JP2010117010A

JP2010117010A - 転がり軸受

Info

Publication number: JP2010117010A
Application number: JP2008292310A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Yamakawa; 和芳山川; Junji Murata; 順司村田; Naoki Tani; 直樹谷
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2008-11-14
Filing date: 2008-11-14
Publication date: 2010-05-27

Abstract

【課題】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を提供する。
【解決手段】転がり軸受１は、二つ割り内輪５ａ，５ｂと、二つ割り外輪２ａ，２ｂと、両二つ割り外輪２ａ，２ｂの内周面及び両二つ割り内輪５ａ，５ｂの外周面を転動し得るように、これらの間に配置される複数個のころ３と、保持器４ａ，４ｂとを備える。二つ割り内輪５ａ，５ｂは、ボルト２４によってジャーナル部１２の外周面に締め付け固定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、内輪及び外輪が二つ割り構造とされた転がり軸受に関する。

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、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。

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）。

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。

特開２００７−２４７８１８号公報

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。

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を提供することを目的とする。

本発明は、円周方向に二つ割りとされ、かつ軸部の外周面に取り付けられる二つ一組の二つ割り内輪と、円周方向に二つ割りとされ、かつ前記二つ割り内輪の径方向外側に配置され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、前記二つ割り内輪を前記軸部の外周面に対して締め付けて固定する締め付け手段と、を備えていることを特徴とする。

この構成によれば、二つ割り内輪が締め付け手段によって締め付けられるので、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。

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が互いに円周方向に嵌合可能な凹凸形状に形成されている場合には、前記締め付け手段は、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軸方向に跨るように締結される締結具を含む構成とすることができる。
また、前記締め付け手段は、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周方向に跨るように締結される締結具を含む構成とすることができる。
以上の各構成によれば、締結具を用いることによって両二つ割り内輪の円周方向端部同士を連結するとともに、軸部に対して二つ割り内輪を強固に取り付けることが可能となる。

また、前記締め付け手段は、前記両二つ割り内輪を外周側から囲繞して締め付ける締め付けベルトを含む構成とすることができる。この構成によれば、締め付けベルトを両二つ割り内輪の外周側に巻き付けて締め付けることで軸部に強固に取り付けることができる。

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。

図１は、本発明の第１の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。

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。

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。

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。また、両二つ割り内輪５ａ，５ｂは、半円弧状に形成されるとともに、円周方向両端部において締結具（締め付け手段）としてのボルト２４によって互いに連結されている。

図１に示すように、二つ割り内輪５ａ，５ｂは、二つ割り外輪２ａ，２ｂよりも軸方向の寸法が大きく、二つ割り外輪２ａ，２ｂよりも軸方向外側へ突出している。また、二つ割り内輪５ａ，５ｂ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の間隔よりも軸方向の寸法が小さく形成されている。

図３は、両二つ割り内輪の円周方向端部の突き合わせ部を示す断面説明図（図２における二つ割り内輪５ａ，５ｂのＡ−Ａ線断面図）である。一方の二つ割り内輪５ａの円周方向端部は、軸方向の中央部５ａ１が円周方向に突出し、かつ軸方向両側が円周方向に後退するような略凸字形状に形成されている。他方の二つ割り内輪５ｂの円周方向端部は、軸方向両側５ｂ１が円周方向に突出し、かつ軸方向中央部が円周方向に後退するような略凹字形状に形成され、両者は互いに円周方向に凹凸嵌合している。

他方の二つ割り内輪５ｂの軸方向両側の突出部５ｂ１にはボルト挿通孔２１が軸方向に貫通しており、この突出部５ｂ１の軸方向外面にはざぐり２２が凹設されている。また、一方の二つ割り内輪５ａの突出部５ａ１の軸方向両側の外面には、雌ネジ穴２３が凹設されている。そして、両二つ割り内輪５ａ，５ｂを凹凸嵌合させるとともに、ざぐり２２側からボルト挿通孔２１に挿入したボルト２４を雌ネジ穴２３に螺合することによって、両二つ割り内輪５ａ，５ｂが互いに連結されている。

したがって、両二つ割り内輪５ａ，５ｂは、ボルト２４によって連結されることによってジャーナル部１２の外周面に対して強く締め付け固定されるようになっており、これによってジャーナル部１２に対するクリープの発生が防止されている。
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の摩耗や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にはほとんど摩耗等が生じないので、転がり軸受１の交換により対応することができる。

なお、ざぐり２２は、ボルト２４の頭部の厚さよりも深く形成されており、これによって、ボルト２４が二つ割り内輪５ａ，５ｂの軸方向外面から突出しないように構成されている。また、二つ割り内輪５ａ，５ｂは、二つ割り外輪２ａ，２ｂよりも軸方向外側へ突出し（図１参照）、ざぐり２２は径方向外側に開放するように形成されているので（図２参照）、二つ割り内輪５ａ，５ｂの径方向外側からざぐり２２内に工具を挿入してボルト２４を回すことが可能となっている。

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。

図４は、本発明の第２の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、二つ割り内輪５ａ，５ｂの軸方向両側に径方向外側に突出する鍔部５ａ２，５ｂ２が形成されており、この鍔部５ａ２，５ｂ２に対して締結具（締め付け手段）としてのボルト３４（図５参照）が取り付けられている。なお、この鍔部５ａ２，５ｂ２は、ころ３や二つ割り外輪２ａ，２ｂよりも軸方向外側に配置されている。

図５（ａ）は、両二つ割り内輪５ａ，５ｂの連結部分の斜視図であり、図５（ｂ）は、両二つ割り内輪５ａ，５ｂの連結部分の断面図である。なお、図５においては両二つ割り内輪５ａ，５ｂの円周方向２箇所の連結部分のうちの一方のみを示しているが、他方も同様の構成とされる。

