专利名称：凸轮从动件及凸轮从动件的制造方法
技术领域：
本发明涉及凸轮从动件及凸轮从动件的制造方法。
背景技术：
凸轮从动件广泛地应用在分度装置的索引机构、工作机的凸轮机构、印刷机的送纸机构等多领域中。作为具体例子，用来引导一般的升降机 搬运装置的传送带部、压力机的搬送导向器、自动门的滑动部、叉车等的叉收缩部等大量的普通装置的运转部分。在印刷机中，用于送纸机构的压纸爪轴(nail axial)的运动机构、调墨辊和凸轮机构部等中。一般情况下，凸轮从动件是在凸轮从动件柱螺栓(cam follower stud)(以下简称为“柱螺栓”)的一个端部通过滚动体将厚的外圈以能够自由旋转的方式嵌合而成。以悬臂式被前述柱螺栓支承的外圈在轨道(路径track)上滚动运动，也被称作支重轮(track roller)(专利文献1、2和3)。现有的凸轮从动件如图27所示，包括柱螺栓1、和以能够自由旋转的方式组装在该柱螺栓1的一个端部的轴承组装体2。柱螺栓1在其一个端部设有将前述轴承组装体2 以能够自由旋转的方式嵌合的轴承支承部3，在另一个端部设有安装轴部4。在轴承支承部 3的与前述安装轴部4相反一侧的端部，即，在外端部设有作为轴承组装体2的外端限制部的凸缘部5。在该轴承支承部3的安装轴部4 一侧的端部，即在内端部设置因台阶部6而形成小径的侧板压入部7。从该侧板压入部7向轴向观察，设有比其略小直径的前述的安装轴部 4，在该安装轴部4的前端设置螺纹部8。在前述柱螺栓1的内部设置供油孔10。前述轴承组装体2包括将前述轴承支承部3的外径面作为轨道面，被保持器11 所保持的滚子9、和经由该滚子9以能够自由旋转的方式嵌合的外圈12。作为轴承组装体 2的内端限制部的环状的内侧板13被压入固定于前述侧板压入部7。内侧板13具有与凸缘部5同一的外径。在前述外圈12的两个端面，成同心状分别设置有环状的外端凹部14和内端凹部 15。凸缘部5在径向和轴向略留有缝隙嵌入外端凹部14，内侧板13在径向和轴向略留有缝隙嵌入内端凹部15。凸缘部5和内侧板13限制轴承组装体2在轴向上的移动。凸轮从动件是将柱螺栓1的安装轴部4插入作为安装对象的机械装置的外壳中， 将螺母紧固于在外壳的反面突出的螺纹部8，这样就被固定为悬臂式。前述滚动体包括带保持器的滚子类型、和不使用保持器的满滚子类型。前述柱螺栓1 一般是对金属棒材实施切削加工，形成前述各个部分。在该切削加工之前，通过锻造在作为一个端面的凸缘部的外端面加工六角孔，在作为另一个端面的安装轴部的外端面加工中心孔(专利文献2)。向前述轨道部供油的供油构造设置从柱螺栓1的安装轴部4的外端面的中心至前述轴承支承部3的轨道面的中心的轴向的供油孔10。在轴向的供油孔的开放端部安装有润滑脂注入口(参照专利文献1或2)。
在前述各个凹部14、15中分别设置密封槽16、17，在这些密封槽16、17中分别安装外端唇式密封部(lip seal) 18和内端唇式密封部19。各个唇式密封部18、19的唇部21 (参照图^(a))分别朝着外侧(从轴承组装体2的内部向轴向两侧离开的方向)弯曲，该弯曲的唇部21接触凸缘部5和内侧板13的外径面，进行密封。前述的凸缘部5和内侧板13的各个外径面与各个轴向的两个端面的拐角部，如图所示形成倒角部22，防止发生拐角部的缺口等。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2005-257036号公报(图3、图4、图9)专利文献2 日本特许第3874479公报(段落0037)专利文献3 日本特开平7-42809号公报(图2)专利文献4 日本实登第2513158号公报
发明内容
发明要解决的问题现有技术中，柱螺栓1的制作方法是对将金属线材切割成规定长度金属棒材实施切削加工，形成凸缘部5、轴承支承部3、侧板压入部7、安装轴部4，进一步，在实施螺纹部 8的螺纹加工、供油孔10的开孔加工等一次加工后，实施热处理和对轴承支承部3的磨削加工而完成。此外还有，取代前述唇式密封部18、19，使垫圈分别介于外圈12与凸缘部5以及外圈12与内侧板13的各个轴向的向对面之间，或者安装垫圈和密封部件两者的情况(专利文献4)。金属棒材的金相组织是多根纤维汇集的纤维状的组织，该纤维状的组织的流动称作纤维流(fiber flow)。例如，通过拉制加工制造的金属线材在长度方向出现纤维状的流动，即在长度方向出现纤维流。在从外周面对这种在长度方向上纤维流一致的金属棒材进行切削加工，形成柱螺栓1的情况下，如图四的示意图中细线所示，外周侧的切削部分是纤维流a被切断的部分。按照上述方式被切削加工的柱螺栓1的一个端部的凸缘部5的部分是在轴承支承部3 —侧的端面，通过纤维流a从外周被依次切断而形成的。因此，凸缘部5按照朝着端面被切断的纤维流a的切断点一致的方式排列，因此，凸缘部5沿着被切断的纤维流a的切断点容易破裂。