JPH11101243A - 針状ころ軸受 - Google Patents

針状ころ軸受

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JPH11101243A
JPH11101243A JP26437497A JP26437497A JPH11101243A JP H11101243 A JPH11101243 A JP H11101243A JP 26437497 A JP26437497 A JP 26437497A JP 26437497 A JP26437497 A JP 26437497A JP H11101243 A JPH11101243 A JP H11101243A
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JP
Japan
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diameter
needle roller
annular
annular portion
needle
Prior art date
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Pending
Application number
JP26437497A
Other languages
English (en)
Inventor
Norio Fujioka
典夫 藤岡
Masuhisa Yoshida
益久 吉田
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NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 潤滑油の流通性およびコンタミの排出性の向
上 【解決手段】 保持器3の環状部3bの内径(直径)D
1は、針状ころ4の内接円直径D0、針状ころの直径D
rに対して、(D0+0.35Dr)≦D1≦(D0+
0.45Dr)の関係を有する値に設定され、環状部3
bの内周面とクランクピン1cの外周面との間に環状の
隙間部Sが形成されている。環状部3bの内径(直径)
D1を上記範囲内の値に設定することにより、隙間部S
が従来に比べて拡大し、潤滑油の流通およびコンタミの
排出がより一層促進される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、針状ころ軸受、及
び、これを用いたエンジンのコネクティングロッドの支
持構造に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、原動機付自動二輪車等の小型2
サイクルエンジンでは、コネクティングロッドの大径ボ
ス部とクランクピンとの嵌合部や、コネクティングロッ
ドの小径ボス部とピストンピンとの嵌合部に、保持器と
複数の針状ころとをアッセンブリした、軌道輪なしの針
状ころ軸受を使用する場合が多い。これは、軽量で断面
高さが小さく、かつ、負荷容量が大きいという、この種
の針状ころ軸受の利点を生かして、エンジンの小型・軽
量化を図るためである。
【0003】図3は、コネクティングロッドの支持用に
用いられる従来の針状ころ軸受Bを示している。この針
状ころ軸受Bは、複数の長窓形のポケット13aが円周
所定間隔に形成された保持器13と、保持器13のポケ
ット13aに転動自在に収容保持された複数の針状ころ
14とで構成される。
【0004】保持器13は、ポケット13aの軸方向両
側が環状部13b、円周方向両側が環状部13bに連続
した柱部13cになった環体である。柱部13cの軸方
向中央部分13c1は軸方向両側部分13c2よりも小
径となるように凹み、軸方向中央部分13c1と軸方向
両側部分13c2とは傾斜部分13c3を介して連続し
ている。また、環状部13bは柱部13cの軸方向両側
部分13c2よりも小径となるように内径側に鍔状に突
出している。そのため、保持器13の柱部13cを含む
縦断面形状は全体として略M字状をなす。
【0005】この種の針状ころ軸受は、クランク室やシ
リンダ室に送り込まれるガソリンと潤滑油との混合気中
の潤滑油によって潤滑され、また、コンタミ(ピストン
の摩耗粉等)が軸受内部に侵入しやすい環境下で運転さ
れる。そのため、保持器13の環状部13bの内径(直
径)D1’を針状ころ14の内接円直径D0よりも所定
