JP2019078210A - 軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】支持壁にかしめにより取り付けられるローラ軸支用のピンの、接触部材との接触領域における拡径変形量を抑制して、ピンの接触領域が接触部材に干渉するのを防止する。【解決手段】ピン３の中間部にローラ１がニードル２ａを介して回転可能に軸支され、ピン３の端部が支持壁４の孔４３に通され、該端部がかしめにより拡径変形して支持壁４に取り付けられた軸受装置において、ピン３の外周面に、かしめの力がピン３のうちニードル２ａと接触するピン長方向の接触領域３２にまで伝播するのを遮断又は減少させて、該接触領域３２の拡径変形量を抑制するための、周方向に延びる変形抑制溝３３が形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、ローラをピンで回転可能に軸支する軸受装置に関する。

特許文献１〜３のように、内燃機関の動弁系に設けられるロッカアーム、バルブリフタ等のローラ付き動弁部品や、特許文献４のように内燃機関の燃料系に設けられるローラリフタ等の内燃機関用ローラ付き部品は、カム又は他部品との接触する箇所に、フリクションロスを減らすためのローラが設けられている。ローラの軸受装置は、部品の種類によらず概ね同様であり、図１０（ａ）に示すローラ付き部品１００のように、ピン１０３の中間部に、カムと接触するローラ１０１が直接又はニードル若しくはインナーローラを介して（図示例ではニードル１０２を介して）回転可能に軸支され、ピン１０３の端部が、支持壁１０４の孔１４３に通され、該端部がかしめにより拡径変形して支持壁１０４に取り付けられている。

より詳しくは、同図（ｂ）に二点差線で示すように、拡径変形前のピン１０３は均一外径の丸棒であり、その端部が支持壁１０４の孔１４３に通される。次に、同図（ｂ）に実線で示すように、ピン１０３の端面にかしめ具Ｐが押し込まれて圧痕１３７が形成されることにより、ピン１０３の端部は拡径変形し、支持壁１０４の孔１４３の内周面に緊締されて取り付けられている。なお、図示の便宜上、拡径変形したピン１０３の端部を支持壁１０４の孔１４３と交わらせて表しているが、実際には、この交わり分だけピン１０３と孔１４３が変形しており、それにより前記緊締力が生じている。

その他、特許文献４のように、かしめにより拡径変形したピンの端部が、支持壁の外壁面に当接又は近接して取り付けられることもある。

ピン１０３の中間部に、ローラが直接軸支される場合には、ローラがピンとの接触部材であり、ローラ１０１がニードル１０２若しくはインナーローラを介して軸支される場合には、ニードル１０２若しくはインナーローラがピン１０３との接触部材である。ピン１０３と接触部材との間には、接触部材の円滑な回転のために適度のクリアランスが設けられている。

特開２００７−８５３９５号公報 特開２００８−９５６１８号公報 特開２０１３−１５１９１９号公報 特開２０１６−９０００６号公報

前記かしめによる拡径変形は、本来、ピン１０３のうち支持壁１０４にかかる部分だけで足りる。
ところが、各部の寸法やかしめ条件によっては、かしめの力がピン１０３のうちニードル１０２等の接触部材と接触する接触領域１３２にまで伝播して、該接触領域１３２が僅かに拡径変形することがある。
そして、この接触領域１３２の拡径変形量（図１０（ｂ）に示すように、拡径変形前後のピン外周面の拡径方向変位量であって、接触領域１３２での最大値。）が、上述したピン１０３とニードル１０２等の接触部材との間のクリアランスを大きく減らす程度になった場合には、ピン１０３の接触領域１３２が接触部材に干渉するおそれがある。

本発明の目的は、支持壁にかしめにより取り付けられるローラ軸支用のピンの、接触部材との接触領域における拡径変形量を抑制して、ピンの接触領域が接触部材に干渉するのを防止することにある。

前記課題を解決するため、本発明の軸受装置は、
ピンの中間部にローラが直接又はニードル、ボール若しくはインナーローラを介して回転可能に軸支され、ピンの端部が支持壁の孔に通され、該端部がかしめにより拡径変形して支持壁に取り付けられた軸受装置において、
ピンの外周面に、かしめの力がピンのうちローラ、ニードル、ボール又はインナーローラ（以下「接触部材」という。）と接触するピン長方向の接触領域にまで伝播するのを遮断又は減少させて、該接触領域の拡径変形量を抑制するための、周方向に延びる変形抑制溝が形成されていることを特徴とする。

