特開 2024-153197 シェル形針状ころ軸受

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024153197

(43)【公開日】2024-10-29

(54)【発明の名称】シェル形針状ころ軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/48 20060101AFI20241022BHJP

   F16C 19/46 20060101ALI20241022BHJP

   F16C 35/063 20060101ALI20241022BHJP

【ＦＩ】

F16C33/48

F16C19/46

F16C35/063

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023066954

(22)【出願日】2023-04-17

(71)【出願人】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100130513

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 直也

(74)【代理人】

【識別番号】100074206

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 文二

(74)【代理人】

【識別番号】100130177

【弁理士】

【氏名又は名称】中谷 弥一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100127340

【弁理士】

【氏名又は名称】飛永 充啓

(72)【発明者】

【氏名】丸亀 聖也

(72)【発明者】

【氏名】一柳 彰汰

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 大旺

【テーマコード（参考）】

3J117

3J701

【Ｆターム（参考）】

3J117AA02

3J117DB10

3J117HA02

3J701AA14

3J701AA24

3J701AA32

3J701AA42

3J701AA52

3J701AA62

3J701AA72

3J701BA34

3J701BA44

3J701BA46

3J701BA49

3J701BA54

3J701EA31

3J701FA46

3J701FA60

3J701XB03

3J701XB12

3J701XB33

(57)【要約】

【課題】シェル形針状ころ軸受に備わる一つ割り保持器に保持された複数の針状ころの内方への軸の挿入を容易にする。
【解決手段】転動体案内方式の一つ割り保持器３をシェル外輪１の内側から外した自由状態にあるときの一つ割り保持器３の内径をフリー時の保持器内径φｄｃとし、一つ割り保持器３を自由状態よりも縮径させてシェル外輪１の第一の内鍔部１ｂと第二の内鍔部１ｂとの間で弾性復元させた組込み状態にあるときの一つ割り保持器３の内径を組込み時の保持器内径φ（ｄｃ－α）としたとき、フリー時の保持器内径ｄｃが組込み時の保持器内径φ（ｄｃ－α）よりも大きい。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軌道部と、前記軌道部の軸方向一端から径方向に突き出た第一の内鍔部と、前記軌道部の軸方向他端から径方向に突き出た第二の内鍔部とを有するシェル外輪と、
前記軌道部上を転動する複数の針状ころと、
前記複数の針状ころを保持する転動体案内方式の一つ割り保持器と、を備え、
前記一つ割り保持器を前記シェル外輪の内側から外した自由状態にあるときの当該一つ割り保持器の内径をフリー時の保持器内径とし、前記一つ割り保持器を前記自由状態よりも縮径させて前記シェル外輪の前記第一の内鍔部と前記第二の内鍔部との間で弾性復元させた組込み状態にあるときの当該一つ割り保持器の内径を組込み時の保持器内径としたとき、前記フリー時の保持器内径が前記組込み時の保持器内径よりも大きいシェル形針状ころ軸受。

【請求項2】

前記フリー時の保持器内径と前記組込み時の保持器内径との寸法差が０．６ｍｍ以下である請求項１に記載のシェル形針状ころ軸受。

【請求項3】

前記フリー時の保持器内径と前記組込み時の保持器内径との寸法差が０．２５ｍｍ以下である請求項１に記載のシェル形針状ころ軸受。

【請求項4】

前記組込み時の保持器内径が前記シェル外輪の前記第一及び第二の内鍔部の各内径よりも小さい請求項１又は２に記載のシェル形針状ころ軸受。

【請求項5】

前記組込み状態にある一つ割り保持器が当該一つ割り保持器の周方向両端間を周方向に離した割れ目を形成する請求項１又は２に記載のシェル形針状ころ軸受。

【請求項6】

前記割れ目が周方向に０．８ｍｍ以上１．２ｍｍ以下の隙間である請求項５に記載のシェル形針状ころ軸受。

【請求項7】

前記一つ割り保持器の径方向の厚さが前記針状ころのころ直径の０．８倍以下である請求項１又は２に記載のシェル形針状ころ軸受。

【請求項8】

前記一つ割り保持器が合成樹脂によって形成されている請求項１又は２に記載のシェル形針状ころ軸受。

【請求項9】

前記シェル外輪の前記第一の内鍔部のビッカース硬さと、前記第二の内鍔部のビッカース硬さとの差が１０以下である請求項１又は２に記載のシェル形針状ころ軸受。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、シェル形針状ころ軸受に関する。

