专利名称：滚动轴承及旋转轴支承结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及滚动轴承及旋转轴支承结构，尤其是涉及在温度变化大的环境下使用的滚动轴承及旋转轴支承结构。
背景技术：
由外圈、针状滚子及保持器构成的滚针轴承虽然轴承投影面积小，但能够承受高载荷的负载，且为高刚性。因此，发挥此种特性，有效地利用作为对机动车用部件、尤其是机动车发动机的曲轴进行支承的轴承。机动车的发动机用的轴承从_30°C附近的冷却时直至 150°C附近的驾驶时，在宽幅的温度环境下使用。
将曲轴支承用的滚针轴承向曲轴装入时，平衡重等与滚针轴承发生干涉，因此难以从轴向装入。因此，优选将各结构部件沿周向分割后的轴承。此种轴承由于能够从曲轴的外径侧配置并装入各结构部件，因此能够避免装入时的与平衡重等的干涉。需要说明的是，此种轴承在美国专利第1920148号(专利文献1)中公开。
在此，关于将外圈分割成两部分的形式的轴承，在装入时或驾驶时，各分割外圈部件对合的分割面有可能错位。因此，在日本特开平6-81846号公报(专利文献2)所公开的技术中，设置跨两个分割外圈的外径面的环状槽，使簧环与其嵌合，而防止分割面的错位。 而且，日本特开平6-109025号公报(专利文献3)中公开有一种在设有上述的环状槽及簧环的结构的基础上，具备用于对热膨胀时产生的外圈与壳体的径向的间隙进行补偿的结合兼热膨胀补偿带的技术。
另外，上述的轴承当滚子在负载域滚动时，会产生噪音、振动。尤其是对外圈等进行分割时，此种问题显著地表现出来。相对于此种问题，在日本特开平6-229415号公报(专利文献4)所公开的技术中，在外圈与汽缸体之间设有油膜形成部，由此形成油膜而吸收噪音、振动。
在此，对于支承曲轴的以往的曲轴支承结构的构成进行说明。图10是从曲轴的旋转轴线方向观察以往的曲轴支承结构的图。图11是通过图10中的IX-IX剖面剖切图10 所示的曲轴支承结构的一部分时的剖视图。需要说明的是，曲轴的旋转轴线方向成为纸面表背方向。而且，从容易理解的观点出发，图10表示将曲轴支承结构的一部分分解后的状态。
参照图10及图11，曲轴支承结构101包括曲轴102、对曲轴102进行支承的滚动轴承103、安装滚动轴承103的发动机体104。滚动轴承103具备外圈106、多个滚子107、 保持多个滚子的保持器108。外圈106能够分割成两个分割外圈部件109a、109b。关于保持器108，也能够分割成两个分割保持器部件110a、110b。发动机体104能够分割成两个分割发动机体部件10fe、105b。通过利用螺栓(未图示)隔着滚动轴承103将分割发动机体部件105110 紧固，而将滚动轴承103安装在发动机体104上。
在曲轴102与滚子107之间设有径向的间隙，即，设有由图11中的尺寸^C1表示的径向间隙。通过适当地确保该径向间隙的尺寸，而能够使滚子107进行平滑的滚动等。而且，在发动机体104中设有过盈量Y1,由此，对滚动轴承103进行过盈配合，而防止外圈106 的蠕变。需要说明的是，在本附图及以下的附图中，从容易理解的观点出发，对于径向间隙及过盈量进行了放大图示。
关于发动机体104的原料，从轻量化等观点出发，通常使用铝合金。另一方面，关于曲轴102或滚动轴承103的外圈106的原料，从确保刚性等观点出发，使用钢。
专利文献1 美国专利第1920148号 专利文献2 日本特开平6-81846号公报 专利文献3 日本特开平6-109025号公报 专利文献4 日本特开平6-229415号公报 上述结构的滚动轴承103从装入性的容易化的观点出发，对外圈进行分割，因此需要防止装入的各外圈部件的分离。在专利文献2及专利文献3的技术中，需要设置跨两个外圈部件的环状槽，加工困难。这样，形成高成本而生产性变差。
