JP4464557B2 - ころ軸受用保持器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は，例えば，エンジンのコネクティングロッド（コンロッド）の大端部等に使用されるころ軸受に適用され，特に，クランクピンとクランクアームとが一体的に形成されたクランクシャフトに使用される分割型のころ軸受に適用されるころ軸受用保持器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年，エンジンは，さらなる馬力アップが要求され，その要求に対応して，エンジンのクランク軸ではクランクピンとクランクアームとを一体的に形成して剛性をアップし，一層の高速回転ができる構造に構成されている。そこで，コネクティングロッドの大端部に使用されるころ軸受は，クランクピンとクランクアームとが一体的に形成されているため，分割型のころ軸受を採用する必要があり，それに応じて保持器も分割型に構成する必要がある。また，エンジンが高速回転になったことにより，軸受は非常に過酷な状況に置かれることになっている。
【０００３】
従来，軸受用保持器として，特開平８−２１９１４９号公報に開示されたものが知られている。該公報に開示された軸受用保持器は，門形断面形状を有する保持器であって，近年のエンジンの高速化に対応して，保持器の外周のきわに外側保持用突出部を形成してころ抜け出し阻止について考慮されたものである。
【０００４】
また，門形断面形状を有するころ軸受用保持器として，実開平１−１６８０１４号公報に開示されたものが知られている。該ころ軸受用保持器は，該公報の図１に示されるように，薄肉部には仕切部における厚肉部の側面よりもポケット内方に僅かに突出させられた突起を備えており，ころの径方向外方への抜け出しを阻止するように構成されており，近年のエンジンの高速化に対応していくために，ころ抜け出し阻止について考慮されたものである。
【０００５】
特開２０００−２４０６６０号公報に開示されたローラベアリング用リテーナは，二分割されたリテーナであり，クランクピンとクランクアームとが一体的に形成されたクランクシャフトに使用されるものである。該ローラベアリング用リテーナは，リテーナの分割部に近づくに従って徐々に外径が小さくなり，全体として僅かに楕円形に形成されており，リテーナの分割面がそれぞれ外方に開くという変形に対応できる構造を有している。
【０００６】
また，実開平６−６７４６号公報に開示されたころ軸受用二つ割り保持器は，真円環状保持器を直径方向で対向する２つの柱部それぞれの円周方向中央部をカッティングラインとして２分割したものであり，一対の半円環状保持部材において対向する円周方向端面に少なくとも所定厚さのコーティング材を塗布したものである。
【０００７】
更に，特開平９−７２３３２号公報に開示された船舶推進機用エンジンのコンロッド支持部構造は，該公報の図４に示すように，一対の２つ割れの半リング状の保持器が合わさってリング状になっている大端ベアリングが示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，従来の分割型の軸受用保持器では，軸受の高速回転により，保持器の合わせ部が遠心力によって外径側に膨らむ変形が発生し，コンロッドの軸受支持部の内面に局部的に強く当たって，摺動面の潤滑油切れ及び焼き付き等の要因になるという問題がある。図１１に示すように，従来の分割型の軸受用保持器４０は，上記問題点を防ぐため，一般的に一対の半円環状保持器４１で構成し，半円環状保持器４１の合わせ面３８と外周面４２とで形成される角部に面取りが施されて面取り部３９が形成され，周方向に設けたポケットのころ４３を配設していた。
【０００９】
また，従来の分割型軸受用保持器は，角部に面取りを施す場合に，円筒体の保持器を半円環状保持器４１に分割した後に，半円環状保持器４１に対してそれぞれ面取り加工をしていたので，面取り部３９の大きさがばらばらになり，面取り部３９の大きさの加工管理ができておらず，面取りした面と保持器の外周面４２の角部が鋭くなりがちになり，合わせ面３８及びその付近において潤滑油切れや焼き付き等が発生するおそれがあった。また，従来の分割型軸受用保持器は，円筒体の保持器を半円環状保持器４１に分割する前に熱処理が行われているので，分割する時に保持器の半円弧がどうしても開き方向に変形し，そのため，角部の面取りの大きさを精度よく加工することが困難であった。
【００１０】
この発明の目的は，上記の課題を解決することであり，例えば，現状の高速化にマッチしたコンロッド用の軸受として有効な分割型ころ軸受用保持器を提供することであり，製作が容易で，面取りの大きさの加工管理が容易であり，エンジンの高速回転という過酷な状況の軸受に適用して好ましいころ軸受用保持器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は，円環状保持器を周方向で二つ割にして端面の合わせ面を互いに対向して配置した一対の半円環状保持器から成るころ軸受用保持器において，
前記半円環状保持器は，軸方向に隔置して周方向に平行に延びる一対の半円環部と前記半円環部間で周方向に隔置してそれぞれ延びる前記半円環部と一体構造の柱部とから構成され，前記柱部の外側面は前記半円環部の外周面と同一面に形成されて前記柱部間にはころを収容するためのポケットがそれぞれ形成され，
