JP2021126682A

JP2021126682A - 軸部母材、軸部材の組付方法およびリフタ

Info

Publication number: JP2021126682A
Application number: JP2020023019A
Authority: JP
Inventors: 章宏鈴木; Akihiro Suzuki
Original assignee: Otics Corp
Current assignee: Otics Corp
Priority date: 2020-02-14
Filing date: 2020-02-14
Publication date: 2021-09-02
Anticipated expiration: 2040-02-14
Also published as: JP7368262B2

Abstract

【課題】軸部母材、軸部材の組付方法およびリフタを提供する。【解決手段】軸部母材１０Ａは、軸部材１０の母材である。軸部材１０は、リフタ６０のローラ４０を回転可能に支持し、リフタ６０の一対のフォーク６２に架け渡される。軸部材１０の軸方向の端面の外周部には、フォーク６２の外側面に対向する張出部１１が軸部材１０の径方向に張り出し形成される。軸部母材１０Ａは、軸方向に延びる軸本体１６と、軸本体１６の軸方向の端面の外周部から軸方向に突出して張出部１１になり得る土手部１７と、を備える。土手部１７は、基端側の断面積よりも先端側の断面積が小さくなるように形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、軸部母材、軸部材の組付方法およびリフタに関する。

特許文献１に開示された軸受装置は、軸部材と、軸部材の両端部を支持する一対の支持体（以下、「フォーク」と称する。）と、一対のフォーク間に位置し、軸部材に回転可能に支持されるローラと、を備えている。

軸部材は、母材の状態において、軸方向の端面の外周部から軸方向に突出する突部を有している。この突部は、基端側から先端側にかけて一定の断面形状を呈している。
軸部材の組み付けに際し、突部がフォークの外側面に臨む状態で、突部がプレス加工（据え込み加工）される。すると、突部が径方向の外側に圧縮変形させられ、張出部が張り出し形成される。張出部は、フォークの外側面に対向して配置される。

特許５８９７６９０号公報

ところで、上記の突部は、プレス加工されて径方向の外側に変形するとともに、圧縮方向となる軸方向にも変形する。仮に、突部の軸方向の変形域がフォークの厚みを超えてしまうと、変形域の端部が軸部材とローラとの間に介在する転動体（ころ、ニードルベアリング等）と干渉し、ローラの回転に支障を来たすおそれがある。これに対し、突部の軸方向の変形域がフォークの厚み範囲に収まるように、フォークの厚みを大きくすると、コストが高くなるのに加え、リフタの慣性質量が増加するといった問題がある。

そこで、本発明は、ローラの円滑な回転を担保しつつ、フォークの厚みを薄くすることができる軸部母材、軸部材の組み付け方法およびリフタを提供することを目的とする。

本発明の軸部母材は、リフタのローラを回転可能に支持する軸部材が前記リフタの一対のフォークに架け渡され、前記軸部材の軸方向の端面の外周部に、前記フォークの外側面に対向する張出部が前記軸部材の径方向に張り出し形成される、前記軸部材の、前記張出部が形成される前の軸部母材であって、前記軸方向に延びる軸本体と、前記軸本体の前記軸方向の端面の外周部から前記軸方向に突出して前記張出部になり得る土手部と、を備え、前記土手部は、基端側の断面積よりも先端側の断面積が小さくなるように形成されているところに特徴を有する。

本発明のリフタは、筒部と、前記筒部に連設される一対のフォークと、前記一対のフォークに架け渡される軸部材と、前記一対のフォーク間に位置し、前記軸部材に回転可能に支持されるローラと、を備え、前記軸部材の軸方向の端面は、前記フォークの外側面に臨み、外周部に、前記軸部材の径方向に張り出す張出部を有し、前記張出部は、前記フォークの外側面に当接可能に対向する掛止面と、前記軸部材の軸方向の端面の内周部との間に形成される段差面と、前記掛止面と前記段差面との間にて前記径方向に平坦に形成されるプレス面と、を有し、前記掛止面は、前記径方向の先端側へ行くにしたがって前記プレス面に近づくように傾斜し、前記段差面は、前記プレス面に向けて前記径方向の外側に傾斜して配置されているところに特徴を有する。

