WO2006098276A1 - 針状ころ軸受およびその製造方法 - Google Patents

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cage
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Yoshiyasu Nakano
Shinji Oishi
Katsufumi Abe
Yugo Yoshimura
Noriaki Fujii
Keiko Yoshida
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Ntn Corporation
Honda Motor Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a needle roller bearing that supports a crankshaft, a camshaft, a balance shaft, a rocker shaft, and the like for an automobile engine, and more particularly, an outer ring member that is divided by a dividing line that extends in the axial direction of the bearing.
  • This relates to a split needle roller bearing having
  • a split slide bearing is generally used as a support device for a crankshaft, a camshaft, and a rocker shaft for an automobile engine. Since the slide bearing has a high load capacity, it is suitable as a bearing used in a high load environment.
  • Needle roller bearings are sometimes used instead of plain bearings. Needle roller bearings have a lower load capacity than sliding bearings, but have a low frictional resistance during rotation. Therefore, it is possible to reduce rotational torque and reduce the amount of oil supplied to the support.
  • FIG. 1 is a view showing a crankshaft of a general automobile.
  • the needle roller bearing that supports the crankpin 2 of the crankshaft 1 cannot be assembled by being press-fitted in the axial direction.
  • a cage with a split type is used as a support device for the above application.
  • the needle roller bearings having such a structure include a split type that divides the cage at two locations in the circumferential direction and a single split type that divides the cage at one location in the circumferential direction.
  • the split cages are made of iron and grease. However, in the case of single cages, the grease can be formed more easily than iron. Are known.
  • the needle roller bearing includes an outer ring, a plurality of rollers arranged along the circumferential direction so as to make rolling contact with an inner diameter surface of the outer ring, and a cage that holds these rollers.
  • outer ring For example, Japanese Patent No. 3073937.
  • Such a needle roller bearing with an outer ring has a structure in which the roller and the outer ring are in line contact with each other, and thus has an advantage that a high load capacity and high rigidity can be obtained for a small bearing projected area. For this reason, it is widely used in various fields including automobiles.
  • the outer ring includes a solid outer ring manufactured by XI IJ processing and a shell outer ring manufactured by press carriage.
  • US Patent No. 1921488 discloses a needle roller bearing having a split outer ring type and a split outer ring type (half shell) in which the outer ring is divided into two.
  • FIG. 2 shows an outer ring disclosed in US Pat. No. 1921488.
  • the outer ring of the needle roller bearing formed of cold-rolled steel plate (SPC material) or the like is divided so as to have two outer ring members 4a and 4b by a dividing line 4c extending in the axial direction of the bearing. By doing so, it becomes possible to incorporate it into the crankpin 2.
  • FIG. 3 shows a needle roller bearing 6 disclosed in JP-T-2002-525533.
  • the needle roller bearing 6 supports the shaft 5, and includes an outer ring 7, a plurality of needle rollers 8 that are arranged to roll on the raceway surface of the outer ring 7, and a holder that holds the needle rollers 8.
  • vessel 9 With vessel 9.
  • the cage 9 is prevented from shifting in the axial direction by reducing the shaft diameter of both ends of the shaft 5 and projecting the cage 9 radially inward.
  • the bearing is disassembled into an outer ring and a roller with a cage during transportation to a customer. Or, it may be disassembled into an outer ring and a cage. In that case, it must be carefully reassembled on the part of the customer. Also, there is a risk that the disassembled bearing parts will be lost.
  • the needle roller bearing disclosed in JP-T-2002-525533 has a structure for positioning in the axial direction between the cage and the outer ring or between the cage and the shaft. Therefore, disassembly of bearing parts during transportation is prevented.
  • the cross-sectional shape of the cage becomes unique, there is a problem that the shape and process of the injection mold for molding the cage are complicated, resulting in an increase in cost.
  • crankshaft 1 and the like as shown in FIG. 1 are subjected to a load that is biased in a predetermined direction during rotation, the load is concentrated on the outer ring circumference of the bearing (hereinafter referred to as “load region”). ”) And an area where a large load force is not applied (hereinafter referred to as “non-load area”). Therefore, when the outer ring of the needle roller bearing as shown in FIG. 2 is incorporated in the shaft, positioning is performed so that the boundary 4c between the outer ring members 4a and 4b is located in the non-load region.
  • the outer ring members 4a and 4b are merely fixed to the housing by fitting, the outer ring members 4a and 4b may rotate in the housing and be displaced when a load is applied during rotation. There is sex. At this time, if the boundary 4c between the outer ring members 4a and 4b moves to the load region, there is a possibility of causing troubles such as defective rotation of the needle rollers and breakage of the outer ring members 4a and 4b.
  • the needle roller bearing 6 as shown in FIG. 3 requires the machining of the shaft 5 in order to prevent the cage 9 from being displaced in the axial direction, which increases the machining cost. There is. If the cage regulating means 9a is too small, it will not be possible to prevent the cage 9 from falling off when a large axial load is applied. On the other hand, if the cage restricting means 9a is too large, there is a concern about interference with the shaft 5.
  • the cold rolled steel sheet (SPC material) used for the outer ring members 4a and 4b has a carbon content of 0.
  • An object of the present invention is to provide a split needle roller bearing that is easy to assemble and can be manufactured at low cost.
  • Another object of the present invention is a needle roller bearing that is capable of preventing the inner ring from rotating inside the housing and is provided with means for restricting the cage in the axial direction.
  • the present invention provides a needle roller bearing provided with a member.
  • Still another object of the present invention is to provide a needle roller bearing provided with axial restriction means for a cage that does not involve processing of the peripheral structure in order to prevent the cage from shifting in the axial direction. That is.
  • the needle roller bearing according to the present invention includes an outer ring having a circumferentially divided portion, a plurality of rollers that can roll along an inner diameter surface of the outer ring, and a holding that holds the plurality of rollers.
  • the outer ring has an engaging claw that protrudes radially inward at the end in the width direction and restricts movement of the cage in the axial direction. .
  • the outer ring, the cage Since the engaging claw that protrudes from the side edge of the outer ring to the inner diameter side and contacts the width surface of the cage is provided, the outer ring, the cage, Does not disassemble in the axial direction. Further, when the bearing is assembled to the shaft, the cage is positioned in the axial direction with respect to the outer ring, so that the assembly is easy.
  • the engaging claws By providing the engaging claws, the shape of the outer ring becomes complicated, but the additional calories of the engaging claws in the outer ring can be easily performed by employing an appropriate manufacturing method.
  • the cage can have a simple shape that does not require any special processing of the positioning portion, and is easy to manufacture.
  • the shaft also has a simple shape.
  • a method for providing an engaging claw for positioning on the outer ring, which is a stationary member can reduce energy loss due to rotation. .
  • the outer ring has a wrinkle-free cylindrical shape
  • the engaging claw is locally provided on a part of the side edge of the outer ring extending in a circumferential shape. If the engaging claws are locally provided in a part of the circumferential direction, the problem of obstructing the flow of the lubricating oil due to the presence of the engaging claws does not occur.
  • the engaging claw is provided at a position suitable for holding the lubricating oil accumulated in the outer ring.
  • the engaging claw is provided at the lowest position of the bearing in use.
  • the material of the cage is, for example, made of resin, and the cross-sectional shape along the axial direction of the cage is, for example, a substantially rectangular shape.
  • the cross-sectional shape at an arbitrary position in the circumferential direction in a shape where there is no force pocket provided with pockets for holding rollers at a plurality of locations in the circumferential direction is a substantially rectangular shape.
  • the cage is made of resin, such a rectangular cross-sectional shape requires a simple molding die and does not require a complicated molding process. The holder can be easily manufactured. Therefore, further cost reduction is possible.
  • a positioning projection for positioning the outer ring with respect to the nosing may be provided on the outer diameter surface of the outer ring.
  • the housing that supports the split needle roller bearing may be a split type.
  • the cage may be one obtained by dividing one or two places in the circumferential direction. If it is a split type such as a cage force, the assembly work becomes even easier.
  • a needle roller bearing includes an outer ring having a plurality of outer ring members divided by a dividing line extending in the axial direction of the bearing, and a rollable arrangement on the raceway surface of the outer ring.
  • a plurality of needle rollers and a cage for holding the plurality of needle rollers. Then, the outer ring member engages with the housing at a position shifted from its circumferential central force, and the positioning engagement portion projects radially inward from the end in the width direction to the axial direction of the cage. And an engaging claw for restricting movement to the.
  • the carbon content of the outer ring member is 0.15 wt% to l wt%.
  • a material having a carbon content of 0.15 wt% or more can obtain a sufficient hardness (Hv653 or more) required for the outer ring member by carburizing and quenching. Compared with carburizing and nitriding equipment, carburizing and quenching equipment is cheaper, so it is possible to obtain inexpensive needle roller bearings. On the other hand, the carbon content is 1. It is not suitable as a material for outer ring members manufactured by pressing.
  • the outer ring member is subjected to, for example, induction hardening or bright quenching.
  • the carbon content of the outer ring member is 0.5 wt% to l.lwt%.
  • 0.5w A material containing t% or more of carbon can obtain sufficient strength even by bright quenching or induction quenching.
  • Bright quenching treatment equipment and induction hardening treatment equipment are cheaper than carbonitriding treatment equipment and carburizing and quenching treatment equipment.
  • induction hardening treatment uses no gas, so it is environmentally friendly. This is a heat treatment method.
  • the outer ring member is located at a central portion in the circumferential direction and serves as a load region when the bearing is used, and an end region that is located at the circumferential end and serves as a non-load region when the bearing is used.
  • the positioning engaging portion and the engaging claw are located in the end region on the opposite side across the intermediate region.
  • a needle roller bearing includes an outer ring having a plurality of outer ring members divided by a dividing line extending in the axial direction of the bearing, and is freely rollable on a raceway surface of the outer ring.
  • a plurality of needle rollers disposed; and a cage for holding the plurality of needle rollers.
  • the outer ring member has an engaging claw that protrudes radially inward at the end in the width direction and restricts the movement of the cage in the axial direction, and the cage abuts the cut surface cut in the axial direction. And a chamfered portion on the end face in the width direction of the butted portion.
  • the abutting portion has a fitting portion for preventing displacement in the axial direction, and the axial length of the chamfered portion at the cut surface is larger than the axial play of the fitting portion. From a manufacturing perspective A certain amount of play is required for the fitting portion. However, if one side of the abutting portion protrudes in the axial direction due to this play, there is a risk of being caught by the engaging claw. Therefore, by setting the axial length of the chamfered portion at the cut surface to be larger than the axial play of the fitting portion, the hooking force between the cage and the engaging claw can be reduced.
  • the circumferential length of the chamfered portion is shorter than the circumferential length of the engaging claw.
  • a concave portion is formed on the end surface in the width direction of the abutting portion by the chamfered portions on both sides of the cut surface, and the engaging claw may fall into the concave portion. Therefore, by making the circumferential length of the chamfered portion shorter than the circumferential length of the engaging claw, it is possible to prevent the engaging claw from falling into the concave portion formed by the chamfered portion.
  • the outer ring member has a positioning engagement portion for engaging with the housing to perform positioning at a position where the circumferential central force is also shifted.
  • the positioning engagement portion on the outer ring member as in the above configuration, rotation of the outer ring in the circumferential direction and movement in the axial direction can be prevented.
  • the boundary of the outer ring member does not move to the load region, and troubles such as poor rotation of the needle rollers and breakage of the outer ring member can be avoided.
  • the engaging claws are provided in the entire region of the axial end portion of the outer ring member.
  • a needle roller bearing includes an outer ring having a plurality of outer ring members divided by a dividing line extending in the axial direction of the bearing, and can freely roll on a raceway surface of the outer ring.
  • a plurality of needle rollers disposed; and a cage for holding the plurality of needle rollers.
  • the outer ring member has an engaging claw that protrudes radially inward at the end in the width direction and restricts the movement of the cage in the axial direction, and a hole that penetrates the engaging claw.
  • the axial movement of the cage can be restricted without processing the peripheral structure such as the shaft. Further, by providing a hole penetrating the engaging claw, it is possible to relieve the compressive stress generated in the engaging claw by bending the outer ring member, so that deformation of the outer ring member during manufacturing can be suppressed. .
  • the engaging claws are arranged in the entire region of the end portion in the width direction of the outer ring member.
  • the engaging claw can be provided in the entire region of the end portion in the width direction of the outer ring member.