ここで、変形抑制溝は、ピンの接触領域の拡径変形量（図１（ｂ）に示すように、拡径変形前後のピン外周面の拡径方向変位量であって、接触領域３２での最大値。以下同じ。）を、変形抑制溝がない（それ以外は同一）場合の当該拡径変形量に対して、２分の１以下に抑制するものであることが好ましく、５分の１以下に抑制するものであることがより好ましく、実質的にゼロに抑制するものであることが最も好ましい。この拡径拡径量が小さいほど、ピンの接触領域が接触部材に干渉するのをより確実に防止できるからである。

ピンの接触領域の拡径変形量を実質的にゼロに抑制する場合、変形抑制溝は、（ア）ピンのうちかしめの力により拡径変形するピン長方向の拡径変形領域を、支持壁の内壁面の位置を越えないように抑制するものであってもよいし、（イ）ピンのうちかしめの力により拡径変形するピン長方向の拡径変形領域を、支持壁の内壁面の位置は越えても、接触領域にはかからないように抑制するものであってもよい。

本発明によれば、支持壁にかしめにより取り付けられるローラ軸支用のピンの、接触部材との接触領域における拡径変形量を抑制して、ピンの接触領域が接触部材に干渉するのを防止することができる。

図１（ａ）は実施例１の軸受装置を示す断面図、（ｂ）はその部分拡大断面図である。 図２（ａ）〜（ｃ）は同軸受装置のピン端面に形成する圧痕の態様例を示す側面図である。 図３は実施例２の軸受装置を示す部分拡大断面図である。 図４は実施例３の軸受装置を示す部分拡大断面図である。 図５は各実施例を適用できるローラ付きロッカアーム等の斜視図である。 図６は各実施例を適用できるローラ付きバルブリフタ等の斜視図である。 図７は各実施例を適用できるローラ付き介在アーム等の正面図である。 図８は各実施例を適用できるローラリフタの正面図である。 図９は各実施例におけるピンにローラを軸支する態様を示し、（ａ）はニードル、（ｂ）はボール、（ｃ）はインナ−ローラをそれぞれ介する態様の断面図であり、（ｄ）は直接軸支する態様の断面図である。 図１０（ａ）は、従来例の軸受装置を示す断面図、（ｂ）はその部分拡大断面図である。

１．接触部材
接触部材は、クラウニングの無いものでも有るものでもよい。後者は、接触部材の端部がピンから離間する方向にクラウニングしており、ピンの接触領域はクラウニングした接触部材の端部よりもピン長方向内側にあり、前記変形抑制溝の態様（イ）を採用しやすい。

２．ピンの端部の取付態様の例示
（ａ）ピンの端部は、拡径変形した部分が支持壁の孔の内周面に緊締されることにより、支持壁に回転不能に取り付けられた態様。
（ｂ）ピンの端部は、拡径変形した部分が支持壁の外壁面に当接又は近接することにより、支持壁に回転可能又は回転不能に取り付けられた態様。

３．変形抑制溝の態様の例示
変形抑制溝は、前記のとおり周方向に延びるものであり、全周に渡るもの（環状）、全周の一部で切れるもの（Ｃ形）、断続的に切れるもの等を例示できる。

４．適用部品の例示
軸受装置は、例えば、次に例示する内燃機関用ローラ付き部品に適用できる。
（１）内燃機関の動弁系のバルブリフタ、ロッカアーム、カムとロッカアームとの間に設けられる部品等のローラ付き動弁部品。バルブリフタには、ＯＨＣ（オーバーヘッドカム）型内燃機関に用いられるものも、ＯＨＶ（オーバーヘッドバルブ）型内燃機関に用いられるものも含まれる。また、ローラ付き動弁部品は、通常の非可変の動弁機構に用いるものも、内燃機関の運転状況に応じてバルブの駆動状態を変更する可変動弁機構に用いるものも含む。
（２）内燃機関の燃料系において燃料をインジェクタ等に圧送するプランジャとカムとの間に設けられるローラリフタ。

以下、本発明の実施例１〜３の軸受装置を、図面を参照して説明する。本発明は実施例の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。

各実施例は、例えば、図５〜８に示すいずれのローラ付き部品５１〜５４にも適用することができる。
図５に示すローラ１付きロッカアーム５１は、ローラ１がカム２０１に押圧されると揺動してバルブ２０８を駆動するものである。
図６に示すローラ１付きバルブリフタ５２は、ローラ１がカム２０１に押圧されると直線上の往復移動をしてバルブ２０８を駆動するものである。
図７に示すローラ１付き介在アーム５３は、カム２０１とロッカアーム２０６との間にある部品であって、カム２０１に押圧されるとローラ１で他部品２０５を押圧し、ロッカアーム２０６を介してバルブ２０８を駆動するものである。この動弁機構は特開２００５−２３９３３号公報に記載のものであり、詳細は省略する。
図８に示すローラ１付きリフタ５４は、ローラ１がカム２０１の押圧されると直線上の往復移動をして、リフタ本体に上方から挿入されたプランジャ（図示略）も往復移動して燃料をインジェクタ等に圧送するものである。

