JP2023071369A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】生産性が良好であり、低フリクション化を実現することができる転がり軸受を提供する。【解決手段】転がり軸受１０ａは、内径側に軌道面１３ａを有するシェル形外輪４１ａと、軌道面１３ａ上に配置される複数のころ１１ａと、シェル形外輪４１ａの内径側に配置され、複数の針状ころ１１ａを保持する保持器２１ａと、を備える。シェル形外輪４１ａは、保持器２１ａの軸方向の移動を規制する移動規制部を含む。ころ１１ａの直径を長さＤ１とし、シェル形外輪４１ａの肉厚を長さＴ１とすると、長さＤ１は、２ｍｍ以下であり、０．５≦長さＤ１／長さＴ１＜１．５の関係を有する。【選択図】図３

Description

本開示は、転がり軸受に関するものである。

転動体としての針状ころを含む針状ころ軸受が知られている（例えば特許文献１、特許文献２および特許文献３参照）。特許文献１には、軸受断面高さが１．０～２．０ｍｍであって、保持器の板厚が０．３～１．２ｍｍであり、シェルが圧入された状態で、フランジ部の外周面と軌道面とのすきまが０．１５～０．２５ｍｍであるシェル形ニードル軸受が開示されている。特許文献２には、シェル外輪と、複数の針状ころと、保持器とを備え、針状ころの本数と、針状ころのころ径と、軌道面に配置される複数の針状ころそれぞれの自転中心を結んだ円の直径とが所定の関係を有するシェル形針状ころ軸受が開示されている。また、特許文献３に開示の針状ころ軸受によると、針状ころを保持する保持器の軸方向の移動を規制するために、シェル形外輪の両端部を内側に折り返すように折り曲げて、保持器の軸方向の移動を規制することとしている。

特許第５４７６５９３号 特許第５０８１５７１号 特開２００５－１７２０３７号公報

昨今においては、軸受使用時における低い摩擦、すなわち、低フリクション化が求められており、滑り軸受が転がり軸受に置き換えられる傾向にある。そして、さらなる低フリクション化の観点から、径方向の大きさをできるだけコンパクトにすべく、特許文献１、特許文献２および特許文献３に開示の軸受よりもさらなる軸受の低断面化、すなわち、断面積をできるだけ小さくすることが求められる。また、転がり軸受については、ころや保持器、軌道面を有する外輪といった部材を組み立てて生産される。転がり軸受については、良好な生産性も求められる。そこで、生産性が良好であり、低フリクション化を実現することができる転がり軸受を提供することを目的の１つとする。

本開示に従った転がり軸受は、内径側に軌道面を有するシェル形外輪と、軌道面上に配置される複数のころと、シェル形外輪の内径側に配置され、複数の針状ころを保持する保持器と、を備える。シェル形外輪は、保持器の軸方向の移動を規制する移動規制部を含む。ころの直径を長さＤ_１とし、シェル形外輪の肉厚を長さＴ_１とすると、長さＤ_１は、２ｍｍ以下であり、長さＴ_１は、０．３ｍｍ以上であり、０．５≦長さＤ_１／長さＴ_１＜１．５の関係を有する。

上記転がり軸受によれば、生産性が良好であり、低フリクション化を実現することができる。

図１は、実施の形態１における転がり軸受の構造を示す概略斜視図である。 図２は、図１に示す転がり軸受の分解斜視図である。 図３は、図１に示す転がり軸受の一部を示す概略断面図である。 図４は、図１に示す転がり軸受に含まれるシェル形外輪の一部を示す概略断面図である。 図５は、突起を形成する際のシェル形外輪の一部を示す概略側面図であり、突起を形成する前の状態を示す。 図６は、突起を形成する際のシェル形外輪の一部を示す概略斜視図であり、突起を形成する前の状態を示す。 図７は、突起を形成する際のシェル形外輪の一部を示す概略側面図であり、突起を形成した後の状態を示す。 図８は、突起を形成する際のシェル形外輪の一部を示す概略斜視図であり、突起を形成した後の状態を示す。 図９は、実施の形態２における転がり軸受の構造を示す概略斜視図である。 図１０は、図９に示す転がり軸受の分解斜視図である。 図１１は、図９に示す転がり軸受の一部を示す概略断面図である。 図１２は、図９に示す転がり軸受に含まれるシェル形外輪の一部を示す概略断面図である。 図１３は、突起を形成する際のシェル形外輪の一部を示す概略側面図であり、突起を形成する前の状態を示す。 図１４は、突起を形成する際のシェル形外輪の一部を示す概略側面図であり、突起を形成した後の状態を示す。

［実施形態の概要］
本開示の転がり軸受は、内径側に軌道面を有するシェル形外輪と、軌道面上に配置される複数のころと、シェル形外輪の内径側に配置され、複数の針状ころを保持する保持器と、を備える。シェル形外輪は、保持器の軸方向の移動を規制する移動規制部を含む。ころの直径を長さＤ_１とし、シェル形外輪の肉厚を長さＴ_１とすると、長さＤ_１は、２ｍｍ以下であり、長さＴ_１は、０．３ｍｍ以上であり、０．５≦長さＤ_１／長さＴ_１＜１．５の関係を有する。

従来、軸受として転動体を含まない滑り軸受が使用されていた箇所について、低フリクション化の観点から、転動体を含む転がり軸受への置き換えが進んでいる。そして、さらなる低フリクション化の期待に応えるべく、軸受の低断面化、すなわち、できるだけ断面積を小さくすることが求められる。ここで、転がり軸受については、生産性の向上を図るべく、外輪として鋼板を絞り加工し、熱処理を行って製造されるシェル形外輪が用いられる場合がある。

そこで、本願発明者らは、まず以下のように考えた。転がり軸受の低断面化を図るためには、シェル形外輪の肉厚を薄くすることが求められる。しかし、熱処理時において、例えば浸炭窒化処理や浸炭処理等を施す際には、最低限の浸炭窒化層や浸炭層を形成する必要があり、軸受としての強度を確保しながら肉厚を薄くするにも限界がある。すなわち、シェル形外輪の肉厚としては、浸炭窒化層等の強度を維持する際に必要な層の確保を考慮して厚さ方向の一方側の厚さを最低０．１ｍｍと考えると、０．３ｍｍ確保することが望ましいと考えた。

