JP2008232309A - Roller bearing - Google Patents
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Description
本発明は、ころ軸受に関する。 The present invention relates to a roller bearing.
一般に、例えばエンジンにおけるピストンとクランクシャフトをつなぐ連接棒であるコネクティングロッド(以下、コンロッドと略称する)の大端部は、軸受を挟んでクランクシャフトに結合されている。そして、軸受は、クランクシャフトの特性上、例えば二つに分割した分割軸受輪(外輪)が使用される。 In general, for example, a large end portion of a connecting rod (hereinafter referred to as a connecting rod) that is a connecting rod that connects a piston and a crankshaft in an engine is coupled to the crankshaft with a bearing interposed therebetween. For the bearing, for example, a split bearing ring (outer ring) divided into two parts is used due to the characteristics of the crankshaft.
ところで、分割軸受輪は、分割した分割面が直線的に形成されると組付け時において互いに軸線方向にずれが生じ易く取り扱いがよくない。このため、軸線方向に対して例えばS字形状などの湾曲や屈曲させた分割面となることが望まれている。そこで、特許文献1記載の技術は、軸受輪の外周面に割りを誘因する凹所を形成し、その凹所を狙って加圧治具で軸受輪を加圧することで、凹所に沿って二つの分割片に分割する分割方法を開示している。また、特許文献2記載の技術は、端部を長さ方向に凹凸形状をなす帯状の金属板を湾曲させて半円形状の分割片を形成する方法を開示している。
しかしながら、割り加工は、不安定であり同一の分割面をコントロールして形成することが困難であるため、例えば片方のみに不良が生じたとしても、他のもので補うこともできずコスト高となってしまう。一方、帯状の金属板の形態で端部を切断することで、その分割面を軸線方向のずれが生じにくい所望する形状で得ることができるが、その金属板を半円形状に湾曲させることは煩雑である。 However, the split machining is unstable and difficult to control and form the same dividing surface. For example, even if a defect occurs only on one side, it cannot be compensated for by another and the cost is high. turn into. On the other hand, by cutting the end portion in the form of a strip-shaped metal plate, the split surface can be obtained in a desired shape that is less likely to be displaced in the axial direction, but the metal plate can be curved into a semicircular shape It is complicated.
そこで、軸受輪を割り加工ではなく切断加工によって、分割軸受輪を形成する方法が考えられる。しかしながら、図9(9−1)に示すように、例えば円形形状の軸受輪100をワイヤカット放電加工などにより直線Uに沿って切断すると、軸受輪100は2つの分割片101,101に分割される(図9(9−2)参照)が、このとき被切断部101aがワイヤによって削り取られる(なくなる)。したがって、図9(9−3)に示すように、2つの分割片101,101を再び組合せると被切断部101aがなくなっているので、分割前の軸受輪100の形状から歪んだ楕円形状となってしまう。2つの分割片101,101を組合せた状態で保持することができないため、外周面を円形形状に研磨加工することが出来ず、この状態ではころ軸受の外輪として使用することができないというジレンマがある。
Therefore, a method of forming the split bearing ring by cutting rather than splitting the bearing ring is conceivable. However, as shown in FIG. 9 (9-1), for example, when the
本発明は上記実情に鑑みなされたものであり、組立性が容易で、かつ、通常使用することができない円筒形状から歪んでしまった形状の外輪をそのまま使用することができるころ軸受を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a roller bearing that is easy to assemble and that can use an outer ring having a shape deformed from a cylindrical shape that cannot be normally used as it is. It is in.
上記課題を解決するために、本発明のころ軸受は、
内周面にころを受け止める軌道面を有するとともに、周方向に2分割され、それらの分割片を組合せることによって円筒形状に形成される外輪を含むころ軸受であって、
分割片は、外輪を構成することとなる円筒素材がアキシャル方向において切断されることにより分割されて形成されており、
外輪は、各分割片の周方向の両端に形成される分割面がそれぞれ対向配置されたその間に装填される弾性部材を有し、該弾性部材により対向する分割面が周方向にオフセットされて円筒形状に形成されていること特徴とする。
In order to solve the above problems, the roller bearing of the present invention is
A roller bearing including an outer ring that has a raceway surface that receives a roller on an inner peripheral surface, is divided into two in the circumferential direction, and is formed into a cylindrical shape by combining these divided pieces,
The divided piece is formed by being divided by cutting a cylindrical material that constitutes the outer ring in the axial direction,
The outer ring has an elastic member loaded between the divided surfaces formed at both ends in the circumferential direction of each divided piece. The opposed divided surfaces are offset in the circumferential direction by the elastic member to form a cylinder. It is formed into a shape.
