(57)【要約】【課題】二つ割り構造の内輪であってもクランクシャフトの軸部に強固に取り付けることができる取付構造を提供する。【解決手段】転がり軸受１は、二つ割り内輪５ａ，５ｂ、二つ割り外輪２ａ，２ｂ、保持器４ａ，４ｂ、及びころ３を備えている。転がり軸受１の二つ割り内輪５ａ，５ｂは、クランクシャフト１１のジャーナル部１２の軸方向両側に配置されたクランクアーム１４によって軸方向に挟圧保持され、ジャーナル部１２に強固に取り付けられる。【選択図】      図１
2010117008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトの軸部に対する転がり軸受の取付構造であって、
前記転がり軸受が、
前記軸部の外周面に取り付けられ、かつ円周方向に二つ割りになっている二つ一組の二つ割り内輪と、
前記二つ割り内輪の径方向外側に配置され、かつ円周方向に二つ割りになっている二つ一組の二つ割り外輪と、
前記両二つ割り外輪の内周面及び前記両二つ割り内輪の外周面を転動し得るように、前記両二つ割り外輪と前記両二つ割り内輪との間に配置された複数個の転動体と、
前記各転動体を円周方向略等間隔に保持する保持器と、を備え、
前記二つ割り内輪が、前記軸部の軸方向両側に配置されたクランクアームによって軸方向に挟圧保持されていることを特徴とする転がり軸受の取付構造。
【請求項２】
一方の前記二つ割り内輪の円周方向端部と、他方の前記二つ割り内輪の円周方向端部とに、前記クランクアームによる両二つ割り内輪の挟圧によって互いに圧接される円周方向に沿った面が形成されている請求項１に記載の転がり軸受の取付構造。
【請求項３】
クランクシャフトの軸部に対する転がり軸受の取付方法であって、
前記転がり軸受が、
前記軸部の外周面に取り付けられ、かつ円周方向に二つ割りになっている二つ一組の二つ割り内輪と、
前記二つ割り内輪の径方向外側に配置され、かつ円周方向に二つ割りになっている二つ一組の二つ割り外輪と、
前記両二つ割り外輪の内周面及び前記両二つ割り内輪の外周面を転動し得るように、前記両二つ割り外輪と前記両二つ割り内輪との間に配置される複数個の転動体と、
前記各転動体を円周方向略等間隔に保持する保持器と、を備え、
前記両二つ割り内輪の軸方向寸法と、前記軸部の軸方向両側に配置された前記クランクアームの軸方向間隔との間に軸方向の締めしろを設定し、前記両二つ割り内輪の冷やしばめ又は前記軸部の焼ばめによって前記両二つ割り内輪を前記クランクアーム間に挿入して前記軸部に取り付けることを特徴とする転がり軸受の取付方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受の取付構造及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や船舶などのエンジンにおいて、ピストンの往復動を回転運動に変換するクランクシャフトを支持する軸受は、クランクアーム間に配置されることから、円周方向に２分割された二つ割り軸受が使用されている。
【０００３】
この二つ割り軸受としては、従来、滑り軸受が使用されてきたが、近年、より燃料消費量の少ないエンジンに対する要求が益々高まっていることから、回転損失を低減させるために、滑り軸受に代えて周方向に分割された転がり軸受を使用することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この分割型の転がり軸受は、二つ一組の二つ割り外輪と、両二つ割り外輪の各内周面を転動し得るように配設される複数個の転動体であるころと、各ころを円周方向略等間隔に配置するように保持する二つ一組の二つ割り保持器とを備えている。そして、クランクシャフトのジャーナル部が内輪部材として転がり軸受に内嵌されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２４７８１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