【背景技術】

【0002】

シェル形針状ころ軸受は、シェル外輪と、複数の針状ころと、これら針状ころを保持する保持器と、を備えている。シェル形針状ころ軸受におけるシェル外輪は、軌道部と、両端の内鍔部とを有する。複数の針状ころは、シェル外輪の軌道部上を転動する。保持器は、複数の針状ころを保持する。

【0003】

一般的なシェル形針状ころ軸受は、平板状鋼鈑からなる外輪素材を深絞り加工してカップ状に形成した後、カップの底部を打ち抜いて第一の内鍔部を形成し、次に、軌道部を加工した後、全体に焼入れ処理（例えば浸炭焼入れ）を施した外輪中間体を製造し、この外輪中間体の第一の内鍔部とは反対側から保持器と複数の針状ころとを軌道部と径方向に対向する位置まで挿入し、この後、その外輪中間体の他端側の端部を径方向へ折り曲げて第二の内鍔部を形成することにより、シェル外輪の形成とシェル外輪の内側への保持器及び複数の針状ころの組込みが行われる。この一般的なシェル形針状ころ軸受の製造方法の場合、カップの底部分を打ち抜いた状態で一旦焼入れ処理が施されるため、第二の内鍔部の折り曲げ加工を行なうに際しては、該曲げ部分に部分的に焼きなまし処理を施して割れが発生しないようにしている。

【0004】

このような焼きなまし処理を含む製造工程はコスト高になる。焼きなまし処理を避けるため、周方向一か所だけで分割した形状の一つ割り保持器を採用したシェル形針状ころ軸受がある（特許文献１）。このようなシェル形針状ころ軸受は、その一つ割り保持器の割れ目を閉じて縮径させ、完成形のシェル外輪の内側（第一の内鍔部と第二の内鍔部との間）まで容易に配置することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第５０８１５７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

一般に、シェル形針状ころ軸受を用いて軸をハウジングに対して支持する場合、シェル外輪をハウジングに嵌合し、軸をシェル形針状ころ軸受に挿入する。その軸は、保持器に保持された複数の針状ころの内方に挿入される。この際、挿入される軸と、重力で下がった針状ころとが干渉すると、軸の挿入が容易でなくなる。特許文献１のシェル形針状ころ軸受では、一つ割り保持器をシェル外輪の内側に配置することは容易だが、軸の挿入性までは注目されていない。

【0007】

そこで、この発明が解決しようとする課題は、シェル形針状ころ軸受に備わる一つ割り保持器に保持された複数の針状ころの内方への軸の挿入を容易にすることである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するため、この発明は、軌道部と、前記軌道部の軸方向一端から径方向に突き出た第一の内鍔部と、前記軌道部の軸方向他端から径方向に突き出た第二の内鍔部とを有するシェル外輪と、前記軌道部上を転動する複数の針状ころと、前記複数の針状ころを保持する転動体案内方式の一つ割り保持器と、を備え、前記一つ割り保持器を前記シェル外輪の内側から外した自由状態にあるときの当該一つ割り保持器の内径をフリー時の保持器内径とし、前記一つ割り保持器を前記自由状態よりも縮径させて前記シェル外輪の前記第一の内鍔部と前記第二の内鍔部との間で弾性復元させた組込み状態にあるときの当該一つ割り保持器の内径を組込み時の保持器内径としたとき、前記フリー時の保持器内径が前記組込み時の保持器内径よりも大きいシェル形針状ころ軸受、という構成１を採用した。

【0009】

上記構成１によると、フリー時の保持器内径が組込み時の保持器内径よりも大きいため、組込み状態にある一つ割り保持器が弾性復元で拡径しようとする。一つ割り保持器が転動体案内方式であれば、複数の針状ころに対して一つ割り保持器が径方向に自由に動き得る量を外輪案内方式に比して少なくし、弾性復元で拡径しようとする一つ割り保持器によって各針状ころをシェル外輪の軌道部に接触させた状態に維持することが可能である。これにより、軸の挿入の際、各針状ころが重力で下がって軸に干渉することが防止されるので、その軸の挿入を容易にすることが可能になる。

【0010】

上記構成１において、前記フリー時の保持器内径と前記組込み時の保持器内径との寸法差が０．６ｍｍ以下である、という構成２を採用することができる。

【0011】

一つ割り保持器は、周方向一か所だけで分割した形状であるので、前述のようにシェル外輪の内側への組込み性に優れる反面、保持器剛性を犠牲にしているため、シェル形針状ころ軸受の回転時の遠心力によって一つ割り保持器が割れ目を開くように拡径する可能性がある。拡径した一つ割り保持器と針状ころの過剰な接触は、シェル形針状ころ軸受の軸受回転トルクの増大につながるので、好ましくない。組込み状態で拡径しようとする一つ割り保持器と針状ころとの接触力を抑えれば、遠心力の作用時における一つ割り保持器と針状ころの接触力を抑えることができる。上記構成２のように、フリー時の保持器内径と組込み時の保持器内径との寸法差を０．６ｍｍ以下という小さな値に設定しておけば、組込み状態で拡径しようとする一つ割り保持器と針状ころとの接触力を抑えることができる。

