JP2010031967A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】保持器付き転動体を具えた従来の転がり軸受においては、転動体を保持する保持器のポケット内に過剰な潤滑油が介在した状態となっているため、転動体の転動に伴う潤滑油の引きずり抵抗がある。
【解決手段】本発明による転がり軸受１０の保持器付き転動体１２は、複数の円筒ころ１５と、これら円筒ころ１５を収めるポケット１６が一定間隔で形成された保持器１７とを具え、保持器１７の外周面１７ｏには、この保持器１７の側端面１７ｓからポケット１６へと至る溝１８が形成されている。ポケット１６側に位置する溝１８の端部に対し、保持器１７の側端面１７ｓ側に位置する溝１８の端部が保持器１７の回転方向後方に位置するように、溝１８が保持器１７の幅方向に対して傾斜している。環状をなす外輪１４をさらに具え、この外輪１４には、その外周面１４ｏから保持器１７の外周面１７ｏと対向するその内周面１４ｉへと至る給油孔１９が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、保持器付き転動体を具えた転がり軸受に関する。

転がり軸受における転動体の偏摩耗を防止するため、転動体を一定間隔に保持する保持器を組み込んだ転がり軸受が知られている。しかしながら、このような保持器は、転動体が収容されるポケット内に流入する過剰な潤滑油によって引きずり抵抗の増大を伴ったり、あるいは転動体が収容されたポケットに対する潤滑油の供給不足を招来したりする場合がある。そこで、特許文献１では保持器のポケットの中心を横切るように保持器を径方向に貫通する給油孔と、これら給油孔に連通するように保持器の内周面に形成された円環状のリセス溝とを具えたスラスト軸受が提案されている。この特許文献１においては、保持器の回転に伴って発生する遠心力により、リセス溝に介在する潤滑油が給油孔からポケットに保持された鋼球へと供給され、鋼球に対する潤滑油の円滑な供給を可能としている。また、特許文献２では保持器の内向きの鍔の外側面に半径方向に貫通する油溝を設け、転動体である円錐ころの小径側から流入する潤滑油を油溝に沿わせて保持器の外周側へ導くようにした円錐ころ軸受が提案されている。この引用文献２においては、保持器の内周側から軸受の内輪側へと流入する潤滑油量を少なくすることにより、軸受内部に滞留する潤滑油量を減らし、潤滑油の流動抵抗によるトルク損失を低減させることができる。

特開２００２−３４９６５８号公報 特開２００７−１５４９３６号公報

特許文献１に開示されたスラスト軸受においては、転動体である鋼球を保持する保持器のポケット内に多量の潤滑油が供給されるため、鋼球の転動に伴う潤滑油の引きずり抵抗が増大する。特許文献２に開示された円錐ころ軸受の場合も同様である。すなわち、円錐ころの周囲に介在する潤滑油がポケットから排出されにくく、円錐ころの転動に伴う潤滑油の引きずり抵抗が発生する。特に、多分割構造の保持器の場合には、遠心力によって保持器片が軸受の外輪の内周面に近接状態となり、保持器と外輪との隙間が狭くなって潤滑油の流動が損なわれる結果、さらに転がり抵抗が増大してしまう。

本発明の目的は、保持器のポケット内に滞留する余分な潤滑油を効率よくポケットから排出することができる保持器付き転動体を具えた転がり軸受を提供することにある。

本発明は、保持器付き転動体を具えた転がり軸受であって、前記保持器付き転動体は、複数の転動体と、これら複数の転動体を収めるポケットが一定間隔で形成された環状をなす保持器とを具え、前記保持器の外周面には、この保持器の側端面から前記ポケットへと至る溝が形成されていることを特徴とするものである。

本発明においては、軸受の外輪の内周面と保持器の外周面との間に介在する潤滑油は、保持器の外周面に形成された溝を介して保持器のポケット側か、あるいは保持器の側端面の外側へと流動する。また、保持器のポケットに介在する潤滑油は、保持器の外周面に形成された溝を介して保持器の側端面の外側へと流動することができる。

本発明による転がり軸受において、ポケット側に位置する溝の端部に対し、保持器の側端面側に位置する溝の端部が保持器の回転方向後方に位置するように、溝が保持器の幅方向に対して傾斜しているものであってよい。

