WO2010103899A1 - 二つ割り外輪、ころ軸受および回転軸支持構造 - Google Patents

Abstract

　二つ割り外輪１１ａの外径面の周方向中央および軸方向中央には、二つ割り外輪の外径側に配置されるハウジングと係合して、ハウジングに対する二つ割り外輪１１ａの位置決めを行なう位置決め突部１４が設けられている。ころ軸受が支持する回転軸に組み込まれた際に、一対の二つ割り外輪１１ａ同士が突合する突合部１６ａ、１６ｂには、互いに噛み合って双方の二つ割り外輪１１ａの軸方向の移動を規制する凸形状部１７ａおよび凹形状部１７ｂが設けられている。ここで、凸形状部１７ａおよび凹形状部１７ｂは、位置決め突部１４の中心２０を中心点として、点対称である。

Description

二つ割り外輪、ころ軸受および回転軸支持構造

　この発明は、二つ割り外輪、ころ軸受および回転軸支持構造に関するものであり、特に、回転軸の外径側から組み込まれる二つ割り外輪、このような二つ割り外輪を備えるころ軸受および回転軸支持構造に関するものである。

　カムシャフトやクランクシャフトを支持する軸受としては、軸受投影面積が小さいにもかかわらず高荷重の負荷を受けることができ、かつ、高剛性であるシェル形ニードル軸受が適用される場合がある。ここで、シェル形ニードル軸受に備えられる外輪には、環状の外輪を二つ割りにした略半円筒形状の二つ割り外輪が適用されるものがある。このようなシェル形ニードル軸受は、シャフト（回転軸）の外径側から一対の二つ割り外輪をそれぞれ組み込み、それぞれの二つ割り外輪の周方向端部に位置する突合部同士を突合させて、一つの環状の外輪を形成することができる。このような構成のシェル形ニードル軸受は、シャフトに対する外輪の組み込み性を向上させることができる。

　このような二つ割り外輪を備えるころ軸受が、米国特許第１９２１４８８号（特許文献１）、特開２００５－９０６９６号公報（特許文献２）、特開２００５－１８０４５９号公報（特許文献３）、特開２００５－３３７３５２号公報（特許文献４）および特表２００２－５２５５３３号公報（特許文献５）に開示されている。

　特許文献１によると、周方向両端の突合部が周方向に突出したＶ字形状の突合部を有する第一の二つ割り外輪と、周方向両端の突合部が周方向に凹んだＶ字形状の突合部を有する第二の二つ割り外輪とを組み合わせて、一つの環状の外輪を形成することとしている。

　特許文献２および特許文献３によると、レース板（二つ割り外輪）は、一方の突合部となる周方向一方側端部が楔形状を有し、他方の突合部となる周方向他方端部が谷形状を有する。そして、一対のレース板において、一方のレース板の楔形状突合部と他方のレース板の谷形状突合部、および一方のレース板の谷形状突合部と他方のレース板の谷形状突合部を組み合わせて、円筒状の外側レースを構成することとしている。すなわち、特許文献２および特許文献３において、一対のレース板は、それぞれ同じ形状である。

　また、特許文献４によると、二つ割り外輪の周方向一端の形状を、軸方向に沿う線に対して傾く傾斜部と、傾斜部に対して反対向きに傾く傾斜部を有する凹凸形状としている。そして、一対の二つ割り外輪において、この凹凸形状を突合させて環状の外輪を形成することとしている。特許文献４についても、一対の二つ割り外輪は、それぞれ同じ形状である。なお、二つ割り外輪の外径面は、凹凸を有さない円弧面である。　また、特許文献５によると、第一の二つ割り外輪の周方向一方端部において突起を形成し、第二の二つ割り外輪の周方向一方端部において切欠を形成し、この突起および切欠を弾性的にスナップ係合させることとしている。なお、第一および第二の二つ割り外輪の周方向他方端部同士は、予め連結されている。

米国特許第１９２１４８８号 特開２００５－９０６９６号公報 特開２００５－１８０４５９号公報 特開２００５－３３７３５２号公報 特表２００２－５２５５３３号公報

　特許文献１および特許文献５によると、形状の異なる２つの二つ割り外輪を準備しなければならないため、生産性が劣ってしまう。一方、特許文献２、特許文献３、および特許文献４においては、同一形状の二つ割り外輪を組み合わせて環状の外輪を形成することができる。しかし、特許文献２および特許文献３については、回転軸への組み込みに際し、各二つ割り外輪において方向性を有する。したがって、例えば、組み込み時に方向性を誤って周方向に突出する部分を有する突合部同士を突合させると、適切に組み込めないことになる。このように、二つ割り外輪の組み込み時において方向性を有することは、組み込みを困難にさせることになる。

　ここで、二つ割り外輪においては、回転軸の外径側に配置された際に、二つ割り外輪の外径側に配置されるハウジングに対して位置決めを行う必要がある。しかし、特許文献４に示す二つ割り外輪の形状であれば、外径面が凹凸を有さない円弧面であるため、二つ割り外輪の位置決めを適切に行なうことが困難である。

　この発明の目的は、ハウジングに対する位置決めを適切に行うことができると共に、回転軸への組み込みを容易にすることができる二つ割り外輪を提供することである。

　この発明の他の目的は、ハウジングに対する二つ割り外輪の位置決めを適切に行なうことができると共に、回転軸への組み込みを容易にすることができるころ軸受を提供することである。　この発明のさらに他の目的は、ハウジングに対する二つ割り外輪の位置決めを適切に行なうことができると共に、回転軸へのころ軸受の組み込みが容易である回転軸支持構造を提供することである。

