JP2007147036A - シェル形ころ軸受およびシェル形ころ軸受構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】ころを安定して転動させることができるシェル形ころ軸受を提供する。
【解決手段】シェル形ころ軸受に含まれる保持器１４のうち、柱部２２は、内径面２８側に断面形状がＶ字状に押し曲げられている。ＰＣＤ２６においては、側壁面２５の中央部には、外径面２７側のせん断面２３が位置し、側壁面２５の端部には、内径面２８側の破断面２４が位置している。シェル形ころ軸受に含まれるシェル形外輪については、シェル形外輪を圧入する内径穴を有する基準リングにシェル形外輪が圧入された場合に、上記したシェル形外輪の軌道面の軸方向の真直度は、０．００８ｍｍ以下であり、基準リングの内径面または外径面を基準とした平行度は、０．０１５ｍｍ以下である。
【選択図】図１

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構造物に関する。

シェル形ころ軸受は、軸受投影面積が小さいにもかかわらず、高荷重の負荷を受けることができ、かつ、高剛性であるため、排気量の小さい２サイクルエンジンのコンロッド等に使用されている。ここで、シェル形ころ軸受は、鋼板を絞り加工等して成型されたシェル形外輪と、ころと、シェル形外輪の内径面に沿うように配置される保持器とを含む。保持器には、ころを保持するためのポケットが設けられ、各ポケットの間に位置する柱部で、各ころの間隔を保持する。

ここで、上記したシェル形ころ軸受に含まれる保持器の製造方法について、簡単に説明する。まず、保持器の材料となる帯鋼を、ころを保持することができる大きさのポケット穴を開口するようポケット抜きする。その後、帯鋼の断面形状がＶ字状となるようにプレス加工する。プレス加工後、保持器の円周長さとなるように切断し、切断された帯鋼を円筒状に折り曲げ、折り曲げられた帯鋼の端面同士を溶接等により接合し、熱処理工程を行い、保持器を製造する。

ここで、帯鋼の断面形状がＶ字状となるプレス加工を行うと、径方向の断面高さを大きく確保することができるため、次のような効果が生じる。図１３は、プレス加工を行った後に、切断された帯鋼を円筒状に折り曲げる前後の径方向の断面図である。保持器１０４が円筒状に折り曲げられる前（図１３（ａ））の柱部１０６の内径面１１２側の間隔は、保持器１０４が円筒状に折り曲げられた後（図１３（ｂ））に小さくなるため、ポケットに保持されたころ１０３が内径面１１２側に抜け落ちることを防止することができる。この場合、さらに、柱部１０６の外径面１１１側に、ころ抜け防止部を設けることにより、ころ１０３が外径面１１１側に抜け出るのを防止するようにしてもよい。

また、図１４は、ころ１０３が保持された保持器１０４が、シェル形外輪１０２および軸１０１に組み込まれた状態を示す図であり、断面形状がＶ字状となるプレス加工を行うことにより、ころ１０３を案内するのに最も挙動が安定する位置であるＰＣＤ（Ｐｉｔｃｈ Ｃｉｒｃｌｅ Ｄｉａｍｅｔｅｒ）１０５付近で、ころ１０３を案内することもできる。

なお、上記した工程により製造された保持器と同様の形状を有するころ軸受の保持器が、特開２００５−９８３６８号公報（特許文献１）に記載されている。

次に、上記したシェル形ころ軸受に含まれるシェル形外輪１０２の精度測定方法について説明する。シェル形外輪１０２は、その円筒部の内径面１１９に、ころを転走させる軌道面を有する。シェル形外輪１０２の軌道面に関しては、ころを安定して転動させる必要があるため、高い寸法精度が要求される。

このような高い寸法精度が要求されるシェル形外輪１０２の軌道面の精度測定は、周方向における厚み寸法の変動、すなわち、シェル形外輪１０２の円筒部の肉厚変動を測定していた。図１５は、この場合のシェル形外輪１０２の円筒部の肉厚変動を測定する状態を示す図である。図１５を参照して、シェル形外輪１０２は、その円筒部１１６の内径面１１９側に、ころを転動する軌道面を有する。ここで、円筒部１１６の肉厚変動の測定については、図１５中の矢印Ｘや矢印Ｙに示す箇所の外径面１１８側に基準片１１７を当て、対応する内径面１１９側にゲージ端子を当てた状態で、シェル形外輪１０２を回転させることによって、その肉厚変動を測定していた。
特開２００５−９８３６８号公報（段落番号００４０、図２）

