WO2020145391A1 - ころ軸受 - Google Patents

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WO2020145391A1
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outer peripheral
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peripheral surface
roller bearing
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謙輔 木村
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株式会社ジェイテクト
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    • F16C19/24—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for radial load mainly
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    • F16C9/00—Bearings for crankshafts or connecting-rods; Attachment of connecting-rods
    • F16C9/02—Crankshaft bearings
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    • F16C9/00—Bearings for crankshafts or connecting-rods; Attachment of connecting-rods
    • F16C9/04—Connecting-rod bearings; Attachments thereof

Definitions

  • the present disclosure relates to roller bearings.
  • crankshaft of an automobile engine is supported by the engine block via bearings.
  • a sliding bearing is generally used as this bearing.
  • Crank shafts include an assembly type that is constructed by assembling multiple parts such as a crank arm, a crank journal, and a crank pin, and an integrated type that the entire crank shaft is integrally formed by casting.
  • a split inner ring is used as described in JP 2010-11710A, for example.
  • noise or vibration may occur when the rollers cross the joint of the inner ring.
  • Such noise and vibration hereinafter referred to as “NV”) become remarkable especially when the rotation speed of the rotating member becomes high.
  • the present disclosure provides suppression of NV of a roller bearing having an inner ring composed of a plurality of split members.
  • the roller bearing has a pair of convex portions radially outwardly projecting at both ends in the axial direction and provided along the circumferential direction, and a belt-shaped outer peripheral surface between the pair of convex portions.
  • a plurality of rollers having an inner ring having a raceway surface formed on the inner surface, a cylindrical main body portion rolling on the raceway surface, and a pair of shaft portions protruding from both ends of the main body portion; and the plurality of rollers.
  • a retainer configured to retain.
  • the inner ring includes a plurality of split members arranged side by side in the circumferential direction.
  • the first joints of the plurality of dividing members on the outer peripheral surfaces of the pair of convex portions are provided at positions circumferentially displaced from the second joints of the plurality of dividing members on the band-shaped outer peripheral surface.
  • NV of a roller bearing having an inner ring composed of a plurality of divided members can be suppressed.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration example of an engine including a crankshaft supported by a cylinder block by a roller bearing according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a crankshaft together with a lower end portion of a cylinder block, a plurality of crank caps, and the like.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view showing the roller bearing and its peripheral portion in a cross section perpendicular to the axial direction.
  • FIG. 3B is a side view showing the roller bearing.
  • FIG. 4A is an explanatory diagram showing a state before the inner ring of the roller bearing is attached to the crank journal.
  • FIG. 4B is an explanatory diagram showing a state after the inner ring of the roller bearing is attached to the crank journal.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a first inner ring member forming an inner ring of the roller bearing.
  • FIG. 6A is an explanatory diagram showing a part of the inner ring together with the rollers.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view of the inner ring shown with the rollers facing the non-raceway surface of the belt-shaped outer peripheral surface of the inner ring.
  • FIG. 6C is a cross-sectional view of the inner ring shown together with the rollers facing the raceway surface of the belt-shaped outer peripheral surface of the inner ring.
  • Embodiments of the present invention are described with reference to FIGS. 1, 2, 3A, 3B, 4A, 4B, 5, 6A, 6B, and 6C.
  • the embodiment described below is shown as a suitable example for carrying out the present invention, but includes a portion specifically exemplifying technically preferable contents.
  • the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration example of an engine including a crankshaft supported by a cylinder block by a roller bearing according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a crankshaft together with a lower end portion of a cylinder block, a plurality of crank caps, and the like.
  • the engine 10 is used as a drive source for an automobile, and includes a cylinder block 11, a cylinder head 12 mounted above the cylinder block 11, an oil pan 13 mounted below the cylinder block 11, and a crank serving as a rotating member. And a shaft.
  • the cylinder head 12 houses a camshaft (not shown).
  • a plurality of cylinders 110 accommodating the pistons 14 are partitioned by partition walls 111, and the pistons 14 are connected to the crankshaft 2 by connecting rods (connecting rods) 15.
  • the crankshaft 2 receives the combustion pressure due to the explosion of the air-fuel mixture supplied to the cylinder 110 via the piston 14 and the connecting rod 15, and is supported between the cylinder block 11 and the oil pan 13 to support the rotation center of the crankshaft 2.
  • Rotation around the rotation axis O a direction parallel to the rotation axis O will be referred to as an axial direction, and a direction perpendicular to the rotation axis O will be referred to as a radial direction.
  • the crankshaft 2 includes a plurality of crank arms 21, a balance weight 22 provided on some of the plurality of crank arms 21, a crank journal 23 having a rotation axis O as a central axis, and a rotation axis O. And a crank pin 24 that is eccentric with respect to the cylinder block 11, and rotates in a fixed direction with respect to the cylinder block 11.
  • a crank pulley 16 is attached to one end of the crankshaft 2 and is rotated by a belt for driving auxiliary machinery.
  • Each part of the crankshaft 2 is integrally formed by casting, and the outer peripheral surfaces of the crank journal 23 and the crankpin 24 are ground.
  • the crankshaft 2 has eight crank arms 21, five crank journals 23, and four crankpins 24.
  • the two crank journals 23 at both ends are supported between the side wall 112 of the cylinder block 11 and the edge wall 131 of the oil pan 13.
