図1~図4を参照して、この発明の一実施形� ��に係る針状ころ軸受31、およびころ軸受用� �持器33(以下、単に「保持器33」という)を説� �する。なお、図1は保持器33の斜視図、図2は� ��状ころ軸受31の斜視図、図3は保持器33の柱� �15の形状を示す斜視図、図4は図3の矢印IVの� �向から見た矢視図である。

 まず、図2を参照して、針状ころ軸受31は� ��複数の針状ころ12と、複数の針状ころ12を保 持する保持器33とを備える。次に、図1を参照 して、保持器33は、円環形状の一対のリング� ��14と、複数の柱部15とを備える。一対のリン グ部14は、複数の柱部15の長手方向一方側お� �び他方側端部と接続し、柱部15との接続位置 から径方向内側に延びる鍔部19を有する。ま� ��、隣接する柱部15の間には、針状ころ12を収 容するポケット20が形成されている。

 なお、本明細書中「円環形状のリング部� ��とは、円周方向に連続する一体型のリング� ��のみを指すものとする。すなわち、両端部� ��溶接等によって接合したリング部は含まな� ��ものとして理解すべきである。

 柱部15は、その軸方向中央部領域で相対� �に径方向内側に位置する柱中央部16と、軸方 向端部領域で相対的に径方向外側に位置する 一対の柱端部17と、柱中央部16および一対の� �端部17それぞれの間に位置する一対の柱傾斜 部18とを含む。

 次に、図3および図4を参照して、ポケッ� �20に対面する柱部15の壁面には、針状ころ12� �脱落を防止する第1および第2のころ止め部16a ,17aと、針状ころ12の回転を案内する案内面16b ,17b,18bと、非接触部16c,17cと、油溝16d,17dとが� �けられている。

 第1のころ止め部16aは、柱中央部16の2箇所 に設けられている。より具体的には、ポケッ ト20に対面する柱中央部16の壁面の径方向内� �に偏在している。そして、針状ころ12の径方 向内側への脱落を防止する。

 第2のころ止め部17aは、一対の柱端部17そ� ��ぞれに設けられている。より具体的には、� ��ケット20に対面する柱端部17の壁面の径方向 外側に偏在している。そして、針状ころ12の� ��方向外側への脱落を防止する。

 案内面16bは、柱中央部16の第1のころ止め� ��16aと軸方向に隣接する領域に設けられてい� ��。案内面17bは、柱端部17の第2のころ止め部1 7aと軸方向に隣接する領域に設けられている� ��案内面18bは、柱傾斜部18の全域に設けられ� �いる。また、案内面16b,17b,18bは、同一の平面 を構成している。

 また、第1のころ止め部16aの径方向外側の 領域、および第2のころ止め部17aの径方向内� �の領域には、それぞれ案内面16b,17bより後退� ��て、針状ころ12と接触しない非接触部16c,17c� ��設けられている。この領域は、潤滑油を保� ��する油溜まりとして機能する。さらに、第1 のころ止め部16aおよび第2のころ止め部17aの� �方向両側には、径方向に延びる油溝16d,17dが� ��けられている。これにより、保持器33の径� �向の通油性が向上する。

 上記構成の柱部15において、柱中央部16、柱 端部17、柱傾斜部18、リング部14、および鍔部 19(以下、これらを総称して「直線部分」とい う)の肉厚t ₁ は実質的に等しく設定されている。一方、柱 中央部16と柱傾斜部18との境界部分、柱端部17 と柱傾斜部18との境界部分、およびリング部1 4と鍔部19との境界部分(以下、これらを総称� �て「境界部分」という)の肉厚t ₂ は直線部分の肉厚t ₁ より厚くなっている(t ₁ <t ₂ )。これにより、境界部分の強度が相対的に� �上する。その結果、軸受回転時の応力が境� �部分に集中しても保持器33の破損を有効に防 止することができる。

 また、直線部分の肉厚t ₁ と境界部分の曲率半径rとは、r<t ₁ の関係を満たす。境界部分の曲率半径rを小� �くすれば、境界部分に隣接する直線部分の� �方向長さを長く、すなわち、直線部分の表� �積を大きくすることができる。その結果、� �受回転時の接触面圧を低減することができ� �。

 具体的には、保持器33を外径側案内(ハウ� ��ング案内)とする場合、柱端部17の外径面と� ��ウジング(図示省略)とが接触する。そこで� �少なくとも柱端部17と柱傾斜部18との間の境� ��部分、およびリング部14と鍔部19との間の境 界部分の曲率半径rを上記の範囲内とすれば� �柱端部17の外径面とハウジングとの間の接触 面圧を低減することができる。

