JP2005195142A

JP2005195142A - エンジン用ころ軸受

Info

Publication number: JP2005195142A
Application number: JP2004004224A
Authority: JP
Inventors: Hajime Kuriki; 初栗木
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2004-01-09
Filing date: 2004-01-09
Publication date: 2005-07-21

Abstract

【課題】内輪部材（１４）や外輪部材（１２）に対する攻撃性、耐荷重性、動作安定性に優れたエンジン用ころ軸受１を提供。
【解決手段】保持器３を、クランクピン１４の外周面で回転案内される内径案内とする。保持器３の第１、第２環状部３ａ，３ｂとクランクピン１４との間の案内すきまＳ１を、第１、第２環状部３ａ，３ｂとコンロッド１１の大端部１２との間のすきまＳ２よりも小さくし、柱部３ｃの少なくとも軸方向中間部分３ｇとクランクピン１４との間のすきまＳ３を案内すきまＳ１よりも大きくした。
【選択図】図３

Description

本発明は、複数個のころと保持器とを有するエンジン用ころ軸受に関する。

例えば自動車などのエンジンのコネクティングロッド（以下、単にコンロッドと言う）の大端部（外輪部材）と、クランクシャフトのクランクピン（内輪部材）との間にケージアンドローラと呼ばれるころ軸受を介装している。ケージアンドローラは、複数個のころと保持器とからなる構成である。保持器は、いわゆるＭ形と呼ばれるもの（特許文献１参照）や、門形と呼ばれるものが用いられる（特許文献２参照）。
実公昭６３−１４１０１号実公平３−１０４１６号

上述したコンロッド用のころ軸受は、通常、保持器をコンロッドの大端部の内周面で案内させる外径案内にしているので、次のような不具合が発生する。

まず、Ｍ形保持器の場合、保持器における軸方向両端の環状部の外周面、および円周方向の複数箇所に設ける各柱部の軸方向両端側の外径面が大端部の内周面に摺接するので、コンロッドの大端部の内周面におけるころ転走領域の軸方向両端側が摩耗しやすくなり、ころの接触面積が小さくなるなど、ころの転がり動作や耐荷重性に悪影響を及ぼすおそれがある。

一方、門形保持器の場合、保持器における軸方向両端の環状部の外周面、および円周方向の複数箇所に設ける各柱部の外径面が大端部の内周面に摺接するので、コンロッドの大端部の内周面におけるころ転走領域の全体が摩耗しやすくなり、ラジアルすきまが大きくなるなど、ころの転がり動作や耐荷重性に悪影響を及ぼすおそれがある。

本発明は、複数個のころと保持器とを有するエンジン用ころ軸受であって、前記保持器は、軸方向両側に平行に配置した第１、第２環状部と、両環状部それぞれの円周方向複数箇所に架け渡した柱部とを備えるとともに、第１、第２環状部を内輪部材で案内する内径案内とし、かつ、柱部の少なくとも軸方向中間部分と内輪部材との間のすきまを第１、第２環状部と内輪部材との間の案内すきまよりも大きくしたことを特徴としている。

内輪部材とは、エンジンのクランクピンやクランクジャーナルなどの軸が挙げられ、外輪部材とは、エンジンのコンロッド大端部やエンジンブロックなどが挙げられる。

本発明によれば、保持器の第１、第２環状部の内周面と内輪部材との摺接部分が経時的に若干ながら摩耗するが、この摩耗は、内輪部材の外周面においてころ転走領域から外れた部分で発生するので、ころ転走領域の摩耗を防止できる。一方、保持器を内径案内にしていて、保持器が外輪部材におけるころ転走領域に非接触になるから、外輪部材におけるころ転走領域の摩耗を防止できる。しかも、保持器の第１、第２環状部と外輪部材の内周面との間のすきまを従来例の外径案内の場合よりも大きくしているので、回転遠心力で外径側に移動された潤滑油が軸方向両側へスムーズに通過するようになる。つまり、潤滑油の通過量を多くできるので、外輪部材の内周面の摩耗を従来例に比べて大幅に軽減できるようになる。

好ましくは、柱部の少なくとも軸方向中間部分と内輪部材との間のすきまを、第１、第２環状部と外輪部材との間のすきまよりも大きくすることができる。

好ましくは、保持器がＭ形保持器であり、第１、第２環状部の軸方向幅寸法を柱部の径方向肉厚寸法よりも大きくすることができる。

例えば内輪部材にころ配置空間に潤滑油を供給するための油通路を設けている場合、例えばＭ形の保持器を内径案内にすると、保持器の柱部の中間部分が内輪部材の油通路を塞ぐような形になるために、ころ配置空間へ潤滑油が入りにくくなることが懸念される。しかし、本発明では、柱部の中間部分と内輪部材との間のすきまを保持器の案内すきまよりも大きく設定しているから、油通路を保持器が塞ぐようなことがなくなり、潤滑油が流入しやすくなる。そのため、潤滑油がころや保持器の内径案内面の他、ころや保持器が接触する内輪部材や外輪部材に効率よく供給されるなど、潤滑性が向上する。

