(57)【要約】【課題】  ころと内輪または軸、およびころと外輪また軸受使用機器の接触面圧を低減し、振動や騒音を抑えて、転動疲労寿命の延長を図ることのできるころ軸受を提供する。【解決手段】  ころ軸受は、円周方向複数箇所にポケット３ａを有するリング状の保持器３と、この保持器３の前記各ポケット３ａに保持された複数のころ２とを備え、これら複数のころ２が、内輪または軸５の外周面からなる内輪側周面５ａ、および外輪１または軸受使用機器の内周面からなる外輪側周面１ａに転接する。前記保持器３の軸方向外側に、内周面および外周面が前記内輪側周面５ａおよび外輪側周面１ａに滑り接触して滑り軸受として機能する滑り軸受部材４を、前記保持器３と一体的に運動するように設ける。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周方向複数箇所にポケットを有するリング状の保持器と、この保持器の前記各ポケットに保持された複数のころとを備え、これら複数のころが、内輪または軸の外周面からなる内輪側周面、および外輪または軸受使用機器の内周面からなる外輪側周面に転接するころ軸受において、
前記保持器の軸方向外側に、内周面および外周面が前記内輪側周面および外輪側周面に滑り接触して滑り軸受として機能する滑り軸受部材を、前記保持器と一体的に運動するように設けたことを特徴とするころ軸受。
【請求項２】
請求項１において、前記滑り軸受部材の内周面および外周面に、油膜形成能力を高める手段を設けたころ軸受。
【請求項３】
請求項２において、前記油膜形成能力を高める手段が、前記滑り軸受部材の内周面および外周面に付与され、軸方向に垂直な断面が、円弧状、三角形状、若しくは長方形状等の波形となる断面形状、または前記保持器の中央部の内周面および外周面に分散して設けたディンプル若しくは突起であるころ軸受。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項において、前記保持器および前記滑り軸受部材のいずれかまたは両方を、円周方向に並ぶ２個の分割体に分割したころ軸受。
【請求項５】
請求項１〜請求項３のいずれか１項において、外輪を有し、この外輪、前記保持器、および前記滑り軸受部材のいずれかまたは全てを、円周方向に並ぶ２個の分割体に分割したころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、特に自動車用エンジンのクランク軸やカムシャフトの支持部、あるいはコンロッドとクランク軸およびピストンとの連結部等のような変動荷重を受ける箇所に使用するに適したころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は自動車用エンジンのクランク軸およびコンロッドを示している。クランク軸１０は、回転中心軸１０ａと、バランスウェイト１０ｂと、クランクピン１０ｃとで構成され、回転中心軸１０ａが軸受１２により回転自在に支持されている。コンロッド１１は、両端の大径端部１１ａおよび小径端部１１ｂにそれぞれピン挿入穴１１ｃが形成されており、大径端部１１ａのピン挿入穴１１ｃには前記クランクピン１０ｃがコンロッド１１に対して軸受１３を介して回転自在に挿入され、小径端部１１ｂのピン挿入穴１１ｃにはピストンピン（図示せず）が軸受（図示せず）を介してコンロッド１１に対して回転自在に挿入されている。
【０００３】
上記クランク軸１０の支持部に用いられる軸受１２や、コンロッド１１とクランク軸１０の連結部に用いられる軸受１３は、ピストンの爆発的な往復運動に伴う変動荷重を受ける。このため、上記軸受としてころ軸受または針状ころ軸受が使用される場合、振動や騒音が大きいという問題がある。また、軸受の長寿命化が望まれる。これらの問題は、カムシャフトを支持する軸受についても言える。
【０００４】
このような問題に対する従来技術として、転がり軸受のアウターレースの外周面とシャフト穴内周面との間にオイルフィルム部を形成して騒音の防止を図ったものがある（特許文献１）。
【０００５】
