図1~図3を参照して、この発明の一実施形� ��に係る針状ころ軸受11を説明する。なお、� �1は針状ころ軸受11の寸法関係を示す図、図2� ��針状ころ軸受11を示す図、図3は保持器16を� �2のIIIの方向から見た矢視図である。

 まず、図2および図3を参照して、針状こ� �軸受11は、外輪12と、外輪12の内径面に沿っ� �配置される複数の針状ころ15と、隣接する針 状ころ15の間隔を保持する保持器16とを備え� �。上記構成の針状ころ軸受11は、外輪12と針� ��ころ15とが線接触するので、軸受投影面積� �小さい割りに高負荷容量と高剛性を得られ� �利点を有しており、自動車をはじめとして� �あらゆる分野に広く利用されている。

 図2を参照して、外輪12は、円弧形状の複� ��の外輪部材を円周方向に連ねて形成される� ��また、複数の外輪部材の中には、中心角が1 80°より大きい外輪部材が1つ含まれている。� ��の実施形態においては、中心角が180°より� �きい第1の外輪部材13、および中心角が180°よ り小さい第2の外輪部材14の2つを組み合わせ� �円筒形状の外輪12を構成している。

 次に、保持器16は、各々が半円形状であ� �2つの保持器セグメント17,18を円周方向に連� �て形成されている。図3を参照して、保持器� ��グメント17は、一対のリング部17a,17b、およ� ��一対のリング部17a,17bの間に配置される複数 の柱部17cを含む。また、隣接する柱部17cの間 には、針状ころ15を収容するポケット17dが形� ��されている。なお、保持器セグメント18の� �成も共通するので、説明は省略する。

 また、2つの保持器セグメント17,18の突合� ��分では柱部17c,18cが隣り合っているので、突 合部分の両側に配置される針状ころ15の間隔� ��、他の部分と比較して大きくなっている。� ��下、保持器セグメント17,18の円周方向端部� �配置される柱部を柱部17e,18eとして、他の柱� ��と区別する。

 次に、上記構成の外輪12の製造方法は特� �限定されないが、例えば、以下の方法で製� �することができる。まず、出発材料として� �パイプ材に旋削加工を施して所定の外径寸� �、内径寸法、および幅寸法の円筒部材を形� �する。次に、所定の機械的性質を得るため� �熱処理を施す。具体的には、光輝焼入れに� �って平均硬度を653Hv以上にする。また、光輝 焼入れによって生じた残留応力や内部ひずみ を低減し、靭性の向上や寸法を安定化させる ために焼戻を行うのが望ましい。

 次に、円筒部材の表面、特に軌道面とな� ��内径面に研削加工を施す。軌道面の表面粗� ��を所定値以下とすることにより、軌道面と� ��状ころ15との間の摩擦抵抗を低減して、回� �時のトルク損失や発熱を抑制することがで� �る。その結果、長寿命で信頼性の高い針状� �ろ軸受11を得ることができる。

 次に、円筒部材に衝撃を加えて円周方向� ��2分割することにより第1および第2の外輪部� ��13,14を得る。このとき、分割部分の端面に� �研削加工等を施さないので、割れたときの� �凸が分割面に残っている。軸受使用時には� �対応する端面を突合させることにより円筒� �状の外輪12を得る。

 なお、分割部分(外径面、または端面)に� �めV字溝等の切欠きを形成しておけば、V字溝 の根元に応力集中が生じ、この部分を基点と して分割することができる。その結果、所望 の中心角の第1および第2の外輪部材13,14を容� �に得ることができる。

 このような製造方法を「自然割り」とい� ��。自然割りは、刃具等を用いて外輪12を切� �する方法と比較して製造工程および加工時� �を短縮することができる。その結果、針状� �ろ軸受11の生産性が向上する。

