JP2010117008A - Structure and method of mounting rolling bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、転がり軸受の取付構造及び方法に関する。 The present invention relates to a rolling bearing mounting structure and method.
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、クランクアーム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。 In engines such as automobiles and ships, the bearing that supports the crankshaft that converts the reciprocating motion of the piston into a rotational motion is arranged between the crank arms, so a split bearing divided into two in the circumferential direction is used. Yes.
この二つ割り軸受としては、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、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(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a sliding bearing has been used as the split bearing. However, in recent years, the demand for an engine with lower fuel consumption has been increasing. Therefore, in order to reduce the rotation loss, a sliding bearing is used instead. It has been proposed to use rolling bearings divided in directions (see, for example, Patent Document 1).
この分割型の転がり軸受は、二つ一組の二つ割り外輪と、両二つ割り外輪の各内周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、クランクシャフトのジャーナル部が内輪部材として転がり軸受に内嵌されている。 This split type rolling bearing is composed of a pair of split outer rings, a plurality of rolling elements arranged so as to be able to roll on each inner peripheral surface of both split outer rings, It is provided with a set of two split cages that are held so as to be arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction. The journal portion of the crankshaft is fitted into the rolling bearing as an inner ring member.
クランクシャフトのジャーナル部は、通常、転がり軸受の内輪に要求される耐摩耗性等の性能を持ち合わせておらず、早期に剥離や摩耗などが生じるという問題がある。そのため、ジャーナル部に対して別途内輪を取り付けることも考えられるが、ジャーナル部の軸方向両側にはクランクアームが存在するため、外輪と同様に内輪も二つ割り構造とする必要があり、さらに、クリープが生じないように内輪をジャーナル部に対して強固に取り付けることが要求される。しかしながら、内輪は、二つ割り構造であるとジャーナル部に強く圧接することができないため、強固にジャーナル部に取り付けるのは困難である。 The journal portion of the crankshaft usually does not have the performance such as wear resistance required for the inner ring of the rolling bearing, and there is a problem that peeling or wear occurs at an early stage. For this reason, it is conceivable to separately attach an inner ring to the journal part, but since there are crank arms on both sides in the axial direction of the journal part, the inner ring needs to be divided into two parts in the same manner as the outer ring. It is required that the inner ring be firmly attached to the journal portion so as not to occur. However, if the inner ring has a split structure, it cannot be strongly pressed against the journal part, so it is difficult to attach it firmly to the journal part.
本発明は、二つ割り構造の内輪であってもクランクシャフトの軸部に強固に取り付けることができる転がり軸受の取付構造及び方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a rolling bearing mounting structure and method that can be firmly attached to a shaft portion of a crankshaft even if the inner ring has a split structure.
本発明は、クランクシャフトの軸部に対する転がり軸受の取付構造であって、
前記転がり軸受が、前記軸部の外周面に取り付けられ、かつ円周方向に二つ割りになっている二つ一組の二つ割り内輪と、前記二つ割り内輪の径方向外側に配置され、かつ円周方向に二つ割りになっている二つ一組の二つ割り外輪と、前記両二つ割り外輪の内周面及び前記両二つ割り内輪の外周面を転動し得るように、前記両二つ割り外輪と前記両二つ割り内輪との間に配置された複数個の転動体と、前記各転動体を円周方向略等間隔に保持する保持器と、を備え、前記両二つ割り内輪が、前記軸部の軸方向両側に配置されたクランクアームによって軸方向に挟圧保持されていることを特徴としている。
The present invention is a rolling bearing mounting structure for the shaft portion of the crankshaft,
The rolling bearing is mounted on the outer peripheral surface of the shaft portion and arranged in two sets of split inner rings divided into two in the circumferential direction, and is arranged radially outside the split inner ring, and in the circumferential direction. A pair of two split outer rings divided between the two split outer rings and the two split inner rings so that the inner peripheral surface of the two split outer rings and the outer peripheral surface of the two split inner rings can roll. A plurality of rolling elements disposed on the crankshaft, and a cage for holding the rolling elements at substantially equal intervals in the circumferential direction, wherein the two split inner rings are disposed on both axial sides of the shaft portion. It is characterized by being clamped and held in the axial direction by an arm.
