JP5071775B2 - ２分割外輪及びそれを用いたころ軸受 - Google Patents

Description

本発明は、周方向に２分割された２分割外輪及び、それを含むころ軸受に関する。

一般に、例えばエンジンにおけるピストンとクランクシャフトをつなぐ連接棒であるコネクティングロッド（以下、コンロッドと略称する）の大端部は、軸受を挟んでクランクシャフトに結合されている。そして、軸受は、クランクシャフトの特性上、例えば二つに分割した分割軸受輪（外輪）が使用される。

ところで、分割軸受輪は、分割した分割面が直線的に形成されると組付け時において互いに軸線方向にずれが生じ易く取り扱いがよくない。このため、軸線方向に対して例えばＳ字形状などの湾曲や屈曲させた分割面となることが望まれている。そこで、特許文献１記載の技術は、軸受輪の外周面に割りを誘因する凹所を形成し、その凹所を狙って加圧治具で軸受輪を加圧することで、凹所に沿って二つの分割片に分割する分割方法を開示している。また、特許文献２記載の技術は、端部を長さ方向に凹凸形状をなす帯状の金属板を湾曲させて半円形状の分割片を形成する方法を開示している。
特開昭５４−１６３２４７号公報 特開２００５−３３７３５２号公報

技術の向上により軸受輪を分割する際に、分割面を軸線方向に対して大きく湾曲や屈曲させることが可能となり、軸線方向のずれを効果的に防止することができるようになったが、それに起因して、別の組付け性の問題が生じてきた。

例えば、分割された各分割片において、その分割面が周方向に相互に入り組むため、側面から見たときに中心角が１８０度よりも大きな円弧となって形成される。具体的には、図８（ａ）に示すように、分割片１００は、軸線Ｚと直交する直線Ｙの右側に半円弧（中心角１８０度）を有するとともに、分割面１０１部分が直線Ｙの左側に延出して形成される。このとき、図８（ｂ）に示すように、分割面１０１の先端部１０１ａにおける開口幅ｄは、分割片１００の内周面１００ａの内径Ｄよりも小さくなる。したがって、図９に示すように、例えばクランクシャフト（図示せず）に巻きつけたころ付き保持器ＣＲにコンロッド（図示せず）等に入れた分割片１００（外輪）を嵌め込む際に、ころ付き保持器ＣＲの外径はころが内周面１００ａを軌道面とするためＤ（分割片１００の内径Ｄと同等）であり、直線Ｘ方向（図８（ａ）参照）からでは開口幅ｄがその外径Ｄよりも小さいことから先端部１０１ａが障害となり組み付け性が悪いという問題がある。

ところで、特許文献２においては、帯状の金属板の形態で端部を切断し、その金属板を半円形状に湾曲させることから、その両端に真っ直ぐな形状を形成し、ハウジングに取り付ける際に該真っ直ぐな部分を内側に弾性変形させることで嵌め込むようにしているが、煩雑である。

本発明は上記実情に鑑みなされたものであり、軸線方向のずれを抑制した、両端の分割面が大きく湾曲や屈曲した分割片であっても容易に所定の取付場所に組み付けることができる２分割外輪及びそれ用いたころ軸受を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を解決するために、本発明の２分割外輪は、
内周面にころを受け止める軌道面を有するとともに、周方向に２分割され、それらの分割片を組合せることによって円筒形状に形成される２分割外輪であって、
分割片は、２分割外輪を構成することとなる円筒素材が軸線方向において所定の振れ幅で蛇行又は屈曲する分割線で分割されて形成されるとともに、軸線方向から見て、中心角が１８０度よりも大きな円弧となるように、周方向の両端に形成される分割面の先端部が形成されており、
分割面の先端部には、分割片の周方向の一方に分割片の幅方向中央に突出する中央突出部が形成され、分割片の周方向の他方に分割片の幅方向の両側に突出する両側突出部が形成され、
分割片は、軸線方向から見て、中心角が１８０度の所定円弧部分の両端部から分割面の先端部までの内周面がガイド面として形成され、
そのガイド面は、中央突出部までのガイド面が中央突出ガイド面であり、両側突出部までのガイド面が両側突出ガイド面であり、
分割片を軸線方向から見て、中央突出部の端が分割片の内周面に向かうに連れて弧状に曲がり中央突出ガイド面につながり、
分割片を軸線方向から見て、両側突出部の端が分割片の内周面に向かうに連れて弧状に曲がり両側突出ガイド面につながり、
分割片の先端部までの内周面において、軸線方向から見て、中心角が１８０度の所定円弧部分の両端位置から各先端までの対向する内周面における最小間隔が、分割片の内径以上をなし、
分割片の中央突出ガイド面及び両側突出ガイド面の肉厚が分割片の軌道部分の肉厚より薄く形成され、
分割片は、軸線方向から見て、中心角が１８０度の所定円弧部分の両端部から突出する長さが等しく形成されていることを特徴とする。

