(57)【要約】【課題】外輪の外周側から軸受内部に取り込まれた潤滑油が軸受端面から漏れることを防ぐことができる転がり軸受およびその転がり軸受が用いられるカムシャフト装置を提供する。【解決手段】外輪６０は、鍔部６５，６６を径方向に貫通する油孔６７，６８と開口部６７ａ，６８ａと連通する溝部６５ｂ，６６ｂを備え、保持器８０は、合成樹脂材からなり、軸方向に所定間隔を隔てる第１、第２環状部８１，８２と複数の転動体７０を保持するポケット８３を形成する複数の柱部８４を備え、第１、第２環状部８１，８２は、外周面８１ａ，８２ａが鍔部内周面６５ａ，６６ａと対向して配置されて鍔部内周面６５ａ，６６ａとの間に微小隙間ｓ１が形成され、内周面８１ｂ，８２ｂが転がり軸受４０に支持される回転軸１２の外周面１２ａと対向して配置されて外周面１２ａとの間に微小隙間ｓ２が形成されるとともに、径方向に複数の貫通孔８５，８６が形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と、前記外輪内周面の軌道面に転動可能に配置された複数の転動体と、前記転動体を保持する保持器とを備えた転がり軸受であって、
前記外輪は、前記軌道面の外側両端に形成された鍔部と、前記鍔部を径方向に貫通する油孔と、前記油孔の径方向内方の開口部と連通し、前記鍔部内周面の周方向に形成された溝部とを備え、
前記保持器は、合成樹脂材からなり、軸方向に所定間隔を隔てる第１、第２環状部と、前記第１、第２環状部を連結するとともに前記複数の転動体を保持するポケットを形成する複数の柱部とを備え、
前記第１、第２環状部は、外周面が前記鍔部内周面と対向して配置されて前記鍔部内周面との間に微小隙間が形成され、
内周面が前記転がり軸受に支持される回転軸の外周面と対向して配置されて前記外周面との間に微小隙間が形成されるとともに、径方向に複数の貫通孔が形成されていることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
回転軸であるシャフトの軸上にカムが配設されたカムシャフトのジャーナル部において、シリンダヘッドとキャップ部材との間に形成された軸受ハウジング部に、請求項１に記載の転がり軸受が配設されたカムシャフト装置であって、
前記シャフトの一端部には、可変バルブタイミング機構が組み付けられ、
前記キャップ部材には、油圧源に通じる油孔が形成され、
前記シャフトには、径方向に貫通する複数の油孔と、前記油孔に連通し、前記油孔を通して供給される潤滑油を前記可変バルブタイミング機構および他の前記ジャーナル部に導く油路と、前記油孔の径方向外方の開口部と連通する前記シャフト外周面の周方向の溝部が形成され、
前記キャップ部材の油孔から供給される潤滑油が、前記外輪鍔部の油孔と、前記保持器の前記第１、第２環状部に形成された貫通孔と、前記シャフトに形成された前記油孔および前記油路を通して、前記可変バルブタイミング機構および他の前記ジャーナル部に潤滑油が供給されることを特徴とするカムシャフト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受およびその転がり軸受が用いられるカムシャフト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のエンジンと同期して回転駆動されるカムシャフトには、鋳造により素材成形される鋳鉄鋳造製カムシャフトがある。このカムシャフトには、鋳造により素材成形された後に機械加工が施され、カムの耐磨耗性を向上させるために、熱処理によりカム表面を硬化する加工がおこなわれたものがある。このカムシャフトを支承する構成として、カムシャフトのジャーナル部において、シリンダヘッドとキャップ部材との間に回転可能に組み付けられた滑り軸受による構成が一般的である。また、カムシャフトの一端部に可変バルブタイミング機構が組み付けられている場合、可変バルブタイミング機構および他のジャーナル部へ潤滑油を供給するため、キャップ部材には油圧源に通じる油孔が形成され、シャフトには、潤滑油を各部に導く油孔および油路が形成されている。そして、潤滑油がキャップ部材の油孔を通して滑り軸受の外周側から軸受内部に取り込まれ、軸受内部からシャフトの油孔を通じて油路に供給される構造となっている。
【０００３】
