(57)【要約】【課題】所要の油量及び油圧を確保でき、かつ、軸受の潤滑性、シール性に優れ、製造が容易な、油路付の転がり軸受装置を提供する。【解決手段】２列の外輪軌道２ａが形成された外輪２と、内輪軌道３ａが形成され、軸油路３ｂを有する軸部材３と、外輪軌道２ａと内輪軌道３ａの間で転動する複数の転動体４と、転動体４を所定の間隔で保持する２個の保持器５と、を有する転がり軸受装置１であって、外輪軌道２ａの中間に、径方向内方に凹む外輪油溝２ｂと、径方向内方に突出する隔離鍔２ｃを有し、隔離鍔２ｃに外輪油路２ｄが形成され、保持器５は、内円環部５ａ、外円環部５ｂを有し、２個の内円環部５ａの軸方向中間に、軸受油路１ａが形成され、外輪油溝２ｂと、外輪油路２ｄと、軸受油路１ａとが、軸受ハウジング６の油路６ａと軸油路３ｂとを連通している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受ハウジングに収容され、内周に２列の外輪軌道が形成された外輪と、外周に第１外周面と前記第１外周面の軸方向両側に２列の内輪軌道が形成され、前記第１外周面の軸方向中央に径方向内方に形成された外部に連通する軸油路を有する軸部材と、前記２列の外輪軌道と前記内輪軌道の間で転動する２列の複数の転動体と、前記２列の複数の転動体を所定の間隔で保持する２個の保持器と、を有する転がり軸受装置であって、
前記外輪は前記２列の外輪軌道の中間に、外周から径方向内方に凹む円周状の外輪油溝と、内周から径方向内方に突出し両列の転動体を隔離する円周状の隔離鍔を有し、
前記隔離鍔に径方向に貫通する外輪油路が形成され、
前記２個の保持器は、軸方向一方の端部に内円環部、軸方向他方の端部に外円環部を有し、
前記２個の保持器が前記内円環部を対峙して配置されることにより、
前記２個の内円環部の軸方向中間に、軸受油路が形成され、
前記外輪油溝は、前記外輪油路を経由し、前記軸受油路と連通し、前記軸受ハウジングに形成された油路は前記外輪油溝と連通し、前記軸受油路は前記軸部材に形成された軸油路と連通していることを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項２】
前記外輪は軸方向両端部に径方向に縮径する２個の外輪側壁部を有し、前記軸部材は前記内輪軌道の軸方向に前記第１外周面と反対側の外周に第２外周面を有し、
前記２個の外輪側壁部の軸方向前記保持器側に形成された内方側面と、前記２個の保持器の前記外円環部の軸方向外輪側壁部側に形成された外方端面との間に軸方向微少隙間が形成され、
前記保持器の前記外円環部の内周面と前記軸部材の第２外周面との間に密封用微少隙間が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受装置。
【請求項３】
前記外輪の前記隔離鍔の内周面と、前記２個の保持器の前記内円環部の外周面との間、および、前記軸部材の第１外周面と、前記２個の保持器の前記内円環部の内周面との間に油量制御微少隙間が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の転がり軸受装置
【請求項４】
前記保持器は樹脂により形成されたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の転がり軸受装置。
【請求項５】
前記外輪油溝と、前記隔離鍔は塑性加工により同時に形成されたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受装置に係り、より詳しくは、自動車用エンジンのカム軸等のように、軸内部に油路が形成された軸にオイルが供給可能な油路付の転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジンのカム軸等の回転軸の軸受装置では、エンジンの摩擦損失を低減して燃費を向上させるために、回転部分の抵抗を低減させる努力が払われている。このために、最近は、滑り軸受に替えて転がり軸受も用いられるようになってきている。