本発明に係る２分割外輪によれば、外輪を形成する２つの分割片が所定の振れ幅で蛇行又は屈曲する分割線で分割されて形成され、その分割片が軸線方向から見たときに中心角が１８０度よりも大きな円弧を形成する。そして、その分割片の内周面は、中心角が１８０度の所定円弧部分（軸線方向から見たとき）の両端位置から各先端までの対向する内周面における最小間隔が、分割片（内周面）の内径以上で形成されている。すなわち、分割片の内周面が、半円形状をなす底部を有し、その底部の両端に隣接する内周面がガイド面となり、底部を開放する形態で形成されている。したがって、その底部に対応する位置に内周面を軌道面とするころ付き保持器などを容易に配置することができる。

ひいては、組付け時の作業性を向上させるために、軸線方向に対して湾曲や屈曲した分割面を有する分割片を、無駄に分割片の分割数を増やすことなく、実施することができる。例えば、円筒素材を軸線を含む平面で分割するときの分割線に対して、周方向２ヶ所で蛇行又は屈曲するように分割すると、各分割片の両方において中心角１８０度よりも大きな円弧を形成することになる。その場合には、各分割片における内周面を上記構成とし、同様の作用効果が享受される。

また、本発明の２分割外輪は、見方を換えれば、
内周面にころを受け止める軌道面を有するとともに、周方向に２分割され、それらの分割片を組合せることによって円筒形状に形成される２分割外輪であって、
分割片は、２分割外輪を構成することとなる円筒素材が軸線方向において所定の振れ幅で蛇行又は屈曲する分割線で分割されて形成されるとともに、軸線方向から見て、中心角が１８０度よりも大きな円弧となるように、周方向の両端に形成される分割面の先端部が形成されており、
分割面の先端部には、分割片の周方向の一方に分割片の幅方向中央に突出する中央突出部が形成され、分割片の周方向の他方に分割片の幅方向の両側に突出する両側突出部が形成され、
分割片は、軸線方向から見て、中心角が１８０度の所定円弧部分の両端部から先端部までの内周面がガイド面として形成され、
そのガイド面は、中央突出部までのガイド面が中央突出ガイド面であり、両側突出部までのガイド面が両側突出ガイド面であり、
分割片を軸線方向から見て、中央突出部の端が分割片の内周面に向かうに連れて弧状に曲がり中央突出ガイド面につながり、
分割片を軸線方向から見て、両側突出部の端が分割片の内周面に向かうに連れて弧状に曲がり両側突出ガイド面につながり、
分割片の中央突出ガイド面及び両側突出ガイド面の肉厚が分割片の軌道部分の肉厚より薄く形成され、
分割片の内周面において、軸線方向から見て、中心角が１８０度の所定円弧部分の両端位置から各先端までの内周面が、その両端位置における接線よりも内側に入り込まないように形成され、
分割片は、軸線方向から見て、中心角が１８０度の所定円弧部分の両端部から突出する長さが等しく形成されていることを特徴とする。

