(57)【要約】【課題】軸受回転時の外輪がハウジング内で回転するのを防止可能なころ軸受を提供する。【解決手段】ころ軸受としての針状ころ軸受２１は、軸受の軸線方向に延びる分割線によって分割された複数の外輪部材２２ａ，２２ｂを有する外輪２２と、外輪２２の軌道面に沿って配置される複数のころとしての針状ころ２３とを備える。そして、外輪部材２２ａは、中心角１８０°の半円形状であって、円周方向の一方側端部に径方向外側に折り曲げられた係合爪２２ｃを有する。そして、この２つの外輪部材２２ａ，２２ｂを円周方向に連ねて円環形状の外輪２２を形成する。【選択図】図１
2008057736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円弧形状の外輪部材を円周方向に複数連ねて形成される外輪と、
前記外輪の内径面に沿って配置される複数のころとを備え、
前記外輪部材は、その円周方向端部にハウジングと係合するように径方向外側に折り曲げられた係合爪を有する、ころ軸受。
【請求項２】
前記外輪部材は、複数の前記係合爪を有し、
前記複数の係合爪は、軸受の回転軸線と平行な直線上に配置される、請求項１に記載のころ軸受。
【請求項３】
前記外輪部材は、
円周方向一方側端部に円周方向に突出する凸部と、
前記凸部の軸方向の両側に軸受の軸線方向と平行な平坦部と、
円周方向他方側端部に円周方向に凹んで隣接する前記外輪部材の前記凸部を受け入れる凹部と、
前記凹部の軸方向の両側に前記係合爪とを有する、請求項１または２に記載のころ軸受。
【請求項４】
前記係合爪は、前記外輪部材の他の部分と比較して硬度が低い、請求項１〜３のいずれかに記載のころ軸受。
【請求項５】
前記外輪部材は、外輪部材全体を焼入れする第１の工程と、
前記第１の工程の後に、前記係合爪のみを焼鈍しする第２の工程とを経て製造される、請求項１〜４のいずれかに記載のころ軸受。
【請求項６】
前記係合爪の前記外輪部材の外径面と連続する壁面、および／または前記係合爪の前記外輪部材の内径面と連続する壁面は、相対的に高さの異なる複数の部分で構成される、請求項１〜５のいずれかに記載のころ軸受。
【請求項７】
前記係合爪の前記外輪部材の外径面と連続する壁面、および／または前記係合爪の前記外輪部材の内径面と連続する壁面は、前記壁面から突出する突出部を有する、請求項６に記載のころ軸受。
【請求項８】
前記係合爪の前記外輪部材の外径面と連続する壁面、および／または前記係合爪の前記外輪部材の内径面と連続する壁面は、ローレット溝を有する、請求項６に記載のころ軸受。
【請求項９】
前記係合爪は、その先端を前記壁面と交差する方向に曲げた屈曲部をさらに有する、請求項６に記載のころ軸受。
【請求項１０】
前記係合爪は、前記外輪部材の円周方向端部の複数個所から突出し、前記円周方向端部から離れた位置で相互に連結されている、請求項１〜９のいずれかに記載のころ軸受。
【請求項１１】
前記外輪部材の円周方向端部と、前記係合爪とで囲まれた領域は、ハウジングを固定するボルトを挿通するボルト穴として機能する、請求項１０に記載のころ軸受。
【請求項１２】
前記外輪部材は、その外径面および内径面に開口を有する油穴をさらに有し、
前記ころの有効長さをｌ、前記油穴の内径面側の直径をｄ１とすると、
ｄ１／ｌ＜０．５
を満たす、請求項１〜１１のいずれかに記載のころ軸受。
【請求項１３】
前記ころは、軸方向中央部に前記外輪部材の内径面と当接する転動面と、前記転動面の両端に面取り部とを有し、
前記油穴は、前記ころの前記軌道面に対面する位置に設けられる、請求項１２に記載のころ軸受。
【請求項１４】
前記ころ軸受は、前記複数のころの間隔を保持する保持器をさらに備え、
前記保持器は、円周上の一箇所に軸受の軸線方向に延びる分割線を有する、請求項１〜１３のいずれかに記載のころ軸受。
【請求項１５】
前記外輪部材は、その軸方向端部に径方向内側に突出して前記保持器の軸方向への移動を規制する鍔部を有する、請求項１４に記載のころ軸受。
【請求項１６】
前記保持器は、前記鍔部の軸方向内側の壁面に対面する軸方向端面と、前記軸方向端面から前記外輪部材の鍔部の最内径部と対面する位置まで延びる張出部とを有する、請求項１５に記載のころ軸受。
【請求項１７】
前記張出部は、前記外輪部材の鍔部の軸方向外側の壁面に対面するように、径方向外側に突出する突出部を有する、請求項１６に記載のころ軸受。
【請求項１８】
前記外輪部材は、前記鍔部の最内径部から軸方向内側に屈曲する屈曲部をさらに有し、  前記保持器は、軸方向端面に前記屈曲部を受け入れる凹部をさらに有する、請求項１６または１７に記載のころ軸受。
【請求項１９】
カムシャフトと、
前記カムシャフトを収容するハウジングと、
前記カムシャフトを前記ハウジングに対して回転自在に支持するころ軸受を備えるカムシャフト支持構造であって、
前記ころ軸受は、円弧形状の外輪部材を円周方向に複数連ねて形成される外輪と、前記外輪の内径面に沿って配置される複数のころとを備え、前記外輪部材は、その円周方向端部に前記ハウジングと係合するように径方向外側に折り曲げられた係合爪を有する、カムシャフト支持構造。
【請求項２０】
前記カムシャフトは、その円周方向において、回転時に相対的に大きな荷重が負荷される負荷領域と、相対的に小さな荷重しか負荷されない非負荷領域とに区分され、
前記係合爪は、前記非負荷領域に対応する位置に配置される、請求項１９に記載のカムシャフト支持構造。
【請求項２１】
前記外輪部材は、円周方向の一方側端部に円周方向に突出する凸部と、他方側端部に円周方向に凹んで隣接する前記外輪部材の前記凸部を受け入れる凹部と、他方側端部に前記係合爪とを有し、
前記ころ軸受は、前記カムシャフトの回転方向と前記外輪部材に形成された凸部の突出方向とが一致するように配置される、請求項１９または２０に記載のカムシャフト支持構造。
【請求項２２】
ハウジングと、
前記ハウジング内に設けられたシリンダと、
前記シリンダに連通する吸気路および排気路を開閉する弁と、
前記弁の開閉のタイミングを制御するカムシャフトと、
前記カムシャフトを回転自在に支持するころ軸受とを備える内燃機関であって、
前記ころ軸受は、円弧形状の外輪部材を円周方向に複数連ねて形成される外輪と、前記外輪の内径面に沿って配置される複数のころとを備え、前記外輪部材は、その円周方向端部に前記ハウジングと係合するように径方向外側に折り曲げられた係合爪を有する、内燃機関。
【請求項２３】
前記外輪部材は、円周方向の一方側端部に円周方向に突出する凸部と、他方側端部に円周方向に凹んで隣接する前記外輪部材の前記凸部を受け入れる凹部と、他方側端部に前記係合爪とを有し、
前記ころ軸受は、前記カムシャフトの回転方向と、前記外輪部材に形成された凸部の突出方向とが一致するように配置される、請求項２２に記載の内燃機関。
【請求項２４】
円弧形状の外輪部材を円周方向に複数連ねて形成される外輪と、前記外輪の内径面に沿って配置される複数のころとを備え、
前記外輪部材は、円周方向の一方側端部に円周方向に突出する凸部と、他方側端部に円周方向に凹んで隣接する前記外輪部材の前記凸部を受け入れる凹部と、他方側端部にハウジングと係合するように径方向外側に折り曲げられた係合爪とを有する、ころ軸受の組み込み方法であって、
前記ころ軸受を前記カムシャフトの回転方向と前記外輪部材に形成された凸部の突出方向とが一致するように配置する工程を含む、ころ軸受の組み込み方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車エンジン用のカムシャフト、クランクシャフト、およびロッカーシャフト等を支持するころ軸受、ころ軸受を採用したカムシャフト支持構造および内燃機関、およびころ軸受のカムシャフト等への組み込み方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用エンジンのカムシャフトを支持する従来の軸受が、例えば、特開２００５−９０６９６号公報（特許文献１）に記載されている。図３１を参照して、同公報に記載されているカムシャフト１０１は、カムローブ１０１ａと、ころ軸受１０２により支持される円筒状のジャーナル部１０１ｂと、端部大径部１０１ｃとを有している。
【０００３】
ここで、ジャーナル部１０１ｂの外径寸法は、カムローブ１０１ａの外径の最大寸法および端部大径部１０１ｃの外径寸法より小さくなっている。そのため、ジャーナル部１０１ｂに配置されて、カムシャフト１０１を回転自在に支持するころ軸受１０２は、カムシャフト１０１の軸方向から挿入することができない。
【０００４】
そこで、ころ軸受１０２は、複数のころ１０３と、周方向に二分された略半円筒状の保持体１０４，１０５と、シリンダヘッド１０８およびキャップ１０９の間に配置される周方向に二分された略半円筒状のレース板１０６，１０７とを有している。また、図３２を参照して、レース板１０７は円周方向両端部それぞれに径方向外側に突出する２つの突起１０７ａを有し、キャップ１０９は突起１０７ａに対応するくぼみ１０９ａを有する。
【０００５】
そして、この突起１０７ａとくぼみ１０９ａとを係合させることによって、ころ軸受１０２の回転時に、レース板１０７とキャップ１０９との間での周方向および軸方向の相対移動を禁止することができると記載されている。なお、レース板１０６とシリンダヘッド１０８との間も同様の構成である。
【０００６】
上記構成のレース板１０６，１０７は、冷間圧延鋼板（ＳＰＣ）等の鋼板をプレス加工して製造されるのが一般的である。また、所定の形状に形成後、硬度等の所定の機械的性質を得るために、熱処理が施される。
