CN102037252B - 剖分外圈、使用剖分外圈的剖分滚动轴承和安装滚动轴承的构造及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种半体式外圈，所述半体式外圈具有足够的耐久性且适于显著抑制当滚动体在接合表面上滚动时所发生的噪声和振动，且提供了使用所述半体式外圈的半体式滚动轴承。半体式外圈(2)具有第一和第二剖分外圈构件(5、6)，从而当第一和第二剖分外圈构件(5、6)的周向端部相互对接时形成圆管状形状。在相互对接的周向端部的一个端部(5a)上形成了第一平部分(7)和周向凹陷的V形凹陷(8)。在与端部(5a)对接的端部(6a)上形成了与第一平部分(7)接触的第二平部分(9)且也形成了从第二平表面(9)周向突出且被引入到凹陷(8)内的突出(10)。用于防止凹陷(8)的底部(8b)和突出(10)的顶部(10b)之间的接触的间隙(S)形成在凹陷(8)和突出(10)之间。

Description

剖分外圈、使用剖分外圈的剖分滚动轴承和安装滚动轴承的构造及方法

技术领域

本发明涉及例如插入在内燃机的曲柄梢和连杆大头之间的剖分滚动轴承，且涉及在该滚动轴承内使用的剖分外圈，以及这种滚动轴承的构造和安装方法。

背景技术

在汽车或船舶发动机中，因为支承用于将活塞的往复运动转化为旋转运动的曲轴的轴承布置在配重之间或布置在配重和连杆大头之间，所以使用在周向方向上一分为二的剖分式轴承。

传统上，虽然滑动轴承已用作以上所述的支承轴承时，但近年来已存在对于消耗更少燃料的发动机的增加的需求。由于这些增加的需求，已建议使用在周向方向上剖分的轴承来替代滑动轴承，以降低旋转损失(例如，参考专利文献1)。

专利文献2描述了其中剖分式轴承插入在内燃机的曲柄销和连杆的大头部分之间的示例。此剖分式轴承具有剖分外圈，所述剖分外圈内接在连杆的大头部分的内周向表面内，且剖分式轴承具有多个滚子，所述多个滚子滚动地布置在剖分式轴承的内周表面和曲柄销的外周表面之间。剖分外圈构造为通过将每个形成为大体上半圆柱形形状的一对剖分外圈构件组合在一起而可剖分。剖分式轴承通过使用剖分外圈而能够在径向方向上剖分，所述剖分外圈可分开且可组装到曲柄销的相对于曲柄销的旋转轴线偏移的外周侧。

因为一对剖分外圈构件在其周向端部部分处相互对接，所以存在的风险是由于剖分外圈构件在轴向方向上的相互移动导致对准误差。因此，在周向方向上突出的成角度的突出部分形成在一个端部部分上，且与所述突出部分相对应的V形凹陷部分形成在相互对接的周向端部部分的另一个端部部分上，由此通过所述突出部分和凹陷部分的相互接合防止一对剖分外圈构件的轴向相对移动。

另外，在剖分式轴承中，当一组两个剖分外圈的周向端面相互邻接以形成配合表面时，可能在配合表面处发生外圈的面向的端部部分之间的径向对准误差，这是由于滚动轴承到具有其中容纳滚动轴承的支承孔的壳体内的组装误差所导致，或由于壳体的装配表面的加工情况所导致。其结果是可能存在其中在配合表面处形成径向向内突出的高度差异的情况。

然后，如在图17中示出的，在剖分外圈72a、72b之间的配合表面处产生沿径向方向(在图17中的竖直方向)的高度差异75的情况中，当滚子73在配合表面C附近在其处产生高度差异的剖分外圈之间滚动时，滚子73的周向表面与高度差异75的角部75a碰撞，这导致产生噪声或振动的风险。

然后，为抑制可能与滚子通过高度差异相关联而导致的噪声或振动，建议通过将放在配合表面附近的外圈的轨道表面径向向外地设置而形成“凹陷”或“侧缘”(例如，参考专利文献3)。

在专利文献3中描述的轴承中，V形突出部分设置在一个外圈的周向端部部分处，且V形凹陷部分设置在另一个外圈的周向端部部分处，周向端部部分形成配合表面。倾斜的表面(侧缘)形成在外圈的每个的形成外圈轨道表面的内周向表面侧上、在各外圈的周向端部部分处，以在径向厚度向外圈的每个的周向远端边缘逐渐减小的方向上倾斜。根据专利文献3中描述的轴承，发现即使在两个外圈的配合表面处产生径向对准误差的情况中，也能够通过形成倾斜的表面防止产生高度差异，其结果是抑制了噪声或振动的产生。

相关技术文献

专利文献

专利文献1：JP-A-2007-247828

专利文献2：JP-A-2005-90696

专利文献3：JP-A-2006-125606

发明内容

本发明要解决的问题

在以上所述的常规剖分式轴承中，因为剖分外圈构件的端部部分处的凹陷部分被切割以形成类似于V形的形状，所以容易在V形凹陷的底部部分处使应力集中。此外，因为剖分外圈以压配方式附接到连杆的大头部分的内周表面，所以应力在剖分外圈径向收缩的方向上施加到整个剖分外圈。因此，当剖分外圈附接到连杆的大头部分时，装配在凹陷部分内的三角形突出部分的顶点部分压靠在凹陷部分的底部部分上。此时应力集中在凹陷部分的底部部分处，由此裂纹从作为起始点的底部部分产生，在剖分外圈构件内沿周向方向延伸，这形成了剖分外圈的耐久性降低的原因。

另外，在专利文献3中描述的轴承中，“侧缘”由线性且逐渐地减小或增大外圈直径的倾斜表面形成。然而，作为如此形成的侧缘的替代，考虑到在配合表面的径向内侧边缘部分处形成圆弧形形状的曲面，所述曲面具有与外圈轨道表面的曲率相反的曲率。

然而，在以上所述的由倾斜表面和圆弧形曲面形成的“侧缘”中，因为滚子的速度矢量在形成了倾斜表面或圆弧形曲面的外圈轨道表面之间的边界的接合点处剧烈改变，所以不能充分抑制噪声或振动的产生。