また、環状をなす外輪をさらに具え、この外輪には、その外周面から保持器の外周面と対向するその内周面へと至る給油孔が形成されているものであってよい。

本発明の転がり軸受によると、保持器の側端面からポケットへと至る溝を保持器の外周面に形成したので、この溝を利用して軸受の外輪の内周面と保持器の外周面との間に介在する潤滑油を保持器のポケット側か、あるいは保持器の側端面の外側へと流出させることができる。軸受の外輪の内周面と保持器の外周面との間での潤滑油の滞留を阻止することができる。また、ポケット内に介在する潤滑油も溝から保持器の側端面の外側へと流出させることが可能であり、潤滑油の流動抵抗に伴うトルク損失を低減させることができる。

ポケット側に位置する溝の端部に対し、保持器の側端面側に位置する溝の端部が保持器の回転方向後方に位置するように、溝が保持器の幅方向に対して傾斜している場合、ポケット内に介在する潤滑油を保持器の側端面の外側へと効率よく流出させることが可能である。この結果、潤滑油の引きずり抵抗をさらに低減させることができる。

外周面から保持器の外周面と対向する内周面へと至る給油孔が形成された外輪をさらに具えた場合、外輪の給油孔から潤滑油を保持器のポケット内に介在する転動体へと効率よく供給することができる。

本発明に転がり軸受を内燃機関のクランク軸に対して応用した実施形態について、図１〜図７を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、本発明はこれらの実施形態のみに限らず、必要に応じてこれらをさらに組み合わせたり、本発明の精神に帰属する他の任意の回転体に対して応用することができる。

本実施形態におけるクランク軸の支持部分を模式的に図１に示し、その主要部を抽出拡大して図２に破断状態で示し、保持器の外周面を展開状態で図３に示す。すなわち、本実施形態における転がり軸受１０は、クランク軸のジャーナル部１１を回転自在に支持するための円筒ころ軸受である。この転がり軸受１０は、クランク軸のジャーナル部１１に嵌着される保持器付き転動体１２と、この保持器付き転動体１２を囲むようにクランクキャップ１３と図示しないクランクケースとの間に装着される外輪１４とを具えている。本実施形態における保持器付き転動体１２は、転動体としての複数の円筒ころ１５と、これら円筒ころ１５を回転自在に収容するポケット１６が一定間隔で形成された環状をなす保持器１７とを具えている。保持器１７の外周面１７ｏには、この保持器１７の側端面１７ｓからポケット１６へと至る溝１８が形成されている。これらの溝１８は、ポケット１６側に位置する溝１８の端部に対し、保持器１７の側端面１７ｓ側に位置する溝１８の端部が保持器１７の回転方向後方に位置するように、保持器１７の幅方向に対して傾斜状態で形成されている。本実施形態においては、幅寸法が一定な一対の溝１８を１つのポケット１６に対して保持器１７の幅方向中央を境として対称にそれぞれ形成している。

クランク軸が図１中、右回転（時計回り）すると、これに伴って円筒ころ１５がジャーナル部１１の外周面１１ｏと外輪１４の内周面１４ｉとの間を転動し、これに追従して保持器１７も右回転する。つまり、保持器付き転動体１２の円筒ころ１５および保持器１７の回転方向は、図３においては右側から左側へと向かう方向となる。このような保持器１７の回転運動により、ポケット１６内に介在する潤滑油が溝１８を通って保持器１７の側端面１７ｓの外側へと導かれる結果、潤滑油の引きずり抵抗を低減させて潤滑油の流動抵抗に伴うクランク軸のトルク損失を低減させることが可能となる。

環状をなす本実施形態の外輪１４には、その外周面１４ｏから保持器１７の外周面１７ｏと対向するその内周面１４ｉへと至る給油孔１９が形成されている。この給油孔１９は、クランクケースに形成された給油通路２０を介してメインギャラリ２１に連通している。

従って、メインギャラリ２１から給油通路２０および外輪１４の給油孔１９を介して供給される潤滑油は、ポケット１６に保持された円筒ころ１５へと流れる。そして、外輪１４の内周面１４ｉおよびクランク軸のジャーナル部１１の外周面１１ｏとの間の転動部分の摩擦を低減する。保持器１７の外周面１７ｏに形成された溝１８は、保持器１７の外周面１７ｏの表面積を増大させるという副次的な機能を併せ持っている。このため、内燃機関が長期間停止した状態であっても潤滑油が溝１８を介して保持器１７と外輪１４との間に長期間に亙って保持された状態となり、内燃機関の始動時の摩擦抵抗を軽減させることが可能となる。

上述した実施形態では、１つのポケット１６に対して溝幅が一定となった２つの溝１８をそれぞれ形成しているが、図４に示すように、溝幅が保持器１７の側端面１７ｓ側よりもポケット１６側ほど広くなるように設定することも可能である。この場合には、ポケット１６内に介在する潤滑油をさらに効率よく保持器１７の側端面１７ｓの外側に排出させることができる。

