JP5064910B2 - Needle roller bearing and crankshaft support structure - Google Patents

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Description

この発明は、針状ころ軸受に関し、特にクランクシャフトを回転自在に支持する針状ころ軸受に関するものである。   The present invention relates to a needle roller bearing, and more particularly to a needle roller bearing that rotatably supports a crankshaft.

図9を参照して、従来のクランクシャフト101は、軸部102と、クランクアーム103と、隣接するクランクアーム103の間にコンロッドを配置するためのクランクピン104とを有する。   Referring to FIG. 9, a conventional crankshaft 101 has a shaft portion 102, a crank arm 103, and a crank pin 104 for arranging a connecting rod between adjacent crank arms 103.

また、上記構成のクランクシャフト101の軸部102を回転自在に支持する転がり軸受が、例えば、特表平7−506889号公報(特許文献1)に記載されている。同公報に記載されている転がり軸受は、外輪と、外輪の内径面に沿って配置される複数の転動要素と、複数の転動要素を保持する保持器とを備える。   In addition, a rolling bearing that rotatably supports the shaft portion 102 of the crankshaft 101 having the above-described configuration is described in, for example, Japanese Patent Publication No. 7-506889 (Patent Document 1). The rolling bearing described in the publication includes an outer ring, a plurality of rolling elements disposed along an inner diameter surface of the outer ring, and a cage that holds the plurality of rolling elements.

上記構成の転がり軸受は、軸部102に保持器付ころ、外輪、およびハウジングの順に組み込むことによって完成する。なお、クランクアーム103に挟まれた軸部102に径方向から組み込み可能とするために、外輪は、中心角が180°より大きい円弧形状の第1の部分と、中心角が180°より小さい円弧形状の第2の部分とを含む分割型外輪となっている。
特表平7−506889号公報
The rolling bearing configured as described above is completed by incorporating the roller with cage, the outer ring, and the housing in this order into the shaft portion 102. In order to enable the shaft 102 sandwiched between the crank arms 103 to be assembled from the radial direction, the outer ring includes an arc-shaped first portion having a central angle larger than 180 ° and an arc having a central angle smaller than 180 °. A split outer ring including the second portion of the shape is formed.
Japanese translation of PCT publication No. 7-506889

ここで、第1の部分の割り口寸法は保持器付ころの最大外径より小さいので、割り口を広げる方向に弾性変形させなければ組み込むことができない。また、第1の部分の弾性変形量は、第1の部分の中心角が大きくなるのに伴って大きくなる。一方、弾性変形能は、第1の部分の肉厚の増加に伴って小さくなる。したがって、軸受の寸法関係によっては、外輪を容易に組み込むことができない。   Here, since the slit size of the first portion is smaller than the maximum outer diameter of the roller with cage, it cannot be incorporated unless it is elastically deformed in the direction of expanding the slit. Further, the amount of elastic deformation of the first portion increases as the central angle of the first portion increases. On the other hand, the elastic deformability decreases as the thickness of the first portion increases. Therefore, the outer ring cannot be easily incorporated depending on the dimensional relationship of the bearing.

そこで、この発明の目的は、分割型外輪を有する軸受であって、回転軸への組み込みが容易な針状ころ軸受を提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to provide a needle roller bearing that has a split outer ring and can be easily incorporated into a rotating shaft.

この発明に係る針状ころ軸受は、中心角が180°より大きい第1の外輪部材、および中心角が180°より小さい第2の外輪部材を円周方向に連ねて形成される円筒形状の外輪と、外輪の内径面に沿って配置される複数の針状ころと、一対のリング部、および一対のリング部の間に配置される複数の柱部を含み、隣接する柱部の間に針状ころを収容するポケットが形成されている保持器とを備える。そして、外輪の内径寸法をD、針状ころの半径をr、保持器の外径寸法をd、第1の外輪部材の内径面の円周方向端部を結ぶ線分lの長さをX、および外輪の中心を通り、線分lに平行な直線l上に柱部の中心(「円周方向の中央部」を指す)を位置させたときに、その柱部に隣接する針状ころの中心と外輪の中心とを結ぶ直線lと直線lとのなす角をθとすると、d<X<D、および下記式(1)を満たす。 The needle roller bearing according to the present invention includes a cylindrical outer ring formed by connecting a first outer ring member having a central angle larger than 180 ° and a second outer ring member having a central angle smaller than 180 ° in the circumferential direction. And a plurality of needle rollers disposed along the inner diameter surface of the outer ring, a pair of ring portions, and a plurality of column portions disposed between the pair of ring portions, and a needle between adjacent column portions And a cage in which a pocket for accommodating the roller is formed. The inner ring dimension of the outer ring is D, the radius of the needle roller is r, the outer diameter dimension of the cage is d, and the length of the line segment l 1 connecting the circumferential ends of the inner diameter surface of the first outer ring member is When the center of the column part (referring to “the central part in the circumferential direction”) is positioned on X and the straight line l 2 that passes through the center of the outer ring and is parallel to the line segment l 1 , it is adjacent to the column part Assuming that the angle formed by the straight line l 3 and the straight line l 2 connecting the center of the needle roller and the center of the outer ring is θ, d <X <D and the following formula (1) is satisfied.

