JP2007247818A - Crank shaft supporting structure - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a crank shaft supporting structure having improved durability and reliability by adopting a needle roller bearing whose parts are designed with their strength corresponding to load applied to a cage. <P>SOLUTION: The crank shaft supporting structure comprises a crank shaft 21, and the needle roller bearing 11 having a plurality of rollers 14 and a cage 13 for rotatably supporting the crank shaft 21. The cage 13 is formed with a plurality of cage segments 13a, 13b ranging over in the circumferential direction and including a circular ring portion and a plurality of columnar portions protruding from the end face of the ring portion to the axial direction. The columnar portions each include two first columnar portions located nearest each end face of the ring portion in the circumferential direction, two second columnar portions located adjacent to the two first columnar portion, respectively, and a third columnar portion arranged between the two second columnar portions. The circumferential width of the second columnar portion is set to be greater than the circumferential width of the other columnar portion. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、自動車等のエンジンに使用するクランクシャフトの支持構造に関するものである。   The present invention relates to a support structure for a crankshaft used in an engine of an automobile or the like.

図10を参照して、クランクシャフト101は、軸部102と、クランクアーム103と、隣接するクランクアーム103の間にコンロッドを配置するためのクランクピン104とを有する。従来から、このクランクシャフト101の軸部102を支持する軸受として滑り軸受、または転がり軸受が採用されている。滑り軸受は、転がり軸受と比較して負荷容量が高いという利点を有している。一方、転がり軸受は、滑り軸受と比較して回転時の摩擦抵抗が小さいので、回転トルクの低減や支持部分の給油量を減らすことが可能となるという利点を有している。   Referring to FIG. 10, the crankshaft 101 includes a shaft portion 102, a crank arm 103, and a crank pin 104 for arranging a connecting rod between the adjacent crank arms 103. Conventionally, a sliding bearing or a rolling bearing has been adopted as a bearing for supporting the shaft portion 102 of the crankshaft 101. Sliding bearings have the advantage of a higher load capacity than rolling bearings. On the other hand, since the rolling bearing has a smaller frictional resistance during rotation than the sliding bearing, it has an advantage that it is possible to reduce the rotational torque and the amount of oil supplied to the support portion.

ただし、軸部102の両端にはクランクアーム103が配置されており、軸受を軸方向に挿入することができない。そこで、このような場所に配置する軸受として、例えば、特開2004−232724号公報(特許文献1)に記載されているようなころ軸受105が採用される場合がある。   However, the crank arm 103 is disposed at both ends of the shaft portion 102, and the bearing cannot be inserted in the axial direction. Therefore, for example, a roller bearing 105 as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-232724 (Patent Document 1) may be employed as a bearing disposed in such a place.

図11および図12を参照して、同公報に記載されているころ軸受105は、二つ割り外輪(図示せず)と、二つ割り外輪の内径面に沿って配置される複数のころ106と、二つ割り保持器107とを備える。上記構成のころ軸受105は、外輪および保持器107を軸部102の径方向から組み込むことができるので、軸部102を支持する軸受として好適であると記載されている。   11 and 12, a roller bearing 105 described in the publication includes a split outer ring (not shown), a plurality of rollers 106 arranged along the inner surface of the split outer ring, and a split holding. Device 107. The roller bearing 105 having the above configuration is described as being suitable as a bearing for supporting the shaft portion 102 because the outer ring and the cage 107 can be incorporated from the radial direction of the shaft portion 102.

また、軸受回転時に二つ割り保持器107の円周方向端面同士が接触することによる、二つ割り保持器107の破損の問題が指摘されている。そこで、同公報によると、二つ割り保持器107の円周方向端面に近い柱部の断面係数を高めることによって、保持器107の破損を防止する旨が記載されている。
特開2004−232724号公報
Moreover, the problem of the breakage | damage of the split cage 107 by the circumferential direction end surfaces of the split cage 107 contacting at the time of bearing rotation is pointed out. Therefore, according to the publication, it is described that the cage 107 is prevented from being damaged by increasing the section modulus of the column portion near the circumferential end surface of the split cage 107.
JP 2004-232724 A

上記公報においては、保持器107の円周方向端面に最も近い柱部107aに負荷される荷重が最大であると仮定して、円周方向端面に最も近い柱部107aの円周方向幅寸法をWa、柱部17aに隣接する柱部107bの円周方向幅寸法をWb、それ以外の柱部107cの円周方向幅寸法をWcとしたときに、Wa>Wb>Wcを満たすように設定することによって、柱部107aの断面係数を他の柱部107b,107cより大きくしている。   In the above publication, assuming that the load applied to the column 107a closest to the circumferential end surface of the cage 107 is the maximum, the circumferential width dimension of the column 107a closest to the circumferential end surface is set as follows. Wa is set to satisfy W> Wb> Wc, where Wb is the circumferential width dimension of the column part 107b adjacent to the column part 17a and Wc is the circumferential width dimension of the other column part 107c. Thus, the section modulus of the column portion 107a is made larger than those of the other column portions 107b and 107c.