クランクシャフトのジャーナル部は、通常、転がり軸受の内輪に要求される耐摩耗性等の性能を持ち合わせておらず、早期に剥離や摩耗などが生じるという問題がある。そのため、ジャーナル部に対して別途内輪を取り付けることも考えられるが、ジャーナル部の軸方向両側にはクランクアームが存在するため、外輪と同様に内輪も二つ割り構造とする必要があり、さらに、クリープが生じないように内輪をジャーナル部に対して強固に取り付けることが要求される。しかしながら、内輪は、二つ割り構造であるとジャーナル部に強く圧接することができないため、強固にジャーナル部に取り付けるのは困難である。
【０００７】
本発明は、二つ割り構造の内輪であってもクランクシャフトの軸部に強固に取り付けることができる転がり軸受の取付構造及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、クランクシャフトの軸部に対する転がり軸受の取付構造であって、
前記転がり軸受が、前記軸部の外周面に取り付けられ、かつ円周方向に二つ割りになっている二つ一組の二つ割り内輪と、前記二つ割り内輪の径方向外側に配置され、かつ円周方向に二つ割りになっている二つ一組の二つ割り外輪と、前記両二つ割り外輪の内周面及び前記両二つ割り内輪の外周面を転動し得るように、前記両二つ割り外輪と前記両二つ割り内輪との間に配置された複数個の転動体と、前記各転動体を円周方向略等間隔に保持する保持器と、を備え、前記両二つ割り内輪が、前記軸部の軸方向両側に配置されたクランクアームによって軸方向に挟圧保持されていることを特徴としている。
【０００９】
以上の構成によれば、二つ割り内輪が、軸部の軸方向両側に配置されたクランクアームによって軸方向に挟圧保持されるので、軸部に対して二つ割り内輪を強固に取り付けることができ、軸部に対する二つ割り内輪のクリープの発生を抑制することができる。
【００１０】
上記構成において、一方の二つ割り内輪の円周方向端部と、他方の二つ割り内輪の円周方向端部とに、前記クランクアームによる両二つ割り内輪の挟圧によって互いに軸方向に圧接される円周方向に沿った面が形成されていることが好ましい。この場合、両二つ割り内輪が円周方向に沿って延びる面において互いに軸方向に圧接されることになるため、両二つ割り内輪の相対位置が強固に固定される。したがって、軸部に対してもより強固に二つ割り内輪を取り付けることができる。
【００１１】
本発明は、上述した転がり軸受をクランクシャフトの軸部に取り付ける方法であって、前記両二つ割り内輪の軸方向寸法と、前記軸部の軸方向両側に配置された前記クランクアームの軸方向間隔との間に軸方向の締めしろを設定し、前記両二つ割り内輪の冷やしばめ又は前記軸部の焼ばめによって前記両二つ割り内輪を前記クランクアーム間に挿入して前記軸部に取り付けることを特徴としている。
【００１２】
このような取付方法によって、クランクシャフトの軸部に対して二つ割り内輪を強固に取り付けることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、二つ割り構造の内輪であっても、クランクシャフトの軸部に強固に取り付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態に係る転がり軸受の正面断面図である。本実施形態の転がり軸受１は、クランクシャフト１１のジャーナル部１２の外周面に取り付けられるとともに、クランクケースに設けられたハウジング１３の支持孔１３Ａに嵌合されている。ハウジング１３は、アッパーブロック１３Ｂとロアブロック１３Ｃとを備え、このアッパーブロック１３Ｂの下面にロアブロック１３Ｃをボルト結合することによって、両者１３Ｂ，１３Ｃの間に支持孔１３Ａが形成されている。
【００１５】
クランクシャフト１１は、ジャーナル部１２、クランクアーム１４、クランクピン１５、及びバランスウエイト１６等を備えている。ジャーナル部１２は、クランクシャフト１１の回転中心位置に配置され、転がり軸受１を介してハウジング１３に回転自在に支持されている。クランクアーム１４は複数が軸方向に間隔をあけて並べて配置され、ジャーナル部１２及びクランクピン１５によって相互に接続されている。クランクピン１５はクランクアーム１４の先端部に設けられ、バランスウエイト１６はクランクアーム１４の後端部に設けられている。バランスウエイト１６は、クランクアーム１４と一体形成されていてもよいし、クランクアーム１４と別体に形成されていてもよい。
