JP2005120985A - 軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で、潤滑性に優れた軸受装置の提供。
【解決手段】軸体１１と、ローラ１０と、複数の針状ころ１３と、軸体１１の両端部のうち、少なくとも一方の軸端部に組付けられるとともに、平行な一対の側壁４，５に形成された挿通孔部４ａ，５ａに非回転に固定される環状体１５，１６とから構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、総ころ軸受タイプの軸受装置に係り、より詳しくは、ロッカアーム、バルブリフタ等、ほぼ平行に配置される２つの平面間に配置するようにして使用する軸受装置に関する。

エンジンの動弁機構用のカムフォロア装置として、ロッカアームの胴体に同心に一対のスリーブを組込んだものがある（特許文献１参照）。これは、合成樹脂製の胴体を形成する際にスリーブをインサートして固定するものである。

また、ロッカアームの胴体側壁とローラの端面との間にプレート（ワッシャ）を介装し、側壁との摩耗を防止するものがある（特許文献２参照）。
実開平０４−６５０４号公報 実公昭６４−８５１０号公報

ロッカアームの胴体に同心に一対のスリーブを組込むようにした前者のカムフォロア装置の場合では、軽量化のために胴体を合成樹脂製としている。このため、軸の抜止めを行う手段として金属製のスリーブを用い、かつ動弁機構部分の摩擦を少なくして、エンジン運転時における燃料消費率の低減を図っている。

ロッカアームの胴体側壁とローラの端面との間にプレートを介装する後者のロッカアームでは、ロッカアームの使用時にプレートの触回りで軸を摩耗させたり、プレートの存在により軸受内部に潤滑油が入りにくく、軸受の潤滑性能を低下させてしまう。

本発明による軸受装置は、軸体と、軸体に外装するローラと、軸体とローラとの間に配置される複数のころとから構成される軸受装置であって、軸体の少なくとも一方の軸端部に環状体を取り付け、この環状体は、ころの外接円直径と同等以上の外径と、ころおよびローラ相当の硬度とを有して一対の側壁に形成された挿通孔部に非回転に固定されるものであることを特徴とする。

本発明によれば、プレートを省略しているから、潤滑剤の流路を塞ぐことがなく、所定の潤滑性能を確保することができる。また、環状体を、ころ外接円の直径と同等以上の外径とし、かつ、ころおよびローラ相当の硬度としているから、装置の使用時にころやローラによる環状体の損傷や摩耗等を有効に防止できる。

環状体の外周形状としては円筒状あるいは多角形状何れも含む。これに合わせて側壁の挿通孔部の形状も多角形状に形成するとよい。このように環状体および挿通孔部を多角形状とすると円筒状に比べてより確実に環状体を非回転に保持できる。

本発明の軸受装置は、ロッカアーム、バルブリフタ等、ほぼ平行に配置される２つの平面間に配置使用する軸受装置のすべてに適用できる。

環状体は側壁の軸方向幅と実質的に等しい軸方向幅を有し、かつ、環状体の内壁面とローラの外端面との間は所定の隙間をもって対向していることが好ましい。

軸体の両端部に環状体を取り付け、一方の環状体の直径を他方の環状体の直径よりも小さく形成するしても、共に同じ直径に形成することもできる。

環状体の内壁面は、焼入れ焼戻し、浸炭焼入、軟窒化処理等により熱処理を施しローラやころの硬度相当の硬度に設定し、かつ、胴体の硬度よりも高く設定することが好ましい。

環状体には、ショットブラスト等を実施することでの表面硬化処理を行ってもよいし、二硫化モリブデン等の固体潤滑膜処理を実施して摩擦係数の低下を図ってもよい。

本発明の軸受装置は、ローラの内径面に潤滑剤例えばグリースを施し、グリースの粘着性を利用してころを総ころ状態でローラの内径面に保持させ、この保持の状態で軸体を各針状ころに内接するよう挿通し、軸体の両端部に環状体を装着し、軸体の両端面を拡径するように環状体にかしめて各部材を非分離に組付けることが好ましい。

