JP2016089906A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】両側壁がなくても、軸方向規制が可能な転がり軸受を提供する。
【解決手段】少なくとも一つのリム部３の内周面には、内周側に突出するフランジ１７が形成される。内輪相当部材１９の外周面に、フランジ１７と係合する溝部２３が形成されることにより、分割型転がり軸受用保持器１の軸方向両側への移動が規制される。
【選択図】図４

Description

本発明は、転がり軸受に関する。

一般に、自動車用エンジンなどの内燃機関におけるクランクシャフトやカムシャフトを回転自在に支持する軸受として、滑り軸受が用いられている。しかし、近年では、資源の有効利用や二酸化炭素の削減などの観点から、より省燃費の内燃機関が注目されている。

たとえば、特許文献１には、滑り軸受に代えて、より引きずり抵抗の小さい針状ころ軸受等の転がり軸受を用いることで、内燃機関における動力ロスをより少なくしようとする試みが開示されている。特に、ＤＯＨＣ型やＶ型の自動車用エンジンでは、構造上、カムシャフトの数が多くなるため、カムシャフトを支持する軸受を滑り軸受から転がり軸受に変更することにより、燃費の向上が期待される。

ところで、内燃機関のカムシャフトには、気筒ごとに通常１対のカムローブが形成されており、また転がり軸受で支持されるジャーナル部は、カムローブ間、又はカムローブ及び端部大径部間に配置される。このため、通常の転がり軸受では、より外周側に張り出したカムローブ等の側壁を通過してジャーナル部に装着できないという問題がある。

そこで、このような回転機構に対する転がり軸受の組み付けを容易にするために、分割型保持器が用いられる場合がある。例えば、特許文献２及び３には、転がり軸受の保持器として、周方向に二分割した分割型保持器を用いて、転がり軸受カムローブ等の側壁を通過させることなく、外周側からジャーナル部に組み込むことを開示している。

特開平８−１２８３０６号公報 特開２００１−１２２１４号公報 特開２００５−９０６９６号公報

このような転がり軸受は、カムローブ等の両側壁によって軸方向移動が規制されていた。しかしながら、軸方向移動を規制する両側壁がない用途においても、転がり軸受に対する軸方向移動の規制が必要な場合がある。この場合、両側壁によらなくても軸方向移動を規制可能な転がり軸受の実現が望まれる。

本発明は、上述の様な事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、両側壁がなくても、軸方向規制が可能な転がり軸受を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 外輪相当部材と、
内輪相当部材と、
前記外輪相当部材及び前記内輪相当部材の間に配置される複数のころと、
前記複数のころを転動自在に保持する分割型転がり軸受用保持器と、
を備える転がり軸受であって、
前記分割型転がり軸受用保持器は、
軸方向に離間して配置された複数の円環状のリム部と、
軸方向に隣り合う前記リム部同士を連結し、周方向に所定間隔で配置された複数の柱部と、
軸方向に隣り合う前記リム部と、周方向に隣り合う前記柱部と、の間に画成され、前記複数のころを保持する複数のポケット部と、
複数の前記リム部及び前記柱部を、周方向に直交した方向に分割する分割部と、
を備え、
少なくとも一つの前記リム部の内周面には、内周側に突出するフランジが形成され、
前記内輪相当部材の外周面に、前記フランジと係合する溝部が形成されることにより、前記分割型転がり軸受用保持器の軸方向両側への移動が規制される
ことを特徴とする転がり軸受。
（２） 前記柱部及び前記リム部に亘って軸方向に延在する、少なくとも一つの薄肉部が形成され、
前記薄肉部と周方向において重なる位置には、前記フランジが形成されない
ことを特徴とする（１）に記載の転がり軸受。
（３） 外輪相当部材と、
内輪相当部材と、
前記外輪相当部材及び前記内輪相当部材の間に配置される複数のころと、
前記複数のころを転動自在に保持する転がり軸受用保持器と、
を備える転がり軸受であって、
前記転がり軸受用保持器は、
軸方向に離間して配置された複数の円環状のリム部と、
軸方向に隣り合う前記リム部同士を連結し、周方向に所定間隔で配置された複数の柱部と、
軸方向に隣り合う前記リム部と、周方向に隣り合う前記柱部と、の間に画成され、前記複数のころを保持する複数のポケット部と、
を備え、
軸方向両端に位置する一対の前記リム部のうち、一方の前記リム部の内周面には、内周側に突出するフランジが形成され、
前記内輪相当部材の外周面には、軌道面となる大径平面部と、小径平面部と、が段部によって連続するように形成され、
前記段部と前記フランジとが係合することにより、前記転がり軸受用保持器の軸方向一方側への移動が規制され、
前記フランジよりも軸方向他方側に、前記フランジ、又は前記フランジが形成される前記リム部と係合する係合部材を配置することにより、前記転がり軸受用保持器の軸方向他方側への移動が規制される
ことを特徴とする転がり軸受。