Figure 0005064910
Figure 0005064910

上記の寸法関係を満足することにより、第1の外輪部材を弾性変形させることなく組み込むことが可能となる。その結果、外輪の肉厚に拘らず容易に組立が可能な針状ころ軸受を得ることができる。   By satisfying the above dimensional relationship, the first outer ring member can be incorporated without being elastically deformed. As a result, a needle roller bearing that can be easily assembled regardless of the thickness of the outer ring can be obtained.

好ましくは、保持器は、各々が半円形状の2つの保持器セグメントを円周方向に連ねて形成されている。そして、針状ころ軸受は、保持器セグメントの2箇所の突合部分をそれぞれ直線l上に位置させたときに式(1)を満たす。隣接する針状ころの間隔は、保持器セグメントの分割部分を含む位置で最大となる。そこで、上記構成とすれば、第1の外輪部材の割り口寸法Xを小さく、すなわち、第1の外輪部材の中心角を大きくすることができる。 Preferably, the cage is formed by connecting two cage segments each having a semicircular shape in the circumferential direction. The needle roller bearing satisfies the formula (1) when the two abutting portions of the cage segment are positioned on the straight line l 2 , respectively. The distance between adjacent needle rollers is maximized at a position including the divided portion of the cage segment. Therefore, with the above configuration, the split dimension X of the first outer ring member can be reduced, that is, the central angle of the first outer ring member can be increased.

好ましくは、外輪は自然割りによって第1および第2の外輪部材に分割される。自然割りは、刃具等を用いて外輪を切断する方法と比較して製造工程および加工時間を短縮することができる。その結果、針状ころ軸受の生産性が向上する。   Preferably, the outer ring is divided into first and second outer ring members by natural splitting. Natural splitting can shorten the manufacturing process and processing time as compared with a method of cutting an outer ring using a cutting tool or the like. As a result, the productivity of the needle roller bearing is improved.

さらに好ましくは、外輪には光輝焼入れが施されている。そして、外輪の平均硬度は653Hv以上である。光輝焼入れを施すことにより、外輪に必要な機械的性質、特に表面硬さ(653Hv以上)を得ることができる。なお、本明細書中「Hv」とは、ビッカース硬さを指すものとする。   More preferably, the outer ring is brightly quenched. And the average hardness of an outer ring | wheel is 653Hv or more. By performing bright quenching, mechanical properties necessary for the outer ring, particularly surface hardness (653 Hv or more) can be obtained. In the present specification, “Hv” refers to Vickers hardness.

一実施形態として、保持器は、浸炭焼入れおよび浸炭窒化焼入れのうちのいずれか一方を施した金属材料によって形成されている。そして、保持器の平均硬度は450Hv以上である。他の実施形態として、保持器は、射出成形可能な合成樹脂によって形成されている。そして、保持器の耐熱温度は120℃以上である。   As one embodiment, the cage is formed of a metal material subjected to any one of carburizing quenching and carbonitriding quenching. And the average hardness of a cage | basket is 450 Hv or more. In another embodiment, the cage is made of an injection moldable synthetic resin. And the heat-resistant temperature of a cage | basket is 120 degreeC or more.

この発明に係るクランクシャフト支持構造は、クランクシャフトと、クランクシャフトを回転自在に支持する上記のいずれかに記載の針状ころ軸受とを備える。上記構成の針状ころ軸受を採用することにより、組立性に優れたクランクシャフト支持構造を得ることができる。   A crankshaft support structure according to the present invention includes a crankshaft and the needle roller bearing according to any one of the above that rotatably supports the crankshaft. By adopting the needle roller bearing having the above-described configuration, a crankshaft support structure excellent in assemblability can be obtained.

この発明によれば、上記の寸法関係とすることによって外輪を変形させることなく組み込むことができるので、組立性に優れた針状ころ軸受およびクランクシャフト支持構造を得ることができる。   According to the present invention, since the outer ring can be incorporated without being deformed by having the above dimensional relation, a needle roller bearing and a crankshaft support structure excellent in assemblability can be obtained.

図1〜図3を参照して、この発明の一実施形態に係る針状ころ軸受11を説明する。なお、図1は針状ころ軸受11の寸法関係を示す図、図2は針状ころ軸受11を示す図、図3は保持器16を図2のIIIの方向から見た矢視図である。   With reference to FIGS. 1-3, the needle roller bearing 11 which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated. 1 is a diagram showing the dimensional relationship of the needle roller bearing 11, FIG. 2 is a diagram showing the needle roller bearing 11, and FIG. 3 is an arrow view of the cage 16 as viewed from the direction III in FIG. .

