JP2010249213A

JP2010249213A - 玉軸受

Info

Publication number: JP2010249213A
Application number: JP2009098714A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Kawase; 達夫川瀬
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2009-04-15
Filing date: 2009-04-15
Publication date: 2010-11-04

Abstract

【課題】玉と内輪または軸、および玉と外輪の接触面圧を低減して、振動や騒音の抑制および転動疲労寿命の延長を図ることができ、玉と内輪または軸、および玉と外輪の潤滑を円滑に行える玉軸受を提供する。
【解決手段】外輪１と保持器３と玉２とを備える。外輪１および保持器３は、円周方向に並ぶ複数の分割体からなる。保持器３は、複数の一対の円環部７およびこれら円環部７間を繋ぐ円周方向複数箇所の柱部８を有し、隣合う柱部８間にそれぞれポケット３ａが形成される。玉２は、各ポケット３ａに保持される。各玉２は、内輪または軸６の外周面からなる内輪側周面６ａおよび外輪１の内周面１ａにそれぞれ形成された軌道溝１ｂ，６ｂに転接する。外輪１はハウジング５の内周に嵌合する。保持器３の円環部７を、その内周面および外周面が内輪側周面６ａおよび外輪１の内周面１ａに滑り接触させて滑り軸受として機能させる。
【選択図】図１

Description

この発明は、特に自動車用エンジンのクランク軸やカムシャフトの支持部、あるいはコンロッドとクランク軸およびピストンとの連結部等のような変動荷重を受ける箇所に使用するに適した玉軸受に関する。

図１６は自動車用エンジンのクランク軸およびコンロッドを示している。クランク軸２０は、回転中心軸２０ａと、バランスウェイト２０ｂと、クランクピン２０ｃとで構成され、回転中心軸２０ａが軸受２２により回転自在に支持されている。コンロッド２１は、両端の大径端部２１ａおよび小径端部２１ｂにそれぞれピン挿入穴２１ｃが形成されており、大径端部２１ａのピン挿入穴２１ｃには前記クランクピン２０ｃがコンロッド２１に対して軸受２３を介して回転自在に挿入され、小径端部２１ｂのピン挿入穴２１ｃにはピストンピン（図示せず）が軸受（図示せず）を介してコンロッド２１に対して回転自在に挿入されている。

上記クランク軸２０の支持部に用いられる軸受２２や、コンロッド２１とクランク軸２０の連結部に用いられる軸受２３は、ピストンの爆発的な往復運動に伴う変動荷重を受ける。このため、上記軸受として玉軸受が使用される場合、振動や騒音が大きいという問題がある。また、軸受の長寿命化が望まれる。これらの問題は、カムシャフトを支持する軸受についても言える。

このような問題に対する従来技術として、転がり軸受のアウターレースの外周面とシャフト穴内周面との間にオイルフィルム部を形成して騒音の防止を図ったものがある（特許文献１）。

また、クランク軸の主支承装置の製造および組立を容易にするために、クランク軸支持用軸受を、外輪に当たるハーフシェルが分割され、それがスリットの設けられた弾性的リングで取り囲んだ構造とした従来技術がある（特許文献２）。

特開平６−２２９４１５号公報特表２００２−５２５５３３号公報

特許文献１に記載の軸受は、アウターレースの外周面とシャフト孔内周面との間に均一間隔の間隙を形成し、その間隙に潤滑油を充填してオイルフィルムとしたものである。この構成は、オイルフィルムのクッション作用は得られるものの、潤滑油自体でラジアル方向の軸荷重を支持するという作用はあまり得られない。このため、クランク軸の支持部や、コンロッドとクランク軸の連結部等の変動荷重を受ける箇所に使用した場合、振動や騒音の低減を十分に達成することはできない。また、軸受の長寿命化の達成は困難である。
なお、ころ軸受においては、上記のような課題を解消するものを、本願出願人は先に提案した（例えば、特願２００６−３０１４１８）。しかし、上記提案例は、玉軸受に適用したものではない。

この発明の目的は、クランク軸の中央部に組み込むことが可能で、玉と内輪または軸、および玉と外輪の接触面圧を低減して、振動や騒音の抑制および転動疲労寿命の延長を図ることができ、玉と内輪または軸、および玉と外輪の潤滑を円滑に行える玉軸受を提供することである。

