JP5303240B2 - 転がり軸受および回転軸支持構造 - Google Patents

Description

この発明は、転がり軸受および回転軸支持構造に関するものであり、特に、温度変化が大きい環境で使用される転がり軸受および回転軸支持構造に関するものである。

外輪、針状ころおよび保持器で構成されるニードル軸受は、軸受投影面積が小さいにもかかわらず、高荷重の負荷を受けることができ、かつ高剛性である。したがって、このような特性を活かして、自動車用部品、特に自動車エンジンのクランク軸を支持する軸受として有効に利用されている。自動車のエンジン用の軸受は、−３０℃付近の冷間時から１５０℃付近の運転時まで、幅広い温度環境で使用される。

クランク軸支持用のニードル軸受をクランク軸へ組込む場合、カウンターウェイト等とニードル軸受とが干渉してしまうため、軸方向からの組込みは困難である。したがって、各構成部品を周方向に分割した軸受が適用される。このような軸受は、クランク軸の外径側から各構成部品を配置して組込むことができるため、組込み時におけるカウンターウェイト等との干渉を回避することができる。なお、このような軸受が、米国特許第１９２０１４８号（特許文献１）に開示されている。

ここで、外輪を２つに分割した形式の軸受について、組込み時や運転時において、各分割外輪部品を合わせた分割面がずれてしまうおそれがある。そこで、特開平６−８１８４６号公報（特許文献２）に開示の技術では、２つの分割外輪の外径面に跨る環状溝を設け、これにサークリップを嵌合させて、分割面のずれを防止している。また、上記した環状溝およびサークリップを設ける構成に加え、熱膨張時に生じる外輪とハウジングとの径方向のすき間を補正するための結合兼熱膨張補正バンドを備える技術が、特開平６−１０９０２５号公報（特許文献３）に開示されている。

また、上記した軸受は、ころが負荷域を転動する際に、騒音や振動が発生する。特に、外輪等が分割されている場合、このような問題が顕著に表れる。このような問題に対し、特開平６−２２９４１５号公報（特許文献４）に開示の技術では、外輪とシリンダブロックとの間にオイルフィルム形成部を設け、これによりオイルフィルムを形成して騒音や振動を吸収することにしている。

ここで、クランク軸を支持する従来のクランク軸支持構造の構成について、説明する。図１０は、従来におけるクランク軸支持構造をクランク軸の回転軸線方向から見た図である。図１１は、図１０に示すクランク軸支持構造の一部を、図１０中のＩＸ−ＩＸ断面で切断した場合の断面図である。なお、クランク軸の回転軸線方向は、紙面表裏方向となる。また、理解の容易の観点から、図１０は、クランク軸支持構造の一部を分解した状態を示している。

図１０および図１１を参照して、クランク軸支持構造１０１は、クランク軸１０２と、クランク軸１０２を支持する転がり軸受１０３と、転がり軸受１０３を取付けるエンジンブロック１０４とを含む。転がり軸受１０３は、外輪１０６と、複数のころ１０７と、複数のころを保持する保持器１０８とを備える。外輪１０６は、２つの分割外輪部品１０９ａ、１０９ｂに分割可能である。保持器１０８についても、２つの分割保持器部品１１０ａ、１１０ｂに分割可能である。エンジンブロック１０４は、２つの分割エンジンブロック部品１０５ａ、１０５ｂに分割可能である。転がり軸受１０３を挟んで分割エンジンブロック部品１０５ａ、１０５ｂをボルト（図示せず）によって締結することにより、転がり軸受１０３をエンジンブロック１０４に取付ける。

クランク軸１０２ところ１０７との間には、径方向のすき間、すなわち、図１１中の寸法Ｘ_１で示されるラジアルすき間が設けられている。このラジアルすき間の寸法を適正に保つことにより、ころ１０７の円滑な転動等が可能になる。また、エンジンブロック１０４には、締め代Ｙ_１が設けられており、これにより、転がり軸受１０３を締まり嵌めにして、外輪１０６のクリープを防止している。なお、本図面および以下の図面において、ラジアルすき間および締め代については、理解の容易の観点から、誇張して大きく図示している。

