JP5223814B2 - クランク軸用軸受装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両等に装備された内燃機関（エンジン）のクランク軸を転がり軸受を用いて支持するクランク軸用軸受装置に関する。

車両等に搭載された内燃機関のクランク軸は、クランクアームやバランスウェイトが径方向外側に張り出し、端部にはフライホィール等の大径部が装着されている。このため、クランク軸を支持する軸受は、これらの張出部や大径部を通過させて内側軸受部やジャーナル部に装着できないため、２分割されてクランク軸に装着される。

従来、かかるクランク軸の軸受にはすべり軸受が用いられていた。しかし、すべり軸受は、回転時の摩擦抵抗が大きく、かつ境界面に油膜を形成する必要があり、始動時にこの油膜形成に時間がかかる等の問題があった。
そこで、最近では、摩擦抵抗が少なく、始動のための準備時間を要しない転がり軸受を用い、これによって、車両の低燃費化を図ることが提案されている。

特許文献１（特開２００８−２３２２７９号公報）に、内燃機関のクランク軸を回転可能に支持する軸受装置において、２分割されたニードルベアリングを用いた例が開示されている。この軸受装置を図８により説明する。図８において、ニードルベアリング１０８は、シリンダブロック１０２の固定部１０４及びその固定部１０４に対応するジャーナルキャップ１０６と、クランク軸１００のジャーナル部１００ａとの間に介装される。クランク軸１００は、クランクピン１００ｂやカウンターウェイト１００ｃ等を備えている。

ニードルベアリング１０８は、周方向に２分割されて半筒状をなす一対の分割片１１０ａ及び１１０ｂで形成される２分割型のアウターレース１１０と、該アウターレース１１０の内周面を軌道面とする複数のころ（ニードル）１１２と、複数のころ１１２を周方向に所定間隔で保持すると共に、周方向に分離されて半環状をなす一対の分離片１１４ａ及び１１４ｂで形成される保持器１１４とで構成されている。保持器１１４には、半径方向の内外に貫通する複数のポケット部Ｐが周方向に沿って等間隔で設けられ、この各ポケット部Ｐ内にころ１１２が収容されている。ころ１１２は、アウターレース１１０の内周面及びジャーナル部１００ａの外周面に夫々形成された軌道面間で転動する。

ニードルベアリング１０８は、固定部１０４に設けられた半筒状を呈する凹面１０４ａと、ジャーナルキャップ１０６に設けられた半筒状を呈する凹面１０６ａとが対面配置して形成される円筒状保持面に収容される。即ち、一対の分割片１１０ａ、１１０ｂで構成されるアウターレース１１０が固定部１０４及びキャップ１０６に一体的に固定され、ジャーナル部１００ａが内輪として相対回転可能に連結される。固定部１０４にボルト１１６に対応する雌ネジ穴１０４ｈが形成されており、ジャーナルキャップ１０６に形成された挿通孔１０６ｈを介してボルト１１６が締結される。

特許文献２（特開２００３−２１４４４２号公報）には、ニードルベアリングを用いた２分割型クランク軸用軸受装置が開示されている。転がり軸受の中でも、ニードルベアリングは、断面高さが小さいので、軸受スペースを節約でき、クランク室の小形軽量化を可能すると共に、負荷容量や最大許容荷重等が大きい等の長所をもっている。

特許文献２には、背景技術として、「分割型転がり軸受は、クランク軸等の被装着部材に組み付けた状態で軌道面の真円度が低下したり、軌道面の分割線部分に微小な段差が生じることがある。これによって、転動体が強く擦り付けられる部分が軌道面に生じ、長期間に亘って使用することにより、軌道面及び転動体の転動面がうろこ状に剥離するフレーキング現象が発生しやすくなって、軸受の耐久性が著しく低下してしまう。軌道面の真円度が低下したり、軌道面の分割線部分に微小な段差が生じる原因は、軌道面の硬度を向上させるために熱処理を行なったときの残留応力が分割時に開放され、分割された軌道輪半部の形状が僅かに歪むためと考えられる。」と記述されている。

そこで特許文献２に開示された軸受は、軌道輪を夫々半円筒形状の分割体に２分割し、クランク軸への装着時に２個の軌道輪半部の合わせ面に段差部を形成し、この段差部を利用して軌道輪半部を互いに嵌合させ位置決めさせることにより、ころ軌道面の真円度を確保し、分割部分を段差のない滑らかな面に形成できるようにしている。以下、図９により、特許文献２に開示された軸受のアウターレースの合わせ面の構成を説明する。

