JP4748145B2 - ころ軸受用保持器及びころ軸受 - Google Patents

Description

本発明はころ軸受用保持器及びころ軸受に関し、特に、一対の保持器形成部材を含むころ軸受用保持器及び該ころ軸受用保持器を備えるころ軸受に関する。

従来、ころ軸受においてフレッティング（振動の影響を受けてころと外輪との間に生じる繰り返しの摩擦力を伴った相対すべり）を防止する対策として、ころ軸受用保持器を分割型にする手法が採られている。この分割型の保持器には、通常一ツ割保持器と二ツ割保持器とがあり、分割された保持器が軌道部材（外輪や内輪など）に対して相対回転を起こしやすいことから、フレッティング対策の上で有利とされている。

一ツ割保持器を金属製とした例については、特許文献１に開示されている。また、二ツ割保持器は、一ツ割保持器では取り付けが困難な場合（例えば自動車用エンジンのクランクシャフト、長軸、圧延機用のロールネックなど、軸に対する軸方向からの取り付けが困難という組立上の制約がある場合）に、主として使用される。

特開平７−４２７４４号公報

しかしながら、上記二ツ割保持器の場合、保持器を二分割して分割型転がり軸受とするため、軸受運転時（エンジン稼働時など）に、ころ軸受用保持器の分割部分同士が接触（衝突）し、この接触（衝突）により振動及び騒音が生じてしまう。

これに対し、２分割（又は多分割）された保持器の分割部分を連結し、一体化した分割型転がり軸受用保持器も提案されているが（例えば、特開２００７−２４７８１５号公報、特開２００３−１２０６８０号公報参照）、この技術を採用した場合、上述したフレッティング対策において不利になるとともに、クランクシャフトなどの軸への組み付け（軸を挟むように保持器の分割部分を取り付けて、分割部分間を連結する組み付け）が、その構造上困難である。

そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、軸への組み付けが容易で、振動及び騒音の発生が抑制されるとともにフレッティング対策上有利なころ軸受用保持器及びころ軸受を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、一対の第１の保持器形成部材及び第２の保持器形成部材を含むころ軸受用保持器であって、前記第１の保持器形成部材及び前記第２の保持器形成部材は、略１／２円環形状を有し、前記第１の保持器形成部材は、凸部と、前記凸部と対称な形状の凹部とを有する第１連結部をその一端部に有し、前記第２の保持器形成部材は、凹部と、前記凹部と対称な形状の凸部とを有する第２連結部をその一端部に有し、前記第１連結部の凸部と前記第２連結部の凹部、前記第１連結部の凹部と前記第２連結部の凸部のそれぞれが嵌合して前記第１の保持器形成部材と前記第２の保持器形成部材とが前記ころ軸受用保持器の円周方向に対して隙間無く連結することにより、第１の保持器形成部材及び第２の保持器形成部材の他端部間が互いに非接触な隙間を形成して分割された略円環形状を形成し、前記第１の保持器形成部材と前記第２の保持器形成部材は、同一の形状を有することを特徴とするころ軸受用保持器と、前記ころ軸受用保持器に保持された複数のころと、を備えるころ軸受である。

これによれば、一対の保持器形成部材が、第１連結部及び第２の連結部にて連結されるので、保持器形成部材同士が接触（衝突）することによる振動及び騒音の発生を抑制することができる。また、一対の保持器形成部材の一端部同士が連結して、一部が分割された略円環形状を形成するので、フレッティング対策上有利となる。更に、一対の保持器形成部材の一端部同士（第１連結部と第２連結部）を連結するのみで良いので、例えば、組み付け対象の軸上で保持器形成部材間を連結することもでき、軸への組み付けを簡易に行うことが可能である。
また、かかる場合には、第１の連結部と第２の連結部の形状を同一形状（左右対称）とすることができる。
そして、かかる場合には、一種類の保持器形成部材を用意するのみで良いので、製造工程の簡素化、及び製造コストの低減などを図ることができる。

更に、これによれば、振動及び騒音の発生が抑制されるとともに、フレッティング対策上有利なころ軸受を提供することができる。

本発明によれば、振動及び騒音の発生が抑制されるとともに、フレッティング対策上有利なころ軸受用保持器及びころ軸受を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図１、図２に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明のころ軸受の一実施形態を示す。ころ軸受１００は、図１に示すように、複数のころ１６を保持する略１／２円環状の第１の保持器形成部材１２Ａ及び第２の保持器形成部材１２Ｂと、１／２円環状の第１の外輪１４Ａ及び第２の外輪１４Ｂと、を備え、自動車用エンジンのクランクシャフトなどの軸１０に装着される。

