JP5897690B1 - 軸受装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】寿命を延ばし、且つ製造時の変形を抑えることが可能な軸受装置を提供する。【解決手段】軸受装置は、軸受孔１５を有する支持体１２と、軸受孔１５に摺動可能に挿入されて支持体１２に回転支持される軸部材１１とを備える。軸部材１１の軸方向端面には、その外周部から軸方向に突出し、且つその軸方向の突出端部に作用する力によって軸方向と交差する径方向外側に張り出すように変形させられ、その張り出し部分が支持体１２の外面における軸受孔１５の周辺部に掛止可能となる掛止部１６が設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、軸受装置に関する。
例えば、特許文献１には、ローラを回転可能に支持する軸支ピン（軸部材）と、軸支ピンを支持する一対の支持部（支持体）とを有する軸受部を備えた内燃機関用のローラリフタ（軸受装置）が開示されている。軸支ピンは、一対の支持部に設けられた支持孔に軸方向の両端部を嵌入させた状態でかしめ固定されている。
特開２０１４−１７０６号公報
上記の場合、支持部に対して軸支ピンが周方向に回転不能に固定されているため、軸受部の負荷圏（ラジアル荷重を受ける範囲）が軸支ピンの一部（カムと当接する側）に偏在するという事情がある。このため、負荷圏の疲労進行が早く、軸受部の寿命を低下させる要因になっている。また、上記の場合、かしめ時に軸支ピンから支持部に作用する力がいきおい強くなり、支持部が力の作用方向に変形するおそれがある。
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、寿命を延ばし、且つ製造時の変形を抑えることが可能な軸受装置を提供することを目的とする。
本発明の軸受装置は、軸受孔を有する支持体と、前記軸受孔に摺動可能に挿入されて前記支持体に回転支持される軸部材と、前記軸部材に回転可能に支持され、カムに接触するローラとを備え、前記カムのリフト量に応じたストロークで往復移動する軸受装置であって、前記軸部材の軸方向端面には、その外周部から軸方向に突出する断面円環状又は断面円弧状の形態であり、軸方向の突出端部に作用する力によって軸方向と交差する径方向外側に張り出すように変形させられ、その張り出し部分が前記支持体の外面における前記軸受孔の周辺部に掛止可能となる掛止部が設けられているところに特徴を有する。
軸部材が軸受孔に摺動可能に挿入されて支持体に回転支持されるため、軸部材に作用する負荷圏が周方向に随時変化して、軸受装置の寿命を延ばすことができる。また、軸部材が支持体に強固に固定されないため、支持体の変形を抑えることができる。さらに、掛止部がその軸方向の突出端部に作用する力によって径方向外側に張り出すように変形させられ、その張り出し部分が支持体の外面における軸受孔の周辺部に掛止可能となるため、製造が容易であるとともに、掛止部の張出量（変形量）等を微調整することができる。
本発明の実施例１の軸受装置において、軸部材の加工前の断面図である。 軸部材の加工状態の断面図である。 図２の要部拡大図である。 軸部材の加工後の断面図である。 軸受装置を構成するローラリフタの正面図である。 本発明の実施例２の軸受装置において、軸部材の加工を説明するための図である。 本発明の実施例３の軸受装置において、軸部材の加工を説明するための図である。
本発明の好ましい形態を以下に示す。
前記掛止部が、断面円環状をなし、前記軸部材の軸方向端面の外周部に全周に亘って形成されている。これにより、軸部材が掛止部を介して支持体に安定して支持される。
前記掛止部が、断面円弧状をなし、前記軸部材の軸方向端面の外周部に周方向に間隔をあけて複数形成されている。これにより、軸部材の軸方向の突出端部に作用する力によって掛止部が径方向外側に容易に変形させられる。
＜実施例１＞
本発明の実施例１を図１〜図５によって説明する。実施例１の軸受装置は、内燃機関用のローラリフタ６０を例示するものであって、以下においては主としてローラリフタ６０の軸受部１０について詳細に説明する。
図５に示すように、ローラリフタ６０は、軸受部１０が取り付けられるリフタ本体６１を有している。リフタ本体６１は、図示上下方向に開口する円筒状の周壁部６２と、周壁部６２の内周面の上下方向途中に設けられて周壁部６２内を上下に区画する平板状の隔壁部６３とを有する。隔壁部６３の中心部には、断面円形の接続孔６４が貫通して設けられている。