エンジンブロック１０４の素材については、一般的には、軽量化等の観点から、アルミニウム合金が使用されている。一方、クランク軸１０２や転がり軸受１０３の外輪１０６の素材については、剛性確保等の観点から、鋼が使用されている。
米国特許第１９２０１４８号 特開平６−８１８４６号公報 特開平６−１０９０２５号公報 特開平６−２２９４１５号公報

上記した構成の転がり軸受１０３は、組込み性の容易化の観点から外輪が分割されているため、組込まれた各外輪部品の分離を防止する必要がある。特許文献２および特許文献３の技術では、２つの外輪部品に跨る環状溝を設ける必要があり、加工が困難である。そうすると、高コストとなり、生産性を悪化させることになる。

さらに、上記した構成のクランク軸支持構造１０１は、高温環境や低温環境等、種々の環境で使用される。この場合、クランク軸支持構造１０１を構成する各構成部材の熱膨張係数が異なるため、ラジアルすき間の寸法Ｘ_１および締め代Ｙ_１が適切に保てなくなるおそれがある。

これについて、詳細に説明する。図１２は、高温環境、具体的には、１５０℃付近におけるクランク軸支持構造１０１の一部を示す断面図であり、図１１に対応する部分である。図１３は、低温環境、具体的には、−３０℃付近におけるクランク軸支持構造１０１の一部を示す断面図であり、図１１に対応する部分である。なお、図１１は、常温環境、具体的には、２０℃付近におけるクランク軸支持構造１０１の一部を示す断面図である。

図１０〜図１３を参照して、エンジンブロック１０４の素材であるアルミニウム合金の熱膨張係数の方が、クランク軸１０２および外輪１０６の素材である鋼の熱膨張係数よりも大きい。したがって、高温環境において、適切な量の締め代Ｙ_２を確保できるよう構成する必要がある。しかし、このように構成すると、常温環境および低温環境において締め代Ｙ_１、Ｙ_３が大きくなりすぎ、組込み性が悪化してしまう。また、低温環境におけるラジアルすき間の寸法Ｘ_３も負になってしまうおそれがある。このような状況は、クランク軸支持構造１０１を含むエンジンの始動を困難にするのみならず、焼付きやかじりを招くおそれがある。さらに、各環境下におけるラジアルすき間の寸法Ｘ_１、Ｘ_２、Ｘ_３の変位量が大きいと、クランク軸１０２の安定した回転が得られず、クランク軸１０２の振れ回り等を発生させて、騒音や振動が発生することになる。

ここで、特許文献４によると、オイルシールにより形成されるオイルフィルムにより、転がり軸受１０３の騒音や振動を低減している。しかし、オイルシールは、長期間高温のエンジンオイルに曝されるため、シール性が損なわれるおそれがある。そうすると、騒音や振動を低減することができない。

この発明の目的は、生産性および組込み性が良好であり、騒音や振動を低減すると共に、焼付きやかじりを低減することができる転がり軸受を提供することである。

この発明の他の目的は、軸受の生産性および組込み性が良好であり、騒音や振動を低減すると共に、焼付きやかじりを低減することができる回転軸支持構造を提供することである。

この発明に係る転がり軸受は、複数の分割外輪部品を周方向に配置して形成される外輪と、外輪の軌道面を転動する複数のころと、すき間を形成するように環状部材の周方向の一箇所を切断した形状であって、外輪と接触するように外輪の外径側に配置され、複数の分割外輪部品の径方向の動きを規制する樹脂止め輪とを備える。

このように構成することにより、分割外輪部品を回転軸の外径側から配置して外輪を形成し、すき間を形成するように環状部材の周方向の一箇所を切断した形状の樹脂止め輪を弾性変形させて外径側から配置させ、転がり軸受を組込むことができる。そうすると、組込み性を良好にすることができる。この場合、樹脂止め輪により、分割外輪部品の径方向の動きを規制し、外輪の分離を防止することができる。そうすると、外輪に特別の加工を施すことなく、かつ、樹脂止め輪は単純な形状であるため、生産性を良好にすることができる。また、転がり軸受が高温環境および低温環境に配置されても、樹脂製の樹脂止め輪の径方向の寸法を調整して、ラジアルすき間や締め代を適正に保つことができる。そうすると、外輪のクリープや焼付き、かじりを防止することができる。また、回転軸の振れ回りを防止して、騒音や振動を低減することができる。さらに、樹脂止め輪によって騒音や振動を吸収することができるため、騒音や振動を低減することができる。したがって、このような転がり軸受は、組込み性および生産性を良好にして、騒音や振動を低減すると共に、焼付きやかじりを低減することができる。