上記したシェル形ころ軸受に含まれるシェル形外輪の精度測定方法について、円筒部の厚み寸法の測定においては、円筒部１１６の肉厚変動、すなわち、周方向における肉厚寸法の差を測定している。しかし、ころを安定した状態で転動させることができるかどうかを評価するための精度パラメータとして、必ずしも最適なものではない。特に、シェル形外輪１０２の円筒部１１６は比較的薄肉であり、熱処理等により変形するおそれがあるため、圧入後の形状を測定することが必要と思われる。

このような場合には、平行度の基準面等を有する基準リングに設けられた内径穴にシェル形外輪を圧入した状態で、シェル形外輪の内径面の母線形状を測定し、これを精度パラメータとする。しかし、このような母線形状をそのまま精度パラメータとすると、ころが転動する面以外の部分を含んで母線形状を測定しているため、ころを安定した状態で転動させることができるかどうかを正確に評価することができない。

一方、上記した保持器の製造工程において、上記したポケット抜き工程では、打ち抜き刃を有するポンチ等で、保持器の材料に対し、ポケット形状に刃先を押し当てて打ち抜くことにより行う。この場合、打ち抜かれたポケットの側壁面、すなわち、各ポケットの間に位置する柱部の側壁面には、せん断面および破断面が発生することになる。せん断面とは、ポンチ等の打ち抜き刃の刃先によって打ち抜かれて切断される平滑な面である。また、破断面とは、ポンチ等の打ち抜き刃によって打ち抜くときに、刃先によって押し込まれた材料で引きちぎられるように切断される粗い面である。

ここで、ポケット抜き工程において、円筒状に折り曲げられたときに、内径面となる側からポケットを打ち抜くと、柱部の側壁面の外径面となる側に破断面が位置することになる。

図１６は、この場合の保持器１０４の径方向の断面図であり、図１７は、この場合の保持器１０４の軸方向の断面図である。図１７において、点線で示された部分は、保持器１０４のポケットに保持されたころ１０３を示しており、一点鎖線は、ＰＣＤ１０５を示す。図１６および図１７を参照して、内径面１１２側となる図中の矢印Ｚの方向からポケット抜きを行うと、側壁面１１０の内径面１１２側にはせん断面１０８が位置し、側壁面１１０の外径面１１１側には破断面１０９が位置することになる。ここで、保持器１０４はＶ字状にプレス加工されているため、ころ１０３を保持したときに、側壁面１１０の中央部のＰＣＤ１０５付近に、破断面１０９が位置し、側壁面１１０の端部のＰＣＤ１０５付近にせん断面１０８が位置することになる。

この場合のＰＣＤ１０５における側壁面１１０の形状曲線１１４を、ころ１０３の外形輪郭線１１３と重ねて、図１８に示す。図１８を参照して、側壁面１１０のうち、中央部は破断面１０９であり、端部はせん断面１０８である。そうすると、形状曲線１１４は外形輪郭線１１３に対して、中央部に凹んだ形状となり、ころ１０３は、側壁面１１０の端部のせん断面１０８に接触して案内されることになる。

しかし、ころ１０３の端部は面取り部であり、また、側壁面１１０の端部はころ１０３の外形輪郭線１１３と沿う形状ではないため、適切に接触することができず、安定してころ１０３を案内することができない。

このような保持器およびシェル形外輪を含むシェル形ころ軸受は、ころを安定して転動させることはできない。また、このようなシェル形ころ軸受を備えるシェル形ころ軸受構造物についても、ころのスキューが発生し、焼付きが生じるおそれがある。

この発明は、ころを安定して転動させることができるシェル形ころ軸受およびシェル形ころ軸受構造物を提供することを目的とする。

この発明に係るシェル形ころ軸受は、複数のころと、内径側に軌道面を有するシェル形外輪と、ころを保持する保持器とを有する。シェル形外輪を圧入する内径穴を有する基準リングにシェル形外輪が圧入された場合に、上記したシェル形外輪の軌道面の軸方向の真直度は、０．００８ｍｍ以下であり、基準リングの内径面または外径面を基準とした平行度は、０．０１５ｍｍ以下である。また、上記した保持器は、一対の環状部と、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柱部とを含む。ここで、柱部の側壁面は、ポケットを形成するように打ち抜き刃によって打ち抜かれるせん断面と、打ち抜き刃によって押し込まれる材料で引きちぎられる破断面とを有する。上記したころは、せん断面によって案内される。