このようなシェル形外輪を含む転がり軸受において、ころを保持する保持器が備えられる。保持器は、シェル形外輪の内径側に配置される。転がり軸受においては、保持器の軸方向の移動を規制し、保持器の位置ずれや保持器の脱落を防止する機構を備える必要がある。

本開示の転がり軸受は、シェル形外輪を含む。そして、シェル形外輪は、保持器の軸方向の移動を規制する移動規制部を含む。したがって、保持器の軸方向の移動を規制することができる。

ここで、本願発明者らはころの直径、さらにはころの直径とシェル形外輪の肉厚との関係について、新たな知見を見出した。具体的には、低断面化を図るべくころの直径を２ｍｍ以下とした上で、ころの直径をシェル形外輪の肉厚で除した値について、その値が小さすぎれば、ころの直径に対してシェル形外輪の肉厚が過度に厚すぎることとなり、低断面化の観点から好ましくない状況となる。また、その値が大きすぎれば、ころの直径に対してシェル形外輪の肉厚が過度に薄すぎることとなり、耐荷重の観点からすると好ましくない状況となる。そして、本願発明者らは鋭意検討し、ころの直径を長さＤ_１とし、シェル形外輪の肉厚を長さＴ_１とすると、長さＤ_１は、２ｍｍ以下であり、長さＴ_１は、０．３ｍｍ以上であり、０．５≦長さＤ_１／長さＴ_１＜１．５の関係を有する構成を採用することとした。このような構成によれば、ころの直径およびころの直径とシェル形外輪の肉厚との関係を適正にして、低断面化を実現することができる。

以上より、上記転がり軸受によれば、生産性が良好であり、低フリクション化を実現することができる。

上記転がり軸受において、長さＤ_１は、０．２ｍｍ以上であってもよい。このようにすることにより、軸受として十分な強度を得ることができる。

上記転がり軸受において、長さＴ_１は、２．０ｍｍ以下であってもよい。このようにすることにより、強度を維持しつつ、低断面化を図ることができる。

上記転がり軸受において、シェル形外輪の外輪内径面に沿った円環状であり、軸方向において保持器と突起との間に配置されるワッシャをさらに備えてもよい。このようにすることにより、ワッシャにより、保持器の軸方向の端面と突起とが直接接触することを回避することができる。したがって、保持器を長期的に安定して使用することができ、転がり軸受の長寿命化を図ることができる。

上記転がり軸受において、保持器は、樹脂製であって、周方向に分割された分割保持器であってもよい。このようにすることにより、シェル形外輪の内径側に保持器を配置させる際に、分割した保持器を弾性変形させて、容易にシェル形外輪の内径側に保持器を組み入れることができる。したがって、生産性の向上を図ることができる。

上記転がり軸受において、上記ころは、針状ころであってもよい。このようにすることにより、転がり軸受の断面高さを抑制しつつ、十分な耐荷重を達成することが容易となる。

［実施形態の具体例］
次に、本開示の転がり軸受の具体的な実施の形態の一例を、図面を参照しつつ説明する。以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。

（実施の形態１）
本開示の実施の形態１に係る転がり軸受について説明する。図１は、実施の形態１における転がり軸受の構造を示す概略斜視図である。図２は、図１に示す転がり軸受の分解斜視図である。図３は、図１に示す転がり軸受の一部を示す概略断面図である。図４は、図１に示す転がり軸受に含まれるシェル形外輪の一部を示す概略断面図である。なお、図３および図４において、転がり軸受の回転中心軸１６を一点鎖線で図示している。すなわち、図３および図４は、転がり軸受の回転中心軸を含む断面で切断した場合の断面図である。また、図１以下に示す図面において、矢印Ｘで示す方向を軸方向、矢印Ｙで示す方向を径方向とする。

図１～図４を参照して、実施の形態１における転がり軸受１０ａは、転動体としての複数のころ１１ａと、ころ１１ａを保持する保持器２１ａと、ワッシャ３１ａと、内径側に軌道面１３ａを含むシェル形外輪４１ａと、を含む。転がり軸受１０ａの使用時においては、保持器２１ａの内径側に、ころ１１ａが転動する軌道面を外周面に有する不図示の軸が配置される。本実施形態においては、ころ１１ａは、針状ころである。このようにすることにより、転がり軸受１０ａの断面高さを抑制しつつ、十分な耐荷重を達成することが容易となる。実施の形態１における転がり軸受１０ａは、シェル形針状ころ軸受である。転がり軸受１０ａは、１０本のころ１１ａを含む。ころ１１ａは、軌道面１３ａ上を転動する。なお、ころ１１ａの本数としては、例えば、ころＰＣＤ（Ｐｉｔｃｈ Ｃｉｒｃｌｅ Ｄｉａｍｅｔｅｒ）を用いた以下の関係を有するものが好適に採用される。すなわち、ころ１１ａの本数としては、（ころＰＣＤ×π／長さＤ_１）×０．１以上であり、（ころＰＣＤ×π／長さＤ_１）×０．４以下のものが好適に用いられる。ここで、ころＰＣＤについては、長さＤ_２－（長さＴ_１×２）－長さＤ_１の式にて算出される。長さＤ_１は、後述するようにころ１１ａの径である。また、長さＤ_２は、後述するようにシェル形外輪４１ａの外径である。また、長さＴ_１は、後述するようにシェル形外輪４１ａの肉厚である。すなわち、ころ１１ａの本数については、（ころＰＣＤ×π／長さＤ_１）×０．１≦ころ１１ａの本数≦（ころＰＣＤ×π／長さＤ_１）×０．４の関係を有することが好ましい。ころ１１ａの本数を（ころＰＣＤ×π／長さＤ_１）×０．１以上とすることにより、ころ１１ａの本数が少ないことによる負荷容量の低減を回避することができる。また、ころ１１ａの本数を（ころＰＣＤ×π／長さＤ_１）×０．４以下とすることにより、ころ１１ａの本数が多いことに起因してころ１１ａ間の周方向の隙間が小さくなり、その結果、保持器２１ａの柱部２８の強度が低下してしまうおそれを低減することができる。