本発明に係る２分割外輪によれば、外輪を形成する２つの分割片が所定の振れ幅で蛇行又は屈曲する分割線で分割されて形成され、その分割片が軸線方向から見たときに中心角が１８０度よりも大きな円弧を形成する。そして、その分割片の内周面は、中心角が１８０度の所定円弧部分（軸線方向から見たとき；底部）の両端位置から各先端までの内周面が、その両端位置における接線よりも内側に入り込まないように形成されている。すなわち、半円形状をなす底部の両端位置から先端までの内周面が、少なくとも該接線方向に沿って直線的に形成されている。これにより、先端部による開口から底部までの間に内径よりも間隔が狭くなる部分がなく、例えば、その底部に対応する位置に内周面を軌道面とするころ付き保持器などを容易に配置することができる。

また、２分割外輪の分割片の内周面において、軸線方向から見て、両側の先端部をつなぐ直線方向の間隔が、該先端側に向かうほど大きくなるにように形成される構成とすることができる。また、２分割外輪における分割片は、軸線方向から見て、両側の先端部をつなぐ直線に直交し、かつ軸線と直交する直線に対して対称的に形成される構成とすることができる。これにより、組付ける手前ほど広く形成されているので、ころ付き保持器などを配置する際にガイドされ組付け性が向上する。また、両側の先端部分を対称的に形成することで一括して製造することができ製造コストを抑えることができる。

したがって、上記構成をなす本発明の２分割外輪を備え、その２分割外輪の内側に前記内周面を軌道面とする複数のころと、各ころを保持する保持器とを有するころ軸受を形成することができる。すなわち、組付け作業性に優れた２分割外輪を供するころ軸受を実現することができる。

以下、本発明に係るころ軸受の実施形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施形態に係るころ軸受の一例を示す側面図及び一部省略した分解斜視図、図２はころ軸受をクランクシャフト及びコンロッド大端部の間に組み込む状態を示す分解斜視図、図３は図２においてころ軸受を組み込んだ状態を示す断面図、図４は外輪を構成する分割片の側面図及び正面図、図５は、分割片を組合せた外輪の側方断面図である。

図１に示すごとく、ころ軸受１は、略半筒形状をなす一対の分割片２，３で構成される２分割外輪２０（以下、外輪と略称する）と、その一対の分割片２，３の内側に配置され、該一対の分割片２，３の内周面を軌道面とする複数のころ４と、各ころ４を保持する半円筒形状をなす一対の分割保持器５，６とを備えている。分割保持器５，６には、ラジアル方向の内外に貫通するポケット部Ｐが周方向に沿って等間隔で複数設けられ、その各ポケット部Ｐ内にころ４がそれぞれ収容されている。

このような二つ割りされたころ軸受１は、図２に示すように、例えば自動車等の車両のエンジンにおけるクランクジャーナル７１やクランクピン７２、カウンターウエイト７３等を備えるクランクシャフト７にコンロッド９を結合する際に用いられる。すなわち、軸方向から圧入等して取付場所に配置する一体軸受を用いることができない場合に用いられる。具体的には、コンロッド９の大端部９Ｂとクランクピン７２との間に介装される（図３参照）。なお、コンロッド９は、クランクシャフト７とピストン８とを繋ぐ連接棒であり、ピストン８の往復運動をクランクシャフト７の回転運動に変換する役割を担う。

コンロッド９は、クランクピン７２（クランクシャフト７）に結合される大端部９Ｂとピストン９に連結される小端部（図示せず）とを両端に備える。コンロッド９は、小端部（図示せず）と大端部９Ｂの一部と、それらを連結するロッド９Ｒを含む本体部９１と、大端部９Ｂの残りを形成するキャップ部９２と、キャップ部９２を本体部９１に固定するナット９３とを備える。そして、本体部９１には、ナット９３に対応するボルト９１ｂが形成されており、キャップ部９２に形成されたボルト挿通孔９２ｂを介して締結される。

図３に示すように、大端部９Ｂには、本体部９１に設けられた略半円形状を呈する凹部９１ａと、キャップ部９２に設けられた略半円形状を呈する凹部９２ａとが組み合わさった状態でころ軸受１が保持されている。すなわち、一対の分割片２，３で構成される外輪２０がコンロッド９と一体的に回転するとともに、クランクピン７２が内輪として相対回転可能に連結されている。

