JP5182082B2

JP5182082B2 - ころ軸受

Info

Publication number: JP5182082B2
Application number: JP2008333512A
Authority: JP
Inventors: 義孝早稲田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2008-12-26
Filing date: 2008-12-26
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2028-12-26
Also published as: JP2010156362A

Description

この発明は、例えば、エンジンのクランクシャフトやカムシャフトに使用されるころ軸受に関する。

従来、エンジンのクランクシャフトやカムシャフトに使用されるころ軸受において、図１１に示すように、外輪５２０と、この外輪５２０の内周面の軌道面領域５２２に転動可能に配置された複数のころ（針状ころも含む）５１１と、これら複数のころ５１１を保持するポケット５３８を有する保持器５３０とを備えた構造のものがある。
また、外輪５２０の軸方向の中央部には、油孔５２５が径方向に貫設され、エンジンの作動によって連動される油圧ポンプを油圧源とする潤滑油が外輪５２０の外周側から油孔５２５を通して軸受内に流入されることで、軸受内部が冷却される構造のものがある。
また、特許文献１に開示されたころ軸受のように内輪に油孔が貫設された構造のものも知られている。
特開２００１−１６５１７８号公報

ところで、図１１に示すころ軸受において、エンジンの低速回転や高速回転に関わらず潤滑油が外輪５２０の外周側から油孔５２５を通して軸受内に流入される。
言い換えると、潤滑油の供給を必要としないエンジンの低速回転時においても潤滑油が外輪５２０の外周側から油孔５２５を通して軸受内に供給される。
また、油孔５２５は、外輪５２０の内周面の軌道面領域５２２に開口されるため、油孔５２５の開口縁にころ５１１が接触して回転抵抗となり、トルク損失をまねいていた。

この発明の目的は、前記問題点に鑑み、外輪の油孔内の潤滑油の油圧の高低の変動に応じて外輪の油孔内の潤滑油を軸受内に導くことができると共に、油孔の開口縁によるころの回転抵抗を回避してトルク損失を低減することができるころ軸受を提供することである。

前記課題を解決するために、この発明の請求項１に係るころ軸受は、外輪と、この外輪の内周面の軌道面領域に転動可能に配置された複数のころと、これら複数のころを保持するポケットを有する保持器とを備え、前記外輪の外周側から供給される潤滑油が前記外輪の径方向に貫設された油孔を通して軸受内に流入されるように構成されたころ軸受であって、
前記保持器は、軸方向へ所定間隔を隔てる両円環部と、これら両円環部を連結して前記ポケットを区画形成する複数の柱部とを備え、
前記油孔は、前記外輪の内周面のうちの前記軌道面領域から外れた非軌道面領域でかつ前記保持器の少なくとも一方の円環部の外周面に臨んで開口され、
前記油孔内の潤滑油の油圧を受けて前記円環部が弾性的に縮径変形されたときに前記潤滑油を軸受内に導く構成にしてあることを特徴とする。

前記構成によると、外輪の油孔に供給された潤滑油は、外輪の内周面の軌道面領域から外れた非軌道面領域の開口から保持器の円環部の外周面に向けて流出する。
これによって、外輪の油孔内の潤滑油の油圧が低いときには、保持器の円環部の弾性的な縮小が殆どないため（微小のため）、軸受内（軌道面領域内）に対する潤滑油の流入を抑制することが可能となる。
また、外輪の油孔内の潤滑油の油圧が高くなったときには、その油圧を受けて保持器の円環部が顕著に縮径変形する。これによって、外輪の油孔内の潤滑油を保持器の円環部によって軸受内に良好に導くことが可能となる。
例えば、エンジンの高速回転時（例えば、エンジンの回転数が３０００ｒｐｍ以上となった時）には、外輪の油孔内の潤滑油の油圧が高くなり、保持器の円環部の弾性的な縮径変形量が大きくなる。これによって軸受内に対する潤滑油の流量を増大させることが可能となる。ひいては、冷却機能を高めて焼き付き防止を図ることができる。
さらに、外輪の油孔は、外輪の内周面の軌道面領域から外れた非軌道面領域に開口するため、油孔の開口縁によるころの回転抵抗を回避してトルク損失を低減することができる。