【特許文献１】特開２００５−９０６９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記公報に記載されているころ軸受１０２において、突起１０７ａは、レース板１０７の内径面に径方向外側への力を加えて外径面を押し出すことによって形成される。その結果、ころ１０３の軌道面となるレース板１０７の内径面には、くぼみが形成されることとなる。これは、ころ１０３がくぼみ上を通過する際に振動が発生したり、ころ１０３の表面が早期に剥離する等、ころ１０３のスムーズな回転を阻害する原因となる。
【０００８】
さらに、ころ軸受１０２は、外部に設置されたオイルポンプ（図示せず）から潤滑油の供給を受けて回転するが、その多くがカムシャフト１０１とレース板１０６，１０７との間の隙間から外部に流出してしまう。一方、近年ではオイルポンプの小型化の要求が強く、ころ軸受１０２に十分な量の潤滑油を供給できなくなる恐れがある。
【０００９】
なお、この問題は、カムシャフトを支持するころ軸受のみならず、クランクシャフトやロッカーシャフトを支持する軸受にも同様に起こりうる。
【００１０】
そこで、この発明の目的は、自動車用エンジンのカムシャフト等を支持する軸受であって、軸受回転時に外輪がハウジング内で回転するのを防止し、かつ、ころがスムーズに回転可能なころ軸受を提供することである。
【００１１】
さらに、このようなころ軸受をカムシャフトを支持する軸受として採用することにより、耐久性に優れ、信頼性の高いカムシャフト支持構造および内燃機関を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係るころ軸受は、円弧形状の外輪部材を円周方向に複数連ねて形成される外輪と、外輪の内径面に沿って配置される複数のころとを備える。そして、外輪部材は、その円周方向端部にハウジングと係合するように径方向外側に折り曲げられた係合爪を有する。
【００１３】
上記構成のように、外輪を複数の外輪部材に分割することにより、カムシャフトのように、軸受を軸方向から挿入することのできない場所にも適用することが可能となる。また、ハウジングに係合する係合爪を設けることによって、軸受回転時に外輪がハウジング内で回転するのを防止することができる。
【００１４】
さらに、外輪部材の円周方向端部を径方向外側に折り曲げて係合爪を形成することにより、ころの軌道面となる外輪部材の内径面を平滑な状態に保つことができる。その結果、ころがスムーズに回転可能なころ軸受を得ることができる。
【００１５】
好ましくは、外輪部材は複数の係合爪を有し、複数の係合爪は、軸受の回転軸線と平行な直線上に配置される。例えば、カムシャフトを回転自在に支持する軸受として使用する場合、カムシャフトを収容するシリンダヘッドとベアリングキャップとの突合面は、通常、カムシャフトの軸線方向と平行な面となる。そこで、複数の係合爪を軸受回転軸線と平行な直線状に配置することにより、係合爪をシリンダヘッドとベアリングキャップとの突合面に係合させることが可能となる。
【００１６】
好ましくは、外輪部材は、円周方向一方側端部に円周方向に突出する凸部と、凸部の軸方向の両側に軸受の軸線方向と平行な平坦部と、円周方向他方側端部に円周方向に凹んで隣接する外輪部材の凸部を受け入れる凹部と、凹部の軸方向の両側に係合爪とを有する。
【００１７】
隣接する外輪部材の突合部分には、外輪部材の熱膨張等による寸法変化を考慮して円周方向および軸方向にある程度の隙間が形成される。そのため、互いに突合する外輪部材の円周方向端部を軸方向に平行に形成すると、突合部分に軸方向に延びる溝が形成されることとなる。この場合、軸受回転時にころが突合部分の溝に嵌まり込んで、ころの円滑な回転が阻害される。そこで、突合部分の形状を略Ｖ字型とすることにより、ころがスムーズに回転可能となる。
【００１８】
好ましくは、係合爪は、外輪部材の他の部分と比較して硬度が低い。ハウジングに係合する係合爪には、ころ軸受の回転方向に荷重が負荷される。この荷重によって係合爪が破損するのを防止するために、係合爪の硬度を他の部分より低くすることによって靭性を高めることが有効である。なお、自動車エンジン用のカムシャフトを支持する軸受に使用される外輪部材に必要な硬度Ｈｖは、６５３以上であるのに対し、係合爪の硬度Ｈｖは３００以上、６００以下の範囲に設定するのが望ましい。硬度Ｈｖが６００以上になると、突発的な負荷によって係合爪２２ｃが破損等する恐れがある。一方、硬度Ｈｖが３００未満になると、係合爪２２ｃが早期に磨耗する恐れがあるからである。
【００１９】
係合爪の靭性を向上させる具体的な方法としては、外輪部材全体を焼入れする第１の工程と、第１の工程の後に係合爪のみを焼鈍しする第２の工程とを経て製造する。
【００２０】
好ましくは、係合爪の外輪部材の外径面と連続する壁面、および／または係合爪の外輪部材の内径面と連続する壁面は、相対的に高さの異なる複数の部分で構成される。このように、係合爪の壁面を相対的に高さの異なる複数の部分、すなわち、壁面からの高さが相対的に高い部分と相対的に低い部分とで構成することにより、ハウジングと係合爪との密着力を強化することができる。これにより、大きな回転トルクが発生しても、外輪をハウジングに対して確実に位置決めすることが可能となる。
【００２１】
一実施形態として、係合爪の外輪部材の外径面と連続する壁面、および／または係合爪の外輪部材の内径面と連続する壁面は、壁面から突出する突出部を有する。
【００２２】
他の実施形態として、係合爪の外輪部材の外径面と連続する壁面、および／または係合爪の外輪部材の内径面と連続する壁面はローレット溝を有する。
【００２３】
さらに他の実施形態として、係合爪は、その先端を壁面と交差する方向に曲げた屈曲部をさらに有する。
【００２４】
好ましくは、係合爪は、外輪部材の円周方向端部の複数個所から突出し、円周方向端部から離れた位置で相互に連結されている。このように、外輪部材の円周方向端部の複数個所から突出する係合爪を相互に連結することによって、ハウジングから負荷される荷重を係合爪全体で均一に支持することができると共に、荷重によって係合爪が変形するのを防止することができる。
【００２５】
一実施形態として外輪部材の円周方向端部と係合爪とで囲まれた領域は、ハウジングを固定するボルトを挿通するボルト穴として機能する。
【００２６】
好ましくは、外輪部材は、その外径面および内径面に開口を有する油穴をさらに有し、ころの有効長さをｌ、油穴の内径面側の直径をｄ１とすると、ｄ１／ｌ＜０．５を満たす。
【００２７】
上記構成のように、外輪部材に軸受内部に潤滑油を供給する油穴を設けることによって、潤滑性に優れたころ軸受を得ることができる。ここで、油穴は、外輪部材の軌道面上に形成されるので、穴径が大きすぎるところのスムーズな回転を阻害するおそれがある。そこで、油穴の内径面側の直径を上記範囲内とすることにより、高い潤滑性能ところのスムーズな回転とを両立したころ軸受を得ることができる。
【００２８】
好ましくは、ころは、軸方向中央部に外輪部材の内径面と当接する転動面と、転動面の両端に面取り部とを有する。そして、油穴は、ころの軌道面に対面する位置に設けられる。
【００２９】
油穴をころの軸方向端部と対面する位置に設けた場合、油穴上を通過するころ軸受の軸方向端部が油穴の壁面に引っ掛かってスムーズに回転できないおそれがある。そこで、油穴をころの転動面に対面する位置に設けることにより、この問題を解消することができる。また、上記構成とすることにより、潤滑油を必要とするころの転動面に潤滑油を直接供給することができるので、さらに潤滑性に優れたころ軸受を得ることができる。
【００３０】
好ましくは、ころ軸受は、複数のころの間隔を保持する保持器をさらに備え、保持器は、円周上の一箇所に軸受の軸線方向に延びる分割線を有する。さらに、外輪部材は、その軸方向端部に径方向内側に突出して保持器の軸方向への移動を規制する鍔部を有することが好ましい。
【００３１】
上記構成の保持器を有するころ軸受も、カムシャフトのように軸受を軸方向から挿入することのできない場所にも適用することが可能となる。また、外輪部材の軸方向両端部に鍔部を設けることにより、保持器の軸方向への移動を規制することが可能となる。
【００３２】
好ましくは、保持器は、鍔部の軸方向内側の壁面に対面する軸方向端面と、軸方向端面から外輪部材の鍔部の最内径部と対面する位置まで延びる張出部とを有する。上記構成のころ軸受において、軸受の軸方向に流出潤滑油は、外輪部材の鍔部の軸方向内側の壁面と保持器の軸方向端面との間、および鍔部の最内径部と保持器の張出部との間を通過する必要がある。このように、保持器に張出部を設けたことにより軸受内部から軸方向外側に向かう油路を長くすることができるので、ころ軸受の潤滑油の保持性が向上する。
【００３３】
好ましくは、張出部は、外輪部材の鍔部の軸方向外側の壁面に対面するように、径方向外側に突出する突出部を有する。さらに好ましくは、外輪部材は、鍔部の最内径部から軸方向内側に屈曲する屈曲部をさらに有し、保持器は、軸方向端面に屈曲部を受け入れる凹部をさらに有する。これにより、軸受内部から軸方向外側へ向かう油路が鍔部の軸方向外側の壁面と突出部との間まで延長されるので、さらに潤滑油の保持性に優れたころ軸受を得ることができる。
【００３４】
この発明に係るカムシャフト支持構造は、カムシャフトと、カムシャフトを収容するハウジングと、カムシャフトをハウジングに対して回転自在に支持するころ軸受を備える。ころ軸受に注目すると、円弧形状の外輪部材を円周方向に複数連ねて形成される外輪と、外輪の内径面に沿って配置される複数のころとを備える。そして、外輪部材は、その円周方向端部にハウジングと係合するように径方向外側に折り曲げられた係合爪を有する。
【００３５】
好ましくは、カムシャフトは、その円周方向において、回転時に相対的に大きな荷重が負荷される負荷領域と、相対的に小さな荷重しか負荷されない非負荷領域とに区分される。そして、係合爪は、非負荷領域に対応する位置に配置される。
