JP2016200211A - Rolling bearing - Google Patents
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Description
本発明は、転がり軸受に関する。 The present invention relates to a rolling bearing.
特許文献1に開示された転がり軸受は、アウターシェル(外側部材)の内周面とジャーナル(内側部材)の外周面との間に配置された複数のニードル(転動体)と、ニードルを転動可能に保持するリテーナ(保持器)とを備えている。リテーナは、ニードルの軌道円に沿って円環状に閉じた形態とされ、周方向に間隔をあけて形成されたポケットにニードルを保持している。 A rolling bearing disclosed in Patent Document 1 includes a plurality of needles (rolling elements) disposed between an inner peripheral surface of an outer shell (outer member) and an outer peripheral surface of a journal (inner member), and rolls the needle. And a retainer (cage) for holding it. The retainer is closed in a ring shape along the orbital circle of the needle, and holds the needle in a pocket formed at intervals in the circumferential direction.
ところで、上記の場合、仮に、ニードルの軌道円の径がジャーナルの外径に応じて変更されると、変更された径に対応した径寸法のリテーナを用意しなければならなかった。このため、径が異なる複数種のジャーナルに対しては各径毎のリテーナを準備する必要があり、金型コストが嵩むとともに、汎用性に劣るという問題があった。 In the above case, if the diameter of the orbital circle of the needle is changed according to the outer diameter of the journal, a retainer having a diameter corresponding to the changed diameter has to be prepared. For this reason, it is necessary to prepare a retainer for each diameter for a plurality of types of journals having different diameters, and there is a problem that the mold cost increases and the versatility is inferior.
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、径変更に柔軟に対応することができる低コストで汎用性のある転がり軸受を提供することを目的とする。 The present invention has been completed based on the above circumstances, and an object thereof is to provide a low-cost and versatile rolling bearing that can flexibly cope with a diameter change.
本発明は、外側部材と内側部材との間に形成された円環状の軌道空間に複数配置される転動体と、前記転動体を転動可能に保持する保持器とを備えた転がり軸受であって、前記保持器は、前記転動体を収容した状態で前記転動体の並び方向に延び、前記軌道空間の周方向に沿うように有端環状に配置されて、径を拡縮可能とする延出部を有しているところに特徴を有する。 The present invention is a rolling bearing comprising a plurality of rolling elements arranged in an annular raceway space formed between an outer member and an inner member, and a cage that holds the rolling elements in a rollable manner. The retainer extends in the direction in which the rolling elements are arranged in a state in which the rolling elements are accommodated, and is disposed in an end ring shape along the circumferential direction of the orbital space so that the diameter can be expanded and contracted. It is characterized by having a part.
軌道空間の径が変更されると、変更された径に応じた径寸法に延出部が縮径又は拡径されることで、径変更に柔軟に対応することができ、汎用性に優れる。また、軌道空間の径が異なる複数種の構造に対して各径毎に専用の保持器を準備する必要がなく、コストを低く抑えることできる。 When the diameter of the orbital space is changed, the extension portion is reduced or expanded to have a diameter corresponding to the changed diameter, so that the diameter change can be flexibly dealt with, and the versatility is excellent. Moreover, it is not necessary to prepare a dedicated cage for each diameter for a plurality of types of structures having different diameters of the orbital space, and the cost can be kept low.
本発明の好ましい形態を以下に示す。
前記延出部が、直線状に延びた直線状態から前記軌道空間の周方向に沿って円弧状に曲げられた円弧状態へと変位する。これによれば、延出部を製造時に直線状に延びた直線状態として形成できるため、円環状又は円弧状にするよりも製造が容易になる。
Preferred embodiments of the present invention are shown below.
The extending portion is displaced from a linear state extending linearly to an arc state bent in an arc shape along the circumferential direction of the orbit space. According to this, since the extension part can be formed as a linear state extending linearly at the time of manufacture, the manufacture becomes easier than making an annular shape or an arc shape.
前記延出部の前記円弧状態で内周面となる部位には、前記直線状態から前記円弧状態への曲げのきっかけとなる切欠部が間隔をあけて複数設けられている。これによれば、延出部が切欠部をきっかけとして曲げられるため、円弧状態へと円滑に誘導され、延出部の軌道空間への組み付け性が良好となる。 A plurality of notches that are the triggers for bending from the linear state to the circular arc state are provided at intervals in the portion of the extending portion that becomes the inner peripheral surface in the circular arc state. According to this, since the extension portion is bent with the notch as a trigger, the extension portion is smoothly guided to the circular arc state, and the assembling property of the extension portion to the track space is improved.