また、各実施例は、ピン３の中間部にローラ１を、図９（ａ）に示すニードル２ａ、（ｂ）に示すボール２ｂ、（ｃ）に示すインナーローラ２ｃをそれぞれ介して回動可能に軸支するタイプに適用することができ（この場合、ニードル２ａ、ボール２ｂ若しくはインナーローラ２ｃがピン３との接触部材である。）、（ｄ）に示すように直接軸支するタイプに適用することもできる（この場合、ローラ１がピン３との接触部材である。）。ピン３と接触部材との間には、接触部材の円滑な回転のために適度のクリアランスが設けられている。以下では、ニードル２ａを介して軸支するタイプを例示して説明する。

［実施例１］
図１及び図２に示す実施例１の軸受装置は、ピン３の中間部に、カム２０１又は他部品２０５と接触するローラ１が回転可能に軸支され、ピン３の左右の端部が、左右の支持壁４，４の孔４３，４３に通され、該端部がかしめにより拡径変形して支持壁４，４に取り付けられている。

より詳しくは、拡径変形前のピン３は、均一外径の丸棒に後述する変形抑制溝３３が形成されているものであり、ピン長さは左右の支持壁４，４の外壁面４４，４４間の距離と同等であるか又は該距離より僅かに短い。このピン３の端部は、図１（ｂ）に二点差線で示すように、前記均一径の丸棒の状態で支持壁４の孔４３に通される。そして、同（ｂ）に実線で示すように、かしめにより、すなわち本例ではピン３の端面にかしめ具Ｐ（ポンチ）がピン長方向内側へ押し込まれて圧痕３７が形成されたことにより、ピン３の端部は拡径変形し、支持壁４の孔４３の内周面に緊締されて取り付けられている。なお、図１では、便宜上、拡径変形したピン３の端部を支持壁４の孔４３と交わらせて表しているが、実際には、この交わり分だけピン３と孔４３が変形しており、それにより前記緊締力が生じている（実施例２の図３でも同じ。）。圧痕３７は、本例では図２（ａ）に示す環状溝であるが、（ｂ）に示すＣ形溝でも、（ｃ）に示すような断続状でもよい。

ピン３のうち、支持壁４の長さ方向中央と対峙する位置と、ニードル２ａと接触するピン長方向の接触領域３２との間には、前記かしめの力が接触領域３２にまで伝播するのを遮断又は減少させて、該接触領域３２の拡径変形量を抑制するための、周方向に延びる（本例では全周に渡る）変形抑制溝３３が形成されている。本実施例の変形抑制溝３３は、支持壁４の内壁面４２の位置を越えないところ（孔４３内）にあって、前記かしめの力によるピン３のピン長方向の拡径変形領域３４を、支持壁４の内壁面４２の位置を越えないように抑制し、ピン３の拡径変形領域３４よりもピン長方向内側は非拡径変形領域３１とする。よって、ピン３の接触領域３２の拡径変形量は実質的にゼロに抑制されている。このため、ピン３の接触領域３２はニードル２ａに干渉しない。

［実施例２］
図３に示す実施例２の軸受装置は、ニードル２ａの端部がピン３から離間する方向にクラウニングして（クラウニング部２１）、ピン３の接触領域３２がクラウニングしたニードル２ａの端部よりもピン長方向内側にある点と、変形抑制溝３３が、支持壁４の内壁面４２の位置を越えるが接触領域３２にはかからないない所にある点において実施例１と相違するものであり、その他は実施例１と共通である。本実施例の変形抑制溝３３は、前記かしめの力によるピン３のピン長方向の拡径変形領域３４を、支持壁４の内壁面４２の位置は越えても接触領域３２には及ばないように抑制する。よって、ピン３の接触領域３２の拡径変形量は実質的にゼロに抑制されている。このため、ピン３の接触領域３２はニードル２ａに干渉しない。