此外，上述结构的曲轴支承结构101在高温环境、低温环境等各种环境下使用。这种情况下，构成曲轴支承结构101的各结构部件的热膨胀系数不同，因此有可能无法适当地确保径向间隙的尺寸&及过盈量Y1。
对于此种情况进行详细说明。图12表示高温环境，具体而言，是表示150°C附近的曲轴支承结构101的一部分的剖视图，是对应于图11的部分。图13表示低温环境，具体而言，是表示-30°C附近的曲轴支承结构101的一部分的剖视图，是对应于图11的部分。需要说明的是，图11表示常温环境，具体而言，是表示20°C附近的曲轴支承结构101的一部分的剖视图。
参照图10 图13，发动机体104的原料即铝合金的热膨胀系数大于曲轴102及外圈106的原料即钢的热膨胀系数。因此，在高温环境下，需要构成为能够确保适当量的过盈量Y2。然而，如此构成时，在常温环境及低温环境下，过盈量YpY3过大，装入性变差。而且， 低温环境下的径向间隙的尺寸&也有可能成为负。这种状况下，不仅难以使包含曲轴支承结构101在内的发动机起动，而且有可能会导致烧结或啃削。此外，各环境下的径向间隙的尺寸& J2J3的变化量大时，无法得到曲轴102的稳定的旋转，而发生曲轴102的振摆回转等，从而产生噪音、振动。
在此，根据专利文献4，通过由油封形成的油膜，滚动轴承103的噪音、振动减少。 然而，油封由于长时间暴露在高温的发动机油下而密封性有可能受损。这样，无法减少噪音、振动。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生产性及装入性良好，能够减少噪音、振动，且能够减少烧结、啃削的滚动轴承。
本发明的另一目的在于提供一种轴承的生产性及装入性良好，能够减少噪音、振动，且能够减少烧结、啃削的旋转轴支承结构。
本发明的滚动轴承具备将多个分割外圈部件沿周向配置而形成的外圈；在外圈的滚道面上滚动的多个滚子；为了形成间隙而形成为将环状部件的周向的一部位切断的形状，在外圈的外径侧配置成与外圈接触，并对多个分割外圈部件的径向的移动进行限制的树脂挡圈。
通过如此构成，从旋转轴的外径侧配置分割外圈部件而形成外圈，使为了形成间隙而将环状部件的周向的一部位切断的形状的树脂挡圈发生弹性变形并从外径侧配置，从而能够装入滚动轴承。如此，能够使装入性良好。这种情况下，能够通过树脂挡圈，限制分割外圈部件的径向的移动，并防止外圈的分离。如此，不用对外圈施加特别的加工，且树脂挡圈为简单形状，因此能够使生产性良好。而且，即使将滚动轴承配置在高温环境及低温环境下，也能够调整树脂制的树脂挡圈的径向的尺寸，而适当地确保径向间隙或过盈量。如此， 能够防止外圈的蠕变或烧结、啃削。而且，能够防止旋转轴的振摆回转，而减少噪音、振动。 此外，能够通过树脂挡圈吸收噪音、振动，因此能够减少噪音、振动。因此，此种滚动轴承能够使装入性及生产性良好，减少噪音、振动，并减少烧结、啃削。
优选，在常温状态下，在外圈的外径侧配置树脂挡圈时，树脂挡圈的外径尺寸大于外圈的外径尺寸。如此，在常温状态下，能够在外圈与外圈的外径侧配置的壳体等之间夹设树脂挡圈，从而能够防止旋转时的外圈的蠕变并进一步减少噪音、振动。
更优选，在常温状态下，间隙的周向的长度为D1且外圈的外径为D2时，具有0 < D1 ^ 0. 4D2的关系。如此，能够更可靠地防止外圈的分离等。
作为更优选的一实施方式，沿与旋转轴线垂直的方向将树脂挡圈切断时的树脂挡圈的截面为大致C字状。
