JP2006170421A - 二つ割り軸受用外輪およびこれを備えた二つ割り軸受ならびに二つ割り軸受用外輪の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】両分割外輪がその座屈部以外の他の部分で座屈を起こさないようにして当該合わせに起因した外輪軌道の変形を防止すること。
【解決手段】二つの半円筒状の分割外輪１２，１４からなりかつそれらの座屈部１２ａ，１４ａで合わされてなる二つ割り軸受用の外輪１０において、分割外輪１２，１４はその座屈部１２ａ，１４ａが他の部分よりも低い剛性形状を有し上記合わせに際して座屈する構成。
【選択図】図１

Description

本発明は、二つ割り軸受用外輪およびこれを備えた二つ割り軸受ならびに二つ割り軸受用外輪の製造方法に関する。二つ割り軸受は、車両内燃機関におけるクランクピンとコンロッド大端部とからなる動力伝達装置（パワートレーン）に使用することができるものである。

二つ割り軸受の外輪は、半円筒状をなす二つの分割外輪を、それらの分割面を合わせ面として、合わせて構成されている。このような外輪の製法例は特許文献１等に開示されている。この種の外輪では、転動体の転動性能のため分割外輪の合わせ面に隙間が発生しないように、両分割外輪の円周長を半円周以上として合わせたときに外輪が座屈変形することがある。この座屈は外輪の軌道変形をもたらす。
特開平７−３１７７７８号

本発明により解決すべき課題は、両分割外輪を合わせるときに軌道変形を引き起こすように座屈することを防止することにある。

本発明による二つ割り軸受用の外輪は、ほぼ半円筒状の二つの分割外輪をそれらの円周方向両端の端面を合わせ面として合わせてなる二つ割り軸受用外輪において、上記分割外輪は円周方向両端の合わせ面に、上記合わせにより座屈変形可能な座屈部を備えていることを特徴とするものである。

上記座屈部は、薄肉化や間抜き等により他の部分よりも低剛性の形状として両分割外輪の合わせ面同士が合わされると他の部分よりも先に座屈することができる。

本発明によると、両分割外輪は円周方向両端の座屈部が、上記合わせにより他の部分よりも先に座屈するので、円筒状の外輪を、二つで構成する半円筒状の分割外輪に座屈による軌道変形が発生するようなことがなくなる。その結果、転動体の良好な転動環境に必要な該軌道の真円度、円筒度等が損なわれずに済み、これによって、転動体の転動騒音の発生を抑制することができる。

分割外輪は、座屈部が座屈により寸法短縮する分を見込んだブランク長さを有するブランク材から製作することが好ましい。このようなブランク材から分割外輪を製作した場合では、二つの分割外輪を合わせてなる二つ割り軸受用外輪にはその合わせ面に隙間や段差が無くなり、軌道面での転動体に対して良好な転動環境を与えることができる。

本発明による合わせ外輪の製造方法は、半円筒状の二つの分割外輪からなりかつそれらの円周方向両端の端面を合わせ面として合わせてなるもので、分割外輪がその合わせ面に座屈部を備えた二つ割り軸受用の外輪の製造方法において、座屈部が座屈により寸法短縮する分を見込んだブランク長さを有するブランク材を準備する工程と、上記ブランク材を半円筒状に折り曲げて分割外輪を製造する工程と、二つの分割外輪を合わせ面で合わせて上記座屈部を座屈させる工程とを含むことを特徴とするものである。

本発明の製造方法によると、両分割外輪のブランク材のブランク長さには、座屈部の座屈による円周方向の寸法短縮を見込んでいるので、合わせ面に隙間が無く、段差も無いほぼ円筒状の外輪を製作することができ、二つの分割外輪により円筒状とした外輪を組み込んだ二つ割り軸受においては、外輪の軌道面が転動体にとり極めて好ましい転動環境を提供することができるとともに、振動や騒音の発生も大きく抑制された二つ割り軸受を提供することができるようになる。