このように構成することにより、シェル形ころ軸受に含まれる保持器について、ころを案内する柱部の側壁面のうち、中央部の、平滑で、ころの外形に沿うせん断面でころを案内することができる。また、シェル形ころ軸受に含まれるシェル形外輪についても、基準リングの内径穴に圧入された状態で、ころが転動する軌道面を、真直、かつ、平行に規定することができる。そうすると、転動時において、ころの転動面とシェル形外輪の内径面に位置する軌道面とが、適切に接触することができる。

このような保持器およびシェル形外輪を含むシェル形ころ軸受は、ころを安定して転動させることができる。ここで、真直度とは、基準リング圧入時におけるシェル形外輪の軌道面の軸方向の最大厚みと最小厚みの差をいい、平行度とは、基準面となる基準リングの内径面とシェル形外輪の軌道面との平行度合いをいう。なお、基準リングの内径面と外径面との同軸度が確保されていれば、基準リングの外径面を平行度の基準面とすることができる。

好ましくは、柱部は、その中央部が径方向内側に凹んだ形状を有しており、中央部のせん断面は、径方向外側に位置し、破断面は、径方向内側に位置している。こうすることにより、ＰＣＤ付近にせん断面を位置することができ、ころの挙動を安定させて案内することができる。

より好ましくは、ころを案内するせん断面の軸方向の長さは、ころの軸方向の長さの６０％以上である。こうすることにより、シェル形ころ軸受に含まれる保持器について、ころを安定して案内する案内面を十分に確保することができ、より安定してころを転動させることができる。

この発明の他の局面においては、シェル形ころ軸受構造物は、内径穴を有するハウジングと、複数のころと内径側に軌道面を有するシェル形外輪と保持器とを含み、ハウジングの内径穴に圧入されるシェル形ころ軸受とを備える。ここで、上記したシェル形ころ軸受に含まれる保持器は、一対の環状部と、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柱部とを含む。上記した柱部は、その中央部が径方向内側に凹んだ形状を有する。ここで、柱部の側壁面は、その径方向外側に、ポケットを形成するように打ち抜き刃によって打ち抜かれるせん断面を有し、その径方向内側に、打ち抜き刃によって押し込まれる材料で引きちぎられる破断面を有している。ここで、シェル形外輪を圧入する内径穴を有する基準リングにシェル形外輪が圧入された場合に、シェル形外輪の軌道面の軸方向の真直度は、０．００８ｍｍ以下であり、基準リングの内径面または外径面を基準とした平行度は、０．０１５ｍｍ以下である。

このようなシェル形ころ軸受構造物は、ころを安定して転動させることができる保持器およびシェル形外輪を含むシェル形ころ軸受を備えるため、ころのスキューを抑制し、耐焼付き性を向上させることができる。

好ましくは、柱部は、その中央部が径方向内側に凹んだ形状を有しており、中央部のせん断面は、径方向外側に位置し、破断面は、径方向内側に位置している。こうすることにより、シェル形ころ軸受構造物に備えられたシェル形ころ軸受に含まれる保持器について、ＰＣＤ付近にせん断面を位置することができ、ころの挙動を安定させて案内することができる。

より好ましくは、ころを案内するせん断面の軸方向の長さは、ころの軸方向の長さの６０％以上である。こうすることにより、シェル形ころ軸受構造物に備えられたシェル形ころ軸受に含まれる保持器について、ころを安定して案内する案内面を十分に確保することができ、より安定してころを転動させることができる。したがって、より耐焼付き性を向上させることができる。

この発明によれば、シェル形ころ軸受に含まれる保持器について、ころを案内する柱部の側壁面のうち、中央部の、平滑で、ころの外形に沿うせん断面でころを案内することができる。また、シェル形ころ軸受に含まれるシェル形外輪についても、基準リングの内径穴に圧入された状態で、ころが転動する軌道面を、真直、かつ、平行に規定することができる。そうすると、転動時において、ころの転動面とシェル形外輪の内径面に位置する軌道面とが、適切に接触することができる。

