JP2007292163A - Split type roller bearing - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a split roller bearing for rotatably supporting a crankshaft of an automobile engine, for example, in which a race and a cage are divided at least in the circumferential direction.
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。 Conventionally, as a bearing for supporting a crankshaft of an automobile engine, a split sliding bearing divided into two has been mainly used due to restrictions on assembly. However, the split type plain bearing has a high frictional resistance under high speed rotation. For this reason, in recent years, there has been a movement to improve fuel efficiency by adopting roller bearings with low frictional resistance.
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。 Here, when the bearing ring and the cage of the roller bearing are divided into two to form a split roller bearing, vibration during bearing operation becomes a problem. That is, in the split roller bearing, increasing the number of rollers can reduce vibration, so it is desirable to increase the number of rollers. However, on the other hand, when the number of rollers is increased, in the cage, the width of the column between the pocket portions that hold the rollers in a rollable manner is reduced.
このため、図3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が負荷圏を通過する際、図4に示すように荷重分布の変動が生じ、変動に起因する振動が発生してしまうという問題があった。
図3は、従来の分割型ころ軸受を示す断面図であり、図4は、図3の分割型ころ軸受の保持器の回転角変化に対する回転軸の変位量変化を示すグラフである。
Therefore, like the split roller bearing 100 shown in FIG. 3, the
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a conventional split roller bearing, and FIG. 4 is a graph showing changes in the displacement amount of the rotating shaft with respect to changes in the rotation angle of the cage of the split roller bearing of FIG.
そこで、図5及び図6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。
Therefore, referring to FIGS. 5 and 6, for example, as disclosed in Patent Document 1, in the plate material N forming the
図5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6は、図5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。
しかし上述した特許文献1に記載の図5及び図6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。
However, in the conventional roller bearing 110 shown in FIG. 5 and FIG. 6 described in Patent Document 1 described above, the width P / 2 of the column part Na on both sides of the divided part in the
本発明は、保持器の円周方向に沿う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分割型ころ軸受を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide a split-type roller bearing capable of reducing vibration during bearing operation caused by uneven distribution of rollers along the circumferential direction of a cage.
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、
保持器の各分割部近傍にそれぞれ設けられたポケット部に転動可能に保持されたころの直径が、保持器の他のポケット部に転動可能に保持されたころの直径より大きいことを特徴とする分割型ころ軸受。
The above object of the present invention is achieved by the following configurations.
(1) In the split roller bearing in which the raceway and the cage of the roller are divided at least in the circumferential direction,
The diameter of the roller that can be rolled in the pocket portion provided in the vicinity of each divided portion of the cage is larger than the diameter of the roller that can be rolled in the other pocket portion of the cage. Split roller bearing.
(2) 前記保持器の各分割部近傍にそれぞれ設けられたポケット部に転動可能に保持されたころの直径を最大として、保持器の他のポケット部に転動可能に保持されたころの直径が、各分割部から離れるに従って徐々に小さくなっていることを特徴とする前記(1)記載の分割型ころ軸受。 (2) The maximum diameter of the rollers that are rollably held in pocket portions provided in the vicinity of the respective divided portions of the cage, and the rollers that are rollably held in other pocket portions of the cage. The split roller bearing according to (1), wherein the diameter gradually decreases as the distance from each split portion increases.
前記(1)記載の分割型ころ軸受では、保持器の各分割部近傍にそれぞれ設けられたポケット部に転動可能に保持されたころの直径が、保持器の他のポケット部に転動可能に保持されたころの直径より大きいので、保持器の各分割部が負荷圏を通過する際における支持する回転軸の変位量が、分割部近傍の他より大径のころにより補償される。 In the split roller bearing described in the above (1), the diameter of the roller that is rollably held in the pocket portion provided in the vicinity of each split portion of the cage can be rolled in another pocket portion of the cage. Therefore, the displacement amount of the rotating shaft that is supported when each divided portion of the cage passes through the load zone is compensated by the roller having a larger diameter than the other portions in the vicinity of the divided portion.