上記本発明によれば、分割された一対の分割片において対向配置された分割面の間に弾性部材が装填されている。例えば上記したように切断加工により切断代がなくなり、再度組合せても切断前の円筒形状とならない場合などの、一対の分割片を組合せたときに生ずる歪みを弾性部材で補うことができる。すなわち、対向する分割面が弾性部材で周方向にオフセットされることにより、外輪を円筒形状に形成することが可能となる。ひいては、分割片の端部に弾性部材を形成するという簡単な構造で、分割手段として切断加工を施すことが可能となり、自由度ある分割面を有する2分割された外輪を含むころ軸受を得ることが可能となる。 According to the above-mentioned present invention, the elastic member is loaded between the divided surfaces opposed to each other in the pair of divided pieces. For example, as described above, the cutting allowance is eliminated by the cutting process, and the distortion generated when the pair of divided pieces is combined can be compensated by the elastic member, for example, when the cylindrical shape before cutting is not obtained even when combined again. That is, the outer ring can be formed in a cylindrical shape by offsetting the opposing divided surfaces in the circumferential direction by the elastic member. As a result, a simple structure in which an elastic member is formed at the end of the divided piece, and it becomes possible to perform cutting as the dividing means, and a roller bearing including an outer ring divided into two having a divided surface with a degree of freedom is obtained. Is possible.
また、弾性部材を対向する分割面の間に装填するので、例えば、所定の取付場所(ハウジング)の内側に外輪(ころ軸受)を取り付けたときに、弾性部材が分割片を広げるように付勢する予圧効果を奏し、外輪とハウジングとの間にクリアランスが形成されないように柔軟に組み付けることができる。ひいては、外輪とハウジングとの間にクリアランスがなくなるとともに弾性部材の制振効果によって、異音や振動等が発生することなくころ軸受を使用することが可能となる。 In addition, since the elastic member is loaded between the opposing split surfaces, for example, when the outer ring (roller bearing) is mounted inside the predetermined mounting location (housing), the elastic member is urged so as to expand the split piece. Thus, it can be assembled flexibly so that a clearance is not formed between the outer ring and the housing. As a result, there is no clearance between the outer ring and the housing, and the roller bearing can be used without any noise or vibration due to the damping effect of the elastic member.
また、ころ軸受の外輪は、円筒素材が実質的に等しい半円筒状に分割されて形成されるとともに、周方向における2ヶ所で分割面が対向配置されたその間に弾性部材が個別に装填されており、その2ヶ所で対向配置された分割面の間隔が該弾性部材により相互に等しくなるように保持することができる。これにより、各対向する分割面の間が相互に等しく保持されているので、一対の分割片が弾性部材を通る直線に対して対称形態となり、ころによる応力集中を抑制又は防止することができる。 Further, the outer ring of the roller bearing is formed by dividing the cylindrical material into substantially the same semi-cylindrical shape, and the elastic members are individually loaded between the two divided surfaces facing each other in the circumferential direction. In addition, the elastic members can hold the divided surfaces arranged opposite to each other at the two positions so as to be equal to each other. As a result, the space between the opposing divided surfaces is held equally, so that the pair of divided pieces have a symmetrical form with respect to the straight line passing through the elastic member, and stress concentration due to the rollers can be suppressed or prevented.
また、その外輪は、円筒素材がアキシャル方向において所定の振れ幅で蛇行又は屈曲する分割線で分割されて形成され、その分割線に沿って弾性部材を装填することができる。これにより、アキシャル方向において所定の振れ幅で蛇行又は屈曲する分割面を有する分割片を組合せることになるので、軸方向のずれが生じ難く、容易に弾性部材を配置することができる。ひいては、弾性部材を介して2つの分割片を一体化した状態で保持することができ、持ち運びや組み付けなどの作業性が向上する。 Further, the outer ring is formed by being divided by a dividing line in which a cylindrical material meanders or bends with a predetermined swing width in the axial direction, and an elastic member can be loaded along the dividing line. As a result, since the split pieces having split surfaces that meander or bend with a predetermined swing width in the axial direction are combined, it is difficult for axial displacement to occur, and the elastic member can be easily arranged. As a result, the two divided pieces can be held in an integrated state via the elastic member, and workability such as carrying and assembling is improved.