作为更优选的一实施方式，将树脂挡圈沿周向切断时的截面为矩形形状。
更优选，树脂挡圈沿轴向设置多个。如此，能够更可靠地防止外圈的分离等。
更优选，在外圈的外径面上设置向径向内侧凹陷的槽部，树脂挡圈以嵌入槽部的方式配置。如此，能够限制树脂挡圈的轴向的移动。而且，利用槽部，能够更适当地调整径向的尺寸。
在本发明的另一方面中，旋转轴支承结构包含旋转轴；上述的任一方面所记载并支承旋转轴的滚动轴承；配置在滚动轴承的外径侧的壳体。
此种旋转轴支承结构的轴承的生产性及装入性良好，能够减少噪音、振动，并能够减少烧结、啃削。
优选，树脂挡圈的线热膨胀系数大于壳体的线热膨胀系数，壳体的线热膨胀系数大于旋转轴及外圈的线热膨胀系数。通过如此构成，能够可靠地减少低温环境及高温环境下的噪音、振动。
作为更优选的一实施方式，旋转轴及外圈为钢制，壳体为铝合金制。 发明效果
根据本发明的滚动轴承，能够从旋转轴的外径侧配置分割外圈部件而形成外圈， 使为了形成间隙而将环状部件的周向的一部位切断的形状的树脂挡圈发生弹性变形并从外径侧配置，从而能够装入滚动轴承。如此，能够使装入性良好。这种情况下，通过树脂挡圈，能够限制分割外圈部件的径向的移动，防止外圈的分离。如此，不用对外圈实施特别的加工，且树脂挡圈为简单的形状，因此能够使生产性良好。而且，即使将滚动轴承配置在高温环境及低温环境下，也能够调整树脂制的树脂挡圈的径向的尺寸，而适当地确保径向间隙或过盈量。如此，能够防止外圈的蠕变或烧结、啃削。而且，能够防止旋转轴的振摆回转， 而减少噪音、振动。此外，由于能够通过树脂挡圈吸收噪音、振动，因此能够减少噪音、振动。因此，此种滚动轴承能够使装入性及生产性良好，减少噪音、振动并减少烧结、啃削。
另外，根据本发明的旋转轴支承结构，轴承的生产性及装入性良好，能够减少噪音、振动并减少烧结、啃削。
图1是表示本发明的一实施方式的滚动轴承所具备的树脂挡圈的图。
图2是从外径侧观察图1所示的树脂挡圈的一部分的放大图。
图3是表示本发明的一实施方式的滚动轴承的图。
图4是图3所示的滚动轴承的剖视图。
图5是从图3中的箭头V方向观察图3所示的滚动轴承的图。
图6是表示包含本发明的一实施方式的滚动轴承的曲轴支承结构的图。
图7是在常温环境下表示图6所示的曲轴支承结构的一部分的剖视图。
图8是在高温环境下表示图6所示的曲轴支承结构的一部分的剖视图。
图9是在低温环境下表示图6所示的曲轴支承结构的一部分的剖视图。
图10是表示以往的曲轴支承结构的一部分的图。
图11是在常温环境下表示图10所示的曲轴支承结构的一部分的图。
图12是在高温环境下表示图10所示的曲轴支承结构的一部分的剖视图。
图13是在低温环境下表示图10所示的曲轴支承结构的一部分的剖视图。
具体实施例方式以下，参照
本发明的实施方式。图1是表示本发明的一实施方式的滚动轴承所具备的树脂挡圈的图。图2是从图1中的箭头II所示的方向观察图1所示的树脂挡圈的一部分的放大图。需要说明的是，图1相当于从轴向即配置于后述的滚动轴承时从滚动轴承的旋转轴线方向观察到的图。
参照图1及图2，树脂挡圈Ila为树脂制，是为了形成间隙13而将环状部件的周向的一部位切断后的形状。即，树脂挡圈Ila是具有沿周向对置的两个端部12a、12b，且在端部12a、12b之间具有间隙13的结构。端部12a、12b彼此不连结。在常温状态下，在此为 20°C下，端部12a、12b彼此分离。端部12a、12b的形状是在配置于后述的滚动轴承时，通过沿轴向延伸的平面切断后的形状。即，在端部12a、12b中，分别与端部12b、lh对置的面是平坦的面。需要说明的是，将树脂挡圈Ila沿周向切断时的截面是矩形形状。树脂挡圈Ila 能够以扩大间隙13的方式进行弹性变形。而且，树脂挡圈Ila在此相当于纸面表背方向， 而沿与旋转轴线垂直的方向切断时的截面是大致C字状。