 次に、上記構成の保持器16の製造方法は� �に限定されないが、例えば、以下の方法で� �造することができる。まず、SCM,SCr,SNCM等の� �属材料で形成されたパイプ材を所定の形状� �円筒部材に加工する。次に、円筒部材の外� �面に厚み方向に貫通する複数のポケット17d,1 8dを形成する。

 次に、所定の機械的性質を得るために円� ��部材に熱処理を施す。具体的には、浸炭焼� ��れまたは浸炭窒化焼入れによって平均硬度� ��450Hv以上にする。また、上記の焼入れ後に� �戻を行うのが望ましい。そして、円筒部材� �円周上の2箇所(180°の間隔)で切断して半円形 状の保持器セグメント17,18を得る。

 なお、本明細書中「半円形状の保持器セ� ��メント」とは、中心角が厳密に180°である� �のに限定されない。つまり、中心角が180°よ り僅かに小さいが、実質的に180°であると評� ��できるものについては、「半円形状の保持� ��セグメント」に含むものとする。

 次に、図1を参照して、針状ころ軸受11の� ��種寸法関係を説明する。なお、図1は、第1� �外輪部材13、保持器セグメント17,18の円周方� ��端部に位置する柱部17c,18c(すなわち、保持� �セグメント17,18の突合部分)、およびこの柱� �17c,18cに隣接するポケット17d,18dに収容されて いる針状ころ15のみを実線で示し、それ以外� ��破線で示している。

 まず、外輪12の内径寸法をD、針状ころ15の� �径をr、および保持器16の外径寸法をd、第1の 外輪部材13の内径面の円周方向端部を結ぶ線� ��l ₁ の長さをX(「割り口寸法」という)とする。な お、外輪12の内径寸法Dは、保持器16に組み込� ��れた複数の針状ころ15の外接円径に一致す� �。

 また、外輪12の中心を通り、線分l ₁ に平行な直線l ₂ 上に保持器セグメント17,18の突合部分、すな� ��ち柱部17e,18eの境界部分を位置させる。この とき、実線で示した柱部17e,18eに隣接する針� �ころ15の中心と外輪12の中心とを結ぶ直線をl ₃ とする。そして、直線l ₂ と直線l ₃ とのなす角をθとする。

 ここで、第1の外輪部材13を弾性変形させ� ��に組み込むためには、d<X<D、および上� �式(1)を満たす必要がある。以下、図4~図7を� �照して、針状ころ軸受11をクランクシャフト 1に組み込む方法を説明する。

 なお、式(1)の左辺は、保持器セグメント17,1 8の突合部分に隣接する(最も直線l ₂ に近い)針状ころ15(図1の実線で示した針状こ� ��15を指す)の位置における保持器付ころの直� ��l ₂ の方向の幅寸法を指す。

 図4を参照して、まず、保持器セグメント 17,18のポケット17d,18dに針状ころ15を組み込ん� ��保持器付ころを形成する。次に、保持器セ� ��メント17,18(保持器付ころ)をそれぞれクラン クシャフト1の径方向から組み込む。

 次に、保持器16の柱部17c,18cを第1の外輪部材 13の挿入方向(図4の矢印Aの方向)と直交する直 線l ₂ 上(図1の直線l ₂ と一致する)に配置しておく。この実施形態� �おいては、保持器セグメント17,18の2箇所の� �合部分、すなわち、隣接する針状ころ15の間 隔が最も大きい柱部17e,18eの境界部分を直線l ₂ 上に配置している。そして、第1の外輪部材13 を径方向から組み込む。

 ここで、弾性変形を伴わずに第1の外輪部材 13を組み込むためには、割り口寸法Xが第1の� �輪部材13の挿入方向に対して直交する方向(� �線l ₂ の方向)における保持器付ころの最大幅寸法� �り大きくなければならない。

 保持器付ころの幅寸法が直線l ₂ 上で最も大きくなる場合、すなわち、最大幅 寸法が保持器16の外径寸法に一致する場合に� ��、d<Xを満たさなければならない。一方、� ��持器セグメント17,18の突合部分に隣接する� �状ころ15の位置で保持器付ころの幅寸法が最 も大きくなる場合には、上記の式(1)を満たさ なければならない。

