(57)【要約】【課題】  ローラ部分を小型にし、かつローラの軸方向位置決めを正確にできて、組み立てを支障なく容易に行えるようにする。【解決手段】  対向する一対の側壁２，３と、該一対の側壁２，３間に架設された支軸４とを含み、この支軸４の軸中間には、その外周部を内輪軌道部４ｂとしてその外周に配置された複数の玉７と、玉７の保持器８と、複数の玉７を介して内輪軌道部４ｂに回転自在に支持される外輪９とを有する深溝玉軸受５が外装されており、側壁２，３の反負荷圏側における高さｈが、外輪９の最小内径Ｒｉより低く設定され、外輪９の内周側に玉７が未嵌め込みの状態では、外輪９の内周部と側壁２，３の反負荷圏側の部分との間に、玉７を外輪９の内周側へ通すことができる隙間Ｅｂが形成されるようになっている。【選択図】図１
2007218389.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対の側壁と、該一対の側壁間に架設された支軸と、この支軸の軸中間部に外装された転がり軸受とを含むカムフォロアであって、
上記転がり軸受は、支軸の軸中間の外周部を内輪軌道部として該内輪軌道部の軌道溝外周に配置された複数の玉と、これら複数の玉を周方向に間隔をおいて保持する保持器と、上記複数の玉を介して内輪軌道部に回転自在に支持される外輪とを有する深溝玉軸受であり、
上記側壁の反負荷圏側における高さが、外輪の最小内径より低く設定され、上記外輪の内周側に玉が未嵌め込みの状態では、外輪の内周部と側壁の上記反負荷圏側の部分との間に、玉を外輪の内周側へ通すことができる隙間が形成される、ことを特徴とするカムフォロア。
【請求項２】
上記支軸の内輪軌道部には、硬化処理もしくは耐摩耗性硬質被膜の形成がされている、請求項１に記載のカムフォロア。
【請求項３】
上記保持器は、支軸の径方向外方から支軸の外周に装着可能な構造である、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】
上記側壁の反負荷圏側における高さをｈ、外輪の最小内径をＲｉ、外輪と支軸との間の径方向の離間間隔をＤ、玉の直径をＢとした場合、
上記側壁の反負荷圏側における高さｈは、式
（Ｒｉ−ｈ）＋Ｄ≧Ｂ
を満たす値に設定されている、請求項１ないし３のいずれかに記載のカムフォロア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車などのエンジンの動弁機構や、その他の各種のカム機構などに用いられているカムフォロアに関する。
【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、エンジン内部の動力損失をできるだけ低減する必要がある。
【０００３】
そのため、従来の自動車のエンジンの動弁機構では、針状ころ軸受を含むカムフォロアが使用されているが、さらに低トルク化を図るために、玉軸受を含むカムフォロアが提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
上記の玉軸受を含むカムフォロア２１は、図５に示すように、一対の側壁２２，２３間に架設された支軸２４の外周に、内輪２６付きの深溝玉軸受２５を取り付けた構成となっている。一対の側壁２２，２３にはそれぞれ同径の貫通孔２２ａ，２３ａが同軸に設けられている。
【０００５】
組み立てに当たっては、両側壁２２，２３間に内輪２６付きの深溝玉軸受２５を位置させた状態で、一方の側壁２２の貫通孔２２ａから他方の側壁２３の貫通孔２３ａへ向けて、全長にわたって均等な外径を有する支軸２４を圧入嵌合させる。この際、深溝玉軸受２５の内輪２６の内周には支軸２４が圧入される。両側壁２２，２３の外側面では、支軸２４の軸方向端面に対して打刻かしめを施すことにより、一対の側壁２２，２３の貫通孔２２ａ，２３ａに対して支軸２４の両端を軸方向と周方向とに固定させている。