まず、図2および図3を参照して、針状ころ軸受11は、外輪12と、外輪12の内径面に沿って配置される複数の針状ころ15と、隣接する針状ころ15の間隔を保持する保持器16とを備える。上記構成の針状ころ軸受11は、外輪12と針状ころ15とが線接触するので、軸受投影面積が小さい割りに高負荷容量と高剛性を得られる利点を有しており、自動車をはじめとして、あらゆる分野に広く利用されている。   First, referring to FIG. 2 and FIG. 3, the needle roller bearing 11 includes an outer ring 12, a plurality of needle rollers 15 arranged along the inner diameter surface of the outer ring 12, and a distance between adjacent needle rollers 15. And a retainer 16 for retaining the. The needle roller bearing 11 having the above configuration has an advantage that a high load capacity and high rigidity can be obtained for a small bearing projected area because the outer ring 12 and the needle roller 15 are in line contact with each other. As widely used in all fields.

図2を参照して、外輪12は、円弧形状の複数の外輪部材を円周方向に連ねて形成される。また、複数の外輪部材の中には、中心角が180°より大きい外輪部材が1つ含まれている。この実施形態においては、中心角が180°より大きい第1の外輪部材13、および中心角が180°より小さい第2の外輪部材14の2つを組み合わせて円筒形状の外輪12を構成している。   Referring to FIG. 2, outer ring 12 is formed by connecting a plurality of arc-shaped outer ring members in the circumferential direction. In addition, one outer ring member having a central angle larger than 180 ° is included in the plurality of outer ring members. In this embodiment, the cylindrical outer ring 12 is configured by combining the first outer ring member 13 having a central angle larger than 180 ° and the second outer ring member 14 having a central angle smaller than 180 °. .

次に、保持器16は、各々が半円形状である2つの保持器セグメント17,18を円周方向に連ねて形成されている。図3を参照して、保持器セグメント17は、一対のリング部17a,17b、および一対のリング部17a,17bの間に配置される複数の柱部17cを含む。また、隣接する柱部17cの間には、針状ころ15を収容するポケット17dが形成されている。なお、保持器セグメント18の構成も共通するので、説明は省略する。   Next, the cage 16 is formed by connecting two cage segments 17 and 18 each having a semicircular shape in the circumferential direction. Referring to FIG. 3, cage segment 17 includes a pair of ring portions 17a and 17b, and a plurality of pillar portions 17c disposed between the pair of ring portions 17a and 17b. A pocket 17d for accommodating the needle rollers 15 is formed between the adjacent column portions 17c. In addition, since the structure of the holder | retainer segment 18 is also common, description is abbreviate | omitted.

また、2つの保持器セグメント17,18の突合部分では柱部17c,18cが隣り合っているので、突合部分の両側に配置される針状ころ15の間隔は、他の部分と比較して大きくなっている。以下、保持器セグメント17,18の円周方向端部に配置される柱部を柱部17e,18eとして、他の柱部と区別する。   In addition, since the column portions 17c and 18c are adjacent to each other at the abutting portions of the two cage segments 17 and 18, the interval between the needle rollers 15 arranged on both sides of the abutting portion is larger than the other portions. It has become. Hereinafter, the pillar portions arranged at the circumferential ends of the cage segments 17 and 18 are distinguished from other pillar portions as pillar portions 17e and 18e.

次に、上記構成の外輪12の製造方法は特に限定されないが、例えば、以下の方法で製造することができる。まず、出発材料としてのパイプ材に旋削加工を施して所定の外径寸法、内径寸法、および厚み寸法の円筒部材を形成する。次に、所定の機械的性質を得るために熱処理を施す。具体的には、光輝焼入れによって平均硬度を653Hv以上にする。また、光輝焼入れによって生じた残留応力や内部ひずみを低減し、靭性の向上や寸法を安定化させるために焼戻を行うのが望ましい。   Next, although the manufacturing method of the outer ring | wheel 12 of the said structure is not specifically limited, For example, it can manufacture with the following method. First, a pipe member as a starting material is turned to form a cylindrical member having predetermined outer diameter dimensions, inner diameter dimensions, and thickness dimensions. Next, heat treatment is performed to obtain predetermined mechanical properties. Specifically, the average hardness is set to 653 Hv or more by bright quenching. In addition, it is desirable to perform tempering in order to reduce residual stress and internal strain caused by bright quenching and to improve toughness and stabilize dimensions.

次に、円筒部材の表面、特に軌道面となる内径面に研削加工を施す。軌道面の表面粗さを所定値以下とすることにより、軌道面と針状ころ15との間の摩擦抵抗を低減して、回転時のトルク損失や発熱を抑制することができる。その結果、長寿命で信頼性の高い針状ころ軸受11を得ることができる。   Next, grinding is performed on the surface of the cylindrical member, in particular, the inner diameter surface serving as the raceway surface. By setting the surface roughness of the raceway surface to a predetermined value or less, the frictional resistance between the raceway surface and the needle rollers 15 can be reduced, and torque loss and heat generation during rotation can be suppressed. As a result, the needle roller bearing 11 having a long life and high reliability can be obtained.