  • the other three crank journals 23 are supported between the partition wall 111 of the cylinder block 11 and the plurality of crank caps 17 fixed to the partition wall 111.
  • the crank cap 17 is fixed to the lower end of the partition wall 111 by a bolt 18.
  • semicircular recesses 111a and 112a are formed in the lower ends of the partition wall 111 and the side wall 112 of the cylinder block 11 when viewed in the axial direction.
  • the crank cap 17 is formed with a semicircular recess 17 a that is combined with the recess 111 a of the partition wall 111.
  • the recess 111a of the partition wall 111 and the recess 17a of the crank cap 17 are combined into a circular shape.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view showing the roller bearing 1 and its peripheral portion in a cross section perpendicular to the axial direction
  • FIG. 3B is a side view showing the roller bearing 1.
  • 4A and 4B are explanatory views showing states before and after attaching the inner ring 3 of the roller bearing 1 to the crank journal 23.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a first inner ring member 3A forming the inner ring 3 of the roller bearing 1.
  • FIG. 6A is an explanatory diagram showing a part of the inner ring 3 together with the rollers 4.
  • FIG. 6B is a sectional view of the inner ring 3 shown together with the rollers 4 facing the non-raceway surface 3c of the belt-shaped outer peripheral surface 3a of the inner ring 3.
  • FIG. 6C is a sectional view of the inner ring 3 shown together with the rollers 4 facing the raceway surface 3b of the belt-shaped outer peripheral surface 3a of the inner ring 3.
  • the roller bearing 1 includes an inner ring 3 mounted so as to surround an outer peripheral surface 23a of a crank journal 23, a plurality of rollers 4 arranged on the outer periphery of the inner ring 3, a cage 5 for holding the plurality of rollers 4, and a partition wall. 111 and the outer ring 6 attached to the recesses 17a and 111a of the crank cap 17.
  • the outer ring 6 has a split structure, and includes a first outer ring member 6A attached to the recess 111a of the partition wall 111 and a second outer ring member 6B attached to the recess 17a of the crank cap 17.
  • the roller bearing 1 has the rollers 4 constituted by 12 rolling elements.
  • the number of rollers 4 can be appropriately selected according to the outer diameter of the crank journal 23 and the like.
  • the plurality of rollers 4 revolve around the rotation axis O together with the retainer 5 while rotating about their central axes.
  • the arrow A indicates the relative revolving direction of the plurality of rollers 4 with respect to the inner ring 3 when the crankshaft 2 rotates with respect to the cylinder block 11.
  • the inner ring 3 has a split structure and is formed in a ring shape as a whole.
  • the inner ring 3 has a cylindrical base portion 31 having a belt-shaped outer peripheral surface 3a extending over the entire circumference in the circumferential direction, and a pair of convex portions projecting radially outward from the belt-shaped outer peripheral surface 3a at both ends in the axial direction. And a pair of locking projections 33 that prevent relative rotation with respect to the crank journal 23.
  • the collar portion 32 extends over the entire circumference of the inner ring 3 in the circumferential direction, and a strip-shaped outer peripheral surface 3 a is formed between the pair of collar portions 32.
  • the roller 4 has a columnar main body portion 41 and a pair of shaft portions 42 protruding from both axial end portions of the main body portion 41.
  • the outer diameter of the shaft portion 42 is formed to be smaller than the outer diameter of the main body portion 41.
  • the shaft portion 42 has a tapered shape, and the outer diameter of the shaft portion 42 gradually becomes smaller at a position further away from the main body portion 41 in the axial direction.
  • the shaft portion 42 may have a cylindrical shape with an outer diameter smaller than that of the main body portion 41.
  • the body portion 41 is arranged between the pair of flange portions 32 so as to face the strip-shaped outer peripheral surface 3 a of the inner ring 3.
  • the shaft portion 42 is arranged such that the tip portion thereof projects outward in the axial direction from the pair of flange portions 32.
  • the cage 5 has a cylindrical cylindrical portion 51 arranged radially outward of the pair of collar portions 32 of the inner ring 3, and extends radially inward from both axial end portions of the cylindrical portion 51.
  • the side plate portion 52 is provided so as to sandwich the pair of collar portions 32 in the axial direction.
  • the cylindrical portion 51 is formed with a plurality of windows 510 penetrating between the inner and outer peripheral surfaces thereof.
  • a holding hole 520 for holding the shaft portion 42 of the roller 4 is formed in the side plate portion 52. The number of these window portions 510 is the same as that of the rollers 4.
  • a part of the main body portion 41 protrudes outward in the radial direction of the cage 5 from the window portion 510 of the cylindrical portion 51, and the pair of shaft portions 42 are held in the holding holes 520 of the side plate portion 52. Is configured.
  • the cylindrical portion 51 of the cage 5 is arranged on the outer peripheral side (outer ring 6 side) with respect to the center of the plurality of rollers 4, and a part of the outer peripheral surface 41 a of the main body portion 41 of the roller 4 extends from the window 510 to the outer ring 6. Of the track surface 6a.
  • the side plate portion 52 has a cut 521 extending from the radially inner end to the holding hole 520. When the roller 4 is attached to the cage 5, the side plate portion 52 is elastically deformed and the tip of the shaft portion 42 is introduced into the holding hole 520 through the notch 521.