好ましくは、常温状態において、外輪の外径側に樹脂止め輪が配置された際に、樹脂止め輪の外径寸法は、外輪の外径寸法よりも大きい。こうすることにより、常温状態において、外輪と、外輪の外径側に配置されるハウジング等との間に樹脂止め輪を介在させることができ、回転時における外輪のクリープを防止すると共に、騒音や振動をより低減することができる。

さらに好ましくは、常温状態において、すき間の周方向の長さをＤ_１とし、外輪の外径をＤ_２とすると、０＜Ｄ_１≦０．４Ｄ_２の関係を有する。こうすることにより、より確実に外輪の分離の防止等を図ることができる。

さらに好ましい一実施形態として、回転軸線に垂直な方向に樹脂止め輪を切断した場合の樹脂止め輪の断面は、略Ｃ字状である。

さらに好ましい一実施形態として、樹脂止め輪を周方向に切断した場合の断面は、矩形状である。

さらに好ましくは、樹脂止め輪は、軸方向に複数設けられている。こうすることにより、より確実に外輪の分離の防止等を図ることができる。

さらに好ましくは、外輪の外径面には、径方向内側に凹んだ溝部が設けられており、樹脂止め輪は、溝部に嵌め込むように配置される。こうすることにより、樹脂止め輪の軸方向の移動を規制することができる。また、溝部を利用して、径方向の寸法をより適切に調整することができる。

この発明の他の局面においては、回転軸支持構造は、回転軸と、上記したいずれかに記載され、回転軸を支持する転がり軸受と、転がり軸受の外径側に配置されるハウジングとを含む。

このような回転軸支持構造は、軸受の生産性および組込み性が良好であり、騒音や振動を低減すると共に、焼付きやかじりを低減することができる。

好ましくは、樹脂止め輪の熱による線膨張係数は、ハウジングの熱による線膨張係数よりも大きく、ハウジングの熱による線膨張係数は、回転軸および外輪の熱による線膨張係数よりも大きい。このように構成することにより、確実に、低温環境および高温環境における騒音や振動の低減を図ることができる。

さらに好ましい一実施形態として、回転軸および外輪は、鋼製であり、ハウジングは、アルミニウム合金製である。

この発明に係る転がり軸受によれば、分割外輪部品を回転軸の外径側から配置して外輪を形成し、すき間を形成するように環状部材の周方向の一箇所を切断した形状の樹脂止め輪を弾性変形させて外径側から配置させ、転がり軸受を組込むことができる。そうすると、組込み性を良好にすることができる。この場合、樹脂止め輪により、分割外輪部品の径方向の動きを規制し、外輪の分離を防止することができる。そうすると、外輪に特別の加工を施すことなく、かつ、樹脂止め輪は単純な形状であるため、生産性を良好にすることができる。また、転がり軸受が高温環境および低温環境に配置されても、樹脂製の樹脂止め輪の径方向の寸法を調整して、ラジアルすき間や締め代を適正に保つことができる。そうすると、外輪のクリープや焼付き、かじりを防止することができる。また、回転軸の振れ回りを防止して、騒音や振動を低減することができる。さらに、樹脂止め輪によって騒音や振動を吸収することができるため、騒音や振動を低減することができる。したがって、このような転がり軸受は、組込み性および生産性を良好にして、騒音や振動を低減すると共に、焼付きやかじりを低減することができる。

