JP3362185B2 - 回転軸のがたつき防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スラスト荷重に抗
して回転軸の軸線方向のずれ動きを防止し一定位置に保
持するとともに、振動によるがたつきを防止する回転軸
のがたつき防止装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】回転軸を例えば所定の角度の範囲内で往
復回転させることによって部材の回転位置を制御する技
術は様々な分野で様々な機器に行われている。

【０００３】例えば、自動車用多気筒エンジンにおいて
スワールを発生させる吸入空気制御弁の弁軸である回転
軸には、回転軸に取り付けられた弁板を円滑に開閉作動
させて弁板の開閉時の食い付きをなくすことや、振動に
よるがたつきを防止するために、軸線方向の拘束手段と
軸直角方向の荷重手段とを設け、これら二つの手段によ
る機能を組み合わせることによりがたつき防止手段とし
ている。

【０００４】図８は、回転軸に設けられた前記二つの手
段による従来のがたつき防止手段を模式的に示してお
り、軸線方向の拘束手段として、回転軸５０を平取りし
た切込溝５１をその底面５１ｂが中心軸線に位置するよ
うに設け、切込溝５１の溝幅Ｈと同径の先端部５２ａを
有するスラストねじ５２をハウジング（図示省略）の外
側からねじ込んで先端部５２ａを切込溝５１に差し込
み、その側面５１ａの両方に接触させることにより、ス
ラスト荷重による軸線方向のずれ動きをなくすととも
に、振動による軸線方向のがたつきを防止している。

【０００５】また、軸直角方向の荷重手段としては、ス
ラストねじ５２に対して直角方向の縦孔５３をハウジン
グに穿設し、この縦穴５３にスプリング５４と円柱形の
当接部材５５を組み込み、回転軸５０の周面に当接部材
５５を弾接して軸直角方向に加圧することにより、振動
による軸直角方向のがたつきを防止している。この荷重
手段は拘束手段の位置とは別の位置に設けられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記二つの
手段の組み合わせによるがたつき防止手段は、二つの異
なる手段を別々に設けるために設置スペースが大きくな
り、ハウジングが長大化し、機器全体が大形化するとい
う欠点を有している。

【０００７】また、図においては、回転軸５０に平取り
して設けた切込溝５１の底面５１ｂと弁板の取付け用の
切込溝５６の底面５６ａとが互いに平行な同じ面位置に
あるが、機器の設計上、同じ面位置に設けることができ
ない場合があり、このような場合は角度を変えて各切込
溝の切削加工を行うこととなり、加工工数および加工時
間が増大してコストの上昇を招くこととなる。

【０００８】更に、切込溝５１は弁板取り付け用の切込
溝５６と同様に回転軸５０の断面半分を切り欠くので強
度をかなり低下させる原因となっており、万一過荷重が
働くと折損させる心配がある。

【０００９】また、軸直角方向の荷重手段は、部品点数
が多いうえに回転軸５０を取り付ける際にスプリング５
４を縦孔５３に押し込みながら行うため、作業が厄介で
あり組み付け工数が多いことと相俟って長い作業時間を
要し、コストの低減化が困難であった。

【００１０】本発明は前記の課題を解決するためになさ
れたものであって、前記従来例における拘束手段と荷重
手段とを単一構造のものとし、小さい設置スペースで足
りるとともに部品数、加工工数、組み付け工数を大幅に
削減できるものとしたうえで、すぐれた機能が発揮でき
るがたつき防止装置とすることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は回転軸に周溝を周設するとともに、回転軸
が取り付けられるハウジングの軸受部に周溝の溝幅と同
一幅の取付け溝を回転軸に直交し且つ周溝を囲んで設
け、そして周溝の溝幅と同一幅を有する弾性体を周溝の
両側面に接触するとともに底面に弾接した状態で両端部
をハウジングに保持させて取付け溝の内部に装入したも
のとした。

【００１２】弾性体は周溝の両側面に接触することに加
えて、周溝と同一幅の取付け溝の両側面にも接触するこ
とによって幅方向へ動くことがなく、回転軸のスラスト
荷重による軸線方向のずれ動きをなくす。また、周溝の
底面に弾接することによって回転軸に軸直角方向の力を
加え、振動による軸直角方向のがたつきを防止する。即
ち、一つの弾性体で前記従来例における拘束手段と荷重
手段とを併用させ、また回転軸および軸受部に周溝およ
び取付け溝をそれぞれ一つずつ形成する、という少ない
部品数および加工工数で大きなスペースを要することな
く設置することができ、しかもすぐれた機能が発揮でき
るものとする、という目的が達成される。