本发明已考虑到以上所述的情形完成，且本发明的目的是：提供一种剖分外圈，该剖分外圈能够通过防止在剖分外圈构件内生成裂纹而抑制耐久性下降且能够很大程度上抑制与滚动元件通过配合表面相关联而导致的噪声或振动的产生，以及提供一种使用该剖分外圈的剖分滚动轴承。

用于解决问题的手段

为实现该目的，根据本发明的第一方面，提供一种外圈，用于在能够沿径向方向剖分的剖分滚动轴承中使用，该剖分外圈具有一对剖分外圈构件，所述一对剖分外圈构件每个形成为半圆柱形形状，且所述一对剖分外圈构件通过在周向端部部分处相互对接而形成圆柱形形状，其中在相互对接的周向端部部分的一个端部部分处形成一对第一平面部分和V形凹陷部分，一对第一平面部分从两个轴向端部边缘向中心与轴线平行地延伸，V形凹陷部分在第一平面部分之间沿周向方向相对于一对第一平面部分凹陷，且在与一个端部部分对接的另一个端部部分处形成一对第二平面部分和突出部分，一对第二平面部分从两个轴向端部边缘与轴线平行地延伸以与一对第一平面部分邻接，突出部分形成在一对第二平面部分之间并沿周向突出为与凹陷部分相对应的形状以被引入到凹陷部分内，且其中在凹陷部分和突出部分之间形成空间以避免凹陷部分的底部部分与突出部分的顶点部分接触。

根据如以上所述构造的剖分外圈，因为适于避免凹陷部分的底部部分和突出部分的顶点部分之间接触的空间形成在凹陷部分和突出部分之间，所以当在剖分滚动轴承中使用剖分外圈时，即使在应力在剖分外圈沿直径收缩的方向上施加到整个剖分外圈的情况下，也能够防止凹陷部分的底部部分因突出部分的顶点部分直接与底部部分接触而被所述顶点部分压靠。此外，因为应力可被相互邻接的第一平面部分和第二平面部分承受，所以能够防止凹陷部分的底部部分处的过大的应力集中。

因此，根据本发明的该方面，能够防止凹陷部分的底部部分被突出部分的顶点部分压靠，同时防止凹陷部分的底部部分处的过大的应力集中。其结果是剖分外圈构件内产生裂纹，所述裂纹以底部部分作为起始点延伸。

更具体地讲，空间优选地通过将突出部分的顶点部分形成为曲面而形成。当发生此情况时，通过在突出部分的顶点部分处提供曲面的简单方法，能够将空间设置在凹陷部分和突出部分之间。

另外，也可以由设置在凹陷部分的底部部分处的填充切除部分来形成空间。当发生此情况时，与以上所述的构造类似地，可通过简单方法在凹陷部分和突出部分之间设置空间。

例如，通过使突出部分的顶角大于凹陷部分的内角而形成空间。

当发生此情况时，因为空间不仅能够设置在凹陷部分的底部部分和突出部分的顶点部分之间而且能够设置在限定在凹陷部分和突出部分之间的几乎整个区域上，所以能够更有效地防止在凹陷部分处的过大的应力集中。

曲面可形成在两个剖分外圈构件中的每个剖分外圈构件的端部部分的内周侧上，以向端部部分的周向远端边缘渐缩。优选的是此曲面部分构造了间隙沟槽，当两个端部部分相互对接以形成剖分外圈且时所述间隙沟槽相对于轨道表面的轨迹径向向外凹陷，且所述间隙沟槽设置为在轨道表面的沿轴向方向的整个区域上延伸。

此外，间隙沟槽的截面形状是具有预定的R尺寸(曲率半径)的凹入的曲面，该曲面中中心定位在通过两个端部部分之间的边界的径向线上，且设定为使得间隙沟槽定位在预定的周向范围L内。在此情况中，范围L设定为使得凹陷部分和突出部分的内周侧构成间隙沟槽的一部分。通过采用此构造，间隙沟槽设置在两个端部部分的整个边界区域上，这包括凹陷部分和突出部分之间的边界，由此可降低从轨道表面和曲柄销的外周表面施加到通过间隙沟槽的圆柱滚子的接触轴承压力。其结果是，可有效地防止在圆柱滚子通过两个端部部分的边界时发生的振动等的产生。

根据本发明的另一个方面，提供了适于在径向方向上剖分的剖分滚动轴承，所述剖分滚动轴承具有：剖分外圈，所述剖分外圈由一对剖分外圈构件形成，所述一对剖分外圈构件每个形成为半圆柱形形状，且所述一对剖分外圈构件通过在周向端部部分处相互对接而形成圆柱形形状；多个滚动元件，所述多个滚动元件在外圈的内周表面侧上排列；和保持器，所述保持器用于保持多个滚动元件使得各滚动元件以大致相等的间隔在周向方向上布置，其中剖分外圈是以上所述的剖分外圈。

根据如以上所述构造的剖分滚动轴承，通过使用以上所述的剖分外圈，可防止在剖分外圈构件内的裂纹产生。其结果是可防止剖分滚动轴承的耐久性降低。

根据本发明的另外的方面，提供了剖分滚动轴承，所述剖分滚动轴承包括：剖分外圈，所述剖分外圈由一对剖分外圈构件形成，所述一对剖分外圈构件每个形成为半圆柱形形状，且所述一对剖分外圈构件通过在周向端部部分处相互对接而形成圆柱形形状；多个滚动元件，所述多个滚动元件在外圈的内周表面侧上排列；和保持器，所述保持器用于保持多个滚动元件使得各滚动元件以大致相等的间隔沿周向方向布置；且所述剖分滚动轴承内装配有轴，其中在形成在剖分外圈的周向端面的径向内侧边缘部分上的侧缘内，侧缘至少在与滚动元件接触的区域内的截面形状由缓和曲线形成。

在剖分滚动轴承中，在形成在剖分外圈的周向端面的径向内侧边缘部分上的侧缘内，因为侧缘至少在滚动元件与之接触的区域内的截面形状(侧缘的与剖分滚动轴承的轴向方向垂直的截面形状)由缓和曲线形成，所以滚动元件在由缓和曲线形成的曲面和外圈轨道表面之间的边界(接合点)附近的速度矢量逐渐改变。因此，可抑制由于滚动元件的速度矢量的强烈改变导致的振动或噪声的产生，因此使得可很大程度上抑制与滚动轴承在配合表面上通过相关联地导致的振动或噪声的产生。