次に、円筒部材に衝撃を加えて円周方向に2分割することにより第1および第2の外輪部材13,14を得る。このとき、分割部分の端面には研削加工等を施さないので、割れたときの凹凸が分割面に残っている。軸受使用時には、対応する端面を突合させることにより円筒形状の外輪12を得る。   Next, the first and second outer ring members 13 and 14 are obtained by applying impact to the cylindrical member and dividing it into two in the circumferential direction. At this time, since the end face of the divided portion is not subjected to grinding or the like, the unevenness when broken is left on the divided surface. When the bearing is used, a cylindrical outer ring 12 is obtained by abutting the corresponding end faces.

なお、分割部分(外径面、または端面)に予めV字溝等の切欠きを形成しておけば、V字溝の根元に応力集中が生じ、この部分を基点として分割することができる。その結果、所望の中心角の第1および第2の外輪部材13,14を容易に得ることができる。   If a notch such as a V-shaped groove is formed in advance on the divided portion (outer diameter surface or end surface), stress concentration occurs at the root of the V-shaped groove, and the portion can be divided using this portion as a base point. As a result, the first and second outer ring members 13 and 14 having a desired central angle can be easily obtained.

このような製造方法を「自然割り」という。自然割りは、刃具等を用いて外輪12を切断する方法と比較して製造工程および加工時間を短縮することができる。その結果、針状ころ軸受11の生産性が向上する。   Such a manufacturing method is called “natural split”. Natural splitting can shorten the manufacturing process and processing time as compared with a method of cutting the outer ring 12 using a cutting tool or the like. As a result, the productivity of the needle roller bearing 11 is improved.

次に、上記構成の保持器16の製造方法は特に限定されないが、例えば、以下の方法で製造することができる。まず、SCM,SCr,SNCM等の金属材料で形成されたパイプ材を所定の形状の円筒部材に加工する。次に、円筒部材の外径面に厚み方向に貫通する複数のポケット17d,18dを形成する。   Next, although the manufacturing method of the holder | retainer 16 of the said structure is not specifically limited, For example, it can manufacture with the following method. First, a pipe material made of a metal material such as SCM, SCr, SNCM or the like is processed into a cylindrical member having a predetermined shape. Next, a plurality of pockets 17d and 18d penetrating in the thickness direction are formed on the outer diameter surface of the cylindrical member.

次に、所定の機械的性質を得るために円筒部材に熱処理を施す。具体的には、浸炭焼入れまたは浸炭窒化焼入れによって平均硬度を450Hv以上にする。また、上記の焼入れ後に焼戻を行うのが望ましい。そして、円筒部材を円周上の2箇所(180°の間隔)で切断して半円形状の保持器セグメント17,18を得る。   Next, in order to obtain predetermined mechanical properties, the cylindrical member is subjected to heat treatment. Specifically, the average hardness is set to 450 Hv or more by carburizing or carbonitriding. Further, it is desirable to perform tempering after the above quenching. Then, the cylindrical member is cut at two locations on the circumference (at intervals of 180 °) to obtain semicircular cage segments 17 and 18.

なお、本明細書中「半円形状の保持器セグメント」とは、中心角が厳密に180°であるものに限定されない。つまり、中心角が180°より僅かに小さいが、実質的に180°であると評価できるものについては、「半円形状の保持器セグメント」に含むものとする。   In the present specification, the “semicircular cage segment” is not limited to one having a strictly central angle of 180 °. That is, those having a central angle slightly smaller than 180 ° but which can be evaluated to be substantially 180 ° are included in the “semicircular cage segment”.

具体的には、保持器セグメント17,18の突合部分には、円筒部材を切断する刃具の厚みに相当する隙間が形成される。また、高温環境下で使用される場合には、熱膨張を考慮して予め保持器セグメント17,18の突合部分に微小な隙間を設けておく必要がある。しかし、上記のような理由で中心角を僅かに減じたものについては、「半円形状の保持器セグメント」に含むものとする。   Specifically, a gap corresponding to the thickness of the cutting tool for cutting the cylindrical member is formed at the abutting portion of the cage segments 17 and 18. Further, when used in a high temperature environment, it is necessary to provide a minute gap in advance in the abutting portion of the cage segments 17 and 18 in consideration of thermal expansion. However, those with a slightly reduced central angle for the above reasons are included in the “semicircular cage segment”.

次に、図1を参照して、針状ころ軸受11の各種寸法関係を説明する。なお、図1は、第1の外輪部材13、保持器セグメント17,18の円周方向端部に位置する柱部17c,18c(すなわち、保持器セグメント17,18の突合部分)、およびこの柱部17c,18cに隣接するポケット17d,18dに収容されている針状ころ15のみを実線で示し、それ以外を破線で示している。   Next, various dimensional relationships of the needle roller bearing 11 will be described with reference to FIG. 1 shows the first outer ring member 13, the column portions 17c and 18c (that is, the abutting portions of the cage segments 17 and 18) positioned at the circumferential ends of the cage segments 17 and 18, and the columns. Only the needle rollers 15 accommodated in the pockets 17d and 18d adjacent to the portions 17c and 18c are shown by solid lines, and the others are shown by broken lines.