軸受部１０は、ローラ７０を図示しない転動体を介して回転可能に支持する円柱ピン状の軸部材１１と、軸部材１１の両端部を支持する一対の平板状の支持体１２（図５では一つのみ図示）とを有している。両支持体１２の上端同士は連結部１３によって互いに連結され、両支持体１２と連結部１３とで門型をなしている。連結部１３には、接続孔６４に挿入されてかしめ固定される接続突部１４が設けられている。軸受部１０は、接続突部１４を介してリフタ本体６１に抜け止め状態に連結される。なお、本実施例の場合、軸受部１０とリフタ本体６１とは互いに別体とされているが、これらが一体に設けられるものであってもよい。
詳細は図示しないが、リフタ本体６１には上方からプランジャが挿入され、軸部材１１に支持されるローラ７０には下方からカムが当接している。カムが回転すると、リフタ本体６１がカムのリフト量に応じたストロークでシリンダ内を上下方向に往復移動し、それに伴いプランジャも往復移動して燃料をインジェクタ等に圧送することが可能とされている。
さて、軸受部１０について詳細に説明すると、図４に示すように、支持体１２には軸部材１１が摺動可能に挿入される断面円形の軸受孔１５が貫通して設けられ、軸部材１１は軸受孔１５を介して支持体１２に回転可能に支持されている。そして、軸部材１１の両端部には、支持体１２の外面側に突出し、支持体１２の外面における軸受孔１５の周辺部に掛止可能となる掛止部１６が設けられている。
図１に示すように、軸部材１１の軸方向端面には、予め、その外周部から軸方向に突出する断面円環状の突部１７が設けられており、突部１７にその突出方向反対側から力を加える据込み加工が施されることにより、突部１７が軸方向と交差する径方向外側に張り出すように加圧変形され、もって掛止部１６が形成されるようになっている。
掛止部１６の加圧変形前の状態である突部１７は、その外周面が軸部材１１の他の外周面と軸方向に段差無く連なるとともに平坦な突出端面１８に直交して連なるように形成されている。軸部材１１の軸方向端面には、突部１７又は掛止部１６によって周囲を区画された断面円状の凹部１９が設けられている。凹部１９の深さは、突部１７又は掛止部１６の軸方向の突出量と同一であり、突部１７から掛止部１６に加圧変形されることで浅くなる。
図３に示すように、掛止部１６の突出端面２１は、据込み加工機の型５０に当接して加圧されることで平坦に形成されている。そして、掛止部１６は、突出端面２１と軸部材１１の他の外周面との間に、径方向外側に張り出す断面略三角形の張出部２２を有している。張出部２２は、支持体１２の外面における軸受孔１５の開口縁に当接又は離間可能に配置され、軸部材１１が軸受孔１５から抜け出す方向に変位したときに軸受孔１５の開口縁に当接することで、軸部材１１の軸受孔１５からの抜け出しを規制する役割をはたすものである。
図３に示すように、張出部２２の側面には、軸方向に対して傾斜する第１、第２傾斜面２３、２４が設けられている。このうち、第１傾斜面２３は、図示下向きに傾斜して軸受孔１５の開口縁に当接可能に臨み、第２傾斜面２４は、図示上向きに傾斜して突出端面２１に鈍角に交差して連なっている。
次に、軸受部１０の製造方法について説明する。
据込み加工に先立ち、軸部材１１に予め調質処理を施し、軸部材１１の硬さを６０〜６４ＨＲＣに設定する。次いで、支持体１２の軸受孔１５に軸部材１１を挿入し、図１に示すように、軸部材１１の軸方向端面から突出する突部１７を支持体１２の外面よりも外側に位置させる。その状態で、据込み加工機の型５０を図示上方から軸方向に沿って下降させ、図２及び図３に示すように、突部１７の突出端面１８に型５０を押し当てて加圧する。ここで、突部１７は軸部材１１の軸方向端面から突出する円環状の形態であるため、内周側が高剛性で外周側のほうが変形し易いという性質をもつ。このため、突部１７が軸方向に圧縮されると、径方向外側に張出部２２が拡径するように張り出して形成される。こうして掛止部１６が形成されると、図３に示すように、張出部２２の第１傾斜面２３が支持体１２の外面における軸受孔１５の開口縁を全周に亘って外側から覆うように臨む。したがって、軸部材１１が軸方向に引き抜かれようとしても、張出部２２の第１傾斜面２３が軸受孔１５の開口縁に全周に亘って当接することにより、軸部材１１が支持体１２から抜け出すのが確実に阻止される。
また、上記により成形された軸受部１０によれば、ローラ７０の回転に伴い、軸部材１１が軸受孔１５の内周面を周方向に摺動して支持体１２に対し回転変位するため、軸部材１１の負荷圏が一定の範囲に制限されることなく周方向に随時変化することになる。その結果、軸部材１１ひいては軸受部１０の長寿命化を図ることができる。また、従来のローラリフタ６０と違って、軸部材１１が支持体１２の外面における軸受孔１５の開口縁にかしめ固定されないため、支持体１２が連結部１３との連結位置を支点として傾倒するような変形が生じるおそれも少ない。
