JP4569819B2 - 転がり軸受 - Google Patents

Description

本発明は、例えばカムシャフトなどを支持するのに好適な転がり軸受に関する。

自動車などの内燃機関におけるカムシャフトを回転自在に支持する場合、簡素な構成のスベリ軸受を用いることが行われている。しかるに、近年においては、内燃機関の低フリクション化を図ることで燃費を向上させたいという要求が高まっており、例えばカムシャフトを支持するスベリ軸受を、回転抵抗がより少ない転がり軸受に変えようとする試みがある。しかしながら、従来の転がり軸受を、そのままカムシャフトに組み込むことはできない。カムシャフトにはジャーナル表面より径方向に突出したカムロブが設けられているので、カムロブに挟まれたジャーナルの位置まで、転がり軸受の保持器や外輪を軸線方向に挿通させることができないからである。

ここで、外輪については、例えば二分割構造とすることができる。一方、保持器に関しては、例えば特許文献１に開示されたように、周方向の１カ所にスリットを設けた樹脂製保持器を用いて、かかるスリットを広げることで、カムシャフトのカムジャーナルに嵌合させることが可能となる。
特開平４−２６６６１６号公報

しかるに、スリットを設けた樹脂製保持器をカムジャーナルに取り付けるために、かかるスリットを広げようとすると、スリットに対しておよそ１８０度位相の位置に応力が集中し、いわゆる白化が生じる恐れがある。白化は、保持器の素材が降伏していることを示すものであり、外観品質が劣ると共に、塑性変形が生じることで、転動体や外輪の組付けを阻害する恐れがある。

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、組み付け時に保持器に白化が生じることを抑制できる転がり軸受を提供することを目的とする。

本発明の転がり軸受は、複数の転動体と、前記転動体を保持する保持器とからなり、カムシャフトを回転自在に支持する転がり軸受において、
前記保持器は、周方向において切断された部位を１カ所設けた一対のフランジ部と、前記フランジ部を連結する複数の柱部とを有し、前記柱部の外側面と前記フランジ部の外周とが一致し、前記柱部の中央内周に接する円の内径より前記フランジ部の内径が大きくなっており、前記フランジ部の径方向の厚さは、前記柱部中央の径方向の厚さよりも薄く、
前記保持器は、ガラス繊維を２５重量％以上添加したナイロン系の樹脂から形成され、前記カムシャフトの内輪の径をφｄ、前記保持器のフランジ部における径方向の厚さをｔとしたときに、ｔ／φｄが０．０７８以下であることを特徴とする。

本発明によれば、前記フランジ部の径方向の厚さは、前記柱部中央の径方向の厚さよりも薄いので、それにより前記フランジ部がたわみやすくなるため、かかる保持器をカムシャフトの内輪（カムジャーナル）に組み付ける際に前記切断された部位を広げた場合でも、最も応力が高まる位置における白化の発生を抑制することができる。又、前記フランジ部と前記内輪とのスキマが増大することで、潤滑油が転動体や軌道面に供給されやすくなるという副次的効果もある。

前記保持器は、ガラス繊維を２５重量％以上添加したナイロン系の樹脂（例えば４６ナイロン（商品名）等から形成され、前記カムシャフトの内輪の径をφｄ、前記保持器のフランジ部における径方向の厚さをｔとしたときに、ｔ／φｄが０．０７８以下であると好ましい。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して以下に詳細に説明する。図１は、カムシャフトの一例を示す側面図である。図１に示すように、カムシャフト１は、複数のカムロブ１０とカムジャーナル２０を備える。カムシャフト１は、カムジャーナル２０を、後述する本実施の形態の転がり軸受により図示しないシリンダヘッドに対して回転自在に支持されている。

エンジン実働時において、カムシャフト１は図示しないクランクシャフトより図示しないチェーンを介して駆動トルクを受け回転運動を行い、カムロブ１０で図示しないバルブリフタを押し下げ、図示しないバルブの開閉運動を行う。