本発明によると、分割外輪の合わせ面に隙間無く、また、座屈部以外の他の部分には、その合わせによる座屈が発生しなくなり、座屈に起因した外輪軌道の変形を防止することができる。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係る二つ割り軸受用の外輪（説明の都合で分割外輪との区別のため単に外輪または合わせ外輪ともいう）およびこれを備えた二つ割り軸受を詳細に説明する。図１は、実施の形態の外輪を構成する二つの分割外輪の斜視図、図２は、実施の形態の外輪の側面図、図３は、両分割外輪の円周方向一方端の座屈部が座屈していく様子の説明に供する図、図４は、両分割外輪の座屈部の座屈による寸法短縮の説明に供する図、図５は、実施の形態の外輪を組み込んだ二つ割り軸受を分解して示す斜視図、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）は、分割外輪の座屈部の各変形例を示す図、図７は別の外輪を構成する二つの分割外輪の斜視図、図８は図７の二つの分割外輪を合わせた外輪の斜視図、図９は、実施の形態の二つ割り軸受を車両内燃機関のクランクピンとコンロッドとからなる動力伝達装置に組み込んだ状態で示す断面図である。

図１および図２を参照して、実施の形態による外輪１０を説明する。なお、図１および図２おいては、理解の便宜のため、図１の外輪１０では両分割外輪１２，１４の座屈部１２ａ，１４ａが座屈する前の状態で、図２では両分割外輪の座屈部１２ａ，１４ａが座屈した状態でそれぞれ示されている。これらの図に示す外輪１０は、半円筒状の二つの第１、第２の分割外輪１２，１４によりほぼ円筒状に構成される。両分割外輪１２，１４は、その円周方向両端が円周方向斜め直線形状とされ、両分割外輪１２，１４を合わせたとの両端間の隙間形状を円周方向に対して斜め形状として転動体の転動音を小さく抑制可能としている。分割外輪１２，１４の円周方向両端は円周方向に対してＳ字形状、その他、円周方向に直交しても鋸歯状、三角形状、等でもよい。この分割外輪１２，１４の円周方向両端の円周方向斜めの端面は両分割外輪１２，１４の合わせ面となる。両分割外輪１２，１４は、円周方向両端に座屈変形可能な剛性強度が弱い形状に形成された座屈部１２ａ，１４ａを備えている。座屈部１２ａ，１４ａは、当該分割外輪１２，１４内で他の部分りも低い剛性を有するように、複数の凹部１２ａ１，１４ａ１と複数の凸部１２ａ２，１４ａ２とが軸方向交互に並設された凹凸形状とされて、実質、肉厚が他の部分の肉厚よりも薄肉とされて低剛性形状、換言すれば、座屈部１２ａ，１４ａが他の部分よりも先に座屈変形することが可能な形状になっている。凸部１２ａ２，１４ａ２の軸方向厚さは薄肉とすることが好ましい。凸部１２ａ２，１４ａ２の半径方向厚さも薄肉とすることが好ましい。座屈部１２ａ，１４ａの凹凸形状は、特に限定されるものではない。座屈部１２ａ，１４ａの凸部１２ａ２，１４ａ２の形状は、四角柱、三角端、円柱、円錐、三角錐、等、適宜に設定することができる。

座屈部１２ａ，１４ａの凹凸形状において、座屈部１２ａの複数の凸部１２ａ２それぞれの高さおよび幅、複数の凹部１２ａ１それぞれの深さおよび幅と、座屈部１４ａの複数の凸部１４ａ２それぞれの高さおよび幅、複数の凹部１４ａ１それぞれの深さおよび幅は、互いに種々であり、また、座屈部１２ａの複数の凸部１２ａ２と座屈部１４ａの複数の凸部１４ａ２との合わせ位置は軸方向に適宜にずれており、したがって、座屈部１２ａの複数の凸部１２ａ２が、座屈部１４ａの複数の凹部１４ａ１に入り込んだり、座屈部１２ａの複数の凹部１２ａ１が、座屈部１４ａの複数の凸部１４ａ２に入り込んだりしない構成になって座屈変形しやすくされている。

図３を参照して、座屈部１２ａ，１４ａにおける座屈を説明する。まず、図３（ａ）で示すように座屈部１２ａ，１４ａを対向させ、次いで、座屈部１２ａ，１４ａを合わせ、円周方向に応力を加えると、座屈部１２ａ，１４ａは凹凸により低剛性とされているので、図３（ｂ）で示すように容易に座屈変形（押し潰しによる塑性変形）し始め、さらに応力を加えて合わせていくと、座屈部１２ａ，１４ａが必要とする程度に座屈し、図３（ｃ）で示すように、座屈部１２ａ，１４ａは円周方向に所要寸法分、短縮した形状となる。

この座屈部１２ａ，１４ａでは分割外輪１２，１４の円周方向あるいは外径側へ座屈することができる。座屈部１２ａ，１４ａは、内径側へは座屈しないことにより、該座屈部１２ａ，１４ａの座屈による分割外輪１２，１４の軌道への影響は抑制される。

