(57)【要約】【課題】カムフォロワ用の転がり軸受装置において、ころ同士が互いに接触した状態で隣接している部位を少なくして、ころ間の摩擦抵抗を抑制し、転がり軸受全体のトルク低減を図る。【解決手段】ころの外周面は、両端にクラウニング加工が施されたクラウニング部と、クラウニング部間に形成されて外周面が軸心に実質平行に形成された直線部と、を備え、ころの配列は、ローラの軸方向における幅長と略同一長さに形成された単列の針状ころ４２（単列ころ）と、単列の針状ころ４２に隣接して単列の針状ころ４２より短い長さのころが軸方向に複数構成される複列の針状ころ４４（複列ころ）とが組み合わされた構成とされている。【選択図】図３
2012107693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状に形成されたローラの内周面を外輪軌道面とし、該ローラ内に挿通する軸体の外周面を内輪軌道面として、前記外輪軌道面と内輪軌道面との間に複数個のころが隣接して転動自在に設けられており、前記ローラの外周面にカムが転接されることで前記ローラが軸心回りに回転自在に構成されるカムフォロワ用の転がり軸受装置において、
前記ころの外周面は、両端にクラウニング加工が施されたクラウニング部と、該クラウニング部間に形成されて外周面が軸心に実質平行に形成された直線部と、を備え、
前記ころの配列は、前記ローラの軸方向における幅長と略同一長さに形成された単列ころと、前記単列ころより短い長さのころが軸方向に複数構成される複列ころとが組み合わされた構成とされていることを特徴とするカムフォロワ用の転がり軸受装置。
【請求項２】
請求項１に記載のカムフォロワ用の転がり軸受装置であって、
前記外輪軌道面と内輪軌道面間のころの配列は、前記単列ころと、複列ころが交互に配列されていることを特徴とするカムフォロワ用の転がり軸受装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のカムフォロワ用の転がり軸受装置であって、
軸方向における前記複列ころの間には、該複列ころの直径と同一径の玉が配置構成されていることを特徴とするカムフォロワ用の転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、カムフォロワ用の転がり軸受装置に関する。詳しくは、円筒状に形成されたローラの内周面を外輪軌道面とし、該ローラ内に挿通する軸体の外周面を内輪軌道面として、前記外輪軌道面と内輪軌道面との間に複数個のころが隣接して転動自在に設けられており、前記ローラの外周面にカムが転接されることでローラが軸心回りに回転自在に構成されるカムフォロワ用の転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車などのエンジン動弁機構やその他の各種のカム機構などに用いられるカムフォロアが知られている。
このカムフォロワとして、特許文献１及び特許文献２における技術開示がなされている。この特許文献１及び特許文献２における開示では、円筒状に形成されたローラの内周面を外輪軌道面とし、ローラ内に挿通する軸体の外周面を内輪軌道面として、外輪軌道面と内輪軌道面との間に複数個のころが隣接して転動自在に設けられたカムフォロアが示されている。そして、ローラの外周面にカムが転接されることでローラが軸心回りに回転自在とされ、回転するカムがローラの平坦な外周面に対して当接されることで、このローラ自体を所定方向に往復変位する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−０３６７８１号公報
【特許文献２】特開２００４−２０４８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで示した、カムフォロアは、外輪軌道面と内輪軌道面との間に配列されている円柱形状のころの間には保持器が構成されない、いわゆる総ころタイプのものである。
そのため、外輪軌道面と内輪軌道面との間において、ころ同士が接触した状態で互いに隣接しており、各ころの転動時には、この接触する部分において摩擦抵抗が生じ、これがカムフォロアのトルク増大となるという問題を有していた。
【０００５】
そこで、本発明者は鋭意検討の結果、このカムフォロワ用の転がり軸受装置におけるころが、互いに接触した状態で隣接している部位を少なくして、ころ間の摩擦抵抗を抑制することができれば、転がり軸受全体のトルク低減を図ることができることに着目した。
【０００６】
