JP2003343216A - カムフォロア装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロッカーアーム３を構成する１対の支持壁部
４、４に対する、支持軸５の支持強度を確保する。 【解決手段】 上記支持軸５の両端部を上記各支持壁部
４、４に形成した通孔１３、１３に内嵌した状態で、上
記支持軸５の両端面外周縁部にかしめ部１４、１４を形
成する。これら各かしめ部１４、１４を、円周方向の一
部にのみ形成する。そして、円周方向の残部で、上記支
持軸５の両端部外周面と上記通孔１３、１３の内周面と
を直接当接させる。この構成により、上記課題を解決す
る。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】この発明に係るカムフォロア
装置は、エンジンの燃料噴射装置や吸排気弁用駆動装置
等の被駆動部品として使用し、例えばカムシャフトの回
転をロッカーアームの往復揺動運動に変換する為に利用
する。 【０００２】 【従来の技術】エンジン内部での摩擦低減を図り、燃料
消費率を低減する事を目的として、クランクシャフトと
同期したカムシャフトの回転を給気弁及び排気弁の往復
運動に変換する部分に、タペットローラを組み込んだカ
ムフォロア装置を利用する事が一般的に行われている。
図１５〜１７は、特開平３−７８５０７号公報に記載さ
れた、従来から知られているカムフォロア装置の第１例
を示している。 【０００３】エンジンのクランクシャフトと同期して回
転するカムシャフト１に固定された（一般的には一体に
形成された）カム２に対向して、このカム２の動きを受
けて往復揺動する揺動部材であるロッカーアーム３が設
けられている。このロッカーアーム３の端部（後述する
第２例の様に、中間部の場合もある）には１対の支持壁
部４、４が、互いに間隔を開けて設けられている。そし
て、この１対の支持壁部４、４の間に、鋼製で中空又は
中実の支持軸５を掛け渡している。この支持軸５は、タ
ペットローラ６をラジアルニードル軸受７を介して回転
自在に支承すべく、その両端部を上記１対の支持壁部
４、４に固定している。又、上記タペットローラ６の外
周面を、上記カム２の外周面に当接させている。この様
に構成されるタペットローラ６を組み込んだエンジンの
動弁機構によれば、ロッカーアーム３とカム２との間に
働く摩擦力を低減し、エンジン運転時に於ける燃料消費
率の低減を図れる。 【０００４】又、米国特許第５０４８４７５号明細書に
は、図１８〜２１に示す様に、ロッカーアームを鋼板等
の金属板にプレス加工を施す事により造り、このロッカ
ーアームの強度を確保しつつ軽量化を図る構造が記載さ
れている。この従来の第２例のカムフォロア装置の場
合、板金製のロッカーアーム３ａにタペットローラ６ａ
を、支持軸５ａにより回転自在に支持している。 【０００５】このうちのロッカーアーム３ａは、例えば
２〜４mm程度の厚さを有する鋼板等の金属板に、不要部
分を除却する為の打ち抜き加工、並びに所望形状を得る
為の、絞り加工等の塑性加工を施して成るもので、１対
の支持壁部４ａ、４ａと、これら両支持壁部４ａ、４ａ
同士を連結する第一、第二の連結部８、９とを備える。
これら両連結部８、９のうちの第一の連結部８は、弁体
１０の基端面を突き当ててこの弁体１０を変位させる為
の押圧部として、第二の連結部９は、ラッシュアジャス
タを構成し、上記ロッカーアーム３ａの揺動中心となる
プランジャ１１の先端面を突き当てる為の支点部とし
て、それぞれ機能する。この為に図示の例では、上記第
二の連結部９の片面（図２０の下面）に、球状凹部を形
成している。尚、図示の例とは異なり、第二の連結部に
相当する部分にねじ孔を設け、このねじ孔部分に、端部
に凸球面部を有するアジャストねじを螺合固定する構造
も、従来から知られている。 【０００６】一方、上記両連結部８、９同士の間部分は
ローラ設置部分となっており、この部分に、上記支持軸
５ａにより回転自在に支持した上記タペットローラ６ａ
