JP2007187259A - 分割型ころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】保持器の円周方向に沿うころの等配を実現させ、軸受運転中の振動を低減させる。
【解決手段】保持器２０の各分割部２１における円周方向端面２２間にはそれぞれ、等配用スペーサ３０が介在されており、各分割部２１の等配用スペーサ３０は、端面３２と保持器２０の円周方向端面２２との間にポケット部３４を形成する。ポケット部３４はそれぞれ、保持器２０の各分割部２１において、ころ１１を転動可能に保持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、軌道輪及び保持器を円周方向に少なくとも二分割されており、例えば自動車用エンジンのクランクシャフトを回転自在に支持するための分割型ころ軸受に関する。

従来から自動車用エンジンのクランクシャフトを支持するための軸受としては、組立上の制約から、主として二分割された分割型滑り軸受が使用されていた。しかし、分割型滑り軸受では、高速回転下での摩擦抵抗が大きい。このため、近年、摩擦抵抗の小さいころ軸受を採用することにより、燃費向上等を図る動きがある。

ここで、ころ軸受の軌道輪及び保持器を二分割して分割型ころ軸受とする場合、軸受運転時の振動が問題となる。すなわち、分割型ころ軸受において、ころの数を多くする方が振動を低減できるので、ころ数を増やすことが望ましい。しかし一方で、ころ数を増やすと、保持器において、ころを転動自在に保持するポケット部間の柱の幅が狭くなる。
このため、図８に示す分割型ころ軸受１００のように、ころ１０１が円周方向に不等配となり、軸受１００運転時、保持器１０２の分割部１０３が負荷域を通過する際の荷重分布の変動により、振動が発生するという問題があった。

そこで、図９及び図１０を参照すると、例えば特許文献１で開示されているように、ころ軸受１１０の保持器１１１を形成する板材Ｎにおいて、両端部（分割部両側）の柱部Ｎａの幅Ｐ／２を、それ以外の柱部Ｎｂの幅Ｐより狭くすることにより、ころ１１２の円周方向に沿う不等配を抑制している。
図９は、特許文献１で開示されているころ軸受を適用されたシリンダヘッドのカムシャフト周りを示す要部分解斜視図であり、図１０は、図９のころ軸受の保持器を形成する板材を示す平面図である。

また、軌道輪及び保持器を二分割された分割型ころ軸受におけるもう一つの問題として、保持器の各分割部における軸受運転時の円周方向端面同士の衝突による振動、破損が挙げられる。

その対策としては、図１１を参照すると、例えば特許文献２で開示されているように、一対の半円環状保持部材１２０ａ，１２０ｂで構成されるころ軸受用二つ割り保持器１２０の各分割部１２１において、円周方向端面にそれぞれ所定の厚さのコーティング材１２２ａ，１２２ｂを塗布することにより、各分割部１２１の円周方向端面間の隙間を小さくするとともに、衝突による衝撃を吸収している。
図１１は、特許文献２で開示されているころ軸受用二つ割り保持器を示す一部切り欠いた正面図である。
特開２００５−１８０４５９号公報（第５〜７頁、第２図及び第７図） 実開平６−６７４６号公報（第２〜３頁、第１図）

しかし上述した特許文献１に記載の図９及び図１０に示す従来のころ軸受１１０では、保持器１１１における分割部両側の柱部Ｎａの幅Ｐ／２をそれ以外の柱部Ｎｂの幅Ｐより狭くしてもなお、ころ１１２の円周方向に沿う不等配を、軸受性能に悪影響を与えないレベルにまで抑制させることはできないという問題があった。また、保持器１１１の強度を保持する観点から、柱部Ｎａの幅を狭くするにも自ずと限界があった。

また、上述した特許文献２に記載の図１１に示す従来のころ軸受用二つ割り保持器１２０でも、コーティング材１２２ａ，１２２ｂによって、各分割部１２１の円周方向端面間の衝突による衝撃を、軸受性能に悪影響を与えないレベルにまで低減させることはできないという問題があった。

本発明は、保持器の円周方向に沿うころの等配を実現させることができ、ころの不等配に起因する軸受運転中の振動を低減させることができるとともに、保持器の各分割部の円周方向端面同士の軸受運転中の衝突に起因する振動、破損等を確実に防止することができる分割型ころ軸受を提供することを目的としている。

本発明の上記目的は下記構成により達成される。
（１） ころの軌道輪及び保持器を円周方向に少なくとも二分割された分割型ころ軸受において、
保持器の各分割部における円周方向端面間にはそれぞれ、等配用スペーサが介在されており、等配用スペーサはそれぞれ、ころを転動可能に保持するポケット部を有することを特徴とする分割型ころ軸受。