特别是在凸缘部5的根部，在形成凹入凸缘部5的避让部20的情况下，存在该根部的强度变得更弱这样的问题。在轴承支承部3、侧板压入部7和安装轴部4，外周部的纤维流a通过切削加工变成被切断的状态，因此，各个部分的外周部沿着纤维流a的切断点容易断裂。因此，通过切削加工，在形成柱螺栓1的情况下，凸缘部5和各个部位的外周部分的强度变弱，所以，为了得到规定强度的柱螺栓1，必须增加厚度和直径，这样，凸轮从动件就会大型化，存在成本增加这样的问题。因此，本发明的第一课题在于，通过得到没有因切削加工所导致的纤维流的切断，且具有遍及各个部位连续的纤维流的高强度的柱螺栓，来实现凸轮从动件的小型化和低成本化。接着，在图27所示的现有的凸轮从动件中，当组合柱螺栓1和轴承组装体2时，如果两者的轴心有偏离，那么，安装在轴承组装体2的外圈12的外端唇式密封部18与凸缘部 5的外径面在偏心的状态下接触。因此，如图^(b)所示，有可能在外端唇式密封部18的唇部21产生卷边(朝外侧的唇部21被压入内侧变形。参照该图实线)。如果在唇部21产生卷边，那么，唇部21的前端部就不能接触凸缘部5的外径面的正常位置，密封作用变得不完全。对唇部21的卷边进行进一步的阐述，如图^(a)所示，在柱螺栓1和轴承组装体 2的轴心一致的正确状态下组合的情况下(偏移量δ为零时)，凸缘部5的外径面顺利地嵌入外端唇式密封部18的唇部21的内侧(参照点划线)，当唇部21向外侧弯曲的初始状态下紧贴在凸缘部5的外径面，变成正式的安装状态。但是，在柱螺栓1和轴承组装体2的轴心存在一定的偏移量δ的情况下(参照图 28(a)的双点划线)，唇部21的前端部接触倒角部22，因此，当就这样对其挤压，那么，在唇部21就会产生卷边，如图观(b)所示，唇部21成为不接触凸缘部5的外径面的不完全的安装状态。前述偏移量δ的最大量是与轴承组装体2中的径向缝隙相当的部分，为0.06毫米左右。内侧板13和轴承组装体2的组合时，在内端唇式密封部19中也会发生同样的问题。此外，在图27中，M是对凸缘部5的外端面实施的商品编号标记，为了便于与后述的实施方式的对比，在此处进行表示。因此，本发明的第二课题在于，提供一种凸轮从动件，解决凸轮从动件的组装工序中的唇式密封部的卷边问题，即使在柱螺栓和轴承组装体之间有一定量的偏移，也不会在唇式密封部上产生卷边，能够进行切实的密封。前述专利文献1、2所展示的凸轮从动件如图27所示，柱螺栓1的轴承支承部3是滚子9滚动的轨道面。因此，为了付与其规定的硬度和强度，通过切削对柱螺栓1的各个部分进行一次加工后，实施作为二次加工的热处理是必不可少的。为了顺利地完成该轨道面，在前述的热处理后，对轴承支承部3实施磨削等精加工也是必不可少的。但是，由于必须实施二次加工和精加工，因此，它成为柱螺栓1的加工成本增高的原因。因此，本发明的第三课题在于，降低凸轮从动件中的柱螺栓的加工成本，有利于降低产品的成本。在前述现有的凸轮从动件中，在未对柱螺栓1实施热处理的情况下，在保持器11 在轴向上振动的情况下，其前端部接触凸缘部5的内面或者内侧板13的内面，存在弄伤这些内面，或者妨碍保持器11的正常旋转这样的问题。对于保持器11接触凸缘部5的内面或者内侧板13的内面的问题，如专利文献2 所示，在保持器11的两个端部与凸缘部5和内侧板13之间分别设置垫圈，这是非常有效的办法。但是，仅使用垫圈密封性不够，所以，必须增加其它的密封部件。除了前述图27所表示的密封部件外还需要垫圈，所以，存在导致部件数量增加、产品成本增大这样的问题。因此，本发明的第四课题在于，在前述第三课题的基础上，对于所述密封部件，保持其密封功能，并且不增加部件使其兼具垫圈功能。解决课题的技术手段为了解决前述第一课题，本发明在于凸轮从动件包括在内周具有外侧轨道面的外圈；柱螺栓，其具有与所述外侧轨道面对置的轴承支承部，并形成与所述轴承支承部的一侧邻接的凸缘部和与所述轴承支承部的另一侧依次邻接的内侧板的侧板压入部和安装轴部，从所述凸缘部沿着外周至所述轴承支承部，沿着表面连续地形成纤维流；排列在所述外侧轨道面与所述轴承支承部之间的滚动体；和被压入所述侧板压入部，与所述凸缘部协作来限制所述外圈与所述滚动体的轴向移动的内侧板。所述轴承支承部、侧板压入部和安装轴部依次形成小径，在轴承支承部与侧板压入部之间、侧板压入部与安装轴部之间分别形成有台阶部。在所述凸缘部的根部形成有凹入凸缘部的避让部。形成于所述轴承支承部与侧板压入部之间的台阶部的拐角部带圆角。在所述凸缘部的外端面形成在孔底具有中心孔的六角孔，并在所述安装轴部的外端面形成中心孔。在所述安装轴部，形成有从安装轴部的前端面至所述轴承支承部的轴向的供油孔、和与该轴向的供油孔连接，并到达所述轴承支承部的轨道面的径向的供油孔，所述轴向的供油孔形成于向凸轮从动件的非负荷区域偏心的位置。所述安装轴部包括所述内侧板的压入侧的插通轴部、和与该插通轴部隔着台阶部在轴向上邻接的螺纹部，在所述台阶部带有所需的锥度。