を配置している。当該部分にこのタペットローラ６ａを
支持する為に、上記１対の支持壁部４ａ、４ａの互いに
整合する位置に形成した通孔に前記支持軸５ａの両端部
を内嵌し、更にこの支持軸５ａの両端面外周縁部をこれ
ら各通孔の周縁部に向けかしめ広げている。この構成に
より、この支持軸５ａの両端部を上記１対の支持壁部４
ａ、４ａに、これら両支持壁部４ａ、４ａ同士の間に掛
け渡した状態で固定している。上記タペットローラ６ａ
は、この様にしてこれら両支持壁部４ａ、４ａ同士の間
に掛け渡された上記支持軸５ａの中間部周囲に、直接或
はラジアルニードル軸受を介して、回転自在に支持して
いる。 【０００７】エンジンへの組み付け状態では、図２１に
示す様に、前記第一の連結部８の片面（図２１の下面）
に前記弁体１０の基端部を、上記第二の連結部９の片面
に設けた球状凹部に前記プランジャ１１の先端面を、そ
れぞれ突き当てると共に、上記タペットローラ６ａの外
周面に、カムシャフト１ａの中間部に固設したカム２ａ
の外周面を当接させる。エンジンの運転時には、このカ
ム２ａの回転に伴って前記ロッカーアーム３ａが、上記
プランジャ１１の先端面と上記球状凹部との当接部を中
心（支点）として、図２１に実線で示した状態と同じく
鎖線で示した状態との間で揺動変位し、上記弁体１０
を、上記第一の連結部８の押圧力とリターンスプリング
１２の弾力とにより軸方向に往復移動させる。尚、図示
は省略するが、特公平６−８１８９２号公報等にも、同
様の構造を有する板金製ロッカーアームを備えたカムフ
ォロアが記載されている。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】上述した様な従来から
知られているカムフォロア装置の場合、支持壁部４、４
ａに対する支持軸５、５ａの支持強度を確保する事が、
カムフォロア装置全体としての耐久性を確保する上から
重要である。即ち、エンジンの運転に伴って上記支持軸
５、５ａには大きなラジアル荷重が、リターンスプリン
グ１２の反力として加わる。この為、上記支持軸５、５
ａを上記支持壁部４、４ａに支持する部分の構造を工夫
しないと、この部分に早期にがたつき等の損傷が発生す
る可能性がある。 【０００９】即ち、上記支持軸５、５ａは、１対の支持
壁部４、４ａの互いに整合する位置に形成した１対の通
孔に内嵌した状態で、その両端面外周縁部をこれら両通
孔のの内周面に向けかしめ広げる事により、上記１対の
支持壁部４、４ａ同士の間に掛け渡す状態で固定してい
る。この様な固定作業に伴い、上記支持軸５、５ａの両
端部外周面と上記各通孔の内周面とが、僅かとは言え離
隔する。即ち、この支持軸５、５ａの両端部をこれら各
通孔の内周面に向けかしめ広げるのに伴って、これら支
持軸５、５ａの両端部外周面で、軸方向に関してこのか
しめ広げた部分の内側部分が、上記各通孔の内周面から
離隔する。そして、この様に離隔した部分に上記ラジア
ル荷重が加わると、上記かしめ広げた部分でこのラジア
ル荷重を支承する事になる。 【００１０】上記かしめ広げた部分は容積が小さく、し
かもかしめ作業に伴って亀裂等の損傷が生じない様にす
る為、焼き入れ等の硬化処理を施す事なく、軟らかいま
まとしている。従って、上記かしめ広げた部分でこのラ
ジアル荷重を支承すると、この部分が径を小さくする方
向に塑性変形し（へたり）、上記各支持壁部４、４ａに
対する上記支持軸５、５ａの支持部にがたつきを生じ
る。この様ながたつきを生じた場合には、エンジンの運
転時に発生する振動や騒音が著しくなる為、好ましくな
い。本発明のカムフォロア装置は、この様な事情に鑑み
て発明したものである。 【００１１】 【課題を解決するための手段】本発明のカムフォロア装
置は、前述した従来のカムフォロア装置と同様に、ロッ
カーアームと、支持軸と、タペットローラとを備える。
このうちのロッカーアームは、１対の支持壁部及びこれ
ら両支持壁部同士を連結する連結部を有する。又、上記
支持軸は、その両端面外周縁部をこれら両支持壁部の互