また、ころ軸受の外輪における弾性部材は、外輪の軌道面よりもラジアル方向内側に膨出しないように配置することができる。これにより、弾性部材がころの転がりを干渉せず、この対向する分割面の位置をころが通過するときにも滑らかに転がることができる。また、ころが弾性部材による摩擦や引っ掛かることによる異音や振動発生を抑制又は防止できる。 Further, the elastic member in the outer ring of the roller bearing can be arranged so as not to bulge radially inward from the raceway surface of the outer ring. Accordingly, the elastic member does not interfere with the rolling of the roller, and can smoothly roll even when the roller passes through the position of the facing divided surface. In addition, it is possible to suppress or prevent the generation of abnormal noise and vibration caused by friction or catching of the roller by the elastic member.
以下、本発明に係るころ軸受の実施形態を図面を参照しつつ説明する。図1は本発明の実施形態に係るころ軸受の一例を示す側面図及び一部省略した分解斜視図、図2はころ軸受をクランクシャフト及びコンロッド大端部の間に組み込む状態を示す分解斜視図、図3は図2において組み込んだ状態を示す断面図、図4は外輪の斜視図、X−X断面図及びY−Y断面図、図5は図4のZ部分拡大図である。 Embodiments of a roller bearing according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing an example of a roller bearing according to an embodiment of the present invention and an exploded perspective view partially omitted. FIG. 2 is an exploded perspective view showing a state in which the roller bearing is assembled between a crankshaft and a connecting rod large end. 3 is a cross-sectional view showing the assembled state in FIG. 2, FIG. 4 is a perspective view of the outer ring, XX cross-sectional view and YY cross-sectional view, and FIG. 5 is an enlarged view of a portion Z in FIG.
図1に示すごとく、ころ軸受1は、周方向に二分割された略半筒形状をなす一対の分割片2,3とその分割片2,3の間に装填される弾性部材10,10とを有する二分割外輪20(以下、外輪と略称する)と、その外輪20の内側に配置され、該一対の分割片2,3の内周面を軌道面とする複数のころ4と、各ころ4を保持する半円筒形状をなす一対の保持器5,6とを備えている。保持器5,6には、ラジアル方向の内外に貫通するポケット部Pが周方向に沿って等間隔で複数設けられ、その各ポケット部P内にころ4がそれぞれ収容されている。
As shown in FIG. 1, the roller bearing 1 includes a pair of divided
このような二つ割りされたころ軸受1は、図2に示すように、例えば自動車等の車両のエンジンにおけるクランクジャーナル71やクランクピン72、カウンターウエイト73等を備えるクランクシャフト7にコンロッド9を結合する際に用いられる。すなわち、軸方向から圧入等して取付場所に配置する一体軸受を用いることができない場合に用いられる。具体的には、コンロッド9の大端部9Bとクランクピン72との間に介装される(図3参照)。なお、コンロッド9は、クランクシャフト7とピストン8とを繋ぐ連接棒であり、ピストン8の往復運動をクランクシャフト7の回転運動に変換する役割を担う。
As shown in FIG. 2, the roller bearing 1 divided into two parts is used when the connecting
コンロッド9は、クランクピン72(クランクシャフト7)に結合される大端部9Bとピストン8に連結される小端部(図示せず)とを両端に備える。コンロッド9は、小端部(図示せず)と大端部9Bの一部と、それらを連結するロッド9Rを含む本体部91と、大端部9Bの残りを形成するキャップ部92と、キャップ部92を本体部91に固定するナット93とを備える。そして、本体部91には、ナット93に対応するボルト91bが形成されており、キャップ部92に形成されたボルト挿通孔92bを介して締結される。
The connecting
図3に示すように、大端部9Bには、本体部91に設けられた略半円形状を呈する凹部91aと、キャップ部92に設けられた略半円形状を呈する凹部92aとが組み合わさった状態でころ軸受1が保持されている。すなわち、一対の分割片2,3で構成される外輪20がコンロッド9と一体的に回転するとともに、クランクピン72が内輪として相対回転可能に連結されている。
As shown in FIG. 3, the
次に、図4を用いて外輪20について詳しく説明する。なお、図中上側の分割片を第1分割片2、下側の分割片を第2分割片3として説明する。外輪20は、図4(a)に示すように、上記の如く、実質的に等しい半円筒形状をなす第1及び第2分割片2,3で形成されている。その第1及び第2分割片2,3は、外輪20を構成することとなる軸受輪(円筒素材)100がアキシャル方向において切断されることにより分割されて形成されている(図9参照)。
Next, the
また、外輪20は、図4(b)に示すように、各分割片2,3の周方向の両端に形成される分割面2a,2b,3a,3bがそれぞれ対向配置されたその間に装填される弾性部材10,10を有する。そして、外輪20は、該弾性部材10,10により対向する分割面2a,2b,3a,3bが周方向にオフセットされて全体として円筒形状に形成されている。つまり、外輪20は、第1及び第2分割片2,3が相互の周方向の両端面、具体的には第1分割片2における分割面2a,2bと第2分割片3の分割面3b,3aとが合掌状態に対向配置されて組合わされ、円筒形状に形成されている。