本発明の転がり軸受によれば、少なくとも一つのリム部の内周面には、内周側に突出するフランジが形成され、内輪相当部材の外周面に、フランジと係合する溝部が形成されることにより、分割型転がり軸受用保持器の軸方向両側への移動が規制される。したがって、従来技術のように両側壁がなくても、分割型転がり軸受用保持器及び転がり軸受の軸方向移動を規制することが可能となる。

第１実施形態に係る分割型転がり軸受用保持器を示す斜視図である。 分割型転がり軸受用保持器を軸方向から見た図である。 図２において、分割部を拡げた状態を示す図である。 回転機構に組み込まれた転がり軸受を示す断面図である。 第１実施形態の変形例に係る分割型転がり軸受用保持器を示す斜視図である。 回転機構に組み込まれた転がり軸受を示す断面図である。 第２実施形態に係る分割型転がり軸受用保持器を示す斜視図である。 転がり軸受を内輪相当部材に組み込む方法を示す断面図である。 回転機構に組み込まれた転がり軸受を示す断面図である。 回転機構に組み込まれた転がり軸受を示す断面図である。

［第１実施形態］
図１及び図２に示すように、本実施形態の分割型転がり軸受用保持器１（以下、単に保持器と呼ぶことがある。）は、軸方向に離間して配置された複数（本実施形態では三つ）の円環状のリム部３と、軸方向に隣り合うリム部３同士を連結し、周方向に所定間隔で配置された複数の柱部５と、を備える。軸方向に隣り合うリム部３と、周方向に隣り合う柱部５と、の間には、後述するころ９（図４参照）を転動自在に保持する複数のポケット部７が画成される。

保持器１の材質は特に限定されないが、例えば、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂（ナイロン４６、ナイロン６６）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）などの合成樹脂が好適に使用可能である。

保持器１は、周方向の一箇所において分割部１１を有している。分割部１１は、周方向に隣り合うポケット部７の間の領域に形成されており、複数のリム部３及び柱部５を、周方向に直交した方向に分割する。

保持器１には、分割部１１と周方向において重ならない位置において、周方向の少なくとも一箇所に、他の部位よりも径方向厚さが薄い薄肉部１３が形成されている。薄肉部１３は、軸方向に、すなわち保持器１を幅方向に横断するように延在する。図示の例では、一つの薄肉部１３が分割部１１と径方向に対向する位置に設けられている。

また、本例では、薄肉部１３は、保持器１の外周面に形成されているが、内周面に形成してもよく、さらには、内周面及び外周面に形成してもよい。なお、保持器１の外周面とは、複数のリム部３と複数の柱部５の外周面を総体的に指称したものであり、保持器１の外周面とは、複数のリム部３と複数の柱部５の内周面を総体的に指称したものである。

より具体的には、薄肉部１３は、周方向に隣り合うポケット部７の間に存在する柱部５に沿って、かつ、この柱部５からリム部３に亘って連続して形成される。本例では、薄肉部１３は、柱部５およびリム部３の外周面の一部に、断面略台形状の凹溝１５を軸方向に形成して、この部分の径方向厚さを他の部位よりも小さくさせることにより形成されている。すなわち、薄肉部１３は、保持器１の外周面に沿って構成されることになる。

なお、薄肉部１３を形成するための構造（凹溝１５）の形状については、断面台形状に限られることなく、Ｕ字形状、円弧形状、楕円形状、三角形状、矩形状など各種の断面形状を採用することができる。また、凹溝１５の寸法については、薄肉部１３が適切に弾性変形し、かつ、この薄肉部１３の強度や剛性に影響がない限り、任意の寸法とすることができる。また、凹溝１５は、薄肉部１３が適切に弾性変形できる限り、軸方向に連続している必要はない。

また、三つのリム部３のうち、軸方向中央に位置するリム部３の内周面には、内周側に突出するフランジ１７が形成されている。フランジ１７は、リム部３に沿って形成されているが、分割部１１及び薄肉部１３と周方向において重なる位置には形成されない。したがって、分割部１１と薄肉部１３との間で、二つの略円弧状のフランジ１７が形成される。