 また、リング部14および柱端部17の外径面 の表面粗さRaは、0.05μm以上0.3μm以下に設定す る。これにより、リング部14および柱端部17� �外径面とハウジングとの接触による摩耗を� �止することができる。なお、「表面粗さRa」 とは、算術平均粗さのことである。

 一方、保持器33を内径側案内(回転軸案内) とする場合、柱中央部16の内径面と回転軸(図 示省略)とが接触する。そこで、少なくとも� �中央部16と柱傾斜部18との間の境界部分の曲� ��半径rを上記の範囲内とすれば、柱中央部16� ��内径面と回転軸との間の接触面圧を低減す� ��ことができる。また、この場合には、柱中� ��部16の内径面の表面粗さRaを、0.05μm以上0.3μ m以下に設定すればよい。

 なお、境界部分は、凸側(曲げ加工時に引っ 張り応力が作用する側)と、凹側(曲げ加工時� ��圧縮応力が作用する側)とにそれぞれR部分� �形成される。このとき、凸側の曲率半径は� �常に凹側の曲率半径より大きい。そこで、� �明細書中「境界部分の曲率半径r」とは、凸� ��の曲率半径を指すものとする。また、「境� ��部分の肉厚t ₂ 」とは、凸側の中央部と凹側の中央部とを結 ぶ線分の長さを指すものとする。

 また、柱中央部16の外径面は、柱端部17の 内径面よりも径方向外側に位置している。そ して、針状ころ12のピッチ円12aは、柱中央部1 6の外径面より径方向内側であって、かつ柱� �部17の内径面より径方向外側に位置している 。これにより、針状ころ12は、案内面16b,17b,18 bそれぞれに接触する。このように、針状こ� �12と案内面16b,17b,18bとの接触面積を増加させ� ��ことにより、針状ころ12のスキューを有効� �防止することができる。

 ただし、柱中央部16と柱端部17との位置関 係は上記の場合に限られない。図5を参照し� �、保持器33の変形例を説明する。なお、図5� �保持器33の変形例を示す図であって、図4に� �応する図である。なお、各構成要素の形状� �機能は共通するので、同一の構成要素には� �4と同一の参照番号を付し、説明は省略する� ��

 図5を参照して、柱中央部16の外径面は、� ��端部17の内径面よりも径方向内側に位置し� �いる。そして、針状ころ12のピッチ円12aは、 柱中央部16の外径面より径方向外側であって� ��かつ柱端部17の内径面より径方向内側に位� �している。この場合、針状ころ12は、柱傾斜 部18の案内面18bでのみ案内されることになる� ��上記構成とすれば、第1のころ止め部16aと第 2のころ止め部17aとが径方向に離れて配置さ� �るので、針状ころ12の脱落を適切に防止する ことができる。

 次に、図6~図17を参照して、保持器33の製� ��方法を説明する。なお、図6は保持器33の主� ��製造工程を示すフロー図、図7~図10は第1の� �程の詳細を示す図、図11~図14は第2の工程の� �細を示す図、図15~図17は第3の工程の詳細を� �す図である。

 まず、保持器33の出発材料としては、炭� �含有量が0.15wt%以上1.1wt%以下の鋼板(炭素鋼)� �使用する。具体的には、炭素含有量が0.15wt%� ��上0.5wt%以下のSCM415やS50C等、または、炭素含 有量が0.5wt%以上1.1wt%以下のSAE1070やSK5等が挙� �られる。

 なお、炭素含有量が0.15wt%未満の炭素鋼は 、焼入処理によって浸炭硬化層が形成されに くく、保持器33に必要な硬度を得るためには� ��浸炭窒化処理を行う必要がある。浸炭窒化� ��理は、後述する各焼入処理と比較して設備� ��用が高額になるので、結果として、針状こ� ��軸受31の製造コストが上昇する。また、炭� �含有量が0.15wt%未満の炭素鋼では浸炭窒化処� ��によっても十分な浸炭硬化層が得られない� ��合があり、表面起点型の剥離が早期に発生� ��る恐れがある。一方、炭素含有量が1.1wt%を� ��える炭素鋼は加工性が著しく低下する。