まず、外輪12の内径寸法をD、針状ころ15の半径をr、および保持器16の外径寸法をd、第1の外輪部材13の内径面の円周方向端部を結ぶ線分lの長さをX(「割り口寸法」という)とする。なお、外輪12の内径寸法Dは、保持器16に組み込まれた複数の針状ころ15の外接円径に一致する。 First, the inner diameter dimension of the outer ring 12 is D, the radius of the needle roller 15 is r, the outer diameter dimension of the cage 16 is d, and the line segment l that connects the circumferential end of the inner diameter surface of the first outer ring member 13 is l. The length of 1 is assumed to be X (referred to as “division size”). The inner diameter D of the outer ring 12 matches the circumscribed circle diameter of the plurality of needle rollers 15 incorporated in the cage 16.

また、外輪12の中心を通り、線分lに平行な直線l上に保持器セグメント17,18の突合部分、すなわち柱部17e,18eの境界部分を位置させる。このとき、実線で示した柱部17e,18eに隣接する針状ころ15の中心と外輪12の中心とを結ぶ直線をlとする。そして、直線lと直線lとのなす角をθとする。 Further, the abutting portions of the cage segments 17 and 18, that is, the boundary portions of the column portions 17 e and 18 e are positioned on a straight line l 2 that passes through the center of the outer ring 12 and is parallel to the line segment l 1 . In this case, the pillar portion 17e indicated by the solid line, the straight line connecting the centers of the outer ring 12 of the needle roller 15 adjacent to 18e and l 3. The angle between the straight line l 2 and the straight line l 3 is θ.

ここで、第1の外輪部材13を弾性変形させずに組み込むためには、d<X<D、および上記式(1)を満たす必要がある。以下、図4〜図7を参照して、針状ころ軸受11をクランクシャフト1に組み込む方法を説明する。   Here, in order to incorporate the first outer ring member 13 without elastic deformation, it is necessary to satisfy d <X <D and the above equation (1). Hereinafter, a method for incorporating the needle roller bearing 11 into the crankshaft 1 will be described with reference to FIGS.

なお、式(1)の左辺は、保持器セグメント17,18の突合部分に隣接する(最も直線lに近い)針状ころ15(図1の実線で示した針状ころ15を指す)の位置における保持器付ころの直線lの方向の幅寸法を指す。 Incidentally, the left side of the equation (1) is adjacent to abutting portions of the retainer segments 17 and 18 (closest to the straight line l 2) needle roller 15 (refer to needle roller 15 shown by the solid line in FIG. 1) It refers to the width dimension of the direction of the straight line l 2 of roller and cage in position.

図4を参照して、まず、保持器セグメント17,18のポケット17d,18dに針状ころ15を組み込んで保持器付ころを形成する。次に、保持器セグメント17,18(保持器付ころ)をそれぞれクランクシャフト1の径方向から組み込む。   Referring to FIG. 4, first, needle rollers 15 are incorporated into pockets 17d and 18d of cage segments 17 and 18 to form rollers with cages. Next, the cage segments 17 and 18 (rollers with cages) are respectively assembled from the radial direction of the crankshaft 1.

次に、保持器16の柱部17c,18cを第1の外輪部材13の挿入方向(図4の矢印Aの方向)と直交する直線l上(図1の直線lと一致する)に配置しておく。この実施形態においては、保持器セグメント17,18の2箇所の突合部分、すなわち、隣接する針状ころ15の間隔が最も大きい柱部17e,18eの境界部分を直線l上に配置している。そして、第1の外輪部材13を径方向から組み込む。 Next, the column portion 17c of the retainer 16, 18c to the first outer ring member 13 in the insertion direction (the direction of arrow A in FIG. 4) perpendicular to the straight line l 2 above (which coincides with a straight line l 2 in FIG. 1) Arrange it. In this embodiment, two portions abutting portion of the retainer segments 17 and 18, i.e., adjacent needle rollers 15 spacing the largest column portion 17e of, are arranged boundary portion 18e on the straight line l 2 . Then, the first outer ring member 13 is assembled from the radial direction.

ここで、弾性変形を伴わずに第1の外輪部材13を組み込むためには、割り口寸法Xが第1の外輪部材13の挿入方向に対して直交する方向(直線lの方向)における保持器付ころの最大幅寸法より大きくなければならない。 Here, the holding in order to incorporate the first outer ring member 13 without elastic deformation, the direction of the split opening dimension X is orthogonal to the insertion direction of the first outer ring member 13 (the direction of the straight line l 2) It must be larger than the maximum width of the roller with a vessel.

保持器付ころの幅寸法が直線l上で最も大きくなる場合、すなわち、最大幅寸法が保持器16の外径寸法に一致する場合には、d<Xを満たさなければならない。一方、保持器セグメント17,18の突合部分に隣接する針状ころ15の位置で保持器付ころの幅寸法が最も大きくなる場合には、上記の式(1)を満たさなければならない。 If the width of the roller and the cage is the largest on the straight line l 2, that is, when the maximum width dimension is equal to the outer diameter of the retainer 16 must satisfy d <X. On the other hand, when the width dimension of the roller with cage is the largest at the position of the needle roller 15 adjacent to the abutting portion of the cage segments 17 and 18, the above formula (1) must be satisfied.

