JP2012225416A - 分割型転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】外輪分割片の径方向のずれにより外輪内周面に段差が生じることを防止し、騒音や振動の発生を抑止して円滑に作動可能な分割型転がり軸受を提供する。
【解決手段】本発明に係る分割型転がり軸受は、外輪１０と、外輪１９の径方向内側で転動自在に保持される複数の転動体６と、を備え、少なくとも外輪１０が周方向に２以上に分割されている。外輪１０は２以上の外輪分割片１０ａ、１０ｂからなり、外輪分割片１０ａ、１０ｂは、外輪分割片１０ａ、１０ｂの周方向端面１１ａ、１１ｂから周方向に延出する延出部１２ａ、１２ｂを有する。延出部１２ａ、１２ｂの内周面は、延出部１２ａ、１２ｂの先端にむかって径方向寸法が減少する傾斜面１３ａ、１３ｂとして形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、分割型転がり軸受に関する。

一般に、レシプロエンジンに用いられるクランクシャフトは鋳造もしくは鍛造により一体に形成されており、軸方向から一体型軸受を挿入するのが困難である。そこで、従来、例えばレシプロエンジンのクランクシャフト２００をキャップ２１０およびエンジンブロック２２０に支持するためのクランクジャーナル２０１には、外輪が分割された２つの外輪分割片１００ａ，１００ｂを備える分割型軸受１００が用いられる（図７参照）。従来、このような分割型軸受としてすべり軸受が多く用いられてきたが、近年、すべり軸受に比べて回転時の回転トルクが小さく省エネルギー効果が高い転がり軸受が適用されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４４３８５１１号明細書

上記した分割型転がり軸受において、転動体は外輪の内周面上を転走するが、外輪分割片の周方向端部である分割部において位置ずれがあった場合、転動体が分割部を通過するときに騒音や振動を生じるという問題がある。そのため、上記した特許文献１においては、各外輪分割片の周方向端部にＶ字状の凸部または凹部を形成し、２つの外輪分割片の周方向端部の凸部および凹部を組み合わせることによって、外輪分割片の軸方向のずれを防止することが提案されている。

しかしながら、上記した特許文献１においても、分割型転がり軸受の外周側に配置されるハウジングの組立において位置ずれが生じると、例えば図８に示すように、外輪分割片１００ａの周方向端面１０１ａと、外輪分割片１００ｂの周方向端面１０１ｂとの間で径方向にずれが生じることにより、外輪内周面１１８にずれ量Δｇの段差が生じてしまう。転動体１０６がこのような段差を通過するときには、転動体１０６が段差から落下したり、転動体１０６が周方向端面１０１ａ、１０１ｂと衝突したりすることにより騒音や振動が発生し、分割型転がり軸受が円滑に作動できなくなって寿命が低下するという問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、外輪分割片の径方向のずれにより外輪内周面に段差が生じることを防止し、騒音や振動の発生を抑止して円滑に作動可能な分割型転がり軸受を提供することを目的とする。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 外輪と、前記外輪の径方向内側で転動自在に保持される複数の転動体と、を備え、少なくとも前記外輪が周方向に２以上に分割された分割型転がり軸受において、
前記外輪は２以上の分割片からなり、
前記分割片は、前記分割片の周方向端面から周方向に延出する延出部を有し、
前記延出部の内周面は、前記延出部の先端にむかって径方向寸法が減少する傾斜面として形成されることを特徴とする分割型転がり軸受。

本発明によれば、外輪分割片の径方向のずれにより外輪内周面に段差が生じることを防止し、騒音や振動の発生を抑止して円滑に作動可能な分割型転がり軸受を提供することができる。