【００１３】尚、本発明を実施するにあたって、第一に
取付け溝をハウジングの表面に開口させるとともに、両
端部を互いにコイルの巻き閉じ方向へ延出して正面形状
山形に形成したコイルばねを弾性体に用い、コイルばね
のコイル部分が回転軸を挿通させて周溝の両側面に接触
するとともに底面に弾接し、両端部が取付け溝の開口部
に保持されているものとするのが好適である。第二に取
付け溝をハウジングの表面に開口させるとともに、湾曲
した板ばねを弾性体に用い、板ばねの中央部が周溝の両
側面に接触するとともに底面に弾接し、両端部が取付け
溝の開口部に保持されているものとするのが好適であ
る。第三に取付け溝をハウジングの表面に開口させると
ともに、支持部片に一体成形した合成樹脂製の片持ばね
を弾性体に用い、片持ちばねが周溝の両側面に接触する
とともに底面に弾接し、支持部片の両端部が取付け溝の
開口部に保持されているものとするのが好適である。第
四にハウジングに取付け孔を設けるとともに、丸棒材を
弾性体に用い、丸棒材が周溝の両側面に接触するととも
に底面に弾接して両端部を取付け孔に挿入しているもの
とするのが好適である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照しながら詳細に説明する。図１および図２
（ａ），（ｂ）は、本発明に係る回転軸のがたつき防止
装置の第一の実施の形態を示しており、回転軸１に周設
した周溝２と、ハウジング１５の軸受部１６に周溝２を
囲んで形成した取付け溝１０と、周溝２に嵌め込まれる
コイルばね２０とで構成されている。

【００１５】回転軸１は、ハウジング１５の軸孔１７を
貫通して所定の角度の範囲内で往復回転し、回転軸１に
取り付けられた吸気マニホールドの弁板（図示省略）を
開閉作動させるものである。

【００１６】回転軸１が内装されるハウジング１５の軸
受部１６には、ハウジング１５の表面に開口して軸直角
方向へ延びる長方形の浅い取付け凹所１１が凹設されて
いるとともに、回転軸１に直交し周溝２を囲んでその溝
幅Ｈ₁と同一溝幅Ｈ₂を有する縦断面Ｕ字形の取付け溝１
０が取付け凹所１１の底面１１ａの中央部に開放させて
形成されている。

【００１７】コイルばね２０の取付け溝１０に装入され
るコイル部分２０ｂの内径Ｎは回転軸１の外径Ｓよりも
大きく設定されており、回転軸１の周溝２に嵌め込まれ
てその両側面２ａに接触するとともに底面２ｂに弾接す
るコイル部分２０ｂの軸線方向の幅Ｋは、周溝２の溝幅
Ｈ₁および取付け溝１０の溝幅Ｈ₂と同一寸法とされてい
る。そして、コイルばね２０の両端部２０ａ，２０ａ
は、互いにコイルの巻き閉じ方向に延出して正面形状山
形に形成され、取付け凹所１１の底面１１ａに重ねられ
ている。

【００１８】回転軸１をハウジング１５にがたつき防止
状態に組み付けるには、先ず取付け溝１０にコイルばね
２０を挿入する。

【００１９】挿入した状態のままでは、コイルばね２０
の山形に形成された両端部２０ａ，２０ａによる反力に
より、取付け溝１０内のコイル部分２０ｂがハウジング
１５の軸孔１７を横断する位置にあり、このため、図２
（ａ）に示すように反力に抗してコイル部分２０ｂを取
付け溝１０内に更に押し込み、軸孔１７とコイル部分２
０ｂとを軸線方向連通状態にして回転軸１を挿通し、回
転軸１の周溝２とコイル部分２０ｂとを同一面上に位置
させ、コイルばね２０の押し込みを解除する。

【００２０】すると、図２（ｂ）に示すようにコイル部
分２０ｂが両端部２０ａ，２０ａの反力によって周溝２
に嵌め込まれ、両側面が周溝２の両側面２ａに接触する
とともに内周面が周溝２の底面２ｂに弾接する。

