JP2009144793A - 軸受構造 - Google Patents

Abstract

【課題】転動体が二つ割り外輪の合わせ面を通過する際に発生する騒音及び振動を抑制することができる軸受構造を提供する。
【解決手段】コンロッドの大端部を、断面略半円形状の凹部を有する第１ハウジング部と第２ハウジング部とに２つ割りし、それら一対の凹部で断面略円形のクランクシャフトを支持する支持孔を形成し、支持孔内に密接して配設される二つ一組の二つ割り外輪３ａ、３ｂと、両二つ割り外輪の内側面を転動し得るように配設される複数個の転動体（針状ころ）４と、各転動体４を円周方向略等間隔に配置するように保持する二つ一組の二つ割り保持器とからなる二つ割り転がり軸受２であって、各二つ割り外輪３ａ、３ｂの円周方向端面の合わせ面Ｃに生ずる段差ｈに対し、内径側の縁部の角３０をＲ状に加工してＲ面Ｒａ、Ｒｂに形成することにより、転動体４が合わせ面Ｃを通過する際の衝撃を小さくする。
【選択図】図２

Description

本発明は軸受構造に関する。さらに詳しくは、分割型の転がり軸受と、この転がり軸受を支持するハウジングとからなる軸受構造に関する。

自動車や船舶などのエンジンにおいて、ピストンの往復動を回転運動に変換するクランクシャフトを支持する軸受は、カウンターウェイト間又はカウンターウェイトとコンロッド大端部との間に配置されることから、円周方向に２分割された二つ割り軸受が使用されている。

前記支持軸受としては、従来、滑り軸受が使用されてきたが、近年、より燃料消費量の少ないエンジンに対する要求が益々高まっていることから、回転損失を低減させるために、前記滑り軸受に代えて周方向に分割された転がり軸受を使用することが提案されている。

この分割型の転がり軸受は、例えば、二つ一組の二つ割り外輪と、両二つ割り外輪の各内側面を転動し得るように配設される複数個の転動体であるころと、各ころを円周方向略等間隔に配置するように保持する二つ一組の二つ割り保持器とを備えている。そして、クランクシャフトが内輪部材として転がり軸受に内嵌される（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１４４９８５号公報

ところで、前記分割型の転がり軸受では、二つ一組の二つ割り外輪の円周方向端面同士が当接されて合わせ面を形成しているが、当該転がり軸受を収容する支持孔を有するハウジングへの組み付け誤差や、ハウジング嵌め合い面の加工状態により、前記合わせ面において、対向する外輪両端部にラジアル方向のズレが生じることがある。その結果、当該合わせ面にラジアル方向内側に突出する段差が形成されることがある。
そして、図４に示されるように、二つ割り外輪３３ａ、３３ｂの合わせ面Ｃにラジアル方向（図４において上下方向）に段差３５が生じると、この段差３５が生じている外輪の合わせ面Ｃ付近をころ３４が転走するときに、ころ３４の周面が前記段差３５の角３５ａに衝突し、騒音や振動が発生する惧れがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、転動体が二つ割り外輪の合わせ面を通過する際に発生する騒音及び振動を抑制することができる軸受構造を提供することを目的としている。

本発明の軸受構造は、断面略半円形状の凹部を有する第１ハウジング部と、この第１ハウジング部の凹部とで断面略円形の支持孔を形成する、断面略半円形状の凹部を有する第２ハウジング部とからなるハウジングと、
このハウジングの支持孔内に密接して配設される二つ一組の二つ割り外輪と、両二つ割り外輪の各内側面を転動し得るように配設される複数個の転動体と、各転動体を円周方向略等間隔に配置するように保持する二つ一組の二つ割り保持器とからなり、シャフトが内嵌される二つ割り転がり軸受と
を備えており、前記各二つ割り外輪の円周方向端面における内径側の縁部がＲ状に加工されてＲ面にされていることを特徴としている。

本発明の軸受構造では、二つ一組の二つ割り外輪のそれぞれの円周方向端面における内径側の縁部がＲ状に加工されてＲ面にされている。したがって、仮に二つ割り外輪の合わせ面においてラジアル方向の段差が生じていたとしても、転動体は、なめらかなＲ面上を転走するので、段差を通過する際の衝撃を最小限にすることができ、その結果、騒音や振動の発生を抑制することができる。