この発明にかかる第１の発明の玉軸受は、円周方向に並ぶ複数の外輪分割体からなる外輪と、一対の円環部およびこれら円環部間を繋ぐ円周方向複数箇所の柱部を有し、隣合う柱部間にそれぞれポケットが形成され、円周方向に並ぶ複数の保持器分割体からなるリング状の保持器と、この保持器の前記各ポケットに単列に保持された複数の玉とを備え、これら複数の玉が、内輪または軸の外周面からなる内輪側周面および前記外輪の内周面にそれぞれ形成された軌道溝に転接し、前記外輪がハウジングの内周に嵌合する玉軸受において、前記保持器の円環部を、その内周面および外周面が前記内輪側周面および前記外輪の内周面に滑り接触して滑り軸受として機能するものとしたことを特徴とする。

この構成とすると、保持器の円環部が、内輪または軸、および外輪に対する滑り軸受として機能するため、保持器により軸荷重の一部を負担することができる。そのため、玉と内輪または軸、および玉と外輪の接触面圧を低減することができる。接触面圧が低下することで、転動疲労に対する軸受寿命の延長が可能である。また、保持器の円環部と内輪または軸との接触部、および保持器の円環部と外輪との接触部に油膜が形成されるため、この油膜のスクイズフィルムダンパの作用で振動および騒音を低減することができる。この構成の玉軸受は、外輪および保持器が共に円周方向に並ぶ複数の分割体からなるため、クランク軸の中央部に組み込むことが可能である。

第１の発明において、前記保持器は、円周方向位相１２０度の等配で分割された３個の保持器分割体からなるのが好ましい。
この発明の玉軸受をクランク軸の中央部に組み込むには、保持器が最低２個の保持器分割体からなっていればよい。保持器分割体の数が少ないほど組立性が良いが、２個の保持器分割体からなる場合、以下の問題がある。
第１の問題は、３個以上の保持器分割体からなる場合に比べて、１つの保持器分割体で保持する玉の数が多いので、運転時に玉による保持器の拘束力が大きく、保持器の円環部の、内輪または軸、および外輪に対する滑り軸受としての機能が低下することである。
第２の問題は、３個以上の保持器分割体からなる場合に比べて、流体である潤滑剤の潤滑効果が良くないということである。詳しく説明すると、運転時における内輪または軸、および外輪のうちの回転側部材の回転に伴って、保持器分割体の回転先端が回転側部材の側に近づき、かつ回転後端が固定側部材の側に近づくことにより、回転側部材と保持器の間および固定側部材と保持器の間に介在する潤滑剤は、保持器分割体と同数の複数の領域に分かれる。保持器分割体の数が少ないほど、先行の潤滑剤領域と後続の潤滑剤領域との間隔が広く、潤滑剤の空白区間が長くなる。したがって、２個の保持器分割体からなる場合、潤滑効果が良くないのである。
これら滑り軸受としての機能および潤滑性と、組立性とを判断材料として検討した結果、保持器は、円周方向位相１２０度の等配で分割された３個の保持器分割体からなるのが好ましいという結論に至った。

第１の発明において、外部から供給される潤滑油を前記玉の軸方向両端近傍に導く油路を前記ハウジングおよび外輪に設けるとよい。
保持器の両端部を内輪または軸、および外輪に対して滑り接触する円環部としたことにより、軸受空間が狭くなり、軸受内部の潤滑油が不足するおそれがある。しかし、油路を介して軸受内部に潤滑油を強制的に導入することで、軸受内部の潤滑油不足を防ぐことができる。これにより、玉と内輪または軸、および玉と外輪の潤滑を円滑に行える。
保持器円環部が滑り軸受として機能する構成としたため、保持器円環部と内輪または軸、および外輪との隙間が狭くなり、軸受の側方から軸受内部に潤滑油を供給することは困難である。しかし、この発明の構成によれば、ハウジングおよび外輪に設けた油路により、軸受の径方向から軸受内部に潤滑油を無理なく供給することができる。
玉が単列で設けられている場合、軸受内部における玉の軸方向両端近傍は、玉と内輪または軸との接触部、玉と外輪との接触部、保持器円環部と内輪または軸との接触部、および保持器円環部と外輪との接触部に近い位置にあるため、玉の軸方向両端近傍に潤滑油を導くことで、上記各接触部に潤滑油を円滑に供給することができる。

前記油路は、前記ハウジングに設けられて、外部とハウジングの内周とを結ぶ第１油路と、前記ハウジングの内周面または前記外輪の外周面に設けられて、前記第１油路に繋がり、軸方向の長さが前記玉の直径よりも長く、かつ円周方向の長さが前記玉の直径以上である第２油路と、前記外輪に設けられて、前記第２油路と軸受内部とを結ぶ第３油路とを有する構成とするのがよい。
第２油路の軸方向の長さを玉の直径よりも長くすれば、第２油路の両端から軸受内部に向けて径方向に第３油路を設けることにより、玉の軸方向両端近傍に潤滑油を導くことができる。また、第２油路の円周方向の長さを玉の直径以上とすれば、外輪の円周方向複数箇所に第３油路を設けることができ、外部から軸受内部へ潤滑油を効率良く供給することができる。