また、この発明に係る回転軸支持構造によれば、軸受の生産性および組込み性が良好であり、騒音や振動を低減すると共に、焼付きやかじりを低減することができる。

以下、この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、この発明の一実施形態に係る転がり軸受に備えられる樹脂止め輪を示す図である。図２は、図１に示す樹脂止め輪の一部を、図１中の矢印ＩＩで示す方向から見た拡大図である。なお、図１は、軸方向、すなわち、後述する転がり軸受に配置された際に、転がり軸受の回転軸線方向から見た図に相当する。

図１および図２を参照して、樹脂止め輪１１ａは、樹脂製であって、すき間１３を形成するように環状部材の周方向の一箇所を切断した形状である。すなわち、樹脂止め輪１１ａは、周方向に対向する２つの端部１２ａ、１２ｂを有し、端部１２ａ、１２ｂ間にすき間１３を有する構造である。端部１２ａ、１２ｂ同士は、連結されていない。常温状態、ここでは、２０℃において、端部１２ａ、１２ｂ同士は離れている。端部１２ａ、１２ｂの形状は、後述する転がり軸受に配置された際に、軸方向に延びる平面で切断した形状である。すなわち、端部１２ａ、１２ｂにおいて、それぞれ端部１２ｂ、１２ａに対向する面は、平らである。なお、樹脂止め輪１１ａを周方向に切断した場合の断面は、矩形状である。樹脂止め輪１１ａは、すき間１３を広げるように弾性変形が可能である。また、樹脂止め輪１１ａは、ここでは、紙面表裏方向に相当するが、回転軸線に垂直な方向に切断した場合の断面が、略Ｃ字状である。

このような樹脂止め輪１１ａは、比較的単純な形状であるため、樹脂止め輪１１ａの生産性を良好にすることができる。このような形状の樹脂止め輪１１ａは、例えば、まず、樹脂製の環状の部材を製造し、この環状部材の周方向の一箇所を、すき間１３を形成するように切断して製造してもよいし、全体の形状が図１に示すような略Ｃ形状となる金型を用いて、射出成形等により製造してもよい。また、棒状の樹脂部材を円環状に折曲げて、上記した形状の樹脂止め輪１１ａを製造することにしてもよい。

次に、図１および図２に示す樹脂止め輪１１ａを備える転がり軸受の構成について説明する。図３は、図１および図２に示す樹脂止め輪１１ａを備え、この発明の一実施形態に係る転がり軸受２１を示す図である。図３は、転がり軸受２１によって支持されるクランク軸等の回転軸の回転軸線（図示せず）方向から見た図である。なお、図３に示す状態は、常温状態、具体的には、２０℃付近の状態を示す図である。図４は、図３に示す転がり軸受２１を、図３中のＩＶ−ＩＶ断面で切断した場合の断面図である。図５は、図３に示す転がり軸受２１を、図３中の矢印Ｖの方向から見た図である。

図１〜図５を参照して、転がり軸受２１は、外輪２２と、複数のころ２３と、ころ２３を保持する保持器２４と、転がり軸受２１の外径側に配置される２つの樹脂止め輪１１ａ、１１ｂとを備える。樹脂止め輪１１ｂは、樹脂止め輪１１ａと同様の構成であるため、その説明を省略する。

ころ２３は、外輪２２の内径側に位置する軌道面２７上を転動する。保持器２４は、複数のころ２３を収容する複数のポケット（図示せず）を有する。ころ２３を保持する保持器２４は、２つの分割保持器部品２６ａ、２６ｂから形成される。各分割保持器部品２６ａ、２６ｂは、環状の保持器２４を、転がり軸受２１の回転軸線を含み、回転軸線と平行な平面で切断した形状である。すなわち、保持器２４は、２つの分割保持器部品２６ａ、２６ｂに分割可能であり、分割保持器部品２６ａ、２６ｂを周方向に配置して形成される。各分割保持器部品２６ａ、２６ｂは、それぞれころ２３を保持することができる。

外輪２２は、２つの分割外輪部品２５ａ、２５ｂから形成される。各分割外輪部品２５ａ、２５ｂは、環状の外輪２２を、転がり軸受２１の回転軸線を含み、回転軸線と平行な平面で切断した形状である。すなわち、外輪２２は、２つの分割外輪部品２５ａ、２５ｂに分割されており、分割外輪部品２５ａ、２５ｂを周方向に配置して形成される。