図１に戻り、外輪２０について詳しく説明する。なお、図１中における上側の分割片を第１分割片２、下側の分割片を第２分割片３とし、第１分割片２として説明する。外輪２０は、上記の如く、実質的に等しい半円筒形状をなす第１及び第２分割片２，３で形成されている。その第１及び第２分割片２，３は、外輪２０を構成することとなる円筒形状に形成された軸受綸（円筒素材）が軸線方向（アキシャル方向）において割り加工又は切断加工等によって分割されて形成されている。

そして、外輪２０は、図１（ａ）に示すように、第１及び第２分割片２，３が相互の周方向の両端面、具体的には第１分割片２における分割面２ａ，２ｂと第２分割片３の分割面３ｂ，３ａとが合掌状態で組合わされ、円筒形状に形成されている（図１（ｂ）参照）。

ここで、第１及び第２分割片２，３は、軸線Ｏ１方向（図４参照）に対して湾曲（蛇行）又は折れ曲った（屈曲）非直線形状で形成することが望ましい。これにより、クランクシャフト７やコンロッド９等に組み付ける際の軸線方向に対してのずれを効果的に抑制又は防止することができる。本実施例では、図１（ｂ）に示すように、外輪２０において、各分割片２，３を組合せた時に形成される分割線がＶ字形状となるように一方が周方向に突出し、もう一方が凹むように形成されている。なお、分割面２ａ，３ａには、幅方向中央に突出する先端部２ｐ，３ｐが、分割面２ｂ，３ｂには、幅方向両側に突出する先端部２ｑ，３ｑが形成されている。

次に、図４を用いて外輪２０を形成する各分割片について詳しく説明する。なお、第１及び第２分割片２，３は実質的に同等の形状であるため第１分割片２を用いて説明し、第２分割片３については説明を省略する。図４（ａ）に示すように、第１分割片２は、軸線Ｏ１方向から見て、中心角が１８０度よりも大きな円弧となるように、周方向の両端に形成される分割面２ａ，２ｂの先端部２ｐ，２ｑが形成されている。そして、第１分割片２の内周面２ｃは、中心角が１８０度の所定円弧部分の両端位置から先端部２ｐ，２ｑまでの内周面が、その両端位置における接線よりも内側に入り込まないように形成されている。

具体的には、第１分割片２は、中心角が１８０度よりも大きな円弧となっているので、図４（ａ）に示されるように、軸線Ｏ１に直交する直線Ｌ１の左右両側に跨って形成されている。すなわち、第１分割片２は、直線Ｌ１の右側に中心角が１８０度をなす円弧部分と、左側に長さｗだけ突出した円弧部分とを含み形成されている。また、第１分割片２の内周面２ｃには、研磨加工などにより、中心角が１８０度の円弧部分の両端部Ａ，Ｂから先端部２ｐ，２ｑまでの内周面がガイド面２ｓ，２ｓとして形成されている。

そのガイド面２ｓ、２ｓは、両端部Ａ，Ｂにおける接線Ｌ２，Ｌ３に沿って直線状に延出するように平滑に形成されている（図４（ｂ）参照）。また、第１分割片２のガイド面２ｓ，２ｓに対応する部分の肉厚は、軌道部分の肉厚よりも薄く形成されている。また、その対向するガイド面２ｓ，２ｓの間隔は、第１分割片２の内径と同等の間隔で形成されている。これによれば、第１分割片２の内周面２ｃは、所謂Ｕ字形状をなして形成されている。

また、第１分割片２の内周面２ｃは、軸線Ｏ１方向から見て、両側の先端部２ｐ，２ｑをつなぐ直線方向（本実施例においては直線Ｌ１方向）の間隔が、開口側（先端側）に向かうほど大きくなるにように形成されている。さらに、第１分割片２は、両側の先端部２ｐ，２ｑをつなぐ直線に直交し、かつ軸線Ｏ１と直交する直線に対して対称的に形成されている。これにより、図５に示すように、第１及び第２分割片２，３を組合せて外輪２０を形成したときに、全体として重量バランスを取ることができ、安定した回転に寄与することができる。また、外輪２０を形成したときに、各分割片２，３の先端部が相互に入り組むため、軌道面を周方向において隙間なく構成することができ、ころの乗り上げなどによる振動や異音の発生を効果的に抑制又は防止することができる。

