(57)【要約】【課題】分割部分の軸方向へのずれを抑制した保持器を有する針状ころ軸受を使用することによって、信頼性の高いクランクシャフト支持構造を提供する。【解決手段】クランクシャフト支持構造は、クランクシャフト、およびクランクシャフトを支持する針状ころ軸受を備える。この針状ころ軸受は、軸受の軸線方向に延びる分割線によって分割された複数の外輪部材を有する外輪と、外輪の軌道面上に転動自在に配置される複数の針状ころ１３と、円周上の複数箇所に設けられた切断部Ｑの一方側に凸部１４ａと、他方側に凸部１４ａを受け入れる凹部１４ｂとを備え、凸部１４ａと凹部１４ｂとの軸方向隙間δを０≦δ≦０．２ｍｍの範囲内に設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトと、
前記クランクシャフトを回転自在に支持する針状ころ軸受とを備えたクランクシャフト支持構造であって、
前記針状ころ軸受は、軸受の軸線方向に延びる分割線によって分割された複数の外輪部材を有する外輪と、前記外輪の軌道面上に転動自在に配置される複数の針状ころと、円周上に軸線方向に延びる切断部を有する複数の保持器とを備え、
前記保持器は、前記切断部の一方側に凸部と、他方側に前記凸部を受け入れる凹部とを有し、前記凸部と前記凹部との軸方向隙間δは、０≦δ≦０．２ｍｍである、クランクシャフト支持構造。
【請求項２】
前記保持器は、樹脂材料により形成される、請求項１に記載のクランクシャフト支持構造。
【請求項３】
前記クランクシャフトは、多気筒エンジンに使用される、請求項１または２に記載のクランクシャフト支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車等のエンジンに使用するクランクシャフトの支持構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
クランクシャフト１は、図５に示すように、軸部２と、クランクアーム３と、隣接するクランクアーム３の間にコンロッドを配置するためのクランクピン４とを有する。そして、軸部２は図６に示すように、滑り軸受２０によって回転自在に支持されている。
【０００３】
また、軸部２を支持する軸受として滑り軸受２０に代えて、例えば図７に示すような、外輪６と、外輪６の内径面に沿って配置される針状ころ７と、隣接する針状ころ７の間隔を保持する保持器８とを備える針状ころ軸受５を用いることが考えられる。
【０００４】
このような針状ころ軸受５は、針状ころ７と軌道面とが線接触するので、軸受投影面積が小さい割に高負荷容量と高剛性が得られる利点を有しており、自動車や二輪エンジン等、あらゆる分野に広く利用されている。また、針状ころ軸受５は、滑り軸受と比較すると負荷容量は低いが、回転時の摩擦抵抗が小さいので、回転トルクの低減や支持部分の給油量を減らすことが可能となる。
【０００５】
ただし、図６に示すように、軸部２の両端にはクランクアーム３が配置されており、針状ころ軸受５を軸方向に挿入することができない。そこで、このような場所に使用可能な軸受が、例えば、米国特許第１９２１４８８号公報（特許文献１）に記載されている。
【０００６】
同公報に記載されている針状ころ軸受は、図８に示すような、外輪９を軸受の軸線方向に延びる分割線９ｃによって分割した外輪部材９ａ，９ｂと、図９（ａ）および（ｂ）に示すような半円形状の分割保持器を２個組み合わせた保持器１０とを備える。
【特許文献１】米国特許第１９２１４８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図９に示したような保持器１０は、軸受回転時に保持器１０の分割部分に軸方向のずれを生じる可能性がある。これにより、外輪９やクランクシャフト１に偏荷重が負荷され、早期にピーリングやフレーキング等の不具合を生じる恐れがある。
【０００８】
そこで、この発明の目的は、分割部分の軸方向へのずれを抑制した保持器を有する針状ころ軸受を使用することによって、信頼性の高いクランクシャフト支持構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係るクランクシャフト支持構造は、クランクシャフトと、クランクシャフトを回転自在に支持する針状ころ軸受とを備える。針状ころ軸受に注目すると、軸受の軸線方向に延びる分割線によって分割された複数の外輪部材を有する外輪と、外輪の軌道面上に転動自在に配置される複数の針状ころと、円周上に軸線方向に延びる切断部を有する複数の保持器とを備え、保持器は、切断部の一方側に凸部と、他方側に凸部を受け入れる凹部とを有し、凸部と凹部との軸方向隙間δは、０≦δ≦０．２ｍｍである。また、保持器は樹脂材料により形成するのが好ましい。
【００１０】
上記構成のように、保持器の凸部と凹部との嵌合部分の軸方向隙間δを０≦δ≦０．２ｍｍの範囲内に設定することにより、保持器の切断部分におけるずれを抑制することができる。その結果、ピーリングやフレーキング等のトラブルを防止可能となるので、長寿命で信頼性の高いクランクシャフト支持構造を得ることができる。また、保持器は、加工性の観点から樹脂材料により形成するのが望ましい。
【００１１】
好ましくは、クランクシャフトは、多気筒エンジンに使用される。多気筒エンジンに使用されるクランクシャフトは、両端をクランクアームで挟まれた軸部を有し、これは気筒数に比例して多くなる。このようなクランクシャフトに上記構成の針状ころ軸受を使用することにより、より高い効果が期待できる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明は、保持器切断部の凸部と凹部との軸方向隙間を所定範囲内とすることによって、保持器の軸方向へのずれを抑制することにより、長寿命で信頼性の高いクランクシャフト支持構造を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１〜３を参照して、この発明の一実施形態に係るクランクシャフト支持構造を説明する。
【００１４】
