JP6832264B2

JP6832264B2 - ころ軸受用保持器

Info

Publication number: JP6832264B2
Application number: JP2017179655A
Authority: JP
Inventors: いず美大橋
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2017-09-20
Filing date: 2017-09-20
Publication date: 2021-02-24
Anticipated expiration: 2037-09-20
Also published as: WO2019059268A1; EP3693626A1; JP2019056382A; EP3693626B1; EP3693626A4

Description

本発明は、ころ軸受用保持器に関する。

従来のころ軸受用保持器として、特開平８―３１２６５０号公報（特許文献１）に記載されるように、鋼帯を打ち抜いて複数のポケットを形成した後、当該鋼帯を円筒状に形成したものが知られている。

ここで、円筒状に丸めた鋼帯の両端を溶接するいわゆる溶接保持器として、例えば特開２００７―６４３０５号公報（特許文献２）に記載されるＶ型あるいはＭ型保持器が知られている。特許文献２記載の溶接保持器は、１対の環状部と、これら環状部同士を結合する柱部と、周方向に隣り合う柱部同士間に形成されるポケットを備える。これらのうち環状部の外径面は、第１研削工程によって滑らかな円筒面を構成する。このとき柱部の端部は、ポケットが介在するため周方向に連なっておらず、円筒面でもない。第２研削工程では、１対の環状部の外径面、および複数の柱部の両端部が、共通する円筒面を構成するよう研削される。

特許文献２記載の保持器を含むころ軸受は、遊星歯車組のピニオンギヤの中心に形成される係合穴に挿入され、ピニオンギヤをピニオンシャフトに対して回転自在に支持する。ピニオンギヤはサンギヤを中心として公転するため、公転運動に伴う遠心力が保持器に作用する。特許文献２記載の保持器によれば、係合穴の内周面と保持器の外周面との接触面積を大きくすることができるので、当該接触箇所における面圧が小さくすることができ、遊星歯車組の寿命が延びる。

Ｖ型保持器は、１対の環状部および柱部が同じ板厚に形成され、Ｍ型保持器または他形式の保持器は、柱部の中央部の板厚が１対の環状部の板厚よりも薄く形成される。

特開平８―３１２６５０号公報特開２００７―６４３０５号公報

ここで、エンジンのクランクシャフトとコンロッドとの連結部（コンロッド大端部）に使用されるころ軸受は、その内輪軌道がクランクシャフト周りを公転するため、公転運動に伴う遠心力が保持器に作用する点で、上述した遊星歯車組に使用されるころ軸受と共通するが、遊星歯車組に使用されるころ軸受と比較して、高温の環境で使用される。また、自動車のエンジンは自動変速機の回転要素よりも高回転であるため、コンロッド大端部に使用されるころ軸受は、遊星歯車組に使用されるころ軸受と比較して、大きな遠心力を受ける。したがって、ころ軸受の保持器が外径側の内径面に対して、より大きな力で押しつけられる。

よってエンジンのクランクシャフトに使用されるころ軸受にあっては、さらなる耐久性の向上が求められる。つまり特許文献２記載のＶ型あるいはＭ型保持器は、１対の環状部に外径案内面が設けられ、柱部には外径案内面が設けられていないので、公転時に遠心力を受けると不安定になる虞がある。また特許文献２記載のＭ型保持器は、柱部の中央部の板厚が１対の環状部の板厚よりも薄いため、剛性の点で改善の余地がある。

本発明は、上述の実情に鑑み、ころ軸受用溶接保持器において、保持器の剛性を向上させることを目的とする。

本発明のころ軸受用保持器は、ころを収容する複数のポケットを有する帯状鋼板を環状に湾曲して接合したものであり、対をなす第１および第２リング部と、第１リング部及び第２リング部を連結して保持器軸方向に延びる複数の柱部とを備える保持器を前提とする。そして第１リング部は、保持器を外径案内とするための第１外径案内面を有する。第２リング部は、保持器を外径案内とするための第２外径案内面を有する。柱部は、柱部の中央領域に形成されて保持器を外径案内とするための第３外径案内面を有する。また柱部のうち中央領域よりも第１リング部寄りには、第１外径案内面および第３外径案内面よりも保持器の内径側に窪む第１凹部と、第１リング部の内径面から内径側に突出する第１ころ案内面とが形成される。また柱部のうち中央領域よりも第２リング部寄りには、第２外径案内面および第３外径案内面よりも保持器の内径側に窪む第２凹部と、前記第２リング部の内径面から内径側に突出する第２ころ案内面とが形成される。さらに保持器の径方向に関し、柱部の径方向厚みは、第１リング部の径方向厚み以上、かつ第２リング部の径方向厚み以上であり、柱部の径方向厚みが、該柱部の一端から他端まで、ころＰＣＤの内径側および外径側に及ぶことを特徴とする。

かかる本発明のころ軸受用保持器によれば、保持器を外径案内とするために、第１リング部に第１外径案内面が形成され、第２リング部に第２外径案内面が形成され、柱部に第３外径案内面が形成され、保持器が軸線方向に離れた３箇所で外径案内とされることから、２箇所で外径案内とされる保持器よりも、保持器の剛性を確保することができる。