  • the cage 5 combines the first cage member 5A that holds the six rollers 4 out of the 12 rollers 4 and the second cage member 5B that holds the remaining six rollers 4.
  • the structure is divided into two and is formed in a ring shape as a whole.
  • the first cage member 5A and the second cage member 5B are made of, for example, resin molded by injection molding, and the cylindrical portion 51 and the side plate portion 52 are integrally molded.
  • the inner ring 3 is composed of a plurality of divided members arranged side by side in the circumferential direction.
  • the inner ring 3 is composed of a first inner ring member 3A and a second inner ring member 3B.
  • Each of the first inner ring member 3A and the second inner ring member 3B corresponds to the above-mentioned divided member.
  • the first inner ring member 3A and the second inner ring member 3B are formed in the same shape as each other, and end faces formed to have flat surfaces 30a, 30b inclined with respect to the circumferential direction of the inner ring 3 are opposed to each other. It is arranged.
  • the first inner ring member 3A and the second inner ring member 3B are made of, for example, bearing steel such as SUJ2 or low carbon steel.
  • one locking projection 33 is provided on the first inner ring member 3A and the other locking projection 33 is provided on the second inner ring member 3B.
  • the respective locking protrusions 33 are fitted into the concave grooves 230 formed on the outer peripheral surface of the crank journal 23, and are locked to the crank journal 23.
  • the locking means is not limited to this embodiment. That is, the first inner ring member 3A and the second inner ring member 3B may be prevented from rotating with respect to the crank journal 23. Specifically, the first inner ring member 3A and the second inner ring member 3B may be prevented from rotating with respect to the crank journal 23 by a key groove, a press fit in the width direction, or the like.
  • the planes 30a and 30b of the first inner ring member 3A and the second inner ring member 3B have a linear shape inclined with respect to the radial direction of the inner ring 3 when the inner ring 3 is viewed from the axial direction as shown in FIGS. 4A and 4B. Is. Therefore, the first joint portion 301 of the first inner ring member 3A and the second inner ring member 3B on the outer peripheral surfaces 32a of the pair of flange portions 32 with which the shaft portion 42 of the roller 4 contacts is the first inner ring member on the belt-shaped outer peripheral surface 3a.
  • 3A and the second joint portion 302 of the second inner ring member 3B and the inner ring 3 are provided at positions displaced from each other in the circumferential direction.
  • the planes 30a and 30b are inclined so as to approach the outer peripheral surface 32a of the collar portion 32 toward the front side in the revolving direction in which the plurality of rollers 4 move relative to the inner ring 3, as indicated by the arrow A.
  • the first seam portion 301 is located on the front side of the second seam portion 302 in the revolving direction.
  • the first joint portion 301 may be located on the rear side of the second joint portion 302 in the revolving direction. That is, the inclinations of the planes 30a and 30b with respect to the radial direction of the inner ring 3 may be opposite to those shown in FIGS. 4A and 4B.
  • a part of the belt-shaped outer peripheral surface 3a in the circumferential direction is formed as a raceway surface 3b on which the main body portion 41 of the roller 4 rolls.
  • the other part of the belt-shaped outer peripheral surface 3a in the circumferential direction is formed as a non-raceway surface 3c on which the main body portion 41 of the roller 4 does not roll.
  • the raceway surface 3b has an arc shape with a constant distance R 1 from the rotation axis O. This distance R 1 is the raceway diameter of the raceway surface 3b.
  • the belt-shaped outer peripheral surface 3a has non-raceway surfaces 3c at two positions symmetrical with respect to the rotation axis O, and in the circumferential direction of the inner ring 3, a raceway surface 3b is formed between the two non-raceway surfaces 3c. ing.
  • the strip-shaped outer peripheral surface 3a is recessed radially inward from the raceway diameter of the raceway surface 3b over a predetermined circumferential range including the second joint portion 302.
  • the portion recessed inward in the radial direction is the non-track surface 3c.
  • the non-raceway surface 3c is flat as shown in FIG. 5, and is formed over the first inner ring member 3A and the second inner ring member 3B.
  • the non-raceway surface 3c is a straight line perpendicular to the straight line connecting the second joint 302 and the rotation axis O. ..
  • the second seam portion 302 is located at the center of the non-raceway surface 3c in the circumferential direction of the inner ring 3. As shown in FIG. 4B, when the distance between the second seam portion 302 and the rotation axis O on the strip-shaped outer peripheral surface 3a is R 2 , this distance R 2 is the distance R 1 that is the raceway diameter of the raceway surface 3b. Is shorter than.
  • the first seam portion 301 is provided at a position of the strip-shaped outer peripheral surface 3a excluding a portion corresponding to the radially outer side of the non-track surface 3c.
  • FIG. 6A shows a range E of a portion corresponding to the radially outer side of the non-track surface 3c. Further, in FIG. 6A, the distance between the second joint portion 302 in the radial direction of the inner ring 3 and the outer peripheral surface 32a of the collar portion 32 in contact with the shaft portion 42 (the height of the collar portion 32 from the non-raceway surface 3c).