本発明の軸部母材の場合、土手部を軸方向にプレス加工（据え込み加工）すると、断面積の小さい土手部の先端側が径方向に大きく変形し、フォークの外側面に対向する張出部を形成することができる。断面積の大きい土手部の基端側は軸方向への変形が抑えられるため、土手部の軸方向の変形域を短くすることができる。土手部の軸方向の変形域を短くすることができる結果、フォークの厚みを小さくすることができる。また、土手部の軸方向の変形域が転動体等と干渉する領域に及ぶのを回避することができ、ローラの円滑な回転を担保することができる。

本発明のリフタの場合、プレス加工されてプレス面が形成される際に、段差面の傾斜によって径方向に大きく張り出した張出部を形成することができる。これにより、径方向の先端側へ行くにしたがってプレス面に近づくように傾斜する掛止面を精度良く形成することができるとともに、張出部になる部分の軸方向への変形を抑えることができる。その結果、フォークの厚みを小さくすることができ、ローラの円滑な回転を担保することができる。

本発明の実施例１において、軸部母材がプレス機にセットされ、土手部がプレス型で変形させられる前の状態を示す断面図である。土手部がプレス型で変形させられた状態を示す要部拡大図である。張出部がフォークの外側面に対向して配置された状態を示す断面図である。軸部母材の断面図である。カムとリフタの側面図である。

本発明の好ましい形態を以下に示す。
上記の軸部母材において、前記土手部の内面は、前記張出部において前記フォークに臨む面とは反対側に配置される面であって、前記基端側から前記先端側にかけて外側に傾斜しているのが好ましい。これによれば、土手部を軸方向にプレス加工すると、土手部の内面の傾斜によって、径方向に大きく張り出した張出部を形成することができる。

上記の軸部母材を用い、前記軸部材を前記一対のフォークに組み付ける方法であって、前記一対のフォークの軸受孔に前記軸本体を挿通させ、前記フォークの外側面に前記土手部を臨ませる工程と、前記土手部を前記軸方向にプレス加工し、前記土手部を前記径方向の外側に変形させて、前記張出部を形成する工程と、を含む軸部材の組付方法である。

土手部を軸方向にプレス加工すると、断面積の小さい土手部の先端側が径方向に大きく変形するとともに、断面積の大きい土手部の基端側が軸方向への変形を抑えられた状態になるため、張出部を精度良く形成することができる。

［実施形態の詳細］
本発明の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。
＜実施例１＞
実施例１を図１〜図５に示す。実施例１のリフタ６０は、内燃機関の燃料供給装置に用いられるポンプリフタとして構成される。リフタ６０は、図示しないシリンダヘッドのリフタガイドに組み込まれる。

図５に示すように、リフタ６０は、円筒状の筒部６１と、筒部６１に連設される一対のフォーク６２（図５は１つのみ図示）と、両フォーク６２に架け渡して設けられる軸部材１０と、両フォーク６２間において軸部材１０に回転可能に支持されるローラ４０と、を備えている。軸部材１０とローラ４０との間には、ニードルベアリング等の転動体４１（図３を参照）が設けられている。転動体４１は、軸部材１０の外周方向に多数並んで配置されている。

ローラ４０は、カム９０に接触している。カム９０は、カムシャフト９１により回転させられる。カム９０が回転すると、ローラ４０が従動回転し、カム９０のリフト量に応じて、リフタ６０がリフタガイドを往復移動する。軸部材１０、カムシャフト９１および各転動体４１は、それぞれ、軸方向に延び、平行に配置されている。