【００３６】
さらに好ましくは、外輪部材は、円周方向の一方側端部に円周方向に突出する凸部と、他方側端部に円周方向に凹んで隣接する外輪部材の凸部を受け入れる凹部と、他方側端部に係合爪とを有する。さらに、ころ軸受は、カムシャフトの回転方向と外輪部材に形成された凸部の突出方向とが一致するように配置される。
【００３７】
この発明に係る内燃機関は、ハウジングと、ハウジング内に設けられたシリンダと、シリンダに連通する吸気路および排気路を開閉する弁と、弁の開閉のタイミングを制御するカムシャフトと、カムシャフトを回転自在に支持するころ軸受とを備える。ころ軸受は、円弧形状の外輪部材を円周方向に複数連ねて形成される外輪と、外輪の内径面に沿って配置される複数のころとを備える。そして、外輪部材は、その円周方向端部にハウジングと係合するように径方向外側に折り曲げられた係合爪を有する。
【００３８】
好ましくは、外輪部材は、円周方向の一方側端部に円周方向に突出する凸部と、他方側端部に円周方向に凹んで隣接する外輪部材の凸部を受け入れる凹部と、他方側端部に係合爪とを有する。さらに、ころ軸受は、カムシャフトの回転方向と外輪部材に形成された凸部の突出方向とが一致するように配置される。
【００３９】
上記構成のように外輪がハウジング内で回転するのを防止し、かつ、ころがスムーズに回転可能なころ軸受をカムシャフトを回転自在に支持する軸受として採用することにより、耐久性に優れ、信頼性の高いカムシャフト支持構造および内燃機関を得ることができる。
【００４０】
この発明に係るころ軸受の組み込み方法は、円弧形状の外輪部材を円周方向に複数連ねて形成される外輪と、外輪の内径面に沿って配置される複数のころとを備え、外輪部材は、円周方向の一方側端部に円周方向に突出する凸部と、他方側端部に円周方向に凹んで隣接する外輪部材の凸部を受け入れる凹部と、他方側端部にハウジングと係合するように径方向外側に折り曲げられた係合爪とを有するころ軸受の組み込み方法である。具体的には、ころ軸受をカムシャフトの回転方向と外輪部材に形成された凸部の突出方向とが一致するように配置する工程を含む。
【００４１】
上記構成のころ軸受は、隣接する外輪部材の凸部と凹部とを組み合わせることによって円環形状の外輪を構成する。そのため、カムシャフトの回転方向、すなわち、ころの公転方向を外輪部材に形成された凸部の突出方向と逆向きにすると、軸受回転時にころが凸部の先端に衝突して振動が発生したり、ころがスキューすることで保持器が軸方向に動き、保持器側面や外輪の鍔部の磨耗や、保持器のリム部や外輪の鍔部が破損したりする恐れがある。そこで、ころの公転方向と凸部の突出方向とを一致させることにより、このような問題を解消することができる。
【発明の効果】
【００４２】
この発明によれば、外輪がハウジング内で回転するのを防止し、かつ、ころがスムーズに回転可能なころ軸受を得ることができる。また、このようなころ軸受をカムシャフトを支持する軸受として採用することにより、耐久性に優れ、信頼性の高いカムシャフト支持構造および内燃機関を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
図２９および図３０を参照して、この発明の一実施形態に係る内燃機関１１を説明する。なお、図２９はこの発明の一実施形態に係る内燃機関１１のシリンダの１つを示す断面図、図３０は内燃機関１１に使用されるカムシャフト１９を示す図である。
【００４４】
まず、図２９を参照して、内燃機関１１は、ハウジングとしてのシリンダブロック１２およびシリンダヘッド１３と、往復運動を回転運動に変換する運動変換機構と、混合気の吸気および燃焼ガスの排気を行う給排気機構と、点火装置としてのスパークプラグ２０とを備えるレシプロエンジンである。
【００４５】
運動変換機構は、シリンダブロック１２に収容され、シリンダブロック１２内に設けられたシリンダ１２ａの内部を往復運動するピストン１４と、フライホイール（図示せず）やクラッチ（図示せず）を介してトランスミッション（図示せず）に接続されるクランクシャフト１５と、一端がピストン１４に接続され他端がクランクシャフト１５に接続されて、ピストン１４の往復運動をクランクシャフト１５の回転運動に変換するコンロッド１６とを備える。
【００４６】
給排気機構は、シリンダヘッド１３に形成され、シリンダ１２ａに連通する吸気路１３ａおよび排気路１３ｂと、シリンダ１２ａおよび吸気路１３ａの間に配置される弁としての吸気バルブ１７と、シリンダ１２ａおよび排気路１３ｂの間に配置される弁としての排気バルブ１８と、吸気バルブ１７および排気バルブ１８の開閉のタイミングを制御するカムシャフト１９とを備える。
【００４７】
吸気バルブ１７は、バルブステム１７ａと、バルブステム１７ａの一方側端部に設けられたバルブヘッド１７ｂと、吸気バルブ１７を吸気路１３ａを閉鎖する方向に付勢するバルブスプリング１７ｃとを含み、バルブステム１７ａの他方側端部には、カムシャフト１９が接続される。なお、排気バルブ１８は、吸気バルブ１７と同様の構成であるので、説明を省略する。
【００４８】
図３０を参照して、内燃機関１１に使用されるカムシャフト１９は、軸部１９ａと、複数のカム１９ｂとを含む。軸部１９ａは、後述するこの発明の一実施形態に係る針状ころ軸受２１によって回転自在に支持される。このカムシャフト１９は、クランクシャフト１５とタイミングベルト（図示せず）によって連結されて、クランクシャフト１５の回転に伴って回転する。
【００４９】
カム１９ｂは、吸気バルブ１７または排気バルブ１８それぞれと接続されているので、バルブ１７，１８と同数設けられる。また、カム１９ｂは、図２９に示すように、相対的に径の大きい長径部１９ｃと相対的に径の小さい短径部１９ｄとを含み、複数のカム１９ｂは、図３０に示すように、長径部１９ｃの位置を円周方向にずらして配置される。これにより、複数のカム１９ｂそれぞれに接続されるバルブ１７，１８をタイミングをずらして開閉することが可能となる。
【００５０】
なお、内燃機関１１は、カムシャフト１９が、シリンダヘッド１３の上側に配置され、かつ、吸気バルブ１７側と排気バルブ１８側とにそれぞれ設けられるＤＯＨＣ（Ｄｏｕｂｌｅ  Ｏｖｅｒ  Ｈｅａｄ  Ｃａｍｓｈａｆｔ）方式のエンジンである。
【００５１】
次に、この内燃機関の作動原理を説明する。
【００５２】
まず、この内燃機関１１は、ピストン１４がシリンダ１２ａ内で最も上昇した位置（上死点）と最も降下した位置（下死点）との間を移動する工程を１工程とすると、吸気工程、圧縮工程、燃焼工程、および排気工程の４工程からなる４サイクルエンジンである。
【００５３】
吸気工程では、吸気バルブ１７が開いた状態、かつ、排気バルブ１８が閉じた状態で、ピストン１４が上死点から下死点まで移動する。これにより、シリンダ１２ａ内部（ピストン１４の上側の空間を指す、以下同じ）の容積が増加して内部の圧力が低下するので、混合気が吸気路１３ａからシリンダ１２ａ内部に流入する。なお、混合気とは、空気（酸素）と霧状にしたガソリンの混合物を指す。
【００５４】
圧縮工程では、吸気バルブ１７および排気バルブ１８が閉じた状態で、ピストン１４が下死点から上死点まで移動する。これにより、シリンダ１２ａ内部の容積が減少して内部の圧力が上昇する。
【００５５】
燃焼工程では、吸気バルブ１７および排気バルブ１８が閉じた状態で、スパークプラグ２０を点火する。これにより、圧縮状態の混合気が燃焼することによって急激に膨張してピストン１４を上死点から下死点まで押し下げる。この力をコンロッド１６を介してクランクシャフト１５に回転運動として伝達することによって、駆動力が発生する。
【００５６】
排気工程では、吸気バルブ１７が閉じた状態、かつ、排気バルブ１８が開いた状態で、ピストン１４が下死点から上死点まで移動する。これにより、シリンダ１２ａ内部の容積が減少して、燃焼ガスが排気路１３ｂに流出する。なお、この工程でピストン１４が上死点に達した後は、吸気工程に戻る。
【００５７】
なお、上記の各工程において、「吸気バルブ１７が開いた状態」とは、カム１９ｂの長径部１９ｃが吸気バルブ１７に当接して、吸気バルブ１７をバルブスプリング１７ｃに逆らって下方に押し下げられた状態を指し、「吸気バルブ１７が閉じた状態」とは、カム１９ｂの短径部１９ｄが吸気バルブ１７に当接して、吸気バルブ１７がバルブスプリング１７ｃの復元力によって上方に押し上げられた状態を指す。また、排気バルブ１８についても同様であるので、説明は省略する。
【００５８】
上記の各工程において、駆動力が発生するのは燃焼工程のみであり、その他の工程では、他のシリンダで発生した駆動力によってピストン１４が往復運動する。そのため、クランクシャフト１５の円滑な回転を維持する観点からは、複数のシリンダで燃焼行程のタイミングをずらすことが望ましい。
【００５９】
次に、図１〜図１５を参照して、この発明の一実施形態に係るころ軸受としての針状ころ軸受２１と、この針状ころ軸受２１を使用したカムシャフト支持構造を説明する。なお、図１、図１３〜図１５はこの発明の一実施形態に係るカムシャフト支持構造の組込み前後の状態を示す図、図２〜図１２はこの発明の一実施形態に係る針状ころ軸受２１の各構成要素を示す図である。
【００６０】
まず、図１を参照して、この発明の一実施形態に係るカムシャフト支持構造は、カムシャフト１９と、カムシャフト１９を収容するハウジングとしてのシリンダヘッド１３およびベアリングキャップ１３ｃと、カムシャフト１９をハウジングに対して回転自在に支持する針状ころ軸受２１とを備える。
【００６１】
針状ころ軸受２１は、円弧形状の外輪部材２２ａ，２２ｂを円周方向に複数連ねて形成される外輪２２と、外輪２２の内径面に沿って配置される複数のころとしての針状ころ２３と、円周上の一箇所に軸受の軸線方向に延びる分割線を有し、複数の針状ころ２３の間隔を保持する保持器２４とを備える。