図２は、本実施の形態の転がり軸受の断面図である。転がり軸受３０は、転動体であるころ３１と、周方向において切断されたスリット３２ｃを１カ所（図３参照）設けた一対の環状のフランジ部３２ａ、及びフランジ部３２ａを連結する複数の柱部３２ｂを有する保持器３２とからなる。周方向に隣接する柱部３１ｂの間に、ころ３１が配置されるようになっている。

図２に示す保持器３２の断面において、フランジ部３２ａの内径は、柱部３２ｂの中央内周に接する円の径より大きくなっている。即ち、フランジ部３２ａの径方向の厚さｔは、柱部３２ｂの中央の径方向の厚さＴよりも薄くなっている。なお、図２に示すように、フランジ部３２ａの内径に合わせて、柱部３２ｂの両端の内周側を削除すると、潤滑性が向上するので好ましい。本実施の形態では、保持器３２の素材は、ガラス繊維を２５重量％以上添加した４６ナイロン（商品名）である。

図３は、保持器３２を、カムシャフト１のカムジャーナル２０に組み付ける際の状態を示す図である。図１に示すように、カムジャーナル２０は、カムロ ブ１０により軸線方向両側から挟まれているので、保持器３２ａを軸線方向に挿通しながら組み付けることはできない。そこで、図３の矢印で示すように、保持器３２ａのスリット３２ｃを広げ、広げたスリット３２ｃの間をカムジャーナル２０が通過するようにして組み付けを行っている。ここで、カムシャフト１のカムジャーナル２０の径をφｄ、保持器３２のフランジ部３２ａにおける径方向の厚さをｔとしたときに、ｔ／φｄが０．０７８以下である。

本実施の形態によれば、保持器３２の断面において、フランジ部３２ａの径方向の厚さｔは、柱部３２ｂの中央の径方向の厚さＴよりも薄いので、フランジ部３２がたわみやすくなるため、かかる保持器３２をカムシャフト１のカムジャーナル２０に組み付ける際にスリット３２ｃを広げた場合でも、最も応力が高まる位置における白化の発生を抑制することができる。又、フランジ部３２ａとカムジャーナル２０とのスキマが増大することで、潤滑油が転動体や軌道面に供給されやすくなる（図２の矢印）という副次的効果もある。

本発明者らは、４６ナイロンを素材とする保持器について、ｔ／φｄを変更しながら白化が生じるか否かの試験を行った。その試験結果を表１に示す。

表１の試験結果によれば、ｔ／φｄが０．０７８以下の場合には白化が生じないことが確認された。

以上、本発明を実施例を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。本発明は、カムシャフトに限らず、保持器のスリットを広げて内輪に組み込むもの全てに適用できる。

カムシャフトの一例を示す側面図である。 本実施の形態の転がり軸受の断面図である。 保持器３２を、カムシャフト１のカムジャーナル２０に組み付ける際の状態を示す図である。

符号の説明

１ カムシャフト
１０ カムロブ
２０ カムジャーナル
３０ 転がり軸受

Claims (2)

1. 複数の転動体と、前記転動体を保持する保持器とからなり、カムシャフトを回転自在に支持する転がり軸受において、
   前記保持器は、周方向において切断された部位を１カ所設けた一対のフランジ部と、前記フランジ部を連結する複数の柱部とを有し、前記柱部の外側面と前記フランジ部の外周とが一致し、前記柱部の中央内周に接する円の内径より前記フランジ部の内径が大きくなっており、前記フランジ部の径方向の厚さは、前記柱部中央の径方向の厚さよりも薄く、
   前記保持器は、ガラス繊維を２５重量％以上添加したナイロン系の樹脂から形成され、前記カムシャフトの内輪の径をφｄ、前記保持器のフランジ部における径方向の厚さをｔとしたときに、ｔ／φｄが０．０７８以下であることを特徴とする転がり軸受。
2. 前記保持器の柱部は、その両端の内周側を削除してなることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。

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