その結果、ころを安定して転動させることができるシェル形ころ軸受およびシェル形ころ軸受構造物を提供することができる。

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２は、この発明の一実施形態に係るシェル形ころ軸受構造物の一例を示す断面図である。図２を参照して、シェル形ころ軸受構造物１０は、シェル形ころ軸受１１と、内径穴を有するハウジングとして、大端部および小端部にシェル形ころ軸受を圧入する内径穴を有するコンロッド１５とを備える。シェル形ころ軸受１１は、両端の鍔部が径方向内側に折り曲げられたシェル形外輪１２と、シェル形外輪１２の内径面に沿うように配置される複数のころ１３と、ころ１３を保持する保持器１４とを含む。保持器１４は、シェル形外輪１２の両端面側に位置する一対の環状部と、各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し、その中央部を折り曲げて径方向内側に凹んだ形状を有する柱部とを有する。シェル形ころ軸受１１は、コンロッド１５の小端部１６に設けられた内径穴に圧入され、ピストンピン１９を支持する。また、コンロッド１５の大端部１７に設けられた内径穴にも、シェル形ころ軸受１１と同じ構成のシェル形ころ軸受１８が圧入され、クランク軸２０を支持する。シェル形ころ軸受１１、１８は、サイズが異なるものの、同じ構成を有するため、以下、シェル形ころ軸受１１について説明する。

ここで、シェル形ころ軸受１１を構成する部材のうち、保持器１４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ころ軸受１１の保持器１４を製造する工程を示すフローチャートである。また、図４は、図３に示された工程のうち、代表的な工程を表す概略図である。図３および図４を参照して、保持器１４の製造方法について説明する。

まず、保持器１４の材料となる鋼板を、帯鋼の状態（図４（ａ））において、ころ１３を保持するポケットを形成するためのポケット抜き工程（図４（ｂ））を行う。ポケット抜き工程は、打ち抜き刃を有するポンチで、帯鋼に対し、ポケット形状に刃先を押し当てて打ち抜くことにより行う。ここで、ポンチの打ち抜く方向であるが、後の曲げ工程で円筒状に折り曲げたときに、外径面となる側から打ち抜きを行う。

こうすることにより、最終的に製造された保持器について、外径面となる側の柱部の側壁面はせん断面となり、内径面となる側の柱部の側壁面は破断面となる。

次に、ポケットが打ち抜かれた帯鋼を、断面形状がＶ字状となるように成型するプレス工程（図４（ｃ））を行う。ここで、Ｖ字状とは、ポケットが打ち抜かれた帯鋼の中央部と環状部とが円筒状に折り曲げられたときに、径方向に段差が設けられるように押し曲げることをいう。これは、後に外径面となる側から内径面となる側に向かって、プレスで押圧することによって行う。したがって、プレス工程によって、柱部の中央部は、環状部よりも径方向の内側に凹んだ形状となる。

その後、保持器１４の円周長さとなるように、帯鋼を切断する切断工程を行う。次に、切断された帯鋼を、シェル形外輪１２の内径面に沿うような円筒状に折り曲げる曲げ工程（図４（ｄ））を行い、その後、両端面を溶接等により接合する接合工程（図４（ｅ））を行った後、軟窒化処理や浸炭焼入処理等の熱処理工程を行って、保持器１４が製造される。

なお、このようにして製造された保持器１４のポケットに、複数のころ１３を組み込み、ころ１３が組み込まれた保持器１４をシェル形外輪１２に取り付け、シェル形ころ軸受１１が製造される。

図１は、上記した製造工程で製造された保持器１４の軸方向の断面図である。図１において、点線で示された部分は、保持器１４のポケットに保持されたころ１３を示しており、一点鎖線は、ＰＣＤ２６を示す。また、この場合のＰＣＤ２６における側壁面２５の形状曲線３２を、ころ１３の外形輪郭線３１と重ねて、図５に示す。

図１および図５を参照して、柱部２２は、上述したプレス工程において、内径面２８側に断面形状がＶ字状となるように押し曲げられている。したがって、柱部２２の中央部は、環状部２１よりも内径面２８側に位置することになる。

