(57)【要約】      （修正有）【課題】シャフトの組み込みがより容易であり、転動体の振動、異音、損傷等を、より抑制することができる分割形転がり軸受を提供する。【解決手段】円周方向に２分割された第１外輪分割体２１と第２外輪分割体３１によって外輪部材が構成され、分割面ＭＢの近傍には逃げ面Ｍｎが形成され、第１外輪分割体２１は略Ｃ字形で、第１外輪分割体２１の円周方向の長さは、第２外輪分割体３１の円周方向の長さよりも長く、第１外輪分割体２１と第２外輪分割体３１と転動体１５にてシャフト１を支持した際にシャフト回転軸ＺＳを含む平面であり且つ第２外輪分割体３１の円周方向の中心を通る平面ＭＶと、分割面ＭＢと、が平行となるように分割面ＭＢが形成されている。第１外輪分割体２１における分割面と分割面との間隔は、シャフト１、あるいは転動体１５を周囲に配置したシャフト１が、径方向に通過可能な間隔に設定されている。【選択図】図２
2011196460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の転動体を介してシャフト回転軸回りにシャフトを回転可能に支持する環状の外輪部材が円周方向に２分割された第１外輪分割体と第２外輪分割体によって構成された分割形転がり軸受において、
前記第１外輪分割体と前記第２外輪分割体のそれぞれの内周面であるそれぞれの軌道面における両端部には、前記第１外輪分割体と前記第２外輪分割体と前記転動体にて前記シャフトを支持した際にシャフト回転軸からの距離が徐々に遠くなる逃げ面が形成されており、
前記第１外輪分割体は略Ｃ字形の形状を有し、前記第１外輪分割体の円周方向の長さは、前記第２外輪分割体の円周方向の長さよりも長く形成されており、
前記第１外輪分割体と前記第２外輪分割体と前記転動体にて前記シャフトを支持した際にシャフト回転軸を含む平面であり且つ前記第２外輪分割体の円周方向の中心を通る平面と、前記第１外輪分割体と前記第２外輪分割体との分割部における分割面と、が平行となるように前記分割面が形成されており、前記第１外輪分割体における分割面と分割面との間隔は、前記シャフト、あるいは前記転動体を周囲に配置したシャフトが、径方向に通過可能な間隔に設定されている、
分割形転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円周方向に２分割された２つの外輪分割体によって外輪部材が構成された分割形転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の分割形転がり軸受の２つの例を図４（Ａ）及び（Ｂ）に示す。
図４（Ａ）に示すように、自動車、船舶等の内燃機関のクランクシャフト（シャフト１）をハウジング３００の２つの分割ハウジング体３１０、３２０に回転可能に支持するための分割形転がり軸受においては、外輪部材２００が円周方向に２分割された２つの外輪分割体２１０、３１０によって構成され、ハウジングを構成する２つの分割ハウジング体３１０、３２０にそれぞれ組み付けられる構造のものが知られている。
このような分割形転がり軸受においては、２つの分割ハウジング体３１０、３２０のボルト４の締結等による組み付け誤差によって、これら分割ハウジング体３１０、３２０とともに、図４（Ａ）に示すように２つの外輪分割体２１０、２２０で、僅かであるが位置ずれΔＬが発生する場合がある。
この場合、２つの外輪分割体２１０、２２０の分割軌道面の合わせ部分に段差が生じるため、その段差のエッジ部分に転動体１５が衝突し、振動、異音、損傷等を招く可能性がある。また、段差が大きい場合には回転不良を招く可能性がある。
【０００３】
そこで、特許文献１に記載された従来技術には、図４（Ｂ）に示すように、２つの外輪分割体２３０、２４０の軌道面２３１、２４１における分割位置ＳＰの近傍に、円弧状の逃げ面Ｍｎを形成した分割形転がり軸受が開示されている。この場合、外輪分割体２３０、２４０の内周面における分割位置ＳＰから離れた位置である軌道面２３１、２４１は、シャフト１の回転軸ＺＳを中心とした半径ｒ0（一定）の円弧に設定されている。そして分割位置ＳＰの近傍における逃げ面Ｍｎは、シャフト１の回転軸ＺＳから距離εだけオフセットした位置Ｏｎを中心とした半径ｒ1（一定）の円弧に設定されており、逃げ面Ｍｎの最も深い位置の深さをδとすると、シャフト回転軸ＺＳから最も遠い位置までの距離（シャフト回転軸ＺＳから分割位置ＳＰまでの距離）は、距離ｒ0＋δとなる。