　この発明に係る二つ割り外輪は、ころ軸受に含まれ、略半円筒形状の二つ割り外輪であって、外径面の周方向中央および軸方向中央には、二つ割り外輪の外径側に配置されるハウジングと係合して、ハウジングに対する二つ割り外輪の位置決めを行なう位置決め部が設けられており、ころ軸受が支持する回転軸に組み込まれた際に、一対の二つ割り外輪同士が突合する突合部には、互いに噛み合って双方の二つ割り外輪の軸方向の移動を規制する凹凸形状が設けられており、凹凸形状は、位置決め部の中心を中心点として、点対称である。

　このように構成することにより、外径面の周方向中央および軸方向中央に設けられた位置決め部を用いて、二つ割り外輪の外径側に配置されるハウジングに係合させることができる。したがって、ハウジングに対する二つ割り外輪の位置決めを適切に行うことができる。また、一対の二つ割り外輪同士が突合する突合部に設けられ、ころ軸受が支持する回転軸に一対の二つ割り外輪が組み込まれた際に、互いに噛み合って双方の二つ割り外輪の軸方向の移動を規制する凹凸形状は、位置決め部の中心を中心点として点対称であるため、二つ割り外輪を回転軸に組み込む際に、いずれの方向からでも組み込むことができる。そうすると、回転軸への組み込み時において、二つ割り外輪の方向性を気にせずに組み込むことができる。したがって、回転軸への組み込みを容易にすることができる。

　好ましくは、突合部を外径側から見た際に、凸形状は、周方向に真直ぐに延びる第一の線、および第一の線の周方向外方端部から二つ割り外輪の軸方向一方端部まで延びる第二の線から構成されている。また、凹形状は、第一の線および第一の線の周方向内方端部から二つ割り外輪の軸方向他方端部まで延びる第三の線から構成されている。

　こうすることにより、一対の二つ割り外輪を組み合わせた際に、一方の二つ割り外輪に含まれる第一の線および他方の二つ割り外輪に含まれる第一の線の間に形成されるすき間を利用して、二つ割り外輪の変形を管理することができる。

　ここで、二つ割り外輪については、一対の二つ割り外輪の周方向端部同士をそれぞれ突合させて組み合わせる必要がある。この場合、それぞれの突合部において干渉が生じると、適切に回転軸に組み込むことができない。ここで、突合部の寸法管理において、上記した特許文献１～特許文献５に示す突合部の形状では、突合部の寸法を管理することは困難である。すなわち、突合部の寸法を適切に管理して、一対の二つ割り外輪を適切に組み込むことが困難となる。

　例えば、突合部がＶ字形状を有する二つ割り外輪を開示する特許文献１、特許文献２および特許文献３、一方方向に傾く傾斜部と反対向きに傾く傾斜部とを有する二つ割り外輪を開示する特許文献４においては、Ｖ字形状の頂点の位置、すなわち、周方向に最も膨出した位置や周方向に最も凹んだ位置を正確に測定することは困難である。したがって、一対の二つ割り外輪を組み合わせた際に、Ｖ字形状の頂点の位置がずれて組み込まれてしまうことになる。また、周方向両端の突合部において、それぞれの相互差、すなわち、一対となる二つ割り外輪の双方の両端部における突合部の寸法において、一方側の突合部においては適切に突合できたとしても、他方側に突合部において適切に突合できない状況も生じる。そうすると、外輪の内径面に形成され、ころが転動する転動面を適切に形成することができない。特許文献５においては、突合部の寸法管理において、スナップ嵌合による複数の計測箇所が生じ、管理が困難となる。

　この発明のさらに他の目的は、寸法管理が容易な二つ割り外輪を提供することである。

　ここで、この発明の他の局面においては、二つ割り外輪は、ころ軸受に含まれ、略半円筒形状の二つ割り外輪である。二つ割り外輪は、ころ軸受に組み込まれた際に、一対の二つ割り外輪同士が突合する突合部には、互いに噛み合って双方の二つ割り外輪の軸方向の移動を規制する凹凸形状が設けられている。ここで、突合部を外径側から見た際に、凸形状は、周方向に真直ぐに延びる第一の線、および第一の線の周方向外方端部から二つ割り外輪の軸方向一方端部まで延びる第二の線から構成されている。また、凹形状は、第一の線および第一の線の周方向内方端部から二つ割り外輪の軸方向他方端部まで延びる第三の線から構成されている。

　このように構成することにより、凸形状の軸方向の長さ、すなわち、第一の線から軸方向一方端部までの軸方向の長さを測って、二つ割り外輪の突合部の寸法を適切に管理することができる。この場合、凸形状を構成する第一の線は、周方向に真直ぐに延びる形状であるため、二つ割り外輪の軸方向一方端部から第一の線までの軸方向の長さ寸法を容易に測ることができる。したがって、各二つ割り外輪における凸形状の軸方向の長さの相互差を管理することにより、突合部の干渉を回避して、適切に二つ割り外輪を組み込むことができる。

　好ましくは、外径面の周方向中央および軸方向中央には、二つ割り外輪の外径側に配置されるハウジングと係合して、ハウジングに対する二つ割り外輪の位置決めを行なう位置決め部が設けられている。こうすることにより、二つ割り外輪の位置決め、具体的には、軸方向の移動および周方向の移動を規制することができる。したがって、ハウジングに対して、適切に位置決めを行うことができる。