また、上述したポケット抜き工程において、外径面２７側からポンチの打ち抜き刃を押し当てて打ち抜いているため、柱部２２の側壁面２５においては、外径面２７側にはせん断面２３が位置し、内径面２８側には破断面２４が位置している。したがって、ＰＣＤ２６においては、側壁面２５の中央部には、外径面２７側のせん断面２３が位置し、側壁面２５の端部には、内径面２８側の破断面２４が位置することになる。

ここで、側壁面２５の中央部に位置するせん断面２３の形状曲線３２は平滑で、ころ１３の外形輪郭線３１に沿う形状となる。そうすると、ころ１３の中央部と側壁面２５の中央部は適切に接触することができ、安定してころ１３を案内することができる。

なお、ころ１３を案内するせん断面２３の軸方向の長さは、ころ１３の軸方向の長さの６０％以上であることが好ましい。ここで、せん断面２３の長さをころ長さの６０％以上とするには、上記したプレス工程において、ＰＣＤ２６上のせん断面２３の長さを、ころ長さの６０％以上になるように押し曲げることにより行ってもよい。具体的には、図１中のＡの寸法、すなわち、ＰＣＤ２６における一方の環状部２１側の破断面２４の寸法を、ポケットの軸方向の長さであるＢの寸法の２０％以下となるように、Ｖ字状に、かつ、径方向に押し曲げることにより行う。図５において、形状曲線３２の中央部に位置する平滑で外形輪郭線３１に沿う形状は、ころ長さの６０％以上である。

こうすることにより、ころと適切に接触するせん断面２３を多くすることができ、ころの挙動を抑え、より安定してころ１３を案内することができる。

次に、シェル形外輪の軌道面の真直度および平行度の測定方法について説明する。まず、軌道面の真直度および平行度を測定する装置について説明する。図６は、シェル形外輪の真直度および平行度を測定する形状測定装置４１の概略図である。図６を参照して、シェル形外輪の形状測定装置４１は、内径穴４５を有する基準リング４２と、内径穴４５に圧入されたシェル形外輪の内径面および基準リング４２の外径面４９または内径面４６の軸方向の母線形状を測定するプローブ部４３と、プローブ部４３を軸方向に走査して移動させるプローブ移動手段４４とを有する。

基準リング４２は円筒状であり、シェル形外輪を圧入することができる内径穴４５を有している。また、内径穴４５の内径面４６および基準リング４２の外径面４９は、同軸度が確保されており、いずれの面も、圧入されるシェル形外輪の軌道面との平行度を測定する上での基準面となる。

プローブ部４３は、測定物との接触により、測定物の母線形状を測定する先端部４７と、先端部４７とプローブ移動手段４４とを連結するアーム部４８とを有する。

プローブ移動手段４４は、プローブ部４３を基準リング４２に圧入されたシェル形外輪の内径面に走査させる移動手段と、プローブ部４３を基準リング４２の外径面４９または内径面４６に走査させる移動手段とを有する。プローブ部４３は、軸方向、すなわち、図６中の左右方向に、プローブ移動手段によって移動することができるが、移動時においては、図６中の上下方向についても移動することができる。すなわち、測定物が傾いていても、左右方向の移動は規制されず、プローブ部４３は測定物の形状に沿って移動することができる。

次に、上記した形状測定装置４１を使用して、シェル形外輪の軌道面の真直度および平行度を測定する測定方法について説明する。なお、ここでは、真直度等を測定するシェル形外輪として、一方端の鍔部を径方向内側に折り曲げた状態でのシェル形外輪を用いるが、前述したシェル形ころ軸受１１に含まれるシェル形外輪１２のように、両端の鍔部を径方向内側に折り曲げたシェル形外輪を測定する場合も同様である。

まず、シェル形外輪を基準リング４２の内径穴４５に圧入する。図７は、上記した形状測定装置４１に備えられた基準リング４２の内径穴４５に、一方端の鍔部を折り曲げたシェル形外輪３６を圧入した状態を示す軸方向の断面図である。図７を参照して、シェル形外輪３６の外径面３７と、内径穴４５の内径面４６とを当接させるように、シェル形外輪３６を圧入する。

次に、基準リング４２の外径面４９の母線形状を測定する。図８は、外径面４９の母線形状を測定する場合の、基準リング４２の軸方向の断面図である。図８を参照して、まず、基準リング４２を一定の角度で傾ける。こうすることにより、シェル形外輪３６の鍔部４０の内径側の面と、円筒部の内径面３８の母線形状を測定することが可能になる。