  • Is represented by a distance H 1 and the distance between the raceway surface 3b and the outer peripheral surface 32a of the collar portion 32 in the radial direction of the inner ring 3 (corresponding to the height of the collar portion 32 from the raceway surface 3b) is shown. It is shown by the distance H 2 . Further, in FIG. 6A, the distance between the outer peripheral surface 42a of the shaft portion 42 and the outer peripheral surface 41a of the main body portion 41 that are in contact with the outer peripheral surface 32a of the collar portion 32 is shown as a distance R 3 .
  • H 1 >R 3 >H 2 there is a relationship of H 1 >R 3 >H 2 between these distances H 1 , H 2 and R 3 . That is, the distance R 3 between the outer peripheral surface 41a of the outer peripheral surface 42a and the main body portion 41 of the shaft portion 42 is greater than the height of the flange portion 32 from the raceway surface 3b, the flange portion 32 from the non-raceway surface 3c Smaller than height.
  • the outer peripheral surface 32a of the collar portion 32 has a constant radius R (see FIG. 4B) centered on the rotation axis O over the entire circumference.
  • the outer diameter of the collar portion 32 may be smaller than the radius R of the portion of the shaft portion 42 that is in contact with the outer peripheral surface 42a of the shaft portion 42 in the portion that does not contact the outer peripheral surface 42a of the shaft portion 42.
  • the collar portion 32 may not be formed in at least a part of the portion other than the range E.
  • the mounting position of the inner ring 3 in the circumferential direction of the outer peripheral surface 23a of the crank journal 23 is not in a range outside the angular position where the maximum load load that the crank journal 23 receives from the connecting rod 15 via the crank pin 24 and the crank arm 21 acts. It is desirable to set so that the raceway surface 3c is located. At the position corresponding to the non-raceway surface 3c, the main body portion 41 of the roller 4 is separated from the belt-shaped outer peripheral surface 3a, so that the maximum value of the load that the roller 4 can receive is higher than that when the main body portion 41 is in contact with the raceway surface 3b. Is also smaller.
  • the angle of the maximum load acting on the crank journal 23 of the crankshaft 2 can be defined by the above, and by mounting the inner ring 3 on the crank journal 23 so that the non-raceway surface 3c is located in a range outside this angle, The maximum load can be received by the raceway surface 3b of the inner ring 3.