【０００３】
一方、カム軸等の回転軸では、カム軸の回転位相を変更することにより、動弁カムによって開閉される吸気弁及び／又は排気弁の開閉タイミングを変更する、所謂、可変バルブタイミング機構を備えたものも知られている。そして、かかる可変バルブタイミング機構のアクチュエーターに対して作動油（潤滑油）を供給するための油路がカム軸の内部に形成され、この油路に対しては、軸受を保持する軸受ハウジングに形成された油路から所定のタイミングで作動油が供給される。
【０００４】
このような軸受ハウジング側の油路から回転軸側の油路に、転がり軸受を介して作動油（潤滑油）を供給するための軸受装置として、内輪及び外輪の軸方向側面に当接可能に保持器に形成された鍔部によって、少なくとも一部が画成される軸受油路でもって、軸受ハウジングに形成された油路と回転軸に形成された軸側油路とを連通するような構成の軸受装置がある。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の、保持器に形成された鍔部によって画成される軸受油路でもって、軸受ハウジングに形成された油路と、軸側油路を連通するような構成の軸受装置は、軸受ハウジングと回転軸との間でオイル漏れが生ずることを抑制し、所要の油量及び油圧を確保することができる。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の前記軸受装置においては、前記軸受油路と前記転がり軸受の軌道部が前記保持器の鍔部によって遮断される場合があり、前記軌道部の潤滑油が不足し軸受寿命が低下する恐れが有る。また一旦軌道部に流入した潤滑油は前記外輪と前記保持器の隙間から転がり軸受装置の外部へ漏れ出ることも考えられる。
【０００８】
また、特許文献１に記載の前記軸受装置において、前記外輪は周方向に２つ割り、または２部品の構成であるため、一体型の外輪にくらべ多くの製造工数がかかる。
【０００９】
本発明は、所要の油量及び油圧を確保でき、かつ、軸受の潤滑性、シール性に優れ、製造が容易な、油路付の転がり軸受装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、軸受ハウジングに収容され、内周に２列の外輪軌道が形成された外輪と、外周に第１外周面と前記第１外周面の軸方向両側に２列の内輪軌道が形成され、前記第１外周面の軸方向中央に径方向内方に形成された外部に連通する軸油路を有する軸部材と、前記２列の外輪軌道と前記内輪軌道の間で転動する２列の複数の転動体と、前記２列の複数の転動体を所定の間隔で保持する２個の保持器と、を有する転がり軸受装置であって、前記外輪は前記２列の外輪軌道の中間に、外周から径方向内方に凹む円周状の外輪油溝と、内周から径方向内方に突出し両列の転動体を隔離する円周状の隔離鍔を有し、前記隔離鍔に径方向に貫通する外輪油路が形成され、前記２個の保持器は、軸方向一方の端部に内円環部、軸方向他方の端部に外円環部を有し、前記２個の保持器が前記内円環部を対峙して配置されることにより、前記２個の内円環部の軸方向中間に、軸受油路が形成され、前記外輪油溝は、前記外輪油路を経由し、前記軸受油路と連通し、前記軸受ハウジングに形成された油路は前記外輪油溝と連通し、前記軸受油路は前記軸部材に形成された軸油路と連通していることである。
【００１１】
本発明の構成によれば、転がり軸受装置の外輪の外輪油溝は円周状に形成されており、軸受ハウジングに半径方向に形成された油路から供給される油は、外輪の周方向の位相に関わらず、隔離鍔に形成された外輪油路を経て隔離鍔内方に流出する。また、前記２個の内円環部の軸方向中間に、軸受油路が形成されており、外輪油路を経て隔離鍔内方に流出した油は、前記軸受油路に流入し、さらに軸部材の軸油路へて外部へ供給される。このように連通した油路によって、所要の油量及び油圧を確保できる。