すなわち、第１分割片２は、第１分割片２の内周面２ｃにおいて、中心角が１８０度の所定円弧部分の両端位置から各先端部２ｐ，２ｑまでの対向する内周面２ｓ，２ｓにおける最小間隔が、第１分割片２の内径以上で形成されている。

そして、この第１分割片２に、内周面２ｃを軌道面とするころ４を保持する分割保持器５，６を配置する場合には（図９参照）、ころ４等がガイド面２ｓ，２ｓでガイドされるので、又は、ころ４等がガイド面２ｓ，２ｓに接触することなくラジアル方向から真っ直ぐ相対的に嵌め込んで配置することができる。すなわち、分割保持器５，６を配置する際に障害となる部分が存在せず、組付け性に優れ作業効率がアップする。これにより、組付け性に優れたころ軸受１を得ることがきる（図１参照）。

具体的には、図２に示すように、外輪２０をクランクシャフト７とコンロッド９との間に介装する場合に、例えば、クランクシャフト７にころ４を保持した分割保持器５，６を巻きつけた状態で、その分割保持器５，６を第１及び第２分割片２，３の間に簡単に嵌め込むことができる。すなわち、図３に示すように、簡単にころ軸受１をクランクシャフト７とコンロッド９との間に介装することができ、組付け性に優れたころ軸受１を得ることができる。

次に、図６及び図７を用いて本発明に係る２分割外輪の他の実施形態を説明する。なお、以下の説明では、上述した実施形態と異なる部分につい主に述べ、重複する部分については同番号を付して説明を省略又は簡略する。まず、図６に示すように、他の実施形態の第１態様として、分割片２００は、例えば、内周面２ｃ上の軸線Ｏ１と直交する直線Ｌ４と交わる交点Ｃ，Ｄから、各接線Ｌ５，Ｌ６に沿ってガイド面２０ｓ，２１ｓが形成されている。分割片２００は、図中において直線Ｌ４の右側に中心角１８０度の円弧部分を有するものの、左側に延出される２つのガイド面２０ｓ，２１ｓの長さが異なっている。この場合にも、２つのガイド面２０ｓ，２１ｓにおける最小間隔が内径以上の長さを確保しているので、分割片２００の内側に内周面２ｃを軌道面とするころを保持する保持器を容易に嵌め込むことが可能である。

また、図７に示すように、他の実施形態の第２態様として、分割片３００は、例えば、ガイド面２２ｓ，２３ｓが直線Ｌ１の右側に入り込んだ位置（例えば、点Ｅ及び点Ｆ）から形成されている。これにより、確実に分割片２００の内側に内周面２ｃを軌道面とするころを保持する保持器よりも間隔が広くなるため、その保持器を容易に嵌め込むことが可能である。

なお、本発明において、上記実施形態に限定されるものではなく、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施形態とすることもできる。例えば、上記実施形態においては、側面視においてガイド面を各接線方向に直線状に延出するように形成したが、その接線よりも内側に入り込まない範囲で湾曲して形成してもよい。

本発明の実施形態に係るころ軸受の一例を示す側面図及び一部省略した分解斜視図。 ころ軸受をクランクシャフト及びコンロッド大端部の間に組み込む状態を示す分解斜視図。 図２において組み込んだ状態を示す断面図。 分割片の側面図および正面図。 ２分割外輪の側方断面図。 第１の他の実施形態に係る分割片の側面図。 第２の他の実施形態に係る分割片の側面図。 従来の分割片の側面図及び正面図。 従来の分割片に係る取付工程を示す図。

符号の説明

１ ころ軸受
２ 第１分割片
２ｃ 内周面（軌道面）
３ 第２分割片
４ ころ
５，６ 分割保持器（保持器）
２０ 外輪（２分割外輪）
Ｏ１ 軸線

Claims (4)