以上の構成によれば、二つ割り内輪が、軸部の軸方向両側に配置されたクランクアームによって軸方向に挟圧保持されるので、軸部に対して二つ割り内輪を強固に取り付けることができ、軸部に対する二つ割り内輪のクリープの発生を抑制することができる。 According to the above configuration, the split inner ring is clamped and held in the axial direction by the crank arms arranged on both sides in the axial direction of the shaft part, so that the split inner ring can be firmly attached to the shaft part. The occurrence of creep of the split inner ring with respect to the portion can be suppressed.
上記構成において、一方の二つ割り内輪の円周方向端部と、他方の二つ割り内輪の円周方向端部とに、前記クランクアームによる両二つ割り内輪の挟圧によって互いに軸方向に圧接される円周方向に沿った面が形成されていることが好ましい。この場合、両二つ割り内輪が円周方向に沿って延びる面において互いに軸方向に圧接されることになるため、両二つ割り内輪の相対位置が強固に固定される。したがって、軸部に対してもより強固に二つ割り内輪を取り付けることができる。 In the above configuration, the circumferential direction in which the circumferential end of one split inner ring and the circumferential end of the other split inner ring are axially pressed against each other by the clamping force of the two split inner rings by the crank arm It is preferable that a surface extending along is formed. In this case, since the two split inner rings are pressed against each other in the axial direction on the surface extending along the circumferential direction, the relative positions of the two split inner rings are firmly fixed. Therefore, the split inner ring can be more firmly attached to the shaft portion.
本発明は、上述した転がり軸受をクランクシャフトの軸部に取り付ける方法であって、前記両二つ割り内輪の軸方向寸法と、前記軸部の軸方向両側に配置された前記クランクアームの軸方向間隔との間に軸方向の締めしろを設定し、前記両二つ割り内輪の冷やしばめ又は前記軸部の焼ばめによって前記両二つ割り内輪を前記クランクアーム間に挿入して前記軸部に取り付けることを特徴としている。 The present invention is a method of attaching the above-described rolling bearing to a shaft portion of a crankshaft, wherein the axial dimensions of the two split inner rings, and the axial distance between the crank arms arranged on both sides of the shaft portion in the axial direction are provided. An axial interference margin is set between the two split inner rings, and the two split inner rings are inserted between the crank arms and attached to the shaft part by cooling fit of the two split inner rings or shrink fitting of the shaft part. It is said.
このような取付方法によって、クランクシャフトの軸部に対して二つ割り内輪を強固に取り付けることができる。 With such an attachment method, the split inner ring can be firmly attached to the shaft portion of the crankshaft.
本発明は、二つ割り構造の内輪であっても、クランクシャフトの軸部に強固に取り付けることができる。 In the present invention, even an inner ring having a split structure can be firmly attached to the shaft portion of the crankshaft.