分割外輪部品２５ａには、外径面２８ａから径方向内側に凹んだ２つの溝部２９ａ、２９ｃが設けられている。溝部２９ａ、２９ｃは、軸方向の異なる位置に設けられている。同様に、分割外輪部品２５ｂには、外径面２８ｂから径方向内側に凹んだ２つの溝部２９ｂ、２９ｄが設けられている。分割外輪部品２５ａ、２５ｂを組み合わせて外輪２２を形成した際に、溝部２９ａ、２９ｂおよび溝部２９ｃ、２９ｄはそれぞれ、環状に連なる形状となる。なお、このような溝部２９ａ〜２９ｄは、外輪分割部品２５ａ、２５ｂのそれぞれの外径面２８ａ、２８ｂの一部を切削加工等することにより容易に形成される。

ここで、樹脂止め輪１１ａ、１１ｂは、外輪２２と接触するように外輪２２の外径側に配置され、複数の分割外輪部品２５ａ、２５ｂの径方向の動きを規制する。ここでは、樹脂止め輪１１ａは、溝部２９ａ、２９ｂに嵌め込むように転がり軸受２１の外径側に配置される。同様に、樹脂止め輪１１ｂは、溝部２９ｃ、２９ｄに嵌め込むように転がり軸受２１の外径側に配置される。すなわち、樹脂止め輪１１ａ、１１ｂはそれぞれ、軸方向の異なる位置に設けられる。

こうすることにより、分割外輪部品２５ａ、２５ｂの径方向の動きを規制して、外輪２２の分離を防止することができる。この場合、軸方向の異なる位置に設けられた２つの樹脂止め輪１１ａ、１１ｂにより、より確実に外輪２２の分離を防止することができる。また、溝部２９ａ〜２９ｄに嵌め込むように配置されているため、樹脂止め輪１１ａ、１１ｂの軸方向の移動を規制して、樹脂止め輪１１ａ、１１ｂをより確実に外輪２２の外径面２８ａ、２８ｂ側に配置させることができる。また、後述するように、溝部２９ａ〜２９ｄを利用して、転がり軸受２１の径方向の寸法をより適切に調整することができる。すなわち、外径面２８ａ、２８ｂから径方向に突出する突出量を、溝部２９ａ〜２９ｂの深さ、具体的には、径方向の凹み量により調整することができる。

なお、常温状態において、外輪２２の外径側に樹脂止め輪１１ａ、１１ｂが配置された際に、樹脂止め輪１１ａ、１１ｂの外径寸法は、外輪２２の外径寸法よりも大きい。具体的には、溝部２９ａ〜２９ｄに嵌め込まれた樹脂止め輪１１ａ、１１ｂは、常温状態において、外径面２８ａ、２８ｂよりも若干突出している。こうすることにより、常温状態において、外輪２２と、外輪２２の外径側に配置される後述するハウジング等との間に樹脂止め輪１１ａ、１１ｂを介在させることができ、回転時における外輪２２のクリープを防止すると共に、騒音や振動をより低減することができる。

次に、上記した転がり軸受２１を含む回転軸支持構造、ここでは、回転軸をクランク軸としたクランク軸支持構造の構成について説明する。図６は、この発明の一実施形態に係る転がり軸受２１を含むクランク軸支持構造をクランク軸の回転軸線方向から見た図である。なお、理解の容易の観点から、図６は、上記した図１０と同様に、クランク軸支持構造の一部を分解した状態を示している。

図１〜図６を参照して、クランク軸支持構造３１は、回転軸としてのクランク軸３２と、クランク軸３２を支持する上記した構成の転がり軸受２１と、転がり軸受２１の外径側に配置され、転がり軸受２１を取り付けるハウジングとしてのエンジンブロック３３とを含む。エンジンブロック３３は、周方向に分割される２つの分割エンジンブロック部品３４ａ、３４ｂに分割可能である。転がり軸受２１を挟んで分割エンジンブロック部品３４ａ、３４ｂをボルト（図示せず）によって締結することにより、転がり軸受２１をエンジンブロック３３に取付ける。なお、クランク軸３２および外輪２２は、鋼製であり、エンジンブロック３３は、アルミニウム合金製である。また、上記した樹脂止め輪１１ａ、１１ｂの熱による線膨張係数は、エンジンブロック３３の熱による線膨張係数よりも大きく、エンジンブロック３３の熱による線膨張係数は、クランク軸３２および外輪の熱による線膨張係数よりも大きく構成されている。