前記柱部の内側面における軸方向の中央部には，前記ころのピッチ円径よりも外側まで延びる深さで且つ前記ポケットの長さよりも短い長さの凹部が形成され，前記柱部の前記中央部が前記凹部によって薄肉部に形成され且つ前記薄肉部の両側の前記柱部の両端部が厚肉部に形成され，前記厚肉部の側面は前記ころを案内するころ案内面に形成され，前記柱部の前記厚肉部には，前記ポケットに突出して前記ころの外方への脱落を阻止する外側保持用突出部と前記ころの内方への脱落を阻止する内側保持用突出部とが形成され，
前記合わせ面が形成された前記柱部は，他の前記柱部とほぼ同一の幅に形成され，前記合わせ面に沿ったそれぞれの外周面は面取りされた面取り部に形成され，
前記一対の半円環状保持器は，一つの円環状保持器に形成された２倍の幅の柱部部分を円周方向の中央部位置でワイヤ放電加工によって２分割して対向する前記合せ面が形成されて一対に形成された構成であって，且つ前記一対の前記半円環状保持器の前記面取り部は，前記円環状保持器の前記柱部部分の前記外周面に形成された前記面取り部を前記２分割して前記一対に形成された構成であり，
前記合わせ面に対向するそれぞれの前記面取り部は，前記合わせ面に垂直に延びて且つ径方向で対向しているそれぞれの前記面取り部が軸方向に互いに平行な平面で対向して延びて形成されていることを特徴とするころ軸受用保持器に関する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下，図面を参照して，この発明によるころ軸受用保持器の実施例を説明する。先ず，図１〜９を参照して，この発明によるころ軸受用保持器の一実施例を説明する。
【００１３】
この実施例は，ころ軸受用保持器１を一対の半円環状保持器２で構成する分割タイプであり，特に，合わせ面８及びその付近の形状に特徴を有するものである。ころ軸受用保持器１は，図６と図６における符号Ｈ部分の拡大図である図７とに示すように，円環保持器１０を，円環保持器１０の直径方向に対向して面取り部９が形成された部分，即ち，二倍の幅に形成された柱部４の円周方向の中央部であるカット位置部分１１において，２分割に切断加工することによって一対の半円環状保持器２が形成される。一対の半円環状保持器２をコンロッド等の軸受取付部材の内周面に嵌合させ，半円環状保持器２の合わせ面８を互いに当接させて円環状にすることによってころ軸受用保持器１が構成される。
【００１４】
半円環状保持器２は，軸方向に隔置して周方向に平行に延びる一対の半円環部３と，両半円環部３の間で周方向に隔置してそれぞれ延びる半円環部３と一体構造の柱部４とから構成されている。柱部４間には，針状ころ等のころ７を収容するための窓部即ちポケット６がそれぞれ形成されている。合わせ面８は，半円環部３と柱部４とで形成されている。半円環状保持器２の外周面２２の合わせ面８の付近の外周角部即ち外周面５は，面取りされて面取り部９が形成されている。また，外周面５と合わせ面８とで形成される角部２３は，面取りされた面取り部２３Ｃに形成されることが好ましい。
【００１５】
合わせ面８付近の外周面５の面取り部９は，半円環状保持器２に二分割するのに先立って，図６に示す円環状保持器１０の成形状態において，円環状保持器１０を半円環状保持器２に二分割にカットするカット位置部分１１の外周に沿った付近の外周面５に，カット位置部分１１を中心線として，所定量の面取り加工を施して面取り部９が形成されている。面取り除去部１２は，ころ軸受用保持器１の分割後の変形量，コンロッド等の軸受取付部材に組み込んで使用する時に，高速回転によって発生する遠心力等を考慮して決められている。分割前の円環保持器１０の状態で面取り部９を形成することによって，面取り加工した外周部分の面取り部９は対向した二平面に形成されているので，最も測定がし易く，面取り部９の面取りの大きさを予め決められた一定の形状に加工管理することが容易にできる。また，外周面２２における面取り部９を精度よく仕上げることも可能になる。更に，半円環部３と柱部４との円弧面と平面の面取り部９とのボーダ領域は面取りによってスムース即ち滑らかな面に形成されていることが好ましい。
【００１６】
また，合わせ面８を形成する柱部４は，他の柱部４とほぼ同一の幅を有している。図６に示す円環状保持器１０は，二分割前では，カット位置部分１１では柱部４が二倍の長さに成形されているので，二分割された半円環状保持器２では，合わせ面８において半円環部３と柱部４とによって形成されると共に，合わせ面８での柱部４の幅が小さくなることはなく，強度上の問題はない。円環状保持器１０を切断するには，例えば，ワイヤ放電加工機を用いるが，最近のワイヤ放電加工機は，例えば，０．１ｍｍの径のワイヤ電極を用いて放電加工するので，半円環状保持器２に分割する際のカット幅の影響が小さくなり，一つの円環状保持器１０から一対の半円環状保持器２を高精度に加工することが可能になった。
【００１７】
まず，図８の（イ）に示すように，円環状保持器１０に斜線で示す面取り部９を形成するため，ワイヤ放電加工機で面取り加工を行う。次に，図８の（ロ）に示すように，ワイヤ放電加工機でカット位置部分１１を細線のワイヤ電極を用いてカットして半円環状保持器２を製作する。この時，角部２３の面取り部２３Ｃの面取り加工も細線のワイヤ電極を用いて同時に行うことにより，加工の簡素化，高精度な加工を可能にする。勿論，円環状保持器１０及び半円環状保持器２の面取り部の加工は，ワイヤ放電加工機に限らず，研削加工機等を用いて行うこともできる。
【００１８】