また本発明のころ軸受用保持器は、これらの外径案内面から窪むように柱部に形成されて柱部の両側のポケットに隣接する第１凹部および第２凹部を有する。これにより遠心力が作用すると、保持器よりも外径側にある潤滑油を、第１凹部および第２凹部からポケット内に導くことができる。また、第１ころ案内面が第１リング部の内径面より内径側に突出し、第２ころ案内面が第２リング部の内径面より内径側に突出していることで、柱部が第１リング部及び第２リング部の厚み以上の部分を有することになり、凹部を設けたとしても柱部の剛性を確保することができるため、保持器の剛性を確保することができる。

また本発明によれば、保持器の柱部の径方向厚みは、第１リング部の径方向厚み以上、かつ第２リング部の径方向厚み以上であり、かかる柱部の径方向厚みが、該柱部の一端から他端まで、ころＰＣＤの内径側および外径側に及ぶ。かかる本発明によれば柱部の剛性を確保することができる。

本発明の好ましい実施形態としてころ軸受用保持器の柱部は、第１ころ案内面および第２ころ案内面よりも外径側に設けられてポケットへ突出する外径側ころ止め突起をさらに有する。かかる実施形態によれば、ポケットに配置されるころが外径側へ抜け落ちることを防止できる。なお柱部は、第１ころ案内面および第２ころ案内面よりも保持器の内径側に設けられてポケットへ突出する内径側ころ止め突起をさらに有してもよいし、あるいは有さなくてもよい。

本発明の好ましい実施形態として、柱部は、該柱部の側面、つまり保持器の周方向に関し周方向一方側の側面において、第１ころ案内面及び第２ころ案内面より周方向一方側に後退する壁面を更に有する。かかる実施形態によれば、柱部の側面に段差が設けられるため、当該側面ところとの間に保持器外径面へと流れる潤滑油の通油性を確保することができる。

このように本発明によれば、ころ軸受用溶接保持器において、保持器の剛性を向上させることができる。

自動二輪車用エンジンのクランクピンに設けられる保持器付きころを取り出して、保持器の軸線方向に見た全体断面図である。本発明の一実施形態になる保持器を示す斜視図である。保持器の軸線を含む平面で保持器を切断し、該断面を示す断面図である。クランクピンと、クランクピンに装着された保持器付きころの保持器を、クランクピンの軸線およびクランクジャーナルの軸線に共通する平面で切断し、この切断面を示す断面図である。本発明の変形例になる保持器を示す断面図である。変形例の保持器を、クランクピンの軸線およびクランクジャーナルの軸線に共通する平面で切断し、この切断面を示す断面図である。コンロッドの大端部に本発明の一実施形態に係る保持器付きころを使用した二輪車用エンジンの縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。本発明に係る保持器付きころは、公転する部位に使用され、例えば、自動二輪車用エンジンのコンロッドおよびクランクシャフトを相対回転可能に連結する箇所に組み込まれる。あるいは本発明に係る保持器付きころは、例えば、自動車の自動変速機の要素になる遊星歯車組に組み込まれて、サンギヤの周りを公転しながら自転するピニオンギヤを、キャリアに対して回転自在に支持する。

図７は、コンロッドの大端部に、本発明の一実施形態に係る保持器付きころを使用した二輪車用エンジンの縦断面図である。図７を参照して、二輪車用エンジン６１は、シリンダ６２と、クランク室６３と、クランクシャフト６４と、ピストン６６と、クランクシャフト６４とピストン６６とを連結するコンロッド６５と、クランク室６３と接続する吸気穴６８と、燃焼室７０と、燃焼室７０と接続する排気穴６９と、クランク室６３と燃焼室７０を連絡する吸気通路７１とを有する。

ピストン６６は、シリンダ６２に沿って直線往復運動を行う。ガソリンと潤滑油とを混合した混合気は、吸気穴６８からクランク室６３へ送り込まれてから、ピストン６６の上下動作に応じて吸気通路７１を経由しシリンダ６２の上方の燃焼室７０へ導かれ燃焼される。燃焼された排気ガスは排気穴６９から燃焼室７０の外へ排出される。

クランクシャフト６４は、クランクピン６４ｐと、クランクアーム６４ａと、カウンタウェイト６４ｗと、クランクジャーナル６４ｊを含み、クランクジャーナル６４ｊを中心に回転して、二輪車用エンジン６１の外部へ回転運動を出力する。カウンタウェイト６４ｗは、クランクシャフト６４の回転のバランスをとっている。

コンロッド６５は、直線状棒体であり、図７中、下方へ延びる一端に大端部７４と、上方へ延びる他端に小端部７５を有する。クランクピン６４ｐは、コンロッド６５の大端部７４に形成される貫通孔７６に通される。貫通孔７６の内径面とクランクピン６４ｐの外径面によって構成される環状空間には、本発明になる保持器付きころ１０が配置される。これによりクランクシャフト６４は、コンロッド６５に相対回転可能に連結される。