ところで、この滑り軸受によるカムシャフト装置において、カムシャフトの回転時のトルク損失を低減するために、滑り軸受に換えて転がり軸受を用いてカムシャフトを支持するように構成したカムシャフト装置が知られている。このカムシャフト装置に使用される転がり軸受は、外輪と、外輪内周面の軌道面に転動可能に配置された複数のころと、これら複数のころを保持するポケットを有する保持器とを備えたころ軸受である。そして、外輪の軸方向の中央部には、油孔が径方向に貫設され、潤滑油が外輪の外周側から油孔を通して軸受内に取り込まれることで、潤滑油がシャフトの油孔を通じて油路に供給される構造となっている。例えば、特許文献１には、外輪の油孔から軸受内部にスムーズに潤滑油を取り込むことができるように、油孔をころ軸受の軸心に対して周方向に傾斜するように設けたころ軸受が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２１６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、軸受内部に取り込まれた潤滑油が軸受端面から漏れることにより、シャフトの油孔および油路を通して可変バルブタイミング機構や他のジャーナル部へ供給するのに十分な油圧および油量を確保することができない場合があるという問題があった。また、油孔が外輪の内周面の軌道面に開口されているため、油孔の開口部ところが接触して回転抵抗となり、トルク損失をまねくという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、本発明が解決しようとする課題は、外輪の外周側から軸受内部に取り込まれた潤滑油が軸受端面から漏れることを防ぐことができる転がり軸受およびその転がり軸受が用いられるカムシャフト装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係わる発明は、外輪と、前記外輪内周面の軌道面に転動可能に配置された複数の転動体と、前記転動体を保持する保持器とを備えた転がり軸受であって、前記外輪は、前記軌道面の外側両端に形成された鍔部と、前記鍔部を径方向に貫通する油孔と、前記油孔の径方向内方の開口部と連通し、前記鍔部内周面の周方向に形成された溝部とを備え、前記保持器は、合成樹脂材からなり、軸方向に所定間隔を隔てる第１、第２環状部と、前記第１、第２環状部を連結するとともに前記複数の転動体を保持するポケットを形成する複数の柱部とを備え、前記第１、第２環状部は、外周面が前記鍔部内周面と対向して配置されて前記鍔部内周面との間に微小隙間が形成され、内周面が前記転がり軸受に支持される回転軸の外周面と対向して配置されて前記外周面との間に微小隙間が形成されるとともに、径方向に複数の貫通孔が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
上記のように構成した請求項１の発明によれば、潤滑油が外輪の鍔部の油孔から軸受内部に流入する。保持器の第１、第２環状部は、外周面と鍔部内周面との間、および内周面と回転軸の外周面との間に、それぞれ微小隙間を形成しているので、軸受内部に流入した潤滑油を隙間から漏らすことなく、第１、第２環状部の貫通孔に導くことができる。また、外輪の油孔は、軌道面の外側両端に形成された鍔部に形成されており、油孔の開口部が転動体と接触しないので、トルク損失を低減することができる。
【０００９】
請求項２に係わる発明は、回転軸であるシャフトの軸上にカムが配設されたカムシャフトのジャーナル部において、シリンダヘッドとキャップ部材との間に形成された軸受ハウジング部に、請求項１に記載の転がり軸受が配設されたカムシャフト装置であって、前記シャフトの一端部には、可変バルブタイミング機構が組み付けられ、前記キャップ部材には、油圧源に通じる油孔が形成され、前記シャフトには、径方向に貫通する複数の油孔と、前記油孔に連通し、前記油孔を通して供給される潤滑油を前記可変バルブタイミング機構および他の前記ジャーナル部に導く油路と、前記油孔の径方向外方の開口部と連通する前記シャフト外周面の周方向の溝部が形成され、前記キャップ部材の油孔から供給される潤滑油が、前記外輪鍔部の油孔と、前記保持器の前記第１、第２環状部に形成された貫通孔と、前記シャフトに形成された前記油孔および前記油路を通して、前記可変バルブタイミング機構および他の前記ジャーナル部に潤滑油が供給されることを特徴とする。
【００１０】
上記のように構成した請求項２の発明によれば、潤滑油が油圧源からキャップ部材の油孔を通じて、請求項１に記載の転がり軸受の外輪鍔部の油孔から軸受内部に流入する。軸受内部に流入した潤滑油は、外輪と保持器との間および保持器と回転軸との間の隙間から漏れることなく、第１、第２環状部の貫通孔に導かれるので、シャフトの油孔および油路を通して、可変バルブタイミング機構および他のジャーナル部に供給される潤滑油に対し、十分な油圧および油量を確保することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、外輪の外周側から軸受内部に取り込まれた潤滑油が軸受端面から漏れることを防ぐことができる転がり軸受およびその転がり軸受が用いられるカムシャフト装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る転がり軸受が用いられたカムシャフト装置を示す断面図である。