而して、本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、本発明が解決しようとする課題は、円筒状に形成されたローラの内周面を外輪軌道面とし、該ローラ内に挿通する軸体の外周面を内輪軌道面として、前記外輪軌道面と内輪軌道面との間に複数個のころが隣接して転動自在に設けられており、前記ローラの外周面にカムが転接されることでローラが軸心回りに回転自在に構成されるカムフォロワ用の転がり軸受装置において、ころ同士が互いに接触した状態で隣接している部位を少なくして、ころ間の摩擦抵抗を抑制し、転がり軸受全体のトルク低減を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のカムフォロワ用の転がり軸受装置は次の手段をとる。
先ず、第１の発明に係るカムフォロワ用の転がり軸受装置は、円筒状に形成されたローラ（２０）の内周面を外輪軌道面（２０ｂ）とし、該ローラ（２０）内に挿通する軸体（３０）の外周面を内輪軌道面（３０ｂ）として、前記外輪軌道面（２０ｂ）と内輪軌道面（３０ｂ）との間に複数個のころ（４２、４４）が隣接して転動自在に設けられており、前記ローラ（２０）の外周面にカム（６０）が転接されることで前記ローラ（２０）が軸心回りに回転自在に構成されるカムフォロワ用の転がり軸受装置において、前記ころ（４２、４４）の外周面は、両端にクラウニング加工が施されたクラウニング部（４２ａ、４４ａ）と、該クラウニング部（４２ａ、４４ａ）間に形成されて外周面が軸心に実質平行に形成された直線部（４２ｂ、４４ｂ）と、を備え、前記ころ（４２、４４）の配列は、前記ローラ（２０）の軸方向における幅長と略同一長さに形成された単列ころ（４２）と、前記単列ころ（４２）より短い長さのころが軸方向に複数構成される複列ころ（４４）とが組み合わされた構成とされていることを特徴とする。
【０００８】
この第１の発明によれば、ころの外周面は、両端にクラウニング加工が施されたクラウニング部と、クラウニング部間に形成されて外周面が軸心に実質平行に形成された直線部とを備えている。
ころの配列は、ローラの軸方向における幅長と略同一長さに形成された単列ころと、単列ころより短い長さのころが軸方向に複数構成される複列ころとが組み合わされた構成とされている。これにより、複列ころの直線部が、それぞれ単列ころの直線部と部分接触する構成となるため、ころ同士が接触した部位が少なくなって、ころ間の摩擦抵抗を抑制することができる。そのため、転がり軸受全体のトルク低減を図ることができる。
また、転がり軸受の強度面からみると直線部が長い単列ころの方が有効である。このカムフォロワ用の転がり軸受装置は、耐久性を鑑みて複列ころと単列ころの組み合わされた構成としている。そのため、単に複列ころの軸受のみの構成に比べて、転がり軸受の耐久性を損なうことなく、ころ間の摩擦抵抗を抑制することができる。
【０００９】
次に、第２の発明に係るカムフォロワ用の転がり軸受装置は、上述した第１の発明において、前記外輪軌道面（２０ｂ）と内輪軌道面（３０ｂ）間のころの配列は、前記単列ころ（４２）と、複列ころ（４４）が交互に配列されていることを特徴とする。
【００１０】
この第２の発明によれば、外輪軌道面と内輪軌道面間のころの配列は、単列ころと、複列ころが交互に配列されている構成である。すなわち、転がり軸受の耐久性を損なうことなく、ころ間の摩擦抵抗を抑制する機能をより良好に発揮することができる。
【００１１】
次に、第３の発明に係るカムフォロワ用の転がり軸受装置は、上述した第２の発明または第３の発明において、軸方向における前記複列ころ（４４）の間には、該複列ころ（４４）の直径と同一径の玉（５０）が配置構成されていることを特徴とする。
【００１２】
この第３の発明によれば、軸方向における複列ころの間には、複列ころの直径と同一径の玉が配置構成されている。これにより、単列ころの直線部と玉は、接触する部位は点接触となるため、単列ころと複列ころ間の摩擦抵抗をより一層抑制することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は上記各発明の手段をとることにより、円筒状に形成されたローラの内周面を外輪軌道面とし、該ローラ内に挿通する軸体の外周面を内輪軌道面として、前記外輪軌道面と内輪軌道面との間に複数個のころが隣接して転動自在に設けられており、前記ローラの外周面にカムが転接されることでローラが軸心回りに回転自在に構成されるカムフォロワ用の転がり軸受装置において、ころ同士が互いに接触した状態で隣接している部位を少なくして、ころ間の摩擦抵抗を抑制し、転がり軸受全体のトルク低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例１に係るカムフォロワ用の転がり軸受装置としてのロッカーアームを示す側面図である。
