(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。このころ軸受において、前記保持器３を、その内周面３ｂおよび外周面３ｃが前記内輪側周面４ａ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ものとする。【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、前記保持器を、その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ものとし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、前記保持器の各ポケット間の部分である柱部の、保持器内周面および外周面のいずれか一方または両方に、軸受内の潤滑油で油膜を形成する平面または曲面の斜面を回転方向に対して傾くように設けたころ軸受。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記保持器の各ポケット間の部分である柱部におけるころと接触する側面の一部を、ころの外周面に沿う曲面としたころ軸受。
【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〜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、前記保持器を、その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ものとしたことを特徴とする。
この構成とすると、保持器が滑り軸受として機能するため、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】
この発明において、前記保持器の各ポケット間の部分である柱部の、保持器内周面および外周面のいずれか一方または両方に、軸受内の潤滑油で油膜を形成する平面または曲面の斜面を回転方向に対して傾くように設けても良い。
上記斜面は、内輪または軸の回転により、内輪側周面や外輪側周面との間のくさび形状部分の潤滑油を間隔の狭い側に誘導して、保持器と内輪または軸との間、または保持器と外輪または軸受使用機器との間に高圧の油膜を形成するよう作用する。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より一層軽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るため、さらなる騒音および振動の低減が実現できる。
【００１０】
前記保持器の各ポケット間の部分である柱部におけるころと接触する側面の一部を、ころの外周面に沿う曲面としても良い。
これにより、保持器ところとの間に油膜が形成される。この油膜が内輪または軸に近い側に形成されるようにした場合、ころによって保持器が内輪または軸の側に押圧され、保持器がより多くの軸荷重を支持することが可能になる。
【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、前記保持器を、その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ものとしたため、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および図２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】
保持器３の内周面３ｂは内輪側周面４ａに沿う形状であり、保持器内周面３ｂと内輪側周面４ａとは互いに滑り接触するものとされている。また、保持器３の外周面３ｃは外輪側周面１ａに沿う形状であり、保持器外周面３ｃと外輪側周面１ａとは互いに滑り接触するものとされている。保持器内周面３ｂと内輪側周面４ａとの間、および保持器外周面３ｃと外輪側周面１ａとの間の隙間には潤滑油が保持されていて、潤滑油の油膜が形成されている。
【００１５】
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。
【００１６】
上記構成のころ軸受は、保持器内周面３ｂと内輪側周面４ａとが互いに滑り接触し、かつ保持器外周面３ｃと外輪側周面１ａとが互いに滑り接触するため、保持器３がラジアル方向の軸荷重を支持する。すなわち、保持器３は、複数のころ２を等間隔に保持する役割と、ころ２と共に軸荷重の一部を負担する役割とを担っている。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。加えて、転動疲労に対する軸受寿命の延長が可能となる。保持器内周面３ｂと内輪側周面４ａ間、および保持器外周面３ｃと外輪側周面１ａ間には油膜が形成されているため、保持器３と外輪１および軸４とは円滑に摺動する。
【００１７】
図３は上記実施形態のものとは形状が異なる保持器を示す。この保持器３は、内周面３ｂおよび外周面３ｃのそれぞれに、斜面３ｂａ，３ｂｂ，３ｃａ，３ｃｂが設けられている。これらの斜面は、平面であっても曲面であっても良い。
【００１８】
軸４の回転時には、回転方向に対して傾く斜面３ｂａ，３ｃａと内輪側周面４ａまたは外輪側周面１ａとの間のくさび形状部分の潤滑油が、間隔の狭い側に誘導されて、保持器３と軸４との間、および保持器４と外輪１との間に高圧の油膜が形成される。回転方向が一方向のみの場合は、本来、一方向斜面のみで良いが、逆に組まれる場合も想定して、図３は両方向回転可能なように両方向の斜面が設けられている。
【００１９】
このようにして形成された高圧の油膜を介して保持器３が軸荷重を支持するため、斜面が設けられていない場合と比較して、保持器３がより多くの軸荷重を支持することができる。このため、ころ２と軸４、およびころ２と外輪１の接触面圧をさらに軽減させられる。また、高圧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。
【００２０】
軸４の回転方向が一方向に決まっている場合は、図４に示すように、この保持器３の内周面３ｂおよび外周面３ｃを、軸４の回転方向Ｒに対してだけ傾く斜面とすれば良い。この場合も、斜面は平面であっても曲面であっても良い。
【００２１】
図５はさらに形状が異なる保持器を示す。同図は保持器３における各ポケット３ａ間の部分である柱部の断面形状を示すものであり、この保持器３の柱部は、ころ２に対向する側面３ｄの軸４に近い側の部分が、ころ２の外周面に沿う曲面状に加工されている。これにより、保持器３ところ２との間に潤滑油の油膜が形成され、この油膜を介して保持器３がころ２を軸４側に押圧することで、高負荷の軸荷重を支持することを可能としている。
【００２２】
図６に示す保持器は、図３の保持器の構成および図５の保持器の構成の両方を組み合わせたものであり、保持器３の内周面３ｂおよび外周面３ｃのそれぞれに、斜面３ｃａ，３ｃｂが設けられ、かつ柱部のころ２に対向する側面３ｄの軸４に近い側の部分が、ころ２の外周面に沿う曲面状に加工されている。これにより、保持器３と軸４との間、および保持器３と外輪１との間に形成される高圧の油膜による作用効果、および保持器３ところ２との間に形成される油膜による作用効果の両方が得られ、ころ軸受の軸荷重支持能力を向上させることができる。
【００２３】
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。
【００２４】
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】
【００２５】
【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】異なる保持器を有するころ軸受の一部の断面図である。
【図４】さらに異なる保持器を有するころ軸受の一部の断面図である。
【図５】さらに異なる保持器を有するころ軸受の一部の断面図である。
【図６】さらに異なる保持器を有するころ軸受の一部の断面図である。
【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】
【００２６】
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
３ｂａ，３ｂｂ…保持器内周面の斜面
３ｃ…保持器の外周面
３ｃａ，３ｃｂ…保持器外周面の斜面
３ｄ…保持器柱部の側面
４…軸
４ａ…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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【図８】
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