図９において、アウターレース１２０を構成する一対の分割片１２０ａ及び１２０ｂの合わせ面１２２は、アウターレース１２０の内周面１２４から径方向外側へ延びる第１の分割面１２６ａ及び１２６ｂと、この第１の分割面１２６ａ、１２６ｂの先端から周方向へ延びる第２の分割面１２８ａ及び１２８ｂと、この第２の分割面１２８ａ、１２８ｂの先端から径方向外側へ延びる第３の分割面１３０ａ及び１３０ｂとで形成されている。

分割片１２０ａ及び１２０ｂをクランク軸のジャーナル部１００ａに組み付けた状態で、第１の分割面１２６ａ、１２６ｂは、互いに押圧し合うように形成されている。第２の分割面１２８ａ及び１２８ｂは、前記組み付け状態で互いに接触し、径方向に対する分割片１２０ａと分割片１２０ｂとの相対的な移動を規制している。第３の分割面１３０ａ及び１３０ｂは、隙間ｓを隔てて対向しており、分割片１２０ａ、１２０ｂの周方向への相対的な移動を許容するように形成されている。

このように、第３の分割面１３０ａ、１３０ｂ間に隙間ｓを形成することによって、分割片１２０ａ、１２０ｂを互いに嵌合させたときに、第１の分割面１２６ａ、１２６ｂ同士を確実に対接できるようにすると共に、前記組み付け状態で、分割片１２０ａ、１２０ｂ間に生じる押圧力を第１の分割面１２６ａ、１２６ｂのみに作用させるようにしている。

かかる構成によって、実際にクランク軸に組み付けていない仮組付けの状態でも、合わせ面１２２を周方向と径方向の両方向で位置決めできるので、クランク軸に組み付けた状態と同一の状態に位置決めできる。このため、仮組付けの状態で軌道面に熱処理や研磨などを施してアウターレース１２０の内周面を最終仕上げ形成した後、軌道輪半部を互いに分離させて被装着部材に装着する。これによって、ころ軌道面の真円度を確保し、分割部分を段差のない滑らかな面に形成できるので、クランク軸が回転するときの抵抗を軽減し、クランク軸の高速回転を可能にしている。なお、転がり軸受を構成するアウターレースは、一般に、アルミ製のシリンダブロックに対して高い硬度を有する鋼製とすることにより、転がり軸受の強度を確保している。

アウターレースを構成する分割片の加工は、自然割り加工と機械割り加工とがある。このうち自然割り加工は、焼入れ、焼鈍しされた部材の片面又は両面にノッチ部を形成し、該ノッチ部にくさびの打ち込み等で集中応力を発生させ、破断させるものである。機械割り加工は、ワイヤーカット等を用いて切断する加工である。自然割り加工は、破断面に結晶粒の境界に沿う微細な凹凸が形成されるので、破断された分割片の合わせ面の位置決めが容易になるという利点がある。自然割り加工は、例えば特許文献３（実公昭６３−４６７２５号公報）及び特許文献４（特開平１０−１８４６７４号公報）に開示されている。

クランク軸用軸受装置では、シリンダブロック１０２の固定部１０４に設けられる半筒状の凹面１０４ａと、ジャーナルキャップ１０６に設けられる半筒状の凹面１０６ａが形成する円筒形状の保持面の真円度を維持するために、ジャーナルキャップ１０６をボルト１１６でシリンダブロック１０２に締付け固定した状態で、該凹面１０４ａ及び１０６ａを加工する方法が採用されている。また、破断後の分割片の合わせ面の位置決めを容易にするため、アウターレース１１０を自然割り加工で２分割している。

図１０に、前記凹面１０４ａ及び１０６ａを加工した後、ニードルベアリング１０８をクランク軸のジャーナル部１００ａに装着した軸受装置を示す。図１０は、内燃機関の組立時の姿勢で図示したものである。ジャーナルキャップ１０６とシリンダブロックの固定部１０４との接触面１１７ａ、１１７ｂは、水平面Ｈ上に位置し、分割片１１０ａ、１１０ｂが互いに当接する合わせ面１１８ａ、１１８ｂは、水平面Ｈから周方向にずらした位置に配置されている。即ち、該合わせ面及び中心Ｏを通る平面Ｃは、クランク軸のジャーナル部１００ａの中心Ｏを中心として水平面Ｈから時計方向に角度α（例えば５〜１０°）だけ傾けた位置にある。