 図6に示す第1の工程では、上記した出発� �料としての鋼板から円筒部材22を得る(S11)。� ��体的には、図7を参照して、深絞り加工によ って鋼板からカップ状部材21を得る。このと� ��、カップ状部材21の軸方向一方側端部(図7の 上側)には底壁21aが、軸方向他方側端部(図7の 下側)には外向きフランジ部21bが形成される� �また、このとき、しごき加工によって、カ� �プ状部材21の外径面または内径面の表面粗さ Raを、0.05μm以上0.3μm以下にする。

 次に、図8を参照して、打ち抜き加工によ ってカップ状部材21の底壁21aを除去する。た� ��し、打ち抜き加工によっては底壁21aを完全� ��除去することはできず、カップ状部材21の� �方向一方側端部には内向きフランジ部21cが� �成される。

 次に、図9を参照して、バーリング加工に よって内向きフランジ部21cを軸方向に立ち上 げる。さらに図10を参照して、トリミング加� ��によってカップ状部材21の軸方向他方側端� �を切断することによって外向きフランジ部21 bを除去する。

 これにより、円筒部材22を得ることがで� �る。上記の工程で得られた円筒部材22の外径 寸法は、柱中央部16の外径寸法に一致する。� ��た、上記の工程で得られた円筒部材22の肉� �をtとする。

 次に、図6に示す第2の工程では、拡開プ� �スによって柱中央部16、一対の柱端部17、お� ��び一対の柱傾斜部18を形成する(S12)。拡開プ レスは、円筒部材22の外径面を拘束する拡開� ��レス用外型23(以下、単に「外型23」という)� ��、円筒部材22の内径面を拘束する一対の拡� �プレス用内型25,26(以下、単に「内型25,26」と いう)とを使用して円筒部材22の軸方向両端部 を拡径させる。

 図11~図14を参照して、外型23は、内部に円 筒部材22を受け入れる円筒空間23aを有する。� ��の円筒空間23aは、柱中央部16の外径寸法に� �致する小径部23bと、柱端部17の外径寸法に一 致する大径部23cと、小径部23bおよび大径部23c の間に柱傾斜部18の傾斜角度に一致する傾斜� ��23dとで構成されている。

 第1の内型25は、円筒部材22の軸方向一方� �端部(図11の上側)から挿入される円柱形状の� ��材である。第1の内型25は、柱中央部16の内� �寸法に一致する小径部25aと、柱端部17の内径 寸法に一致する大径部25bと、小径部25aおよび 大径部25bの間に柱傾斜部18の傾斜角度に一致� ��る傾斜部25cとで構成される。第2の内型26も� ��一の構成であって、円筒部材22の軸方向他� �方端部(図11の下側)から挿入される。

 外型23は、例えば、90°の間隔で放射状に� ��割された第1~第4の分割外型24a,24b,24c,24dによ� ��て構成されている。この第1~第4の分割外型2 4a~24dは、それぞれ移動治具27によって円筒部� ��22の径方向に移動可能である。また、第1お� ��び第2の内型25,26は、それぞれ円筒部材22の� �方向に移動可能である。

 図11を参照して、第1~第4の分割外型24a~24d� ��径方向に後退し、第1および第2の内型25,26が 軸方向に後退すると、円筒部材22を円筒空間2 3aから出し入れ可能な状態となる。ここで「� ��退」とは、円筒部材22から遠ざかる方向に� �動することを指すものとする。

 次に、図13を参照して、第1~第4の分割外� �24a~24dが径方向に前進すると、小径部23bで円� ��部材22の外径面を拘束する。さらに、図14を 参照して、第1および第2の内型25,26が軸方向� �前進すると、大径部25b,26bおよび傾斜部25c,26c によって円筒部材22の軸方向両端部が径方向� ��側に押し広げられる。ここで「前進」とは� ��円筒部材22に近づく方向に移動することを� �すものとする。

 これにより、柱中央部16、一対の柱端部17、 および一対の柱傾斜部18がそれぞれ形成され� ��。なお、拡開プレスによって円筒部材22が� �き伸ばされるので、第2の工程終了後の柱中� ��部16、一対の柱端部17、および一対の柱傾斜 部18の肉厚t ₁ は、円筒部材22の肉厚tより薄くなっている(t ₁ <t)。

 次に、図6に示す第3の工程では、鍔部19を 形成すると共に、増肉加工によって境界部分 の肉厚を大きくする(ネッキング加工、S13)。� ��体的には、鍔部19は、前処理工程と後処理� �程の2段階の工程を経て形成される。そして� ��増肉加工は後処理工程と同時に行われる。