（２） 前記等配用スペーサが、保持器の各分割部における円周方向端面間に複数設けられることを特徴とする前記（１）記載の分割型ころ軸受。

（３） 前記等配用スペーサはそれぞれ、保持器に使用される金属材料又は樹脂材料と同一の材料からなることを特徴とする前記（１）又は（２）記載の分割型ころ軸受。

（４） 前記保持器の各分割部の円周方向端面がそれぞれ、所定の形状に形成されるとともに、前記等配用スペーサにおける保持器の円周方向端面に係合する端面がそれぞれ、保持器の円周方向端面の形状に合わせた所定の形状に形成されることを特徴とする前記（１），（２）又は（３）記載の分割型ころ軸受。

（５） 前記保持器の各分割部の円周方向端面の形状がそれぞれ、所定の曲率を有する曲面で構成されるとともに、前記等配用スペーサにおける保持器の円周方向端面に係合する端面の形状がそれぞれ、保持器の円周方向端面の曲面に合わせた曲率を有する曲面で構成されることを特徴とする前記（４）記載の分割型ころ軸受。

前記（１）に記載の分割型ころ軸受では、ころを転動可能に保持するポケット部を有する等配用スペーサが、保持器の各分割部における円周方向端面間にそれぞれ介在される。したがって、保持器の各分割部において、等配用スペーサのポケット部により、ころが転動可能に保持されるので、保持器の円周方向に沿うころの等配が実現され、ころの不等配に起因する軸受運転中の振動が低減される。また、保持器の各分割部の円周方向端面同士の軸受運転中の衝突が回避され、衝突に起因する振動、破損等が防止される。

前記（２）に記載の分割型ころ軸受では、ころを転動可能に保持するポケット部を有する等配用スペーサが、保持器の各分割部における円周方向端面間にそれぞれ介在される。したがって、保持器の各分割部において、等配用スペーサのポケット部により、ころが転動可能に保持されるので、保持器の円周方向に沿うころの等配が実現され、ころの不等配に起因する軸受運転中の振動が低減される。また、保持器の各分割部の円周方向端面同士の軸受運転中の衝突が回避され、衝突に起因する振動、破損等が防止される。

前記（３）に記載の分割型ころ軸受では、樹脂材料としては、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、フェノール、フッ素樹脂等が挙げられる。また、高温環境下では、樹脂材料として、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミド等が好適に用いられる。樹脂材料により、高い衝撃吸収性が確保される。また、保持器が金属材料からなる場合でも、各等配用スペーサを樹脂材料で構成することもできる。

前記（４）に記載の分割型ころ軸受では、保持器の各分割部の円周方向端面の形状、及び等配用スペーサにおける保持器の円周方向端面に係合する端面の形状により、軸受組立時にズレ等を生じ難く、良好な軸受組立性が確保される。
なお、これらの形状はそれぞれ、軸受組立時にズレ難い形状であれば、いかなる形状であってもよい。

前記（５）に記載の分割型ころ軸受では、保持器の各分割部の円周方向端面の所定の曲率を有する曲面形状、及び等配用スペーサにおける保持器の円周方向端面に係合する端面の曲面形状により、軸受組立時にズレ等を生じ難く、良好な軸受組立性が確保される。
なお、これらの曲面形状の曲率は、軸受組立時にズレ難ければ、いかなる値であってもよい。

本発明の分割型ころ軸受によれば、保持器の円周方向に沿うころの等配を実現させることができ、ころの不等配に起因する軸受運転中の振動を低減させることができるとともに、保持器の各分割部の円周方向端面同士の軸受運転中の衝突に起因する振動、破損等を確実に防止することができる。

本発明により得られる分割型ころ軸受は、自動車用エンジンのクランクシャフト支持用として、低振動、耐高負荷、高耐久性を要求される場合に好適に用いられる。

以下、図示実施形態により、本発明を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態である分割型ころ軸受を示す断面図であり、図２は、図１の分割型ころ軸受の保持器の分割部を示す円周方向に沿って展開した要部平面図である。また、図３は、図１の分割型ころ軸受の保持器の分割部を示す要部概略正面図であり、（ａ）は保持器及び等配用スペーサの組付前の状態を、（ｂ）は保持器及び等配用スペーサの組付後の状態をそれぞれ示す。図４は本発明の第２実施形態である分割型ころ軸受を示す断面図であり、図５は、図４の分割型ころ軸受の保持器の分割部を示す円周方向に沿って展開した要部平面図である。図６は、図４の分割型ころ軸受の保持器の分割部を示す要部概略正面図であり、（ａ）は保持器及び等配用スペーサの組付前の状態を、（ｂ）は保持器及び等配用スペーサの組付後の状態をそれぞれ示す。図７は本発明の第３実施形態である分割型ころ軸受の保持器の分割部を示す円周方向に沿って展開した要部平面図である。

