JP2007024143A - 割れ型転がり軸受 - 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低コストに図る。
【解決手段】 エンジンのクランクケース１の内径面の半周分の長さをＳ、エンジンのクランクケース１との嵌め合いによる外輪外径の円周方向長さの変化量をｋ、外輪１０を真円から対称に２分割加工するための最小取り代をｇ、エンジンのクランクケース１の内径面に組み込まれる前の外輪１０の外径をＤとすると、Ｄ＞（Ｓ＋ｋ＋ｇ）×２／πであり、外輪の外径Ｄの最小値が制限されている。これにより、外輪１０の分割面１０ａにおけるころ又は保持器と外輪１０の端部エッジとの衝突による異音等の発生が防止され、また１個の真円状外輪１０から２個の略半円状の外輪１０ｂ，１０ｃを作れる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、外輪が円周方向に２分割されており、エンジンのクランクケース等の割れ型ハウジングの内径面に組み込まれる割れ型転がり軸受に関し、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割れ型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分割された割れ型軸受が使用される。割れ型軸受としては、摩擦低減の観点から、滑り軸受に代わり、割れ型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分割された割れ型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。

また、外輪を２分割する方法としては、上述した自然割れによる方法の他、図４に示すように、クラッシュで嵌め合いを与えることにより、外輪を２分割する加工法もある。
特開平６―８１８４６号公報（第２頁、第１図）

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、上述した図３に示す従来の割り型軸受１００では、分割面が加工されないままであるので、２分割された各外輪分割体１０１ｂ，１０１ｃのつなぎ目において、緊密性が保証できず、ころ又は保持器の分割部と各外輪分割体１０１ｂ，１０１ｃの端部エッジとの衝突により、割り型軸受１００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４に示すクラッシュで嵌め合いを与える加工法により２分割された外輪１１０では、分割面１１０ａが加工されるので、外輪１１０のつなぎ目において緊密性が保証される。

しかし、外輪１１０の外径が分割型ハウジングの内径面の半周分の長さＳと略等しいため、低音饗仕様実現のために締め代のような嵌め合いを採用する場合には、外輪１１０にクラッシュＣが必要となる。したがって、１個の真円状の外輪からは、１個の半円状の外輪１１０しか作ることができず、２個の半円状の外輪１１０を作るには、２個の真円状の外輪が必要となる。このため、製造コストが上昇してしまうという問題があった。

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、外輪の分割面の緊密性が確保でき、円滑な作動の確保及び異音等の発生防止を低コストに図ることができる割れ型転がり軸受を提供することを目的とする。

本発明の割れ型転がり軸受は、外輪が分割面で円周方向に２分割されており、割れ型ハウジングの内径面に組み込まれる割れ型転がり軸受において、割れ型ハウジングの内径面の半周分の長さをＳ、割れ型ハウジングとの嵌め合いによる外輪外径の円周方向長さの変化量をｋ、外輪を真円から対称に２分割加工するための最小取り代をｇ、２分割されて割れ型ハウジングの内径面に組み込まれる前の外輪の外径をＤとすると、Ｄ＞（Ｓ＋ｋ＋ｇ）×２／πであることを特徴とする。

この割れ型転がり軸受では、Ｄ＞（Ｓ＋ｋ＋ｇ）×２／πであり、Ｄの最小値が制限されるので、１個の真円状の外輪から、２分割された２個の半円状の外輪を作ることが可能であり、製造コストが低減されるものでありながら、外輪の分割面が機械加工可能であり、分割面の緊密性が保証される。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又は保持器と外輪の端部エッジとの衝突による異音等の発生防止に優れた割れ型転がり軸受が得られる。

また、Ｄ＜（Ｓ＋ｋ＋５）×２／πであることにより、外輪の外径Ｄの最大値が制限されるので、外輪の分割面近傍において、外輪と分割型ハウジングとの間に過大な圧縮応力が発生することが回避され、組み立て性向上及び分割型ハウジングの内径面へのダメージ発生防止に優れた割れ型転がり軸受が得られる。

本発明の割れ型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低コストに図ることができる。

以下、本発明を図示実施形態により説明する。
図１は本発明の第１実施形態である割れ型転がり軸受の外輪を示す概略図であり、図２は図１の割れ型転がり軸受が組み込まれるエンジンのクランクケース（分割型ハウジング）を示す概略図である。