特開２００８−２３２２７９号公報（図４） 特開２００３−２１４４４２号公報 実公昭６３−４６７２５号公報 特開平１０−１８４６７４号公報

図１１は、ニードルベアリング１０８をボルト１１６でシリンダブロックに締付け固定する前後の凹面１０４ａ及び１０６ａの形状変化を示す。図１１中、Ｐは中心Ｏを通る垂線であり、Ｄは締付け固定前、Ｅは締付け固定後の凹面１０４ａ、１０６ａの形状を示す。図示のように、締付け固定前の凹面形状Ｄは、上下方向に伸びた瓢箪形をし、その後、ボルト１１６による締付けにより、上下方向から締付け力（図１２中の力Ｆ）が付加されることにより、締付け固定後の凹面形状Ｅは、凹面１０４ａ、１０６ａの真円度が戻る形状となる。このように、凹面１０４ａ、１０６ａは、ニードルベアリング１０８を締付け固定した後真円となるように加工してあるため、締付け固定前は、瓢箪形となる。

そのため、締付け固定前に分割片１１０ａ、１１０ｂを凹面１０４ａ、１０６ａに装着しようとすると、該分割片に水平方向両側から挟み込む力が加わる。この挟み込み力が分割片１１０ａ、１１０ｂに作用する影響を避けるため、また、熱膨張係数の違いなどにより、エンジン運転中、ジャーナルキャップにズレが生じた場合、アウターレースが、その影響をそのまま受けることを避けるため、アウターレース１１０の合わせ面１１８ａ、１１８ｂは、接触面１１７ａ、１１７ｂから角度αだけずらした位置に配置している。

合わせ面１１８ａ、１１８ｂを水平面Ｈより時計方向に角度αだけずらしてあるため、分割片１１０ａの一方の端部１１０ａ_１が分割片１１０ｂ側に先に進入する。このとき、凹面１０４ａ、１０６ａの挟み込み力の影響及び分割片自体の残留応力により、該端部１１０ａ_１が浮き上がり、分割片１１０ｂの端面との間でズレＧを生じる（図１３参照）。このズレＧにより、他方の合わせ面１１８ｂでもズレが発生する。合わせ面１１８ａ、１１８ｂのズレ量は、通常５〜４０μｍ（０.００５ｍｍ〜０.０４ｍｍ）（合わせ面１１８ａ及び１１８ｂにおけるズレ量Ｇの合計値）程度になる。

ニードルベアリング１０８をシリンダブロックに締付け固定した後、上下方向から凹面１０４ａ、１０６ａに締付け力Ｆが付加されて、凹面１０４ａ、１０６ａの真円度が戻るが、合わせ面１１８ａ〜ｂのズレが小さくならない場合がある。合わせ面１１８ａ〜ｂ間にズレを生じたままニードルベアリング１０８がジャーナル部１００ａに装着されると、ニードルベアリング１０８に摩擦部分が発生する。そのため、ころ１１２等に過摩耗部分が発生し、これによって、ニードルベアリング１０８が損傷したり、その耐久性が低下するおそれが出てくる。

特許文献２に開示されたアウターレース分割片の合わせ面は、３つの分割面で構成された複雑な形状をしているため、隙間ｓの形成など精密な加工を要する。そのため、加工に時間と手間がかかり、高コストとなる。また、合わせ面に段差部を設けるため、合わせ面にズレが生じたときに、ズレの方向によっては該段差部が障害となってズレの解消が困難になる虞がある。

本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、クランク軸を支承する軸受に２分割型の転がり軸受を用いた場合、アウターレースを構成する分割片の合わせ面のズレを少なくすることによって、締付け固定の該合わせ面のズレをなくし、これによって、軸受に発生する偏摩擦力に起因した過摩耗部分の発生を防止して、軸受の耐久性を向上させることを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明のクランク軸用軸受装置は、
内燃機関のクランク軸を分割型転がり軸受で支持すると共に、該分割型転がり軸受を、予めシリンダブロックの固定部にキャップ部材を固定した状態で円筒形状の保持面を加工し、その後に該キャップ部材を取り外して形成されるシリンダブロック及びキャップ部材に夫々形成された半円筒形状の凹面を合わせて形成した円筒形状の保持面に嵌合固定してなるクランク軸用軸受装置において、
前記分割型転がり軸受を構成するアウターレースを２個の半円筒形状分割片で構成すると共に、該半円筒形状分割片の合わせ面を該アウターレースの軸中心線を含む平面に対して傾斜させ、前記２個の半円筒形状分割片の合わせ面を前記シリンダブロックとキャップ部材とが接する接触面と同一面上に配置すると共に、両合わせ面をアウターレースの軸中心線に対して対称となるようにハの字方向又は逆ハの字方向に配置された傾斜面で形成し、さらに、前記２個の半円筒形状分割片の合わせ面にアウターレースの軸中心線方向に沿って凹凸を形成するようにしたものである。