図１及び図２を参照すると、分割型ころ軸受１０は、円周方向に多数配置されたころ１１と、各ころ１１の軌道面１２ａを内周に有する円環状の外輪（軌道輪）１２と、外輪１２の内周側に配置され、各ころ１１を転動可能に保持する保持器２０とから構成されており、自動車用エンジンのクランクシャフト（図示しない）を支持する軸受として用いられる。分割型ころ軸受１０は、外輪１２及び保持器２０を円周方向に均等に二分割されており、保持器２０の各分割部２１における円周方向端面２２間にはそれぞれ、等配用スペーサ３０が介在されている。

すなわち、保持器２０の各分割部２１において、等配用スペーサ３０は、円周方向に隣接して各分割部２１に一つずつ設けられる。等配用スペーサ３０は、端面３２側にポケット部３４が形成されている。ポケット部３４はそれぞれ、保持器２０の各分割部２１において、ころ１１を転動可能に保持する。

図３を参照すると、保持器２０の各分割部２１における円周方向端面２２の形状はそれぞれ、所定の曲率を有する曲面で構成される。また、等配用スペーサ３０における保持器２０の円周方向端面２２に係合する端面３２の形状はそれぞれ、保持器２０の円周方向端面２２の曲面に合わせた曲率を有する曲面で構成される。

保持器２０の各分割部２１の円周方向端面２２の所定の曲率を有する曲面形状、等配用スペーサ３０における保持器２０の円周方向端面２２に係合する端面３２の曲面形状により、軸受１０組立時にズレ等を生じ難く、良好な軸受組立性が確保される。これら曲面２２，３２の曲率は、軸受１０組立時に各曲面２２，３２同士にズレを生じ難い値とされるが、軸受１０組立時にズレ難ければ、いかなる値であってもよい。
第１実施形態によれば、分割部２１に一つの等配用スペーサ３０を用いるだけで、ころ１１を等配することができる。

次に本発明の第２実施形態を説明する。図４及び図５を参照すると、分割型ころ軸受１０は、円周方向に多数配置されたころ１１と、各ころ１１の軌道面１２ａを内周に有する円環状の外輪（軌道輪）１２と、外輪１２の内周側に配置され、各ころ１１を転動可能に保持する保持器２０とから構成されており、自動車用エンジンのクランクシャフト（図示しない）を支持する軸受として用いられる。分割型ころ軸受１０は、外輪１２及び保持器２０を円周方向に均等に二分割されており、保持器２０の各分割部２１における円周方向端面２２間にはそれぞれ、等配用スペーサ４０が介在されている。

すなわち、保持器２０の各分割部２１において、等配用スペーサ４０は、円周方向に隣接して各分割部２１に一対ずつ、計二対設けられる。一対の等配用スペーサ４０はそれぞれ、係合端面４３側及び端面４２側にポケット部４１，４４が形成されている。ポケット部４１，４４はそれぞれ、保持器２０の各分割部２１において、ころ１１を転動可能に保持する。

図６を参照すると、保持器２０の各分割部２１における円周方向端面２２の形状はそれぞれ、所定の曲率を有する曲面で構成される。また、等配用スペーサ４０における保持器２０の円周方向端面２２に係合する端面４２の形状はそれぞれ、保持器２０の円周方向端面２２の曲面に合わせた曲率を有する曲面で構成される。更に、等配用スペーサ４０における対をなす等配用スペーサ４０との係合端面４３の形状はそれぞれ、保持器２０の円周方向端面２２の曲面に合わせた曲率を有する曲面で構成される。
組立性を良くするために保持器２０を小さくする場合には、第２実施形態のように各分割部２１において複数の等配用スペーサ４０を用いるようにして、保持器２０を小さくするとよい。

保持器２０の各分割部２１の円周方向端面２２の所定の曲率を有する曲面形状、等配用スペーサ４０における保持器２０の円周方向端面２２に係合する端面４２の曲面形状、及び等配用スペーサ４０における対をなす等配用スペーサ４０との係合端面４３の曲面形状により、軸受１０組立時にズレ等を生じ難く、良好な軸受組立性が確保される。これら曲面２２，４２，４３の曲率は、軸受１０組立時に各曲面２２，４２，４３同士にズレを生じ難い値とされるが、軸受１０組立時にズレ難ければ、いかなる値であってもよい。

なお、保持器２０の各分割部２１にそれぞれ設けられる一対の等配用スペーサ４０は、一体構造であってもよい。また、保持器２０の各分割部２１にそれぞれ設けられる等配用スペーサ４０は、一対のうちのいずれか一方だけを各分割部２１に配置する構成であってもよい。この場合、等配用スペーサ４０に係合する一方の保持器２０の端面は、分割部２１における外輪１２の端面と同位置までの長さに設定される。

