JP2004176770A

JP2004176770A - ローラフォロア

Info

Publication number: JP2004176770A
Application number: JP2002341757A
Authority: JP
Inventors: Nobutsuna Motohashi; 信綱本橋
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2002-11-26
Filing date: 2002-11-26
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2022-11-26
Also published as: JP4019916B2

Abstract

【課題】ローラフォロア１において、製造コストを低減したうえで、形状精度を高める。
【解決手段】ローラフォロア１を、一対の側壁２１，２２に架設される支軸３の外周に内輪４１付きの深溝型玉軸受４を取り付けた構成とする。一対の側壁２１，２２および内輪４１を表面が熱硬化処理された鋼材とし、一対の側壁２１，２２にそれぞれ同径の貫通孔２３，２４を同軸に設ける。一方側壁２１の貫通孔２３から他方側壁２２の貫通孔２４へ向けて、熱硬化処理していない生の鋼材からなるとともに全長にわたって均等な外径を有する支軸３を圧入嵌合させる。この支軸３の圧入方向先端側の端面に対して打刻かしめを施すことにより、一対の側壁２１，２２の貫通孔２３，２４に対して支軸３の両端を軸方向と周方向に固定させる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ローラフォロアに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ローラフォロアは、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。
【０００３】
ローラフォロアの構造としては、胴体に備える一対の側壁間に支軸が架け渡され、この支軸の外周に複数の針状ころを介してローラが回転自在に支持されている。
【０００４】
前記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ており、この一対の側壁の各貫通孔に対して、全長にわたって均等な外径を有する支軸の両端をすきまばめし、各貫通孔と支軸の両端との間の隙間をろう付けして埋めるようにしている（特許文献１参照）。
【０００５】
この他、支軸について、その一端側のみを大径とした段付き形状にしたうえで、一方側壁に大径孔を、また、他方側壁に小径孔を設けている。そして、段付き形状の支軸の取り付けは、当該支軸の小径部分を一方の側壁の大径孔から挿入して、前記支軸の小径部分を他方の側壁の小径孔に対して、また、前記支軸の大径部分を前記他方の側壁の大径孔に対してそれぞれ圧入させるようにしている（特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
実開平７−８５０７号公報
【特許文献２】
実用新案登録２５８４３３３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に示す先行技術では、一対の側壁の各貫通孔に対して支軸の両端をがたを持つ状態で嵌めておき、各貫通孔と支軸とを芯合わせした状態でろう付けするので、この芯合わせ作業が困難で、作業効率が悪いだけでなく、一対の側壁に対する支軸の取り付け基準位置を高精度に設定しにくいので、製品の形状精度が低下しやすいことが指摘される。
【０００８】
上記特許文献２に示す先行技術では、上記特許文献１に示す先行技術に関する不具合を解消できるものの、段付き形状の支軸を製作することや、一対の側壁に対して異径の孔を設けることに手間がかかるとともに、組立時に支軸の取り付け方向が限定されることが指摘される。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のローラフォロアは、平行に対向する一対の側壁と、前記一対の側壁間に架設される支軸と、この支軸において前記一対の側壁間の領域に外装される転がり軸受とを含む。