此种树脂挡圈Ila是比较简单的形状，因此能够使树脂挡圈Ila的生产性良好。此种形状的树脂挡圈Ila例如既可以首先制造树脂制的环状的部件，然后以形成间隙13的方式将该环状部件的周向的一部位切断而进行制造，也可以使用整体的形状成为图1所示的大致C形状的模具，通过注塑成形等进行制造。而且，也可以将棒状的树脂部件折弯成圆环状，而制造上述形状的树脂挡圈11a。
接下来，说明具备图1及图2所示的树脂挡圈Ila的滚动轴承的结构。图3是具备图1及图2所示的树脂挡圈Ila并表示本发明的一实施方式的滚动轴承21的图。图3是从由滚动轴承21支承的曲轴等旋转轴的旋转轴线(未图示)方向观察到的图。需要说明的是，图3所示的状态表示常温状态，具体而言，是表示20°C附近的状态的图。图4是通过图3中的IV-IV剖面切断图3所示的滚动轴承21时的剖视图。图5是从图3中的箭头 V方向观察图3所示的滚动轴承21的图。
参照图1 图5，滚动轴承21具备外圈22、多个滚子23、保持滚子23的保持器M、 配置在滚动轴承21的外径侧的两个树脂挡圈lla、llb。树脂挡圈lib与树脂挡圈Ila为同样的结构，因此省略其说明。
滚子23在位于外圈22内径侧的滚道面27上滚动。保持器M具有收容多个滚子 23的多个凹槽(未图示)。保持滚子23的保持器M由两个分割保持器部件^5a、26b形成。各分割保持器部件26a 是通过包含滚动轴承21的旋转轴线并与旋转轴线平行的平面将环状的保持器M切断后的形状。即，保持器M能够分割成两个分割保持器部件26a、 26b，并将分割保持器部件^5a、26b沿周向配置而形成。各分割保持器部件^5a、26b能够分别保持滚子23。
外圈22由两个分割外圈部件25a、2^形成。各分割外圈部件25a、2^是通过包含滚动轴承21的旋转轴线并与旋转轴线平行的平面将环状的外圈22切断后的形状。艮口， 外圈22分割成两个分割外圈部件25a、25b，并将分割外圈部件25a、2^沿周向配置而形成。
在分割外圈部件2 上设有从外径面^a向径向内侧凹陷的两个槽部^aJ9c。 槽部^a、29c设置在轴向的不同的位置。同样地，在分割外圈部件2 上设有从外径面28b 向径向内侧凹陷的两个槽部29b、29d0将分割外圈部件25a、2 组合而形成外圈22时，槽部^a、29b及槽部分别成为环状连接的形状。需要说明的是，此种槽部29a ^d 通过对外圈分割部件25a、2 的各自的外径面^a、28b的一部分进行切削加工等而容易形成。
在此，树脂挡圈IlaUlb在外圈22的外径侧配置成与外圈22接触，并限制多个分割外圈部件25a、25b的径向的移动。在此，树脂挡圈Ila以嵌入槽部的方式配置在滚动轴承21的外径侧。同样地，树脂挡圈lib以嵌入槽部的方式配置在滚动轴承21的外径侧。S卩，树脂挡圈IlaUlb分别设置在轴向的不同的位置。
如此，能够限制分割外圈部件25a、25b的径向的移动，而防止外圈22的分离。这种情况下，通过设置在轴向的不同位置上的两个树脂挡圈lla、llb，能够更可靠地防止外圈 22的分离。而且，由于以嵌入槽部29a ^d的方式配置，因此能够限制树脂挡圈IlaUlb 的轴向的移动，而将树脂挡圈11a、lib更可靠地配置在外圈22的外径面^a、28b侧。而且， 如后所述，能够利用槽部^a 四山而更适当地调整滚动轴承21的径向的尺寸。即，能够通过槽部29a 29b的深度，具体而言，能够通过径向的凹陷量来调整从外径面^a、28b沿径向突出的突出量。