【特許文献１】特開２００４−１７６７７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、内輪付きの深溝玉軸受を用いたカムフォロアでは、深溝玉軸受の内輪と支軸とは、圧入により固定されるものなので、内輪の固定位置が支軸の軸方向にずれることがある。その場合、深溝玉軸受の外輪の軸方向位置も一方の側壁の側にずれて、側壁と摺接するようになり、その摺接によりトルクが増大する、という問題がある。
【０００７】
これに対しては、支軸に段部を形成して、この段部により内輪の軸方向位置決めを行うことが考えられるが、支軸の製作の工数が増えるばかりでなく、側壁への架設が面倒になる等の問題がある。
【０００８】
また、針状ころを用いたカムフォロアに比べ、内輪付きの深溝玉軸受を用いたカムフォロアでは、ローラ部分の径方向の断面積が大きく、大きなスペースを必要とし、連係する他の部材との関係で、動弁機構等に組み込むのに支障を生じるおそれがある。
【０００９】
これに対して、本発明は、ローラ部分の径方向の断面積をできるだけ減少させるとともに、転がり軸受の軸方向位置が所期通りに決まるようにすることを第１の課題としており、支軸に外装する転がり軸受として、支軸を内輪とする深溝玉軸受を採用することにより、上記課題を達成するようにしている。
【００１０】
ところで、支軸を内輪とする深溝玉軸受を採用した場合、この深溝玉軸受は、従来の内輪付きの転がり軸受、すなわち、軸受として既に組み立てられた転がり軸受を組み付けるのと同じ方法で支軸に組み付けることは無理である。実際の組み立てに当たっては、支軸の外周に外輪のみが遊嵌されるよう、支軸を一対の側壁間に架設した後、外輪と支軸との間に玉を嵌め込む、という手順を採らざるを得ず、その場合は、支軸の両端にある側壁が、玉の嵌め込みの障害となる。
【００１１】
そこで、本発明の第２の課題は、支軸を一対の側壁間に架設した後に、外輪の内周に玉の嵌め込みが支障なくできて、組み立てが容易に行えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によるカムフォロアは、対向する一対の側壁と、該一対の側壁間に架設された支軸と、この支軸の軸中間部に外装された転がり軸受とを含むカムフォロアであって、上記転がり軸受は、支軸の軸中間の外周部を内輪軌道部として該内輪軌道部の軌道溝外周に配置された複数の玉と、これら複数の玉を周方向に間隔をおいて保持する保持器と、上記複数の玉を介して内輪軌道部に回転自在に支持される外輪とを有する深溝玉軸受であり、上記側壁の反負荷圏側における高さが、外輪の最小内径より低く設定され、上記外輪の内周側に玉が未嵌め込みの状態では、外輪の内周部と側壁の上記反負荷圏側の部分との間に、玉を外輪の内周側へ通すことができる隙間が形成されることを特徴とする。
【００１３】
上記構成のカムフォロアにおいては、支軸が内輪となる分、内輪付き転がり軸受を設けた場合より、ローラ部分の径方向の断面積が減少し、全体が小径にまとまり、動弁機構等に組み込むのに有利である。
【００１４】
また、深溝玉軸受は、支軸の軸中間の外周部に予め形成された内輪軌道部の軌道溝外周に設けられるから、深溝玉軸受の軸方向位置が内輪軌道部の軌道溝により決まり、支軸に対して軸方向に位置ずれするようなことがなく、したがって、深溝玉軸受の外輪が側壁に摺接してトルクが増大するといった不都合な事態を生じない。
【００１５】