図１及び図２を参照すると、割れ型ラジアル針状ころ軸受は、分割型ハウジングであるエンジンのクランクケース１に装着される外輪１０と、外輪１０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（図示しない）との間に介装される多数のころ（図示しない）と、各ころ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。割れ型ラジアル針状ころ軸受は、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１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１０は、分割面１０ａで円周方向に２分割（図１中、上下に２分割）されており、それぞれの外径形状及び内径形状が、１つの真円を２分割した半円に形成されている。２分割されてエンジンのクランクケース１の内径面に組み込まれる前の外輪１０の外径Ｄは、次式で表され、外径Ｄの最小値が制限されている。
Ｄ＞（Ｓ＋ｋ＋ｇ）×２／π

ここで、符号Ｓは、エンジンのクランクケース１の内径面の半周分の長さ、符号ｋは、エンジンのクランクケース１との嵌め合い（締め代）による外輪外径の円周方向長さの変化量、符号ｇは、汎用機械加工の場合における外輪１０を真円から対称に２分割加工するための最小取り代である。

すなわち、例えば、エンジンのクランクケース１の内径ｄ＝６０ｍｍ、エンジンのクランクケース１の内径面の半周分の長さＳ＝９４．２４８ｍｍ、エンジンのクランクケース１との嵌め合い（締め代）による外輪外径の円周方向長さの変化量ｋ＝０．０９４ｍｍ、汎用機械加工の場合における外輪１０を真円から対称に２分割加工するための最小取り代ｇ＝０．２ｍｍとすると、（Ｓ＋ｋ＋ｇ）×２／π＝６０．１８７ｍｍとなり、Ｄ＞６０．１８７ｍｍとなる。したがって、外輪１０の外径Ｄは、６０．１８７ｍｍより大きい値、例えばＤ＝６０．２ｍｍに設定される。これにより、１個の真円状の外輪１０から、２分割された２個の半円状の外輪１０ｂ，１０ｃを作ることが可能となる。

これにより、エンジンのクランクケース１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１０の分割面１０ａにおけるころ又は保持器と外輪１０の端部エッジとの衝突による異音等の発生が防止される。

また、２分割されてエンジンのクランクケース１の内径面に組み込まれる前の外輪１０の外径Ｄが、エンジンのクランクケース１の内径ｄよりやや大きいので、分割された外輪１０ｂ，１０ｃがエンジンのクランクケース１に組み込まれた状態では、分割面１０ａ近傍における外輪１０とエンジンのクランクケース１の内径面との間には、隙間が生じず、一定の圧縮応力が存在する。これにより、運転時の異音等が低減されるとともに、軸受内部の熱の優れた発散性が確保される。

次に、本発明の第２実施形態である割れ型転がり軸受について、図１及び図２を参照して説明する。
割れ型ラジアル針状ころ軸受において、エンジンのクランクケース１の内径面に組み込まれる前の外輪の外径Ｄは、次式で表され、外輪の外径Ｄの最小値及び最大値がそれぞれ制限される。
（Ｓ＋ｋ＋ｇ）×２／π＜Ｄ＜（Ｓ＋ｋ＋５）×２／π

すなわち、第２実施形態では、第１実施形態と同様の外輪の外径Ｄの最小値の制限に加え、Ｄ＜（Ｓ＋ｋ＋５）×２／πであることにより、外輪の外径Ｄの最大値が制限されるので、外輪の分割面近傍において、外輪とエンジンのクランクケース１との間に過大な圧縮応力が発生することが回避される。これにより、組み立て性の悪化及びエンジンのクランクケース１の内径面へのダメージが防止される。その他の構成及び作用については、上記第１実施形態と同様である。

例えば、エンジンのクランクケース１の内径ｄ＝６０ｍｍ、エンジンのクランクケース１の内径面の半周分の長さＳ＝９４．２４８ｍｍ、エンジンのクランクケース１との嵌め合い（締め代）による外輪外径の円周方向長さの変化量ｋ＝０．０９４ｍｍ、汎用機械加工の場合における外輪を真円から対称に２分割加工するための最小取り代ｇ＝０．２ｍｍとすると、（Ｓ＋ｋ＋ｇ）×２／π＝６０．１８７ｍｍ、（Ｓ＋ｋ＋５）×２／π＝６３．２４３ｍｍとなり、６０．１８７ｍｍ＜Ｄ＜６３．２４３ｍｍとなる。したがって、外輪の外径Ｄは、６０．１８７ｍｍより大きく、かつ、６３．２４３ｍｍより小さい値に設定される。