小端部７５には貫通孔７７が形成される。貫通孔７７には、ピストン６６内部に架設されてピストン６６の直線往復運動方向と直交して延びる軸７３が通される。貫通孔７７の内径面と軸７３の外径面によって構成される環状空間には、本発明になる保持器付きころ１０が配置される。これによりピストン６６は、コンロッド６５に相対回転可能に連結される。コンロッド６５は、ピストン６６の直線往復運動をクランクシャフト６４の回転運動に変換する。

図１は、図７に示す二輪車用エンジンに設けられる保持器付きころを取り出して、保持器の軸線方向に見た全体断面図である。図２は、図１に示す保持器付きころから保持器を取り出して示す斜視図である。発明の理解を容易にするため図１では、ポケット内に配置されるころが、第１および第２ころ止め突起と、第１および第２ころ案内面に当接する状態を仮想線で表す。また図１ではころＰＣＤを一点鎖線で表す。

保持器付きころ１０は、複数のころ１１と、複数のころ１１を保持する保持器１２とからなるころ軸受である。複数のころ１１は、針状ころであり、保持器１２に設けられた複数のポケット１３内に収容されている。なお、ころ１１は、針状ころに限らず、円筒ころであってもよい。また、以下の説明では、保持器付きころ１０において、軸線（中心軸）Ｏに沿った方向を「軸方向」、軸線Ｏに直交する方向を「径方向」、軸線Ｏを中心とする円弧に沿った方向を「周方向」と呼ぶ。

保持器１２は、一対のリング部１４ｂ，１４ｃと、複数のころ１１を収容する複数のポケット１３を形成するように一対のリング部１４ｂ，１４ｃを連結する複数の柱部１５を備える。一対のリング部１４ｂ，１４ｃの中心は、保持器１２の軸線Ｏを構成する。

以下の説明において、外径面とは保持器１２の外径方向に指向する面をいい、内径面とは保持器１２の内径方向に指向する面をいい、径方向とは保持器１２の径方向をいい、周方向とは軸線Ｏと中心として周回する方向をいい、外径側とは説明される部材からみて軸線Ｏから遠い側をいい、内径側とは説明される部材からみて軸線Ｏに近い側をいい、一端部とは軸線Ｏに関し一方側の端部をいい、他端部とは軸線Ｏに関し他方側の端部をいう。

柱部１５は、軸線Ｏと平行に延び、周方向に間隔を空けて複数配置される。各柱部１５は、一端部で一方の第１リング部１４ｂと一体結合し、他端部で他方の第２リング部１４ｃと一体結合する。柱部１５は、軸線Ｏに沿って、保持器軸方向に略平行に延びる。

保持器１２は、外径案内とされ、コンロッド６５の大端部７４の内径面（貫通孔７６、図７参照）と面接触する。このため保持器１２は、軸線Ｏ方向に互いに離隔する３箇所以上の外径案内面を有する。具体的には第１リング部１４ｂの外径面が第１外径案内面１６ｂを構成する。第２リング部１４ｃの外径面が第２外径案内面１６ｃを構成する。各柱部１５の中央領域の外径面が第３外径案内面１６ｄを構成する。第１外径案内面１６ｂおよび第２外径案内面１６ｃは軸線Ｏと中心として全周に亘って帯状に延びる。第３外径案内面１６ｄは各柱部１５の中央領域に形成される。このため周方向で隣り合う第３外径案内面１６ｄ，１６ｄ同士はポケット１３で分断される。

第１外径案内面１６ｂは柱部１５の一端部にも形成される。第２外径案内面１６ｃは柱部１５の他端部にも形成される。なお、第１外径案内面１６ｂと、第２外径案内面１６ｃと、第３外径案内面１６ｄを含めて全ての外径案内面は、共通する円筒面を構成する。第１外径案内面１６ｂ、第２外径案内面１６ｃ及び第３外径案内面１６ｄは、面一である。

軸線Ｏに直交する遠心力が保持器付きころ１０に作用すると、第１外径案内面１６ｂと、第２外径案内面１６ｃと、第３外径案内面１６ｄが同時に大端部７４と面接触する。このため保持器１２と貫通孔７６の接触面積が大きくなり、遠心力が大きくても面圧を小さくし得て、保持器１２の耐久性が向上する。また保持器１２は、軸線Ｏ方向の異なる三か所で安定して大端部７４に接触するので、保持器１２の剛性不足の問題が解消される。

第１リング部１４ｂの端面２３ｂは、保持器１２の一方の端面である。第２リング部１４ｃの端面２３ｃは、保持器１２の他方の端面である。端面２３ｂと第１外径案内面１６ｂの間には面取り２２ｂが形成される。端面２３ｂと第１リング部１４ｂの内径面１９ｂの間には面取り２４ｂが形成される。端面２３ｃと第２外径案内面１６ｃの間には面取り２２ｃが形成される。端面２３ｃと第２リング部１４ｃの内径面１９ｃの間には面取り２４ｃが形成される。