【図２】図１のカムシャフト装置の１番ジャーナル部を拡大して示す断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態に係る転がり軸受が用いられたカムシャフト装置を図面に従って説明する。
図１に示すように、カムシャフト装置は、シリンダヘッド２とキャップ部材５との間に構成されるカムジャーナルに、回転軸であるシャフト１２の軸上に複数のカム１３が配設されたカムシャフト１１が回転可能に支承されている。
【００１４】
シリンダヘッド２には、１番ジャーナル部１０およびその他のジャーナル部に対応する各部分に円弧凹部３が形成され、これら円弧凹部３に対応する円弧凹部６を有するキャップ部材５がシリンダヘッド２にボルト等によって締め付けられている。このキャップ部材５には、油圧源（ポンプ）に通じる油孔７が形成されている。
【００１５】
シャフト１２の一端面には、ノックピン１４が打ち込まれ、シャフト１２の一端部にはノックピン１４によって位置決めされた状態でタイミングギヤ３３、可変バルブタイミング機構３１が組み付けられている。可変バルブタイミング機構３１には、シャフト１２側の油路２０が連通して接続されている。
【００１６】
図２に示すように、シャフト１２には、径方向に貫通する複数の油孔１５，１６と、油孔１５，１６に連通し、油孔１５，１６を通して供給される潤滑油を可変バルブタイミング機構３１および他のジャーナル部に導く油路２０が形成されている。また、シャフト外周面１２ａには、油孔１５，１６の径方向外方の開口部と連通する周方向の溝部１７，１８が形成されている。
【００１７】
１番ジャーナル部１０において、キャップ部材５とシリンダヘッド２との間に半円形の軸受ハウジング部４、８が形成されている。この軸受ハウジング部４、８には、転がり軸受（針状ころ軸受）４０が組み付けられている。
【００１８】
転がり軸受４０は、外輪６０と、外輪内周面の軌道面６１に転動可能に配置された複数の転動体（針状ころ）７０と、転動体７０を保持する保持器８０とを備えている。
【００１９】
外輪６０は、その外周面が軸受ハウジング部４、８に嵌め込まれて固定されている。外輪６０は、軌道面６１の外側両端に形成された鍔部６５，６６と、鍔部６５，６６を径方向に貫通する油孔６７，６８と、油孔６７，６８の径方向内方の開口部６７ａ，６８ａと連通し、鍔部内周面６５ａ，６６ａの周方向に形成された溝部６５ｂ，６６ｂとを備えている。
【００２０】
外輪６０の内周面には、複数の転動体７０に対向する軌道面６１が形成されている。また、シャフト１２の外周面１２ａには、複数の転動体７０に対向する軌道面１２ｂが形成されている。そして、シャフト１２の軌道面１２ｂと外輪６０の軌道面６１との間には、保持器８０によって保持された状態で複数の転動体７０が転動可能に組み付けられている。
【００２１】
保持器８０は、耐熱性、耐摩耗性を有する合成樹脂材からなり、軸方向に所定間隔を隔てる第１、第２環状部８１，８２と、これら第１、第２環状部８１，８２を連結するとともに複数の転動体７０を保持するポケット８３を形成する複数の柱部８４を備えている。
【００２２】
保持器８０の第１、第２環状部８１，８２の外周面８１ａ，８２ａには、外輪６０の鍔部内周面６５ａ，６６ａと対向して配置されて、鍔部内周面６５ａ，６６ａとの間に微小隙間ｓ１が形成されている。また、保持器８０の第１、第２環状部８１，８２の内周面８１ｂ，８２ｂは、シャフト１２の外周面１２ａと対向して配置されて、シャフト１２の外周面１２ａとの間に微小隙間ｓ２が形成されている。さらに、保持器８０の第１、第２環状部８１，８２には、それぞれ径方向に複数の貫通孔８５，８６が形成されている。
【００２３】
図３は、図１のＡ−Ａの断面図であり、外輪６０の鍔部６５を径方向に貫通する油孔６７と、保持器８０の第１環状部８１を径方向に貫通する貫通孔８５と、シャフト１２の径方向に貫通する油孔１５に沿った断面を示している。
【００２４】
図３に示すように、外輪６０は、キャップ部材（図示せず）の油孔７と、外輪６０の鍔部６５を径方向に貫通する油孔６７とが連通した状態で、軸受ハウジング部８に嵌め込まれて固定されている。油孔６７は、径方向内方の開口部６７ａが鍔部内周面６５ａの周方向に形成された溝部６５ｂと連通している。
【００２５】
