(57)【要約】      （修正有）【課題】１つの円環状の部材から１組の外輪を製造することができる転がり軸受装置の外輪の製造法を提供する。【解決手段】転がり軸受装置の外輪の製造法であって、転がり軸受装置に構成されるころが転動可能な軌道面の半径を有する半円の環状部材の周方向の両端を直線部位４２ｉでつないだ長円環状部材１４３として形成する第１の工程と、直線部位４２ｉを切断して周方向に二分割の半円の環状部材とする第２の工程と、二分割に構成された半円の環状部材を組合わせて真円の環状部材に組合わせる第３の工程と、からなる転がり軸受装置の外輪の製造法。【選択図】図７
2011149450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持固定されるハウジングの内側に回転軸が挿通され、該ハウジング内周面と回転軸の外周面との間に径方向に対して特定の一方向の荷重を受ける転がり軸受装置が介装されてなる回転支持装置における転がり軸受装置の外輪の製造法であって、
前記転がり軸受装置に構成される転動体が転動可能な軌道面の半径を有する半円の環状部材の周方向の両端を直線部位でつないだ長円の環状部材として形成する第１の工程と、
前記長円の環状部材の直線部位を切断して周方向に二分割の半円の環状部材とする第２の工程と、
前記二分割に構成された半円の環状部材を組合わせて真円の環状部材に組合わせる第３の工程と、からなることを特徴とする転がり軸受装置の外輪の製造法。
【請求項２】
請求項１に記載の転がり軸受装置の外輪の製造法であって、
前記第１の工程は、前記外輪の素材となる真円の無端環状部材を内周面から径方向外方に向かって押圧して、前記無端環状部材の周方向一部を薄肉部位として加工することによって長円の環状部材を形成する工程であることを特徴とする転がり軸受装置の外輪の製造法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の転がり軸受装置の外輪の製造法であって、
前記第２の工程は、前記長円の環状部材の直線部位を切断する切断面が、前記長円の環状部材の軸中心と平行しない面を有して形成する工程であることを特徴とする転がり軸受装置の外輪の製造法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の転がり軸受装置の外輪の製造法によって製造された外輪を備えてなる転がり軸受装置であって、
前記外輪は、前記ハウジング幅より広く形成されており、
前記ハウジングに前記転がり軸受装置が介装された状態で前記ハウジングから延出した延出部位が形成されており、
前記延出部位には、前記外輪の外周側から装着される環状保持部材が構成されることによって前記転がり軸受装置を前記回転軸の外周に装着することを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の転がり軸受装置の外輪の製造法により、前記外輪として相対的に高硬度の材質で構成される第１の外輪と、相対的に低硬度の材質で構成される第２の外輪の２種類を製造し、
これら製造された第１の外輪と第２の外輪とを請求項４の転がり軸受装置の外輪として装備するとき、前記ハウジング内周面と前記回転軸の外周面との間に作用する径方向の一方向の荷重を支持する側に前記第１の外輪を配設し、これとは対向する側に前記第２の外輪を配設して、外輪を組合わせ構成することを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項６】
請求項５に記載の転がり軸受装置であって、
前記第２の外輪の軸方向両端には、前記転がり軸受装置に構成される転動体又は該転動体を保持する保持器の軸方向移動を規制する鍔部が形成されていることを特徴とする転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は転がり軸受装置の外輪の製造法及びその外輪を備えてなる転がり軸受装置に関する。詳しくは、支持固定されるハウジングの内側に回転軸が挿通され、該ハウジング内周面と回転軸の外周面との間に径方向に対して特定の一方向の荷重を受ける転がり軸受装置が介装されてなる回転支持装置における転がり軸受装置の外輪の製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、支持固定されるハウジングの内側に回転軸が挿通され、ハウジング内周面と回転軸の外周面との間に径方向に対して特定の一方向の荷重を受ける転がり軸受装置が介装されてなる回転支持装置における転がり軸受装置が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２）。
詳しくは、車両において上記のように用いられる回転軸としては、例えば車両のエンジンに内蔵されるピストンの往復運動を回転力に変えるための軸として構成されるクランクシャフトやこのクランクシャフトと連動して回転駆動されるカムシャフトが知られている。従来、このカムシャフトやクランクシャフト等の回転軸を支承する構成は一般的に滑り軸受によってハウジングとキャップ部材との間に回転可能に組み付けられた構造のものであった。しかし、この滑り軸受による回転軸の支承は、回転軸と滑り軸受との間で滑り摩擦が生じるためこの滑り摩擦力によるトルク損失が発生する。また、この滑り軸受は回転して油膜を生じさせる構成のため特に起動トルクが大きくなることからエンジン始動時における起動トルクを考慮する必要があった。そこで近年、回転軸の回転時のトルク損失を軽減するために滑り軸受に代えて転がり軸受装置を用いて回転軸を支承する構成が知られている。