なお、２つの外輪分割体２３０、２４０は、円周方向の長さが同一であり、２つの外輪分割体２３０、２４０のそれぞれの両端部における分割面は、シャフト回転軸ＺＳを含む同一の平面上に位置している。
【０００４】
また、特許文献２に記載された従来技術には、支持するシャフトの径よりも幅の狭い開口部が形成された環状板からなる保持器に複数のポケットを放射状に設け、ポケットに転動体を収容した、保持器の内周が１８０度分以上ある、スラスト軸受が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２９１４号公報
【特許文献２】特開２００９−１６２２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図４（Ｂ）に示す特許文献１に記載された従来技術では、図２（Ｂ）に示すように、クランクシャフトから最も大きな負荷を受ける方向（ピストンから回転駆動力を受けるクランクシャフトは図４（Ｂ）に示す方向に最大負荷Ｆｍａｘがかかる）に逃げ面Ｍｎ及び外輪分割体の分割面ＭＢが位置している。転動体１５は自転しながらシャフト１の外周面上を公転しており、最大負荷Ｆｍａｘの方向に移動してきた転動体１５は、逃げ面Ｍｎとシャフト１との双方に同時に接触していないので、この位置では転動体１５の振動が大きくなり易い。このため、大きく振動した転動体が逃げ面から軌道面に進入する際、逃げ面と軌道面の境界部において引っかかり易く、クランクシャフトの騒音や振動が増大し、軸受の寿命も低下する可能性がある。
また、特許文献２に記載された従来のスラスト軸受は、シャフトをスラスト方向に支持するものであり、シャフトをラジアル方向に支持するものではないが、シャフトの外周部に配置され、円周方向に開口部を有している。なお、シャフトの外周部に配置されるが、保持器の開口部の幅がシャフトの径より小さいので、保持器の開口部からシャフトを径方向に差込むことができず、シャフト回転軸方向に沿って保持器にシャフトを挿通しなければならない。このため、シャフトに軸受を取付ける際の作業性が良くなく、クランクシャフトの場合、クランクの位置によっては所望する位置まで挿通できない可能性がある。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、シャフトの組み込みがより容易であり、転動体の振動、異音、損傷等を、より抑制することができる分割形転がり軸受を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明にかかる分割形転がり軸受は次の手段をとる。
まず、本発明の第１の発明は、複数の転動体を介してシャフト回転軸回りにシャフトを回転可能に支持する環状の外輪部材が円周方向に２分割された第１外輪分割体と第２外輪分割体によって構成された分割形転がり軸受において、前記第１外輪分割体と前記第２外輪分割体のそれぞれの内周面であるそれぞれの軌道面における両端部には、前記第１外輪分割体と前記第２外輪分割体と前記転動体にて前記シャフトを支持した際にシャフト回転軸からの距離が徐々に遠くなる逃げ面が形成されている。
そして、前記第１外輪分割体は略Ｃ字形の形状を有し、前記第１外輪分割体の円周方向の長さは、前記第２外輪分割体の円周方向の長さよりも長く形成されている。
更に、前記第１外輪分割体と前記第２外輪分割体と前記転動体にて前記シャフトを支持した際にシャフト回転軸を含む平面であり且つ前記第２外輪分割体の円周方向の中心を通る平面と、前記第１外輪分割体と前記第２外輪分割体との分割部における分割面と、が平行となるように前記分割面が形成されており、前記第１外輪分割体における分割面と分割面との間隔は、前記シャフト、あるいは前記転動体を周囲に配置したシャフトが、径方向に通過可能な間隔に設定されている。
【０００８】
この第１の発明によれば、分割面及び逃げ面の位置を、クランクシャフトから最大負荷がかかる位置からずらした位置に移動させることができる（図２（Ａ）参照）。
これにより、クランクシャフトから最大負荷がかかる位置では、転動体がクランクシャフトの外周面と外輪部材の軌道面との双方に同時に接触しているので、転動体の振動が抑制され、転動体の異音、損傷等をより抑制し、分割形転がり軸受の寿命をより長くすることができる。
