JP2009162299A - スラスト軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】クランクシャフト等の主軸径よりも大きい径を有する箇所がある軸部材に適用することができる、転動体を備えたスラスト軸受を提供する。そして、主軸に取付けたときに脱落しない構造のスラスト軸受を提供して、組立性を向上させる。
【解決手段】保持器１２に放射状に設けられた複数のポケット１６と、ポケット１６に収容されるころ１４とを備えるスラストころ軸受１０において、保持器１２にはスラストころ軸受１０が取付けられる軸の軸径よりも少し幅の狭い開口部１８が形成されており、保持器１２の開口部１８から軸を挿入することによりスラストころ軸受１０を軸に取付けることができ、保持器１２には内径２４の内周２６が１８０度分以上残されている。
【選択図】図１

Description

この発明はスラスト軸受に関する。さらに詳しくは、クランクシャフト、カムシャフトやバランサーシャフトの軸でスラスト荷重を受けるために用いるスラストころ軸受およびスラスト玉軸受に関する。

クランクシャフト、カムシャフトやバランサーシャフトの軸には主軸よりも大きい径の箇所が存在する。そこで、これらの主軸でのスラスト荷重の受けは、分割タイプの滑り軸受が使用されてきた。
先行技術に関する文献としては、特願平６−３３９３２号公報（特許文献１）に、クランクシャフトのジャーナル部を支承するシリンダブロック側軸受部に、分割タイプのスラスト軸受メタルを用いることが記載されている（特許文献１の図１および図４参照）。

ここで、滑り軸受は運転が静かで構造が簡単であるという利点を有している。しかし、滑り軸受には高速回転時の摩擦抵抗が大きいという問題がある。一方、近年の低燃費化の要求に対応して、自動車のエンジン内部での滑り軸受によるトルクの損失を低減させることが求められている。
そこで、スラスト受けの滑り接触箇所について、滑り軸受よりも高速回転時のトルク損失の少ないスラストころ軸受の適用が検討されてきた。
特開平６−３３９３２号公報

しかしながら、クランクシャフト等には軸方向で主軸径よりも大きい径の箇所が存在する。一方、従来構造のスラストころ軸受は、内径が主軸径よりも少し大きい程度の扁平なドーナツ形状となっている。そのため、従来構造のスラストころ軸受では、主軸径よりも大きな径の箇所を通過させることができず、主軸に組込むことが困難であるという課題があった。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、クランクシャフト等の主軸径よりも大きい径を有する箇所がある軸部材に適用することができるスラストころ軸受を提供することである。そして、主軸に取付けたときに脱落しない構造のスラストころ軸受を提供して、組立性を向上させることにある。

上記課題を解決するため、本発明は次の手段をとる。
まず、本発明の第１の発明は、環状板からなる保持器と、該保持器に放射状に設けられた複数のポケットと、該ポケットに収容される転動体とを備えるスラスト軸受であって、
前記保持器には該スラスト軸受が取付けられる軸の軸径よりも少し幅の狭い開口部が形成されており、該保持器の開口部から該軸を挿入することにより該スラスト軸受を該軸に取付けることができ、該保持器には内径の内周が１８０度分以上残されていることを特徴とする。

この第１の発明によれば、スラスト軸受の保持器の開口部から軸を挿入することにより、スラスト軸受を軸に取付けることができる。このとき、スラスト軸受は開口部から軸を挿入して軸に取付けることができるので、目的の箇所に直接取付けることができ、軸に取付けた上で軸上を移動させる必要がない。よって、軸上にスラスト軸受を取付ける位置よりも軸径が大きくスラスト軸受を通過させることができない箇所が存在しても、スラスト軸受の取付けに支障がない。
また、スラスト軸受の保持器に形成された開口部は軸径よりも狭く、保持器の内周は１８０度分以上残されているため、スラスト軸受が取付けられた軸から簡単に脱落することがないので、組立性がよい。

次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係るスラスト軸受であって、
前記保持器の開口部から前記軸を挿入する方法は圧入であることを特徴とする。
この第２の発明によれば、スラスト軸受の保持器に形成された開口部への軸の挿入は圧入によるため、軸への取付け後にスラスト軸受に軸から脱落させる力が多少加わった場合でも、スラスト軸受が取付けられた軸から脱落することはない。