　さらに好ましくは、第二および第三の線は、軸方向に延びる線に対して傾斜して延びている。

　また、第二および第三の線は、軸方向に真直ぐに延びているよう構成してもよい。

　また、第二および第三の線はそれぞれ、軸方向に真直ぐに延びる線と、軸方向に延びる線に対して傾斜して延びる線とを有するよう構成してもよい。

　さらに好ましくは、位置決め部は、外径面から外径側に突出した形状である。こうすることにより、二つ割り外輪の外径側に配置されるハウジングにおいて、位置決め部に係合する部分の加工を容易にすることができる。

　さらに好ましくは、位置決め部には、径方向に貫通する貫通孔が設けられている。こうすることにより、貫通孔を通じて、二つ割り外輪の径方向に潤滑油を通油させることができる。

　さらに好ましくは、軸方向端部から内径側に延びる鍔部を含む。こうすることにより、二つ割り外輪の内径側に配置されるころおよび保持器の軸方向の移動を規制することができる。

　さらに好ましくは、平板状の鋼材を略半円筒形状に折曲げて製造される。こうすることにより、安価に上記した構成の二つ割り外輪を製造することができる。

　さらに好ましい一実施形態として、鋼材の炭素含有量は、０．３重量％以下であり、二つ割り外輪には、浸炭焼入処理が施されている。こうすることにより、折曲げ時において、容易に折曲げることができると共に、二つ割り外輪の硬度を高めることができる。

　この発明のさらに他の局面においては、ころ軸受は、一対の上記したいずれかの二つ割り外輪と、一対の二つ割り外輪の内径面を転動する複数のころと、複数のころを保持する保持器とを備える。

　このようなころ軸受は、ハウジングに対する二つ割り外輪の位置決めを適切に行なうことができると共に、回転軸への組み込みを容易にすることができる。

　この発明のさらに他の局面においては、回転軸支持構造は、回転軸と、回転軸を支持する上記したころ軸受と、一対の二つ割り外輪の外径側に配置され、位置決め部に係合するハウジング係合部を備えるハウジングとを含む。　このような回転軸支持構造は、ハウジングに対する二つ割り外輪の位置決めを適切に行なうことができると共に、回転軸へのころ軸受の組み込みが容易である。

　この発明に係る二つ割り外輪によると、このように構成することにより、外径面の周方向中央および軸方向中央に設けられた位置決め部を用いて、二つ割り外輪の外径側に配置されるハウジングに係合させることができる。したがって、ハウジングに対する二つ割り外輪の位置決めを適切に行うことができる。また、一対の二つ割り外輪同士が突合する突合部に設けられ、ころ軸受が支持する回転軸に一対の二つ割り外輪が組み込まれた際に、互いに噛み合って双方の二つ割り外輪の軸方向の移動を規制する凹凸形状は、位置決め部の中心を中心点として点対称であるため、二つ割り外輪を回転軸に組み込む際に、いずれの方向からでも組み込むことができる。そうすると、回転軸への組み込み時において、二つ割り外輪の方向性を気にせずに組み込むことができる。したがって、回転軸への組み込みを容易にすることができる。

　この発明に係るころ軸受によると、ハウジングに対する二つ割り外輪の位置決めを適切に行なうことができると共に、回転軸への組み込みを容易にすることができる。　また、この発明に係る回転軸支持構造によると、ハウジングに対する二つ割り外輪の位置決めを適切に行なうことができると共に、回転軸へのころ軸受の組み込みが容易である。

この発明の一実施形態に係る二つ割り外輪を示す斜視図である。 図１に示す二つ割り外輪を９０度傾けた場合の斜視図である。 図１および図２に示す二つ割り外輪の周方向中央を外径側から見た平面図である。 図１および図２に示す二つ割り外輪の周方向端部を外径側から見た平面図である。 一対の二つ割り外輪の周方向端部同士を突合させた状態を示す図である。 一方側の突合部のみを示し、他方側の突合部を省略した二つ割り外輪を示した図である。 一対の二つ割り外輪を突合させた状態を示す図である。 鋼材を打ち抜いた後の外形形状を示す図である。 この発明の一実施形態に係る二つ割り外輪を備えるころ軸受を含む回転軸支持構造の一部を示す断面図である。 第二および第三の線が軸方向に延びる形状の二つ割り外輪を示す図である。 第二および第三の線がそれぞれ、軸方向に真直ぐに延びる線と、軸方向に延びる線に対して傾斜して延びる線とを有する形状の二つ割り外輪を示す図である。 軸方向端部から内径側に延びる鍔部が設けられた二つ割り外輪の斜視図である。

　以下、この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１および図２は、この発明の一実施形態に係る二つ割り外輪１１ａを示す斜視図である。図２は、図１に示す二つ割り外輪１１ａを９０度回転させた図である。図３および図４は、図１および図２に示す二つ割り外輪１１ａを外径側から見た平面図である。図３は、二つ割り外輪１１ａの周方向中央側を外径側から見た図であり、図４は、二つ割り外輪１１ａの周方向端部側を外径側から見た図である。なお、図３は、図１中の矢印ＩＩＩの方向から見た図であり、図４は、図２中の矢印ＩＶの方向から見た図である。また、図１～図４中の矢印Ａは、軸方向の一方方向を示す。

