JP5625474B2

JP5625474B2 - 二つ割り転がり軸受及びこれを備えた軸受装置

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Publication number: JP5625474B2
Application number: JP2010112408A
Authority: JP
Inventors: 村田　順司; 順司村田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2010-05-14
Filing date: 2010-05-14
Publication date: 2014-11-19
Anticipated expiration: 2030-05-14
Also published as: JP2011241862A

Description

本発明は、二つ割り転がり軸受及びこれを備えた軸受装置に関する。

自動車や船舶などのエンジンにおいて、ピストンの往復動を回転運動に変換するクランクシャフトを支持する支持軸受は、カウンターウェイト間又はカウンターウェイトとコンロッド大端部との間に配置されることから、円周方向に二分割された分割軸受が使用されている。

前記支持軸受としては、従来、回転損失の大きい滑り軸受が使用されている。しかし、近年、より燃料消費量の少ないエンジンに対する要求が益々高まっていることから、回転損失を低減させるために、前記滑り軸受に代えて周方向に二分割された転がり軸受を使用することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この分割型の転がり軸受は、例えば、円周方向に二つ割りにされた外輪と、両外輪の各内周の軌道面を転動する複数個の転動体と、各転動体を円周方向略等間隔に保持する保持器とを備えている。そして、クランクシャフトのジャーナル部が内輪部材として転がり軸受に内嵌されている。保持器は、その外周面が外輪の内周面に摺接することで、回転が案内される。また、上記転がり軸受は、外輪において径方向に貫通形成された給油孔から軸受内部に潤滑油が供給されるようになっている。

特開２００６−２３４０７４号公報

上記転がり軸受にあっては、軸受内部に供給する潤滑油によって軸受トルクが増大するのを抑制するために、潤滑油の供給量を大幅に減少させる傾向にある。しかし、この場合、クランクシャフトを高速回転させると、上記給油孔から供給された潤滑油は、保持器の回転に伴う遠心力により給油孔に沿って径方向外側へ押し戻され、軸受内部へ十分に導入されない場合がある。この場合、潤滑不足によって軸受温度が急激に上昇し、軸受に焼き付きが生じ易くなって、二つ割り転がり軸受の耐久性が低下するという問題が生じるおそれがある。
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、潤滑油の供給量が少量であっても、軸受の耐久性が低下するのを抑制することができる二つ割り転がり軸受及びこれを備えた軸受装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するための本発明の二つ割り転がり軸受は、径方向に貫通する給油孔を有し、円周方向に二つ割りにされた外輪と、前記外輪の内周の軌道面を転動する複数個の転動体と、円周上の少なくとも１箇所で分断され、前記転動体を円周方向に沿って所定間隔に保持する保持器とを備え、シャフトが内嵌されるとともに、前記外輪によって前記保持器の回転が案内される二つ割り転がり軸受であって、前記保持器には、径方向外側から径方向内側に向かうに従って前記保持器の回転方向に対して漸次逆方向に傾斜して、前記給油孔から供給される潤滑油を前記保持器の回転により径方向内側に掻き込む傾斜面が形成されており、前記傾斜面が、前記保持器の円周方向両分断面の少なくとも一方の分断面に形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、径方向外側から径方向内側に向かうに従って保持器の回転方向に対して漸次逆方向に傾斜する保持器の傾斜面により、外輪の給油孔から供給される潤滑油を、保持器の回転により径方向内側に掻き込んで軸受内部へ導くことができる。これにより、潤滑油の供給量が少量であっても、潤滑不足により軸受に焼き付きが生じるのを抑制することができるため、二つ割り転がり軸受の耐久性を向上することができる。

そして、前記傾斜面は、前記保持器の円周方向両分断面の少なくとも一方の分断面に形成されているので、傾斜面を形成することに起因して保持器の強度が低下するのを抑制することができる。