ころ１６は、円筒（又は円柱）状の部材から成り、図１に示すように、その直径が第１、第２の保持器形成部材１２Ａ，１２Ｂの厚さよりも大きく設定されている。これにより、ころ１６は、軸１０と外輪１４Ａ（又は１４Ｂ）のそれぞれに対して常に線接触するようになっている。ころ１６の材料としては、例えば高炭素クロム軸受鋼等の金属、又は窒化珪素、炭化珪素、アルミナ等のセラミックなどを採用することができる。

第１の保持器形成部材１２Ａには、複数の矩形状のポケット２６が所定間隔で、第１の保持器形成部材１２Ａの厚さ方向に貫通形成されている。このポケット２６には、上述した円筒状のころ１６が回転可能に組み込まれる。また、第１の保持器形成部材１２Ａの一端部（図１における紙面右側の端部）には、図２に示すように、等脚台形状の凸部（第１の連結部）１８ａが形成されている。

図１に戻り、第２の保持器形成部材１２Ｂも、第１の保持器形成部材１２Ａと同様、複数の矩形状のポケット２６が所定間隔で、第２の保持器形成部材１２Ｂの厚さ方向に貫通形成されている。このポケット２６には、上述した円筒状のころ１６が回転可能に組み込まれる。また、第２の保持器形成部材１２Ｂの一端部（図１における紙面右側の端部）には、図２に示すように、等脚台形状の凹部（第２の連結部）１８ｂが形成されている。この凹部１８ｂは、第１の保持器形成部材１２Ａの凸部１８ａと同一形状（対称な形状）を有している。

これら第１、第２の保持器形成部材１２Ａ，１２Ｂの材料としては、銅系や鉄系などの金属材料や、これらに比べ軽量で耐磨耗性や低摩擦特性に優れた合成樹脂材料(例えば、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド(略称ＰＰＳ)、ポリエーテルエーテルケトン(略称ＰＥＥＫ)、ポリイミド等)を採用することができる。

本実施形態では、第１の保持器形成部材１２Ａと第２の保持器形成部材１２Ｂを、クランクシャフトなどの軸１０を径方向外側から挟み込むような状態で接近させ、その状態で第１の保持器形成部材１２Ａの凸部１８ａと第２の保持器形成部材１２Ｂの凹部１８ｂとを嵌合することにより、連結する。このようにすることで、第１、第２の保持器形成部材１２Ａ，１２Ｂそれぞれの一端部間が連結される一方で、第１、第２の保持器形成部材１２Ａ，１２Ｂそれぞれの他端部間には、隙間２０が形成される。すなわち、本実施形態では、第１の保持器形成部材１２Ａと第２の保持器形成部材１２Ｂとにより、一部が分割された略円環形状（略Ｃ字状の形状）が形成される。

第１の外輪１４Ａ及び第２の外輪１４Ｂは、１／２円環状部材から成り、外輪１４Ａ，１４Ｂを一体的に接続（固定）することにより、円環状の形状を構成する。これら外輪１４Ａ，１４Ｂの内周には、ころ１６の軌道面（凹溝）が形成されている（不図示）。

なお、本実施形態では、第１、第２の保持器形成部材１２Ａ，１２Ｂが、第１、第２の外輪１４Ａ、１４Ｂと軸１０との間で保持されているため、第１、第２の保持器形成部材１２Ａ，１２Ｂ間の連結部分をネジ等の固定手段を用いて固定しなくても、両保持器形成部材１２Ａ，１２Ｂ間の連結状態（嵌合状態）を維持することが可能である。

以上のように構成されるころ軸受１００では、第１、第２の保持器形成部材１２Ａ、１２Ｂが、凸部１８ａと凹部１８ｂとにより連結されるので、ころ軸受１００が組み込まれる軸１０の回転中（軸１０がクランクシャフトである場合には、エンジンの稼働中）において、保持器形成部材１２Ａ，１２Ｂ同士が接触（衝突）して振動及び騒音が発生するのを抑制することができる。また、一対の保持器形成部材１２Ａ，１２Ｂの一端部同士が連結される一方、他端部側は連結されないため、全体として、一部が分割された略円環形状（略Ｃ字状の形状）を形成する。これにより、一対の保持器形成部材１２Ａ，１２Ｂが外輪１４Ａ，１４Ｂや軸１０に対して相対回転を起こしやすいため、フレッティング対策上有利となる。また、本実施形態では、第１、第２の保持器形成部材１２Ａ，１２Ｂの一端部同士のみを連結することとしているので、第１、第２の保持器形成部材１２Ａ，１２Ｂを、軸１０に対して径方向外側から挟み込む状態で接近させて連結することができる。これにより、クランクシャフト、長軸、圧延機用のロールネックなど、軸方向からの取り付けが困難な軸部材に対しても、簡易にころ軸受１００を取り付けることが可能である。