いに整合する位置に形成した１対の通孔の内周面に向け
かしめ広げる事により、上記１対の支持壁部同士の間に
掛け渡す状態で固定されている。又、上記タペットロー
ラは、上記支持軸の中間部周囲に回転自在に支持され、
ラジアル荷重に基づいて変位する。特に、本発明のカム
フォロア装置に於いては、上記支持軸の軸方向両端面外
周縁部は、円周方向の一部が上記通孔の周縁部の一部に
かしめ付けられている。そして、上記支持軸の両端部外
周面と上記各通孔の内周面とが、上記円周方向の一部か
ら外れた残部で互いに当接している。 【００１２】 【作用】上述の様に構成する本発明のカムフォロア装置
の場合には、支持軸の軸方向両端面外周縁部の円周方向
の一部のみを、各通孔の周縁部の一部にかしめ付けてい
る為、上記支持軸の両端部外周面とこれら各通孔の内周
面とが、円周方向の残部ではこれら両周面同士が、微小
隙間を介在させる事なく当接する。一方、タペットロー
ラから上記支持軸に加わるラジアル荷重の作用方向は、
多少変位する事はあるにしても、ほぼ一定である。従っ
て、このラジアル荷重の作用方向に、上記支持軸の両端
部外周面と各通孔の内周面とが直接当接している部分を
位置させれば、言い換えれば、上記ラジアル荷重の作用
方向にかしめによる変形部分を位置させなければ、この
ラジアル荷重に拘らず、この変形部分が塑性変形する事
を防止できる。そして、このラジアル荷重により、１対
の支持壁部に対する上記支持軸の固定部ががたつく事を
防止できる。又、上記変形部分が、円周方向に関して不
連続な形状となる為、全周に亙って均一にかしめによる
変形部分を形成する場合に比べて、上記支持軸の回り止
めも確実に図れる。 【００１３】 【発明の実施の形態】図１〜３は、前述の図１５〜１７
に示した従来構造の第１例に、本発明を適用した構造で
ある、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例
の場合には、エンジンの燃費性能を、必要とする耐久性
を確保しつつ向上させる為、タペットローラ６の内径ｄ
と外径Ｄとの比ｄ／Ｄ、並びに、このタペットローラ６
の幅Ｗと外径Ｄとの比Ｗ／Ｄを適切に規制している。即
ち、近年、エンジンの燃費性能を向上させるべく、ロッ
カーアーム３とカム２（図１５、１７参照）との間に働
く摩擦力をより一層低減する事が求められている。この
摩擦力を低減する為には、タペットローラ６の回転抵抗
を小さくすべく、支持軸５の周囲にこのタペットローラ
６を支持しているラジアルニードル軸受７の転がり抵抗
を小さく抑える事が考えられる。又、このラジアルニー
ドル軸受７の転がり抵抗を小さく抑える為には、次の
の構造を採用する事が考えられる。 【００１４】 上記タペットローラ６の内径ｄと外径
Ｄとの比ｄ／Ｄを小さくする。 このタペットローラ６の幅Ｗと外径Ｄとの比Ｗ／Ｄ
を小さくする。 このうちのの構造は、上記タペットローラ６の外径Ｄ
に対する上記ラジアルニードル軸受７のピッチ円直径Ｄ
_P の割合を小さくする事に繋がり、このラジアルニード
ル軸受７の転がり抵抗の低減を図れる。又、上記の構
造は、上記ラジアルニードル軸受７を構成する各ニード
ル２４、２４の転動面と、上記タペットローラ６の内周
面に設けた外輪軌道２５及び上記支持軸５の中間部外周
面に設けた内輪軌道２６との転がり接触部の軸方向長さ
の短縮（転がり接触面積の低減）により、上記ラジアル
ニードル軸受７の転がり抵抗の低減を図れる。 【００１５】ところが、上記各比ｄ／Ｄ、Ｗ／Ｄを単に
小さくしただけでは、十分な耐久性を有するカムフォロ
ア装置を得る事はできない。即ち、上記各比ｄ／Ｄ、Ｗ
／Ｄを小さくする程、上記ラジアルニードル軸受７の転
がり抵抗を低減できる反面、このラジアルニードル軸受
７の耐久性（主として転がり疲れ寿命）が低下する。上
記各比ｄ／Ｄ、Ｗ／Ｄを小さくする程、上記ラジアルニ
ードル軸受７の耐久性が低下する理由は、次の通りであ
る。即ち、上記タペットローラ６の内径ｄと外径Ｄとの
比ｄ／Ｄを小さくし、上記ラジアルニードル軸受７のピ