ころ１１ａは、中実円筒状の形状を有している。ころ１１ａは、シェル形外輪４１ａに含まれる軌道面１３ａ上および不図示の軸に含まれる軌道面上を転動する転動面１２ａと、軸方向の一方側に位置するころ第１端面１４ａと、軸方向の他方側に位置するころ第２端面１５ａと、を含む。ころ第１端面１４ａおよびころ第２端面１５ａはそれぞれ、回転軸方向（Ｘ方向）に垂直な平面と平行な平坦状である。なお、ころ第１端面１４ａおよびころ第２端面１５ａはそれぞれ平面ではなく、具体的には例えば、半球状等、曲面を含むように構成されていてもよい。ころ１１ａの直径、すなわち、ころ１１ａのころ径は、図３中の長さＤ_１で示される。本実施形態においては、ころ１１ａの直径については、軸方向においての最大の直径を意味する。ここで、長さＤ_１については、２ｍｍ以下である。すなわち、長さＤ_１≦２ｍｍである。このようなころ１１ａの径によれば、低断面化を確実に実現することができる。

なお、長さＤ_１については、０．２ｍｍ以上であることが好ましい。このようにすることにより、軸受として十分な強度を得ることができる。なお、長さＤ_１が０．２ｍｍであった場合、例えば、長さＴ_１として０．３ｍｍを採用することにより、０．５≦長さＤ_１／長さＴ_１＜１．５とした上記関係式を満たすことができる。具体的な長さＤ_１の値としては、例えば、０．５ｍｍが選択される。なお、ころ第１端面１４ａからころ第２端面１５ａまでのころ１１ａの長さは、長さＷ_１で示される。長さＷ_１としては、３×長さＤ_１≦Ｗ_１≦９×長さＤ_１の関係を有するものが好適に用いられる。長さＤ_１の値として、０．５ｍｍが選択された場合、長さＷ_１としては、１．５ｍｍ≦長さＷ_１≦４．５ｍｍの関係を有するものが好適に用いられる。本実施形態においては、長さＷ_１の値としては、例えば、２．５ｍｍが選択される。ころ１１ａは、たとえば軸受鋼などの鋼からなっている。ころ１１ａは、焼入硬化されていてもよい。

保持器２１ａは、円環状の形状を有する。保持器２１ａは、上記した不図示の軸とシェル形外輪４１ａとに挟まれる空間において、軸およびシェル形外輪４１ａと同心に配置されている。保持器２１ａは、外径側に位置する保持器外径面２２ａと、内径側に位置する保持器内径面２３ａと、軸方向の一方側に位置する保持器第１端面２４ａと、軸方向の他方側に位置する保持器第２端面２５ａと、を含む。保持器２１ａの軸方向の長さ、すなわち、保持器第１端面２４ａから保持器第２端面２５ａまでの軸方向の長さは、図３中の長さＷ_２で示される。長さＷ_２としては、長さＷ_１＋１ｍｍ≦Ｗ_２≦２×長さＷ_１＋１ｍｍの関係を有するものが好適に用いられる。長さＷ_１の値として、２．５ｍｍが選択された場合、長さＷ_２としては、３．５ｍｍ≦長さＷ_１≦６．０ｍｍの関係を有するものが好適に用いられる。本実施形態においては、長さＷ_２は、４．６６ｍｍである。

保持器２１ａは、軸方向に離隔して設けられる一対の環状部２７ａ，２７ｂと、ポケット２６ａを形成するように一対の環状部２７ａ，２７ｂを接続する複数の柱部２８と、を含む。すなわち、保持器２１ａには、周方向に等間隔をあけて径方向に貫通する複数のポケット２６ａが設けられている。複数のポケット２６ａの各々には、ころ１１ａが１つずつ配置されている。保持器２１ａによって保持される複数のころ１１ａは、軌道面１３ａおよび不図示の軸の軌道面に沿う円環状の軌道上に配置される。なお、柱部２８の径方向の厚さ、この場合、保持器２１ａの径方向の長さについては、長さＤ_１×０．５ｍｍ以上長さＤ_１×０．９ｍｍ以下のものが好適に用いられる。

本実施形態においては、保持器２１ａは、樹脂製である。また、保持器２１ａは、周方向において２つに分割された分割保持部２９ａ，２９ｂから構成されている。すなわち、保持器２１ａは、樹脂製であって、周方向に分割された分割保持器である。このようにすることにより、シェル形外輪４１ａの内径側に保持器２１ａを配置させる際に、分割した保持器、すなわち、分割保持部２９ａ，２９ｂを弾性変形させて、容易にシェル形外輪４１ａの内径側に保持器２１ａを組み入れることができる。したがって、生産性の向上を図ることができる。

分割保持部２９ａ，２９ｂのそれぞれの周方向の端部には、周方向に突出する第１係合部３０ａと、周方向に凹む第２係合部３０ｂと、が形成されている。分割保持部２９ａ，２９ｂのそれぞれの周方向端部に設けられた第１係合部３０ａと第２係合部３０ｂとをそれぞれ係合させることにより、シェル形外輪４１ａの内径側において、軸方向にずれることなく、円環状の保持器２１ａを組み立てることができる。