両フォーク６２は、それぞれ板片状をなし、軸方向に対向し、かつ軸方向と直交する方向に沿って配置される。各転動体４１の軸方向の両端は、両フォーク６２の内側面に当接可能とされている。これにより、各転動体４１は、両フォーク６２間に抜け止め状態に配置される。
両フォーク６２は、連結部６３を介して連結されている。筒部６１には、内部の空間を上下に分ける隔壁６４が設けられている。連結部６３は、隔壁６４の中央部に固定されている。筒部６１の内部の空間のうち、隔壁６４を介して上側に位置する空間は、図示しないプランジャ等が設置される空間となり、隔壁６４を介して下側に位置する空間は、両フォーク６２等が設置される空間となる。両フォーク６２は、図３に示すように、軸方向の同軸上の位置に、厚み方向（板厚方向）に貫通する円形の軸受孔６５を有している。

軸部材１０は、円柱状をなし、軸受孔６５の内径より小さい外径を有している。フォーク６２の軸受孔６５には、軸部材１０の軸方向の端面寄り部分が挿入される。軸部材１０の軸方向の端面寄りの部分は、フォーク６２の軸受孔６５の内周に摺動可能とされている。軸部材１０は、軸受孔６５内において軸周りの回転を許容された状態で、フォーク６２に組み付けられる。

フォーク６２の外側面における軸受孔６５の開口縁部には、全周にわたってテーパ状に面取りされた斜面部６６が設けられている。
軸部材１０は、軸方向の端面の外周部に、全周にわたって径方向に張り出す張出部１１を有している。軸部材１０の軸方向の端面の内周部は、径方向に平坦に広がる平坦面１２になっている。張出部１１は、平坦面１２よりも軸方向に一段高い位置にて径方向に平坦に配置されるプレス面１３と、平坦面１２からプレス面１３にかけて径方向の外側に直線状に傾斜する段差面１４と、軸部材１０の外周面において径方向の外側に湾曲状に傾斜する掛止面１５と、を有している。

平坦面１２の面方向に対する段差面１４の傾斜角は、０度を超え、４５度未満の範囲に設定されている。掛止面１５は、軸部材１０の外周面における平坦面１２より低い位置（以下、「傾斜開始位置Ｓ」と称する。）から張出部１１の径方向の先端部分にかけてプレス面１３に次第に近づくように曲面状に連なっている。より具体的には、掛止面１５は、傾斜開始位置Ｓから張出部１１の径方向の先端部分に近づくにしたがって指数関数的に傾斜を緩くされている。掛止面１５の傾斜開始位置Ｓは、フォーク６２の軸受孔６５の内側に位置している。また、掛止面１５は、フォーク６２の斜面部６６にほぼ平行に対向して配置される。張出部１１の径方向の先端部は、掛止面１５とプレス面１３との間において、断面弧状に丸く形成されている。

軸部材１０は、軸部母材１０Ａをプレス加工（据え込み加工）して形成される。軸部母材１０Ａは、図４に示すように、軸方向に延びる円柱状の軸本体１６と、軸本体１６の軸方向の両端面の外周部から全周にわたって軸方向に突出する土手部１７と、を有している。土手部１７は、軸方向の基端側（軸本体１６側）の断面積（横断面積であって断面係数と対応する。）よりも先端側（端面側）の断面積（横断面積であって断面係数に対応する。）が小さくなるように形成されている。具体的には、土手部１７は、軸方向の基端側から先端側に向けて次第に径方向寸法が小さくなるように形成されている。

軸本体１６の軸方向の端面の内周部は、径方向に平坦に広がる平坦面１２になっている。平坦面１２は、既述したように、軸部材１０においても残る。土手部１７は、平坦面１２よりも軸方向に一段高い位置にて径方向に平坦に配置される受圧面１８（突出先端面）と、平坦面１２から受圧面１８にかけて径方向の外側に直線状に傾斜する内面１９と、軸本体１６の外周面に対して軸方向に沿って連なる外面２１と、を有している。

平坦面１２の面方向に対する内面１９の傾斜角は、４５度を超え、９０度未満の範囲に設定されている。内面１９の高さ寸法および傾斜方向の長さ寸法は、段差面１４の高さ寸法および傾斜方向の長さ寸法よりも大きくされている。受圧面１８の径方向寸法は、プレス面１３の径方向寸法よりも小さくされている。
外面２１は、軸本体１６の外周面に段差なく連続している。外面２１の軸方向の長さ寸法（軸本体１６からの突出寸法）は、掛止面１５の傾斜方向の長さ寸法よりも小さくされている。土手部１７の外周角部は、受圧面１８と外面２１との間において、断面弧状に面取りされている。