したがって、保持器の各分割部が負荷圏を通過する際における支持する回転軸の変位量が、保持器の各分割部以外の部位が負荷圏を通過する際における回転軸の変位量と略同等に抑制される。これにより、保持器の円周方向に沿う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。
分割部近傍のころの直径と他のころの直径との差は、保持器の各分割部が負荷圏を通過する際における支持する回転軸の変位量に相当することが好ましい。
Therefore, the amount of displacement of the rotating shaft that is supported when each divided portion of the cage passes through the load zone is approximately equal to the amount of displacement of the rotating shaft when a portion other than each divided portion of the cage passes through the load zone. To be suppressed. Thereby, the vibration during the bearing operation due to the uneven distribution of the rollers along the circumferential direction of the cage is reduced.
It is preferable that the difference between the diameter of the roller in the vicinity of the divided portion and the diameter of the other roller corresponds to the amount of displacement of the rotating shaft supported when each divided portion of the cage passes through the load zone.
前記(2)記載の分割型ころ軸受では、保持器の各分割部近傍にそれぞれ設けられたポケット部に転動可能に保持されたころの直径を最大として、保持器の他のポケット部に転動可能に保持されたころの直径が、各分割部から離れるに従って徐々に小さくなっているので、保持器の各分割部及び各分割部以外の部位が負荷圏を通過する際における回転軸の変位量が、より均一化される。これにより、保持器の円周方向に沿う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。 In the split roller bearing described in (2) above, the diameter of the roller held in a rollable manner in a pocket provided in the vicinity of each divided portion of the cage is maximized, and the roller is rolled into another pocket portion of the cage. Since the diameter of the roller held so as to move is gradually reduced as the distance from each divided portion increases, the displacement of the rotating shaft when each divided portion of the cage passes through the load zone. The amount is made more uniform. Thereby, the vibration during the bearing operation due to the uneven distribution of the rollers along the circumferential direction of the cage is reduced.
本発明の分割型ころ軸受によれば、保持器の各分割部が負荷圏を通過する際における支持する回転軸の変位量を、保持器の各分割部以外の部位が負荷圏を通過する際における回転軸の変位量と略同等に抑制することができ、保持器の円周方向に沿う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。 According to the split roller bearing of the present invention, the amount of displacement of the rotating shaft that is supported when each divided portion of the cage passes through the load zone, and when the portion other than each divided portion of the cage passes through the load zone. The amount of rotation of the rotating shaft can be suppressed to be substantially the same, and the vibration during the bearing operation due to the uneven distribution of the rollers along the circumferential direction of the cage can be reduced.
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。 The split roller bearing obtained by the present invention is suitably used for supporting a crankshaft of an automobile engine when low vibration, high load resistance, and high durability are required.
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る。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to illustrated embodiments.
FIG. 1 is a sectional view showing a split roller bearing according to a first embodiment of the present invention.