また、前記傾斜面は、前記分断面の軸方向全長に亘って形成されていることが好ましい。この構成によれば、傾斜面により潤滑油を効率良く掻き込むことができる。

本発明の軸受装置は、前述した二つ割り転がり軸受と、この二つ割り転がり軸受を密接して支持する支持孔を有するハウジングと、を備えたことを特徴としている。
本発明の軸受装置では、前述した二つ割り転がり軸受を用いているので、潤滑油の供給量が少量であっても、軸受内部の潤滑不足により軸受に焼き付きが生じるのを抑制することができる。これにより、軸受装置の耐久性を向上することができる。

本発明によれば、潤滑油の供給量が少量であっても、潤滑不足により軸受に焼き付きが生じるのを抑制することができるため、二つ割り転がり軸受の耐久性を向上することができる。

本発明の第１の実施形態に係る二つ割り転がり軸受及びこれを用いた軸受装置を示す断面図である。図１のＡ−Ａ断面図である。図１の要部拡大図である。本発明の第２の実施形態に係る二つ割り転がり軸受及びこれを用いた軸受装置を示す断面図である。図４のＢ−Ｂ断面図である。図４の要部拡大図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の二つ割り転がり軸受及びこれを用いた軸受装置の実施形態を詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施形態に係る二つ割り転がり軸受及びこれを用いた軸受装置を示す断面図である。この軸受装置は、クランクシャフト支持用の軸受装置であり、クランクシャフト支持部２０の一部であるハウジング２１を備えている。このハウジング２１は、アッパーブロック２２とロアブロック２３とにより構成され、アッパーブロック２２の下面とロアブロック２３の上面とにより支持孔２４が形成されている。なお、アッパーブロック２２とロアブロック２３とは一対の固定ボルト２５により一体化されている。アッパーブロック２２には、二つ割り転がり軸受１に潤滑油を供給するための供給路２６がアッパーブロック２２の上面２２ａから支持孔２４に向けて貫通形成されている。

ハウジング２１の支持孔２４には、本発明の一実施形態に係る二つ割り転がり軸受１の外輪２が密嵌されている。この二つ割り転がり軸受１は、円周方向に二つ割りにされた前記外輪２と、外輪２の内周の軌道面１１を転動する複数個の転動体であるころ３と、円周上の２箇所で分断された保持器４とを備えている。クランクシャフトのジャーナル部であるシャフト５は、二つ割り転がり軸受１の前記複数個のころ３で囲まれる部分に内嵌されることにより当該転がり軸受１に回転自在に支持されている。このシャフト５は、二つ割り転がり軸受１の内輪部材としても機能している。

外輪２は、半円筒状に形成された二つの半割外輪２ａ，２ｂからなり、半割外輪２ａの円周方向の端面と、この端面に対向する半割外輪２ｂの円周方向の端面とにより合わせ面６が構成されている。

図２は図１のＡ−Ａ断面図である。半割外輪２ａ，２ｂの内周面には、その軸方向中央部においてころ３が転動する前記軌道面１１と、軌道面１１の軸方向両側において径方向内方に突出する一対の鍔部１２とが一体的に形成されている。半割外輪２ａの軸方向中間部には、前記供給路２６に供給された潤滑油を軸受内部へ供給するために、半割外輪２ａの外周面から内周面である軌道面１１に向かって径方向に貫通する給油孔１３が形成されている。なお、給油孔１３は、半割外輪２ｂ又は前記合わせ面６に形成されていてもよい。

図１において、保持器４は、各ころ３を円周方向略等間隔に保持するものであり、半円状の一対の半割保持器４ａ，４ｂからなっている。半割保持器４ａの円周方向の端面（分断面）４ａ１，４ａ２と、この各端面４ａ１，４ａ２に対向する半割保持器４ｂの端面（分断面）４ｂ２，４ｂ１との間には、隙間Ｓ１，Ｓ２が形成されている。