ッチ円直径Ｄ_Pを小さくすると、このラジアルニードル
軸受７に組み込み可能なニードル２４、２４の数が少な
くなるか、或は組み込み可能なニードル２４、２４の径
が小さくなる。この結果、ラジアル荷重を支承した部分
での転がり接触部の面圧が上昇して、転がり疲れ寿命を
中心とする上記ラジアルニードル軸受７の耐久性が低下
する。上記タペットローラ６の幅Ｗと外径Ｄとの比Ｗ／
Ｄを小さくした場合も、転がり接触部の面圧が上昇し
て、上記ラジアルニードル軸受７の耐久性が低下する。 【００１６】更に、上記タペットローラ６の幅Ｗと外径
Ｄとの比Ｗ／Ｄを小さくした場合には、前記支持軸５に
対し上記タペットローラ６が傾斜し易くなる。そして、
傾斜した場合には、上記各ニードル２４、２４の転動面
と前記外輪軌道２５及び内輪軌道２６との転がり接触部
の一部でエッジロードが発生し、当該部分の転がり疲れ
寿命が著しく低下する可能性を生じる。本例の場合に
は、支持壁部４、４に対する上記支持軸５の固定部分の
構造を工夫して、この支持軸５がロッカーアーム３に対
しがたつく事を防止すると共に、上記各比ｄ／Ｄ、Ｗ／
Ｄを適切に規制する事により、必要とする耐久性を確保
しつつ、エンジンの燃費性能を向上させる様にしてい
る。 【００１７】図１〜３に示した第１例の場合、カム２
（図１５、１７参照）の動きを受けて往復揺動する揺動
部材である、ロッカーアーム３の端部に設けた１対の支
持壁部４、４の間に掛け渡した支持軸５の周囲にタペッ
トローラ６を、ラジアルニードル軸受７を介して回転自
在に支承している。本例の場合、このラジアルニードル
軸受７の外輪としての機能を有する、上記タペットロー
ラ６の内径ｄと外径Ｄとの比ｄ／Ｄを、０．４〜０．７
５の範囲内に規制している。又、このタペットローラ６
の幅Ｗと外径Ｄとの比Ｗ／Ｄを、０．３〜０．７の範囲
内に規制している。 【００１８】又、上記支持軸５の両端部は、上記両支持
壁部４、４の互いに整合する位置に形成した１対の通孔
１３、１３に内嵌している。そして、この状態で、上記
支持軸５の両端面の外周寄り部分に図示しないかしめ用
治具の先端部を押し付ける事により、この支持軸５の両
端面外周縁部を上記各通孔１３、１３の内周面に向けか
しめ広げて、かしめ部１４、１４を形成している。そし
て、このかしめ部１４、１４の外周面を上記各通孔１
３、１３の内周面外端開口寄り部分に強く当接させる事
により、上記支持軸５の両端部を上記各支持壁部４、４
に対し固定している。 【００１９】この様にして、これら両支持壁部４、４同
士の間に掛け渡す状態で固定された支持軸５の中間部周
囲にタペットローラ６を、ラジアルニードル軸受７を介
して回転自在に支持している。特に、本例の場合には、
上記支持軸５の軸方向両端面外周縁部の円周方向の一部
のみを、上記各通孔１３、１３の周縁部の一部にかしめ
付けている。即ち、上記支持軸５の軸方向両端面外周縁
部の円周方向の一部にのみ、上記各かしめ部１４、１４
を形成している。この様なかしめ部１４、１４を形成す
る為に、上記支持軸５の両端面に、かしめ治具の先端縁
部に設けた、欠円環状で尖った部分を突き当て、図２に
示す様に、この両端面に略Ｃ字形で断面Ｖ字形の凹溝１
５を形成し、この凹溝１５の周囲部分を、上記各かしめ
部１４、１４としている。これら各かしめ部１４、１４
の加工に伴って上記支持軸５の両端部外周面と上記各通
孔１３、１３の内周面とは、上記各かしめ部１４、１４
が形成されていない部分、言い換えれば、上記凹溝１５
の不連続部分の周囲で、上記支持軸５の両端部外周面と
上記各通孔１３、１３の内周面とが直接（かしめ部１４
を介する事なく）、隙間なく当接する。 【００２０】本例の場合、上記各支持壁部４、４に対す
る上記支持軸５の両端部の支持強度を確保すべく、上記
各かしめ部１４、１４の中心角度（かしめ部の円周方向
両端縁と支持軸５の端面の中心点とを結ぶ１対の半直線
同士のなす角度）θを、９０〜２８０度の範囲に規制し
ている。上記各かしめ部１４、１４の中心角度θをこの