ワッシャ３１ａは、円環状の形状を有する。具体的には、ワッシャ３１ａは、シェル形外輪４１ａの後述する外輪内径面４３ａに沿った円環状である。ワッシャ３１ａは、上記した不図示の軸とシェル形外輪４１ａとに挟まれる空間において、軸およびシェル形外輪４１ａと同心に配置されている。ワッシャ３１ａは、外径側に位置するワッシャ外径面３２ａと、内径側に位置するワッシャ内径面３３ａと、軸方向の一方側に位置するワッシャ第１端面３４ａと、軸方向の他方側に位置するワッシャ第２端面３５ａと、を含む。ワッシャ３１ａは、保持器２１ａと軸方向において隣り合うように配置される。具体的には、軸方向において保持器第２端面２５ａと後述する突起５１ａ～５５ａとの間に配置される。この場合、軸方向において、保持器第２端面２５ａとワッシャ第１端面３４ａとが対向し、突起５１ａ～５５ａとワッシャ第２端面３５ａとが対向するように配置される。ワッシャ３１ａは、金属製である。ワッシャ３１ａには、円環状の一部が切断された切断部３６ａが形成されている。ワッシャ３１ａは、この切断部３６ａを利用してワッシャ３１ａを弾性変形させて、シェル形外輪４１ａの内径側に組み込むことができる。

次に、シェル形外輪４１ａの構成について説明する。シェル形外輪４１ａは、外径側に位置する外輪外径面４２ａと、内径側に位置する外輪内径面４３ａと、軸方向の一方側に位置する外輪第１端面４４ａと、軸方向の他方側に位置する外輪第２端面４５ａと、を含む。外輪内径面４３ａは、軌道面１３ａを含む。すなわち、シェル形外輪４１ａは、内径側である外輪内径面４３ａに軌道面１３ａを含む。軌道面１３ａは、外輪内径面４３ａの軸方向の中央領域に配置される。シェル形外輪４１ａの外径は、図３中の長さＤ_２によって示される。長さＤ_２については、７×長さＤ_１≦長さＤ_２≦６０×長さＤ_１以上の関係を有するものが好適に用いられる。長さＤ_１の値として、０．５ｍｍが選択された場合、長さＤ_２としては、３．５ｍｍ≦長さＤ_２≦３０．０ｍｍの関係を有するものが好適に用いられる。本実施形態においては、長さＤ_２は、１５ｍｍである。

シェル形外輪４１ａの肉厚は、外輪外径面４２ａと外輪内径面４３ａとの径方向の長さＴ_１で示される。昨今、低フリクション化の観点から、転がり軸受１０ａの低断面化が求められている。この場合、シェル形外輪４１ａの肉厚は、できるだけ薄い方が望ましい。しかし、シェル形外輪４１ａは、シェル形外輪４１ａの外形形状を形成した後、例えば浸炭窒化処理や浸炭処理が施されて強度が付与される。ここで、シェル形外輪４１ａとしての強度を維持するために、ある程度の厚さの浸炭窒化層や浸炭層を形成する必要がある。そうすると、シェル形外輪４１ａの肉厚については、ある程度以上のものが求められる。具体的には、シェル形外輪４１ａの肉厚である長さＴ_１については、０．３ｍｍ以上である。こうすることにより、浸炭窒化層等の強度を維持する際に必要な層を確保することができる。また、長さＴ_１は、２．０ｍｍ以下とすることが好適である。このようにすることにより、強度を維持しつつ、低断面化を図ることができる。本実施形態においては、長さＴ_１として、０．５ｍｍが選択される。

ここで、ころ１１ａの直径を長さＤ_１とし、シェル形外輪４１ａの肉厚をＴ_１とすると、ころ径とシェル形外輪４１ａの肉厚とは、０．５≦長さＤ_１／長さＴ_１＜１．５の関係を有する。このような構成によれば、上記したころ１１ａの直径が２ｍｍ以下であることも含めて、ころ１１ａの直径とシェル形外輪４１ａの肉厚との関係を適正にして、低断面化を実現することができる。本実施形態においては、長さＤ_１は０．５ｍｍであり、長さＴ_１も０．５ｍｍである。したがって、長さＤ_１／長さＴ_１の値は１となり、上記関係を充足する。

シェル形外輪４１ａは、保持器２１ａの軸方向の移動を規制する移動規制部を含む。したがって、保持器２１ａの軸方向の移動を規制することができる。本実施形態においては、移動規制部は、後述する鍔部４６ａおよび突起５１ａ～５５ａである。

シェル形外輪４１ａの軸方向の一方側に位置する第１端部１７ａを含む第１領域１９ａには、内径側に延びる鍔部４６ａが形成されている。本実施形態においては、第１端部１７ａは、外輪第１端面４４ａに相当する。鍔部４６ａは、内径側に突出するように設けられている。鍔部４６ａは、円環状である。鍔部４６ａは、絞り加工によって形成されたカップ状部材の底部分を切り取って残される部分により形成することができる。軌道面１３ａからの鍔部４６ａの径方向の長さを長さＬ_２とすると、長さＬ_２は、シェル形外輪４１ａの肉厚である長さＴ_１以下である。具体的には、鍔部４６ａの径方向の突出量である軌道面１３ａから鍔部４６ａの鍔部端面４７ａまでの径方向の長さＬ_２は、シェル形外輪４１ａの肉厚である長さＴ_１以下である。すなわち、長さＬ_２≦長さＴ_１の関係を有する。この場合、鍔部４６ａは、シェル形外輪の一方側に位置する第１端部１７ａの折り曲げにより形成されるものではなく、カップ状部材の底部分の切り取りにより形成されるため、長さＬ_２を容易に肉厚以下である長さＴ_１以下とすることができる。

ここで、シェル形外輪４１ａの軸方向の他方側に位置する第２端部１８ａを含む第２領域２０ａには、突起５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａが形成されている。本実施形態においては、第２端部１８ａは、外輪第２端面４５ａに相当する。突起５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａはそれぞれ、周方向に間隔をあけて複数設けられている。具体的には、本実施形態においては、突起５１ａ～５５ａは周方向に等配で、合計５つ設けられている。各突起５１ａ～５５ａの外形形状は、径方向から見た場合に、矩形状、具体的には、長方形状を有する。突起５１ａ～５５ａの軸方向の一方側の端部は、外輪第２端面４５ａの一部を構成している。軌道面１３ａからの突起５１ａ～５５ａの突出量を長さＬ_１とすると、長さＬ_１は、長さＴ_１以下である。具体的には、突起５１ａ～５５ａの径方向の突出量である軌道面１３ａから突起５１ａの突起端面４８ａまでの径方向の長さＬ_１は、シェル形外輪４１ａの肉厚である長さＴ_１以下である。すなわち、長さＬ_１≦長さＴ_１の関係を有する。