図３は図１の要部拡大図である。半割保持器４ａの円周方向両端面４ａ１，４ａ２のうち当該半割保持器４ａの回転方向（矢印ａ方向）前方に位置する端面４ａ１は、給油孔１３から供給される潤滑油を径方向内側に掻き込む傾斜面１４とされている。この傾斜面１４は、半割保持器４ａの径方向外側から径方向内側に向かうに従って、半割保持器４ａの回転方向に対して漸次逆方向に傾斜している。傾斜面１４の傾斜角度θ１は、保持器４の軸心Ｃ１と傾斜面１４の内周端Ｐ１とを結ぶ仮想線Ｘ１に対して１５〜６５度に設定されている。

図１において、半割保持器４ｂの円周方向両端面４ｂ１，４ｂ２のうち当該半割保持器４ｂの回転方向（矢印ａ方向）前方に位置する端面４ｂ１は、半割保持器４ｂの端面４ａ１と同様に傾斜面１４とされている。各傾斜面１４は、図２に示すように前記端面４ａ１，４ｂ１の軸方向全長Ｌ１に亘って形成されている。これにより、図３に示すように、供給路２６を経て給油孔１３に沿って矢印ｂ方向に流れる潤滑油は、半割外輪２ａの内周面に到達すると、各半割保持器４ａ，４ａが矢印ａ方向に回転することで、各傾斜面１４に沿って径方向内方（矢印ｃ方向）へ導かれる。

以上の構成の二つ割り転がり軸受１によれば、径方向外側から径方向内側に向かうに従って半割保持器４ａ，４ｂの回転方向に対して漸次逆方向に傾斜する半割保持器４ａ，４ｂの傾斜面１４により、半割外輪２ａの給油孔１３から供給される潤滑油を、シャフト５の高速回転により半割保持器４ａ，４ｂが回転することで、径方向内側に掻き込んで軸受内部へ導くことができる。これにより、潤滑油の供給量が少量であっても、潤滑不足により軸受に焼き付きが生じるのを抑制することができるため、二つ割り転がり軸受１の耐久性を向上することができる。

また、傾斜面１４は半割保持器４ａ，４ｂの円周方向の端面４ａ１，４ｂ１に形成されているため、傾斜面１４を形成することに起因して半割保持器４ａ，４ｂの強度が低下するのを抑制することができる。

また、傾斜面１４は前記端面４ａ１，４ｂ１の軸方向全長Ｌ１に亘って形成されているため、傾斜面１４により潤滑油を効率良く掻き込むことができる。

図４は本発明の第２の実施形態に係る二つ割り転がり軸受を示す断面図である。第２の実施形態と第１の実施形態とが相違する点は、保持器における傾斜面の形成位置が異なる点である。なお、この実施形態のうち、第１の実施形態と同一構成であるものは、第１の実施形態と同一符号を付してその説明を省略する。

第２の実施形態における保持器３０は、半円状の一対の半割保持器３０ａ，３０ｂからなっている。図５は図４のＢ−Ｂ断面図である。図４及び図５において、半割保持器３０ａ，３０ｂは、軸方向の両端部に配置された一対の円環部３１と、両円環部３１の間で軸方向に延びかつ周方向等間隔に配列されて両円環部３１を連結している複数の柱部３２とを備えている。隣接する柱部３２と一対の円環部３１とによって囲まれるポケット３３内にころ３を収容し、ころ３を円周方向に沿って所定間隔に保持している（図６参照）。

図６は図４の要部拡大図である。各柱部３２における周方向両側の側壁面のうち、半割保持器３０ａ，３０ｂの回転方向（矢印ａ方向）前方に位置する側壁面３２ａには、給油孔１３から供給される潤滑油を径方向内側に掻き込む傾斜面３４が形成されている。この傾斜面３４は、半割保持器３０ａ，３０ｂの径方向外側から径方向内側に向かうに従って、半割保持器３０ａ，３０ｂの回転方向（矢印ａ方向）に対して漸次逆方向に傾斜している。傾斜面３４の傾斜角度θ２は、保持器３０の軸心Ｃ２と傾斜面３４の内周端Ｐ２とを結ぶ仮想線Ｘ２に対して１５〜６５度に設定されている。