また、第１外輪分割体の分割面の間隔（すなわち、開口部の幅）を、シャフトが径方向に通過可能な間隔とすることで、シャフト回転軸方向から第１外輪分割体にシャフトを挿通させる必要がなく、第１外輪分割体の開口部からシャフト（あるいは前記転動体を周囲に配置したシャフト）を径方向に組み込むことができるので組み付け時の作業性が良い。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の分割形転がり軸受１０をハウジング５に組み付けた状態を示す断面図（Ａ）と、組み付け順を示す分解図（Ｂ）である。
【図２】本実施の形態における外輪分割体（第１外輪分割体２１と第２外輪分割体３１）と、従来の外輪分割体２４０、２３０と、の違いを説明する図である。
【図３】転動体１５の数が偶数の場合と奇数の場合のそれぞれにおいて、外周面に転動体１５が配置されたシャフト１の最大幅ＷＳｍａｘと、最小幅ＷＳｍｉｎとを説明する図である。
【図４】従来の分割転がり軸受の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。図１（Ａ）は、本発明の分割形転がり軸受１０をハウジング５に組み付けた状態を示す断面図であり、図１（Ｂ）は、組み付け順を示す分解図である。
【００１１】
●［分割形転がり軸受１０の全体構造（図１）］
図１（Ａ）に示すように、シャフト１（例えば車両や船舶等のクランクシャフト）をハウジング５の２つの分割ハウジング体６、８に回転可能に支持するための分割形転がり軸受１０は、シャフト１の外周面を内輪軌道面２として、その外周に環状空間を隔てて配設される外輪部材２０と、前記環状空間に収容されている複数の転動体（鋼球、ころ等）１５と、隣り合う転動体１５の間隔を保持する保持器１６とを備えている。
すなわち、ハウジング５を構成する２つの分割ハウジング体６、８の内周面には、周方向に２分割された半円弧状の軸受組付凹部７、９がそれぞれ形成され、一方の分割ハウジング体６に他方の分割ハウジング体８が、ボルト４にて締結されている。
【００１２】
外輪部材２０は、円周方向に２分割された第１外輪分割体２１と第２外輪分割体３１によって構成され、２つの分割ハウジング体６、８の軸受組付凹部７、９にそれぞれ組み付けられている。
第１外輪分割体２１は、図１（Ｂ）に示すように上方向が開口した略Ｃ字形の形状を有しており、第１外輪分割体２１の円周方向の長さは、第２外輪分割体３１の円周方向の長さよりも長くなるように形成されている。
そして第１外輪分割体２１、第２外輪分割体３１のそれぞれの内周面には、分割軌道面２２、３２（軌道面に相当）がそれぞれ形成されている。
【００１３】
なお、２つの分割ハウジング体６、８のボルト４の締結等による組み付け誤差や、第１外輪分割体２１と第２外輪分割体３１の形状誤差等によって、これら２つの分割ハウジング体６、８とともに、第１外輪分割体２１と第２外輪分割体３１の分割面ＭＢにて、僅かであるが位置ずれ（図４（Ａ）参照）が発生する可能性がある。
この位置ずれを考慮して、第１外輪分割体２１の分割軌道面２２、及び第２外輪分割体３１の分割軌道面３２のそれぞれにおける両端部（円周方向の両端部）には、第１外輪分割体２１と第２外輪分割体３１と転動体１５にてシャフト１を支持した際にシャフト回転軸ＺＳからの距離が徐々に遠くなる逃げ面Ｍｎが形成されている。逃げ面Ｍｎは、第１外輪分割体２１、及び第２外輪分割体３１の分割面ＭＢの周囲における内周面において、分割軌道面２２、３２よりも深くなるように形成されている。
【００１４】
なお、シャフト１を組み込む場合は、図１（Ｂ）に示すように、分割ハウジング体６の軸受組付凹部７に第１外輪分割体２１を嵌合させ、保持器１６の一部を切り離して広げて転動体１５（及び保持器１６）を外周面に巻きつけた後、保持器１６の切り離し部を再接続したシャフト１を、シャフト１の径方向に移動させて第１外輪分割体２１の開口部から組み込む。そして、第２外輪分割体３１の分割面ＭＢと、第１外輪分割体２１の分割面ＭＢとを合致させ、第１外輪分割体２１の一部と第２外輪分割体３１を分割ハウジング体８の軸受組付凹部９に嵌合させ、ボルト４にて分割ハウジング体６と分割ハウジング体８とを締結する。
【００１５】
●［逃げ面Ｍｎ及び分割面ＭＢの位置と、分割面ＭＢの向き（図２、図３）］