【0012】

上記構成１において、前記フリー時の保持器内径と前記組込み時の保持器内径との寸法差が０．２５ｍｍ以下である、という構成３を採用することができる。

【0013】

上記構成３によると、上記構成２の場合よりも一層、遠心力の作用時における一つ割り保持器と針状ころとの接触力を抑えることができる。

【0014】

上記構成１から３のいずれか１つにおいて、前記組込み時の保持器内径が前記シェル外輪の前記第一及び第二の内鍔部の各内径よりも小さい、という構成４を採用することができる。

【0015】

上記構成４によると、組込み状態にある複数の針状ころに内接する円径と、シェル外輪の内鍔部の内径との径差の範囲内で一つ割り保持器の径方向の厚さ配分を保持器外径側で少なくし、その分、フリー時の保持器外径を小さく設けて一つ割り保持器をシェル外輪の内側へ組み込むのに必要な縮径量を抑えて、拡径しようとする一つ割り保持器の弾性復元力を抑えることができる。

【0016】

上記構成１から４のいずれか１つにおいて、前記組込み状態にある一つ割り保持器が当該一つ割り保持器の周方向両端間を周方向に離した割れ目を形成する、という構成５を採用することができる。

【0017】

上記構成５において、前記割れ目が周方向に０．８ｍｍ以上１．２ｍｍ以下の隙間である、という構成６を採用することができる。

【0018】

上記構成６によると、一般的な針状ころのころ直径未満の割れ目を組込み状態で残すだけなので、針状ころの本数減を抑えることができる。

【0019】

上記構成１から６のいずれか１つにおいて、前記一つ割り保持器の径方向の厚さが前記針状ころのころ直径の０．８倍以下である、という構成７を採用することができる。

【0020】

上記構成７によると、一つ割り保持器の径方向の厚さが過大にならないようにフリー時の保持器外径を小さく設けて一つ割り保持器をシェル外輪の内側へ組み込むのに必要な縮径量を抑えることができ、ひいては拡径しようとする一つ割り保持器の弾性復元力を抑えることができる。

【0021】

上記構成１から７のいずれか１つにおいて、前記一つ割り保持器が合成樹脂によって形成されている、という構成８を採用することができる。

【0022】

上記構成８によると、合成樹脂製の一つ割り保持器は、鋼板等の金属板製の一つ割り保持器に比して容易に弾性変形させることができる。

【0023】

上記構成１から８のいずれか１つにおいて、前記シェル外輪の前記第一の内鍔部のビッカース硬さと、前記第二の内鍔部のビッカース硬さとの差が１０以下である、という構成９を採用することができる。

【0024】

上記構成９によると、両内鍔部の一方に焼きなましを行っておらず、両内鍔部の表面硬さに優れたシェル外輪を採用することができる。

【発明の効果】

【0025】

上述のように、この発明は、上記構成１の採用により、シェル形針状ころ軸受に備わる一つ割り保持器に保持された複数の針状ころの内方への軸の挿入を容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】この発明の実施形態に係るシェル形針状ころ軸受を示す縦断正面図

【図2】図１に示す一つ割り保持器の自由状態を針状ころと共に示す縦断正面図

【図3】図１の針状ころ付近の拡大図

【図4】図２の針状ころ付近の拡大図

【図5】図１のシェル形針状ころ軸受に軸を挿入する様子を示す縦断側面図

【図6】実施形態に係るシェル形針状ころ軸受の一つ割り保持器と針状ころの接触力に関する解析結果を示す図

【図7】実施形態に係るシェル形針状ころ軸受の軸受回転トルクに関する解析結果を示す図

【発明を実施するための形態】

【0027】

この発明の一例としての実施形態に係るシェル形針状ころ軸受（以下、単に「このシェル形針状ころ軸受」という。）を添付図面に基づいて説明する。

【0028】

図１～図５に示すこのシェル形針状ころ軸受は、シェル外輪１と、複数の針状ころ２と、これら針状ころ２を保持する一つ割り保持器３とで構成されている。以下、シェル外輪１の中心軸線（図示省略、以下、同じ。）に沿った方向のことを「軸方向」といい、シェル外輪１の中心軸線に直交する方向のことを「径方向」といい、シェル外輪１の中心軸線周りに一周する円周方向のことを「周方向」という。