  • the cage and the end face of the engaging claw Therefore, it is possible to prevent a bearing rotation failure and the like.
  • the hole is, for example, a long hole that is long in the circumferential direction.
  • the holes are provided at a plurality of locations in the circumferential direction.
  • the engaging claw is provided in the entire region of the end portion in the width direction of the outer ring member, it is possible to evenly absorb the compressive stress generated in each part of the engaging claw in the circumferential direction. Become.
  • the plurality of holes may have different sizes, for example.
  • the magnitude of the compressive stress applied to the engaging claws is different between the center portion and both end portions of the outer ring member. Therefore, by providing a large hole in the portion where the compressive stress is large and a small hole in the portion where the compressive stress is small, it is possible to evenly absorb the compressive stress generated in each part in the circumferential direction of the engaging claw. Become.
  • the hole is provided outside the region where the lubricating oil is accumulated in the outer ring.
  • the outer ring member has a positioning engagement portion for positioning by engaging with the housing at a position shifted from the circumferential central force.
  • the positioning engagement portion on the outer ring member as in the above configuration, rotation of the outer ring in the circumferential direction can be prevented.
  • the boundary of the outer ring member does not move to the load region, and troubles such as poor rotation of the needle roller and damage to the outer ring member can be avoided.
  • a needle roller bearing according to still another embodiment of the present invention is capable of rolling on an outer ring having a plurality of outer ring members divided by a dividing line extending in the axial direction of the bearing, and on a raceway surface of the outer ring.
  • the radial width w of the cage and the engagement width w of the engagement claw and the cage are
  • the engagement width w between the engagement claw and the cage is 2 of the radial width w of the cage.
  • the radial clearance between the tip of the engaging claw and the inner diameter surface of the needle roller bearing is greater than 0.1 mm. If the engaging claw interferes with the shaft, there is a risk of breakage. Therefore, in consideration of shaft sag, it is advisable to secure a clearance of more than 0.1 mm between the shaft and the tip of the engaging claw.
  • the “inner diameter surface of the needle roller bearing” refers to a surface connecting the innermost diameter side of the rolling surface of the needle roller, and is a rotating shaft supported by the needle roller bearing. It matches the external surface of
  • a needle roller bearing includes an outer ring having a plurality of outer ring members divided by a dividing line extending in the axial direction of the bearing, and is freely rollable on a raceway surface of the outer ring.
  • the surface of the engaging claw that faces the cage has a shape in which the central portion protrudes toward the cage from both ends.
  • the surface of the engaging claw that faces the cage is, for example, a curved surface that protrudes from the center.
  • retainer of an engaging claw has a taper part in both ends, for example.
  • the cage has an abutting portion obtained by abutting a cut surface cut in the axial direction, and the amount of protrusion at the center is larger than the play in the axial direction of the abutting portion.
  • Manufacturing viewpoint power A certain amount of play is required at the abutment.
  • one side of the abutting portion protrudes in the axial direction due to this play, there is a risk of being caught by the corner of the engaging claw. Therefore, by setting the amount of protrusion at the center portion to be larger than the play in the axial direction of the contact portion, it is possible to effectively prevent the cage from being caught by the corner portion.
  • a needle roller bearing includes an outer ring having a plurality of outer ring members divided by a dividing line extending in the axial direction of the bearing, and is freely rollable on a raceway surface of the outer ring.
  • the plate thickness t of the outer ring member and the base width B of the engaging claw have a relationship of 1.0 ⁇ B / t ⁇ 4.0.
  • the engaging claw is bent in the thickness direction of the plate-shaped outer ring member and then the entire outer ring member is bent to a predetermined curvature.
  • the base width of the engaging claw is large, the rigidity of the engaging claw root becomes high, and there is a risk that the shape of the outer ring member may be deformed, such as undulation. Accordingly, by setting the plate thickness t of the outer ring member and the base width B of the engaging claw within the range of 1.0 ⁇ B / t ⁇ 4.0, deformation of the outer ring member can be prevented. .
  • a needle roller bearing includes an outer ring having a plurality of outer ring members divided by a dividing line extending in the axial direction of the bearing, and is rollable on a raceway surface of the outer ring.
  • a plurality of needle rollers arranged, a cage that holds the plurality of needle rollers, and an engaging claw that protrudes radially inwardly at an end in the width direction of the outer ring member.
  • the engaging claw has a root portion near the outer ring member and a guide portion that restricts movement of the cage in the axial direction.
  • the width A of the guide portion and the width B of the root portion are 1 ⁇ AZB ⁇ 3.
  • the guide portion needs to satisfy 1 ⁇ AZB in order to ensure the strength necessary for restricting the movement of the cage. Also, if the width of the guide part is too large compared to the root part, the cage may come into contact with the end part of the guide part during bearing rotation, and the engaging claws may be deformed. It is necessary to satisfy.
  • the guide portion does not contact the outer ring member. If the guide portion of the engaging claw is so large as to contact the outer ring member, the processing of the outer ring member will be hindered. Therefore, the width A of the guide part is the outer ring part. It is necessary to set the range without interfering with the material.
  • a method of manufacturing a needle roller bearing according to the present invention includes an outer ring having a plurality of outer ring members divided by a dividing line extending in the axial direction of the bearing, and a rollable arrangement on the raceway surface of the outer ring.
  • This is a method of manufacturing a needle roller bearing having a claw. Specifically, the method includes a step of bending the outer ring member to a predetermined curvature after the step of bending the engaging claw in the thickness direction of the outer ring member by bending.
  • the engaging claw is bent after bending the outer ring member to a predetermined curvature, the outer ring member may be deformed when the engaging claw is processed. Therefore, the above problem can be solved by performing a process of bending the outer ring member to a predetermined curvature after the process of the engaging claw.
  • FIG. 1 is a view showing a crankshaft of an automobile.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a split outer ring used in a conventional needle roller bearing.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a conventional needle roller bearing provided with means for restricting the axial movement of the cage.
  • FIG. 4A is a view showing a split needle roller bearing according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 4A.
  • FIG. 5A is a view showing an outer ring member in a split needle roller bearing.
  • FIG. 5B is a view of the outer ring member of FIG. 5A as viewed from the direction indicated by arrow B.
  • FIG. 5C is a view of the outer ring member of FIG. 5A as viewed from the direction indicated by arrow C.
  • FIG. 6A is a view showing a cage in a roller holding state.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 6A.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a cage engaging piece portion in a split needle roller bearing.
  • FIG. 8A is a cross-sectional view showing another example of a cage engaging piece portion in a split needle roller bearing.
  • FIG. 8B is a cross-sectional view showing still another example of a cage engaging piece portion in a split needle roller bearing.
  • FIG. 8C is a cross-sectional view showing still another example of the cage engaging piece portion in the split needle roller bearing.
  • FIG. 9 is a side view showing a positioning protrusion portion of the outer ring in the split needle roller bearing.
  • FIG. 10 is a plan view showing a strip-shaped blank product before bending of the semicircular divided body constituting the outer ring.
  • FIG. 10B is an enlarged view of part B in FIG. 10A.
  • FIG. 11 is a side view of an outer ring according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is an enlarged front view of part C in FIG.
  • FIG. 13A is a diagram corresponding to an enlarged view of a P portion in FIG. 6B, and showing the shape of a chamfered portion provided on the end surface in the width direction of the abutting surface.
  • FIG. 13B is a diagram showing an example of another shape of the chamfered portion.
  • FIG. 13C is a diagram showing still another example of the shape of the chamfered portion.
  • FIG. 14A is a diagram corresponding to an enlarged view of a portion P in FIG. 6, and showing a dimensional relationship between the axial length of the chamfered portion and the play of the fitting portion.
  • FIG. 14B is a diagram showing a dimensional relationship between the axial length of the chamfered portion and the play of the fitting portion.
  • FIG. 15A is a view corresponding to an enlarged view of a portion P in FIG. 6, and showing a dimensional relationship between the circumferential length of the chamfered portion and the circumferential length of the engaging claw.
  • FIG. 15B is a diagram showing a dimensional relationship between the circumferential length of the chamfered portion and the circumferential length of the engaging claw.
  • FIG. 16A A front view of a needle roller bearing according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 16B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 16A.
  • FIG. 17A A front view showing an outer ring member of a needle roller bearing according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 17B is a view of the outer ring member of FIG. 17A viewed from the direction of arrow B.
  • FIG. 17C is a view of the outer ring member of FIG.
  • FIG. 18A is a view showing a state in which a long hole is provided in the base portion of the engaging claw of the outer ring member.
  • FIG. 18B is a view showing a state where a round hole is provided in the base portion of the engaging claw of the outer ring member.
  • FIG. 18C is a view showing a state in which holes of different sizes are provided in the base portion of the engaging claw of the outer ring member.
  • FIG. 19 is a view showing the relationship between the retainer and the engaging claws of the needle roller bearing according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a view showing a relationship between a cage and an engaging claw of a needle roller bearing according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 21A is a view showing an engaging claw.
  • FIG. 21B is a diagram showing a positional relationship between the engaging claw and the cage.
  • FIG. 22A is a view showing an engagement claw preferably having a shape.
  • FIG. 22B is a diagram showing a positional relationship between the engaging claw and the cage.
  • FIG. 23A is a view showing an engagement claw preferably having a shape.
  • FIG. 23B is a diagram showing a positional relationship between the engaging claw and the cage.
  • FIG. 24 is a view showing the relationship between the plate thickness of the outer ring member used in the needle roller bearing according to one embodiment of the present invention and the root width of the engaging claw.
  • FIG. 25A is a view showing a relationship between a root portion of an engaging claw provided on an outer ring for needle roller bearings according to another embodiment of the present invention and a guide portion.
  • FIG. 25B is a diagram showing the relationship between the base portion of the engaging claw and the guide portion.
  • FIG. 26 is a view showing a part of the manufacturing process of the outer ring member for needle roller bearing according to one embodiment of the present invention.
  • the needle roller bearing 11 includes a shell type outer ring 13 having two outer ring members 12 divided by a dividing line extending in the axial direction of the bearing, and a raceway surface of the outer ring 13.
  • a plurality of needle rollers 14 arranged so as to roll freely and a cage 15 for holding the needle rollers 14 are provided.
  • the outer ring 13 has a wrinkleless cylindrical shape, and a plurality of engaging claws 12b are provided on both side edges so as to protrude toward the inner diameter side. These engaging claws 12b contact the width surface of the cage 15 to position the cage 15 in the axial direction, and are locally provided in a part of the circumferential direction. It has a tongue shape.
  • the outer ring member 12 includes a protrusion 12a as a positioning engagement portion that engages with a housing at a position shifted in the circumferential central force, and a width of the outer ring member 12. It has an engaging claw 12b that protrudes radially inward from the directional end and restricts movement of the cage 15 in the axial direction.
  • one end of the outer ring member 12 in the circumferential direction is a convex shape protruding in a V shape, and the other end is a concave shape recessed in an inverted V shape. is there.
  • a cylindrical outer ring 13 is formed by combining the irregularities of the two outer ring members 12.
  • the dividing line of the outer ring 13 does not exactly coincide with the axial direction as long as the outer ring 13 can be divided in the circumferential direction.
  • the cage 15 is formed of a resin material, and has pockets for accommodating the needle rollers 14 at a plurality of locations on the circumference as shown in FIG. 6A.
  • the cage 15 has a split portion at one place in the circumferential direction and has an overall C-shape. After the cage 15 is elastically deformed and incorporated into the shaft, the convex portion 15a and the concave portion 15b of the cut portion are engaged.
  • the cross-sectional shape along the axial direction of the cage 15 is the same shape over the entire circumference except for the pocket portion, and is substantially rectangular. That is, the cage 15 has a substantially rectangular cross-sectional shape at an arbitrary position in the circumferential direction in a shape in which there is no pocket.
  • the outer ring member 12 that is a semicircular divided body is formed by bending a strip-shaped blank product in which a steel plate force is also pressed into a semicircular shape.
  • One end of the belt-shaped blank is an engaging protrusion protruding in a V shape, and the other end is an engaging recess recessed in a V shape.
  • Positioning projections 12a as shown in FIG. 9 are formed on the one surface on the end side close to the engaging convex portion of the strip-shaped blank product by a balancing carriage.
  • the band-shaped blank is bent so that the protruding side of the positioning protrusion 12a becomes the outer diameter surface.