【０００３】
ここで、カムシャフトにはカムが構成され、クランクシャフトにはクランクアームが構成されている。これらカムやクランクアームは転がり軸受装置の径より大きい構成部位として軸上に間隔を置いて配置構成されているため、転がり軸受装置を軸方向から挿入して装着することはできない。そのため、転がり軸受装置の構成である外輪や保持器を周方向に分割した２分割構成とすることでカムシャフト及びクランクシャフト等の回転軸の径方向から挟み込んで転動体を支持する装着構成とする転がり軸受装置が知られている。ここで、２分割構成の外輪の製造法としては、円環状に一体に成形した外輪に外力を与えて周方向に割るという所謂「割り加工」が知られている。他には、円環状に一体に成形した外輪をワイヤーカットにて切断して半円環状に加工する工法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２０８８９６号公報
【特許文献２】特開２００７−０６４３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した割り加工を実施すれば一つの円環状の部材から一組の外輪を製造することが可能であるが、この割り加工に適した材料は限られている。例えば、軸受鋼（ＪＩＳ規格  ＳＵＪ２）等を選択した場合には割り加工によって安定して破断することができる。しかし、クロムモリブデン鋼のように浸炭焼入れ等の熱処理によって表面硬化させる材料を用いる場合、熱処理前の素材は延性を有しているため割り加工に適さない。また熱処理後であっても表面の硬度は増すものの内部は延性を有しているため、やはり割り加工に適さない。そのため、クロムモリブデン鋼のような素材を用いる場合は一体に成形した外輪をワイヤーカットにて切断して半円形状に加工する工法が選択されていた。このワイヤーカットによる外輪の切断は、必ず切断代が発生するため一つの円環状の部材を切断して組合わせると真円とすることができないという理由から２つの円環状の部材を用いて１組の外輪を製造することが行われており材料コストに問題を有していた。
【０００６】
また、この転がり軸受装置の回転軸への装着は、上記のように二分割構成の外輪及び保持器を回転軸（カムシャフト及びクランクシャフト等）の径方向から順次重ね合わせていくものであり、分割された外輪と保持器が回転軸周りで挟み込まれた状態が分解され易く煩わしさがあった。この転がり軸受装置の外輪及び保持器は回転軸（カムシャフト及びクランクシャフト等）の軸周りで挟み込まれた装着状態を保持することが好ましい。
そのため、外輪の外周側に周方向に環状溝を形成してこの環状溝に環状保持部材を嵌め込むことで転がり軸受装置を回転軸に保持するものがあった。ところが、近年この転がり軸受装置は薄型化が進んでいることから外輪を薄型に形成することが余儀なくされている。この薄型の外輪の外周面に上記環状溝を形成すると当該部はより一層薄くなるため回転軸（カムシャフト及びクランクシャフト等）からの荷重を受けて割れてしまうおそれがあった。
またカムシャフト及びクランクシャフトの回転軸は径方向に対して特定の一方向の荷重を受ける構成であることが知られている。すなわち、カムシャフトはカムによってバルブを開放する際にバルブスプリングの弾性荷重を受ける方向は一定方向であるし、クランクシャフトおいては各シリンダの爆発工程直後のクランクアームの慣性力が作用してクランクシャフトの各ジャーナル部に径方向に対して特定の一方向の荷重が及ぶ。
【０００７】
そこで、本発明者は鋭意検討の結果、円環状の部材を二分割に切断して外輪を製作する場合に、ワイヤーカットによる切断代を考慮した環状部材によって加工することができれば、一つの円環状の部材から一組の外輪を製造することができる。
【０００８】
而して、本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、本発明が解決しようとする課題は、１つの円環状の部材から１組の外輪を製造することができる転がり軸受装置の外輪の製造法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の転がり軸受装置の外輪の製造法及びその外輪を備えてなる転がり軸受装置は次の手段をとる。
先ず、第１の発明に係る転がり軸受装置の外輪の製造法は、支持固定されるハウジングの内側に回転軸が挿通され、該ハウジング内周面と回転軸の外周面との間に径方向に対して特定の一方向の荷重を受ける転がり軸受装置が介装されてなる回転支持装置における転がり軸受装置の外輪の製造法であって、前記転がり軸受装置に構成される転動体が転動可能な軌道面の半径を有する半円の環状部材の周方向の両端を直線部位でつないだ長円の環状部材として形成する第１の工程と、前記長円の環状部材の直線部位を切断して周方向に二分割の半円の環状部材とする第２の工程と、前記二分割に構成された半円の環状部材を組合わせて真円の環状部材に組合わせる第３の工程と、からなることを特徴とする。