その後、先端部４７を基準リング４２の外径面４９に当接させ、プローブ部４３を矢印Ｃの方向に移動させる。このようにして、基準リング４２の基準面である外径面４９の母線形状を測定する。なお、この場合において、基準面である内径穴４５の内径面４６の母線形状を測定してもよい。たとえば、図８中、Ｄで示す部分の内径面４６の母線形状を測定する。こうすることにより、外径面４９の母線形状が測定できない場合であっても、内径面４６の母線形状を測定することにより、平行度を測定する上での基準面とすることができる。

次に、圧入されたシェル形外輪３６の内径面３８の母線形状を測定する。図９は、シェル形外輪３６の内径面３８の母線形状を測定する場合の、基準リング４２の軸方向の断面図である。なお、図９中、点線で示す部分は、シェル形外輪３６に組み込まれたころ３５を表す。図９を参照して、シェル形外輪３６が圧入された基準リング４２を一定の角度に傾けたまま、シェル形外輪３６の鍔部４０の内径面に、先端部４７を当接させる。こうすることにより、鍔部４０の内径側の角部Ｐを、軸方向の母線形状を測定し始める起点とすることができる。また、基準リング４２は一定の角度で傾けられているため、先端部４７とアーム部４８が図のように垂直に連結されていても、鍔部４０と内径面３８との交わる部分である折曲げ部３９付近の面に、容易に当接することができる。

その後、先端部４７を矢印Ｃの方向に移動させることにより、シェル形外輪３６の内径面３８の母線形状を測定する。内径面３８の母線形状については、鍔部４０の内径面からシェル形外輪３６の開口端に向かって母線形状が測定されるため、測定された内径面３８の母線形状には、ころ３５を転動させるときに、ころ３５とシェル形外輪３６とが当接しない部分を含むことになる。

ここで、シェル形外輪３６の内径面３８のうち、ころ３５が転動する軌道面の真直度および平行度を測定する範囲として、図９中のＬ２の範囲で真直度および平行度を測定する。Ｌ２とは、ころ長さをＬとした場合に、Ｌ２≧０．８×Ｌとなる範囲であり、Ｌ２として、所定長さ以上の範囲を規定することにより、測定される真直度および平行度を、信頼性のあるものにすることができる。なお、鍔部４０の内径側の角部ＰからＬ２の起点までの軸方向の寸法をＬ１とすると、０．８ｍｍ≦Ｌ１≦２ｍｍの範囲とする。このＬ１の領域は、通常、ころ３５とシェル形外輪３６とが当接しない部分に対応する。

図１０は、シェル形外輪３６が圧入された基準リング４２を、径方向の断面で切断した場合の断面図である。図１０を参照して、矢印Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈで示すように、図１０中の上下左右対称な４方向で、内径面３８の母線形状を測定する。こうすることにより、より精度を向上させて真直度および平行度を測定することができる。なお、さらに精度を求めるのであれば、上記した４方向以上で測定してもよい。

このようにして測定された母線形状を表す概略図を図１１に示す。図１１を参照して、横軸は、軸方向の寸法、縦軸は、測定した母線形状の凹凸を表す。基準面である基準リング４２の外径面４９の母線形状５１を基準として、内径面３８のうち、Ｌ１の範囲の母線形状５２を除き、Ｌ２の範囲にある母線形状５３から、真直度および平行度を測定する。すなわち、真直度として、母線形状５３の最大値と最小値の差をとり、平行度として、母線形状５１と母線形状５３との平行度合いをとる。このようにして、ころが転動する軌道面を、真直、かつ、平行に規定する。

測定した真直度および平行度のうち、それぞれの値が異なるシェル形外輪を含むシェル形ころ軸受について、耐焼付き性を確認する試験を実施した。なお、形状測定には、輪郭形状測定機（ミツトヨ社：ＣＶ３０００）を使用した。

試験条件は以下の通りである。本試験結果を表１に示す。

試験機 ：２サイクルエンジン
混合比 ：ガソリン／潤滑油＝１００／１
運転パターン ：フルスロットル
運転時間 ：２時間または焼付くまで

表１を参照して、従来品１においては、シェル形ころ軸受１０個中、３個に対して焼付きが発生した。従来品２においては、シェル形ころ軸受１０個中、４個に対して焼付きが発生した。従来品３においては、シェル形ころ軸受１０個中、７個に対して焼付きが発生した。これに対し、実施例１においては、シェル形ころ軸受１０個中、焼付きが発生したシェル形ころ軸受はなかった。