以上説明したように、本実施例によれば、軸部材１１が支持体１２に回転支持されることにより、軸部材１１に作用する負荷圏が変化して、軸受寿命を延ばすことができる。また、軸部材１１が支持体１２に実質的に固定されないため、支持体１２の変形を抑えることができる。
さらに、突部１７の突出端面１８に据込み加工によって軸方向から圧力を加えることにより、突部１７を径方向外側に拡径変形させて張出部２２を形成し、この張出部２２が支持体１２の外面における軸受孔１５の周辺部に掛止可能となるため、製造が容易であるとともに、張出部２２の張出量や形状を微調整することができる。しかも、掛止部１６が軸部材１１の軸方向端面の外周部に全周に亘って形成されているため、軸部材１１が支持体１２に安定して抜け止め支持される。
＜実施例２＞
図６は、本発明の実施例２を示す。実施例２では、突部１７の周方向の一部に掛止部１６が形成されるようになっており、その点で、実施例１とは異なる。その他は、実施例１と同様であるため、実施例１と同一又は相当する構造ついては同一符号を付し、重複する説明を省略する。なお、実施例２の掛止部１６は、図６には図示されないが、実施例１の掛止部１６と同様の断面形状を有するため、実施例１と同一符号を付すことにする。
実施例２の場合、据込み加工が施される前の状態では、実施例１と同様、軸部材１１の軸方向端面の外周部には、軸方向に突出する突部１７が全周に亘って円環状に設けられている。
突部１７の突出端面１８には、周方向に間隔をあけた複数箇所に、詳細には周方向に等間隔をあけた４箇所に、据込み加工機において周方向に分割して設けられた分割型５０Ａが押し当てられる。これにより、突部１７の周方向に間隔をあけた４箇所が径方向外側に張り出すように拡径変形させられ、支持体１２の外面における軸受孔１５の開口縁を周方向の４箇所から臨む掛止部１６が形成される。このように、掛止部１６が軸部材１１の軸方向端面の外周部に周方向に間隔をあけて形成される構成であれば、掛止部１６を容易に形成することができる。
＜実施例３＞
図７は、本発明の実施例３を示す。実施例３では、掛止部１６及び突部１７が軸部材１１の軸方向端面の外周部に周方向に間隔をあけて形成されており、その点で、実施例１、２とは異なる。なお、実施例３の掛止部１６及び突部１７は、実施例１の掛止部１６及び突部１７と同様の断面形状を有するため、実施例１と同一符号を付すことにする。
突部１７は、軸部材１１の軸方向端面の外周部の、周方向に間隔をあけた２箇所に、詳細には周方向に等間隔をあけた２箇所に、軸方向に突出して設けられている。また、掛止部１６は、軸部材１１の軸方向端面の外周部の、周方向に間隔をあけた２箇所に、詳細には周方向に等間隔をあけた２箇所に、軸方向に突出し、且つ径方向外側に張り出す張出部２２を有するように設けられている。このため、突部１７及び掛止部１６は、いずれも軸部材１１の軸方向端面の外周部に沿った断面円弧状に形成される。そして、実施例３の場合、実施例１と同様の据込み加工機の型５０によって、掛止部１６が形成される。もっとも、掛止部１６と対応する位置のみに力が作用する実施例２に準じた据込み加工機の分割型５０Ａによって、掛止部１６が形成されるようにしてもよい。
＜他の実施例＞
本発明の軸受装置は、ローラリフタ６０に限定されず、例えば、動弁機構に設けられるバルブリフタであってもよい。また、支持体１２の軸受孔１５の内周面と軸部材１１との間に、転動体等の介在物が設けられるものであってもよい。
１０…軸受部
１１…軸部材
１２…支持体
１５…軸受孔
１６…掛止部
５０…型
６０…ローラリフタ（軸受装置）

Claims (3)

  1. 軸受孔を有する支持体と、前記軸受孔に摺動可能に挿入されて前記支持体に回転支持される軸部材と、前記軸部材に回転可能に支持され、カムに接触するローラとを備え、前記カムのリフト量に応じたストロークで往復移動する軸受装置であって、
    前記軸部材の軸方向端面には、その外周部から軸方向に突出する断面円環状又は断面円弧状の形態であり、軸方向の突出端部に作用する力によって軸方向と交差する径方向外側に張り出すように変形させられ、その張り出し部分が前記支持体の外面における前記軸受孔の周辺部に掛止可能となる掛止部が設けられていることを特徴とする軸受装置。
  2. 前記掛止部が、断面円環状をなし、前記軸部材の軸方向端面の外周部に全周に亘って形成されていることを特徴とする請求項１記載の軸受装置。
  3. 前記掛止部が、断面円弧状をなし、前記軸部材の軸方向端面の外周部に周方向に間隔をあけて複数形成されていることを特徴とする請求項１記載の軸受装置。
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