Further, as shown in FIG. 4B, the
ここで、第1及び第2分割片2,3は、図4(a)に示すように、アキシャル方向(軸線O1)において所定の振れ幅で蛇行又は屈曲する非直線形状の分割線(第1分割線L1及び第2分割線L2)で分割されて形成されている。これにより、組み付ける際の軸線方向に対してのずれを効果的に抑制又は防止することができる。本実施例では、図4(c)に示すように、第2分割線L2は、Y方向から見たときに、軸線O1の上下に一つずつ頂点P,Qを含む逆N字形状(S字形状)に形成されている。一方、第1分割線L1は、第2分割線L2と外輪20の中心で点対称となるように形成されている。これにより、2つを共用することができる。なお、分割線L1,L2はこれに限定するものではなく、例えば各分割線がV字形状となるように一方が周方向に突出し、もう一方が凹むように形成することができる。そして、その分割線に沿って弾性部材10,10がその分割された分割面の間に装填されることになる。
Here, as shown in FIG. 4A, the first and second divided
外輪20は、図4(b)に示すように、直線O2に平行な直径Dの長さが、直線O3に平行な直径dに対して長く形成されている(例えば、弾性部材10,10の厚み幅wが切断時に削り取られる切断代よりも大きく設定されている)。したがって、外輪20は、コンロッド大端部9Bに対して弾性部材10,10の作用により予圧された状態で取り付けられる。すなわち、外輪20(ころ軸受1)は、コンロッド大端部9B等に取り付けられたときに(図3参照)、対向する分割面が直線O2方向に弾性部材10,10を相対的に押圧して圧縮し、直径Dと直径dとが同等の長さの円筒形状(側面視で真円形状)となる。ひいては、外輪20の外周面がコンロッド大端部9Bの内側にクリアランスなく面接触して取り付けることができる。
As shown in FIG. 4B, the
また、弾性部材10は、外輪20の周方向に2ヶ所個別に装填されている。そして、その各弾性部材10,10は、各厚み幅wで相互に等しいものが使用されている。したがって、対向配置された分割面の間隔が相互に等しく保持されている。これにより、コンロッド大端部9B等に取り付ける際にも均等に予圧がかかり安定する。
The
弾性部材10,10は、図5に示すように、第1及び第2分割片2,3(外輪20)の内周面2c,3c(軌道面)よりもラジアル方向内側に膨出しないように配置されている。すなわち、弾性部材10の内周面10aが、軌道面よりもラジアル方向外側に奥まった位置に配置され、かつ、上記した圧縮された状態においても軌道面よりもラジアル方向内側に膨出しないように配置されている。これにより、ころが転動する際、強度的に劣る弾性部材10に接触することなく弾性部材10の破損を防止できる。なお、弾性部材10の内周面10aが軌道面から奥まった位置となるので、軌道面に対向する分割面の間に対応する隙間(段差)が形成される場合には、その内周面と分割面との連結部に面取りを施してもよい。これにより、ころ4がその隙間上を滑らかに転がることができる。
As shown in FIG. 5, the
図7は図5に対応した別の例を示す図であり、図7に示すように、第1及び第2分割片2,3の各分割面近傍部2d,3dがころ4の軌道面(内周面2c,3c)よりもラジアル方向外側に奥まるように薄肉形態で形成することができる。この場合にも、ころ4が滑らかに転がるとともに、弾性部材10の破損を防止することができる。
FIG. 7 is a view showing another example corresponding to FIG. 5, and as shown in FIG. 7, the divided
弾性部材10は、ゴム、エラストマー等の弾性体からなり、その形状は軸受輪が切断される分割線L1,L2に沿って形成され、特に外輪20の周方向の弾性に富む弾性体が好適である。本実施例においては、2つの頂点を含むN字形状(S字形状)をなして形成されている(図1(b)参照)。
The
図8は図1(b)に対応した外輪の別の例を示す図であり、図8(a)に示すように、弾性部材10は、対向する分割面2a,3bとの間に対して、単に配置するだけでもよいが、分割片2,3の分割面2a,3bのどちらか一方に加硫接着などの方法によりに一体的に形成して配置することができる。弾性部材を外輪の分割片と一体とした場合は、軸受組立て時の取扱性が向上する。また、図8(b)に示すように、弾性部材10を例えば厚みが同等となるように分割して、それぞれを分割片2,3の分割面2a,3bの両側に加硫接着などの方法により一体的に形成して分離した弾性部材を相対的に押圧するように配置することもできる。このように、分割片の端部(分割面)に弾性部材を形成することで、組付けなどの作業性が向上する。
FIG. 8 is a view showing another example of the outer ring corresponding to FIG. 1 (b). As shown in FIG. 8 (a), the
なお、本実施例においてはころ軸受のハウジングをコンロッドで説明したが、例えば、ハウジングの材料としてアルミニウム等が使用され、外輪(ころ軸受)の材料として鉄が使用される場合において、両者の熱膨張率が大きく異なるときに対向する分割面の間に弾性部材を装填(介装)するとその熱膨張や熱収縮を差を吸収できるため特に有効である。すなわち、使用温度−40度から120度の範囲ではアルミニウムと鉄との熱膨張率が大幅に異なることから、その熱膨張或いは熱収縮に起因してころ軸受とハウジングとの間にラジアルクリアランスが発生し異音や振動を引き起こしてしまう恐れがあるが、弾性部材の弾性力によりラジアルクリアランスの変化(発生)を抑制することができる。 