【0029】

ここで、図１は、シェル外輪１の中心軸線に直交しかつシェル外輪１の幅を二等分する位置においてこのシェル形針状ころ軸受を径方向に沿って切断した断面を示し、特に、一つ割り保持器３をシェル外輪１の内側で最大限に拡径するまで弾性復元させた組込み状態を示している。図１の組込み状態のとき、シェル外輪１の中心軸線がシェル形針状ころ軸受の回転中心（針状ころ２の公転運動の中心）となる。図２は、図１の一つ割り保持器３をシェル外輪１の内側から外し、自由状態にあるときの一つ割り保持器３、すなわち実質的には一つ割り保持器３の製造時点の形状を示すと共に、自由状態の一つ割り保持器３に対する複数の針状ころ２を図１と同一位置に示している。図５は、図１の一つ割り保持器３の割れ目ｇ１を周方向に二等分する仮想アキシアル平面でこのシェル形針状ころ軸受を軸方向に沿って切断した断面において軸４を挿入する様子を示している。

【0030】

図１、図５に示すように、シェル外輪１は、軌道部１ａと、軌道部１ａの軸方向一端（図５において左端又は右端）から径方向内側に突き出た第一の内鍔部１ｂと、第一の内鍔部１ｂとは軸方向反対側である軌道部１ａの他端（図５において右端又は左端）から径方向内側に突き出た第二の内鍔部１ｂとを繋ぎ目なく一体に有する。

【0031】

軌道部１ａは、円筒板部からなる。軌道部１ａの内周面は、周方向に沿った円筒面状に形成されている。軌道部１ａの外周面は、一般に、ハウジング（図示省略）にしまりばめされる。軌道部１ａの内周面は、針状ころ２が転動する軌道面となる。

【0032】

シェル外輪１は、一枚の鋼板によって形成されている。シェル外輪１は、平板状鋼鈑を深絞り加工、打ち抜き加工等してシェル外輪１の全体的な形状を完成させた外輪中間体を形成し、この外輪中間体の全体に表面硬さを高めるための焼入れ処理（例えば浸炭焼入れ）を行い、この熱処理済みの外輪中間体に対して第一の内鍔部１ｂと第二の内鍔部１ｂの一方の表面硬さを積極的に他方の表面硬さよりも低くするための熱処理を行うことなく完成させたものである。このため、シェル外輪１の第一の内鍔部１ｂのビッカース硬さと、第二の内鍔部１ｂのビッカース硬さとの差が１０（ＨＶ）以下である。ここで、ビッカース硬さは、日本産業規格（ＪＩＳ Ｚ２２４４－１）で規定された「ビッカース硬さ試験―第１部：試験方法」に準拠した試験で求める硬さのことをいう。

【0033】

針状ころ２は、図３～図５に示すように、軌道部１ａの内周面上を転動する円筒面状の転動面を有し、その長さが直径に比べて長い針状のころからなる。針状ころ２のころ直径をＤｒとすると、ころ直径Ｄｒは、一般に、６ｍｍ以下である。また、針状ころ２のころ長さは、一般に、ころ直径Ｄｒの３倍以上１０倍以下である。

【0034】

一つ割り保持器３は、図１、図２、図５に示すように、周方向一か所だけで分割した形状を有するかご形保持器からなる。すなわち、一つ割り保持器３は、図１に示す組込み状態のときに軌道部１ａに沿って周方向に有限長さ（一周未満）で延びる一対の軸方向端部３ａと、これら一対の軸方向端部３ａ同士の間を周方向に区切る多数の柱部３ｂとを繋ぎ目なく一体に有する。一つ割り保持器３は、一対の軸方向端部３ａの周方向一端同士を繋ぐ柱部３ｂと、一対の軸方向端部３ａの周方向他端同士を繋ぐ柱部３ｂとの間を周方向に離した割れ目ｇ１，ｇ２を形成する。これら周方向両端の柱部３ｂ以外の他の柱部３ｂと一対の軸方向端部３ａとによって、針状ころ２を保持する多数のポケット３ｃが一定ピッチで構成されている。

【0035】

一つ割り保持器３は、合成樹脂によって形成されている。ここで、合成樹脂によって形成されているとは、母材とした合成樹脂によって所定形状を成していることを意味し、母材とした一又は複数種類の合成樹脂に炭素繊維、ガラス繊維等の強化材、改質材を含有してもよい。その合成樹脂としては、機械的性質、耐油性に優れるポリアミド系樹脂を採用することが好ましい。一つ割り保持器３の材質としては、鉄系よりも合成樹脂を採用する方が容易に弾性変形させることが可能なものとなる。また、比較的に柱部３ｂの周方向幅を小さくして針状ころ２の本数を多くしたり、その表面硬さを小さくして針状ころ２に対する攻撃性を抑えたりすることも可能になる。