本発明の軸受装置は、ローラ、軸体、複数のころ、軸体の両端部それぞれに取り付けられる２つの環状体、および両環状体を一体に連結する架橋体とから構成してもよい。

本発明の軸受装置によれば、軸受装置と側壁との間にプレートを介装することなく、軸体の摩耗防止と潤滑性能の確保とを有効に図ることができる。

以下、図面を参照して本発明による最良の形態の軸受装置を、ロッカアームに適用させて説明する。図１は軸受装置の全体斜視図、図２は図１の軸受装置をロッカアームに装着した斜視図、図３は図２のＡ−Ａ線矢視断面図、図４は軸受装置をロッカアームの胴体に組込む工程図である。

これらの図を参照して、ロッカアーム１は、低炭素鋼やアルミ合金製の胴体２と、この胴体２に組み込まれる軸受装置３とから構成されている。胴体２は、平行に配置される側壁４，５と、側壁４，５に一体に形成される連接壁６，７とから構成される。連接壁６は、ラッシュアジャスタの上端部が嵌入するラッシュアジャスタ受けとして用いられ、連接壁７は、バルブステムの上端部が嵌入するバルブステム受けとして用いられる。

軸受装置３は、ローラ（外輪）１０と、軸体（内輪）１１と、これらの間の環状空間に配置される複数の針状ころ１３とを備えた総ころソリッド形針状ころ軸受タイプである。針状ころ１３はローラ１０の内径面１０ａを外輪軌道面とし、軸体１１の外径面１１ａを内輪軌道面として転動自在に配置されている。

軸体１１の軸方向幅Ｂ１はローラ１０の軸方向幅Ｂ２に比べて幅δ分大きく設定されて、ロッカアーム１の胴体２の全幅と同等に設定されている。

軸受装置３は、軸体１１の両端部に非回転に組付けられた環状体１５，１６を有する。環状体１５，１６は軸受鋼、浸炭鋼から形成され、環状体１５，１６の少なくとも内壁面１５ｂ，１６ｂは、所定の硬度に熱処理されている。熱処理方法として焼入れ焼戻し、浸炭焼入、窒化処理等が用いられ、その硬度はローラ１０、針状ころ１３の硬度相当である。また、環状体１５，１６の硬度は胴体２の硬度に比べて高く設定されている。

環状体１５，１６はともに中心に軸体１１の端部が挿通される挿通孔１５ａ，１６ａを有し、外径面は円形に形成されている。環状体１５，１６の軸方向幅Ｂ３はともに等しく形成され、軸方向幅Ｂ３は側壁４，５の軸方向幅と実質的に等しく形成されている。環状体１５，１６それぞれの内壁面１５ｂ，１６ｂとローラ１０の外端面１０ｂ，１０ｂとの間は、上記隙間δをもって配置されている。一方の環状体１５の直径Ｄ１は他方の環状体１６の直径Ｄ２に比べてわずかに小さく形成されている。

したがって、側壁４，５それぞれに形成されて環状体１５，１６が嵌合する組付け孔部４ａ，５ａについて、組付け孔部４ａの直径は組付け孔部５ａの直径に比べて直径Ｄ１，Ｄ２の差分だけわずかに小さく形成されている。一方の環状体１５の直径Ｄ１および他方の環状体１６の直径Ｄ２は、ともにローラ１０の直径Ｄ３に比べて大きく形成され、直径Ｄ１，Ｄ２はともに側壁４，５の高さＨに比べて小さく設定されている。

以上の構成のロッカアーム１において、軸受装置３は、ローラ１０の内径面に潤滑剤例えばグリースを施し、グリースの粘着性を利用して針状ころ１３を総ころ状態でローラ１０の内径面に保持させる。この保持の状態で軸体１１を各針状ころ１３に内接するよう挿通し、軸体１１の両端部に環状体１５，１６を装着し、軸体１１の両端面を拡径するように環状体１５，１６に対してかしめることで、各部材が非分離に組付けられる。

このような軸受装置３をロッカアーム１の胴体２に組付ける場合、軸受装置３の軸心を側壁４，５に形成してある組付け孔部４ａ，５ａの中心と位置合わせし、軸受装置３を側壁５の側から側壁４の側へ軸方向に移動する。この場合、一方の環状体１５の直径Ｄ１は他方の環状体１６の直径Ｄ２に比べてわずかに小さく形成されており、組付け孔部５ａの直径は環状体１５の直径Ｄ１に比べて大きいので、軸受装置３の環状体１５は組付け孔部５ａを容易に通過する。