缓和曲线可以是回旋曲线或三次抛物线。在发生此情况时，滚动元件在接合点附近的速度矢量可逐渐改变，因此使得可很大程度上抑制因滚动元件的速度矢量的剧烈改变导致的振动或噪声的产生。

根据本发明的一个方面，提供了一种滚动轴承构造，该滚动轴承构造包括剖分滚动轴承和具有支承孔的壳体，所述支承孔在紧密接触的状况下支承剖分滚动轴承。

在本发明的轴承构造中，因为使用了剖分滚动轴承，所以滚动元件在接合点附近的速度矢量可逐渐改变，从而使得可很大程度上抑制与滚动元件通过配合表面相关联地导致的噪声或振动的产生。

根据本发明的另一个方面，提供了一种在曲轴的轴部分上的滚动轴承安装构造，其中滚动轴承是剖分滚动轴承且进一步包括一组两个剖分内圈，所述一组两个剖分内圈安装在轴部分的外周表面上且在周向方向上剖分，且其中两个剖分内圈在沿轴向方向被曲柄臂夹紧在其间的同时被保持，所述曲柄臂布置在轴部分的两个轴向侧处。

通常，曲轴的轴颈部分不具有对于滚动轴承的内圈所要求的耐磨性，且固有的问题是在早期阶段产生分离或磨损。因此，虽然考虑到内圈分开地安装在轴颈部分内，但因为曲柄臂存在于轴颈部分的轴向端部处，所以内圈需要具有与外圈类似的剖分构造。进一步地，内圈要求被牢固且刚性地安装在轴颈部分内，使得不生成蠕变。然而，因为具有剖分构造的内圈不能强应力地与轴颈部分接触，所以将剖分内圈牢固且刚性地安装在轴颈部分内是困难的。

通过采用以上所述的构造，因为剖分内圈在沿轴向方向被布置在轴部分的轴向侧处的曲柄臂夹紧在其间的同时被保持，所以剖分内圈可牢固且刚性地安装在轴颈部分上，从而使得能够抑制剖分内圈相对于轴部分的蠕变的产生。

在以上所述的构造中，周向表面优选地形成在一个剖分内圈的周向端部部分和另一个剖分内圈的周向端部部分处，以在轴向方向上通过被曲柄臂夹紧的剖分内圈所施加的压力相互挤压接触。在此情况发生时，因为两个剖分内圈沿轴向方向在沿周向方向延伸的表面上相互挤压接触，所以两个剖分内圈的相对位置被牢固且刚性地固定。因此，即使采用剖分内圈，剖分内圈也能够更牢固且刚性地安装在曲轴的轴部分上。

根据本发明的另外的方面，提供了一种用于将滚动轴承安装在曲轴的轴部分上的方法，其中在两个剖分内圈的轴向尺寸和布置在轴部分的轴向侧处的曲柄臂的轴向空间之间设定有轴向过盈量，且两个剖分内圈插入在曲柄臂之间以通过两个剖分内圈的冷却装配或轴部分的收缩装配而安装在轴部分上。

剖分内圈可通过以上所述的安装方法牢固且刚性地安装在曲轴的轴部分上。

本发明的优点

根据本发明的剖分外圈和剖分滚动轴承，不仅能够很大程度上抑制由于滚动元件通过配合表面导致的噪声和振动的产生，而且能够防止在剖分外圈构件内的裂纹的产生，从而使得能够抑制剖分外圈的耐久性下降且因此剖分滚动轴承的耐久性下降。

附图说明

图1是示出了根据本发明的第一实施例的剖分式轴承的构造的侧视图。

图2是示出了剖分外圈的透视图。

图3是剖分外圈的主要部分的放大视图，其中图3(a)是剖分外圈构件在其两个端部部分处相互对接处的如从外周向侧观察的正视图，且图3(b)是沿图3(a)中的线b-b截取的且在由箭头b指示的方向上观察的截面视图。

图4是根据本发明的第二实施例的剖分式轴承的主要部分的放大视图，所述视图示出了剖分外圈构件在其端部部分处相互对接处的部分。

图5是根据本发明的第三实施例的剖分式轴承的主要部分的放大视图，图中示出了剖分外圈构件在其端部部分处相互对接处的部分。

图6(a)和图6(b)示出了本发明的其他实施例的主要部分的放大视图。

图7是根据本发明的第四实施例的滚动轴承的说明性截面视图。

图8是示出了图1中示出的滚动轴承的配合表面附近的部分的说明性放大视图。

图9是说明了多种类型的凹陷部分相对于外圈轨道的倾斜度的图。

图10是本发明的第四实施例的轴承构造的说明性截面视图。

图11是本发明的第四实施例的轴承构造的修改示例的说明性截面视图。

图12是根据本发明的第五实施例的滚动轴承的截面正视图。

图13是示出了在图12中示出的滚动轴承的侧视图。

图14是示出了在图12中示出的滚动轴承的剖分内圈的分解透视图。

图15是示出了第五实施例的剖分内圈的修改示例的分解透视图。

图16是示出了第五实施例的剖分内圈的另一个修改示例的分解透视图。

图17是常规的剖分外圈的配合表面附近的部分的说明性截面视图。

具体实施方式

(第一实施例)

接下来，将参考附图描述本发明的优选实施例。图1是示出了根据本发明的第一实施例的剖分滚动轴承的构造的侧视图。此剖分滚动轴承1例如插入在内燃机的曲柄销P的外周和连杆C的连杆大头部分C1的内周之间，并支承连杆C以使连杆C相对于曲柄销P自由摆动。

此剖分滚动轴承1具有：内接在大头部分C1的内周表面C2内的剖分外圈2；多个圆柱滚子3，所述多个圆柱滚子3滚动地布置在形成在剖分外圈2的内周侧上的轨道表面2a和曲柄销P的外周表面P1之间；和用于保持圆柱滚子3使其以等间隔在周向方向上布置的剖分保持器4。剖分外圈2和剖分保持器4被允许在径向方向上剖分，且剖分滚动轴承1也被允许在径向方向上剖分。