 次に、図5を参照して、直線l ₂ 上の両側に針状ころ15が位置するように保持� ��付ころを回転させる。ここで、割り口寸法X は中心角が180°の時に最大(X=D)となるので、� �の実施形態においては常にX<Dを満たす。� �なわち、割り口寸法Xは、針状ころ15の外接� �径より小さいので、上記の位置関係とする� �とにより、第1の外輪部材13が脱落するのを� �止することができる。

 次に、図6を参照して、針状ころ軸受11を� ��ランクケース2に載置する。次に、図7を参� �して、第2の外輪部材14を第1の外輪部材13の� �周方向に連ねて配置し、円筒形状の外輪12を 形成する。これにより、針状ころ軸受11の組� ��が完了する。さらに、針状ころ軸受11にベ� �リングキャップ3を被せて、クランクケース2 とベアリングキャップ3(以下、これらを総称� ��て「ハウジング」という)とをボルト等で締 結する。これにより、クランクシャフト支持 構造の組立が完了する。

 上記の組立方法によれば、第1の外輪部材 13が組立中に脱落する心配がなくなるので、� ��状ころ軸受11の組立性が向上する。また、� �輪12の脱落を防止するサークリップ等を省略 することができるので、部品点数の削減にも 寄与する。

 ここで、外輪12を不等分割したことによ� �、第1および第2の外輪部材13,14の突合部分と� ��ハウジングの突合部分との位置は必ずずれ� ��ことになる。その結果、クランクシャフト� ��持構造の径方向のはぐみずれを有効に防止� ��ることができる。

 なお、「はぐみずれ」とは、クランクケ� ��ス2とベアリングキャップ3、および第1の外� ��部材13と第2の外輪部材14とが径方向にずれ� �組立てられた状態を指す。これは、外輪を2� ��分割(中心角180°)し、外輪の突合部分とハウ ジングの突合部分とが一致したときに問題に なる。

 なお、上記の実施形態において、外輪12� �2分割(第1および第2の外輪部材13,14)した例を� ��したが、これに限ることなく、1つの中心角 が180°以上であれば、3分割以上であってもよ い。

 また、上記の実施形態において、第1の外輪 部材13を組み込む際に柱部17e,18eを直線l ₂ 上に配置した例を示したが、他の柱部17c,18c� �配置した場合でも、上記の各種寸法関係を� �足していれば、この発明の効果を得ること� �できる。ただし、式(1)の左辺の値は対象と� �る針状ころ15が直線l ₂ から遠いほど小さくなるので、上記の方法と すれば、第1の外輪部材13の割り口寸法Xを小� �く、すなわち、第1の外輪部材13の中心角を� �きくすることができる。

 次に、図8を参照して、この発明の他の実 施形態に係る針状ころ軸受11の各種寸法関係� ��説明する。なお、針状ころ軸受11の構成は� �2および図3を用いて説明しているので、省略 する。

 まず、外輪12の内径寸法をD、および第1の外 輪部材13の内径面の円周方向端部を結ぶ線分l ₁ の長さをX(「割り口寸法」という)とする。な お、外輪12の内径寸法Dは、保持器16に組み込� ��れた複数の針状ころ15の外接円径に一致す� �。

 割り口寸法Xは、第1の外輪部材13の中心角が 180°の時に最大(X=D)となるので、この実施形� �においては常にX<Dを満たす。したがって� �第1の外輪部材13を保持器付ころ(ポケット17d, 18dに針状ころ15を組み込んだ状態を指す)に組 み込む場合における割り口の弾性変形量δは� ��δ=D-X(=δ ₁ +δ ₂ )となる。