【0036】

なお、一つ割り保持器３が保持する針状ころ２の本数は、図示において３６本の場合を例示したが、これに限定されず、例えば、コンパクトで希薄潤滑化でも使用できるトルク損失の少ないシェル形針状ころ軸受にする場合、特許文献１にて開示された数式を満足する本数にすることができる。

【0037】

ここで、図２に示すように、自由状態にあるときの一つ割り保持器３の内径をフリー時の保持器内径φｄｃとし、当該一つ割り保持器３の外径をフリー時の保持器外径φＤｃとする。フリー時の保持器内径φｄｃは、自由状態にあるときの一つ割り保持器３に内接する最小の仮想円の直径に相当する。フリー時の保持器外径φＤｃは、自由状態にあるときの一つ割り保持器３に外接する最大の仮想円の直径に相当する。

【0038】

図２に示す一つ割り保持器３の割れ目ｇ２を閉じることにより、一つ割り保持器３の内径をフリー時の保持器内径φｄよりも小さくすると共に一つ割り保持器３の外径をフリー時の保持器外径φＤｃよりも小さくすることができる。このため、割れ目ｇ２を完全に閉じた一つ割り保持器３を径方向に対して少し傾けた姿勢で図５に示すシェル外輪１の第一又は第二の内鍔部１ｂの内方からシェル外輪１の内側（第一の内鍔部１ｂと第二の内鍔部１ｂとの間）へ差し込み、その傾きを直してから一つ割り保持器３を弾性復元させることにより、シェル外輪１の内側まで容易に配置することができる。

【0039】

前述のように一つ割り保持器３を自由状態よりも縮径させてシェル外輪１の第一の内鍔部１ｂと第二の内鍔部１ｂ間で弾性復元させた組込み状態にあるとき、当該一つ割り保持器３の内径は、フリー時の保持器内径φｄｃよりも小さく、当該一つ割り保持器３の外径は、フリー時の保持器外径Ｄｃよりも小さい。ここで、図１に示すように、前述の組込み状態にあるときの一つ割り保持器３の内径を組込み時の保持器内径φ（ｄｃ－α）とし、当該一つ割り保持器３の外径を組込み時の保持器外径φ（Ｄｃ－α）とする。なお、フリー時や組込み時の保持器の内径や外径は、投影機や画像測定器で測定することが可能である。

【0040】

図１、図２に示すように、一つ割り保持器３は、フリー時の保持器内径φｄｃが組込み時の保持器内径φ（ｄｃ－α）よりも大きく設定されているものなので、図１、図３、図５に示す組込み状態のときに一つ割り保持器３が弾性復元で拡径しようとする。

【0041】

一つ割り保持器３の各ポケット３ｃは、図３、図４に示すように、１本の針状ころ２を保持し、当該ポケット３ｃからの当該針状ころ２の脱出を阻止する爪部３ｄ、３ｅを含む。針状ころ２の中心よりも径方向内方に寄った位置の爪部３ｄは、針状ころ２の径方向内方への脱出を阻止する部位であり、ポケット３ｃの周方向両側にそれぞれ形成されている。針状ころ２の中心よりも径方向外方に寄った位置の爪部３ｅは、フリー時の針状ころ２の径方向外方への脱出を阻止する部位であり、ポケット３ｃの周方向両側にそれぞれ形成されている。図４、図５に示すように、ポケット３ｃと針状ころ２との間に周方向、径方向及び軸方向のポケットすきまが設定されている。

【0042】

一つ割り保持器３は、針状ころ２によって径方向に案内される転動体案内方式に設けられている。すなわち、一つ割り保持器３が図１、図３、図５に示す組込み状態からシェル外輪１に対して径方向に偏心する挙動（径方向に自由に動き得る偏心量）は、ポケット３ｃと、偏心方向に対応した１本以上の針状ころ２との接触によって規制される。

【0043】

転動体案内方式に対応のポケット３ｃと針状ころ２との間のポケットすきまは外輪案内方式にする場合に比して小さく設定することが可能である。そうすると、図１、図３、図５に示すように、組込み状態にあるときの一つ割り保持器３は、拡径しようとする弾性復元に伴い、各ポケット３ｃの各爪部３ｄで針状ころ２を抱え、その弾性復元力でシェル外輪１の軌道部１ａに向かって付勢する。これにより、組込み状態においては、拡径しようとする一つ割り保持器３の各爪部３ｄにより、各針状ころ２がシェル外輪１の軌道部１ａに接触させられた状態に維持される。組込み状態にあるときの一つ割り保持器３の弾性復元による拡径変形は、割れ目ｇ１を残して、針状ころ２との接触で止まることになる。