剖分滚动轴承1以压配方式插入在内周表面C2之间。因此，当剖分外圈2作为剖分滚动轴承1构建在连杆C的大头部分C1内时，应力在剖分外圈2沿直径收缩的方向上施加在剖分外圈2上。

图2是示出了剖分外圈2的透视图。此剖分外圈2具有第一剖分外圈构件5和第二剖分外圈构件6，它们每个形成为大体上半圆柱形形状。此对第一剖分外圈构件5和第二剖分外圈构件6通过其各周向端部部分5a、6a的相互对接以构造圆柱形外圈。相对于轨道表面2a径向突出的肋部分2b沿周向方向形成在剖分外圈2的内周侧的轴向端部边缘的每个处。肋部分2b限制了布置在轨道表面2a上的作为滚动元件的圆柱滚子3的轴向移动。

在作为第一剖分外圈构件5的一个端部部分的端部部分5a处形成了一对第一平面部分7和V形的凹陷部分8，所述一对平面部分7从第一剖分外圈构件5的轴向端部边缘向其中心与轴线平行地延伸，所述凹陷部分8在所述一对第一平面部分7之间沿周向方向相对于第一平面部分7凹陷。

另外，在作为第二剖分外圈构件6的另一个端部部分的、与端部部分5a对接的端部部分6a处形成了一对第二平面部分9和突出部分10，所述一对第二平面部分9从第二剖分外圈6的轴向端部边缘与轴线平行地延伸，所述突出部分10形成在一对第二平面部分9之间且在周向方向上突出以被引入到第一剖分外圈构件5内的凹陷部分8内。

一对第一平面部分7和一对第二平面部分9相互对接，其状态使得两个端部部分5a、6a相互对接。另外，突出部分10具有与第一剖分外圈构件5内的凹陷部分8相对应的形状(成角度的形状)。凹陷部分8和突出部分10成形为相互匹配，其状态使得两个端部部分5a、6a相互对接。以此方式，通过分别在端面5a、6a内和上提供凹陷部分8和突出部分10，所述凹陷部分8和突出部分10相互匹配使得允许突出部分10被引入到凹陷部分8内，防止了第一剖分外圈构件5和第二剖分外圈构件6的轴向对准误差。

图3示出了剖分外圈2的主要部分的放大视图，其中图3(a)是两个端部部分5a、6a相互对接处的部分从剖分外圈2的外周侧观察的正视图，且图3(b)是沿线b-b截取的在由图3(a)中的箭头b指示的方向上观察的截面视图。

在图3(a)中，剖分外圈构件5、6的平面部分7、9相互对接，如前文已描述。

在第一剖分外圈构件5内的凹陷部分8通过一对倾斜的壁表面8a形成为V形，所述倾斜的壁表面8a从第一平面部分7在凹陷部分8在周向方向上凹陷的方向上直线地倾斜，且一对倾斜的壁表面8a相互相交处的部分形成了凹陷部分8的底部部分8b。

另一方面，第二剖分外圈构件6上的突出部分10通过一对倾斜的侧表面10a形成为成角度的形状，所述倾斜的侧表面10a从第二平面部分9在其中突出部分10在周向方向上突出的方向上直线地倾斜，且一对倾斜的侧表面10a相互相交处的部分形成了突出部分10的顶点部分10b。

凹陷部分8和突出部分10分别设置在第一外端构件5和第二外圈构件6的端部部分5a、6a的大体上轴向中心处，且形成为相对于轴向中心是对称的。

此处在此实施例中，作为由一对倾斜的侧表面10a所形成角度的突出部分10的顶角α的值设定为大于作为由一对倾斜的壁表面8a所形成角度的凹陷部分8的内角β的值。

通过将顶角α和内角β以上述的方式设定，在突出部分10和凹陷部分8之间形成了如在图3(a)中示出的空间S。此空间S几乎形成在限定在突出部分10和凹陷部分8之间的整个区域上，这包括限定在凹陷部分8的底部部分8b和突出部分10的顶点部分10b之间的空间，以避免突出部分10的顶点部分10b与凹陷部分8的底部部分8b接触。

空间S当接近突出部分10的近端端部部分时逐渐减小，且突出部分10和凹陷部分8在突出部分10的近端端部部分附近相互接触。在此实施例中，通过使突出部分10与凹陷部分8在突出部分10的近端端部部分附近接触，防止了两个剖分外圈构件的轴向对准误差。

注意到，空间S优选地最多设定在60μm的数量级上。

这是因为在空间S设定为大于此值的情况中，存在不能有效防止剖分外圈构件5、6的轴向对准误差的风险。

曲面部分5b、6b分别形成在剖分外圈构件5、6的端部部分5a、6a的内周侧上，以向端部部分5a、6a的周向远端边缘渐缩。这些曲面5b、6b构成了间隙沟槽2c，当端部部分5a、6a相互对接时，所述间隙沟槽2c相对于轨道表面2a的轨迹径向向外凹陷，使得剖分外圈构件5、6形成为剖分外圈2。此间隙沟槽2c设置在轨道表面2a的沿轴向方向的整个区域上。

间隙沟槽2c的截面形状是具有预定的R尺寸的凹入的曲面，其中中心定位在通过两个端部部分5a、6a之间的边界的径向线上，且设定为使得间隙沟槽2c定位在预定的周向范围L内。在此情况中，范围L设定为使得凹陷部分8和突出部分10的内周侧形成间隙沟槽2c的一部分。通过采取此构造，间隙沟槽2c设置在两个端部部分5a、6a的整个边界区域上，所述边界区域包括凹陷部分8和突出部分10之间的边界，由此能够降低从轨道表面2a和曲柄销P的外周表面施加在通过间隙沟槽2c的圆柱滚子3上的接触轴承压力。其结果是可有效地防止当圆柱滚子3通过两个端部部分5a、6a的边界时发生的振动等的产生。