【図２】本発明の実施例１に係るカムフォロワ用の転がり軸受装置としてのロッカーアームを示した概略断面図である。
【図３】本発明の実施例１に係るカムフォロワ用の転がり軸受装置としてのロッカーアームを示した全体斜視図である。
【図４】本発明の実施例１に係るカムフォロワ用の転がり軸受装置としてのロッカーアームのころ単体を示した拡大図である。
【図５】本発明の実施例２に係るカムフォロワ用の転がり軸受装置としてのロッカーアームを示した全体斜視図である。
【図６】本発明の実施例２に係るカムフォロワ用の転がり軸受装置としてのロッカーアームのころと玉を示した拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
この発明を実施するための形態について実施例にしたがって説明する。
【実施例１】
【００１６】
この発明の実施例１を図１から図４にしたがって説明する。
【００１７】
本発明のカムフォロア用の転がり軸受は、例えば自動車などのエンジン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。
ここで、本発明の実施の形態に係るカムフォロア用の転がり軸受として、車両のエンジン動弁機構の所定の場所に配置構成されるロッカアーム１０を例に図面に基づいて説明する。
図１に図示されるように、エンジン動弁機構の所定の場所には、回転するカム６０が配置されており、このカム６０に当接する位置にロッカアーム１０が配置構成されている。
このロッカアーム１０は、カム６０が当接して転動するローラ２０と、このローラ２０を介して対向する一対の対向壁１４、１６とを備えている。
この対向壁１４、１６と、これら対向壁１４、１６どうしを長手方向両側で連設する連接壁１８、１９とで胴体１２が形成されている。一方の連接壁１８は、ラッシュアジャスタ６２の上端部が当接するピボット受け部として用いられ、他方の連接壁１９は、バルブステム６４の上端部が嵌入するバルブステム受部として用いられる。
両対向壁１４、１６には、それぞれ長手方向中間部位に、支持孔１４ａ、１６ａが同心に形成されている。両対向壁１４、１６間にローラ２０が配置され、このローラ２０には、その径方向中心部位でかつ軸方向に貫通する側面視円形の軸挿通孔２０ａが形成されている。なお、カム６０が転接するローラ２０の外周面は円筒面が形成されている。
なお、ローラ２０の軸方向幅がカム６０の軸方向幅よりも小さいような場合において、ローラ２０の外周面にクラウニング加工が施されていてもよい。ローラ２０の外周面にクラウニング加工が施された場合には、カム６０に対するローラ２０の接触圧力分布を均一化できて、エッジロードを抑制できるので、カム６０の偏摩耗を防止するうえで有利となる。
【００１８】
図２に示すように、支持孔１４ａ、１６ａに、両端部３０ａが非回転に支持されるように軸体３０が架け渡されている。この軸体３０は、中実断面に形成されている。
この軸体３０は、両支持孔１４ａ、１６ａに挿通して渡された状態で各端部３０ａが径方向に拡大するようかしめられ、これにより、支持孔１４ａ、１６ａの周壁に対して圧接されて対向壁１４、１６に非回転に支持されている。
【００１９】
軸体３０の外周に配置されるローラ２０は、内周面を外輪軌道面２０ｂとし、軸体３０の外周面を内輪軌道面３０ｂとして、外輪軌道面２０ｂと内輪軌道面３０ｂとの間には、複数個の針状ころ４２、４４が隣接して軸体３０回りに転動自在に配列されている。このローラ２０、軸体３０、針状ころ４２、４４から構成される転がり軸受は、保持器を有しない総ころタイプである。
そして、ローラ２０の外周面にカム６０が転接されることでローラ２０が軸心回りに回転する構成とされている。
【００２０】
上記ロッカアーム１０では、クランク軸（図示省略）の回転に連動するカム６０の回転によって、このカム６０が当接しているローラ２０が軸体３０回りに回転するとともに胴体１２がピボット受け部を中心に揺動されて、シリンダヘッド（図示省略）に設けられているバルブ（図示省略）を開閉動作する。
【００２１】
図３に図示されるように、ローラ２０の外輪軌道面２０ｂと、軸体３０の内輪軌道面３０ｂとの間には、針状ころ４２、４４の二構成が配列されている。
この針状ころ４２は、ローラ２０の軸方向における幅長と略同一長さに形成された単列の針状ころ４２として構成されるものである。なお、この単列の針状ころ４２が、本発明における「単列ころ」に相当する。