保持器１２の各柱部１５は、上述した第３外径案内面１６ｄの他、第１凹部１７ｂと、第２凹部１７ｃと、第１ころ案内面１８ｂと、第２ころ案内面１８ｃとをさらに有する。

第１凹部１７ｂ、第２凹部１７ｃ、および第３外径案内面１６ｄは、各柱部１５の外径側に形成される。ただし第１凹部１７ｂおよび第２凹部１７ｃは、第３外径案内面１６ｄよりも内径側に窪んでいる。第１凹部１７ｂは、柱部１５の中央領域よりも第１リング部１４ｂ寄りに形成されて、溝のように周方向に延び、柱部１５を挟んで隣り合う両側のポケット１３，１３と隣接する。第２凹部１７ｃは、柱部１５の中央領域よりも第２リング部１４ｃ寄りに形成されて、溝のように周方向に延び、柱部１５を挟んで隣り合う両側のポケット１３，１３と隣接する。

第１凹部１７ｂおよびポケット１３は周方向に交互に連続し、周方向に隣り合うポケット１３，１３同士を連通する。このため保持器１２の外部から潤滑油をポケット１３に導くことができる。第１凹部１７ｂの底面は、保持器１２の軸線Ｏと平行に広がる平坦面とされる。第１凹部１７ｂの側面は、段部であればよく、形状を特に限定されない。第２凹部１７ｃも同様である。

軸線Ｏ方向に隣り合う第１凹部１７ｂの底面と第１外径案内面１６ｂは不連続であり、両者の境界に第１凹部１７ｂの側面を構成する段部が形成される。軸線Ｏ方向に隣り合う第１凹部１７ｂの底面と第３外径案内面１６ｄは不連続であり、両者の境界に第１凹部１７ｂの側面を構成する段部が形成される。軸線Ｏ方向に隣り合う第２凹部１７ｃの底面と第３外径案内面１６ｄは不連続であり、両者の境界に第２凹部１７ｃの側面を構成する段部が形成される。軸線Ｏ方向に隣り合う第２凹部１７ｃの底面と第２外径案内面１６ｃは不連続であり、両者の境界に第２凹部１７ｃの側面を構成する段部が形成される。

図２に示すように第１ころ案内面１８ｂはポケット１３に面する。図３に示すように第１ころ案内面１８ｂは、第１リング部１４ｂの内径面１９ｂより内径側に突出する。図１に示すように、第１ころ案内面１８ｂは、ポケット壁面であって、各ポケット１３を介して周方向に離隔するように対をなす。図１に仮想線で示すように、ころ１１の転動面は第１ころ案内面１８ｂと接触する。このように第１ころ案内面１８ｂは、ころ１１を転動可能に案内する。第２ころ案内面１８ｃは、図２に示すようにポケット１３に面し、図３に示すように第２リング部１４ｃの内径面１９ｃより内径側に突出する。第２ころ案内面１８ｃも第１ころ案内面１８ｂと同様に、ころ１１の転動面と接触し、ころ１１を転動可能に案内する。ころ案内面１８ｂ，１８ｃの突出量は、凹部１７ｂ，１７ｃの凹み量よりも大きい。第１ころ案内面１８ｂおよび第２ころ案内面１８ｃは平坦面である。

図３は、軸線Ｏを含む平面で保持器を切断し、該断面を示す断面図である。図面の煩雑さを回避するため、幾つかのポケットを図略する。第１ころ案内面１８ｂは、柱部１５の軸線Ｏ方向中央領域よりも第１リング部１４ｂ寄りに配置される。第１ころ案内面１８ｂの軸線Ｏ方向位置は、第１凹部１７ｂの軸線Ｏ方向位置に重なる。本実施形態では、第１凹部１７ｂの軸線Ｏ方向位置と第１ころ案内面１８ｂの軸線Ｏ方向位置が一致する。

第２ころ案内面１８ｃは、柱部１５の中央領域よりも第２リング部１４ｃ寄りに配置される。第２ころ案内面１８ｃの軸線Ｏ方向位置は、第２凹部１７ｃの軸線Ｏ方向位置に重なる。本実施形態では、第２凹部１７ｃの軸線Ｏ方向位置と第２ころ案内面１８ｃの軸線Ｏ方向位置が一致する。

柱部１５は、軸線Ｏ方向一端部で第１リング部１４ｂの内径面１９ｂと同じ内径寸法にされ、軸線Ｏ方向他端部で第２リング部１４ｃの内径面１９ｃと同じ内径寸法にされる。柱部１５の軸線Ｏ方向中央部の内径面１９ｆも、内径面１９ｂ，１９ｃと同じ内径寸法にされる。また柱部１５には、軸線Ｏ方向一端部と軸線Ｏ方向中央部の間と、軸線Ｏ方向他端部と軸線Ｏ方向中央部の間で、内径面１９ｂ，１９ｃ，１９ｆよりも内径側に突出する内径面１９ｄがそれぞれ設けられる。