前記転動体の直径をｄ、前記Ｒ面の曲率半径をｒとすると、ｒ＞ｄ／２であるのが好ましい。転動体の周面のＲ（曲率半径）よりも、当該転動体が衝突して、その上を転走する前記Ｒ面の曲率半径を大きくすることにより、転動体が、段差を通過する際の衝撃をより小さくすることができる。

前記Ｒ面とこのＲ面に続く二つ割り外輪の内周面との境界において、前記Ｒ面に外接する接線が前記内周面内に位置するのが好ましい。この場合、転動体は、Ｒ面からこのＲ面に続く二つ割り外輪の内周面にスムーズに移行することができるので、騒音や振動の発生をさらに抑制することができる。

本発明の軸受構造によれば、転動体が二つ割り外輪の合わせ面を通過する際に発生する騒音及び振動を抑制することができる。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の軸受構造の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施の形態に係る軸受構造１が適用されるコンロッド（コネクティングロッド）大端部の断面説明図である。コンロッド１０は、その大端部１１がクランクシャフト１２に支持され、図示しない小端部側に図示しないピストンがピンを介して取り付けられる。

前記大端部１１は、断面略半円形状の凹部を有する、第１ハウジング部である本体部１３に、断面略半円形状の凹部を有する、第２ハウジング部であるキャップ部１４をボルト１５で締結固定することにより断面略円形の支持孔１６を形成する構造である。この本体部１３とキャップ部１４とで形成される断面略円形の支持孔１６内に、二つ割り転がり軸受２が組み込まれる。

この転がり軸受２は、支持孔１６内に密接して配設される二つ一組の二つ割り外輪３ａ、３ｂと、両二つ割り外輪３ａ、３ｂの各内側面を転動し得るように配設される複数個の転動体であるころ４と、各ころ４を円周方向略等間隔に配置するように保持する二つ一組の二つ割り保持器５ａ、５ｂとを備えており、クランクシャフト１２が転がり軸受２の内輪部材を構成している。

本発明の特徴は、二つ一組の二つ割り外輪の円周方向端部における内径側（転動体が転走する側）の縁部がＲ状に加工されてＲ面にされていることである。図２の（ａ）は、図１に示される軸受構造１における二つ割り外輪３ａ、３ｂの合わせ面Ｃ付近の断面説明図であり、図２の（ｂ）はその部分拡大図である。二つ割り外輪３ａの円周方向端部と、二つ割り外輪３ｂの円周方向端部との間にはラジアル方向（図２において上下方向）のズレが生じており、このズレに起因して両二つ割り外輪３ａ、３ｂの合わせ面Ｃには、大きさｈの段差が存在している。この段差が存在したままの合わせ面Ｃをころ４が転走すると、当該ころ４の周面が前記段差の角３０に衝突して衝撃が発生し、これに起因して騒音や振動が発生する。

これに対し、本実施の形態では、各二つ割り外輪３ａ、３ｂの円周方向端部における内径側（図２において上側であり、ころ４が転走する側）の縁部がＲ状に加工されてＲ面Ｒａ、Ｒｂにされている。ころ４は、合わせ面Ｃを通過する際に下流側の二つ割り外輪３ｂのＲ面Ｒｂと衝突するが、このＲ面Ｒｂは段差の角３０とは異なりなめらかな面であるので、衝突により生じる衝撃も小さくなる。その結果、ころ４が合わせ面Ｃを通過する際の騒音や振動を大幅に抑制することができる。