また、針状ころ４４は、単列の針状ころ４２（単列ころ）より短い長さのころが軸方向に複数構成される複列の針状ころ４４である。なお、この複列の針状ころ４４が、本発明における「複列ころ」に相当する。
ここで、上記したころの配列は、単列の針状ころ４２（単列ころ）と、この単列の針状ころ４２（単列ころ）に隣接して複列の針状ころ４４（複列ころ）とが組み合わされて、単列の針状ころ４２（単列ころ）と複列の針状ころ４４（複列ころ）が交互に配列されている。
【００２２】
図４に図示されるように、この単列の針状ころ４２（単列ころ）は、ローラ２０の軸方向における幅長と略同一長さに形成されたころである。
各単列の針状ころ４２（単列ころ）における軸方向のころ有効長さ内の外周面に、両側に所定の長さ、すなわち実質的に均等な長さに振分けられて外周面にクラウニング加工が施されたクラウニング部４２ａを有している。
ここで、この単列の針状ころ４２（単列ころ）の外周面におけるクラウニング加工とは、外輪軌道面２０ｂと内輪軌道面３０ｂと、単列の針状ころ４２（単列ころ）との接触部のうち両端に生じる応力集中を防ぐことを目的として、単列の針状ころ４２（単列ころ）の母線のうち両端を軸中心方向に向かってごく僅かな曲率を持たせることで、いわゆる逃がし部位を構成する加工である。
クラウニング加工は、単列の針状ころ４２（単列ころ）の両端を単一曲率半径の球面形状に形成されたものでもよいし、その他に、周知の対数曲線形状あるいはテーパ形状など、任意とすることができる。
単列の針状ころ４２（単列ころ）の両端のクラウニング部４２ａ間には、形成されて外周面が円筒面、すなわち軸心に実質的に平行に形成された直線部４２ｂとが設けられている。単列の針状ころ４２（単列ころ）における軸方向のころ長さのうち、直線部４２ｂが占める軸方向長さ割合は、適宜、設定できるものである。このクラウニング部４２ａにより、外輪軌道面２０ｂ及び内輪軌道面３０ｂと、単列の針状ころ４２（単列ころ）との接触部における応力集中、すなわちエッジロードを抑制できるので、針状ころ１５の偏摩耗を防止するうえで有利となる。
【００２３】
また、複列の針状ころ４４（複列ころ）は、単列の針状ころ４２（単列ころ）より短い長さのころが軸方向に複数構成されるものである。この複列の針状ころ４４（複列ころ）も単列の針状ころ４２（単列ころ）と同様に両端には、クラウニング加工が施されたクラウニング部４４ａを有している。なお、本実施例１においては、この複列の針状ころ４４（複列ころ）として、単列の針状ころ４２（単列ころ）の略半分の長さのころが二つ構成のものについて示すが、この複列の針状ころ４４（複列ころ）は、二つ構成に限られず、３つ以上の複数構成のものであってもよい。
ここで、二つの複列の針状ころ４４（複列ころ）の直線部４４ｂは、共に単列の針状ころ４２（単列ころ）の直線部４２ｂと接触している。
図４に図示されるように、複列の針状ころ４４（複列ころ）は両端にクラウニング部４４ａを有しているため、軸方向に複列の針状ころ４４（複列ころ）同士が隣接すると、クラウニング部４４ａ同士が隣接する配置構成となる。これにより、単列の針状ころ４２（単列ころ）の直線部４２ｂにおける軸方向の中央部は、複列の針状ころ４４（複列ころ）の直線部４４ｂと接触しない部位が構成される。すなわち、複列の針状ころ４４（複列ころ）の直線部４４ｂは、単列の針状ころ４２（単列ころ）の直線部４２ｂに対して部分接触の構成となる。
【００２４】
この実施例１に係るカムフォロワ用の転がり軸受装置は上述したように構成される。
このような構成のカムフォロワ用の転がり軸受装置によれば、単列の針状ころ４２（単列ころ）の外周面は、両端にクラウニング加工が施されたクラウニング部４２ａと、クラウニング部４２ａ間に形成されて外周面が軸心に実質平行に形成された直線部４２ｂとを備えている。
同様に、複列の針状ころ４４（複列ころ）の外周面は、両端にクラウニング加工が施されたクラウニング部４４ａと、クラウニング部４４ａ間に形成されて外周面が軸心に実質平行に形成された直線部４４ｂとを備えている。
ころの配列は、ローラ２０の軸方向における幅長と略同一長さに形成された単列の針状ころ４２（単列ころ）と、単列の針状ころ４２（単列ころ）に隣接して単列の針状ころ４２（単列ころ）より短い長さのころが軸方向に複数構成される複列の針状ころ４４（複列ころ）とが組み合わされた構成とされている。これにより、複列の針状ころ４４（複列ころ）の直線部４４ｂが、それぞれ単列の針状ころ４２（単列ころ）の直線部４２ｂと部分接触する構成となるため、ころ同士が接触した部位が少なくなって、ころ間の摩擦抵抗を抑制することができる。そのため、転がり軸受全体のトルク低減を図ることができる。