しかし、全ての柱部が同一幅寸法の保持器を用いた軸受によって行った回転試験では、二つ割り保持器の円周方向端面から数えて2番目の柱部が破損する例が報告されており、実際にクランクシャフト101の軸部102を支持する軸受においては、柱部107bに負荷される荷重が最も大きいことが確認されている。   However, in a rotation test conducted by a bearing using a cage having the same width dimension for all the column parts, an example in which the second column part is broken from the circumferential end surface of the split cage has been reported, In the bearing that actually supports the shaft portion 102 of the crankshaft 101, it has been confirmed that the load applied to the column portion 107b is the largest.

そこで、この発明の目的は、保持器に負荷される荷重に応じて各部の強度設計をした針状ころ軸受を採用することにより、耐久性に優れ、信頼性の高いクランクシャフト支持構造を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a highly reliable and highly reliable crankshaft support structure by adopting a needle roller bearing in which the strength of each part is designed according to the load applied to the cage. That is.

この発明に係るクランクシャフト支持構造は、クランクシャフトと、複数のころ、およびころを収容する複数のポケットを有する保持器を有し、クランクシャフトを回転自在に支持する針状ころ軸受とを備える。保持器は、円弧形状のリング部およびリング部の端面から軸方向に突出する複数の柱部を含む複数の保持器セグメントを円周方向に連ねて形成されている。柱部は、リング部の円周方向の各端面に最も近い2つの第1柱部と、2つの第1柱部それぞれに隣接する2つの第2柱部と、2つの第2柱部の間に配置される第3柱部とを含む。そして、第2柱部の円周方向幅寸法は、他の柱部の円周方向幅寸法より大きい。好ましくは、第1柱部の円周方向幅寸法をa、第2柱部の円周方向幅寸法をb、第3柱部の円周方向幅寸法をcとすると、c<a≦bの関係を有する。   The crankshaft support structure according to the present invention includes a crankshaft, a plurality of rollers, and a needle roller bearing having a cage having a plurality of pockets for housing the rollers and rotatably supporting the crankshaft. The cage is formed by connecting a plurality of cage segments including an arc-shaped ring portion and a plurality of column portions protruding in the axial direction from the end surface of the ring portion in the circumferential direction. The column portion is between two first column portions that are closest to each circumferential end surface of the ring portion, two second column portions that are adjacent to the two first column portions, and between the two second column portions. 3rd pillar part arrange | positioned in this. And the circumferential direction width dimension of a 2nd pillar part is larger than the circumferential direction width dimension of another pillar part. Preferably, when the circumferential width dimension of the first pillar portion is a, the circumferential width dimension of the second pillar portion is b, and the circumferential width dimension of the third pillar portion is c, c <a ≦ b Have a relationship.

上記構成とすることにより、軸受回転時に最も大きな荷重が負荷される第2柱部の強度を高めることができるので、耐久性に優れ、信頼性の高いクランクシャフト支持構造を得ることができる。   By adopting the above configuration, the strength of the second column part to which the largest load is applied during rotation of the bearing can be increased, so that a crankshaft support structure having excellent durability and high reliability can be obtained.

好ましくは、保持器セグメントは、第1柱部および第2柱部の間に形成される第1ポケットと、第2柱部および第2柱部に隣接する第3柱部の間に形成される第2ポケットと、隣接する第3柱部の間に形成される第3ポケットとを有する。そして、リング部の円周方向端面および第1ポケットの間の中心角をα、第1ポケットおよび第2ポケットの間の中心角をβ、第2ポケットおよび第2ポケットに隣接する第3ポケットの間の中心角をγとすると、α≠β、β≠γ、γ≠αの関係を有する。   Preferably, the cage segment is formed between a first pocket formed between the first pillar part and the second pillar part and a third pillar part adjacent to the second pillar part and the second pillar part. It has a 2nd pocket and the 3rd pocket formed between the adjoining 3rd pillar parts. The central angle between the circumferential end surface of the ring portion and the first pocket is α, the central angle between the first pocket and the second pocket is β, and the third pocket adjacent to the second pocket and the second pocket If the central angle between them is γ, there is a relationship of α ≠ β, β ≠ γ, γ ≠ α.

針状ころ軸受の円滑な回転を維持する観点から、全ての針状ころのころ径は同一である必要があり、全ての針状ころのころ径が同一であれば、全てのポケットの開口幅も同一である必要がある。この発明に係るクランクシャフト支持構造に採用される針状ころ軸受の保持器は柱部の円周方向寸法が異なるので、ポケットの開口幅を同一とするためには、隣接するポケットのピッチ(α、β、γ)は不等ピッチとすることが必要となる。   From the viewpoint of maintaining smooth rotation of the needle roller bearing, the roller diameters of all the needle rollers must be the same, and if all the needle rollers have the same roller diameter, the opening width of all the pockets Need to be the same. Since the cage of the needle roller bearing employed in the crankshaft support structure according to the present invention has different circumferential dimensions of the column portion, the pitch of adjacent pockets (α , Β, γ) must be unequal pitches.

