(57)【要約】【課題】カムフォロアの組み立て作業を容易にし、併せて、負荷荷重を低下させることなく、軽量小型化を図る。【解決手段】互いに間隔をおいて対向する一対の側壁５，６間に架設された支軸１０の外周に、シェル形で円筒部１１ａの軸方向両端にそれぞれ内径側に延出する鍔部１１ｂ，１１ｃを有する外輪１１と、この外輪１１の内周側に配置される複数のころ１２とからなるシェル形ころ軸受１３が設けられてカムフォロアが構成されている。シェル形ころ軸受は、総ころ形であるか、または外輪２１の円筒部２１ａの板厚が、いずれの鍔部２１ｂ，２１ｃの板厚より厚肉となっていることが望ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに間隔をおいて対向する一対の側壁と、前記両側壁間に架設された支軸とを備え、
前記支軸の外周に、シェル形で円筒部の軸方向両端にそれぞれ内径側に延出する鍔部を有する外輪と、この外輪の内周側に配置される複数のころとからなるシェル形ころ軸受が設けられていることを特徴とするカムフォロア。
【請求項２】
前記シェル形ころ軸受は、外輪の内周側に複数のころが保持器を介さずに配置される総ころ形である請求項１に記載のカムフォロア。
【請求項３】
前記シェル形ころ軸受において外輪の円筒部の板厚は、いずれの鍔部の板厚より肉厚となっている請求項１または請求項２に記載のカムフォロア。
【請求項４】
前記外輪は、一枚の金属板から曲げ加工を含む加工工程により製作されるものであり、前記外輪の両鍔部のうち、先曲げ側の鍔部の板厚は、円筒部の板厚より薄肉で、後曲げ側の鍔部の板厚は、先曲げ側の鍔部の板厚より薄肉である請求項３に記載のカムフォロア。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にシェル形ころ軸受を用いたカムフォロアに関する。
【０００２】
【従来の技術】
カムフォロア、例えばロッカアーム用のカムフォロアは、互いに間隔をおいて対向する一対の側壁間に支軸を架設し、この支軸の外周に、ころを介して、カムに当接する回転体を設けたものである（特許文献１参照）。従来技術において、回転体は、通常、軸方向両端に鍔部が無い形状に削り加工されている。ころは、保持器を介さずに、多数のものが回転体の内周側に配置される。
【０００３】
一方、シェル形針状ころ軸受は、シェル形の外輪と、複数の針状ころとを備えたもので、保持器を用いない総ころ形と、保持器付きとの二つのタイプがある。このうち、総ころ形のシェル形針状ころ軸受の外輪は、内周面を軌道面とする円筒部と、この円筒部の軸方向両端からそれぞれ内径側に延出する鍔部とからなるものである。
【０００４】
前記の外輪は、通常、一枚の金属板（薄鋼板）を素材としてこれに曲げ加工、絞り加工を行って、一旦、有底の筒体を成形した上で、この有底の筒体の底部に孔明け加工を施して先曲げ側の鍔部を形成し、こののち、筒体の開口側に後曲げ側の鍔部を形成して仕上げられる（特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２８０９１５号公報、明細書の００１６、図３参照。
【特許文献２】
特開２００１−６５５７５号公報、明細書の０００５、図５参照。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のカムフォロアでは、鍔部の無い形の回転体と、保持器を有しないころとを用いているので、組み立ての際、ころがばらけてしまうおそれがあり、そのため、専用のころ保持具を用意して、この保持具によりころを保持して、組み立て作業を行う必要があり、コストが嵩むほか、組み立て作業は面倒で、手数のかかるものであった。また、従来のカムフォロアは、各部の板厚が厚く、比較的重量が重い、という問題もあった。
【０００７】