【００１２】
上記の課題を解決するため、請求項２に係る発明の構成上の特徴は、
前記外輪は軸方向両端部に径方向に縮径する２個の外輪側壁部を有し、前記軸部材は前記内輪軌道の軸方向に前記第１外周面と反対側の外周に第２外周面を有し、前記２個の外輪側壁部の軸方向前記保持器側に形成された内方側面と、前記２個の保持器の前記外円環部の軸方向外輪側壁部側に形成された外方端面との間に軸方向微少隙間が形成され、前記保持器の前記外円環部の内周面と前記軸部材の第２外周面との間に密封用微少隙間が形成されていることである。
【００１３】
本発明の構成によれば。２個の外輪側壁部の前記内方側面と、２個の保持器の外円環部の前記外方端面との間で軸方向微少隙間が構成さることにより、前記保持器の軸方向の移動が規制され、前記２個の保持器の内円環部の軸方向中間に形成された前記軸受油路の間隔が安定する。
【００１４】
また、前記軸受油路を通過する油の圧力によって前記２個の保持器が軸方向前記外輪側壁部側に移動すると、前記外円環部の前記外方端面は、２個の外輪側壁部の前記内方側面に押付けられ、２個の保持器の外円環部の前記外方端面と、前記２個の外輪側壁部の前記内方側面との間の軸方向微少隙間は無くなり、２個の保持器の外円環部の前記外方端面と、２個の外輪側壁部の前記内方側面との間が密封される。
【００１５】
さらに、前記保持器の外円環部の内周面と前記軸部材の第２外周面の間で構成された密封用微少隙間によって、前記保持器の外円環部の内周面と前記軸部材の第２外周面の間が密封される。このように保持器と外輪側壁および軸部材の間が密封されることにより、前記外輪側壁部の内周面と前記軸部材の第２外周面の間からの油の漏出が抑制され、所要の油量及び油圧を確保できる。
【００１６】
上記の課題を解決するため、請求項３に係る発明の構成上の特徴は、前記外輪の前記隔離鍔の内周面と前記２個の保持器の前記内円環部の外周面との間、および、前記軸部材の外周面と前記２個の保持器の前記内円環部の内周面との間に油量制御微少隙間が形成されていることである。
【００１７】
本発明の構成によれば、前記２個の保持器の前記内円環部の径方向外方および内方の端部と前記外輪および前記軸部材の間に油量制御微少隙間が形成されており、軸受油路の油の軸受内部への流入が制限される。この結果、軸受油路における油量及び油圧はより適正に確保できる。また、軸受油路の油の軸受内部への流入が制御され、軸受の潤滑が確保されることにより、軸受寿命が確保できる。さらに、油の軸受内部への流入が制御されることにより、回転時の油による攪拌抵抗が減少し、エンジンの摩擦損失の低減が可能になる。
【００１８】
上記の課題を解決するため、請求項４に係る発明の構成上の特徴は、前記保持器は樹脂により形成されたことである。
【００１９】
本発明の構成によれば、前記保持器がポリアミド等の樹脂で形成されており、万一、油が不足した状態で保持器が外輪や軸部品と摺接した場合でも、樹脂の自己潤滑性により焼きつき等の危険を回避できる。この結果、安定した、密封効果、油糧制御効果を維持できる。
【００２０】
上記の課題を解決するため、請求項５に係る発明の構成上の特徴は、前記外輪油溝と、前記隔離鍔は塑性加工により同時に形成されたことである。
【００２１】
本発明の構成によれば、前記外輪油溝と前記隔離鍔を同時に加工することにより、外輪油溝と前記隔離鍔の軸方向の位置が一致し、前記外輪の肉厚が均等となり、外輪の強度低下が防止できる。さらに、鋼板を塑性加工で形成することにより、材料費の削減、加工工数の削減が可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、所要の油量及び油圧を確保でき、かつ、軸受の潤滑性、シール性に優れ、製造が容易な、油路付の転がり軸受装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態の転がり軸受装置の断面図である。