しかも、Ｍ形の保持器では柱部の中間部分の外径側に凹みがあるから、回転遠心力で外径側に移動して軸方向両側へ通過する潤滑油の通過量をさらに多くする上で有利となる。第１、第２環状部の軸方向幅寸法を可及的に大きくしているから、内輪部材に対する接触面積を大きくできて、保持器の姿勢が安定する。

本発明は、内輪部材や外輪部材に対する攻撃性、耐荷重性、動作安定性に優れたエンジン用ころ軸受を提供できる。

本発明の最良の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、エンジン用ころ軸受を示す斜視図、図２は、図１のころ軸受の使用状態を示す断面図、図３は、図２の一部を拡大して示す図、図４は、図３の（４）−（４）線断面の矢視図である。

図示しているころ軸受１は、複数個のころとしての針状ころ２と保持器３とからなるケージアンドローラと呼ばれるものである。

この実施形態のころ軸受１は、図６に示すクランク機構において、エンジンのコンロッド１１の大端部１２とクランクシャフト１３のクランクピン１４との間に装着されるものとして説明する。大端部１２が外輪部材に、クランクピン１４が内輪部材に相当する。

針状ころ２は、コンロッド１１の大端部１２の内周面を外輪軌道とし、クランクピン１４の外周面を内輪軌道とする。クランクピン１４には、針状ころ２の配置空間に潤滑油を供給するための油通路７が設けられている。この油通路７は、クランクピン１４における一端面側から外周面におけるころ転走領域１４ａへ潤滑油を導くものであり、油導入孔７ａと油搬送穴７ｂと油供給孔７ｃとで構成されている。油導入孔７ａは、クランクピン１４においてバランスウェイト１５に対する嵌合部に径方向に沿って設けられている。油搬送穴７ｂは、クランクピン１４の一端面側から他端側途中まで軸方向に沿って設けられており、この油搬送穴７ｂの開放端は蓋７ｄにより塞がれている。油供給孔７ｃは、油搬送穴７ｂの奥側からクランクピン１４の外周面におけるころ転走領域１４ａまで径方向に沿って設けられている。

保持器３は、Ｍ形保持器と呼ばれるものであり、軸方向の両側に同軸上に配置される第１、第２環状部３ａ，３ｂと、両環状部３ａ，３ｂ間で円周方向複数箇所に架け渡される柱部３ｃと、各柱部３ｃの間に設けられて針状ころ２を非分離に収納保持するポケット３ｄとを備えている。

各柱部３ｃは、その軸方向の中間部分３ｇがその両側部分３ｈ，３ｉよりも内径側に寄った形状とされている。各柱部３ｃの中間部分３ｇの内壁面には円周方向に突出して好ましくは凸形状とされたころ止め部３ｅが、また、各柱部３ｃの両側部分３ｈ，３ｉの内壁面には円周方向に突出して好ましくは凸形状とされたころ止め部３ｆがそれぞれ設けられている。円周方向で隣り合う二つの柱部３ｃの各ころ止め部３ｅによってポケット３ｄから針状ころ２が保持器３の径方向外向きへ抜け出すのを防ぎ、円周方向に隣り合う二つの柱部３ｃの各ころ止め部３ｆによってポケット３ｄから針状ころ２が径方向内向きへ抜け出すのを防ぐ。なお、ころ止め部はなくてもよい。

このような形状の保持器３は、例えば鋼管を旋削加工して、ポケット３ｄを孔開けすることにより製作することができる。

この保持器３を、クランクピン１４の外周面で回転案内される内径案内にしている。つまり、保持器３の第１、第２環状部３ａ，３ｂとクランクピン１４との間の案内すきまＳ１を、第１、第２環状部３ａ，３ｂとコンロッド１１の大端部１２との間のすきまＳ２よりも小さくしている。

また、保持器３の柱部３ｃの中間部分３ｇとクランクピン１４との間のすきまＳ３を、外径側のすきまＳ２よりも大きくし、油通路７から導入される潤滑油を受け入れやすくするとともに、柱部３ｃの内径側に油溜まり用の空隙を作るようにしている。

これらの各すきまＳ１，Ｓ２，Ｓ３の関係は、要するに、Ｓ１＜Ｓ２＜Ｓ３の関係である。

さらに、保持器３の第１、第２環状部３ａ，３ｂの軸方向幅寸法Ｗを柱部３ｃの径方向肉厚寸法ｈよりも大きくすることにより、クランクピン１４に対する接触面積を大きくして、保持器３の姿勢を安定させるようにしている。

以上説明したように、保持器３の第１、第２環状部３ａ，３ｂの内周面とクランクピン１４との摺接部分が経時的に若干ながら摩耗するが、この摩耗は、クランクピン１４の外周面においてころ転走領域１４ａから外れた部分で発生するので、ころ転走領域１４ａの摩耗を防止できる。一方、保持器３がコンロッド１１の大端部１２におけるころ転走領域１２ａに非接触になるから、コンロッド１１の大端部１２におけるころ転走領域１２ａの摩耗を防止できるので、コンロッド１１の動作の円滑性ならびに寿命の向上に貢献できる。

