JP2009150491A

JP2009150491A - ころ保持具及びころ軸受の組立方法

Info

Publication number: JP2009150491A
Application number: JP2007329550A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Hashimoto; 健一橋本
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2009-07-09

Abstract

【課題】軸によるころ保持具の押し抜き時の荷重を低減することにより、総ころ軸受の組立時の作業性を向上することのできるころ保持具及びこのころ保持具を用いたころ軸受の組立方法を提供する。
【解決手段】外輪の軌道面に沿って複数の転動体が配設された状態で、軸が挿入されるまでの間前記転動体を外輪の軌道面に保持するころ保持具であって、ころ保持具２０を、弾性材により周壁２１と底部２２とからなるほぼ有底円筒状に形成し、底部２２の外周から周壁２１にかけて、底部２２の肉厚より広い範囲に面取部２５を設けた。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば、自動車のエンジンの動弁機構に設けられたロッカアームのカムフォロアに使用される針状ころ軸受の如き総ころ軸受の組立時に、転動体の脱落防止のために用いられるころ保持具及びこのころ保持具を用いたころ軸受の組立方法に関するものである。

図７は自動車のエンジンの動弁機構に用いられるロッカアームの一例の断面説明図、図８は図７のロッカアームの斜視図である。
両側壁２ａ，２ｂと底部３とからなり、底部３のほぼ中央部に開口部４が設けられ、両側壁２ａ，２ｂのほぼ中央部に開口部５ａ，５ｂ（５ａは図示してない）が設けられた断面ほぼＵ字状のロッカアーム１には、両端部が開口部５ａ，５ｂに固定された固定軸１３に、カムフォロア１０が回転自在に支持されている。１１はカムフォロア１０の外輪、１２は外輪１１と固定軸１３との間に回転自在に配設された転動体である針状ころ（以下、ころという）である。

６はロッカアーム１の底部３の一方の側に設けられて、ピボット３０の先端部が支承される半円状のピボット受け部、７は他方の側に設けられて、バルブ（図示せず）のステム３１の先端部が当接するステム当接部である。なお、３２は回転軸３３に設けられてカムフォロア１０の外輪１１に摺接するカムである。

上記のように構成したロッカアーム１は、カム３２の回転に伴ってこれに摺接するカムフォロア１０の外輪１１が回転するとロッカアーム１はピボット３０を支点として揺動し、ステム当接部７に当接するステム３１を軸方向に移動させて、バルブを開閉する。

上記のようなカムフォロア１０においては、転動体であるころ１２は保持器が設けられていないため、図９（ａ）に示すように、組立にあたっては、外輪１１の軌道面に沿って多数のころ１２を並べて配設し、その内周にころ保持具２０を挿入してころ１２を保持する。
そして、このようにして組立てた外輪１１ところ１２を、ロッカアーム１の両側壁２ａ，２ｂの間に配置し、固定軸１３を一方の側壁２ａの開口部５ａに挿入して、自動機あるいは手動によりころ保持具２０を押圧し、図９（ｂ）に示すように、他方の側壁２ｂの開口部５ｂから押し出す。
これにより、図９（ｃ）に示すように、ころ１２は両側壁２ａ，２ｂに固定された固定軸１３と外輪１１との間に回転自在に保持され、カムフォロア１０はロッカアーム１に取付けられる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−３９２０１号公報（第２頁、図６、図７）

上記のようなカムフォロア１０の組立時に用いられるころ保持具２０は、図１０に示すように、合成樹脂等の弾性材により有底円筒状に形成され、周壁２１の外径は外輪１１の軌道面に沿って配設されたころ１２の内周を結ぶ内径より僅かに大きく、したがって、ロッカアーム１の側壁２ａ，２ｂに設けた開口部５ａ，５ｂの内径より僅かに大きく形成されており、その幅（高さ）は、ころ１２の長さより短かく形成されている。２３は底部２２の中心部に設けた凹部である。
このように構成したころ保持具２０は、周壁２１の開口部２４側は弾性変形し易いが、底部２２側は剛性が高いため弾性変形し難くなっている。

このため、固定軸１３によりころ保持具２０をロッカアーム１の側壁２ｂの開口部５ｂに押し込んで引き抜く際（以下、押し抜きという）、開口部５ｂの内壁と接触する初期干渉（抵抗）が周壁２１と底部２２とが交わる位置２２ａの近傍となって弾性変形し難いため、ころ保持具２０に大きな荷重Ｆ₂が作用するので、ころ保持具２０の押し抜きに大きな力を必要とし、作業性が悪いという問題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、軸によるころ保持具の押し抜き時の荷重を低減することにより、総ころ形軸受の組立時の作業性を向上することのできるころ保持具、及びこのころ保持具を用いたころ軸受の組立方法を提供することを目的としたものである。