  • Engaging claws 12b protrude in the width direction and are integrally formed on both side edges on the end side close to the engaging recess of the strip-shaped blank. These engaging claws 12b are bent 90 degrees on the side opposite to the protruding side of the positioning protrusion 12a.
  • Figure 7 shows the state where the engaging claw 12b is bent 90 degrees.
  • Fig. 10B which is an enlarged view of portion B of Fig. 10A
  • the base portion 12bb of the engaging claw 12b is narrower and narrower than the tip portion 12ba so that the above bending process can be easily performed.
  • the pair of outer ring members 12 and 12 have the same shape.
  • a wrinkleless cylindrical outer ring 13 is formed. Is done.
  • An engaging portion between the engaging convex portion and the engaging concave portion is a divided portion of the outer ring 13.
  • the positioning protrusion 12a is provided at a central position in the width direction at a position spaced 30 degrees in the circumferential direction from one end (engagement convex portion side) of each outer ring member 12. By providing the positioning projection 12a at this position, the positioning projection 12a can be displaced from the load region during the swinging motion.
  • the position of the positioning protrusion 12a in the outer ring member 1 is not limited to the above position, and may be provided at any position.
  • the positioning protrusion 12a is provided at one place of one outer ring member 12. However, the positioning protrusion 12a may be provided at two or more places.
  • the shape of the positioning protrusion 12a is not limited to the above-described burring carriage, and may be other various shapes such as a tab shape.
  • the needle roller bearing 11 configured as described above is partially cut off from the outer ring 13 and the cage 15, it is assembled in the axial direction of a crankshaft, camshaft, balance shaft, rocker shaft, etc. for an automobile engine. It can be used as a bearing that supports places that cannot.
  • this split-type needle roller bearing has an engaging claw 12b that protrudes from the side edge of the outer ring 13 and contacts the width surface of the retainer 15, during transportation after the bearing is manufactured,
  • the cage 15 does not disassemble in the axial direction. Further, when the bearing is assembled to the shaft, the cage 15 is positioned with respect to the outer ring 13 in the axial direction, so that the assembly is easy. Since the engaging claw 12b is provided on the outer ring 1, the cage 15 may have a simple shape that does not require any special processing of the positioning portion. Therefore, the injection mold of the cage 15 has a simple shape, and the cage 15 can be manufactured without requiring a complicated process, and the cage 15 can be manufactured at low cost. In the above embodiment, since the cross-sectional shape along the axial direction of the cage 15 is a simple substantially rectangular shape, the structure of the cage 15 is further simplified and the cost can be further reduced.
  • the shape of the outer ring 13 is somewhat complicated due to the formation of the engaging claw 12b.
  • the tracking of the engaging claw 12b in the outer ring 13 can be easily performed by employing an appropriate manufacturing method.
  • Outer ring 13 In the case of the shell type, the mold in the progressive press is only partially changed compared to the conventional outer ring processing, and the cost of the cage is lower than that when the cage made of resin is complicated. The increase can be reduced.
  • the outer ring positioning protrusion 12a is engaged with a hole or the like provided in the housing (not shown), thereby dividing the needle-shaped core.
  • the bearing can be positioned with respect to the housing.
  • the housing supporting the split needle roller bearing may be a split type.
  • one engagement claw 12b is provided on each side edge of the outer ring member 12 that is one semicircular divided member, so that the outer ring 13 has four engagements as a whole.
  • a claw 12b is provided.
  • the entire outer ring 13 is provided.
  • two engaging claws 12b may be provided.
  • the engaging claws 12b are not limited to those provided locally in a part of the outer ring 13 in the circumferential direction, but may be provided continuously over the entire circumference of the outer ring 13. Further, the shape, size and number of the engaging claws 12b may be different for each of the pair of outer ring members constituting the outer ring 13.
  • the engaging claw 12b is not limited to a shape that is simply bent by 90 degrees as shown in FIG. 7, but, for example, as shown in FIG. 8A, the middle portion between the small width portion 12bb and the tip portion 12ba, respectively. It is also possible to bend 90 degrees to make an L-shaped cross section so that the end face of the tip 12ba contacts the width face of the cage 15. Also, as shown in Fig. 8B, the narrow part 12bb is 90 degrees, and the middle of the tip 12ba is 45 degrees, bent to the same side to make a J-shaped cross section so that the edge of the tip 12ba contacts the width surface of the cage 3 obviously. Furthermore, as shown in Fig. 8C, the narrow part 12bb is bent 90 degrees at the narrow end part and 180 degrees in the middle of the tip part 12ba, and the tip part 12ba is folded to the same side. You may make it contact 15 width surfaces.
  • the outer ring 13 is divided into two parts.
  • the present invention is not limited to this, and the outer ring 13 has one split portion 4 at one place in the circumferential direction as shown in FIG. Split type is also acceptable.
  • the outer ring member 13 has a single divided portion 4 and is formed to be C-shaped as a whole.
  • the split outer ring 1 is divided into an engaging convex part 4a at one end and an engaging concave part 4b at the other end. 4 By engaging, it is formed into a cylindrical shape without wrinkles.
  • Other configurations are the same as in the previous embodiment.
  • the outer ring member 12 by providing the outer ring member 12 with the protrusion 12a, the outer ring 13 is prevented from rotating in the circumferential direction, and the engagement claw 12b is provided. As a result, the movement of the cage 15 in the axial direction can be restricted.
  • the outer ring member 12 has an intermediate region 12d which becomes a load region when the bearing is used at the center in the circumferential direction, and an end region which becomes a non-load region when the bearing is used at both ends in the circumferential direction. 12e, and the protrusion 12a and the engaging claw 12b are located in the end region 12e on the opposite side across the intermediate region 12d.
  • the protrusion 12a and the engaging claw 12b may be formed in the end region on the same side, but by arranging the protrusion 12a and the engaging claw 12b in the end region 12e on the opposite side across the intermediate region 12d, The processing of each of the joint claws 12b and the outer ring member 12 becomes easy.
  • the outer ring 13 is constituted by two outer ring members 12, if the central angle with respect to the outermost end 12c in the circumferential direction of the outer ring member 12 is ⁇ , the end region 12e is 5 ° ⁇ ⁇
  • the outer ring member 12 of the needle roller bearing 11 is formed of a material having a carbon content of 0.15 wt% to l lwt%.
  • a material having a carbon content of 0.15 wt% to l lwt% For example, SCM415 or S50C. Since these materials have a high carbon content, the effective hardening depth by heat treatment becomes deep. As a result, the hardness (Hv653 or higher) required by the outer ring member 12 can be obtained by carburizing and quenching.
  • the carburizing and quenching processing equipment is cheaper than the carbonitriding processing equipment, and as a result, an inexpensive needle roller bearing can be obtained.
  • the carbon content exceeds 1. lwt% the workability is low, so it is not suitable for the outer ring member 12 manufactured by press carriage or the like.
  • the outer ring member 12 is formed of a material having a carbon content of 0.5 wt% or more, for example, a material such as SAE1070 or SK5, sufficient hardness can be obtained by bright quenching treatment or induction hardening treatment. it can.
  • Bright quenching treatment equipment and induction hardening treatment equipment are cheaper than carbonitriding treatment equipment compared to carburizing and quenching treatment equipment.
  • induction hardening treatment does not use gas, so it is environmentally friendly. , Heat treatment equipment.
  • the outer ring 13 is configured by the outer ring member 12 that is divided into two in the radial direction.
  • the outer ring 13 is not limited to this, and may be divided into an arbitrary number.
  • each outer ring member 12 is not limited to this, and is arranged only at one place on the entire circumference of the outer ring 13. However, it is also possible to place each outer ring member 12 in multiple locations.
  • the engaging claw 12 b is provided in a part of the axial end portion of the outer ring member 12 is shown. Nail 12b may be provided. In this case, since there is no possibility that the retainer 15 is caught on the side surface of the engaging claw 12b, problems such as defective rotation do not occur even if the engaging claw 12b is located in the load region.
  • the retainer 15 is not limited to the resin, but may be formed of a metal material by press working or the like, and even if it is a full complement roller bearing that does not require the retainer 15. Yo! /
  • FIGS. 13A to 15B As shown in FIG. 13A corresponding to the enlarged view of the P portion in FIG. 6B, a chamfered portion 15c is provided on the end surface in the width direction of the abutting portion of the retainer 15.
  • one of the cut surfaces can be prevented from being displaced in the axial direction by the fitting portion including the convex portion 15a and the concave portion 15b. Even if one side of the abutting portion is displaced to some extent in the axial direction, the hooking force of the engaging claw 12b can be reduced by providing the chamfered portion 15c at the width direction end of the abutting portion. it can.
  • the fitting portion requires a certain amount of play in manufacturing, and a certain amount of play is required, and the maximum play is determined by the play of the cage engaging portion.
  • the axial play t of the fitting part is the surface.
  • the engaging claw 12b and the cut surface may be hooked and hinder smooth rotation of the bearing. Therefore, as shown in FIG. 14B, the engagement claw 12b is pulled by making the axial width t of the chamfered portion 15c larger than the axial play t of the fitting portion. It is possible to alleviate the hanging.
  • a concave portion 15d is formed by chamfered portions 15c on both sides of the cut surface at the end in the width direction of the abutting portion.
  • the circumferential length w of the chamfered portion 15c is set smaller than the circumferential length w of the engaging claw 12b.
  • the shape of the chamfered portion 15c is an example of C chamfering as shown in FIG. 13A.
  • the present invention is not limited to this, and R chamfering as shown in FIG. 13B may be used.
  • it may be cut at a predetermined angle ⁇ with respect to the end face.
  • the fitting portion including one convex portion 15a and one concave portion 15b has been described.
  • the fitting is not limited to this, and a combination of a plurality of convex portions and concave portions is combined. Good as a joint.
  • FIGS. 16A to 18C A needle roller bearing according to still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 16A to 18C.
  • the engaging claws 12b of the outer ring member 12 shown in FIG. 16A are provided in the entire area of the end portion in the width direction of the outer ring member 12, and holes 12f penetrating the engaging claws 12b are arranged at equal intervals at the root portion thereof.
  • FIGS. 17A and 17B one end in the circumferential direction of the outer ring member 12 is convex and the other end is concave, and by combining the concave and convex of the two outer ring members 12, A cylindrical outer ring 13 is formed.
  • the dividing line of the outer ring 13 does not have to coincide with the axial direction strictly as long as the outer ring 13 can be divided in the radial direction.
  • the outer ring member 12 having the above-described configuration is formed by pressing a strip such as a cold-rolled steel plate.
  • the engaging claws 12b are bent in the thickness direction of the plate-shaped outer ring member 12, and then the entire outer ring member 12 is bent to a predetermined curvature.
  • the engaging claws 12b may be subjected to compressive stress due to the bending process of the outer ring member 12 to cause deformation or the like.
  • a hole 12f is provided in the root portion of the engaging claw 12b.
  • the compression stress can be absorbed or relieved by the deformation of the hole 12f during the bending caloring of the outer ring member 12, so that the deformation of the engaging claws 12b can be suppressed.
  • the engaging claw 12b is provided in the entire region of the end portion in the width direction of the outer ring member 12, the retainer 15 and the end surface of the engaging claw 12b are engaged with each other. There is nothing to do. As a result, smooth rotation of the needle roller bearing 11 can be ensured.
  • the hole 12f is a long hole that is long in the circumferential direction having a high compressive stress absorption capability. Further, in order to evenly absorb the compressive stress of each part of the engaging claw 12b, holes 12f are provided at a plurality of locations.
  • the engaging claws 12b are provided in the entire region of the end portion in the width direction of the outer ring member 12 is shown, but the circumferential direction of the outer ring member 12 is not limited to this.
  • a plurality of engaging claws 12b partially divided may be used. In this case, it is preferable that at least one hole 12f provided in the base portion of the engaging claws 12b is provided for each of the engaging claws 12b.
  • the hole 12f provided in the root portion of the engaging claw 12b is a force shown as an example of a long hole as shown in Fig. 18A.
  • any form capable of absorbing the compressive stress generated in the engaging claw 12b such as providing a plurality of holes having different sizes depending on the magnitude of the applied compressive stress, may be used.
  • a needle roller bearing according to still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 19 and FIG.
  • the radial width w of the cage 15 and the engagement width w between the engagement claw 12 b and the cage 15 are set to w Zw> 0.2. From this, the engaging claw 12b
  • the radial gap ⁇ between the tip of the engaging claw 12b and the inner diameter surface of the needle roller bearing 11 is ⁇ > 0.1 mm.