1. 内周面にころを受け止める軌道面を有するとともに、周方向に２分割され、それらの分割片を組合せることによって円筒形状に形成される２分割外輪であって、
   前記分割片は、前記２分割外輪を構成することとなる円筒素材が軸線方向において所定の振れ幅で蛇行又は屈曲する分割線で分割されて形成されるとともに、軸線方向から見て、中心角が１８０度よりも大きな円弧となるように、周方向の両端に形成される分割面の先端部が形成されており、
   前記分割面の先端部には、前記分割片の周方向の一方に前記分割片の幅方向中央に突出する中央突出部が形成され、前記分割片の周方向の他方に前記分割片の幅方向の両側に突出する両側突出部が形成され、
   前記分割片は、軸線方向から見て、中心角が１８０度の所定円弧部分の両端部から前記分割面の先端部までの内周面がガイド面として形成され、
   そのガイド面は、前記中央突出部までの前記ガイド面が中央突出ガイド面であり、前記両側突出部までの前記ガイド面が両側突出ガイド面であり、
   前記分割片を軸線方向から見て、前記中央突出部の端が前記分割片の内周面に向かうに連れて弧状に曲がり前記中央突出ガイド面につながり、
   前記分割片を軸線方向から見て、前記両側突出部の端が前記分割片の内周面に向かうに連れて弧状に曲がり前記両側突出ガイド面につながり、
   前記分割片の先端部までの内周面において、軸線方向から見て、中心角が１８０度の所定円弧部分の両端位置から各先端までの対向する内周面における最小間隔が、前記分割片の内径以上をなし、
   前記分割片の前記中央突出ガイド面及び前記両側突出ガイド面の肉厚が前記分割片の軌道部分の肉厚より薄く形成され、
   前記分割片は、軸線方向から見て、中心角が１８０度の所定円弧部分の両端部から突出する長さが等しく形成されていることを特徴とする２分割外輪。
2. 内周面にころを受け止める軌道面を有するとともに、周方向に２分割され、それらの分割片を組合せることによって円筒形状に形成される２分割外輪であって、
   前記分割片は、前記２分割外輪を構成することとなる円筒素材が軸線方向において所定の振れ幅で蛇行又は屈曲する分割線で分割されて形成されるとともに、軸線方向から見て、中心角が１８０度よりも大きな円弧となるように、周方向の両端に形成される分割面の先端部が形成されており、
   前記分割面の先端部には、前記分割片の周方向の一方に前記分割片の幅方向中央に突出する中央突出部が形成され、前記分割片の周方向の他方に前記分割片の幅方向の両側に突出する両側突出部が形成され、
   前記分割片は、軸線方向から見て、中心角が１８０度の所定円弧部分の両端部から前記先端部までの内周面がガイド面として形成され、
   そのガイド面は、前記中央突出部までの前記ガイド面が中央突出ガイド面であり、前記両側突出部までの前記ガイド面が両側突出ガイド面であり、
   前記分割片を軸線方向から見て、前記中央突出部の端が前記分割片の内周面に向かうに連れて弧状に曲がり前記中央突出ガイド面につながり、
   前記分割片を軸線方向から見て、前記両側突出部の端が前記分割片の内周面に向かうに連れて弧状に曲がり前記両側突出ガイド面につながり、
   前記分割片の前記中央突出ガイド面及び前記両側突出ガイド面の肉厚が前記分割片の軌道部分の肉厚より薄く形成され、
   前記分割片の内周面において、軸線方向から見て、中心角が１８０度の所定円弧部分の両端位置から各先端までの前記内周面が、その両端位置における接線よりも内側に入り込まないように形成され、
   前記分割片は、軸線方向から見て、中心角が１８０度の所定円弧部分の両端部から突出する長さが等しく形成されていることを特徴とする２分割外輪。
3. 前記分割片の内周面において、軸線方向から見て、両側の先端部をつなぐ直線方向の間隔が、該先端側に向かうほど大きくなるにように形成されている請求項１又は２に記載の２分割外輪。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の２分割外輪を備え、その２分割外輪の内側に前記内周面を軌道面とする複数のころと、各ころを保持する保持器とを有することを特徴とするころ軸受。

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