また，図１の符号Ａ部分の拡大図である図５に示すように，面取り部９は，略平面状になるように面取りして面取り除去部１２を除去して形成され，精度よく仕上げることが可能になる。また，面取り部９と円弧面の外周面２２との境界領域９Ｃについて，なだらかな面即ちスムースな面に形成することができる。また，面取り部９と合わせ面８とで形成される角部２３は，面取り部２３Ｃによって鋭利ではなく，面取り部２３Ｃでなだらかに形成することができる。ころ軸受用保持器１の外周面２２の境界領域９Ｃは，ころ７が接する相手部材であるコンロッド等の内周面に局部的に強く当たることがなく，合わせ面８の領域で潤滑切れが発生することがなく，エンジンの高速回転に対応できる構造に構成される。
【００１９】
また，図３に示すように，柱部４の外側面２２Ｐは，半円環部３の外周面２２と同一面に形成されている。即ち，柱部４の外側面２２Ｐは，全長に渡って半円環部３の外周面２２と面一となっている。柱部４の内周面２４における軸方向の中央部には，ころ７のピッチ円径Ｄ（径方向に対向するころ７のピッチ円間の距離）よりも外側まで延びる深さであり，しかも，ポケット６の長さよりも短い長さのサイズを有する凹部１９が形成されている。従って，柱部４の内周面２４に形成された凹部１９によって，柱部４の両端部が厚肉部１３に形成され，中央部が薄肉部１４に形成される。厚肉部１３の側面は，ポケット（窓）６を形成し，該側面がころ７を案内するころ案内面１８を形成している。
【００２０】
柱部４の厚肉部１３には，ポケット６に突出してころ７の外方への脱落を阻止即ち規制するための外側保持用突出部１５と，ころ７の内方への脱落を阻止即ち規制するための内側保持用突出部１６とが形成されている。内側保持用突出部１６は，例えば，柱部４の内周面２４にローレット加工等で凹溝２８を形成することによって，ポケット６へ突出させることができる。また，柱部４の厚肉部１３に形成された外側保持用突出部１５の外側面は，柱部４の外側面２２に一致するように形成されている。
【００２１】
図３及び図９に示すように，柱部４の薄肉部１４の内側面２４Ｔの幅Ｂｉは，ポケット６の長さＢｐの５０％〜８０％，好ましくは，図示のように６０％程度に設定されている。内周面２４での薄肉部１４と厚肉部１３とを結ぶ傾斜面２０は，薄肉部１４に垂直な面に対して傾斜角度（θ2 ／２）が４５°より小さい角度，好ましくは，図示のようにθ2 ／２が３０°に設定されている。また，半円環部３の側面２５と内周面２４とで形成される角部は，半円環部３の内周面２４から肉厚の約３分の２の位置まで軸方向に垂直な面に対して４５°より小さい角度θ1 の傾斜面２１に面取りされている。即ち，半円環部３の面取りの傾斜面２１は，半円環部３の軸方向に対して垂直な面の内周側から約３分の２の位置の円周から始まる。半円環部３の軸方向に対して垂直な面と半円環部３の外周面２２との角部２３は糸面取り程度に面取りされている。また，半円環部３の軸方向に対して垂直な面と半円環部３の内周面２４との角部２１の面取りは，クランクシャフトに一体型のクランクピンの角部Ｒが嵌入するので，その角部Ｒと干渉（接触）しない大きさになっていることは勿論である。
【００２２】
更に，柱部４の軸方向の中央部で且つ周方向の両側部は，ポケット６の一部を拡幅する拡幅部分１７が形成されている。従って，これらの拡幅部分１７を潤滑油が通ることができ，潤滑油が流れ易くなっている。また，半円環部３の側面２５と外周面２２との角部２６は，糸面取り程度に面取りされている。
【００２３】
一対の半円環状保持器２は，上記の形状を有する半円環部３と柱部４とで構成するので，一対の半円環状保持器２を合わせ面８で当接させてころ軸受用保持器１を構成することによって，ころ軸受用保持器１の重量を軽量にし，ころ軸受用保持器１の外周面２２の面積を大きく形成して，高速回転の遠心力による相手部材であるコンロツド等の軸受取付部材の内周面と，ころ軸受用保持器１の外周面２２との接触面圧を小さくして，高速回転に対応でき，潤滑切れ及び焼き付きを防止することができる。ころ７は，厚肉部１３の側面であるころ案内面１８にて案内されるので，スキューが小さくしっかりと案内される。更に，柱部４の厚肉部１３に外側保持用突出部１５及び内側保持用突出部１６を設けているので，ころ案内面が多少摩耗しても，ころ７と接触せず，これらの突出部１５，１６が邪魔になることはない。ころ７は，ころ軸受用保持器１に脱落することなく保持されているので，一対の半円環状保持器２にあっても組み込み等の面で，取り扱い易いものになっている。
【００２４】
このように構成することによって，従来のころ案内面をほぼ確保しながらさらに軽量化を図るとともに，半円環部３における剛性を確保し，特に，縦断面係数を大きくすることができ，更に，ころ軸受用保持器１の外周面積を増加させる形状に構成されており，二つ割りのころ軸受用保持器１でありながら，さらなる高速化に対応することができるものである。
【００２５】
この実施例のころ軸受用保持器１は，例えば，次のような加工手順で作製することができる。
１．パイプ材等の素材から旋削加工で円環部材等の所定の形状にＬ加工する。 ２．Ｌ加工された円環部材にプレス加工によってポケットを形成する。
３．円環部材に内側保持用カシメ，次いで外側保持用カシメを形成する。
４．円環部材の側面を研削加工し，円環部材の幅を決定する。
５．円環部材の外周面を研削加工する。
６．研削加工された円環部材を熱処理する。
７．円環部材の外周面の仕上げ研削を行なう。