この発明にかかる第２の発明の玉軸受は、円周方向に並ぶ複数の外輪分割体からなる外輪と、一対の円環部およびこれら円環部間を繋ぐ円周方向複数箇所の柱部を有し、隣合う柱部間にそれぞれポケットが形成され、円周方向に並ぶ複数の保持器分割体からなるリング状の保持器と、この保持器の前記各ポケットに複列に保持された複数の玉とを備え、これら複数の玉が各列ごとに、内輪または軸の外周面からなる内輪側周面および前記外輪の内周面にそれぞれ形成された複数の軌道溝に転接し、前記外輪がハウジングの内周に嵌合する玉軸受において、前記保持器の円環部を、その内周面および外周面が前記内輪側周面および前記外輪の内周面に滑り接触して滑り軸受として機能するものとしたことを特徴とする。

この構成とすると、第１の発明と同様、保持器の円環部が、内輪または軸、および外輪に対する滑り軸受として機能するため、保持器により軸荷重の一部を負担することができる。そのため、玉と内輪または軸、および玉と外輪の接触面圧を低減することができる。接触面圧が低下することで、転動疲労に対する軸受寿命の延長が可能である。また、保持器の円環部と内輪または軸との接触部、および保持器の円環部と外輪との接触部に油膜が形成されるため、この油膜のスクイズフィルムダンパの作用で振動および騒音を低減することができる。この構成の玉軸受も、外輪および保持器が共に円周方向に並ぶ複数の分割体からなるため、クランク軸の中央部に組み込むことが可能である。

第２の発明においても、前記同様の理由から、前記保持器は、円周方向位相１２０度の等配で分割された３個の保持器分割体からなるのが好ましい。

第２の発明において、外部から供給される潤滑油を前記複列の玉の軸方向中間部に導く油路を前記ハウジングおよび外輪に設けるとよい。
保持器の両端部を内輪または軸、および外輪に対して滑り接触する円環部としたことにより、軸受空間が狭くなり、軸受内部の潤滑油が不足するおそれがある。しかし、油路を介して軸受内部に潤滑油を強制的に導入することで、軸受内部の潤滑油不足を防ぐことができる。これにより、玉と内輪または軸、および玉と外輪の潤滑を円滑に行える。
保持器円環部が滑り軸受として機能する構成としたため、保持器円環部と内輪または軸、および外輪との隙間が狭くなり、軸受の側方から軸受内部に潤滑油を供給することは困難である。しかし、この発明の構成によれば、ハウジングおよび外輪に設けた油路により、軸受の径方向から軸受内部に潤滑油を無理なく供給することができる。
玉が複列で設けられている場合、外部から供給される潤滑油を複列の玉の軸方向中間部に導くことにより、そこから各列の玉と内輪または軸との接触部、および各列の玉と外輪との接触部に潤滑油が供給される。さらに、これら接触部を経由して、保持器円環部と内輪または軸との接触部、および保持器円環部と外輪との接触部に潤滑油が供給される。

玉が単列で設けられている場合、および玉が複列で設けられている場合のいずれについても、前記外輪の内周面に、前記第３油路に繋がる円周溝を設けるのが好ましい。
外輪の内周面に第３油路に繋がる円周溝を設ければ、軸受内部に導入された潤滑油が円周方向に均一に供給され、玉と内輪または軸との接触部の潤滑油不足を解決できる。

前記保持器の円環部の内周面および外周面に、油膜形成能力を高める手段として、前記保持器の円環部の内周面および外周面に付与され、軸方向に垂直な断面が、円弧状、三角形状、若しくは長方形状等の波形となる断面形状、または前記保持器の円環部の内周面および外周面に分散して設けたディンプル若しくは突起を形成するのがよい。
滑り軸受として機能する面である保持器円環部の内周面および外周面に油膜形成能力を高める手段を設けると、保持器円環部の外周面と外輪の内周面との間、および保持器円環部の内周面と内輪側周面との間に形成される潤滑油の油膜が安定する。その安定した油膜によって外力を支持することにより、玉と外輪、および玉と内輪または軸の接触面圧を軽減することが可能になる。