一方、従来のシェル形針状ころ軸受は、ハウジングの孔の内径部に所定のしめしろで圧入することで取り付けられるもので、したがって、外輪固定、もしくは外輪非回転の軸受として使用されるのが普通である。しかし、その構造を見ると、外輪鍔付きの総ころ形では、外輪の軌道面ところとの間、または軸受内径側のころの全面にグリースを塗布することにより、ころが外輪の軌道面から脱落しないよう保持されるばかりか、組み立てに当たり、軸を軸受内部に挿入したときも、ころは外輪の鍔部に受け止められることで、軸方向に移動して軸受から脱落しないようになっている。また、小さなスペースで大きい定格荷重を有している。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、シェル形ころ軸受の構造を利用することで、組み立ての際、ころ保持具を用いなくても、ころがばらけないようにして、組み立て作業が容易にでき、しかも、軽量小型で、負荷荷重の大きなカムフォロアを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のカムフォロアは、シェル形ころ軸受を用いたものであって、互いに間隔をおいて対向する一対の側壁と、前記両側壁間に架設された支軸とを備え、前記支軸の外周に、シェル形で円筒部の軸方向両端にそれぞれ内径側に延出する鍔部を有する外輪と、この外輪の内周側に配置される複数のころとからなるシェル形ころ軸受が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
上記の構成によれば、ころは外輪の鍔部により軸方向に抜け出さないように外輪の内周側に保持され、また、ころにグリースを塗布しておけば、ころが軸受内径側に保持されるので、ころがばらけて散乱しない状態で組み立てができ、従来のようなころ保持具を用いる必要がなく、コストの上昇を招来することなく、組み立て作業が容易に効率よく行える。また、シェル形ころ軸受は、一般に、小さなスペースで大きい定格荷重を有するものであるから、軽量小型で、かつ負荷荷重の大きなカムフォロアが得られる。
【００１１】
上記構成のカムフォロアにおけるシェル形ころ軸受は、軸方向両端にそれぞれ内径側に延出する鍔部を有する外輪を備えたものであればよいが、定格荷重を大きくする上で、外輪の内周側に複数のころが保持器を介さずに配置される総ころ形であることが好ましい。総ころ形のシェル形ころ軸受を用いたカムフォロアでは、全体を大型化することなく、負荷荷重を大きくできる。
【００１２】
また、上記構成のカムフォロアにおけるシェル形ころ軸受は、外輪の円筒部の板厚が、いずれの鍔部の板厚より厚肉となっていることが望ましい。
【００１３】
上記の構成によれば、外輪の各部分のうち、円筒部の板厚が最も厚肉で、鍔部の板厚はそれより薄肉である。そのため、円筒部は充分の板厚を有して、充分な強度があり、カムから直接加わる衝撃荷重に耐えうる。
【００１４】
また、鍔部の板厚が、円筒部に比べ薄肉であるので、鍔部の板厚が薄肉となっている分、ころの長さを長くすることができて、ころの転送面の幅が広がり、定格荷重が増大する。さらに、鍔部の板厚が薄肉となるので、鍔部と円筒部との接続部分の曲率が小さくなり、この接続部分がころの端部と干渉しにくくなるから、この点でも、ころの転送面の幅を広げて、定格荷重の増大が図れる。
【００１５】
このように、本発明のカムフォロアに用いられる、上記構成のシェル形ころ軸受は、外部から外輪の外周面に直接加わる荷重に対して大きな強度を有し、定格荷重も大であるので、カムフォロアにおいてカムが直接当接する回転体として、支障なく使用することができる。また、ころの長さを一定とすると、鍔部が薄肉になった分、軸受の総幅が減少するから、コンパクト化が図れ、カムフォロアの小型化に役立つ。
【００１６】
上記構成のシェル形ころ軸受において、シェル形の外輪は、通常、一枚の金属板から曲げ加工を含む加工工程により製作されるが、他の加工工程で製作されるものであってもよい。
【００１７】
シェル形の外輪が、一枚の金属板から曲げ加工を含む加工工程により製作されるものであり、前記外輪の両鍔部のうち、先曲げ側の鍔部の板厚は、円筒部の板厚より薄肉で、後曲げ側の鍔部の板厚は、先曲げ側の鍔部の板厚より薄肉である場合は、従来のシェル形の外輪の製作過程に、先曲げ側の鍔部を薄肉にする工程を加えればよく、比較的容易に、所要の外輪を製作することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
〔カムフォロアの実施形態〕
図１ないし図３は、本発明のカムフォロアの一実施形態を示すもので、この実施形態では、カムフォロアとしてロッカアームを例示している。図１は、一実施形態に係るロッカアームの縦断側面図、図２は、図１のロッカアームの平面図、図３は、図２の（３）−（３）線に沿った断面図である。
【００１９】
これらの図において、符号１はロッカアームの全体を示し、２はカム、３は、傾動支持部となるラッシュアジャスタ、４はバルブである。
【００２０】