前述のように、シリンダブロックやキャップ部材に設けられた凹面の形状変化に起因した水平方向の挟み込み力がアウターレースに働く。本発明では、２個の半円筒形状分割片の合わせ面を該アウターレースの軸中心線を含む平面に対して傾斜させたことにより、両分割片の合わせ面同士が嵌りやすくなるため、突合せ時のズレを少なくできる。そのため、ボルト等でキャップ部材をシリンダブロックに締付け固定する時、合わせ面のズレを少なくできる。そして、締付け固定時に付加される締付け力によって、締付け固定後の合わせ面のズレを無くすことができる。

従って、転がり軸受の構成部品に偏摩擦力が発生せず、過摩耗部分が発生しないので、転がり軸受の損傷をなくし、軸受の耐久性を維持することができる。また、半円筒形状分割片の合わせ面を傾斜させるだけの加工で済むので、低コストで加工できる。

本発明の軸受装置は、半円筒形状分割片の合わせ面をシリンダブロックとキャップ部材とが接する接触面と同一面上に配置すると共に、両合わせ面をアウターレースの軸中心線に対して対称となるようにハの字方向又は逆ハの字方向に配置する。これによって、２箇所で同時に合わせ面が形成されるが、合わせ面をハの字方向又は逆ハの字方向に配置することにより、合わせ面同士が嵌りやすくなるため、突合せ時のズレを少なくできる。そのため、締付け固定前の合わせ面のズレを少なくし、締付け固定時に付加される締付け力によって、締付け固定後の合わせ面のズレを無くすことができる。

また、本発明は、半円筒形状分割片の合わせ面にアウターレースの軸中心線方向に沿って凹凸を形成する。これによって、２個の半円筒形状分割体を組み付けるときに、該凹凸部があることで、アウターレース軸中心線方向の位置決めが容易になる。

本発明の軸受装置において、半円筒形状分割片を円筒形状のアウターレース素材から自然割り加工で分割形成するとよい。これによって、分割面に生じた結晶粒に沿う微細な凹凸が生じるので、軸受装置の組付け時に、両分割片の位置決めを容易にすると共に、この微細凹凸により合わせ面のズレを抑制する作用を生む利点がある。

半円筒形状分割片を自然割り加工で分割形成する前記構成に加えて、２個の半円筒形状分割片の合わせ面の互いに対面する位置にノックピン挿入穴を穿設し、該ノックピン挿入穴にノックピンを装着し、該ノックピンにより両分割片の軸方向位置決めを行なうようにするとよい。これによって、ノックピンを用いた簡単な構成で、２個の分割片の再組付け時に、分割片の軸方向の位置決めが容易になると共に、分割片の軸方向のズレをなくすことができる。

本発明のクランク軸用軸受装置によれば、内燃機関のクランク軸を分割型転がり軸受で支持すると共に、該分割型転がり軸受をシリンダブロック及びキャップ部材に夫々形成された半円筒形状の凹面を合わせて形成した円筒形状の保持面に嵌合固定してなるクランク軸用軸受装置において、分割型転がり軸受を構成するアウターレースを２個の半円筒形状分割片で構成すると共に、該半円筒形状分割片の合わせ面を該アウターレースの軸中心線を含む平面に対して傾斜させてなることにより、両分割片の合わせ面同士が嵌りやすくなるため、締付け固定前の合わせ面でのズレを軽減できる。

これによって、ボルト等でキャップ部材をシリンダブロックに締付け固定する時、合わせ面のズレを少なくできる。そして、締付け固定時に付加される締付け力によって、締付け固定後の合わせ面のズレを無くすことができる。従って、２分割型転がり軸受に発生した偏摩擦力に起因した過摩擦部分の発生を防止でき、転がり軸受の損傷を防止し、耐久性を向上できる。また、合わせ面を低コストで加工できる。

