(57)【要約】【課題】荷重方向が不定に変化するシャフトの軸受に用いる場合にも、スラスト軸受の回転トルクの増加や軸受の劣化を抑える。【解決手段】回転軸の軸方向の荷重を支持するスラストプレートを有するスラスト軸受において、スラストプレートは、軸方向両面が、軌道面として機能するものとする。このスラストプレートの軸方向の一面に当接するように、複数のころを、第１の保持器により支持する。また、スラストプレートの前記一面とは反対側の面に当接するするように、複数のころを、第２の保持器によって保持する。ここで、第１の保持器と、第２の保持器とは、連結されて、一体型に形成されているものとする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の軸方向の荷重を受け、前記軸方向の両面が軌道面として機能するスラストプレートと、
前記スラストプレートの前記軸方向の一面に当接するように、複数のころを支持する第１の保持器と、
前記スラストプレートの前記一面とは反対側の面に当接するように、複数のころを支持する第２の保持器と、を備え、
前記第１の保持器と前記第２の保持器とが、連結されていることを特徴とするスラスト軸受。
【請求項２】
前記スラストプレートは、一部において、前記軸方向の厚さが薄くなっている切欠き部分を有することを特徴とする請求項１に記載のスラスト軸受。
【請求項３】
前記スラスト軸受は、内燃機関のカムシャフトの軸受として用いられ、
前記切欠き部は、内燃機関のチェーンガイドに対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のスラスト軸受。
【請求項４】
前記スラスト軸受は、カムシャフトの軸受として用いられ、
前記切欠き部は、シリンダブロックの呼吸穴近傍に設置された油回収部に対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載のスラスト軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスラスト軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１にはアンギュラ型玉軸受が開示されている。特許文献１のアンギュラ型玉軸受は、一の列の玉を保持する第１の半保持器と、他の列の玉を保持する第２の半保持器とを有するものであり、第１の半保持器と第２の半保持器とは組み合わされ一体型に構成されている。これにより、特許文献１によれば、両列の玉が同期して公転するものとされている。即ち、特許文献１では、スラスト荷重を受ける玉の列の公転運動が、一体に形成された保持器を介してスラスト荷重を支承しない列の玉にも伝わるため、スラスト荷重を支承しない列の玉も、外輪、内輪の速度に応じた正規の速度で公転運動するとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１４４９００号公報
【特許文献２】特開２００９−２３６１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１のアンギュラ型玉軸受はラジアル荷重もスラスト荷重も受けるものである。このような軸受では、左右の保持器の接触角が異なることで、スラスト荷重を受ける側の保持器と受けない側の保持器に作用する力が異なるものとなる。従って、左右の保持器が連結された場合、保持器が磨耗又は破損するといった事態を生じ得る。
【０００５】
また、内燃機関のバランサシャフトやカムシャフトは、回転中にスラスト荷重方向が不定に変化する。従って、両方向のスラスト荷重を受ける従来のスラスト軸受を用いた場合、例えば、荷重が負荷されていない側の保持器は、荷重が負荷された瞬間に急激に回転変動を起こす。その結果、回転トルクの増加や、転がり軸受内部での焼き付きや磨耗が生じ得る。
【０００６】
従って、本発明は、上記課題を解決することを目的とし、荷重方向が不定に変化するシャフトの軸受に用いる場合にも、回転トルクの増加や軸受の劣化を抑えるよう改良したスラスト軸受を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、スラスト軸受であって、
回転軸の軸方向の荷重を受け、前記軸方向の両面が軌道面として機能するスラストプレートと、
前記スラストプレートの前記軸方向の一面に当接するように、複数のころを支持する第１の保持器と、
前記スラストプレートの前記一面とは反対側の面に当接するうに、複数のころを支持する第２の保持器と、を備え、
前記第１の保持器と前記第２の保持器とが、連結されているものである。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、前記スラストプレートが、一部において、前記軸方向の厚さが薄くなっている切欠き部分を有するものである。
【０００９】
第３の発明は、第２の発明において、
前記スラスト軸受は、内燃機関のカムシャフトの軸受として用いられ、
前記切欠き部は、内燃機関のチェーンガイドに対向する位置に設けられているものである。
【００１０】
第４の発明は、第２又は第３の発明において、
前記スラスト軸受は、カムシャフトの軸受として用いられ、