また、クランク軸の主支承装置の製造および組立を容易にするために、クランク軸支持用軸受を、外輪に当たるハーフシェルが分割され、それがスリットの設けられた弾性的リングで取り囲んだ構造とした従来技術がある（特許文献２）。
【特許文献１】特開平６−２２９４１５号公報
【特許文献２】特表２００２−５２５５３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の軸受は、アウターレースの外周面とシャフト孔内周面との間に均一間隔の間隙を形成し、その間隙に潤滑油を充填してオイルフィルムとしたものである。この構成は、オイルフィルムのクッション作用は得られるものの、潤滑油自体でラジアル方向の軸荷重を支持するという作用はあまり得られない。このため、クランク軸の支持部や、コンロッドとクランク軸の連結部等の変動荷重を受ける箇所に使用した場合、振動や騒音の低減を十分に達成することはできない。また、軸受の長寿命化の達成は困難である。
【０００７】
この発明の目的は、ころと内輪または軸、およびころと外輪また軸受使用機器の接触面圧を低減し、振動や騒音を抑えて、転動疲労寿命の延長を図ることのできるころ軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明のころ軸受は、円周方向複数箇所にポケットを有するリング状の保持器と、この保持器の前記各ポケットに保持された複数のころとを備え、これら複数のころが、内輪または軸の外周面からなる内輪側周面、および外輪または軸受使用機器の内周面からなる外輪側周面に転接するころ軸受において、前記保持器の軸方向外側に、内周面および外周面が前記内輪側周面および外輪側周面に滑り接触して滑り軸受として機能する滑り軸受部材を、前記保持器と一体的に運動するように設けたことを特徴とする。ここで、滑り軸受部材および保持器の運動とは、軸回りの回転および軸方向の移動のことである。滑り軸受部材の内周面と内輪側周面との間、および滑り軸受部材の外周面と外輪側周面との間には潤滑油を保持させる。
この構成とすると、滑り軸受部材が、内輪または軸、および外輪または軸受使用機器に対する滑り軸受として機能するため、滑り軸受部材により軸荷重の一部を負担することができる。そのため、ころと内輪または軸、およびころと外輪または軸受使用機器の接触面圧を低減することができる。接触面圧が低下することで、転動疲労に対する軸受寿命の延長が可能となる。また、滑り軸受部材と内輪または軸との間の隙間、および滑り軸受部材と外輪または軸受使用機器との間の隙間に形成される油膜のスイングフィルムダンパ作用によって、ころと内輪または軸との接触部、およびころと外輪または軸受使用機器との接触部で生じる振動および騒音を低減することができる。
滑り軸受部材は保持器と一体的に運動するため、滑り軸受部材と保持器とが互いに干渉して運動を阻害し合うことがなく、軸受機能への悪影響が出ない。
【０００９】
前記滑り軸受部材の内周面および外周面に、油膜形成能力を高める手段を設けるのが良い。その場合、前記油膜形成能力を高める手段は、前記滑り軸受部材の内周面および外周面に付与され、軸方向に垂直な断面が、円弧状、三角形状、若しくは長方形状等の波形となる断面形状、または前記滑り軸受部材の内周面および外周面に分散して設けたディンプル若しくは突起とすることができる。
このように滑り軸受部材の内周面および外周面に油膜形成能力を高める手段を設けると、滑り軸受部材の内周面と内輪側周面との間、および滑り軸受部材の外周面と外輪側周面との間に形成される潤滑油の油膜の作用により負荷容量が向上する。その油膜によって外力を支持することにより、ころと内輪または軸、およびころと外輪または軸受使用機器の接触面圧を低減することが可能になる。
【００１０】
この発明において、前記保持器および前記滑り軸受部材のいずれかまたは両方を、円周方向に並ぶ２個の分割体に分割することができる。また、外輪を有する場合、この外輪、前記保持器、および前記滑り軸受部材のいずれかまたは全てを、円周方向に並ぶ２個の分割体に分割することができる。