保持器８０の第１環状部８１の外周面８１ａは、外輪６０の鍔部内周面６５ａと対向して配置されて、鍔部内周面６５ａとの間に微小隙間ｓ１が形成している。また、保持器８０の第１環状部８１の内周面８１ｂは、シャフト１２の外周面１２ａとの間に微小隙間ｓ２を形成している。そして、保持器８０の第１環状部８１には、径方向に貫通する複数の貫通孔８５が周方向に等間隔に形成されている。
【００２６】
シャフト１２には、径方向に貫通する複数の油孔１５が周方向に等間隔に形成されている。また、シャフト１２の内部には、それぞれの油孔１５と連通する油路２０が形成されている。シャフト１２の外周面１２ａには、周方向の溝部１７が形成されている。この溝部１７は、それぞれの油孔１５の径方向外方の開口部と連通している。
【００２７】
上記のように構成されたカムシャフト装置によれば、図２に示すように、油圧源から供給される潤滑油は、キャップ部材５の油孔７を通して、外輪６０の鍔部６５，６６を径方向に貫通する油孔６７，６８に流入する。油孔６７，６８に流入した潤滑油は、軸受内部に流入し、開口部６７ａ，６８ａと連通する鍔部内周面６５ａ，６６ａの周方向に形成された溝部６５ｂ，６６ｂを流れる。
【００２８】
軸受内部に流入した潤滑油、および外輪６０の溝部６５ｂ，６６ｂを周方向に流れる潤滑油は、保持器８０の第１、第２環状部８１，８２の貫通孔８５，８６に流入するとともに、シャフト１２の外周面１２ａの溝部１７，１８を流れる。
【００２９】
シャフト１２の溝部１７，１８を周方向に流れる潤滑油は、連通する油孔１５，１６に流入するとともに、油路２０に流入する。そして、油路２０に流入した潤滑油は、可変バルブタイミング機構３１および他のジャーナル部に供給され、タイミングギヤ３３およびシャフト１２が相対的に回転制御される。
【００３０】
この際、保持器８０の第１、第２環状部８１，８２は、外周面８１ａ，８２ａと鍔部内周面６５ａ，６６ａとの間、および内周面８１ｂ，８２ｂとシャフト１２の外周面１２ａとの間に、それぞれ微小隙間ｓ１，ｓ２が形成されている。外輪６０の溝部６５ｂ，６６ｂを周方向に流れる潤滑油、およびシャフト１２の溝部１７，１８を周方向に流れる潤滑油により、微小隙間ｓ１，ｓ２は密閉された状態となり、潤滑油が軸受内部から漏れることを防ぐことができる。
【００３１】
これにより、軸受内部の潤滑油は、外輪６０と保持器８０との間および保持器８０とシャフト１２との間の隙間から漏れることなく、第１、第２環状部８１，８２の貫通孔８５，８６に導かれるので、シャフト１２の油孔１５，１６および油路２０を通して、可変バルブタイミング機構３１および他のジャーナル部に供給される潤滑油に対し、十分な油圧および油量を確保することができる。
【００３２】
また、外輪６０の油孔６７，６８は、軌道面６１の外側両端に形成された鍔部６５，６６に形成されており、油孔６７，６８の開口部６７ａ，６８ａが転動体７０と接触することがないので、トルク損失を低減することができる。
【００３３】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で適宜変更することが可能である。例えば、上記実施形態においては、カムシャフト装置の１番ジャーナル部１０に転がり軸受４０が組み付けられる場合を示したが、カムシャフト装置以外の動力伝達装置に対して本発明の転がり軸受４０を用いてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１：カムシャフト装置、  ２：シリンダヘッド、  ３：円弧凹部、  ４：軸受ハウジング部、  ５：キャップ部材、  ６：円弧凹部、  ７：油孔、  ８：軸受ハウジング部、  １０：１番ジャーナル部、  １１：カムシャフト、  １２：シャフト（回転軸）、  １２ａ：外周面、  １２ｂ：軌道面、  １３：カム、  １４：ノックピン、  １５，１６：油孔、  １７，１８：溝部、  ２０：油路、  ３１：可変バルブタイミング機構、  ４０：転がり軸受（針状ころ軸受）、  ６０：外輪、  ６１：軌道面、  ６３，６４：端筒部、  ６５，６６：鍔部、  ６５ａ，６６ａ：鍔部内周面、  ６５ｂ，６６ｂ：溝部、  ６７，６８：油孔、  ６７ａ，６８ａ：開口部、  ７０：転動体（針状ころ）、  ８０：保持器、  ８１：第１環状部、  ８２：第２環状部、  ８１ａ，８２ａ：外周面、  ８１ｂ，８２ｂ：内周面、  ８３：ポケット、  ８４：柱部、  ８５，８６：貫通孔、  ｓ１，ｓ２：微小隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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