  • the present invention can be appropriately modified and carried out without departing from the spirit of the present invention.
  • the roller bearing 1 is arranged on the outer periphery of the crank journal 23 of the crankshaft 2
  • the present invention is not limited to this, and the roller bearing 1 is arranged between the crank pin 24 and the connecting rod 15. You may. Further, the roller bearing 1 may be used to support the rotating members other than the crankshaft 2.
  • the inner ring 3 is composed of two split members (the first inner ring member 3A and the second inner ring member 3B) has been described, but the inner ring 3 is composed of three or more split members. Good. Furthermore, although the case where the roller bearing 1 has the outer ring 6 has been described in the above embodiment, the outer ring 6 may be omitted.

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Abstract

ころ軸受は、一対の凸部と軌道面とを有する内輪と、本体部、及び一対の軸部を有する複数のころと、保持器と、を備える。前記内輪は、周方向に並んで配置される複数の分割部材を含む。前記一対の凸部の外周面における前記複数の分割部材の第１の継ぎ目部が、前記帯状外周面における前記複数の分割部材の第２の継ぎ目部と周方向にずれた位置に設けられる。前記ころの前記本体部が前記第２の継ぎ目部を横断するとき、前記一対の軸部が前記一対の凸部に支持されて前記本体部が前記内輪の帯状外周面から離間する。

Description

ころ軸受
　本開示は、ころ軸受に関する。
　従来、自動車のエンジンのクランクシャフトは、軸受を介してエンジンブロックに支持されている。この軸受として、一般的に滑り軸受が用いられている。しかし、クランクシャフトの回転抵抗を低減して燃費性能を向上させるために、内輪の周囲に複数の転動体（例えば、ころ）が配置されたころ軸受を用いることが提案されている。
　クランクシャフトには、クランクアームやクランクジャーナル及びクランクピン等の複数の部品を組み立てることで構成された組立式のものと、クランクシャフト全体が鋳造により一体に成形された一体型のものがある。一体型のクランクシャフトでは、クランクジャーナルに軸方向から円筒状の内輪を組み付けることができないので、例えば日本国特開２０１０－１１７０１０号公報に記載されているように、二つ割りの内輪が用いられる。
　二つ割りの内輪を有するころ軸受によってクランクシャフトのような回転部材が支持される場合、ころが内輪の継ぎ目を横断する際に騒音（ノイズ）や振動（バイブレーション）が発生する場合がある。このような騒音や振動（以下、「ＮＶ」という。）は、特に回転部材の回転速度が高くなると顕著になる。
　本開示は、複数の分割部材からなる内輪を有するころ軸受のＮＶを抑制することを提供する。
　本発明の一態様によれば、ころ軸受は、軸方向の両端部に径方向外方に突出し、周方向に沿って設けられる一対の凸部と、前記一対の凸部の間の帯状外周面に形成される軌道面とを有する内輪と、前記軌道面を転動する円柱状の本体部、及び前記本体部の両端部から突出した一対の軸部を有する複数のころと、前記複数のころを保持するように構成された保持器と、を備える。前記内輪は、その周方向に並んで配置される複数の分割部材を含む。前記一対の凸部の外周面における前記複数の分割部材の第１の継ぎ目部が、前記帯状外周面における前記複数の分割部材の第２の継ぎ目部と周方向にずれた位置に設けられる。前記ころの前記本体部が前記第２の継ぎ目部を横断するとき、前記一対の軸部が前記一対の凸部に支持されて前記本体部が前記帯状外周面から離間する。
　本発明の一態様によれば、複数の分割部材からなる内輪を有するころ軸受のＮＶが抑制されることができる。
図１は、本発明の実施の形態に係るころ軸受によりシリンダブロックに支持されたクランクシャフトを含むエンジンの構成例を示す断面図である。 図２は、クランクシャフトを、シリンダブロックの下端部及び複数のクランクキャップ等と共に示す斜視図である。 図３Ａは、ころ軸受及びその周辺部を軸方向に対して垂直な断面で示す断面図である。 図３Ｂは、ころ軸受を示す側面図である。 図４Ａは、ころ軸受の内輪をクランクジャーナルに取り付ける前の状態を示す説明図である。 図４Ｂは、ころ軸受の内輪をクランクジャーナルに取り付けた後の状態を示す説明図である。 図５は、ころ軸受の内輪を構成する第１内輪部材を示す斜視図である。 図６Ａは、内輪の一部をころと共に示す説明図である。 図６Ｂは、内輪の帯状外周面のうち非軌道面に対向するころと共に示す内輪の断面図である。 図６Ｃは、内輪の帯状外周面のうち軌道面に対向するころと共に示す内輪の断面図である。
［実施の形態］
　本発明の実施の形態が、図１、図２、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂ、図５、図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃを参照して説明される。以下に説明される実施の形態は、本発明を実施する上での好適な例として示されるが、技術的に好ましい内容を具体的に例示している部分を含む。しかし、本発明の範囲は、以下に説明される実施の形態に限定されない。