図５において、各傾斜面３４は、給油孔１３に対応させて前記側壁面３２ａの軸方向の一部に形成されている。具体的には、側壁面３２ａにおける給油孔１３の径方向内方に位置する部分に、給油孔１３の孔径よりも若干長い長さＬ２に亘って傾斜面３４が形成されている。これにより、図６に示すように、供給路２６を経て給油孔１３に沿って矢印ｂ方向に流れる潤滑油は、半割外輪２ａの内周面に到達すると、各半割保持器３０ａ，３０ｂが矢印ａ方向に回転することで、各傾斜面３４に沿って径方向内方（矢印ｄ方向）へ導かれる。

以上の構成の二つ割り転がり軸受についても、半割外輪２ａの給油孔１３から供給される潤滑油を、シャフト５の高速回転により半割保持器３０ａ，３０ｂが回転することで、傾斜面３４により径方向内側に掻き込んで軸受内部へ導くことができる。これにより、潤滑油の供給量が少量であっても、潤滑不足により軸受に焼き付きが生じるのを抑制することができるため、二つ割り転がり軸受の耐久性を向上することができる。また、傾斜面３４は、柱部３２の軸方向の一部のみに形成されているため、傾斜面３４を形成することに起因して半割保持器３０ａ，３０ｂの強度が低下するのを抑制することができる。

本発明は、上記の実施形態に限定されることなく適宜変更して実施可能である。例えば、第１の実施形態の傾斜面１４は、保持器４の軸方向全長Ｌ１に亘って形成されているが、軸方向の一部のみに形成されていてもよい。
また、第２の実施形態では、柱部３２に傾斜面３４が形成されているが、これにい加えて、第１の実施形態の傾斜面１４が保持器４の分断面に形成されていてもよい。

また、給油孔１３は外輪２の軸方向に複数形成されていてもよい。この場合、第２の実施形態の傾斜面３４は、各給油孔１３の径方向内方に配置されるように柱部３２の軸方向に複数形成されていてもよい。
さらに、軸受に内嵌されるシャフトとしてクランクシャフトのジャーナル部を例示したが、クランクシャフトのクランクピンや、カムシャフトなど他のシャフトにも本発明の軸受装置を適用することができる。

また、前述した実施形態は、転動体としてころを用いたニードル軸受を備えているが、転動体としてボールを用いた玉軸受を採用することもできる。
また、保持器は、二つ割り構造に限らず、周方向の１箇所で分断されたリング構造とし、この分断された箇所を拡げてシャフトの外周側に取り付けるように構成してもよい。この場合、保持器の円周方向の両分断面のうち、少なくとも一方の分断面に傾斜面を形成すればよい。

１：二つ割り転がり軸受、２：外輪、３：ころ（転動体）、４，３０：保持器、４ａ１，４ｂ１：端面（分断面）、５：シャフト、１１：軌道面、１３：給油孔、１４，３４：傾斜面、２４：支持孔、２１：ハウジング、３２：柱部、３３：ポケット

Claims

径方向に貫通する給油孔を有し、円周方向に二つ割りにされた外輪と、
前記外輪の内周の軌道面を転動する複数個の転動体と、
円周上の少なくとも１箇所で分断され、前記転動体を円周方向に沿って所定間隔に保持する保持器とを備え、
シャフトが内嵌されるとともに、前記外輪によって前記保持器の回転が案内される二つ割り転がり軸受であって、
前記保持器には、径方向外側から径方向内側に向かうに従って前記保持器の回転方向に対して漸次逆方向に傾斜して、前記給油孔から供給される潤滑油を前記保持器の回転により径方向内側に掻き込む傾斜面が形成されており、
前記傾斜面が、前記保持器の円周方向両分断面の少なくとも一方の分断面に形成されていることを特徴とする二つ割り転がり軸受。
前記傾斜面が、前記分断面の軸方向全長に亘って形成されている請求項１に記載の二つ割り転がり軸受。
請求項１または２に記載の二つ割り転がり軸受と、
前記二つ割り転がり軸受の外輪を密嵌して支持する支持孔を有するハウジングと、を備えていることを特徴とする軸受装置。