次に、図5を参照して、直線l上の両側に針状ころ15が位置するように保持器付ころを回転させる。ここで、割り口寸法Xは中心角が180°の時に最大(X=D)となるので、この実施形態においては常にX<Dを満たす。すなわち、割り口寸法Xは、針状ころ15の外接円径より小さいので、上記の位置関係とすることにより、第1の外輪部材13が脱落するのを防止することができる。 Next, referring to FIG. 5, the needle rollers 15 on either side on the straight line l 2 rotates the roller and retainer so as to be positioned. Here, the slot dimension X is maximum (X = D) when the central angle is 180 °, and therefore X <D is always satisfied in this embodiment. That is, since the slit dimension X is smaller than the circumscribed circle diameter of the needle rollers 15, the first outer ring member 13 can be prevented from falling off by using the above positional relationship.

次に、図6を参照して、針状ころ軸受11をクランクケース2に載置する。次に、図7を参照して、第2の外輪部材14を第1の外輪部材13の円周方向に連ねて配置し、円筒形状の外輪12を形成する。これにより、針状ころ軸受11の組立が完了する。さらに、針状ころ軸受11にベアリングキャップ3を被せて、クランクケース2とベアリングキャップ3(以下、これらを総称して「ハウジング」という)とをボルト等で締結する。これにより、クランクシャフト支持構造の組立が完了する。   Next, referring to FIG. 6, the needle roller bearing 11 is placed on the crankcase 2. Next, referring to FIG. 7, the second outer ring member 14 is arranged continuously in the circumferential direction of the first outer ring member 13 to form a cylindrical outer ring 12. Thereby, the assembly of the needle roller bearing 11 is completed. Further, the needle roller bearing 11 is covered with the bearing cap 3, and the crankcase 2 and the bearing cap 3 (hereinafter collectively referred to as “housing”) are fastened with bolts or the like. Thereby, the assembly of the crankshaft support structure is completed.

上記の組立方法によれば、第1の外輪部材13が組立中に脱落する心配がなくなるので、針状ころ軸受11の組立性が向上する。また、外輪12の脱落を防止するサークリップ等を省略することができるので、部品点数の削減にも寄与する。   According to the above assembling method, there is no fear of the first outer ring member 13 dropping off during assembling, so the assemblability of the needle roller bearing 11 is improved. Further, since a circlip or the like that prevents the outer ring 12 from falling off can be omitted, it contributes to a reduction in the number of parts.

ここで、外輪12を不等分割したことにより、第1および第2の外輪部材13,14の突合部分と、ハウジングの突合部分との位置は必ずずれることになる。その結果、クランクシャフト支持構造の径方向のはぐみずれを有効に防止することができる。   Here, by dividing the outer ring 12 unequally, the positions of the abutting portions of the first and second outer ring members 13 and 14 and the abutting portions of the housing are necessarily shifted. As a result, it is possible to effectively prevent stagnation in the radial direction of the crankshaft support structure.

なお、「はぐみずれ」とは、クランクケース2とベアリングキャップ3、および第1の外輪部材13と第2の外輪部材14とが径方向にずれて組立てられた状態を指す。これは、外輪を2等分割(中心角180°)し、外輪の突合部分とハウジングの突合部分とが一致したときに問題になる。   Note that “slack” refers to a state in which the crankcase 2 and the bearing cap 3, and the first outer ring member 13 and the second outer ring member 14 are assembled while being displaced in the radial direction. This becomes a problem when the outer ring is divided into two equal parts (center angle 180 °) and the abutting part of the outer ring and the abutting part of the housing coincide.

なお、上記の実施形態において、外輪12を2分割(第1および第2の外輪部材13,14)した例を示したが、これに限ることなく、1つの中心角が180°以上であれば、3分割以上であってもよい。   In the above embodiment, the outer ring 12 is divided into two parts (first and second outer ring members 13 and 14). However, the present invention is not limited to this, and if one central angle is 180 ° or more. It may be divided into three or more.

また、上記の実施形態において、第1の外輪部材13を組み込む際に柱部17e,18eを直線l上に配置した例を示したが、他の柱部17c,18cを配置した場合でも、上記の各種寸法関係を満足していれば、この発明の効果を得ることができる。ただし、式(1)の左辺の値は対象となる針状ころ15が直線lから遠いほど小さくなるので、上記の方法とすれば、第1の外輪部材13の割り口寸法Xを小さく、すなわち、第1の外輪部材13の中心角を大きくすることができる。 In the above embodiment, the pillar portion 17e when incorporating the first outer ring member 13, an example is shown disposed over the straight line l 2 and 18e, the other column portion 17c, even when arranged 18c, If the above various dimensional relationships are satisfied, the effects of the present invention can be obtained. However, since the value of the left side are needle roller 15 to be of the formula (1) becomes smaller the farther from the straight line l 2, if the method described above, reducing the split opening dimension X of the first outer ring member 13, That is, the central angle of the first outer ring member 13 can be increased.

