(57)【要約】【課題】転がり軸受けを構成する部品の熱膨張率の違いにかかわらず、構成部品間に隙間が生じるのを低減する回転軸の転がり軸受け装置を提供する。【解決手段】軸受ハウジング１０に収容され、回転軸３０を回転自在に支持する転がり軸受け装置であって、内輪２２及び外輪２４と、内輪及び外輪の両者間に配置されて保持器２６に保持された転動体２８とを備え、内輪２２及び外輪２４は、少なくとも周方向の一箇所において分離された分離部２３、２５をそれぞれ有し、回転軸３０の周面に周方向に複数形成された凹所３２に、内輪２２にそれぞれ当接して収容された複数の錘３４を備える。【選択図】図１
2011196516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受ハウジングに収容され、カムシャフトを回転自在に支持するカムシャフトの転がり軸受け装置であって、
内輪及び外輪と、該内輪及び外輪の両者間に配置されて保持器に保持された転動体とを備え、
前記内輪及び外輪は、少なくとも周方向の一箇所において分離された分離部をそれぞれ有し、
前記カムシャフトの周面に周方向に複数形成された凹所に、前記内輪にそれぞれ当接して収容された複数の錘を備えることを特徴とするカムシャフトの転がり軸受け装置。
【請求項２】
前記内輪及び外輪の前記分離部は、それぞれ、一方の分離端面に形成された突出部と、他方の分離端面に形成され該突出部が嵌合する凹部とを有することを特徴とする請求項１に記載のカムシャフトの転がり軸受け装置。
【請求項３】
前記内輪の前記分離部は、一方の分離端部に径方向に形成された係止爪を備え、該係止爪が前記カムシャフトの周面に形成された係止溝に係合されていることを特徴とする請求項１または２に記載のカムシャフトの転がり軸受け装置。
【請求項４】
前記外輪の前記分離部は、一方の分離端部に径方向に形成された係止爪を備え、該係止爪が前記軸受ハウジングの収容部における最下部近傍に形成された係止溝に係合されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のカムシャフトの転がり軸受け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸の転がり軸受け装置、特に、回転軸としてエンジンのカムシャフト等を支持する転がり軸受け装置のように、温度変化幅の大きい部位に用いられるのに好適な回転軸の転がり軸受け装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジンのカムシャフト等の回転軸の転がり軸受け装置では、エンジンの冷間時から温間時に亘って温度変化が生じたとき、その転がり軸受け装置を構成する部品の熱膨張率の違いに起因してその構成部品間に隙間が生じることが知られている。特に、近年においては、軽量化のために、エンジンのシリンダーブロックやシリンダーヘッドはアルミ合金製がほとんどであり、転がり軸受けの内外輪は鋼板製であることから、上述の熱膨張率の違いに起因する隙間の問題が顕著になっている。この隙間の結果、転動体が転動する際に外輪等に衝突的に当たることによって、振動や異音（騒音）が発生するおそれがあるからである。
【０００３】
そこで、かかる問題を解決するとして、特許文献１には、複数の転動体と、転動体を円周方向に等間隔で回転自在に保持する保持器と、転動体と保持器とを収納できる構成で内側に転動体の軌道面が形成されたシェル形外輪と、シェル形外輪とほぼ等しい熱膨張率を有する材料で形成され、そのシェル形外輪が圧入される被圧入部を備える外輪締付部材とを有する転がり軸受け装置が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２１５１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１に記載の転がり軸受け装置にあっては、シェル形外輪を外輪締付部材の被圧入部に圧入することにより、シェル形外輪を外輪締付部材によって半径方向外側から円周方向において均等に締付け、シェル形外輪の真円度を確保するようにしている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、シェル形外輪とほぼ等しい熱膨張率を有する材料で形成された外輪締付部材で、シェル形外輪を均等に締付けるようにしているので、エンジンの温度が変化しても外輪締付部材とシェル形外輪との間に隙間が生ずることがなく、シェル形外輪の真円度を確保することは可能であるが、熱膨張率の差により軸受ハウジングと外輪締付部材との間に生ずる隙間を回避することはできない。