８．ワイヤ放電加工機によって円環部材の二分割にする合せ面付近の外周面に対して面取り加工を行い，次いで，円環部材をワイヤ放電加工機によって二分割にして一対の半円環状保持器を作製する。
９．ワイヤ放電加工を行なった部分に発生しているバリ等を除去する加工を行なう。
１０．半円環状保持器の表面処理を行なうため，半円環状保持器の表面をめっきする。 １１．半円環状保持器の外周側より外側保持用突出部を弾性変形させ，ころ７をポケット６内に挿入して組み立てる。
【００２６】
図１０には，この発明によるころ軸受用保持器の別の実施例が示されている。この実施例のころ軸受用保持器３０は，一対の半円環状保持器２で構成された上記実施例と異なって，一体型の構造を有するものである。ころ軸受用保持器３０は，上記実施例が半円環状保持器２の両端面で合わせ面８を有し，円環部２７が上記実施例の半円環部３のような合わせ面８を有していない構造である以外は，上記実施例と同一の構造を有するものであり，柱部４の形状及び合せ面を除いた半円環部の形状については全く同一の形状に構成されている。この実施例のころ軸受用保持器３０は，上記実施例の分割型のころ軸受用保持器１と同様に，高速化に適用できる性能を有している。
【００２７】
【発明の効果】
この発明によるころ軸受用保持器は，分割型軸受用保持器である場合に，保持器の外周面上の合わせ面部分に施す面取りは，半円環状保持器に分割する前に行うので，面取りの大きさがばらばらになることはなく，面取り加工した部分（面取り部）の測定ができ，面取りの大きさを一定に加工管理でき，面取り部を精度よく仕上げることが可能である。また，面取り部は略平面状になるように面取り除去したので，ころ軸受用保持器の円弧状の外周面と平面の面取り部との境界領域ではなだらかに精度よく仕上げることが可能になる。面取り部が，なだらかに形成されたことによって，ころ軸受用保持器の外周面は，ころが接する相手部材であるコネクティングロッドの内周面に，局部的に強く当たることが防止され，潤滑切れもなく軸受の高速回転に対応できるものになる。
【００２８】
このころ軸受用保持器は，一対の半円環状保持器で構成する場合には，ワイヤ放電加工機を利用して二分割や面取り等を行うので，カット幅の影響が小さくなり，一つの円環保持器から一対の半円環状保持器の製作を可能にする。また，面取り部の加工もワイヤーカットで行うことにより，加工の簡素化，高精度な加工を可能とする。
【００２９】
また，このころ軸受用保持器は，上記のように構成することによって，ころ軸受用保持器自体を軽量に構成でき，ころ軸受用保持器の外周面の面積を大きくして，高速回転の遠心力による相手部材であるコンロツド等の軸受取付部材の内周面と，ころ軸受用保持器の外周面との接触面圧を小さくして，潤滑切れ及び焼き付きを防止し，さらなるエンジンの高速化に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明によるころ軸受用保持器の一実施例を示す正面図である。
【図２】 図１のころ軸受用保持器における軸方向の中央部分で軸方向と垂直に切断した一方の半円環状保持器を示す断面図である。
【図３】 図２の半円環状保持器について一部を省略してＥ矢視を含むＡ−Ａ断面図である。
【図４】 図２の半円環状保持器についてＦ矢視の部分を示す平面図である。
【図５】 図１の符号Ｇ部分の面取り部を示す拡大図である。
【図６】 この発明によるころ軸受用保持器を製作する場合に，半円環状保持器に二分割する前の軸方向の中央部分で軸方向と垂直に切断した断面図である。
【図７】 図６の符号Ｈ部分の面取り部を示す拡大説明図である。
【図８】 この発明によるころ軸受用保持器における外周面の面取り前の加工部分と面取り後の加工部分を示す概略説明図である。
【図９】 図３の符号Ｃの部分を示す拡大断面図である。
【図１０】 この発明によるころ軸受用保持器の別の実施例を示し，複数のころを保持した一体型のころ軸受用保持器を示す斜視図である。
【図１１】 従来のころ軸受用保持器における半円環状保持器に面取り部を施した状態を示す正面図である。
【符号の説明】
１，３０ ころ軸受用保持器
２ 半円環状保持器
３ 半円環部
４ 柱部
５ 外周角部
６ ポケット
７ ころ
８ 合わせ面
９ 面取り部
１０ 円環状保持器
１１ カット位置部分
１２ 面取り除去部
１３ 厚肉部
１４ 薄肉部
１５ 外側保持用突出部
１６ 内側保持用突出部
１７ 拡幅部
１８ ころ案内面
１９ 凹部
２０，２１ 傾斜面
２２ 外周面
２２Ｐ 外側面
２３ 外周角部
２４ 内周面
２４Ｔ 内側面
２５ 側面
２６ 角部（外側面）
２７ 円環部
２８ 凹溝
【発明の属する技術分野】
この発明は，例えば，エンジンのコネクティングロッド（コンロッド）の大端部等に使用されるころ軸受に適用され，特に，クランクピンとクランクアームとが一体的に形成されたクランクシャフトに使用される分割型のころ軸受に適用されるころ軸受用保持器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年，エンジンは，さらなる馬力アップが要求され，その要求に対応して，エンジンのクランク軸ではクランクピンとクランクアームとを一体的に形成して剛性をアップし，一層の高速回転ができる構造に構成されている。そこで，コネクティングロッドの大端部に使用されるころ軸受は，クランクピンとクランクアームとが一体的に形成されているため，分割型のころ軸受を採用する必要があり，それに応じて保持器も分割型に構成する必要がある。また，エンジンが高速回転になったことにより，軸受は非常に過酷な状況に置かれることになっている。