本発明は、外輪の軌道面に沿って複数の転動体が配設された状態で、軸が挿入されるまでの間前記転動体を外輪の軌道面に保持するころ保持具であって、前記ころ保持具を、弾性材により周壁と底部とからなるほぼ有底円筒状に形成し、前記底部の外周から周壁にかけて、前記底部の肉厚より広い範囲に面取部を設けたものである。

また、本発明に係るころ軸受の組立方法は、外輪の軌道面に沿って複数の転動体を配置し、その内側に請求項１に係るころ保持具を挿入して前記転動体を保持した軸受組立体を、軸挿入孔を有する軸支持部材に回転軸心を合わせて隣接配置し、前記軸支持部材の軸方向の反対側から前記軸受組立体の複数の転動体の内側部に挿入した軸により前記ころ保持具を軸方向の前記軸支持部材側に押し出して、前記軸により前記外輪を転動体を介して前記軸支持部材に回転自在に支持するようにしたものである。

本発明によれば、ころ保持具の底部の外周から周壁にかけて、底部の肉厚より幅広の面取部を設けたので、軸により部材に設けた開口部に小さい力で容易に押し込むことができ、材質等を変更することなく、簡単な構造でころ保持具の押し抜き作業性を向上することができる。また、これにより、総ころ形軸受の組立作業性を向上することができる。

図１は本発明の一実施の形態に係るカムフォロアの組立状態を示す正面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。なお、図７、図８で説明した従来技術と同じ構造又は同じ機能の部分にはこれと同じ符号を付し、説明の一部を省略する。
図に示すように、カムフォロア１０のソリットタイプの外輪１１の軌道面に沿って配設された多数の転動体である針状ころ１２は、これらの内周に挿入されたころ保持具２０により外輪１１の内周面に押圧保持され、脱落が防止されている。

このころ保持具２０は、図３に示すように、例えば合成樹脂、ゴム等の弾性材によりほぼ有底円筒状に形成されており、円筒部を形成する周壁２１と、この周壁２１とほぼ同じ肉厚の底部２２とからなっている。そして、底部２２の中心部には凹部２３が設けられており、底部２２の反対側は開口されている（以下、開口部２４という）。なお、Ｄは外径で、軸支持部材であるロッカアーム１の側壁２ａ，２ｂに設けた軸挿入孔である開口部５ａ，５ｂの内径Ｄ₁（図２）より僅かに大きく形成されている。

２５はころ保持具２０の底部２２の外周から周壁２１にかけて設けられた面取部で、底部２２の端面側が小径で周壁２１に向って徐々に拡径された傾斜面によって形成されている。なお、以下の説明では、面取部２５の底部２２側の端部を始端部２５ａ、周壁２１側の端部を終端部２５ｂという。
そして、この面取部２５の始端部２５ａから終端部２５ｂまでの幅（面取り範囲）ｗを、底部２２の肉厚ｔより大きく、ｗ＞ｔに形成したもので、例えば、面取部２５の幅ｗを、底部２２の肉厚ｔの１．３〜１．４倍程度とした。

上記のように構成したころ保持具２０は、図１、図２に示すように、外輪１１の軌道面に沿って配設された多数のころ１２の間に挿入され、ころ１２を保持することにより外輪１１ところ１２が組立てられ、軸受組立体を構成する。
このようにして組立てられたころ保持具２０を有する軸受組立体は、ロッカアーム１の両側壁２ａ，２ｂ（軸支持部材）の間に、その回転軸心を側壁２ａ，２ｂに設けた開口部５ａ，５ｂ（軸挿入孔）に合わせて隣接して配置され、一方の側壁２ａの開口部５ａから固定軸１３を挿入してころ保持具２０を押圧し、他方の側壁２ｂの開口部５ｂから押し出して図４に示すようにころ保持具２０と入れ代わり、固定軸１３を両側壁２ａ，２ｂに固定してころ１２を外輪１１と固定軸１３との間に保持し、固定軸１３を介して外輪１１ところ１２をロッカアーム１の側壁２ａ，２ｂの間に回転自在に支持する。