【００１０】
この第１の発明によれば、外輪の素材となる部材は切断に必要とされる周方向長さを余分に有する長円の環状部材として形成される。この長円の環状部材の直線部位を二つに切断するため半円の環状部材の形状を確保したまま切断することができ二分割の半円の環状部材を組合わせると真円の環状部材とすることができる。これにより、一つの円環状の部材から一組の外輪を製造することができ材料コストの増加を抑制することができる。
【００１１】
次に、第２の発明に係る転がり軸受装置の外輪の製造法は、上述した第１の発明において、前記第１の工程は、前記外輪の素材となる真円の無端環状部材を内周面から径方向外方に向かって押圧して、前記無端環状部材の周方向一部を薄肉部位として加工することによって長円の環状部材を形成する工程であることを特徴とする。
【００１２】
この第２の発明によれば、長円の環状部材を形成するに際し、外輪の素材となる真円の無端環状部材を内周面から径方向外方に向かって押圧して、無端環状部材の周方向一部を薄肉部位として加工することによって長円の環状部材を形成する。すなわち、長円の環状部材の切断部位は薄肉部位として形成された直線部位である。換言すれば外輪の分割部分が薄肉形状となる。そのため、転がり軸受装置として組み付けられた際には、薄肉形状の外輪の分割部分が転動体の逃げ溝として凹形状の構成となって転動体がこの分割部位を通過するときの振動や通過音を低減できる。
【００１３】
次に、第３の発明に係る転がり軸受装置の外輪の製造法は、前記第２の工程は、前記長円の環状部材の直線部位を切断する切断面が、前記長円の環状部材の軸中心と平行しない面を有して形成する工程であることを特徴とする。
【００１４】
この第３の発明によれば、長円の環状部材の直線部位を切断する切断面は長円の環状部材の軸中心と平行しない面を有して形成される。これにより、切断後の外輪を組み合わせた状態において、双方の軸方向移動の抑制をすることができる。
【００１５】
次に、第４の発明に係る転がり軸受装置は、上述した第１の発明から第３の発明のいずれかによる転がり軸受装置の外輪の製造法によって製造された外輪を備えてなる転がり軸受装置であって、前記外輪は、前記ハウジング幅より広く形成されており、前記ハウジングに前記転がり軸受装置が介装された状態で前記ハウジングから延出した延出部位が形成されており、前記延出部位には、前記外輪の外周側から装着される環状保持部材が構成されることによって前記転がり軸受装置を前記回転軸の外周に装着することを特徴とする。
【００１６】
この第４の発明によれば、外輪は、ハウジングに転がり軸受装置が介装された状態において、このハウジングから延出した延出部位が形成されている。そのため、この延出部位に外輪の外周側から装着される環状保持部材を構成することによって、分割構成の転がり軸受装置を回転軸に装着した状態が保持されて装着の煩わしさを軽減することができる。また、外輪の延出部位に環状保持部材が構成されるため、この延出部位にはハウジングからの荷重を受けることが無い。そのため、薄型の外輪に環状保持部材を構成して場合でもハウジングからの荷重に伴う割れを防止することができる。
【００１７】
次に、第５の発明に係る転がり軸受装置は、上述した第１の発明から第３の発明のいずれかによる転がり軸受装置の外輪の製造法により、前記外輪として相対的に高硬度の材質で構成される第１の外輪と、相対的に低硬度の材質で構成される第２の外輪の２種類を製造し、これら製造された第１の外輪と第２の外輪とを第４の発明の転がり軸受装置の外輪として装備するとき、前記ハウジング内周面と前記回転軸の外周面との間に作用する径方向の一方向の荷重を支持する側に前記第１の外輪を配設し、これとは対向する側に前記第２の外輪を配設して、外輪を組合わせ構成することを特徴とする。
【００１８】
この第５の発明によれば、ハウジング内周面と回転軸の外周面との間に径方向に対して特定の一方向に及ぶ荷重に対応した硬度の外輪を配設することによって、効率よく回転軸の支持ができると共に、材料コスト、製造コストを抑制することができる。
【００１９】
次に、第６の発明に係る転がり軸受装置は、第５の発明において、前記第２の外輪の軸方向両端には、前記転がり軸受装置に構成される転動体又は該転動体を保持する保持器の軸方向移動を規制する鍔部が形成されていることを特徴とする。
【００２０】
この第６の発明によれば、第２の外輪に形成された鍔部によって転動体又は保持器の軸方向移動を規制することができる。また鍔部を形成する第２の外輪は、相対的に低硬度の材質で構成されているため、その鍔部の形成を容易に形成することが可能である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は上記各発明の手段をとることにより、一つの円環状の部材から一組の外輪を製造することができる転がり軸受装置の外輪の製造法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例１に係るカムシャフトに組み付けられる転がり軸受装置の各構成品を示した分解斜視図である。