需要说明的是，在常温状态下，在外圈22的外径侧配置树脂挡圈IlaUlb时，树脂挡圈IlaUlb的外径尺寸大于外圈22的外径尺寸。具体而言，在常温状态下，嵌入槽部 29a 29d的树脂挡圈IlaUlb比外径面28a,28b稍突出。如此，在常温状态下，能够在外圈22与外圈22的外径侧配置的后述的壳体等之间夹设树脂挡圈11a、11b，从而能够防止旋转时的外圈22的蠕变并进一步减少噪音、振动。
接下来，说明包含上述的滚动轴承21的旋转轴支承结构，在此，说明以旋转轴为曲轴的曲轴支承结构的构成。图6是从曲轴的旋转轴线方向观察包含本发明的一实施方式的滚动轴承21的曲轴支承结构的图。需要说明的是，从容易理解的观点出发，图6与上述的图10同样地表示将曲轴支承结构的一部分分解后的状态。
参照图1 图6，曲轴支承结构31包括作为旋转轴的曲轴32 ；支承曲轴32的上述的结构的滚动轴承21 ；配置在滚动轴承21的外径侧，并作为安装滚动轴承21的壳体的发动机体33。发动机体33能够分割成沿周向分割的两个分割发动机体部件34a、34b。通过螺栓(未图示)隔着滚动轴承21将分割发动机体部件34a、34b紧固，而将滚动轴承21安装在发动机体33上。需要说明的是，曲轴32及外圈22为钢制，发动机体33为铝合金制。 而且，上述的树脂挡圈IlaUlb的线热膨胀系数大于发动机体33的线热膨胀系数，发动机体33的线热膨胀系数大于曲轴32及外圈的线热膨胀系数。
在此，对滚动轴承21向曲轴32的装入方法进行说明。首先，从曲轴32的外径侧配置保持有滚子23的分割保持器部件^5aJ6b。接下来，从分割保持器部件的外径侧配置分割外圈部件25a、25b。然后，利用树脂挡圈IlaUlb的弹性变形，从分割外圈部件25a、25b的外径侧配置树脂挡圈11a、lib。这种情况下，以嵌入槽部29a 29d的方式配置。如此，从曲轴32的外径侧装入滚动轴承21。然后，将滚动轴承21安装于发动机体33。
通过如此构成，能够从曲轴32的外径侧装入滚动轴承21的各结构部件。如此，能够防止与位于曲轴32的轴向的平衡重(未图示)等的干涉而进行装入。这种情况下，由于能够将分割树脂挡圈IlaUlb从外径侧配置，因此能够使装入性良好。S卩，能够防止压入环状部件时发生的啃削等。而且，通过树脂挡圈lla、llb，能够限制分割外圈部件25a、25b的径向的移动，而防止外圈22的分离。此外，由于在发动机体33与滚动轴承21的外圈22之间夹设树脂挡圈lla、llb，因此通过树脂挡圈IlaUlb能够吸收滚动轴承21的噪音、振动。 因此，能够减少噪音、振动。而且，通过树脂挡圈lla、llb，能够调整滚动轴承21的径向的尺寸，而适当地确保径向间隙或过盈量。
参照图7、图8及图9对这种情况进行说明。图7表示常温环境，具体而言，是表示 20°C附近的曲轴支承结构31的一部分的剖视图，是与图4的一部分对应的部分。图8表示高温环境，具体而言，是表示150°C附近的曲轴支承结构31的一部分的剖视图，是与图7对应的部分。图9表示低温环境，具体而言，是表示-30°C附近的曲轴支承结构31的一部分的剖视图，是与图7对应的部分。需要说明的是，线热膨胀系数按照钢制的曲轴32及外圈 22、铝合金制的发动机体33、树脂制的树脂挡圈IlaUlb的顺序增大。
参照图7 图9，在滚动轴承21的内径侧配置曲轴32。在常温环境下，调整树脂挡圈IlaUlb的厚度等，以使径向间隙的尺寸A1适当。这种情况下，在外圈22与发动机体 33之间未设置过盈量，而在发动机体33与树脂挡圈IlaUlb之间设置过盈量。