  • FIGS. 21A to 23B A needle roller bearing according to still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 21A to 23B.
  • the outer ring member 12 is provided with the protrusion 12a to prevent the outer ring 13 from rotating in the circumferential direction
  • the engagement claw 12b is provided to prevent the cage 15 from moving in the axial direction.
  • FIG. 21A when the surface 12c of the engaging claw 12b facing the retainer 15 is a flat surface, an axial load is applied to the needle roller bearing 11, whereby the retainer There is a possibility that the 15 abutting portions are displaced in the axial direction and one side thereof is hooked with the corner portion 12c of the engaging claw 12b. This state is shown in FIG. 21B. This causes a rotation failure of the needle roller bearing 11.
  • the central portion 12e protrudes from the surface 12d facing the cage 15. It is a curved surface.
  • the surface 12d of the engaging claw 12b facing the cage 15 is shaped so that the central portion 12e protrudes from the both ends toward the cage, so that as shown in FIG. 22B, the cage 15 Can be prevented from being caught on the corner 12c.
  • the present invention is not limited to this.
  • the tapered portion 22f which may have the tapered portion 22f at both ends, may be planar or curved.
  • the protrusion amount t of the central portion 22e is the play amount t in the axial direction of the cage 25.
  • outer ring member 12 is manufactured, for example, in the order shown in FIG. First, the outer shape of the outer ring member 12 is formed by punching (step “a”), and then the engaging claw 12b is bent in the thickness direction of the outer ring member 12 by bending (step “b”). , Outer ring member 12 Bend to the desired curvature (step “c”).
  • step "c" If the outer ring member 12 is bent (step "c") first, the engaging claw 12b is bent
  • step “b”) the outer ring member 12 may be deformed, which is a force that may hinder the smooth rotation of the needle roller 14.
  • the outer ring member 12 is manufactured by the above-described method, if the base width of the engaging claw 12b is large, the rigidity of the base part 12c is increased, and there is a possibility that the outer ring member 12 may be deformed or wavy. Therefore, as shown in FIG. 24, the plate thickness t of the outer ring member 12 and the root width B of the engaging claw 12b are set to 1.0.
  • the engaging claw 12b has a root portion 12c in the vicinity of the outer ring member 12, and a guide portion 12d for restricting movement of the cage 15 in the axial direction.
  • the guide portion 12d needs a certain degree of strength to restrict the movement of the cage 15. If the width of the guide portion 12d is too large compared to the root portion 12c, the cage 15 may come into contact with the end portion of the guide portion 12d when the bearing rotates, and the engaging claw 12b may be deformed.
  • the width A of the guide portion 12d and the width B of the root portion 12c are set in a range satisfying 1 ⁇ AZB ⁇ 3. Further, from the viewpoint of manufacturing, the guide portion 12d is set to a width that does not contact the outer ring member 12, as shown in FIG. 25B.
  • the present invention can be advantageously used for a needle roller bearing that supports a crankshaft, a camshaft, a balance shaft, a rocker shaft, and the like of an automobile.

Landscapes

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Abstract

　針状ころ軸受は、円周方向に分割部を有する外輪１３と、この外輪１３の内径面に沿って転動自在な複数のころ１４と、これら複数のころ１４を保持する保持器１５とを備える。外輪１３は、その幅方向端部に径方向内側に突出して保持器１５の軸方向への移動を規制する係合爪１２ｂを有する。

Description

明 細 書
針状ころ軸受およびその製造方法
技術分野
[0001] この発明は、自動車エンジン用クランクシャフト、カムシャフト、バランスシャフト、ロッ カーシャフト等を支持する針状ころ軸受に関するものであり、特に軸受の軸線方向に 延びる分割線によって分割された外輪部材を有する分割型針状ころ軸受に関するも のである。
背景技術
[0002] 従来、自動車エンジン用クランクシャフト、カムシャフト、ロッカーシャフトの支持装置 としては、一般的に分割型の滑り軸受が使用されている。滑り軸受は負荷容量が高 いので、高負荷環境下で使用される軸受として好適である。
[0003] しかし、近年では、環境への配慮力 省燃費である自動車が求められるようになつ たことに伴い、滑り軸受に代えて針状ころ軸受が用いられることがある。針状ころ軸受 は、滑り軸受と比較すると、負荷容量は低いが、回転時の摩擦抵抗が小さいので、回 転トルクの低減や、支持部分への給油量を減らすことが可能となる。
[0004] しかし、一般的な針状ころ軸受を上記用途の支持装置として組み込むことは、その 構造上から困難である。図 1は、一般的な自動車のクランクシャフトを示す図である。 この図から明らかなように、クランクシャフト 1のクランクピン 2を支持する針状ころ軸受 を、軸方向に圧入して組込むことができない。そのため、保持器およびころのみで構 成される保持器付きころにおいて、保持器を分割型としたものが上記用途の支持装 置として使用されている。このような構造の針状ころ軸受には、保持器を円周方向の 2箇所で分割する二つ割り型と、保持器を円周方向の 1箇所で分割する一つ割り型 等がある。なお、一般に分割型の保持器の材質としては鉄材と榭脂材とがあるが、一 つ割り型の保持器の場合は、鉄材に比べて榭脂材の方が形成が容易であることが知 られている。
[0005] また、針状ころ軸受には、外輪と、外輪の内径面に転接するように円周方向に沿つ て配列される複数のころと、これらのころを保持する保持器とで構成された外輪付き のものがある（例えば特許第 3073937号公報)。このような外輪付きの針状ころ軸受 は、ころと外輪とが線接触する構造であるため、軸受投影面積が小さい割に高負荷 容量と高剛性が得られる利点を有する。このため、自動車用をはじめ、あらゆる分野 に広く利用されている。この場合の外輪としては、肖 IJり加工により製造されるソリッド外 輪と、プレスカ卩ェにより製造されるシェル外輪とがある。
[0006] 米国特許第 1921488号公報は、保持器を分割型とすると共に、外輪を 2分割した 分割外輪型 (ハーフシェル)とした針状ころ軸受を開示している。図 2は、米国特許第 1921488号公報に開示された外輪を示している。図示するように、冷間圧延鋼板 (S PC材)等によって形成された針状ころ軸受の外輪を、軸受の軸線方向に延びる分割 線 4cによって、 2つの外輪部材 4a, 4bを有するように分割することにより、クランクピ ン 2に組込むことが可能になる。
[0007] 図 3は、特表 2002— 525533号公報に開示された針状ころ軸受 6を示している。針 状ころ軸受 6は、軸 5を支持するものであり、外輪 7と、外輪 7の軌道面上に転動自在 に配置される複数の針状ころ 8と、針状ころ 8を保持する保持器 9とを備える。この針 状ころ軸受 6においては、軸 5の軸受両端部分の軸径を小さくして保持器 9を径方向 内側に突出させることによって、保持器 9の軸方向へのずれを防止している。
[0008] 特許第 3073937号公報や米国特許第 1921488号公報に開示されたような分割 型針状ころ軸受においては、顧客への運搬中に、軸受が外輪と保持器付きころとに 分解したり、あるいは外輪と保持器ところとに分解したりすることがある。その場合、顧 客の側で再度注意深く組み立てなければならない。また、分解した軸受部品を紛失 する恐れがある。
[0009] 特表 2002— 525533号公報に開示された針状ころ軸受では、保持器と外輪との 間、または保持器と軸との間での軸方向の位置決めを図る構造を有しているので、 運搬中の軸受部品の分解が防止される。しかし、保持器の断面形状が特異なものと なるので、保持器を成形するための射出成形金型の形状や工程が複雑になるなどし て、コストアップを招くという問題がある。
[0010] 図 1に示したようなクランクシャフト 1等は、回転時に所定の方向に偏った荷重が作 用するので、軸受の外輪円周上は、負荷が集中する領域 (以下、「負荷領域」という） と、大きな負荷力かからない領域 (以下、「非負荷領域」という）とに分かれる。そこで、 図 2に示したような針状ころ軸受の外輪を軸に組み込む場合には、外輪部材 4a, 4b の境界 4cが非負荷領域に位置するように位置決めをする。
[0011] しかし、外輪部材 4a, 4bはハウジングに嵌め合いによって固定されているに過ぎな いので、回転時に荷重を受けると外輪部材 4a, 4bがハウジング内で回転して位置ず れを起こす可能性がある。このとき、外輪部材 4a, 4bの境界 4cが負荷領域に移動す ると、針状ころの回転不良や外輪部材 4a, 4bの破損等のトラブルを引き起こす可能 '性がある。
[0012] また、図 3に示したような針状ころ軸受 6は、保持器 9の軸方向へのずれを防止する ために軸 5の加工が必要となるので、加工コストが増大するという問題がある。また、 保持器規制手段 9aが小さすぎると、大きなアキシャル荷重が作用した場合に保持器 9の脱落を阻止できなくなる。一方、保持器規制手段 9aが大きすぎると、軸 5への干 渉等が懸念される。
[0013] さらに、外輪部材 4a, 4bに使用される冷間圧延鋼板 (SPC材）は炭素含有量が 0.
04wt%〜0. 15wt%と低いので、加工性が高い反面、焼入れ性が低い。そのため、 外輪部材 4a, 4bの転動面に必要な硬度 (Hv653以上）を確保するためには、浸炭 窒化処理が必要となる。しかし、浸炭窒化処理設備は他の熱処理設備と比較して設 備費用が高額であり、かつ、炭素含有量の低い冷間圧延鋼板には深い浸炭層が形 成されないので、軸受使用時に表面起点型剥離等のトラブルを発生させる恐れがあ る。
発明の開示
[0014] この発明の目的は、組み立てが容易で、かつ安価に製造できる分割型針状ころ軸 受を提供することである。
[0015] この発明の他の目的は、外輪のハウジング内で内での回転を防止可能で、保持器 の軸方向規制手段を備えた針状ころ軸受であって、低価格で長寿命の外輪部材を 備えた針状ころ軸受を提供することである。
[0016] この発明のさらに他の目的は、保持器の軸方向へのずれを防止するために、周辺 構造の加工を伴わない保持器の軸方向規制手段を備えた針状ころ軸受を提供する ことである。
[0017] この発明に従った針状ころ軸受は、円周方向に分割部を有する外輪と、この外輪の 内径面に沿って転動自在な複数のころと、これら複数のころを保持する保持器とを備 えた分割型針状ころ軸受において、外輪が、その幅方向端部に径方向内側に突出 して保持器の軸方向への移動を規制する係合爪を有することを特徴としている。
[0018] 上記構成の針状ころ軸受によれば、外輪の側縁から内径側に突出し保持器の幅面 に接触する係合爪を設けたため、軸受製造後の運搬中に、外輪と保持器とが軸方向 に分解することがない。また、軸受を軸に組み付けるときに、外輪に対する保持器の 軸方向の位置決めが上記係合爪によってなされるため、組み立てが容易である。係 合爪を設けることにより、外輪の形状は複雑となるが、外輪における係合爪の追カロは 、適宜の製造方法を採用することによって容易に行える。上記係合爪を設けること〖こ より、保持器は位置決め用の部位を特に加工する必要がなぐ簡素な形状のもので 済み、製造が簡単である。また、軸も簡素な形状となる。そのため保持器の位置決め 機能を有しながら、安価に製造することができる。さらに、回転運動をする保持器に 位置決めのための構造を設けることに比べて、固定側部材である外輪に位置決めの ための係合爪を設ける方力 回転に伴うエネルギーロスを小さくすることができる。
[0019] 一つの実施形態では、外輪が鍔無し円筒形状を有し、係合爪が、円周状に延びる 外輪の側縁の一部に局所的に設けられている。係合爪が円周方向の一部に局部的 に設けられたものであると、係合爪の存在によって潤滑油の流れを阻害するという問 題は生じない。
[0020] 好ましくは、係合爪は、外輪内に溜まる潤滑油を保持するのに適した位置に設けら れている。そのような観点力もすると、一つの実施形態では、係合爪は、使用時の軸 受の最下方位置に設けられて 、る。
[0021] 保持器の材質は例えば榭脂製であり、保持器の軸方向に沿う断面形状は例えば 略長方形状である。この場合に、円周方向の複数箇所にころを保持するポケットが設 けられる力 ポケットがないものとした形状における円周方向の任意位置の断面形状 を略長方形状とする。保持器が榭脂製の場合に、このような長方形状の断面形状の ものであると、その成形金型が簡素なもので済み、また複雑な成形工程が不要で、保 持器を容易に製造することができる。そのため、より一層のコスト低減が可能となる。
[0022] 外輪の外径面に、この外輪をノヽウジングに対して位置決めする位置決め突起を設 けても良い。この場合に、分割型針状ころ軸受を支持するハウジングが分割型とされ ていても良い。このように外輪の外径面に位置決め突起が設けられていると、ハウジ ングに設けられた穴などに外輪の位置決め突起を係合させることにより、分割型針状 ころ軸受のハウジングに対する位置決めが可能となる。
[0023] 保持器は、円周方向の 1箇所または 2箇所を分割したものであっても良い。保持器 力 のような分割型のものであると、組み立て作業がより一層容易になる。
[0024] この発明の他の実施形態に係る針状ころ軸受は、軸受の軸線方向に延びる分割線 によって分割された複数の外輪部材を有する外輪と、外輪の軌道面上に転動自在に 配置される複数の針状ころと、複数の針状ころを保持する保持器とを備える。そして、 外輪部材は、その円周方向中央力 ずれた位置にハウジングと係合して位置決めを 行うための位置決め係合部と、幅方向端部に径方向内側に突出して保持器の軸方 向への移動を規制する係合爪とを有する。また、外輪部材の炭素含有量は、 0. 15w t%〜l . lwt%である。
[0025] 上記構成のように、位置決め係合部を外輪部材に設けることによって、外輪の円周 方向への回転を防止することができる。これにより、外輪部材の境界が負荷領域に移 動することが無くなるので、針状ころの回転不良や外輪部材の破損等のトラブルを回 避することができる。また、外輪部材の幅方向端部に係合爪を設けることにより、軸等 の周辺構造に加工を施すことなぐ保持器の軸方向の移動を規制することが可能と なる。
[0026] また、炭素含有量が 0. 15wt%以上の材料は、浸炭焼入処理によって外輪部材に 求められる十分な硬度 (Hv653以上）を得ることができる。浸炭焼入処理設備は浸炭 窒化処理設備と比較して設備費用が安価となるので、低廉な針状ころ軸受を得ること ができる。一方、炭素含有量が 1.