また、上記の実施形態において、半円形状の2つの保持器セグメント17,18によって保持器16を構成した例を説明したが、これに限ることなく、クランクシャフト1に径方向から組み込み可能な任意の構成を採用することができる。例えば、3つの保持器セグメントを円周方向に連ねて円筒形状の保持器を形成してもよいし、各々の中心角を異ならせてもよい。   Further, in the above-described embodiment, the example in which the cage 16 is configured by the two semicircular cage segments 17 and 18 has been described. The configuration can be adopted. For example, three cage segments may be connected in the circumferential direction to form a cylindrical cage, or the central angle of each may be different.

または、円周上の1箇所に軸線方向に延びる分割線を有する一体型保持器(いわゆる「C型保持器」)であってもよい。この場合、分割線を広げる方向に弾性変形させながらクランクシャフト1に組み込むことになるので、弾性変形能の高い樹脂材料で形成するのが望ましい。樹脂材料としては、射出成形可能な合成樹脂であることが望ましく、高温環境下で使用されるので、耐熱温度が120℃以上であることが望ましい。具体的には、ナイロン66、またはナイロン46等を採用することができる。   Alternatively, it may be an integrated cage having a dividing line extending in the axial direction at one place on the circumference (so-called “C-type cage”). In this case, since it is incorporated into the crankshaft 1 while being elastically deformed in the direction of extending the dividing line, it is desirable to form the resin material with high elastic deformability. The resin material is preferably a synthetic resin that can be injection-molded, and since it is used in a high-temperature environment, the heat-resistant temperature is preferably 120 ° C. or higher. Specifically, nylon 66, nylon 46, or the like can be employed.

さらに、図8を参照して、分割部分の一方側端面に他方側に向かって突出する凸部26eと、分割部分の他方側端面に凸部26eを受け入れる凹部26fとを形成する。そして、この凸部26eと凹部26fとを係合させて円筒形状の保持器26を得るのが望ましい。なお、その他の構成は保持器16と共通するので、説明は省略する。   Further, referring to FIG. 8, a convex portion 26e protruding toward the other side is formed on one side end surface of the divided portion, and a concave portion 26f that receives the convex portion 26e is formed on the other side end surface of the divided portion. Then, it is desirable to obtain the cylindrical cage 26 by engaging the convex portion 26e and the concave portion 26f. Since other configurations are the same as those of the cage 16, description thereof is omitted.

さらに、針状ころ軸受11は、自動車や二輪車等のあらゆるエンジンのクランクシャフトに適用可能である。また、エンジンの気筒数は単気筒であっても多気筒であってもよいが、図9のP部に示すような両端をクランクアームで挟まれた軸部を有する多気筒エンジンに使用されるクランクシャフトに適用することにより、より大きな効果が期待できる。   Furthermore, the needle roller bearing 11 can be applied to a crankshaft of any engine such as an automobile or a motorcycle. Further, the number of cylinders of the engine may be single cylinder or multi-cylinder, but it is used for a multi-cylinder engine having a shaft portion whose both ends are sandwiched by crank arms as shown in P portion of FIG. By applying to a crankshaft, a greater effect can be expected.

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, this invention is not limited to the thing of embodiment shown in figure. Various modifications and variations can be made to the illustrated embodiment within the same range or equivalent range as the present invention.

この発明は、針状ころ軸受に有利に利用される。   The present invention is advantageously used for needle roller bearings.

図2に示す針状ころ軸受の各種寸法関係を示す図である。It is a figure which shows the various dimensional relationship of the needle roller bearing shown in FIG. この発明の一実施形態に係る針状ころ軸受を示す図である。It is a figure which shows the needle roller bearing which concerns on one Embodiment of this invention. 図2に示す保持器を矢印IIIの方向から見た矢視図である。FIG. 3 is an arrow view of the cage shown in FIG. 2 viewed from the direction of arrow III. 図2に示す針状ころ軸受をクランクシャフトに組み込む工程を示す図であって、保持器付ころを組み込んだ状態を示す図である。It is a figure which shows the process of incorporating the needle roller bearing shown in FIG. 2 in a crankshaft, Comprising: It is a figure which shows the state which integrated the roller with a retainer. 図2に示す針状ころ軸受をクランクシャフトに組み込む工程を示す図であって、第1の外輪部材をクランクシャフトに組み込んだ状態を示す図である。It is a figure which shows the process of incorporating the needle roller bearing shown in FIG. 2 in a crankshaft, Comprising: It is a figure which shows the state which integrated the 1st outer ring member in the crankshaft. 図2に示す針状ころ軸受をクランクシャフトに組み込む工程を示す図であって、針状ころ軸受をクランクケースに載置した状態を示す図である。It is a figure which shows the process of incorporating the needle roller bearing shown in FIG. 2 in a crankshaft, Comprising: It is a figure which shows the state which mounted the needle roller bearing in the crankcase. この発明の一実施形態に係るクランクシャフト支持構造を示す図である。It is a figure which shows the crankshaft support structure which concerns on one Embodiment of this invention. 他の実施形態に係る保持器の突合部分を示す図である。It is a figure which shows the butt | matching part of the holder | retainer which concerns on other embodiment. 従来のクランクシャフトを示す図である。It is a figure which shows the conventional crankshaft.