【００６２】
なお、カムシャフト１９を支持する軸受としては、針状ころ軸受２１が採用されるのが一般的である。針状ころ軸受２１は、針状ころ２３と軌道面とが線接触するので、軸受投影面積が小さい割に高負荷容量と高剛性が得られる利点を有している。したがって、負荷容量を維持しつつ、軸部１９ｂの径方向の厚み寸法を削減することができる点で好適である。
【００６３】
図２〜図１０を参照して、外輪部材２２ａを説明する。なお、図２は外輪部材２２ａの側面図、図３は図２をＩＩＩ方向から見た図、図４は図２をＩＶ方向から見た図、図５〜図７は外輪部材２２ａ，２２ｂの鍔部２２ｄの拡大図、図８〜図１０は外輪部材２２ａ，２２ｂの突合部分を径方向から見た図である。また、外輪部材２２ｂは外輪部材２２ａと同一の形状であるので、説明は省略する。
【００６４】
まず、図２を参照して、外輪部材２２ａは、中心角１８０°の半円形状であって、円周方向の一方側端部にシリンダヘッド１３と係合するように径方向外側に折り曲げられた係合爪２２ｃと、軸方向の両端部に径方向内側に突出して保持器２４の軸方向への移動を規制する鍔部２２ｄとを有する。そして、この２つの外輪部材２２ａ，２２ｂを円周方向に連ねて円環形状の外輪２２を形成する。また、外輪２２の内径面の軸方向中央部は、針状ころ２３の軌道面として機能する。
【００６５】
また、図３を参照して、外輪部材２２ａの円周方向一方側端部には、軸方向の両端部に係合爪２２ｃが２つ設けられており、２つの係合爪２２ｃの間には円周方向に凹んだ略Ｖ字型の凹部２２ｅが形成されている。なお、２つの係合爪２２ｃは、外輪部材２２ａの軌道面となる軸方向中央部を避けて両端部に、かつ、針状ころ軸受２１の回転軸線と平行な直線上に配置される。好ましくは、２つの係合爪２２ｃの間の長さＬは、針状ころ２３の有効長さｌより長く設定されている。なお、本明細書中「ころの有効長さ」とは、ころ長さから両端の面取り部の長さを除いた長さを指すものとする。
【００６６】
また、図４を参照して、外輪部材２２ａの円周方向他方側端部には、軸方向両端部に係合爪２２ｃの軸方向幅と同一幅の２つの平坦部２２ｆと、２つの平坦部２２ｆの間に先端が円弧形状で円周方向に突出した略Ｖ字型の凸部２２ｇとが設けられている。なお、凹部２２ｅは、外輪部材２２ａ，２２ｂを円周方向に連ねたときに隣接する外輪部材の凸部２２ｇを受け入れる。
【００６７】
ここで、隣接する外輪部材２２ａ，２２ｂの突合部分には、外輪部材２２ａ，２２ｂの熱膨張等による寸法変化を考慮して円周方向および軸方向にある程度の隙間が形成される。そのため、互いに突合する外輪部材２２ａ，２２ｂの円周方向端部を軸方向に平行に形成すると、突合部分に軸方向に延びる溝が形成されることとなる。この場合、軸受回転時に針状ころ２３が突合部分の溝に嵌まり込んで、針状ころ２３の円滑な回転が阻害される。
【００６８】
そこで、突合部分の形状を略Ｖ字型とすることにより、針状ころ２３がスムーズに回転可能となる。なお、外輪部材２２ａ，２２ｂの突合部分の形状は、略Ｖ字型に限らず、針状ころ２３がスムーズに回転可能な任意の形状、例えば、略Ｗ型であってもよい。
【００６９】
また、図２を参照して、外輪部材２２ａの円弧形状の部分、すなわち軌道面の板厚をｚ、係合爪２２ｃの板厚をｓとすると、ｓ／ｚ≧０．７を満たすように設定する。係合爪２２ｃは、外輪部材２２ａの円周方向端部を径方向外側に曲げて形成しているので、加工時に板厚がある程度薄くなる。しかし、板厚ｓが薄くなりすぎると係合爪２２ｃに必要な強度を維持することができず、外輪部材２２ａをハウジングに対して確実に位置決めすることができない。なお、板厚の均一な鋼板を出発材料として外輪部材２２ａを形成する場合には、０．７≦ｓ／ｚ≦１．１となる。
【００７０】
また、外輪部材２２ａの外径寸法をＤｏ、外輪部材２２ａの外径面からの係合爪２２ｃの突出量をｈとすると、０．０３≦ｈ／Ｄｏ≦０．３を満たすように設定する。係合爪２２ｃの突出量ｈが小さすぎると、ハウジングとの係合が不十分で外輪部材２２ａをハウジングに対して確実に位置決めすることができない。一方、係合爪２２ｃの突出量が大きすぎると、係合爪２２ｃの先端にモーメント荷重が負荷された場合に、係合爪２２ｃが破損しやすくなる。そこで、係合爪２２ｃの突出量は上記の範囲内とするのが望ましい。
【００７１】
さらに、図３を参照して、外輪部材２２ａの外径面の軸方向幅寸法をＷ、全ての係合爪２２ｃの軸方向幅ｔの合計をｔｔｏｔａｌとすると、０．１≦ｔｔｏｔａｌ／Ｗ≦０．５を満たすように設定する。係合爪２２ｃの軸方向幅の合計ｔｔｏｔａｌが大きすぎると、十分な大きさの凸部２２ｇおよび凹部２２ｅを形成することができなくなり、針状ころ２３のスムーズな回転を阻害するおそれがあるからである。したがって、外輪部材２２ａの円周方向端部における凸部２２ｇおよび凹部２２ｅの占める割合を、外輪部材２２ａの外輪の軸方向幅寸法Ｗに対して５０％以上とすることにより、外輪部材２２ａ，２２ｂの突合部分を通過する針状ころ２３のスムーズな回転を維持することができる。
【００７２】
一方、係合爪２２ｃの軸方向幅ｔが小さすぎると、係合爪２２ｃに必要な強度を確保することができず、外輪部材２２ａをハウジングに対して確実に位置決めすることができない。したがって、ｔｔｏｔａｌ／Ｗ≧０．１、好ましくは、各係合爪２２ｃの軸方向幅寸法ｔがそれぞれｔ／Ｗ≧０．１（図３のように係合爪２２ｃが２箇所に形成されている場合は、ｔｔｏｔａｌ／Ｗ≧０．２となる）とすることにより、係合爪２２ｃに必要な強度を確保することができる。
【００７３】
さらに、図３および図４を参照して、外輪部材２２ａの外径面には、径方向外側から径方向内側に貫通する油穴２２ｈが設けられている。この油穴２２ｈは、ハウジングに設けられた油路（図示せず）に対応する位置に設けられて、潤滑油を針状ころ軸受２１内部に供給する。なお、油穴２２ｈの大きさ、位置、個数は、ハウジングに設けられた油路の大きさ、位置、個数に依存する。
【００７４】
ここで、油穴２２ｈは、外輪部材２２ａの外径面および内径面に開口を有し、内径面側の直径をｄ１、外径面側の直径をｄ２とすると、ｄ１≦ｄ２となるように設定する。これにより、油穴２２ｈから軸受内部に流入する潤滑油の流れがスムーズになる。
【００７５】
また、図２を参照して、油穴２２ｈの内径面側の直径ｄ１は、外輪部材２２ａの内径寸法Ｄｉとの関係でｄ１／Ｄｉ＜０．２を満たすように設定される。これにより、針状ころ軸受２１の潤滑性能を高めると同時に、外輪部材２２ａの強度の低下を抑えることができる。
【００７６】
さらに、図３を参照して、油穴２２ｈは、針状ころ２３が軸方向に最大限移動した場合でも、常に針状ころ２３の転動面２３ａと対面する位置に配置され、油穴２２ｈの内径面側の直径ｄ１は、針状ころ２３の有効長さｌとの関係でｄ１／ｌ＜０．５を満たすように設定される。これにより、油穴２２ｈが、油穴２２ｈ上を通過する針状ころ２３の回転を阻害することがなくなるので、針状ころ２３がスムーズに回転可能な針状ころ軸受２１を得ることができる。
【００７７】
なお、針状ころ２３の転動面２３ａとは、針状ころ２３の軸方向中央部の外輪部材２２ａの内径面と当接する部分を指し、有効長さｌの範囲と一致する。また、転動面２３ａの軸方向の両端には、外輪部材２２ａの内径面と当接しない面取り部２３ｂが設けられている。
【００７８】
また、図５を参照して、鍔部２２ｄは、軸受回転時の熱膨張等を考慮して回転軸（図示省略）との間にある程度の隙間を設ける必要がある。一方、鍔部２２ｄの突出量が小さいと、保持器２４の軸方向の移動を規制することができないことに加えて、外輪部材２２ａと回転軸（図示省略）との間の隙間からの潤滑油の流出量が多くなる。
【００７９】
そこで、針状ころ２３のころ径をｄｗ、鍔部２２ｄの外輪部材２２ａ，２２ｂの内径面からの突出量をｃとすると、０．５≦ｃ／ｄｗ≦０．９を満たすように鍔部２２ｄを形成するとよい。
【００８０】
さらに、図６を参照して、外輪部材２２ａ，２２ｂを突合させたとき、外輪部材２２ａ，２２ｂそれぞれに形成されている鍔部２２ｄの互いに対面する端面の間には、軸受回転時の熱膨張等を考慮してある程度の隙間が設けられる。一方、潤滑油の外部への流出を防止するためには、この隙間は小さいほうが望ましい。
【００８１】
そこで、外輪２２の内径寸法をＤｉ、隣接する外輪部材２２ａ，２２ｂそれぞれに形成されている鍔部２２ｄの互いに対面する端面の間の最小隙間をａとすると、０＜ａ／Ｄｉ＜０．２を満たすように鍔部２２ｄを形成するとよい。
【００８２】
鍔部２２ｄを上記構成とすることにより、保持器２４の軸方向の移動を適切に規制することができると共に、軸受内部からの潤滑油の流出を抑制することによって潤滑性に優れた針状ころ軸受２１を得ることができる。さらに、潤滑油の流出量が減少することによって、外部に設置されたオイルポンプ（図示せず）を小型化することができるので、装置全体をコンパクト化することができる。
【００８３】
なお、図６に示す実施形態では、互いに対面する鍔部２２ｄの先端部分の隙間が最も小さい例を示したが、これに限ることなく、先端部分から根元部分まで隙間が一定であってもよいし、図７に示すように、根元部分の隙間を最も小さくしてもよい。軸受内部の潤滑油は、軸受の回転による遠心力によって径方向外側に移動するので、径方向外側に位置する根元部分の隙間を小さくすることにより、より効果的に潤滑油の流出を抑制することができる。
【００８４】
次に、図８〜図１０を参照して、外輪部材２２ａ，２２ｂの突合部分の各種寸法関係について説明する。外輪部材２２ａ，２２ｂの突合部分は、前述のとおり円周方向および軸方向にある程度の隙間を設ける必要がある。しかし、外輪部材２２ａ，２２ｂの突合部分を通過する針状ころ２３がスムーズに回転するためには、針状ころ２３の有効長さの５０％以上が外輪部材２２ａ，２２ｂの内径面に接触している必要がある。したがって、これを満たす範囲内で、各寸法を決定する必要がある。