好ましくは、針状ころ軸受は、切削加工によって円環状部材を形成し、自然割りによって円環状部材の円周上に軸線方向に延びる複数の分割線を形成した外輪をさらに備える。上記の方法で外輪を分割することにより、製造工程を簡素化することができるので、製造コストを抑えたクランクシャフト支持構造を得ることができる。   Preferably, the needle roller bearing further includes an outer ring in which an annular member is formed by cutting and a plurality of dividing lines extending in the axial direction are formed on the circumference of the annular member by natural splitting. Since the manufacturing process can be simplified by dividing the outer ring by the above method, a crankshaft support structure with reduced manufacturing costs can be obtained.

好ましくは、保持器セグメントは、SNCMまたはSCMを出発材料とし、浸炭処理または浸炭窒化処理を施して形成される。上記方法で保持器セグメントを製造することにより、保持器セグメント全体の強度を高めることができる。その結果、さらに信頼性の高いクランクシャフト支持構造を得ることができる。   Preferably, the cage segment is formed by subjecting SNCM or SCM to a carburizing process or a carbonitriding process. By manufacturing the cage segment by the above method, the strength of the entire cage segment can be increased. As a result, a more reliable crankshaft support structure can be obtained.

好ましくは、クランクシャフトは多気筒エンジンに使用される。多気筒エンジンに使用されるクランクシャフトは、両端をクランクアームで挟まれた軸部を有し、これは気筒数に比例して多くなる。このようなクランクシャフトに上記構成の針状ころ軸受を使用することにより、より高い効果が期待できる。   Preferably, the crankshaft is used in a multi-cylinder engine. A crankshaft used for a multi-cylinder engine has a shaft portion sandwiched between crank arms at both ends, which increases in proportion to the number of cylinders. A higher effect can be expected by using the needle roller bearing configured as described above for such a crankshaft.

この発明によれば、軸受回転時に最も大きな荷重が負荷される第2柱部の強度を高めることによって、耐久性に優れ、信頼性の高いクランクシャフト支持構造を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a crankshaft support structure with excellent durability and high reliability by increasing the strength of the second column portion to which the largest load is applied during bearing rotation.

図1〜図9を参照して、この発明の一実施形態に係るクランクシャフト支持構造を説明する。なお、図1はこの発明の一実施形態に係るクランクシャフト支持構造の組立前の状態を示す図、図2〜図7はクランクシャフトを支持する針状ころ軸受の各構成要素を示す図、図8および図9はクランクシャフト支持構造の組立後の状態を示す図である。   A crankshaft support structure according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a view showing a state before assembly of a crankshaft support structure according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 7 are views showing components of a needle roller bearing that supports the crankshaft. 8 and 9 are views showing a state after the crankshaft support structure is assembled.

図1を参照して、クランクシャフト支持構造は、クランクシャフト21と、シリンダブロック22aと、ベアリングキャップ22bと、クランクシャフト21とシリンダブロック22aおよびベアリングキャップ22bとの間に配置され、クランクシャフト21を回転自在に支持する針状ころ軸受11とを備える。   Referring to FIG. 1, the crankshaft support structure is disposed between crankshaft 21, cylinder block 22a, bearing cap 22b, crankshaft 21, cylinder block 22a and bearing cap 22b. And a needle roller bearing 11 that is rotatably supported.

針状ころ軸受11は、軸線方向に延びる2つの分割線によって外輪部材12a,12bに分割された外輪12と、外輪12と同じく軸線方向に延びる2つの分割線によって保持器セグメント13a,13bに分割された保持器13と、保持器13に保持されて外輪12の内径面に沿って配置される複数の針状ころ14とを備える。   Needle roller bearing 11 is divided into retainer segments 13a and 13b by outer ring 12 divided into outer ring members 12a and 12b by two dividing lines extending in the axial direction, and two dividing lines extending in the same axial direction as outer ring 12. And a plurality of needle rollers 14 held by the retainer 13 and disposed along the inner diameter surface of the outer ring 12.

このような針状ころ軸受11は、針状ころ14と軌道面とが線接触するので、軸受投影面積が小さい割に高負荷容量と高剛性が得られる利点を有しており、自動車や二輪エンジン等に使用する軸受として好適である。   Such a needle roller bearing 11 has the advantage that a high load capacity and high rigidity can be obtained for a small bearing projection area because the needle roller 14 and the raceway surface are in line contact with each other. It is suitable as a bearing used for an engine or the like.

次に、図2〜図4を参照して、図1に示した保持器セグメント13aを説明する。なお、図2は針状ころ14を収容した保持器セグメント13aを示す図、図3は保持器セグメント13aの各柱部の円周方向幅寸法の関係を示す図、図4は保持器セグメント13aの各ポケットのピッチを示す図である。また、保持器セグメント13bは、保持器セグメント13aと同様の構成であるので、説明は省略する。   Next, the cage segment 13a shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 2 is a diagram showing the cage segment 13a in which the needle rollers 14 are accommodated, FIG. 3 is a diagram showing the relationship in the circumferential width dimension of each column portion of the cage segment 13a, and FIG. 4 is a diagram of the cage segment 13a. It is a figure which shows the pitch of each pocket. In addition, the cage segment 13b has the same configuration as the cage segment 13a, and a description thereof will be omitted.