（エンジンの構成）
　図１は、本発明の実施の形態に係るころ軸受によりシリンダブロックに支持されたクランクシャフトを含むエンジンの構成例を示す断面図である。図２は、クランクシャフトを、シリンダブロックの下端部及び複数のクランクキャップ等と共に示す斜視図である。
　エンジン１０は、自動車の駆動源として用いられ、シリンダブロック１１と、シリンダブロック１１の上方に取り付けられたシリンダヘッド１２と、シリンダブロック１１の下方に取り付けられたオイルパン１３と、回転部材としてのクランクシャフトとを有している。
　シリンダヘッド１２には、図略のカムシャフトが収容されている。シリンダブロック１１は、ピストン１４を収容する複数のシリンダ１１０が隔壁１１１によって区画され、ピストン１４がコンロッド（コネクティングロッド）１５によってクランクシャフト２に連結されている。クランクシャフト２は、シリンダ１１０に供給される混合気の爆発による燃焼圧力をピストン１４及びコンロッド１５を介して受け、シリンダブロック１１とオイルパン１３との間に支持されてクランクシャフト２の回転中心となる回転軸線Ｏ周りに回転する。以下、回転軸線Ｏに平行な方向を軸方向といい、回転軸線Ｏに対して垂直な方向を径方向という。
　クランクシャフト２は、複数のクランクアーム２１と、複数のクランクアーム２１のうち一部のクランクアーム２１に設けられたバランスウエイト２２と、回転軸線Ｏを中心軸とするクランクジャーナル２３と、回転軸線Ｏに対して偏心したクランクピン２４とを有するように一体的に設けられ、シリンダブロック１１に対して一定の方向に回転する。クランクシャフト２の一端部には、補機類を駆動するためのベルトを掛けることで回されるクランクプーリ１６が取り付けられている。クランクシャフト２は、鋳造により各部が一体成形され、クランクジャーナル２３及びクランクピン２４の外周面は研削加工されている。
　本実施の形態では、クランクシャフト２が、８つのクランクアーム２１、５つのクランクジャーナル２３、及び４つのクランクピン２４を有している。５つのクランクジャーナル２３のうち、両端の２つのクランクジャーナル２３は、シリンダブロック１１の側壁１１２とオイルパン１３の縁壁１３１との間に支持されている。他の３つのクランクジャーナル２３は、シリンダブロック１１の隔壁１１１と、隔壁１１１に固定された複数のクランクキャップ１７との間に支持されている。クランクキャップ１７は、ボルト１８により隔壁１１１の下端部に固定されている。
　図２に示すように、シリンダブロック１１の隔壁１１１及び側壁１１２の下端部には、軸方向視において半円状の凹部１１１ａ，１１２ａがそれぞれ形成されている。クランクキャップ１７には、隔壁１１１の凹部１１１ａと組み合わされる半円状の凹部１７ａが形成されている。隔壁１１１の凹部１１１ａとクランクキャップ１７の凹部１７ａとは、組み合わされて円形となる。次に、シリンダブロック１１の隔壁１１１とクランクキャップ１７との間でクランクジャーナル２３を支持する、本実施の形態のころ軸受１の構成について説明する。
（クランクシャフトの軸受構造）
　図３Ａは、ころ軸受１及びその周辺部を軸方向に対して垂直な断面で示す断面図であり、図３Ｂは、ころ軸受１を示す側面図である。図４Ａ及び図４Ｂは、ころ軸受１の内輪３をクランクジャーナル２３に取り付ける前及び取り付けた後の状態を示す説明図である。図５は、ころ軸受１の内輪３を構成する第１内輪部材３Ａを示す斜視図である。図６Ａは、内輪３の一部をころ４と共に示す説明図である。図６Ｂは、内輪３の帯状外周面３ａのうち非軌道面３ｃに対向するころ４と共に示す内輪３の断面図である。図６Ｃは、内輪３の帯状外周面３ａのうち軌道面３ｂに対向するころ４と共に示す内輪３の断面図である。
　ころ軸受１は、クランクジャーナル２３の外周面２３ａを囲むように取り付けられた内輪３と、内輪３の外周に配置された複数のころ４と、複数のころ４を保持する保持器５と、隔壁１１１及びクランクキャップ１７の凹部１７ａ，１１１ａに取り付けられた外輪６とを備えている。
　外輪６は、二つ割り構造であり、隔壁１１１の凹部１１１ａに取り付けられる第１外輪部材６Ａ、及びクランクキャップ１７の凹部１７ａに取り付けられる第２外輪部材６Ｂを含む。本実施の形態では、ころ軸受１が１２個の転動体によって構成されるころ４を有している。この点に関し、ころ４の数は、クランクジャーナル２３の外径等に応じて、適宜選定することができる。
　クランクシャフト２がシリンダブロック１１に対して回転すると、複数のころ４は、その中心軸線周りに自転しながら、保持器５と共に回転軸線Ｏ周りに公転する。図３Ａ及び図６Ａでは、矢印Ａが、クランクシャフト２がシリンダブロック１１に対して回転するときの内輪３に対する複数のころ４の相対的な公転方向を示している。
　内輪３は、二つ割り構造であり、全体として環状に形成されている。また、内輪３は、周方向の全周にわたって延在する帯状外周面３ａを有する円筒状の基部３１と、軸方向の両端部において帯状外周面３ａから径方向外方に突出する一対の凸部としての鍔部３２と、クランクジャーナル２３に対する相対回転を抑止する一対の係止突起３３とを有している。鍔部３２は、内輪３の周方向の全周にわたって延在しており、一対の鍔部３２の間に帯状外周面３ａが形成されている。
　ころ４は、図６Ａ及び図６Ｂに示されるように、円柱状の本体部４１と、本体部４１の軸方向両端部から突出した一対の軸部４２とを有している。軸部４２の外径は、本体部４１の外径よりも小さくなるように形成されている。本実施の形態では、軸部４２が先細り形状であり、その外径が本体部４１から軸方向に離れた位置ほど徐々に小さくなっている。この点に関し、軸部４２は、本体部４１よりも外径が小さい円柱状であってもよい。本体部４１は、内輪３の帯状外周面３ａに対向して一対の鍔部３２の間に配置される。軸部４２は、その先端部が一対の鍔部３２よりも軸方向の外側に突出して配置される。
