JP2007002914A - 軌道輪分割形転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 クランクケース等の分割型ハウジングの割り面に、組立誤差に起因して生じた位置ズレに対して、軸受の円滑な作動の確保及び異音等の発生防止を図る。
【解決手段】 外輪１１は、分割面１１ａで円周方向に２分割（図中、上下に２分割）されており、各外輪１１ｂ，１１ｃのそれぞれの両端部には、他の部位よりも肉厚ｔの薄い肉厚減少部２０，２１が、円周方向に沿って肉厚ｔをなだらかに変化するように（肉厚ｔ１→ｔ２）形成されている。また、外輪１１の一方１１ｂの各肉厚減少部２０と外輪１１の他方１１ｃの各肉厚減少部２１とが、外輪１１の分割面１１ａでそれぞれ合わせられ、分割面１１ａを挟んで連続された状態において、当該連続された肉厚減少部２０，２１は、各外輪１１ｂ，１１ｃの曲率半径より小さい曲率半径を有する円弧形状を形成しており、かつ、連続された肉厚減少部２０，２１の円周方向に沿う長さＬは、ころ１２の円周方向に沿う配置間隔Ｐ未満である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、外輪が円周方向に２分割された軌道輪分割形転がり軸受に関し、詳しくは、例えば自動車、船舶等のエンジンにおいて、クランクシャフトをクランクケースに支持させるサポート軸受として使用される軌道輪分割形ラジアル針状ころ軸受に関する。

一般に、自動車、船舶等のエンジンにおいては、クランクシャフトを支持するクランクケースが、分割型ハウジングであるため、クランクシャフトをクランクケースに回転自在に支持するサポート軸受としては、２分割された軌道輪分割形軸受が使用される。軌道輪分割形軸受としては、摩擦低減の観点から、滑り軸受に代わり、軌道輪分割形ころ軸受等の転がり軸受が使用されることがある。

従来から、外輪が円周方向に２分割された軌道輪分割形ころ軸受は知られている（例えば、特許文献１参照）。図３は、特許文献１で開示されている割り型軸受を示す斜視図である。

図３を参照すると、割り型軸受１００において、外輪１０１は、内径面をころの転走面とする鍔無し型であり、軸方向に沿う２箇所の割り面１０１ａで円周方向に２分割される。外輪１０１の外径面には、環状溝１０２が、割り面１０１ａの両側の外輪分割体１０１ｂ，１０１ｃに跨って形成されており、環状溝１０２には、連結部材が嵌合されることにより、各外輪分割体１０１ｂ，１０１ｃが一体に締結される。

外輪１０１の割り面１０１ａは、自然割り工程により形成される。すなわち、真円状の一体型の外輪を切断し、切削代不要の自然割れにより２分割され、各外輪分割体１０１ｂ，１０１ｃとされる。

このような自然割れにより２分割された外輪１０１では、分割による円周方向長さの減少を伴わず、各外輪分割体１０１ｂ，１０１ｃ同士のズレが調整されるが、各外輪分割体１０１ｂ，１０１ｃのつなぎ目において、ミクロン単位で段差が発生することは避けられない。

ところで、エンジンのクランクケースのような分割型ハウジングでは、組立誤差に起因して割り面に位置ズレを生じてしまう恐れがある。
分割型ハウジングの割り面に位置ズレを生じた場合、上述した割り型軸受１００を含め、図４に示すような従来の軌道輪分割形転がり軸受１１０では、分割面１１１ａで２分割された各外輪分割体１１１ｂ，１１１ｃのつなぎ目において、ミクロン単位で発生する段差が重畳されてしまう。このため、図５に示すように、ころ１１２又は保持器の分割部と各外輪分割体１１１ｂ，１１１ｃの端部エッジとの衝突（図５中、符号Ａで示す円内参照）が生じる恐れがあり、軌道輪分割形転がり軸受１１０の円滑な作動を確保することができず、異音等の発生を招くという問題があった。

また、図６に示すように、分割型ハウジングの割り面の位置ズレ量（ズレ方向は矢印Ｃ方向）が、外輪１１１ところ１１２とのラジアル方向の隙間より大きい場合には、当該ラジアル隙間が前記位置ズレ量に相殺されてしまう。このため、ころ１１２が、分割型ハウジングの割り面の位置（＝外輪１１１の分割面１１１ａの位置）で拘束された状態となり、回転不具合を起こすという問題もあった。