図２（Ａ）には本実施の形態における第１外輪分割体２１と第２外輪分割体３１にて、転動体１５を介してシャフト１を支持している状態を示し、図２（Ｂ）には従来の外輪分割体２３０、２４０にて転動体１５を介してシャフト１を支持している状態を示している。
また、図３（Ａ）は、転動体１５の数が偶数の場合（この場合、６個）において、シャフト１の周囲に等間隔となるように転動体１５を配置した際、転動体を含むシャフト１の最大幅ＷＳｍａｘと、最小幅ＷＳｍｉｎの例を示している。また図３（Ｂ）は、転動体１５の数が奇数の場合（この場合、５個）において、シャフト１の周囲に等間隔となるように転動体１５を配置した際、転動体を含むシャフト１の最大幅ＷＳｍａｘと、最小幅ＷＳｍｉｎの例を示している。
【００１６】
図２（Ｂ）に示すように従来の分割形転がり軸受１１０における外輪分割体２３０、２４０は、円周方向の長さが同じであり、どちらも１８０度分の長さであるため、分割面ＭＢが、シャフト回転軸ＺＳを含むとともに水平方向に平行な平面ＭＨ（図２（Ｂ）の場合、ＸＹ平面）上に位置している。
そして分割面ＭＢの近傍には逃げ面Ｍｎが形成されているので、シャフト１に対して水平方向に逃げ面Ｍｎが位置している。
ここで、シャフト１が例えば内燃機関のクランクシャフトの場合、当該クランクシャフトは、連結されたピストン（図示省略）の上下運動を回転運動に変換するが、ピストンが上から下に移動する際に最も大きな力を受け、シャフト１による分割形転がり軸受１０への最大負荷Ｆｍａｘは水平方向となる（図２（Ｂ）参照）。
ところが、従来の分割形転がり軸受１１０における外輪分割体２３０、２４０では、シャフト１からの最大負荷Ｆｍａｘがかかる方向に分割面ＭＢ及び逃げ面Ｍｎが位置しており、シャフト１の外周面を公転している転動体１５が逃げ面Ｍｎの位置（最大負荷Ｆｍａｘの方向の位置）に到達すると、この位置の転動体１５は反対側（外周側）が外輪分割体で支持されていない（逃げ面Ｍｎであるため、隙間がある）ので、大きく振動し易い（シャフト１の径方向に振動する）。そして、大きく振動したまま逃げ面Ｍｎから軌道面へと進入していくので、逃げ面Ｍｎから徐々に狭くなる軌道面においてひっかかり易く、騒音や振動が増大する。また、転動体１５、保持器１６、外輪分割体２３０、２４０の寿命にも影響を与える可能性が大きい。
【００１７】
そこで、図２（Ａ）に示す本実施の形態の分割形転がり軸受１０では、第１外輪分割体２１と第２外輪分割体３１の分割面ＭＢ及び逃げ面Ｍｎの位置を、シャフト１からの最大負荷Ｆｍａｘがかかる方向からずらした位置に変更している。
具体的には、第１外輪分割体２１は、略Ｃ字形の形状を有し、第１外輪分割体２１の円周方向の長さは、第２外輪分割体３１の円周方向の長さよりも長くなるように形成されている（第１外輪分割体２１の円周方向の長さは１８０度分より長く、第２外輪分割体３１の円周方向の長さは１８０度分より短い）。
これにより、シャフト１が最大負荷Ｆｍａｘの方向に転動体１５に力を伝達しても、最大負荷Ｆｍａｘの方向に移動してきた転動体１５は、反対側（外周側）から第１外輪分割体２１の分割軌道面２２にて押さえ込まれているので、転動体１５の振動が抑制される。
【００１８】
また分割面ＭＢについては、位置だけでなく、分割面ＭＢの向きも変更している。図２（Ｂ）に示す従来の外輪分割体２３０、２４０では、シャフト回転軸ＺＳを含む平面ＭＨ上に分割面ＭＢが位置している。しかし、図２（Ａ）に示す本実施の形態の第１外輪分割体２１（及び第２外輪分割体３１）の分割面ＭＢは、シャフト回転軸ＺＳを含む平面であり且つ第２外輪分割体３１（または第１外輪分割体２１）の円周方向の中心を通る平面ＭＶと平行となるように形成されている。つまり、第１外輪分割体２１の両端部の分割面ＭＢは互いに平行であり、第２外輪分割体３１の両端部の分割面ＭＢも互いに平行である。
このため、円環状に形成した外輪部材から鉛直方向に打ち抜くことで、第１外輪分割体２１と第２外輪分割体３１とを分離、成形することができるので、製造が容易であり、比較的低コストで作成することができる。
【００１９】
また、第１外輪分割体２１の円周方向の開口部の間隔である割位置幅Ｗ（第１外輪分割体２１において対向している分割面ＭＢの間隔）はシャフト１の径よりも大きな距離に設定されており、シャフト１が径方向に通過可能な間隔に設定されている。
これにより、シャフト１の端面方向から第１外輪分割体２１をシャフト回転軸ＺＳ方向に挿通させる必要がなく、第１外輪分割体２１の開口部の開口方向からシャフト１を径方向に差込む（嵌め込む）ことができるので作業性がよい。