図1は、本発明の一実施形態に係る転がり軸受の正面断面図である。本実施形態の転がり軸受1は、クランクシャフト11のジャーナル部12の外周面に取り付けられるとともに、クランクケースに設けられたハウジング13の支持孔13Aに嵌合されている。ハウジング13は、アッパーブロック13Bとロアブロック13Cとを備え、このアッパーブロック13Bの下面にロアブロック13Cをボルト結合することによって、両者13B,13Cの間に支持孔13Aが形成されている。
FIG. 1 is a front sectional view of a rolling bearing according to an embodiment of the present invention. The rolling bearing 1 of the present embodiment is attached to the outer peripheral surface of the
クランクシャフト11は、ジャーナル部12、クランクアーム14、クランクピン15、及びバランスウエイト16等を備えている。ジャーナル部12は、クランクシャフト11の回転中心位置に配置され、転がり軸受1を介してハウジング13に回転自在に支持されている。クランクアーム14は複数が軸方向に間隔をあけて並べて配置され、ジャーナル部12及びクランクピン15によって相互に接続されている。クランクピン15はクランクアーム14の先端部に設けられ、バランスウエイト16はクランクアーム14の後端部に設けられている。バランスウエイト16は、クランクアーム14と一体形成されていてもよいし、クランクアーム14と別体に形成されていてもよい。
The
図2は、転がり軸受1の側面図である。転がり軸受1は、円周方向に二つ割りになっている二つ一組の二つ割り外輪2a、2bと、両二つ割り外輪2a、2bの内周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3と、各ころ3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4a、4bとを備えている。さらに本実施形態の転がり軸受1は、円周方向に二つ割りになっている二つ一組の二つ割り内輪5a,5bを備え、両二つ割り内輪5a,5bの内周面がジャーナル部12の外周面に嵌合され、両二つ割り内輪5a,5bの外周面を転動し得るようにころ3が配設されている。なお、保持器は、二つ割り構造に限らず、円周方向の1箇所で分断されたリング構造とし、この分断された箇所を拡げて二つ割り内輪5a,5bの外周側に取り付けるように構成してもよい。
FIG. 2 is a side view of the rolling bearing 1. The rolling bearing 1 includes a set of two split
図3は、二つ割り内輪5a,5bの分解斜視図である。二つ割り内輪5a,5bは、SUJ2等の軸受鋼からなり、転がり軸受1の軌道としての硬度(例えば、HRC58以上)、機械的強度、耐摩耗性等の所望の性能を具備している。両二つ割り内輪5a,5bは、それぞれ半円弧形状に形成され、円周方向両端面が軸方向に沿って真っ直ぐに延びる分割面5a2,5b2とされている。両二つ割り内輪5a,5bは、円周方向両端の分割面5a2,5b2において互いに突き合わされるか、円周方向にわずかな隙間をもって対向する。
FIG. 3 is an exploded perspective view of the split
図1に示すように、両二つ割り内輪5a,5bの内周径は、ジャーナル部12の外径とほぼ同じ寸法に設定され、ジャーナル部12の外周面に両二つ割り内輪5a,5bの内周面が密着するように構成されている。また、二つ割り内輪5a,5bの軸方向の長さは、ジャーナル部12の軸方向両側に配置されたクランクアーム14の軸方向の間隔Wよりも若干大きく設定され、両寸法の間には所定の締めしろが設定されている。
As shown in FIG. 1, the inner peripheral diameters of the two split
そして、二つ割り内輪5a,5bは、冷やしばめ又は焼ばめによってジャーナル部12の外周面に取り付けられる。すなわち、二つ割り内輪5a,5bは、冷却されることによって軸方向寸法が縮められた状態でジャーナル部12の外周面に嵌合されるか、又はジャーナル部12を加熱することによってクランクアーム14の間隔Wを拡げた状態でジャーナル部12の外周面に嵌合される。
そして、二つ割り内輪5a,5b又はジャーナル部12が常温に戻ると、二つ割り内輪5a,5bの軸方向両端面5a1,5b1にクランクアーム14の対向端面Tが圧接し、両者の摩擦力によって二つ割り内輪5a,5bがクランクアーム14によって挟圧保持される。
And the split inner ring |
When the split
したがって、本実施形態の転がり軸受1は、内輪5a,5bが二つ割り構造であるにもかかわらずジャーナル部12に強固に取り付け固定することができ、ジャーナル部12に対する二つ割り内輪5a,5bのクリープを防止することが可能となっている。
なお、図2に示すように、二つ割り内輪5a,5bの内周面には軸方向に沿って延びる細溝18が周方向に間隔をあけて多数形成されており、この細溝18によってジャーナル部12に対する両二つ割り内輪5a,5bの周方向の抵抗が増大され、二つ割り内輪5a,5bのクリープが防止されている。
Therefore, the rolling bearing 1 of this embodiment can be firmly attached and fixed to the
As shown in FIG. 2, a plurality of
また、本実施形態のように、二つ割り内輪5a,5bを備えた転がり軸受1とすることで、ジャーナル部12の外周面上をころ3が転動することがなくなり、ジャーナル部12の摩耗、損傷を防止することができる。また、転がり軸受1自体が寿命となった場合でもジャーナル部12には摩耗等がほとんど生じないので、転がり軸受1の交換により対応することができる。