さらに、内輪と転動体との間に生ずる隙間については言及されておらず、なお、改善の余地があるものであった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、転がり軸受け装置を構成する部品の熱膨張率の違いにかかわらず、構成部品間に隙間が生じるのを低減することが可能な回転軸の転がり軸受け装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明の一形態の回転軸の転がり軸受け装置は、軸受ハウジングに収容され、回転軸を回転自在に支持する回転軸の転がり軸受け装置であって、内輪及び外輪と、該内輪及び外輪の両者間に配置されて保持器に保持された転動体とを備え、前記内輪及び外輪は、少なくとも周方向の一箇所において分離された分離部をそれぞれ有し、前記回転軸の周面に周方向に複数形成された凹所に、前記内輪にそれぞれ当接して収容された複数の錘を備えることを特徴とする。
【０００９】
ここで、前記内輪及び外輪の前記分離部は、それぞれ、一方の分離端面に形成された突出部と、他方の分離端面に形成され該突出部が嵌合する凹部とを有することが好ましい。
【００１０】
また、前記内輪の前記分離部は、一方の分離端部に径方向に形成された係止爪を備え、該係止爪が前記回転軸の周面に形成された係止溝に係合されていることが好ましい。
【００１１】
さらに、前記外輪の前記分離部は、一方の分離端部に径方向に形成された係止爪を備え、該係止爪が前記軸受ハウジングの収容部における最下部近傍に形成された係止溝に係合されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
上記目的を達成する本発明の一形態によれば、回転軸が回転すると、回転軸の周面に周方向に複数形成された凹所にそれぞれ収容された複数の錘が遠心力によって半径方向外方に移動し、当接している内輪を外方に押し広げる。このとき、内輪は少なくとも周方向の一箇所において分離された分離部を有しているので、容易に拡径され、転動体と確実に接触する。そして、内輪に押された転動体は同時に外輪を外方に押し広げる。したがって、内輪と転動体、及び転動体と外輪との隙間はゼロとなる。また、このとき、外輪は内輪と同様に少なくとも周方向の一箇所において分離された分離部を有しているので、転動体によって外方に押し広げられると容易に拡径され、外輪と軸受ハウジングとの間の隙間もゼロとなる。このように、内輪、転動体、外輪及び軸受ハウジングという転がり軸受け装置の構成部品間に隙間が生じるのを低減することが可能な回転軸の転がり軸受け装置を得ることができるという効果を奏する。
【００１３】
ここで、上記本発明の一形態において、前記内輪及び外輪の前記分離部が、それぞれ、一方の分離端面に形成された突出部と、他方の分離端面に形成され該突出部が嵌合する凹部とを有する形態によれば、転動体が分離端面間の間隙に落ち込むことが防止され、内輪及び外輪の軌道面での滑らかな転動が阻害されない。
【００１４】
また、上記本発明の一形態において、前記内輪の前記分離部が、一方の分離端部に径方向に形成された係止爪を備え、該係止爪が前記回転軸の周面に形成された係止溝に係合されている形態によれば、回転軸と内輪とが共に回転するので、錘が回転軸に形成された凹所から脱落することが防止される。
【００１５】
さらに、上記本発明の一形態において、前記外輪の前記分離部が、一方の分離端部に径方向に形成された係止爪を備え、該係止爪が前記軸受ハウジングの収容部における最下部近傍に形成された係止溝に係合されている形態によれば、外輪の分離端面間に形成される間隙が潤滑オイル溜まりとして機能するので、エンジンの再始動の際にも転動体のオイル切れが生じないという効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る回転軸の転がり軸受け装置の一実施形態を示す正断面図である。
【図２】本発明に係る回転軸の転がり軸受け装置の一実施形態を示す側断面図である。
【図３】図１及び図２の実施形態で、エンジンの冷間時における内輪及び外輪の分離部を拡大して示す（Ａ）平面図、及び（Ｂ）側面図である。
【図４】図１及び図２の実施形態で、エンジンの温間時における内輪及び外輪の分離部を拡大して示す（Ａ）平面図、及び（Ｂ）側面図である。