本发明的凸轮从动件，在所述外圈的两端设置唇式密封部，所述唇式密封部中的一方与所述凸缘部的外周面滑动接触，另一方与所述内侧板的外周面滑动接触。所述柱螺栓可以根据以下制造方法制造，该方法包括冷锻工序，其将沿着轴向形成有纤维流的金属棒材设置在具有形成所述轴承支承部、侧板压入部、和具有形成安装轴部的基本形状的筒状的模腔的锻模中，利用冲压机构在所述金属棒材的长度方向加压，形成具有所述凸缘部的基本形状的一次成型品；和磨削加工工序，将所述一次成型品的外周面磨削，形成所述凸缘部、所述轴承支承部、侧板压入部、所述安装轴部的一部分，在形成所述凸缘部的所述轴承支承部一侧的根部的所述锻模的部分，设置形成避让部的突状模。在所述锻模的所述插通轴部与成为所述螺纹部的位置之间的所述台阶部形成所需的锥形模。所述冲压机构具有形成所述凸缘部的成型空腔，因加压而变形的所述金属棒材流入所述成型空腔，从而形成所述凸缘部的形状。在所述冷锻时，能够在所述凸缘部的外端面形成在孔底具有中心孔的六角孔，并且在所述安装轴部的外端面形成中心孔。在所述冷锻工序后，可以包括通过滚轧成型在所述安装轴部成型螺纹部的滚轧成
型工序。按照前述方式制造的柱螺栓，从所述凸缘部沿着外周至所述轴承支承部的轨道面，沿着表面连续地形成纤维流。因此，只要是具有相同程度的强度，本发明的凸轮从动件的柱螺栓与通过现有的切削加工而形成的柱螺栓相比，能够缩小其形状。为了解决前述的第二课题，本发明的凸轮从动件由柱螺栓、和以自由旋转的方式组装在该柱螺栓的轴承组装体组成，所述柱螺栓在其一个端部设有以能够自由旋转的方式嵌合的所述轴承组装体的轴承支承部，在另一个端部设有安装轴部，在设置于所述轴承组装体的外圈的外端面的外端凹部和设置于内端面的内端凹部，分别嵌入设置于所述轴承支承部的轴向两个端部的外端限制部和内端限制部，在各个凹部与所述外端以及内端限制部之间，分别安装外端密封部和内端密封部，在该凸轮从动件中，所述外端密封部通过安装于所述外端凹部中的外端唇式密封部形成，该外端唇式密封部的唇部向轴向外侧弯曲。当组合所述柱螺栓和轴承组装体时，在两者之间的径向的偏移量为零时，在唇部向外侧弯曲的正规状态下接触外端限制部的外径面，发挥密封功能。如果在两者间存在径向的一定的偏移，那么，唇部的前端就会接触R形状部。接触位置的切线的倾斜置的大小依存于所述的偏移量。在偏移量是一定量以下的情况下，切线的倾斜置比现有的倒角的倾斜置小，所以，作用在唇部的摩擦也会下降。下面，为了解决前述的第三课题，本发明的凸轮从动件由柱螺栓、和以自由旋转的方式组装在该柱螺栓上的轴承组装体组成，所述柱螺栓在其一个端部设有以能够自由旋转的方式嵌合的所述轴承组装体的轴承支承部，在另一个端部设有安装轴部，所述轴承组装体被设置于所述轴承支承部的轴向两个端部的外端限制部和内端限制部在轴向上限制，密封部件介于所述轴承组装体的外圈与所述各个限制部之间，在该凸轮从动件中，作为所述柱螺栓，使用实施冷锻或者切削等形成各个部分的一次加工品，作为构成所述轴承组装体的轨道面和凸缘部的部件，使用实施热处理和磨削加工的带凸缘的内圈，将该内圈压入固定在所述轴承支承部中。为了解决前述第四课题，本发明的凸轮从动件在于，在解决前述第三课题的前述构造的凸轮从动件中，作为前述各个密封部件，兼备滑动性和弹性，具有被各个限制部的对置内面覆盖的环状部，使用在该环状部的外周边缘形成弯曲部的垫圈兼密封部件。发明效果如前所述，在本发明的凸轮从动件中所使用的柱螺栓从凸缘部至轴承支承部，沿着表面连续地形成纤维流，所以，不存在因切断纤维流所导致的强度下降。因此，柱螺栓的强度提高，能够相应地缩小宽度和直径，能够实现柱螺栓的小型化。使用前述的柱螺栓的凸轮从动件因柱螺栓的小型化，整体能够形成小型化。将所述台阶部形成锥形，这样，该部分的应力集中得到缓解，柱螺栓的强度提高。 对于经由螺纹部安装在对方部件时所施加的紧固扭矩的效果尤其大，能够最大减少约50% 施加在该处的应力。使用通常的凸轮从动件时，在凸轮从动件柱螺栓上产生弯曲弯矩时所施加的应力也减少。在本发明中，在目前实施倒角的外端限制部的内侧拐角部，取代前述倒角设置R 形状部，这样，在沿着轴向组合柱螺栓和轴承组装体时，即使有径向的偏移，其偏移量如果在轴承组装体的径向缝隙程度的小偏移量的范围内，在凸轮从动件的构造方面，作用在唇部的摩擦与倒角的情况相比也变小，难以产生唇部的卷边。因此，密封唇部以正规的姿势被安装，切实发挥密封作用。
另外，在本发明中，作为柱螺栓，使用在冷锻或切削加工后实施通常所实施的热处理和磨削加工之前的一次加工品的状态下的部件，这样就不需要热处理和磨削加工，因此， 能够降低加工成本。对于不对柱螺栓实施热处理和磨削加工的缺点，通过将实施了这些处理的带凸缘内圈压入固定在柱螺栓的轴承支承部中得以解决。由于凸缘部未热处理，因此，需要垫圈，但是，取代现有的密封部件，使用一个部件兼具垫圈功能和密封功能的垫圈兼密封部件，这样就能减少部件数量，降低产品成本。也可以不使用前述的带凸缘内圈，通过并用内圈与侧板构成轨道面。所述内圈和侧板可以使用通用产品，所以，部件数量增加对产品成本的影响小。通过冷锻形成柱螺栓，这样，金属棒材的纤维流未被切断，所以，与通过切削加工形成的方式相比，能够获得更高的强度。