さらに、側壁の一部が低くなっていて、深溝玉軸受の外輪の内周側の部分が外部に対して露出するようになっているから、深溝玉軸受全体が小径であるにもかかわらず、軸方向外方から軸受内部に潤滑油が入りやすく、深溝玉軸受の潤滑状態を良好に保ち、油切れによる焼付き等の不具合の発生を防止することができる。なお、側壁の高さが低くなっている部分は反負荷圏側であって、負荷圏側では特に側壁の高さを低くしていないから、強度不足による問題を生じない。
【００１６】
このほか、上記構成のカムフォロアの組み立てに当たっては、支軸の外周に外輪のみが遊嵌されるよう、支軸を一対の側壁間に架設した後、外輪の内周に玉を嵌め込むことになるが、側壁の反負荷圏側における高さが低いから、この高さの低い部分越しに外側から外輪の内周へ玉を挿入することができ、組み立てが支障なく行える。具体的には、玉の嵌め込みがなされていない状態で、支軸の外周に遊嵌されている外輪を、支軸対して傾けるか、あるいは径方向に限度まで変位させることにより、外輪の内周部と側壁の反負荷圏側の部分との間に広い隙間ができるので、この隙間を通じて玉を外輪の内周側に挿入すればよい。
【００１７】
上記構成のカムフォロアにおいて、支軸の内輪軌道部には、硬化処理もしくは耐摩耗性硬質被膜の形成がされていることが望ましい。硬化処理には、高周波焼入れ、浸炭、窒化等の処理がある。耐摩耗性硬質被膜には、ＤＬＣ被膜、窒化クロム（ＣｒＮ）被膜、窒化チタン（ＴｉＮ）被膜等がある。
【００１８】
上記の硬化処理、もしくは耐摩耗性硬質被膜の形成により硬度の高い内輪軌道部が得られ、この内輪軌道部を含む深溝玉軸受の長寿命化が図れる。
【００１９】
また、上記構成のカムフォロアにおいて、保持器は、支軸の径方向外方から支軸の外周に装着可能な構造であることが望ましい。具体的には、保持器は複数の部分に分割可能な構造か、あるいは、周方向の１個所にのみ割れ目があり、その割れ目を広く開放できる等の構造であればよい。保持器が上記構造のものであれば、外輪の内周への玉の嵌め込みに合わせて、支軸の外周に保持器を装着することができ、カムフォロアの組み立てが一層容易になる。
【００２０】
上記構成のカムフォロアの組み立てに当たっては、既に説明したように、支軸を一対の側壁間に架設した後、支軸の外周に遊嵌されている外輪の内周に玉の嵌め込むことになるが、玉の嵌め込みに関しては、側壁の反負荷圏側における高さをｈ、外輪の最小内径をＲｉ、外輪と支軸との径方向の離間間隔をＤ、玉の直径をＢとした場合、側壁の反負荷圏側における高さｈは、式：（Ｒｉ−ｈ）＋Ｄ≧Ｂ、を満たす値に設定されていることが望ましい。
【００２１】
上記のように側壁の反負荷圏側における高さが設定されていると、外輪の内周部と側壁の反負荷圏側の部分との間に、径方向に玉の直径以上の隙間を形成することができ、この隙間を通じて確実に玉の嵌め込みができる。
【００２２】
このほか、上記構成のカムフォロアにおいては、一対の側壁にはそれぞれ同径の貫通孔が同軸に設けられ、支軸は、軌道溝以外は全長にわたって均等な外径を有するもので、一方の側壁の貫通孔から他方の側壁の貫通孔に圧入嵌合され、該支軸の端部は、打刻かしめにより一対の側壁の貫通孔に対して固定されていることが望ましい。
【００２３】