ここで、クランク軸３２への転がり軸受２１の組込み方法について説明する。まず、クランク軸３２の外径側から、ころ２３を保持した分割保持器部品２６ａ、２６ｂを配置させる。次に、分割保持器部品２６ａ、２６ｂの外径側から、分割外輪部品２５ａ、２５ｂを配置させる。その後、分割外輪部品２５ａ、２５ｂの外径側から樹脂止め輪１１ａ、１１ｂの弾性変形を利用して、樹脂止め輪１１ａ、１１ｂを配置させる。この場合、溝部２９ａ〜２９ｄに嵌め込むように配置する。このようにして、転がり軸受２１をクランク軸３２の外径側から組込む。その後、転がり軸受２１をエンジンブロック３３に取付ける。

このように構成することにより、転がり軸受２１の各構成部品をクランク軸３２の外径側から組込むことができる。そうすると、クランク軸３２の軸方向に位置するカウンターウェイト（図示せず）等との干渉を防止して組込むことができる。この場合、分割樹脂止め輪１１ａ、１１ｂを外径側から配置させることができるため、組込み性を良好にすることができる。すなわち、環状部材を圧入する際に生ずるかじり等を防止することができる。また、樹脂止め輪１１ａ、１１ｂにより、分割外輪部品２５ａ、２５ｂの径方向の動きを規制し、外輪２２の分離を防止することができる。さらに、エンジンブロック３３と転がり軸受２１の外輪２２との間には、樹脂止め輪１１ａ、１１ｂ介在しているため、樹脂止め輪１１ａ、１１ｂによって、転がり軸受２１の騒音や振動を吸収することができる。したがって、騒音や振動を低減することができる。また、樹脂止め輪１１ａ、１１ｂによって、転がり軸受２１の径方向の寸法を調整し、ラジアルすき間や締め代を適切に保つことができる。

これを、図７、図８および図９を参照して説明する。図７は、常温環境、具体的には、２０℃付近におけるクランク軸支持構造３１の一部を示す断面図であり、図４の一部に対応する部分である。図８は、高温環境、具体的には、１５０℃付近におけるクランク軸支持構造３１の一部を示す断面図であり、図７に対応する部分である。図９は、低温環境、具体的には、−３０℃付近におけるクランク軸支持構造３１の一部を示す断面図であり、図７に対応する部分である。なお、熱による線膨張係数は、鋼製のクランク軸３２および外輪２２、アルミニウム合金製のエンジンブロック３３、樹脂製の樹脂止め輪１１ａ、１１ｂの順に大きくなる。

図７〜図９を参照して、転がり軸受２１の内径側には、クランク軸３２が配置される。常温環境において、ラジアルすき間の寸法Ａ_１を適正にするよう、樹脂止め輪１１ａ、１１ｂの厚み等を調整する。この場合、外輪２２とエンジンブロック３３との間には、締め代を設けず、エンジンブロック３３と樹脂止め輪１１ａ、１１ｂとの間に締め代を設ける。

高温環境においては、クランク軸３２、外輪２２、エンジンブロック３３および樹脂止め輪１１ａ、１１ｂがそれぞれ径方向外側に熱膨張する。ここで、エンジンブロック３３の熱による線膨張係数の方が外輪２２の熱による線膨張係数よりも大きいため、外輪２２とエンジンブロック３３とのすき間が大きくなる。しかし、エンジンブロック３３の熱による線膨張係数よりも樹脂止め輪１１ａ、１１ｂの熱による線膨張係数の方が大きいため、樹脂止め輪１１ａ、１１ｂの熱膨張により外輪２２とエンジンブロック３３とのすき間を埋めることができる。すなわち、樹脂止め輪１１ａ、１１ｂとエンジンブロック３３との間に締め代を有することになる。一方、ころ２３とクランク軸３２との間のラジアルすき間の寸法Ａ_２についても、外輪２２とクランク軸３２の材質は同じであるため、適正にすることができる。