図2を参照して、保持器セグメント13aは、一対のリング部15a,15b(総称して「リング部15」という)と、リング部15の端面から軸方向に突出してリング部15a,15bを相互に連結する複数の柱部16と、リング部15と隣接する柱部16とに囲まれた領域に設けられ、針状ころ14を収容する複数のポケット20とを備える。リング部15a,15bは、図1に示すように円弧形状である。この実施形態では、保持器13を2つの保持器セグメント13a,13bに分割しているので、中心角180°の半円形状である。また、クランクシャフト21への組込み時には、この保持器セグメント13a,13bを円周方向に連ねて円環形状の保持器13を形成する。   Referring to FIG. 2, the cage segment 13 a includes a pair of ring portions 15 a and 15 b (generally referred to as “ring portion 15”) and an axially protruding ring portion 15 a and 15 b from the end surface of the ring portion 15. Provided in a region surrounded by a plurality of pillar portions 16 connected to each other and a pillar portion 16 adjacent to the ring portion 15 and a plurality of pockets 20 for accommodating the needle rollers 14. The ring portions 15a and 15b have an arc shape as shown in FIG. In this embodiment, since the cage 13 is divided into two cage segments 13a and 13b, it has a semicircular shape with a central angle of 180 °. Further, when assembled into the crankshaft 21, the retainer segments 13a and 13b are connected in the circumferential direction to form the annular retainer 13.

また、柱部16は、軸方向中央部に針状ころ14の径方向内側への脱落を防止する第1ころ止め部17と、軸方向両端部に針状ころ14の径方向外側への脱落を防止する第2ころ止め部18と、第1ころ止め部17および第2ころ止め部18を相互に接続する傾斜部19とを含む。   Further, the column part 16 has a first roller stopper 17 that prevents the needle rollers 14 from dropping inward in the radial direction in the central part in the axial direction, and a needle roller 14 that falls out in the radial direction at both ends in the axial direction. A second roller stopper 18 and an inclined portion 19 that connects the first roller stopper 17 and the second roller stopper 18 to each other.

図3を参照して、保持器セグメント13aに設けられた柱部16は、リング部15の円周方向の各端面それぞれに最も近い位置に配置される第1柱部16aが2個と、各第1柱部16aそれぞれに隣接する第2柱部16bが2個と、第2柱部16bの間に配置される複数の第3柱部16cとを含む。なお、第3柱部16cは、任意の個数設けることができるものとし、それぞれ同一の形状とする。   With reference to FIG. 3, the column portion 16 provided in the cage segment 13 a includes two first column portions 16 a disposed at positions closest to the respective end surfaces in the circumferential direction of the ring portion 15, and Each of the first columnar portions 16a includes two second columnar portions 16b adjacent to each other and a plurality of third columnar portions 16c arranged between the second columnar portions 16b. It should be noted that an arbitrary number of third pillar portions 16c can be provided and have the same shape.

ここで、各柱部16の円周方向幅寸法は、第1柱部16aの円周方向幅寸法をa、第2柱部16bの円周方向幅寸法をb、第3柱部16cの円周方向幅寸法をcとすると、c<a≦bを満たす範囲に設定する。ここで、柱部16の円周方向幅寸法は、第2ころ止め部18が最も大きく、第1ころ止め部17、傾斜部19の順に小さくなる。また、各部分17,18,19それぞれは径方向内側から径方向外側に向かって大きくなる。ただし、各柱部16a,16b,16cの対応部分を比較した場合には、常に上記の関係を満たすように設定する。   Here, the circumferential width dimension of each column part 16 is the circumferential width dimension of the first pillar part 16a, the circumferential width dimension of the second pillar part 16b is b, and the circle of the third pillar part 16c. When the circumferential width dimension is c, it is set in a range satisfying c <a ≦ b. Here, the circumferential width dimension of the column portion 16 is the largest in the second roller stopper 18 and decreases in the order of the first roller stopper 17 and the inclined portion 19. Further, each of the portions 17, 18, 19 increases from the radially inner side toward the radially outer side. However, when the corresponding portions of the pillars 16a, 16b, and 16c are compared, the setting is always made to satisfy the above relationship.