前記転がり軸受は、前記支軸の外周面に対して圧入により嵌合される内輪と、この内輪に対し所定の対向空間を介して同心状に外装される外輪と、この外輪と前記内輪との間に介装される複数の転動体とを有している。前記一対の側壁および前記内輪は、熱硬化処理された鋼材とされていて、前記一対の側壁にそれぞれ同径の貫通孔が同軸に設けられている。前記支軸は、熱硬化処理されていない生の鋼材からなるとともに、取り付け前状態において全長にわたって均等な外径とされたものであり、この支軸が、前記一方側壁の貫通孔から他方側壁の貫通孔へ向けて圧入嵌合されるとともに、この支軸の圧入方向先端側の端面に対して打刻かしめが施されることにより、前記一対の側壁の貫通孔に対して支軸の両端が軸方向と周方向に固定されている。
【００１０】
この場合、ローラフォロアに内輪付きの転がり軸受を用いて、支軸の外周面を転がり軸受の転動体の軌道面としないようにしたうえで、支軸の一端を圧入により一方側壁の貫通孔に対して固定するとともに、支軸の他端を打刻かしめにより他方側壁の貫通孔に対して固定する構造を採用することの相乗作用により、次のような効果が得られる。
【００１１】
まず、支軸について、熱硬化処理しない生の鋼材とするとともに、従来例のような段付き形状としない単純な外形形状とすることができる。これにより、支軸を安価に製作できる。また、上記特許文献１に示す先行技術や支軸の両端を打刻かしめする場合に比べて、一対の側壁に対する支軸の取り付け基準位置を高精度に設定しやすくなるとともに、一対の側壁に対する支軸の取り付け強度を十分なものにできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１から図５に本発明の一実施形態を示している。図例のローラフォロア１は、胴体２と、支軸３と、転がり軸受としての深溝型玉軸受４とを備えている。
【００１３】
胴体２は、平行に対向する一対の側壁２１，２２を有しており、各側壁２１，２２の長手方向中間には、それぞれ同径の貫通孔２３，２４が同軸に設けられている。この貫通孔２３，２４の外側開口には、テーパ状の面取り２３ａ，２４ａが設けられている。
【００１４】
支軸３は、一対の側壁２１，２２の間に架設されている。
【００１５】
深溝型玉軸受４は、支軸３において一対の側壁２１，２２間の領域に外装されるもので、内輪４１と、外輪４２と、複数の転動体としての玉４３と、波型保持器４４とを有している。内輪４１は、支軸３に対して圧入により外嵌装着され、外輪４２が回転自在とされる。つまり、外輪４２をローラフォロア１のローラとして用いている。
【００１６】
そして、上記胴体２、内輪４１、外輪４２、玉４３は、熱硬化処理した鋼材とされ、また、支軸３は、熱硬化処理していない生の鋼材とされている。具体的に、胴体２は、例えばＪＩＳ規格ＳＣＭ４１５やＪＩＳ規格ＳＰＣなどとされる。内・外輪４１，４２および玉４３は、例えばＪＩＳ規格ＳＵＪ２などとされる。さらに、支軸３は、例えばＪＩＳ規格Ｓ４５Ｃ、Ｓ５５Ｃや、ＪＩＳ規格ＳＵＪ２などとされる。また、胴体２、内輪４１、外輪４２、玉４３に対する熱硬化処理は、浸炭処理が挙げられる。
【００１７】
ここで、上記ローラフォロア１の組立手順を説明する。
【００１８】
まず、図３に示すように、熱硬化処理していない生の鋼材からなるとともに全長にわたって均等な外径を有する支軸３を、第１側壁２１の貫通孔２３から内輪４１を介して第２側壁２２の貫通孔２４へ向けて圧入嵌合する。
【００１９】
この圧入過程の最終段階では、図４に示すように、支軸３の圧入方向先端側を第２側壁２２の貫通孔２４の外側開口から飛び出させることにより、内輪４１を第２側壁２２の内側面に対して押し付けて、内輪４１と第１側壁２１の内側面との間にのみ隙間ｈ１を設ける状態にする。
【００２０】
続いて、図５に示すように、支軸３を圧入方向と逆向きに所定量押し戻して、内輪４１と第１側壁２１の内側面との間と、内輪４１と第２側壁２２の内側面との間に隙間ｈ２，ｈ３を設ける。この隙間ｈ２，ｈ３は、それぞれ上記隙間ｈ１の１／２に設定される。この隙間ｈ２，ｈ３を所定の基準値に設定するように、一対の側壁２１，２２間の間隔や内・外輪４１，４２の軸方向寸法などを規定している。
【００２１】