低温環境においては、クランク軸３２、外輪２２、エンジンブロック３３および樹脂止め輪１１ａ、１１ｂがそれぞれ径方向内側に熱収縮する。ここで、エンジンブロック３３の熱による線膨張係数の方が外輪２２の熱による線膨張係数よりも大きいため、外輪２２とエンジンブロック３３とのすき間が小さくなる。しかし、エンジンブロック３３の熱による線膨張係数よりも樹脂止め輪１１ａ、１１ｂの熱による線膨張係数の方が大きいため、樹脂止め輪１１ａ、１１ｂの熱収縮および溝部２９ａ〜２９ｄの利用により、樹脂止め輪１１ａ、１１ｂとエンジンブロック３３とが当接せず、外輪２２とエンジンブロック３３とが当接して、すき間をなくすことができる。すなわち、外輪２２とエンジンブロック３３との間に締め代Ｂ_３を有することになる。一方、ころ２３とクランク軸３２との間のラジアルすき間の寸法Ａ_３についても、適正にすることができる。

表１に、上記した構成の転がり軸受２１を含むクランク軸支持構造３１において、各環境下における径方向の寸法等を測定した結果を示す。また、表２に、図１０等に示す従来の転がり軸受を含むクランク軸支持構造において、各環境下における径方向の寸法等を測定した結果を示す。

表１および表２を参照して、ラジアルすき間については、従来におけるクランク軸支持構造においては、０．００２ｍｍ〜０．０５０ｍｍの間で変位している。これに対し、上記した構成のクランク軸支持構造３１においては、０．００２ｍｍ〜０．０１５ｍｍとなり、変位量が小さくなっている。したがって、ラジアルすき間の変位量を少なくして適正に保ってクランク軸３２の安定した回転を確保することができ、騒音や振動を低減することができる。

また、締め代については、従来におけるクランク軸支持構造においては、１５０℃での締め代を確保すると、−３０℃での締め代は０．０４５ｍｍまで大きくなる。これに対し、上記した構成のクランク軸支持構造３１においては、外輪２２とエンジンブロック３３との間に配置される樹脂止め輪１１ａ、１１ｂにより、−３０℃における締め代を考慮し、確保するのみでよい。このように、各環境下におけるラジアルすき間および締め代を適切にすることができる。

以上より、このような転がり軸受２１は、組込み性および生産性を良好にして、騒音や振動を低減すると共に、焼付きやかじりを低減することができる。

また、このようなクランク軸支持構造３１は、転がり軸受２１の生産性および組込み性が良好であり、騒音や振動を低減すると共に、焼付きやかじりを低減することができる。

なお、常温状態において、すき間１３の周方向の長さをＤ_１とし、外輪の外径をＤ_２とすると、０＜Ｄ_１≦０．４Ｄ_２の関係を有することが好ましい（図５参照）。こうすることにより、より確実に外輪２２の分離の防止等を図ることができる。

また、上記の実施の形態においては、２つの樹脂止め輪１１ａ、１１ｂを転がり軸受２１に設けることにしたが、これに限らず、１つの樹脂止め輪のみを設ける構成にしてもよいし、３つ以上の樹脂止め輪を設けることにしてもよい。

なお、上記の実施の形態においては、外輪２２の外径面２８ａ、２８ｂに設けた溝部２９ａ〜２９ｄに樹脂止め輪１１ａ、１１ｂを嵌め込むようにして設けることにしたが、これに限らず、外径面２８ａ、２８ｂに溝部２９ａ〜２９ｄを設けず、外径面２８ａ、２８ｂにそのまま樹脂止め輪１１ａ、１１ｂを嵌めるようにしてもよい。こうすることにより、外輪に特別の加工を施すことなく、外輪の分離を防止することができる。また、溝部２９ａ〜２９ｄは、環状に連なる構成でなくともよく、周方向の各所に溝状の部分を形成し、この溝状の部分に樹脂止め輪の一部を嵌め込むように構成してもよい。