本発明の軸受装置の参考例に係る正面図である。 前記参考例で軸受装置の装着前後の合わせ面を示す図１の一部拡大図である。 本発明の軸受装置の第１実施形態に係る正面図である。 前記第１実施形態の変形例に係る正面図である。 本発明の軸受装置の第２実施形態に係るアウターレースの斜視図である。 前記第２実施形態の変形例に係るアウターレースの斜視図である。 本発明の軸受装置の第３実施形態に係るアウターレースを展開して示す斜視図である。 クランク軸用軸受装置を展開して示す斜視図である。 従来のクランク軸用軸受のアウターレースの合わせ面の断面図である。 従来のクランク軸用軸受装置の正面図である。 従来のクランク軸用軸受を収容するシリンダブロック側保持面の形状変化を示す説明図である。 図１０のクランク軸用軸受装置のアウターレースの挙動を示す説明図である。 図１２中のＢ部拡大図である。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。

（参考例）
本発明のクランク軸用軸受装置の参考例を図１に基づいて説明する。図１は、車両等に搭載された内燃機関を構成するシリンダブロックに装着された本参考例のクランク軸用軸受装置１０を示し、本図は従来のクランク軸用軸受装置を示す図１０に相当し、内燃機関の組立時の姿勢で図示している。図１において、シリンダブロックの固定部１２に半筒状の凹面１２ａが形成されている。一方、ジャーナルキャップ１４にも半筒状の凹面１４ａが形成されている。ニードルベアリング１５は、凹面１２ａと凹面１４ａとが対面して形成する円筒状の保持面１３に収容される。

ニードルベアリング１５は、半円筒形状分割片１６ａ及び１６ｂからなるアウターレース１６と、アウターレース１６の内側に配置され、半環状をなす一対の分離片１８ａ及び１８ｂからなる保持器１８と、分離片１８ａ、１８ｂに夫々回転可能に装着された複数のころ（ニードル）２０とから構成されている。分割片１６ａ及び分離片１８ａをジャーナルキャップ１４の凹面１４ａに収容すると共に、分割片１６ｂ及び分離片１８ｂを固定部１２の凹面１２ａに収容した状態で、上下方向からクランク軸のジャーナル部１００ａを挟み、図示省略のボルトで固定部１２にジャーナルキャップ１４を締付け固定する。

ニードルベアリング１５の構成機器は高強度で耐摩耗性の高い材料でできており、ころ２０は小径でやや軸長の円筒状をなしている。従って、軸受装置１０は負荷容量が大きく、かつ断面高さが小さいので、軸受スペースを節約できる長所をもつ。ころ２０がクランク軸のジャーナル部１００ａの外周面に接し、回転しながらジャーナル部１００ａを回転可能に支持している。

固定部１２とジャーナルキャップ１４とが接触する接触面２２ａ及び２２ｂは、ジャーナル部１００ａの中心Ｏを通る水平面Ｈ上に位置している。一方、分割片１６ａ及び１６ｂの両端で形成される合わせ面２４ａ及び２４ｂは、中心Ｏを中心として、水平面Ｈから周方向に角度α（例えば５〜１０°）だけ時計方向にずれた位置に設けられている。合わせ面２４ａ及び２４ｂは、合わせ面２４ａ、２４ｂ及び中心Ｏを通る平面Ｃに対して傾斜した平面をなし、かつ両合わせ面は互いに平行となるように形成されている。

合わせ面２４ａでは、分割片１６ａの先端が外周側に傾斜し、その延設端部１６ａ_１が凹面１２ａ側に進入している。延設端部１６ａ_１に当接する分割片１６ｂ先端は内周側に傾斜している。合わせ面２４ｂでは、この逆の配置となっており、分割片１６ａの先端が内周側に傾斜し、分割片１６ｂの先端が外周側に傾斜している。

固定部１２にジャーナルキャップ１４がボルトで締付け固定された状態で、凹面１２ａ及び１４ａが加工される。これによって、ニードルベアリング１５を収容する保持面１３の運転時の真円度を保っている。
しかし、図１１に示すように、ジャーナルキャップ１４を固定部１２から取り外すと、固定部１２及びジャーナルキャップ１４の残留応力により、凹面１２ａ及び１４ａに水平面Ｈの方向で凹面１２ａ、１４ａの直径を小さくする形状変化が生じる。この形状変化でアウターレース１６に水平方向の挟み込み力が働く。

