(57)【要約】【課題】  変動荷重を吸収、減衰させることができて、振動や騒音の少なく、かつ転動疲労寿命の長いころ軸受を提供する。【解決手段】  このころ軸受は、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４の外周面からなる内輪側周面４ａ、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。上記ころ軸受において、前記保持器３の内周面３ｂおよび外周面３ｃを、それぞれ前記内輪側周面４ａおよび外輪側周面１ａとの間で潤滑油を保持してラジアル荷重を支持する動圧軸受面とする。【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、前記保持器の内周面および外周面を、それぞれ前記内輪側周面および外輪側周面との間で潤滑油を保持してラジアル荷重を支持する動圧軸受面としたことを特徴とするころ軸受。
【請求項２】
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、前記保持器の内周面および外周面が、それぞれ前記内輪側周面および外輪側周面に接するものとし、これら保持器の内周面および外周面に動圧溝を設けたことを特徴とするころ軸受。
【請求項３】
請求項２において、前記保持器の内周面および外周面の動圧溝として、保持器の正方向回転で動圧を発生させる正回転用動圧溝と、逆方向回転で動圧を発生させる逆回転用動圧溝とを設け、これら正回転用動圧溝を形成した正回転用動圧溝形成部と、逆回転用動圧溝を形成した逆回転用動圧溝形成部とを、前記保持器の内周面および外周面における軸方向または幅方向に交互に並べて設けたころ軸受。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記保持器を、円周方向に並ぶ２個の保持器分割体に分割したころ軸受。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、外輪を有し、この外輪および前記保持器の両方、またはいずれか一方を、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８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の両端部が軸受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、転動疲労により軸受寿命が短いことも問題となっている。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穴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、そのために転動疲労による軸受寿命の短縮が避けられない。
【０００７】
この発明の目的は、変動荷重を吸収、減衰させることができて、振動や騒音の少なく、かつ転動疲労寿命の長いころ軸受を提供することである。
この発明の他の目的は、軸受の組立の容易化を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明における第１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、前記保持器の内周面および外周面を、それぞれ前記内輪側周面および外輪側周面との間で潤滑油を保持してラジアル荷重を支持する動圧軸受面としたことを特徴とする。
この構成とすると、保持器の内周面および外周面を動圧軸受面としたため、保持器内周面と内輪側周面、および保持器外周面と外輪側周面との間に潤滑油を保持して、保持器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軽減することができる。接触面圧が低下することで、ころと内輪や外輪等との接触部で生じる振動を低減し、かつ軸受の騒音を低減することができる。加えて、転動疲労に対する軸受寿命の延長が可能となる。
【０００９】
この発明における第２の発明のころ軸受は、上記第１の発明において、前記保持器の内周面および外周面が、それぞれ前記内輪側周面および外輪側周面に接するものとし、これら保持器の内周面および外周面に動圧溝を設けたことを特徴とする。
この構成とすると、保持器内周面と内輪側周面との間、および保持器外周面と外輪側周面との間に保持されている潤滑油が、内輪または軸の回転により、動圧溝の溝パターンに沿って押圧されて、保持器と内輪または軸との間、および保持器と外輪または軸受使用機器との間に油膜が形成される。この油膜を介して保持器が軸荷重を支持することで、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軽減することができる。接触面圧が低下することで、ころと内輪や外輪等との接触部で生じる振動を低減し、かつ軸受の騒音を低減することができる。また、前記油膜が形成されることにより、スクイズフィルムダンパの作用が生じて、騒音および振動の低減がより一層効果的に行なわれる。加えて、転動疲労に対する軸受寿命の延長が可能となる。
【００１０】
第２の発明において、前記保持器の内周面および外周面の動圧溝として、保持器の正方向回転で動圧を発生させる正回転用動圧溝と、逆方向回転で動圧を発生させる逆回転用動圧溝とを設け、これら正回転用動圧溝を形成した正回転用動圧溝形成部と、逆回転用動圧溝を形成した逆回転用動圧溝形成部とを、前記保持器の内周面および外周面における軸方向または幅方向に交互に並べて設けることができる。
動圧溝として正回転用動圧溝と逆回転用動圧溝とを設けると、軸受が逆に組込まれた場合にも、動圧溝による前記作用が得られる。また、正回転用動圧溝形成部と逆回転用動圧溝形成部とを、保持器の内周面および外周面における軸方向または幅方向に交互に並べて設けると、動圧溝による前記作用が軸方向または幅方向の一方に偏らない。
【００１１】
この発明において、前記保持器を、円周方向に並ぶ２個の保持器分割体に分割することができる。また、外輪を有する場合には、この外輪および前記保持器の両方、またはいずれか一方を、円周方向に並ぶ２個の分割体に分割することができる。保持器や外輪を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】