なお、上記実施形態では、第１の保持器形成部材１２Ａの一端部（第１の連結部）が等脚台形状の凸部１８ａで、第２の保持器形成部材１２Ｂの一端部（第２の連結部）が等脚台形状の凹部１８ｂである場合について説明したが、これに限らず、例えば、図３（ａ）に示すような第１、第２の保持器形成部材１２Ａ’、１２Ｂ’を採用しても良い。第１の保持器形成部材１２Ａ’は、図３（ｂ）に示すように、一端部に直角三角形状の凸部３８ａと、該凸部３８ａに対して対称な形状を有する凹部４２ａとを有し、第２の保持器形成部材１２Ｂ’は、一端部に直角三角形状の凸部３８ｂと、該凸部３８ｂに対して対称な形状を有する凹部４２ｂとを有している。この場合、凸部３８ａと凹部４２ｂとが嵌合し、かつ、凸部３８ｂと凹部４２ａとが嵌合することにより、両保持器形成部材１２Ａ’，１２Ｂ’が連結されることになる。

また、これに限らず、例えば、図４に示すように、一端部に凸部２８ａと、該凸部２８ａに対して対称な形状を有する凹部３２ａとを有する第１の保持器形成部材１２Ａ”、及び一端部に凸部２８ｂと、該凸部２８ｂに対して対称な形状を有する凹部３２ｂとを有する第２の保持器形成部材１２Ｂ”を採用することとしても良い。この場合、凸部２８ａと凹部３２ｂとが嵌合し、凸部２８ｂと凹部３２ａとが嵌合して、第１の保持器形成部材１２Ａ”と、保持器形成部材１２Ｂ”とが連結される。本変形例の場合、第１の保持器形成部材１２Ａ”と第２の保持器形成部材１２Ｂ”とが回転対称な形状を有することになるので、各保持器形成部材１２Ａ”、１２Ｂ”を同一の製造工程で製造することが可能となる。

また、第１の保持器形成部材と第２の保持器形成部材の形状を回転対称な形状（同一形状）にするという観点からは、例えば、図５に示すように、第１の保持器形成部材と第２の保持器形成部材のそれぞれの一端部に、等脚台形状の凸部４８と等脚台形状の凹部５２とを設けるようにしても良い。

もちろん、上記実施形態及び変形例に例示した形状に限らず、第１の保持器形成部材と第２の保持器形成部材とが凸部と凹部とで連結できるのであれば、種々の形状を採用することができる。

なお、上記実施形態では、第１の保持器形成部材と第２の保持器形成部材とが、略１／２円環状の形状を有する場合について説明したが、これに限られるものではなく、例えば、第１の保持器形成部材及び／又は第２の保持器形成部材を円環の周に沿って複数個に分割可能な構成としても良い。

なお、上記実施形態では、ころ１６が軸１０に直接接触する構成について説明したが、これに限られるものではなく、第１、第２の保持器形成部材１２Ａ，１２Ｂの内側に、軸に固定される内輪（例えば分割型の内輪）を設けることとしても良い。

なお、上記実施形態では、本発明のころ軸受を円筒ころ軸受に採用した場合について例示的に説明したが、これに限らず、本発明のころ軸受をその他の軸受に採用することも可能である。

上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。

一実施形態に係るころ軸受１００の断面図である。 図１のころ軸受を構成する第１、第２の保持器形成部材それぞれの一端部近傍を示す斜視図である。 変形例（その１）に係るころ軸受の部分断面図及び第１、第２の保持器形成部材それぞれの一端部近傍を示す斜視図である。 変形例（その２）に係る第１、第２の保持器形成部材それぞれの一端部近傍を示す斜視図である。 変形例（その３）に係る第１、第２の保持器形成部材それぞれの一端部近傍を示す斜視図である。

符号の説明

１２Ａ 第１の保持器形成部材
１２Ｂ 第２の保持器形成部材
１６ ころ
１８ａ 凸部
１８ｂ 凹部
１００ ころ軸受

Claims (1)

1. 一対の第１の保持器形成部材及び第２の保持器形成部材を含むころ軸受用保持器であって、
   前記第１の保持器形成部材及び前記第２の保持器形成部材は、略１／２円環形状を有し、
   前記第１の保持器形成部材は、凸部と、前記凸部と対称な形状の凹部とを有する第１連結部をその一端部に有し、前記第２の保持器形成部材は、凹部と、前記凹部と対称な形状の凸部とを有する第２連結部をその一端部に有し、
   前記第１連結部の凸部と前記第２連結部の凹部、前記第１連結部の凹部と前記第２連結部の凸部のそれぞれが嵌合して前記第１の保持器形成部材と前記第２の保持器形成部材とが前記ころ軸受用保持器の円周方向に対して隙間無く連結することにより、第１の保持器形成部材及び第２の保持器形成部材の他端部間が互いに非接触な隙間を形成して分割された略円環形状を形成し、
   前記第１の保持器形成部材と前記第２の保持器形成部材は、同一の形状を有することを特徴とするころ軸受用保持器と、
   前記ころ軸受用保持器に保持された複数のころと、を備えるころ軸受。

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