上記の構成では、支軸の製作およびその側壁への取付けが容易で、支軸の製作とその組み立てに要する工数を必要最小限に抑えて、コストの低減を図ることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、ローラ部分の断面積を小径にして全体を小型にまとめることができ、また、深溝玉軸受を所期通りの位置に位置決めして、外輪と側壁との摺接によるトルクの増大を防止することができる。さらに、支軸を一対の側壁間に架設した後に、外部から外輪と支軸との間に支障なく玉を嵌め込むことができ、組み立てを容易に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の最良の実施の形態を、図１ないし図４を参照して説明する。図１は、本発明の最良の実施の形態に係るカムフォロアの軸方向に沿った断面図、図２は、図１の（ii）−（ii）線での断面図、図３は、図１のカムフォロアの組み立て途中の状態を示す軸方向に沿った断面図、図４は、図１のカムフォロアの組み立て途中の他の状態を示す径方向に沿った断面図である。
【００２６】
上記の図において、本実施形態のカムフォロア１は、一対の側壁２，３と、支軸４と、転がり軸受としての深溝玉軸受５とを備えている。
【００２７】
一対の側壁２，３は、平行に対向するもので、支軸４の近傍もしくは支軸４から離れた位置設けられた連結部６を介して一体化されている。各側壁２，３には、それぞれ同径の貫通孔２ａ，３ａが同軸に設けられている。支軸４は、各側壁２，３の貫通孔２ａ，３ａに圧入嵌合することで、両側壁２，３間に架設されており、軸方向端面に対する打刻かしめにより、各側壁２，３の貫通孔２ａ，３ａに対して軸方向にも周方向にも不動に固定されている。図１中、符号４ａは、打刻かしめによる凹部を示している。
【００２８】
深溝玉軸受５は、両側壁２，３間で支軸４の軸中間部に外装されているもので、支軸４の軸中間の外周部を内輪軌道部４ｂとする転がり軸受である。したがって、支軸４の軸中間の外周面には予め軌道溝４ｃが形成され、この軌道溝４ｃを含む領域（図１において、二重のハッチングで示す領域）には、高周波焼入れ、もしくは浸炭、窒化等の硬化処理が施されて、支軸４の軸中間の外周部が内輪軌道部４ｂとなっている。支軸４の軸中間の外周面には、ＤＬＣ被膜、窒化クロム（ＣｒＮ）被膜、窒化チタン（ＴｉＮ）被膜等の耐摩耗性硬質被膜を形成してもよい。
【００２９】
上記の深溝玉軸受５は、複数の玉７と、複数の玉７を周方向等間隔に保持する保持器８と、外輪９とを有している。
【００３０】
複数の玉７は、支軸４の外周の軌道溝４ｃに沿って配置されている。保持器８は、環状に連続するものでもよいが、二つ割りのように周方向に複数の部分に分割可能な構造か、周方向の１個所にのみ割れ目があり、その割れ目を広く開放できる構造であることが望ましい。要するに、支軸４の径方向外方から支軸４の外周に装着可能な構造であることが望ましい。外輪９は、図外のカムに転接するローラとなるもので、複数の玉７が外輪９内周の軌道溝９ａと内輪軌道部４ｂの軌道溝４ｃに嵌合することで、支軸４の軌道溝４ｃにより決まる軸方向位置に回転可能に支持される。
【００３１】
また、本実施形態のカムフォロア１では、カム等からのラジアル荷重を、図面上、支軸４の下側部分で受けるようになっており、支軸４の下側が負荷圏であり、支軸４の上側が反負荷圏である。このように荷重負荷状態のもとで、側壁２，３の反負荷圏側である上側部分の高さ（支軸４の軸心から側壁２，３の上縁までの高さ）は、外輪９の最小内径より低く設定されており、外輪９の内周部と、側壁２，３の反負荷圏側の上縁との間には、径方向に隙間Ｅａが形成されるようになっている。すなわち、側壁２，３の反負荷圏側における高さをｈ、外輪９の最小内径をＲｉとすると、
Ｒｉ＞ｈ                        …………（イ）
Ｅａ＝Ｒｉ−ｈ                  …………（ロ）
である。なお、側壁２，３の負荷圏側である下側部分の高さＨは、反負荷圏側の高さｈに比べ、外輪９の内周部が外部に対して露出しないよう、充分大きな値に設定されている。
【００３２】