さらに軸受装置３を側壁４の側へ移動すると、軸受装置３の環状体１５が組付け孔部４ａに至り、環状体１６が組付け孔部５ａに至るので、図４に示すように、環状体１５，１６それぞれを組付け孔部４ａ，５ａに圧入する。以上の工程により、軸受装置３を胴体２に組付けてロッカアーム１とする。

この実施の形態では、ロッカアームの胴体側壁とローラの端面との間に用いていたプレート（ワッシャ）を省略し、胴体２の側壁４，５に圧入して組付けられる環状体１５，１６を設けている。この環状体１５，１６の軸方向幅Ｂ３は側壁４，５の軸方向幅と実質的に等しく形成されているから、環状体１５，１６を側壁４，５に圧入して組付けても側壁４，５から突出することがない。

このため、環状体１５，１６それぞれの内壁面１５ｂ，１６ｂとローラ１０の外端面１０ｂ，１０ｂとの間に所定の隙間δを確保することができ、この隙間δを潤滑剤が入り込むあるいは潤滑剤が移動する空間として利用でき、かつこの隙間δが潤滑路となることで、効果的に軸受部分の潤滑を行うことができる。

従来、軸体は胴体の側壁に形成した組付け孔部に圧入すると、軸体の外径面である内輪軌道面が損傷してしまう場合があった。これに対して本実施の形態では、軸体１１を直接組付け孔部４ａ，５ａに圧入するものではなく、軸体１１を組付けた環状体１５，１６を側壁４，５の組付け孔部４ａ，５ａに圧入する構成であり、ロッカアーム１の組立て時に軸体１１の内輪軌道面１１ａが損傷するのを防止することができる。

さらに、ロッカアーム１の使用時、すなわち不図示のカムがローラ１０の外径面に転接してロッカアーム１が駆動する際、ローラ１０あるいは針状ころ１３が軸方向に移動して環状体１５，１６に当接して回転する摺動状態が発生する場合がある。このため従来、特に鋳造品としての胴体２であると、側壁４，５の内壁面を所定の面粗度になるよう研磨しておく必要があり、この研磨作業は、胴体２の複雑な形状を考慮すると難しかった。

これに対して本実施の形態によれば、円環状といった単純な形状の環状体１５の内壁面１５ｂ，１６ｂを研磨すればよい。したがってその作業は容易であり、かつ少なくとも内壁面１５ｂ，１６ｂを所定の硬度に加工しておくことで、ローラ１０あるいは針状ころ１３が環状体１５，１６に当接して回転する摺動状態が発生した場合でも部材の摩耗を効果的に抑制することができる。

さらに、従来はロッカアームの組立て時に針状ころは、特別に設けた保持栓を用いてローラに保持し、このような組品を側壁間に配置して軸体を組付けるようにしていた。しかし本発明の実施の形態の場合、軸受装置３として針状ころ１３は軸体１１によって保持されるので、従来用いていた保持栓など特別な部材が不要となる。

図５は、別の好ましい実施の形態の組立て途中の断面図である。軸受装置３は、ローラ１０、軸体１１、針状ころ１３、環状体１５，１６から構成されている。上記実施の形態と異なるのは、環状体１５，１６それぞれは同一の径Ｄ２に形成されている点、組付け孔部４ａ，５ａが同一の径に形成されている点、および組立手順である。

図５に示す実施の形態では、ローラ１０、軸体１１、針状ころ１３、および一方の環状体１６を軸受装置３用の組品３Ａとしてあつかう。この組品の組立て手順は、ローラ１０の内径面に例えばグリースを施し、その粘着性を利用して針状ころ１３を総ころ状態でローラ１０の内径面に保持させる。この保持の状態で軸体１１を各針状ころ１３に内接するよう挿通し、軸体１１の一方の端部に環状体１６を装着し、軸体１１の一方の端面を拡径するように環状体１６に対してかしめることで、各部材を非分離に組付けることで組立てる。

軸受装置３を胴体２に組付ける場合は、組品３Ａを側壁５側から挿入し、環状体１６を組付け孔部５ａに圧入する。続いて予め準備しておいた環状体１５を側壁６の組付け孔部４ａに圧入するようにして軸体１１の他方の端部に組付けるようにしてロッカアーム１を製造する。