この挟み込み力と、アウターレース自体の残留応力により、従来は、軸受の組付け時に、図１２及び図１３に示すように、合わせ面１１８ａ〜ｂでズレＧが生じていた。
この理由は、合わせ面１１８ａ、１１８ｂが、凹面１０４ａ、１０６ａの変形方向と略同一方向に形成されていたので、凹面１０４ａ、１０６ａの変形の影響を直接蒙り、分割片１１０ａ〜ｂが凹面１０４ａ、１０６ａの変形に追従してしまうものと考えられる。しかも、このズレＧは分割片１１０ａ、１１０ｂが先に接する合わせ面１１８ａ側で先に起こると考えられるので、合わせ面１１８ａ側でこのズレＧを防止すれば、合わせ面１１８ｂ側でのズレ防止も可能になると考えられる。

図２（Ａ）は、ボルト締付け前の合わせ面２４ａ、２４ｂ付近を示し、図２（Ｂ）はボルト締付け後の合わせ面２４ａ、２４ｂの状態を示す。
本参考例によれば、合わせ面２４ａ、２４ｂが中心Ｏ及び合わせ面２４ａ、２４ｂを通る平面Ｃに対して傾斜した平面として形成されているので、合わせ面同士が嵌りやすくなるため、突合せ時のズレを少なくできる。そのため、ボルト等でジャーナルキャップ１４を固定部１２に締付け固定する時、合わせ面２４ａ、２４ｂのズレを少なくできる。そして、締付け固定時に付加される締付け力によって、締付け固定後の合わせ面２４ａ、２４ｂのズレを無くすことができる。

また、ニードルベアリング１５を保持面１３に収容する時、分割片１６ａが凹面１２ａ側に進入する側で、最初に分割片１６ａと分割片１６ｂとが接触する。このとき、合わせ面２４ａは、分割片１６ａの先端１６ａ_１が外周側に傾斜した傾斜面を有するので、ジャーナルキャップ１４をシリンダブロックの固定部１２に締付けた時、該先端が１６ａ_１が合わせ面２４ａで外側へ向けられるので、合わせ面２４ａでのズレを少なくすることができる。これによって、合わせ面２４ｂでも分割片１６ａ、１６ｂ間のズレを軽減できる。そして、ボルトによる締付け固定時に付加される締付け力によって、締付け固定後の両合わせ面２４ａ、２４ｂのズレを無くすことができる。

従って、ニードルベアリング１５の構成部品に偏摩擦力が発生しないので、局部的な過摩耗が起こらない。そのため、軸受装置１０の構成部品の損傷を防止し、耐久性を向上できる。また、合わせ面２４ａ、２４ｂは傾斜平面であるので、その加工は容易であり、低コストで加工できる。

また、合わせ面２４ａ、２４ｂは平面をなしているので、円筒形状のアウターレース素材から自然割り加工で分割片１６ａ、１６ｂに分割できる。自然割り加工することで、分割面に生じた結晶粒に沿う微細な凹凸が生じるので、軸受装置の組付け時に、両分割片の位置決めを容易にすると共に、この微細凹凸により合わせ面のズレを抑制できる。さらに、合わせ面２４ａ、２４ｂは、互いに平行となるように形成されているので、機械割り加工又は自然割り加工が容易になるという利点がある。

（実施形態１）
次に、本発明装置の第１実施形態を図３により説明する。本実施形態の軸受装置１０では、２個の半円筒形状の分割片１６ａ、１６ｂの合わせ面３０ａ、３０ｂが、水平面Ｈ上に位置している。即ち、合わせ面３０ａ、３０ｂは、固定部１２とジャーナルキャップ１４の接触面２２ａ、２２ｂと同一面上に配置され、かつ合わせ面３０ａ、３０ｂは、ジャーナル部１００ａの中心Ｏに対してハの字を形成する方向に対称に配置された平坦な傾斜面を形成している。その他の構成は、前記参考例と同一である。

本実施形態では、軸受装置１０をシリンダブロックに組み付ける時、分割片１６ａ、１６ｂの両端が同時に接触する。そして、水平方向に起こる凹面１２ａ、１４ａの形状変化に起因した挟み込み力に対して、合わせ面３０ａ、３０ｂが傾斜しているので、両分割片１６ａ、１６ｂの合わせ面同士が嵌りやすくなるため、突合せ時のズレを少なくできる。そのため、ボルト等でジャーナルキャップ１４を固定部１２に締付け固定する時、締付け固定時に付加される締付け力によって、締付け固定後の両合わせ面のズレを無くすことができる。