【図２】図１の主要部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は、本発明の第１の実施形態の転がり軸受装置の断面図であり、図２は図１の主要部の拡大図である。
【００２６】
図１および図２において、転がり軸受装置１は、軸受ハウジングの内周に収容され、内周に２列の外輪軌道２ａが形成された外輪２と、外周に２列の内輪軌道３ａが形成された軸部材３と、前記外輪軌道２ａと前記内輪軌道３ａの間に転動自在に配置された２列の複数の転動体４と、前記複数の転動体４を所定の間隔に保持する２個の保持器とを有する。
【００２７】
外輪２はＳＰＣＣ等の鋼板からなる環体で、外周の軸方向中央に径方向内方に凹み、底が円筒面の円周状の外輪油溝２ｂを有し、内周の軸方向中央に径方向内方に突出した円周状の隔離鍔２ｃを有する。外輪油溝２ｂの底面２ｈおよび隔離鍔２ｃの内周面２ｇは円筒面で、両面の軸方向中央に底面２ｈから内周面２ｇへ貫通する断面が円形の外輪油路２ｄが円周等配に複数形成されている。  
【００２８】
外輪２の内周には、隔離鍔２ｃの基部から軸方向両側にそれぞれ外輪軌道２ａが形成されている。また、外輪２は軸方向両側の端部に径方向内方に縮径する外輪側壁部２ｅを有し、外輪側壁部２ｅの保持器側側面は内方側面５ｆとなっている。
【００２９】
軸部材３は等の鋼材からなる円柱状で、外周軸方向中央に第１外周面３ｃが形成され、第１外周面３ｃから軸方向両側に内輪軌道３ａと第２外周面３ｄが連続して形成されている。第１外周面３ｃの軸方向中央に断面が円形の軸油路３ｂが径方向内方に向け形成され、軸油路３ｂは軸部材の内部で軸方向に屈曲し外部に通じている。軸部材３は第１外周面３ｃの軸方向中心と外輪２の軸方向中心が一致する位置に配置され、内輪軌道３ａの軸方向位置および長さは転動体４の軸方向位置および長さに略等しい。
【００３０】
２列の複数の転動体４は軸受鋼等の鋼材からなる針状ころである。複数の転動体４は保持器５に保持され、外輪軌道２ａと軸軌道３ａの間に転動自在に配置されて、軸受部１ｂを構成している。また、両列の複数の転動体４は軸方向端部を外輪２の隔離鍔２ｃの基部に接して配置されている。
【００３１】
２個の保持器５は強化ポリアミド等の樹脂で形成され、軸方向両端に内円環部５ａと、外円環部５ｂと、内円環部５ａと外円環部５ｂを軸方向に連結する複数の柱５ｇを有している。隣合う柱５ｇの対峙する円周方向側面と、外円環部５ｂおよび内円環部５ａの軸方向柱５ｇ側の側面で転動体４を保持するポケット５ｈが構成されている。
【００３２】
転動体４をポケット５ｈに保持した２個の保持器５は、内円環部５ａを軸方向に対峙して配置され、両内円環部５ａの軸方向中間に、軸受油路１ａが形成されている。
また、２個の保持器５の外円環部５ｂの軸方向外輪側壁部側に形成された外方端面５ｃと外輪側壁部２ｅの内方側面２ｆとの間には軸方向微少隙間Δ１が形成されている。
軸方向微少隙間Δ１は加工誤差、変形等を考慮し、負にならない範囲で極力小さな値となっている。
【００３３】
さらに、保持器５の外円環部５ｂの内周面５ｄと、軸部材３の両側の第２外周面３ｄとの間には密封用微少隙間Δ２が形成されている。密封用微少隙間Δ２も加工誤差、変形等を考慮し、負にならない範囲で極力小さな値となっている。
【００３４】
２個の保持器５の内円環部５ａの外周面５ｅと、外輪２の隔離鍔２ｃの内周面２ｇとの間には油量制御用微少隙間Δ３が形成されており、保持器５の内円環部５ｂの内周面５ｄと、軸部材３の第１外周面３ｃとの間には油量制御用微少隙間Δ４が形成されている。油量制御用微少隙間Δ３、Δ４の値は、第１の実施形態の転がり軸受装置の回転数、油種等の使用条件に基き決定されている。