次に、軸部母材１０Ａを用い、一対のフォーク６２に軸部材１０を組み付ける方法を説明する。
組み付けに先立ち、軸部母材１０Ａに調質処理を施し、硬さを５６〜６４ＨＲＣに設定しておく。
組み付けに際し、図１に示すように、フォーク６２の軸受孔６５に、軸部母材１０Ａの軸方向の端面寄りの部分が挿入される。軸部母材１０Ａの軸方向の端面は、軸受孔６５から突出し、フォーク６２の外側面に臨む。この状態で、軸部母材１０Ａおよびフォーク６２を含むリフタ６０の半完成体がプレス機にセットされる。

半完成体がプレス機にセットされた状態において、軸部母材１０Ａの受圧面１８には、プレス型８０が軸方向に対向して配置される。プレス型８０は、軸部母材１０Ａの受圧面１８と平行に配置される平坦な押圧面８１を有している。

続いて、プレス型８０が軸方向に移動し、プレス型８０の押圧面８１が軸部母材１０Ａの受圧面１８に押し当てられる。さらに、プレス型８０が軸方向に移動することにより、軸部母材１０Ａの土手部１７に軸方向の圧縮力が加わり、土手部１７が塑性変形させられる（図２を参照）。

土手部１７は、軸方向の先端側の断面積が基端側の断面積よりも小さいことから、先端側が基端側に比べて変形し易くなっている。このため、土手部１７の先端側は、基端側に比べて優先的に変形することができる。また、土手部１７は、内面１９が基端側から先端側にかけて径方向の外側に傾斜していることから、先端側が径方向の外側に大きく変形することができる。その結果、受圧面１８がプレス型８０の押圧面８１に沿って径方向に広がるにしたがって、土手部１７の軸方向の先端側が径方向に大きく突出する一方、土手部１７の軸方向の基端側の変形が抑えられた状態になる。

プレス加工が完了し、プレス型８０が引き上げられると、張出部１１が形成された状態になる。本実施例１の場合、軸部材１０の軸方向の両端側がプレス加工されることで、両張出部１１が両フォーク６２の外側面に当接可能に対向する。これにより、軸部材１０は、両フォーク６２に抜け止めされた状態に支持される。

図３に示すように、軸部材１０の本体部分（張出部１１を除く部分）の外周面とフォーク６２の軸受孔６５の内周面との間には隙間が形成されている。張出部１１の掛止面１５は、フォーク６２の外側面における斜面部６６に対して密着せずに当接可能に配置される。このため、軸部材１０は、フォーク６２に固定されず、ローラ４０の回転に伴って軸受孔６５の内周面を摺動可能となる。その結果、軸部材１０に作用する負荷圏が一箇所に集中せずに随時変化し、軸部材１０の長寿命化を図ることができる。

張出部１１の掛止面１５は、軸受孔６５の内周面、斜面部６６およびフォーク６２の外側面における斜面部６６と隣接する領域を一括して覆うように配置される。既述したように、張出部１１の掛止面１５の傾斜開始位置Ｓは、フォーク６２の軸受孔６５内に位置している。つまり、プレス加工に起因する土手部１７の軸方向の変形域は、フォーク６２の厚み範囲に収まっており、フォーク６２の内側に配置された各転動体４１の設置領域に及んでいない。このため、ローラ４０は、各転動体４１を介して円滑に回転することができる。

このように、本実施例１の場合、土手部１７の軸方向の先端側の断面積が基端側の断面積よりも小さく、土手部１７の内面１９が径方向の外側に傾斜しているため、土手部１７がプレス加工されたときに、土手部１７の軸方向の変形域を小さく抑えることができる。このため、張出部１１の軸方向の長さ寸法を小さくすることができ、フォーク６２の厚みを小さくしても、掛止面１５の傾斜開始位置Ｓをフォーク６２の厚み範囲に収めることができる。