前記延出部が複数の連結部を介して前記転動体の軸方向で対をなして対向配置され、前記延出部と前記連結部とで前記転動体を収容するポケットが区画されており、前記切欠部が前記ポケットに連通し、隣り合う前記連結部には、前記ポケットに臨む内径寄りの位置に、前記転動体の内径方向への抜けを規制する内側規制部が設けられている。延出部が円弧状態に変位したときには、隣り合う連結部間の内径寄りの開口が狭められ、内側規制部が転動体の内径方向への抜けを規制可能な位置に至らしめられる。 The extending portions are arranged to face each other in pairs in the axial direction of the rolling elements via a plurality of connecting portions, and a pocket for accommodating the rolling elements is defined by the extending portions and the connecting portions, The notch part communicates with the pocket, and the adjacent connecting part is provided with an inner restricting part that restricts the rolling element from coming out in the inner diameter direction at a position close to the inner diameter facing the pocket. When the extending portion is displaced in the arc shape, the opening near the inner diameter between the adjacent connecting portions is narrowed, and the inner regulating portion is brought to a position where the rolling element can be prevented from coming out in the inner diameter direction.
前記延出部の両端が前記切欠部の形成位置に設定されている。これによれば、直線状に延びた長尺部材を切欠部に対応する適宜箇所で切断することにより、直線状態の延出部をより容易に製造することができる。 Both ends of the extension part are set to the formation position of the notch part. According to this, the extended part of a linear state can be manufactured more easily by cut | disconnecting the elongate member extended linearly in the suitable location corresponding to a notch part.
隣り合う前記連結部には、前記ポケットに臨む外径寄りの位置に、前記転動体の外径方向への抜けを規制する外側規制部が設けられ、前記切欠部を連通させた前記ポケットの中心が前記円弧状態への曲げの支点となり、前記円弧状態では、前記外側規制部と前記内側規制部との間に前記転動体がクリアランスをもって転動可能に保持されるようになっている。これによれば、延出部を円弧状態へと変位させるだけで、一定のクリアランスに調整することができ、転動体の円滑な転動を担保することができる。 The adjacent connecting portion is provided with an outer restricting portion for restricting the rolling element from coming out in the outer diameter direction at a position near the outer diameter facing the pocket, and the center of the pocket where the notch portion is communicated Serves as a fulcrum for bending into the arc state, and in the arc state, the rolling element is held between the outer restricting portion and the inner restricting portion so as to be capable of rolling with a clearance. According to this, it is possible to adjust the clearance to a constant clearance only by displacing the extending portion into the circular arc state, and to ensure smooth rolling of the rolling elements.
<実施例>
以下、実施例を図1〜図4によって説明する。実施例に係る転がり軸受10は、自動車の内燃機関の動弁装置を構成するロッカアーム60に組み込まれた場合を例示するものである。
<Example>
Examples will be described below with reference to FIGS. The rolling
まず、ロッカアーム60の構造と動弁機構について説明する。
図1に示すように、ロッカアーム60は、前後方向(図1の左右方向)に延びたアーム本体61を有している。アーム本体61は、幅方向(図1の紙面厚み方向)で互いに対向する一対の側壁部62(図1では一つのみ図示)を有している。アーム本体61の前端部は、両側壁部62を互いに連結してラッシュアジャスタ等の支持部材70に支持される受部63になっている。また、アーム本体61の後端部は、両側壁部62を互いに連結してバルブステム80の頂部81を押圧する押圧部64になっている。両側壁部62の中間部には、円筒状の軸部65(内側部材に相当)が幅方向に貫通して固定されている。