Figure imgf000007_0001
プレス加工 等により製造される外輪部材用の材料としては適さない。
[0027] 外輪部材は、例えば、高周波焼入処理または光輝焼入処理を施したものである。
好ましくは、外輪部材の炭素含有量は、 0. 5wt%〜l . lwt%である。さらに、 0. 5w t%以上の炭素を含有する材料は、光輝焼入処理や高周波焼入処理によっても十分 な強度を得ることができる。光輝焼入処理設備や高周波焼入処理設備は、浸炭窒化 処理設備や浸炭焼入処理設備と比較して設備費用が安価で、特に高周波焼入処理 はガスを使用しな 、ので環境に優 U、熱処理方法である。
[0028] 好ましくは、外輪部材は、その円周方向中央部に位置し軸受使用時に負荷領域と なる中間領域と、その円周方向端部に位置し軸受使用時に非負荷領域となる端部 領域とを有し、位置決め係合部および係合爪は、中間領域を挟んで反対側の端部 領域に位置する。
[0029] 例えば、外輪部材の内径面側力 バーリング加工によって位置決め係合部を形成 した場合には、軌道面に凹部が形成されて平滑な面とはならない。この凹部が負荷 領域に配置されると、凹部上を通過する針状ころの回転不良等のトラブルが発生す る可能性がある。そこで、非負荷領域となる端部領域に配置することにより、これらの トラブルを回避することができる。また、係合爪を外輪部材の端部領域に配置すること により、保持器と係合爪との接触による回転不良や破損等のトラブルを防止すること ができる。
[0030] この発明のさらに他の実施形態に係る針状ころ軸受は、軸受の軸線方向に延びる 分割線によって分割された複数の外輪部材を有する外輪と、外輪の軌道面上に転 動自在に配置される複数の針状ころと、複数の針状ころを保持する保持器とを備える 。そして、外輪部材は、その幅方向端部に径方向内側に突出して保持器の軸方向へ の移動を規制する係合爪を有し、保持器は、軸線方向に切断した切断面を突合させ た突合部と、突合部の幅方向端面に面取り部とを有する。
[0031] 上記構成のように、外輪部材の幅方向端部に係合爪を設けることにより、軸等の周 辺構造に加工を施すことなく保持器の軸方向の移動を規制することが可能となる。こ のとき、保持器の突合部が軸方向にずれて係合爪が切断面に引っ掛かると、軸受の 円滑な回転を阻害する可能性がある。そこで、突合部の幅方向端面に面取り部を設 けることにより、係合爪との引っ掛力りを緩和することが可能となる。
[0032] 好ましくは、突合部は軸線方向へのずれを防止する嵌合部を有し、切断面におけ る面取り部の軸方向長さは、嵌合部の軸方向の遊びより大きい。製造上の観点から 嵌合部にはある程度の遊びが必要となる。しかし、この遊びにより突合部の一方側が 軸方向に突出すると、係合爪に引っ掛力る恐れがある。そこで、切断面における面取 り部の軸方向長さを嵌合部の軸方向の遊びより大きく設定することにより、保持器と係 合爪との引っ掛力りを緩和することができる。
[0033] 好ましくは、面取り部の円周方向長さは係合爪の円周方向長さより短い。上記構成 の保持器において、突合部の幅方向端面には切断面の両側の面取り部によって凹 部が形成され、その凹部に係合爪が落ち込む恐れがある。そこで、面取り部の円周 方向長さを係合爪の円周方向長さより短くすることによって、係合爪が面取り部によつ て形成された凹部に落ち込むのを防止することができる。
[0034] 好ましくは、外輪部材は、その円周方向中央力もずれた位置に、ハウジングと係合 して位置決めを行うための位置決め係合部を有する。上記構成のように、位置決め 係合部を外輪部材に設けることによって、外輪の円周方向への回転および軸方向へ の動きを防止することができる。これにより、外輪部材の境界が負荷領域に移動する ことが無くなるので、針状ころの回転不良や外輪部材の破損等のトラブルを回避する ことができる。
[0035] 好ましくは、係合爪は、外輪部材の軸方向端部全域に設けられる。
[0036] この発明のさらに他の実施形態に係る針状ころ軸受は、軸受の軸線方向に延びる 分割線によって分割された複数の外輪部材を有する外輪と、外輪の軌道面上に転 動自在に配置される複数の針状ころと、複数の針状ころを保持する保持器とを備える 。そして、外輪部材は、その幅方向端部に径方向内側に突出して保持器の軸方向へ の移動を規制する係合爪と、係合爪に貫通する孔とを有する。
[0037] 上記構成とすることにより、軸等の周辺構造に加工を施すことなく保持器の軸方向 の移動を規制することが可能となる。また、係合爪に貫通する孔を設けることによって 、外輪部材の曲げ加工によって係合爪に生じる圧縮応力を緩和することができるの で、製造時の外輪部材の変形等を抑制することができる。
[0038] 好ましくは、係合爪は、外輪部材の幅方向端部の全域に配置される。上記構成のよ うに、係合爪に圧縮応力を緩和するための孔を設けることによって、係合爪を外輪部 材の幅方向端部の全域に設けることができる。その結果、保持器と係合爪の端面と の引っ掛力りを防止できるので、軸受の回転不良等を防止することができる。
[0039] 孔は、例えば円周方向に長い長孔である。これにより、係合爪に生じる圧縮応力の 吸収能が向上するので製造時の変形等をより効果的に抑制することができる。
[0040] 好ましくは、孔は円周方向の複数箇所に設けられている。これにより、例えば、係合 爪が外輪部材の幅方向端部の全域に設けられている場合等でも、係合爪の円周方 向の各部に生じる圧縮応力を均等に吸収することが可能となる。
[0041] そして、複数の孔は、例えば互いに大きさが異なっていてもよい。例えば、外輪部 材の中央部と両端部とでは、係合爪に負荷される圧縮応力の大きさが異なる。そこで 、圧縮応力の大きい部分には大きな孔を、圧縮応力の小さい部分には小さい孔を設 けることにより、係合爪の円周方向の各部に生じる圧縮応力を均等に吸収することが 可能となる。
[0042] 外輪内に溜まった潤滑油の保持性を高めるために、一つの実施形態では、上記の 孔は、外輪内に潤滑油が溜まる領域を外して設けられている。
[0043] 好ましくは、外輪部材は、その円周方向中央力 ずれた位置にハウジングと係合し て位置決めを行うための位置決め係合部を有する。上記構成のように、位置決め係 合部を外輪部材に設けることによって、外輪の円周方向への回転を防止することが できる。これにより、外輪部材の境界が負荷領域に移動することが無くなるので、針状 ころの回転不良や外輪部材の破損等のトラブルを回避することができる。
[0044] この発明のさらに他の実施形態に係る針状ころ軸受は、軸受の軸線方向に延びる 分割線によって分割された複数の外輪部材を有する外輪と、外輪の軌道面上に転 動自在に配置される複数の針状ころと、複数の針状ころを保持する保持器と、外輪 部材の幅方向端部に径方向内側に突出して保持器の軸方向への移動を規制する 係合爪とを備える。そして、保持器の径方向幅 wと、係合爪と保持器との係合幅 wと
1 2 は、 w Zw >0. 2の関係を有する。
2 1
[0045] 上記構成とすることにより、軸等の周辺構造に加工を施すことなぐ保持器の軸方 向の移動を規制することが可能となる。このとき、係合爪が小さすぎると、針状ころ軸 受に大きなアキシアル荷重が作用した場合に、保持器が係合爪を潜り抜けて脱落す る可能性がある。そこで、係合爪と保持器との係合幅 wを保持器の径方向幅 wの 2 0%より大きくなるようにすることで、上記の問題を解消することができる。
[0046] 好ましくは、係合爪の先端と、針状ころ軸受の内径面との径方向隙間は、 0. lmm より大きい。係合爪が軸に干渉すると破損する危険性がある。そこで、軸の橈みを考 慮して、軸と係合爪の先端との間の隙間を 0. lmmより大きく確保するとよい。
[0047] なお、本明細書中「針状ころ軸受の内径面」とは、針状ころの転動面の最内径側を 結んだ面を指すものとし、針状ころ軸受が支持する回転軸の外形面と一致する。
[0048] この発明のさらに他の実施形態に係る針状ころ軸受は、軸受の軸線方向に延びる 分割線によって分割された複数の外輪部材を有する外輪と、外輪の軌道面上に転 動自在に配置される複数の針状ころと、複数の針状ころを保持する保持器と、外輪 部材の幅方向端部に径方向内側に突出して保持器の軸方向への移動を規制する 係合爪とを備える。そして、係合爪の保持器に対向する面は、その中央部が両端部 よりも保持器側に突出した形状を有する。
[0049] 上記構成とすることにより、軸等の周辺構造に加工を施すことなぐ保持器の軸方 向の移動を規制することが可能となる。このとき、針状ころ軸受にアキシアル荷重が 負荷されると、保持器が係合爪の角部に引っ掛力つて針状ころの回転を阻害する可 能性がある。そこで、係合爪の保持器に対向する面を中央部が両端部よりも保持器 側に突出した形状とすることにより、針状ころの円滑な回転を維持可能な針状ころ軸 受を得ることができる。
[0050] 係合爪の保持器に対向する面は、例えば、中央部が突出する曲面である。または、 係合爪の保持器に対向する面は、例えば、両端部にテーパ部を有する。上記構成と することにより、保持器の軸方向への移動は中央部で規制されることとなるので、保 持器が角部に引っ掛力るのを有効に防止することができる。
[0051] 好ましくは、保持器は、軸線方向に切断した切断面を突合させた突合部を有し、中 央部の突出量は、突合部の軸方向の遊びより大きい。製造上の観点力 突合部には ある程度の遊びが必要となる。しかし、この遊びにより突合部の一方側が軸方向に突 出すると、係合爪の角部に引っ掛力る恐れがある。そこで、中央部の突出量を突合 部の軸方向の遊びより大きく設定することにより、保持器が角部に引っ掛力るのを有 効に防止することができる。 [0052] この発明のさらに他の実施形態に係る針状ころ軸受は、軸受の軸線方向に延びる 分割線によって分割された複数の外輪部材を有する外輪と、外輪の軌道面上に転 動自在に配置される複数の針状ころと、複数の針状ころを保持する保持器と、外輪 部材の幅方向端部に径方向内側に突出して保持器の軸方向への移動を規制する 係合爪とを備える。そして、外輪部材の板厚 tと、係合爪の根元幅 Bとは、 1. 0≤B/t ≤4. 0の関係を有する。
[0053] 上記構成とすることにより、軸等の周辺構造に加工を施すことなく保持器の軸方向 の移動を規制することが可能となる。
[0054] ここで、外輪部材の加工方法としては、例えば、係合爪を板状の外輪部材の肉厚 方向に曲げてから、外輪部材全体を所定の曲率に曲げることが考えられる。このとき 、係合爪の根元幅が大きいと、係合爪根元の剛性が高くなり、外輪部材が波打つな どの形状崩れを生じる恐れがある。そこで、外輪部材の板厚 tと、係合爪の根元幅 Bと を、 1. 0≤B/t≤4. 0の範囲に設定することにより、外輪部材の変形等を防止する ことができる。
[0055] この発明の他の局面に係る針状ころ軸受は、軸受の軸線方向に延びる分割線によ つて分割された複数の外輪部材を有する外輪と、外輪の軌道面上に転動自在に配 置される複数の針状ころと、複数の針状ころを保持する保持器と、外輪部材の幅方 向端部に径方向内側に突出する係合爪とを備える。そして、係合爪は、外輪部材近 傍の根元部と、保持器の軸方向への移動を規制する案内部とを有し、案内部の幅 A と、根元部の幅 Bとは、 1≤AZB≤3の関係を有する。
[0056] 上記構成の場合においても、軸等の周辺構造に加工を施すことなく保持器の軸方 向の移動を規制することが可能となる。