ここで附言すると、内径面１９ｆは、両側の内径面１９ｄよりも窪んでおり、柱部１５の両側のポケット１３，１３と隣接する。また内径面１９ｆは、各柱部１５に設けられることから、保持器１２の周方向に断続的に配列される。このため潤滑油が内径面１９ｆに沿って流れ、周方向に隣り合うポケット１３，１３に供給される。

柱部１５の内径面１９ｄの半径は、第１リング部１４ｂの内径面１９ｂの半径および第２リング部１４ｃの内径面１９ｃの半径よりも小さい。柱部１５の一端部よりも中央寄りに配置される第１ころ案内面１８ｂは、第１リング部１４ｂの内径面１９ｂよりも外径側から内径側まで設けられる。柱部１５の他端部よりも中央寄りに配置される第２ころ案内面１８ｃは、第２リング部１４ｃの内径面１９ｃよりも外径側から内径側まで設けられる。互いに向き合う第１ころ案内面１８ｂ，１８ｂ同士の間隔は、外径側から内径側へ向かうにつれて小さくなる。

柱部１５の径方向厚みは、第１リング部１４ｂの径方向厚みおよび第２リング部１４ｃの径方向厚みと同じ部分と、第１リング部１４ｂの径方向厚み及び第２リング部１４ｃの径方向厚みよりも大きい部分を有する。本実施形態において、柱部１５のうち第１リング部１４ｂ，第２リング部１４ｃの径方向厚みよりも大きい部分は、第１ころ案内面１８ｂと第２ころ案内面１８ｃが設けられている部分である。このため保持器１２の剛性を、厚み一定の鋼帯から製造される従来のＭ型保持器の剛性よりも大きくすることが可能になる。従来のＭ型保持器は、柱部の径方向厚みがリング部の径方向厚みよりも薄い。このため保持器１２の剛性を、従来の断面Ｍ字状のＭ型保持器（又は断面Ｖ字状のＶ型保持器）の剛性よりも大きくすることが可能になり、肉厚の鋼管を削り加工によって成形する削り出し保持器と同等の剛性を確保することができる。

各柱部１５は、ポケット１３に面する第１壁面２０ｂ，第２壁面２０ｃ，第３壁面２０ｄをさらに有する。これら第１壁面２０ｂ〜第３壁面２０ｄは各柱部１５の周方向一方側および周方向他方側の側面に形成される。第１壁面２０ｂは柱部１５の一端部に形成される。第２壁面２０ｃは柱部１５の他端部に形成される。第３壁面２０ｄは柱部１５の中央部に形成される。第１ころ案内面１８ｂは、第１壁面２０ｂおよび第３壁面２０ｄ間に配置される。第２ころ案内面１８ｃは、第２壁面２０ｃおよび第３壁面２０ｄ間に配置される。第１壁面２０ｂ〜第３壁面２０ｄは、第１ころ案内面１８ｂおよび第２ころ案内面１８ｃから周方向一方側（柱部１５の周方向の厚みを減少させる側）に後退して形成される。これにより、柱部１５の側面において、壁面２０ｂ〜２０ｄところ案内面１８ｂ，１８ｃとの間に段差が形成されるため、保持器１２の外径面へと流れる潤滑油の通油性を向上させることができる。

第１ころ案内面１８ｂは、柱部１５の中央領域よりも第１リング部１４ｂ寄りに配置される。第１ころ案内面１８ｂの軸線Ｏ方向位置は、第１凹部１７ｂの軸線Ｏ方向位置に重なる。本実施形態では、第１凹部１７ｂの軸線Ｏ方向位置と第１ころ案内面１８ｂの軸線Ｏ方向位置が一致する。

柱部１５の外径側には外径側ころ止め突起２１が形成される。本実施形態の外径側ころ止め突起２１は、柱部１５の一端側および他端側に設けられる。一端側の外径側ころ止め突起２１は、第１凹部１７ｂおよび第１ころ案内面１８ｂと隣り合うよう配置されてポケット１３へ突出する。一端側の外径側ころ止め突起２１は、第１ころ案内面１８ｂの軸線Ｏ方向位置と重なるよう配置され、第１壁面２０ｂおよび第３壁面２０ｄから離隔する。他端側の外径側ころ止め突起２１は、第２凹部１７ｃおよび第２ころ案内面１８ｃと隣り合うよう配置されてポケット１３へ突出する。他端側の外径側ころ止め突起２１は、第２ころ案内面１８ｃの軸線Ｏ方向位置と重なるよう配置され、第２壁面２０ｃおよび第３壁面２０ｄから離隔する。

図２に示すように外径側ころ止め突起２１は、ポケット１３の周方向両側に設けられて対をなし、互いに近づく方向に突出する。１対の外径側ころ止め突起２１，２１の間隔は、ころ１１の直径よりも小さい。このため、ころ１１は、ポケット１３から外径方向に抜け出すことを規制される。