様な範囲に規制する事により、上記各支持壁部４、４に
対して上記支持軸５の両端部を、がたつきなく、安定し
た状態で支持できる。この点に就いて本発明者が行なっ
た実験の結果を、次の表１に示す。 【００２１】 【表１】【００２２】実験では、上記中心角度θを変える以外の
条件は同じとして、上記各支持壁部４、４に上記支持軸
５の両端部を支持し、この支持軸５に所定のトルクを加
える負荷試験を、同種の試験片を３個ずつ用意して行な
った。この様な試験の結果を示す表１中、符号「×」は
支持が不安定であった事を、符号「△」は支持がやや不
安定であった事を、符号「○」は支持が安定していた事
を、それぞれ表している。この様な実験の結果から明ら
かな通り、上記中心角度θを９０〜２８０度の範囲に規
制すれば、上記各支持壁部４、４に対して上記支持軸５
の両端部を、がたつきなく、安定して支持できる。 【００２３】尚、円周方向に関して上記各かしめ部１
４、１４から外れた部分、即ち、図３の中心角度θの範
囲から外れた部分では、これら各かしめ部１４、１４の
形成作業に拘らず、上記支持軸５の端部外周面が径方向
外方に変形する事はない。そして、この支持軸５の両端
部は、上記各かしめ部１４、１４の形成作業に伴って、
径方向に関して、上記中心角度θの範囲から外れた側に
変位する。従って、上記中心角度θの範囲から外れた部
分では、前述した様に、上記支持軸５の端部外周面と前
記各通孔１３、１３の内周面とが直接、隙間なく当接す
る。そこで、本例の場合には、上記中心角度θの範囲か
ら外れた部分を、前記タペットローラ６から前記ラジア
ルニードル軸受７を介して上記支持軸５に加わるラジア
ル荷重の作用方向に位置させている。そして、この構成
により、このラジアル荷重に拘らず上記各かしめ部１
４、１４が塑性変形する（へたる）事を防止して、前記
各支持壁部４、４に対する上記支持軸５の両端部の支持
強度を、長期間に亙って十分に確保できる様にしてい
る。 【００２４】尚、エンジンの運転時に上記ラジアル荷重
の作用方向は、僅かとは言え変化する。この点を、前述
の図２１に示した従来構造の第２例の場合を例にして説
明する。給気弁又は排気弁を閉鎖すべく、弁体１０を上
昇させた状態では、カム２ａ及びロッカーアーム３ａは
図２１の実線位置に存在し、上記ラジアル荷重は同図の
鎖線α方向に加わる。この状態では、上記支持軸５の端
部外周面と前記通孔１３の内周面との間に作用するラジ
アル荷重の分布状態は、図４（Ａ）の様になる。これに
対して、給気弁又は排気弁を解放すべく、弁体１０を下
降させた状態では、カム２ａ及びロッカーアーム３ａは
図２１の鎖線位置に存在し、上記ラジアル荷重は同図の
鎖線β方向に加わる。この状態では、上記支持軸５の端
部外周面と前記通孔１３の内周面との間に作用するラジ
アル荷重の分布状態は、図４（Ｂ）の様になる。上記エ
ンジンの運転時に上記ラジアル荷重の作用方向は、これ
ら両鎖線α、βの間で変化する。 【００２５】そこで、これら両鎖線α、βが何れも上記
中心角度θの範囲から外れた部分に位置する様にして、
上記エンジンの運転の間中、図４の様に上記支持軸５の
端部外周面と前記通孔１３の内周面との間に作用するラ
ジアル荷重が、前記各かしめ部１４、１４に作用しない
様にする事が好ましい。この為には、上記両鎖線α、β
を上記中心角度θの範囲から外れた部分の中央に位置さ
せる、言い換えれば、これら両鎖線α、βの二等分線
と、上記ロッカーアーム３ａの中立位置での、上記中心
角度θの範囲から外れた部分の二等分線とを一致させる
事が好ましい。即ち、上記ラジアル荷重の中心及びその
周辺部分で、条件が厳しい部分を除いてかしめる。上記
支持軸５の両端面同士の間で、上記各かしめ部１４、１
４の周方向に関する位相を一致させる事は勿論である。 【００２６】尚、上記かしめ部１４、１４を形成する為
の上記凹溝１５の径は、適切なかしめ力を得る為に、上
記支持軸５の外径との関係で規制する事が好ましい。例
えば、図２に示す様に、この支持軸５の外径をＤ₅ した