そのため、両合わせ面３０ａ、３０ｂでのズレが生じないので、ニードルベアリング１５の構成部品に過摩擦部分が発生しない。従って、ニードルベアリング１５の構成部品の損傷を防止し、その耐久性を向上できる。また、合わせ面２４ａ、２４ｂの加工も容易で、低コストで加工できる。

図４は、前記第１実施形態の変形例である。図４において、本変形例は、分割片１６ａ、１６ｂの合わせ面４０ａ、４０ｂが、第１実施形態と同様に、水平面Ｈ上に位置している。しかし、該合わせ面は、ジャーナル部１００ａの中心Ｏに対して逆ハの字を形成する方向に対称に配置された平坦な傾斜面を形成しており、この点で、第１実施形態と異なっている。その他の構成は第１実施形態と同一である。

本変形例では、軸受装置１０をシリンダブロックに組み付ける時、第１実施形態と同様に、分割片１６ａ、１６ｂの両端が同時に接触する。そして、固定部１２等からアウターレース１６に水平方向に働く挟み込み力に対して、水平面Ｈと傾斜した合わせ面４０ａ〜ｂでズレの発生を軽減できる。そのため、固定部１２に締付け固定後の合わせ面４０ａ、４０ｂにズレが生じない。従って、ニードルベアリング１５の構成部品に過摩擦部分が発生しないので、ニードルベアリング１５の構成部品の損傷を防止し、耐久性を向上できる。また、合わせ面４０ａ、４０ｂの加工も容易である。

（実施形態２）
次に、本発明装置の第２実施形態を図５により説明する。図５は、軸受装置１０のアウターレース１６の斜視図である。本実施形態では、円筒形状のアウターレース素材を機械割り加工で２個の半円筒形状の分割片１６ａ、１６ｂに分割したものである。そして、分割片１６ａ、１６ｂの合わせ面５０ａ、５０ｂを、ジャーナル部１００ａの中心Ｏを通る水平面Ｈ上に配置すると共に、合わせ面５０ａ、５０ｂを中心Ｏに対してハの字の方向に配置している。さらに、合わせ面５０ａ、５０ｂの軸線Ａの方向に沿って、分割片１６ａの合わせ面に山形凹面５２ａを設けると共に、分割片１６ｂの合わせ面に山形凸面５２ｂを設けたものである。

本実施形態では、前記参考例及び第１実施形態と同様の作用効果を得ることができると共に、これに加えて、合わせ面５０ａ、５０ｂに山形凹凸面５２ａ、５２ｂを設けたことにより、分割片１６ａと分割片１６ｂとを接触させて位置決めする場合に、自然割り加工したときより、軸線Ａ方向の位置決めが容易になる。

図６は、前記第２実施形態の変形例を示している。図６において、本変形例では、２個の半円筒形状の分割片１６ａ、１６ｂを前記第２実施形態と同様に、機械割り加工で分割したものである。そして、分割片１６ａ、１６ｂの合わせ面６０ａ、６０ｂを、ジャーナル部１００ａの中心Ｏを通る水平面Ｈ上に配置すると共に、中心Ｏに対して逆ハの字の方向に配置している。さらに、合わせ面６０ａ、６０ｂに軸線Ａの方向に沿って、分割片１６ａの合わせ面に段差状凹面６２ａを設けると共に、分割片１６ｂの合わせ面に段差状凸面６２ｂを設けたものである。

本変形例では、前記参考例及び第１実施形態と同様の作用効果を得ることができると共に、これに加えて、合わせ面６０ａ、６０ｂに軸線Ａの方向に対して、段差状の凹凸面６２ａ、６２ｂを設けたことにより、分割片１６ａ、６２ｂを接触させて位置決めする場合に、自然割り加工したときより、軸線Ａ方向の位置決めが容易になる利点をもつ。
なお、図５及び図６に示す例では、合わせ面５０ａ、５０ｂ又は合わせ面６０ａ、６０ｂを水平面Ｈ上に配置したが、参考例のように、水平面Ｈに対して円周方向に角度αだけずらして配置してもよい。
また、前記形状の凹凸面以外に、合わせ面に軸線Ａに沿って円弧形状やそれ以外の凹凸を設けるようにしてもよい。