本実施形態では、柱部１５は内径側のころ止め突起を有していない。上述の通り、本実施形態の柱部１５の径方向厚みは、リング部１４ｂ，１４ｃの径方向厚み以上の厚みを有しているが、保持器１２の製造工程で、帯状鋼板を円筒状に丸め易くするために、Ｍ型溶接保持器と比べて、断面高さが小さく設定されている。具体的には、保持器１２は、その内径面がころ１１のピッチ円（ＰＣＤ）に近接する側に設けられている。言い換えると、保持器１２の径方向厚みは、ころ１１の外径よりも小さい。そのため、本実施形態の柱部１５に内径側ころ止め突起を設けてもころ１１の内径側への脱落を十分に防ぎにくい。よって、本実施形態では、ころ１１は、ポケット１３内において、内径側に脱落可能に保持されている。

図３を参照して、第１ころ案内面１８ｂの軸線Ｏ方向寸法Ｌ_１と第２ころ案内面１８ｃの軸線Ｏ方向寸法Ｌ_２の合計寸法Ｌ_１＋Ｌ_２は、ころ１１の実長さＬ_ｒの１０％以上４０％以下の範囲に含まれる。これにより、ころ１１のスキューが低減される。また、第１凹部１７ｂの軸線Ｏ方向寸法Ｌ_１と第２凹部１７ｃの軸線Ｏ方向寸法Ｌ_２の合計寸法Ｌ_１＋Ｌ_２は、ポケット１３の長さＬ_ｐの１０％以上４０％以下の範囲に含まれる。これにより第１凹部１７ｂおよび第２凹部１７ｃからポケット１３に十分な潤滑油を導くことができる。第１ころ案内面１８ｂの軸線Ｏ方向寸法Ｌ_１と第２ころ案内面１８ｃの軸線Ｏ方向寸法Ｌ_２の合計寸法Ｌ_１＋Ｌ_２がころ１１の実長さＬ_ｒの１０％より小さいと、ころ案内面としての効果が薄まる共に、第１ころ案内面１８ｂ及び第２ころ案内面１８ｃに設けられるころ止め突起の長さが小さくなり、ころ１１の保持力も低減する。他方、第１ころ案内面１８ｂの軸線Ｏ方向寸法Ｌ_１と第２ころ案内面１８ｃの軸線Ｏ方向寸法Ｌ_２の合計寸法Ｌ_１＋Ｌ_２がころ１１の実長さＬ_ｒの４０％より大きいと、外径案内面１６ｂ〜１６ｄの軸方向長さが小さくなるため、外輪軌道（ここでは、大端部７４の内径面）と保持器１２との接触面圧が高まってしまう。

次に本実施形態になる保持器の製造工程につき説明する。

保持器１２は溶接保持器であり、幅が一定で所定の長さに切断した帯状鋼板を環状（円筒状）に丸めて（湾曲して）、両端を接合（ここでは、溶接）されることで製造される。まず保持器１２の板材となる帯状の鋼板を準備し、１対のローラ間に鋼帯を通して該鋼帯を圧延する。かかる圧延工程により、鋼帯の一方面には、幅方向両側部および幅方向中央部の３箇所に突条が形成され、これら凸部間の２箇所に条溝が形成される。また鋼帯の他方面には、幅方向中央領域が幅方向両縁よりも突出するよう突条とされる。この圧延工程では、鋼帯の幅方向中央領域の板厚が、幅方向両縁部の板厚と同じかあるいは大きくされる。なお１対のローラの外周面は、鋼帯の上述した凹凸形状に対応する凹凸形状を有すること勿論である。また、この圧延工程では、第１リング部１４ｂの外径側の角部および内径側の角部が面取り処理されるだけでなく、第２リング部１４ｃの外径側の角部および内径側の角部も面取り処理される。

圧延工程によって所定の断面形状に成形された鋼帯に対し、ころ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を行う。ポケット抜き工程は、打ち抜き刃を有するポンチを鋼帯の板厚方向に動かし、鋼帯を打ち抜くことにより行う。ポケット抜き工程によって、隣り合うポケット同士の間に柱部が同時に形成される。ここで柱部の一方面の各条溝は、ポケットによって分断され、第１凹部１７ｂおよび第２凹部１７ｃとされる。なおポンチは、第１壁面２０ｂ、第１ころ案内面１８ｂ、第２壁面２０ｃ、第２ころ案内面１８ｃ、および第３壁面２０ｄに対応する凹凸形状を有する。

次に、柱部の他方面をダイスで支持しつつ柱部の一方面の第１凹部１７ｂおよび第２凹部１７ｃにパンチを押し当て、ポケット壁面の一部がポケットへせり出すように塑性変形させて、外径側ころ止め突起２１を形成する突起形成工程を行う。突起形成工程は例えば、第１凹部１７ｂとポケット壁面がなす角部を、一方面から他方側へしごく、シゴキ加工である。あるいは例えば、第１凹部１７ｂにパンチを貫入させてポケット壁面をポケット側へせり出すカシメ加工である。鋼帯の板厚は前述したとおりである。つまり鋼帯の幅方向中央領域を含む柱部の板厚は、鋼帯の幅方向両縁部の板厚と同じ、あるいはこれらよりも大きい。