【0044】

勿論、図１、図３、図５に示す針状ころ２が重力でポケット３ｃから下がる量は、その周方向両側の爪部３ｄによって規制される。ここで、図５に示すように、このシェル形針状ころ軸受において、一つ割り保持器３の各爪部３ｄによってシェル外輪１の軌道部１ａに径方向に接触する状態に維持された複数の針状ころ２に内接する仮想円の直径をころ内接円径φｄｉとする。ころ内接円径φｄｉは、各爪部３ｄによるころ下がり規制があるため、所定以上に確保される。その内接円径φｄｉは、複数の針状ころ２の内方に挿入される軸４に円筒面状に形成された軌道面４ａの直径φＤｓ以上になっている。これにより、軸４の挿入の際、各針状ころ２が重力で下がって軸４に干渉することが防止されるため、複数の針状ころ２の内方への軸４の挿入を容易にすることができる。なお、当然ながら、軸４は、その挿入方向の先端から軌道面４ａまでの範囲に直径φＤｓ以上の部位をもたない。

【0045】

このシェル形針状ころ軸受は、前述のように組込み状態の一つ割り保持器３によって各針状ころ２をシェル外輪１の軌道部１ａとの接触を維持することが可能だが、針状ころ２を軌道部１ａに押し付ける力が過大になることは好ましくない。すなわち、このシェル形針状ころ軸受の回転時に一つ割り保持器３に作用する遠心力が大きいと、一つ割り保持器３の割れ目ｇ１が開いて一つ割り保持器３が図１、図３、図５の組込み状態から更に拡径変形し、柱部３ｂと針状ころ２とが過剰な接触となり、この接触力が大きくなって軸受回転トルクが増大する可能性がある。仮に、フリー時の保持器内外径と組込み時の保持器内外径を同等にした場合、柱部と針状ころとの過剰接触を防止することは可能だが、組込み状態における一つ割り保持器の弾性復元力がないため、針状ころが重力で下がる分、軸の挿入が容易でなくなる。また、仮に、フリー時の保持器内外径が組込み時の保持器内外径よりも小さい場合、組込み状態における一つ割り保持器はフリー時の状態まで弾性復元で縮径しようとするため、遠心力によって柱部の径方向外方側の爪部と針状ころとの過剰な接触が起こり得、軸の挿入が最も容易でなくなるので、好ましくない。したがって、このシェル形針状ころ軸受のようにフリー時の保持器内外径＞組込み時の保持器内外径に設定した上で、柱部３ｂの爪部３ｄと針状ころ２との過剰な接触を防ぐため、組込み状態において複数の針状ころ２をシェル外輪１の軌道部１ａに接触させた状態で尚も拡径しようとする一つ割り保持器３の弾性復元力を適切に抑えることが好ましく、それ故、フリー時の保持器内外径と組込み時の保持器内外径の寸法差の設定を適切にすることが重要になる。

【0046】

具体的には、図１に示す組込み時の保持器内径φ（ｄｃ－α）は、図５に示すシェル外輪１の第一及び第二の内鍔部１ｂの各内径φｄｏよりも小さい。組込み時の保持器内径φ（ｄｃ－α）＜内鍔部の内径φｄｏの設定により、一つ割り保持器３の径方向の厚さｔのうちの１／２近い厚さ分、図示例では１／２の厚さ分が各内鍔部１ｂの内径φｄｏよりも径方向内方に位置しており、その分、一つ割り保持器３の径方向の厚さｔを薄くすることなく、組込み時の保持器外径φ（Ｄｃ－α）と各内鍔部１ｂの内径φｄｏとの径差を抑え、フリー時の保持器外径Ｄｃを小さく設けることになる。したがって、一つ割り保持器３をシェル外輪１の内側へ組み込むのに必要な縮径量を抑え、結果的には組込み時の保持器外径φ（Ｄｃ－α）も抑え、針状ころ２を軌道部１ａに接触させて尚も拡径しようとする一つ割り保持器３の弾性復元力を抑えることができる。なお、図１、図２に示す一つ割り保持器３の径方向の厚さｔは、そのときの保持器外径と保持器内径の径差に相当するが、フリー時の厚さｔと組込み時の厚さｔは実質的に同等である。第一の内鍔部１ｂと第二の内鍔部１ｂは、一般に、同一の内径φｄｏを有し、シェル外輪１の内径は、内鍔部１ｂの内径φｄｏに一致する。