【００２０】
なお、保持器１６の一部を切り離して転動体１５及び保持器１６をシャフト１に巻きつけた後、保持器１６の切り離し部を再接続したシャフト１を第１外輪分割体２１の開口部から差込む場合、図２（Ａ）に示す割位置幅Ｗは、以下のように設定する必要がある。
なお割位置幅Ｗは、図２（Ａ）に示す状態において、第１外輪分割体２１において対向している分割面ＭＢの間隔、または第２外輪分割体３１において円周方向の両端の分割面ＭＢの間隔である。
また、図２（Ａ）に示すように第１外輪分割体２１及び第２外輪分割体３１（すなわち外輪部材２０）の軌道面の径をＤ1、第１外輪分割体２１及び第２外輪分割体３１（すなわち外輪部材２０）の外周面の径をＤ0、転動体１５の径をｄｎ、転動体１５の数をＮと設定すると、Ｎが偶数の場合と奇数の場合のそれぞれにおいて、以下のように割位置幅Ｗを設定する。
【００２１】
転動体１５の数Ｎが偶数の場合は、割位置幅Ｗを（式１）に示すように設定する。
Ｗ≧（Ｄ1−ｄｎ）ｃｏｓ（π／Ｎ）＋ｄｎ    （式１）
また、転動体１５の数Ｎが奇数の場合は、割位置幅Ｗを（式２）に示すように設定する。
Ｗ≧｛（Ｄ1−ｄｎ）ｃｏｓ（π／Ｎ）＋（Ｄ1＋ｄｎ）｝＊１／２    （式２）
以上の割位置幅Ｗを満足するように設定することにより、保持器１６の一部を切り離してシャフト１に転動体１５及び保持器１６を巻きつけた後、保持器１６の切り離し部を再接続したシャフト１を、第１外輪分割体２１の開口部から径方向に差込む場合において、組み付け時の干渉を回避することができる。
【００２２】
以上、逃げ面Ｍｎの位置を、図２（Ａ）に示すようにシャフト１からの最大負荷Ｆｍａｘがかかる方向からずらした位置（この場合、対向している逃げ面Ｍｎの間にシャフト回転軸ＺＳが入らないような逃げ面Ｍｎの位置）に設定するとともに、割位置幅Ｗが（式１）（または（式２））を満足するように設定することで、図３（Ａ）（または図３（Ｂ））に示す最小幅ＷＳｍｉｎより大きく設定することができる。
なお、上記の説明では、転動体１５及び保持器１６をシャフト１に巻きつけた後、第１外輪分割体２１の開口部から差込む例を説明したが、一部を切り離して広げた保持器１６（及び転動体１５）を第１外輪分割体２１の開口部から入れて広げた保持器１６を第１外輪分割体２１の内周面に保持し、シャフト１を第１外輪分割体２１の開口部から差込み、保持器１６の切り離し部を再接続するようにしてもよい。この場合、第１外輪分割体２１の開口部の幅を、シャフト１の径よりも大きく設定すればよく、転動体１５の径を考慮する必要がないので、上記の（式１）及び（式２）の割位置幅Ｗよりも割位置幅を若干小さくすることが可能となる。
【００２３】
以上、本実施の形態にて説明した分割形転がり軸受１０は、転動体１５が逃げ面Ｍｎから軌道面に進入する際に発生するＰＶ値（軸受圧力Ｐとすべり速度Ｖで与えられる軸受の作動限界を与える因子）を減少させることができる。
また、転動体１５の振動や騒音の発生を抑制し、軸受の寿命をより向上させることができる。
また、振動や騒音の低減により、振動や騒音を発生させるエネルギーを低減するので燃費の向上にも寄与できる。
【００２４】
本発明の分割形転がり軸受１０は、本実施の形態で説明した外観、構成、構造等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
本実施の形態で説明した分割形転がり軸受は、ボールねじやボールスプライン等、軌道面に形状変化や段差が存在する種々の分割形の転がり軸受に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１        シャフト
５        ハウジング
６、８    分割ハウジング体
１０      分割形転がり軸受
１５      転動体
１６      保持器
２０      外輪部材
２１      第１外輪分割体
３１      第２外輪分割体
２２、３２    分割軌道面
ＭＢ      分割面
Ｍｎ      逃げ面
Ｗ        割位置幅
ＺＳ      シャフト回転軸
【図１】
2011196460.tif 000003
【図２】
2011196460.tif 000004
【図３】
2011196460.tif 000005
【図４】
2011196460.tif 000006