図４を参照して、図３で説明したように座屈部１２ａ，１４ａが合わされた両分割外輪１２，１４を合わせる前と合わせた後それぞれの座屈部１２ａ，１４ａの円周方向長さの変化を説明する。図４（ａ）は両分割外輪１２，１４の座屈部１２ａ，１４ａが座屈していない状態を、また、図４（ｂ）は図４（ａ）の状態から円周方向の応力により座屈部１２ａ，１４ａが座屈した状態を示す。座屈部１２ａ，１４ａの座屈前の合計円周方向長は図４（ａ）で示すように２ｔとし、座屈した後は図４（ｂ）で示すように座屈部１２ａ，１４ａの合計円周方向長は２ｔ−２Δｔとする。各座屈部１２ａ，１４ａはそれぞれ座屈によりΔｔ短縮することになる。そのため、分割外輪１２，１４それぞれはブランク材の段階では、外輪１０の円周長を２Ｌとすると、一枚のブランク材のブランク長はＬ＋Δｔとする。このようなブランク材を準備した後、ブランク材をほぼ半円筒状に曲げ加工して分割外輪１２，１４を作り、その後、両分割外輪１２，４１４を座屈部１２ａ，１４ａで合わせてから座屈部１２ａ，１４ａを座屈させる。これにより、円周長２Ｌの外輪１０を得ることができる。以上により、ブランク材の合計ブランク長さは、各座屈部１２ａ，１４ａが座屈により短縮する座屈寸法Δｔ分を見込んで、Δｔ分長く設定するとよいこととなる。上記ブランク材から分割外輪１２，１４を製作した場合、外輪１０には合わせ面に隙間や段差が無くなり、軌道面での転動体に対して良好な転動環境を与えることができる。

図５を参照して本実施の形態の合わせ外輪１０を組み込んだ二つ割り軸受２０を説明すると、二つ割り軸受２０は、二つの分割外輪１２，１４からなる合わせ外輪１０と、合わせ外輪１０の内径面に配置された複数の転動体（ころ）２２と、二つの分割保持器２４ａ，２４ｂを合わせてなりかつ各転動体２２を保持する保持器２４とを備えている。二つ割り軸受２０においては、分割外輪１２，１４の座屈部１２ａ，１４ａが他の部分よりも低い剛性形状を有し先に座屈するので、分割外輪１２，１４の円周長を長くして分割外輪１２，１４の合わせ面に隙間が発生しないようにすることができ、また、合わせに際しては座屈部１２ａ，１４ａが他の部分よりも先に座屈し、かつ、座屈部１２ａ，１４ａが座屈により短縮する結果、円筒状の外輪１０の全体では軌道変形が発生するようなことがなくなる。その結果、転動体２２の良好な転動環境に必要な該軌道の真円度、円筒度等が損なわれずに済むとともに、転動体２２の転動騒音の発生も抑制することができる。

図６（ａ）（ｂ）（ｃ）を参照して分割外輪１２，１４の変形例を説明する。図６（ａ）は、一方の分割外輪１２の座屈部１２ａを半径方向一方側１２ａ３において軸方向に薄肉となし半径方向他方側１２ａ４において軸方向に凹凸となし、他方の分割外輪１４の座屈部１４ａを半径方向一方側１４ａ３において軸方向に凹凸となし半径方向他方側１４ａ４において軸方向に薄肉としたものである。図６（ｂ）は、一方の分割外輪１２の端面を平坦面となし、他方の分割外輪１４の端面に複数の凹部１４ａ１と凸部１４ａ２とを設けたものである。図６（ｃ）は一方の分割外輪１２の端面を平坦面となし、他方の分割外輪１４の端面に複数の凹部１４ａ１と凸部１４ａ２とを設けたものであるが、凸部１４ａ２が山形状ないしは三角状に突出したものである。図６（ａ）の座屈部１２ａ，１４ａ、図６（ｂ）の座屈部１４ａも、図６（ｃ）の座屈部１４ａも分割外輪１２，１４の合わせにより容易に座屈変形する。