【００１２】
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、前記保持器の内周面および外周面を、それぞれ前記内輪側周面および外輪側周面との間で潤滑油を保持してラジアル荷重を支持する動圧軸受面としたため、変動荷重を吸収、減衰させることができて、振動や騒音が少なくなり、さらに、転動疲労に対する軸受寿命の延長が可能となる。
また、前記保持器を、円周方向に並ぶ２個の保持器分割体に分割するか、または、外輪を有する場合に、この外輪および前記保持器の両方、またはいずれか一方を、円周方向に並ぶ２個の分割体に分割することにより、軸受の組立の容易化を図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明の実施形態を図１ないし図４と共に説明する。このころ軸受は、外輪１と、この外輪１の内径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４の外周面からなる内輪側周面４ａにころ２が転接するものとされている。外輪１と軸４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。
【００１４】
図３および図４に示すように、保持器３の内周面３ｂおよび外周面３ｃには、それぞれ多数の動圧溝５，６が平行に設けられている。この動圧溝５，６は、保持器３の内周面３ｂおよび外周面３ｃにおける回転方向に対して角度αを有する。左右の一対の動圧溝によって潤滑油が中央にポンプインされることによって油膜圧力が発生する。
【００１５】
この実施形態では、動圧溝５，６が等間隔で配置され、かつ動圧溝５，６の幅と動圧溝５，６間の背部の幅とが同一とされているが、動圧溝５，６は不等間隔で配置しても良い。
また、回転方向が一方向の場合は、性能上、一対の動圧溝が最も性能が良い。しかしながら、逆に組込まれた場合は、その性能を発揮することができない。そのため、図５および図６に示すように、正回転用動圧溝形成部７Ａ，８Ａおよび逆回転用動圧溝形成部７Ｂ，８Ｂを、保持器３の内周面３ｂおよび外周面３ｃにおける軸方向または幅方向に交互に並べて設けるのが好ましい。
【００１６】
このころ軸受は、例えば図８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４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４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。
【００１７】
上記構成のころ軸受は、軸４の回転時、保持器３の内周面３ｂと内輪側周面４ａである軸４の外周面との間、および保持器３の外周面３ｃと外輪側周面１ａである外輪１の外周面との間に保持されている潤滑油が、動圧溝５，６の溝パターンに沿って押圧されて、保持器３と軸４との間、および保持器４と外輪１との間に局所的に高圧となった油膜が形成される。軸受が逆に組まれた場合でも、正回転用動圧溝形成部７Ａ，８Ａおよび逆回転用動圧溝形成部７Ｂ，８Ｂのいずれかの動圧溝５，６によって油膜が形成される。
【００１８】
このようにして形成された油膜を介して保持器３が軸のラジアル荷重を支持することとなる。すなわち、保持器３の内周面３ｂおよび外周面３ｃが動圧軸受面として機能する。これにより、ころ２と軸４、およびころ２と外輪１の接触面圧を軽減することができる。接触面圧が低下することで、ころ２と軸４および外輪１との接触部で生じる振動を低減し、かつ軸受の騒音を低減することができる。また、前記油膜が形成されることにより、スクイズフィルムダンパの作用が生じて、騒音および振動の低減がより一層効果的に行なわれる。加えて、転動疲労に対する軸受寿命の延長が可能となる。
【００１９】
図７は異なる実施形態を示す。この実施形態は、外輪１および保持器３を、それぞれ円周方向に並ぶ２個の外輪分割体１１，１２および保持器分割体３１，３２に２分割したものである。このように外輪１および保持器３を２分割することで、軸受の組立性を向上させることができ、例えば自動車用エンジンにおけるクランク軸支持用の軸受や、コンロッドとクランク軸の連結部の軸受に用いるのに適したものとなる。
【００２０】
上記各実施形態では、内輪が無く、ころ２が軸４に直接に接触する構成のころ軸受を例示しているが、この発明のころ軸受は、内輪を有する構成であっても良く、その場合も上記各実施形態と同様な作用効果が得られる。また、外輪が無く、ころ２が軸受使用機器の内周面に直接に転接する構成であっても良く、その場合も上記各実施形態と同様な作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（Ａ）は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断面図、（Ｂ）はそのＩＢ−Ｏ−ＩＢ断面図である。
【図２】図１（Ａ）のII部拡大図である。
【図３】図２のIII矢視図である。
【図４】図２のIV矢視図である。
【図５】図３とは異なる動圧溝の溝パターンを示す図である。
【図６】図４とは異なる動圧溝の溝パターンを示す図である。
【図７】（Ａ）この発明の異なる実施形態にかかるころ軸受の一部を断面で表示した正面図、（Ｂ）はその側面図であり、（Ａ）の断面部分は（Ｂ）のVIIＡ−VIIＡ断面図である。
【図８】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】
【００２２】
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
３ｂ…保持器の内周面
３ｃ…保持器の外周面
４…軸
４ａ…内輪側周面
５，６…動圧溝
７Ａ，８Ａ…正回転用動圧溝形成部
７Ｂ，８Ｂ…逆回転用動圧溝形成部
【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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【図８】
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