コンロッド大端部に使用された本実施形態の分割型転がり軸受を示す図である。 図１の分割型転がり軸受を形成する一対の外輪分割片を示す斜視図である。 図２に示す一対の外輪分割片により形成された外輪を示す斜視図である。 図１の分割型転がり軸受において、外輪分割片に径方向のずれが生じていない場合を示す一部拡大図である。 図１の分割型転がり軸受において、外輪分割片に径方向のずれが生じた場合を示す一部拡大図である。 変形例に係る分割型転がり軸受を形成する一対の外輪分割片を示す斜視図である。 分割型軸受が使用されるクランクシャフトの図である。 従来の分割型転がり軸受において、外輪分割片に径方向のずれが生じた場合を示す図である。

以下、本発明に係る分割型転がり軸受の一実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。

図１に示されるように、本実施形態に係る分割型転がり軸受５は、レシプロエンジンのクランクシャフトのクランクピン１と、コンロッド（コネクティングロット）２の大端部とを連結支持するために使用されている。コンロッド２は、コンロッド分割部３、３において周方向（上下方向）に二分割されたコンロッド分割片２ａ、２ｂを有する。

分割型転がり軸受５は、分割型保持器７により保持された複数の転動体６と、外輪１０と、を備える。分割型保持器７としては、プラケージまたはメッキ加工が施された鉄ケージ等が使用可能である。転動体６は、クランクピン１の外周面上を直接転走すると共に、外輪１０の内周面１８上を転走する。

図２に示されるように、外輪１０は、周方向に１８０°離間した箇所で周方向に２分割されて略半筒状をなす一対の外輪分割片１０ａ、１０ｂを有する。ここで、外輪分割片１０ａの周方向端面１１ａ、１１ａには、周方向に延出する延出部１２ａがそれぞれ４個ずつ形成されており、外輪分割片１０ｂの周方向端面１１ｂ、１１ｂには、周方向に延出する延出部１２ｂがそれぞれ３個ずつ形成されている。このように、外輪分割片１０ａ、１０ｂの周方向両端部は、周方向端面１１ａ、１１ｂを凹部、延出部１２ａ、１２ｂを凸部とした櫛歯形状に形成されている。図３に示されるように、外輪１０は、外輪分割片１０ａの櫛歯形状と外輪分割片１０ｂの櫛歯形状とを噛み合わせることによって形成され、外輪分割片１０ａ、１０ｂが軸方向にずれることを防止することができる。

図４に示されるように、延出部１２ａ、１２ｂは、周方向端面１１ａ、１１ｂから先端部１５ａ、１５ｂに向って径方向寸法が減少するように形成されており、内周側に傾斜面１３ａ、１３ｂを有する。すなわち、延出部１２ａ、１２ｂは、周方向端面１１ａ、１１ｂの径方向寸法をＨ、先端部１５ａ、１５ｂの径方向寸法をｈとしたとき、ｈ＜Ｈとなるように形成されている。傾斜面１３ａ、１３ｂは内周側にのみ形成され、外周側には形成されない。また、外輪分割片１０ａ、１０ｂにおいて、延出部１２ａ、１２ｂ以外の部分の径方向寸法は一定である。

図５では、外輪分割片１０ａ、１０ｂに径方向のずれが生じているが、この径方向のずれ量Δｈが、周方向両端面１１ａ、１１ｂの径方向寸法Ｈと先端部１５ａ、１５ｂの径方向寸法ｈとの差（Ｈ−ｈ）未満である限りは、先端部１５ａ、１５ｂが露出しないため、内周面１８上に段差が生じない。このため、転動体６は、先端部１５ａ、１５ｂと衝突したり段差を落下したりすることなく、内周面１８上を円滑に転走することができる。外輪分割片１０ａ、１０ｂにおける径方向のずれは、コンロッド分割片２ａ、２ｂの組立時に生じた位置ずれに起因する場合が多いため、周方向両端面１１ａ、１１ｂの径方向寸法Ｈおよび先端部１５ａ、１５ｂの径方向寸法ｈは、コンロッド分割片２ａ、２ｂの組立時の位置ずれから想定されるずれ量が値（Ｈ−ｈ）を超えないように設定される。