この発明において、前記外輪の軌道溝の幅を、各外輪分割体の互いの接合面の部分は他よりも広くするとよい。
外輪が複数の外輪分割体からなるため、各外輪分割体の接合面に段差が生じることがある。段差があると、玉が通過する際に振動や騒音が発生する。これに対し、軌道溝の幅を、各外輪分割体の互いの接合面の部分は他よりも広くすることで、各外輪分割体の接合部を玉が円滑に通過することが可能となり、振動や騒音を低減できる。

この発明の玉軸受は、円周方向に並ぶ複数の外輪分割体からなる外輪と、一対の円環部およびこれら円環部間を繋ぐ円周方向複数箇所の柱部を有し、隣合う柱部間にそれぞれポケットが形成され、円周方向に並ぶ複数の保持器分割体からなるリング状の保持器と、この保持器の前記各ポケットに単列に保持された複数の玉とを備え、これら複数の玉が、内輪または軸の外周面からなる内輪側周面および前記外輪の内周面にそれぞれ形成された軌道溝に転接し、前記外輪がハウジングの内周に嵌合する玉軸受において、前記保持器の円環部を、その内周面および外周面が前記内輪側周面および前記外輪の内周面に滑り接触して滑り軸受として機能させるか、または円周方向に並ぶ複数の外輪分割体からなる外輪と、一対の円環部およびこれら円環部間を繋ぐ円周方向複数箇所の柱部を有し、隣合う柱部間にそれぞれポケットが形成され、円周方向に並ぶ複数の保持器分割体からなるリング状の保持器と、この保持器の前記各ポケットに複列に保持された複数の玉とを備え、これら複数の玉が各列ごとに、内輪または軸の外周面からなる内輪側周面および前記外輪の内周面にそれぞれ形成された複数の軌道溝に転接し、前記外輪がハウジングの内周に嵌合する玉軸受において、前記保持器の円環部を、その内周面および外周面が前記内輪側周面および前記外輪の内周面に滑り接触して滑り軸受として機能させたことにより、クランク軸の中央部に組み込むことが可能で、玉と内輪または軸、および玉と外輪の接触面圧を低減して、振動や騒音の抑制および転動疲労寿命の延長を図ることができ、玉と内輪または軸、および玉と外輪の潤滑を円滑に行える。

この発明の実施形態にかかる玉軸受の一部を省略した断面図である。図１のII−II断面図である。図１のIII−III断面図である。図１のIV−IV断面図である。図４のＶ部拡大図である。同玉軸受の外輪および保持器を示す正面図である。（Ａ）は同玉軸受の片方の外輪分割体の平面図、（Ｂ）はその軸方向中央部の断面図である。（Ａ）は２分割された保持器と玉の関係を示す正面図、（Ｂ）は３分割された保持器と玉の関係を示す正面図である。（Ａ）は２分割された保持器と潤滑剤の関係を示す正面図、（Ｂ）は３分割された保持器と潤滑剤の関係を示す正面図である。外輪および保持器の異なる分割の仕方を示す正面図である。異なる玉軸受の要部の断面図である。さらに異なる玉軸受の要部の断面図である。さらに異なる玉軸受の要部の断面図である。異なる実施形態にかかる玉軸受の一部を省略した断面図である。図１４のXV−Ｏ−XV´断面図である。自動車用エンジンのクランク軸およびコンロッドを示す説明図である。

この発明の第１の実施形態を図１〜図７と共に説明する。図１は、図２のＩ−Ｏ−Ｉ´断面図である。この玉軸受は、玉が単列で設けられた単列玉軸受であり、外輪１と、この外輪１の内周面１ａに形成された軌道溝１ｂに転接する複数の玉２と、リング状の保持器３とを有する。保持器３は円周方向に並ぶ複数のポケット３ａを有し、各ポケット３ａに玉２が保持されている。外輪１の外周には、ハウジング５が嵌合している。外輪１はハウジング５に固定されている。内輪は無く、この軸受が支持する軸６の外周面である内輪側周面６ａに形成された軌道溝６ｂに玉２が転接している。

保持器３は、軸方向両側の円環部７と、両円環部７を繋ぐ円周方向複数箇所の柱部８とからなり、隣合う柱部８間に、玉２を保持するポケット３ａが形成されている。図１、図４、および図４の部分拡大図である図５に示すように、この実施形態では、保持器円環部７の内周面および外周面は、軸６の内輪側周面６ａおよび外輪１の内周面１ａにそれぞれ沿う平滑面として形成されている。