【図５】図１及び図２の実施形態で、外輪の分離部おけるオイルレベルをエンジンの温間時及び冷間時でそれぞれ示す平面図（Ａ１）及び（Ｂ１）、及び側面図（Ａ２）及び（Ｂ２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１８】
まず、図１及び図２を参照して、本発明に係る回転軸の転がり軸受け装置をエンジンのカムシャフトに適用した実施形態において、その各構成部品を説明する。
【００１９】
１０は軸受ハウジングであり、本実施形態では、不図示のシリンダーヘッドに一体に形成されるか、又は別体に形成されてシリンダーヘッドに組み付けられるカムハウジング１０Ａと、該カムハウジング１０Ａに固定されるキャップ１０Ｂとから構成されている。カムハウジング１０Ａ及びキャップ１０Ｂは、それぞれ、半円柱状の凹部を備えて形成され、両者が合体されたとき、円柱状の軸受ハウジング収容部１０Ｃが形成される。２０は、軸受ハウジング収容部１０Ｃに収容される転がり軸受けであり、内輪２２及び外輪２４と、該内輪２２及び外輪２４の両者間に配置されて保持器２６に保持された複数個の転動体２８とを備えている。そして、本実施形態では、転がり軸受け２０は、回転軸としてのカムシャフト３０を回転自在に支持する。
【００２０】
内輪２２及び外輪２４は、本実施形態では、図３及び図４にも拡大して示すように、周方向の一箇所において分離された分離部２３及び２５をそれぞれ有している。さらに、カムシャフト３０の周面には、周方向にほぼ等間隔に複数（図示の例では５つ）の凹所３２が形成され、該凹所３２に複数の錘３４が内輪２２にそれぞれ当接して収容されている。なお、錘３４は、球形又は円柱形である。
【００２１】
そして、内輪２２の分離部２３は、図３及び図４に示すように、内輪２２の一方の分離端面２３Ａから突出して形成された突出部２３Ｂと、他方の分離端面２３Ｃに形成され該突出部２３Ｂが嵌合する凹部２３Ｄとを有している。また、外輪２４の分離部２５も、図３及び図４に示すように、外輪２２の一方の分離端面２５Ａから突出して形成された突出部２５Ｂと、他方の分離端面２５Ｃに形成され該突出部２５Ｂが嵌合する凹部２５Ｄとを有している。さらに、内輪２２の分離部２３は、一方の分離端部に径方向に形成された係止爪２３Ｅを備え、外輪２４の分離部２５は、同じく一方の分離端部に径方向に形成された係止爪２５Ｅを備えている。なお、上述した内輪２２の分離部２３、及び外輪２４の分離部２５の構成は同じであるから、図３及び図４において、外輪２４の分離部２５の同一の構成要素については内輪２２の分離部２３の構成要素の後の（  ）内に示し、図面の重複を避けている。
【００２２】
そして、上記内輪２２の係止爪２３Ｅは、図１に示すように、カムシャフト３０の周面に形成された係止溝３０Ａに係合されている。一方、上記外輪２４の係止爪２５Ｅは、同じく図１に示すように、軸受ハウジング１０のカムハウジング１０Ａに形成された係止溝１０Ｄに係合されている。なお、この係止溝１０Ｄは、後述するように、外輪２４の分離端面２５Ａ及び２５Ｃの間に形成される間隙２５Ｆが潤滑オイル溜まりを構成すべく、軸受ハウジング１０の収容部１０Ｃにおける最下部近傍に形成されている。
【００２３】
かくて、上記の構成になる実施形態によれば、カムシャフト３０が回転すると、カムシャフト３０の周面に周方向に複数形成された凹所３２にそれぞれ収容された複数の錘３４が遠心力によって半径方向外方に移動して、当接している内輪２２を外方に押し広げる。このとき、内輪２２は周方向の少なくとも一箇所において分離された分離部２３を有しているので、容易に拡径され、転動体２８と確実に接触することになる。そして、内輪２２に押された転動体２８は同時に外輪２４を外方に押し広げる。したがって、内輪２２と転動体２８、及び転動体２８と外輪２４との隙間はゼロとなる。また、このとき、外輪２４は内輪２２と同様に周方向の少なくとも一箇所において分離された分離部２５を有しているので、転動体２８によって外方に押し広げられると容易に拡径され、外輪２４と軸受ハウジング１０との間の隙間もゼロとなる。このように、内輪２２、転動体２８、外輪２４及び軸受ハウジング１０という転がり軸受け装置の構成部品間に隙間が生じるのが抑制ないしは低減される。
【００２４】
