(57)【要約】【課題】  軸体をころ軸受により回転可能に支持する場合の作業を、数少ない部品で、簡単、容易に行えるようにする。【解決手段】  本発明の分割型ころ軸受装置は、少なくとも外輪が複数の分割体７Ａ，７Ｂに分割されているころ軸受４を含み、外輪の一つの分割体７Ａには、その軌道部の周方向両端の外径側に取付け部７ｄが一体に形成されている。上記の外輪分割体７Ａは取付け部７ｄを介してハウジング３に取付け固定される。【選択図】図２
2007247876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも外輪が複数の分割体に分割されているころ軸受を含む分割型ころ軸受装置であって、
外輪の一つの分割体には、その軌道部の周方向両端の外径側に取付け部が一体に形成され、上記外輪分割体は、上記取付け部を介してハウジングに取付け固定される、ことを特徴とする分割型ころ軸受装置。
【請求項２】
取付け部を有する外輪分割体は、硬化処理された鋼板からなり、上記外輪分割体において軌道部となる円弧部には、その周方向両端から径方向外方に突出する取付け部が一体に形成されている、請求項１に記載の分割型ころ軸受装置。
【請求項３】
取付け部を有する外輪分割体の軌道部の周方向両端に係合部が形成されるとともに、該外輪分割体と円環状に連設される他方の外輪分割体の軌道部の周方向両端には、上記係合部に係合可能な被係合部が形成され、上記両外輪分割体は、上記係合部と被係合部との係合により円環状に連結される、請求項１または請求項２に記載の分割型ころ軸受装置。
【請求項４】
取付け部を有する外輪分割体と該外輪分割体に円環状に連設される他方の外輪分割体との連設端部の内周面は、両外輪分割体の他の部分の軌道面より外径側に後退した逃げ面となっている、請求項１ないし３のいずれかに記載の分割型ころ軸受装置。
【請求項５】
取付け部を有する外輪分割体の軸方向両側に、該外輪分割体の内周側に設けられる保持器付きころの軸方向位置を規制する内鍔部が形成されている、請求項１ないし４のいずれかに記載の分割型ころ軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として自動車のエンジンにおけるカムシャフトやクランクシャフト等の軸支持部に使用される分割型ころ軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジンについては、近年、一層の低燃費化が要求されている。その低燃費化のためには、エンジン内部の機械的部分のエネルギーロスを低減する必要がある。
【０００３】
従来、自動車のエンジンでは、多くの場合、カムシャフトはすべり軸受により支持されている（例えば、特許文献１参照）ので、この軸支持部に、すべり軸受に替えて転がり軸受を適用すると、上記エネルギーロスの低減に効果がある。試算によれば、すべり軸受を適用したものと、転がり軸受を適用したものとを一定の条件（油温４０℃、回転数３０００ｒｐｍ）で使用したとすると、転がり軸受を適用したものでは、すべり軸受を適用したものよりトルクが１８％低減する。
【０００４】
ところで、カムシャフトには、軸体に別に製作したカムを組み付ける組立式のものと、軸体とカムとが一体に造られる一体式のものとがある。
【０００５】
組立式のカムシャフトでは、軸体にカムを組み付ける際に、軸体に転がり軸受を圧入すればよいが、一体式のカムシャフトでは、軸体の軸方向各所にカムが既に存在するので、軌道輪や、転動体の保持器等が二つ割り構造であるころ軸受等の分割型転がり軸受が使用される。