また、樹脂止め輪１１ａ、１１ｂは、断面矩形状としたが、これに限らず、断面丸穴形状等であってもよい。

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。

この発明に係る転がり軸受および回転軸支持構造は、自動車用部品として有効に利用される。

この発明の一実施形態に係る転がり軸受に備えられる樹脂止め輪を示す図である。 図１に示す樹脂止め輪の一部を外径側から見た拡大図である。 この発明の一実施形態に係る転がり軸受を示す図である。 図３に示す転がり軸受の断面図である。 図３に示す転がり軸受を図３中の矢印Ｖの方向から見た図である。 この発明の一実施形態に係る転がり軸受を含むクランク軸支持構造を示す図である。 常温環境において、図６に示すクランク軸支持構造の一部を示す断面図である。 高温環境において、図６に示すクランク軸支持構造の一部を示す断面図である。 低温環境において、図６に示すクランク軸支持構造の一部を示す断面図である。 従来におけるクランク軸支持構造の一部を示す図である。 常温環境において、図１０に示すクランク軸支持構造の一部を示す図である。 高温環境において、図１０に示すクランク軸支持構造の一部を示す断面図である。 低温環境において、図１０に示すクランク軸支持構造の一部を示す断面図である。

符号の説明

１１ａ，１１ｂ 樹脂止め輪、１２ａ，１２ｂ 端部、１３ すき間、２１ 転がり軸受、２２ 外輪、２３ ころ、２４ 保持器、２５ａ，２５ｂ 分割外輪部品、２６ａ，２６ｂ 分割保持器部品、２７ 軌道面、２８ａ，２８ｂ 外径面、２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ 溝部、３１ クランク軸支持構造、３２ クランク軸、３３ エンジンブロック、３４ａ，３４ｂ 分割エンジンブロック部品。

Claims (7)

1. 複数の分割外輪部品を周方向に配置して形成される外輪と、
   前記外輪の軌道面を転動する複数のころと、
   すき間を形成するように環状部材の周方向の一箇所を切断した形状であって、前記外輪と接触するように前記外輪の外径側に配置され、前記複数の分割外輪部品の径方向の動きを規制する樹脂止め輪とを備え、
   常温状態において、前記外輪の外径側に前記樹脂止め輪が配置された際に、前記樹脂止め輪の外径寸法は、前記外輪の外径寸法よりも大きく、
   常温状態において、前記すき間の周方向の長さをＤ _１ とし、前記外輪の外径をＤ _２ とすると、０＜Ｄ _１ ≦０．４Ｄ _２ の関係を有し、
   前記外輪の外径面には、径方向内側に凹んだ溝部が設けられており、
   前記溝部は、周方向に真直ぐな方向に延びるよう構成されており、
   前記樹脂止め輪は、前記溝部に嵌め込むように配置される、転がり軸受。
2. 回転軸線に垂直な方向に前記樹脂止め輪を切断した場合の前記樹脂止め輪の断面は、略Ｃ字状である、請求項１に記載の転がり軸受。
3. 前記樹脂止め輪を周方向に切断した場合の断面は、矩形状である、請求項１または２に記載の転がり軸受。
4. 前記樹脂止め輪は、軸方向に複数設けられている、請求項１〜３のいずれかに記載の転がり軸受。
5. 回転軸と、
   請求項１〜４のいずれかに記載され、前記回転軸を支持する転がり軸受と、
   前記転がり軸受の外径側に配置されるハウジングとを含む、回転軸支持構造。
6. 前記樹脂止め輪の熱による線膨張係数は、前記ハウジングの熱による線膨張係数よりも大きく、
   前記ハウジングの熱による線膨張係数は、前記回転軸および前記外輪の熱による線膨張係数よりも大きい、請求項５に記載の回転軸支持構造。
7. 前記回転軸および前記外輪は、鋼製であり、
   前記ハウジングは、アルミニウム合金製である、請求項５または６に記載の回転軸支持構造。
   

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