量大きく設定し、環状部13bの内周面と相手側部材
(クランクピン又はピストンピン)の外周面との間に環
状の隙間部S’を形成することにより、潤滑油の軸受内
部への流通、および、コンタミの軸受内部からの排出を
確保している。
【0006】従来、保持器13の環状部13bの内径
(直径)D1’は、針状ころ14の内接円直径D0、針
状ころ14の直径Drに対して、(D0+0.15D
r)≦D1≦(D0+0.20Dr)の関係を有する値
に設定されていた(柱部13cの軸方向中央部分13c
1の内径(直径)と同レベル)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】近時におけるエンジン
の一層の小型・軽量化、高速・高出力化の傾向等から、
この種の針状ころ軸受は、潤滑不足やコンタミ滞留がよ
り生じ易い環境下で運転される機会が増えてきている。
【0008】そこで、本発明は、上記のような事情に鑑
み、この種の針状ころ軸受における、潤滑油の流通およ
びコンタミの排出をより一層促進することを目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明では、保持器の環
状部の内径(直径)D1を、針状ころの内接円直径D
0、針状ころの直径Drに対して、(D0+0.35D
r)≦D1≦(D0+0.45Dr)の関係を有する値
に設定した。これにより、保持器の環状部の内周面と相
手側部材の外周面との間の隙間部が従来に比べて拡大す
るので、潤滑油の流通およびコンタミの排出がより一層
促進される。
【0010】D1が(D0+0.35Dr)未満である
と、本願の意図する上記効果が得られず、逆に、D1が
(D0+0.45Dr)を越えると、保持器の剛性が低
下し好ましくない。従って、環状部の内径(直径)D1
は(D0+0.35Dr)≦D1≦(D0+0.45D
r)の範囲内で設定するのが、潤滑油の流通促進、コン
タミの排出促進、および保持器の剛性確保の点から最良
である。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。
【0012】図1は、エンジンのクランク軸1とコネク
ティングロッド2を示している。クランク軸1は、図示
されていないクランク室の内部に配置され、回転中心軸
1aと、バランスウェイト1bと、クランクピン1cと
で構成される。クランクピン1cは、バランスウェイト
1bと一体で形成される場合もあるし、別体で形成され
る場合もある。コネクティングロッド2は、一端に大径
ボス部2a、他端に小径ボス部2bを備え、大径ボス部
2aを以下に説明する形態の針状ころ軸受Aを介してク
ランクピン1cに嵌合される。尚、コネクティングロッ
ド2の小径ボス部2bは図示されていないピストンのピ
ストンピンに軸受を介して嵌合されるが、その軸受とし
て以下に説明する形態の針状ころ軸受を用いることがで
きる。
【0013】ガソリンと潤滑油との混合気がクランク室
に送り込まれ、さらにシリンダの上下動作に応じてシリ
ンダの燃焼室に導かれて燃焼される。そして、シリンダ
室内の混合気の燃焼力によってピストンが上下運動を行
い、このピストンの上下運動がコネクティングロッド2
とクランクピン1cによって回転中心軸1aの回転運動
に変換されて、エンジンが回転する。針状ころ軸受A
(および、コネクティングロッド2の小径ボス部2bの
内周面とピストンのピストンピンの外周面との間に介装
される軸受)は、混合気中に含まれる潤滑油によって潤
滑され、ピストンの上下運動とクランクピン1cの偏心
回転運動に伴うコネクティングロッド2の動作を円滑に
案内する役割を持つ。
【0014】図2(a)(b)は、コネクティングロッ
ド2の大径ボス部2aの内周面とクランクピン1cの外
周面との間に介装されるこの実施形態の針状ころ軸受A
を示している。この針状ころ軸受Aは、複数の長窓形の
ポケット3aが円周所定間隔に形成された保持器3と、
保持器3のポケット3aに転動自在に収容保持された複
数の針状ころ4とで構成される。
【0015】保持器3は、ポケット3aの軸方向両側が
環状部3b、円周方向両側が環状部3bに連続した柱部
3cになった環体である(クランクピン1cがバランス
ウェイト1bと一体形成される場合は、装着を可能にす
るため、2分割構造とされる場合がある。)。柱部3c
の軸方向中央部分3c1は軸方向両側部分3c2よりも