上記構成のように、第2柱部16bの円周方向幅寸法を他の柱部16a,16cの円周方向幅寸法より大きくすることにより、軸受回転時に最も大きな荷重が負荷される第2柱部16bの強度を高めることができる。ここで、全ての柱部16の円周方向幅寸法を第2柱部16bと同じ(a=b=c)に設定して保持器セグメント13a全体の強度を高めることも考えられるが、柱部16の円周方向幅寸法を大きくすることによって収容可能な針状ころ14の本数が減少し、または本数を維持するためにはころ径を小さくしなければならない。これは、針状ころ軸受11の負荷容量を低下させるので適切ではない。したがって、上記構成のように、各柱部16a,16b,16cそれぞれに負荷される荷重の大きさに応じて円周方向幅寸法を設定するのが好ましい。   As described above, by making the circumferential width dimension of the second pillar portion 16b larger than the circumferential width dimension of the other pillar portions 16a and 16c, the second pillar to which the largest load is applied when the bearing rotates. The strength of the portion 16b can be increased. Here, it is conceivable to increase the strength of the entire cage segment 13a by setting the circumferential width dimension of all the column portions 16 to be the same as the second column portion 16b (a = b = c). Increasing the circumferential width dimension of 16 reduces the number of needle rollers 14 that can be accommodated, or the roller diameter must be reduced to maintain the number. This is not appropriate because it reduces the load capacity of the needle roller bearing 11. Therefore, it is preferable to set the circumferential width dimension according to the magnitude of the load applied to each of the pillar portions 16a, 16b, and 16c as in the above configuration.

図4を参照して、保持器セグメント13aに設けられたポケット20は、第1柱部16aおよび第2柱部16bの間に設けられた第1ポケット20aが2個と、第2柱部16bおよび第2柱部16bに隣接する第3柱部16cの間に設けられた第2ポケット20bが2個と、隣接する第3柱部16cの間に設けられた複数の第3ポケット20cとを含む。なお、この実施形態では、第3柱部16cを3個、第3ポケット20cを3個設けた例を示している。また、全てのポケット20a,20b,20cは、同一の形状および大きさであって、同一の形状および大きさの針状ころ14を収容する。   Referring to FIG. 4, pocket 20 provided in cage segment 13a has two first pockets 20a provided between first pillar part 16a and second pillar part 16b, and second pillar part 16b. And two second pockets 20b provided between the third pillars 16c adjacent to the second pillars 16b and a plurality of third pockets 20c provided between the adjacent third pillars 16c. Including. In this embodiment, an example is shown in which three third pillars 16c and three third pockets 20c are provided. Further, all the pockets 20a, 20b, 20c have the same shape and size, and accommodate the needle rollers 14 having the same shape and size.

ここで、各柱部16a,16b,16cの円周方向幅寸法が相互に異なり、各ポケット20a,20b,20cの円周方向幅寸法は同一であるので、各ポケット20a,20b,20cのピッチは不等ピッチとなる。すなわち、保持器セグメント13aの円周方向端面および第1ポケット20aの間の中心角をα、第1ポケット20aおよび第2ポケット20bの間の中心角をβ、第2ポケット20bおよび第2ポケット20bに隣接する第3ポケット20cの間の中心角をγとすると、α≠β、β≠γ、γ≠αが成立する。なお、この関係は図中右側のピッチについても当てはまる。また、隣接する第3ポケット20cの間の中心角はγで同一である。   Here, since the circumferential width dimensions of the pillar portions 16a, 16b, and 16c are different from each other, and the circumferential width dimensions of the pockets 20a, 20b, and 20c are the same, the pitch of the pockets 20a, 20b, and 20c is the same. Are unequal pitches. That is, the central angle between the circumferential end face of the cage segment 13a and the first pocket 20a is α, the central angle between the first pocket 20a and the second pocket 20b is β, the second pocket 20b and the second pocket 20b. If the central angle between the third pockets 20c adjacent to γ is γ, α ≠ β, β ≠ γ, and γ ≠ α are established. This relationship also applies to the right pitch in the figure. Further, the central angle between the adjacent third pockets 20c is the same as γ.

この実施形態では、各柱部16a,16b,16cの円周方向幅寸法が、c<a≦bであるので、中心角は、γ<α≦βとなる。なお、本明細書中「中心角」とは、軸受の回転中心Oと保持器セグメント13aの円周方向端部、または各ポケット20a,20b,20cに収容される針状ころ14の回転中心とを結んだ直線のなす角を指すものとする。   In this embodiment, since the circumferential width dimension of each column part 16a, 16b, 16c is c <a ≦ b, the central angle is γ <α ≦ β. In the present specification, the “center angle” refers to the rotation center O of the bearing and the circumferential end of the cage segment 13a, or the rotation center of the needle rollers 14 accommodated in the pockets 20a, 20b, 20c. The angle formed by the straight line connecting

上記構成の保持器セグメント13aは、例えば、ニッケルクロムモリブデン鋼(SNCM)やクロムモリブデン鋼(SCM)を出発材料として、プレス加工や切削加工等によって形成される。さらに、所定の強度およびその他の機械的性質を得るために、浸炭処理または浸炭窒化処理を施す。   The cage segment 13a having the above-described configuration is formed by, for example, pressing or cutting using nickel chrome molybdenum steel (SNCM) or chrome molybdenum steel (SCM) as a starting material. Furthermore, in order to obtain a predetermined strength and other mechanical properties, carburizing or carbonitriding is performed.