[0057] このとき、案内部は、保持器の移動を規制するのに必要な強度を確保するために、 1≤AZBを満たす必要がある。また、案内部の幅が根元部と比較して大きすぎると、 軸受回転時に保持器が案内部の端部に接触して係合爪に変形等が生じる恐れがあ ることから、 AZB≤3を満たす必要がある。
[0058] 好ましくは、案内部は外輪部材と接触しない。係合爪の案内部が外輪部材と接触 する程大きいと、外輪部材の加工に支障をきたす。そこで、案内部の幅 Aは、外輪部 材と干渉しな 、範囲で設定する必要がある。
[0059] この発明に係る針状ころ軸受の製造方法は、軸受の軸線方向に延びる分割線によ つて分割された複数の外輪部材を有する外輪と、外輪の軌道面上に転動自在に配 置される複数の針状ころと、複数の針状ころを保持する保持器と、外輪部材の幅方 向端部に径方向内側に突出して保持器の軸方向への移動を規制する係合爪とを備 える針状ころ軸受の製造方法である。具体的には、曲げ加工により係合爪を外輪部 材の肉厚方向に曲げる工程の後に、外輪部材を所定の曲率に曲げる工程を有する
[0060] 外輪部材を所定の曲率に曲げた後に係合爪の曲げ加工を行うと、係合爪の加工 時に外輪部材に変形が生じる恐れがある。そこで、係合爪の加工後、外輪部材を所 定の曲率に曲げる加工を行うことにより、上記の問題を解決することができる。
図面の簡単な説明
[0061] [図 1]自動車のクランクシャフトを示す図である。
[図 2]従来の針状ころ軸受に使用される分割型外輪を示す斜視図である。
[図 3]保持器の軸方向の動きを規制する手段を備えた従来の針状ころ軸受を示す断 面図である。
[図 4A]この発明の一実施形態に係る分割型針状ころ軸受を示す図である。
[図 4B]図 4Aの線 B— Bに沿って見た断面図である。
[図 5A]分割型針状ころ軸受における外輪部材を示す図である。
[図 5B]図 5Aの外輪部材を矢印 Bで示す方向から見た図である。
[図 5C]図 5Aの外輪部材を矢印 Cで示す方向から見た図である。
[図 6A]ころ保持状態の保持器を示す図である。
[図 6B]図 6Aの線 B— Bに沿って見た断面図である。
[図 7]分割型針状ころ軸受における保持器係合片部分の断面図である。
[図 8A]分割型針状ころ軸受における保持器係合片部分の他の例を示す断面図であ る。
[図 8B]分割型針状ころ軸受における保持器係合片部分のさらに他の例を示す断面 図である。 圆 8C]分割型針状ころ軸受における保持器係合片部分のさらに他の例を示す断面 図である。
圆 9]分割型針状ころ軸受における外輪の位置決め突起部分を示す側面図である。 圆 10A]外輪を構成する半円状分割体の曲げ加工前の帯状ブランク品を示す平面 図である。
[図 10B]図 10Aにおける B部の拡大図である。
圆 11]この発明の他の実施形態に係る外輪の側面図である。
[図 12]図 11における C部の拡大正面図である。
[図 13A]図 6Bの P部の拡大図に対応する図であって、突合面の幅方向端面に設けら れた面取り部の形状を示す図である。
[図 13B]面取り部の他の形状の例を示す図である。
[図 13C]面取り部のさらに他の形状の例を示す図である。
[図 14A]図 6の P部の拡大図に対応する図であって、面取り部の軸方向長さと嵌合部 の遊びとの寸法関係を示す図である。
[図 14B]面取り部の軸方向長さと嵌合部の遊びとの寸法関係を示す図である。
[図 15A]図 6の P部の拡大図に対応する図であって、面取り部の円周方向長さと係合 爪の円周方向長さの寸法関係を示す図である。
[図 15B]面取り部の円周方向長さと係合爪の円周方向長さの寸法関係を示す図であ る。
圆 16A]この発明の他の実施形態に係る針状ころ軸受の正面図である。
[図 16B]図 16Aの線 B—Bに沿って見た断面図である。
圆 17A]この発明の他の実施形態に係る針状ころ軸受の外輪部材を示す正面図であ る。
[図 17B]図 17Aの外輪部材を矢印 Bの方向から見た図である。
[図 17C]図 17Aの外輪部材を矢印 Cの方向力も見た図である。
[図 18A]外輪部材の係合爪の根元部分に長孔が設けられている状態を示す図である
[図 18B]外輪部材の係合爪の根元部分に丸穴が設けられている状態を示す図である [図 18C]外輪部材の係合爪の根元部分に大きさの異なる孔が設けられている状態を 示す図である。
[図 19]この発明の一実施形態に係る針状ころ軸受の保持器と係合爪との関係を示す 図である。
[図 20]この発明の他の実施形態に係る針状ころ軸受の保持器と係合爪との関係を示 す図である。
[図 21 A]係合爪を示す図である。
[図 21B]係合爪と保持器との位置関係を示す図である。
[図 22A]好ま 、形状の係合爪を示す図である。
[図 22B]係合爪と保持器との位置関係を示す図である。
[図 23A]好ま 、形状の係合爪を示す図である。
[図 23B]係合爪と保持器との位置関係を示す図である。
[図 24]この発明の一実施形態に係る針状ころ軸受に使用される外輪部材の板厚と係 合爪の根元幅との関係を示す図である。
[図 25A]この発明の他の実施形態に係る針状ころ軸受用外輪に設けられた係合爪の 根元部と案内部との関係を示す図である。
[図 25B]係合爪の根元部と案内部との関係を示す図である。
[図 26]この発明の一実施形態に係る針状ころ軸受用外輪部材の製造工程の一部を 示す図である。
発明を実施するための最良の形態
[0062] この発明の一つの実施形態を図 4A〜図 6Bを用いて説明する。針状ころ軸受 11は 、図 4Aおよび図 4Bに示すように、軸受の軸線方向に延びる分割線によって分割さ れた 2つの外輪部材 12を有するシェル型外輪 13と、外輪 13の軌道面上に転動自在 に配置される複数の針状ころ 14と、針状ころ 14を保持する保持器 15とを備える。
[0063] 外輪 13は鍔無し円筒形状を有していて、その両側縁には複数の係合爪 12bが内 径側に突出して設けられている。これら係合爪 12bは、保持器 15の幅面に接触して 保持器 15を軸方向に位置決めするものであり、円周方向の一部に局部的に設けら れた舌片状とされている。
[0064] 外輪部材 12は、図 5Aに示すように、その円周方向中央力 ずれた位置にハウジン グと係合して位置決めを行う位置決め係合部としての突起 12aと、外輪部材 12の幅 方向端部から径方向内側に突出し、保持器 15の軸方向への移動を規制する係合爪 12bとを有する。
[0065] 図 5Bおよび図 5Cに示すように、外輪部材 12の円周方向の一方側端部は V字状に 突出した凸形状で、他方端部は逆 V字状に凹んだ凹形状である。 2つの外輪部材 12 の凹凸を組合せることによって、円筒状の外輪 13を形成する。ここで、外輪 13の分 割線は、外輪 13を円周方向に分割できればよぐ厳密に軸方向と一致していなくて ちょい。
[0066] 保持器 15は榭脂材料で形成され、図 6Aに示すように、円周上の複数箇所に針状 ころ 14を収容するポケットを有する。また、保持器 15は、図 6Bに示すように、円周方 向の一箇所に分割部を有して全体形状が C字状となっている。保持器 15を弾性変 形させて軸へ組込んだ後、切断部分の凸部 15aと凹部 15bとを係合させる。
[0067] 保持器 15の軸方向に沿う断面形状は、ポケットの部位を除き、全周に亘つて同じ形 状であり、略長方形状とされている。すなわち、保持器 15は、ポケットがないものとし た形状における円周方向の任意位置の断面形状を略長方形状とされる。
[0068] 半円状分割体である外輪部材 12は、図 10Aのように鋼板力もプレス加工した帯状 ブランク品を半円状に曲げ加工して形成される。帯状ブランク品の一端は V字状に突 出した係合凸部とされ、他端は V字状に凹んだ係合凹部とされている。帯状ブランク 品の係合凸部に近接した端部側の片面に、図 9に示すような位置決め突起 12aがバ 一リングカ卩ェにより形成される。この位置決め突起 12aの突出側が外径面となるよう に帯状ブランク品の曲げ加工が行われる。帯状ブランク品の係合凹部に近接した端 部側の両側縁に、係合爪 12bが幅方向に突出してそれぞれ一体形成される。これら 係合爪 12bは位置決め突起 12aの突出側とは反対側に 90度折り曲げられる。係合 爪 12bを 90度曲げた状態を図 7に示す。
[0069] 図 10Aの B部を拡大して示す図 10Bに示すように、係合爪 12bの基部 12bbは、上 記折り曲げ加工が容易にできるように、先端部 12baよりも幅の狭 、小幅部とされて ヽ る。一対の外輪部材 12, 12は互いに同一の形状のものであり、これら分割体の端部 の係合凸部と係合凹部とを互いに係合させることにより、鍔無し円筒状の外輪 13が 構成される。係合凸部と係合凹部との係合部が、外輪 13の分割部となる。
[0070] 位置決め突起 12aは、各外輪部材 12における一端部 (係合凸部側）から円周方向 に 30° 隔てた位置で、幅方向の中央位置に設けられている。この位置に位置決め 突起 12aを設けることにより、揺動運動時の負荷域から位置決め突起 12aをずらせる ことができる。なお、外輪部材 1における位置決め突起 12aの位置は、上記の位置に 限らず、どのような位置に設けても良い。また、ここでは、 1つの外輪部材 12の 1箇所 に位置決め突起 12aを設けて 、るが、 2箇所以上に位置決め突起 12aを設けても良 い。さらに、位置決め突起 12aの形状も上記したバーリングカ卩ェによるものに限らず、 タブ状など、他の種々の形状であっても良い。
[0071] なお、好ましい実施形態における位置決め突起 12aおよび係合爪 12bの位置関係 については、後に詳しく説明する。
[0072] 上記構成の針状ころ軸受 11は、外輪 13および保持器 15の一部が切断されている ので、自動車エンジン用クランクシャフト、カムシャフト、バランスシャフト、ロッカーシャ フト等の軸方向に組立てできない箇所を支持する軸受として使用することができる。
[0073] この分割型針状ころ軸受は、外輪 13の側縁から突出して保持器 15の幅面に接触 する係合爪 12bを有しているので、軸受製造後の運搬中に、外輪 13と保持器 15とが 軸方向に分解することがない。また、軸受を軸に組み付けるときに、外輪 13に対する 保持器 15の軸方向の位置決めが上記係合爪 12bによってなされるため、組み立て が容易である。外輪 1に係合爪 12bを設けたため、保持器 15は位置決め用の部位を 特に加工する必要がなぐ簡素な形状のもので済む。そのため、保持器 15の射出成 形金型が簡素な形状となり、また複雑な工程を必要とせずに保持器 15を製造できて 、安価に保持器 15の製造が行える。上記の実施形態では、保持器 15の軸方向に沿 う断面形状を単純な略長方形状としていることから、保持器 15の構造がさらに簡単に なり、より一層のコスト低減が可能となる。
[0074] 外輪 13の形状は、係合爪 12bの形成により多少複雑となるが、外輪 13における係 合爪 12bの追カ卩は、適宜の製造方法を採用することによって容易に行える。外輪 13 がシェル型の場合、従来の外輪加工に比べて順送プレス内の金型が一部変更となる だけであり、榭脂製の保持器が複雑な形状となる場合に比べれば、それによるコスト 増加分を小さくすることができる。
[0075] 外輪 13の外径面に位置決め突起 12aを設けた場合は、ハウジング（図示せず）に 設けられた穴などに外輪の位置決め突起 12aを係合させることにより、分割型針状こ ろ軸受のハウジングに対する位置決めが可能となる。この場合に、分割型針状ころ軸 受を支持するハウジングが分割型とされて 、ても良 、。