前記切欠き部は、シリンダブロックの呼吸穴近傍に設置された油回収部に対向する位置に設けられているものである。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明によれば、スラスト軸受は、一体型に形成された第１、第２の保持器によって、スラストプレートの両面に、複数のころが保持される。これにより、保持器は、回転軸から負荷を受けている側でも、負荷を受けていない側でも、同じ回転速度となる。その結果、負荷状態が変化した場合であっても、軸受の回転速度の急激な変化が抑えられる。従って、例えば、負荷状態が不定に変化する回転軸の軸受として用いられるような場合であっても、損失トルクを低減し、軸受内部の焼き付きや磨耗を抑制することができる。
【００１２】
第２の発明によれば、スラストプレートの一部に形成された厚さの薄い切欠き部分から、効率的に油を排出することができる。これにより、スラスト軸受内部、特に、軌道面ところとの接触部への油流入量を低減することができ、損失トルクの更なる低減を図ることができる。
【００１３】
第３又は第４の発明によれば、スラストプレートの切欠き部は、チェーンガイドや油回収部に対向する位置に設けられる。これにより、オイルの有効活用を図ることができる。また、切欠き部がチェーンガイドに対向するものについては、チェーンガイドに油を排出することができるため油攪拌を少なくすることができ、損失トルクの更なる低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１のスラスト軸受及びその周辺機器の構成について説明するための模式図である。
【図２】本発明の実施の形態１のスラスト軸受について説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態１のスラスト軸受に用いられるスラストプレートについて説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態１のスラスト軸受の他の適用例について説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態２のスラスト軸受に用いられるスラストプレートについて説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態３のスラスト軸受に用いられるスラストプレートについて説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態３のスラスト軸受と周辺機器との位置関係について説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態３の油回収部について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。
【００１６】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１におけるスラスト軸受及びその周辺機器の構成について説明するための図である。図１において、内燃機関のシリンダブロック２には、バランサシャフト４が設置されている。バランサシャフト４は内燃機関に生じる振動を打ち消すように作用するものであり、バランスウエイト６を有している。バランサシャフト４は、シリンダブロック２内において滑り軸受８に当接して支持されている。
【００１７】
バランサシャフト４は、一端において径が太い円筒部４ａとそれに連通する径の細い円筒部４ｂとを有する。径の太い円筒部４ａの、軸方向に垂直な端面であって、径の細い円筒部４ｂが連結していない部分は、後述するように、スラスト軸受１０の軌道面として機能する。バランサシャフト４は、スラスト軸受１０を介して、細い円筒部４ｂ先端部においてスプロケット１２に接続されている。スラスト軸受１０は、後述する構造によりバランサシャフト４のスラスト荷重を受ける軸受である。スラスト軸受１０はボルト１４によりシリンダブロック２に固定されている。
【００１８】
図２は、スラスト軸受１０の構成について説明するための図であり、バランサシャフト４の軸方向に平行な断面を表している。図２に示されるように、スラスト軸受１０はスラストプレート２０を有している。スラストプレート２０は、軸方向両面側が軸受の軌道面として機能するものであり、従って、浸炭鋼、工具鋼、鋼炭素鋼など、転がり軸軌道面として成立する材質により構成されている。
【００１９】
図３は、スラストプレート２０の説明するための図であり、軸方向に垂直な断面を表している。図３に示される面は、スラスト軸受１０の軌道面として機能する面である。スラストプレート２０は、中央に穴部２０ａを有する中空円板状の部材である。スラストプレート２０は、４つのボルト締結箇所２０ｂにおいて、ボルト１４によりシリンダブロック２に締結される。
【００２０】
再び図２を参照して、スラストプレート２０の穴部２０ａには、保持器２２の円筒部が挿入されている。保持器２２の円筒部には、バランサシャフト４が保持器２２とは独立して回転可能な状態で挿入されている。保持器２２は、第１保持器２２ａと第２保持器２２ｂとで構成される。第１保持器２２ａと第２保持器２２ｂとは溶接により互いに連結されて一体型の保持器２２を構成している。
【００２１】