この発明を実施するための最良の形態について実施例にしたがって説明する。

〔実施例１〕
この発明の実施例１を図１と図２にしたがって説明する。
図１はこの発明の実施例１に係るころ軸受を示す縦断面図である。図２は外輪の油孔内の潤滑油の油圧を受けて保持器の円環部が弾性的に縮径変形された状態を示す説明図である。

図１に示すように、エンジンのクランクシャフト（又はカムシャフト）１に使用されるころ軸受１０は、外輪２０と、クランクシャフト１の外周面を内輪軌道面とする複数のころ（針状ころも含む）１１と、保持器３０とを備えている。
外輪２０は、鋼鉄材等によって円筒状に形成され、ハウジング（シリンダブロック）に固定されて組み付けられる。
また、外輪２０は、その内周面の軸方向中央部を軌道面領域２２とし、この軌道面領域２２の両側部を非軌道面領域２３、２４としている。そして、外輪２０の軌道面領域２２に、複数のころ１１が、保持器３０のポケット３８に収納保持された状態で転動可能に配置される。

また、外輪２０の軸方向の両端部寄り部分には、各複数の油孔２５、２６が径方向に貫設されている。
さらに、各複数の油孔２５、２６は、外輪２０の内周面のうちの軌道面領域２２の両端から外れた非軌道面領域２３、２４に開口している。
また、外輪２０の外周面の各複数の油孔２５、２６の開口には、エンジンの作動によって連動される油圧ポンプを油圧源とする潤滑油が供給されるようになっている。
そして、外輪２０の各複数の油孔２５、２６内に供給される潤滑油の油圧はエンジンの回転数に比例し、エンジンの低回転時には油圧が低く、高回転時には高くなる。

保持器３０は、耐熱性及び耐摩耗性を有する合成樹脂材料の射出成形によって一体成形され、軸方向へ所定間隔を隔てる両円環部３１、３４と、これら両円環部３１、３４を連結してポケット３８を区画形成する複数の柱部３７とを一体に備えている。
また、保持器３０の両円環部３１、３４の外周面のポケット３８の両端に接近する部分には、縦断面円弧状をなす環状凸部３２、３５が凸設されている。
さらに、環状凸部３２、３５の最大外径寸法は、外輪２０の内径寸法とほぼ同じ大きさに形成されており、外輪２０に対し複数のころ１１及び保持器３０を組み付けた状態では、保持器３０の環状凸部３２、３５の先端（外径端）が外輪２０の非軌道面領域２３、２４に接近又は当接するようになっている。

また、保持器３０の両円環部３１、３４の両端には、軸方向へ張り出された張出部３３、３６が延出されている。これら張出部３３、３６の外周面は、環状凸部３２、３５に隣接する部分から先端に向けてしだいに小径にされたテーパ面をなしている。
さらに、両円環部３１、３４の張出部３３、３６の外周面は、外輪２０の内周面に開口する各複数の油孔２５に臨んでいる。
そして、外輪２０の各複数の油孔２５、２６内に供給される潤滑油の油圧を保持器３０の両円環部３１、３４の張出部３３、３６が受けることで、両円環部３１、３４が弾性的に縮径変形され、これによって潤滑油を軸受内、すなわち、軌道面領域２２側へ導くようになっている。

この実施例１に係るころ軸受は上述したように構成される。
したがって、エンジンの作動によって連動される油圧ポンプを油圧源とする潤滑油が、図１の矢印に示すように、外輪２０の各複数の油孔２５、２６内に供給されると、これら各複数の油孔２５、２６に供給された潤滑油は、外輪２０の内周面２１の軌道面領域２２から外れた非軌道面領域２３、２４の開口から保持器３０の両円環部３１、３４の外周面（張出部３３、３６の外周面）に向けて流出する。

外輪２０の各複数の油孔２５、２６内の潤滑油の油圧が低いときには、保持器３０の両円環部３１、３４の弾性的な縮小が殆どない（微小である）。
また、この状態では、図１に示すように、保持器３０の両円環部３１、３４の環状凸部３２、３５が外輪２０の非軌道面領域２４に接近又は当接するため、軸受内、すなわち、軌道面領域２２側に対する潤滑油の流入を環状凸部３２、３５によって抑制することが可能となる。