【０００３】
従来，軸受用保持器として，特開平８−２１９１４９号公報に開示されたものが知られている。該公報に開示された軸受用保持器は，門形断面形状を有する保持器であって，近年のエンジンの高速化に対応して，保持器の外周のきわに外側保持用突出部を形成してころ抜け出し阻止について考慮されたものである。
【０００４】
また，門形断面形状を有するころ軸受用保持器として，実開平１−１６８０１４号公報に開示されたものが知られている。該ころ軸受用保持器は，該公報の図１に示されるように，薄肉部には仕切部における厚肉部の側面よりもポケット内方に僅かに突出させられた突起を備えており，ころの径方向外方への抜け出しを阻止するように構成されており，近年のエンジンの高速化に対応していくために，ころ抜け出し阻止について考慮されたものである。
【０００５】
特開２０００−２４０６６０号公報に開示されたローラベアリング用リテーナは，二分割されたリテーナであり，クランクピンとクランクアームとが一体的に形成されたクランクシャフトに使用されるものである。該ローラベアリング用リテーナは，リテーナの分割部に近づくに従って徐々に外径が小さくなり，全体として僅かに楕円形に形成されており，リテーナの分割面がそれぞれ外方に開くという変形に対応できる構造を有している。
【０００６】
また，実開平６−６７４６号公報に開示されたころ軸受用二つ割り保持器は，真円環状保持器を直径方向で対向する２つの柱部それぞれの円周方向中央部をカッティングラインとして２分割したものであり，一対の半円環状保持部材において対向する円周方向端面に少なくとも所定厚さのコーティング材を塗布したものである。
【０００７】
更に，特開平９−７２３３２号公報に開示された船舶推進機用エンジンのコンロッド支持部構造は，該公報の図４に示すように，一対の２つ割れの半リング状の保持器が合わさってリング状になっている大端ベアリングが示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，従来の分割型の軸受用保持器では，軸受の高速回転により，保持器の合わせ部が遠心力によって外径側に膨らむ変形が発生し，コンロッドの軸受支持部の内面に局部的に強く当たって，摺動面の潤滑油切れ及び焼き付き等の要因になるという問題がある。図１１に示すように，従来の分割型の軸受用保持器４０は，上記問題点を防ぐため，一般的に一対の半円環状保持器４１で構成し，半円環状保持器４１の合わせ面３８と外周面４２とで形成される角部に面取りが施されて面取り部３９が形成され，周方向に設けたポケットのころ４３を配設していた。
【０００９】
また，従来の分割型軸受用保持器は，角部に面取りを施す場合に，円筒体の保持器を半円環状保持器４１に分割した後に，半円環状保持器４１に対してそれぞれ面取り加工をしていたので，面取り部３９の大きさがばらばらになり，面取り部３９の大きさの加工管理ができておらず，面取りした面と保持器の外周面４２の角部が鋭くなりがちになり，合わせ面３８及びその付近において潤滑油切れや焼き付き等が発生するおそれがあった。また，従来の分割型軸受用保持器は，円筒体の保持器を半円環状保持器４１に分割する前に熱処理が行われているので，分割する時に保持器の半円弧がどうしても開き方向に変形し，そのため，角部の面取りの大きさを精度よく加工することが困難であった。
【００１０】
この発明の目的は，上記の課題を解決することであり，例えば，現状の高速化にマッチしたコンロッド用の軸受として有効な分割型ころ軸受用保持器を提供することであり，製作が容易で，面取りの大きさの加工管理が容易であり，エンジンの高速回転という過酷な状況の軸受に適用して好ましいころ軸受用保持器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は，円環状保持器を周方向で二つ割にして端面の合わせ面を互いに対向して配置した一対の半円環状保持器から成るころ軸受用保持器において，
前記半円環状保持器は，軸方向に隔置して周方向に平行に延びる一対の半円環部と前記半円環部間で周方向に隔置してそれぞれ延びる前記半円環部と一体構造の柱部とから構成され，前記柱部の外側面は前記半円環部の外周面と同一面に形成されて前記柱部間にはころを収容するためのポケットがそれぞれ形成され，
前記柱部の内側面における軸方向の中央部には，前記ころのピッチ円径よりも外側まで延びる深さで且つ前記ポケットの長さよりも短い長さの凹部が形成され，前記柱部の前記中央部が前記凹部によって薄肉部に形成され且つ前記薄肉部の両側の前記柱部の両端部が厚肉部に形成され，前記厚肉部の側面は前記ころを案内するころ案内面に形成され，前記柱部の前記厚肉部には，前記ポケットに突出して前記ころの外方への脱落を阻止する外側保持用突出部と前記ころの内方への脱落を阻止する内側保持用突出部とが形成され，
前記合わせ面が形成された前記柱部は，他の前記柱部とほぼ同一の幅に形成され，前記合わせ面に沿ったそれぞれの外周面は面取りされた面取り部に形成され，
前記一対の半円環状保持器は，一つの円環状保持器に形成された２倍の幅の柱部部分を円周方向の中央部位置でワイヤ放電加工によって２分割して対向する前記合せ面が形成されて一対に形成された構成であって，且つ前記一対の前記半円環状保持器の前記面取り部は，前記円環状保持器の前記柱部部分の前記外周面に形成された前記面取り部を前記２分割して前記一対に形成された構成であり，