前記Ｒ面Ｒａ、Ｒｂの曲率半径ｒは、ころ４の半径（ｄ／２）よりも大きく、ｒ＞ｄ／２の関係が成立している。ころ４の周面のＲ（曲率半径）よりも、当該ころ４が衝突して、その上を転走するＲ面の曲率半径を大きくすることにより、ころ４が、段差を通過する際の衝撃をより小さくすることができる。
なお、前記曲率半径ｒの大きさは、二つ割り外輪３ａ、３ｂのサイズ（内径、外径など）やころ４の直径、あるいは想定される段差の大きさｈに応じて選定することができるが、０．０１ｍｍ程度の大きさの段差をＲ面とするために、通常、ｒ＜１００（ｍｍ）の範囲で設定することができる。また、前記合わせ面Ｃから、Ｒ面ＲｂとこのＲ面Ｒｂに続く二つ割り外輪の内周面３ｂ１との境界までの距離Ｌ（図２の（ｂ）参照）は、曲率半径の大きいなめらかなＲ面にする観点より、例えばＬ＞０．５（ｍｍ）とすることができる。

また、本実施の形態では、図２の（ｂ）に示されるように、前記Ｒ面ＲｂとこのＲ面Ｒｂに続く二つ割り外輪の内周面３ｂ１との境界において、前記Ｒ面Ｒｂに外接する接線３１が前記内周面３ｂ１内に位置するようにＲ面Ｒｂが設定されている。この場合、ころ４は、Ｒ面ＲｂからこのＲ面Ｒｂに続く二つ割り外輪の内周面３ｂ１にスムーズに移行することができるので、騒音や振動の発生をさらに抑制することができる。

なお、前述した実施の形態では、軸受構造をコネクティングロッドの大端部に適用しているが、図３に示されるように、クランクシャフト固定部２０の一部を構成するハウジングであるアッパーブロック２１とこのアッパーブロック２１と一体に結合されるハウジングであるロアブロック２２により形成される支持孔内に配置される、クランクシャフト支持用の軸受として用いることもできる。なお、図３において、２３はアッパーブロック２１とロアブロック２２を一体に固定する固定ボルトであり、２４はクランクシャフトの支持軸である。

また、前述した実施の形態では、軸受に内嵌されるシャフトとして、クランクシャフトを例示したが、カムシャフトなど他のシャフトにも、本発明の軸受構造を適用することができる。
さらに、前述した実施の形態は、転動体としてころを用いたニードル軸受を備えているが、転動体としてボールを用いた玉軸受を採用することもできる。

本発明の一実施の形態に係る軸受構造が適用されるコンロッド大端部の断面説明図である。 （ａ）は、図１に示される軸受構造における二つ割り外輪の合わせ面付近の断面説明図であり、（ｂ）は、その部分拡大図である。 本発明の一実施の形態に係る軸受構造が適用されるエンジンのクランクシャフト固定部の断面説明図である。 従来の二つ割り外輪の合わせ面付近の断面説明図である。

符号の説明

１ 軸受構造
２ 転がり軸受
３ａ 外輪
３ｂ 外輪
４ ころ（転動体）
５ａ 保持器
５ｂ 保持器
１０ コンロッド
１１ 大端部
１２ クランクシャフト
１３ 本体部（第１ハウジング部）
１４ キャップ部（第２ハウジング部）
１５ ボルト
１６ 支持孔
３０ 角
３１ 接線
Ｃ 合わせ面

Claims (3)

1. 断面略半円形状の凹部を有する第１ハウジング部と、この第１ハウジング部の凹部とで断面略円形の支持孔を形成する、断面略半円形状の凹部を有する第２ハウジング部とからなるハウジングと、
   このハウジングの支持孔内に密接して配設される二つ一組の二つ割り外輪と、両二つ割り外輪の各内側面を転動し得るように配設される複数個の転動体と、各転動体を円周方向略等間隔に配置するように保持する二つ一組の二つ割り保持器とからなり、シャフトが内嵌される二つ割り転がり軸受と
   を備えており、前記各二つ割り外輪の円周方向端面における内径側の縁部がＲ状に加工されてＲ面にされていることを特徴とする軸受構造。
2. 前記転動体の直径をｄ、前記Ｒ面の曲率半径をｒとすると、ｒ＞ｄ／２である請求項１に記載の軸受構造。
3. 前記Ｒ面とこのＲ面に続く二つ割り外輪の内周面との境界において、前記Ｒ面に外接する接線が前記内周面内に位置する請求項１〜２のいずれかに記載の軸受構造。

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