図1を参照すると、分割型ころ軸受30は、円周方向に多数配置されたころ44a,44bと、各ころ44a,44b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44a,44bを転動可能に保持する保持器40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。
Referring to FIG. 1, the split roller bearing 30 includes a plurality of
分割型ころ軸受30は、外輪12及び保持器40を円周方向に均等に二分割されており、保持器40の各分割部41における円周方向端面42に最も近いポケット部43に転動可能に保持されたころ44aの直径が、保持器40の他のポケット部45に転動可能に保持されたころ44bの直径より大きく形成されている。ころは、軸受鋼、セラミック等の材料からなる。
The split roller bearing 30 has the
ここで、図3に示す従来の分割型ころ軸受100では、保持器102の各分割部103が負荷圏を通過する際における支持する回転軸(図示しない)の変位量計算値は、図4に示すように、約1μmである。
Here, in the conventional split roller bearing 100 shown in FIG. 3, the calculated amount of displacement of the rotating shaft (not shown) supported when each divided
図3に示す従来の分割型ころ軸受100の保持器102の各分割部103が負荷圏を通過する際における回転軸の変位量(図4)の計算条件は、下記の通りである。また、図4は、図3に示す状態での保持器102の回転角を0°とし、外輪固定、軸回転とした場合の保持器102の回転角と回転軸の上下方向変位量との関係を示す。
The calculation conditions of the amount of displacement of the rotating shaft (FIG. 4) when each divided
分割型ころ軸受の諸元:
ころ径4mm、ころ丈21mm、ころ数26(28等配)、P.C.D54mm、ラジアル隙間30μm
分割型ころ軸受の運転条件:
ラジアル荷重5000N、回転数2000rpm
Specifications of split roller bearings:
Roller diameter 4mm, Roller length 21mm, Number of rollers 26 (28 equally spaced), PCD 54mm, Radial clearance 30μm
Operating conditions for split roller bearings:
Radial load 5000N, rotation speed 2000rpm
従来のようにころの直径がすべて同一である場合、図4に示すように、保持器の分割部が負荷圏を通過する際の軸の変位は、保持器分割部以外が負荷圏を通過する場合に比べて約1μm大きくなることが、Hertzの接触理論に基づく計算から導出される。そこで、本第1実施形態では、図1に示す分割部41の両側のポケット43に配置されるころ44aの直径を、他のポケット45に配置されるころ44bの直径よりも1μm大きくした。そして、保持器40の分割部41が負荷圏を通過する際に、軸の変位が増加する分をキャンセルし、保持器40の分割部41以外が負荷圏を通過する場合と同等にした。これにより、軸受30の振動を低減する効果が得られる。
When the diameters of the rollers are all the same as in the prior art, as shown in FIG. 4, the displacement of the shaft when the divided portion of the cage passes through the load zone, the portion other than the cage divided portion passes through the load zone. It is derived from calculations based on Hertz's contact theory that it is about 1 μm larger than the case. Therefore, in the first embodiment, the diameter of the
第1実施形態によれば、保持器40の各分割部41における円周方向端面42に最も近いポケット部43に転動可能に保持されたころ44aの直径が、保持器40の他のポケット部45に転動可能に保持されたころ44bの直径より1μm大きく形成されることにより、保持器40の各分割部41が負荷圏を通過する際における支持する回転軸の変位量が補償される。したがって、保持器40の各分割部41が負荷圏を通過する際における支持する回転軸の変位量は、保持器40の各分割部41以外の部位が負荷圏を通過する際における回転軸の変位量と略同等に抑制される。
According to 1st Embodiment, the diameter of the
軸受の諸元や運転条件が異なる場合も同様に、軸受の諸元や運転条件を元に保持器分割部が負荷圏を通過する際に軸の変位が増加する量を算出し、その増加量だけ分割部の両側に配置されるころの直径を増やせばよい。 Similarly, when the bearing specifications and operating conditions are different, calculate the amount by which the shaft displacement increases when the cage divider passes through the load zone based on the bearing specifications and operating conditions. It is only necessary to increase the diameter of the rollers arranged on both sides of the divided portion.