　保持器５は、内輪３の一対の鍔部３２よりも径方向外方に配置された円筒状の円筒部５１と、円筒部５１の軸方向の両端部から径方向内方に延在して一対の鍔部３２を軸方向に挟むように設けられた側板部５２とを有している。円筒部５１には、その内外周面間を貫通する複数の窓部５１０が形成されている。側板部５２には、ころ４の軸部４２を保持する保持孔５２０が形成されている。これら複数の窓部５１０の数はころ４と同数である。複数のころ４は、本体部４１の一部が円筒部５１の窓部５１０から保持器５の径方向外方に突出し、一対の軸部４２が側板部５２の保持孔５２０に保持されているよう構成される。
　また、保持器５の円筒部５１は、複数のころ４の中心よりも外周側（外輪６側）に配置され、ころ４の本体部４１の外周面４１ａの一部が窓部５１０から外輪６の軌道面６ａ側に突出している。側板部５２には、径方向内方の端部から保持孔５２０に至る切れ込み５２１が形成されている。保持器５にころ４を取り付ける際は、側板部５２を弾性変形させ、軸部４２の先端部を切れ込み５２１から保持孔５２０内に導入する。
　また、保持器５は、１２個のころ４のうち６個のころ４を保持する第１保持器部材５Ａと、残りの６個のころ４を保持する第２保持器部材５Ｂとを組み合わせるように構成される二つ割り構造であり、全体として環状に形成されている。第１保持器部材５Ａ及び第２保持器部材５Ｂは、例えば射出成型により成形された樹脂からなり、円筒部５１と側板部５２とが一体に成形されている。
　内輪３は、その周方向に並んで配置される複数の分割部材からなる。本実施の形態では、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、内輪３が第１内輪部材３Ａ及び第２内輪部材３Ｂからなる。第１内輪部材３Ａ及び第２内輪部材３Ｂは、それぞれが上記の分割部材に相当する。第１内輪部材３Ａと第２内輪部材３Ｂとは、互いに同一形状に形成されており、内輪３の周方向に対して傾斜した平面３０ａ，３０ｂを有するように形成される端面同士が対向して配置されている。第１内輪部材３Ａ及び第２内輪部材３Ｂは、例えばＳＵＪ２等の軸受鋼や低炭素鋼からなる。
　内輪３の一対の係止突起３３のうち、一方の係止突起３３は第１内輪部材３Ａに設けられ、他方の係止突起３３は第２内輪部材３Ｂに設けられている。それぞれの係止突起３３は、クランクジャーナル２３の外周面に形成された凹溝２３０に嵌合され、クランクジャーナル２３に対して係止される。これにより、クランクジャーナル２３に対する内輪３の相対回転が規制されている。この点に関して、係止の手段は本実施の形態に限られない。すなわち、第１の内輪部材３Ａ及び第２の内輪部材３Ｂはクランクジャーナル２３に対して回り止めされていればよい。具体的には、キー溝や幅方向圧入などで第１の内輪部材３Ａ及び第２の内輪部材３Ｂがクランクジャーナル２３に対して回り止めされてもよい。
　第１内輪部材３Ａ及び第２内輪部材３Ｂの平面３０ａ，３０ｂは、図４Ａ及び図４Ｂに示すように内輪３を軸方向から見た場合に、内輪３の径方向に対して傾斜した直線状である。このため、ころ４の軸部４２が接する一対の鍔部３２の外周面３２ａにおける第１内輪部材３Ａ及び第２内輪部材３Ｂの第１の継ぎ目部３０１が、帯状外周面３ａにおける第１内輪部材３Ａ及び第２内輪部材３Ｂの第２の継ぎ目部３０２と内輪３の周方向にずれた位置に設けられている。
　また、平面３０ａ，３０ｂは、矢印Ａで示されるように複数のころ４が内輪３に対して相対的に移動する公転方向の前方側ほど鍔部３２の外周面３２ａに近づくように傾斜している。このため、本実施の形態では、第１の継ぎ目部３０１が上記の公転方向において第２の継ぎ目部３０２の前方側に位置している。これに限らず、第１の継ぎ目部３０１が上記の公転方向において第２の継ぎ目部３０２の後方側に位置していてもよい。すなわち、内輪３の径方向に対する平面３０ａ，３０ｂの傾斜が図４Ａ及び図４Ｂの図示例と逆でもよい。
　帯状外周面３ａは、その周方向の一部が、ころ４の本体部４１が転動する軌道面３ｂとして形成されている。また、帯状外周面３ａの周方向の他の一部は、ころ４の本体部４１が転動しない非軌道面３ｃとして形成されている。軌道面３ｂは、図４Ｂに示すように、回転軸線Ｏとの距離Ｒ１が一定の円弧状である。この距離Ｒ１は、軌道面３ｂの軌道径である。帯状外周面３ａは、回転軸線Ｏに対して対称な位置の２箇所が非軌道面３ｃとなっており、内輪３の周方向において、これら両非軌道面３ｃの間がそれぞれ軌道面３ｂとなっている。
　帯状外周面３ａは、第２の継ぎ目部３０２を含む周方向の所定範囲にわたり、軌道面３ｂの軌道径よりも径方向内方に窪んでいる。本実施の形態では、この径方向内方に窪んだ部分が非軌道面３ｃとなっている。非軌道面３ｃは、図５に示すように平面状であり、第１内輪部材３Ａ及び第２内輪部材３Ｂにわたって形成されている。図４Ａ及び図４Ｂに示すように内輪３を軸方向から見た場合には、非軌道面３ｃが、第２の継ぎ目部３０２と回転軸線Ｏとを結ぶ直線に対して垂直な直線状である。第２の継ぎ目部３０２は、内輪３の周方向における非軌道面３ｃの中央部に位置している。図４Ｂに示すように、帯状外周面３ａにおける第２の継ぎ目部３０２と回転軸線Ｏとの間の距離をＲ２とすると、この距離Ｒ２は、軌道面３ｂの軌道径である距離Ｒ１よりも短くなっている。
　第１の継ぎ目部３０１は、帯状外周面３ａにおける非軌道面３ｃの径方向外側に相当する部位を除く位置に設けられている。図６Ａでは、非軌道面３ｃの径方向外側に相当する部位の範囲Ｅを図示している。また、図６Ａでは、内輪３の径方向における第２の継ぎ目部３０２と、軸部４２に接する鍔部３２の外周面３２ａとの間の距離（非軌道面３ｃからの鍔部３２の高さに相当する）を距離Ｈ１で示し、内輪３の径方向における軌道面３ｂと鍔部３２の外周面３２ａとの間の距離（軌道面３ｂからの鍔部３２の高さに相当する）を距離Ｈ２で示している。また、図６Ａでは、鍔部３２の外周面３２ａに接する軸部４２の外周面４２ａと本体部４１の外周面４１ａとの間の距離を距離Ｒ３として示している。