次に、図5〜図7を参照して、図1に示した外輪12を説明する。なお、図5は分割前の外輪12の状態を示す図、図6は外輪12を自然割りした状態の図、図7は外輪12の分割部分の拡大図である。   Next, the outer ring 12 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 5 is a diagram showing a state of the outer ring 12 before the division, FIG. 6 is a diagram showing a state in which the outer ring 12 is naturally split, and FIG. 7 is an enlarged view of a divided portion of the outer ring 12.

図5を参照して、外輪12は、切削加工等によって円筒形状の円環状部材に加工される。また、外輪12の内径面は針状ころ14の軌道面として機能するので、針状ころ14の円滑な回転を確保するために、研削加工が施される。   Referring to FIG. 5, the outer ring 12 is processed into a cylindrical annular member by cutting or the like. Further, since the inner diameter surface of the outer ring 12 functions as a raceway surface of the needle rollers 14, grinding is performed to ensure smooth rotation of the needle rollers 14.

図6を参照して、円環状部材の外径面または端面に衝撃荷重を加えて、円環状部材の円周上に軸線方向に延びる複数の分割線を形成する。これにより、外輪部材12a,12bが得られる。この実施形態においては、外輪部材12a,12bは中心角を180°とする半円形状としている。図7を参照して、外輪部材12a,12bの分割部分の端面には研削加工等を施さないので、割れたときの凹凸が残っている。軸受使用時には、対応する端面を突合させることにより円筒形状の外輪を得る。なお、このような製造方法を「自然割り」という。   Referring to FIG. 6, an impact load is applied to the outer diameter surface or end surface of the annular member to form a plurality of dividing lines extending in the axial direction on the circumference of the annular member. Thereby, the outer ring members 12a and 12b are obtained. In this embodiment, the outer ring members 12a and 12b have a semicircular shape with a central angle of 180 °. Referring to FIG. 7, the end faces of the divided portions of outer ring members 12a and 12b are not subjected to grinding or the like, so that the unevenness when broken is left. When the bearing is used, a cylindrical outer ring is obtained by abutting the corresponding end faces. Such a manufacturing method is called “natural split”.

次に、図1、図8および図9を参照して、上記構成の針状ころ軸受11をクランクシャフト21に組込む方法を説明する。   Next, a method of incorporating the needle roller bearing 11 having the above-described configuration into the crankshaft 21 will be described with reference to FIGS.

まず、予め針状ころ14を各ポケットに組込んだ保持器セグメント13a,13bを準備する。次に、一方側の外輪部材12aをシリンダブロック22aに組込み、その上に一方側の保持器セグメント13a、クランクシャフト21、他方側の保持器セグメント13b、他方側の外輪部材12bを置く。最後にベアリングキャップ22bを組み込み、シリンダブロック22aとベアリングキャップ22bとをボルト等によって固定する。   First, the cage segments 13a and 13b in which the needle rollers 14 are previously incorporated in the pockets are prepared. Next, the outer ring member 12a on one side is assembled into the cylinder block 22a, and the cage segment 13a on one side, the crankshaft 21, the cage segment 13b on the other side, and the outer ring member 12b on the other side are placed thereon. Finally, the bearing cap 22b is assembled, and the cylinder block 22a and the bearing cap 22b are fixed with bolts or the like.

上記の組み込み手順とすることにより、クランクシャフト21と、保持器13と、外輪12と、シリンダブロック22aおよびベアリングキャップ22bとの内径面が同心円状に配置され、針状ころ14の安定した回転を確保することができる。また、上記の組込み手順とすることにより、両端をクランクアームで挟まれた軸部にも組込みが可能となる。   By adopting the above assembling procedure, the inner diameter surfaces of the crankshaft 21, the cage 13, the outer ring 12, the cylinder block 22a and the bearing cap 22b are arranged concentrically so that the needle roller 14 can be rotated stably. Can be secured. Moreover, by using the above assembling procedure, it is possible to assemble the shaft part sandwiched between the crank arms at both ends.

上記の実施形態において、外輪12は、2つの外輪部材12a,12bからなる例を示したが、これに限ることなく、3つ以上の外輪部材を組み合わせるものであってもよい。また、2つの外輪部材12a,12bは、それぞれ中心角が180°の半円形状であって、同一形状とした例を示したが、これに限ることなく、それぞれの中心角が異なっていてもよい。さらに、これらは、保持器13を保持器セグメント13a,13bに分割する場合にも同様に考えることができる。   In the above embodiment, the outer ring 12 has been shown as an example including two outer ring members 12a and 12b. However, the present invention is not limited to this, and three or more outer ring members may be combined. The two outer ring members 12a and 12b are semicircular with a central angle of 180 °, and the same shape is shown. However, the present invention is not limited to this, and the central angles may be different. Good. Furthermore, these can be similarly considered when the cage 13 is divided into cage segments 13a and 13b.