次に、本発明の第３実施形態を説明する。図７は図５に示した第２実施形態を変形した構成であり、各等配用スペーサ５０は、係合面５３側と端面５２側に同じ形状のポケット部５１，５４が形成され、周方向に対称（図７において左右対称）に形成されている。一対の等配用スペーサ５０は同じ形状であるので、向きを選ばずにどちらの保持器２０の端面２２とも係合させることができ、組立性がよい上に、生産性もよい。なお、第３実施形態の等配用スペーサ５０と保持器２０との係合状態は、図６に示した第２実施形態の等配用スペーサ４０と同じである。

以上のように上記実施形態によれば、保持器２０の各分割部２１における円周方向端面２２間にはそれぞれ、等配用スペーサ３０，４０，５０が介在されており、各分割部２１の等配用スペーサ３０，４０，５０はそれぞれポケット部３４，４１，４４，５１，５５を有する。ポケット部３４，４１，４４，５１，５５はそれぞれ、保持器２０の各分割部２１において、ころ１１を転動可能に保持する。

したがって、保持器２０の各分割部２１において、等配用スペーサ３０，４０，５０のポケット部３４，４１，４４，５１，５５により、ころ１１が転動可能に保持されるので、保持器２０の円周方向に沿うころ１１の等配を実現させることができ、ころ１１の不等配に起因する軸受１０運転中の振動を低減させることができる。

また、保持器２０の各分割部２１に等配用スペーサ３０，４０，５０を配置することにより、保持器２０の各分割部２１の円周方向端面２２同士の軸受１０運転中の衝突を回避することができる。これにより、保持器２０の各分割部２１の円周方向端面２２同士の軸受１０運転中の衝突に起因する振動と、軸受１０運転中に衝突が繰り返されることによる破損等を確実に防止することができる。

本発明の第１実施形態である分割型ころ軸受を示す断面図である。 図１の分割型ころ軸受の保持器の分割部を示す円周方向に沿って展開した要部平面図である。 図１の分割型ころ軸受の保持器の分割部を示す要部概略正面図である。 本発明の第２実施形態である分割型ころ軸受を示す断面図である。 図４の分割型ころ軸受の保持器の分割部を示す円周方向に沿って展開した要部平面図である。 図４の分割型ころ軸受の保持器の分割部を示す要部概略正面図である。 第３実施形態の分割型ころ軸受の保持器の分割部を示す円周方向に沿って展開した要部平面図である。 従来の分割型ころ軸受を示す断面図である。 特許文献１で開示されているころ軸受を適用されたシリンダヘッドのカムシャフト周りを示す要部分解斜視図である。 図９のころ軸受の保持器を形成する板材を示す平面図である。 特許文献２で開示されているころ軸受用二つ割り保持器を示す一部切り欠いた正面図である。

符号の説明

１０ 分割型ころ軸受
１１ ころ
１２ 軌道輪（外輪）
２０ 保持器
２１ 分割部
２２ 円周方向端面
３０，４０，５０ 等配用スペーサ
３４，４１，４４，５１，５５ ポケット部
３２，４２，５２ 保持器の円周方向端面に係合する端面
４３，５３ 対をなす等配用スペーサとの係合端面

Claims (5)

1. ころの軌道輪及び保持器を円周方向に少なくとも二分割された分割型ころ軸受において、
   保持器の各分割部における円周方向端面間にはそれぞれ、等配用スペーサが介在されており、等配用スペーサはそれぞれ、ころを転動可能に保持するポケット部を有することを特徴とする分割型ころ軸受。
2. 前記等配用スペーサが、保持器の各分割部における円周方向端面間に複数設けられることを特徴とする請求項１記載の分割型ころ軸受。
3. 前記等配用スペーサはそれぞれ、保持器に使用される金属材料又は樹脂材料と同一の材料からなることを特徴とする請求項１又は２記載の分割型ころ軸受。
4. 前記保持器の各分割部の円周方向端面がそれぞれ、所定の形状に形成されるとともに、前記等配用スペーサにおける保持器の円周方向端面に係合する端面がそれぞれ、保持器の円周方向端面の形状に合わせた所定の形状に形成されることを特徴とする請求項１，２又は３記載の分割型ころ軸受。
5. 前記保持器の各分割部の円周方向端面の形状がそれぞれ、所定の曲率を有する曲面で構成されるとともに、前記等配用スペーサにおける保持器の円周方向端面に係合する端面の形状がそれぞれ、保持器の円周方向端面の曲面に合わせた曲率を有する曲面で構成されることを特徴とする請求項４記載の分割型ころ軸受。

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