第１保持器２２ａは、複数のころ２４ａを保持する。各ころ２４ａは、その回転軸方向がスラストプレート２０の放射方向に沿うように、かつ、複数のころ２４ａがスラストプレート２０の円周に沿うようにして保持される。各ころ２４ａは、スラストプレート２０とバランサシャフト４の端面とに当接するように保持される。即ち、ころ２４ａは、スラストプレート２０の一面と、この一面に対向するバランサシャフト４の端面とを軌道面とする。ころ２４ａは、バランサシャフト４端面からスラストプレート２０を押す方向（以下「左方向」とする）の負荷を受ける。
【００２２】
第２保持器２２ｂは、複数のころ２４ｂを保持する。各ころ２４ｂは、その回転軸方向がスラストプレート２０の放射方向に沿うように、かつ、複数のころ２４ｂが、スラストプレート２０の円周に沿うようにして保持される。各ころ２４ｂは、スラストプレート２０とスプロケット１２とに当接するように保持される。即ち、ころ２４ｂは、スラストプレート２０の一面と、この一面に対向するスプロケット１２の面とを軌道面とする。ころ２４ｂは、スプロケット１２からスラストプレート２０側への方向（以下「右方向」とする）の負荷を受ける。
【００２３】
このように構成されたスラスト軸受１０では、スラスト荷重を受けた状態で、第１保持器２２ａと第２保持器２２ｂとが一体となって回転する。従って、スラスト軸受１０の回転速度は、負荷を受けている側の回転速度に統一される。このため左右の負荷状態が変わる場合にも、スラスト軸受１０の回転速度に急激な変化が生じるのを抑えることができる。従って、損失トルクを低減することができるとともに、スラスト軸受１０内部の焼き付けや磨耗を抑制することができる。
【００２４】
以上、本発明の実施の形態１について説明したが、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、次のように変形して実施することもできる。
【００２５】
図４は、本発明の実施の形態１のスラスト軸受１０の、他の適用例を説明するための図である。図４に示す例では、スラスト軸受１０をカムシャフト３０の軸受として適用している。図４の例では、カムシャフト３０は、カムキャリア３２に固定されたカムキャップ３４に回転可能に保持される。カムシャフト３０の一端は、スラスト軸受１０を介してスプロケット３６に固定される。スラスト軸受１０のスラストプレート２０は４箇所のボルト締結箇所２０ｂにおいて、カムキャップ３４にボルト締結される。
【００２６】
カムシャフト３０は、他の部分と比較して大きな径で形成された部分を有し、この部分のスラストプレート２０に対向する面が、スラスト軸受１０の軌道面３０ａとして機能する。ころ２４ａは、スラストプレート２０と軌道面３０ａとに当接するように、第１保持器２２ａによって保持される。一方、ころ２４ｂは、スラストプレート２０とスプロケット３６とに当接するように第２保持器２２ｂによって保持される。これによりバランサシャフト４の場合と同様に、カムシャフト３０のスラスト荷重をスラスト軸受１０により受けることができる。
【００２７】
なお、本発明において、スラスト軸受１０は、バランサシャフト４や、カムシャフト３０の軸受に限らず、他の回転軸のスラスト軸受として用いることができ、特に、スラスト荷重の方向が不定に変化しやすい回転軸の軸受として有効である。
【００２８】
また、本実施の形態１では、４箇所のボルト締結箇所２０ｂにおいてスラスト軸受１０がシリンダブロック２等にボルト締結される場合について説明した。しかし、締結方法はこれに限るものではなく、スラスト軸受１０のスラストプレート２０がシリンダブロック２等に固定されるものであれば、その固定方法や固定箇所の数を問うものではない。
【００２９】
また、本実施の形態１では、第１保持器２２ａと第２保持器２２ｂとが溶接により一体型に形成されている場合について説明した。しかしながら、本発明においては、保持器２２は、第１保持器２２ａと第２保持器２２ｂとが連結され一体型に形成されたものであれば、その連結方法を問うものではない。例えば、第１保持器２２ａと第２保持器２２ｂとの連結方法は、溶接の他に、圧入、かしめ等が考えられる。また、最初から一体型に形成されたものであってもよい。
【００３０】
実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２のスラスト軸受のスラストプレートの構成について説明するための模式図である。図５のスラストプレート４０は、図２のスラスト軸受１０におけるスラストプレート２０に替えて用いられるものである。スラストプレート４０は、一箇所において薄く形成された切欠き部４２を有する点を除き、図３のスラストプレート２０と同じものである。
【００３１】
スラストプレート４０は、図５に示す正面において、図２のスラスト軸受１０と同じ形状に形成されており、中央に保持器２２とバランサシャフト４とが挿入される穴部４０ａを有し、４箇所のボルト締結箇所４０ｂにおいてシリンダブロック２等に固定される。
【００３２】