In this embodiment, the roller bearing housing has been described as a connecting rod. For example, when aluminum or the like is used as the material of the housing and iron is used as the material of the outer ring (roller bearing), the thermal expansion of both of them is used. It is particularly effective to load (interpose) an elastic member between the divided surfaces facing each other when the rates are greatly different because the difference in thermal expansion and contraction can be absorbed. That is, since the thermal expansion coefficient between aluminum and iron is significantly different in the operating temperature range of -40 degrees to 120 degrees, radial clearance occurs between the roller bearing and the housing due to the thermal expansion or contraction. However, there is a risk of causing abnormal noise and vibration, but the change (generation) of the radial clearance can be suppressed by the elastic force of the elastic member.
次に、図6用いて上記説明した実施形態のころ軸受の変形例について説明する。なお、図6は図4(c)に対応しており、以下の説明では、上述した実施形態と異なる部分について主に述べ、重複する部分については同番号を付して説明を省略又は簡略する。図6(a)に示すように、外輪200は、アキシャル方向(軸線O1)において所定の振れ幅で蛇行又は屈曲する分割線L2に対して幅広く離間して分割面20b,30aが対向配置されている。この場合にも、その対向する分割面20b,30aの間には弾性部材11が装填されているので、外輪200は、全体として円筒形状に形成することができる。
Next, a modified example of the roller bearing of the embodiment described above will be described with reference to FIG. Note that FIG. 6 corresponds to FIG. 4C, and in the following description, portions different from the above-described embodiment will be mainly described, and overlapping portions will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted or simplified. . As shown in FIG. 6 (a), the
また、図6(b)に示すように、外輪300は、アキシャル方向(軸線O1)において所定の振れ幅で蛇行又は屈曲する分割線L2に沿って切断され、かつ一方の分割面21bの一部が周方向に向かって切り欠かれている。そして、その切欠き以外の分割面21bとその分割面21bに対向する分割面31aとの間に弾性部材12,12が装填されている。この場合にも、外輪300は、全体として円筒形状に形成することができる。すなわち、弾性部材は、分割面の形状に依存せず自由に設定することが可能である。
As shown in FIG. 6B, the
なお、本発明において、上記実施例に限定されるものではなく、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることもできる。 In addition, in this invention, it is not limited to the said Example, It can also be set as the Example variously changed within the range of this invention according to the objective and the use.
1 ころ軸受
2 第1分割片
3 第2分割片
4 ころ
5,6 保持器
10 弾性部材
20 二分割外輪(外輪)
O1 軸線
DESCRIPTION OF
O1 axis
Claims (4)
前記分割片は、前記外輪を構成することとなる円筒素材がアキシャル方向において切断されることにより分割されて形成されており、
前記外輪は、各分割片の周方向の両端に形成される分割面がそれぞれ対向配置されたその間に装填された弾性部材を有し、該弾性部材により対向する分割面が周方向にオフセットされて円筒形状に形成されていること特徴とするころ軸受。 A roller bearing including an outer ring that has a raceway surface that receives a roller on an inner peripheral surface, is divided into two in the circumferential direction, and is formed into a cylindrical shape by combining these divided pieces,
The divided piece is formed by being divided by cutting a cylindrical material that constitutes the outer ring in the axial direction,
The outer ring has an elastic member loaded between the divided surfaces formed at both ends in the circumferential direction of each divided piece. The opposed divided surfaces are offset in the circumferential direction by the elastic member. A roller bearing characterized by being formed in a cylindrical shape.
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