【特許文献１】特開平１１−１４８４２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一体式のカムシャフトに分割型ころ軸受を取り付けて、該カムシャフトを回転可能に支持する場合、カムシャフトの軸体の所要部の外周で、ころ軸受の二つ割りの保持器や二つ割りの外輪をそれぞれ環状に結合するとともに、このころ軸受の外輪を、ハウジングとカムキャップとの間に固定する必要があり、取り付けに多くの工数がかかり、作業が面倒である。
【０００７】
また、上記の場合、ころ軸受の外輪や保持器が二つ割りである上に、外輪を固定するカムキャップが必要であるので、部品点数が多く、軸支持部を軽量化し、またコストの低減を図る上で好ましくない。
【０００８】
本発明は、カムシャフト等の軸体に分割型ころ軸受を取り付けて、該軸体を回転可能に支持する場合、数少ない部品で、簡単、容易に取り付け作業が行えるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による分割型ころ軸受装置は、少なくとも外輪が複数の分割体に分割されているころ軸受を含む分割型ころ軸受装置であって、外輪の一つの分割体には、その軌道部の周方向両端の外径側に取付け部が一体に形成され、上記外輪分割体は、上記取付け部を介してハウジングに取付け固定されることを特徴とする。
【００１０】
従来の分割型ころ軸受では、カムシャフト等の軸体を回転可能に支持する場合、軸体の外周に、分割型ころ軸受の二つ割りの保持器や二つ割りの外輪をそれぞれ環状に結合するとともに、外輪を、カムキャップのようなキャップ部材を用いてハウジング側に固定する必要があるが、上記本発明の分割型ころ軸受装置では、外輪分割体の一つを、その取付け部を介してハウジングに固定すれば、外輪の全体がハウジング側に固定されることになり、扱う部材の数が少なく、軸体を回転可能に支持させる際の作業を、簡単、容易に行うことができる。
【００１１】
また、上記本発明の分割型ころ軸受装置では、従来の分割型ころ軸受では必須であったカムキャップ等のキャップ部材が不要となるので、部品点数が少なくて済み、低コスト化と軽量化とが図れる。
【００１２】
特に、取付け部を有する外輪分割体は、硬化処理された鋼板からなり、上記外輪分割体において軌道部となる円弧部には、その周方向両端から径方向外方に突出する取付け部が一体に形成されている場合は、取付け部を有する外輪分割体は、鋼板のプレス加工により製作することができ、コストのより大幅な低減が可能になる。
【００１３】
上記構成の分割型ころ軸受装置においては、取付け部を有する外輪分割体の軌道部の周方向両端に係合部が形成されるとともに、該外輪分割体と円環状に連設される他方の外輪分割体の軌道部の周方向両端には、上記係合部に係合可能な被係合部が形成され、上記両外輪分割体は、上記係合部と被係合部との係合により円環状に連結されることが望ましい。
【００１４】
上記構成では、両外輪分割体は、分離しないよう円環状に連結されるので、これら両外輪分割体により、軸体の外周にころ軸受を巻き付けるように装着することができ、さらに、その状態のまま、ころ軸受および軸体をハウジングに組み付けることができ、軸体を回転可能に支持させる際の作業を、一層容易に行うことができる。
【００１５】
さらに、上記構成の分割型ころ軸受装置においては、取付け部を有する外輪分割体と、他方の外輪分割体とは、円環状に連設されることになるが、その連設部分をころが転動通過する際に、ころの乗り上げにより騒音が発生するおそれがある。
【００１６】
これに対しては、取付け部を有する外輪分割体と、該外輪分割体に円環状に連設される他方の外輪分割体との連設端部の内周面は、両外輪分割体の他の部分の軌道面より外径側に後退した逃げ面となっていることが望ましい。上記のように、各外輪分割体の連設端部の内周面が逃げ面となっていると、ころの転動通過時、ころは外輪分割体の連設端部に接触しないか、あるいは軽く接触する程度であるから、ころの乗り上げによる騒音の発生は大幅に抑制される。