一方、バランサシャフト４の軸方向（図５の紙面に対して垂直方向）の断面形状において、スラストプレート４０は一部に薄く形成された切欠き部４２を有している。具体的に、切り欠き部４２は、他の部分と比べて軸方向の厚みが薄く形成されている。切欠き部４２は、２つのボルト締結箇所４０ｂの間であって、かつ、保持器２２の外径に対応する円４０ｃよりも外側の部分に、スラストプレート４０の最外周の少なくとも一部が含まれるような形で形成される。即ち、切欠き部４２は、スラストプレート４０の、少なくともころ２４ａ、２４ｂが当接する軌道面よりも外側に、ボルト締結箇所４０ｂと重ならないように形成されている。
【００３３】
スラスト軸受１０に供給されたオイルは、スラストプレート４０に形成された切欠き部４２から容易に排出される。従って、スラスト軸受１０の油排出性を向上させることができる。これにより、スラスト軸受１０内部の、例えばころ２４ａ、２４ｂと軌道面との転がり接触部等への油流入量を低減することができ、損失トルクの更なる低減を図ることができる。
【００３４】
実施の形態３．
図６は、本発明の実施の形態３におけるスラストプレートについて説明するための図である。本実施の形態３のスラスト軸受は、図４と同様に、内燃機関のカムシャフトの軸受として用いられるものであり、図６のスラストプレート５０は、図２のスラスト軸受１０のスラストプレート２０に替えて用いられる。スラストプレート５０は切欠き部５２、５４を有する点を除き、図３のスラストプレート２０と同じものである。
【００３５】
即ち、スラストプレート５０は、図６に示す正面形状において、図３のスラストプレートと同じ形状を有し、中央に保持器２２及びカムシャフト３０が貫通する穴部５０ａを有し、４箇所のボルト締結箇所５０ｂにおいてカムキャップ３４等に固定される構成となっている。
【００３６】
一方、カムシャフト３０の軸方向の形状（図６の紙面とは垂直な面）において、スラストプレート５０は大きさの異なる２つの切欠き部５２、５４を有している。切欠き部５２、５４は、共に、他の部分と比べて軸方向の厚みが薄く形成されている。また、切欠き部５２、５４それぞれは、いずれか２つのボルト締結箇所５０ｂの間であって、スラストプレート５０の、保持器２２の外径に対応する円５０ｃよりも外側の部分に、スラストプレート５０の最外周の少なくとも一部が含まれるような形で形成される。即ち、切欠き部５２、５４それぞれは、スラストプレート５０の、少なくともころ２４ａ、２４ｂが当接する部分よりも外側であって、ボルト締結箇所５０ｂとは重ならない位置に形成されている。
【００３７】
図７は、本実施の形態３におけるスラスト軸受が設置される状態を説明するための図である。図７に示されるように、スラスト軸受１０が配置された状態では、スラストプレート５０の大きい方の切欠き部５２は、シリンダブロック２のフロント面に設けられた油回収部６２を狙う位置に配置され、小さい方の切欠き部５４は、内燃機関のカムチェーンをガイドするチェーンガイド６４の上部を狙う位置に配置されるようになっている。
【００３８】
図８は、本実施の形態３における油回収部６２について説明するための図である。図８に示されるように、油回収部６２は、シリンダブロック２の呼吸穴２ａに、オイルが導入されるように取り付けられたプレート６２ａにより構成されている。切欠き部５２は、この油回収部６２に向けてオイルを排出するように形成されており、油回収部６２に向けて排出され回収されたオイルは、呼吸穴２ａからクランクケース内に戻るように構成されている。
【００３９】
以上のように、本実施の形態３は、スラストプレート５０に２つの切欠き部５２、５４を形成することで、オイルの排出性の更なる向上を図る。また、切欠き部５２から排出されたオイルは、シリンダブロック２の油回収部６２に回収され、切欠き部５４から排出されたオイルはチェーンガイド６４上部に排出される。これによりオイルの有効利用を図ることができる。またチェーンケース内部での油攪拌を少なくすることができるため、更なるトルク低減を図ることができる。
【００４０】
なお、本実施の形態３では、油回収部６２及びチェーンガイド６４の両方にオイルが排出されるよう２つの切欠き部５２、５４を有する構成について説明した。しかし、本発明においてはこれに限るものではなく、いずれか一方の切欠き部５２又は５４を有する構成とするものであってもよい。
【００４１】
なお、以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、本発明が限定されるものではない。また、本実施の形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、本発明に必ずしも必須のものではない。
【符号の説明】
【００４２】
２  シリンダブロック
２ａ  呼吸穴
４  バランサシャフト
６  バランスウエイト
１０  スラスト軸受
１２  スプロケット
１４  ボルト
２０、４０、５０  スラストプレート
２０ａ、４０ａ、５０ａ  穴部
２０ｂ、４０ｂ、５０ｂ  ボルト締結箇所
２２  保持器
２２ａ  第１の保持器
２２ｂ  第２の保持器
３０  カムシャフト
３０ａ  軌道面
３６  スプロケット
４２、５２、５４  切欠き部
６２  油回収部
６４  チェーンガイド
【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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