　図１～図４を参照して、二つ割り外輪１１ａは、所定の板厚を有する円筒状部材を、円筒状部材の中心軸を含む平面で切断した略半円筒形状である。具体的には、二つ割り外輪１１ａを軸方向から見た場合には、二つ割り外輪１１ａの外径面１２ａおよび内径面１２ｂは、略半円形状となる。二つ割り外輪１１ａの軸方向両端部１３ａ、１３ｂには、径方向に折曲げられたり、径方向に突出した部分はなく、二つ割り外輪１１ａの軸方向両端部１３ａ、１３ｂは、軸方向に真直ぐに延びた形状である。二つ割り外輪１１ａは、同一形状のものを一対組み合わせることにより、一つの環状の外輪を構成する。後述するが、組み合わされた一対の二つ割り外輪１１ａの内径面１２ｂを、ころが転動する。すなわち、二つ割り外輪１１ａの内径面１２ｂは、ころが転動する転動面となる。

　二つ割り外輪１１ａのうち、その外径面１２ａの周方向中央および軸方向中央には、二つ割り外輪１１ａの外径側に配置されるハウジング（図示せず）と係合して、ハウジングに対する二つ割り外輪１１ａの位置決めを行なう位置決め突部１４が設けられている。具体的には、位置決め突部１４は、ハウジングに設けられた凹状のハウジング係合部と係合する。ハウジングおよびハウジング係合部については、後述する。位置決め突部１４をハウジング係合部に係合させることにより、二つ割り外輪１１ａの移動、具体的には、二つ割り外輪１１ａの軸方向の移動および周方向の移動を規制して、ハウジングに対する二つ割り外輪１１ａの位置決めを行なうことができる。したがって、外径面１２ａの周方向中央および軸方向中央に設けられた位置決め突部１４を用いて、二つ割り外輪１１ａの外径側に配置されるハウジングに適切に係合させることができる。

　位置決め突部１４は、外径面１２ａから外径側に突出した形状である。このような構成とすることにより、二つ割り外輪１１ａの外径側に配置されるハウジングにおいて、位置決め突部１４に係合する部分の加工を容易にすることができる。すなわち、ハウジングにおいて設けられるハウジング係合部は、二つ割り外輪１１ａが配置される側となるハウジングの内径面から外径側に凹んだ形状とするだけでよい。位置決め突部１４は、外径面１２ａから外径側に向かって真直ぐ延びるように設けられている。位置決め突部１４を外径側から見た際に、位置決め突部１４の外形形状は、丸形状である（図３参照）。

　位置決め突部１４には、径方向に貫通する貫通孔１５が設けられている。貫通孔１５は、位置決め突部１４の径方向中央に設けられている。貫通孔１５は、丸孔である。貫通孔１５についても、二つ割り外輪１１ａの内径面１２ｂから外径側に向かって真直ぐ延びるように設けられている。すなわち、径方向中央に貫通孔１５が設けられた位置決め突部１４の形状は、略円筒状である。こうすることにより、貫通孔１５を通じて、二つ割り外輪１１ａの径方向に潤滑油を通油させることができる。なお、位置決め突部１４および貫通孔１５は、後述するバーリング加工により設けられる。

　次に、後述するころ軸受が支持する回転軸に二つ割り外輪１１ａが組み込まれた際に、一対の二つ割り外輪１１ａ、１１ｂ同士が突合する突合部の形状について説明する。図５は、一対の二つ割り外輪１１ａ、１１ｂの周方向端部同士を突合させた状態を示す図である。図６は、二つ割り外輪１１ａのみを示した図であり、図４に相当する。図５においては、理解の容易の観点から、組み合わされた一対の二つ割り外輪１１ａ、１１ｂの間隔を開けて図示している。なお、二つ割り外輪１１ｂは、二つ割り外輪１１ａと同じ形状である。また、図５および図６においては、理解の容易の観点から、一方側の突合部１６ａのみを図示し、他方側の突合部１６ｂの図示を省略している。

　図１～図６を参照して、突合部１６ａには、一対の二つ割り外輪１１ａ、１１ｂを突合させた際に、互いに噛み合って双方の二つ割り外輪１１ａ、１１ｂの軸方向の移動を規制する凸形状部１７ａおよび凹形状部１７ｂが設けられている。凸形状部１７ａは、周方向外方側、すなわち、図６中の矢印Ｂで示す方向に突出した形状であり、凹形状部１７ｂは、凸形状部１７ａと比較して相対的に周方向内方側、すなわち、図６中の矢印Ｂで示す方向と逆の方向に凹んだ形状である。また、凸形状部１７ａと凹形状部１７ｂとの間には、いわゆる段差を有する。

　ここで、突合部１６ａを径方向、具体的には外径側から見た際に、凸形状部１７ａは、周方向に真直ぐに延びる第一の線１８ａ、および第一の線１８ａの周方向外方端部１９ａから二つ割り外輪１１ａの軸方向一方端部１３ａまで延びる第二の線１８ｂから構成されている。また、凹形状部１７ｂは、第一の線１８ａおよび第一の線１８ａの周方向内方端部１９ｂから二つ割り外輪１１ａの軸方向他方端部１３ｂまで延びる第三の線１８ｃから構成されている。