外輪２０の各複数の油孔２５、２６内の潤滑油の油圧が高く（設定値よりも高く）なると、油孔２５、２６内の潤滑油の油圧を受けて、図２に示すように、保持器３０の両円環部３１、３４の弾性的な縮径変形が顕著となる。すると、外輪２０の各複数の油孔２５、２６内の潤滑油が外輪２０の内周面２１と保持器３０の両円環部３１、３４の環状凸部３２、３５との間の隙間を通して軌道面領域２２側へ流入する。
例えば、外輪２０の各複数の油孔２５、２６内の潤滑油の油圧が高くなるエンジンの高速回転時（例えば、エンジンの回転数が３０００ｒｐｍ以上となった時）には、保持器３０の両円環部３１、３４の弾性的な縮径変形量が大きくなり、これによって、軌道面領域２２側への潤滑油の流量を増大させることが可能となる。ひいては、冷却機能を高めて焼き付き防止を図ることができる。
さらに、外輪２０の各複数の油孔２５、２６は、外輪２０の内周面２１の軌道面領域２２から外れた非軌道面領域２３、２４に開口するため、各複数の油孔２５、２６の開口縁による複数のころ１１の回転抵抗を回避してトルク損失を低減することができる。

次に、この発明の実施例１の変更例１を図３と図４にしたがって説明する。
図３はこの発明の実施例１の変更例１に係るころ軸受を示す縦断面図である。図４は外輪の油孔内の潤滑油の油圧を受けて保持器の円環部が弾性的に縮径変形された状態を示す説明図である。

図３に示すように、変更例１においては、外輪２０の軸方向の両端部寄り部分のうち、片側に複数の油孔２５が径方向に貫設されている。
その他の部分は前記実施例１と同様にして構成されるため、同一構成部分に対し同一符号を付記してその説明は省略する。

したがって、変更例１においては、外輪２０の複数の油孔２５内の潤滑油の油圧が高くなったときには、油孔２５内の潤滑油の油圧を受けて、保持器３０の一方の円環部３１が弾性的な縮径変形が顕著となるため、軌道面領域２２側への潤滑油の流量を増大させることが可能となる。ひいては、冷却機能を高めて焼き付き防止を図ることができる。
また、変更例１においては、外輪２０の片側に複数の油孔２５が形成される構造上、図４に示すように、保持器３０の一方の円環部３１の弾性的な縮径変形によって、潤滑油が軌道面領域２２の一側から他側に向けて流れるため、潤滑油の流れに方向性が得られる。

次に、この発明の実施例１の変更例２を図５と図６にしたがって説明する。
図５はこの発明の実施例１の変更例２に係るころ軸受を示す縦断面図である。図６は外輪の油孔内の潤滑油の油圧を受けて保持器の円環部が弾性的に縮径変形された状態を示す説明図である。

図５に示すように、変更例２においては、外輪２０の軸方向の両端部寄り部分に径方向に貫設された各複数の油孔２５、２６が、保持器３０の両円環部３１、３４の環状凸部３２、３５の頂部に臨んで開口する位置に配設されている。
言い換えると、環状凸部３２、３５の頂部によって各複数の油孔２５、２６が塞がれるようになっている。
その他の部分は前記実施例１と同様にして構成されるため、同一構成部分に対し同一符号を付記してその説明は省略する。

したがって、変更例２においては、外輪２０の各複数の油孔２５、２６内の潤滑油の油圧が低いときには、保持器３０の両円環部３１、３４の弾性的な縮小が殆どない（微小である）ため、保持器３０の両円環部３１、３４の環状凸部３２、３５によって、各複数の油孔２５、２６を塞ぐことで、軸受内、すなわち、軌道面領域２２側に対する潤滑油の流入を抑制することが可能となる。
また、外輪２０の各複数の油孔２５、２６内の潤滑油の油圧が高くなったときには、油孔２５、２６内の潤滑油の油圧を受けて、図６に示すように、保持器３０の両円環部３１、３４の弾性的な縮径変形が顕著となるため、軌道面領域２２側への潤滑油の流量を増大させることが可能となる。ひいては、冷却機能を高めて焼き付き防止を図ることができる。

