する。ボトム側鍔部１０１及びカール側鍔部１０２により、保持器１０５及び針状ころ１０４の外輪１０３からの抜け止めが施されて、保持器１０５及び針状ころ１０４が外輪１０３内に保持されている。

なお、カップの底部分を打ち抜いた状態で一旦焼入れ処理が施されるため、カール側鍔部１０２の折り曲げ加工を行うに際しては、該曲げ部分に部分的に焼きなまし処理を施して割れが発生しないようにしている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

また、シェル型針状ころ軸受をハウジングに圧入する場合、カール側鍔部１０２が焼きなまし処理で硬度が低下することから、ボトム側鍔部１０１側の端部からハウジングに圧入する必要がある。このような事情から、ボトム側鍔部１０１とカール側鍔部１０２との径方向内方への延出長さを異ならせることにより、前記圧入の際に、ボトム側鍔部１０１側の端部を識別できるようにしたシェル型針状ころ軸受が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

更に、カール側鍔部１０２が焼きなまし処理で硬度が低下することから、外輪１０３に保持器１０５と針状ころ１０４を組み込んだ後に、熱処理を施す技術が知られている（例えば、特許文献３及び特許文献４参照）。

また、ボトム側鍔部１０１とカール側鍔部１０２が形成された外輪１０３を有するシェル型針状ころ軸受では、カール側鍔部１０２近傍の内周面に弾性シールを取り付けることで、保持器１０５と針状ころ１０４とを外輪１０３に組付け、カール側鍔部１０２の焼きなまし処理を削減することが提案されている（例えば、特許文献５参照。）
特開２００２−１０６５７６号公報 特開２００２−８９５５０号公報 特許第３２１２８８０号公報 特許第３０７３９３７号公報 特開２００４−１８３８０６号公報

しかしながら、特許文献１のように、ボトム側鍔部１０１とカール側鍔部１０２との径方向内方への延出長さ（鍔部内径）を異ならせて、ボトム側鍔部１０１側の端部を識別できるようした場合には、ボトム側鍔部１０１とカール側鍔部１０２の鍔部内径差は僅かであるため、専用の治具を用いて識別する必要があるばかりか、軸受が傾いた場合には鍔部内径を識別するのは困難である。

また、特許文献１及び特許文献２のように、カール側鍔部１０２に焼きなまし処理を施す場合には、カール側鍔部１０２の硬度が低下するばかりか、カール側鍔部１０２近傍の軌道面１０３ａにも硬度低下等の悪影響を及ぼし、軸受の耐久性が低下する虞れがある。

更に、特許文献３及び特許文献４のように、外輪１０３に保持器１０５と針状ころ１０４を組み込んだ後に、熱処理を施す場合には、有効硬化層深さ等のばらつきが生じ、また、樹脂製の保持器を組み込むことができなくなる問題がある。また、特許文献５では、弾性シールによってころや保持器を保持することから、部品点数が増加するという問題があった。

本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、シェル型外輪の方向性を容易に識別することができるとともに、精度及び耐久性の向上を図ることができるシェル型針状ころ軸受を提供することにある。