なお、第1実施形態では、各分割部41近傍における大径に形成されるころ44aは各端面42について1個であるが、このころ44aを各端面42について複数設定してもよい。例えば、分割部41の近傍のころ44aに隣接したころ44bも、他のころ44bよりも直径を1μm大きくしてもよい。
In the first embodiment, one
図2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る。
図2に示すように、保持器60の各分割部61近傍にそれぞれ設けられたポケット部63に転動可能に保持されたころ64aの直径を最大として、保持器60の他のポケット部65に転動可能に保持されたころ64bの直径が、各分割部61から離れるに従って徐々に小さくなるように構成してもよい。換言すれば、各分割部61に近づくに従ってころの直径が徐々に大きくなるようにしてもよい。
FIG. 2 is a sectional view showing a split roller bearing according to a second embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 2, the diameter of the
例えば、分割部が負荷圏に来たときに負荷を受けるころ数が4本(片側2本)であり、このときの変位量が1μmである場合に、分割部近傍のころ64aの直径を、他のころ64bの直径よりも1μm大きくし、分割部近傍のころ64aに隣接したころ64bの直径を、他のころ64bの直径よりも0.5μm大きくする。つまり、分割部が負荷圏に来たときの変位量と負荷圏における大径ころの数に応じて、大径ころの直径の漸減値を設定し、分割部近傍のころの直径を他のころよりも大きくし、負荷圏にある他のころは線形的に直径を変える。上記の場合、分割部近傍のころ64aに隣接したころ64bの直径は、1μmの変位量を負荷圏内のころ数2(本)で割った0.5μm、他のころ64bより大きくする。このような構成によれば、回転軸の変位量が、より均一化される。
For example, when the number of rollers that receive a load when the divided portion comes into the load zone is four (two on one side) and the displacement amount at this time is 1 μm, the diameter of the
以上のように上記第1実施形態によれば、分割型ころ軸受30の保持器40の各分割部41近傍にそれぞれ設けられたポケット部43に転動可能に保持されたころ44aの直径が、保持器40の他のポケット部45に転動可能に保持されたころ44bの直径より大きい。
As described above, according to the first embodiment, the diameter of the
また、上記第2実施形態によれば、分割型ころ軸受50の保持器60の各分割部61近傍にそれぞれ設けられたポケット部63に転動可能に保持されたころ64aの直径を最大として、保持器60の他のポケット部65に転動可能に保持されたころ64bの直径が各分割部61から離れるに従って徐々に小さくなる。
Further, according to the second embodiment, the diameter of the
したがって、保持器40,60の各分割部41,61が負荷圏を通過する際における支持する回転軸の変位量を、保持器40,60の各分割部41,61以外の部位が負荷圏を通過する際における回転軸の変位量と略同等に抑制することができる。これにより、保持器40,60の円周方向に沿うころ44a,64aの不等配に起因する軸受30,50運転中の振動を低減させることができる。
Accordingly, the amount of displacement of the rotating shaft that is supported when each of the divided
30,50,100 分割型ころ軸受
44a,64a 円周方向端面に最も近いポケット部に転動可能に保持されたころ
44b,64b 他のポケット部に転動可能に保持されたころ
12,72 軌道輪(外輪)
12a,72a 軌道面
40,60,102 保持器
41,61,103 分割部
42,62 円周方向端面
43,63 円周方向端面近傍のポケット部(円周方向端面に最も近いポケット部)
45,65 他のポケット部
30, 50, 100 Split-
12a,
45,65 Other pockets
Claims (2)
保持器の各分割部近傍にそれぞれ設けられたポケット部に転動可能に保持されたころの直径が、保持器の他のポケット部に転動可能に保持されたころの直径より大きいことを特徴とする分割型ころ軸受。 In the split roller bearing in which the raceway and the cage of the roller are divided into at least two parts in the circumferential direction,
The diameter of the roller that can be rolled in the pocket portion provided in the vicinity of each divided portion of the cage is larger than the diameter of the roller that can be rolled in the other pocket portion of the cage. Split roller bearing.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006119239A JP2007292163A (en) | 2006-04-24 | 2006-04-24 | Split type roller bearing |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022210339A1 (en) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | ミネベアミツミ株式会社 | Roller bearing and planetary speed reduction gear |
-
2006
- 2006-04-24 JP JP2006119239A patent/JP2007292163A/en active Pending
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WO2022210339A1 (en) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | ミネベアミツミ株式会社 | Roller bearing and planetary speed reduction gear |
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