在高温环境下，曲轴32、外圈22、发动机体33及树脂挡圈IlaUlb分别向径向外侧进行热膨胀。在此，由于发动机体33的线热膨胀系数大于外圈22的线热膨胀系数，因此外圈22与发动机体33的间隙增大。然而，由于树脂挡圈IlaUlb的线热膨胀系数大于发动机体33的线热膨胀系数，因此通过树脂挡圈IlaUlb的热膨胀而能够填埋外圈22与发动机体33的间隙。即，在树脂挡圈IlaUlb与发动机体33之间具有过盈量。另一方面，关于滚子23与曲轴32之间的径向间隙的尺寸A2,由于外圈22与曲轴32的材质相同，因此能够适当形成。
在低温环境下，曲轴32、外圈22、发动机体33及树脂挡圈IlaUlb分别向径向内侧进行热收缩。在此，由于发动机体33的线热膨胀系数大于外圈22的线热膨胀系数，因此外圈22与发动机体33的间隙减小。然而，由于树脂挡圈IlaUlb的线热膨胀系数大于发动机体33的线热膨胀系数，因此通过树脂挡圈IlaUlb的热收缩及槽部29a ^d的利用， 能够使树脂挡圈IlaUlb与发动机体33不抵接而使外圈22与发动机体33抵接，从而消除间隙。即，在外圈22与发动机体33之间具有过盈量氏。另一方面，关于滚子23与曲轴32 之间的径向间隙的尺寸A3，能够适当形成。
表1表示在包含上述的结构的滚动轴承21的曲轴支承结构31中，测定的各环境下的径向的尺寸等的结果。而且，表2表示在包含图10等所示的以往的滚动轴承的曲轴支承结构中，测定的各环境下的径向的尺寸等的结果。 表1
权利要求
1.一种滚动轴承，具备将多个分割外圈部件沿周向配置而形成的外圈； 在所述外圈的滚道面上滚动的多个滚子；为了形成间隙而形成为将环状部件的周向的一部位切断的形状，在所述外圈的外径侧配置成与所述外圈接触，并对所述多个分割外圈部件的径向的移动进行限制的树脂挡圈。
2.根据权利要求1所述的滚动轴承，其中，在常温状态下，在所述外圈的外径侧配置所述树脂挡圈时，所述树脂挡圈的外径尺寸大于所述外圈的外径尺寸。
3.根据权利要求1所述的滚动轴承，其中，在常温状态下，所述间隙的周向的长度为D1且所述外圈的外径为D2时，具有0 < D1 ^ 0. 4D2 的关系。
4.根据权利要求1所述的滚动轴承，其中，沿与旋转轴线垂直的方向将所述树脂挡圈切断时的所述树脂挡圈的截面为大致C字状。
5.根据权利要求1所述的滚动轴承，其中，将所述树脂挡圈沿周向切断时的截面为矩形形状。
6.根据权利要求1所述的滚动轴承，其中， 所述树脂挡圈沿轴向设置多个。
7.根据权利要求1所述的滚动轴承，其中，在所述外圈的外径面上设置向径向内侧凹陷的槽部， 所述树脂挡圈以嵌入所述槽部的方式配置。
8.一种旋转轴支承结构，包括 旋转轴；权利要求1所述并支承所述旋转轴的滚动轴承； 配置在所述滚动轴承的外径侧的壳体。
9.根据权利要求8所述的旋转轴支承结构，其中，所述树脂挡圈的线热膨胀系数大于所述壳体的线热膨胀系数， 所述壳体的线热膨胀系数大于所述旋转轴及所述外圈的线热膨胀系数。
10.根据权利要求8所述的旋转轴支承结构，其中， 所述旋转轴及所述外圈为钢制，所述壳体为铝合金制。
全文摘要
滚动轴承(21)具备将多个分割外圈部件(25a、25b)沿周向配置而形成的外圈；在外圈的滚道面上滚动的多个滚子(23)；形成为将环状部件的周向的一部位切断的形状，在外圈的外径侧配置成与外圈接触，并对多个分割外圈部件(25a、25b)的径向的移动进行限制的树脂挡圈(11a)。
文档编号F16C43/04GK102187106SQ200980141598
公开日2011年9月14日 申请日期2009年9月30日 优先权日2008年10月22日
发明者片山昭彦 申请人:Ntn株式会社