本発明の上記目的は、以下の構成によって達成される。
（１） 軸方向一端部において径方向内方に延びる鍔部を有するシェル型外輪と、該外輪の軌道面に転動自在に組込まれた複数の針状ころと、該各針状ころを転動自在に保持する保持器とを備えたシェル型針状ころ軸受において、
前記シェル型外輪の軸方向他端部は、軸方向に延出することを特徴とするシェル型針状ころ軸受。
（２） 前記保持器の前記外輪に対する軸方向への一定の移動距離を許容しつつ、前記保持器を前記外輪に抜け止めする抜け止め手段が設けられることを特徴とする（１）に記載のシェル型針状ころ軸受。
（３） 前記抜け止め手段は、前記外輪に設けられる被掛止部と、前記保持器に設けられて、前記被掛止部に掛止する掛止部とを備え、前記保持器と前記外輪は、前記被掛止部と前記掛止部の少なくとも一方を弾性変形させることで抜け止めされることを特徴とする（２）に記載のシェル型針状ころ軸受。
（４） 前記掛止部は、前記保持器の軸方向一端部を内側に折り曲げた折り曲げ部によって形成されることを特徴とする（３）に記載のシェル型針状ころ軸受。
（５） 前記外輪は、前記鍔部の先端から軸方向に延びる内周部を有し、該内周部には径方向外方に突出する少なくとも一つのステーキングタブが形成されることを特徴とする請求項３又は４に記載のシェル型針状ころ軸受。
（６） 前記保持器は樹脂製であり、前記掛止部は前記保持器の軸方向一端部に形成される少なくとも一つの掛止突起であることを特徴とする（３）又は（５）に記載のシェル型針状ころ軸受。
（７） 前記外輪は、前記鍔部と前記軌道面との間に径方向内方に突出する突部を有し、前記掛止部は前記鍔部と前記突部との間に形成される掛止溝であることを特徴とする（３）に記載のシェル型針状ころ軸受。
（８） 前記保持器は、前記抜け止め手段によって移動規制されるまで前記外輪の軸方向他端部側へ移動した際、該保持器が前記外輪の軸方向他端部より軸方向内方に位置することを特徴とする（２）〜（７）のいずれかに記載のシェル型針状ころ軸受。
（９） 前記外輪の前記鍔部側の外径は前記軌道面側の外径より小さいことを特徴とする（７）に記載のシェル型針状ころ軸受。

本発明によれば、シェル型外輪の軸方向他端部は、軸方向或いは径方向外方に延出するので、カール側鍔部を廃止して、シェル型外輪の方向性を容易に識別することができるとともに、軸受の精度及び耐久性を向上することができる。

以下、本発明の各実施形態に係るシェル型針状ころ軸受について図面を参照して詳細に説明する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係るシェル型針状ころ軸受１０は、図１に示すように、軸方向一端部において径方向内方に延びるボトム側鍔部１１を有し、軸方向他端部が鍔部を持たずに軸方向に延出するシェル型外輪１２と、該外輪１２の軌道面１２ａに転動自在に組込まれた複数の針状ころ１３と、各針状ころ１３を転動自在に保持する金属製の保持器１４と、保持器１４の外輪１２に対する軸方向への一定の移動距離を許容しつつ、保持器１４を外輪１２に抜け止めする抜け止め手段１５と、を備えている。

外輪１２のボトム側鍔部１１の先端には、軸方向内方に延びる内周部１６が形成され、内周部１６の先端には径方向外方に突出する爪部１６ａが形成されている。抜け止め手段１５は、外輪１２のボトム側鍔部１１、内周部１６、及び、爪部１６ａによって形成される被掛止部である被掛止溝１８と、保持器１４の軸方向一端部を内側に折り曲げて設けられ、被掛止溝１８に掛止する掛止部である折り曲げ部１７とを有している。

爪部１６ａ及び折り曲げ部１７は、それぞれ全周に亘って形成されており、折り曲げ部１７の内周面は、爪部１６ａの外周面と径方向においてオーバーラップするように形成されている。

そして、外輪１２の軸方向他端部側の開口から複数の針状ころ１３を保持した状態の保持器１４を外輪１２に挿入すると、保持器１４の折り曲げ部１７が外輪１２の爪部１６ａを弾性的に乗り越えて、被掛止溝１８内に保持され、保持器１４が外輪１２に抜け止めされる。

また、本実施形態では、保持器１４は、抜け止め手段１５によって移動規制されるまで外輪１２の軸方向他端部側へ移動した際、保持器１４が外輪１２の軸方向他端部より軸方向内方に位置するように、保持器１４の軸方向長さ及び軸方向移動量が設定されている。

即ち、外輪１２のボトム側鍔部１１と保持器１４との間の軸方向寸法δａ１、折り曲げ部１７と爪部１６ａとの間の軸方向寸法δａ２、及び、外輪１２の軸方向他端部と保持器１４の軸方向他端部との間の軸方向寸法δａ３は、（δａ１＋δａ２）≦δａ３の関係を満たしている。これにより、保持器１４が外輪１２の軸方向他端部から出っ張って他の部材と干渉するのを防止することができる。