保持器や滑り軸受部材、あるいは外輪を２個の分割体に分割すると、軸受の組立が容易になる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明のころ軸受は、円周方向複数箇所にポケットを有するリング状の保持器と、この保持器の前記各ポケットに保持された複数のころとを備え、これら複数のころが、内輪または軸の外周面からなる内輪側周面、および外輪または軸受使用機器の内周面からなる外輪側周面に転接するころ軸受において、前記保持器の軸方向外側に、内周面および外周面が前記内輪側周面および外輪側周面に滑り接触して滑り軸受として機能する滑り軸受部材を、前記保持器と一体的に運動するように設けたため、ころと内輪または軸、およびころと外輪また軸受使用機器の接触面圧を低減し、振動や騒音を抑えて、転動疲労寿命の延長を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
この発明の実施形態を図１〜図３と共に説明する。このころ軸受は、外輪１と、この外輪１の内周面からなる外輪側周面１ａに転接する複数のころ２と、リング状の保持器３と、この保持器３の軸方向両側に配置した滑り軸受部材４とを有する。保持器３は円周方向に並ぶ複数のポケット３ａを有し、各ポケット３ａにころ２が保持されている。内輪は無く、この軸受が支持する軸５の外周面からなる内輪側周面５ａにころ２が転接している。外輪１と軸５との間の軸受空間は図示しない密封手段により密封されており、この密封された軸受空間内に潤滑油が保持されている。あるいは、図示しない潤滑油供給孔から潤滑油が供給され軸受空間内に潤滑油が保持される。図３に示すように、外輪１、保持器３、および滑り軸受部材４は、それぞれ円周方向に並ぶ２個の外輪分割体１１，１２、保持器分割体３１，３２、および滑り軸受部材分割体４１，４２に分割されている。
【００１３】
保持器３は、軸方向両側の円環部６と、両円環部６を繋ぐ円周方向複数箇所の柱部７とからなり、隣合う柱部７間が、ころ２を保持するポケット３ａとなっている。円環部６の軸方向外側面には凸部６ａが形成され、その凸部６ａの端面から軸方向内向きに滑り軸受部材取付用のねじ孔６ｂが設けられている。
【００１４】
滑り軸受部材４は、内周面および外周面が内輪側周面５ａおよび外輪側周面１ａにそれぞれ沿う平滑面として形成された部材である。滑り軸受部材４の軸方向内側面には凹部４ａが形成され、軸方向外側面から前記凹部４ａの底面に向けて軸方向に貫通する段付きのボルト挿通孔４ｂが設けられている。
【００１５】
保持器円環部６の凸部６ａに滑り軸受部材４の凹部４ａを嵌合させて、保持器３に滑り軸受部材４を取付ける。そして、前記ボルト挿通孔４ｂに軸方向外側から挿通させたボルト８のねじ部８ａを前記ねじ孔６ｂに螺着させることにより、保持器３に滑り軸受部材４を締結する。この締結状態では、保持器３および滑り軸受部材４が、軸回りの回転および軸方向の移動を一体的に行う。
【００１６】
この実施形態では、保持器３と滑り軸受部材４とを一体的に運動させるために、両者をボルト８を用いて締結しているが、リベット、ねじ等の他の締結手段を用いて両者を締結してもよく、あるいは溶接により両者を固定してもよい。
【００１７】
滑り軸受部材４の内周面および外周面が内輪側周面５ａおよび外輪側周面１ａにそれぞれ沿う平滑面として形成されているため、滑り軸受部材４の内周面と軸５の内輪側周面５ａとの間の隙間、および滑り軸受部材４の外周面と外輪１の外輪側周面１ａとの間の隙間に潤滑油が保持される。このように保持された潤滑油の油膜を介して、滑り軸受部材４と軸５、および滑り軸受部材４と外輪１とが互いに滑り接触する。このため、滑り軸受部材４の内周面は、軸５と円滑に回転自在でラジアル方向の荷重を支持することのできる滑り軸受として機能する。同様に、滑り軸受部材４の外周面は、外輪１と円滑に回転自在でラジアル方向の荷重を支持することのできる滑り軸受として機能する。
【００１８】