图1是表示本发明的凸轮从动件的第一实施方式的截面图。图2是表示本发明的凸轮从动件中所使用的柱螺栓的一个实施方式的局部缺口正视图。图3(a)是图2的一部分放大截面图，(b)是图2的其它部分的局部截面图，(c)是表示图2的变形例的局部的正视图。图4是第二实施方式的凸轮从动件的截面图。图5是图4的局部放大截面图。图6是表示第二实施方式的组装工序的局部的截面图。图7(a)是第二实施方式的说明图，(b)是现有例子的说明图。图8(a)是第三实施方式的局部截面图，(b)是(a)图的使用状态的局部截面图。图9(a)至(d)是表示第四实施方式的各个例子的局部截面图。图10是图9(a)的正视图。图11是表示第四实施方式的其它例子的截面图。图12(a)是第五实施方式的凸轮从动件的截面图，(b)是表示(a)图的局部的截面图。图13是表示第六实施方式的凸轮从动件的局部的截面图。图14是表示第七实施方式的凸轮从动件的局部的截面图。图15是表示第八实施方式的凸轮从动件的局部的截面图。图16是通过冷锻形成的柱螺栓的一次成型品的纤维流的模式截面图。图17是通过冷锻形成的柱螺栓的一次成型品的局部缺口正视18是表示打开进行冷锻的锻模的冲压机构的状态的截面图。图19是在进行冷锻的金属模的锻模中设置金属棒材的状态的截面图。图20是表示用冲压机构加压进行冷锻的过程中的状态的截面图。图21是表示用冲压机构加压冷锻结束时的状态的截面图。图22是表示用冲压机构的六角孔形成冲压机构形成六角孔的状态的截面图。图23是表示冷锻后打开冲压机构利用锻模的脱模销取出凸轮从动件柱螺栓的一次成型品的状态的截面图。
图M是表示通过滚轧成型在通过冷锻而形成的柱螺栓的一次成型品上形成螺纹部的局部缺口正视图。图25是表示利用斜置圆筒磨削石，在柱螺栓的一次成型品上形成侧板压入部的台阶的状态的局部正视图。图沈是表示利用斜置圆筒磨削石，在柱螺栓的一次成型品上形成侧板压入部的台阶的状态的整体正视图。图27是现有例子的截面图。图28(a)、(b)分别是现有例子的作用的说明图。图四是表示通过切削加工所形成的现有例子的柱螺栓的纤维流的截面图。
具体实施例方式下面，根据附图，说明本发明的实施方式。(第一实施方式)图1所示的第一实施方式的凸轮从动件包括在内周具有外侧轨道面43a的外圈 43 ；和具有与所述外侧轨道面43a对置的内侧轨道面34a的轴承支承部34，形成与所述轴承支承部；34的一侧邻接的凸缘部33和与所述轴承支承部34的另一侧依次邻接的侧板压入部36和安装轴部38，从所述凸缘部33至轴承支承部34，沿着表面连续地形成纤维流的柱螺栓31 ；排列在所述外侧轨道面43a与所述轴承支承部34之间的滚动体44 ；被压入所述侧板压入部36且与所述凸缘部33协作来限制所述外圈43与所述滚动体44在轴向上的移动的内侧板53。在所述凸缘部33与轴承支承部34之间的台阶部61，在轴承支承部34 —侧的拐角部，形成凹入凸缘部33—侧(轴向)的避让部62(参照图3(a))。在现有的方式中的该部分的避让部在径向凹入(参照图四的避让部20)，在本发明的情况下，如后所述，通过冷锻来加工，因此，在冷锻时需要使其在脱模的方向(轴向)凹入。避让部62是当滚动体32在满滚子类型的情况下，为了避免滚子44a(参照图 3(a))与台阶部61的拐角部接触的故障而设置的。所述轴承支承部34、侧板压入部36和安装轴部38形成依次变小的直径，分别在轴承支承部；34与侧板压入部35之间形成台阶部35、在侧板压入部36和安装轴部38之间形成台阶部37。在形成于所述轴承支承部34和侧板压入部36之间的台阶部35的拐角部63，如图 3(b)所示，付与圆角(R)，以防止因集中荷重引起的缺口等损伤。在所述凸缘部33的外端面形成在孔底具有中心孔42a的六角孔42。在所述安装轴部38的外端面形成中心孔64。所述安装轴部38包括所述压入一侧的插通轴部38a ；和经由台阶部38c在轴向上与该插通部38a邻接的螺纹部38b，在所述台阶部38c上付与所需的锥度。在所述外圈43的两端设置唇式密封部46、47，其中一方的唇式密封部46与所述凸缘部33的外周面滑动接触，另一方的唇式密封部47与所述内侧板53的外周面滑动接触。 所述唇式密封部46、47与形成于外圈43的内周面的外侧轨道面43a同心，安装在外圈径向密封槽51、52。