【００１７】
さらにまた、上記構成の分割型ころ軸受装置においては、取付け部を有する外輪分割体の軸方向両側に、該外輪分割体の内周側に設けられる保持器付きころの軸方向位置を規制する内鍔部が形成されていることが望ましい。
【００１８】
外輪分割体に上記の内鍔部があれば、保持器付きころの軸方向位置が規制されることになり、上記保持器付きころを含むころ軸受は、軸体に形成した小径部（小径部ではその軸方向両側の段落壁により、保持器付きころの軸方向位置が規制される）だけでなく、軸体に形成した大径部や、軸体の他の部分と同径の部分に装着することができる。特に、ころ軸受を軸体の大径部に装着する場合、その大径部の外周面が内輪軌道となるが、軸体の他の部分より外径側に張り出している分、内輪軌道の研削、研磨が容易で、精度の高い内輪軌道を形成することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、軸体に分割型のころ軸受を取り付けて軸体を回転可能に支持する場合の作業を、簡単かつ容易に行うことができ、しかも、カムキャップのようなキャップ部材を省略して、数少ない部品により軸支持部の軽量化と、低コスト化とを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の最良の実施の形態である第１実施形態を、図１ないし図４を参照して説明する。第１実施形態は、本発明をカムシャフトの軸支持部に適用したもので、図１は、第１実施形態に係る分割型ころ軸受装置の縦断側面図、図２は、図１の（ii）−（ii）線に沿った断面図、図３は外輪分割体の分解斜視図、図４は、両外輪分割体の連設部分の構造を示す拡大断面図である。
【００２１】
図１および図２において、符号１はカムシャフトを、２は分割型ころ軸受装置の全体を、３は、上記分割型ころ軸受装置２が設けられるハウジングを、それぞれ示している。カムシャフト１は、軸体１１にカム１２を一体に形成したもので、回転に応じて各カム１２が、その下方に配置されたカムフォロア（図示省略）を下方に押し下げるようになっている。軸体１１の支持個所には小径部１１ａが形成されている。
【００２２】
分割型ころ軸受装置２は、カムシャフト１の軸体１１の小径部の外周に設けられており、ころ軸受４を備えたものである。ころ軸受４は、複数のころ５と、これらのころ５を周方向等間隔に保持する保持器６と、２つの外輪分割体７Ａ，７Ｂからなる外輪とを含むものである。ころ５は、軸体１１の小径部１１ａの外周に接して配置されており、したがって、小径部１１ａの外周部がころ軸受４の内輪となっている。
【００２３】
保持器６は、二つ割り構造のものでよいが、樹脂のような弾性変形が可能な材料により周方向の一個所にのみ割れ目を有する形状に成形して、側面視でＣ字形に開くようにしてもよい。なお、本実施形態では、保持器６は、軸体１１の小径部１１ａより若干幅狭であり、ころ５を保持した状態で、小径部１１ａの軸方向両側の段落壁により、軸方向位置が規制されるようになっている。
【００２４】
２つの外輪分割体７Ａ，７Ｂは、互いに円環状に連設されるもので、いずれもＳＣＭ４１５のような浸炭鋼、窒化鋼等の硬化処理した鋼板をプレス加工により所要の形状に成形したものである。本実施形態では、各外輪分割体７Ａ，７Ｂは板厚１〜４．５ｍｍで、最表面層の硬度はＨｖ６５０以上、また、最表面層の疲労強度を上げるために圧縮残留応力を５００Ｍｐａとしている。
【００２５】
上記の両外輪分割体７Ａ，７Ｂのうち、一方の外輪分割体７Ａ（図１ないし図３において上側にある外輪分割体で、以下の説明では、上側の外輪分割体と称する）は、ハウジング３との間でころ軸受４を固定的に装着する部材を兼ねるもので、ハウジング３に対する取付け部７ｄが一体に形成されている。