　すなわち、突合部１６ａは、周方向に真直ぐに延びる第一の線１８ａ、第一の線１８ａの周方向外方端部１９ａから二つ割り外輪１１ａの軸方向一方端部１３ａまで延びる第二の線１８ｂ、および第一の線１８ａの周方向内方端部１９ｂから二つ割り外輪１１ａの軸方向他方端部１３ｂまで延びる第三の線１８ｃを含む。そして、凸形状部１７ａは、第一および第二の線１８ａ、１８ｂから構成されており、凹形状部１７ｂは、第一および第三の線１８ａ、１８ｃから構成されている。

　なお、第二および第三の線１８ｂ、１８ｃは、軸方向に延びる線に対して傾斜して延びている。ここでは、第二および第三の線１８ｂ、１８ｃは、互いに同じ方向に傾斜して延びるよう構成されている。すなわち、第一の線１８ａに対する第二の線１８ｂの角度と、第一の線１８ａに対する第三の線１８ｃの角度とは、同じである。なお、第一の線１８ａと第二の線１８ｂ、および第一の線１８ａと第三の線１８ｃとはそれぞれ、滑らかに連なるように結ばれている。すなわち、第一の線１８ａと第二の線１８ｂとの間、および第一の線１８ａと第三の線１８ｃとの間には、曲線を有する。

　このように構成することにより、図６中の長さ寸法Ｌで示す凸形状部１７ａの軸方向の長さ、すなわち、第一の線１８ａから軸方向一方端部１３ａまでの軸方向の長さを測って、二つ割り外輪１１ａの突合部１６ａの寸法を適切に管理することができる。この場合、凸形状部１７ａを構成する第一の線１８ａは、周方向に真直ぐに延びる形状であるため、二つ割り外輪１１ａの軸方向一方端部１３ａから第一の線１８ａまでの軸方向の長さ寸法を容易に測ることができる。したがって、各二つ割り外輪１１ａにおける凸形状の軸方向の長さの相互差を管理することにより、突合部１６ａの干渉を回避して、適切に二つ割り外輪１１ａを組み込むことができる。すなわち、上記構成とすることにより、寸法管理が容易になる。

　ここで、凹凸形状、すなわち、凸形状部１７ａおよび凹形状部１７ｂは、位置決め突部１４の中心２０を中心点として、点対称である（図３参照）。すなわち、位置決め突部１４の中心２０を中心点として二つ割り外輪１１ａを１８０度回転させた場合に、凹凸形状は同じとなる。

　このように構成することにより、一対の二つ割り外輪１１ａ、１１ｂ同士が突合する突合部１６ａ、１６ｂに設けられ、ころ軸受が支持する回転軸に一対の二つ割り外輪１１ａ、１１ｂが組み込まれた際に、互いに噛み合って双方の二つ割り外輪１１ａ、１１ｂの軸方向の移動を規制する凹凸形状は、位置決め突部１４の中心２０を中心点として点対称であるため、二つ割り外輪１１ａを回転軸に組み込む際に、いずれの方向からでも組み込むことができる。そうすると、回転軸への組み込み時において、二つ割り外輪１１ａの方向性を気にせずに組み込むことができる。

　また、上記した構成の二つ割り外輪１１ａにおいては、周方向に真直ぐに延びる第一の線１８ａ、第一の線１８ａの周方向外方端部１９ａから二つ割り外輪１１ａの軸方向一方端部１３ａまで延びる第二の線１８ｂ、および第一の線１８ａの周方向内方端部１９ｂから二つ割り外輪１１ａの軸方向他方端部１３ｂまで延びる第三の線１８ｃにより、凸形状部１７ａおよび凹形状部１７ｂを構成しているため、一対の二つ割り外輪１１ａ、１１ｂの間に形成されるすき間を利用して、二つ割り外輪１１ａの変形を管理することができる。

　これについて、具体的に説明する。図７は、一対の二つ割り外輪１１ａ、１１ｂを突合させた状態を示す図である。図７を参照して、互いに噛み合うように配置された二つ割り外輪１１ａの突合部１６ａ、および二つ割り外輪１１ｂの突合部１６ｃの間には、すき間２１が形成される。このすき間２１は、具体的には、二つ割り外輪１１ａの外形形状を構成する第一の線１８ａ、第三の線１８ｃと、二つ割り外輪１１ｂの外形形状を構成する第一の線１８ｄ、および第三の線１８ｅとの間に形成される。このようなすき間２１は、略平行四辺形となる。このすき間２１を管理することにより、二つ割り外輪１１ａ、１１ｂの変形度合いを管理することができる。

　具体的には、例えば、二つ割り外輪１１ａの周方向両端部が開くような変形が生じていた場合、図７中のすき間２１のうち、周方向に真直ぐに延びる第一の線１８ａ、１８ｃ同士の間隔、すなわち、すき間２１の軸方向の長さ寸法が変化することになる。したがって、このようなすき間２１の軸方向の長さ寸法が所定の範囲内にあるか否かを検査することにより、二つ割り外輪の変形度合いを管理することができる。このような管理は、上記した特許文献１～３に示すような突合部がＶ字状の二つ割り外輪においては、非常に困難である。すなわち、突合部がＶ字状の二つ割り外輪においては、上記したような変形が生じていたとしても、変形に伴って変化する部分が不明確であるため、管理が困難となる。

　次に、上記した構成の二つ割り外輪１１ａの製造方法について説明する。まず、所定の板厚を有する平板状の鋼材を準備する。鋼材については、炭素含有量が０．３重量％以下のものが好ましい。このような鋼材は、熱処理前においては比較的柔らかく、後の工程で略半円筒形状に折曲げやすいためである。