前記合わせ面に対向するそれぞれの前記面取り部は，前記合わせ面に垂直に延びて且つ径方向で対向しているそれぞれの前記面取り部が軸方向に互いに平行な平面で対向して延びて形成されていることを特徴とするころ軸受用保持器に関する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下，図面を参照して，この発明によるころ軸受用保持器の実施例を説明する。先ず，図１〜９を参照して，この発明によるころ軸受用保持器の一実施例を説明する。
【００１３】
この実施例は，ころ軸受用保持器１を一対の半円環状保持器２で構成する分割タイプであり，特に，合わせ面８及びその付近の形状に特徴を有するものである。ころ軸受用保持器１は，図６と図６における符号Ｈ部分の拡大図である図７とに示すように，円環保持器１０を，円環保持器１０の直径方向に対向して面取り部９が形成された部分，即ち，二倍の幅に形成された柱部４の円周方向の中央部であるカット位置部分１１において，２分割に切断加工することによって一対の半円環状保持器２が形成される。一対の半円環状保持器２をコンロッド等の軸受取付部材の内周面に嵌合させ，半円環状保持器２の合わせ面８を互いに当接させて円環状にすることによってころ軸受用保持器１が構成される。
【００１４】
半円環状保持器２は，軸方向に隔置して周方向に平行に延びる一対の半円環部３と，両半円環部３の間で周方向に隔置してそれぞれ延びる半円環部３と一体構造の柱部４とから構成されている。柱部４間には，針状ころ等のころ７を収容するための窓部即ちポケット６がそれぞれ形成されている。合わせ面８は，半円環部３と柱部４とで形成されている。半円環状保持器２の外周面２２の合わせ面８の付近の外周角部即ち外周面５は，面取りされて面取り部９が形成されている。また，外周面５と合わせ面８とで形成される角部２３は，面取りされた面取り部２３Ｃに形成されることが好ましい。
【００１５】
合わせ面８付近の外周面５の面取り部９は，半円環状保持器２に二分割するのに先立って，図６に示す円環状保持器１０の成形状態において，円環状保持器１０を半円環状保持器２に二分割にカットするカット位置部分１１の外周に沿った付近の外周面５に，カット位置部分１１を中心線として，所定量の面取り加工を施して面取り部９が形成されている。面取り除去部１２は，ころ軸受用保持器１の分割後の変形量，コンロッド等の軸受取付部材に組み込んで使用する時に，高速回転によって発生する遠心力等を考慮して決められている。分割前の円環保持器１０の状態で面取り部９を形成することによって，面取り加工した外周部分の面取り部９は対向した二平面に形成されているので，最も測定がし易く，面取り部９の面取りの大きさを予め決められた一定の形状に加工管理することが容易にできる。また，外周面２２における面取り部９を精度よく仕上げることも可能になる。更に，半円環部３と柱部４との円弧面と平面の面取り部９とのボーダ領域は面取りによってスムース即ち滑らかな面に形成されていることが好ましい。
【００１６】
また，合わせ面８を形成する柱部４は，他の柱部４とほぼ同一の幅を有している。図６に示す円環状保持器１０は，二分割前では，カット位置部分１１では柱部４が二倍の長さに成形されているので，二分割された半円環状保持器２では，合わせ面８において半円環部３と柱部４とによって形成されると共に，合わせ面８での柱部４の幅が小さくなることはなく，強度上の問題はない。円環状保持器１０を切断するには，例えば，ワイヤ放電加工機を用いるが，最近のワイヤ放電加工機は，例えば，０．１ｍｍの径のワイヤ電極を用いて放電加工するので，半円環状保持器２に分割する際のカット幅の影響が小さくなり，一つの円環状保持器１０から一対の半円環状保持器２を高精度に加工することが可能になった。
【００１７】
まず，図８の（イ）に示すように，円環状保持器１０に斜線で示す面取り部９を形成するため，ワイヤ放電加工機で面取り加工を行う。次に，図８の（ロ）に示すように，ワイヤ放電加工機でカット位置部分１１を細線のワイヤ電極を用いてカットして半円環状保持器２を製作する。この時，角部２３の面取り部２３Ｃの面取り加工も細線のワイヤ電極を用いて同時に行うことにより，加工の簡素化，高精度な加工を可能にする。勿論，円環状保持器１０及び半円環状保持器２の面取り部の加工は，ワイヤ放電加工機に限らず，研削加工機等を用いて行うこともできる。
【００１８】
また，図１の符号Ａ部分の拡大図である図５に示すように，面取り部９は，略平面状になるように面取りして面取り除去部１２を除去して形成され，精度よく仕上げることが可能になる。また，面取り部９と円弧面の外周面２２との境界領域９Ｃについて，なだらかな面即ちスムースな面に形成することができる。また，面取り部９と合わせ面８とで形成される角部２３は，面取り部２３Ｃによって鋭利ではなく，面取り部２３Ｃでなだらかに形成することができる。ころ軸受用保持器１の外周面２２の境界領域９Ｃは，ころ７が接する相手部材であるコンロッド等の内周面に局部的に強く当たることがなく，合わせ面８の領域で潤滑切れが発生することがなく，エンジンの高速回転に対応できる構造に構成される。
【００１９】
また，図３に示すように，柱部４の外側面２２Ｐは，半円環部３の外周面２２と同一面に形成されている。即ち，柱部４の外側面２２Ｐは，全長に渡って半円環部３の外周面２２と面一となっている。柱部４の内周面２４における軸方向の中央部には，ころ７のピッチ円径Ｄ（径方向に対向するころ７のピッチ円間の距離）よりも外側まで延びる深さであり，しかも，ポケット６の長さよりも短い長さのサイズを有する凹部１９が形成されている。従って，柱部４の内周面２４に形成された凹部１９によって，柱部４の両端部が厚肉部１３に形成され，中央部が薄肉部１４に形成される。厚肉部１３の側面は，ポケット（窓）６を形成し，該側面がころ７を案内するころ案内面１８を形成している。