所述凸缘部33和内侧板53阻止外圈43和滚动体44在轴向上的移动，唇式密封部46、47防止内部的润滑油漏出，并且防止尘埃从外部侵入。设置于所述柱螺栓31上的供油孔41由从螺纹部38b —侧的外端面至轴承支承部 34的中心部的轴向的供油孔41a、和与其前端部连通且至轨道面34a的径向的供油孔41b 构成，其轴向的供油孔41a的入口是供油端口 65。在供油端口 65，在使用时安装有润滑脂注入口。在凸轮从动件的外圈43上确定一定的负荷荷载方向(参照图1的空心箭头)。因此，在柱螺栓31上，能够以其中心线为基准分成负荷区域α和非负荷区域β，但是，所述轴向的供油孔41a设置于从其中心线向非负荷区域β的方向仅偏离一定距离r的位置。这样，柱螺栓31的负荷区域α中的强度增强。在图1中表示了作为滚动体的滚子44被保持器45所保持的情况，但是，也可以是不使用保持器45的满滚子类型。此时的滚子如图3(a)中符号4 所示。此外，作为所述柱螺栓31的变形例，也可以省略所述的螺纹部38b，仅由插通轴部 38a构成。倒棱(chamfer) 38d是将插通轴部38a插入对方机械的安装孔时的引导。通过在该安装孔中压入插通部38a来固定。有时也取代六角孔42，形成一字改锥卡合用的槽。有时也省略唇式密封部46、47。在此情况下，省略凹入段部51、52。有时也省略供油孔41 (供油端口 65、轴向的供油孔41a、径向的供油孔41b)。(第二实施方式)图4所示的第二实施方式的凸轮从动件与现有的方式相同，由柱螺栓31、和以能够自由旋转的方式组装在该柱螺栓31的轴承组装体32构成。柱螺栓31在其一个端部设有作为外端限制部的凸缘部33，从该凸缘部33沿着轴向依次安装有轴承支承部34、经由台阶部35的侧板压入部36、经由微小的台阶部37的安装轴部38。所述轴部38由插通轴部38a和前端部的螺纹部38b构成。所述的轴承支承部 34的外径面被实施磨削，形成轨道面34a。在所述螺纹部39的端面中心设置供油孔41。在凸缘部33 —侧的端面中心设置六角孔42。所述柱螺栓31通过冷锻或切削加工制作。所述轴承组装体32包括外圈43、介于该外圈43和轴承支承部34的轨道面之间的滚子44、引导各个滚子44的保持器45、安装于外圈43的外端面的外端唇式密封部46和安装于内端面的内端唇式密封部47。在所述外圈43的外端面成同轴状设置环状的外端台阶部48、在内端部同样同轴状设置内端台阶部49，在设置于各个台阶部48、49的密封槽51、52中装有所述的外端唇式密封部46和内端唇式密封部47。所述凸缘部33被嵌入外圈43的外端台阶部48。在内端台阶部49中嵌入环状的内侧板53，其作为被压入固定于所述侧板压入部36中的内侧限制部。该内侧板53与凸缘部33同径，利用两者来限制轴承组装体32在轴向上的移动。所述凸缘部33与内侧板53的外径面的两侧拐角部形成R形状。即，如图5所示， 在凸缘部33形成内侧R形状部M，其内侧面(轴承组装体32—侧的面)与外径面所构成的内侧拐角部具有一定曲率半径和90度的中心角(参照图7(a))。在相反一侧的外侧面与外径面所构成的外侧拐角部也形成相同曲率半径、相同中心角的外侧R形状部55。
同样，在内侧板53的内侧面(轴承组装体32—侧的面)与外径面所构成的内侧拐角部、相反一侧的外侧面与外径面所构成的外侧拐角部，分别形成同样的内侧R形状部 56和外侧R形状部57。凸缘部33的内侧R形状部讨和内侧板53的内侧R形状部56分别嵌入外端台阶部48和内端台阶部49。外端唇式密封部46和内端唇式密封部47的各个唇部58、59分别接触嵌入的凸缘部33和内侧板53的各个外径面。各个唇部58、59在自由状态下，分别向外侧弯曲，该弯曲部分的内径面与对方的外径面接触，发挥密封作用。第二实施方式的凸轮从动件如以上所述，与现有的方式相同，将安装轴部38的插通轴部38a插入仪器一侧的安装部中，通过螺丝结合螺纹部38b，采用悬臂式支承轴承组装体32的部分，使外圈43接触轨道并使其旋转。在组装所述凸轮从动件时，柱螺栓31和轴承组装体32是同心状态时，偏移量 δ (参照图28)为零，所以，唇式密封部46的唇部58不会产生卷边，顺利地接触凸缘部33 的外径面，变成正规的安装状态(参照点划线)。在柱螺栓31和轴承组装体32的轴心之间存在与轴承组装体32的最大径向缝隙相当的偏移量S的情况下(参照两点划线)，唇部58接触内侧R形状部Μ。如前所述，在现有方式的情况下，因拐角部成为倒角部而在唇部58容易产生卷边，但在本发明的情况下，成为R形状部54，因此，根据下述理由，难以产生卷边。图7(a)表示在凸缘部33的内侧拐角部形成内侧R形状部M的实施方式。内侧 R形状部M的中心角是90度，曲率半径是a。唇部58的前端与偏移量δ的位置接触。从唇部58的接触位置至外径面为止的圆弧部的中心角为θ。在所述接触位置划的切线A的倾斜角在几何学上是θ。图7(b)表示在相同的部分形成倒角部22的现有的方式。倒角部22的倾斜置为 α，倒角部22的轴向长度是与所述的曲率半径相同的a。如果倾斜角α过小，则唇部58与其接触进行密封的凸缘部33的外径面的宽度就会减少，所以，α被设定在30度以上。