また、径方向において各突起５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａに対応する領域のシェル形外輪４１ａの外輪外径面４２ａには、窪み５６ａ，５７ａ，５８ａ，５９ａ，６０ａが形成されている。窪み５６ａ～６０ａについては、径方向外側から見た場合に、矩形状、具体的には、長方形状に凹んだ形状である。なお、図４における長さＬ_３で示す窪み５６ａ～６０ａの凹み量は、突起５１ａ～５５ａの突出量、すなわち、上記長さＬ_１と同等である。

次に、シェル形外輪４１ａおよびシェル形外輪４１ａを含む転がり軸受１０ａの製造方法の一例について簡単に説明する。シェル形外輪４１ａは、絞り加工により成形される。具体的には、一枚の平板状の鋼板を準備する。この鋼板の肉厚は、シェル形外輪４１ａの肉厚である長さＴ_１と同等である。そして、絞り加工を施し、カップ状に絞って円筒面を形成する。そして、平板状の部分と切り離し、カップ状部材の底部分を打ち抜いてくりぬく。このようにして、シェル形外輪４１ａの軸方向の一方側に位置する第１端部（クローズドエンド）を含む第１領域１９ａに鍔部４６ａを形成する。この時、鍔部４６ａを残すようにして底部分を打ち抜く際の突出量を、シェル形外輪４１ａの肉厚以下の突出量とした鍔部４６ａを容易に形成することができる。

次に、シェル形外輪４１ａの軸方向の他方側に位置する第２端部１８ａ（オープンエンド）を含む第２領域２０ａにおいて、突起５１ａ～５５ａを形成する。図５および図７は、突起５１ａ～５５ａを形成する際のシェル形外輪４１ａの一部を示す概略側面図である。図６および図８は、突起５１ａ～５５ａを形成する際のシェル形外輪４１ａの一部を示す概略斜視図である。図５および図６は、突起５１ａを形成する前の状態を示し、図７および図８は、突起５１ａを形成した後の状態を示す。

まず図５および図６を併せて参照して、突起５１ａ～５５ａを形成する際には、第１の凹状治具７１と、第１の凸状治具７２と、台座治具７３と、を準備する。ここで、第１の凹状治具７１、第１の凸状治具７２および台座治具７３の構成について簡単に説明する。第１の凹状治具７１は、ブロック状であり、軸方向（Ｘ方向）から見た場合に、扇形の形状を有する。第１の凹状治具７１の軸方向の長さは、シェル形外輪４１ａの軸方向の長さよりも短い。第１の凹状治具７１は、シェル形外輪４１ａの外輪内径面４３ａに沿う円弧面７４を有する。そして、その円弧面７４には、突起５１ａ～５５ａの形状に対応する溝部７５が形成されている。溝部７５は、軸方向に延びるように設けられている。円弧面７４における溝部７５の凹み量は、シェル形外輪４１ａの肉厚である長さＴ_１以下であり、窪み５６ａ～６０ａと同等である。

第１の凸状治具７２についても、ブロック状であり、軸方向（Ｘ方向）から見た場合に、等脚台形形状を有する。第１の凸状治具７２の軸方向の長さは、シェル形外輪４１ａの軸方向の長さよりも短い。軸方向に見て、第１の凸状治具７２の等脚台形を構成する一対の底辺のうち、短い方の底辺に相当する面７６には、窪み５６ａ～６０ａの形状に対応する凸部７７が形成されている。凸部７７は、面７６において盛り上がるように設けられている。凸部７７の盛り上がりの高さは、突起５１ａ～５５ａの突出量と同等である。

台座治具７３は、ブロック状であり、シェル形外輪４１ａの外輪外径面４２ａに沿う円弧面７８を含む。台座治具７３には、第１の凸状治具７２を受け入れる受け入れ凹部７９が形成されている。

このような第１の凹状治具７１、第１の凸状治具７２および台座治具７３を用いて、突起５１ａ～５５ａを形成する。まず、シェル形外輪４１ａの内径側に、第１の凹状治具７１を配置する。この時、シェル形外輪４１ａの軸方向の他方側に位置する第２端部１８ａである外輪第２端面４５ａを含む第２領域２０ａにおいて、シェル形外輪４１ａの外輪内径面４３ａと第１の凹状治具７１の円弧面７４とが接触するように配置する。また、周方向において、突起５１ａ～５５ａが形成される位置に溝部７５が配置されるようにする。次に、台座治具７３をシェル形外輪４１ａの外径側に配置する。この時、シェル形外輪４１ａの外輪外径面４２ａと台座治具７３の円弧面７８とが接触するように配置される。その後、受け入れ凹部７９内に第１の凸状治具７２が配置される。この時、面７６がシェル形外輪４１ａの外輪外径面４２ａに対向し、凸部７７が内径側に向くように配置される。

その後、第１の凸状治具７２を矢印Ｚ_１で示す向きである内径側に押し進める。そうすると、シェル形外輪４１ａの外輪外径面４２ａに凸部７７が接触する。そして、そのまま第１の凸状治具７２を内径側に押し進めると、図７および図８に示す状態となる。

図７および図８を併せて参照して、第１の凸状治具７２を押し進めると、凸部７７によって、シェル形外輪４１ａの外輪外径面４２ａが凹み、突起５１ａおよび窪み５６ａが形成される。この場合、第１の凹状治具７１の溝部７５により、突起５１ａの形状は、溝部７５に沿った形状となる。このようにして、第１の凹状治具７１、第１の凸状治具７２および台座治具７３を周方向にずらしていって、５つの突起５１ａ～５５ａおよび５つの窪み５６ａ～６０ａを形成する。