場合に、上記凹溝１５の径方向中央部の直径（ピッチ円
直径）ｄ₁₅は、この外径Ｄ₅ の６０〜９０％｛ｄ₁₅＝
（０．６〜０．９）Ｄ₅ ｝の範囲に規制する事が好まし
い。上記外径Ｄ₅ とピッチ円直径ｄ₁₅とをこの様な関係
に規制する事により、上記かしめ部１４、１４の外周面
と上記通孔１３の内周面との当接部の面圧を適切に規制
できる。言い換えれば、適切なかしめ強度を確保して、
各部に過大な応力を発生させる事なく、前記各支持壁部
４、４に対する上記支持軸５の支持強度を確保できる。
この点は、図１に示した第１例の構造に限らず、後述す
る図５〜７に示した第２例の構造の場合も同様である。 【００２７】又、上記支持軸５の両端部で上記各かしめ
部１４、１４を形成する部分の硬度は、Ｈｖ２００〜２
８０程度の範囲に規制する事が、良質のかしめ部１４、
１４を低コストで得る面から好ましい。即ち、上記部分
の硬度が大き過ぎる（Ｈｖ２８０を上回る）と、この部
分に上記各かしめ部１４、１４を形成する為に要する荷
重が過大になり、容量の大きな（高価で大型の）かしめ
装置が必要になる。更に、上記部分の硬度が極端に高く
なると、かしめ加工に伴って上記支持軸５の両端部に亀
裂等の損傷が発生し易くなる。一方、上記部分の硬度が
小さ過ぎる（Ｈｖ２００を下回る）と、得られるかしめ
部１４、１４の強度が不足し、前記各支持壁部４、４に
対する上記支持軸５の支持強度が不足する可能性があ
る。これに対して、上記部分の硬度をＨｖ２００〜２８
０程度の範囲に規制すれば、低コストで良質のかしめ部
１４、１４を得られる。この点に就いても、図１に示し
た第１例の構造に限らず、後述する図５〜７に示した第
２例の構造の場合も同様である。 【００２８】又、上記かしめ部１４、１４を形成する為
の上記凹溝１５の深さは、適切なかしめ力を得る為に、
一般的な自動車用のカムフォロア装置の場合で、０．１
〜２．０mmの範囲に規制する事が好ましい。上記深さが
小さ過ぎる（０．１mm未満である）と、十分な大きさを
有するかしめ部１４、１４を得られず、上記各支持壁部
４、４に対する上記支持軸５の支持強度が不足する可能
性がある。一方、上記深さが大き過ぎる（２．０mmを越
える）と、上記かしめ部１４、１４の加工に伴って、上
記支持軸５の両端面外周縁部に、亀裂等の損傷が発生す
る可能性を生じる。これに対して、上記深さを０．１〜
２．０mmの範囲に規制すれば、十分な強度を有するかし
め部１４、１４を、歩留良く形成できる。この点に就い
ても、図１に示した第１例の構造に限らず、後述する図
５〜７に示した第２例の構造の場合も同様である。 【００２９】更に、本例のカムフォロア装置の場合に
は、前記タペットローラ６の内径ｄと外径Ｄとの比ｄ／
Ｄ、並びに、このタペットローラ６の幅Ｗと外径Ｄとの
比Ｗ／Ｄを適切に規制している為、前記ラジアルニード
ル軸受７の転がり疲れ寿命を中心とする耐久性を確保し
つつ、上記タペットローラ６の回転抵抗を低減できる。
即ち、上記タペットローラ６の内径ｄと外径Ｄとの比ｄ
／Ｄを０．７５以下に、このタペットローラ６の幅Ｗと
外径Ｄとの比Ｗ／Ｄを０．７以下に、それぞれ抑えてい
るので、上記ラジアルニードル軸受７の回転抵抗を低減
して、上記タペットローラ６の回転抵抗を低減できる。
逆に言えば、このタペットローラ６の内径ｄと外径Ｄと
の比ｄ／Ｄが０．７５が越えたり、このタペットローラ
６の幅Ｗと外径Ｄとの比Ｗ／Ｄが０．７を越える場合に
は、上記ラジアルニードル軸受７の回転抵抗を十分に低
減できず、上記タペットローラ６の回転抵抗を十分には
低減できない。 【００３０】一方、上記タペットローラ６の内径ｄと外
径Ｄとの比ｄ／Ｄを０．４以上、このタペットローラ６
の幅Ｗと外径Ｄとの比Ｗ／Ｄを０．３以上、それぞれ確
保しているので、実用上十分な耐久性を確保できる。逆
に言えば、上記タペットローラ６の内径ｄと外径Ｄとの
比ｄ／Ｄが０．４未満、このタペットローラ６の幅Ｗと
外径Ｄとの比Ｗ／Ｄが０．３未満である場合には、実用
上十分な耐久性を確保する事が難しくなる。 【００３１】何れにしても、本例のカムフォロア装置の