ロッカアーム１は、エンドピボットタイプで、互いに間隔をおいて対向する一対の側壁５，６を含む胴体７を備えている。一対の側壁５，６の長手方向一端部間には、ラッシュアジャスタ３の上端部に嵌合するピボット部８が設けられ、長手方向他端部間には、バルブ４に当接されるバルブ係合部９が設けられている。
【００２１】
両側壁５，６の長手方向中間部間に支軸１０が架設され、この支軸１０には、これの外周に回転自在に支持されてカム２に当接される回転体として、シェル形の外輪１１と、針状ころ１２とからなる総ころ形のシェル形針状ころ軸受１３が設けられている。したがって、ここでのシェル形針状ころ軸受１３は、支軸１０を内輪とする外輪回転型の軸受となっており、そのシェル形の外輪１１の外周面にカム２が転接する。
【００２２】
前記シェル形針状ころ軸受１３において、外輪１１は、図３に示すように、内周面を軌道面とする円筒部１１ａと、この円筒部１１ａの軸方向両端からそれぞれ内径側に延出する鍔部１１ｂ，１１ｃとからなるものである。針状ころ１２は、多数のものが外輪１１の内周側に保持器を介さずに配置されている。
【００２３】
なお、一対の側壁５，６とピボット部８とバルブ係合部９とは、単一の板材で一体に形成されるが、ピボット部８とバルブ係合部９とのいずれか一方、または両方を側壁５，６とは別体に構成して、これを側壁５，６に溶接等の手段で結合してもよい。
【００２４】
上記の構成において、支軸１０の外周にシェル形針状ころ軸受１３を取り付けることで、カムフォロア部分が組み立てられるが、この組み立ての際、針状ころ１２は外輪１１の鍔部１１ｂ，１１ｃにより抜け落ちないように外輪１１の内周側に保持されるので、従来のようなころ保持具を用いなくても、針状ころ１２をばらけさせることなく、組み立てができ、組み立て作業が容易に効率よく行える。また、シェル形ころ軸受１３は、一般に、小さなスペースで大きい定格荷重を有するものであるから、軽量小型で、かつ負荷荷重の大きなカムフォロアが得られる。
【００２５】
〔カムフォロアに用いるシェル形ころ軸受の実施形態〕
図４ないし図６は、本発明のカムフォロアに用いるシェル形ころ軸受の一実施形態を示すもので、ここでは、総ころ形で開放形のシェル形針状ころ軸受を例示している。図４は、シェル形針状ころ軸受の半部の断面図、図５は、図４の軸受の外輪の製作過程を示す説明図、図６は、図１の軸受の外輪の他の製作過程を示す説明図である。
【００２６】
図４において、符号２０は、カムフォロアに用いるシェル形針状ころ軸受の全体を示し、２１はシェル形の外輪、２２は針状ころである。シェル形の外輪２１は、一枚の金属板（薄鋼板）から曲げ加工を含む加工工程により製作されるもので、内周に軌道面を有する円筒部２１ａと、この円筒部２１ａの軸方向両端にそれぞれ内径側に向けて延出形成された鍔部２１ｂ，２１ｃとを有する。両鍔部２１ｂ，２１ｃのうち、軸方向一端（図において、左端）のものが先曲げ側の鍔部２１ｂであり、軸方向他端の薄肉のものが後曲げ側の鍔部２１ｃである。針状ころ２２は、多数のものが外輪２１の内周側に保持器なしで配置されている。
【００２７】
外輪２１の各部分２１ａ，２１ｂ，２１ｃのうち、円筒部２１ａが最も板厚が厚く、その板厚Ｔ１は、外輪２１の外周面にカムから作用すると予想されるラジアル荷重に充分耐える値に設定されている。そして、先曲げ側の鍔部２１ｂの板厚Ｔ２は、円筒部２１ａの板厚Ｔ１より薄く、後曲げ側の鍔部２１ｃの板厚Ｔ３は、先曲げ側の鍔部２１ｂの板厚Ｔ２より薄肉である（すなわち、Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３）。
【００２８】
上記の構成によれば、外輪２１の各部分２１ａ，２１ｂ，２１ｃのうち、円筒部２１ａが最も厚肉であるから、カムから直接加わる衝撃荷重に耐えるに充分な強度を有することになる。
【００２９】
また、従来のこの種の軸受の外輪では最も厚肉となっている先曲げ側の鍔部２１ｂの板厚Ｔ２が、この実施形態のシェル形針状ころ軸受では、円筒部２１ａより薄肉になっているので、前記鍔部２１ｂが薄肉となっている分、針状ころ２２の長さを長くすることができて、針状ころ２２の転送面の幅が広がり、定格荷重が増大する。
【００３０】
さらに、先曲げ側の鍔部２１ｂが薄肉となっていることで、該鍔部２１ｂと円筒部２１ａとの接続部分の曲率が小さくなり、この接続部分の内面が針状ころ２２の端部と干渉しにくくなるから、この点からも、針状ころ２２の長さを長くしてその転送面の幅を広げ、定格荷重の増大が図れる。