この間、ころ保持具２０が固定軸１３に押圧されて、軸支持部材である他方の側壁２ｂの開口部５ｂに押し込まれると、ころ保持具２０は、先ず、図５に示すように、底部２２の外周に設けた面取部２５の始端部２５ａ、つまり、開口部５ｂの内径より小径の面取部２５の始端部２５ａが挿入されるので、開口部５ｂの接触抵抗が小さいため容易に押し込むことができる。

引き続き固定軸１３によりころ保持具２０を軸方向に押圧すると、開口部５ｂと面取部２５との間が徐々に狭くなり、図６に示すように、面取部２５の終端部２５ｂが開口部５ｂに当接するが、このとき、終端部２５ｂは剛性の低い周壁２１上に位置しているため、終端部２５ｂが開口部５ｂに当接して抵抗を受けると、周壁２１が弾性変形するので終端部２５ｂに加わる荷重Ｆ₁が小さく、このため、ころ保持具２０を小さい力で容易に側壁２ｂの開口部５ｂに押し込み、押し出すことができる。

発明者が、ころ保持具２０のロッカアーム１の側壁２ｂの開口部５ｂへの圧入から押し出しまでのピーク荷重について実測を行ったところ、ころ保持具２０の底部２２の肉厚ｔを１．０、面取部２５の幅ｗをｔ／２（０．５）とした場合のピーク荷重を１とすると、保持具２０の底部２２の肉厚ｔを１．０、面取部２５の幅ｗを１．３５とした場合のピーク荷重は０．６となり、前者に比べて固定軸１３によるころ保持具２０の押圧力を４０％低減することができ、本発明に係るころ保持具２０の効果が顕著であることが確認された。なお、上記の説明では、軸受組立体の両側に軸支持部材を設けた場合を示したが、固定軸１３の挿入側の軸支持部材は他の手段であってもよい。

上記の説明では、本発明に係るころ保持具２０を、自動車のエンジンの動弁機構を構成するロッカアーム１のカムフォロア１０の組立時に使用した場合を示したが、これに限定するものではなく、例えば、スライドドアのガイドローラ等の総ころ軸受を対向する部材の間に配置して組立てる際などにも、本発明に係るころ保持具２０を用いることができる。

本発明によれば、弾性材からなるほぼ有底円筒状のころ保持具２０の底部２２の外周から周壁２１にかけて、底部２２の肉厚より幅広の面取部２５を設けたので、固定軸１３により側壁２ｂ（部材）に設けた開口部５ｂに小さい力で容易に押し込むことができ、材質等を変更することなく、簡単な構造でころ保持具２０の押し抜き作業性を向上することができる。また、これにより、総ころ形軸受の組立作業性を向上することができる。

本発明の一実施の形態に係るカムフォロアの組立状態を示す正面図である。図１のＡ−Ａ断面図である。図１のころ保持具の縦断面図である。カムフォロアをロッカアームに組込んだ状態を示す縦断面図である。図１のころ保持具の作用説明図である。図１のころ保持具の作用説明図である。エンジンの弁機構を構成するロッカアームの断面図である。図７のロッカアームの斜視図である。図７のカムフォロアのロッカアームへの取付手順の説明図である。図９のころ保持具の作用説明図である。

符号の説明

１ロッカアーム、２ａ，２ｂ側壁（軸支持部材）、５ａ，５ｂ開口部（軸挿入孔）、１０カムフォロア、１１外輪、１２転動体、１３固定軸、２０ころ保持具、２１周壁、２２底部、２５面取部、２５ａ始端部、２５ｂ終端部。

Claims

外輪の軌道面に沿って複数の転動体が配設された状態で、軸が挿入されるまでの間前記転動体を外輪の軌道面に保持するころ保持具であって、
前記ころ保持具を、弾性材により周壁と底部とからなるほぼ有底円筒状に形成し、前記底部の外周から周壁にかけて、前記底部の肉厚より広い範囲に面取部を設けたことを特徴とするころ保持具。
外輪の軌道面に沿って複数の転動体を配置し、その内側に請求項１に係るころ保持具を挿入して前記転動体を保持した軸受組立体を、軸挿入孔を有する軸支持部材に回転軸心を合わせて隣接配置し、前記軸支持部材の軸方向の反対側から前記軸受組立体の複数の転動体の内側部に挿入した軸により前記ころ保持具を軸方向の前記軸支持部材側に押し出して、前記軸により前記外輪を転動体を介して前記軸支持部材に回転自在に支持するようにしたことを特徴とするころ軸受の組立方法。