次に、所定の長さとして保持器１２の円周長さとなるように、鋼帯を切断する切断工程を行う。次に、所定長さに切断された鋼帯を、円筒状に折り曲げる曲げ工程を行う。ポケットを挟んで平行に対向するポケット側面は、曲げ工程により、外径側から内径側に向かう程、互いに接近するようにされる。

次に、折り曲げられた鋼帯の両端を接合する溶接工程を行う。ここで一対のリング部が生成される。なお柱部の外径面は、曲げ工程以前の形状のままである。

次に、接合された円筒状の保持器１２の外径面を研削する研削工程を行う。研削工程を施すことにより、周方向に連なっている第１リング部１４ｂの外径面および第２リング部１４ｃの外径面と、周方向に連なっていない各柱部１５の中央部の外径面は、共通する滑らかな円筒状の面、即ち外径案内面（第１外径案内面１６ｂ、第２外径案内面１６ｃ、第３外径案内面１６ｄ）を形成する。ただし外径側へ指向する第１凹部１７ｂおよび第２凹部１７ｃは研削されず、これらの外径案内面から窪んだままであり、第１凹部１７ｂおよび第２凹部１７ｃの底面は平坦あるいはおよそ平坦のままである。なお、この研削工程は省略してもよい。

次に、熱処理工程として、浸炭焼入焼戻し処理を行う。この熱処理工程により、保持器１２の強度を向上させる。ここで、熱処理工程としては、浸炭焼入焼戻し処理に限らず、浸炭窒化処理、ズブ焼入れ処理等、用途に応じて他の熱処理工程を行ってもよい。

次に、洗浄工程を経て、保持器１２の表面をめっき処理する。めっき処理は、銅めっき処理でもよいし、銀めっき処理でもよい。めっき処理工程により、溶接保持器の表面が保護されると共に、潤滑性が向上し、ハウジングへの攻撃性が緩和される。

このようにして、溶接保持器としての保持器１２が製造される。また保持器１２のポケット１３に、複数のころ１１を組み込んで、保持器付きころ１０が製造される。

ところで本実施形態の保持器１２は、保持器１２を外径案内とするために、第１リング部１４ｂに形成される第１外径案内面１６ｂと、第２リング部１４ｃに形成される第２外径案内面１６ｃと、柱部１５に形成される第３外径案内面とを有する。かかる本実施形態の保持器１２は、軸線Ｏ方向に離れた３箇所で外径案内とされることから、２箇所で外径案内とされる従来のＶ型保持器よりも安定する。

また本実施形態の保持器１２は、これらの外径案内面から窪むように柱部１５に形成されて柱部１５の両側のポケット１３に隣接する第１凹部１７ｂおよび第２凹部１７ｃを有する。これにより遠心力が作用すると、保持器１２よりも外径側にある潤滑油を、第１凹部１７ｂおよび第２凹部１７ｃからポケット１３内に導くことができる。そして鋼帯を圧延加工することによって、量産することができ、削り出し保持器と同等の剛性を確保しつつ、コスト低減を図ることができる。

さらに本実施形態の保持器１２は、柱部１５に形成されて第１リング部１４ｂの内径面１９ｂおよび第２リング部１４ｃの内径面１９ｃよりも内径側へ突出する内径面１９ｄを有する。ポケット１３に面する第１ころ案内面１８ｂは、内径面１９ｄと軸線Ｏ方向と重なり、内径面１９ｂよりも外径側から内径面１９ｂよりも内径側まで設けられる。

本実施形態によれば、保持器１２の径方向に関し、柱部１５の径方向厚みは、一端部から他端部までの全部において、第１リング部１４ｂの径方向厚み以上、かつ第２リング部１４ｃの径方向厚み以上である。これにより、柱部１５の剛性を確保することができる。

次に本実施形態に係る保持器とクランクシャフトの位置関係につき説明する。図４は、本実施形態に係る保持器付きころ１０を備え、シャフトとしてのクランクシャフトを支持するクランクシャフト支持構造５０を示す断面図である。図面の煩雑を避けるため、図４中、ころは図略される。

図４は、クランクピン６４ｐと、クランクピン６４ｐに装着された保持器付きころの保持器１２を、クランクピンの軸線Ｏ´およびクランクジャーナルの軸線Ｘに共通する平面で切断し、この切断面を示す断面図である。クランクシャフト支持構造５０は、クランクシャフト６４と、クランクシャフト６４を回転自在に支持する保持器付きころ１０とを備える。保持器付きころ１０の保持器１２は、クランクシャフト６４のクランクピン６４ｐの外径面６４ｑを包囲する。クランクピン６４ｐの軸線Ｏ´は保持器１２の軸線Ｏ（図３）と略一致する。第１リング部１４ｂは、内径面１９ｂおよび端面２３ｂと連続する面取り２４ｂを有する。面取り２４ｂはテーパ穴形状であり、軸線Ｏ´を含む平面において、軸線Ｏ´に対し一定勾配の直線をなす。また面取り２２ｂはテーパ形状であり、軸線Ｏ´を含む平面において、軸線Ｏ´に対し一定勾配の直線をなす。