図２に示すクランクシャフト支持構造は、クランクシャフト１５と、シリンダブロック１６ａと、ベアリングキャップ１６ｂと、クランクシャフト１５とベアリングキャップ１６ｂとの間に配置され、クランクシャフト１５を回転自在に支持する針状ころ軸受１１とを備える。
【００１５】
針状ころ軸受１１は、軸受の軸線方向に延びる分割線によって分割された複数の外輪部材１２を有する外輪と、外輪の軌道面上に転動自在に配置される複数の針状ころ１３と、針状ころ１３を収容するポケットを有する保持器１４とを備える。
【００１６】
外輪部材１２は、図３（ａ）に示すような円筒を切削加工により形成し、図３（ｂ）に示すように円周方向の２箇所で割ることによって得られる。このとき、分割部分の端面には研削加工等を施さないので、図３（ｃ）に示すように割れたときの凹凸が残っている。軸受使用時には、対応する端面を突合させることにより円筒形状の外輪を得る。なお、このような製造方法を「自然割り」という。
【００１７】
保持器１４は、樹脂材料で形成され、図１（ａ）に示すように、円周上の複数箇所に軸線方向に延びる切断部Ｑを有する分割型の保持器である。この保持器１４は、切断部Ｑの一方側に凸部１４ａと、他方側に凸部１４ａを受け入れる凹部１４ｂとを有し、組込み時にはこの凸部１４ａと凹部１４ｂとを嵌合して固定する。そして、図１（ｂ）に示すように、凸部１４ａと凹部１４ｂとの軸方向隙間δは、０≦δ≦０．２ｍｍの範囲内に設定する。
【００１８】
上記構成とすることにより、保持器１４の切断部Ｑにおける軸方向へのずれを最小限に留めることができる。これにより、外輪１２やクランクシャフト１５のピーリングやフレーキング等のトラブルを防止して、長寿命で信頼性の高いクランクシャフト支持構造を得ることができる。
【００１９】
ここで、凸部１４ａと凹部１４ｂとの軸方向隙間δは、δ＝０ｍｍが理想的であるが、製造誤差等の観点からこの精度を実現するのは非常に困難である。ただし、δ≦０．２ｍｍの範囲内であれば、外輪１２やクランクシャフト１５に負荷される偏荷重は小さいので、保持器１４のずれに起因するトラブルの発生を抑制するには十分である。
【００２０】
次に、上記構成の針状ころ軸受１１をクランクシャフト１５に組込む方法を説明する。
【００２１】
まず、各ポケットに予め針状ころ１３を組込んだ保持器１４を準備し、保持器１４をクランクシャフト１５に取り付ける。保持器１４の分割部の凸部１４ａおよび凹部１４ｂを嵌め合わせることで、保持器１４はクランクシャフト１５から脱落することはない。次に、一方側の外輪部材１２をシリンダブロック１６ａに組込み、その上に上記の保持器１４を取り付けたクランクシャフト１５を置き、他方側の外輪部材１２を置く。最後にベアリングキャップ１６ｂを組み込み固定する。上記の組込み手順とすることにより、両端をクランクアームで挟まれた軸部にも組込みが可能となる。
【００２２】
その結果、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、クランクシャフト１５と、保持器１４と、外輪部材１２と、シリンダブロック１６ａおよびベアリングキャップ１６ｂとの内径面が同心円状に配置され、針状ころ１３の安定した回転を確保することができる。上記の組込み手順とすることにより、両端をクランクアームで挟まれた軸部にも組込みが可能となる。
【００２３】
このとき、保持器１４は、金属材料をプレス加工や切削加工して製造した金属製保持器であってもよいが、弾性変形能の高い樹脂材料を射出成型して製造した樹脂製保持器とすることにより、必要な精度を容易に実現することができると共に、組込み作業がさらに容易となる。
【００２４】
また、外輪は、２つの外輪部材１２からなる例を示したが、これに限ることなく、３つ以上の外輪部材１２を組み合わせるものであってもよい。
【００２５】
さらに、この発明に係るクランクシャフト支持構造は、自動車や二輪車等のあらゆるエンジンのクランクシャフトに適用可能である。また、エンジンの気筒数は単気筒であっても多気筒であってもよいが、図５のＰ部に示すような両端をクランクアームで挟まれた軸部を有する多気筒エンジンに使用されるクランクシャフトに適用することにより、より大きな効果が期待できる。
【００２６】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
この発明は、エンジンのクランクシャフト支持構造に有利に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の特徴部分を示す図であって、（ａ）は針状ころ軸受用保持器の正面図、（ｂ）はＱ部の拡大図である。
【図２】この発明の一実施形態に係るクランクシャフト支持構造を示す図である。
【図３】図２の針状ころ軸受の外輪部材を示す図であって、（ａ）分割前の正面図、（ｂ）は（ａ）を２箇所で分割した状態を示す図、（ｃ）は（ｂ）の分割部分の拡大図である。
【図４】この発明の一実施形態に係るクランクシャフト支持構造の組込み後の状態であって、（ａ）は軸方向から見た図、（ｂ）は軸と垂直な方向から見た図である。
【図５】クランクシャフトを示す図である。
【図６】図５のＰ部の拡大図である。
【図７】従来のクランクシャフトの軸部を支持する針状ころ軸受を示す図である。
【図８】従来の分割外輪を示す図である。
【図９】従来の保持器を示す図であって、（ａ）は分割保持器の一方側、（ｂ）は保持器の突合部分を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１，１５  クランクシャフト、２  軸部、３，１７  クランクアーム、４  クランクピン、５，１１  針状ころ軸受、６，９  外輪、９ａ，９ｂ，１２  外輪部材、９ｃ  分割線、７，１３  針状ころ、８，１０，１４  保持器、１４ａ  凸部、１４ｂ  凹部、１６ａ  シリンダブロック、１６ｂ  ベアリングキャップ、２０  滑り軸受。
【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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【図９】
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