さらに、側壁２，３の反負荷圏側における高さｈは、より詳しくは、次のように設定されている。すなわち、外輪９と支軸４との径方向の離間間隔をＤ、玉７の直径をＢとした場合、側壁の反負荷圏側における高さｈは、
（Ｒｉ−ｈ）＋Ｄ≧Ｂ        ………………（ハ）
を満たす値に設定されている。
【００３３】
次に、上記構成のカムフォロア１の組み立て手順を説明すると まず、図３に示すように、両側壁２，３間に、深溝玉軸受５の外輪９のみを位置させておいて、支軸４を、一方の側壁２の貫通孔２ａから外輪９の内周側空間を通じて他方の側壁３の貫通孔３ａへ向けて圧入嵌合する。これにより、両側壁２，３間に支軸４が架設されるとともに、支軸４の軸中間の外周には外輪９が遊嵌されることになる。
【００３４】
次いで、図４に示すように、外輪９を、その内周の一部が支軸４の外周部に接触する限度位置まで径方向上方に変位させると、外輪９の内周部と側壁２，３の上縁との間に径方向に広い隙間が形成される。玉７を嵌め込む前の状態で、外輪９の内周部と側壁２，３の上縁との間に形成される径方向の最大隙間Ｅｂとすると、この最大隙間Ｅｂは、
Ｅｂ＝（Ｒｉ−ｈ）＋Ｄ        ……………（ニ）
である。この（ニ）式での（Ｒｉ−ｈ）＋Ｄの値は、上記（ハ）式により、玉７の直径Ｂ以上と設定されているので、外輪９の内周部と側壁２，３の上縁との間に玉７の直径Ｂ以上の径方向の隙間（最大隙間Ｅｂ）が形成されることになり、この隙間を通じて、玉７を外輪の内周側に嵌め込むことができる。
【００３５】
上記隙間（最大隙間Ｅｂ）を通じて玉７を外輪９の内周側に挿入して、該玉７を外輪９の軌道溝９ａと支軸４の軌道溝４ｃとの間に嵌め込み、また、支軸４の外周に保持器８を外装し、この保持器８により玉７を保持させることで、支軸４の軸中間の外周に深溝玉軸受５が組み立てられ、図１および図２に示すカムフォロア１が完成する。
【００３６】
上記のカムフォロア１では、内輪付き転がり軸受を設けた場合より、ローラ部分の径方向の断面積が減少し、全体が小径にまとまる。また、深溝玉軸受５は、支軸４の外周に形成された軌道溝４ｃにより軸方向に位置決めされ、深溝玉軸受５の外輪９を側壁２，３に摺接させるようなことがない。
【００３７】
さらに、側壁２，３の一部が低くなっているから、この高さの低い部分越しに潤滑油が深溝玉軸受５の軸受内部に入りやすく、深溝玉軸受５の潤滑状態が良好に保たれる。なお、負荷圏側である側壁２，３下側では、特に側壁２，３の高さを低くしていないから、強度不足による問題を生じない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の最良の形態に係るカムフォロアの軸方向に沿った断面図。
【図２】図１の（ii）−（ii）線での断面図。
【図３】図１のカムフォロアの組み立て途中の状態を示す軸方向に沿った断面図。
【図４】図１のカムフォロアの組み立て途中の他の状態を示す径方向に沿った断面図。
【図５】従来のカムフォロアの軸方向に沿った断面図。
【符号の説明】
【００３９】
１      カムフォロア（全体）
２，３  側壁
４      支軸
４ｂ    内輪軌道部
４ｃ    軌道溝
５      深溝玉軸受
７      玉
８      保持器
９      外輪
ｈ      側壁の高さ（反負荷圏側）
Ｈ      側壁の高さ（負荷圏側）
Ｒｉ    外輪の最小内径
【図１】
2007218389.tif 000003
【図２】
2007218389.tif 000004
【図３】
2007218389.tif 000005
【図４】
2007218389.tif 000006
【図５】
2007218389.tif 000007