小径となるように凹み、軸方向中央部分3c1と軸方向
両側部分3c2とは傾斜部分3c3を介して連続してい
る。また、環状部3bは柱部3cの軸方向両側部分3c
2よりも小径となるように内径側に鍔状に突出してい
る。そのため、保持器3の柱部3cを含む縦断面形状は
全体として略M字状をなす。
【0016】環状部3bの内側(ポケット側)には、針
状ころ4の端面と接触するポケット壁面3a1が形成さ
れる。同図(b)に示すように、ポケット壁面3a1の
半径方向寸法はY1であり、そのうち、針状ころ4の端
面と接触する領域はY2である。このポケット壁面3a
1の内径側部分は、繋ぎアールRを介して環状部3bの
内側面3b1に連続している。
【0017】柱部3cの軸方向両側部分3c2の内側
(ポケット側)には、針状ころ4の外径側への抜けを防
止するためのポケット壁面(ころ抜け止め)3a2が形
成される。同図(b)に示すように、このポケット壁面
3a2の一端内径側部分は、繋ぎアールR(ポケット壁
面3a1の繋ぎアールRと同じ大きさである。)を介し
て環状部3bの内側面3b1に連続している。また、柱
部3cの傾斜部分3c3の内側には、針状ころ4の転動
面とピッチ円(針状ころのピッチ円)上で接触するポケ
ット壁面3a3が形成され、柱部3cの軸方向中央部分
3c1の内側には、針状ころ4の内径側への落ちを防止
するためのポケット壁面(ころ落ち止め)3a4が形成
される。尚、柱部3Cの肉厚は従来保持器と同じであ
る。
【0018】この実施形態において、保持器3の環状部
3bの内径(直径)D1は、針状ころ4の内接円直径D
0、針状ころの直径Drに対して、(D0+0.35D
r)≦D1≦(D0+0.45Dr)の関係を有する値
に設定され、環状部3bの内周面とクランクピン1cの
外周面との間に環状の隙間部Sが形成されている。環状
部3bの内径(直径)D1を上記範囲内の値に設定する
ことにより、隙間部Sが従来に比べて拡大し(S>
S’)、潤滑油の流通およびコンタミの排出がより一層
促進される。
【0019】さらに、この実施形態では、保持器3のポ
ケット壁面3a1の内径側部分と環状部3bの内側面3
b1との繋ぎアールR(曲率半径)、および、ポケット
壁面3a2の内径側部分と環状部3bの内側面3b1と
の繋ぎアールR(曲率半径)は、針状ころ4の直径Dr
に対して0.2<R/Dr≦0.5、好ましくは、0.
3≦R/Dr≦0.5の関係を有する値に設定されてい
る。これは次の理由による。すなわち、この種の保持器
は、通常、鋼管素材等から削旋加工によって同図に示す
ような略M字状の基本形状を削り出した後、ポケットを
抜き加工(プレス加工)によって形成するが、従来は、
ポケットを抜き加工する際の加工性に配慮して、図3
(b)に示す環状部13bとの繋ぎアールR’(略M字
状の基本形状を削り出す時点で形成される。)を可能な
限り小さく設定していた(針状ころ14の直径をDrと
してR’/Dr≦0.2)。そのため、抜き加工によっ
て形成されるポケット13aの環状部13b側のポケッ
ト壁面13a1の半径方向寸法Y3(および針状ころ1
4の端面と接触する領域はY4)が小さくなり、針状こ
ろ14の端面との接触部における接触面圧、柱部13c
と環状部13bとの繋ぎ部分の強度(応力集中)、およ
びコンタミの排出性の点で不利であった。これに対し
て、この実施形態では、繋ぎアールRを上記のような値
に設定しているため(従来の繋ぎアールR’に対してR
>R’)、ポケット壁面3a1の半径方向寸法Y1(お
よび針状ころ4の端面との接触領域Y2)が従来よりも
大きくなる。そのため、ポケット壁面3a1と針状ころ
4の端面との接触領域Y2における接触面圧が従来に比
べて低減し、保持器3の耐久性向上が図られる。また、
繋ぎアールRが大きくなることにより、柱部3cの軸方
向両側部分3c2と環状部3bとの繋ぎ部分への応力集
中が緩和されるので、保持器3の強度が向上する。さら
に、上記繋ぎ部分にコンタミが滞留しにくくなるので、
コンタミの排出性が良好になる。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、保持器の環状部の内径
(直径)D1を、針状ころの内接円直径D0、針状ころ
の直径Drに対して、(D0+0.35Dr)≦D1≦
(D0+0.45Dr)の関係を有する値に設定したの
で、保持器の環状部の内周面と相手側部材の外周面との