【００２１】以上のように構成された本実施の形態にあ
っては、周溝２の溝幅Ｈ₁と取付け溝１０の溝幅Ｈ₂とコ
イル部分２０ｂの軸線方向幅Ｋとが互いに同一寸法であ
るので、コイル部分２０ｂが取付け溝１０の両側面にも
接触して幅方向への動きを完全に阻止され、回転軸１の
スラスト荷重による軸線方向へのずれ動きをなくす。ま
た、周溝２の底面２ｂに弾接したコイル部分２０ｂは回
転軸１を軸孔１７の弾接個所と反対側の面に押し付ける
ように働く軸直角方向の力を回転軸１に加え、このこと
により振動による軸直角方向のがたつきを防止する。

【００２２】即ち、本実施の形態によると、弾性体に用
いたコイルばね２０と回転軸１に設けた周溝２とハウジ
ング１５に形成した取付け溝１０とによって軸線方向の
拘束機能と軸直角方向の荷重機能とをもたせたので、部
品数が少ないうえに大きいスペースを要することなく設
置することができる。また、軸線方向の拘束手段として
回転軸１に設けた周溝２は機械加工で簡単に形成できる
とともに回転軸１の強度を充分確保することができ、し
かも回転作動角度を制限しないので多様な回転角度で回
転するさまざまな回転軸に適用することができる。更
に、取付け溝１０は切削加工によることなく、ハウジン
グ成形用金型によってハウジング１５の形成と同時に形
成することができる。

【００２３】更に加えて、軸線方向の拘束手段をコイル
部分２０ｂの軸線方向幅Ｋ、即ちコイル線径の軸線方向
の重なり幅で行なうようにしたので、従来のスラストね
じによるものの公差と同程度の公差を低コストで確保す
ることができる。

【００２４】図３乃至図７は、本発明のそれぞれ別の実
施の形態を示すものであり、基本的には第一の実施の形
態と同一であるので、各図において、前記第一の実施の
形態と共通する部分については同一符号を付しその説明
を省略する。

【００２５】図３は、弾性体として回転軸１の周溝２の
溝幅と同一幅寸法を有する長寸の湾曲した板ばね２１を
用いたものであり、周溝２の溝幅、板ばね２１の幅、取
付け溝１０の軸線方向溝幅は互いに同一寸法とされてい
る。そして、板ばね２１の中央部を周溝２の取付け凹所
１１と反対側で底面２ｂに弾接させて軸直角方向の荷重
を加えるとともに、板ばね２１の両側面を周溝２の両側
面２ａに接触させて軸線方向のずれ動きやがたつきを拘
束する構成としたものである。

【００２６】本実施の形態にあっては、板ばね２１はそ
の両端部２１ａ，２１ａを取付け凹所１１の底面に重ね
るだけで取付け溝１０に抜け出し不能に装入され、ビス
等の固定部材を必要としないので、低コストとすること
ができる。

【００２７】図４に示す実施の形態は、弾性体として湾
曲した板ばね２２を用い、その中央部を周溝２の取付け
凹所１１側で底面２ｂに弾接させて軸直角方向の荷重を
加えるようにしたものであり、板ばね２２の両端部２２
ａ，２２ａは取付け凹所１１の底面にビス６，６で固定
してある。

【００２８】本実施の形態は、回転軸１を軸孔から抜き
取ることなくハウジング１５の外側から板ばね２２の交
換を簡単に行なうことができ、メンテナンスを容易にし
たものである。

【００２９】図５に示す実施の形態は、弾性体としてポ
リアミド等の耐摩耗性の高い工業用樹脂を用いて支持部
片２３ａに一体成形により設けた片持ばね２３を用いた
ものであり、支持部片２３ａの両端部を取付け凹所１１
の底面にビス６で固定し、片持ばね２３を取付け凹所１
１側で周溝２の底面２ｂに弾接させたものである。この
ものも図４の実施の形態と同様に弾性体の交換、メンテ
ナンスが容易である。

【００３０】また、本発明に用いる弾性体は、前述のコ
イルばね２０，板ばね２１，２２，片持ばね２３に限る
ものではなく、図６、図７に示すように、回転軸１の周
溝２の溝幅と同一寸法の直径の丸棒材４を用いて、ハウ
ジング１５に穿設した取付け孔１８に丸棒材１８を挿入
してその中央部を回転軸１の周溝２に少し湾曲した状態
で嵌め込み、周溝２の両側面２ａに接触させるとともに
底面２ｂに弾接させることもできる。