場合には、上記タペットローラ６の内径ｄと外径Ｄとの
比ｄ／Ｄを、０．４〜０．７５の範囲内に、このタペッ
トローラ６の幅Ｗと外径Ｄとの比Ｗ／Ｄを、０．３〜
０．７の範囲内に、それぞれ規制している結果、本例の
カムフォロア装置を組み込んだエンジンの燃費性能を、
必要とする耐久性を確保しつつ向上させる事ができる。 【００３２】尚、上記ラジアルニードル軸受７のピッチ
円直径Ｄ_P に関しては、必要とする支持軸５の強度を確
保する面と、必要とするニードル２４、２４の数を確保
する面とから規制する。即ち、上記タペットローラ６の
内径ｄと外径Ｄとの比ｄ／Ｄを、０．４〜０．７５の範
囲内に抑えるべく、このタペットローラ６の内径ｄを規
制すると共に、上記支持軸５の強度並びにニードル２
４、２４の数を確保すべく、この支持軸５の外径Ｄ₅ を
規制する。上記ピッチ円直径Ｄ_P は、この支持軸５の外
径Ｄ₅ と上記タペットローラ６の内径ｄと外径Ｄとの平
均値｛Ｄ_P ＝（Ｄ ₅ ＋ｄ）／２｝となる。この様なピッ
チ円直径Ｄ_P と上記タペットローラ６の外径Ｄとの比Ｄ
_P ／Ｄは、例えば、０．３３〜０．６３の範囲内に規制
する事が適切である。 【００３３】次に、図５〜７は、前述の図１８〜２０に
示した従来構造の第２例に、本発明を適用した構造であ
る、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の
対象となるカムフォロア装置を構成する、金属板に絞り
加工等の塑性加工を施して成るロッカーアーム３ａの場
合には、１対の支持壁部４ａ、４ａの断面形状が、図
５、７に誇張して示す様に、くさび状となる。これら両
支持壁部４ａ、４ａの両側面のうち、タペットローラ６
ａ（図１８〜２１参照）に対向する内側面は互いに平行
とする必要がある為、上記両支持壁部４ａ、４ａの外側
面同士が互いに非平行になる。 【００３４】即ち、上記ロッカーアーム３ａは、鋼板等
の金属板に塑性加工である絞り加工を施す事により造ら
れ、１対の支持壁部４ａ、４ａと、これら両支持壁部４
ａ、４ａ同士を連結する連結部（例えば図１８〜２０に
示す様な第一、第二の連結部８、９）とを備える。上記
両支持壁部４ａ、４ａの中間部で互いに整合する部分に
は１対の通孔１３ａ、１３ａを形成しており、これら両
通孔１３ａ、１３ａに、支持軸５ａの両端部を内嵌支持
して、この支持軸５ａを上記両支持壁部４ａ、４ａ同士
の間に掛け渡している。この支持軸５ａの中間部外周面
部分には、高周波焼き入れにより焼き入れ層１６を、全
周に亙って形成している。図示の例ではこの焼き入れ層
１６の軸方向長さを、上記両支持壁部４ａ、４ａの内側
面同士の間隔よりも少し長くしている。従って上記焼き
入れ層１６の両端部は、上記両通孔１３ａ、１３ａ内に
入り込んでいる。この様な支持軸５ａの中間部外周面
は、上記タペットローラ６ａを支持する為のラジアルニ
ードル軸受７（図１６〜１７参照）の内輪軌道として機
能する。但し、上記支持軸５ａの両端部は焼き入れする
事なく生のまま（前述した様に、硬さをＨｖ２００〜２
８０程度）として、この両端部を上記各通孔１３ａ、１
３ａに対し固定する為の、かしめ部１４ａ、１４ａを容
易に加工できる様にしている。 【００３５】又、上記両支持壁部４ａ、４ａの幅方向
（図５、７の上下方向）に関する断面形状はくさび状
で、これら両支持壁部４ａ、４ａの厚さは、上記連結部
に近い側（図５、７の上側）で薄く、この連結部から遠
い側（図５、７の下側）で厚くなる状態に、幅方向に関
して漸次変化している。そして、上記両支持壁部４ａ、
４ａの内側面１７、１７同士は、少なくとも幅方向に関
して互いに平行にしている。これに伴って、上記両支持
壁部４ａ、４ａの外側面１８、１８同士の間隔は、上記
連結部から離れる程大きくなっている。そして、使用状
態で上記支持軸５ａに、上記連結部の側から、即ち、図
５、７の上から下に荷重が加わる。 【００３６】特に、本例のカムフォロア装置の場合に