 図15を参照して、前処理工程は、鍔部19と なる円筒部材22の軸方向両端部を柱端部17に� �して所定の角度(この実施形態では45°)内側� �折り曲げる工程であって、ネッキング用外� �43(以下、単に「外型43」という)と、ネッキ� �グ用内型45(以下、単に「内型45」という)と� �一対のネッキング治具48,49とによって行われ る。

 外型43は、拡開プレス用外型23と同様の構 成であって、円筒部材22の外径面を拘束する� ��ただし、軸方向長さが拡開プレス用外型23� �り短く、鍔部19となる円筒部材22の軸方向両� ��部を拘束しないようになっている。

 内型45は、外径面の軸方向中央部領域に� �中央部16の内径寸法に一致する小径部45aと、 軸方向端部領域に柱端部17の内径寸法に一致� ��る大径部45bと、小径部45aおよび大径部45bの� ��に柱傾斜部18に沿う傾斜部45cと、軸方向両� �の角部に前処理加工による鍔部19の折り曲げ 角度(45°)を規定するネッキング部45dとを含む 円筒形状の部材である。

 図16を参照して、この内型45は、例えば、 45°の角度で放射状に分割された第1~第8の分� �内型46a,46b,46c,46d,46e,46f,46g,46hとによって構成� ��れる。第1~第8の分割内型46a~46hは、それぞれ 径方向に移動可能な状態となっている。

 具体的には、第1~第8の分割内型46a~46hを径 方向に後退させると、第1~第8の分割内型46a~46 hを円筒部材22から出し入れ可能な状態となる 。一方、第1~第8の分割内型46a~46hを径方向に� �進させると、円筒部材22の内径面を拘束する ことができる(図15の状態)。なお、分割内型46 a~46hは、挿入治具47を挿入することによって� �進させることができる。

 ネッキング治具48は、先端に前処理工程� �おける鍔部19の傾斜角度(45°)に沿うネッキン グ部48aを有し、円筒部材22の軸方向に移動可� ��な状態となっている。ネッキング治具49も� �様の構成である。そして、一対のネッキン� �治具48,49を軸方向に後退させると、円筒部材 22を円筒空間から出し入れ可能な状態となる� ��一方、一対のネッキング治具48,49を軸方向� �前進させると、円筒部材22の軸方向両端部(� �15中の破線で示す部分)を所定の角度(45°)内� �に折り曲げることができる。

 次に、図17を参照して、後処理工程では� �鍔部19を柱端部17に対して90°、すなわち、軸 方向に垂直な方向に折り曲げる。後処理工程 における加工治具は、前処理工程で使用した ものとほぼ同じ構成のネッキング用外型54a~54 d(54a,54cのみ図示)、ネッキング用内型56a~56h(56a ,56eのみ図示)、挿入治具57、および一対のネ� �キング治具58,59を使用する。ただし、ネッキ ング用内型56a~56hおよび一対のネッキング治� �58,59の鍔部19に対面する部分には、ネッキン� ��部は設けられていない。

 後処理工程では、前処理工程と同様の手� ��で円筒部材22の内外径面を拘束し、ネッキ� �グ治具58,59によって鍔部19を軸方向から圧縮� ��る。これにより、柱端部17と鍔部19とのなす 角が90°となる。

 さらに、このとき、直線部分の内外径面は� ��ネッキング用外型54a~54dおよびネッキング用 内型56a~56hによって拘束されているので、肉� �は変化しない。一方、境界部分とネッキン� �用外型54a~54dおよびネッキング用内型56a~56hと の間には、微小な隙間が形成されている。こ れにより、円筒部材22の軸方向寸法が減少す� ��と共に、境界部分のみが増肉される。後処� ��工程後の境界部分の肉厚t ₂ は、第1の工程で得られた円筒部材22の肉厚t� �り厚くなっている(t ₁ <t<t ₂ )。これにより、柱部15の肉厚を全体的に厚く して強度を向上するのではなく、直線部分の 肉厚を薄くし、応力集中の生じる境界部分の 肉厚を選択的に厚くすることによって強度を 向上する。したがって、保持器33を軽量化す� ��ことができる。また、このとき、同時に境� ��部分の曲率半径rも直線部分の肉厚t ₁ より小さくなる。