このころ軸受は、例えば図７に示すクランク軸１０支持用の軸受１２や、コンロッド１１とクランク軸１０の連結部の軸受１３に適用される。軸受１２に適用する場合、軸５はクランク軸１０の回転中心軸１０ａである。また、軸受１３に適用する場合、軸５はクランク軸１０のクランクピン１０ｃであり、外輪１はコンロッド１１の大径端部１１ａである。このころ軸受は、上記軸受１２，１３の他に、コンロッド１１の小径端部１１ｂとピストンピン（図示せず）との連結部の軸受や、カムシャフト支持部の軸受にも適用することもできる。さらに、これら以外の変動荷重を受ける箇所の軸受として適用することができる。外輪１および保持器３が２分割されているため、組立性が良好である。
【００１９】
上記構成のころ軸受は、滑り軸受部材４が軸５および外輪１に対して滑り軸受として機能してラジアル方向の荷重を支持するため、ころ２と軸５との接触面圧、およびころ２と外輪１との接触面圧を低減することができる。接触面圧が低下することで、転動疲労に対する軸受寿命の延長が可能となる。また、滑り軸受部材４と軸５との間の隙間、および滑り軸受部材４と外輪１との間の隙間に形成される油膜のスクイズフィルムダンパ作用によって、ころ２と軸５の接触部、およびころ２と外輪１との接触部で生じる振動および騒音を低減することができる。
滑り軸受部材４は保持器３と一体的に運動するため、滑り軸受部材４と保持器３とが互いに干渉して運動を阻害し合うことがなく、軸受機能への悪影響が出ない。
【００２０】
図４〜図６は上記実施形態のものとは内外周面の軸方向に垂直な断面形状が異なる滑り軸受部材４を示す。図４は円弧を連ねてなる波形の断面形状としたものである。図５は三角形状の凹凸となる波形の断面形状としたものである。図６は長方形状の凹凸となる波形状断面形状としたものである。
【００２１】
滑り軸受部材４の内周面および外周面を図４〜図６のいずれの断面形状にした場合でも、滑り軸受部材４と軸５、あるいは滑り軸受部材４と外輪１が相対運動する時、滑り軸受部材４の内周面と内輪側周面５ａとの間、および滑り軸受部材４の外周面と外輪側周面１ａとの間に油膜形成を促進することができる。この油膜を介して滑り軸受部材４が軸荷重の一部を支持することにより、ころ２と軸５との接触面圧、およびころ２と外輪１との接触面圧を低減することが可能になる。
【００２２】
滑り軸受部材４の内周面および外周面での油膜形成能力を高める手段としては、上記図４〜図６のように表面を波形となる断面形状とする代わりに、表面にディンプル若しくは突起を分散して設けたものとしても良い（図示省略）。
【００２３】
上記実施形態では、内輪が無く、ころ２が軸５に直接に接触する構成のころ軸受を例示しているが、この発明は、内輪を有するころ軸受にも適用できる。その場合、内輪の外周面が内輪側周面５ａとなる。また、外輪１を有しない軸受にも適用できる。その場合、軸受使用機器の内周面が外輪側周面１ａとなる。いずれの場合も、上記実施形態と同様な作用効果が得られる。
なお、外輪１を有しないころ軸受の場合は、軸受の組立性を向上させるために、保持器３および滑り軸受部材４を円周方向に並ぶ２個の分割体に分割すると良い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の実施形態にかかるころ軸受の一部を省略した図で、（Ａ）はＩＡ−Ｏ−ＩＡ´断面図、（Ｂ）はＩＢ−ＩＢ断面図、（Ｃ）はＩＣ−ＩＣ断面図である。
【図２】図１（Ｂ）のII部拡大図である。
【図３】同ころ軸受の外輪、保持器、および滑り軸受部材を示す正面図である。
【図４】異なる滑り軸受部材を有するころ軸受の一部の断面図である。
【図５】さらに異なる滑り軸受部材を有するころ軸受の一部の断面図である。
【図６】さらに異なる滑り軸受部材を有するころ軸受の一部の断面図である。
【図７】自動車用エンジンのクランク軸およびコンロッドを示す説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１…外輪
１１，１２…外輪分割体
１ａ…外輪側周面
２…ころ
３…保持器
３１，３２…保持器分割体
３ａ…ポケット
４…滑り軸受部材
４１，４２…滑り軸受部材分割体
５…軸
５ａ…内輪側周面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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