図７および図８を参照して本発明の他の実施の形態に係る外輪１０を説明する。この外輪１０は、上記実施の形態と同様に、ほぼ半円筒状の二つ分割外輪１２，１４から構成されている。分割外輪１２，１４は、円周方向両端の端面形状において、軸方向両側の一方に円周方向に大きく突き出る大凸部１２ｄ，１４ｄと軸方向他方に円周方向に小さく突き出る小凸部１２ｅ，１４ｅとを有する。第１の分割外輪１２において大凸部１２ｄと小凸部１２ｅとの間には小凸部１２ｅ側からの急な勾配の傾斜面１２ｆと大凸部１２ｄ側からの緩やかな勾配の傾斜面１２ｇとからなる凹部１２ｈが形成されている。第２の分割外輪１４において大凸部１４ｄと小凸部１４ｅとの間には、小凸部１２ｅ側からの急な勾配の傾斜面１４ｆと大凸部１４ｄ側からの緩やかな勾配の傾斜面１４ｇとからなる凹部１４ｈが形成されている。この分割外輪１２の円周方向一端側の端面と、分割外輪１４の円周方向一端側の端面とに、上記座屈部１２ａ，１４ａが形成されている。すなわち、両分割外輪１２，１４は円周方向の一端側に座屈部１２ａ，１４ａを備えたものであり、両分割外輪１２，１４を合わせると、両座屈部１２ａ，１４ａは上述と同様に容易に座屈して図８で示す外輪１０を得ることができる。

図９を参照して本実施の形態の二つ割り軸受２０を、車両内燃機関におけるクランクピンとコンロッドとからなる動力伝達装置に組み込んだ使用形態を説明する。図９では外輪１０の座屈部１２ａ，１４ａは図面の明瞭化のためその図示を省略している。コンロッド３０の大端部３０ａはクランクピン３２に支持されている。コンロッド大端部３０ａは、半円形状の内面を有する本体部３０ａ１に半円形状の内面を有するキャップ部３０ａ２をボルト３０ａ３で締結することにより円形貫通孔３０ａ４を形成した構造になっている。この本体部３０ａ１とキャップ部３０ａ２とで形成する円形貫通孔３０ａ４に二つ割りころ軸受２０が組み込まれる。クランクピン３２は二つ割りころ軸受２０の内輪を構成する。

実施の形態の二つ割り軸受２０を上記動力伝達装置に組み込んだ場合、分割外輪１２，１４を合わせてなる外輪１０の内径面の軌道は転動体２２の良好な転動環境に必要な真円度、円筒度等を保持しているので、コンロッド３０からクランクピン３２への動力伝達性能を長期に維持することができるものとなる。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内で、種々な変更ないしは変形を含むものである。

本発明の実施の形態に係る外輪を分解して示す斜視図である。 実施の形態の外輪の側面図である。 座屈部が座屈する状態の説明に供する図である。 座屈部の座屈による寸法短縮の説明に供する図である。 実施の形態の二つ割り軸受を分解して示す斜視図である。 座屈部の他の各変形例を（ａ）（ｂ）（ｃ）で示す図である。 別の形態の外輪を分解して示す斜視図である。 図７の外輪の斜視図である。 実施の形態の二つ割り軸受をコンロッド大端部とクランクピンとからなる動力伝達装置に組み込んだ状態を示す側面図である。

符号の説明

１０ 外輪
１２ 分割外輪
１２ａ 座屈部
１４ 分割外輪
１４ａ 座屈部

Claims (4)

1. ほぼ半円筒状の二つの分割外輪をそれらの円周方向両端の端面を合わせ面として合わせてなる二つ割り軸受用外輪において、上記分割外輪は円周方向両端の合わせ面に、上記合わせにより座屈変形可能な座屈部を備えている、ことを特徴とする二つ割り軸受用外輪。
2. 上記分割外輪は、座屈部が座屈により寸法短縮する分を見込んだブランク長さを有するブランク材から製作したものである、ことを特徴とする請求項１に記載の二つ割り軸受用外輪。
3. ほぼ半円筒状の二つの分割外輪をそれらの円周方向両端の端面を合わせ面として合わせてなる外輪と、外輪の内径面に配置される複数のころと、ころを転動自在に保持する保持器とを備えた二つ割り軸受において、上記外輪に、請求項１または２に記載の外輪を備えた、ことを特徴とする二つ割り軸受。
4. 半円筒状の二つの分割外輪からなりかつそれらの円周方向両端の端面を合わせ面として合わせてなるもので、分割外輪がその合わせ面に座屈部を備えた二つ割り軸受用外輪の製造方法において、座屈部が座屈により寸法短縮する分を見込んだブランク長さを有するブランク材を準備する工程と、上記ブランク材を半円筒状に折り曲げて分割外輪を製造する工程と、二つの分割外輪を合わせ面で合わせて上記座屈部を座屈させる工程とを含む、ことを特徴とする二つ割り軸受用外輪の製造方法。
   

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