【００３１】尚、本発明における弾性体は、図示した形
態のものに限るものではなく、周溝２の底面２ｂに弾接
して軸直角方向の荷重を加えると同時に周溝２の両側面
２ａに接触して軸線方向のずれ動きやがたつきを拘束で
きるものであれば、その形状や材質を限定するものでは
ない。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、本発明のがたつき防止装
置は回転軸に設けた周溝、周溝を囲んでハウジングの軸
受部に設けた取付け溝および一つの弾性体からなり、部
品数、加工工数および組み付け工数が大幅に削減される
とともに大きいスペースを要しないで設置できるもので
ある。そして、周溝および取付け溝の溝幅と弾性体の幅
とを互いに同一寸法としたことによって、弾性体が取付
け溝に軸線方向へ動くことなく装入されて回転軸のずれ
動きや軸線方向のがたつきを確実に阻止し、また弾性体
の周溝底面への弾接によって軸直角方向のがたつきを防
止して回転軸に安定した回転動作を行なわせることがで
きるものである。

【００３３】また、回転軸の弾性体を嵌め込む部分を周
溝としたことによって回転角度範囲に制限を受けること
がなく、さまざまな用途の回転軸に適用することができ
る。更に、取付け溝は周溝を囲んでいるので、弾性体の
幅方向動きを阻止することに加えて、両端部をハウジン
グに保持させる弾性体を長い寸法に作って充分な弾性力
をもたせること、さまざまな形状の弾性体を装入するこ
と、弾性体の装入および取り外しを容易にすること、が
可能となってがたつき防止機能を高めるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転軸のがたつき防止装置の第一の実
施の形態を示す分解斜視図。

【図２】図１の実施の形態における、（ａ）は組み付け
時の形態を示す断面図、（ｂ）は組み付け後の状態を示
す断面図。

【図３】本発明の回転軸のがたつき防止装置の第二の実
施の形態を示す断面図。

【図４】本発明の回転軸のがたつき防止装置の第三の実
施の形態を示す断面図。

【図５】本発明の回転軸のがたつき防止装置の第四の実
施の形態を示す断面図。

【図６】本発明の回転軸のがたつき防止装置の第五の実
施の形態を示す断面図。

【図７】本発明の回転軸のがたつき防止装置の第六の実
施の形態を示す断面図。

【図８】 従来例を示す斜視図。

【符号の説明】

１ 回転軸，２ 周溝，２ａ 周溝側面，２ｂ 周溝底
面，１０ 取付け溝，１５ ハウジング，１６ 軸受
部，１８ 取付け孔，２０ コイルばね，２０ａ端部，
２０ｂ コイル部分，２１，２２ 板ばね，２３ 片持
ばね，２４ 丸棒材，

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸に周溝が周設されているととも
   に、前記回転軸が取り付けられるハウジングの軸受部に
   前記周溝の溝幅と同一幅の取付け溝が前記回転軸に直交
   し且つ前記周溝を囲んで設けられており、前記周溝の溝
   幅と同一幅を有する弾性体が前記周溝の両側面に接触す
   るとともに底面に弾接した状態で両端部を前記ハウジン
   グに保持させて前記取付け溝の内部に装入されているこ
   とを特徴とする回転軸のがたつき防止装置。
2. 【請求項２】 前記取付け溝が前記ハウジングの表面に
   開口しているとともに、前記弾性体が両端部を互いにコ
   イルの巻き閉じ方向へ延出して正面形状山形に形成した
   コイルばねであり、前記コイルばねのコイル部分が前記
   回転軸を挿通させて前記周溝の両側面に接触するととも
   に底面に弾接し、前記両端部が前記取付け溝の開口部に
   保持されている請求項１記載の回転軸のがたつき防止装
   置。
3. 【請求項３】 前記取付け溝が前記ハウジングの表面に
   開口しているとともに、前記弾性体が湾曲した板ばねで
   あり、前記板ばねの中央部が前記周溝の両側面に接触す
   るとともに底面に弾接し、前記板ばねの両端部が前記取
   付け溝の開口部に保持されている請求項１記載の回転軸
   のがたつき防止装置。
4. 【請求項４】 前記取付け溝が前記ハウジングの表面に
   開口しているとともに、前記弾性体が合成樹脂で作られ
   支持部片に一体成形された片持ばねであり、前記片持ば
   ねが前記周溝の両側面に接触するとともに底面に弾接
   し、前記支持部片の両端部が前記取付け溝の開口部に保
   持されている請求項１記載の回転軸のがたつき防止装
   置。
5. 【請求項５】 前記ハウジングが取付け孔を有するとと
   もに、前記弾性体が丸棒材であり、前記丸棒材が前記周
   溝の両側面に接触するとともに底面に弾接して両端部を
   前記取付け孔に挿入している請求項１記載の回転軸のが
   たつき防止装置。