上記本発明の各発明によれば、次の効果が得られる。
まず、上述の第１の発明によれば、スラスト軸受の保持器の開口部から軸を挿入することにより、スラスト軸受を軸に取付けることができる。このとき、目的の箇所に直接取付けることができるので、軸上にスラスト軸受を取付ける位置よりも軸径が大きくスラスト軸受を通過させることができない箇所が存在しても、スラスト軸受の取付けに支障がない。
また、スラスト軸受の保持器に形成された開口部は軸径よりも狭く、保持器の内周は１８０度分以上残されているため、スラスト軸受が取付けられた軸から簡単に脱落することがないので、組立性がよい。
次に、上述の第２の発明によれば、スラスト軸受の保持器に形成された開口部への軸の挿入は圧入によるため、軸への取付け後にスラスト軸受に軸から脱落させる力が多少加わった場合でも、スラストころ軸受が取付けられた軸から脱落することはない。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１に本発明の第一実施例であるスラストころ軸受１０の平面図を示す。スラストころ軸受１０は樹脂製の環状板からなる保持器１２と、保持器１２に放射状に設けられた複数のポケット１６と、ポケット１６に収容されるころ１４とを備えたスラストころ軸受である。

保持器１２にはスラストころ軸受１０が取付けられる軸を挿入する開口部１８が形成されている。そして、開口部１８の両端の太線で示した開口端部２０は、保持器１２の外周３０から内周２６に達する直線状とされており、左右対称に形成されている。そして、開口部１８の開口幅２２はスラストころ軸受１０が取付けられる軸の軸径よりも少し狭い一定の幅とされている。
また、保持器１２の内径２４は取付軸の軸径よりも少し大きめに形成されており、開口部１８によって内周２６の一部が切り欠かれた状態で、保持器１２の内周２６は１８０度を超えて残存している。なお、図１に示すとおり、開口部１８が形成されている部分にはポケット１６は設けられず、ころ１４も配置されておらず、ころ１４の配置は不等配となっている。

そして、保持器１２の開口部１８の開口幅２２はスラストころ軸受１０が取付けられる軸の軸径よりも少し狭いが、弾性変形により開口幅２２を軸の軸径まで拡開することができる幅とされている。
そこで、スラストころ軸受１０の保持器の開口部１８に軸を押し当てて開口幅２２を軸径まで弾性変形によって拡開させ、軸がスラストころ軸受１０の保持器１２の内径２４に嵌るまで圧入することにより、スラストころ軸受１０を軸に取付けることができる。

このとき、スラストころ軸受１０は開口部１８から軸を挿入して軸に取付けることができるので、目的の箇所に直接取付けることができ、軸に取付けた上で軸上を移動させる必要がない。よって、軸上にスラストころ軸受１０を取付ける位置よりも軸径が大きくスラストころ軸受を通過させることができない箇所が存在しても、スラストころ軸受１０の取付けに支障がない。
また、スラストころ軸受１０の保持器１２に形成された開口部１８の開口幅２２は軸径よりも狭く、保持器１２の内周２６は１８０度分以上残されているため、スラストころ軸受１０が取付けられた軸から簡単に脱落することはないので、組立性がよい。

また、スラストころ軸受１０の保持器１２に形成された開口部１８への軸の挿入は圧入によるため、軸への取付け後にスラストころ軸受１０に軸から脱落させる力が多少加わった場合でも、スラストころ軸受１０が取付けられた軸から脱落することはない。

また、保持器１２は樹脂製であり弾力性があるので開口部１８の開口幅２２と軸径の差を大きめに設定しても、保持器１２に軸を取付けることができる。そして、保持器１２を樹脂製とすることでスラストころ軸受１０の軽量化を図ることができる。

図２にスラストころ軸受１０をクランクシャフト４０に取付けた状態の軸平行断面の部分図を示す。スラストころ軸受１０は、軸受キャップ４２およびシリンダーブロック４４とクランクシャフト４０の軸方向の中間に取付けられる。ここで、スラストころ軸受１０は滑り軸受に比べて、高速回転時の摩擦抵抗が小さいので、スラスト受けの滑り接触箇所にスラストころ軸受１０を適用することで、トルクの損失を低減させることができる。
なお、回転方向の軸受には、トルク損失を低減させるため、ころ軸受４６を使用している。

第一実施例では、開口部１８の開口幅２２を一定としたが、開口部１８の一箇所で開口部１８の開口幅２２が 軸の軸径より狭いところがあればよい。図３に変形実施例として、扇形の開口部が形成されたスラストころ軸受１０Ａの平面図を示す。上記実施例とは開口部１８の形状が異なるのみなので、対応箇所に同一符号を付して、詳細な説明は省略する。