このような不具合を回避する軌道輪分割形転がり軸受として、従来、図７及び図８に示すように、肉厚減少部を有する軌道輪分割形転がり軸受１２０がある。
すなわち、軌道輪分割形転がり軸受１２０の外輪１２１の分割面１２１ａで２分割された各外輪分割体１２１ｂ，１２１ｃにおいて、分割面１２１ａ側の端部の肉厚ｔ２が、その他の部位の肉厚ｔ１よりも小さく形成され、肉厚減少部１３０，１３１を構成している。肉厚減少部１３０，１３１により、各外輪分割体１２１ｂ，１２１ｃの分割面１２１ａ付近における外輪１２１ところ１２２とのラジアル方向の隙間が拡大される（図８中、符号Ｄで示す円内参照）。これにより、分割型ハウジングの割り面位置でのころ１２２の拘束が回避される。
特開平６―８１８４６号公報（第２頁、第１図）

上述した図７及び図８に示す軌道輪分割形転がり軸受１２０では、各外輪分割体１２１ｂ，１２１ｃの分割面１２１ａにおいて、肉厚減少部１３０，１３１が、円周方向に沿って肉厚をなだらかに変化するように形成されることにより、分割面１２１ａ付近のころ１２２が拘束を受けなくなり、ころ１２２と各外輪分割体１２１ｂ，１２１ｃの端部エッジとの衝突が回避される。

しかし、図９及び図１０に示すように、各外輪分割体１２１ｂ，１２１ｃの分割面１２１ａ付近における外輪１２１ところ１２２とのラジアル方向の拡大された隙間ＣＬの範囲内で、ころ１２２が自由に運動可能となるため、ころ１２２と外輪１２１の軌道面（内周面）との衝突音が発生してしまうという問題があった。

また、各外輪分割体１２１ｂ，１２１ｃの肉厚減少部１３０，１３１が円周方向に長い程、外輪１２１の軌道面に衝突するころ１２２の数が多くなり（図１０では４個、符号Ｅで示す円内参照）、衝突音が更に大きくなるという問題もあった。

更に、各外輪分割体１２１ｂ，１２１ｃの肉厚減少部１３０，１３１が円周方向に長いと、軌道輪分割形転がり軸受１２０が支持するクランクシャフト等のシャフトの振れが発生し易くなり、ころ１２２の振動とシャフトの振動が重なって更に大きな振動・騒音を発生させるという問題もあった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、クランクケース等の分割型ハウジングの割り面に、組立誤差に起因して位置ズレが生じた場合でも、外輪の分割面における転動体と外輪の端部エッジとの衝突を回避させることができるとともに、外輪軌道面への転動体の衝突に伴う振動・騒音の発生を防止することができ、円滑な作動の確保及び異音等の発生防止を図ることができる軌道輪分割形転がり軸受を提供することを目的とする。

１）本発明の軌道輪分割形転がり軸受は、外輪及び内輪間に複数の転動体を円周方向に沿って所定の間隔をあけて配置され、外輪が分割面で円周方向に２分割された軌道輪分割形転がり軸受において、２分割された外輪がそれぞれ、一定の曲率半径を有する半円状に形成されるとともに、各外輪のそれぞれの両端部には、他の部位よりも肉厚の薄い肉厚減少部が形成されており、外輪の一方の各肉厚減少部と外輪の他方の各肉厚減少部とが、外輪の分割面でそれぞれ合わせられ、分割面を挟んで連続された状態で、当該連続された肉厚減少部の円周方向に沿う長さは、転動体の円周方向に沿う配置間隔以下であることを特徴とする。

この軌道輪分割形転がり軸受では、２分割された外輪がそれぞれ、一定の曲率半径を有する半円状に形成されるとともに、各外輪のそれぞれの両端部には、他の部位よりも肉厚の薄い肉厚減少部が形成されることにより、外輪の分割面付近において、外輪と転動体とのラジアル隙間が増大する。したがって、エンジンのクランクケース等の分割型ハウジングの割り面に、組立誤差に起因して位置ズレが生じた場合でも、外輪の分割面におけるころと外輪の端部エッジとの衝突が回避される。