保持器３が上記形状であることにより、保持器円環部７の内周面と内輪側周面６ａとの間の隙間、および保持器円環部７の外周面と外輪内周面１ａとの間の隙間に潤滑油が保持される。軸受内部への潤滑油の供給方法については、後で説明する。このように保持された潤滑油の油膜を介して、保持器３と軸６、および保持器３と外輪１とが互いに滑り接触する。このため、保持器円環部７の内周面は、軸６と円滑に回転自在でラジアル方向の荷重を支持することのできる滑り軸受として機能する。同様に、保持器円環部７の外周面は、外輪１と円滑に回転自在でラジアル方向の荷重を支持することのできる滑り軸受として機能する。すなわち、保持器３は、複数の玉２を等間隔に保持する役割と、玉２と共に軸荷重の一部を負担する役割とを担っている。

潤滑油は図示しない潤滑油供給手段により外部から供給されるが、その潤滑油を軸受内部に導入するための油路は、ハウジング５の軸方向中央部の１箇所に設けられて、外部とハウジング５の内周側とを結ぶ第１油路１１と、外輪１の外周面に設けられ、中央部が前記第１油路１１と繋がる第２油路１２と、外輪１を径方向に貫通して設けられ、前記第２油路１２の両端と軸受内部とを結ぶ複数の第３油路１３とからなる。この実施形態では、第２油路１２は、軸方向の長さが玉２の直径よりもはるかに長く、かつ円周方向の長さが玉２の直径以上である。第２油路１２の軸方向両端の軸方向位置は、玉２の軸方向両端の外側近傍に位置する。すなわち、第２油路１２は、円筒状である外輪１の表面の一部を切り欠いたものであり、展開した形状が長方形をしている。そして、第２油路１２の軸方向両端部で、かつ円周方向両端部および円周方向中央部である計６箇所に、軸受内部と結ぶ第３油路１３が設けられている。軸方向両端部の各第３油路１３に対応して、外輪１の内周には、第３油路１３の軸受内部側の出口部に繋がる円周溝１４が設けられている。

図６に示すように、クランク軸の中央部に対して組立可能とするために、外輪１は円周方向に並ぶ２個の外輪分割体１_１，１_２（円周方向位相１８０度の等配）からなり、かつ保持器３は円周方向に並ぶ３個の保持器分割体３_１，３_２，３_３（円周方向位相１２０度の等配）からなる。保持器３を３個の保持器分割体３_１，３_２，３_３で構成したのは後で説明する理由によるが、外輪１を２個の外輪分割体１_１，１_２で構成したのは特別な理由はない。保持器３と同様に、外輪１も３個の外輪分割体（図示せず）からなっていてもよい。

各外輪分割体１_１，１_２の内周面１ａに形成された外輪１の軌道溝１ｂは、図７に示すように、両外輪分割体１_１，１_２の互いの接合面の部分Ａの幅を他よりも広くしてある。詳しくは、外輪分割体１_１，１_２の互いの接合面の近傍部分の幅が、接合面に近づくほどその増加量が大きくなるように曲線的に広くなっている。図７は一方の外輪分割体１_１を示すが、もう一方の外輪分割体１_２も同様である。なお、１組の外輪分割体１_１，１_２は、一方の外輪分割体１_１に設けたノックピン９を他方の外輪分割体１_２に設けたピン孔（図示せず）に挿入することで、互いに位置決めされる。

この玉軸受は、例えば図１６に示すクランク軸２０支持用の軸受２２や、コンロッド２１とクランク軸２０の連結部の軸受２３に適用される。軸受２２に適用する場合、軸６はクランク軸２０の回転中心軸２０ａである。また、軸受２３に適用する場合、軸６はクランク軸２０のクランクピン２０ｃであり、外輪１はコンロッド２１の大径端部２１ａである。この玉軸受は、上記軸受２２，２３の他に、コンロッド２１の小径端部２１ｂとピストンピン（図示せず）との連結部の軸受や、カムシャフト支持部の軸受にも適用することもできる。さらに、これら以外の変動荷重を受ける箇所の軸受として適用することができる。外輪１および保持器３がそれぞれ円周方向に並ぶ複数の外輪分割体１_１，１_２および保持器分割体３_１，３_２，３_３からなるため、組立性が良好である。クランク軸２０の中央部に位置するクランクピン２０ｃにも、軸受２３として組み込むことができる。

上記構成の玉軸受は、保持器３の円環部７が軸６および外輪１に対して滑り軸受として機能してラジアル方向の荷重を支持するため、玉２と軸６との接触面圧、および玉２と外輪１との接触面圧を低減することができる。接触面圧が低下することで、転動疲労に対する軸受寿命の延長が可能となる。また、保持器円環部７と軸６との間の隙間、および保持器円環部７と外輪１との間の隙間に形成される油膜のスクイズフィルムダンパの作用によって、玉２と軸６との接触部、および玉２と外輪１との接触部で生じる振動や騒音を低減することができる。