また、転がり軸受の強度面からみると直線部４２ｂが長い単列の針状ころ４２（単列ころ）の方が有効である。このカムフォロワ用の転がり軸受装置は、耐久性を鑑みて複列の針状ころ４４（複列ころ）と単列の針状ころ４２（単列ころ）の組み合わされた構成としている。そのため、単に複列の針状ころ４４（複列ころ）軸受のみの構成に比べて、転がり軸受の耐久性を損なうことなく、ころ間の摩擦抵抗を抑制することができる。
【００２５】
また、外輪軌道面２０ｂと内輪軌道面３０ｂ間のころの配列は、単列の針状ころ４２（単列ころ）と、複列の針状ころ４４（複列ころ）が交互に配列されている構成である。すなわち、転がり軸受の耐久性を損なうことなく、ころ間の摩擦抵抗を抑制する機能が効果的に発揮される。
【実施例２】
【００２６】
次に、この発明の実施例２に係るカムフォロワ用の転がり軸受装置を図５、図６にしたがって説明する。なお、上記実施例１と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略することがある。図５及び図６に図示されるように、この実施例２は、上記実施例１の構成に加えて、軸方向における複列の針状ころ４４（複列ころ）の間には、複列の針状ころ４４（複列ころ）の直径と同一径の玉５０が配置構成されている。
【００２７】
なお、その他の構成は実施例１と同様である。以上より、本実施例２のカムフォロワ用の転がり軸受装置は、実施例１と同一の機能を果たし、同一の作用、効果を得ることができる。更に、単列の針状ころ４２（単列ころ）の直線部４２ｂと玉５０は、接触する部位は点接触となるため、単列の針状ころ４２（単列ころ）と複列の針状ころ４４（複列ころ）間の摩擦抵抗をより一層抑制することができる。
【００２８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明のカムフォロワ用の転がり軸受装置は、本実施の形態に限定されず、その他各種の形態で実施することができるものである。
例えば、上記した実施例１におけるカムフォロワ用の転がり軸受装置は、単列の針状ころ４２（単列ころ）と、複列の針状ころ４４（複列ころ）が交互に配列される構成について例示した。しかしながら、これに限定されることなく、本発明におけるカムフォロワ用の転がり軸受装置は、ころの配列は、ローラの軸方向における幅長と略同一長さに形成された単列ころと、単列ころに隣接して単列ころより短い長さのころが軸方向に複数構成される複列ころとが組み合わされた構成であればよく、単列ころに隣接して複列ころが組み合わされる構成は一つであり、そのほかは、単列ころの構成であっても良いし、複列ころは、互いに隣接する構成のものでもよい。
【００２９】
また、実施例２におけるカムフォロワ用の転がり軸受装置は、軸方向における複列の針状ころ４４（複列ころ）の間には、複列の針状ころ４４（複列ころ）の直径と同一径の玉５０が配置構成について例示した。しかしながら、これに限定されることなく、本発明におけるカムフォロワ用の転がり軸受装置は、玉５０が構成されないものであってもよい。
また、単列ころと、実施例１で示した複列ころの構成と、実施例２で示した複列ころの間に玉５０が配置構成される構成と、の組み合わされた構成であってもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１０    ロッカアーム（カムフォロワ用の転がり軸受装置）
１２    胴体
１４    対向壁
１４ａ  支持孔
１６    対向壁
１６ａ  支持孔
１８    連接壁
１９    連接壁
２０    ローラ
２０ａ  軸挿通孔
２０ｂ  外輪軌道面
３０    軸体
３０ａ  両端部
３０ｂ  内輪軌道面
４２    単列の針状ころ（単列ころ）
４２ａ  クラウニング部
４２ｂ  直線部
４４    複列の針状ころ（複列ころ）
４４ａ  クラウニング部
４４ｂ  直線部
５０    玉
６０    カム
６２    ラッシュアジャスタ
６４    バルブステム
【図１】
2012107693.tif 000003
【図２】
2012107693.tif 000004
【図３】
2012107693.tif 000005
【図４】
2012107693.tif 000006
【図５】
2012107693.tif 000007
【図６】
2012107693.tif 000008