そして、内輪２２及び外輪２４の分離部２３及び２５は、それぞれ、一方の分離端面２３Ａ（２５Ａ）に形成された突出部２３Ｂ（２５Ｂ）と、他方の分離端面２３Ｃ（２５Ｃ）に形成され、当該突出部２３Ｂ（２５Ｂ）が嵌合する凹部２３Ｄ（２５Ｄ）とを有していることから、エンジンの温度変化に伴って内輪２２及び外輪２４が熱膨張し、分離部２３（２５）の間隙２３Ｆ（２５Ｆ）が大きくなったとしても、転動体２８が分離端面２３Ａ（２５Ａ）の間の間隙２３Ｆ（２５Ｆ）に落ち込むことが防止される。すなわち、図３に示されるエンジンの冷間時における分離部２３（２５）の間隙２３Ｆ（２５Ｆ）に対し、図４に示されるエンジンの温間時における分離部２３（２５）の間隙２３Ｆ（２５Ｆ）のように、間隙２３Ｆ（２５Ｆ）が拡大されたとしても、突出部２３Ｂ（２５Ｂ）の長さと凹部２３Ｄ（２５Ｄ）の深さとを適切に選定することにより、突出部２３Ｂ（２５Ｂ）の凹部２３Ｄ（２５Ｄ）への嵌合状態は維持されるので、転動体２８の分離端面２３Ａ（２５Ａ）の間の間隙２３Ｆ（２５Ｆ）への落ち込みが防止されるのである。このように、本実施形態によれば、内輪２２及び外輪２４の軌道面での滑らかな転動が阻害されない。
【００２５】
また、上記実施形態では、内輪２２の分離部２３が、一方の分離端部に径方向に形成された係止爪２３Ｅを備え、当該係止爪２３Ｅがカムシャフト３０の周面に形成された係止溝３０Ａに係合されており、カムシャフト３０と内輪２２とが共に回転するので、錘３４がカムシャフト３０に形成された凹所３２から脱落することが防止される。
【００２６】
さらに、上記実施形態では、外輪２４の分離部２３が、一方の分離端部に径方向に形成された係止爪２５Ｅを備え、当該係止爪２５Ｅが軸受ハウジング１０の収容部１０Ｃにおける最下部近傍でカムハウジング１０Ａに形成された係止溝１０Ｄに係合されている。したがって、エンジンの停止時においては、軸受装置に供給された潤滑オイルが重力により流下し、外輪２４の分離端面２５Ａ及び２５Ｃの間に形成される間隙２５Ｆに溜まることになる。この潤滑オイル溜まりを構成する間隙２５Ｆの容積は、図５（Ａ１）、（Ａ２）に示す、エンジンの温間時における分離部２５の間隙２５Ｆに対し、図５（Ｂ１）、（Ｂ２）に示す、エンジンの冷間時における間隙２５Ｆが小さくなる。その結果、この潤滑オイル溜まりに溜まっているオイルの油面は上昇し、外輪２４の内周面を超えるようになる。したがって、エンジンの停止後の時間経過に伴い、エンジンが冷間状態になったとしても、このオイル油面の上昇によって転動体２８への潤滑オイルの接触が促進されるので、エンジンの冷間時の再始動の際にも転動体２８のオイル切れが生じないという作用効果が奏されるのである。
【００２７】
なお、本発明は上に説明した図示の実施形態に限定されずに、適宜に変形されてもよい。例えば、錘３４は球形又は円柱形であるとしたが、厳格な意味でこの形状である必要はなく、錘３４が内輪２２に当接する面はカムシャフト３０の外周面と面一になるような湾曲面とされてもよい。このようにすると、内輪２２を押圧する面圧が低下し、より好ましい。また、錘３４の個数延いてはカムシャフト３０の凹所３２の個数も、図示の例に限定されない。但し、カムシャフト３０の回転アンバランスを避けるために、周方向に等間隔であることが好ましい。さらに、内輪２２及び外輪２４の分離部２３及び２５がそれぞれ一箇所の例を示したが、これも２箇所以上であってもよい。
【００２８】
さらに、上述した実施形態は、本発明をエンジンのカムシャフトの軸受装置に適用した例であるが、本発明はこれに限定されずに、他の回転軸、例えば、ロッカーシャフト、バランスシャフト及びクランクシャフト等の軸受装置であってもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１０      軸受ハウジング
１０Ａ    カムハウジング
１０Ｂ    キャップ
１０Ｃ    軸受ハウジング収容部
１０Ｄ    係止溝
２０      転がり軸受け
２２    内輪
２３    内輪の分離部
２３Ａ    内輪の一方の分離端面
２３Ｂ    内輪の突出部
２３Ｃ    内輪の他方の分離端面
２３Ｄ    内輪の凹部
２３Ｅ    内輪の係止爪
２３Ｆ    内輪の間隙
２４    外輪
２５    外輪の分離部
２５Ａ    外輪の一方の分離端面
２５Ｂ    外輪の突出部
２５Ｃ    外輪の他方の分離端面
２５Ｄ    外輪の凹部
２５Ｅ    外輪の係止爪
２５Ｆ    外輪の間隙
２６    保持器
２８    転動体
３０    カムシャフト
３０Ａ    係止溝
３２    凹所
３４    錘
【図１】
2011196516.tif 000003
【図２】
2011196516.tif 000004
【図３】
2011196516.tif 000005
【図４】
2011196516.tif 000006
【図５】
2011196516.tif 000007