また、この玉軸受は、外輪１が複数の外輪分割体１_１，１_２からなるため、外輪１の各外輪分割体１_１，１_２の接合面に段差が生じることがある。しかし、外輪１の軌道溝１ｂの幅を、各外輪分割体１_１，１_２の互いの接合面付近Ａは他よりも広くしてあるため、例え各外輪分割体１_１，１_２の接合面に段差があったとしても、各外輪分割体１_１，１_２の接合部を玉２が円滑に通過することが可能となり、この点からも振動や騒音を低減できる。

この玉軸受の使用時には、潤滑油供給手段（図示せず）により軸受内部に潤滑油が供給される。潤滑油は、第１油路１１、第２油路１２、および第３油路１３を順に通り、軸受内部における玉２の軸方向両端の近傍に導かれる。円周溝１４が設けられているため、軸受内部に導入された潤滑油が、円周方向に均一に供給される。そして、玉２と軸６との接触部、玉２と外輪１との接触部、保持器円環部７と軸６との接触部、および保持器円環部７と外輪１との接触部に送られて、これら接触部を潤滑する。潤滑油が導入される玉２の軸方向両端近傍は、上記各接触部に近い位置にあるため、各接触部に潤滑油を円滑に供給することができる。

前記円周溝１４を設けるのは、上述した潤滑油を円周方向に供給するという機能的な面の他に、第３油路１３の加工を、外輪１の内周面に加工痕を残さずに、容易かつ低コストで行うという目的がある。したがって、円周溝１４が無くても、軸受内部に導入された潤滑油が十分に円周方向に拡散される構造であり、かつ外輪１の内周面に加工痕を残さず第３油路１３を加工することができるのであれば、円周溝１４は設けなくても良い。

円周溝１４を設けない構成とした場合、保持器柱部８の外周面における円環部近傍部分を円環部７の外周面と同一の平滑面とし、この円環部近傍部分を、潤滑油の油膜を介して外輪１の内周面１ａに滑り接触させて滑り軸受として機能させることができる。このように、保持器柱部８の外周面における円環部近傍部分も滑り軸受として機能させれば、玉２と外輪１との接触面圧をさらに低減することができる。

また、この実施形態では、第２油路１２を展開した形状が長方形とし、この第２油路１２の軸方向２箇所、円周方向３箇所の計６箇所で、第２油路１２と軸受内部とを第３油路１３で結んだ油路構成としているが、第２油路１２の軸方向２箇所、円周方向１箇所の計２箇所で、第２油路１２と軸受内部とを第３油路１３で結ぶ油路構成としてよい。その場合、第２油路１２は、軸方向に沿う溝状とすることができる。

保持器３を３個の保持器分割体３_１，３_２，３_３で構成した理由を説明する。この発明の玉軸受をクランク軸の中央部に組み込むには、保持器３が最低２個の保持器分割体からなっていればよい。保持器分割体の数が少ないほど組立性が良いが、２個の保持器分割体からなる場合、以下の問題がある。

第１の問題は、２個の保持器分割体３_１，３_２からなる場合（図８（Ａ））、３個以上の保持器分割体３_１，３_２，３_３からなる場合（図８（Ｂ））に比べて、１つの保持器分割体で保持する玉２の数が多いので、運転時に玉２による保持器３の拘束力が大きく、保持器３の円環部の軸６および外輪１に対する滑り軸受としての機能が低下することである。

第２の問題は、２個の保持器分割体３_１，３_２からなる場合（図９（Ａ））、３個以上の保持器分割体３_１，３_２，３_３にからなる場合（図９（Ｂ））に比べて、流体である潤滑剤の潤滑効果が良くないということである。詳しく説明すると、運転時において回転側部材である軸６の回転に伴って、保持器分割体３_１，３_２（３_１，３_２，３_３）の回転先端が軸６の側に近づき、かつ回転後端が固定側部材である外輪１の側に近づくことにより、外輪１と保持器３の間および軸６と保持器３の間に介在する潤滑剤は、保持器分割体３_１，３_２（３_１，３_２，３_３）と同数の複数の領域Ａ_１，Ａ_２，Ｂ_１，Ｂ_２，（Ａ_１，Ａ_２，Ａ_３，Ｂ_１，Ｂ_２，Ｂ_３）に分かれる。保持器分割体の数が少ないほど、先行の潤滑剤領域と後続の潤滑剤領域との間隔が広く、潤滑剤の空白区間が長くなる。したがって、２個の保持器分割体３_１，３_２からなる場合、潤滑効果が良くないのである。