その後、シェル形外輪４１ａについて、浸炭窒化処理や浸炭処理といった熱処理を施して、シェル形外輪４１ａを完成させる。そして、シェル形外輪４１ａの内径側に、それぞれのポケット２６ａにころ１１ａを保持させた分割保持部２９ａ，２９ｂを組み入れ、第１係合部３０ａと第２係合部３０ｂとを係合させて、シェル形外輪４１ａの内径側において保持器２１ａを円環状に組み立てる。このようにして、転がり軸受１０ａを製造する。

このような構成の転がり軸受１０ａによると、シェル形外輪４１ａの軸方向の一方側に位置する第１端部１７ａを含む第１領域１９ａには、内径側に延びる鍔部４６ａが形成されている。さらに、軌道面１３ａからの鍔部４６ａの径方向の長さを長さＬ_２とし、シェル形外輪４１ａの軌道面１３ａにおける肉厚を長さＴ_１とすると、長さＬ_２は、長さＴ_１以下である。シェル形外輪４１ａについては、絞り加工の後に底部分を打ち抜いて切り取り、鍔部４６ａを形成する。この切り取られる底部分をできるだけ多くして、保持器２１ａの移動を規制できる程度に短くすることができる。すなわち、鍔部４６ａの内径側への突出量を容易に調整することができ、容易に長さＬ_２を、長さＴ_１以下とすることができる。

また、シェル形外輪４１ａの軸方向の他方側に位置する第２端部１８ａを含む第２領域２０ａには、内径側に突出する突起５１ａ～５５ａが形成されている。突起５１ａ～５５ａは、それぞれ周方向に間隔をあけて複数設けられている。そして、軌道面１３ａからの突起５１ａ～５５ａの突出量を長さＬ_１とすると、長さＬ_１は、長さＴ_１以下である。このような突起５１ａ～５５ａは、熱処理前にシェル形外輪４１ａの外径側から治具で押圧したり、シェル形外輪４１ａの外輪内径面４３ａを削って盛り上げることにより、容易に形成することができる。また、このような突起５１ａ～５５ａを上記したように形成すると、折り曲げ等により形成するものではないため、保持器２１ａの移動を規制できる程度に短くすることができる。すなわち、突起５１ａ～５５ａの内径側への突出量を容易に調整することができ、容易に長さＬ_１を、長さＴ_１以下とすることができる。このような突起５１ａ～５５ａによれば、低断面化を実現しながら、軸方向の保持器２１ａの位置ずれおよび保持器２１ａの脱落を防止することができる。

以上より、上記転がり軸受１０ａによれば、生産性が良好であり、低フリクション化を実現することができる。

本実施形態においては、径方向において突起５１ａ～５５ａに対応する領域のシェル形外輪４１ａの外輪外径面４２ａには、窪み５６ａ～６０ａが形成されている。よって、例えば、転がり軸受１０ａを密封する際に用いるシール部材を転がり軸受１０ａに取り付ける際に、この窪み５６ａ～６０ａを利用することができる。具体的には、例えば、シェル形外輪４１ａの軸方向の第２端部１８ａ側にシール部材を取り付ける際に、この窪み５６ａ～６０ａと環状のシール部材の内径側において窪み５６ａ～６０ａに対応する部分に設けられた突出する部分とを係合させて、転がり軸受１０ａにおけるシール部材の安定した保持を実現することができる。なお、このような窪み５６ａ～６０ａは、シェル形外輪４１ａの外径側から押圧して突起５１ａ～５５ａを形成する際に、容易に形成することができる。

本実施形態においては、転がり軸受１０ａは、シェル形外輪４１ａの外輪内径面４３ａに沿った円環状であり、軸方向において保持器２１ａと突起５１ａ～５５ａとの間に配置されるワッシャ３１ａを含む。よって、ワッシャ３１ａにより、保持器２１ａの軸方向の端面、この場合、保持器第２端面２５ａと突起５１ａ～５５ａとが直接接触することを回避することができる。したがって、保持器２１ａを長期的に安定して使用することができ、転がり軸受１０ａの長寿命化を図ることができる。

本実施形態においては、突起５１ａ～５５ａの外形形状は、径方向から見て、矩形状である。よって、転がり軸受１０ａが仮にワッシャ３１ａを含まない場合において、軸方向において突起５１ａ～５５ａと保持器２１ａとが接触しても、突起５１ａ～５５ａにより保持器２１ａの端面、この場合、具体的には保持器第２端面２５ａが削られたり、凹むおそれを低減することができる。したがって、より長期にわたって安定して使用することができる。

（実施の形態２）
次に、他の実施の形態である実施の形態２について説明する。図９は、実施の形態２における転がり軸受の構造を示す概略斜視図である。図１０は、図９に示す転がり軸受の分解斜視図である。図１１は、図９に示す転がり軸受の一部を示す概略断面図である。図１２は、図９に示す転がり軸受に含まれるシェル形外輪の一部を示す概略断面図である。実施の形態２の転がり軸受は、シェル形外輪の形状が異なる点において、実施の形態１の場合と異なっている。

図９～図１２を参照して、実施の形態２の転がり軸受１０ｂは、転動体としての複数のころ１１ａと、ころ１１ａを保持する保持器２１ａと、ワッシャ３１ａと、内径側に軌道面１３ａを含むシェル形外輪４１ｂと、を含む。ころ１１ａ、保持器２１ａおよびワッシャ３１ａのそれぞれの構成は、実施の形態１の転がり軸受１０ａの場合と同様であるため、それらの説明を省略する。

シェル形外輪４１ｂは、保持器２１ａの軸方向の移動を規制する移動規制部を含む。したがって、保持器２１ａの軸方向の移動を規制することができる。本実施形態においては、移動規制部は、鍔部４６ａおよび後述する突起５１ｂ～５５ｂである。

シェル形外輪４１ｂは、外径側に位置する外輪外径面４２ｂと、内径側に位置する外輪内径面４３ｂと、軸方向の一方側に位置する外輪第１端面４４ａと、軸方向の他方側に位置する外輪第２端面４５ｂと、を含む。さらにシェル形外輪４１ｂは、シェル形外輪４１ｂの軸方向の一方側に位置する第１端部１７ａを含む第１領域１９ａには、内径側に延びる鍔部４６ａが形成されている。鍔部４６ａの構成についても、実施の形態１における転がり軸受１０ａのシェル形外輪４１ａに含まれる鍔部４６ａと同様の構成であるため、その説明を省略する。