また、土手部１７の軸方向の先端側の断面積が基端側の断面積よりも小さく、土手部１７の内面１９が径方向の外側に傾斜しているため、土手部１７がプレス加工されたときに、径方向の外側に張り出す張出部１１を精度良く形成することができる。

＜他の実施例＞
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えるべきである。
上記実施例１の場合、リフタはポンプリフタを例示したが、他の実施例として、リフタはバルブリフタであっても良い。
上記実施例１の場合、土手部および張出部は、それぞれ軸部母材および軸部材に全周にわたって設けられていたが、他の実施例として、土手部および張出部は、それぞれ軸部母材および軸部材に周方向に間隔を置いて設けられるものであっても良い。
上記実施例１の場合、土手部の全周にプレス型を押し当てて張出部を形成する構成であったが、他の実施例として、土手部の周方向に間隔を置いた位置にそれぞれプレス型を押し当てて張出部を形成する構成であっても良い。
上記実施例１の場合、一対のフォークは、連結部を介して筒部の隔壁に連結される構成であったが、他の実施例として、一対のフォークは、筒部の周壁に一体に連なる構成であっても良い。
上記実施例１の場合、土手部の外面は、軸方向に沿って配置されていたが、他の実施例として、土手部の外面は、基端側から先端側にかけて内側または外側に傾斜してしても良い。

１０…軸部材
１０Ａ…軸部母材
１１…張出部
１２…平坦面
１３…プレス面
１４…段差面
１５…掛止面
１６…軸本体
１７…土手部
１８…受圧面
１９…内面
２１…外面
４０…ローラ
４１…転動体
６０…リフタ
６１…筒部
６２…フォーク
６３…連結部
６４…隔壁
６５…軸受孔
６６…斜面部
８０…プレス型
８１…押圧面
９０…カム
９１…カムシャフト
Ｓ…傾斜開始位置

Claims

リフタのローラを回転可能に支持する軸部材が前記リフタの一対のフォークに架け渡され、前記軸部材の軸方向の端面の外周部に、前記フォークの外側面に対向する張出部が前記軸部材の径方向に張り出し形成される、前記軸部材の、前記張出部が形成される前の軸部母材であって、
前記軸方向に延びる軸本体と、前記軸本体の前記軸方向の端面の外周部から前記軸方向に突出して前記張出部になり得る土手部と、を備え、
前記土手部は、基端側の断面積よりも先端側の断面積が小さくなるように形成されている軸部母材。
前記土手部の内面は、前記張出部において前記フォークに臨む面とは反対側に配置される面であって、前記基端側から前記先端側にかけて外側に傾斜している請求項１に記載の軸部母材。
請求項１または請求項２に記載の軸部母材を用い、前記軸部材を前記一対のフォークに組み付ける方法であって、
前記一対のフォークの軸受孔に前記軸本体を挿通させ、前記フォークの外側面に前記土手部を臨ませる工程と、
前記土手部を前記軸方向にプレス加工し、前記土手部を前記径方向の外側に変形させて、前記張出部を形成する工程と、を含む軸部材の組付方法。
筒部と、
前記筒部に連設される一対のフォークと、
前記一対のフォークに架け渡される軸部材と、
前記一対のフォーク間に位置し、前記軸部材に回転可能に支持されるローラと、を備え、
前記軸部材の軸方向の端面は、前記フォークの外側面に臨み、外周部に、前記軸部材の径方向に張り出す張出部を有し、
前記張出部は、前記フォークの外側面に当接可能に対向する掛止面と、前記軸部材の軸方向の端面の内周部との間に形成される段差面と、前記掛止面と前記段差面との間にて前記径方向に平坦に形成されるプレス面と、を有し、
前記掛止面は、前記径方向の先端側へ行くにしたがって前記プレス面に近づくように傾斜し、
前記段差面は、前記プレス面に向けて前記径方向の外側に傾斜して配置されているリフタ。