【図２】実施例１に係るカムシャフト装置組立体の２番ジャーナル部及び３番ジャーナル部に対応する転がり軸受装置の組付け構成を示した部分拡大斜視図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】実施例１に係るカムシャフトに組み付けられる転がり軸受装置の第１の外輪の全体斜視図である。
【図６】実施例１に係るカムシャフトに組み付けられる転がり軸受装置の第２の外輪の全体斜視図である。
【図７】実施例１に係るカムシャフトに組み付けられる転がり軸受装置の第１の外輪の製造工程を図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面で示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明を実施するための形態の実施例について図面を用いて説明する。なお、本実施例においては、支持固定されるハウジングの内側に回転軸が挿通され、該ハウジング内周面と回転軸の外周面との間に径方向に対して特定の一方向の荷重を受ける転がり軸受装置が介装されてなる回転支持装置として、軸上に間隔を置いて配設されるカムが形成されたカムシャフトを例示し、このカムシャフトにおける転がり軸受装置の外輪の製造法及びその外輪を備えてなる転がり軸受装置について説明する。
【実施例１】
【００２４】
先ず、この発明の実施例１に係るカムシャフトに組み付けられる転がり軸受装置の外輪の製造法及びその外輪を備えてなる転がり軸受装置を図１から図７にしたがって説明する。
図１は実施例１に係るカムシャフト１０に組み付けられる転がり軸受装置４１の各構成品を示した分解斜視図である。図２は実施例１に係るカムシャフト装置組立体の２番ジャーナル部及び３番ジャーナル部に対応する転がり軸受装置４１の組付け構成を示した部分拡大斜視図である。図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図４は図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。なお、図１及び図２は、ハウジングとして構成されるシリンダヘッド７２とカムシャフトメタルキャップ７０の図示を省略している。
図１及び図３に図示されるように、この実施例１に係るカムシャフト装置組立体は、概略、カムシャフト１０と、アダプター部材２０と、１番ジャーナル部３０に対応する転がり軸受装置３１と、２番ジャーナル部以降のジャーナル部４０に対応する転がり軸受装置４１と、を備えて構成されている。そして、図３及び図４に図示されるようにカムシャフト装置組立体はシリンダヘッド７２とカムシャフトメタルキャップ７０の間に転がり軸受装置３１と転がり軸受装置４１を介して挿通されて装着されている。なお、シリンダヘッド７２とカムシャフトメタルキャップ７０が本発明における「ハウジング」に相当する。
【００２５】
先ず、カムシャフト１０について説明する。
図１及び図３に図示されるように、このカムシャフト１０は、車両エンジンのクランクシャフトと連動して回転駆動される構成のものであり、鋳造により素材成形される鋳鉄製の回転軸として軸上に間隔を置いて配設されるカム６０が形成される鋳鉄鋳造製カムシャフトである。
カムシャフト１０の素材は特に限定しないが、ネズミ鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄、あるいは、ＣｒやＭｏなどを０．０５〜１０重量％程度含む合金鋳鉄などを例示することができる。
また、カムシャフト１０の鋳造方法は、砂型鋳造、金型鋳造など通常用いられる方法を採用することができる。図２に図示されるように、鋳造して得られたカムシャフト粗材は、２番ジャーナル部以降のジャーナル部４０（軸受部位）については所望の軸受の径に、カム６０についてはカム６０のノーズ部位６０ａ（図４参照）、ベース円部位６０ｂ（図４参照）とする所望のカム面６５（カムプロフィール）に切削加工、研磨加工等の機械加工が施されて所要形状に形成される。その上で、２番ジャーナル部以降のジャーナル部４０（軸受部位）及びカム面の表面については耐摩耗性を高めるために熱処理を施して２番ジャーナル部以降のジャーナル部４０、カム面６５を硬化する。
【００２６】
次に、アダプター部材２０について説明する。
図３に図示されるように、アダプター部材２０は、カムシャフト１０の一端部に圧入固定される。このアダプター部材２０の外周面には、１番ジャーナル部３０に対応する転がり軸受装置３１を組付けるための軸受組付部２１が形成されている。また、アダプター部材２０の外周面には軸受組付部２１の一端側にフランジ２２が形成されると共に、他端側にはＣリング等の止め輪２４が嵌めこまれる環状溝２３が形成されている。また、アダプター部材２０の一端側には、可変バルブタイミングユニット、タイミングスプロケット、タイミングギヤ、プーリ等の駆動部材２７を位置決めして取り付けるためのノックピン２５が打ち込まれている。
【００２７】
次に、転がり軸受装置３１について説明する。