【００２０】
柱部４の厚肉部１３には，ポケット６に突出してころ７の外方への脱落を阻止即ち規制するための外側保持用突出部１５と，ころ７の内方への脱落を阻止即ち規制するための内側保持用突出部１６とが形成されている。内側保持用突出部１６は，例えば，柱部４の内周面２４にローレット加工等で凹溝２８を形成することによって，ポケット６へ突出させることができる。また，柱部４の厚肉部１３に形成された外側保持用突出部１５の外側面は，柱部４の外側面２２に一致するように形成されている。
【００２１】
図３及び図９に示すように，柱部４の薄肉部１４の内側面２４Ｔの幅Ｂｉは，ポケット６の長さＢｐの５０％〜８０％，好ましくは，図示のように６０％程度に設定されている。内周面２４での薄肉部１４と厚肉部１３とを結ぶ傾斜面２０は，薄肉部１４に垂直な面に対して傾斜角度（θ2 ／２）が４５°より小さい角度，好ましくは，図示のようにθ2 ／２が３０°に設定されている。また，半円環部３の側面２５と内周面２４とで形成される角部は，半円環部３の内周面２４から肉厚の約３分の２の位置まで軸方向に垂直な面に対して４５°より小さい角度θ1 の傾斜面２１に面取りされている。即ち，半円環部３の面取りの傾斜面２１は，半円環部３の軸方向に対して垂直な面の内周側から約３分の２の位置の円周から始まる。半円環部３の軸方向に対して垂直な面と半円環部３の外周面２２との角部２３は糸面取り程度に面取りされている。また，半円環部３の軸方向に対して垂直な面と半円環部３の内周面２４との角部２１の面取りは，クランクシャフトに一体型のクランクピンの角部Ｒが嵌入するので，その角部Ｒと干渉（接触）しない大きさになっていることは勿論である。
【００２２】
更に，柱部４の軸方向の中央部で且つ周方向の両側部は，ポケット６の一部を拡幅する拡幅部分１７が形成されている。従って，これらの拡幅部分１７を潤滑油が通ることができ，潤滑油が流れ易くなっている。また，半円環部３の側面２５と外周面２２との角部２６は，糸面取り程度に面取りされている。
【００２３】
一対の半円環状保持器２は，上記の形状を有する半円環部３と柱部４とで構成するので，一対の半円環状保持器２を合わせ面８で当接させてころ軸受用保持器１を構成することによって，ころ軸受用保持器１の重量を軽量にし，ころ軸受用保持器１の外周面２２の面積を大きく形成して，高速回転の遠心力による相手部材であるコンロツド等の軸受取付部材の内周面と，ころ軸受用保持器１の外周面２２との接触面圧を小さくして，高速回転に対応でき，潤滑切れ及び焼き付きを防止することができる。ころ７は，厚肉部１３の側面であるころ案内面１８にて案内されるので，スキューが小さくしっかりと案内される。更に，柱部４の厚肉部１３に外側保持用突出部１５及び内側保持用突出部１６を設けているので，ころ案内面が多少摩耗しても，ころ７と接触せず，これらの突出部１５，１６が邪魔になることはない。ころ７は，ころ軸受用保持器１に脱落することなく保持されているので，一対の半円環状保持器２にあっても組み込み等の面で，取り扱い易いものになっている。
【００２４】
このように構成することによって，従来のころ案内面をほぼ確保しながらさらに軽量化を図るとともに，半円環部３における剛性を確保し，特に，縦断面係数を大きくすることができ，更に，ころ軸受用保持器１の外周面積を増加させる形状に構成されており，二つ割りのころ軸受用保持器１でありながら，さらなる高速化に対応することができるものである。
【００２５】
この実施例のころ軸受用保持器１は，例えば，次のような加工手順で作製することができる。
１．パイプ材等の素材から旋削加工で円環部材等の所定の形状にＬ加工する。 ２．Ｌ加工された円環部材にプレス加工によってポケットを形成する。
３．円環部材に内側保持用カシメ，次いで外側保持用カシメを形成する。
４．円環部材の側面を研削加工し，円環部材の幅を決定する。
５．円環部材の外周面を研削加工する。
６．研削加工された円環部材を熱処理する。
７．円環部材の外周面の仕上げ研削を行なう。
８．ワイヤ放電加工機によって円環部材の二分割にする合せ面付近の外周面に対して面取り加工を行い，次いで，円環部材をワイヤ放電加工機によって二分割にして一対の半円環状保持器を作製する。
９．ワイヤ放電加工を行なった部分に発生しているバリ等を除去する加工を行なう。
１０．半円環状保持器の表面処理を行なうため，半円環状保持器の表面をめっきする。 １１．半円環状保持器の外周側より外側保持用突出部を弾性変形させ，ころ７をポケット６内に挿入して組み立てる。
【００２６】
図１０には，この発明によるころ軸受用保持器の別の実施例が示されている。この実施例のころ軸受用保持器３０は，一対の半円環状保持器２で構成された上記実施例と異なって，一体型の構造を有するものである。ころ軸受用保持器３０は，上記実施例が半円環状保持器２の両端面で合わせ面８を有し，円環部２７が上記実施例の半円環部３のような合わせ面８を有していない構造である以外は，上記実施例と同一の構造を有するものであり，柱部４の形状及び合せ面を除いた半円環部の形状については全く同一の形状に構成されている。この実施例のころ軸受用保持器３０は，上記実施例の分割型のころ軸受用保持器１と同様に，高速化に適用できる性能を有している。