First, the structure of the
As shown in FIG. 1, the
アーム本体61の中間部において、両側壁部62、受部63及び押圧部64で囲まれる空間SPには、この空間SPに横架された軸部65に、転がり軸受10を介して、回転可能に支持される円筒状のローラ66(外側部材に相当)が収容されている。ローラ66の外周面はカム50に当接している。カム50は、軸部65と軸方向(幅方向)で平行に配置されたカムシャフト51に設けられている。
In the middle part of the arm
ここで、支持部材70とバルブステム80は、図示しないシリンダヘッドに組み込まれている。ロッカアーム60は、バルブステム80の頂部81と支持部材70とにより下方から支持された状態で、カム50の回転によってローラ66を介して下向きに押圧されることにより、支持部材70を支点として傾動する。ロッカアーム60が傾動するに伴い、押圧部64がバルブステム80の頂部81を押圧し、バルブステム80が図示しないコイルスプリングの付勢力に抗して下降する。これにより、バルブステム80の下端に設けられた図示しないバルブが図示しない吸気又は排気ポートを開弁する。さらなるカム50の回転によって押圧力が低減すると、バルブステム80がコイルスプリングの付勢力で上昇し、バルブが吸気又は排気ポートを閉弁する。したがって、カム50の回転に従ってロッカアーム60が揺動することにより、バルブの開閉が繰り返されるようになっている。
Here, the
続いて、転がり軸受10の構造を説明する。
図2に示すように、軸部65の外周面とローラ66の内周面との間には、円環状の軌道空間11が形成されている。軌道空間11には、軸方向に細長い円柱状のニードル12(針状ころであって転動体に相当)が複数配置されている。軌道空間11の幅寸法(径寸法)は、ニードル12の直径に対応しており、周方向の全周に亘って一定となるように設定されている。軌道空間11に配置された各ニードル12は、保持器13に保持された状態で所定の間隔をあけつつ周方向に並列に配置されている。軸部65の外周面は、ニードル12の内周軌道面を構成し、ローラ66の内周面は、ニードル12の外周軌道面を構成している。
Next, the structure of the rolling bearing 10 will be described.
As shown in FIG. 2, an
保持器13は合成樹脂製であって、幅方向で平行に対向しつつ幅方向と直交する方向に延びる一対の延出部14と、その延出方向に間隔をあけた複数位置にて両延出部14間に架設される幅方向に沿った連結部15とからなる。両延出部14は、各連結部15によって幅方向に一定間隔に維持されている。また、図3に示すように、保持器13には、延出部14と連結部15との間にて幅方向に細長く開口するポケット16が区画して設けられている。ポケット16は、連結部15で仕切られることによって延出部14の延出方向に間隔をあけて複数設けられ、内部にニードル12が転動可能(転動自在)に収容されている。ニードル12は、ポケット16に軸心を幅方向に向けて収容されている。
The
延出部14は、一端から他端にかけて延びる有端の帯状をなし、成形時において一直線状に配置される直線状態(図3を参照)と、軌道空間11に挿入されて軌道空間11の周方向に沿って円弧状に配置される円弧状態(図1及び図2を参照)とに変位するようになっている。
The extending
延出部14のうち、円弧状態で内周面となる部位には、延出方向に間隔をあけた複数位置に、U字凹状の切欠部17が開口して設けられている。各切欠部17は、隣り合う連結部15間に対応したポケット16と連通する位置に、延出部14の延出方向に一定間隔をあけて配置されている。詳細には切欠部17は、ポケット16に収容されたニードル12の両端の径方向中心と対向する位置に配置されている。図3から図2にかけて示すように、延出部14が直線状態から円弧状態に移る際には、各切欠部17の開口が狭められ、それに伴い延出部14が内側に回曲して円弧状態へと導かれる。つまり、各切欠部17が円弧状態への曲げのきっかけとなる。なお、延出部14は、円弧状態では拡径方向に弾性的に付勢されており、その弾性力で円弧形状を維持することが可能となっている。
In the extended
連結部15の幅方向両端部には、ポケット16に臨む面の、内径寄りの対向位置にリブ状の内側規制部18が突出して設けられ、外径寄りの対向位置にリブ状の外側規制部19が突出して設けられている。内側規制部18と外側規制部19は、互いにポケット16の中心を中心とする略点対称位置に配置されている。図2に示すように、ポケット16に収容されたニードル12は、円弧状態では内径規制部18と外径規制部19との間にクリアランス(遊び)をもって転動可能に保持されており、ポケット16からの抜け出しが規制されるようになっている。この場合に、ポケット16の中心が曲げの支点となるように切欠部17の切り込み深さが設定され、もって前記クリアランスが一定となるように調整されている。
At both ends in the width direction of the connecting
図2に示すように、延出部14の延出方向の両端部には、径方向外側に突出する一対の係止部21が設けられている。図4に示すように、係止部21は、幅方向内側に向けて次第に突出量を大きくする爪状をなし、その幅方向内側端に、径方向に沿った係止面22を有している。延出部14が軌道空間11に挿入されると、ローラ66の内周面の軸方向両端部に凹設された段付き状の係止受部68に係止部21が弾性的に進入し、係止受部68の段差面69に係止部21の係止面22が対面して当接可能に配置される。これにより、保持器13がローラ66に離脱規制された状態に保持される。
As shown in FIG. 2, a pair of locking