また、外輪の一方の各肉厚減少部と外輪の他方の各肉厚減少部とが、外輪の分割面でそれぞれ合わせられ、分割面を挟んで連続された状態で、当該連続された肉厚減少部の円周方向に沿う長さは、転動体の円周方向に沿う配置間隔以下であるので、肉厚減少部を同時に通過する転動体の数が確実に１個以下となり、肉厚減少部通過に伴う転動体の振動が、他の転動体の振動と同時に発生することはなく、外輪軌道面への転動体の衝突に伴う振動及び騒音の発生が抑制される。
これらにより、円滑な作動及び異音等の発生防止に優れた軌道輪分割形転がり軸受が得られる。

２）本発明の軌道輪分割形転がり軸受は、前記１）記載の軌道輪分割形転がり軸受において、前記２分割された各外輪の肉厚減少部がそれぞれ、円周方向に沿って肉厚をなだらかに変化するように形成されており、外輪の一方の各肉厚減少部と外輪の他方の各肉厚減少部とが、外輪の分割面でそれぞれ合わせられた状態で、分割面を挟んで連続された肉厚減少部は、各外輪の曲率半径より小さい曲率半径を有する円弧形状を形成することを特徴とする。

この軌道輪分割形転がり軸受では、２分割された外輪がそれぞれ、一定の曲率半径を有する半円状に形成されるとともに、各外輪のそれぞれの両端部には、他の部位よりも肉厚の薄い肉厚減少部が形成され、更に各外輪の肉厚減少部がそれぞれ、円周方向に沿って肉厚をなだらかに変化するように形成されている。そして、外輪の一方の各肉厚減少部と外輪の他方の各肉厚減少部とが、外輪の分割面でそれぞれ合わせられ、分割面を挟んで連続された状態で、当該連続された肉厚減少部が、各外輪の曲率半径より小さい曲率半径を有する円弧形状を形成することにより、外輪の分割面に近づくに従って、外輪と転動体とのラジアル隙間が連続的に増大する。

したがって、エンジンのクランクケース等の分割型ハウジングの割り面に、組立誤差に起因して位置ズレが生じた場合でも、外輪の分割面における転動体と外輪の端部エッジとの衝突が回避され、円滑な作動及び異音等の発生防止に優れた軌道輪分割形転がり軸受が得られる。

本発明の軌道輪分割形転がり軸受によれば、クランクケース等の分割型ハウジングの割り面に、組立誤差に起因して位置ズレが生じた場合でも、軸受の円滑な作動の確保及び異音等の発生防止を図ることができるとともに、外輪軌道面への転動体の衝突に伴う振動及び騒音の発生等を抑制させることができる。

以下、本発明を図示実施形態により説明する。
図１は、本発明の一実施形態である軌道輪分割形ラジアル針状ころ軸受の外輪及びころを示す要部概略断面図である。また図２は、図１の軌道輪分割形ラジアル針状ころ軸受の外輪に対するころの円周方向に沿う動きを示す要部概略断面図であり、図２（ａ）は、ころ中心が外輪の分割線と一致していない状態を、図２（ｂ）は、ころ中心が外輪の分割線と一致した状態をそれぞれ示す。

図１及び図２を参照すると、軌道輪分割形ラジアル針状ころ軸受１０は、図示しないエンジンのクランクケースに装着された外輪１１と、外輪１１の内周面（軌道面）とエンジンのクランクシャフトのジャーナル部との間に介装される多数のころ１２と、各ころ１２をそれぞれ周方向に沿って等間隔に保持する保持器（図示しない）とから構成されている。軌道輪分割形ラジアル針状ころ軸受１０は、図示しないエンジンのクランクシャフトのジャーナル部を、クランクケースに回転自在に支持させるクランクシャフトのサポート軸受である。

外輪１１は、分割面１１ａで円周方向に２分割（図１及び図２中、上下に２分割）されており、２分割された外輪１１ｂ，１１ｃがそれぞれ、一定の曲率半径を有する半円状に形成される。