【００８５】
まず、図８を参照して、針状ころ２３の有効長さをｌ、外輪部材２２ａの内径面の軸方向幅をＢ、係合爪２２ｃの軸方向幅をｔ、凸部２２ｇの根元部分における隣接する外輪部材２２ａ，２２ｂの間の軸方向隙間をα、および凸部２２ｇの根元部分における外輪部材２２ａの内径面と針状ころ２３との接触長さをＸとすると、以下の関係が成立する。
【００８６】
【数１】
2008057736.tif 000003
【００８７】
次に、図９および図１０を参照して、針状ころ２３の有効長さをｌ、凸部２２ｇの先端の中心角をθ、凸部２２ｇの先端の円弧の曲率半径をＲ、隣接する外輪部材２２ａ，２２ｂの円周方向の隙間をβ、および凸部２２ｇの先端における外輪部材２２ａの内径面と針状ころ２３との非接触長さをＹとすると、以下の関係が成立する。
【００８８】
【数２】
2008057736.tif 000004
【００８９】
なお、δは、凸部２２ｇの先端を円弧形状としたことによって生じた円周方向隙間であり、図１０に示すように、凸部２２ｇの先端の中心角θおよび曲率半径Ｒとから、以下の式で表すことができる。
【００９０】
【数３】
2008057736.tif 000005
【００９１】
ここで、針状ころ２３がスムーズに回転するためには、Ｘ／ｌ≧０．５，Ｙ／ｌ＜０．５を満たす必要があるので、上記の各式を代入すると、針状ころ２３の有効長さｌは以下のように表される。これらのうちの少なくとも一方、好ましくは両方を満たすことにより、針状ころ２３がスムーズに回転可能な針状ころ軸受２１を得ることができる。
【００９２】
【数４】
2008057736.tif 000006
【００９３】
【数５】
2008057736.tif 000007
【００９４】
次に、図１１および図１２を参照して、保持器２４を説明する。なお、図１１は保持器２４の側面図、図１２は保持器２４の分割部分を含む部分断面図である。保持器２４は、円周上の一箇所に軸受の軸線方向に延びる分割線を有する略Ｃ型形状であって、針状ころ２３を収容するポケット２４ｃが円周方向の等間隔に設けられている。また、この保持器２４は、樹脂材料を射出成型して形成される。
【００９５】
また、分割部分の円周方向一方側の切断端面２４ａには凹部２４ｄが、他方側の切断端面２４ｂには凹部２４ｄに対応する凸部２４ｅが設けられており、凹部２４ｄおよび凸部２４ｅが係合することにより、円環形状の保持器２４を得ることができる。なお、この実施形態においては、凸部２４ｅの先端部分の幅が根元部分より大きく、凹部２４ｄは開口部分の幅が最奥部より小さく設定されている。これにより、凹部２４ｄと凸部２４ｅの係合を確実なものとしている。
【００９６】
上記構成の針状ころ軸受２１は、係合爪２２ｃがハウジングと係合するので、軸受回転中に外輪２２がハウジング内で回転するのを確実に防止することができる。また、係合爪２２ｃは、外輪部材２２ａ，２２ｂの円周方向端部を曲げ加工によって径方向外側に折り曲げて形成しているので、軌道面を平滑な状態に保つことができる。これにより、針状ころ２３が軌道面上をスムーズに回転可能となる。
【００９７】
また、係合爪２２ｃを外輪部材２２ａの軌道面からはずれた位置に設けることにより、係合爪２２ｃの曲げ加工等による外輪部材２２ａ，２２ｂの微小な変形が針状ころ２３の回転に与える影響を極小化することができる。その結果、針状ころ２３の回転がさらにスムーズとなる。
【００９８】
さらに、外輪部材２２ａ，２２ｂに油孔２２ｈを設けることによって、軸受内部に流入する潤滑油量が増加すると共に、鍔部２２ｄの突出量を所定範囲内とすることによって、軸受内部からの潤滑油の流出量を削減することができる。これにより、潤滑性能に優れた針状ころ軸受２１を得ることができる。
【００９９】
次に、図１、図１３〜図１５を参照して、針状ころ軸受２１をカムシャフト１９に組み込む手順を説明する。
【０１００】
まず、保持器２４のポケット２４ｃそれぞれに針状ころ２３を組み込む。次に、保持器２４の弾性を利用して分割部分を広げ、カムシャフト１９に組み込む。さらに、凹部２４ｄと凸部２４ｅとを係合させて、保持器２４が外れないようにする。
【０１０１】
次に、シリンダヘッド１３の上に、一方側の外輪部材２２ａ、保持器２４を組み込んだカムシャフト１９、他方側の外輪部材２２ｂ、およびベアリングキャップ１３ｃの順に組込み、シリンダヘッド１３とベアリングキャップ１３ｃとをボルト等で固定する。このとき、外輪部材２２ａの凹部２２ｅと外輪部材２２ｂの凸部２２ｇ、外輪部材２２ａの凸部２２ｇと外輪部材２２ｂの凹部２２ｅとがそれぞれ突合するように配置する。
【０１０２】
また、外輪部材２２ａの係合爪２２ｃは、シリンダヘッド１３のベアリングキャップ１３ｃとの突合面に設けられた係合溝１３ｄと係合するように配置し、外輪部材２２ｂの係合爪２２ｃは、ベアリングキャップ１３ｃのシリンダヘッド１３との突合面に設けられた係合溝１３ｄと係合するように配置する。これにより、外輪部材２２ａ，２２ｂが、軸受回転中にハウジング内部で回転するのを防止することができる。
【０１０３】
ここで、一般的にシリンダヘッド１３とベアリングキャップ１３ｃとの突合面は、カムシャフト１９の軸線方向、すなわち軸受の回転軸線と平行な面となる。そこで、外輪部材２２ａ，２２ｂの円周方向端部に設けた２つ係合爪２２ｃを針状ころ軸受２１の回転軸線と平行な直線状に配置することにより、係合爪２２ｃをシリンダヘッド１３とベアリングキャップ１３ｃとの間に係合させることができる。
【０１０４】
なお、図１３を参照して、針状ころ軸受２１は、カムシャフト１９の回転方向、すなわち針状ころ２３の公転方向と、外輪部材２２ａ，２２ｂの凸部２２ｇの突出方向とが一致するように配置される。これにより、針状ころ２３がスムーズに回転可能となる。
【０１０５】
針状ころ２３の公転方向が外輪部材２２ａ，２２ｂの凸部２２ｇの突出方向と逆向きの場合、軸受回転時に針状ころ２３が外輪部材２２ａ，２２ｂの凸部２２ｇの先端に衝突して振動が発生したり、針状ころ２３が破損したりするおそれがあるからである。
【０１０６】
上記の組み込み手順とすることにより、カムシャフト１９と、外輪２２と、保持器２４と、ハウジングとが同心円状に配置され、針状ころ２３が安定して回転可能な針状ころ軸受２１得ることができる。また、上記構成の針状ころ軸受２１は、外輪２２を２つの外輪部材２２ａ，２２ｂに分割し、保持器２４を円周方向の一箇所で分割したことにより、支持部分の径方向から組み込むことが可能となるので、カムシャフト１９の軸部１９ｂを支持する軸受として採用することができる。
【０１０７】
また、外輪部材２２ａ，２２ｂは、カムシャフト１９の回転方向と反対方向に回転しようとするので、その反作用として、係合爪２２ｃにはハウジングからカムシャフト１９の回転方向と同一方向の荷重が作用する。ここで、係合爪２２ｃは、外輪部材２２ａの円周方向に折り返す方向（図２中、イの方向）に大きな荷重が作用しても破損等の可能性は少ないが、その反対の方向（図２中、ロの方向）に荷重が作用すると破損等をするおそれがある。
【０１０８】
そこで、針状ころ軸受２１をカムシャフト１９の回転方向と外輪部材２２ａ，２２ｂの凸部２２ｇの突出方向とが一致するように配置する場合、係合爪２２ｃを凹部２２ｅが形成されている側の円周方向端部に設けることによって、係合爪２２ｃの破損を防止して、外輪部材２２ａ，２２ｂを確実に位置決めすることができる。
【０１０９】
さらに、外輪部材２２ａ，２２ｂの突合部分は、カムシャフト１９を円周方向に負荷領域と非負荷領域に区分した場合に、非負荷領域に配置するのが望ましい。外輪部材２２ａ，２２ｂの突合部分は、温度上昇による膨張を考慮して円周方向および軸方向にある程度の隙間が設けられている。したがって、突合部分が負荷領域に配置されると、突合部分を通過する針状ころ２３の円滑な回転が阻害されるおそれがあるからである。
【０１１０】
なお、本明細書中「負荷領域」とは、外輪部材２２ａ，２２ｂの円周方向において、相対的に大きな荷重が負荷される領域を指すものとする。また、「非負荷領域」とは、外輪部材２２ａ，２２ｂの円周方向において、相対的に小さな荷重しか負荷されない領域を指すものとする。
【０１１１】
ただし、油穴２２ｈは、ハウジングに設けられた油路に対応する位置に配置する必要があり、カムシャフト１９の非負荷領域に配置することができるとは限らない。そこで、ｄ１／Ｄｉ＜０．２，ｄ１／ｌ＜０．５のうちの少なくとも一方、好ましくは両方を満たすことにより、油穴２２ｈが負荷領域に配置された場合でも、針状ころ２３のスムーズな回転を維持することが可能となる。
【０１１２】
上記の実施形態においては、カムシャフト１９を支持する軸受として針状ころ軸受２１を採用した例を示したが、この発明は、他のころ軸受、例えば、円筒ころ軸受や棒状ころ軸受にも適用することができる。
【０１１３】
また、上記の実施形態における針状ころ軸受２１は、外輪２２と、針状ころ２３と、保持器２４とを含む例を示したが、これに限ることなく、保持器２４を省略した総ころ形式のころ軸受であってもよい。
【０１１４】
また、上記の実施形態における外輪２２は、円周方向の二箇所で外輪部材２２ａ，２２ｂに分割した例を示したが、これに限ることなく、任意の個数に分割することが可能である。例えば、中心角１２０°の外輪部材を円周方向に３つ連ねて外輪を形成してもよい。さらには、互いに中心角の異なる複数の外輪部材を組み合わせて円環形状の外輪を形成してもよい。同様に、保持器２４についても任意の形態のものを採用することができる。
【０１１５】