 次に、図6に示す第4の工程では、円筒部� �22にポケット20および油溝16d,17dを形成する(S1 4)。具体的には、打ち抜き加工によって円筒� ��材22の円周面に複数の矩形形状のポケット20 および油溝16d,17dを形成する。次に、しごき� �工によって第1および第2のころ止め部16a,17a� �案内面16b,17b,18b、および非接触部16c,17cをそ� �ぞれ形成する。

 次に、図6に示す第5の工程では、保持器33 に表面硬さ等の所定の機械的性質を付与する ために熱処理を施す(S15)。熱処理としては、� ��持器33が十分な深さの硬化層を得るために� �出発材料の炭素含有量によって適切な方法� �選択する必要がある。具体的には、炭素含� �量が0.15wt%以上0.5wt%以下の材料の場合には浸� ��焼入処理を、炭素含有量が0.5wt%以上1.1wt%以� ��の材料の場合には光輝焼入処理または高周� ��焼入処理を施す。

 浸炭焼入処理は、高温の鋼に炭素が固溶� ��る現象を利用した熱処理方法であって、鋼� ��部は炭素量が低いまま、炭素量の多い表面� ��(浸炭硬化層)を得ることができる。これに� �り、表面は硬く、内部は軟らかく靭性の高� �性質が得られる。また、浸炭窒化処理設備� �比較して設備費用が安価である。

 光輝焼入処理は、保護雰囲気や真空中で� ��熱することによって、鋼表面の酸化を防止� ��ながら行う焼入処理を指す。また、浸炭窒� ��処理設備や浸炭焼入処理設備と比較して設� ��費用が安価である。

 高周波焼入処理は、誘導加熱の原理を利� ��して、鋼表面を急速に加熱、急冷して焼入� ��化層を作る方法である。他の焼入処理設備� ��比較して設備費用が大幅に安価であると共� ��、熱処理工程でガスを使用しないので環境� ��優しいというメリットがある。また、部分� ��な焼入処理が可能となる点でも有利である� ��

 さらに、焼入によって生じた残留応力や� ��部ひずみを低減し、靭性の向上や寸法を安� ��化させるために、上記の焼入処理の後に焼� ��を行うのが望ましい。

 上記の各工程を経ることによって、保持� ��33を得ることができる。なお、保持器33の外 径面の表面粗さRaは、円筒部材22の形成(S11)の 際のしごき加工において、既に0.05μm以上0.3μ m以下となっている。したがって、仕上げ加� �工程としての独立した研削加工工程は、省� �することができる。

 また、図15~図17に示すネッキング加工工� �(S13)において、鍔部19の形成と、境界部分の� ��肉とを同時に行うことができる。したがっ� ��、保持器33の加工工程を簡素化して、安価� �保持器33を得ることができる。

 なお、上記の実施形態においては、鋼板( 平板)を出発材料として保持器33を製造した例 を示したが、これに限ることなく、パイプ材 等の円筒部材を出発材料として製造すること もできる。この場合、図6に示す第1の工程(S11 )は省略することができる。

 また、上記の実施形態においては、鍔部1 9は、まず円筒部材22の軸方向両端部を45°に� �り曲げ、次に90°に折り曲げるという2段階に 分けて折り曲げて形成する例を説明したが、 これに限ることなく、1段階で90°に折り曲げ� ��形成してもよい。

 また、上記の実施形態においては、柱中� ��部16、一対の柱端部17、および一対の柱傾斜 部18は、外型23および内型25,26等の金型を用い て、円筒部材22から形成される例を説明した� ��、これに限ることなく、円筒部材22を内側� �ら押し広げるようなその他の方法で形成し� �もよい。

 また、上記の実施形態においては、ケー� ��&ローラタイプの針状ころ軸受31の例を示 したが、この発明は、内輪、および/または� �外輪をさらに有する針状ころ軸受にも適用� �ることが可能である。また、転動体として� �状ころ12を採用した例を示したが、これに限 ることなく、円筒ころや棒状ころであっても よい。

 さらに、上記の実施形態に係る針状ころ� ��受31は、例えば、自動車用トランスミッシ� �ンのアイドラー軸受、およびオートバイ用� �ンジンのコンロッド大端用軸受として使用� �ることにより、特に有利な効果を奏する。

 以上、図面を参照してこの発明の実施形� ��を説明したが、この発明は、図示した実施� ��態のものに限定されない。図示した実施形� ��に対して、この発明と同一の範囲内におい� ��、あるいは均等の範囲内において、種々の� ��正や変形を加えることが可能である。