また、上記の実施形態において、第1〜第3柱部16a,16b,16cの各円周方向幅寸法をc<a≦bを満たすように設定した例を示したが、第2柱部16bの円周方向幅寸法bを他の柱部16a,16bの円周方向幅寸法a,cより大きくし、第1柱部16aの円周方向幅寸法aと、第3柱部16cの円周方向幅寸法cとを同一としても、一定の効果は期待できる。   In the above embodiment, the example in which the circumferential width dimensions of the first to third pillar portions 16a, 16b, and 16c are set so as to satisfy c <a ≦ b is shown. Is larger than the circumferential widths a and c of the other pillars 16a and 16b, and the circumferential width a of the first pillars 16a and the circumference of the third pillars 16c. Even if the direction width dimension c is the same, a certain effect can be expected.

また、上記の実施形態において、第3柱部16cを3個、第3ポケット20cを3個設けた例を示したが、これに限ることなく、任意の個数とすることができる。なお、第3ポケット20cの個数は、各柱部16a,16b,16cの円周方向幅寸法、および針状ころ14のころ径等によって決定される。   In the above-described embodiment, an example in which three third pillars 16c and three third pockets 20c are provided has been described. However, the present invention is not limited to this, and an arbitrary number can be used. The number of the third pockets 20c is determined by the circumferential width of each of the column portions 16a, 16b, 16c, the roller diameter of the needle rollers 14, and the like.

また、上記の実施形態においては、外輪12と保持器13と針状ころ14とを備えた針状ころ軸受11の例を示したが、これに限ることなく、外輪を省略して保持器と針状ころとからなるケージアンドローラであってもよい。   In the above embodiment, the example of the needle roller bearing 11 provided with the outer ring 12, the cage 13, and the needle roller 14 is shown. However, the present invention is not limited to this, and the cage is omitted from the outer ring. A cage-and-roller composed of needle rollers may be used.

さらに、この発明に係るクランクシャフト支持構造は、自動車や二輪車等のあらゆるエンジンのクランクシャフトに適用可能である。また、エンジンの気筒数は単気筒であっても多気筒であってもよいが、図10のP部に示すような両端をクランクアームで挟まれた軸部を有する多気筒エンジンに使用されるクランクシャフトに適用することにより、より大きな効果が期待できる。   Furthermore, the crankshaft support structure according to the present invention can be applied to the crankshafts of all engines such as automobiles and motorcycles. Further, the number of cylinders of the engine may be single cylinder or multi-cylinder, but it is used for a multi-cylinder engine having a shaft portion whose both ends are sandwiched by crank arms as shown in P portion of FIG. By applying to a crankshaft, a greater effect can be expected.

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, this invention is not limited to the thing of embodiment shown in figure. Various modifications and variations can be made to the illustrated embodiment within the same range or equivalent range as the present invention.

この発明は、エンジンのクランクシャフト支持構造に有利に利用される。   The present invention is advantageously used for an engine crankshaft support structure.

この発明の一実施形態に係るクランクシャフト支持構造の組立前の状態を示す図である。It is a figure which shows the state before the assembly of the crankshaft support structure which concerns on one Embodiment of this invention. 図1の針状ころ軸受に使用される保持器の針状ころを収容した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which accommodated the needle roller of the cage used for the needle roller bearing of FIG. 図1の針状ころ軸受に使用される保持器セグメントの各柱部の円周方向幅寸法を示す図である。It is a figure which shows the circumferential direction width dimension of each pillar part of the retainer segment used for the needle roller bearing of FIG. 図1の針状ころ軸受に使用される保持器セグメントの各ポケット間のピッチを示す図である。It is a figure which shows the pitch between each pocket of the holder | retainer segment used for the needle roller bearing of FIG. 図1の針状ころ軸受に使用される外輪を示す図である。It is a figure which shows the outer ring | wheel used for the needle roller bearing of FIG. 図5の外輪を自然割りによって分割した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which divided | segmented the outer ring | wheel of FIG. 5 by natural splitting. 図6の分割部分の拡大図である。It is an enlarged view of the division part of FIG. この発明の一実施形態に係るクランクシャフト支持構造の組立後の状態を軸方向から見た図である。It is the figure which looked at the state after the assembly of the crankshaft support structure which concerns on one Embodiment of this invention from the axial direction. この発明の一実施形態に係るクランクシャフトの組立後の状態を軸に垂直な方向から見た図である。It is the figure which looked at the state after the assembly of the crankshaft which concerns on one Embodiment of this invention from the direction perpendicular | vertical to an axis | shaft. クランクシャフトを示す図である。It is a figure which shows a crankshaft. 従来の針状ころ軸受を示す図である。It is a figure which shows the conventional needle roller bearing. 図11の針状ころ軸受の保持器を示す図である。It is a figure which shows the holder | retainer of the needle roller bearing of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