 ここで、この発明に係る第1の外輪部材13� ��、0<δ/D<0.003(以下「式2」という)を満た� ��ように各種寸法を設定する。例えば、外輪1 2の内径寸法D=40mm、割り口寸法X=39.9mmとすると 、弾性変形量δ=0.1mmとなる(δ/D=0.0025)。

 図9~図12を参照して、針状ころ軸受11をク� ��ンクシャフト1に組み込む方法を説明する。 なお、図9は保持器付ころを組み込んだ状態� �示す図、図10は第1の外輪部材13を組み込んだ 状態を示す図、図11は針状ころ軸受11をクラ� �クケース2上に載置した状態を示す図、図12� �組み込み完了後の状態を示す図である。

 図9を参照して、まず、保持器セグメント 17,18のポケット17d,18dに針状ころ15を組み込ん� ��保持器付ころを形成する。次に、保持器セ� ��メント17,18(保持器付ころ)をそれぞれクラン クシャフト1の径方向から組み込む。

 次に、割り口寸法Xを広げる(X+δ)方向に弾 性変形させながら、第1の外輪部材13を保持器 付ころに組み込む。このとき、組み込みに必 要な割り口の弾性変形量δを式2の範囲内に制 限したので、第1の外輪部材13の肉厚が厚くて も容易に組み込むことができる。

 次に、図10を参照して、第1の外輪部材13� �保持器付ころに組み込んだ後、第1の外輪部� ��13を自然状態(弾性変形していない状態を指� ��)に戻す。このとき、割り口寸法Xは、針状� �ろ15の外接円径(=D)より小さくなるので、こ� �以降の組立工程において第1の外輪部材13が� �落するのを防止することができる。

 次に、図11を参照して、針状ころ軸受11を クランクケース2に載置する。次に、図12を参 照して、第2の外輪部材14を第1の外輪部材13の 円周方向に連ねて配置し、円筒形状の外輪12� ��形成する。これにより、針状ころ軸受11の� �立が完了する。さらに、針状ころ軸受11にベ アリングキャップ3を被せて、クランクケー� �2とベアリングキャップ3(以下、これらを総� �して「ハウジング」という)とをボルト等で� ��結する。これにより、クランクシャフト支� ��構造の組立が完了する。上記のようにして� ��、針状ころ軸受11の組立性が向上する。

 なお、上記の各実施形態において、半円� ��状の2つの保持器セグメント17,18によって保� ��器16を構成した例を説明したが、これに限� �ことなく、クランクシャフト1に径方向から� ��み込み可能な任意の構成を採用することが� ��きる。例えば、3つの保持器セグメントを円 周方向に連ねて円筒形状の保持器を形成して もよいし、各々の中心角を異ならせてもよい 。

 または、円周上の1箇所に軸線方向に延び る分割線を有する一体型保持器(いわゆる「C� ��保持器」)であってもよい。この場合、分割 線を広げる方向に弾性変形させながらクラン クシャフト1に組み込むことになるので、弾� �変形能の高い樹脂材料で形成するのが望ま� �い。樹脂材料としては、射出成形可能な合� �樹脂であることが望ましく、高温環境下で� �用されるので、耐熱温度が120℃以上である� �とが望ましい。具体的には、ナイロン66、ま たはナイロン46等を採用することができる。

 さらに、図13を参照して、分割部分の一� �側端面に他方側に向かって突出する凸部26e� �、分割部分の他方側端面に凸部26eを受け入� �る凹部26fとを形成する。そして、この凸部26 eと凹部26fとを係合させて円筒形状の保持器26 を得るのが望ましい。なお、その他の構成は 保持器16と共通するので、説明は省略する。

 さらに、針状ころ軸受11は、自動車や二� �車等のあらゆるエンジンのクランクシャフ� �に適用可能である。また、エンジンの気筒� �は単気筒であっても多気筒であってもよい� �、図14のP部に示すような両端をクランクア� �ムで挟まれた軸部を有する多気筒エンジン� �使用されるクランクシャフトに適用するこ� �により、より大きな効果が期待できる。

 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。