唇部58的前端与前述的情况相同，与偏移量δ的位置接触。在图7(a)、(b)中，如果内侧R形状部M与倒角部22的摩擦系数、施加在唇式密封部46的按压力F分别相等，那么，在所述角度θ与α之间存在θ < α的关系时，与作用在倒角部22的唇部58的接触点的摩擦相比，作用在内侧R形状部M的唇部58的接触点的摩擦变小。接触点中的摩擦相对小时，容易向按压方向滑动，因此，不易产生卷边。与此相反，摩擦大时，难以滑动，所以，容易产生卷边。所述的中心角θ由偏移量δ的大小决定，但偏移量δ是轴承组装体32的与最大径向缝隙相当的量，通常，其缝隙是0.06毫米左右的微小缝隙，因此，θ非常小。与此相比，倒角部22不拘泥于偏移量δ的大小，倾斜角α (30度以上)的大小不变，所以，所述的关系θ < α成立。因此，与采用倒角形状的方式相比，本实施方式中采用R形状，其摩擦小，因此，难以产生卷边。因此，在本实施方式中，在组合柱螺栓31和轴承组装体32时，即使存在最大径向缝隙程度的偏移量δ，也不会产生唇部58的卷边，能够越过R形状部Μ，顺利地嵌入接触面(凸缘部33的外径面)。在插入轴承组装体32后，内侧板53被压入侧板压入部36，该内侧板53嵌入内端台阶部49。此时，与前述的情况同样，即使存在一定的偏移量δ，内端唇式密封部47的唇部59也与前述的情况同样，与内侧R形状部56接触，不会产生卷边，以正规的状态安装。但是，内侧板53被压入固定在侧板压入部36，因此，用来顺利地压入其内径孔中的倒角仅形成于单面。因此，该压入时的内侧板53的表面背面的朝向必须固定不变。为了防止在组装时其朝向发生错误，实施适当的标记。在本实施方式中，将过去对凸缘部33的外侧面实施的产品的产品编号标记Μ(参照图27)实施在内侧板53的外侧面(表面)(参照图4、图5)。这样就能同时在表示产品编号的同时表示内侧板53的方向性，所以，标记位置减少，能够缩短标记操作。在通过锻造制作柱螺栓31的情况下，过去，仅通过锻造难以制作倒角部22(参照图7 (b))，所以，需要在锻造后通过切削形成倒角部22的工序。但是，如本实施方式所述，在形成R形状的情况下，能够通过锻造形成R形状，所以，不需要其后的切削工序。对于内侧板 53也同样如此，能够在冲压加工后实施热处理，然后，通过对在冲孔时所产生的塌角或者断裂面进行滚筒抛光(barrel polishing)，形成R形状。因此，此时也不需要切削工序。在本实施方式中，对于凸缘部33和内侧板53的任一个，内侧和外侧的两个拐角部都采用R形状，但是也可以是仅内侧拐角部，即仅内侧R形状部讨、56采用R形状，另一个外侧拐角部实施倒角后的形状。(第三实施方式)图8所示的第三实施方式的凸轮从动件基本上是与所述第二实施方式相同的构造，但唇式密封部不同。即，在所述第二实施方式中，如图4所示，在外圈43的外端面与凸缘部33之间安装外端唇式密封部46，在外圈43的内端面与内侧板53之间安装内端唇式密封部47。但是，在该第三实施方式中，为了削减部件数量，省略内端唇式密封部47，作为唇式密封部，仅安装外端唇式密封部46。在润滑脂从凸缘部33 —侧漏出的情况下，经常会弄脏周围设备等，所以，必须切实地防止润滑脂从凸缘部33 —侧漏出，不能省略外端唇式密封部46。作为代替所省略的内端唇式密封部47的密封，为了不增加部件数量，采用以下的方法。S卩，由于没有内端唇式密封部47，因此，能够将外圈43的内端台阶部49的内径面与内侧板53的外径面之间的缝隙设定成狭窄缝隙，成为旋转所需的微小缝隙(0. 1 0. 2 毫米)。该微小缝隙成为迷宫式密封(labyrinth seal) 60，能够一定程度地阻止垃圾从外部侵入，和内部的润滑脂漏出。凸轮从动件的安装构造的特征在于，必须具有将柱螺栓31的一个端部进行螺丝结合的仪器侧安装部70并接近外圈43的内端面。该仪器侧安装部70如图所示，由于紧贴内侧板53，所以，接近前述迷宫式密封60。因此，外圈43的外周面与仪器侧安装部70之间的缝隙也具有迷宫式密封的功能，防止垃圾的侵入和润滑脂的漏出。如图8 (b)所示，即使润滑脂G从所述的迷宫式密封60漏出，该润滑脂G也堵在外圈43与仪器侧安装部70的缝隙中，这样就能防止垃圾从外部侵入。如图所示，在溢出至外圈43的滚动面的情况下，所溢出部分的润滑脂G变成与轨道之间的润滑油。在两侧设置唇式密封部46、47的情况下，如果轴承组装体32的内压增加至一定内压以上，那么，润滑脂就会从两个唇式密封部46、47漏出。与此相反，如本实施方式所述，在取代内端唇式密封部47，形成迷宫式密封60的情况下，内压增加至一定以上之前，润滑脂通过该迷宫式密封60漏出，所以，能够切实地防止从外端唇式密封部46漏出。在图示中，与所述第二实施方式的情况同样，表示了凸缘部33和内侧板53的拐角部采用R形状的情况，但在该第二实施方式中，未必是R形状，这些拐角部也可以是实施倒角的构造。(第四实施方式)图9至图11所示的第四实施方式是关于柱螺栓31的改良。