１つのポケット１６に対して溝幅が一定となった１本の溝１８をそれぞれ形成することも可能である。このような本発明による他の実施形態における保持器付き転動体１２の外周面側の展開形状を図５に示すが、先の実施形態と同じ機能の要素にはこれと同じ符号を記すに止め、重複する説明を省略するものとする。すなわち、保持器１７の一方の側端面１７ｓに一端が開口する溝１８と、保持器１７の他方の側端面１７ｓに一端が開口する溝１８とを周方向に配列する保持器１７のポケット１６に対して交互に連通させている。保持器１７の一方の側端面１７ｓに一端が開口する溝１８は、その他端が保持器１７の他方の側端面１７ｓ側に近いポケット１６の領域、すなわちポケット１６の長手方向一端側（図５中、上側）に連通している。これに対し、保持器１７の他方の側端面１７ｓに一端が開口する溝１８は、その他端が保持器１７の一方の側端面１７ｓ側に近いポケット１６の領域、すなわちポケット１６の長手方向他端側（図５中、下側）に連通している。本実施形態においても、ポケット１６側に位置する溝１８の端部に対し、保持器１７の側端面１７ｓ側に位置する溝１８の端部が保持器１７の回転方向後方に位置するように、保持器１７の幅方向に対して傾斜状態で形成されている。

上述した実施形態における保持器１７は、その肉厚が幅方向に亙って均一に設定されたものであるが、ポケット１６が形成される領域のみ、その肉厚を薄く設定したものであってもよい。このような本発明によるさらに別な実施形態における保持器付き転動体１２の断面構造を図６に示し、その外周面側の展開形状を図７に示すが、先の実施形態と同じ機能の要素にはこれと同じ符号を記すに止め、重複する説明を省略するものとする。すなわち、本実施形態における保持器１７は、ポケット１６が形成される中央領域１７ｃと、その幅方向両側に位置する一対の側端部領域１７ｗとを有し、中央領域１７ｃは側端部領域１７ｗよりもその肉厚が薄く設定されている。側端部領域１７ｗの外周面１７ｏには、ポケット１６に連通する溝１８が形成されている。このような構造の保持器１７であっても、本発明の構成を適用させることができることを理解されたい。

なお、本発明はその特許請求の範囲に記載された事項のみから解釈されるべきものであり、上述した実施形態においても、本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が記載した事項以外に可能である。つまり、上述した実施形態におけるすべての事項は、本発明を限定するためのものではなく、本発明とは直接的に関係のないあらゆる構成を含め、その用途や目的などに応じて任意に変更し得るものである。

本発明による転がり軸受を内燃機関のクランク軸に適用した一実施形態の構造を模式的に表す断面図である。 図１に示した保持器付き転動体の一部を抽出拡大した断面図である。 図２に示した保持器付き転動体の外周面の外観を表す展開図である。 本発明による転がり軸受の他の実施形態における保持器付き転動体の外周面の一部を抽出拡大した展開図である。 本発明による転がり軸受の別な実施形態における保持器付き転動体の外周面の一部を抽出拡大した展開図である。 本発明による転がり軸受の別な実施形態の構造を表す断面図である。 図６に示した実施形態における保持器付き転動体の外周面の一部を抽出拡大した展開図である。

符号の説明

１０ 転がり軸受
１１ クランク軸のジャーナル部
１１ｏ 外周面
１２ 保持器付き転動体
１３ クランクキャップ
１４ 外輪
１４ｉ 内周面
１４ｏ 外周面
１５ 円筒ころ
１６ ポケット
１７ 保持器
１７ｏ 外周面
１７ｓ 側端面
１７ｃ 中央領域
１７ｗ 側端部領域
１８ 溝
１９ 給油孔
２０ 給油通路
２１ メインギャラリ

Claims (3)

1. 保持器付き転動体を具えた転がり軸受であって、
   前記保持器付き転動体は、複数の転動体と、これら複数の転動体を収めるポケットが一定間隔で形成された環状をなす保持器とを具え、
   前記保持器の外周面には、この保持器の側端面から前記ポケットへと至る溝が形成されていることを特徴とする転がり軸受。
2. 前記ポケット側に位置する前記溝の端部に対し、前記保持器の側端面側に位置する前記溝の端部が前記保持器の回転方向後方に位置するように、前記溝が前記保持器の幅方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
3. 環状をなす外輪をさらに具え、この外輪には、その外周面から前記保持器の外周面と対向するその内周面へと至る給油孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。

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