ところで、上記圧入過程では、支軸３を一対の側壁２１，２２や内輪４１よりも軟質にしているから、まず、支軸３の圧入方向先端側が、第１側壁２１の貫通孔２３を通過する過程で外径が所定量だけ小さくなるように塑性変形してしまい、続いて内輪４１の内周を通過する過程でさらに外径が所定量だけ小さくなるよう塑性変形してしまう。
【００２２】
そのため、取り付け後の支軸３の外径寸法は、僅かであるものの三段になってしまう。つまり、支軸３において、第１側壁２１の貫通孔２３に嵌合される領域（圧入方向手前側に相当）の外径ｒ１と、内輪４１に嵌合される領域の外径ｒ２と、第２側壁２２の貫通孔２４に嵌合される領域（圧入方向先端側）の外径ｒ３との関係は、ｒ１＞ｒ２＞ｒ３になる。この支軸３において上記三つの領域の外径寸法差は、μｍ単位と微小であることを考慮し、図１には、支軸３の外径を三段にした形状で記載していない。
【００２３】
このようなことから、支軸３の圧入方向手前側は第１側壁２１の貫通孔２３に対して「しまりばめ」となって軸方向および周方向に固定されるものの、支軸３の圧入方向先端側は第２側壁２２の貫通孔２４に対して「すきまばめ」となっているので、そのままでは、支軸３の圧入方向先端側が軸方向と周方向に固定されずに、がたつくことになる。
【００２４】
そこで、上述したようにして支軸３を取り付けた後、支軸３において圧入方向先端側の端面に対して打刻かしめを施す。この打刻かしめとは、図５に示すように、支軸３の圧入方向先端側の端面に対してポンチなどの加工具６の刃を打ち込むことによって、支軸３の圧入方向先端側の端面に平面的に見てほぼＯ字形の溝３１を刻み込むと同時に、支軸３の圧入方向先端側の外周を径方向外向きに盛り上げるように塑性変形させる。この盛り上がった部分３２は、第２側壁２２の貫通孔２４における外側開口に設けてあるテーパ状の面取り２４ａに対して押し付けられるとともに、当該盛り上がった部分３２の裾野が第２側壁２２の貫通孔２４の内周面において外側開口寄りに対して押し付けられるので、支軸３が第２側壁２２の貫通孔２４に対しても軸方向および周方向に固定されることになる。
【００２５】
上記組立過程において、深溝型玉軸受４を内輪４１付きにしているので、支軸３の外周面に複数のころを直接配置してローラを外嵌装着するような従来例において必須だったころの脱落防止具が不要になる。しかも、内輪４１付きの深溝型玉軸受４を用いていれば、深溝型玉軸受４の内部に設けられるラジアル隙間によって、外輪４２の若干の傾きを許容することができるので、外輪４２に対して当接される部材とのミスアライメントを吸収できる。
【００２６】
以上説明したように、ローラフォロア１に内輪４１付きの深溝型玉軸受４を用いるとともに、上記支軸３の一端を第１側壁２１の貫通孔２３に対して圧入により固定したうえで、支軸３の他端を打刻かしめにより第２側壁２２の貫通孔２４に対して固定する構造を採用していることの相乗作用でもって、次のような効果が得られる。
【００２７】
まず、ころ支軸３の外周面を深溝型玉軸受４の玉４３の軌道面としていないので、支軸３は単に内輪４１に圧入により固定するだけで済む。これにより、支軸３を熱硬化処理しない生の鋼材とすることができるとともに、支軸３を従来例のような段付き形状としない単純な外形形状とすることができるので、支軸３を安価に製作できて、ローラフォロア１のローコスト化に貢献できる。また、上記特許文献１に示す先行技術や支軸３の両端を打刻かしめする場合に比べて、一対の側壁２１，２２に対する支軸３の取り付け基準位置を高精度に設定しやすくなるとともに、一対の側壁２１，２２に対する支軸３の取り付け強度を十分なものにできるので、製品の形状精度を高めることができるなど、品質、信頼性の向上に貢献できる。
【００２８】
次に、図６に、本発明の他の実施形態に係るローラフォロアを示す。ここでのローラフォロア１は、２つの深溝型玉軸受４Ａ，４Ｂを用いている点が図１に示した実施形態と異なる。また、上記実施形態に示したローラフォロア１において、深溝型玉軸受４，４Ａ，４Ｂを、他の形式の転がり軸受、例えば円筒ころ軸受、針状ころ軸受などに置き換えることも可能である。
【００２９】
ところで、上述したローラフォロア１は、例えば図７や図８に示すように、自動車などのエンジン動弁機構のロッカーアーム１０，２０に用いることができる。もちろん、これらのロッカーアーム１０，２０以外のロッカーアームや、その他のいろいろな機構にも上記ローラフォロア１を用いることができる。