しかも、保持器３を内径案内にしていて、第１、第２環状部３ａ，３ｂと大端部１２の内周面との間のすきまを従来例のような外径案内の場合に比べて大きくしているので、回転遠心力で外径側に移動された潤滑油が軸方向両側へスムーズに通過するようになる。つまり、潤滑油の通過量を多くできるので、大端部１２の内周面の摩耗を従来例に比べて大幅に軽減できるようになる。

特に、この実施形態のように、クランクピン１４に油通路７を設けている場合、Ｍ形の保持器３を内径案内にすると、保持器３の柱部３ｃの中間部分３ｇがクランクピン１４の油通路７の油供給孔７ｃを塞ぐような形になるために、ころ配置空間へ潤滑油が入りにくくなることが懸念されるが、上述したように、柱部３ｃの中間部分３ｇとクランクピン１４との間のすきまＳ３を保持器３の案内すきまＳ１よりも大きくしていれば、油通路７の油供給孔７ｃを保持器３が塞ぐようなことがなくなり、潤滑油が流入しやすくなる。そのため、潤滑油が針状ころ２や保持器３の内径案内面の他、大端部１２のころ転走領域１２ａやクランクピン１４のころ転走領域１４ａに効率よく供給されるなど、潤滑性が向上する。

ところで、保持器３のポケット３ｄを外径側から孔開けするときに、図４の二点鎖線で示すように、柱部３ｃが円周方向にねじれることがあり、その場合に柱部３ｃの端縁部分が内径側や外径側に出っ張って、大端部１２やクランクピン１４の油膜をかきとりやすくなると考えられるが、この実施形態のように、柱部３ｃの中間部分３ｇとクランクピン１４との間のすきまＳ３を可及的に大きくしている場合、柱部３ｃが万一ねじれたとしても、柱部３ｃの端縁部分が大端部１２やクランクピン１４に届きにくくなるので、油膜がかきとられることを抑制することができる。

また、Ｍ形の保持器３では柱部３ｃの中間部分３ｇの外径側に凹みがあるから、回転遠心力で外径側に移動して軸方向両側へ通過する潤滑油の通過量をより多くする上で有利になっている。つまり、潤滑油の通過量を多くできるので、大端部１２の内周面の摩耗を従来例に比べて大幅に軽減できるようになる。

さらに、この実施形態では、第１、第２環状部３ａ，３ｂの軸方向幅寸法Ｗを可及的に大きくしているから、クランクピン１４に対する接触面積を大きくできて、保持器３の姿勢が安定する。

以下、本発明の他の実施形態を説明する。

図５は本発明の他の実施形態に係るころ軸受を示している。この実施形態のころ軸受１Ａでは、いわゆる逆さ門形と呼ばれる保持器３Ａを用いており、例えば図６に示すクランク機構において、クランクシャフト１３のクランクジャーナル１６を支持する軸受として好適に使用することができる。この場合、クランクジャーナル１６が内輪部材に、エンジンブロック１７が外輪部材に相当する。

この保持器３Ａは、円周数ヶ所の柱部３ｃにおける軸方向中間部分３ｇが外径側から凹んだ形状になっており、各すきまＳ１〜Ｓ３の関係については上述した実施形態と同じにしている。

この保持器３Ａは、例えば鋼管を旋削加工して、ポケット３ｄを孔開けすることにより製作することができる他、合成樹脂材にて射出成形することにより製作することができる。図示した保持器３Ａには、ころ止め部を設けていないが、ころ止め部を設けてもよい。この実施形態でも、基本的に上記実施形態と同様の作用、効果が得られる。

本発明の一実施形態に係るエンジン用ころ軸受を示す斜視図図１のころ軸受の使用状態を示す断面図図２の一部を拡大して示す図図３の（４）−（４）線断面の矢視図本発明の他の実施形態で、図３に対応する図エンジンのクランク機構を模式的に示す図

符号の説明

１ころ軸受２針状ころ
３保持器３ａ，３ｂ環状部
３ｃ柱部３ｄポケット
３ｇ柱部の中間部分３ｈ，３ｉ柱部の両側部分
１２大端部（外輪部材）１４クランクピン（内輪部材）

Claims

複数個のころと保持器とを有するエンジン用ころ軸受であって、
前記保持器は、軸方向両側に平行に配置した第１、第２環状部と、両環状部それぞれの円周方向複数箇所に架け渡した柱部とを備えるとともに、第１、第２環状部を内輪部材で案内する内径案内とし、かつ、柱部の少なくとも軸方向中間部分と内輪部材との間のすきまを第１、第２環状部と内輪部材との間の案内すきまよりも大きくした、ことを特徴とするエンジン用ころ軸受。
柱部の少なくとも軸方向中間部分と内輪部材との間のすきまを、第１、第２環状部と外輪部材との間のすきまよりも大きくした、ことを特徴とする請求項１に記載のエンジン用ころ軸受。
保持器がＭ形保持器であり、第１、第２環状部の軸方向幅寸法を柱部の径方向肉厚寸法よりも大きくした、ことを特徴とする請求項１または２に記載のエンジン用ころ軸受。