所述第二及第三实施方式的柱螺栓31在其一个端部一体地设置凸缘部33。因此，在通过切削加工制造柱螺栓 31的情况下，作为原材料的金属棒材的外径由凸缘部33的外径决定，因切削要废弃大量材料。因此，导致材料成本和加工成本增加。为了消除这个问题，在前述的专利文献3的图2中，取代所述凸缘部33，将环状的外侧板宽松地嵌入柱螺栓前端部的螺纹部中，用螺母紧固固定。但是，在此情况下，由于需要螺母，所以，存在引起部件数量增加的不利情况。因此，在该第四实施方式中，部件不会增加，能够将外侧板63固定于柱螺栓31。S卩，如图9(a) (c)所示，在柱螺栓31的轴承支承部34的前端面设置因台阶部 64而变成小径的侧板安装部83。外侧板63是环状，具有与所述凸缘部33 (参照图4)相同的外径和厚度。使侧板安装部83的外径形成与所述的侧板压入部36 (参照图4)的外径相同的外径，这样就能将外侧板63和内侧板53采用同一尺寸的部件兼用。为了将所述外侧板63固定于侧板安装部83，在图9 (a) (c)的任一个情况下，采用对侧板安装部83的周边部的多处或者整个周边实施铆接67的构造。图10表示在三处实施铆接67的情况。另外，也可以如图9(d)所示，在侧板安装部上加工螺纹68，通过螺丝结合来固定外侧板63。在图11中，在外侧板63通过前述的铆接67 (参照图9 (a) (c))、或者螺丝结合 (参照图9(d))固定的情况下，设置安装轴部38直至轴承支承部34的位置，在该安装轴部 38的全长范围加工出螺纹69，将内侧板53嵌入安装轴部38的前端的螺纹69中，一边螺丝旋转一边拧紧固定于轴承支承部34的台阶部。该第四实施方式的外侧板63和内侧板53均表示外径面的拐角部部是R形状，但是也可以实施倒角。(耐久试验例)为了调查通过铆接67将前述的外侧板63与柱螺栓31固定时的耐久性，进行了以下的耐久试验。以下表示其结果。(表1)耐久试验的结果
权利要求
1.一种凸轮从动件，其特征在于，包括在内周具有外侧轨道面的外圈；凸轮从动件柱螺栓，其具有与所述外侧轨道面对置的内侧轨道面，形成有与所述内侧轨道面的一侧邻接的凸缘部，在所述内侧轨道面的另一侧依次邻接的侧板压入部和安装轴部，从所述凸缘部至在外周形成有所述内侧轨道面的轴承支承部，纤维流沿着表面连续地形成；排列在所述外侧轨道面与所述内侧轨道面之间的滚动体；和被压入所述侧板压入部，与所述凸缘部协作来限制所述外圈和所述滚动体的轴向移动的侧板。
2.如权利要求1所述的凸轮从动件，其特征在于在所述凸缘部的根部形成有凹入至凸缘部的避让部。
3.如权利要求1或2所述的凸轮从动件，其特征在于形成于所述轴承支承部与侧板压入部之间的台阶部的拐角部带圆角。
4.如权利要求1 3中任一项所述的凸轮从动件，其特征在于在所述凸缘部的外端面形成在孔底具有中心孔的六角孔，并在所述安装轴部的外端面形成中心孔。
5.如权利要求1 4中任一项所述的凸轮从动件，其特征在于形成有从所述安装轴部的前端面至所述轴承支承部的轴向的供油孔；和与该轴向的供油孔连接，并到达所述轴承支承部的轨道面的径向的供油孔，所述轴向的供油孔形成于向凸轮从动件的非负荷区域偏心的位置。
6.如权利要求1 5中任一项所述的凸轮从动件，其特征在于所述安装轴部包括所述侧板压入侧的插通轴部，和与该插通轴部经由台阶部在轴向邻接的螺纹部，所述台阶部带有所需的锥度。
7.如权利要求1 6中任一项所述的凸轮从动件，其特征在于在所述外圈的两端设有密封部件，所述密封部件中的一方与所述凸缘部的外周面滑动接触，另一方与所述侧板的外周面滑动接触。
8.一种凸轮从动件，其特征在于，包括柱螺栓；和以能够自由旋转的方式组装于该柱螺栓的轴承组装体，在所述柱螺栓的一个端部设有以能够自由旋转的方式嵌合所述轴承组装体的轴承支承部，在另一个端部设有安装轴部，在设置于所述轴承组装体的外圈的外端面的外端凹部和设置于内端面的内端凹部，分别嵌入设置于所述轴承支承部的轴向两个端部的外端限制部和内端限制部，在各个凹部与所述外端限制部和内端限制部之间，分别安装有外端密封部和内端密封部，在该凸轮从动件中，所述外端密封部利用安装于所述外端凹部的外端唇式密封部而形成，该外端唇式密封部的唇部向轴向外侧弯曲，在所述外端限制部的内侧拐角部部形成R形状部。
9.如权利要求8所述的凸轮从动件，其特征在于所述外端限制部利用一体地设置于所述柱螺栓的外径面的凸缘部而形成。
10.如权利要求9所述的凸轮从动件，其特征在于所述柱螺栓通过冷锻形成，所述凸缘部的内侧拐角部的R形状在所述冷锻时形成。
11.如权利要求8 10中任一项所述的凸轮从动件，其特征在于所述唇部越过所述R形状部以所述弯曲状态与外端限制部的外径面接触。
12.如权利要求8 11中任一项所述的凸轮从动件，其特征在于所述内端密封部利用安装于所述内端凹部的内端唇式密封部而形成，该内端唇式密封部的唇部向轴向外侧弯曲，所述内端限制部的内侧拐角部形成R形状。
