[发明专利]壳型径向滚针轴承用外圈及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及装入到被称为万向联轴节的十字轴式的万向接头的转动支承部等的、构成壳型径向滚针轴承的外圈及其制造方法的改良。

背景技术

为了将构成机动车的转向装置、传动轴的、相互不存在于相同直线上的一对转动轴的端部彼此可传递转动力(转矩)地结合，以往，使用被称为万向联轴节的十字轴式的万向接头。该十字轴式的万向接头如图6所示具备十字轴2和将固定在上述转动轴的两方的端部的、各自的前端部分成两支的一对轭1a、1b。在设置在轭1a、1b的、各个一对的前端部设有分别相互同心的一对圆孔3。而且，将构成十字轴2的轴部4的各自的前端部经由壳型径向滚针轴承5都可转动地支承在这些圆孔3内。

这些壳型径向滚针轴承5，如图7所示，具备外圈6及多个滚针7。外圈6具备：例如通过实施由对成为原材料的金属板施加压力等而产生的拉深加工，而将整体形成为有底圆筒状并内嵌固定于圆孔3的圆筒部8；在堵住该圆筒部8的一端(图7中的左端)开口的状态下设置的底板部9；在从圆筒部8的另一端缘(图7中的右端缘)向径向内方折弯的状态下设置的、圆圈状的内向凸缘部10。而且，将圆筒部8的内周面作为圆筒凹面状的外圈轨道11。另外，在底板部9的内侧面的中央部设置球状凸面状的凸曲面部12。另外，滚针7滚动自由地被设置在外圈轨道11和设置于十字轴2的轴部4的前端部外周面的圆筒凸面状的内圈轨道13之间。

另外，在该状态下，使轴部4的前端面的中央部与凸曲面部12的前端面接触。即，在图示的例子中，使轴部4的前端面的整体不与底板部9的内侧面接触，而仅使轴部4的前端面的中央部与凸曲面部12的前端面接触，据此，充分地降低作用在该接触部的摩擦力。据此，防止运转时在该接触部产生异常磨耗、发热胶着等不好的状态，并且降低为了使轭1a、1b相对于十字轴2摆动所需要的转矩，即，折弯转矩，由此，降低上述万向接头的转动阻力。另外，通过在轴部4的前端面和凸曲面部12的前端部之间的接触部施加适度的预压，从而防止轴部4在壳型径向滚针轴承5的内侧在轴方向上晃动，防止在轭1a、1b和十字轴2的结合部产生晃动。

另外，在图示的例子中，通过将圆环状的片部件15压缩夹持在存在于轴部4的基端缘的台阶部14和构成外圈6的内向凸缘部10之间，从而密封壳型径向滚针轴承5的内部空间。

顺便提及，在经由上述万向接头而结合了的上述转动轴的两方转动时，在构成外圈6的底板部9，从轴部4的前端面反复施加轴向负荷。另外，该轴向负荷与经由上述万向接头传递的转动力的大小成比例地变大。另一方面，在作为使用上述万向接头的装置的一例的、机动车的转向装置的领域中，近年来，正在推进电动式动力转向装置的普及。将该电动式动力转向装置之中、作为辅助动力源的电动马达等，在操舵时的转动力的传递方向上，设置在与上述万向接头的设置位置相比更靠上游侧部分(方向盘侧)的立柱型的装置，经由上述万向接头传递的转动力变大。其结果，由于反复施加到底板部9的轴向负荷也变大，因此若不充分地确保外圈6的疲劳强度，则如图8所示，可能在底板部9的中央部、该底板部9和圆筒部8的连续部产生龟裂等损伤。

外圈6的疲劳强度能够通过整体地增大外圈6的壁厚而得到提高。但是，在采用该方法的情况下，外圈6整体地大型化而重量增大。与之相伴，上述万向接头也大型化，重量增大。另外，在上述那样的万向接头中，在多数情况下，要求小型化及轻量化。从而，期望在与上述那样的立柱型的电动式动力转向装置组合的万向接头的领域中，不使外圈6的壁厚增大，而能够确保其的耐久性，期望在其他的领域中，即使外圈6的壁厚薄，也能够确保充分的耐久性。

作为响应这样的需求的结构，以往以来，如图9所示，公知将构成外圈6a的底板部9a的截面形状设置为多阶形状的结构(参照专利文献1～3)。若采用图9所示那样的结构，则能够不增大外圈6a的壁厚，而提高底板部9a及该底板部9a和圆筒部8的连续部的疲劳强度。但是，若采用如图9所示那样的结构，则产生如下问题：底板部9a的形状变复杂，用于制造的模具的设计变难，并且，该模具的调整变麻烦，生产率下降，制造成本增大。

另外，如上所述，随着输入到万向接头的转动力的增大，也有时在最坏的情况下，压入到上述圆孔3内的壳型径向滚针轴承5从轭脱出，产生上述转动轴的转动等的位置错位。与此相对，进行在壳型径向滚针轴承5的外圈6的外周面实施纹理加工(シボ加工)等表面加工。然而，通过压力加工，实施这样的表面加工是困难的，因此，存在在其他的工程中需要进行表面加工，与极大的劳力和大幅的成本提高相关联的问题。