直线部分6b1形成在端部部分6的定位在突出部分的内周侧上的部分处，所述直线部分6b1形成从曲面部分6在切向方向上相对于间隙沟槽2c的轨迹进一步延伸的平面，如在图3(b)中所示。直线部分6b1相对于间隙沟槽2c的轨迹在切向方向上延伸，且内周侧远端边缘10c的定位比间隙沟槽2c的轨迹进一步径向向外。

通过采用此构造，防止内周侧远端边缘10c与圆柱滚子3接触，因此使得可更有效地防止当圆柱滚子3通过两个端部部分5a、6a的边界时的振动等的产生。

根据如前述构造的实施例的剖分外圈2，即使应力在由于将剖分外圈2构建在连杆C的大头部分C1内导致的剖分外圈2的直径收缩的方向上施加在整个剖分外圈2上，因为在凹陷部分8的底部部分8b和突出部分10的顶点部分10b之间形成了空间S以避免顶点部分10b与底部部分8b接触，所以可避免突出部分10的顶点部分10b与凹陷部分8的底部部分8b的直接接触，由此可防止底部部分8b被顶点部分10b压靠。进一步地，因为应力可由相互邻接的第一平面部分7和第二平面部分9承载，所以可防止在凹陷部分8的底部部分8b处的过大的应力集中。

因此，根据该实施例的剖分外圈2，可防止凹陷部分8的底部部分8b被突出部分10的顶点部分10b压靠，同时防止凹陷部分8的底部部分8b处的过大的应力集中。其结果是可防止在第一剖分外圈构件5内的裂纹产生，所述裂纹以底部部分8作为起始点沿周向方向延伸。

在该实施例中，通过将突出部分10形成为使得其顶角α的值大于凹陷部分8的内角β的值，空间S可提供在凹陷部分8的底部部分8b和突出部分10的顶点部分10b之间，且提供在限定在凹陷部分8和突出部分10之间的几乎整个区域上。通过采用此构造，可更有效地防止在凹陷部分处的过大的应力集中。注意到即使空间S以前述方式提供在限定在凹陷部分8和突出部分10之间的几乎整个区域上，但因为突出部分10的近端端部部分与凹陷部分8接触，所以不以任何方式发生两个剖分外圈构件5、6之间的轴向对准误差。

在该实施例的剖分滚动轴承1中，通过使用剖分外圈2，可防止在第一剖分外圈构件5内的裂纹产生。其结果是可防止剖分滚动轴承的耐久性降低。

(第二实施例)

图4是根据本发明的第二实施例的剖分滚动轴承1的主要部分的放大视图，图中示出了外圈构件5、6的端部部分5a、6a相互接附处的部分。此实施例与第一实施例的主要区别在于空间S通过将突出部分10的顶点部分10b形成为曲面而形成。

在此实施例中，凹陷部分8的内角β和突出部分10的顶角α设定为具有几乎相同的值，且凹陷部分8的倾斜的壁表面8a和突出部分10的倾斜的侧表面10a相互接触。

另外，突出部分10的顶点部分10b如以上所述形成为曲面，且空间S形成在凹陷部分8的底部部分8b和突出部分10的顶点部分10b之间。

在此实施例的情况中，也可通过空间S避免突出部分10的顶点部分10b与凹陷部分8的底部部分8b的直接接触，由此可防止底部部分8b被顶点部分10b压靠。即，通过至少在底部部分8b和顶点部分10b之间形成空间S，可防止在第一剖分外圈5内生成以底部部分8b作为起始点延伸的裂纹。

在此实施例中，空间S可通过简单的方法提供在底部部分8b和顶点部分10b之间，在所述方法中突出部分10的顶点部分10b形成为曲面，这在成本上是有利的。

(第三实施例)

图5是根据本发明的第三实施例的剖分滚动轴承1的主要部分的放大视图，图中示出了剖分外圈构件5、6的端部部分5a、6a相互对接处的部分。

此实施例与前述实施例的区别在于空间S通过设置在凹陷部分8的底部部分8b内的填充切除部分11形成。

填充切除部分11通过使底部部分8b进一步从凹陷部分8的倾斜的壁表面8a向周向方向凹陷而形成，且在突出部分10的顶点部分10b和所述填充切除部分11自身之间形成了空间S。另外，此填充切除部分11的内表面由平滑的曲面形成，以尽可能防止在特定部分处的应力集中。

在此实施例中，空间S可通过简单的方法设置在底部部分8b和顶点部分10b之间，在所述方法中填充切除部分形成在凹陷部分8的底部部分8b内，且与第二实施例相同，在成本上是有利的。

本发明不限于以上所述的各实施例。在这些实施例中，虽然构造了凹陷部分8的一对倾斜的壁表面8a和构造了突出部分10的一对倾斜的侧表面10a描述为形成为直线地倾斜，但凹陷部分8和突出部分10可以分别仅须大体上形成为V状形状和成角度的形状。因此，成角度的形状和V状形状例如包括：通过如所要求地凸出地弯曲突出部分的倾斜的侧表面10a而形成的形状，和通过以相反的方式凹入地弯曲凹陷部分8的倾斜的壁表面8a而形成的形状，如在图6(a)中示出。

另外，如在图6(b)中示出，倾斜的壁表面8a和倾斜的侧表面10a的倾斜角度可在任何中间位置处改变。

(第四实施例)

图7是根据本发明的第四实施例的滚动轴承101的说明性截面视图，且图8是位于图7中示出的滚动轴承101的配合表面附近的部分的说明性放大视图。此滚动轴承101包括：一对剖分外圈(外圈构件)102a、102b，所述剖分外圈102a、102b每个形成为半圆柱形形状且在周向方向上剖分，且适合于在其周向端部部分处相互对接以形成圆柱形形状；多个滚动元件或滚子103，所述滚动元件或滚子103在外圈的内周表面侧上排列且布置为在剖分外圈构件102a、102b的各内表面上滚动；和保持器104，所述保持器104保持滚子103使得所述滚子103以大体上相等的间隔在周向方向上布置。剖分部分沿保持器104的周向方向设置在一个位置处，使得当构建在轴105上时保持器104可通过打开剖分部分而构建在轴105上。然而，可以通过将剖分部分提供在沿周向方向的两个位置处而使保持器104具有剖分保持件的形式。轴105通过由多个滚子103支承而装配在滚动轴承101内。轴105也作为内圈起作用。