【００３１】
また、針状ころ２２の長さを一定とすると、先曲げ側の鍔部２１ｂが薄肉になった分、軸受の総幅が減少するから、コンパクト化が図れる。
【００３２】
上記のように、本実施形態のシェル形針状ころ軸受２０は、外輪２１の円筒部２１ａに充分な板厚が確保されることから、カムから外輪２の外周面に直接加わる荷重に対して強く、また、その内周側では針状ころ２２の転送面の幅が広くなることで、定格荷重が大きいから、外輪回転の軸受として、また、カムフォロアにおいてカムが直接当接する回転体として、支障なく使用することができる。
【００３３】
次に、前記したシェル形の外輪２１の製作過程を図５の（Ａ）〜（Ｆ）に基づいて説明する。この製作過程は、従来のこの種のシェル形の外輪の製作過程と大きく異なるものではなく、製作過程の一部に、先曲げ側の鍔部２１ａの板厚を薄肉にする工程が含まれている点に特徴がある。
【００３４】
（Ａ）第１の工程では、一枚の所要の径の薄鋼板を素材として、これに曲げ加工を施して、図５（Ａ）に示すように、底の浅い椀形の素体２１０を成形する。ここでは、全体がほぼ一様に厚い板厚を有する。
【００３５】
（Ｂ）第２工程では、前記の椀形の素体２１０の底部に対して、プレスによる減肉処理を行って、図５の（Ｂ）に示すような底部が薄肉となった素体２１１を作る。なお、ここで、底部の周りに厚肉部分が残されているのは、後の加工で、底部と筒部との接続部分の板厚が過度に薄くならないようにするためである。
【００３６】
（Ｃ）第３工程では、絞り加工により、前記の底部が薄肉である素体２１１から、図５の（Ｃ）に示すような底の深い有底の筒体２１２を作る。この有底の筒体２１２では、底部の板厚は、筒部の板厚より薄肉になっている。
【００３７】
（Ｄ）第４の工程では、後曲げ側の鍔部２１ｃが形成される部分、すなわち、有底の筒体２１２の開口部分がトリミングされ、図５の（Ｄ）に示すような、開口部が薄肉になった筒体２１３が得られる。
【００３８】
（Ｅ）第５の工程では、開口部が薄肉になった筒体２１３の底部に孔明け加工を施す。これで図５の（Ｅ）に示すような、底部に孔がある筒体２１４が得られる。孔が明いた底部が先曲げ側の鍔部２１ｂになる。
【００３９】
（Ｆ）第６の工程では、第５の工程で得られた筒体２１４の薄肉の開口部に曲げ加工が施されて、図５の（Ｆ）に示すように、後曲げ側の鍔部２１ｃが形成され、ほぼ外輪２１の完成形２１５となり、こののち、これに熱処理がなされて、図４に示した外輪２１が完成する。
【００４０】
上記の製作過程では、椀形の素体２１０の底部に減肉処理を施すだけで、円筒部２１ａが厚肉で、先曲げ側の鍔部２１ｂが薄肉である外輪２１が得られるから、従来の外輪の製作過程のほとんどを利用でき、比較的容易に、所要の外輪２１を製作することができる。
【００４１】
前記したシェル形の外輪２１は、他の製作過程によっても製作することができる。図６は、外輪２１の他の製作過程を示すもので、図６の（Ａ）〜（Ｆ）に基づいて、他の製作過程を説明する。
【００４２】
（Ａ）第１の工程では、一枚の所要の径の薄鋼板を素材として、これから曲げ加工により、図６の（Ａ）に示すような底の浅い椀形の素体３１０を成形する。
【００４３】
（Ｂ）第２工程では、絞り加工により、前記の椀形の素体３１０から、図６の（Ｂ）に示すような底の深い有底の筒体３１１を作る。この段階では、有底の筒体３１１の底部の板厚は、筒部の板厚より厚肉である。
【００４４】
（Ｃ）第３の工程では、後曲げ側の鍔部２１ｃが形成される部分、すなわち、有底の筒体３１１の開口部分がトリミングされ、図６の（Ｃ）に示すような、開口部が薄肉になった筒体３１２が得られる。
【００４５】
（Ｄ）第４の工程では、開口部が薄肉になった筒体３１２の底部に孔明け加工を施す。これで図６の（Ｄ）に示すような、底部に孔がある筒体３１３が得られる。この段階では、有底の筒体３１３の底部の板厚は、まだ筒部の板厚より厚肉である。
【００４６】
（Ｅ）第５の工程では、孔明けされた有底の筒体３１３の底部に対して、プレスにより減肉処理を行い、そのプレスにより底部の内径側にはみ出た部分をカットする。これで、図６の（Ｅ）に示すような、孔がある底部が薄肉になった筒体３１４が得られる。薄肉で孔が明いた底部が、先曲げ側の鍔部２１ｂになる。
【００４７】