環状体１５は軸体１１の他方の端部に圧入するようにしてもよいし、圧入する代わりに軸体１１の他方の端部を拡径するよう環状体１５に対してかしめて一体化してもよい。他の構成は図１ないし図４で示した実施の形態と同様であるので、同一の符号を付してその説明を省略する。

この実施の形態の場合、環状体１５，１６それぞれの形状および大きさは同一のものを用いているため、これら部品の汎用性が向上し、その分だけ製造コストを低減することが可能となる。他の作用効果は上記実施の形態と同様である。

図６ないし図８は、軸受装置３の別の実施の形態を示す。図６は軸受装置３の単体斜視図、図７は組立て途中を示す断面図、図８は組立て後の断面図である。

軸受装置３は、ローラ１０、軸体１１、複数の針状ころ１３、および環状体１５，１６、および環状体１５，１６どうしを連結する架橋体２０とから構成される。環状体１５，１６はそれぞれ同一形状で、かつ同一の大きさに形成されている。環状体１５，１６それぞれの軸方向外側隅部に面取り１５ｃ，１６ｃが形成されている。

架橋体２０は環状体１５，１６と同一の材料で、かつ環状体１５，１６と一体に形成されている。架橋体２０の外径面と環状体１５，１６の外径面とは面一に形成され、かつ架橋体２０の外径面と環状体１５，１６の外径面の曲率は同一に形成されている。架橋体２０の断面形状は特定すべきものではなく、この実施の形態の場合、径方向内方の周方向長さが径方向外方の周方向長さに比べて短い略台形に形成されている。

このような構成を有する軸受装置３では、環状体１５，１６架橋体２０を介して非分離となっているため、軸受装置３の取扱いが容易である。軸受装置３は、次のようにして組立てられる。すなわち、ローラ１０の内径面にグリースを塗布して針状ころ１３を総ころ状態とした組品とし、環状体１５，１６間にこの組品を心合わせした状態で配置する。

この状態で一方の環状体１５の挿通孔１５ａから軸体１１を挿通し、さらに軸体１１を軸方向に移動して、針状ころ１３どうしに内接するよう軸体１１を貫通させ、軸体１１の端部を他方の環状体１６の挿通孔１６ａに挿通し、軸体１１の両端面を拡径するように環状体１５，１６に対してかしめ、各部材を非分離の状態とする。

このように組立てられた軸受装置３を、図７に示すように例えば胴体２の側壁５の組付け孔部５ａから挿通し、側壁４の組付け孔部４ａに環状体１５に嵌合し、側壁５の組付け孔部５ａに環状体１６を嵌合する。この実施の形態では、側壁４，５の組付け孔部４ａ，５ａの直径と環状体１５，１６の直径とは同等に形成している。

したがって、側壁４の組付け孔部４ａに環状体１５に嵌合し、側壁５の組付け孔部５ａに環状体１６を嵌合した後は、図８に示すように側壁４，５の組付け孔部４ａ，５ａの周囲を縮径するようにかしめる。これにより軸受装置３を胴体２に対して非回転となるように組付ける。他の構成は図１ないし図４に示した構成と同様であるので、同一の符号を付してその説明を省略する。また、他の作用効果は図１ないし図４に示した場合と同様である。

本発明の最良の実施の形態を示す軸受装置の単体斜視図 軸受装置を胴体に組込んだロッカアームの斜視図 ロッカアームの長手方向略中心での断面図 ロッカアームの組立て途中の断面図 別の好ましい実施の形態を示すロッカアームの組立て途中の断面図 さらに別の好ましい実施の形態の軸受装置の単体斜視図 そのロッカアームの組立て途中の断面図 そのロッカアームの長手方向略中心での断面図

符号の説明

１ ロッカアーム
３ 軸受装置
４，５ 側壁
１０ ローラ
１１ 軸体
１３ 針状ころ
１５，１６ 環状体

Claims (1)

1. 軸体と、軸体に外装するローラと、軸体とローラとの間に配置される複数のころとから構成される軸受装置であって、軸体の少なくとも一方の軸端部に環状体を取り付け、この環状体は、ころの外接円直径と同等以上の外径と、ころおよびローラ相当の硬度とを有しかつ一対の側壁に形成された挿通孔部に非回転に固定されるものである、ことを特徴とする軸受装置。

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