このような保持器１によれば、周方向の一部に他の部分よりも凹んだ凹溝１５を形成して薄肉部１３を設けたことにより、図３に示すように、分割部１１を互いに離間させるように拡げる際に、薄肉部１３のみを弾性変形させて、この薄肉部１３を中心に、その両側にある部分を旋回させて、展開させることができる。仮に、薄肉部１３と周方向において重なる位置にフランジ１７を形成した場合、薄肉部１３周辺の剛性が大きくなってしまい、分割部１１を拡大することが困難となってしまう。

本実施形態の場合、保持器１のうち薄肉部１３の両側にある部分には，応力やそれに伴う歪みがほとんど発生することがないため、保持器１を塑性変形させることなく、所望の大きさに分割部１１を拡大することができる。この状態で、保持器１が損傷、損壊したり、それぞれのポケット部７からころ９が脱落したり、又は、それぞれのポケット部７内でころ９が位置ずれを生じたりすることもない。

そして、拡げられた分割部１１を通して、図４に示すように、各種回転機構の内輪または回転軸などの内輪相当部材１９を、保持器１内に収容する。その後、分割部１１を拡げている力を解除すると、保持器１自身の弾性的な戻り力（復帰力）によって、保持器１を、複数のころ９を保持した状態で、内輪相当部材１９とハウジング等の外輪相当部材２１との間に組み込むことができる。このように、本実施形態の転がり軸受は、外輪相当部材２１と、内輪相当部材１９と、外輪相当部材２１及び内輪相当部材１９の間に配置される複数のころ９と、複数のころ９を転動自在に保持する保持器１と、を備える。

ここで、内輪相当部材１９の外周面には、略円環状の溝部２３が形成されており、当該溝部２３の内部に保持器１のフランジ１７が配置される。これにより、フランジ１７が溝部２３と係合するので、従来技術のように両壁がない場合であっても、保持器１及びころ９（転がり軸受）の軸方向移動を規制することが可能となる。

なお、本実施形態において、フランジ１７が形成される位置は、軸方向中央にリム部３の内周面に限られず、軸方向両側のリム部３の内周面であってもよい。但し、保持器１が射出成型によって製造される場合には、スライドの追加等、金型の複雑化を回避するために、軸方向中央のリム部３にフランジ１７を設ける構成が好ましい。

また、フランジ１７は、単一のリム部３のみに設ける構成に限定されず、複数のリム部３に設けても構わない。フランジ１７が複数設けられる場合には、内輪相当部材１９に形成される溝部２３がフランジ１７と同数だけ形成される。

また、保持器１は、三つのリム部３を有するいわゆる複列保持器に限定されず、図５に示すように、二つのリム部３を有するいわゆる単列保持器であってもよい。この場合も、少なくとも一つのリム部３の内周面には、内周側に突出するフランジ１７が形成される。そして、図６に示すように、フランジ１７が内輪相当部材１９の溝部２３に係合することにより、保持器１及びころ９の軸方向移動が規制される。なお、不図示であるが、保持器１は、四つ以上のリム部３を有する保持器としてもよい。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る転がり軸受用保持器１Ａ（以下、単に保持器と呼ぶことがある。）について図面を参照して説明する。

図７に示すように、本実施形態の保持器１Ａは、分割部１１及び薄肉部１３が設けられず、分割型でない点で第１実施形態の保持器１と異なる。また、軸方向両側に位置する一対のリム部３のうち、一方のリム部３の内周面には、内周側に突出するフランジ１７が形成され、他方のリム部３にはフランジ１７が形成されない。

本実施形態の保持器１Ａのように、軸方向両端部に位置する一対のリム部３のうち、一方のリム部３のみにフランジ１７を設ける構成である場合も、図８に示すような内輪相当部材１９の形状によれば、複数のころ９を保持した状態で、保持器１Ａを内輪相当部材１９に組み込むことができる。

すなわち、内輪相当部材１９の外周面には、軌道面となる内輪大径平面部２５と、内輪小径平面部２７と、が内輪段部２９によって連続するように形成されている。そして、ころ９を保持した保持器１Ａを、内輪小径平面部２７側から内輪大径平面部２５側に向かって挿入する。このとき、フランジ１７が内輪相当部材１９の内輪段部２９に当接（係合）することにより、保持器１Ａの軸方向一方側（図中、左側）への移動が規制される。