【００３０】
図７に示すロッカーアーム１０は、センタピボットタイプと呼ばれるものであり、胴体２の長手方向一端に上記ローラフォロア１が設けられ、長手方向中間にロッカシャフト７１が貫通され、さらに長手方向他端にアジャストスクリュー１１が螺合装着される。上記アジャストスクリュー１１に、前記シリンダヘッドに設置される動弁機構のバルブ７２のステムエンドが当接される。動作は、カム７３の回転に伴いロッカシャフト７１が支点となって胴体２が傾動されて、アジャストスクリュー１１が上下方向に反復変位させられることで、バルブ７２を開閉動作させる。
【００３１】
図８に示すロッカーアーム２０は、エンドピボッドタイプと呼ばれるものであり、胴体２の長手方向中間に上記ローラフォロア１が設けられ、長手方向一端にバルブ嵌入部２１が、さらに長手方向他端に上向き半球形のピボット部２２がそれぞれ設けられる。このピボット部２２は、図示しないシリンダヘッドに設置されるラッシュアジャスタ７４の上端に係合される。動作は、カム７３の回転に伴いピボット部２２が支点となって胴体２が傾動されて、バルブ嵌入部２１が上下方向に反復変位させられることで、バルブ７２を開閉動作させる。
【００３２】
これらのロッカーアーム１０，２０を設置する自動車エンジンでは、環境保護の観点から特定の添加物を減らした低粘度タイプのエンジンオイルを用いる傾向であるうえに、ロッカーアーム１０，２０の周辺にエンジンオイルが少ないなど、ローラフォロア１の潤滑条件が厳しくなっているけれども、上述したようにローラフォロア１の動作が円滑になることに伴い、ロッカーアーム１０，２０の寿命向上に貢献できる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明では、次のような効果が得られる。まず、支軸について熱硬化処理しない生の鋼材とするとともに外径を全長にわたって均等とした単純な外形にできるので、支軸を安価に製作できて、ローラフォロアのローコスト化に貢献できる。また、上記特許文献１に示す先行技術や支軸の両端を打刻かしめする場合に比べて、一対の側壁に対する支軸の取り付け基準位置を高精度に設定しやすくなるとともに、一対の側壁に対する支軸の取り付け強度を十分なものにできるので、製品の形状精度を高めることができるなど、品質、信頼性の向上に貢献できる。したがって、本発明では、安価で信頼性の高いローラフォロアを提供できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るローラフォロアを示す断面図
【図２】図１のローラフォロアの側面図
【図３】図１のローラフォロアの組み込み工程での初期段階を示す図
【図４】図３の状態から支軸を所定位置まで押し込んだ状態を示す図
【図５】図４の状態から支軸を圧入方向と逆向きに押し戻してすきま調整した状態を示す図
【図６】本発明の他の実施形態に係るローラフォロアを示す断面図
【図７】本発明に係るローラフォロアの使用用途の一例を示す側面図
【図８】本発明に係るローラフォロアの使用用途の一例を示す側面図
【符号の説明】
１ローラフォロア
２胴体
２１胴体の第１側壁
２２胴体の第２側壁
２３第１側壁の貫通孔
２４第２側壁の貫通孔
３支軸
４深溝型玉軸受
４１深溝型玉軸受の内輪
４２深溝型玉軸受の外輪
４３深溝型玉軸受の玉

Claims

平行に対向する一対の側壁と、前記一対の側壁間に架設される支軸と、この支軸において前記一対の側壁間の領域に外装される転がり軸受とを含み、
前記転がり軸受は、前記支軸の外周面に対して圧入により嵌合される内輪と、この内輪に対し所定の対向空間を介して同心状に外装される外輪と、この外輪と前記内輪との間に介装される複数の転動体とを有し、
前記一対の側壁および前記内輪は、熱硬化処理された鋼材とされていて、前記一対の側壁にそれぞれ同径の貫通孔が同軸に設けられており、
前記支軸は、熱硬化処理されていない生の鋼材からなるとともに、取り付け前状態において全長にわたって均等な外径とされたものであり、この支軸が、前記一方側壁の貫通孔から他方側壁の貫通孔へ向けて圧入嵌合されるとともに、この支軸の圧入方向先端側の端面に対して打刻かしめが施されることにより、前記一対の側壁の貫通孔に対して支軸の両端が軸方向と周方向に固定されている、ローラフォロア。