このように、本実施形態では、シェル型外輪の軸方向他端部は、軸方向に延出するので、カール側鍔部を廃止して、シェル型外輪の方向性を容易に識別することができるとともに、従来のようなカール側鍔部の焼きなまし処理を要しないことから、外輪の軌道面に硬度低下を招くことなく軸受の耐久性の向上を図ることができる。また、従来のように、外輪１２に保持器１４及び針状ころ１３を組み込んだ後の熱処理を要しないことから、有効硬化層深さ等のばらつきをなくすことができる。

また、保持器１４の外輪１２に対する軸方向への一定の移動距離を許容しつつ、保持器１４を外輪１２に抜け止めする抜け止め手段１５が設けられるので、カール側鍔部を設けなくても、保持器１４を外輪１２に支持させることができる。

なお、本実施形態では、外輪１２の内周部１６に設けた爪部１６ａを周方向全周に亘って形成したが、図２に示す本実施形態の変形例のように、爪部１６ａに代えて、被掛止部１６の周方向に少なくとも１つのステーキングタブ１６ｂを形成して、ボトム側鍔部１１、内周部１６、ステーキングタブ１６ｂによって形成される被掛止溝１８に保持器１４の折り曲げ部１７を掛止させるようにしてもよい。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るシェル型針状ころ軸受について図３を参照して説明する。なお、第１実施形態と同等部分については同一符号を付して、説明を省略或いは簡略化する。

本発明の第２実施形態に係るシェル型針状ころ軸受２０は、複数の針状ころ１３を転動自在に保持する保持器２４を樹脂製として軽量化を図っており、保持器２４の軸方向一端部には、内周部１６の被掛止溝１８に掛止する掛止部である掛止突起２７が保持器２４の周方向全周に亘って一体に形成されている。この掛止突起２７と被掛止部である被掛止溝１８とによって抜け止め手段２５が構成される。

保持器２４の樹脂材料としては、ポリアミド６６、ポリアミド４６等のポリアミド系樹脂やＰＰＳをはじめとするベンゼン環を有した耐熱性樹脂等の射出成型可能な樹脂を例示することができる。ここでいう樹脂材料は、ガラス繊維および炭素繊維等の添加材による強化材も含まれる。

従って、本実施形態のシェル型針状ころ軸受２０によれば、カール側鍔部を形成する必要がなく、保持器として樹脂材料を利用することができ、軽量化を図ることができる。
その他の構成及び作用効果については、第１実施形態のものと同様である。

なお、本実施形態では、外輪１２の被掛止溝１８に掛止する掛止突起２７を保持器２４の周方向全周に沿って配置した場合を例示したが、図４に示す本実施形態の第１変形例のように、保持器２４’は、掛止突起２７’を周方向に所定の間隔で複数箇所配置するようにしてもよい。

また、本実施形態においても、外輪１２の内周部１６に設けた爪部１６ａを外輪１２の周方向全周に亘って配置した場合を例示したが、爪部１６ａに代えて、図５に示す本実施形態の第２変形例のように、外輪１２は、内周部１６の周方向に少なくとも１つのステーキングタブ１６ｂを形成して、ボトム側鍔部１１、内周部１６、ステーキングタブ１６ｂによって構成される被掛止め溝１８に保持器２４の掛止突起２７を掛止させるようにしてもよい。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係るシェル型針状ころ軸受について図６及び図７を参照して説明する。なお、第１実施形態と同等部分については同一符号を付して、説明を省略或いは簡略化する。

本発明の第３実施形態であるシェル型針状ころ軸受３０は、図６に示すように、軸方向一端部において径方向内方に延びるボトム側鍔部３１を有し、軸方向他端部が鍔部を持たずに軸方向に延出するシェル型外輪３２と、外輪３２の軌道面３２ａに転動自在に組込まれた複数の針状ころ１３と、各針状ころ１３を転動自在に保持する金属製の保持器３４と、保持器３４の外輪３２に対する軸方向への一定の移動距離を許容しつつ、保持器３４を外輪３２に抜け止めする抜け止め手段３５と、を備えている。