ここで、シェル形外輪４１ｂの軸方向の他方側に位置する第２端部１８ｂである外輪第２端面４５ｂを含む第２領域２０ｂには、内径側に突出する突起５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂ，５５ｂが形成されている。突起５１ｂ～５５ｂはそれぞれ、外輪内径面４３ｂから盛り上がるように設けられている。突起５１ｂ～５５ｂは、それぞれ周方向に間隔をあけて複数設けられている。具体的には、本実施形態においては、突起５１ｂ～５５ｂは周方向に等配で、合計５つ設けられている。各突起５１ｂ～５５ｂの外形形状は、図１１および図１２に示す断面において、外輪第２端面４５ｂ側が尖った形状である。また、軸方向において突起５１ｂ～５５ｂと外輪第２端面４５ｂとの間には、突起５１ｂ～５５ｂが設けられる際に形成される薄肉部５６ｂ，５７ｂ，５８ｂ，５９ｂ，６０ｂが設けられている。薄肉部５６ｂ～６０ｂについては、内径側から見た場合に、矩形状、具体的には、長方形状に凹んだ形状である。なお、実施の形態１の場合とは異なり、シェル形外輪４１ｂの外輪外径面４２ｂには、凹部は設けられていない。軌道面１３ａからの突起５１ｂ～５５ｂの突出量は、図１２中の長さＬ_１によって示される。そして、長さＬ_１は、長さＴ_１以下である。また、薄肉部５６ｂ～６０ｂの厚さ、すなわち、薄肉部５６ｂ～６０ｂの径方向の長さは、長さＬ_４によって示される。長さＬ_４は、長さＴ_１よりも小さい。

次に、シェル形外輪４１ｂの製造方法の一例について説明する。シェル形外輪４１ｂは、絞り加工によりカップ状部材を形成し、鍔部を残すようにして底部分を打ち抜くまでは、実施の形態１の場合と同様である。

次に、軸方向の他方側に位置する第２端部１８ｂ（オープンエンド）、この場合、第２端部１８ｂである外輪第２端面４５ｂを含む第２領域２０ｂにおいて、突起５１ｂ～５５ｂを形成する。図１３および図１４は、突起５１ｂ～５５ｂを形成する際のシェル形外輪４１ｂの一部を示す概略側面図である。図１３は、突起５１ｂ～５５ｂを形成する前の状態を示し、図１４は、突起５１ｂ～５５ｂを形成した後の状態を示す。

まず図１３を併せて参照して、突起５１ｂ～５５ｂを形成する際には、第２の凹状治具８１と、第２の凸状治具８２と、を準備する。ここで、第２の凹状治具８１および第２の凸状治具８２の構成について簡単に説明する。第２の凹状治具８１は、ブロック状である。第２の凹状治具８１には、嵌め込み凹部８３が形成されている。具体的には、嵌め込み凹部８３は、シェル形外輪４１ｂを嵌め込むことができる。すなわち、嵌め込み凹部８３は、軸方向から見た場合に円環状に凹み、その内径は、シェル形外輪４１ｂの外径に相当する。

第２の凸状治具８２は、中実円筒状である。第２の凸状治具８２の先端部８４は、先に向かうに従い、細くなっている形状である。このように構成することにより、第２の凸状治具８２を後述するように矢印Ｚ_２の向きに押し進める際に、先端部８４とシェル形外輪４１ｂの外輪内径面４３ｂとが干渉することを抑制して、適切に突起５１ｂ～５５ｂを形成することができる。

第２の凸状治具８２の径方向の外周面８５には、軸方向（Ｘ方向）から見た場合に、周方向に間隔をあけて設けられるリブ８６が形成されている。リブ８６は、周方向に間隔をあけて５つ設けられている。リブ８６は、具体的には、突起５１ｂ～５５ｂのそれぞれに設けられた周方向の間隔に対応するように、周方向に離隔して設けられている。リブ８６の盛り上がりの高さは、シェル形外輪４１ｂの肉厚よりも低い。

このような第２の凹状治具８１および第２の凸状治具８２を用いて、突起５１ｂ～５５ｂを形成する。まず、嵌め込み凹部８３にシェル形外輪４１ｂを嵌め込む。この場合、シェル形外輪４１ｂの外輪外径面４２ｂが嵌め込み凹部８３の内壁面に嵌め込まれるようにシェル形外輪４１ｂを配置する。

次に、上記した第２の凸状治具８２を準備し、先端部８４側からシェル形外輪４１ｂの内部へ矢印Ｚ_２で示す向きに押し進める。そうすると、シェル形外輪４１ｂの外輪内径面４３ｂの一部が、外輪第２端面４５ｂ側から削られる。そして、第２の凸状治具８２をそのまま押し進めると、図１４に示すように、削られたシェル形外輪４１ｂの外輪内径面４３ａが盛り上がり、外輪内径面４３ｂから立ち上がる突起５１ｂ～５５ｂが形成される。また、突起５１ｂ～５５ｂの形成と共に、薄肉部５６ｂ～６０ｂが形成される。この場合、リブ８６は周方向に間隔をあけて５つ設けられているため、第２の凸状治具８２を一度矢印Ｚ_２の向きに押し進めるだけで、５つの突起５１ｂ～５５ｂが同時に形成される。なお、５つの薄肉部５６ｂ～６０ｂについても、同時に形成される。

その後については、シェル形外輪４１ａと同様に、浸炭窒化処理や浸炭処理といった熱処理を施して、シェル形外輪４１ｂを完成させる。そして、シェル形外輪４１ｂの内径側に、それぞれのポケット２６ａにころ１１ａを保持させた分割保持部２９ａ，２９ｂを組み入れ、第１係合部３０ａと第２係合部３０ｂとを係合させて、シェル形外輪４１ｂの内径側において保持器２１ａを円環状に組み立てる。このようにして、転がり軸受１０ｂを製造する。