図３に図示されるように、１番ジャーナル部３０に対応する転がり軸受装置３１はアンギュラ玉軸受が構成されており、内輪３２と、外輪３３と、これら内輪３２、外輪３３の間に転動可能に配置された複数の転動体３５（玉）と、保持器３６を備えている。そして、転がり軸受装置３１は、その内輪３２が、アダプター部材２０の軸受組付部２１まで圧入され、環状溝２３にＣリング等の止め輪２４が嵌め込まれることによって、フランジ２２と止め輪２４との間に軸方向へ移動不能に嵌合固定される。
【００２８】
次に、転がり軸受装置４１について説明する。
図１及び図２に図示されるように、２番ジャーナル部以降のジャーナル部４０に対応する転がり軸受装置４１はシェル形針状ころ軸受が構成されており、概略、第１の外輪４２と、第２の外輪４８と、ころ４５と、分割保持器４６と、環状保持部材５０を備えている。
【００２９】
先ず、転がり軸受装置４１の構成を内径側から順次説明する。先ず、ころ４５について説明する。図１及び図２に図示されるように、ころ４５は、シェル形針状ころ軸受として、炭素鋼（好ましくは軸受鋼、例えば、ＳＵＪ２）よりなる円柱状の針状ころが構成されている。
次に、分割保持器４６について説明する。この分割保持器４６は、金属製の帯板状の部材がカムシャフト１０の外周に巻きつき状に装着可能に環状に形成されており、帯板状の外周面には上記ころ４５の外周形状と略同一の貫通孔が周方向に一定間隔を隔てて、ころ４５の構成される数だけ形成されている。また、この分割保持器４６は、周方向に分割されて、軸方向断面でみて半円状に形成された分割保持器４６として２つ構成とされている。
【００３０】
次に、上記ころ４５及び分割保持器４６の外径側に配設される外輪の構成について説明する。この転がり軸受装置４１の外輪は内周面がころ４５の外側軌道面として構成されるものであり、周方向に二分割に分割された半円の環状部材として第１の外輪４２と第２の外輪４８の２つ構成とされている。
第１の外輪４２について説明する。ここで、図５は実施例１に係るカムシャフト１０に組み付けられる転がり軸受装置４１の第１の外輪４２の全体斜視図である。
図５に図示されるように、この第１の外輪４２は、炭素鋼（例えば、ＳＣＭ４１５、４２０、ＳＣＲ４１５、４２０、ＳＡＥ５１２０等）により円筒状に素材形成され、研磨加工により所要形状に加工され、浸炭焼入れ、高周波焼入れ等の熱処理によって内周面がころ４５の外側軌道面４２ａとして硬化されている。そして、周方向に二分割に切断された半円の環状部材に形成されている。
また、この第１の外輪４２の周方向の両端の切断面は、第１の外輪４２を径方向から見て第１の外輪４２の軸中心と平行しない面として一端が山形傾斜面４２ｂ、他端が谷形傾斜面４２ｃとして形成されている。この第１の外輪４２の軸方向両端の近傍の外周面には、後述する環状保持部材５０が係合する溝部４２ｄが周方向にわたって形成されている。
また、図３に図示されるように、この第１の外輪４２の幅長４２ｅは、カムシャフトメタルキャップ７０の幅長７０ａより幅広に形成されており、カムシャフト１０とカムシャフトメタルキャップ７０の間に第１の外輪４２が介装された状態でカムシャフトメタルキャップ７０から延出した延出部位４２ｆが形成されている。なお、この第１の外輪４２が本発明の「外輪として相対的に高硬度の材質で構成される第１の外輪」に相当する。
【００３１】
第２の外輪４８について説明する。ここで、図６は実施例１に係るカムシャフト１０に組み付けられる転がり軸受装置４１の第２の外輪４８の全体斜視図である。
図６に図示されるように、この第２の外輪４８は、合成樹脂を射出成形等によって円筒状に形成されて内周面がころ４５の外側軌道面４８ａとされている。そして、周方向に二分割に切断された半円の環状部材に形成されている。この第２の外輪４８は、第１の外輪４２の形状と同様に、切断面は山形傾斜面４８ｂ、谷形傾斜面４８ｃとして形成されており、溝部４８ｄを形成されており、第２の外輪の幅長４８ｅを有して延出部位４８ｆ（図３参照）が同様に形成されている。また、この第２の外輪４８は、軸方向両端には、転がり軸受装置４１に構成されるころ４５又はころ４５を保持する分割保持器４６の軸方向移動を規制する鍔部４８ｇが形成されていることが望ましい。
なお、第２の外輪４８が本発明の「外輪として相対的に低硬度の材質で構成される第２の外輪」に相当する。
【００３２】
次に、環状保持部材５０について説明する。
図１から図３に図示されるように、この環状保持部材５０は、分割構成の転がり軸受装置４１をカムシャフト１０に装着した状態を保持するための構成部品である。
この環状保持部材５０は、金属製の棒状部材が第１の外輪４２の延出部位４２ｆの外周面に形成された溝部４２ｄと、第２の外輪４８の延出部位４８ｆの外周面に形成された溝部４８ｄに巻きつき状に装着可能に環状に形成されている。そして、この環状保持部材５０は、周方向に分割されて、軸方向断面でみてＣ形状に形成されており、第１の外輪４２の溝部４２ｄ及び第２の外輪４８の溝部４８ｄに対し径方向から弾性拡径させて装着する構成とされている。
【００３３】
カムシャフト１０に対する分割転がり軸受装置４１の組付け方法について説明する。