Further, by using the rolling bearing 1 having the split
また、本実施形態のように、二つ割り内輪5a,5bをクランクアーム14によって挟圧保持することで、二つ割り内輪5a,5bにはボルト等の締結具を取り付ける必要が無い。そのため、二つ割り内輪5a,5b自体の構造を簡素化することができ、また、二つ割り内輪5a,5bの肉厚を薄くすることが可能となるので、その分ころ3の径を大きくして転がり軸受1の寿命を向上することができる。
Further, as in the present embodiment, the split
図4は、二つ割り内輪の他の実施形態を示す分解斜視図である。本実施形態では、二つ割り内輪5a,5bの円周方向の一端部が軸方向片側において円周方向に突出し、円周方向の他端部が軸方向反対側において円周方向に突出した形状となっている。したがって、二つ割り内輪5a,5bの円周方向両端部の分割面は、軸方向に沿って延びる分割面5a2,5b2と、円周方向(軸方向に垂直な方向)に沿って延びる分割面5a3,5b3とを含み、これらは略Z字状(クランク状)に配置されている。
FIG. 4 is an exploded perspective view showing another embodiment of the split inner ring. In the present embodiment, one end in the circumferential direction of the split
本実施形態では、一方の二つ割り内輪5aの円周方向端部と、他方の二つ割り内輪5bの円周方向端部とを互いに円周方向に凹凸嵌合させることで、円周方向に沿って延びる分割面5a3,5b3同士が面接触する。したがって、二つ割り内輪5a,5bの軸方向両端面5a1,5b1をクランクアーム14によって挟圧すると、両二つ割り内輪5a,5bの円周方向に沿って延びる分割面5a3,5b3同士が軸方向に圧接され、その摩擦力によって両二つ割り内輪5a,5bの相対位置が強固に固定されるようになっている。したがって、本実施形態では、第1実施形態と比較して、より強固に二つ割り内輪5a,5bをジャーナル部12に取り付けることができる。
In the present embodiment, the circumferential end of one split
図5は、二つ割り内輪のさらに他の実施形態を示す分解斜視図である。本実施形態では、二つ割り内輪5a,5bの円周方向の一端部が軸方向中央部で円周方向に突出し、円周方向の他端部が軸方向中央部で円周方向に後退した形状となっている。したがって、二つ割り内輪5a,5bの円周方向両端部の分割面は、軸方向に沿って延びる分割面5a2,5b2と、円周方向に沿って延びる分割面5a3,5b3とを含み、これらが略凸字状及び略凹字状に配置されている。
FIG. 5 is an exploded perspective view showing still another embodiment of the split inner ring. In the present embodiment, one end portion in the circumferential direction of the split
本実施形態においても、一方の二つ割り内輪5aの円周方向端部と、他方の二つ割り内輪5bの円周方向端部とを互いに円周方向に凹凸嵌合させることで、円周方向に沿って延びる分割面5a3,5b3同士が軸方向に面接触する。そして、二つ割り内輪5a,5bの軸方向両端面5a1,5b1をクランクアーム14によって挟圧すると、両二つ割り内輪5a,5bの円周方向に沿って延びる分割面5a3,5b3同士が軸方向に圧接され、その摩擦力によって両二つ割り内輪5a,5bの相対位置が強固に固定され、ジャーナル部12に対してより強固に二つ割り内輪5a,5bを取り付けることができる。
Also in the present embodiment, the circumferential end of one split
本発明は、上記実施形態に限定されることなく適宜設計変更可能である。例えば、本発明は、転がり軸受1をクランクシャフト11のクランクピン15に取り付ける場合にも適用することができる。この場合、クランクピン15の外周面に転がり軸受1の二つ割り内輪5a,5bを嵌合し、この二つ割り内輪5a,5bをクランクピン15の軸方向両側のクランクアーム14によって挟圧保持し、転がり軸受1の二つ割り外輪2a,2bの外周面をコンロッド(図示略)の大端部の支持孔に嵌合すればよい。
また、前述した実施の形態の軸受装置は、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。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and the design can be changed as appropriate. For example, the present invention can be applied to the case where the rolling bearing 1 is attached to the
Moreover, although the bearing apparatus of embodiment mentioned above is provided with the needle bearing which used the roller as a rolling element, the ball bearing which used the ball as a rolling element can also be employ | adopted.