ところで、ロッカアーム60がシリンダヘッドに組み付けられると、図4に示すように、軸部65の幅方向両側が閉塞壁95で閉塞されて、軸部65のロッカアーム60からの抜け出しが確実に阻止されることから、上記した係止部21による抜け止め作用は、ロッカアーム60の組み付けが完了するまでの間に機能すれば十分とされている。かかる点に鑑み、本実施例の場合は延出部14の延出方向両端部の2箇所に係止部21を設けたわけであるが、必要最小限の個数に抑えるのであれば、延出部14の任意の1箇所に係止部21を設けるだけでも構わない。もちろん、係止部21を延出部14に3つ以上設けることを否定するものでもない。
By the way, when the
なお、保持器13の成形用樹脂としては、芳香族ポリアミド、ポリアミド46、ポリアミド6、ポリアミド66等のポリアミド、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリアセタール(POM)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素樹脂を好適に用いることができる。また、これら樹脂にガラス繊維や炭素繊維等の強化材を混合させたものを使用することができ、より好ましくは、ポリアミド樹脂にガラス繊維又は炭素繊維を5〜30重量%混合し、曲げ弾性率を2000〜5000MPaとしたものがよい。この範囲であれば、延出部14が直線状態から円弧状態へと変形可能な柔軟性が確保され、且つ、所定の弾性及び剛性を得ることができる。
The molding resin for the
また、保持器13は、直線状に延びた長尺部材L(図3を参照)をその延出途中の適宜位置で切断することで成形される。このとき、長尺部材Lはポケット16を横切るようにして切欠部17と対応する位置で切断され、成形された保持器13の延出部14の両端は切欠部17を分断する形態で構成される(図2を参照)。
The
次に、本実施例の転がり軸受10の組み付け手順等について説明する。
保持器13にニードル12を保持させるに際し、延出部14が直線状態にあるときに、保持器13のポケット16にニードル12を差し込み、その後、保持器13を有端環状の円弧状態としてローラ66の内周側の軌道空間11に組み込む方法と、延出部14が円弧状態にあるときに、保持器13のポケット16にニードル12を差し込み、その後又はそれに先立って、保持器13を有端環状のまま軌道空間11に組み込む方法とがあり、いずれの方法を採ってもよい。
Next, a procedure for assembling the rolling
When holding the
延出部14が直線状態から円弧状態に変位する過程では、切欠部17及びポケット16の開口寸法(延出部14の延出方向の開口寸法)が曲げの内側となる内径側で徐々に狭くなり、それとともにポケット16に対向して臨む内側規制部18が互いに接近するように寄り、ニードル12の内径方向への抜き出しを規制可能な位置へと至らしめられる。したがって、延出部14が直線状態にあるときには、ポケット16に収容されるニードル12と内側規制部18とのラップ代を小さく又は無くすことができ、内側規制部18の突出量を小さく抑えることができる。
In the process in which the extended
保持器13が軌道空間11に組み込まれると、延出部14が円弧状態で配置され、延出部14の両端が周方向に間隔(以下、分断空間DS(図2を参照)と称する)をあけて対向して配置される。このように、延出部14の全長(一端から他端に至る延出方向の長さ)は、分断空間DSの周長分、軌道空間11の全周長よりも短くなるように設定されている。このため、延出部14と全長と軌道空間11の全周長とを一致させる必要がなく、延出部14の寸法管理をラフに行うことができる。
When the
各ニードル12は、ポケット16に収容された状態で、分断空間DSと対応する位置を除いて、軌道空間11に一定間隔をあけて並んで配置される。ローラ66の回転時には、各ニードル12がローラ66の内周面と軸部65の外周面との間に転動して軸受機能が発揮されることとなる。本実施例の場合、図2に示すように、分断空間DSにおいて周方向に1つのニードル12が欠落するような構造になっているが、軸受機能に支障を来たさない限り、分断空間DSで周方向に2つ以上のニードル12が欠落するような構造としてもよい。
Each
また、本実施例の場合、上記とは異なる軸受装置(ロッカアームに限らない)に対し、上記の保持器13をそのまま利用することができる。例えば、ロッカアームのローラの内径が上記よりも大きく、軌道空間の全周長が上記よりも長くなるものに対しては、延出部14の両端間に形成された分断空間DSが上記よりも周方向に拡大した状態で、保持器13がその軌道空間に組み込まれる。一方、例えば、ロッカアームのローラの内径が上記よりも小さく、軌道空間の全周長が上記よりも短くなるものに対しては、延出部14の両端間に形成された分断空間DSが上記よりも周方向に縮小した状態で、保持器13がその軌道空間に組み込まれる。
In the case of the present embodiment, the
このように、本実施例によれば、ニードル12の軌道円の径が拡縮いずれの状態に変更されても、変更された径に応じた径寸法に延出部14が拡径又は縮径されて、保持器13が軌道空間11に収まるサイズに変形させられるため、径寸法の変更に柔軟に対応することができる。したがって、複数種の軸受装置に対して単一の保持器13でまかなうことができ、軸受装置毎の専用の保持器を準備する必要がない。その結果、汎用性に優れるとともに、生産性の向上を図ることができる。とくに、本実施例の場合は、保持器13が直線状に延びた長尺部材Lを切断することで所望の長さに容易に調整されるため、生産性のさらなる向上を図ることができる。
Thus, according to the present embodiment, even if the diameter of the orbital circle of the
<他の実施例>
以下、他の実施例を簡単に説明する。
(1)内側部材が環状の内輪として構成され、外側部材が同じく環状の外輪として構成されるものであってもよい。例えば、これを上記実施例に適用する場合には、ローラの内周側に外輪を嵌め込み、軸部の外周側に内輪を嵌め込む構造にすることができる。