　これらの距離Ｈ１，Ｈ２，Ｒ３の間には、Ｈ１＞Ｒ３＞Ｈ２の関係がある。すなわち、軸部４２の外周面４２ａと本体部４１の外周面４１ａとの間の距離Ｒ３は、軌道面３ｂからの鍔部３２の高さよりも大きく、非軌道面３ｃからの鍔部３２の高さよりも小さい。
　なお、本実施の形態では、鍔部３２の外周面３２ａは、回転軸線Ｏを中心とする半径Ｒ（図４Ｂ参照）が全周にわたって一定である。ただし、軸部４２の外周面４２ａと接しない部分では、鍔部３２の外径が、範囲Ｅにおいて軸部４２の外周面４２ａと接する部分の半径Ｒよりも小さくなっていてもよい。あるいは、範囲Ｅ以外の部分の少なくとも一部において、鍔部３２が形成されていなくともよい。
　以上の構成により、ころ４が自転しながら内輪３に対して矢印Ａ方向に公転して本体部４１が第２の継ぎ目部３０２を横断するとき、図６Ｂに示すように、一対の軸部４２が一対の鍔部３２に支持されて本体部４１が帯状外周面３ａ（非軌道面３ｃ）から離間する。つまり、ころ４の本体部４１は、第２の継ぎ目部３０２に接することなく、第２の継ぎ目部３０２の外周を通過する。また、ころ４が第１の継ぎ目部３０１を横断するとき、図６Ｃに示すように、本体部４１の外周面４１ａが軌道面３ｂに接して軸部４２の外周面４２ａが鍔部３２の外周面３２ａから離間する。これにより、軸部４２は、第１の継ぎ目部３０１に接することなく、第１の継ぎ目部３０１の外周を通過する。
　このように、ころ４の本体部４１及び軸部４２は、第１の継ぎ目部３０１及び第２の継ぎ目部３０２の何れにも接することなく、内輪３に対して公転する。このため、二つ割りの内輪３を用いながらも、ＮＶの発生を抑制することができる。
　クランクジャーナル２３の外周面２３ａの周方向における内輪３の取り付け位置は、クランクジャーナル２３がコンロッド１５からクランクピン２４及びクランクアーム２１を介して受ける最大負荷荷重が作用する角度位置から外れた範囲に非軌道面３ｃが位置するように設定することが望ましい。非軌道面３ｃにあたる位置では、ころ４の本体部４１が帯状外周面３ａから離間するため、ころ４が受けることができる荷重の最大値が、本体部４１が軌道面３ｂに接している状態よりも小さくなるためである。
　つまり、シリンダブロック１１に対するクランクシャフト２の回転位置と、シリンダ１１０に供給される混合気が着火されて燃焼圧力が発生するタイミングとの間には所定の関係があるので、シリンダ１１０内の燃焼圧力によってクランクシャフト２のクランクジャーナル２３に作用する最大負荷荷重の角度を規定することができ、この角度から外れた範囲に非軌道面３ｃが位置するように内輪３をクランクジャーナル２３に取り付けることにより、最大負荷荷重を内輪３の軌道面３ｂで受けることが可能となる。
　以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、これらの実施の形態は請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
　また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、ころ軸受１をクランクシャフト２のクランクジャーナル２３の外周に配置した場合について説明したが、これに限らず、ころ軸受１をクランクピン２４とコンロッド１５との間に配置してもよい。また、クランクシャフト２以外の回転部材を支持するために、ころ軸受１を用いてもよい。
　また、上記の実施の形態では、内輪３が２つの分割部材（第１内輪部材３Ａ及び第２内輪部材３Ｂ）からなる場合について説明したが、内輪３を３つ以上の分割部材によって構成してもよい。さらに、上記の実施の形態では、ころ軸受１が外輪６を有する場合について説明したが、外輪６を省略してもよい。
　本出願は、２０１９年０１月１１日出願の日本特許出願特願２０１９-００３４１３に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

Claims (5)

  1. 　軸方向の両端部に径方向外方に突出し、周方向に沿って設けられる一対の凸部と、前記一対の凸部の間の帯状外周面に形成される軌道面とを有する内輪と、
    　前記軌道面を転動する円柱状の本体部、及び前記本体部の両端部から突出した一対の軸部を有する複数のころと、
    　前記複数のころを保持するように構成された保持器と、を備え、
    　前記内輪は、その周方向に並んで配置される複数の分割部材を含み、
    　前記一対の凸部の外周面における前記複数の分割部材の第１の継ぎ目部が、前記帯状外周面における前記複数の分割部材の第２の継ぎ目部と周方向にずれた位置に設けられ、
    　前記ころの前記本体部が前記第２の継ぎ目部を横断するとき、前記一対の軸部が前記一対の凸部に支持されて前記本体部が前記帯状外周面から離間する、
    　ころ軸受。
  2. 　前記帯状外周面は、前記第２の継ぎ目部を含む周方向の所定範囲にわたり、前記軌道面の軌道径よりも径方向内方に窪んでいる、
    　請求項１に記載のころ軸受。
  3. 　前記第１の継ぎ目部は、前記帯状外周面における前記周方向の所定範囲の径方向外側に相当する部位を除く位置に設けられている、
    　請求項２に記載のころ軸受。
  4. 　前記複数の分割部材は、互いに同一形状に形成されており、
    　前記複数の分割部材のそれぞれは、前記内輪の周方向に対して傾斜した平面を有する端面を含み、
    　前記端面同士が対向するように前記複数の分割部材が配置されている、
    　請求項１乃至３の何れか１項に記載のころ軸受。
  5. 　前記保持器は、
    　　前記内輪の前記一対の凸部よりも径方向外方に配置され、円筒形状を有する円筒部と、
    　　前記円筒部の軸方向の両端部から径方向内方に延在して前記一対の凸部を挟むように設けられた側板部と、を有し、
    　前記複数のころは、前記本体部の一部が前記円筒部に形成された窓部から径方向外方に突出し、前記軸部が前記側板部に形成された保持孔に保持されている、
    　請求項１乃至４の何れか１項に記載のころ軸受。
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