11,105 針状ころ軸受、12 外輪、12a,12b 外輪部材、13,107 保持器、13a,13b 保持器セグメント、14,106 針状ころ、15,15a,15b リング部、16,16a,16b,16c,107a,107b,107c 柱部、17,18 ころ止め部、19 傾斜部、20,20a,20b,20c ポケット、21,101 クランクシャフト、22a シリンダブロック、22b ベアリングキャップ、102 軸部、103 クランクアーム、104 クランクピン。   11, 105 needle roller bearing, 12 outer ring, 12a, 12b outer ring member, 13, 107 cage, 13a, 13b cage segment, 14, 106 needle roller, 15, 15a, 15b ring part, 16, 16a, 16b , 16c, 107a, 107b, 107c Column, 17, 18 Roller stop, 19 Inclined part, 20, 20a, 20b, 20c Pocket, 21, 101 Crankshaft, 22a Cylinder block, 22b Bearing cap, 102 Shaft part, 103 Crank arm, 104 crankpin.

Claims (6)

クランクシャフトと、
複数のころ、および前記ころを収容する複数のポケットを有する保持器を有し、前記クランクシャフトを回転自在に支持する針状ころ軸受とを備えたクランクシャフト支持構造であって、
前記保持器は、円弧形状のリング部および前記リング部の端面から軸方向に突出する複数の柱部を含む複数の保持器セグメントを円周方向に連ねて形成されており、
前記柱部は、前記リング部の円周方向の各端面に最も近い2つの第1柱部と、前記2つの第1柱部それぞれに隣接する2つの第2柱部と、前記2つの第2柱部の間に配置される第3柱部とを含み、
前記第2柱部の円周方向幅寸法は、他の柱部の円周方向幅寸法より大きい、クランクシャフト支持構造。
A crankshaft,
A crankshaft support structure comprising a plurality of rollers and a needle roller bearing having a cage having a plurality of pockets for accommodating the rollers and rotatably supporting the crankshaft;
The cage is formed by connecting a plurality of cage segments including an arc-shaped ring portion and a plurality of column portions protruding in an axial direction from an end surface of the ring portion in a circumferential direction,
The column portions include two first column portions that are closest to each end surface in the circumferential direction of the ring portion, two second column portions adjacent to the two first column portions, and the two second column portions. Including a third pillar portion disposed between the pillar portions,
The crankshaft support structure, wherein a circumferential width dimension of the second pillar portion is larger than a circumferential width dimension of other pillar portions.
前記第1柱部の円周方向幅寸法をa、前記第2柱部の円周方向幅寸法をb、前記第3柱部の円周方向幅寸法をcとすると、
c<a≦b
の関係を有する、請求項1に記載のクランクシャフト支持構造。
The circumferential width dimension of the first pillar part is a, the circumferential width dimension of the second pillar part is b, and the circumferential width dimension of the third pillar part is c,
c <a ≦ b
The crankshaft support structure according to claim 1, having the relationship:
前記保持器セグメントは、
前記第1柱部および前記第2柱部の間に形成される第1ポケットと、
前記第2柱部および前記第2柱部に隣接する前記第3柱部の間に形成される第2ポケットと、
隣接する前記第3柱部の間に形成される第3ポケットとを有し、
前記リング部の円周方向端面および前記第1ポケットの間の中心角をα、前記第1ポケットおよび前記第2ポケットの間の中心角をβ、前記第2ポケットおよび前記第2ポケットに隣接する前記第3ポケットの間の中心角をγとすると、
α≠β、β≠γ、γ≠α
の関係を有する、請求項1または2に記載のクランクシャフト支持構造。
The cage segment is
A first pocket formed between the first pillar part and the second pillar part;
A second pocket formed between the second pillar part and the third pillar part adjacent to the second pillar part;
A third pocket formed between the adjacent third pillar portions,
The central angle between the circumferential end surface of the ring portion and the first pocket is α, the central angle between the first pocket and the second pocket is β, and the second pocket and the second pocket are adjacent to each other. If the central angle between the third pockets is γ,
α ≠ β, β ≠ γ, γ ≠ α
The crankshaft support structure according to claim 1 or 2, which has the following relationship.
前記針状ころ軸受は、切削加工によって円環状部材を形成し、自然割りによって前記円環状部材の円周上に軸線方向に延びる複数の分割線を形成した外輪をさらに備える、請求項1〜3のいずれかに記載のクランクシャフト支持構造。   The said needle roller bearing is further provided with the outer ring | wheel which formed the annular member by cutting and formed the some division line extended in the axial direction on the circumference of the said annular member by natural splitting. The crankshaft support structure according to any one of the above. 前記保持器セグメントは、SNCMまたはSCMを出発材料とし、
浸炭処理または浸炭窒化処理を施して形成される、請求項1〜4のいずれかに記載のクランクシャフト支持構造。
The cage segment starts with SNCM or SCM,
The crankshaft support structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the crankshaft support structure is formed by performing a carburizing process or a carbonitriding process.
前記クランクシャフトは、多気筒エンジンに使用される、請求項1〜5のいずれかに記載のクランクシャフト支持構造。   The crankshaft support structure according to any one of claims 1 to 5, wherein the crankshaft is used in a multi-cylinder engine.
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