各外輪１１ｂ，１１ｃのそれぞれの両端部には、他の部位の肉厚ｔ１よりも肉厚の薄い肉厚減少部２０，２１が、円周方向に沿って肉厚ｔをなだらかに変化する（肉厚ｔ１→ｔ２）ように形成されている。すなわち肉厚減少部２０，２１は、肉厚ｔ１の境界部２２を起点として、最小の肉厚ｔ２となる分割面１１ａとの境界部２３まで、肉厚差δとなるように肉厚ｔをなだらかに変化される。

また、外輪１１の一方１１ｂの各肉厚減少部２０と外輪１１の他方１１ｃの各肉厚減少部２１とが、外輪１１の分割面１１ａでそれぞれ合わせられ、分割面１１ａを挟んで連続された状態（図１に示す状態）において、当該連続された肉厚減少部２０，２１は、各外輪１１ｂ，１１ｃの曲率半径より小さい曲率半径を有する円弧形状を形成している。

したがって、外輪１１の分割面１１ａに近づくに従って、外輪１１の内周面ところ１２及び保持器とのラジアル隙間が連続的に増大する。すなわち、図１及び図２中の垂直方向の隙間より水平方向（分割面１１ａに沿う方向）の隙間が大きくなり、軸受中心Ｏ及び分割面１１ａを通る中心線（図１及び図２中、水平線）上で最大の隙間となる。これにより、エンジンのクランクケース等の分割型ハウジングの割り面に、組立誤差に起因して位置ズレが生じた場合でも、外輪１１の分割面１１ａにおけるころ１２又は保持器の分割部と外輪１１の端部エッジとの衝突が回避される。

また、外輪１１の一方１１ｂの各肉厚減少部２０と外輪１１の他方１１ｃの各肉厚減少部２１とが、外輪１１の分割面１１ａでそれぞれ合わせられ、分割面１１ａを挟んで連続された状態において、当該連続された肉厚減少部２０，２１の円周方向に沿う長さＬは、ころ１２の円周方向に沿う配置間隔（ピッチ）Ｐ未満である、すなわち長さＬ＜配置間隔Ｐである。

したがって、肉厚減少部２０，２１を同時に通過するころ１２の数が確実に１個以下となり、肉厚減少部２０，２１通過に伴うころ１２の振動が、他のころ１２の振動と同時に発生することはない。これにより、外輪１１の軌道面（内周面）へのころ１２の衝突に伴う振動及び騒音の発生が抑制される。

以上のように上記実施形態によれば、２分割された外輪１１ｂ，１１ｃがそれぞれ、一定の曲率半径を有する半円状に形成されるとともに、各外輪１１ｂ，１１ｃのそれぞれの両端部には、他の部位よりも肉厚ｔの薄い肉厚減少部２０，２１が形成される。

また、各外輪１１ｂ，１１ｃの肉厚減少部２０，２１がそれぞれ、円周方向に沿って肉厚ｔをなだらかに変化する（肉厚ｔ１→ｔ２）ように形成されており、外輪１１の一方１１ｂの各肉厚減少部２０と外輪１１の他方１１ｃの各肉厚減少部２１とが、外輪１１の分割面１１ａでそれぞれ合わせられ、分割面１１ａを挟んで連続された状態で、当該連続された肉厚減少部２０，２１は、各外輪１１ｂ，１１ｃの曲率半径より小さい曲率半径を有する円弧形状を形成する。

したがって、外輪１１の分割面１１ａに近づくに従って、外輪１１ところ１２及び保持器とのラジアル隙間を連続的に増大させることができる。これにより、エンジンのクランクケース等の分割型ハウジングの割り面に、組立誤差に起因して位置ズレが生じた場合でも、外輪１１の分割面１１ａにおけるころ１２又は保持器の分割部と外輪１１の端部エッジとの衝突を回避させることができる。

更に、外輪１１の一方１１ｂの各肉厚減少部２０と外輪１１の他方１１ｃの各肉厚減少部２１とが、外輪１１の分割面１１ａでそれぞれ合わせられ、分割面１１ａを挟んで連続された状態で、当該連続された肉厚減少部２０，２１の円周方向に沿う長さＬは、ころ１２の円周方向に沿う配置間隔Ｐ未満（長さＬ＜配置間隔Ｐ）である。