1 転がり軸受
2a 二つ割り外輪
2b 二つ割り外輪
3 ころ(転動体)
4a 保持器
4b 保持器
5a 二つ割り内輪
5b 二つ割り内輪
5a3 分割面
5b3 分割面
10 軸受装置
11 クランクシャフト
12 ジャーナル部(軸部)
14 クランクアーム
1 Rolling bearing 2a Split
4a
14 Crank arm
Claims (3)
前記転がり軸受が、
前記軸部の外周面に取り付けられ、かつ円周方向に二つ割りになっている二つ一組の二つ割り内輪と、
前記二つ割り内輪の径方向外側に配置され、かつ円周方向に二つ割りになっている二つ一組の二つ割り外輪と、
前記両二つ割り外輪の内周面及び前記両二つ割り内輪の外周面を転動し得るように、前記両二つ割り外輪と前記両二つ割り内輪との間に配置された複数個の転動体と、
前記各転動体を円周方向略等間隔に保持する保持器と、を備え、
前記二つ割り内輪が、前記軸部の軸方向両側に配置されたクランクアームによって軸方向に挟圧保持されていることを特徴とする転がり軸受の取付構造。 A structure for mounting a rolling bearing on a shaft portion of a crankshaft,
The rolling bearing is
A set of two split inner rings attached to the outer peripheral surface of the shaft portion and split into two in the circumferential direction;
A set of two split outer rings arranged on the radially outer side of the split split inner ring and split in two in the circumferential direction;
A plurality of rolling elements disposed between the two split outer rings and the two split inner rings so as to roll the inner peripheral surface of the two split outer rings and the outer peripheral surface of the two split inner rings;
A holder that holds the rolling elements at substantially equal intervals in the circumferential direction,
2. A rolling bearing mounting structure, wherein the split inner ring is held by being clamped in the axial direction by crank arms disposed on both axial sides of the shaft portion.
前記転がり軸受が、
前記軸部の外周面に取り付けられ、かつ円周方向に二つ割りになっている二つ一組の二つ割り内輪と、
前記二つ割り内輪の径方向外側に配置され、かつ円周方向に二つ割りになっている二つ一組の二つ割り外輪と、
前記両二つ割り外輪の内周面及び前記両二つ割り内輪の外周面を転動し得るように、前記両二つ割り外輪と前記両二つ割り内輪との間に配置される複数個の転動体と、
前記各転動体を円周方向略等間隔に保持する保持器と、を備え、
前記両二つ割り内輪の軸方向寸法と、前記軸部の軸方向両側に配置された前記クランクアームの軸方向間隔との間に軸方向の締めしろを設定し、前記両二つ割り内輪の冷やしばめ又は前記軸部の焼ばめによって前記両二つ割り内輪を前記クランクアーム間に挿入して前記軸部に取り付けることを特徴とする転がり軸受の取付方法。 A method of mounting a rolling bearing on a crankshaft shaft,
The rolling bearing is
A set of two split inner rings attached to the outer peripheral surface of the shaft portion and split into two in the circumferential direction;
A set of two split outer rings arranged on the radially outer side of the split split inner ring and split in two in the circumferential direction;
A plurality of rolling elements disposed between the two split outer rings and the two split inner rings so as to roll the inner peripheral surface of the two split outer rings and the outer peripheral surface of the two split inner rings;
A holder that holds the rolling elements at substantially equal intervals in the circumferential direction,
An axial interference margin is set between the axial dimension of the two split inner rings and the axial interval between the crank arms arranged on both axial sides of the shaft part, A method of mounting a rolling bearing, comprising: fitting the two split inner rings between the crank arms by fitting the shaft portion to the shaft portion.
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