また、上記の実施形態における保持器２４は、生産効率が高く、かつ、弾性変形能の高い樹脂製保持器の例を示したが、これに限ることなく、切削加工による削り出し保持器でもよく、または、鋼板をプレス加工したプレス保持器であってもよい。
【０１１６】
また、上記の実施形態における係合爪２２ｃは、各外輪部材２２ａ，２２ｂの円周方向の両側端部のうち一方側端部にのみ設けた例を示したが、これに限ることなく、外輪部材２２ａの円周方向両端部に係合爪２２ｃを設けて、外輪部材２２ｂには設けないこととしてもよい。また、係合爪２２ｃは、軸方向両端部の二箇所に設けた例を示したが、これに限ることなく、任意の位置に少なくとも一箇所以上設けられていればよい。例えば、軸方向の一方側端部の一箇所にのみ設けてもよいし、軸方向中央部の一箇所にのみ設けてもよい。
【０１１７】
また、上記の実施形態における鍔部２２ｄは、外輪部材２２ａ，２２ｂの円周方向の全域に設けた例を示したが、これに限ることなく、円周方向の一部に部分的に設けてもよい。その際、鍔部の場所や個数は任意に設定することができるが、カムシャフト１９に組み込んだときに、非負荷領域に配置されるのが望ましい。
【０１１８】
また、上記の実施形態における針状ころ軸受２１は、カムシャフト１９を支持する軸受としてだけではなく、クランクシャフトやロッカーシャフト等を支持する軸受としても広く使用することが可能である。
【０１１９】
また、上記の実施形態における内燃機関１１は、カムシャフト１９が吸気バルブ１７側と排気バルブ１８側とにそれぞれ設けられ、カム１９ｂがバルブ１７，１８に直接接続されるＤＯＨＣ方式の例を示したが、これに限ることなく、１つのカムシャフトがロッカーアームを介して吸気バルブおよび排気バルブと接続されるＳＯＨＣ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｏｖｅｒ  Ｈｅａｄ  Ｃａｍｓｈａｆｔ）方式であってもよいし、カムシャフトがクランクシャフトの横に配置され、プッシュロッドおよびロッカーアームを介してバルブと接続されるＯＨＶ（Ｏｖｅｒ  Ｈｅａｄ  Ｖａｌｖｅ）方式であってもよい。
【０１２０】
さらに、この発明は、上記の実施形態における内燃機関１１に限られず、カムシャフトを有するあらゆる形態の内燃機関に適用することが可能である。また、この発明は、単気筒の内燃機関にも適用可能であるが、図３０に示すような多気筒エンジンに採用されるカムシャフト１９の軸部１９ｂのように、軸方向から針状ころ軸受２１を挿入できない箇所を支持する軸受として好適である。
【０１２１】
次に、図１６を参照して、この発明の一実施形態に係る外輪部材２２ａの製造方法を説明する。なお、図１６は、外輪部材２２ａの製造工程の一部を示す図であって、上段は平面図、下段は断面図を示す。また、外輪部材２２ｂの製造方法は、外輪部材２２ａと同様であるので、説明は省略する。
【０１２２】
まず、出発材料としては、炭素含有量が０．１５ｗｔ％以上、１．１ｗｔ％以下の炭素鋼を使用する。具体的には、炭素含有量が０．１５ｗｔ％以上、０．５ｗｔ％以下のＳＣＭ４１５やＳ５０Ｃ等、または、炭素含有量が０．５ｗｔ％以上、１．１ｗｔ％以下のＳＡＥ１０７０やＳＫ５等が考えられる。
【０１２３】
なお、炭素含有量が０．１５ｗｔ％未満の炭素鋼は、焼入処理によって硬化層が形成されにくく、外輪部材２２ａに必要な硬度を得るためには、浸炭窒化処理を行う必要がある。浸炭窒化処理は、後述する各焼入処理と比較して設備費用が高額になるので、結果として、針状ころ軸受２１の製造コストが上昇する。また、炭素含有量が０．１５ｗｔ％未満の炭素鋼では浸炭窒化処理によっても十分な浸炭硬化層が得られない場合があり、軌道面に表面起点型の剥離が早期に発生するおそれがある。一方、炭素含有量が１．１ｗｔ％を超える炭素鋼はで加工性が著しく低下するので、加工精度が低下したり、加工工数の増加による製造コストの上昇が問題となる。
【０１２４】
図１６を参照して、第１の工程としては、鋼板を打ち抜き加工して外輪部材２２ａの外輪を形成する（ａ工程）。また、長手方向の一方側端部に凹部２２ｅおよび係合爪２２ｃとなる部分を形成し、他方側端部に平坦部２２ｆおよび凸部２２ｇを形成する。さらに、外形の形成と同時に油穴２２ｈを加工してもよい。
【０１２５】
このとき、外輪部材２２ａの長手方向の長さは、カムシャフト１９の直径に基づいて決定し、短手方向の長さは、使用する針状ころ２３のころ長さに基づいて決定する。ただし、短手方向には鍔部２２ｄとなる部分が含まれているので、この工程での短手方向の長さは、外輪部材２２ａの完成品の軸方向幅寸法より長くなる。
【０１２６】
この工程は、一度の打ち抜き加工で全ての部分を打ち抜いてもよいし、打ち抜き加工を複数回繰り返して所定の形状を得てもよい。なお、順送プレスを用いる場合には、各加工工程の加工位置を決めるためのパイロット穴２５を形成すると共に、隣接する外輪部材との間に連結部２６を設けるとよい。
【０１２７】
第２の工程としては、曲げ加工により外輪部材２２ａの円周方向端部を径方向外側に折り曲げて、係合爪２２ｃを形成する（ｂ工程）。係合爪２２ｃの曲げ角度は、ハウジングの係合溝１３ｃに沿う角度とする。なお、この実施形態では、係合爪２２ｃが、外輪部材２２ａに対して９０°の角度となるように折り曲げている。
【０１２８】
第３の工程としては、曲げ加工により外輪部材２２ａの外形を所定の曲率に曲げる工程と、外輪部材２２ａの軸方向両端部に径方向内側に突出する鍔部２２ｄを形成する工程とを含む（ｃ工程〜ｇ工程）。具体的には、連結部２６を含む中央部分を残して、長手方向の両端部側から順に曲げていく（ｃ工程、ｄ工程）。次に、曲げ加工を施した長手方向両端部について、短手方向の両端部に曲げ加工を施して鍔部２２ｄを形成する（ｅ工程）。次に、外輪部材２２ａの外形が所定の曲率となるように、長手方向中央部についても曲げ加工を行う（ｆ工程）。最後に、連結部２６を除去して、長手方向中央部に鍔部２２ｄを形成する（ｇ工程）。
【０１２９】
上記のプレス加工工程終了後、外輪部材２２ａに必要とされる硬度等の所定の機械的性質を得るために、熱処理を行う。なお、軌道輪として機能する外輪部材２２ａの内径面の表面硬さＨｖは、６３５以上が必要となる。
【０１３０】
外輪部材２２ａが十分な深さの硬化層を得るためには、出発材料の炭素含有量によって適切な熱処理方法を選択する必要がある。具体的には、炭素含有量が０．１５ｗｔ％以上、０．５ｗｔ％以下の材料の場合には浸炭焼入処理を、炭素含有量が０．５ｗｔ％以上、１．１ｗｔ％以下の材料の場合には光輝焼入処理または高周波焼入処理を施す。
【０１３１】
浸炭焼入処理は、高温の鋼に炭素が固溶する現象を利用した熱処理方法であって、鋼内部は炭素量が低いまま、炭素量の多い表面層（浸炭硬化層）を得ることができる。これにより、表面は硬く、内部は軟らかく靭性の高い性質が得られる。また、浸炭窒化処理設備と比較して設備費用が安価である。
【０１３２】
光輝焼入処理は、保護雰囲気や真空中で加熱することによって、鋼表面の酸化を防止しながら行う焼入処理を指す。また、浸炭窒化処理設備や浸炭焼入処理設備と比較して設備費用が安価である。
【０１３３】
高周波焼入処理は、誘導加熱の原理を利用して、鋼表面を急速に加熱、急冷して焼入硬化層を作る方法である。他の焼入処理設備と比較して設備費用が大幅に安価であると共に、熱処理工程でガスを使用しないので環境に優しいというメリットがある。また、部分的な焼入処理が可能となる点でも有利である。
【０１３４】
さらに、焼入によって生じた残留応力や内部ひずみを低減し、靭性の向上や寸法を安定化させるために、上記の焼入処理の後に焼戻を行うのが望ましい。
【０１３５】
また、ハウジングに係合爪２２ｃには、針状ころ軸受２１の回転方向に荷重が負荷される。この荷重によって係合爪２２ｃが破損するのを防止するために、係合爪２２ｃの硬度を他の部分より低くすることによって靭性を高めることが有効である。
【０１３６】
なお、係合爪２２ｃの硬度Ｈｖは３００以上、６００以下の範囲に設定するのが望ましい。硬度Ｈｖが６００以上になると、突発的な負荷によって係合爪２２ｃが破損等する恐れがある。一方、硬度Ｈｖが３００未満になると、係合爪２２ｃが早期に磨耗する恐れがあるからである。
【０１３７】
係合爪２２ｃの靭性を高める具体的な方法としては、上記の熱処理工程の後に、係合爪２２ｃにのみ部分焼鈍しを行うか、または、上記の熱処理工程の前に係合爪２２ｃにのみ防浸炭処理を行うことが有効である。なお、部分焼鈍しや防浸炭処理は係合爪２２ｃの全域に施してもよいが、係合爪２２ｃの根元部分にのみ施しても効果がある。
【０１３８】
焼鈍しは、焼入処理によって硬化した材料を軟化させて靭性を高めるために行うものであって、材料を所定温度まで加熱後に徐冷することによって行う。なお、焼鈍しの効果が外輪部材２２ａの軌道面にまで及ぶのを防止するためには、高周波焼鈍しが適している。
【０１３９】
防浸炭処理は、浸炭焼入処理等によって材料に炭素が固溶するのを防止するために行うものであって、係合爪２２ｃに被膜を形成する等の処理を指す。これによって、浸炭焼入処理をした場合でも、被膜が形成された係合爪２２ｃの部分に浸炭層が形成されにくくなる。
【０１４０】
なお、この実施形態においては、外輪部材２２ａの外形の曲率を形成する工程と、鍔部２２ｄを形成する工程とを平行して行う例を示したが、これに限ることなく、外形の曲率を形成する工程と、鍔部２２ｄを形成する工程とを独立して行ってもよい。
【０１４１】
また、上記の第１の工程から第３の工程は、この発明に係る外輪部材の製造方法の一例であって、各工程をさらに細分化してもよいし、必要な工程をさらに追加することもできる。また、加工工程の順番も任意に入れ替えることができるものとする。
【０１４２】
