壳型径向滚针轴承用外圈及其制造方法技术

本发明专利技术涉及有底圆筒状的壳型径向滚针轴承用外圈(6a)，不导致成本增大，提高该底板部(9a)及底板部(9a)和圆筒部(8a)的连续部的疲劳强度，并且，还实现外圈(6a)的防锈性能及防脱性的提高。由于是金属材料，因此在得到具有圆筒部及底板部的中间原材料(35)之后，对该中间原材料(35)实施喷丸硬化处理，在圆筒部(8a)及底板部(9a)的外面侧的表面及表层部分产生残留压缩应力，比该内面侧的表层部增大，并且，将该外面侧的表层部的残留压缩应力在距表面至0.03mm的深度部分设置为700～1600MPa。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术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。
技术介绍
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la、lb。在设置在轭la、lb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。艮口， 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 IaUb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la、lb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(〉#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。另一方面，外圈6是金属制的，因此，该壳型径向滚针轴承5要求防锈性能。特别是，在万向接头使用于机动车等用途中时，该壳型径向滚针轴承5被放置在风吹雨打的环境中，因此，外圈6特别需要严格的防锈性能，有时对该外圈6实施防锈涂装。然而，即使在这样的情况下，存在在壳型径向滚针轴承5中通常所使用的外圈6中，得不到与防锈涂装充分的紧密贴合性的问题。另外，有时在金属制的外圈6上，在组装之前就已经存在非常微小的氧化物、非常薄的斑点状的氧化物。发现它们的存在非常困难，并且，保持原状的话，产生轴承压入时的阻力增加、使用时氧化物成分混入到轴承内部等问题，因此，进行还包含极微小的成分在内地将氧化物预先除去。然而，存在对这样发现困难的微小的氧化物进行各个筛选操作，需要大的劳力和时间，也花费成本的问题。在先技术文献专利文献1 日本特开平3-62232号公报专利文献2 日本实开平4-14819号公报专利文献3 日本特开2006-125513号公报专利文献4 日本特开2008-188610号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题本专利技术是鉴于上述内容，涉及有底圆筒状的壳型径向滚针轴承用外圈，以提供能够至少不随着外径尺寸、壁厚的增大而大型化，不随着底板部的形状的复杂化而变化，从而提高该底板部及该底板部和圆筒部的连续部的疲劳强度的结构为目的。另外，本专利技术涉及该壳型径向滚针轴承用的外圈，其目的在于，提供不白白地增大成本，而能够防止轴承的脱出及随之产生的转动轴的转动等的位置错位的结构，另外，提供带来防锈性能的结构，还提供改善了组装性的结构。解决课题的手段本专利技术的壳型径向滚针轴承用外圈，其具备由金属材料将整体形成为一体的有底圆筒状并且在内周面设有外圈轨道的圆筒部和堵住该圆筒部的一端开口的底板部。而且， 该壳型径向滚针轴承用外圈，将该圆筒部以例如过盈配合(締嵌力)内嵌固定在设置于外侧部件的圆孔中，并且，在上述外圈轨道和设置于圆柱状的内侧部件的端部外周面的内圈轨道之间滚动自由地设置多个滚针，并且，在将上述内侧部件的端面抵接于上述底板部的内面中央部的状态下使用。再有，本专利技术很好地适用于将这些内侧部件的端面仅在上述底板部的内面中央部抵接的结构的装置中。特别是，在本专利技术的壳型径向滚针轴承用外圈中，在上述圆筒部及底板部存在残留压缩应力。而且，将该残留压缩应力在这些圆筒部及底板部的外面侧的表层部设置得比在这些圆筒部及底板部的内面侧的表层部大。另外，将在这些圆筒部及底板部的外面侧的表层部之中、距表面至0. 03mm的深度的表层部分中的残留压缩应力的大小设置为700 1600MPa。优选，在上述表层部之中，将表面的残留压缩应力的大小设置为1100 1500MPa。 再有，在本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：樋口政人，竹尾则之，小村芳明，
申请(专利权)人：日本精工株式会社，
类型：发明
国别省市：