尚、外輪分割片１０ａ、１０ｂは、円筒状の浸炭鋼等をプレス加工または削り出しにより分割すると共に、周方向端部において内周側に傾斜面を設けた延出部を研削することにより製造可能である。

このように、本実施形態の分割型転がり軸受５によれば、外輪分割片１０ａ、１０ｂが、周方向端面１１ａ、１１ｂに延出部１２ａ、１２ｂを設けることにより櫛歯形状となっており、この櫛歯形状を組み合わせることにより外輪１０が形成されるので、外輪分割片１０ａ、１０ｂの軸方向のずれを防止することができる。また、延出部１２ａ、１２ｂは、周方向端面１１ａ、１１ｂから先端部１５ａ、１５ｂに向って径方向寸法が減少する傾斜面１３ａ、１３ｂを内周側に有するので、外輪分割片１０ａ、１０ｂに径方向のずれが発生した場合であっても、外輪１０の内周面１８上に段差が生じず、転動体６が内周面１８上を円滑に転走することができる。したがって、本実施形態によれば、騒音、振動の発生を抑止でき、寿命を低下させることなく円滑に作動可能な分割型転がり軸受を提供することができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、変更、改良等が適宜可能である。例えば、図６に示す変形例に係る外輪１０’においては、外輪分割片１０ａ’、１０ｂ’の周方向端面１１ａ’、１１ｂ’から延出する延出部１２ａ’、１２ｂ’の先端が丸く形成されている。本変形例においては、このように延出部１２ａ’、１２ｂ’の先端が丸く形成されることにより、応力の集中を防止することができ、凹部と凸部との組合せが容易になると共に研削に必要な加工精度を低減して製造を容易にすることが可能となる。

また、延出部の数も上述した実施形態に限定されない。しかしながら、外輪分割片の一方の周方向端面から延出する延出部が１個または２個であるような場合には、転動体が軸方向中間または軸方向両端のみにて支持されることとなり、局所的に高い面圧が発生して転動体や外輪が塑性変形するおそれがある。したがって、延出部の数は、転動体を軸方向長さにわたって偏りなく支持できるように設定されることが好ましい。

また、外輪分割片同士を組み合わせるための領域においては、延出部に傾斜面が設けられているために転動体を支持する外輪内周面の面積が約半分となるため、延出部の周方向寸法が大きすぎると、面圧が高くなって寿命が低下してしまうおそれがある。一方、延出部の周方向寸法が小さすぎると、延出部に設けられた傾斜面の傾斜度が高くなり、延出部自体が段差となってしまうおそれがある。したがって、延出部の周方向寸法は、外輪分割片１０ａ、１０ｂの径方向のずれ量Δｈを予測した上で、傾斜面が十分なだらかとなるような最小寸法に設定されることが好ましい。

本発明に係る分割型転がり軸受は、自動車用のレシプロエンジンのほか、産業用、船舶用のレシプロエンジンのクランクシャフトの支持部やコンラッド大端部と接続されるクランクピン部、またはカムシャフト、バランサシャフトの支持部等、分割型の軸受が用いられる全ての用途に対して好適に利用可能である。

５ 分割型転がり軸受
１０ 外輪
１０ａ、１０ｂ 外輪分割片
１１ａ、１１ｂ 周方向端面
１２ａ、１２ｂ 延出部
１３ａ、１３ｂ 傾斜面
１５ａ、１５ｂ 先端部

Claims (1)

1. 外輪と、前記外輪の径方向内側で転動自在に保持される複数の転動体と、を備え、少なくとも前記外輪が周方向に２以上に分割された分割型転がり軸受において、
   前記外輪は２以上の分割片からなり、
   前記分割片は、前記分割片の周方向端面から周方向に延出する延出部を有し、
   前記延出部の内周面は、前記延出部の先端にむかって径方向寸法が減少する傾斜面として形成されることを特徴とする分割型転がり軸受。

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