【００２６】
すなわち、図２および図３に明示するように、上側の外輪分割体７Ａでは、軌道部となる半円弧の円弧部７ｃの周方向両端に続く部分を、それぞれ径方向外方に折曲することで、径方向外方に突出する取付け部７ｄが一体に形成されている。両取付け部７ｄ，７ｄは、円弧部７ｃの周方向両端を通る直径線に沿って外方に直線状に突出している。各取付け部７ｄにはねじ８の挿通孔７ｅが形成されている。なお、取付け部７ｄのねじ挿通孔７ｅに対応して、ハウジング３の取付け面（図１，２では上面）にはねじ孔３ｅが穿設されている。
【００２７】
上側の外輪分割体７Ａは、その取付け部７ｄをハウジング３の上面に載置した状態で、該取付け部７ｄをねじ８等の手段でハウジング３に固定することで、上側の外輪分割体７Ａを含むころ軸受４の全体をハウジング３に固定的に装着するようになっている。
【００２８】
両外輪分割体７Ａ，７Ｂのうち、他方の外輪分割体７Ｂ（図１ないし図３において下側にある外輪分割体で、以下の説明では、下側の外輪分割体と称する）は、ほぼ半円弧に形成されており、ハウジング３に形成された円弧凹部３ａ内に嵌置される。
【００２９】
また、上側の外輪分割体７Ａにおいて、円弧部７ｃと取付け部７ｄとの境界部分には、係合部として、板厚を貫通する係合孔７ｆが形成されており、一方、下側の外輪分割体７Ｂの周方向端部には、上記係合部に係合する被係合部として、周方向に突出する係合凸部７ｇが形成されている。係合凸部７ｇは、上側の外輪分割体７Ａの係合孔７ｆに貫通状に嵌合する形状で、先端に爪部７ｈを有する。
【００３０】
さらに、上側の外輪分割体７Ａと下側の外輪分割体７Ｂとは円環状に連設されるが、各外輪分割体７Ａ，７Ｂの連設端部は、図４に示すような構造で、両外輪分割体７Ａ，７Ｂの連設端部の内周面は、両外輪分割体７Ａ，７Ｂの他の部分の軌道面より外径側に後退した逃げ面７ｉ，７ｉとなっている。具体的には、本実施形態では、両外輪分割体７Ａ，７Ｂの連設端部の内周面の曲率半径Ｒ２が、両外輪分割体７Ａ，７Ｂの他の部分の軌道面の曲率半径Ｒ１より大きくなっていて、これにより連設端部の内周面は外径側に後退した逃げ面７ｉとなっている。
【００３１】
逃げ面７ｉは、上記のほか、直線状に広がる面であってもよいし、各外輪分割体７Ａ，７Ｂの円弧部７ｃの湾曲方向と逆側に湾曲する面であってもよく、また、逃げ面７ｉの形成は、各外輪分割体７Ａ，７Ｂの全体の形成と同時にプレスにより行ってもよいし、研削や研磨により形成してもよい。
【００３２】
上記構成において、カムシャフト１に対する取り付けに当たっては、カムシャフト１の小径部１１ａの外周に、保持器６付きころ５を設けるとともに、この保持器７６付きころ５の外周で、上側と下側の両外輪分割体７Ａ，７Ｂを円環状に組み合わせる。
【００３３】
上下の外輪分割体７Ａ，７Ｂの組み合わせにより、両者の間では、下側の外輪分割体７Ｂの係合凸部７ｇが上側の外輪分割体７Ａの係合孔７ｆに貫通状に嵌合して、係合凸部７ｇの爪部７ｈが、係合孔７ｆの外径側で係合孔７ｆの周縁と係合して、係合凸部７ｇの抜け出しが阻止され、これにより、上側と下側の両外輪分割体７Ａ，７Ｂが分離しないように円環状に連結され、軸体１１の小径部１１ａの外周には、両外輪分割体７Ａ，７Ｂを含むころ軸受４の全体が巻き付け状に装着される。
【００３４】
次いで、カムシャフト１に装着されているころ軸受４を、カムシャフト１ごとハウジング３の円弧凹部３ａ内に嵌置すると、上側の外輪分割体７Ａの取付け部７ｄがハウジング３の上面に載置した状態となる。ここで、該取付け部７ｄをねじ８でハウジング３に固定することで、上側の外輪分割体７Ａを介して下側の外輪分割体７Ｂがハウジング３の円弧凹部３ａ内に固定されるとともに、両外輪分割体７Ａ，７Ｂを含むころ軸受４の全体がハウジング３に固定的に装着され、このころ軸受４によりカムシャフト１が回転可能に支持されることになる。