クランクシャフト６４のクランクアーム６４ａの表面は、窪んだ曲面で構成される隅部６４ｒを介して外径面６４ｑと連続する。なお隅部６４ｒは、図４に示す断面において凹んだ円弧あるいは凹曲線を描く。

第１リング部１４ｂの端面２３ｂが、クランクアーム６４ａの表面に当接すると、面取り２４ｂは、クランクシャフト６４の隅部６４ｒから離隔する。

本実施形態によれば、第１リング部１４ｂの端面２３ｂと内径面１９ｂがなす角部に、面取り２４ｂを設けたことから、面取り２４ｂとクランクシャフト６４の隅部６４ｒの間に隙間が確保され、保持器１２とクランクシャフト６４の不所望な干渉が軽減される。

面取り２４ｂの径方向寸法および軸線Ｏ方向寸法は、面取り２２ｂのそれと同一であってもよい。あるいは面取り２４ｂの径方向寸法および軸線Ｏ方向寸法の少なくとも一方が、面取り２２ｂのそれよりも大きくてもよい。面取り２４ｂのこれら寸法を大きくすることにより、面取り２４ｂと隅部６４ｒの隙間を大きくすることができる。

図５は、図３に示す実施形態の変形例になる保持器を示す断面図である。図６は、この変形例とクランクシャフトの位置関係を示す断面図であり、図面の煩雑を避けるため、図６中、ころは図略される。図５の変形例につき、上述した実施形態と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成を説明する。変形例の柱部１５は、前述した内径面１９ｆ（図３）を有さず、両端部を除く中央領域が一定の内径（内径面１９ｄ）を有する。内径面１９ｄの内径寸法は、内径面１９ｂおよび内径面１９ｃの内径寸法よりも小さい。柱部１５の径方向厚みは、第１リング部１４ｂおよび第２リング部１４ｃの径方向厚みよりも大きくされる。これら一連の内径面１９ｂ，１９ｄ，１９ｃは、前述した圧延工程によって同時に成形される。

図５および図６に示す変形例の保持器１２によっても、柱部１５の剛性を確保できる。したがって変形例の保持器１２を公転運動するクランクピン６４ｐに組み込んでも、遠心力にかかわらず耐久性が向上する。

なお、上述の実施形態に係る保持器を備えたころ軸受は、二輪車用エンジンに限らず、小型汎用エンジンに使用されてもよく、携帯式工作機械に搭載されるエンジンに使用されてもよく、例えば、チェーンソー等の小型作業機に搭載されるエンジンに使用されてもよい。

以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、本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。

本発明の保持器は、二輪車用エンジン又は小型汎用エンジンのクランクシャフトのクランクピンに組み込まれるころ軸受や、遊星歯車組のプラネタリギヤを回転自在に支持するころ軸受等、公転運動するころ軸受において有利に使用される。

１０保持器付きころ、１１ころ、１２保持器、
１３ポケット、１４ｂ第１リング部、１４ｃ第２リング部、
１５柱部、１６ｂ第１外径案内面、１６ｃ第２外径案内面、
１６ｄ第３外径案内面、１７ｂ第１凹部、１７ｃ第２凹部、
１８ｂ第１ころ案内面、１８ｃ第２ころ案内面。

Claims

ころを収容する複数のポケットを有する帯状鋼板を環状に湾曲して接合したものであるころ軸受用保持器において、
対をなす第１リング部および第２リング部と、前記第１リング部及び前記第２リング部を連結して保持器軸方向に延びる複数の柱部とを備え、
前記第１リング部は、前記保持器を外径案内とするための第１外径案内面を有し、
前記第２リング部は、前記保持器を外径案内とするための第２外径案内面を有し、
前記柱部は、前記柱部の中央領域に形成されて前記保持器を外径案内とするための第３外径案内面を有し、
前記柱部のうち前記中央領域よりも前記第１リング部寄りには、前記第１外径案内面および前記第３外径案内面よりも前記保持器の内径側に窪む第１凹部と、前記第１リング部の内径面より内径側に突出する第１ころ案内面とが設けられていて、
前記柱部のうち前記中央領域よりも前記第２リング部寄りには、前記第２外径案内面および前記第３外径案内面よりも前記保持器の内径側に窪む第２凹部と、前記第２リング部の内径面より内径側に突出する第２ころ案内面とが設けられ、
前記保持器の径方向に関し、前記柱部の径方向厚みは、前記第１リング部の径方向厚み以上、かつ前記第２リング部の径方向厚み以上であり、
前記柱部の径方向厚みが、該柱部の一端から他端まで、ころＰＣＤの内径側および外径側に及ぶことを特徴とする、ころ軸受用保持器。
保持器の径方向に関し、前記柱部は、前記第１ころ案内面および前記第２ころ案内面よりも外径側に設けられて前記ポケットへ突出する外径側ころ止め突起をさらに有する、請求項１に記載のころ軸受用保持器。
保持器の周方向に関し、前記柱部は、周方向一方側の側面において、前記第１ころ案内面及び前記第２ころ案内面より周方向に後退する壁面を更に有する、請求項１または２に記載のころ軸受用保持器。