次に、保持器１Ａの軸方向他方側（図中、右側）への移動を規制する必要がある。そこで、例えば、図９に示すように、外輪相当部材２１の内周面に、軌道面となる外輪大径平面部２６と、外輪小径平面部２８と、が外輪段部３０によって連続するように形成する。そして、このような外輪相当部材２１を、ころ９の外周側に組み込む。これにより、フランジ１７、又はフランジ１７が形成されるリム部３が、外輪相当部材２１の外輪段部３０に当接（係合）することにより、保持器１Ａの軸方向他方側への移動が規制される。このように、本例においては、外輪相当部材２１は、フランジ１７、又はフランジ１７が形成されるリム部３と係合する係合部材として構成される。

このように、第２実施形態の保持器１Ａによれば、従来技術のように両壁がない場合であっても、保持器１Ａ及びころ９（転がり軸受）の軸方向移動を規制することが可能となる。

なお、保持器１Ａの軸方向他方側への移動の規制は、外輪相当部材２１による構成に限られず、例えば、図１０に示すように、内輪小径平面部２７において、フランジ１７よりも軸方向他方側に固定された止め輪３１による構成であってもよい。この場合、止め輪３１は、フランジ１７、又はフランジ１７が形成されるリム部３と係合する係合部材として構成され、保持器１Ａの軸方向他方側への移動を規制する。

また、本実施形態の転がり軸受用保持器１Ａは、二つのリム部３を有するいわゆる単列保持器に限定されず、三つ以上のリム部３を有する保持器であってもよい。その場合、軸方向両端に位置する一対のリム部３のうち、一方のリム部３の内周面に、フランジ１７部が形成される。これにより、上述した単列保持器と同様の効果を奏することが可能である。

１ 分割型転がり軸受用保持器
１Ａ 転がり軸受用保持器
３ リム部
５ 柱部
７ ポケット部
９ ころ
１１ 分割部
１３ 薄肉部
１５ 凹溝
１７ フランジ
１９ 内輪相当部材
２１ 外輪相当部材（係合部材）
２３ 溝部
２５ 内輪大径平面部
２６ 外輪大径平面部
２７ 内輪小径平面部
２８ 外輪小径平面部
２９ 内輪段部
３０ 外輪段部
３１ 止め輪（係合部材）

Claims (3)

1. 外輪相当部材と、
   内輪相当部材と、
   前記外輪相当部材及び前記内輪相当部材の間に配置される複数のころと、
   前記複数のころを転動自在に保持する分割型転がり軸受用保持器と、
   を備える転がり軸受であって、
   前記分割型転がり軸受用保持器は、
   軸方向に離間して配置された複数の円環状のリム部と、
   軸方向に隣り合う前記リム部同士を連結し、周方向に所定間隔で配置された複数の柱部と、
   軸方向に隣り合う前記リム部と、周方向に隣り合う前記柱部と、の間に画成され、前記複数のころを保持する複数のポケット部と、
   複数の前記リム部及び前記柱部を、周方向に直交した方向に分割する分割部と、
   を備え、
   少なくとも一つの前記リム部の内周面には、内周側に突出するフランジが形成され、
   前記内輪相当部材の外周面に、前記フランジと係合する溝部が形成されることにより、前記分割型転がり軸受用保持器の軸方向両側への移動が規制される
   ことを特徴とする転がり軸受。
2. 前記柱部及び前記リム部に亘って軸方向に延在する、少なくとも一つの薄肉部が形成され、
   前記薄肉部と周方向において重なる位置には、前記フランジが形成されない
   ことを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
3. 外輪相当部材と、
   内輪相当部材と、
   前記外輪相当部材及び前記内輪相当部材の間に配置される複数のころと、
   前記複数のころを転動自在に保持する転がり軸受用保持器と、
   を備える転がり軸受であって、
   前記転がり軸受用保持器は、
   軸方向に離間して配置された複数の円環状のリム部と、
   軸方向に隣り合う前記リム部同士を連結し、周方向に所定間隔で配置された複数の柱部と、
   軸方向に隣り合う前記リム部と、周方向に隣り合う前記柱部と、の間に画成され、前記複数のころを保持する複数のポケット部と、
   を備え、
   軸方向両端に位置する一対の前記リム部のうち、一方の前記リム部の内周面には、内周側に突出するフランジが形成され、
   前記内輪相当部材の外周面には、軌道面となる大径平面部と、小径平面部と、が段部によって連続するように形成され、
   前記段部と前記フランジとが係合することにより、前記転がり軸受用保持器の軸方向一方側への移動が規制され、
   前記フランジよりも軸方向他方側に、前記フランジ、又は前記フランジが形成される前記リム部と係合する係合部材を配置することにより、前記転がり軸受用保持器の軸方向他方側への移動が規制される
   ことを特徴とする転がり軸受。
   

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