したがって、少なくとも、平行度は、０．０１０ｍｍ以下とし、真直度は、０．００８ｍｍ以下とすることにより、ころを安定して転動させ、焼付きの発生を防止することができる。

また、実施例２として、図５で示したせん断面がころ長さの６０％以上である保持器が含まれるシェル形ころ軸受、サンプルＡとして、図１２の形状曲線３３に示す、せん断面がころ長さの５０％である保持器が含まれるシェル形ころ軸受、従来品４として、従来の保持器が含まれるシェル形ころ軸受について、各シェル形ころ軸受をコンロッドに使用して、耐焼付き性を確認する試験を実施した。

試験条件は、上記と同様である。また、本試験結果を表２に示す。

表２は、上記した試験の結果を示す表である。表２を参照して、従来品４においては、シェル形ころ軸受１０個中、８個に対して焼付きが発生した。また、サンプルＡにおいては、シェル形ころ軸受１０個中、６個に対して焼付きが発生した。実施例２においては、シェル形ころ軸受１０個中、焼付きが発生した軸受はなかった。

したがって、せん断面の軸方向の長さがころ長さの６０％以上である場合は、焼付きが発生しなかったので、せん断面の軸方向の長さは６０％あれば十分である。

以上より、このような保持器およびシェル形外輪を含むシェル形ころ軸受は、ころを安定して転動させることができる。また、このようなシェル形ころ軸受を備えるシェル形ころ軸受構造物は、耐焼付き性を向上させることができる。

なお、上記の実施の形態においては、シェル形外輪の軌道面の真直度および平行度を測定するに際し、基準リング全体を傾けて測定することにしたが、これに限らず、プローブ部の先端を斜め形状に変更して、基準リングを傾けなくとも、鍔部の内径側の角部にプローブ部の先端部を当接することが可能な構造にしてもよい。

また、プローブ部の先端を接触させて、基準リングの外径面やシェル形外輪の内径面の母線形状を測定することにしたが、これに限らず、レーザー等の非接触の方式で、基準リングの外径面等の母線形状を測定することにしてもよい。

なお、上記の実施の形態においては、シェル形ころ軸受構造物に備えられるハウジングとして、小端部および大端部に内径穴を有するコンロッドを用いたが、これに限らず、シェル形ころ軸受を圧入することができる内径穴を有する他の部材であってもよい。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、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このようなシェル形ころ軸受を備えるシェル形ころ軸受構造物は、ころを安定して転動させることができるため、耐焼付き性を向上させた２サイクルエンジンのコンロッド等に有効に利用される。

シェル形ころ軸受１１に含まれる保持器１４の軸方向の断面図である。 この発明の一実施形態に係るシェル形ころ軸受構造物１０を示す断面図である。 シェル形ころ軸受１１に含まれる保持器１４の製造工程を示すフローチャートである。 保持器１４の製造工程のうち、代表的な工程を示す概略図であり、帯鋼の状態（ａ）、Ｖ型フォーム成型工程（ｂ）、ポケット抜き工程（ｃ）、曲げ工程（ｄ）、最終製品（ｅ）を示す。 ＰＣＤ２６における側壁面２５の形状曲線３２を、ころ１３の外形輪郭線３１と重ねて示す図である。 シェル形外輪の真直度および平行度を測定する形状測定装置４１の概略図である。 基準リング４２の内径穴４５に、シェル形外輪３６を圧入した状態を示す軸方向の断面図である。 基準リング４２の外径面４９の母線形状を測定する場合の、基準リング４２の軸方向の断面図である。 シェル形外輪３６の内径面３８の母線形状を測定する場合の、基準リング４２の軸方向の断面図である。 シェル形外輪３６が圧入された基準リング４２を、径方向の断面で切断した場合の断面図である。 シェル形外輪３６の内径面３８および基準リング４２の外径面４９の母線形状を測定した図である。 せん断面２３を５０％としたサンプルＡのＰＣＤ２６における側壁面２５の形状曲線３３を、ころ１３の外形輪郭線３１と重ねて示す図である。 帯鋼を円筒状に折り曲げる前（ａ）および折り曲げた後（ｂ）の状態を示す径方向の断面図である。 Ｖ型フォーム成型加工を行った保持器１０４のポケットに、ころ１０３を保持した状態を示した図である。 従来におけるシェル形外輪１０２の円筒部１１６の厚み寸法を測定する状態を示す図である。 内径面１１２側にせん断面１０８、外径面１１１側に破断面１０９が位置された場合の保持器１０４の径方向の断面図である。 従来における内径面１１２側にせん断面１０８、外径面１１１側に破断面１０９が位置された場合の軸方向の断面図である。 従来におけるＰＣＤ１０５における側壁面１１０の形状曲線１１４を、ころ１０３の外形輪郭線１１３と重ねて示す図である。