抜け止め手段３５は、外輪３２に設けられた被掛止部である被掛止溝３６と、保持器３４の軸方向一端部に設けられて、被掛止溝３６に掛止する掛止部である爪部３７とを有している。外輪３２の軸方向におけるボトム側鍔部３１と軌道面３２ａとの間には、径方向内方に突出する段付きの突部３８が形成されており、被係止溝３６は、ボトム側鍔部３１と突部３８との間に設けられる。

外輪３２は、まず、円筒状部材の軸方向一端部を径方向内方に折り曲げることでボトム側鍔部３１を形成する（図７（ａ）参照。）。その後、軸方向において軌道面３２ａから離れたボトム側の円筒部分３２ｂに、不図示の台形状のフォームを外周側から押し付けることで突部３８を形成して、ボトム側鍔部３１と突部３８との間に被係止溝３６を設ける（図７（ｂ）参照。）。

そして、外輪３２の軸方向他端部側の開口から、複数の針状ころ１３を保持した保持器３４を外輪３２に軸方向に挿入すると、保持器３４の爪部３７が外輪３２の突部３８を弾性的に乗り越えて被掛止溝３６に掛止される。これにより、保持器３４は針状ころ１３を保持した状態で外輪３２に支持される。

その他の構成及び作用効果については、第１実施形態のものと同様である。
なお、本実施形態においても、保持器３４は、抜け止め手段３５によって移動規制されるまで外輪の軸方向他端部側へ移動した際、保持器３４が外輪３２の軸方向他端部より軸方向内方に位置するように、保持器３４の軸方向長さ及び軸方向移動量が設定されている。

また、突部３８と爪部３７はいずれも周方向に亘って形成されているが、いずれか一方は周方向に所定の間隔で複数箇所設けられてもよい。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係るシェル型針状ころ軸受について図８及び図９を参照して説明する。なお、第３実施形態と同等部分については同一符号を付して、説明を省略或いは簡略化する。

本発明の第４実施形態であるシェル型針状ころ軸受４０は、図８に示すように、軸方向一端部において径方向内方に延びるボトム側鍔部４１を有し、軸方向他端部が鍔部を持たずに軸方向に延出するシェル型外輪４２と、外輪４２の軌道面４２ａに転動自在に組込まれた複数の針状ころ１３と、各針状ころ１３を転動自在に保持する金属製の保持器３４と、
保持器３４の外輪４２に対する軸方向への移動を許容しつつ、保持器３４を外輪４２に抜け止めする抜け止め手段４５と、を備えている。

抜け止め手段４５は、第３実施形態と同様、外輪４２に設けられた被掛止部である被掛止溝４６と、保持器３４の軸方向一端部に設けられて、被掛止溝４６に掛止する掛止部である爪部３７とを有しているが、被掛止溝４６は、ボトム側鍔部４１と、軸方向におけるボトム側鍔部４１と軌道面４２ａとの間に径方向内方に突出する断面円弧状の突部４８との間に形成される。

外輪４２は、まず、円筒状部材の軸方向一端部を径方向内方に折り曲げることでボトム側鍔部４１を形成する（図９（ａ）参照。）。その後、軸方向において軌道面４２ａから離れたボトム側の円筒部分４２ｂに、不図示のフォームを外周側から押し付けることで外周側に溝４９ａを有する突部４９が形成される（図９（ｂ）参照。）。さらに、外輪４２の軸方向他端部側から外周側の溝４９ａをなくすように軸方向に押し付けることで、外周面同士が一部接触した断面円弧状の突部４８を形成する（図７（ｃ）参照。）。ここで、外輪４２は、突部４８に対して鍔部側の外径が軌道輪側の外径より小さくなるようにして軸方向に押し付けられる。