［実施例３］
図４に示す実施例３の軸受装置は、ピン３の端部の支持壁４への取付態様において実施例１と相違するものであり、その他は実施例１と共通である。

より詳しくは、拡径変形前のピン３は、均一外径の丸棒に変形抑制溝３３が形成されているものであり、ピン長さは前記左右の支持壁４，４の外壁面４４，４４間の距離より長い。また、ピン３の両端面には、その中央部に凹部３８が形成されることにより、その外縁部に凸条部３９が相対的に形成されている。このピン３の端部は、図４に二点差線で示すように、前記均一径の丸棒の状態で支持壁４の孔４３に通され、外壁面４４から外部へ突出する。そして、同図に実線で示すように、かしめにより、すなわち本例では外部へ突出したピン３の凸条部３９がかしめ具（図示略）によりピン長方向内側へ押し込まれ且つ拡径方向へ押し倒されたことにより、ピン３の端部は孔４３よりも大きく拡径変形し、支持壁４の外壁面４４に当接又は近接して、抜け止めがなされている。この当接又は近接の加減により、支持壁４にピン３を回転可能にも回転不能にも取り付けることができる。

本実施例の変形抑制溝３３も、支持壁４の内壁面４２の位置を越えないところ（孔４３内）にあって、前記かしめの力によるピン３のピン長方向の拡径変形領域３４を、支持壁４の内壁面４２の位置を越えないように抑制する。よって、ピン３の接触領域３２の拡径変形量は実質的にゼロに抑制されている。このため、ピン３の接触領域３２はニードル２ａに干渉しない。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、例えば次のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することができる。
（１）ピン３の拡径変形領域３４が変形抑制溝３３を越えても、変形抑制溝３３がかしめの力を減少させることで、拡径変形領域３４が接触領域３２にまでは及ばないようにしてもよい。
（２）ピン３の拡径変形領域３４が接触領域３２にまで及んでも、変形抑制溝３３がかしめの力を減少させることで、接触領域３２の拡径変形量を減少させてニードル２ａ等に実質的に干渉しないようにしてもよい。

１ ローラ
２ａ ニードル
２ｂ ボール
２ｃ インナーローラ
２１ クラウニング部
３ ピン
３１ 非拡径変形領域
３２ 接触領域
３３ 変形抑制溝
３４ 拡径変形領域
３７ 圧痕
４ 支持壁
４２ 内壁面
４３ 孔
４４ 外壁面
５１ ローラ付きロッカアーム
５２ ローラ付きバルブリフタ
５３ ローラ付き介在アーム
５４ ローラリフタ
２０１ カム
２０５ 他部品
２０６ ロッカアーム
２０８ バルブ

Claims (7)

1. ピン（３）の中間部にローラ（１）が直接又はニードル（２ａ）、ボール（２ｂ）若しくはインナーローラ（２ｃ）を介して回転可能に軸支され、ピン（３）の端部が支持壁（４）の孔（４３）に通され、該端部がかしめにより拡径変形して支持壁（４）に取り付けられた軸受装置において、
   ピン（３）の外周面に、かしめの力がピン（３）のうちローラ（１）、ニードル（２ａ）、ボール（２ｂ）又はインナーローラ（２ｃ）（以下「接触部材」という。）と接触するピン長方向の接触領域（３２）にまで伝播するのを遮断又は減少させて、該接触領域（３２）の拡径変形量を抑制するための、周方向に延びる変形抑制溝（３３）が形成されていることを特徴とする軸受装置。
2. 変形抑制溝（３３）は、ピン（３）のうちかしめの力により拡径変形するピン長方向の拡径変形領域（３４）を、支持壁（４）の内壁面（４２）の位置を越えないように抑制するものである請求項１記載の軸受装置。
3. 変形抑制溝（３３）は、ピンのうちかしめの力により拡径変形するピン長方向の拡径変形領域（３４）を、支持壁（４）の内壁面（４２）の位置は越えても、接触領域（３２）には及ばないように抑制するものである請求項１記載の軸受装置。
4. 接触部材（１，２ａ〜２ｃ）の端部がピン（３）から離間する方向にクラウニングしており、ピン（３）の接触領域（３２）は、クラウニングした接触部材（１，２ａ〜２ｃ）の端部よりもピン長方向内側にある請求項１〜３のいずれか一項に記載の軸受装置。
5. ピン（３）の端部は、拡径変形した部分が支持壁（４）の孔（４３）の内周面に緊締されることにより、支持壁（４）に回転不能に取り付けられた請求項１〜４のいずれか一項に記載の軸受装置。
6. ピン（３）の端部は、拡径変形した部分が支持壁（４）の外壁面（４４）に当接又は近接することにより、支持壁（４）に回転可能又は回転不能に取り付けられた請求項１〜４のいずれか一項に記載の軸受装置。
7. 軸受装置は、内燃機関用部品が備えるものである請求項１〜６のいずれか一項に記載の軸受装置。

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