これら滑り軸受としての機能および潤滑性と、組立性とを判断材料として検討した結果、保持器３は、円周方向に並ぶ３個の保持器分割体３_１，３_２，３_３からなるのが好ましいという結論に至った。ただし、条件さえ合えば、図１０に示すように、外輪１および保持器３共に、円周方向に並ぶ２個の外輪分割体１_１，１_２および保持器分割体３_１，３_２からなる構成としてもよい。

図１１〜図１３は上記実施形態のものとは円環部７の内外周面の軸方向に垂直な断面形状が異なる保持器３を示す。図１１は円弧を連ねてなる波形の断面形状としたものである。図１２は三角形状の凹凸となる波形の断面形状としたものである。図１３は長方形状の凹凸となる波形状断面形状としたものである。

保持器円環部７の内周面および外周面を図１１〜図１３のいずれの断面形状にした場合でも、保持器円環部７と軸６、あるいは保持器円環部７と外輪１が相対運動する時、保持器円環部７の内周面と内輪側周面６ａとの間、および保持器円環部７の外周面と外輪内周面１ａとの間に油膜形成を促進することができる。このため、安定した油膜を得ることができ、その安定した油膜を介して保持器３が軸荷重の一部を支持することにより、玉２と軸６との接触面圧、および玉２と外輪１との接触面圧を低減することが可能になる。

保持器円環部７の内周面および外周面での油膜形成能力を高める手段としては、上記図１１〜図１３のように表面を波形となる断面形状とする代わりに、表面にディンプル若しくは突起を分散して設けたものとしても良い（図示省略）。

図１４および図１５は第２の実施形態を示す。図１４は、図１５のXIV−Ｏ−XIV´断面図である。この玉軸受は、玉が複列で設けられた複列玉軸受であり、各列の玉２は、外輪１の内周面１ａに形成された２本の軌道溝１ｂ、および軸６の外周面である内輪側周面６ａに形成された２本の軌道溝６ｂにそれぞれ転接している。保持器３には、各列の玉２を別々に保持するポケット３ａを有する。第１の実施形態と同様、保持器３の円環部７は、軸６および外輪１に対して滑り軸受として機能するようにしてあり、それにより前記同様の作用効果が得られる。

第２の実施形態の油路も、第１の実施形態と同様、外部とハウジング５の内周とを結ぶ第１油路１１と、外輪１の外周面に形成され、前記第１油路１１に繋がる第２油路１２と、この第２油路１２と軸受内部とを結ぶ第３油路１３とでなる。但し、第２の実施形態は複列玉軸受であることから、外輪１の円周方向１箇所に、第２油路１２と軸受内部における複列の玉２の軸方向中間部とを結ぶ第３油路１３を設けた油路構成としている。これに伴い、第２油路１２は、円周方向の長さが玉２の直径よりも長い溝状とされている。そして、この第２油路１２の円周方向両端部および円周方向中央部の計３箇所で、第２油路１２と軸受内部とが第３油路１３により結ばれている。外輪１の内周には、第３油路１３の軸受内部側の出口部に繋がる円周溝１４が設けられている。

潤滑油供給手段（図示せず）により軸受内部に供給された潤滑油は、第１油路１１、第２油路１２、および第３油路１３を順に通り、軸受内部における各列の玉２の軸方向中間部に導かれ、そこから各列の玉２と軸６との接触部、および各列の玉２と外輪１との接触部に潤滑油が供給される。さらに、これら接触部を経由して、保持器円環部７と軸６との接触部、および保持器円環部７と外輪１との接触部に潤滑油が供給される。第３油路１３が円周方向の３箇所に設けられているため、潤滑油を軸受内部に効率良く導入することができる。また、円周溝１４が設けられているため、軸受内部に導入された潤滑油が円周方向に円滑に供給される。

この第２の実施形態も、第１の実施形態と同様、クランク軸の中央部に対して組立可能とするために、外輪１および保持器３が共に、複数個の外輪分割体１_１，１_２および保持器分割体３_１，３_２，３_３からなっている（図６）。このように外輪１および保持器３が複数の分割体からなっていると、玉軸受を、クランク軸２０支持用の軸受２２（図１６）や、コンロッド２１とクランク軸２０の連結部の軸受２３（図１６）に用いることができる。外輪１を２分割する場合、前記同様、外輪１の軌道溝１ｂは、両外輪分割体１_１，１_２の互いの接合面付近では他よりも広くするのが好ましい。

上記実施形態は、第３油路１３を円周方向の３箇所に設けてあるが、第３油路１３は円周方向の１箇所にだけ設けた構成としてもよい。その場合、第２油路１２は設けずに、第１油路１１と第３油路１３とを直接繋ぐことができ、油路構成を簡略にできる。