　このような鋼材を準備し、鋼材を打ち抜く。打ち抜いた後の鋼材２２の外形形状を図８に示す。具体的には、後に軸方向端部を構成する領域２３ａ、２３ｂ、後に周方向両端部に設けられる凸形状部を構成する領域２４ａ、２４ｂ、および後に周方向両端部に設けられる凹形状部を構成する領域２５ａ、２５ｂを形成するように外形形状を打ち抜く。その後、後に周方向となる方向の中央および軸方向となる方向の中央において、バーリング加工により、位置決め突部を形成する。ここでは、バーリング加工によって、位置決め部を形成する際に、位置決め部の中央に、板厚方向に貫通する貫通孔が設けられる。次に、鋼材２２を略半円筒形状に折曲げる。その後、浸炭窒化処理等の熱処理を行なう。こうすることにより、硬度を高めることができる。このようにして、この発明の一実施形態に係る二つ割り外輪１１ａを製造する。このような二つ割り外輪１１ａは、平板状の鋼材を折曲げて製造されているため、安価に製造することができる。

　次に、この発明の一実施形態に係る二つ割り外輪を備えるころ軸受を含む回転軸支持構造の構成について説明する。図９は、この発明の一実施形態に係る二つ割り外輪を備えるころ軸受を含む回転軸支持構造の一部を示す断面図である。図９を参照して、この発明の一実施形態に係る回転軸支持構造３１は、カムシャフトやクランクシャフトのような回転軸３２と、回転軸３２を支持するころ軸受３３と、ころ軸受３３の外径側、具体的には、ころ軸受３３に備えられる二つ割り外輪１１ａの外径側に配置されるハウジング３４とを含む。

　ころ軸受３３は、一対の二つ割り外輪１１ａと、一対の二つ割り外輪１１ａの内径面１２ｂを転動面として転動する複数のころ３５と、複数のころ３５を収容するポケット３６を有し、複数のころ３５を保持する保持器３７とを備える。なお、一対の二つ割り外輪１１ａは、図５に示すように組み合わされているが、理解の容易の観点から、図９において、一方の二つ割り外輪１１ａのみを図示している。

　二つ割り外輪１１ａの外径面１２ａは、ハウジング３４のうち、回転軸３２およびころ軸受３３が配置された側の内径面３９と当接するよう設けられている。なお、二つ割り外輪１１ａは、上記した構成である。ころ３５は、二つ割り外輪１１ａの内径面１２ｂおよび回転軸３２の外径面３８を転動する。ころ３５としては、例えば、針状ころが適用される。

　ここで、保持器３７の構成については、二つ割り外輪１１ａの外形形状と同様に、略半円筒形状の保持器部材を一対組み合わせて構成してもよい。こうすることにより、保持器３７についても回転軸３２の外径側から組み込むことができ、回転軸３２に対する軸受構成部材の組み込み性を向上させることができる。また、保持器３７については、弾性変形が可能な構成とし、周方向の一部分を分離可能にして、弾性変形を利用し、回転軸３２の外径側から組み込める構成としてもよい。また、予め、すなわち、回転軸３２に組み込む前から、複数のころ３５は保持器３７に保持可能な構成とすれば、さらに組込み性が向上する。

　ハウジング３４には、二つ割り外輪１１ａに設けられた位置決め突部１４と係合するよう、ハウジング３４の内径面３９から回転軸３２の外径側に凹んだ形状のハウジング係合部４０が設けられている。ハウジング係合部４０は、丸形状の位置決め突部１４と係合するように、丸孔状に凹んでいる。二つ割り外輪１１ａは、位置決め突部１４とハウジング係合部４０とが係合するように組み込まれる。ハウジング係合部４０において、図９中の矢印Ｃで示す方向から潤滑油を供給することにより、貫通孔１５を通じて、潤滑油をころ軸受３３内に供給することができる。なお、軸芯給油形式の場合には、貫通孔１５を介して、ころ軸受３３の内部からハウジング係合部４０まで潤滑油を通油させ、図９中の矢印Ｃで示す方向と反対の方向に潤滑油を排出することができる。

　このようなころ軸受３３は、上記した構成の二つ割り外輪１１ａを備えるため、ハウジング３４に対する二つ割り外輪１１ａの位置決めを適切に行なうことができると共に、回転軸３２への組み込みを容易にすることができる。

　また、このようなころ軸受３３は、一対の二つ割り外輪１１ａを適切に組み込むことができる。

　また、このような回転軸支持構造３１は、上記したころ軸受３３を含むため、ハウジング３４に対する二つ割り外輪１１ａの位置決めを適切に行なうことができると共に、回転軸３２へのころ軸受３３の組み込みが容易である。