（実施形態３）
次に、本発明装置の第３実施形態を図７により説明する。本実施形態は、円筒形状のアウターレース素材を自然割り加工で２個の分割片１６ａ及び１６ｂに分割したものである。そして、図５に示す第２実施形態と同様に、分割片１６ａ、１６ｂの合わせ面７０ａ、７０ｂを、ジャーナル部１００ａの中心Ｏを通る水平面Ｈ上に配置すると共に、合わせ面７０ａ、７０ｂを中心Ｏに対してハの字の方向に配置している。

分割片１６ａ、１６ｂの合わせ面７０ａ、７０ｂの互いに対面する位置に、ノックピン挿入穴７２ａ及び７２ｂが穿設されている。そして、軸受装置をシリンダブロックに組み立てる時、該ノックピン挿入穴７２ａ、７２ｂにノックピン７４を圧入して、分割片１６ａ、１６ｂの位置合わせを行なう。これによって、分割片１６ａ、１６ｂの位置決めを容易にできると共に、互いの位置ズレ防止を可能にしている。

本発明によれば、内燃機関のクランク軸の軸受として、２分割型転がり軸受を用いた場合に、軸受構成部品の偏摩耗をなくし、該部品の損傷を防止して、軸受の耐久性を向上できる。

１０ ニードル型クランク軸用軸受装置
１２，１０４ シリンダブロック固定部
１２ａ、１４ａ、１０４ａ、１０６ａ 凹面
１３ 保持面
１４，１０６ ジャーナルキャップ（キャップ部材）
１５，１０８ ニードルベアリング
１６，１１０，１２０ アウターレース
１６ａ、１６ｂ、１１０ａ、１１０ｂ、１２０ａ、１２０ｂ 分割片
１８，１１４ 保持器
１８ａ、１８ｂ、１１４ａ、１１４ｂ 分離片
２０，１１２ ころ（ニードル）
２２ａ、２２ｂ、１１７ａ、１１７ｂ 接触面
２４ａ、２４ｂ、３０ａ、３０ｂ、４０ａ、４０ｂ、５０ａ、５０ｂ、６０ａ、６０ｂ、７０ａ、７０ｂ、１１８ａ、１１８ｂ、１２２ 合わせ面
５２ａ 山形凹面
５２ｂ 山形凸面
６２ａ 段差状凹面
６２ｂ 段差状凸面
７２ａ、７２ｂ ノックピン挿入穴
７４ ノックピン
１００ クランク軸
１００ａ ジャーナル部
１０２ シリンダブロック
１１６ ボルト
Ａ 軸線
Ｃ 平面
Ｈ 水平面
Ｏ ジャーナル部中心
Ｇ ズレ

Claims (3)

1. 内燃機関のクランク軸を分割型転がり軸受で支持すると共に、該分割型転がり軸受を、予めシリンダブロックの固定部にキャップ部材を固定した状態で円筒形状の保持面を加工し、その後に該キャップ部材を取り外して形成されるシリンダブロック及びキャップ部材に夫々形成された半円筒形状の凹面を合わせて形成した円筒形状の保持面に嵌合固定してなるクランク軸用軸受装置において、
   前記分割型転がり軸受を構成するアウターレースを２個の半円筒形状分割片で構成すると共に、該半円筒形状分割片の合わせ面を該アウターレースの軸中心線を含む平面に対して傾斜させ、
   前記２個の半円筒形状分割片の合わせ面を前記シリンダブロックとキャップ部材とが接する接触面と同一面上に配置すると共に、両合わせ面をアウターレースの軸中心線に対して対称となるようにハの字方向又は逆ハの字方向に配置された傾斜面で形成し、
   さらに、前記２個の半円筒形状分割片の合わせ面にアウターレースの軸中心線方向に沿って凹凸を形成するようにしたことを特徴とするクランク軸用軸受装置。
2. 前記２個の半円筒形状分割片を円筒形状のアウターレース素材から自然割り加工で分割形成したことを特徴とする請求項１に記載のクランク軸用軸受装置。
3. 前記２個の半円筒形状分割片の合わせ面の互いに対面する位置にノックピン挿入穴を穿設し、該ノックピン挿入穴にノックピンを装着し、該ノックピンにより両分割片の軸方向位置決めを行なうようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載のクランク軸用軸受装置。

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