図１から図３に図示されるように、カムシャフト１０と、１番ジャーナル部３０に対応する転がり軸受装置３１を有するアダプター部材２０と、２番ジャーナル部以降のジャーナル部４０に対応する分割転がり軸受装置４１と、を準備する。そして、先ずカムシャフト１０の一端部に１番ジャーナル部３０に対応する転がり軸受装置３１を有するアダプター部材２０が圧入固定される。
【００３４】
図１、図２及び図４に図示されるように、第２の外輪４８をシリンダヘッド７２におけるカムシャフト１０の２番ジャーナル部以降のジャーナル部４０の支持部位上（図示省略）に配設する。次に、ころ４５を嵌め込んだ状態の分割保持器４６の半円構成を第２の外輪４８の外側軌道面４８ａ上に配設する。次に、カムシャフト１０の２番ジャーナル部以降のジャーナル部４０がころ４５上に支持されるように載置する。次に、ころ４５を嵌め込んだ状態の分割保持器４６のもう一方の半円構成をカムシャフト１０の２番ジャーナル部以降のジャーナル部４０の上に配設する。次に、第１の外輪４２の外側軌道面４２ａところ４５が当接するように配設する。最後に、環状保持部材５０を第１の外輪４２の延出部位４２ｆ及び第２の外輪４８の延出部位４８ｆの外周面の溝部４２ｄ、４８ｄに対し径方向から弾性拡径させて装着する。そして、転がり軸受装置４１がカムシャフト１０に装着状態が保持された状態でカムシャフトメタルキャップ７２をはめ込んでボルト（図示省略）で締結固定する。
なお、上記組付け方法に限られず、カムシャフト１０の２番ジャーナル部以降のジャーナル部４０の径方向から、ころ４５、分割保持器４６、第１の外輪４２、第２の外輪４８を組付けて環状保持部材５０によって固定することでカムシャフト１０単体において転がり軸受装置４１を装着した状態でシリンダヘッド７２とカムシャフトメタルキャップ７０にはめ込むことも可能である。
【００３５】
ここで、第１の外輪４２と第２の外輪４８の配置構成について説明する。第１の外輪４２の配置構成は、シリンダヘッド７２とカムシャフトメタルキャップ７０の内周面とカムシャフト１０の外周面との間に作用する径方向の一方向の荷重を支持する側に配設する構成である。すなわち、カムシャフト１０はシリンダヘッド７２とカムシャフトメタルキャップ７０の間にはめ込まれた状態では、カム６０によってバルブ（図示省略）を開放する際にバルブスプリング（図示省略）の弾性荷重を受ける方向に荷重が及ぶ。
すなわち、図４に図示されているように、カムシャフト１０が回転してカム６０のノーズ部位６０ａが下方向でベース円部位６０ｂが上方向の回転位置であるときにバルブスプリング（図示省略）の弾性荷重を受けて、カムシャフト１０を上方向（換言すればカムシャフト１０の軸中心方向）に向かって荷重が及ぶ。そのため、図１から図４に図示されるように、外輪として相対的に高硬度の材質として炭素鋼で形成される第１の外輪４２を上方側に配設し、外輪として相対的に低硬度の材質として合成樹脂で形成される第２の外輪４８を下方側に配設している。
【００３６】
なお、第１の外輪４２、第２の外輪４８は、共に一つの環状部材から二つの半円の環状部材として形成される。そのため、本実施例においては一方を２番ジャーナル部へ、他方を３番ジャーナル部へそれぞれ配設することによって、硬度の相違する素材で形成された外輪を一組として構成している。
このように、カムシャフト１０の２番ジャーナル部以降のジャーナル部は、カムシャフト１０に対しバルブスプリング（図示省略）の弾性荷重を支持する上方側（換言すればカムシャフト１０の軸中心方向）に第１の外輪４２が配設し、荷重が係りにくい下方側に第２の外輪４８を配設されている。
【００３７】
次に、転がり軸受装置４１の第１の外輪４２及び第２の外輪４８の製造方法について図７を用いて説明する。なお、ここでは第１の外輪４２について説明する。また、図７は、第１の外輪４２の製造方法の基本的構成を示しており図示は理解を容易にするために第１の外輪４２を誇張すると共に細部を省略して図示している。
先ず、本発明の第１工程について説明する。
図７の（ａ）に図示されるように、第１の外輪４２として炭素鋼（例えば、ＳＣＭ４１５、４２０、ＳＣＲ４１５、４２０、ＳＡＥ５１２０等）による真円の無端環状部材１４２を用意する。この無端環状部材１４２を所定長さに切削加工して円筒状に素材形成し、研磨加工により所要形状に加工したのち、浸炭焼入れ、高周波焼入れ等の熱処理によって内周面がころ４５の外側軌道面４２ａとして硬化する。
次に、図７の（ｂ）に図示されるように、真円の無端環状部材１４２を内周面側から径方向外方側に向かって押圧する押圧治具８０を用いて押圧加工を施して、図７の（ｃ）に図示されるように、無端環状部材１４２の周方向一部の当該押圧箇所を周方向に伸長させて薄肉部位４２ｇに形成し、半円の環状部材の周方向の両端を直線部位４２ｉでつないだ長円環状部材１４３とする。
【００３８】
次に、本発明の第２工程について説明する。図７の（ｄ）に図示されるように、長円環状部材１４３の薄肉部位４２ｇを軸方向上に切断加工（ワイヤーカット）する。このとき、長円環状部材１４３の薄肉部位４２ｇを切断する切断面は長円環状部材１４３の径方向から見て軸中心と平行しない面を有して形成することが望ましく、本実施例１においては、山形傾斜面４２ｂ、谷形傾斜面４２ｃとして形成されている。
【００３９】