[0076] なお、上記実施形態では、 1つの半円状分割体である外輪部材 12の両側縁にそ れぞれ 1つの係合爪 12bを設けることで、外輪 13の全体としては 4つの係合爪 12bを 設けている。他の実施形態として、例えば一方の外輪部材 12の一側縁に 1つの係合 爪 12bを、他方の外輪部材 12の他方側縁に 1つの係合爪 12bを設けることで、外輪 13の全体として 2つの係合爪 12bを設けるようにしてもよい。係合爪 12bは、外輪 13 の円周方向の一部に局部的に設けたのものに限らず、外輪 13の全周にわたり連続 的に設けたものであっても良い。また、係合爪 12bの形状、サイズ、および個数は、 外輪 13を構成する一対の外輪部材のそれぞれで、異なって 、ても良 、。
[0077] また、係合爪 12bは、図 7のように単に 90度だけ折り曲げた形状のものに限られず 、例えば図 8 Aのように小幅部 12bbと先端部 12baの中間とでそれぞれ同じ側に 90 度折り曲げて断面 L字状とし、先端部 12baの端面が保持器 15の幅面に接触するよう にしても良い。また、図 8Bのように小幅部 12bbで 90度、先端部 12baの中間で 45度 それぞれ同じ側に折り曲げて断面 J字状とし、先端部 12baの端縁が保持器 3の幅面 に接触するようにしても良い。さらには、図 8Cのように小幅部 12bbで 90度、先端部 1 2baの中間で 180度それぞれ同じ側に折り曲げて先端部 12baを 2枚重ねの状態とし 、この 2枚重ねの部分が保持器 15の幅面に接触するようにしても良い。
[0078] 外輪 13については、上記実施形態では 2つ割りとした場合を示したが、これに限ら ず、外輪 13を図 11のように円周方向の 1箇所に分割部 4を有する 1つ割り型としても 良い。図 11の例では、外輪部材 13が 1箇所の分割部 4を有して全体が C字状となる ように形成されている。図 11の C部の拡大図である図 12に示すように、この 1つ割り 型の外輪 1は、その一端部の係合凸部 4aと他端部の係合凹部 4bとでなる分割部 4を 係合させることにより、鍔無し円筒状に構成される。その他の構成は先の実施形態の 場合と同じである。
[0079] 前述したように、この発明の好ましい実施形態においては、外輪部材 12に突起 12 aを設けることによって、外輪 13の円周方向への回転を防止し、かつ、係合爪 12bを 設けることによって、保持器 15の軸方向への移動を規制することができる。
[0080] ここで、外輪部材 12には、その円周方向中央部に軸受使用時に負荷領域となる中 間領域 12dと、その円周方向両端部に軸受使用時に非負荷領域となる端部領域 12 eとを設け、突起 12aおよび係合爪 12bは、中間領域 12dを挟んで反対側の端部領 域 12eに位置する。
[0081] 突起 12aと係合爪 12bとは、同じ側の端部領域に形成してもよいが、中間領域 12d を挟んで反対側の端部領域 12eに配置することにより、突起 12a、係合爪 12b、およ び外輪部材 12それぞれの加工が容易となる。
[0082] さらに、外輪 13を 2つの外輪部材 12で構成する場合においては、外輪部材 12の 円周方向最外端 12cを基準とした中心角を φとすると、端部領域 12eは、 5° ≤ φ≤
45° の範囲内とする。
[0083] これは、負荷領域となる中間領域 12dをできるだけ大きく設定するために、非負荷 領域となる端部領域 12eは、外輪部材 12の両最外端力もそれぞれ 45° 以内に設定 する必要がある。一方、端部領域 12eに配置される突起 12aおよび係合爪 12bが外 輪部材 12の円周方向最外端 12cに近すぎると、板状の外輪部材 12を円弧状に曲げ 加工する場合などの曲げ応力の影響を受けることとなるので、円周方向最外端 12c 力も 5° 以上中間領域 12d寄りとするのがよい。
[0084] 上記の針状ころ軸受 11の外輪部材 12は、炭素含有量が 0. 15wt%〜l . lwt% の材料によって形成される。例えば、 SCM415や S50C等である。これらの材料は、 炭素含有量が多いので熱処理による有効硬化深さが深くなる。その結果、浸炭焼入 処理により外輪部材 12が必要とする硬度 (Hv653以上）を得ることができる。浸炭焼 入処理設備は、浸炭窒化処理設備と比較して設備費用が安価であるので、結果とし て低廉な針状ころ軸受を得ることができる。ただし、炭素含有量が 1. lwt%を超える と加工性が低いので、プレスカ卩ェ等によって製造される外輪部材 12には適さない。 [0085] また、炭素含有量が 0. 5wt%以上の材料、例えば、 SAE1070, SK5等の材料で 外輪部材 12を形成すると、光輝焼入処理や高周波焼入処理によって十分な硬度を 得ることができる。光輝焼入処理設備や高周波焼入処理設備は、浸炭窒化処理設 備ゃ浸炭焼入処理設備と比較して設備費用が安価で、特に高周波焼入処理はガス を使用しな 、ので環境に優 、熱処理設備である。
[0086] 上記の実施形態において、外輪 13は、径方向に二分割された外輪部材 12で構成 される例を示したが、これに限ることなぐ任意の数〖こ分割することとしてもよい。
[0087] 上記の実施形態においては、各外輪部材 12に一箇所ずつ突起 12aおよび係合爪 12bを配置する例を示した力 これに限ることなぐ外輪 13の全周で一箇所にのみ配 置してもょ 、し、各外輪部材 12の複数個所に配置することとしてもょ 、。
[0088] また、上記の実施形態においては、外輪部材 12の軸方向端部の一部に係合爪 12 bを設けた例を示したが、外輪部材 12の軸方向端部全域に係合爪 12bを設けること としてもよい。この場合においては、係合爪 12bの側面に保持器 15が引っ掛力る恐 れがないので、係合爪 12bが負荷領域に位置しても回転不良等の問題は生じない。
[0089] さら〖こは、保持器 15は、榭脂に限らず金属材料をプレス加工等によって形成するこ ととしてもよ 、し、保持器 15を必要としな 、総ころ軸受であってもよ!/、。
[0090] この発明の他の実施形態における特徴を図 13A〜図 15Bを用いて説明する。図 6 Bの P部の拡大図に対応する図 13Aに示すように、保持器 15の突合部の幅方向端 面には、面取り部 15cが設けられている。
[0091] 上記構成の保持器 15は、凸部 15aと凹部 15bとからなる嵌合部によって、切断面 の一方が軸方向にずれるのを抑制することができる。また、突合部の一方側が軸方 向にある程度ずれた場合であっても、突合部の幅方向端部に面取り部 15cを設ける ことによって、係合爪 12bの引っ掛力りを緩和することができる。
[0092] しかし、嵌合部は製造上の観点力 ある程度の遊びが必要であり、最大の遊びは 保持器係合部の遊びで決まる。図 14Aに示すように、嵌合部の軸方向の遊び tが面
0 取り部 15cの軸方向長さ tより大きいと、係合爪 12bと切断面とが引っ掛力つて軸受 の円滑な回転を阻害する恐れがある。そこで、図 14Bに示すように、面取り部 15cの 軸方向幅 tを嵌合部の軸方向の遊び tより大きくすることにより、係合爪 12bの引つ 掛カりを緩和することができる。
[0093] さらに、突合部の幅方向端部には、切断面の両側の面取り部 15cによって凹部 15d が形成される。このとき、図 15Aに示すように、面取り部 15cの円周方向長さ wが係 合爪 12bの円周方向長さ wより大きいと、係合爪 12bが凹部 15dに落ち込んで、軸
0
受の円滑な回転を阻害する恐れがある。そこで、図 15Bに示すように、面取り部 15c の円周方向長さ wを係合爪 12bの円周方向長さ wより小さく設定することにより、こ
2 0
のような問題を回避することが可能となる。
[0094] なお、上記の実施形態において、面取り部 15cの形状は、図 13Aに示すような C面 取りの例を示したが、これに限ることなぐ図 13Bに示すような R面取りでもよぐまたは
、図 13Cに示すように端面に対して所定の角度 Θで切断することとしてもよい。
[0095] また、上記の実施形態において、一つの凸部 15aと一つの凹部 15bとからなる嵌合 部の例を示したが、これに限ることなぐ複数の凸部と凹部とを組み合わせた嵌合部 としてちよい。
[0096] 図 16A〜図 18Cを参照して、この発明のさらに他の実施形態に係る針状ころ軸受 を説明する。図 16Aに示す外輪部材 12の係合爪 12bは、外輪部材 12の幅方向端 部の全域に設けられており、その根元部分には、係合爪 12bに貫通する孔 12fが等 間隔に配置されている。また、図 17Aおよび 17Bに示すように、外輪部材 12の円周 方向の一方側端部は凸形状で他方側端部は凹形状であり、 2つの外輪部材 12の凹 凸を組み合わせることによって、円筒状の外輪 13を形成する。ここで、外輪 13の分 割線は、外輪 13を径方向に分割できればよぐ厳密に軸方向と一致していなくてもよ いものとする。
[0097] 上記構成のような外輪部材 12は、冷間圧延鋼板等の帯材をプレス加工等によって 形成する。加工の順序としては、例えば、係合爪 12bを板状の外輪部材 12の肉厚方 向に曲げてから、外輪部材 12全体を所定の曲率に曲げる。その結果、係合爪 12bは 、外輪部材 12の曲げ加工によって圧縮応力を受けて、変形等を生じる恐れがある。
[0098] そこで、係合爪 12bの根元部分に孔 12fを設ける。これにより外輪部材 12の曲げカロ ェ時に孔 12fが変形することで圧縮応力を吸収または緩和することができるので、係 合爪 12bの変形等を抑制することができる。 [0099] また、上記の実施形態においては、外輪部材 12の幅方向端部の全域に係合爪 12 bが設けられているので、保持器 15と係合爪 12bの端面とが引っ掛力ることがない。 その結果、針状ころ軸受 11の円滑な回転を確保することができる。
[0100] このとき、係合爪 12の各部に生じる大きな圧縮応力を緩和するために、孔 12fを圧 縮応力の吸収能の高い円周方向に長い長孔とする。さらに、係合爪 12b各部の圧縮 応力を均等に吸収するために、孔 12fを複数箇所に設けることとしている。
[0101] なお、上記の実施形態においては、係合爪 12bを外輪部材 12の幅方向端部の全 域に設けた例を示したが、これに限ることなぐ外輪部材 12の円周方向の一部で分 割した複数の係合爪 12bであってもよい。この場合、係合爪 12bの根元部分に設けら れる孔 12fは、各係合爪 12bのそれぞれについて、少なくとも 1箇所ずつ設けるとよい
[0102] また、係合爪 12bの根元部分に設けられた孔 12fは、図 18Aに示すような長孔であ る例を示した力 これに限ることなぐ図 18Bに示すような丸孔や、図 18Cに示すよう な、負荷される圧縮応力の大きさによって異なる大きさの複数の孔を設ける等、係合 爪 12bに生じる圧縮応力を吸収可能なあらゆる形態であってもよい。
[0103] さらには、上記の実施形態においては、複数の孔 12fを等間隔に配置する例を示し たが、これに限ることなぐ大きな圧縮応力が生じる部分に多くの孔 12fを配置し、小 さな圧縮応力しか生じな 、部分には、孔 12fの数を減らしてもよ 、。
[0104] 図 19および図 20を参照して、この発明のさらに他の実施形態に係る針状ころ軸受 を説明する。図 19に示す実施形態において、保持器 15の径方向幅 wと、係合爪 12 bと保持器 15との係合幅 wとは、 w Zw >0. 2に設定する。これより係合爪 12bが
2 1 2