【0047】

また、一つ割り保持器３の径方向の厚さｔは、針状ころ２のころ直径Ｄｒの０．８倍以下である。これにより、一つ割り保持器３の径方向の厚さｔが強度的に過大にならないようにフリー時の保持器外径Ｄｃを小さく設けることになる。したがって、一つ割り保持器３をシェル外輪１の内側へ組み込むのに必要な縮径量を抑え、結果的には組込み時の保持器外径φ（Ｄｃ－α）も抑え、針状ころ２を軌道部１ａに接触させて尚も拡径しようとする一つ割り保持器３の弾性復元力を抑えることができる。

【0048】

また、図１に示すように、組込み状態にあるときの一つ割り保持器３は、当該一つ割り保持器３の周方向両端間を周方向に離した割れ目ｇ１を形成する。割れ目ｇ１は、一つ割り保持器３がその周方向一端と周方向他端との間に形成する隙間である。組込み状態における一つ割り保持器３の割れ目ｇ１が周方向両端間の隙間として敢えて残されている分、自由状態の一つ割り保持器３の割れ目ｇ２を閉じてシェル外輪１の内側に配置後にある程度弾性復元させてから針状ころ２をシェル外輪１の軌道部１ａに接触させることになる。つまり、フリー時と組込み時の保持器内外径の径差（α分）を少なくすることになる。

【0049】

その割れ目ｇ１の周方向の寸法は、０．８ｍｍ以上１．２ｍｍ以下に設定されている。割れ目ｇ１が一般的な針状ころ２のころ直径Ｄｒ未満であるため、一つ割り保持器３に設けるポケット３ｃの数を一つ減らすだけで、組込み状態において割れ目ｇ１を残すための周方向スペースを設けることが可能である。したがって、割れ目ｇ１を残すための針状ころ２の本数減を最小限に抑えることができる。

【0050】

このシェル形針状ころ軸受においてフリー時の保持器内径と組込み時の保持器内径の寸法差（以下、単に、「寸法差α」という。）が相違する複数の解析モデルを設定し、その軸受回転数と、その軸受回転数における遠心力を考慮した一つ割り保持器と針状ころとの接触力（以下、単に「接触力」という。）を数値解析し、同じく軸受回転トルクを実測した。その第一の解析モデルは、寸法差αが０．６ｍｍであり、第二の解析モデルは寸法差αが０．２５ｍｍであり、第三の解析モデルは寸法差αが０ｍｍである。第一から第三の各解析モデルにおける接触力の数値解析結果を図６に示し、第一及び第二の各解析モデルにおける軸受回転トルクの実測結果を図７に示す。なお、図７では、第一の解析モデル（寸法差０．６ｍｍ）と第二の解析モデル（寸法差０．２５ｍｍ）の軸受回転トルクの大小関係について、第一の解析モデルにおける軸受回転トルクの大きさを１とした場合のトルク比で示している。

【0051】

図６に示す数値解析結果から、寸法差αが大きくなる程に、また、軸受回転数が高くなる程に接触力が大きくなることが分かる。また、図７に示す実測結果から、寸法差αが０．２５ｍｍである場合、寸法差αが０．６ｍｍである場合よりも軸受回転トルクが２０％以上低減することが分かる。

【0052】

寸法差αを０ｍｍよりも大きく、０．６ｍｍ以下に設定すれば、針状ころとシェル外輪の軌道部との接触を維持できる程度の弾性復元力を確保して軸の挿入を容易にすることが可能でありながら、接触力が過大にならない。軸受回転トルクの低減を図る場合は、特に、寸法差αを０．２５ｍｍ以下に設定するとよい。また、一つ割り保持器の剛性も接触力に影響することが考えられるため、フリー時の保持器内径がφ４０ｍｍ以上φ６０ｍｍ以下、一つ割り保持器の径方向の厚さが１．５ｍｍ以上である場合、寸法差αを０ｍｍよりも大きく、０．２５ｍｍ以下に設定することの効果が大きくなる。