さらに、上記の各工程（ａ工程〜ｇ工程）は、それぞれ別々の工程として単能プレスで行ってもよいが、順送プレス、または、トランスファプレスによって行うこととしてもよい。これにより、各工程を連続的に行うことができる。また、上記の各工程（ａ工程〜ｇ工程）の全部または一部に相当する加工部を有する外輪部材２２ａの製造装置を使用することにより、生産性を高めることができ、結果として針状ころ軸受２１の製品価格を抑えることができる。
【０１４３】
なお、本明細書中で「順送プレス」とは、プレス内に複数の加工工程を持ち、材料をプレス入口のフィーダにより各工程を移動させることによって、材料を連続的に加工する方法を指すものとする。また、本明細書中で「トランスファプレス」とは、複数の加工工程を必要とする場合に、各工程を行うステージを必要数分設け、搬送装置によって工程品を移動させながら、各ステージで加工を行う方法を指すものとする。
【０１４４】
次に、図１７〜図２１を参照して、この発明の他の実施形態に係るころ軸受としての針状ころ軸受３１およびその変形例を説明する。なお、図１７は針状ころ軸受３１をカムシャフト１９に組み込む状態を示す図、図１８は針状ころ軸受３１に採用される外輪部材３２ａを示す図、図１９〜図２１は外輪部材３２ａの係合爪３２ｃの拡大図である。なお、針状ころ軸受３１の基本構成は針状ころ軸受２１と共通するので、共通点の説明は省略し、相違点を中心に説明する。
【０１４５】
まず、図１７を参照して、針状ころ軸受３１は、円弧形状の外輪部材３２ａ，３２ｂを円周方向に複数連ねて形成される外輪３２と、外輪３２の内径面に沿って配置される複数のころとしての針状ころ３３と、円周上の一箇所に軸受の軸線方向に延びる分割線を有し、複数の針状ころ３３の間隔を保持する保持器３４とを備え、カムシャフト１９をハウジング１３に対して回転自在に支持する。
【０１４６】
次に、図１８を参照して、外輪部材３２ａは、中心角１８０°の半円形状であって、円周方向の一方側端部にシリンダヘッド１３と係合するように径方向外側に折り曲げられた係合爪３２ｃと、軸方向の両端部に径方向内側に突出して保持器３４の軸方向への移動を規制する鍔部３２ｄとを有する。
【０１４７】
また、図１９を参照して、係合爪３２ｃの外輪部材３２ａの外径面と連続する壁面は、相対的に高さの異なる複数の部分で構成される。この実施形態においては、係合爪３２ｃの中央部に突出部３２ｉが形成されており、この突出部３２ｉの高さが他の部分より相対的に高くなっている。この突出部３２ｉは、係合爪３２ｃの裏面（「係合爪３２ｃの外輪部材３２ａの内径面と連続する壁面」を指す）から係合爪３２ｃの中央部を押し上げて形成される。この突出部３２ｉは、ハウジングと係合爪３２ｃとの密着力を高める機能を有するので、外輪部材３２ａをハウジングに対して確実に位置決めすることが可能となる。
【０１４８】
さらに、図２０および図２１を参照して、係合爪を有する外輪部材の他の実施形態を説明する。なお、基本構成は、図２〜図１０に示した外輪部材２２ａと同様であるので、相違点を中心に説明する。
【０１４９】
まず、図２０を参照して、係合爪４２ｃの外輪部材４２ａの外径面と連続する壁面には、複数のローレット溝４２ｉが形成されており、ローレット溝４２ｉの部分が他の部分より相対的に低くなっている。このローレット溝４２ｉは、切削加工、または印圧加工（コイニング）等によって形成する。
【０１５０】
次に、図２１を参照して、係合爪５２ｃは、その先端を９０°折り曲げて屈曲部５２ｉが形成されており、この屈曲部５２ｉが係合爪５２ｃの外輪部材５２ａの外径面と連続する壁面より相対的に高くなっている。この屈曲部５２ｉは、曲げ加工によって形成可能な他、係合爪５２ｃの先端を加締めて形成してもよい。
【０１５１】
なお、図１９に示す実施形態においては、突出部３２ｉを係合爪３２ｃの外輪部材３２ａの外径面と連続する壁面にのみ設けた例を示したが、これに限ることなく、係合爪３２ｃの外輪部材３２ａの内径面と連続する壁面に設けてもよいし、両面に設けてもよい。図２０および図２１に示すローレット溝４２ｉおよび屈曲部５２ｉも同様である。
【０１５２】
また、図１９に示す突出部３２ｉは、一箇所に限らず複数個所に設けてもよい。図２０に示すローレット溝４２ｉは、任意の幅、深さで形成することが可能で、隣接するローレット溝４２ｉの間隔も任意に設定することができる。図２１に示す屈曲部５２ｉは、壁面に対して任意の角度とすることが可能で、例えば、１８０°の角度で折り返してもよい。
【０１５３】
なお、上記構成の針状ころ軸受３１をカムシャフト１９に組み込む場合、シリンダヘッド１３の係合溝１３ｄとベアリングキャップ１３ｃの当接面との間、およびベアリングキャップ１３ｃの係合溝１３ｄとシリンダヘッド１３の当接面との間の隙間は、突出部３２ｉを考慮せずに設定される。そのため、突出部３２ｉおよび突出部３２ｉに当接する係合溝１３ｄの壁面は、互いに変形を伴いながら密着する。
【０１５４】
その結果、シリンダヘッド１３およびベアリングキャップ１３ｃの突合面との密着力が強化される。これにより、針状ころ軸受３１に大きな回転トルクが発生しても、外輪部材３２ａ，３２ｂをハウジングに対して確実に位置決めすることが可能となる。
【０１５５】
なお、図２１に示す屈曲部５２ｉを有する係合爪５２ｃについても、上記と同様の理由により、ハウジングと係合爪５２ｃとの密着力を強化することが可能となる。また、図２０に示すローレット溝４２ｉを有する係合爪４２ｃについては、係合爪４２ｃとハウジングとの間の摩擦が大きくなることによって、両者の密着力を強化している。
【０１５６】
次に図２２〜図２６を参照して、この発明のさらに他の実施形態に係る針状ころ軸受６１を説明する。なお、図２２および図２５は針状ころ軸受６１をカムシャフト１９に組み込む前後の状態を示す図、図２３は針状ころ軸受６１に採用される外輪部材６２ａを示す図、図２４は外輪部材６２ａの係合爪６２ｃの拡大図、図２６は外輪部材６２ａの製造方法の一部を示す図である。なお、針状ころ軸受６１の基本構成は針状ころ軸受２１と共通するので、共通点の説明は省略し、相違点を中心に説明する。
【０１５７】
まず、図２２を参照して、針状ころ軸受６１は、円弧形状の外輪部材６２ａ，６２ｂを円周方向に複数連ねて形成される外輪６２と、外輪６２の内径面に沿って配置される複数の針状ころ６３と、円周上の一箇所に軸受の軸線方向に延びる分割線を有し、複数の針状ころ６３の間隔を保持する保持器６４とを備え、カムシャフト１９をハウジング１３に対して回転自在に支持する。
【０１５８】
次に図２３を参照して、外輪部材６２ａは、中心角１８０°の半円形状であって、円周方向の一方側端部にシリンダヘッド１３と係合するように径方向外側に折り曲げられた係合爪６２ｃと、軸方向の両端部に径方向内側に突出して保持器６４の軸方向への移動を規制する鍔部６２ｄとを有する。
【０１５９】
次に図２４を参照して、係合爪６２ｃは、外輪部材６２ａの円周方向端部の２箇所から径方向外側に突出し、円周方向端部から離れた位置で相互に連結されている。具体的には、略コの字型の係合爪６２ｃの開口部を外輪部材６２ａの円周方向端部に向けて配置している。また、外輪部材６２ａの円周方向端部と略コの字型の係合爪６２ｃとで囲まれた領域は、ハウジングを固定するボルトを挿通するボルト穴６２ｉとして機能する。
【０１６０】
上記構成の係合爪６２ｃは、円周方向端部に独立して設けられる係合爪と比較して、ハウジングから負荷される荷重を係合爪６２ｃ全体で均一に支持することができると共に、荷重によって係合爪６２ｃが変形するのを防止することができる点で有効である。
【０１６１】
なお、図２４に示す実施形態においては、係合爪６２ｃを略コの字型とした例を示したが、これに限ることなく、任意の形状とすることが可能である。例えば、円弧形状や三角形状であってもよい。
【０１６２】
次に図２５を参照して、上記構成の針状ころ軸受６１をカムシャフト１９に組み込む場合、シリンダヘッド１３とベアリングキャップ１３ｃとを固定するボルトは、係合爪６２ｃのボルト穴６２ｉに挿通される。また、図２５に示すように、係合爪６２ｃの径方向の長さをシリンダヘッド１３とベアリングキャップ１３ｃとの当接部分の長さと同じにすることにより、両部材１３，１３ｃの当接部分に係合爪２２ｃを受け入れる係合溝を設ける必要がなくなり、製造工数を削減することが可能となる。
【０１６３】
ここで、一般的にシリンダヘッド１３とベアリングキャップ１３ｃとの突合面は、カムシャフト１９の軸線方向、すなわち軸受の回転軸線と平行な面となる。そこで、外輪部材６２ａ，６２ｂの円周方向端部に設けた２つ係合爪６２ｃを針状ころ軸受６１の回転軸線と平行な直線状に配置することにより、係合爪６２ｃをシリンダヘッド１３とベアリングキャップ１３ｃとの間に係合させることができる。
【０１６４】
次に図２６を参照して、外輪部材６２ａを製造する場合には、打ち抜き加工工程（ａ工程）においてボルト穴６２ｉを含む係合爪６２ｃを形成する。出発材料およびその後の製造工程については図１６に示す製造方法と同じであるので、詳しい説明は省略する。
【０１６５】
次に図２７および図２８を参照して、潤滑油の保持性が向上させた針状ころ軸受７１，８１を説明する。なお、基本構成は針状ころ軸受２１と同様であるので、相違点を中心に説明する。
【０１６６】
図２７を参照して、この発明の他の実施形態に係る針状ころ軸受７１は、外輪を形成する外輪部材７２ａと、外輪の内径面に沿って配置される複数の針状ころ７３と、隣接する針状ころ７３の間隔を保持する保持器７４とを備える。
【０１６７】
保持器７４は、外輪部材７２ａの鍔部７２ｄの軸方向内側の壁面に対面する軸方向端面と、左右両側の軸方向端面から鍔部７２ｄの最内径部に対面する位置まで延びる張出部７４ｆをさらに有する。この張出部７４ｆは、保持器７４の全周に形成されている。