小さくなると、針状ころ軸受 11に大きなアキシアル荷重が作用したときに、保持器 15 が係合爪 12bを潜り抜けて脱落する恐れがあるからである。
[0105] また、係合爪 12bの先端と、針状ころ軸受 11の内径面との径方向隙間 δは、 δ >0 . 1mmとする。これにより、軸が傾いた場合でも、係合爪 12bと軸との干渉を防止する ことが可能となる。
[0106] また、上記の実施形態においては、外輪部材 12の軸方向端部の一部に係合爪 12 bを設けた例を示したが、外輪部材 12の軸方向端部全域に係合爪 12bを設けること としてちよい。
[0107] 図 21A〜図 23Bを参照して、この発明のさらに他の実施形態に係る針状ころ軸受 を説明する。前述したように、外輪部材 12に突起 12aを設けることによって、外輪 13 の円周方向への回転を防止し、かつ、係合爪 12bを設けることによって、保持器 15 の軸方向への移動を規制することができる。ここで、図 21Aに示すように、係合爪 12 bの保持器 15に対向する面 12cが平坦面であった場合、針状ころ軸受 11にアキシァ ル荷重が負荷されることによって、保持器 15の突合部が軸方向にずれて、その一方 側が係合爪 12bの角部 12cと引っ掛力る恐れがある。この状態が図 21Bに示される。 これは、針状ころ軸受 11の回転不良の原因となる。
[0108] そこで、この発明の好ましい実施形態に係る針状ころ軸受 11の係合爪 12bは、例 えば、図 22Aに示すように、保持器 15に対向する面 12dを中央部 12eが突出する曲 面とする。このように、係合爪 12bの保持器 15に対向する面 12dを中央部 12eが両 端部よりも保持器側に突出した形状とすることにより、図 22Bに示すように、保持器 1 5が角部 12cに引っ掛力るのを防止することができる。
[0109] また、保持器 15の突合部では、製造上の観点力 はある程度の遊びが必要となる 。そこで、図 22Bに示すように、係合爪 12bの中央部 12eの突出量 tを突合部の軸方 向の遊び量 tより大きく設定することにより、保持器 15の突合部が最大限ずれた場合
2
でも、保持器 15と角部 12cとの引っ掛力りを防止することができる。
[0110] なお、上記実施形態では、係合爪 12bの保持器 15に対向する面 12dを曲面形状と した例を示したが、これに限ることなぐ例えば、図 23Aおよび図 23Bに示すように、 両端部にテーパ部 22fを有することとしてもよぐテーパ部 22fは平面形状でも曲面 形状でもよい。このときも、中央部 22eの突出量 tは、保持器 25の軸方向の遊び量 t
3 4 より大きい。さらには、係合爪 12bの保持器 15に対向する面 12dの中央部 12eが両 端部よりも保持器側に突出したあらゆる形状で、同様の効果が期待できる。
[0111] 図 24を参照して、この発明の一実施形態に係る針状ころ軸受用外輪部材の製造 方法を説明する。外輪部材 12の製造は、例えば、図 26に示す順序で行う。まず、打 ち抜き加工により外輪部材 12の外形を形成し (ステップ "a")、次に、曲げ加工により 係合爪 12bを外輪部材 12の肉厚方向に曲げてから (ステップ" b")、外輪部材 12を 所定の曲率に曲げる (ステップ" c")。
[0112] 外輪部材 12の曲げ工程 (ステップ "c")を先に行った場合、係合爪 12bの曲げ工程
(ステップ" b")で、外輪部材 12に変形が生じる恐れがあり、これは、針状ころ 14の円 滑な回転を阻害する可能性がある力 である。
[0113] 上記の方法で外輪部材 12を製造する場合、係合爪 12bの根元幅が大きいと、根元 部 12cの剛性が高くなり、外輪部材 12が波打つ等の変形等を生じる恐れがある。そ こで、図 24に示すように、外輪部材 12の板厚 tと、係合爪 12bの根元幅 Bとを、 1. 0
≤B/t≤4. 0の範囲に設定することにより、外輪部材 12の変形等を防止することが できる。
[0114] さらに、係合爪 12bは、図 25Aに示すように、外輪部材 12近傍の根元部 12cと、保 持器 15の軸方向への移動を規制する案内部 12dとを有する。ここで、案内部 12dは 、保持器 15の移動を規制するのにある程度の強度を必要とする。また、案内部 12d の幅が根元部 12cと比較して大きすぎると、軸受回転時に保持器 15が案内部 12dの 端部に接触して係合爪 12bに変形等が生じる恐れがある。
[0115] そこで、案内部 12dの幅 Aと、根元部 12cの幅 Bとは、 1≤AZB≤3を満たす範囲 に設定する。また、案内部 12dは製造上の観点から、図 25Bに示すように、外輪部材 12と接触しない幅に設定する。
産業上の利用可能性
[0116] この発明は、自動車のクランクシャフト、カムシャフト、バランスシャフトおよびロッカ 一シャフト等を支持する針状ころ軸受に有利に利用され得る。
[0117] 以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明した力 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カ卩えることが可 能である。また、各実施形態の特徴を任意に組合せることも可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 円周方向に分割部を有する外輪と、この外輪の内径面に沿って転動自在な複数のこ ろと、これら複数のころを保持する保持器とを備えた分割型針状ころ軸受において、 前記外輪は、その幅方向端部に径方向内側に突出して前記保持器の軸方向への 移動を規制する係合爪を有することを特徴とする、針状ころ軸受。
[2] 請求項 1に記載の針状ころ軸受であって、
前記外輪が鍔無し円筒形状を有し、
前記係合爪が、円周状に延びる前記外輪の側縁の一部に局所的に設けられてい る。
[3] 請求項 1に記載の針状ころ軸受であって、
前記係合爪は、前記外輪内に溜まる潤滑油を保持するのに適した位置に設けられ ている。
[4] 請求項 3に記載の針状ころ軸受であって、
前記係合爪は、使用時の軸受の最下方位置に設けられている。
[5] 請求項 1に記載の針状ころ軸受であって、
前記保持器の材質は榭脂であり、
前記保持器の軸方向に沿う断面形状は、略長方形状である。
[6] 請求項 1に記載の針状ころ軸受であって、
前記外輪は、その外径面に、ハウジングに係合して位置決めを行うための位置決 め突起を有している。
[7] 請求項 1に記載の針状ころ軸受であって、
前記保持器が、円周方向の 1箇所または 2箇所で分割されたものである。
[8] 請求項 1に記載の針状ころ軸受であって、
前記外輪は、軸受の軸線方向に延びる分割線によって分割された複数の外輪部 材を含み、
前記外輪部材は、その円周方向中央からずれた位置に、前記係合爪と、ハウジン グに係合して位置決めを行うための位置決め係合部とを有し、
前記外輪部材の炭素含有量は、 0. 15wt%〜l . lwt%である。
[9] 請求項 8に記載の針状ころ軸受であって、
前記外輪部材は、高周波焼入処理または光輝焼入処理を施したものであり、 前記外輪部材の炭素含有量は、 0. 5wt%〜l . lwt%である。
[10] 請求項 8に記載の針状ころ軸受であって、
前記外輪部材は、その円周方向中央部に位置し軸受使用時に負荷領域となる中 間領域と、その円周方向端部に位置し軸受使用時に非負荷領域となる端部領域とを 有し、
前記位置決め係合部および前記係合爪は、前記中間領域を挟んで反対側の前記 端部領域に位置する。
[11] 請求項 1に記載の針状ころ軸受であって、
前記外輪は、軸受の軸線方向に延びる分割線によって分割された複数の外輪部 材を含み、
前記外輪部材は、前記係合爪を有し、
前記保持器は、軸線方向に切断した切断面を突合させた突合部と、前記突合部の 幅方向端面に位置する面取り部とを有する。
[12] 請求項 11に記載の針状ころ軸受であって、
前記突合部は、軸線方向へのずれを防止する嵌合部を有し、
切断面における前記面取り部の軸方向長さは、前記嵌合部の軸方向の遊びより大 きい。
[13] 請求項 11に記載の針状ころ軸受であって、
前記面取り部が最大開いたときの円周方向長さは、前記係合爪の円周方向長さよ り小さい。
[14] 請求項 1に記載の針状ころ軸受であって、
前記外輪は、軸受の軸線方向に延びる分割線によって分割された複数の外輪部 材を含み、
前記外輪部材は、前記係合爪と、前記係合爪を貫通する孔とを有する。
[15] 請求項 14に記載の針状ころ軸受であって、
前記係合爪は、前記外輪部材の幅方向端部の全域に配置される。
[16] 請求項 14に記載の針状ころ軸受であって、
前記孔は、円周方向に長い長孔である。
[17] 請求項 14に記載の針状ころ軸受であって、
前記孔は、円周方向の複数箇所に設けられている。
[18] 請求項 14に記載の針状ころ軸受であって、
前記孔は、前記外輪内に潤滑油が溜まる領域を外して設けられている。
[19] 請求項 1に記載の針状ころ軸受であって、
前記外輪は、軸受の軸線方向に延びる分割線によって分割された複数の外輪部 材を含み、
前記保持器の径方向幅 wと、前記係合爪と前記保持器との係合幅 wとは、
1 2
w /w 0. 2
2 1
の関係を有する。
[20] 請求項 19に記載の針状ころ軸受であって、
前記係合爪の先端と、前記針状ころ軸受の内径面との径方向隙間は、 0. 1mmより 大きい。
[21] 請求項 1に記載の針状ころ軸受であって、
前記外輪は、軸受の軸線方向に延びる分割線によって分割された複数の外輪部 材を含み、
前記係合爪の前記保持器に対向する面は、その中央部が両端部よりも保持器側に 突出した形状を有する。
[22] 請求項 21に記載の針状ころ軸受であって、
前記係合爪の前記保持器に対向する面は、前記中央部が突出する曲面である。
[23] 請求項 21に記載の針状ころ軸受であって、
前記係合爪の前記保持器に対向する面は、前記両端部に面取り部を有する。
[24] 請求項 21に記載の針状ころ軸受であって、
前記保持器は、軸線方向に切断した切断面を突合させた突合部を有し、 前記中央部の突出量は、前記突合部の軸方向の遊びより大きい。
[25] 請求項 1に記載の針状ころ軸受であって、 前記外輪は、軸受の軸線方向に延びる分割線によって分割された複数の外輪部 材を含み、
前記外輪部材の板厚 tと、前記係合爪の根元幅 Bとは、
1. 0≤B/t≤4. 0
の関係を有する。
[26] 請求項 1に記載の針状ころ軸受であって、
前記外輪は、軸受の軸線方向に延びる分割線によって分割された複数の外輪部 材を含み、
前記係合爪は、前記外輪部材近傍の根元部と、前記保持器の軸方向への移動を 規制する案内部とを有し、
前記案内部の幅 Aと、前記根元部の幅 Bとは、
1≤A/B≤3
の関係を有する。
[27] 請求項 26に記載の針状ころ軸受であって、
前記案内部は、前記外輪部材と接触しない。
[28] 軸受の軸線方向に延びる分割線によって分割された複数の外輪部材を有する外輪 と、前記外輪の軌道面上に転動自在に配置される複数の針状ころと、前記複数の針 状ころを保持する保持器と、前記外輪部材の幅方向端部に径方向内側に突出して 前記保持器の軸方向への移動を規制する係合爪とを備える針状ころ軸受の製造方 法であって、
曲げ加工により前記係合爪を前記外輪部材の肉厚方向に曲げる工程と、 その後に、前記外輪部材を所定の曲率に曲げる工程とを備える。
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