次に、本発明の第３工程について説明する。図７の（ｅ）に図示されるように、長円環状部材１４３を二分割にした半円の環状部材を組合わせて真円の環状部材とする。この半円の環状部材が第１の外輪４２となる。また、第１の外輪４２の組み合わせ部分は薄肉部位４２ｇによって内周面が凹形状４２ｈを形成している。
【００４０】
この実施例１に係る転がり軸受装置の外輪の製造法及びその外輪を備えてなる転がり軸受装置は上述した製造法によって構成される。
このように、本実施例１の転がり軸受装置４１の外輪の製造法及びその外輪を備えてなる転がり軸受装置４１によれば、外輪の素材となる部材は、切断に必要とされる周方向長さ（直線部位４２ｉ）を余分に有する長円環状部材１４３として形成される。この長円環状部材１４３の直線部位４２ｉを二つに切断するため半円の環状部材の形状を確保したまま切断することができ二分割の半円の環状部材を組合わせると真円の環状部材とすることができる。これにより、一つの円環状の部材から一組の外輪を製造することができ材料コストの増加を抑制することができる。
【００４１】
また、長円環状部材１４３を形成するに際し、外輪の素材となる真円の無端環状部材１４２を内周面から径方向外方に向かって押圧して、無端環状部材１４２の周方向一部を薄肉部位４２ｇとして加工することによって長円環状部材１４３を形成する。すなわち、長円環状部材１４３の切断部位は薄肉部位４２ｇとして形成された直線部位４２ｉである。換言すれば外輪の分割部分が薄肉部位４２ｇとなる。そのため、転がり軸受装置４１として組み付けられた際には、薄肉部位４２ｇの外輪の分割部分がころ４５の逃げ溝として凹形状４２ｈの構成となってころ４５がこの分割部位を通過するときの振動や通過音を低減できる。
【００４２】
また、長円環状部材１４３の直線部位４２ｉを切断する切断面は、長円環状部材１４３の軸中心と平行しない面として山形傾斜面４２ｂ、谷形傾斜面４２ｃを有して形成される。これにより、切断後の外輪を組み合わせた状態において、双方の軸方向移動の抑制をすることができる。
【００４３】
また、第１の外輪４２及び第２の外輪４８は、ハウジング（シリンダヘッド７２とカムシャフトメタルキャップ７０）に転がり軸受装置４１が介装された状態において、このハウジングから延出した延出部位４２ｆ、４８ｆが形成されている。そして、この延出部位４２ｆ、４８ｆに溝部４２ｄ、４８ｄが形成されている。そのため、この延出部位４２ｆの溝部４２ｄ、延出部位４８ｆの溝部４８ｄに環状保持部材５０が装着されることによって、分割構成の転がり軸受装置４１をカムシャフト１０に装着した状態が保持されて装着の煩わしさを軽減することができる。また、環状保持部材５０が装着される延出部位４２ｆの溝部４２ｄと延出部位４８ｆの溝部４８ｄは、ハウジングからの荷重を受けない位置に形成されている。そのため、薄型の外輪に環状保持部材５０を構成した場合でも、溝部４２ｄと溝部４８ｄはハウジングからの荷重に伴う割れを防止することができる。
【００４４】
また、ハウジング内周面とカムシャフト１０の外周面との間に径方向に対して特定の一方向に及ぶ荷重に対応した硬度の第１の外輪４２を配設することによって、効率よくカムシャフト１０の支持ができると共に、材料コスト、製造コストを抑制することができる。
また、第２の外輪４８は、相対的に低硬度の材質で構成されており加工性がよいため容易にころ４５又はころ４５を保持する保持器の軸方向移動を規制する鍔部４８ｇを形成することができる。
【００４５】
以上、本発明の実施形態を実施例１において説明したが、本発明の転がり軸受装置の外輪の製造法及びその外輪を備えてなる転がり軸受装置は、本実施の形態に限定されず、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。
例えば、本実施例１においては、カムシャフト１０に装着される転がり軸受装置４１の構成について示した。しかしながらこれに限定されるものではなく、本発明における転がり軸受装置の外輪の製造法及びその外輪を備えてなる転がり軸受装置は、バランサシャフト、クランク軸等を支承する転がり軸受装置についても適用できるものである。
【００４６】
また、本実施例１において、半分に分割された半割状の二分割の分割保持器４６の構成のものについて示した。しかしながら、これに限定されるものではなく、本発明における転がり軸受装置の外輪の製造法及びその外輪を備えてなる転がり軸受装置は、分割保持器の分割は少なくとも一部が分割されている構成であればよいため、例えば、分割保持器の分割数は一つの構成のものであっても良い。
また、本実施例１において、この分割保持器４６は、金属製のものについて示した。しかしながら、これに限定されるものではなく、これに限定されるものではなく、本発明における転がり軸受装置の外輪の製造法及びその外輪を備えてなる転がり軸受装置における分割保持器は合成樹脂性のものであっても良い。
【００４７】
また、本実施例１においては、鋳鉄鋳造製のカムシャフト１０の構成について示した。しかしながら本発明の転がり軸受装置の外輪の製造法及びその外輪を備えてなる転がり軸受装置において適用されるカムシャフトは、シャフト部材とカムロブが別体として形成された後に組付けられる構成のものであってもよい。