　また、このような回転軸支持構造３１は、ころ軸受３３に含まれる一対の二つ割り外輪１１ａを適切に回転軸３２に組み込むことができる。

　なお、上記の実施の形態においては、二つ割り外輪の突合部の形状について、第二および第三の線は、軸方向に延びる線から傾斜して延びるよう構成することとしたが、これに限らず、第二および第三の線は、軸方向に真直ぐに延びるよう構成してもよい。図１０は、この場合における二つ割り外輪の突合状態を示す図であり、図５に相当する。図１０を参照して、二つ割り外輪４１に設けられる突合部４２は、周方向に真直ぐに延びる第一の線４３ａ、第一の線４３ａの周方向外方端部４４ａから二つ割り外輪４１の軸方向一方端部４５ａまで延びる第二の線４３ｂ、および第一の線４３ａの周方向内方端部４４ｂから二つ割り外輪４１の軸方向他方端部４５ｂまで延びる第三の線４３ｃを含む。そして、凸形状部４６ａは、第一および第二の線４３ａ、４３ｂから構成されており、凹形状部４６ｂは、第一および第三の線４３ａ、４３ｃから構成されている。ここで、第二および第三の線４３ｂ、４３ｃは、軸方向に真直ぐに延びる形状である。このような構成とすることによっても、上記した効果を奏することができる。

　また、第二および第三の線はそれぞれ、図１１に示すように、軸方向に真直ぐに延びる線と、軸方向に延びる線に対して傾斜して延びる線とを有するよう構成してもよい。具体的には、図１１を参照して、二つ割り外輪５１に設けられる突合部５２は、周方向に真直ぐに延びる第一の線５３ａ、第一の線５３ａの周方向外方端部５４ａから二つ割り外輪５１の軸方向一方端部５５ａまで延びる第二の線５３ｂ、および第一の線５３ａの周方向内方端部５４ｂから二つ割り外輪５１の軸方向他方端部５５ｂまで延びる第三の線５３ｃを含む。そして、凸形状部５６ａは、第一および第二の線５３ａ、５３ｂから構成されており、凹形状部５６ｂは、第一および第三の線５３ａ、５３ｃから構成されている。

　ここで、第二および第三の線５３ｂ、５３ｃはそれぞれ、軸方向に真直ぐに延びる線５７ａ、５７ｂと、軸方向に真直ぐに延びる線５７ａ、５７ｂに対して傾斜して延びる線５８ａ、５８ｂとを有する。具体的には、第二の線５３ｂは、第一の線５３ａの周方向外方端部５４ａから連なって軸方向に真直ぐに延びる線５７ａと、線５７ａの軸方向一方端部５９ａから線５７ａに対して傾斜して二つ割り外輪５１の軸方向一方端部５５ａまで真直ぐに延びる線５８ａとから構成されている。また、第三の線５３ｃは、第一の線５３ａの周方向内方端部５４ｂから連なって軸方向に真直ぐに延びる線５７ｂと、線５７ｂの軸方向他方端部５９ｂから線５７ｂに対して傾斜して二つ割り外輪５１の軸方向他方端部５５ｂまで真直ぐに延びる線５８ｂとから構成されている。線５８ａ、５８ｂは互いに同じ方向に傾斜している。このような構成とすることによっても、上記した効果を奏することができる。

　また、二つ割り外輪に、軸方向端部から内径側に延びる鍔部を設けてもよい。図１２は、この場合における二つ割り外輪の斜視図であり、図１に相当する。図１２を参照して、二つ割り外輪６１には、軸方向端部６２から内径側に延びる鍔部６３が設けられている。鍔部６３は、軸方向端部から内径側に真直ぐに延びている。鍔部６３の内径側への突出量は、二つ割り外輪６１が回転軸に組み込まれた際に、回転軸に干渉しない量である。このように構成することにより、二つ割り外輪６１の内径側に配置される保持器が軸方向へ移動しようとしても、保持器の軸方向端部と鍔部６３とが当接することになる。したがって、保持器および保持器に保持されているころの軸方向の移動を規制することができる。鍔部６３の周方向の長さは、例えば、二つ割り外輪６１の周方向の長さの半分以上の長さが適用される。なお、このような鍔部については、二つ割り外輪の両端部に設けることにしてもよい。また、一方側の端部において、複数の鍔部を設けることにしてもよい。

　なお、上記の実施の形態においては、位置決め突部の外形形状は、丸形状であったが、これに限らず、例えば、四角状や六角状であってもよい。この場合、位置決め突部の外形形状は、位置決め突部の中心を中心点として、点対称となる形状が好ましい。また、貫通孔についても同様に、例えば、四角状や六角状であってもよい。さらに、位置決め突部の外形形状と貫通孔の形状とが異なっていてもよい。また、位置決め突部に貫通孔を設けない構成としてもよい。なお、位置決め突部は、溶接や接着等によって、二つ割り外輪の外径面に他部材を取り付けることによって設けてもよい。

　また、上記の実施の形態においては、位置決め部は、二つ割り外輪の外径面から外径側に突出する形状としたが、これに限らず、二つ割り外輪を径方向に貫通する貫通孔であってもよいし、板厚方向に貫通せず、外径面から凹んだ凹部であってもよい。この場合、この貫通孔や凹部に係合するよう、ハウジングの内径面から内径側に突出する凸部を設け、この凸部と貫通孔または凹部とを係合させて、二つ割り外輪の位置決めを行う。

　なお、上記の実施の形態においては、平板状の鋼材を略半円筒形状に折曲げて二つ割り外輪を製造することにしたが、これに限らず、二つ割り外輪は、既に半円筒形状に成型されている部材を用い、これを加工して上記構成の二つ割り外輪を製造することにしてもよい。また、削り出しにより製造することにしてもよい。また、製造工程において、バーリング加工により位置決め突部を形成した後に略半円筒形状に折曲げることとしたが、略半円筒形状に折曲げた後にバーリング加工により位置決め突部を形成することとしてもよい。