【００１６】
図２は、転がり軸受１の側面図である。転がり軸受１は、円周方向に二つ割りになっている二つ一組の二つ割り外輪２ａ、２ｂと、両二つ割り外輪２ａ、２ｂの内周面を転動し得るように配設される複数個の転動体であるころ３と、各ころ３を円周方向略等間隔に配置するように保持する二つ一組の二つ割り保持器４ａ、４ｂとを備えている。さらに本実施形態の転がり軸受１は、円周方向に二つ割りになっている二つ一組の二つ割り内輪５ａ，５ｂを備え、両二つ割り内輪５ａ，５ｂの内周面がジャーナル部１２の外周面に嵌合され、両二つ割り内輪５ａ，５ｂの外周面を転動し得るようにころ３が配設されている。なお、保持器は、二つ割り構造に限らず、円周方向の１箇所で分断されたリング構造とし、この分断された箇所を拡げて二つ割り内輪５ａ，５ｂの外周側に取り付けるように構成してもよい。
【００１７】
図３は、二つ割り内輪５ａ，５ｂの分解斜視図である。二つ割り内輪５ａ，５ｂは、ＳＵＪ２等の軸受鋼からなり、転がり軸受１の軌道としての硬度（例えば、ＨＲＣ５８以上）、機械的強度、耐摩耗性等の所望の性能を具備している。両二つ割り内輪５ａ，５ｂは、それぞれ半円弧形状に形成され、円周方向両端面が軸方向に沿って真っ直ぐに延びる分割面５ａ２，５ｂ２とされている。両二つ割り内輪５ａ，５ｂは、円周方向両端の分割面５ａ２，５ｂ２において互いに突き合わされるか、円周方向にわずかな隙間をもって対向する。
【００１８】
図１に示すように、両二つ割り内輪５ａ，５ｂの内周径は、ジャーナル部１２の外径とほぼ同じ寸法に設定され、ジャーナル部１２の外周面に両二つ割り内輪５ａ，５ｂの内周面が密着するように構成されている。また、二つ割り内輪５ａ，５ｂの軸方向の長さは、ジャーナル部１２の軸方向両側に配置されたクランクアーム１４の軸方向の間隔Ｗよりも若干大きく設定され、両寸法の間には所定の締めしろが設定されている。
【００１９】
そして、二つ割り内輪５ａ，５ｂは、冷やしばめ又は焼ばめによってジャーナル部１２の外周面に取り付けられる。すなわち、二つ割り内輪５ａ，５ｂは、冷却されることによって軸方向寸法が縮められた状態でジャーナル部１２の外周面に嵌合されるか、又はジャーナル部１２を加熱することによってクランクアーム１４の間隔Ｗを拡げた状態でジャーナル部１２の外周面に嵌合される。
そして、二つ割り内輪５ａ，５ｂ又はジャーナル部１２が常温に戻ると、二つ割り内輪５ａ，５ｂの軸方向両端面５ａ１，５ｂ１にクランクアーム１４の対向端面Ｔが圧接し、両者の摩擦力によって二つ割り内輪５ａ，５ｂがクランクアーム１４によって挟圧保持される。
【００２０】
したがって、本実施形態の転がり軸受１は、内輪５ａ，５ｂが二つ割り構造であるにもかかわらずジャーナル部１２に強固に取り付け固定することができ、ジャーナル部１２に対する二つ割り内輪５ａ，５ｂのクリープを防止することが可能となっている。
なお、図２に示すように、二つ割り内輪５ａ，５ｂの内周面には軸方向に沿って延びる細溝１８が周方向に間隔をあけて多数形成されており、この細溝１８によってジャーナル部１２に対する両二つ割り内輪５ａ，５ｂの周方向の抵抗が増大され、二つ割り内輪５ａ，５ｂのクリープが防止されている。
【００２１】
また、本実施形態のように、二つ割り内輪５ａ，５ｂを備えた転がり軸受１とすることで、ジャーナル部１２の外周面上をころ３が転動することがなくなり、ジャーナル部１２の摩耗、損傷を防止することができる。また、転がり軸受１自体が寿命となった場合でもジャーナル部１２には摩耗等がほとんど生じないので、転がり軸受１の交換により対応することができる。
【００２２】
また、本実施形態のように、二つ割り内輪５ａ，５ｂをクランクアーム１４によって挟圧保持することで、二つ割り内輪５ａ，５ｂにはボルト等の締結具を取り付ける必要が無い。そのため、二つ割り内輪５ａ，５ｂ自体の構造を簡素化することができ、また、二つ割り内輪５ａ，５ｂの肉厚を薄くすることが可能となるので、その分ころ３の径を大きくして転がり軸受１の寿命を向上することができる。
【００２３】