【００３５】
第１の実施形態の転がり軸受装置の加工、組立工程の例を以下に説明する。ＳＰＣＣ等の鋼板からなる外輪２はプレスにて、一方側の外輪側壁部２ｅを底面とする円筒形に形成される。次に、外周面の軸方向所定に位置に複数の外輪油路２ｄが外周側からプレスにて形成される。次に外輪油路２ｄを軸方向の中央に、ロール加工にて外周に外輪油溝が形成されると、同時に内周に隔離鍔２ｃが形成される。
【００３６】
この後、浸炭焼入れによる硬化処理、両軌道部２ａの仕上げが行われ、形成された一方側の外輪側壁部２ｅと反対側の円筒形の端部に高周波による軟化処理がおこなわれる。次に保持器５に組み込まれた２列の転動体４が１列ずつ内周の軌道部２ａに軸方向に挿入された後、軟化処理理された円筒部がロール加工され、他方側の外輪側壁部２ｅが形成される。以上の工程で組立てられた外輪組立品が、軸部品３の所定の位置に軸端から軸方向に挿入され、転がり軸受装置１が構成される。
【００３７】
以下、本発明の第１の実施形態の転がり軸受装置の作用および効果を図１、図２にしたがって説明する。２列の転動体４は外輪２の隔離鍔２ｃの基部に接して配置されているため、軸受油路１ａの軸方向中心は外輪２の軸方向中心および軸部材３の第１外周面３ｃの軸方向中心に一致している。すなわち、軸受油路１ａは外輪油溝２ｂ、外輪油路２ｄ、軸油路３ｂと軸方向に同一位置で互いに連通している。
【００３８】
また、外輪２は、軸受ハウジング６の内周に軸受ハウジング６の油路６ａと外輪２の軸方向中心とが一致する位置に収容されており、軸受ハウジング６の油路６ａと外輪油溝２ｂは軸方向に同一位置で互いに連通している。すなわち、軸受ハウジング６の油路６ａと外輪油溝２ｂ、外輪油路２ｄ、軸油路３ｂは軸方向に同一位置で互いに連通しており、軸受ハウジング６の油路６ａから供給された油は、外輪の周方向の位相に関わらず、外輪油溝２ｂ、外輪油路２ｄを経て軸受油路１ａに流出する。
【００３９】
ここで、両列の複数の転動体４は、軸方向端部を外輪２の隔離鍔２ｃの基部に接して配置されているため、転動体４を保持する２個の保持器５の内円環部５ａが、軸方向に所定の間隔より接近することはない。また、保持器５の外円環部５ｂと外輪２の外輪側壁部２ｅとの間は軸方向微少隙間Δ１が形成されており、２個の保持器５の軸方向の移動が制限されている。
【００４０】
このように、２個の保持器５の内円環部５ａの間隔、すなわち軸受油路１ａの軸方向の幅は一定に保たれており、軸受油路１ａに流入した油は所定の量、圧力が確保されて、軸油路３ｂに流入し、軸油路３ｂから外部に供給される。
【００４１】
また、軸受油路１ａに流入した油の一部は、２個の保持器５の内円環部５ａと、外輪２の隔離鍔２ｃとの間の油量制御用微少隙間Δ３、および、前記内円環部５ｂと、軸部材３との間の油量制御用微少隙間Δ４を経由して、軸受部１ｂに供給され、軸受の潤滑に供される。油量制御用微少隙間Δ３、Δ４は、第１の実施形態の転がり軸受装置の回転数、油種等の使用条件に基き潤滑に必要な最小限の油が供給できる値に形成されており、油の攪拌による抵抗を最小限に抑えることにより、エンジンの摩擦損失の低減が可能になっている。
【００４２】
また、軸受油路１ａに流入した油の圧力により保持器５が軸方向に移動すると、保持器５の外円環部５ｂは、外輪側壁部２ｅの内方側面２ｆに押付けられ、保持器５の外方端面５ｃと、外輪側壁部２ｅの内方側面２ｆとの間の軸方向微少隙間Δ１は無くなる。すなわち、保持器５の外方端面５ｃと、外輪側壁部２ｅの内方側面との間が密封される。さらに、保持器５の外円環部５ｂの内周面５ｄと軸部材３の第２外周面３ｄの間で構成された密封用微少隙間Δ２によって、保持器の内周面５ｄと軸部材３の第２外周面３ｄの間が密封される。
【００４３】
このとき、保持器５はポリアミド等の樹脂で形成されており、油が不足した状態で保持器５が外輪側壁部２ｅや軸部品３の外周面３ｄと摺接しても、樹脂の自己潤滑性により焼きつき等の危険を回避できる。