上記各実施形態では、第２油路１２が外輪１の外周面に設けられているが、第２油路１２をハウジング５の内周面に設けてもよい。
上記各実施形態では、内輪が無く、玉２が軸６に直接に接触する構成の玉軸受を例示しているが、この発明は、内輪を有する玉軸受にも適用できる。その場合も、上記各実施形態と同様な作用効果が得られる。

１…外輪
１_１，１_２…外輪分割体
１ａ…外輪の内周面
１ｂ…外輪の軌道溝
２…玉
３…保持器
３_１，３_２，３_３…保持器分割体
３ａ…ポケット
５…ハウジング
６…軸
６ａ…内輪側周面
６ｂ…軸の軌道溝
７…円環部
８…柱部
１１…第１油路
１２…第２油路
１３…第３油路
１４…円周溝

Claims

円周方向に並ぶ複数の外輪分割体からなる外輪と、一対の円環部およびこれら円環部間を繋ぐ円周方向複数箇所の柱部を有し、隣合う柱部間にそれぞれポケットが形成され、円周方向に並ぶ複数の保持器分割体からなるリング状の保持器と、この保持器の前記各ポケットに単列に保持された複数の玉とを備え、これら複数の玉が、内輪または軸の外周面からなる内輪側周面および前記外輪の内周面にそれぞれ形成された軌道溝に転接し、前記外輪がハウジングの内周に嵌合する玉軸受において、
前記保持器の円環部を、その内周面および外周面が前記内輪側周面および前記外輪の内周面に滑り接触して滑り軸受として機能するものとしたことを特徴とする玉軸受。
請求項１において、前記保持器は、円周方向位相１２０度の等配で分割された３個の保持器分割体からなる玉軸受。
請求項１または請求項２において、外部から供給される潤滑油を前記玉の軸方向両端近傍に導く油路を前記ハウジングおよび外輪に設けた玉軸受。
請求項３において、前記油路は、前記ハウジングに設けられて、外部とハウジングの内周とを結ぶ第１油路と、前記ハウジングの内周面または前記外輪の外周面に設けられて、前記第１油路に繋がり、軸方向の長さが前記玉の直径よりも長く、かつ円周方向の長さが前記玉の直径以上である第２油路と、前記外輪に設けられて、前記第２油路と軸受内部とを結ぶ第３油路とを有する玉軸受。
円周方向に並ぶ複数の外輪分割体からなる外輪と、一対の円環部およびこれら円環部間を繋ぐ円周方向複数箇所の柱部を有し、隣合う柱部間にそれぞれポケットが形成され、円周方向に並ぶ複数の保持器分割体からなるリング状の保持器と、この保持器の前記各ポケットに複列に保持された複数の玉とを備え、これら複数の玉が各列ごとに、内輪または軸の外周面からなる内輪側周面および前記外輪の内周面にそれぞれ形成された複数の軌道溝に転接し、前記外輪がハウジングの内周に嵌合する玉軸受において、
前記保持器の円環部を、その内周面および外周面が前記内輪側周面および前記外輪の内周面に滑り接触して滑り軸受として機能するものとしたことを特徴とする玉軸受。
請求項５において、前記保持器は、円周方向位相１２０度の等配で分割された３個の保持器分割体からなる玉軸受。
請求項５または請求項６において、外部から供給される潤滑油を前記複列の玉の軸方向中間部に導く油路を前記ハウジングおよび外輪に設けた玉軸受。
請求項７において、前記油路は、前記ハウジングに設けられて、外部とハウジングの内周とを結ぶ第１油路と、前記ハウジングの内周面または前記外輪の外周面に設けられて、前記第１油路に繋がり、円周方向の長さが前記玉の直径以上である溝状の第２油路と、前記外輪に設けられて、前記第２油路と軸受内部とを結ぶ第３油路とを有する玉軸受。
請求項４または請求項８において、前記外輪の内周面に、前記第３油路に繋がる円周溝を設けた玉軸受。
請求項１ないし請求項９のいずれか１項において、前記保持器の円環部の内周面および外周面に、油膜形成能力を高める手段として、前記保持器の円環部の内周面および外周面に付与され、軸方向に垂直な断面が、円弧状、三角形状、若しくは長方形状等の波形となる断面形状、または前記保持器の円環部の内周面および外周面に分散して設けたディンプル若しくは突起を形成した玉軸受。
請求項１０において、前記外輪の軌道溝の幅を、各外輪分割体の互いの接合面の部分は他よりも広くした玉軸受。