【００３５】
上記の場合、両外輪分割体７Ａ，７Ｂは、係合孔７ｆと係合凸部７ｇとの係合により円環状に連結されるから、これら両外輪分割体７Ａ，７Ｂを含むころ軸受４の全体を、カムシャフト１の外周に巻き付け状に装着することができ、その後のころ軸受４の扱いに手がかからなくなり、ころ軸受４によりカムシャフト１を回転可能に支持する際の作業が容易になる。
【００３６】
また、外輪分割体７Ａの一部（取付け部７ｄ）を介して両外輪分割体７Ａ，７Ｂからなる外輪をハウジング３に固定できるから、従来のように外輪の固定のためにカムキャップのようなキャップ部材が不要で、部品点数が減少するとともに、軸支持部の軽量化、低コスト化を図ることができる。
【００３７】
さらに、一般に、外輪が２つの外輪分割体に分割されているころ軸受においては、２つの外輪分割体が連設され部分をころが転動通過する際に、該部分へのころの乗り上げにより騒音が発生するおそれがあるが、上記のように、各外輪分割体７Ａ，７Ｂの連設端部の内周面が逃げ面７ｉとなっていると、ころ５の転動通過時、ころ５は外輪分割体７Ａ，７Ｂの連設端部に接触しないか、あるいは軽く接触する程度であるから、ころ５の乗り上げによる騒音の発生は大幅に抑制される。
【００３８】
図５は、他の実施形態に係る分割型ころ軸受装置を示すもので、この実施形態の分割型ころ軸受装置２は、カムシャフト１の軸体１１の大径部１１ｂの外周に設けられており、大径部１１ｂの外周部がころ軸受４の内輪となっている。保持器６は、軸方向両側に内鍔部６ａ，６ａを有し、この内鍔部６ａ，６ａと軸体１１の大径部１１ｂとの係合により、軸方向位置が規制されるようになっている。ころ軸受４が、複数のころ５と、これらのころ５を周方向等間隔に保持する保持器６と、２つの外輪分割体７Ａ，７Ｂからなる外輪とを含む等、他の構成は、上記した第１実施形態と同じである。
【００３９】
図６は、さらに他の実施形態に係る外輪分割体を示すもので、上側の外輪分割体７Ａの円弧部７ｃの周方向両端には、取付け部７ｄの一部を切り起こすことにより、周方向に沿って突出する嵌合凸部７ｊが形成され、下側の外輪分割体７Ｂの周方向両端には、上記嵌合凸部７ｊに嵌合する嵌合凹部７ｋが形成されている。符号７ｍは、嵌合凸部７ｉの切り起こしにより取付け部７ｄにできた凹部を示す。また、図６の実施形態では、上側の外輪分割体７Ａの取付け部７ｄにはバーリング加工により、円筒状突出部７ｎのあるねじ挿通孔７ｅが形成されている。なお、上側の外輪分割体７Ａには取付け部７ｄが一体に形成され、下側の外輪分割体７Ｂには、取付け部がなく、ほぼ半円弧の形状に成形される点は、上記した第１実施形態と同じである。
【００４０】
図６の実施形態において、上側と下側の両外輪分割体７Ａ，７Ｂを円環状に連設する場合、上側の外輪分割体７Ａの嵌合凸部７ｊを、下側の外輪分割体７Ｂの嵌合凹部７ｋに嵌合させることにより、両外輪分割体７Ａ，７Ｂの相互の軸方向位置が規制され、両外輪分割体７Ａ，７Ｂの間に位置ずれが生じない。また、ねじ挿通孔７ｅに円筒状突出部７ｎがあることで、工具を取付け部７ｄの表面に接触させることなく、ねじ８を強力に締め付けることができる。
【００４１】
図７は、さらに他の実施形態に係る外輪分割体を示すもので、（Ａ）は縦断側面図、（Ｂ）は、（Ａ）の（ｂ）−（ｂ）線での断面図である。この図７の実施形態では、上側の外輪分割体７Ａの円弧部７ｃの軸方向両側に、径方向内方に突出する内鍔部７ｏが形成されている。この内鍔部７ｏは、上側の外輪分割体７Ａの内周側に設けられる保持器６付きころ５の軸方向位置を規制するためのものである。したがって、内鍔部７ｏは、保持器６が位置する径方向位置にまで延出していればよい。また、内鍔部７ｏは、上側の外輪分割体７Ａの各部分のうち、円弧部７ｃに形成されていればよく、取付け部７ｄでは省略してよい。