（Ｆ）次の第６の工程では、第５の工程で得られた筒体３１４の薄肉の開口部に曲げ加工が施されて、図６の（Ｆ）に示すように、後曲げ側の鍔部２１ｃが形成され、ほぼ外輪２１の完成形３１５となり、こののち、これに熱処理がなされて、図１に示した外輪２１が完成する。
【００４８】
上記の実施形態では、総ころ形で開放形のシェル形針状ころ軸受を示したが、本発明のカムフォロアに用いるシェル形針状ころ軸受は、円筒部の軸方向両端に鍔部を有する外輪を備えたものであれば、保持器付きのシェル形針状ころ軸受であってもよい。また、シェル形の外輪１１の内周に配置されるころは、針状ころ１２に限らず、円筒ころであってもよい。
【００４９】
さらに、シェル形の外輪１１の外周面には、油保持用の溝を軸方向に沿って、あるいは軸方向と鋭角で交差する方向に沿って複数本形成してもよい。このような油保持用の溝があれば、外輪１１の外周面の広い範囲、または外周面の全面に油膜が形成されることになり、カム２の当接に伴う過度の摩耗を防止することができる。また、シェル形の外輪１１の外周面には、クラウニングを施してもよい。このクラウニングがあれば、カム２の当接に伴う過大なエッジロードによる摩耗等の損傷を防止することができる。
【００５０】
シェル形の外輪２１は、図５または図６に示したように、一枚の金属板から曲げ加工を含む加工工程により製作するほか、他の加工工程、例えば金属パイプを素材として製作されるものであってもよい。
【００５１】
このほか、本発明のカムフォロアに用いるシェル形針状ころ軸受は、外輪の一方の鍔部（先曲げ側の鍔部）が軸心位置まで延長して軸受の軸方向一端を密閉している、いわゆる一端密閉形のシェル形針状ころ軸受でもよい。前記の一端密閉形のシェル形針状ころ軸受は、その内径部に内輪となる片持ちの軸を挿入することで、スタッド形のカムフォロアのように、カムに当接する回転体を片持ちの軸で支持するカムフォロアを構成する。
【００５２】
その他、本発明のカムフォロアに用いるシェル形ころ軸受は、外輪回転の軸受として、カムフォロア以外のものに使用可能である。
【００５３】
【発明の効果】
本発明のカムフォロアでは、組み立ての際、ころは外輪の鍔部やグリースにより抜け落ちないように外輪の内側に保持されるので、従来のようなころ保持具を用いなくても、ころをばらけさせることなく、組み立てができ、コストの上昇を招来することなく、組み立て作業が容易に効率よく行える。また、小さなスペースで大きい定格荷重を有するシェル形ころ軸受を用いることで、カムフォロアの負荷荷重を減少させることなく、軽量小型化することが可能になる。
【００５４】
本発明のカムフォロアに用いるシェル形ころ軸受は、外輪の円筒部の板厚が、いずれの鍔部の板厚より厚肉となっていれば、外輪の円筒部に充分な板厚が確保され、その内周側ではころの長さを長くして、ころの転送面の幅を広くできるので、外部から外輪の外周面に直接加わる荷重に対して大きな強度を有し、定格荷重も大で、衝撃荷重が加わる個所にも用いることができ、カムフォロアにおいてカムが直接当接する回転体として支障なく使用することが可能で、軽量小型で負荷荷重の大きなカムフォロアを得るのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るロッカアームの縦断側面図である。
【図２】図１のロッカアームの平面図である。
【図３】図２の（３）−（３）線に沿った断面図である。
【図４】本発明のカムフォロアに用いるシェル形針状ころ軸受の半部の断面図である。
【図５】図４の軸受の外輪の製作過程を示す説明図である。
【図６】図４の軸受の外輪の他の製作過程を示す説明図である。
【符号の説明】
１  ロッカアーム
５  側壁
６  側壁
１０  支軸
１１  外輪
１１ｂ，１１ｃ  鍔部
１２  針状ころ
１３  シェル形針状ころ軸受
２０  シェル形針状ころ軸受
２１  シェル形の外輪
２１ａ  円筒部
２１ｂ，２１ｃ  鍔部
２２    針状ころ
【図１】
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【図２】
2004162887.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004162887.tif 000006
【図５】
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【図６】
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