符号の説明Explanation of symbols

1,101 クランクシャフト、2 クランクケース、3 ベアリングキャップ、11 針状ころ軸受、12 外輪、13,14 外輪部材、15 針状ころ、16,26 保持器、17,18 保持器セグメント、17a,17b,18a,18b,26a,26b リング部、17c,18c,17e,18e,26c 柱部、17d,18d,26d ポケット、26e 凸部、26f 凹部。   1,101 Crankshaft, 2 Crankcase, 3 Bearing cap, 11 Needle roller bearing, 12 Outer ring, 13, 14 Outer ring member, 15 Needle roller, 16, 26 Cage, 17, 18 Cage segment, 17a, 17b , 18a, 18b, 26a, 26b Ring part, 17c, 18c, 17e, 18e, 26c Column part, 17d, 18d, 26d Pocket, 26e Convex part, 26f Concave part.

Claims (7)

中心角が180°より大きい第1の外輪部材、および中心角が180°より小さい第2の外輪部材を円周方向に連ねて形成される円筒形状の外輪と、
前記外輪の内径面に沿って配置される複数の針状ころと、
一対のリング部、および前記一対のリング部の間に配置される複数の柱部を含み、隣接する前記柱部の間に前記針状ころを収容するポケットが形成されている保持器とを備え、
前記外輪の内径寸法をD、前記針状ころの半径をr、前記保持器の外径寸法をd、前記第1の外輪部材の内径面の円周方向端部を結ぶ線分lの長さをX、および前記外輪の中心を通り、線分lに平行な直線l上に前記柱部の中心を位置させたときに、その柱部に隣接する前記針状ころの中心と前記外輪の中心とを結ぶ直線lと直線lとのなす角をθとすると、
d<X<D、および式(1)を満たす、針状ころ軸受。
Figure 0005064910
A cylindrical outer ring formed by connecting a first outer ring member having a central angle larger than 180 ° and a second outer ring member having a central angle smaller than 180 ° in the circumferential direction;
A plurality of needle rollers disposed along the inner diameter surface of the outer ring;
A cage including a pair of ring portions and a plurality of column portions arranged between the pair of ring portions, and a pocket for accommodating the needle rollers is formed between the adjacent column portions. ,
The inner ring dimension of the outer ring is D, the radius of the needle roller is r, the outer diameter dimension of the cage is d, and the length of the line segment l 1 connecting the circumferential ends of the inner diameter surface of the first outer ring member. And when the center of the column part is positioned on a straight line l 2 that passes through the center of the outer ring and is parallel to the line segment l 1 , the center of the needle roller adjacent to the column part and the center If the angle between the straight line l 3 connecting the center of the outer ring and the straight line l 2 is θ,
Needle roller bearings satisfying d <X <D and formula (1).
Figure 0005064910
前記保持器は、各々が半円形状の2つの保持器セグメントを円周方向に連ねて形成されており、
前記針状ころ軸受は、前記保持器セグメントの2箇所の突合部分をそれぞれ前記直線l上に位置させたときに前記式(1)を満たす、請求項1に記載の針状ころ軸受。
The cage is formed by connecting two cage segments each having a semicircular shape in the circumferential direction,
The needle roller bearing according to claim 1, wherein the needle roller bearing satisfies the formula (1) when two abutting portions of the cage segment are positioned on the straight line l2, respectively.
前記外輪は、自然割りによって前記第1および第2の外輪部材に分割される、請求項1または2に記載の針状ころ軸受。   The needle roller bearing according to claim 1 or 2, wherein the outer ring is divided into the first and second outer ring members by natural splitting. 前記外輪には、光輝焼入れが施されており、
前記外輪の平均硬度は、653Hv以上である、請求項1〜3のいずれかに記載の針状ころ軸受。
The outer ring has been subjected to bright quenching,
The needle roller bearing according to any one of claims 1 to 3, wherein the outer ring has an average hardness of 653 Hv or more.
前記保持器は、浸炭焼入れおよび浸炭窒化焼入れのうちのいずれか一方を施した金属材料によって形成されており、
前記保持器の平均硬度は、450Hv以上である、請求項1〜4のいずれかに記載の針状ころ軸受。
The cage is formed of a metal material subjected to any one of carburizing quenching and carbonitriding quenching,
The needle roller bearing according to any one of claims 1 to 4, wherein the cage has an average hardness of 450 Hv or more.
前記保持器は、射出成形可能な合成樹脂によって形成されており、
前記保持器の耐熱温度は、120℃以上である、請求項1〜4のいずれかに記載の針状ころ軸受。
The cage is formed of a synthetic resin that can be injection molded,
The needle roller bearing according to any one of claims 1 to 4, wherein the heat resistant temperature of the cage is 120 ° C or higher.
クランクシャフトと、
前記クランクシャフトを回転自在に支持する請求項1〜6のいずれかに記載の針状ころ軸受とを備える、クランクシャフト支持構造。
A crankshaft,
A crankshaft support structure comprising the needle roller bearing according to any one of claims 1 to 6, which rotatably supports the crankshaft.
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