このような転がり軸受１０ｂによっても、生産性が良好であり、低フリクション化を実現することができる。

また、このような構成のシェル形外輪４１ｂを含む転がり軸受１０ｂは、シェル形外輪４１ｂを製造する際に、第２の凸状治具８２を一度押し進めるだけで、突起５１ｂ～５５ｂを全て形成することができるため、生産性の向上を図ることができる。また、この場合、実施の形態１の場合と異なり、シェル形外輪４１ｂの外輪外径面４２ｂにおいて、窪みを有さず、外輪外径面４２ｂが円筒面を形成することができる。

本実施形態においては、シェル形外輪４１ｂは、軸方向において突起５１ｂ～５５ｂと第２端部１８ｂとの間に配置され、シェル形外輪４１ｂの肉を減ずるように形成された薄肉部５６ｂ～６０ｂを含む。よって、例えば、転がり軸受１０ｂを密封する際に用いるシール部材を転がり軸受に取り付ける際に、この薄肉部５６ｂ～６０ｂを利用することができる。具体的には、例えば、シェル形外輪４１ｂの軸方向の第２端部１８ｂ側にシール部材を取り付ける際に、この薄肉部５６ｂ～６０ｂと環状のシール部材の外径側において薄肉部５６ｂ～６０ｂに対応する部分に設けられた突出部とを係合させて、転がり軸受１０ｂにおけるシール部材の安定した保持を実現することができる。なお、このような薄肉部５６ｂ～６０ｂは、シェル形外輪４１ｂの内径側を削って突起５１ｂ～５５ｂを形成する際に、容易に形成することができる。

（他の実施の形態）
なお、上記の実施の形態においては、転がり軸受は、ワッシャを含むこととしたが、これに限らず、転がり軸受は、ワッシャを含まなくてもよい。

また、上記の実施の形態においては、保持器は、２つの分割保持部を含むこととしたが、これに限らず、３つ以上の分割保持部を含むこととしてもよい。また、分割されず、一体の円環状の保持器であってもよい。この場合、例えば、内径側に弾性変形が可能な構成とし、シェル形外輪４１ａの内径側に保持器を配置する際に、保持器の弾性変形を利用してシェル形外輪４１ａの内径側に配置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、突起は合計５つ設けることとしたが、これに限らず、突起は、２つ設けることにしてもよいし、３つ設けることにしてもよいし、４つ設けることにしてもよい。さらに突起は、６つ以上設けることにしてもよい。また、突起は、周方向に等配に設けられていなくてもよい。

また、上記の実施の形態においては、軌道面上を転動するころとして、針状ころを用いることにしたが、これに限らず、ころとして円筒ころや棒状ころを用いることにしてもよい。

なお、上記実施の形態においては、内径側に不図示の軸が配置される前提で説明したが、これに限らず、内方部材として、たとえば軌道輪（内輪）が採用されてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって規定され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ａ，１０ｂ 転がり軸受、１１ａ ころ、１２ａ 転動面、１３ａ 軌道面、１４ａ ころ第１端面、１５ａ ころ第２端面、１６ 回転中心軸、１７ａ 第１端部、１８ａ，１８ｂ 第２端部、１９ａ 第１領域、２０ａ，２０ｂ 第２領域、２１ａ 保持器、２２ａ 保持器外径面、２３ａ 保持器内径面、２４ａ 保持器第１端面、２５ａ 保持器第２端面、２６ａ ポケット、２７ａ，２７ｂ 環状部、２８ 柱部、２９ａ，２９ｂ 分割保持部、３０ａ 第１係合部、３０ｂ 第２係合部、３１ａ ワッシャ、３２ａ ワッシャ外径面、３３ａ ワッシャ内径面、３４ａ ワッシャ第１端面、３５ａ ワッシャ第２端面、３６ａ 切断部、４１ａ，４１ｂ シェル形外輪、４２ａ，４２ｂ 外輪外径面、４３ａ，４３ｂ 外輪内径面、４４ａ 外輪第１端面、４５ａ，４５ｂ 外輪第２端面、４６ａ 鍔部、４７ａ 鍔部端面、４８ａ 突起端面、５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ，５３ａ，５３ｂ，５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂ 突起、５６ａ，５７ａ，５８ａ，５９ａ，６０ａ 窪み、５６ｂ，５７ｂ，５８ｂ，５９ｂ，６０ｂ 薄肉部、７１ 第一の凹状治具、７２ 第１の凸状治具、７３ 台座治具、７４，７８ 円弧面、７５ 溝部、７６ 面、７７ 凸部、７９ 受け入れ凹部、８１ 第２の凹状治具、８２ 第２の凸状治具、８３ 嵌め込み凹部、８４ 先端部、８５ 外周面、８６ リブ。

Claims (6)

1. 内径側に軌道面を有するシェル形外輪と、
   前記軌道面上に配置される複数のころと、
   前記シェル形外輪の内径側に配置され、前記複数の針状ころを保持する保持器と、を備え、
   前記シェル形外輪は、前記保持器の軸方向の移動を規制する移動規制部を含み、
   前記ころの直径を長さＤ_１とし、前記シェル形外輪の肉厚を長さＴ_１とすると、
   長さＤ_１は、２ｍｍ以下であり、
   長さＴ_１は、０．３ｍｍ以上であり、
   ０．５≦長さＤ_１／長さＴ_１＜１．５の関係を有する、転がり軸受。
2. 長さＤ_１は、０．２ｍｍ以上である、請求項１に記載の転がり軸受。
3. 長さＴ_１は、２．０ｍｍ以下である、請求項１または請求項２に記載の転がり軸受。
4. 前記シェル形外輪の外輪内径面に沿った円環状であり、軸方向において前記保持器と前記突起との間に配置されるワッシャをさらに備える、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の転がり軸受。
5. 前記保持器は、樹脂製であって、周方向に分割された分割保持器である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の転がり軸受。
6. 前記ころは、針状ころである、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の転がり軸受。
   

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