また、第一実施例では保持器を樹脂製としたが、スラストころ軸受の使用部位や使用目的に応じて、鉄製または樹脂製の保持器を選択することができる。保持器を鉄製とすれば保持器の剛性が高いので、開口部の幅を軸径よりも僅かに狭くことで、軸への取付け後のスラストころ軸受の軸からの脱落を防止できる。また、保持器を鉄製とすることでスラストころ軸受の強度を高めることができる。

次に、本発明の第二実施例について説明する。
図４に本発明の第二実施例であるスラスト玉軸受５０の平面図を示す。スラスト玉軸受５０は樹脂製の環状板からなる保持器５２と、保持器５２に放射状かつ同心円状に設けられた二列のポケット５６と、ポケット５６に収容される玉５４とを備えた複列同心スラスト玉軸受である。

保持器５２にはスラスト玉軸受５０が取付けられる軸を挿入する開口部５８が形成されている。そして、開口部５８の両端の太線で示した開口端部６０は、保持器５２の外周６０から内周６６に達する直線状とされており、左右対称に形成されている。そして、開口部５８の開口幅６２はスラスト玉軸受５０が取付けられる軸の軸径よりも少し狭い一定の幅とされている。
また、保持器５２の内径６４は取付軸の軸径よりも少し大きめに形成されており、開口部５８によって内周６６の一部が切り欠かれた状態で、保持器５２の内周６６は１８０度を超えて残存している。なお、図４に示すとおり、開口部５８が形成されている部分にはポケット５６は設けられず、玉５４も配置されておらず、玉５４の配置は不等配となっている。

そして、保持器５２の開口部５８の開口幅６２はスラスト玉軸受５０が取付けられる軸の軸径よりも少し狭いが、弾性変形により開口幅６２を軸の軸径まで拡開することができる幅とされている。
そこで、スラスト玉軸受５０の保持器の開口部５８に軸を押し当てて開口幅６２を軸径まで弾性変形によって拡開させ、軸がスラスト玉軸受５０の保持器５２の内径６４に嵌るまで圧入することにより、スラスト玉軸受５０を軸に取付けることができる。
なお、スラスト玉軸受５０はころ１４が玉５４に置き換わった点を除いて第一実施例で示したスラストころ軸受１０と同様の構造および性質を有しているので、スラスト玉軸受５０はスラストころ軸受１０と同様の効果を発揮する。

第一実施例で本発明に係るスラストころ軸受のクランクシャフトへの使用例を示したが、本発明に係るスラスト軸受の用途はクランクシャフトに限られない。例えば、カムシャフトやバランサーシャフトのスラスト受けにも好適に適用することができる。

上記の各実施例ではスラスト軸受は軌道輪を用いない構成としているが、軌道輪を用いる構成としても良い。その場合は、軌道輪にも保持器と同様に開口部を形成して、軸への取付けが可能で、取付状態で軸から脱落しない構成とする。
その他、本発明はその発明の思想の範囲で、各種の形態で実施できるものである。

第一実施例におけるスラストころ軸受の平面図である。 第一実施例におけるスラストころ軸受をクランクシャフトに取付けた状態の軸平行断面の部分図である。 変形実施例におけるスラストころ軸受の平面図である。 第二実施例におけるスラスト玉軸受の平面図である。

符号の説明

１０、１０Ａ スラストころ軸受
１２ 保持器
１４ ころ
１６ ポケット
１８ 開口部
２０ 開口端部
２２ 開口幅
２４ 内径
２６ 内周
３０ 外周
４０ クランクシャフト
４２ 軸受キャップ
４４ シリンダーブロック
４６ ころ軸受
５０ スラスト玉軸受
５２ 保持器
５４ 玉
５６ ポケット
５８ 開口部
６０ 開口端部
６２ 開口幅
６４ 内径
６６ 内周

Claims (2)

1. 環状板からなる保持器と、該保持器に放射状に設けられた複数のポケットと、該ポケットに収容される転動体とを備えるスラスト軸受であって、
   前記保持器には該スラスト軸受が取付けられる軸の軸径よりも少し幅の狭い開口部が形成されており、該保持器の開口部から該軸を挿入することにより該スラスト軸受を該軸に取付けることができ、該保持器には内径の内周が１８０度分以上残されていることを特徴とするスラスト軸受。
2. 請求項１に記載のスラスト軸受であって、
   前記保持器の開口部から前記軸を挿入する方法は圧入であることを特徴とするスラスト軸受。
   
   

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