符号の説明

１０ シェル形ころ軸受構造物、１１，１８ シェル形ころ軸受、１２，３６ シェル形外輪、１３，３５ ころ、１４ 保持器、１５ コンロッド、１６ 小端部、１７ 大端部、１９ ピストンピン、２０ クランク軸、２１ 環状部、２２ 柱部、２３ せん断面、２４ 破断面、２５ 側壁面、２６ ＰＣＤ、２７，３７，４９ 外径面、２８，３８，４６ 内径面、３１ 外形輪郭線、３２，３３ 形状曲線、３９ 折曲げ部、４０ 鍔部、４１ 形状測定装置、４２ 基準リング、４３ プローブ部、４４ プローブ移動手段、４５ 内径穴、４７ 先端部、４８ アーム部、５１，５２，５３ 母線形状。

Claims (6)

1. 複数のころと、
   内径側に軌道面を有するシェル形外輪と、
   前記ころを保持する保持器とを有するシェル形ころ軸受であって、
   前記シェル形外輪を圧入する内径穴を有する基準リングに前記シェル形外輪が圧入された場合に、前記シェル形外輪の軌道面の軸方向の真直度は、０．００８ｍｍ以下であり、前記基準リングの内径面または外径面を基準とした平行度は、０．０１５ｍｍ以下であり、
   前記保持器は、一対の環状部と、前記ころを収容するポケットを形成するように前記一対の環状部を連結する柱部とを含み、
   前記柱部の側壁面は、前記ポケットを形成するように打ち抜き刃によって打ち抜かれるせん断面と、打ち抜き刃によって押し込まれる材料で引きちぎられる破断面とを有し、
   前記ころは、前記せん断面によって案内される、シェル形ころ軸受。
2. 前記柱部は、その中央部が径方向内側に凹んだ形状を有しており、前記せん断面は、径方向外側に位置し、前記破断面は、径方向内側に位置している、請求項１に記載のシェル形ころ軸受。
3. ころを案内する前記せん断面の軸方向の長さは、ころの軸方向の長さの６０％以上である、請求項１または２に記載のシェル形ころ軸受。
4. 内径穴を有するハウジングと、
   複数のころと、内径側に軌道面を有するシェル形外輪と、一対の環状部と、前記ころを収容するポケットを形成するように前記一対の環状部を連結する柱部とを含み、前記柱部の側壁面は、前記ポケットを形成するように打ち抜き刃によって打ち抜かれるせん断面と、打ち抜き刃によって押し込まれる材料で引きちぎられる破断面とを有する保持器とを含み、前記ころは、前記せん断面によって案内され、前記内径穴に圧入されるシェル形ころ軸受とを備えるシェル形ころ軸受構造物であって、
   前記シェル形外輪を圧入する内径穴を有する基準リングに前記シェル形外輪が圧入された場合に、前記シェル形外輪の軌道面の軸方向の真直度は、０．００８ｍｍ以下であり、前記基準リングの内径面または外径面を基準とした平行度は、０．０１５ｍｍ以下である、シェル形ころ軸受構造物。
5. 前記柱部は、その中央部が径方向内側に凹んだ形状を有しており、前記せん断面は、径方向外側に位置し、前記破断面は、径方向内側に位置している、請求項４に記載のシェル形ころ軸受構造物。
6. ころを案内する前記せん断面の軸方向の長さは、ころの軸方向の長さの６０％以上である、請求項４または５に記載のシェル形ころ軸受構造物。

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