【００２７】
【発明の効果】
この発明によるころ軸受用保持器は，分割型軸受用保持器である場合に，保持器の外周面上の合わせ面部分に施す面取りは，半円環状保持器に分割する前に行うので，面取りの大きさがばらばらになることはなく，面取り加工した部分（面取り部）の測定ができ，面取りの大きさを一定に加工管理でき，面取り部を精度よく仕上げることが可能である。また，面取り部は略平面状になるように面取り除去したので，ころ軸受用保持器の円弧状の外周面と平面の面取り部との境界領域ではなだらかに精度よく仕上げることが可能になる。面取り部が，なだらかに形成されたことによって，ころ軸受用保持器の外周面は，ころが接する相手部材であるコネクティングロッドの内周面に，局部的に強く当たることが防止され，潤滑切れもなく軸受の高速回転に対応できるものになる。
【００２８】
このころ軸受用保持器は，一対の半円環状保持器で構成する場合には，ワイヤ放電加工機を利用して二分割や面取り等を行うので，カット幅の影響が小さくなり，一つの円環保持器から一対の半円環状保持器の製作を可能にする。また，面取り部の加工もワイヤーカットで行うことにより，加工の簡素化，高精度な加工を可能とする。
【００２９】
また，このころ軸受用保持器は，上記のように構成することによって，ころ軸受用保持器自体を軽量に構成でき，ころ軸受用保持器の外周面の面積を大きくして，高速回転の遠心力による相手部材であるコンロツド等の軸受取付部材の内周面と，ころ軸受用保持器の外周面との接触面圧を小さくして，潤滑切れ及び焼き付きを防止し，さらなるエンジンの高速化に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明によるころ軸受用保持器の一実施例を示す正面図である。
【図２】 図１のころ軸受用保持器における軸方向の中央部分で軸方向と垂直に切断した一方の半円環状保持器を示す断面図である。
【図３】 図２の半円環状保持器について一部を省略してＥ矢視を含むＡ−Ａ断面図である。
【図４】 図２の半円環状保持器についてＦ矢視の部分を示す平面図である。
【図５】 図１の符号Ｇ部分の面取り部を示す拡大図である。
【図６】 この発明によるころ軸受用保持器を製作する場合に，半円環状保持器に二分割する前の軸方向の中央部分で軸方向と垂直に切断した断面図である。
【図７】 図６の符号Ｈ部分の面取り部を示す拡大説明図である。
【図８】 この発明によるころ軸受用保持器における外周面の面取り前の加工部分と面取り後の加工部分を示す概略説明図である。
【図９】 図３の符号Ｃの部分を示す拡大断面図である。
【図１０】 この発明によるころ軸受用保持器の別の実施例を示し，複数のころを保持した一体型のころ軸受用保持器を示す斜視図である。
【図１１】 従来のころ軸受用保持器における半円環状保持器に面取り部を施した状態を示す正面図である。
【符号の説明】
１，３０ ころ軸受用保持器
２ 半円環状保持器
３ 半円環部
４ 柱部
５ 外周角部
６ ポケット
７ ころ
８ 合わせ面
９ 面取り部
１０ 円環状保持器
１１ カット位置部分
１２ 面取り除去部
１３ 厚肉部
１４ 薄肉部
１５ 外側保持用突出部
１６ 内側保持用突出部
１７ 拡幅部
１８ ころ案内面
１９ 凹部
２０，２１ 傾斜面
２２ 外周面
２２Ｐ 外側面
２３ 外周角部
２４ 内周面
２４Ｔ 内側面
２５ 側面
２６ 角部（外側面）
２７ 円環部
２８ 凹溝
Claims (1)
- 円環状保持器を周方向で二つ割にして端面の合わせ面を互いに対向して配置した一対の半円環状保持器から成るころ軸受用保持器において，
前記半円環状保持器は，軸方向に隔置して周方向に平行に延びる一対の半円環部と前記半円環部間で周方向に隔置してそれぞれ延びる前記半円環部と一体構造の柱部とから構成され，前記柱部の外側面は前記半円環部の外周面と同一面に形成されて前記柱部間にはころを収容するためのポケットがそれぞれ形成され，
前記柱部の内側面における軸方向の中央部には，前記ころのピッチ円径よりも外側まで延びる深さで且つ前記ポケットの長さよりも短い長さの凹部が形成され，前記柱部の前記中央部が前記凹部によって薄肉部に形成され且つ前記薄肉部の両側の前記柱部の両端部が厚肉部に形成され，前記厚肉部の側面は前記ころを案内するころ案内面に形成され，前記柱部の前記厚肉部には，前記ポケットに突出して前記ころの外方への脱落を阻止する外側保持用突出部と前記ころの内方への脱落を阻止する内側保持用突出部とが形成され，
前記合わせ面が形成された前記柱部は，他の前記柱部とほぼ同一の幅に形成され，前記合わせ面に沿ったそれぞれの外周面は面取りされた面取り部に形成され，
前記一対の半円環状保持器は，一つの円環状保持器に形成された２倍の幅の柱部部分を円周方向の中央部位置でワイヤ放電加工によって２分割して対向する前記合せ面が形成されて一対に形成された構成であって，且つ前記一対の前記半円環状保持器の前記面取り部は，前記円環状保持器の前記柱部部分の前記外周面に形成された前記面取り部を前記２分割して前記一対に形成された構成であり，
前記合わせ面に対向するそれぞれの前記面取り部は，前記合わせ面に垂直に延びて且つ径方向で対向しているそれぞれの前記面取り部が軸方向に互いに平行な平面で対向して延びて形成されていることを特徴とするころ軸受用保持器。
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