図４は、二つ割り内輪の他の実施形態を示す分解斜視図である。本実施形態では、二つ割り内輪５ａ，５ｂの円周方向の一端部が軸方向片側において円周方向に突出し、円周方向の他端部が軸方向反対側において円周方向に突出した形状となっている。したがって、二つ割り内輪５ａ，５ｂの円周方向両端部の分割面は、軸方向に沿って延びる分割面５ａ２，５ｂ２と、円周方向（軸方向に垂直な方向）に沿って延びる分割面５ａ３，５ｂ３とを含み、これらは略Ｚ字状（クランク状）に配置されている。
【００２４】
本実施形態では、一方の二つ割り内輪５ａの円周方向端部と、他方の二つ割り内輪５ｂの円周方向端部とを互いに円周方向に凹凸嵌合させることで、円周方向に沿って延びる分割面５ａ３，５ｂ３同士が面接触する。したがって、二つ割り内輪５ａ，５ｂの軸方向両端面５ａ１，５ｂ１をクランクアーム１４によって挟圧すると、両二つ割り内輪５ａ，５ｂの円周方向に沿って延びる分割面５ａ３，５ｂ３同士が軸方向に圧接され、その摩擦力によって両二つ割り内輪５ａ，５ｂの相対位置が強固に固定されるようになっている。したがって、本実施形態では、第１実施形態と比較して、より強固に二つ割り内輪５ａ，５ｂをジャーナル部１２に取り付けることができる。
【００２５】
図５は、二つ割り内輪のさらに他の実施形態を示す分解斜視図である。本実施形態では、二つ割り内輪５ａ，５ｂの円周方向の一端部が軸方向中央部で円周方向に突出し、円周方向の他端部が軸方向中央部で円周方向に後退した形状となっている。したがって、二つ割り内輪５ａ，５ｂの円周方向両端部の分割面は、軸方向に沿って延びる分割面５ａ２，５ｂ２と、円周方向に沿って延びる分割面５ａ３，５ｂ３とを含み、これらが略凸字状及び略凹字状に配置されている。
【００２６】
本実施形態においても、一方の二つ割り内輪５ａの円周方向端部と、他方の二つ割り内輪５ｂの円周方向端部とを互いに円周方向に凹凸嵌合させることで、円周方向に沿って延びる分割面５ａ３，５ｂ３同士が軸方向に面接触する。そして、二つ割り内輪５ａ，５ｂの軸方向両端面５ａ１，５ｂ１をクランクアーム１４によって挟圧すると、両二つ割り内輪５ａ，５ｂの円周方向に沿って延びる分割面５ａ３，５ｂ３同士が軸方向に圧接され、その摩擦力によって両二つ割り内輪５ａ，５ｂの相対位置が強固に固定され、ジャーナル部１２に対してより強固に二つ割り内輪５ａ，５ｂを取り付けることができる。
【００２７】
本発明は、上記実施形態に限定されることなく適宜設計変更可能である。例えば、本発明は、転がり軸受１をクランクシャフト１１のクランクピン１５に取り付ける場合にも適用することができる。この場合、クランクピン１５の外周面に転がり軸受１の二つ割り内輪５ａ，５ｂを嵌合し、この二つ割り内輪５ａ，５ｂをクランクピン１５の軸方向両側のクランクアーム１４によって挟圧保持し、転がり軸受１の二つ割り外輪２ａ，２ｂの外周面をコンロッド（図示略）の大端部の支持孔に嵌合すればよい。
また、前述した実施の形態の軸受装置は、転動体としてころを用いたニードル軸受を備えているが、転動体としてボールを用いた玉軸受を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に係る転がり軸受１の正面断面図である。
【図２】図１に示される転がり軸受を示す側面図である。
【図３】図１に示される転がり軸受の二つ割り内輪を示す分解斜視図である。
【図４】二つ割り内輪の他の実施形態を示す分解斜視図である。
【図５】二つ割り内輪のさらに他の実施形態を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００２９】
１      転がり軸受
２ａ    二つ割り外輪
２ｂ    二つ割り外輪
３      ころ（転動体）
４ａ    保持器
４ｂ    保持器
５ａ    二つ割り内輪
５ｂ    二つ割り内輪
５ａ３  分割面
５ｂ３  分割面
１０      軸受装置
１１      クランクシャフト
１２      ジャーナル部（軸部）
１４      クランクアーム
【図１】
2010117008.tif 000003
【図２】
2010117008.tif 000004
【図３】
2010117008.tif 000005
【図４】
2010117008.tif 000006
【図５】
2010117008.tif 000007