〔実施例２〕
この発明の実施例２を図７と図８にしたがって説明する。
図７はこの発明の実施例２に係るころ軸受を示す縦断面図である。図８は外輪の油孔内の潤滑油の油圧を受けて保持器の円環部が弾性的に縮径変形された状態を示す説明図である。

図７に示すように、実施例２に係るころ軸受１１０の外輪１２０は、その内周面の軸方向中央部を軌道面領域１２２とし、この軌道面領域１２２の両側部の非軌道面領域に、環状をなす鍔部１２６、１２７が中心側に向けて突設されている。そして、外輪１２０の軌道面領域１２２に、複数のころ１１１が、保持器１３０のポケット１３８に収納保持された状態で転動可能に配置される。
また、外輪１２０の軸方向の両端部寄り部分の鍔部１２６、１２７のうち、一方の鍔部１２６に複数の油孔１２５が径方向に貫設されている。

保持器１３０は、耐熱性及び耐摩耗性を有する合成樹脂材料の射出成形によって一体成形され、軸方向へ所定間隔を隔てる両円環部１３１、１３４と、これら両円環部１３１、１３４を連結してポケット１３８を区画形成する複数の柱部１３７とを一体に備えている。
また、保持器１３０の両円環部１３１、１３４の外径寸法は、外輪１２０の内径寸法とほぼ同じ大きさに形成されており、外輪１２０に対し複数のころ１１１及び保持器１３０を組み付けた状態では、保持器１３０の両円環部１３１、１３４の外周面が外輪１２０の両鍔部１２６、１２７の内径面に接近又は当接するようになっている。

したがって、この実施例２においては、外輪１２０の複数の油孔１２５内の潤滑油の油圧が高くなったときには、図８に示すように、油孔１２５内の潤滑油の油圧を受けて、保持器１３０の一方の円環部１３１が弾性的な縮径変形が顕著となるため、軌道面領域１２２側への潤滑油の流量を増大させることが可能となる。ひいては、冷却機能を高めて焼き付き防止を図ることができる。
また、この実施例２においては、外輪１２０の片側に複数の油孔１２５が形成される構造上、図８に示すように、保持器１３０の一方の円環部１３１の弾性的な縮径変形によって、潤滑油が軌道面領域１２２の一側から他側に向けて流れるため、潤滑油の流れに方向性が得られる。

〔実施例３〕
この発明の実施例３を図９と図１０にしたがって説明する。
図９はこの発明の実施例３に係るころ軸受を示す縦断面図である。図１０は外輪の油孔内の潤滑油の油圧を受けて保持器の円環部が弾性的に縮径変形された状態を示す説明図である。

図９に示すように、実施例３に係るころ軸受２１０の外輪２２０は、その内周面の軸方向中央部を軌道面領域２２２とし、この軌道面領域２２２の両側部の非軌道面領域に、環状をなす鍔部２２６、２２７が中心側に向けて突設されている。
また、一方の鍔部２２６の内径寸法よりも、他方の鍔部２２７の内径寸法が大きく設定されている。
また、外輪２２０の軌道面領域２２２に、複数のころ２１１が、保持器２３０のポケット２３８に収納保持された状態で転動可能に配置される。
また、外輪２２０の一方の鍔部２２６に複数の油孔２２５が径方向に貫設されている。

保持器２３０は、耐熱性及び耐摩耗性を有する合成樹脂材料の射出成形によって一体成形され、軸方向へ所定間隔を隔てる両円環部２３１、２３４と、これら両円環部２３１、２３４を連結してポケット２３８を区画形成する複数の柱部２３７とを一体に備えている。
また、保持器２３０の一方の円環部２３１の外径寸法は、外輪２２０一方の鍔部２２６の内径寸法とほぼ同じ大きさに形成されており、外輪２２０に対し複数のころ２１１及び保持器２３０を組み付けた状態では、保持器２３０の一方の円環部２３１の外周面が外輪２２０の一方の鍔部２２６の内径面に接近又は当接するようになっている。
さらに、一方の円環部２３１の端部（複数の油孔２２５より外方に位置する部分）の外周面は傾斜面（テーパ面）２３１ａに形成されている。