間の隙間が従来に比べて拡大し、潤滑油の流通およびコ
ンタミの排出がより一層促進される。
【0021】上記効果により、軽量で断面高さが小さ
く、かつ、負荷容量が大きいという、この種の針状ころ
軸受の利点を維持しつつ、その耐久性を向上させること
ができ、特に、エンジンのコネクティングロッドの支持
軸受として、高い耐久性と信頼性を確保することができ
る。また、本発明の針状ころ軸受を用いたコネクティン
グロッドの支持構造は、コンパクトでかつ耐久性に優れ
ており、エンジンの一層の小型・軽量化、高速・高出力
化に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】エンジンのコネクティングロッドの支持構造の
一例を示す図である。
【図2】実施形態に係わる針状ころ軸受Aの一部断面図
である。
【図3】従来形態に係わる針状ころ軸受Bの一部断面図
である。
【符号の説明】
1 クランク軸 1c クランクピン 2 コネクティングロッド 2a 大径ボス部 2b 小径ボス部 3 保持器 3a ポケット 3a1 ポケット壁面 3a2 ポケット壁面 3b 環状部 3c 柱部 4 針状ころ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円周方向の複数箇所にポケットが形成さ
    れ、ポケットの軸方向両側が環状部、円周方向両側が環
    状部に連続した柱部で、かつ、柱部の軸方向中央部分が
    軸方向両側部分よりも小径となるように凹まされ、環状
    部が柱部の軸方向両側部分よりも内径側に鍔状に突出し
    た保持器と、保持器のポケットに収容された複数の針状
    ころとを備えた針状ころ軸受において、 前記環状部の内径(直径)D1が、針状ころの内接円直
    径D0、針状ころの直径Drに対して、(D0+0.3
    5Dr)≦D1≦(D0+0.45Dr)の関係を有す
    ることを特徴とする針状ころ軸受。
  2. 【請求項2】 エンジンのコネクティングロッドの支持
    用に用いられる請求項1記載の針状ころ軸受。
  3. 【請求項3】 円周方向の複数箇所に針状ころを収容す
    るためのポケットが形成され、ポケットの軸方向両側が
    環状部、円周方向両側が環状部に連続した柱部で、か
    つ、柱部の軸方向中央部分が軸方向両側部分よりも小径
    となるように凹まされ、環状部が柱部の軸方向両側部分
    よりも内径側に鍔状に突出した針状ころ軸受用保持器に
    おいて、 前記環状部の内径(直径)D1が、針状ころの内接円直
    径D0、針状ころの直径Drに対して、(D0+0.3
    5Dr)≦D1≦(D0+0.45Dr)の関係を有す
    ることを特徴とする針状ころ軸受用保持器。
  4. 【請求項4】 コネクティングロッドの一端の大径ボス
    部をクランク軸のクランクピンに軸受を介して嵌合し、
    他端の小径ボス部をピストンのピストンピンに軸受を介
    して嵌合したエンジンのコネクティングロッドの支持構
    造において、 前記大径ボス部と小径ボス部のうち少なくとも一方を支
    持する軸受が、円周方向の複数箇所にポケットが形成さ
    れ、ポケットの軸方向両側が環状部、円周方向両側が環
    状部に連続した柱部で、かつ、柱部の軸方向中央部分が
    軸方向両側部分よりも小径となるように凹まされ、環状
    部が柱部の軸方向両側部分よりも内径側に鍔状に突出し
    た保持器と、保持器のポケットに収容された複数の針状
    ころとを備え、前記環状部の内径(直径)D1が、針状
    ころの内接円直径D0、針状ころの直径Drに対して、
    (D0+0.35Dr)≦D1≦(D0+0.45D
    r)の関係を有する針状ころ軸受であることを特徴とす
    るエンジンのコネクティングロッドの支持構造。
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US09/157,375 US6007254A (en) 1997-09-29 1998-09-21 Needle roller bearing
DE19843631A DE19843631B4 (de) 1997-09-29 1998-09-23 Nadellager

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