【0053】

このシェル形針状ころ軸受（以下、図１～図５を適宜参照。）は、上述のように、軌道部１ａと、軌道部１ａの軸方向一端から径方向に突き出た第一の内鍔部１ｂと、軌道部１ａの軸方向他端から径方向に突き出た第二の内鍔部１ｂとを有するシェル外輪１と、軌道部１ａ上を転動する複数の針状ころ２と、複数の針状ころ２を保持する転動体案内方式の一つ割り保持器３と、を備え、一つ割り保持器３をシェル外輪１の内側から外した自由状態にあるときの当該一つ割り保持器３の内径をフリー時の保持器内径φｄｃとし、一つ割り保持器３を自由状態よりも縮径させてシェル外輪１の第一の内鍔部１ｂと第二の内鍔部１ｂとの間で弾性復元させた組込み状態にあるときの当該一つ割り保持器３の内径を組込み時の保持器内径φ（ｄｃ－α）としたとき、フリー時の保持器内径φｄｃが組込み時の保持器内径φ（ｄｃ－α）よりも大きいことにより、複数の針状ころ２に対して一つ割り保持器３が径方向に自由に動き得る量を外輪案内方式に比して少なくし、組込み状態にあるときに弾性復元で拡径しようとする一つ割り保持器３によって各針状ころ２をシェル外輪１の軌道部１ａに接触させた状態に維持することができ、これにより、軸４の挿入の際、各針状ころ２が重力で下がって軸４に干渉することが防止されるので、その軸４の挿入を容易にすることが可能になる。このように、このシェル形針状ころ軸受は、その一つ割り保持器３に保持された複数の針状ころ２の内方への軸４の挿入を容易にすることができる。

【0054】

また、このシェル形針状ころ軸受は、フリー時の保持器内径φｄｃと組込み時の保持器内径φ（ｄｃ－α）との寸法差（α）が０．６ｍｍ以下であることにより、組込み状態で拡径しようとする一つ割り保持器３と針状ころ２との接触力を抑えることができる。

【0055】

また、このシェル形針状ころ軸受は、フリー時の保持器内径φｄｃと組込み時の保持器内径φ（ｄｃ－α）との寸法差（α）が０．２５ｍｍ以下であることにより、一層、遠心力の作用時における一つ割り保持器３と針状ころ２との接触力を抑えることができる。

【0056】

また、このシェル形針状ころ軸受は、組込み時の保持器内径φｄｃがシェル外輪１の第一及び第二の内鍔部１ｂの各内径ｄｏよりも小さいことにより、組込み状態にある複数の針状ころ２に内接する円径φｄｉと、シェル外輪１の内鍔部１ｂの内径φｄｏとの径差の範囲内で一つ割り保持器３の径方向の厚さｔの配分を保持器外径側で少なくし、その分、フリー時の保持器外径φＤｃを小さく設けて一つ割り保持器３をシェル外輪１の内側へ組み込むのに必要な縮径量を抑えて、拡径しようとする一つ割り保持器３の弾性復元力を抑えることができる。

【0057】

また、このシェル形針状ころ軸受は、組込み状態にある一つ割り保持器３が当該一つ割り保持器３の周方向両端間を周方向に離した割れ目ｇ１を形成することにより、フリー時と組込み時の一つ割り保持器３の径差（α）を少なくすることができる。

【0058】

また、このシェル形針状ころ軸受は、その割れ目ｇ１が周方向に０．８ｍｍ以上１．２ｍｍ以下の隙間であることにより、一般的な針状ころ２のころ直径Ｄｒ未満の割れ目を組込み状態で残すだけなので、針状ころ２の本数減を抑えることができる。

【0059】

また、このシェル形針状ころ軸受は、一つ割り保持器３の径方向の厚さｔが針状ころ２のころ直径Ｄｒの０．８倍以下であることにより、一つ割り保持器３の径方向の厚さｔが過大にならないようにフリー時の保持器外径φＤｃを小さく設けて一つ割り保持器３をシェル外輪１の内側へ組み込むのに必要な縮径量を抑えることができ、ひいては拡径しようとする一つ割り保持器３の弾性復元力を抑えることができる。

【0060】

また、このシェル形針状ころ軸受は、一つ割り保持器３が合成樹脂によって形成されていることにより、鋼板等の金属板製の一つ割り保持器３に比して容易に弾性変形させることができる。

【0061】

また、このシェル形針状ころ軸受は、シェル外輪１の第一の内鍔部１ｂのビッカース硬さと、第二の内鍔部１ｂのビッカース硬さとの差が１０以下であることにより、第一及び第二の内鍔部１ｂの一方に焼きなましを行っておらず、これら第一及び第二の内鍔部１ｂの表面硬さに優れたシェル外輪１を採用することができる。ひいては、このシェル形針状ころ軸受のシェル外輪１をハウジング（図示省略）に対して圧入する方向性を無くすことが可能になる。

【0062】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0063】

１ シェル外輪
１ａ 軌道部
１ｂ 内鍔部
２ 針状ころ
３ 一つ割り保持器
４ 軸
ｇ１，ｇ２ 割れ目

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】