そして、外輪４２の軸方向他端部側の開口から、複数の針状ころ１３を保持した保持器３４を外輪４２に軸方向に挿入すると、保持器３４の爪部３７が外輪４２の突部４８を弾性的に乗り越えて被掛止溝４６に掛止される。これにより、保持器３４は針状ころ１３を保持した状態で外輪４２に支持される。この際、外輪４２の鍔部側の外径は軌道面側の外径より小さく設定されているので、針状ころ１３と軌道面４２ａとの接触部がテーパとならずエッジロードが発生するのを防止できる。
その他の構成及び作用効果については、第１実施形態のものと同様である。

なお、突部４８と爪部３７もいずれも周方向に亘って形成されているが、いずれか一方は周方向に所定の間隔で複数箇所設けられてもよい。

なお、本発明は、前述した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。

本発明の第１実施形態であるシェル型針状ころ軸受を説明するための要部断面図である。 第１実施形態の変形例である被掛止部を説明するための要部断面図である。 本発明の第２実施形態であるシェル型針状ころ軸受を説明するための要部断面図である。 第２実施形態の第１変形例である掛止突起を説明するための要部断面図である。 第２実施形態の第２変形例である被掛止部を説明するための要部断面図である。 本発明の第３実施形態であるシェル型針状ころ軸受を説明するための要部断面図である。 第３実施形態の外輪を製造する工程を示す断面図である。 本発明の第４実施形態であるシェル型針状ころ軸受を説明するための要部断面図である。 第４実施形態の外輪を製造する工程を示す断面図である。 従来のシェル型針状ころ軸受を説明するための要部断面図である。

符号の説明

１０ シェル型針状ころ軸受
１１ ボトム側鍔部
１２ シェル型外輪
１２ａ 軌道面
１３ 針状ころ
１４ 保持器
１５ 抜け止め手段
１６ａ 爪部
１６ｂ ステーキングタブ
１７ 折り曲げ部（掛止部）
１８ 被掛止溝（被掛止部）

Claims (9)

1. 軸方向一端部において径方向内方に延びる鍔部を有するシェル型外輪と、該外輪の軌道面に転動自在に組込まれた複数の針状ころと、該各針状ころを転動自在に保持する保持器とを備えたシェル型針状ころ軸受において、
   前記シェル型外輪の軸方向他端部は、軸方向に延出することを特徴とするシェル型針状ころ軸受。
2. 前記保持器の前記外輪に対する軸方向への一定の移動距離を許容しつつ、前記保持器を前記外輪に抜け止めする抜け止め手段が設けられることを特徴とする請求項１に記載のシェル型針状ころ軸受。
3. 前記抜け止め手段は、前記外輪に設けられる被掛止部と、前記保持器に設けられて、前記被掛止部に掛止する掛止部とを備え、前記保持器と前記外輪は、前記被掛止部と前記掛止部の少なくとも一方を弾性変形させることで抜け止めされることを特徴とする請求項２に記載のシェル型針状ころ軸受。
4. 前記掛止部は、前記保持器の軸方向一端部を内側に折り曲げた折り曲げ部によって形成されることを特徴とする請求項３に記載のシェル型針状ころ軸受。
5. 前記外輪は、前記鍔部の先端から軸方向に延びる内周部を有し、該内周部には径方向外方に突出する少なくとも一つのステーキングタブが形成されることを特徴とする請求項３又は４に記載のシェル型針状ころ軸受。
6. 前記保持器は樹脂製であり、前記掛止部は前記保持器の軸方向一端部に形成される少なくとも一つの掛止突起であることを特徴とする請求項３又は５に記載のシェル型針状ころ軸受。
7. 前記外輪は、前記鍔部と前記軌道面との間に径方向内方に突出する突部を有し、前記掛止部は前記鍔部と前記突部との間に形成される掛止溝であることを特徴とする請求項３に記載のシェル型針状ころ軸受。
8. 前記保持器は、前記抜け止め手段によって移動規制されるまで前記外輪の軸方向他端部側へ移動した際、該保持器が前記外輪の軸方向他端部より軸方向内方に位置することを特徴とする請求項２〜７のいずれかに記載のシェル型針状ころ軸受。
9. 前記外輪の前記鍔部側の外径は前記軌道面側の外径より小さいことを特徴とする請求項７に記載のシェル型針状ころ軸受。

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