配合表面C通过剖分外圈构件102a的周向端面和与该剖分外圈构件102a的周向端面面对的剖分外圈构件102b的周向端面构造。在此实施例中，如在图8中示出，作为侧缘的曲面B形成在构成了配合表面C的剖分外圈构件102a、102b的端面的每个的径向内侧边缘部分处，而曲面B的位于滚子103与所述曲面B滚动接触处的范围内的截面形状由缓和曲线形成。更确切地，如在图9(a)中示出的，曲面的位于从配合表面C沿周向方向延伸到接合点J的范围L以及从轨道表面102a1、102b1沿径向方向延伸的范围h内的截面形状由缓和曲线形成，所述接合点J构成了剖分外圈构件102a、102b的轨道表面102a1、102b1的每个与曲面B之间的边界。L的大小可根据各剖分外圈构件102a、102b的轨道表面102a1、102b1的内侧直径或根据滚子103的直径按要求地选择。然而，通常假定滚子103的直径为D，则L的大小在其中L小于2D的范围内选择。另外，h的大小取决于外圈构件在配合表面C处的径向对准误差(高度差异)或滚子103的直径。然而，通常选择比高度差异的大小大的值。在h的大小形成为比高度差异大小大的情况中，至少与滚子103接触处的范围被允许由缓和曲线形成。

曲面B的位于与滚子103接触处的范围之外的曲面可由圆弧状曲面或其截面形状由缓和曲线形成的曲面形成。进一步地，作为侧缘，可采取由本发明的由缓和曲线形成的曲面和跟随曲面的径向外侧(壳体侧)的倾斜的平面形成的侧缘。

通过使至少与滚子103接触处的范围由缓和曲线形成，可使得接合点J处滚子103的速度矢量较小，因此使得能够抑制因速度矢量剧烈改变导致的振动或噪声的产生。作为这样的缓和曲线，可优选地使用典型的回旋曲线(Cornu螺旋线)。然而，也可以使用与回旋曲线类似的三次抛物线。

图9示出了说明多种凹陷部分相对于外圈轨道的倾斜度的图，其中图9(a)示出了多种凹陷部分的截面形状，且图9(b)示出了多种凹陷部分相对于外圈轨道的倾斜度。在图9中，外圈的直径优选地为60mm，凹陷部分的坐标角优选地为5度，且凹陷部分的深度优选地为1mm。实线指示了三次抛物线(缓和曲线)，虚线指示了圆弧，且点划线指示了线性递增直线。在线性递增直线中，侧缘相对于外圈的倾斜度是恒定的，且从配合表面C到接合点J为0.2mm/度(在图9(a)中，从底部向顶部移动，且在图9(b)中从右侧向左侧移动)，然而，在接合点J处倾斜度突变为零。换言之，在线性递增直线上滚动的滚子的速度矢量在接合点J处剧烈改变。因此，当滚子通过接合点时产生了大的振动或噪声。另外，在圆弧中，倾斜度从配合表面C到接合点J以恒定的速度降低。然而，在接合点J处倾斜度很大程度地改变，且虽然不改变为线性递增直线情况的程度，但当滚子通过配合表面C时产生了振动或噪声。与之相对比，在三次抛物线的情况中，因为倾斜度的改变率在接近接合点J时降低，所以当滚子通过接合点时可使得滚子的速度矢量的改变小。其结果是可抑制由于速度剧烈改变导致的振动或噪声的产生，因此使得能够很大程度上抑制当滚子通过配合表面时发生的振动或噪声的产生。

接下来，将描述本发明的第四实施例的轴承构造。图10是连杆的大头部分的说明性截面视图，根据本发明的第四实施例的轴承应用到所述大头部分上。连杆104在其大头部分141处支承在曲轴142上，且未示出的活塞通过活塞销附接到未示出的小头部分。

大头部分141构造为使得在截面内具有大体上半圆形凹陷部分的作为第二壳体部分的盖部分144通过螺栓145固定地紧固到在截面内具有大体上半圆形凹陷部分的作为第一壳体部分的主体部分143，因此形成了具有大体上圆形截面的支承孔146。剖分滚动轴承151构建在由主体部分143和盖部分144形成的具有大体上圆形截面的支承孔146内。

滚动轴承151包括：在支承孔146内紧密地布置的一组两个剖分外圈构件152a、152b；滚动地布置在两个剖分外圈构件152a、152b的各内表面上的多个滚动元件或滚子153；和保持器154，所述保持器154保持滚子153使得滚子153以大体上相等的间隔在周向方向上布置。曲轴142构造了滚动轴承151的内圈构件。在形成在剖分外圈构件152a、152b的每个的周向端面的径向内侧边缘部分处的侧缘中，侧缘的至少在与滚子153接触处的范围内的截面形状由作为缓和曲线的回旋曲线形成。

在图10中示出的实施例中，虽然轴承构造应用于连杆的大头部分，但如在图11中示出的，轴承构造也可以用作布置在由上块161和下块162形成的支承孔内的曲轴支承轴承，其中所述上块161是构成了曲轴固定部分160的一部分的壳体，而所述下块162是与上块161整体地连接的壳体。在图11中，附图标记163指示了固定螺栓，所述固定螺栓将上块161和下块162固定在一起，且附图标记164指示了曲轴的支承轴。

在以上所述的实施例中，虽然曲轴描述为作为装配到轴承内的轴起作用，但本发明的轴承构造也可以应用于其他轴，包括应用于凸轮轴。

在以上所述的实施例中，虽然采用使用了滚子作为滚动元件的滚针轴承，但也可以采用使用球作为滚动元件的球轴承。

(第五实施例)

图12是根据本发明的第五实施例的轴承的截面正视图。此实施例的滚动轴承201安装在曲轴211的轴颈部分212的外周表面上，且装配在提供在曲轴箱内的壳体213内的支承孔213A内。壳体213包括上块213B和下块213C，且通过将下块213C螺栓连接到上块213B的下侧，在块213B、213C之间形成支承孔213A。