【０１６８】
上記構成の保持器７４を採用することにより、外輪部材７２ａの油穴７２ｈから流入して針状ころ軸受７１の軸方向端部から流出する潤滑油は、外輪部材７２ａの鍔部７２ｄの軸方向内側の壁面と保持器７４の軸方向端面との間、および鍔部７２ｄの最内径部と張出部７４ｆとの間を通過する必要がある。このように、張出部７４ｆによって軸受内部から軸方向外側に向かう油路が長くなるので、針状ころ軸受７１の潤滑油保持性が向上する。
【０１６９】
図２８を参照して、この発明の他の実施形態に係る針状ころ軸受８１は、外輪を形成する外輪部材８２ａと、外輪８２の内径面に沿って配置される複数の針状ころ８３と、隣接する針状ころ８３の間隔を保持する保持器８４とを備える。
【０１７０】
外輪部材８２ａは、軸方向の両端部に径方向内側に突出する鍔部８２ｄと、鍔部８２ｄの最内径部から軸方向内側に屈曲する屈曲部８２ｉとを有する。この実施形態においては、屈曲部８２ｉは鍔部８２ｄに対して９０°の角度を有する。
【０１７１】
保持器８４は、外輪部材８２ａの鍔部８２ｄの軸方向内側の壁面に対面する軸方向端面と、左右両側の軸方向端面から軸方向外側に鍔部８２ｄの最内径部に対面する位置まで延びる張出部８４ｆと、鍔部８４ｄの軸方向外側の壁面と対面するように、張出部８４ｆの先端から径方向外側に突出する突出部８４ｇと、軸方向端面に屈曲部８２ｉを受け入れる凹部８４ｈとを有する。
【０１７２】
上記構成とすることにより、軸受内部から軸方向外側に向かう油路が図２７に示した保持器８４と比較してさらに長くなるので、さらに潤滑油保持性に優れた針状ころ軸受７１を得ることができる。
【０１７３】
なお、外輪部材８２ａは保持器８４の径方向外側から組み込むので、屈曲部８２ｉは外輪部材８２ａを弾性変形して保持器８４の凹部８４ｈに嵌め入れることになる。したがって、屈曲部８２ｉおよび凹部８４ｈの寸法は、外輪部材８２ａの弾性変形能の範囲内で決定する必要がある。同様に軸方向端面から軸方向内側に凹む凹部８４ｈを有する保持器８４は、射出成型時に樹脂材料の弾性変形を利用して型から抜く（無理抜き）必要があるので、凹部８４ｈの寸法は、保持器８４の弾性変形能の範囲内で決定する必要がある。
【０１７４】
また、この実施形態では、屈曲部８２ｉを鍔部８２ｄに対して９０°屈曲させた例を示したが、これに限ることなく、鍔部８２ｄと屈曲部８２ｉとがなす角を鈍角とすることによって、屈曲部８２ｉの寸法を長くすることが可能となる。同様に、保持器８４の凹部８４ｈを開口部が径方向外側を向くように形成することにより、凹部８４ｈの凹み量を大きくすることが可能となる。
【０１７５】
また、屈曲部８２ｉと凹部８４ｈとの間は、潤滑油の保持性の観点からは隙間を小さくすることが好ましいが、針状ころ軸受８１のスムーズな回転を維持する観点からは、ある程度の隙間が必要となる。さらに、保持器８４の突出部８４ｇは、突出量が大きい程潤滑油の保持性が高くなるが、針状ころ軸受８１の回転を阻害しないために、先端が外輪部材８２ａの外径面より内側に位置する必要がある。
【０１７６】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１７７】
この発明は、自動車用エンジンのカムシャフトを支持するころ軸受、カムシャフト支持構造、および内燃機関に有利に利用される。
【図面の簡単な説明】
【０１７８】
【図１】この発明の一実施形態に係るカムシャフト支持構造の組込み前の状態を示す図である。
【図２】この発明の一実施形態に係るころ軸受の外輪部材を示す図である。
【図３】図２のＩＩＩ方向から見た図である。
【図４】図２のＩＶ方向から見た図である。
【図５】図２の外輪部材に設けられた鍔部の突出高さを示す図である。
【図６】図２の外輪部材を突合したときの突合部分の一例を示す図である。
【図７】図２の外輪部材を突合したときの突合部分の他の例を示す図である。
【図８】この発明の一実施形態に係るころ軸受の外輪部材の突合部分であって、凸部の根元部分での外輪部材ところとの接触状態を示す図である。
【図９】この発明の一実施形態に係るころ軸受の外輪部材の突合部分であって、凸部の先端部分での外輪部材ところとの接触状態を示す図である。
【図１０】図９の凸部の先端部分の拡大図である。
【図１１】この発明の一実施形態に係るころ軸受の保持器の側面図を示す図である。
【図１２】図１１の保持器の分割部分を含む部分断面図である。
【図１３】図２の外輪部材を突合させたときの突合部分の拡大図である。
【図１４】図１のカムシャフト支持構造の組込み後の状態を軸方向から見た断面図である。
【図１５】図１のカムシャフト支持構造の組込み後の状態を径方向から見た断面図である。
【図１６】この発明の一実施形態に係る外輪部材の製造工程の一部を示す図であって、上段は平面図、下段は断面図である。
【図１７】この発明の他の実施形態に係るカムシャフト支持構造の組込み前の状態を示す図である。
【図１８】この発明の他の実施形態に係るころ軸受の外輪部材を示す図である。
【図１９】図１８の外輪部材の係合爪の拡大図である。
【図２０】図１９の係合爪の他の実施形態を示す図である。
【図２１】図１９の係合爪のさらに他の実施形態を示す図である。
【図２２】この発明のさらに他の実施形態に係るカムシャフト支持構造の組込み前の状態を示す図である。
【図２３】この発明のさらに他の実施形態に係るころ軸受の外輪部材を示す図である。
【図２４】図２３の外輪部材の係合爪の拡大図である。
【図２５】図２２のカムシャフト支持構造の組込み後の状態を軸方向から見た断面図である。
【図２６】図２３の外輪部材の製造工程の一部を示す図であって、上段は平面図、下段は断面図である。
【図２７】この発明の一実施形態に係る保持器を示す図であって、軸方向の両端部に張出部を有する保持器を示す図である。
【図２８】この発明の他の実施形態に係る保持器を示す図であって、軸方向の両端部に張出部および突出部を有する保持器を示す図である。
【図２９】この発明の一実施形態に係る内燃機関のシリンダ１つを示す断面図である。
【図３０】図２９の内燃機関に採用されるカムシャフトを示す図である。
【図３１】従来のカムシャフト支持構造を示す図である。
【図３２】図３１のころ軸受のレース板とキャップとの拡大図である。
【符号の説明】
【０１７９】
１１  内燃機関、１２  シリンダブロック、１２ａ  シリンダ、１３，１０８  シリンダヘッド、１３ａ  吸気路、１３ｂ  排気路、１３ｃ  ベアリングキャップ、１３ｄ  係合溝、１４  ピストン、１５  クランクシャフト、１６  コンロッド、１７，１８  バルブ、１７ａ，１８ａ  バルブステム、１７ｂ，１８ｂ  バルブヘッド、１７ｃ，１８ｃ  バルブスプリング、１９，１０１  カムシャフト、１９ａ  軸部、１９ｂ  カム、１９ｃ  長径部、１９ｄ  短径部、１０１ａ  カムローブ、１０１ｂ  ジャーナル部、１０１ｃ  端部大径部、２０  スパークプラグ、２１，３１，６１，７１，８１  針状ころ軸受、２２，３２，６２，７２，８２  外輪、２２ａ，２２ｂ，３２ａ，３２ｂ，４２ａ，５２ａ，６２ａ，６２ｂ，７２ａ，８２ａ  外輪部材、２２ｃ，３２ｃ，４２ｃ，５２ｃ，６２ｃ  係合爪、２２ｄ，３２ｄ，４２ｄ，５２ｄ，６２ｄ，７２ｄ，８２ｄ  鍔部、２２ｅ，２４ｄ，８４ｈ  凹部、２２ｆ  平坦部、２２ｇ，２４ｅ  凸部、２２ｈ  油穴、８２ｉ  屈曲部、２３，３３，６３，７３，８３  針状ころ、２４，３４，６４，７４，８４  保持器、２４ａ，２４ｂ  切断端面、２４ｃ  ポケット、７４ｆ，８４ｆ  張出部、８４ｇ  突出部、１０２  ころ軸受、１０３  ころ、１０４，１０５  保持体、１０６，１０７  レース板、１０７ａ  突起、１０９  キャップ、１０９ａ  くぼみ。
【図１】
2008057736.tif 000008
【図２】
2008057736.tif 000009
【図３】
2008057736.tif 000010
【図４】
2008057736.tif 000011
【図５】
2008057736.tif 000012
【図６】
2008057736.tif 000013
【図７】
2008057736.tif 000014
【図８】
2008057736.tif 000015
【図９】
2008057736.tif 000016
【図１０】
2008057736.tif 000017
【図１１】
2008057736.tif 000018
【図１２】
2008057736.tif 000019
【図１３】
2008057736.tif 000020
【図１４】
2008057736.tif 000021
【図１５】
2008057736.tif 000022
【図１６】
2008057736.tif 000023
【図１７】
2008057736.tif 000024
【図１８】
2008057736.tif 000025
【図１９】
2008057736.tif 000026
【図２０】
2008057736.tif 000027
【図２１】
2008057736.tif 000028
【図２２】
2008057736.tif 000029
【図２３】
2008057736.tif 000030
【図２４】
2008057736.tif 000031
【図２５】
2008057736.tif 000032
【図２６】
2008057736.tif 000033
【図２７】
2008057736.tif 000034
【図２８】
2008057736.tif 000035
【図２９】
2008057736.tif 000036
【図３０】
2008057736.tif 000037
【図３１】
2008057736.tif 000038
【図３２】
2008057736.tif 000039