一方の二つ割り内輪５ａの鍔部５ａ２には凹部３２が形成されており、この二つ割り内輪５ａの円周方向端面と、これに平行な凹部３２の側面３２ａとの間には、ボルト挿通孔３１が貫通して形成されている。
他方の二つ割り内輪５ｂの円周方向端面には雌ネジ穴３３が凹設されている。そして、両二つ割り内輪５ａ，５ｂの円周方向端面同士を突き合わせるとともに、凹部３２側からボルト挿通孔３１に挿入したボルト３４を雌ネジ穴３３に螺合することによって両二つ割り内輪５ａ，５ｂが連結されている。

したがって、本実施形態では、両二つ割り内輪５ａ，５ｂが、周方向に跨るように締結されたボルト３４によって互いに連結され、ジャーナル部１２に対して強く締め付け固定されている。これによって、ジャーナル部１２に対する二つ割り内輪５ａ，５ｂのクリープの発生が防止されている。
なお、両二つ割り内輪５ａ，５ｂの円周方向端面間にボルト３４の締めしろに相当する僅かな隙間を形成することで、両二つ割り内輪５ａ，５ｂをジャーナル部１２に対してより強く締め付け固定することができる。

本実施形態では、二つ割り内輪５ａ，５ｂの軸方向両側にボルト３４を締結するための鍔部５ａ２，５ｂ２を形成しているので、ころ３が転動する軸方向中央部分の肉厚を薄くすることができ、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。
また、鍔部５ａ２，５ｂ２は、ころ３や二つ割り外輪２ａ，２ｂよりも軸方向外側に配置されているので、ボルト３４の締結作業を容易に行うことができる。さらに、鍔部５ａ２，５ｂ２には凹部３２が形成されているので、この凹部３２内にボルト３４の頭部を収め、鍔部５ａ２，５ｂ２の外周から頭部が突出しないように構成することができる。

図６は、本発明の第３の実施形態に係る転がり軸受の正面断面図であり、図７は、締め付け手段を示す概略側面図である。本実施形態では、転がり軸受１の二つ割り内輪５ａ，５ｂの軸方向両側の外周面には、締め付け手段としての締め付けベルト４１が巻き付けられている。この締め付けベルト４１は、図７（ａ）に示すように、周方向の一箇所で分断された環状であり、締め付けベルト４１の両端部には、ボルト４２及びナット４３を取り付けるための突片４１ａが形成されている。

そして、締め付けベルト４１を両二つ割り内輪５ａ，５ｂの外周面に巻き付けるとともに両突片４１ａをボルト４２及びナット４３で連結することによって両二つ割り内輪５ａ，５ｂの外周面を強く締め付けることができる。これにより、ジャーナル部１２の外周面に強固に二つ割り内輪５ａ，５ｂを取り付けることができる。

二つ割り内輪５ａ，５ｂは、ころ３や二つ割り外輪２ａよりも軸方向外側に突出しており、この突出した部分に締め付けベルト４１を巻き付けているので、この締め付けベルト４１がころ３の転動の邪魔にならず、また、締め付けベルト４１に対するボルト４２，ナット４３の締結作業を容易に行うことができる。
また、本実施形態では、二つ割り内輪５ａ，５ｂの外周面の軸方向両側に締め付けベルト４１を巻き付けてジャーナル部１２に固定しているので、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自体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。

なお、両二つ割り内輪５ａ，５ｂの円周方向端面は完全に突き合わせてしまうのではなく、両者の間には隙間ｔを形成するのが好ましい。これによって締め付けベルト４１から付与される締め付け力をすべてジャーナル部１２に対して二つ割り内輪５ａ，５ｂを固定するための力として利用することができる。

締め付けベルト４１は、周方向の２箇所以上で分断した構造とし、各分断箇所においてボルト及びナットで連結されるように構成してもよい。また、図７（ｂ）に示すように、ボルトやナットに買えて、締め付けベルト４１の両端部に、互いに係合する引っ掛け部４１ｂと受け部４１ｃとをそれぞれ形成しても良い。

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。また、本発明は、転がり軸受１をカムシャフトなどのクランクシャフト以外の他のシャフトに取り付ける場合にも適用することができる。
また、上記実施形態では、転がり軸受１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。

本発明の第１の実施形態に係る転がり軸受の正面断面図である。図１に示される転がり軸受の側面図である。両二つ割り内輪の円周方向端部の突き合わせ部を示す断面説明図である。本発明の第２の実施形態に係る転がり軸受の正面断面図である。（ａ）は図４に示される転がり軸受の二つ割り内輪の連結部分を示す斜視図であり、（ｂ）は二つ割り内輪の連結部を示す断面図である。本発明の第３の実施形態に係る転がり軸受の正面断面図である。図６に示される転がり軸受の締め付け手段を示す概略側面図である。

符号の説明

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
２４ボルト（締結具）
３４ボルト（締結具）
４１締め付けベルト

Claims

円周方向に二つ割りとされ、かつ軸部の外周面に取り付けられる二つ一組の二つ割り内輪と、
円周方向に二つ割りとされ、かつ前記二つ割り内輪の径方向外側に配置され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、
前記二つ割り内輪を前記軸部の外周面に締め付けて固定する締め付け手段と、を備えていることを特徴とする転がり軸受。
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が、互いに円周方向に嵌合可能な凹凸形状に形成され、
前記締め付け手段が、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軸方向に跨るように締結される締結具を含む請求項１に記載の転がり軸受。
前記締め付け手段が、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周方向に跨るように締結される締結具を含む請求項１に記載の転がり軸受。
前記締め付け手段が、前記二つ割り内輪の外周面に巻き付けられる締め付けベルトを含む請求項１に記載の転がり軸受。