曲轴211包括轴颈部分212、曲柄214、曲柄销215和平衡重216。轴颈部分212布置在曲轴211的旋转中心位置，且通过滚动轴承201可旋转地支承在壳体213内。多个曲柄214布置为成间隔地在轴向方向对准且通过轴颈部分212和曲柄销215相互连接。曲柄销215设置在曲柄214的前端部分处，且平衡重216设置在曲柄214的后端部分处。平衡重216可以与曲柄214整体形成或与曲柄214分开形成。

图13是滚动轴承201的侧视图。滚动轴承201包括：在周向方向剖分的一组两个剖分外圈(外圈构件)202a、202b、滚动地布置在剖分外圈构件202a、202b的内周表面上的多个滚动元件或滚子203、以及一组两个剖分保持器204a、204b，所述保持器204a、204b保持滚子203使其在周向方向上大致等间隔地布置。此实施例的滚动轴承201进一步包括在周向方向上剖分的一组两个剖分内圈(内圈构件)205a、205b。剖分内圈构件205a、205b其内周表面装配在所述轴颈部分212的外周表面上，且滚子203布置为在剖分内圈构件205a、205b的外周表面上滚动。保持器不限制于构造为在两个位置处剖分的保持器，而是可以具有环形构造，其中保持器在周向方向上一个位置处剖分，使得保持器通过打开剖分位置安装在内圈构件205a、205b的外周侧上。

图14是剖分内圈构件205a、205b的分解透视图。剖分内圈构件205a、205b由SUJ2级轴承钢形成，且具有作为滚动轴承201的轨道的希望的性能，包括硬度(例如，HRC 58或更高)、机械强度和耐磨性。剖分内圈构件205a、205b每个形成为半圆弧形形状且剖分内圈构件205a、205b的周向端面形成了以直线沿轴向方向延伸的剖分表面205a2、205b2。两个剖分内圈构件205a、205b在其周向端部的剖分平面205a2、205b2处相互对接或相互面对，而在其间限定了小的周向间隙。

如在图12中示出，剖分内圈构件205a、205b的内周直径尺寸设定为大体上等于轴颈部分212的外侧直径，使得剖分内圈构件205a、205b的内周表面紧密接触轴颈部分212的外周表面。剖分内圈构件205a、205b的轴向长度设定为略大于限定在布置在轴颈部分212的轴向侧处的曲柄214之间的轴向间隔W，且在两个尺寸之间设定了预定的过盈量。

剖分内圈构件205a、205b通过冷却装配或收缩装配安装在轴颈部分212的外周表面上。即剖分内圈构件205a、205b装配在轴颈部分212的外周表面上，其装配状态为通过冷却而使得轴向尺寸收缩，或剖分内圈构件205a、205b装配在轴颈部分212的外周表面上，其装配状态为使得曲柄214之间的间隔W通过加热轴颈部分212而膨胀。

当剖分内圈构件205a、205b或轴颈部分212的温度回到正常温度时，曲柄214的面对的端面T与剖分内圈构件205a、205b的轴向端面205a1、205b1挤压接触，由此通过在剖分内圈构件205a、205b和曲柄214之间生成的摩擦力，使剖分内圈构件205a、205b被曲柄214夹紧地保持。

因此，在此实施例的滚动轴承201中，虽然剖分内圈构件205a、205b构造为剖分的，但它们可牢固且刚性地固定安装在轴颈部分212上，因此使得可防止剖分内圈构件205a、205b相对于轴颈部分212的蠕变。

如在图13中示出的，在轴向方向上延伸的多个细沟槽218形成在剖分内圈构件205a、205b的内周表面上，以在周向方向上间隔地布置，通过如此形成细沟槽218使得剖分内圈构件205a、205b对轴颈部分212的周向阻力增大，因此防止了剖分内圈构件205a、205b的蠕变。

通过使滚动轴承201形成为包括在此实施例中所述的剖分内圈构件205a、205b，不会导致滚子203在轴颈部分212的外周表面上滚动的情况，因此使得能够防止轴颈部分212的磨损或损坏。另外，即使在滚动轴承201自身到达其寿命结束的情况中，因为几乎不导致对于轴颈部分212的损坏，所以仅须更换所述的滚动轴承201。

通过使滚动轴承201包括在此实施例中所述的剖分内圈构件205a、205b，剖分内圈构件205a、205b可被曲柄214夹紧地保持在其间，因此无需将例如螺栓的紧固装置附接到剖分内圈构件205a、205b。因此，剖分内圈构件205a、205b的构造可简化，且剖分内圈构件205a、205b的厚度可减小，因此可将滚子203的直径增加到剖分内圈构件205a、205b的厚度降低的程度，以提高滚动轴承201的寿命。

(第六实施例)

图15是示出了剖分内圈的另一个实施例的分解透视图。此实施例的剖分内圈构件205a、205b构造为使得其周向端部部分形成为在一个轴向侧沿周向方向突出，而在与以上所述的一个轴向侧相反的另一个轴向侧沿另一个周向端部部分形成为在周向方向上突出。因此，剖分内圈构件205a、205b的周向端部部分的剖分表面包括沿轴向方向延伸的剖分表面205a2、205b2和沿周向方向(在与轴向方向垂直的方向上)延伸的剖分表面205a3、205b3，且这些剖分表面布置为大体上Z状构造(曲柄状构造)。

在此实施例中，一个剖分内圈构件205a的周向端部部分和另一个剖分内圈构件205b的周向端部部分以不规则方式相互装配，由此在周向方向上延伸的剖分表面205a3、205b3相互表面接触。因此，因剖分内圈构件205a、205b的轴向端面205a1、205b1被曲柄214夹紧，所以在周向方向上延伸的剖分表面205a3、205b3在轴向方向上相互挤压接触，由此通过其间产生的摩擦力将剖分内圈构件205a、205b的相对位置牢固且刚性地固定。因此，在此实施例中，与第四实施例相比，剖分内圈构件205a、205b可更牢固且刚性地安装在轴颈部分212上。