以上のように上記各実施形態によれば、エンジンのクランクケース１の内径面の半周分の長さをＳ、エンジンのクランクケース１との嵌め合いによる外輪外径の円周方向長さの変化量をｋ、外輪１０を真円から対称に２分割加工するための最小取り代をｇ、エンジンのクランクケース１の内径面に組み込まれる前の外輪１０の外径をＤとすると、Ｄ＞（Ｓ＋ｋ＋ｇ）×２／πであり、外輪１０の外径Ｄの最小値が制限されるので、１個の真円状の外輪１０から、２分割された２個の半円状の外輪１０ｂ，１０ｃを作ることが可能である。

これにより、製造コストが低減されるものでありながら、外輪１０の分割面１０ａが機械加工可能であり、分割面１０ａの緊密性が保証される。したがって、エンジンのクランクケース１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１０の分割面１０ａにおけるころ又は保持器と外輪１０の端部エッジとの衝突による異音等の発生を防止することができる。

そして、支持し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、エンジンの省燃費化及び高速回転化を実現することができる。また、エンジンのクランクケース１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。

更に、上記第２実施形態によれば、Ｄ＜（Ｓ＋ｋ＋５）×２／πであり、外輪の外径Ｄの最大値が制限されるので、外輪の分割面近傍において、外輪とエンジンのクランクケース１との間に過大な圧縮応力が発生することを回避することができる。これにより、組み立て性の向上及びエンジンのクランクケース１の内径面へのダメージ発生防止を図ることができる。

なお、上記各実施形態において、割れ型ラジアル針状ころ軸受の保持器としては、一体構造であっても２つ割れ構造であってもよく、特に限定されない。また、外輪１０の分割面１０ａの端部には、面取り加工を施してもよく、又は各外輪１０ｂ，１０ｃ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を形成させるように構成してもよい。これらによると、より一層の異音等の低減を図ることができる。

本発明により得られる割れ型転がり軸受は、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。

なお、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。

本発明の第１実施形態である割れ型転がり軸受の外輪を示す概略図である。 図１の割れ型転がり軸受が組み込まれるエンジンのクランクケース（分割型ハウジング）を示す概略図である。 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。 従来の割れ型転がり軸受の外輪を示す概略図である。

符号の説明

１ 分割型ハウジング（エンジンのクランクケース）
１０ 割れ型転がり軸受（割れ型ラジアル針状ころ軸受）の外輪
１０ａ 分割面
１０ｂ ２分割された外輪の一方
１０ｃ ２分割された外輪の他方
Ｄ ２分割されてエンジンのクランクケースの内径面に組み込まれる前の外輪の外径
Ｓ エンジンのクランクケースの内径面の半周分の長さ
ｋ エンジンのクランクケースとの嵌め合い（締め代）による外輪外径の円周方向長さの変化量
ｇ 汎用機械加工の場合における外輪を真円から対称に２分割加工するための最小取り代

Claims (2)

1. 外輪が分割面で円周方向に２分割されており、割れ型ハウジングの内径面に組み込まれる割れ型転がり軸受において、
   割れ型ハウジングの内径面の半周分の長さをＳ、割れ型ハウジングとの嵌め合いによる外輪外径の円周方向長さの変化量をｋ、外輪を真円から対称に２分割加工するための最小取り代をｇ、２分割されて割れ型ハウジングの内径面に組み込まれる前の外輪の外径をＤとすると、
   Ｄ＞（Ｓ＋ｋ＋ｇ）×２／πであることを特徴とする割れ型転がり軸受。
2. 外輪が分割面で円周方向に２分割されており、割れ型ハウジングの内径面に組み込まれる割れ型転がり軸受において、
   割れ型ハウジングの内径面の半周分の長さをＳ、割れ型ハウジングとの嵌め合いによる外輪外径の円周方向長さの変化量をｋ、外輪を真円から対称に２分割加工するための最小取り代をｇ、２分割されて割れ型ハウジングの内径面に組み込まれる前の外輪の外径をＤとすると、
   （Ｓ＋ｋ＋ｇ）×２／π＜Ｄ＜（Ｓ＋ｋ＋５）×２／πであることを特徴とする割れ型転がり軸受。

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