【００４４】
このように保持器５と外輪側壁部２ｅおよび軸部材３との間が密封されることにより、外輪側壁部２ｅの内周面と軸部材３の第２外周面３ｄの間からの油の漏出が抑制され、軸受油路１ａの所要の油量及び油圧を確保できる。さらに、エンジン外部への油の漏出による環境面の悪化、経済的な損失も抑制できる。
【００４５】
外輪２の外輪油溝２ｂと、隔離鍔２ｃは塑性加工により同時に形成されており、外輪油溝２ｂと隔離鍔２ｃの軸方向の位置が一致することにより、外輪２の肉厚が均等となり、外輪２の強度低下が防止できる。さらに、鋼板を塑性加工で形成することにより、材料費の削減、加工工数の削減が可能となる。
【００４６】
このように、第１の実施形態の転がり軸受装置１によれば、軸受ハウジング６から供給され、軸部材３を経由して外部に供給される油の、所要の油量及び油圧を確保でき、かつ、軸受の潤滑性、シール性、強度が向上し、かつ、製造が容易となる。
【００４７】
上述の実施形態では、両列の保持器５の外円環部５ｂの内周面５ｄと、軸部材３の両側の第２外周面との間に密封用微少隙間Δ２が形成されているが、この発明では、密封用微少隙間は、一方の保持器５の外円環部５ｂの内周面５ｄと、軸部材３の一方の第２外周面との間にのみに形成されていても、密封用微少隙間を有しない構成であっても良い。
【００４８】
上述の実施形態では、２個の保持器５の外方端面５ｃと外輪側壁部２ｅの内方側面２ｆとの間に軸方向微少隙間Δ１が形成されているが、この発明では、１個の保持器５の外方端面５ｃと外輪側壁部２ｅの内方側面２ｆとの間に軸方向微少隙間Δ１が形成されていても、軸方向微少隙間を有しない構成であっても良い。
【００４９】
上述の実施形態では、２個の保持器５の内円環部５ａの外周面５ｅと、外輪２の隔離鍔２ｃの内周面２ｇとの間には油量制御用微少隙間Δ３が形成されており、保持器５の内円環部５ｂの内周面５ｄと、軸部材３の第１外周面３ｃとの間には油量制御用微少隙間Δ４が形成されているが、この発明では、油量制御用微少隙間Δ３、Δ４を有しない構成であっても良い。
【００５０】
上述の実施形態では、複数の外輪油路と１個の軸油路が形成されているが、この発明では、外輪油路、軸油路は１個であっても、複数であっても良い。
【００５１】
上述の実施形態では、保持器５は強化ポリアミド等の樹脂で形成されているが、この発明では、保持器は鋼板等の金属で形成されていても良い。
【００５２】
上述の実施形態では、複数の転動体は針状ころであるが、この発明では、転動体は円筒ころ等の他の形式の転動体であっても良い。
【符号の説明】
【００５３】
１                      ‥  転がり軸受装置
１ａ、２ｄ、３ｂ、６ａ  ‥  油路
２                      ‥  外輪
２ａ、３ａ              ‥  軌道
２ｂ                    ‥  油溝
２ｃ、                  ‥  隔離鍔
２ｅ                    ‥  側壁部
２ｆ                    ‥  内方側面
２ｇ、５ｄ、５ｆ        ‥  内周面
３                      ‥  軸部材
３ｃ、３ｄ、５ｅ        ‥  外周面
４                      ‥  転動体
５                      ‥  保持器
５ａ、５ｂ              ‥  円環部
５ｃ                    ‥  外方端面
６                      ‥  軸受ハウジング
Δ１、Δ２、Δ３、Δ４、‥  微少隙間
【図１】
2014066295.tif 000003
【図２】
2014066295.tif 000004