图16是剖分内圈构件的另外的实施例的分解透视图。此实施例的剖分内圈构件205a、205b构造为使得其周向端部部分在周向方向上在轴向中心部分处突出，而另一个周向端部部分在周向方向上在轴向中心部分处凹陷。因此，在剖分内圈构件205a、205b的周向端部部分处的剖分表面包括在轴向方向上延伸的剖分表面205a2、205b2和在周向方向上延伸的剖分表面205a3、205b3，且这些剖分表面布置为形成大体上突出的构造和大体上凹陷的构造。

也在此实施例中，一个剖分内圈构件205a的周向端部部分和另一个剖分内圈构件205b的周向端部部分以不规则的方式相互装配，由此在周向方向上延伸的剖分表面205a3、205b3相互表面接触。因此，因为剖分内圈构件205a、205b的轴向端面205a1、205b1被曲柄销214夹紧，所以在周向方向上延伸的剖分表面205a3、205b3在轴向方向上相互挤压接触，由此通过在其间产生的摩擦力将剖分内圈构件205a、205b的相对位置牢固且刚性地固定。因此，在此实施例中，与第四实施例相比，剖分内圈构件205a、205b可更牢固且刚性地安装在轴颈部分212上。

本发明不限于以上所述的实施例，而是关于其设计可按要求改变。例如，本发明也可应用于其中滚动轴承201安装在曲轴211的曲柄销215上的情况。当发生此情况时，滚动轴承201的剖分内圈构件205a、205b装配在曲柄销215的外周表面上。因此，剖分内圈构件205a、205b通过布置在曲柄销215的轴向侧处的曲柄销214在其间夹紧地保持，且滚动轴承201的剖分外圈构件202a、202b的外周表面可装配在连杆的大头部分(其图示在此被省略)内。

虽然前文中描述的实施例中的轴承系统包括使用滚子作为滚动元件的滚针轴承，但可采用使用球作为滚动元件的球轴承。

Claims (10)

1.一种剖分外圈，用于在能够沿径向方向剖分的剖分滚动轴承内使用，所述剖分外圈具有：一对剖分外圈构件，所述一对剖分外圈构件每个形成为半圆柱形形状，并且所述一对剖分外圈构件通过在周向端部部分处相互对接而形成为圆柱形形状，其中

在相互对接的所述周向端部部分的一个端部部分处形成一对第一平面部分和凹陷部分，所述一对第一平面部分从两个轴向端部边缘向中心与轴线平行地延伸，所述凹陷部分在所述第一平面部分之间沿周向方向相对于所述一对第一平面部分凹陷，并且在与所述一个端部部分对接的另一个端部部分处形成一对第二平面部分和突出部分，所述一对第二平面部分从两个轴向端部边缘与所述轴线平行地延伸以与所述一对第一平面部分邻接，所述突出部分形成在所述一对第二平面部分之间，并沿周向突出成与所述凹陷部分相对应的形状以被引入到所述凹陷部分内，并且其中

在所述凹陷部分和所述突出部分之间形成空间，以避免所述凹陷部分的底部部分与所述突出部分的顶点部分之间的接触，

其特征在于所述凹陷部分由一对倾斜的壁表面形成为V形，所述一对倾斜的壁表面从所述第一平面部分直线地倾斜。

2.根据权利要求1所述的剖分外圈，其中

通过将所述突出部分的所述顶点部分形成为曲面而形成所述空间。

3.根据权利要求1或2所述的剖分外圈，其中

通过使所述突出部分的顶角大于所述凹陷部分的内角而形成所述空间。

4.根据权利要求1所述的剖分外圈，其中

通过在所述凹陷部分的所述底部部分处设置填充切除部分而形成所述空间，通过使所述底部部分进一步从所述凹陷部分的倾斜的壁表面向周向方向凹陷而形成所述填充切除部分。

5.根据权利要求1所述的剖分外圈，其中

在所述一对剖分外圈构件中的每个剖分外圈构件的所述端部部分的内周侧上形成曲面部分，以向所述端部部分的周向远端边缘渐缩。

6.根据权利要求5所述的剖分外圈，其中

所述曲面部分构造了间隙沟槽，当所述一对剖分外圈构件的所述端部部分相互对接以形成为所述剖分外圈时，所述间隙沟槽相对于轨道表面的轨迹径向向外凹陷，且所述间隙沟槽设置成在所述轨道表面的沿轴向方向的整个区域上延伸。

7.根据权利要求6所述的剖分外圈，其中

所述间隙沟槽的截面形状是具有预定的R尺寸的凹入的曲面，在所述曲面中，中心位于通过所述一对剖分外圈构件的所述端部部分之间的边界的径向线上，且所述中心设定为使得所述间隙沟槽位于预定的周向范围内，所述范围设定为使得所述凹陷部分和所述突出部分的内周侧构成所述间隙沟槽的一部分。

8.一种剖分滚动轴承，所述剖分滚动轴承适于沿径向方向剖分，并且所述剖分滚动轴承具有：剖分外圈，所述剖分外圈由一对剖分外圈构件构成，所述一对剖分外圈构件每个形成为半圆柱形形状，并且所述一对剖分外圈构件通过在周向端部部分处相互对接而形成为圆柱形形状；多个滚动元件，所述多个滚动元件被排列在所述外圈的内周表面侧上；和保持器，所述保持器用于保持所述多个滚动元件，使得各滚动元件在周向方向上以大体上相等的间隔设置，其中

所述剖分外圈是根据权利要求1所述的剖分外圈。

9.轴承安装组件，所述轴承安装组件包括曲轴和在曲轴的轴部分上的滚动轴承，所述轴承安装组件包括：

所述滚动轴承，所述滚动轴承是根据权利要求8所述的剖分滚动轴承，且进一步包括一组两个剖分内圈，所述两个剖分内圈安装在所述轴部分的外周表面上，且所述两个剖分内圈在周向方向上被剖分，其中

所述两个剖分内圈在沿轴向方向被曲柄臂夹在所述曲柄臂之间的同时被保持，所述曲柄臂设置在所述轴部分的两个轴向侧处。

10.根据权利要求9所述的轴承安装组件，其中

在所述剖分内圈中的一个剖分内圈的周向端部部分和另一个剖分内圈的周向端部部分处形成周向表面，以通过由被所述曲柄臂夹紧的所述剖分内圈所施加的压力而在轴向方向上相互挤压接触。

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