13.如权利要求8 12中任一项所述的凸轮从动件，其特征在于所述内端限制部利用被压入固定于所述柱螺栓的外径面的内侧板而形成。
14.如权利要求13所述的凸轮从动件，其特征在于所述内侧板通过冲压加工形成，该内侧板的内侧拐角部的R形状通过滚磨形成。
15.如权利要求13或14所述的凸轮从动件，其特征在于对所述内侧板的外侧面施以该凸轮从动件的商品编号标记。
16.如权利要求8 15中任一项所述的凸轮从动件，其特征在于所述内端密封部为迷宫式密封。
17.如权利要求8 16中任一项所述的凸轮从动件，其特征在于所述迷宫式密封利用所述内端凹部的内径面与所述内端限制部的外径面的缝隙而形成。
18.如权利要求12 17中任一项所述的凸轮从动件，其特征在于所述唇部越过所述R形状部以所述弯曲状态与内端限制部的外径面接触。
19.一种凸轮从动件，其特征在于，包括柱螺栓；和以自由旋转的方式组装于该柱螺栓的轴承组装体，所述柱螺栓在其一个端部设有以自由旋转的方式嵌合所述轴承组装体的轴承支承部，在另一个端部设有安装轴部，所述轴承组装体通过设置于所述轴承支承部的轴向两个端部的外端限制部和内端限制部在轴向被限制，密封部件介于所述轴承旋转体的外圈与所述各个限制部之间，在该凸轮从动件中，作为所述柱螺栓，使用实施冷锻或切削加工等形成各个部分的一次加工品，作为所述轴承组装体的内圈，使用实施了热处理和磨削加工的部件，将该内圈压入固定于所述轴承支承部。
20.如权利要求19所述的凸轮从动件，其特征在于作为所述各个密封部件，使用兼具滑动性和弹性，具有覆盖各个限制部的对置内面的环状部，在该环状部的外周边形成有弯曲部的垫圈兼密封部件。
21.如权利要求19或20所述的凸轮从动件，其特征在于所述外端限制部利用与所述内圈分开的单独的环状的外侧板形成，该外侧板以按压于所述内圈的外端面的状态，被压入固定于所述轴承支承部的前端部。
22.如权利要求19所述的凸轮从动件，其特征在于所述内侧限制部利用单独的环状的内侧板形成并被压入固定于所述轴承支承部的内端部，所述外端限制部利用单独的环状的外侧板形成，所述外侧板以被按压于所述内圈的外端面的状态，被压入固定于所述轴承支承部的外端部。
23.一种凸轮从动件的制造方法，其是权利要求1 22中任一项所述的凸轮从动件的制造方法，该凸轮从动件的制造方法的特征在于所述凸轮从动件柱螺栓通过下述工序制造而成冷锻工序，其将沿轴向形成有纤维流的金属棒材设置于具有形成所述轴承支承部、侧板压入部、安装轴部的基本形状的筒状的模腔的锻模，用冲压机构在所述金属棒材的长度方向加压，形成具有所述凸缘部的基本形状的一次成型品；和磨削加工工序，其磨削所述一次成型品的外周面，形成所述凸缘部、所述轴承轨道、侧板压入部、所述安装轴部的一部分。
24.如权利要求23所述的凸轮从动件的制造方法，其特征在于在形成所述凸缘部的所述轨道部侧的根部的所述锻模的部分，设置有形成避让部的突状模。
25.如权利要求23或M所述的凸轮从动件的制造方法，其特征在于在所述锻模的成为所述插通轴部和与所述螺纹部的位置之间的所述台阶部形成所需的锥形模。
26.如权利要求23 25中任一项所述的凸轮从动件的制造方法，其特征在于所述冲压机构具有形成所述凸缘部的成型模腔，将通过加压而变形的所述金属棒材的材料流入所述成型模腔来形成所述凸缘部的形状。
27.如权利要求23 沈中任一项所述的凸轮从动件的制造方法，其特征在于在所述冷锻时，在所述凸缘部外端面形成在孔底具有中心孔的六角孔，并且在所述安装轴部外端面形成中心孔。
28.如权利要求23 27中任一项所述的凸轮从动件的制造方法，其特征在于在所述冷锻工序后，具有通过滚轧在所述安装轴部形成螺纹部的滚轧工序。
全文摘要
本发明的课题在于，使用没有因切削加工所导致的纤维流的切断，且具有在各个部位连续的纤维流的高强度的柱螺栓，以此来实现凸轮从动件的小型化和低成本化。凸轮从动件由以下部分构成在内周具有外侧轨道面(43a)的外圈(43)；具有与所述外侧轨道面(43a)对置的内侧轨道面(34a)，并形成在所述内侧轨道面(34a)的一侧邻接的凸缘部(33)和在所述内侧轨道面(34a)的另一侧依次邻接的侧板压入部(36)和安装轴部(38)，从所述凸缘部(33)至在外周形成所述内侧轨道面(34a)的轴承支承部(34)，纤维流沿表面连续形成的柱螺栓(31)；排列在所述外侧轨道面(43a)与所述内侧轨道面(34a)之间的滚动体(44)；被压入所述侧板压入部(36)并与所述凸缘部(33)协作来限制所述外圈(43)和所述滚动体(44)在轴向的移动的内侧板(53)。
文档编号F16C33/80GK102472379SQ20108003074
公开日2012年5月23日 申请日期2010年7月14日 优先权日2009年7月17日
发明者圆增俊明, 大石真司, 川村智明, 涩谷直人, 神原盛二 申请人:Ntn株式会社