　また、上記の実施の形態においては、ころ軸受は保持器を備える構成としたが、これに限らず、保持器を含まないタイプ、すなわち、総ころ形式のころ軸受の場合についても適用される。また、ころ軸受は、内輪を含むタイプであっても構わない。　以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

　この発明に係る二つ割り外輪、ころ軸受および回転軸支持構造は、カムシャフトやクランクシャフト等、回転軸に対して軸方向からの組み込みが困難な回転軸に用いられる場合に、有効に利用される。

　１１ａ，１１ｂ，４１，５１，６１　二つ割り外輪、１２ａ，３８　外径面、１２ｂ，３９　内径面、１３ａ，１３ｂ，１９ａ，１９ｂ，４４ａ，４４ｂ，４５ａ，４５ｂ，５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂ，５９ａ，５９ｂ，６２　端部、１４　位置決め突部、１５　貫通孔、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，４２，５２　突合部、１７ａ，４６ａ，５６ａ　凸形状部、１７ｂ，４６ｂ，５６ｂ　凹形状部、１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５７ａ，５７ｂ，５８ａ，５８ｂ　線、２０　中心、２１　すき間、２２　鋼材、２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂ　領域、３１　回転軸支持構造、３２　回転軸、３３　ころ軸受、３４　ハウジング、３５　ころ、３６　ポケット、３７　保持器、４０　ハウジング係合部、６３　鍔部。

Claims (16)

1. ころ軸受に含まれ、略半円筒形状の二つ割り外輪であって、
   　外径面の周方向中央および軸方向中央には、前記二つ割り外輪の外径側に配置されるハウジングと係合して、前記ハウジングに対する前記二つ割り外輪の位置決めを行なう位置決め部が設けられており、
   　前記ころ軸受が支持する回転軸に組み込まれた際に、一対の前記二つ割り外輪同士が突合する突合部には、互いに噛み合って双方の前記二つ割り外輪の軸方向の移動を規制する凹凸形状が設けられており、
   　前記凹凸形状は、前記位置決め部の中心を中心点として、点対称である、二つ割り外輪。
2. 前記突合部を外径側から見た際に、前記凸形状は、周方向に真直ぐに延びる第一の線、および前記第一の線の周方向外方端部から前記二つ割り外輪の軸方向一方端部まで延びる第二の線から構成されており、前記凹形状は、前記第一の線および前記第一の線の周方向内方端部から前記二つ割り外輪の軸方向他方端部まで延びる第三の線から構成されている、請求項１に記載の二つ割り外輪。
3. 前記第二および第三の線は、軸方向に延びる線に対して傾斜して延びている、請求項２に記載の二つ割り外輪。
4. 前記第二および第三の線は、軸方向に真直ぐに延びている、請求項２に記載の二つ割り外輪。
5. 前記第二および第三の線はそれぞれ、軸方向に真直ぐに延びる線と、軸方向に延びる線に対して傾斜して延びる線とを有する、請求項２に記載の二つ割り外輪。
6. 前記位置決め部は、前記外径面から外径側に突出した形状である、請求項１に記載の二つ割り外輪。
7. 前記位置決め部には、径方向に貫通する貫通孔が設けられている、請求項１に記載の二つ割り外輪。
8. 軸方向端部から内径側に延びる鍔部を含む、請求項１に記載の二つ割り外輪。
9. 平板状の鋼材を略半円筒形状に折曲げて製造される、請求項１に記載の二つ割り外輪。
10. 前記鋼材の炭素含有量は、０．３重量％以下であり、
    　前記二つ割り外輪には、浸炭焼入処理が施されている、請求項９に記載の二つ割り外輪。
11. 一対の請求項１に記載の二つ割り外輪と、
    　一対の前記二つ割り外輪の内径面を転動する複数のころと、
    　複数の前記ころを保持する保持器とを備える、ころ軸受。
12. 回転軸と、
    　前記回転軸を支持する請求項１１に記載のころ軸受と、　一対の前記二つ割り外輪の外径側に配置され、前記位置決め部に係合するハウジング係合部を備えるハウジングとを含む、回転軸支持構造。
13. ころ軸受に含まれ、略半円筒形状の二つ割り外輪であって、
    　前記ころ軸受に組み込まれた際に、一対の前記二つ割り外輪同士が突合する突合部には、互いに噛み合って双方の前記二つ割り外輪の軸方向の移動を規制する凹凸形状が設けられており、
    　前記突合部を外径側から見た際に、前記凸形状は、周方向に真直ぐに延びる第一の線、および前記第一の線の周方向外方端部から前記二つ割り外輪の軸方向一方端部まで延びる第二の線から構成されており、前記凹形状は、前記第一の線および前記第一の線の周方向内方端部から前記二つ割り外輪の軸方向他方端部まで延びる第三の線から構成されている、二つ割り外輪。
14. 外径面の周方向中央および軸方向中央には、前記二つ割り外輪の外径側に配置されるハウジングと係合して、前記ハウジングに対する前記二つ割り外輪の位置決めを行なう位置決め部が設けられている、請求項１３に記載の二つ割り外輪。
15. 請求項１３に記載の一対の二つ割り外輪と、
    　一対の前記二つ割り外輪の内径面を転動する複数のころと、
    　複数の前記ころを保持する保持器とを備える、ころ軸受。
16. 回転軸と、
    　前記回転軸を支持する請求項１５に記載のころ軸受とを含む、回転軸支持構造。 

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