また、保持器２３０の他方の円環部２３４の外周面には、外輪２２０の他方の鍔部２２７の内径寸法とほぼ同じ大きさ外径寸法をもって縦断面湾曲状の突部２３４ａが周方向に断続的（又は連続的）に突設されており、外輪２２０に対し複数のころ２１１及び保持器２３０を組み付けた状態では、保持器２３０の他方の円環部２３４の突部２３４ａの湾曲面２３４ｂが外輪２２０の他方の鍔部２２７の内径面に接近又は当接するようになっている。

したがって、この実施例２においては、外輪２２０の複数の油孔２２５内の潤滑油の油圧が高くなったときには、図１０に示すように、潤滑油の油圧よって保持器２３０の一方の円環部２３１の弾性的な縮径変形が顕著となるため、軌道面領域２２２側への潤滑油の流量を増大させることが可能となる。ひいては、冷却機能を高めて焼き付き防止を図ることができる。
また、この実施例２においては、外輪２２０の片側に複数の油孔２２５が形成される構造上、図１０に示すように、保持器２３０の一方の円環部２３１の弾性的な縮径変形によって、潤滑油が軌道面領域２２２の一側から他側に向けて流れるため、潤滑油の流れに方向性が得られる。
さらに、外輪２２０の一方の鍔部２２６の内径寸法よりも、他方の鍔部２２７の内径寸法が大きく設定されているため、前記したように軌道面領域２２２の一側から他側に向けて流れる潤滑油が外輪２２０の他方の鍔部２２７を越えて排出されやすくなる。

なお、この発明は前記実施例１〜３に限定するものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。

この発明の実施例１に係るころ軸受を示す縦断面図である。同じく外輪の油孔内の潤滑油の油圧を受けて保持器の円環部が弾性的に縮径変形された状態を示す説明図である。この発明の実施例１の変更例１に係るころ軸受を示す縦断面図である。同じく外輪の油孔内の潤滑油の油圧を受けて保持器の円環部が弾性的に縮径変形された状態を示す説明図である。この発明の実施例１の変更例２に係るころ軸受を示す縦断面図である。同じく外輪の油孔内の潤滑油の油圧を受けて保持器の円環部が弾性的に縮径変形された状態を示す説明図である。この発明の実施例２に係るころ軸受を示す縦断面図である。同じく外輪の油孔内の潤滑油の油圧を受けて保持器の円環部が弾性的に縮径変形された状態を示す説明図である。この発明の実施例３に係るころ軸受を示す縦断面図である。同じく外輪の油孔内の潤滑油の油圧を受けて保持器の円環部が弾性的に縮径変形された状態を示す説明図である。従来のころ軸受を示す縦断面図である。

符号の説明

１０（１１０、２１０）ころ軸受
１１（１１１、２１１）ころ
２０（１２０、２２０）外輪
２２（１２２、２２２）軌道面領域
２３、２４非軌道面領域
２５、２６（１２５、２２５）油孔
３０（１３０、２３０）保持器
３１、３４（１３１、１３４、２３１、２３４）円環部
３７（１３７、２３７）柱部
３８（１３８、２３８）ポケット

Claims

外輪と、この外輪の内周面の軌道面領域に転動可能に配置された複数のころと、これら複数のころを保持するポケットを有する保持器とを備え、前記外輪の外周側から供給される潤滑油が前記外輪の径方向に貫設された油孔を通して軸受内に流入されるように構成されたころ軸受であって、
前記保持器は、軸方向へ所定間隔を隔てる両円環部と、これら両円環部を連結して前記ポケットを区画形成する複数の柱部とを備え、
前記油孔は、前記外輪の内周面のうちの前記軌道面領域から外れた非軌道面領域でかつ前記保持器の少なくとも一方の円環部の外周面に臨んで開口され、
前記油孔内の潤滑油の油圧を受けて前記円環部が弾性的に縮径変形されたときに前記潤滑油を軸受内に導く構成にしてあることを特徴とするころ軸受。