したがって、当該連続された肉厚減少部２０，２１を同時に通過するころ１２の数を、確実に１個以下とすることができ、肉厚減少部２０，２１通過に伴うころ１２の振動が他のころ１２の振動と同時に発生することを防止することができるとともに、外輪１１の軌道面へのころ１２の衝突に伴う振動及び騒音の発生を抑制させることができる。

これらにより、軌道輪分割形ラジアル針状ころ軸受１０の円滑な作動を確保することができるとともに、異音等の発生を防止することができる。したがって、軌道輪分割形ラジアル針状ころ軸受１０により支持されたクランクシャフトのスムーズな回転を確保することができ、エンジンの低騒音化及び長寿命化を図ることができるとともに、省燃費化及び高速回転化を実現することができる。また、クランクケースの位置ズレ許容量を増大させることができ、エンジン組立工程の低コスト化を図ることができる。

本発明により得られる軌道輪分割形転がり軸受は、高い回転性能及び大きな負荷容量を要求されるエンジンのクランクシャフトのサポート軸受として好適に用いられる。

本発明は、クランクシャフトのサポート軸受のみに制限されず、いずれの分割型ハウジングにも適用することができ、いずれも本発明の範囲内であることは言うまでもない。

本発明の一実施形態である軌道輪分割形ラジアル針状ころ軸受の外輪及びころを示す要部概略断面図である。 図１の軌道輪分割形ラジアル針状ころ軸受の外輪に対するころの円周方向に沿う動きを示す要部概略断面図である。 特許文献１で開示されている割り型軸受を示す斜視図である。 従来の軌道輪分割形転がり軸受を示す概略断面図である。 図４の軌道輪分割形転がり軸受の要部拡大断面図である。 図４の軌道輪分割形転がり軸受において、分割型ハウジングの割り面の位置ズレにより、ころが拘束された状態を示す概略断面図である。 外輪の肉厚を示す概略図である。 図７のＢ部拡大図である。 従来の軌道輪分割形転がり軸受を示す概略断面図である。 図９の軌道輪分割形転がり軸受の要部断面図である。

符号の説明

１０ 軌道輪分割形転がり軸受（軌道輪分割形ラジアル針状ころ軸受）
１１ 外輪
１１ａ 分割面
１１ｂ ２分割された外輪の一方
１１ｃ ２分割された外輪の他方
１２ ころ
２０，２１ 肉厚減少部
２２ 境界部（肉厚減少部の起点）
２３ 境界部（肉厚減少部の最小肉厚の部位）
ｔ 肉厚
ｔ１ 肉厚減少部における起点の肉厚
ｔ２ 肉厚減少部における最小の肉厚
δ 肉厚減少部における最大及び最小の肉厚差
Ｌ 外輪の分割面を挟んで連続された肉厚減少部の円周方向に沿う長さ
Ｐ ころの円周方向に沿う配置間隔（ピッチ）

Claims (2)

1. 外輪及び内輪間に複数の転動体を円周方向に沿って所定の間隔をあけて配置され、外輪が分割面で円周方向に２分割された軌道輪分割形転がり軸受において、
   ２分割された外輪がそれぞれ、一定の曲率半径を有する半円状に形成されるとともに、各外輪のそれぞれの両端部には、他の部位よりも肉厚の薄い肉厚減少部が形成されており、
   外輪の一方の各肉厚減少部と外輪の他方の各肉厚減少部とが、外輪の分割面でそれぞれ合わせられ、分割面を挟んで連続された状態で、当該連続された肉厚減少部の円周方向に沿う長さは、転動体の円周方向に沿う配置間隔以下であることを特徴とする軌道輪分割形転がり軸受。
2. 前記２分割された各外輪の肉厚減少部がそれぞれ、円周方向に沿って肉厚をなだらかに変化するように形成されており、
   外輪の一方の各肉厚減少部と外輪の他方の各肉厚減少部とが、外輪の分割面でそれぞれ合わせられ、分割面を挟んで連続された状態で、当該連続された肉厚減少部は、各外輪の曲率半径より小さい曲率半径を有する円弧形状を形成することを特徴とする請求項１記載の軌道輪分割形転がり軸受。

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