すなわち、シャフト部材は、炭素鋼（好ましくは軸受鋼、例えば、ＳＵＪ２）よりなる中空の丸パイプ材によって形成されている。シャフト部材の外周面には転がり軸受装置４１が配置される各部分に内輪軌道面を構成するために、高周波焼入れ等によって熱処理された複数の熱処理部が軸方向に所定間隔を隔てて形成されている。カムロブは、炭素鋼（例えば、ＳＣＭ４１５、４２０、ＳＣＲ４１５、４２０、ＳＡＥ５１２０等）により素材形成され、研磨加工により所要形状に加工され、浸炭焼入れ、高周波焼入れ等の熱処理によってカム面が硬化されるものである。この各カムロブのシャフト部材への組付けは、焼嵌めによって嵌合固定されている。すなわち、高温に加熱されたカムロブは加熱膨張によって中心孔が拡径した状態でシャフト部材を挿通し所望の軸方向位置に配置される。そして、その後カムロブが冷却されると中心孔は縮径してシャフト部材の外周面に嵌合固定される。ここで、上記したカムロブは、シャフト部材の軸上に組み付けられた後の状態において外周面のカム面が所望のカム形状（カムプロフィール）に研磨加工及び洗浄が施される。以上のような構成のものであってもよい。
【００４８】
また、本実施例１においては、長円環状部材１４３は真円の無端環状部材１４２を内周面側から径方向外方側に向かって押圧する押圧治具８０を用いて押圧加工を施す構成のものについて示した。しかしながら、これに限定されるものではなく、本発明における転がり軸受装置の外輪の製造法及びその外輪を備えてなる転がり軸受装置は、予め長円環状部材として成形されたものを用いてもよい。
【００４９】
また、本実施例１においては、カムシャフト１０の２番ジャーナル部以降のジャーナル部４０に配設される外輪は相対的に高硬度の材質として炭素鋼で形成される第１の外輪４２が上方側に配設され、相対的に低硬度の材質として合成樹脂で形成される第２の外輪４８が下方側に配設される構成のものについて示した。しかしながら、これに限定されるものではなく、本発明における転がり軸受装置の外輪の製造法及びその外輪を備えてなる転がり軸受装置は、カムシャフト１０の全周を炭素鋼で形成される第１の外輪４２で構成する構成であってもよい。
【００５０】
また、本実施例１において第２の外輪４８は合成樹脂による射出成形品として示した。しかしながら、これに限定されるものではなく、本発明における転がり軸受装置の外輪の製造法及びその外輪を備えてなる転がり軸受装置は、外輪として相対的に低硬度の材質で構成される第２の外輪として構成されるものであればよく、金属製のプレス成形品も適用することができる。このときは、第１の外輪４２と同様の製造方法を適用できる。また、第２の外輪４８を合成樹脂による射出成形品とする場合は、第１の外輪４２の内周面に形成される凹形状４２ｈに対応する凹形状を形成することが好ましい。
【００５１】
また、本実施例１においては、第１の外輪４２の切断面は山形傾斜面４２ｂ及び谷形傾斜面４２ｃが形成されており、第２の外輪４８は山形傾斜面４８ｂ及び谷形傾斜面４８ｃが形成されている構成のものについて示した。しかしながら、これに限定されるものではなく、本発明における転がり軸受装置の外輪の製造法及びその外輪を備えてなる転がり軸受装置は、長円の環状部材の軸中心と平行しない面を有して形成されていればよく、山形傾斜面、谷方傾斜面以外に種々の面を適用できるものである。また、長円の環状部材の軸中心と平行する面として形成されるものであってもよい。
【００５２】
また、本実施例１においては、環状保持部材５０は分割構成の転がり軸受装置４１をカムシャフト１０に装着した状態を保持するために構成されたものであればよく、合成樹脂製の結束バンド等の構成であってもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１０   カムシャフト
２０   アダプター部材
２１   軸受組付部
２２   フランジ
２３   環状溝
２４   止め輪
２５   ノックピン
２７   駆動部材
３０   １番ジャーナル部
３１   転がり軸受装置
３２   内輪
３３   外輪
３５   転動体
３６   保持器
４０   ２番ジャーナル部以降のジャーナル部
４１   転がり軸受装置
４２   第１の外輪
４２ａ 外側軌道面
４２ｂ 山形傾斜面
４２ｃ 谷形傾斜面
４２ｄ 溝部
４２ｅ 第１の外輪４２の幅長
４２ｆ 延出部位
４２ｇ 薄肉部位
４２ｈ 凹形状
４２ｉ 直線部位
４５   ころ
４６   分割保持器
４８   第２の外輪
４８ａ 外側軌道面
４８ｂ 山形傾斜面
４８ｃ 谷形傾斜面
４８ｄ 溝部
４８ｅ 第２の外輪４８の幅長
４８ｆ 延出部位
４８ｇ 鍔部
６０   カム
６０ａ ノーズ部位
６０ｂ ベース円部位
６５   カム面
７０   カムシャフトメタルキャップ
７０ａ カムシャフトメタルキャップ幅長
７２   シリンダヘッド
７２ａ シリンダヘッド幅長
８０   押圧治具
１４２ 無端環状部材
１４３ 長円環状部材
【図１】
2011149450.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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