(2)延出部は、予め円環状の形態を維持可能なように癖付けされていてもよい。
(3)延出部が実質的に弾性を有しないものであってもよい。
(4)保持器から外側規制部を省略してもよい。
(5)保持器は支障なければ金属製であってもよい。
(6)本発明は、ロッカアームに限らず、例えば、オイルポンプやバランスシャフトの転がり軸受として適用可能であり、さらに、その他の軸受装置に広く適用可能である。
<Other embodiments>
Other embodiments will be briefly described below.
(1) The inner member may be configured as an annular inner ring, and the outer member may be configured as an annular outer ring. For example, when this is applied to the above-described embodiment, the outer ring can be fitted on the inner circumference side of the roller, and the inner ring can be fitted on the outer circumference side of the shaft portion.
(2) The extending portion may be brazed in advance so as to maintain an annular shape.
(3) The extending portion may be substantially inelastic.
(4) The outer restricting portion may be omitted from the cage.
(5) The cage may be made of metal as long as it does not interfere.
(6) The present invention is not limited to a rocker arm, and can be applied, for example, as a rolling bearing for an oil pump or a balance shaft, and can be widely applied to other bearing devices.
10…転がり軸受
11…軌道空間
12…ニードル(転動体)
13…保持器
14…延出部
15…連結部
16…ポケット
17…切欠部
18…内側規制部
60…ロッカアーム
65…軸部(内側部材)
66…ローラ(外側部材)
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
66. Roller (outer member)
Claims (6)
前記保持器は、前記転動体を収容した状態で前記転動体の並び方向に延び、前記軌道空間の周方向に沿うように有端環状に配置されて、径を拡縮可能とする延出部を有していることを特徴とする転がり軸受。 A rolling bearing comprising a plurality of rolling elements arranged in an annular raceway space formed between an outer member and an inner member, and a cage that holds the rolling elements in a rollable manner,
The retainer extends in the direction in which the rolling elements are arranged in a state in which the rolling elements are accommodated, and is arranged in an end ring shape so as to extend along the circumferential direction of the orbital space, and has an extending portion that can expand and contract the diameter. A rolling bearing characterized by having.
前記切欠部を連通させた前記ポケットの中心が前記円弧状態への曲げの支点となり、前記円弧状態では、前記外側規制部と前記内側規制部との間に前記転動体がクリアランスをもって転動可能に保持されるようになっていることを特徴とする請求項4又は5に記載の転がり軸受。 The adjacent connecting portion is provided with an outer restricting portion that restricts the rolling element from coming off in the outer diameter direction at a position near the outer diameter facing the pocket,
The center of the pocket communicating with the notch serves as a fulcrum for bending into the arc state, and in the arc state, the rolling element can roll with a clearance between the outer restricting portion and the inner restricting portion. The rolling bearing according to claim 4 or 5, wherein the rolling bearing is held.
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