【００４２】
図８は、上記図７の外輪分割体を含む分割型ころ軸受装置の縦断側面図である。同図の実施形態では、軸体１１に大径部１１ｂが形成され、この大径部１１ｂの外周部を内輪として、その外周に保持器６付きころ５と外輪分割体７Ａ，７Ｂとを含むころ軸受４が設けられている。上側の外輪分割体７Ａの軸方向両側には、図６に示したように、内鍔部７ｏが形成されているが、下側の外輪分割体７Ｂの軸方向両側にも、同様の内鍔部７ｐが形成されている。
【００４３】
この図８の実施形態においても、上側の外輪分割体７Ａには取付け部７ｄがあり、この取付け部７ｄのハウジング３への取付け固定により、上側の外輪分割体７Ａばかりでなく、下側の外輪分割体７Ｂがハウジング３に固定され、これら両外輪分割体７Ａ，７Ｂを含むころ軸受４がハウジング３側に固定的に装着されることは、第１実施形態の場合と同じである。
【００４４】
図８の実施形態においては、両外輪分割体７Ａ，７Ｂの内鍔部７ｏ，７ｐにより、保持器６付きころ５の軸方向位置が規制されるので、第１実施形態のように、ころ軸受４を軸体１１の小径部１１ａの外周に設ける必要がなく、軸体１１の大径部１１ｂの外周や、軸体１１の他の部分と同径の部分にもころ軸受４を設けることができる。また、軸体１１の大径部１１ｂの外周部をころ軸受４の内輪とする場合、大径部１１ｂの外周を研削もしくは研磨することにより、高精度の内輪とすることができる。
【００４５】
なお、上記の各実施形態では、上側の外輪分割体７Ａ（取付け部７ｄを有する外輪分割体）に対応して、鋼板製である下側の外輪分割体７Ｂを設けたが、負荷が主として上側の外輪分割体７Ａに作用するような場合は、図示したような下側の鋼板製の外輪分割体７Ｂを省略して、ハウジング３の円弧凹部３ａの内周部を外輪軌道としてもよい。その場合は、ハウジング３の円弧凹部３ａの内周部が外輪分割体の一つとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る分割型ころ軸受装置の縦断側面図。
【図２】図１の（ii）−（ii）線に沿った断面図。
【図３】上記第１実施形態の外輪分割体の分解斜視図。
【図４】上記第１実施形態における両外輪分割体の連設部分の構造を示す拡大断面図。
【図５】本発明の他の実施形態に係る分割型ころ軸受装置の縦断側面図。
【図６】本発明のさらに他の実施形態に係る外輪分割体の分解斜視図。
【図７】本発明のさらに他の実施形態に係る外輪分割体を示す図で、（Ａ）は縦断側面図、（Ｂ）は（Ａ）の（ｂ）−（ｂ）線での断面図である。
【図８】図６の外輪分割体を含む分割型ころ軸受装置の縦断側面図。
【符号の説明】
【００４７】
１      カムシャフト
１１    軸体
２      分割型ころ軸受装置（全体）
３      ハウジング
４      ころ軸受
５      ころ
６      保持器
７Ａ    外輪分割体
７Ｂ    外輪分割体
７ｃ    円弧部
７ｄ    取付け部
【図１】
2007247876.tif 000003
【図２】
2007247876.tif 000004
【図３】
2007247876.tif 000005
【図４】
2007247876.tif 000006
【図５】
2007247876.tif 000007
【図６】
2007247876.tif 000008
【図７】
2007247876.tif 000009
【図８】
2007247876.tif 000010