は、上記支持軸５ａの軸方向両端面外周縁部は、上記各
通孔１３ａ、１３ａの周縁部のうちで上記連結部に近い
側の半部（図５〜７の上半部）にかしめ付けられてい
る。この為に、図６に鎖線γで示す様に、上記支持軸５
ａの両端面の周方向一部で、中間部乃至上記連結部に近
い側部分に、かしめ治具の先端縁を押し付け、上記かし
め部１４ａ、１４ａを形成している。そして、このかし
め付けに伴って、上記支持軸５ａの両端部外周面と上記
各通孔１３ａ、１３ａの内周面とを、上記連結部から遠
い側（図５〜７の下側）部分で互いに当接させている。
この為に図示の例では、上記各通孔１３ａ、１３ａの両
端開口のうちで両支持壁部４ａ、４ａの外側面１８、１
８側の開口周縁部に面取り１９を施しており、上記支持
軸５ａの軸方向両端面外周縁部に形成したかしめ部１３
ａの外周面を、この面取り１９部分に当接させている。
そして、このかしめ部１３ａの加工に伴って、上記支持
軸５ａの両端部が上記連結部から離れる側に強く押さ
れ、この支持軸５ａの両端部外周面と上記各通孔１３
ａ、１３ａの内周面とが、上記連結部から遠い側（図５
〜７の下側）部分で互いに強く当接する様にしている。
上記鎖線γで示した、かしめ部１４ａ、１４ａを形成し
た部分の中心角は、前述した第１例の場合と同様に、９
０〜２８０度の範囲に規制する。 【００３７】尚、図５、７から明らかな様に、本例の場
合に上記かしめ部１４ａを当接させるべき部分に於け
る、上記両支持壁部４ａ、４ａの外側面１８、１８同士
の間隔は、これら両外側面１８、１８同士の傾斜に伴っ
て短くなっている。そこで、本例のカムフォロア装置を
構成する支持軸５ａの軸方向長さは、上記両外側面１
８、１８の傾斜に合わせて少しだけ短くしている。 【００３８】上述の様な構成を有する本例のカムフォロ
ア装置の場合も、荷重を支承する側、即ち、荷重支承部
分に於いて、上記支持軸５ａの両端部外周面と上記各通
孔１３ａ、１３ａの内周面とが広い面積で当接する。
又、この荷重支承部分でこれら各通孔１３ａ、１３ａの
内周面と当接する、上記支持軸５ａの両端部外周面部分
は、上記かしめ部１４ａの様に塑性変形させた部分では
ない為、大きな面圧が加わった場合でも塑性変形しにく
い。特に図示の例では、上記各通孔１３ａ、１３ａの内
周面と当接する上記支持軸５ａの両端部外周面のうちの
一部に、前記焼き入れ層１６が存在する。この焼き入れ
層１６は硬く、極く変形しにくい。この為、長期間に亙
る使用によっても、ロッカーアーム３ａを構成する上記
両支持壁部４ａ、４ａに対する上記支持軸５ａの両端部
の支持部にがたつきが発生しにくくなる。 【００３９】尚、上述した第２例、並びに前述の図１〜
３に示した第１例で、支持軸５ａの（又は５）両端部を
支持する為に各支持壁部４ａ（又は４）に設けた通孔１
３ａ（又は１３）の外側面側開口周縁部には、図８に示
す様に、面取り１９を形成する。この面取り１９の径方
向に関する幅Ｗは、一般的な自動車用のカムフォロア装
置の場合で、０．４〜１．０mm程度に規制する事が好ま
しい。上記面取り１９の幅Ｗをこの範囲に規制すれば、
上記支持軸５ａ（又は５）の両端部に形成したかしめ部
１４ａ（又は１４）と上記面取り１９とを効果的に係合
させる事ができる。そして、１対の支持壁部４ａ、４ａ
（又は４、４）に対する上記支持軸５ａ（又は５）の支
持強度を十分に確保できる。尚、この支持軸５ａ（又は
５）両端部外周縁に形成する面取りの幅は、上記通孔１
３ａ（又は１３）側の面取り１９の幅Ｗよりも小さく、
０．１〜０．５mm程度に抑える事が、上記支持強度を確
保する面からは好ましい。これら各面取りの大きさの適
正範囲、並びに、前記焼き入れ層の適正範囲に関して
は、前述した第１例に就いても、同様に考える事ができ
る。 【００４０】次に、図９〜１２は、タペットローラ６の
回転トルクの低減を図る為の構造の４例を示している。
これら各例は何れも、タペットローラ６の両端面とロッ
カーアーム３の一部でこのタペットローラ６の両端面に
対向する、支持壁部４の内側面との距離を、径方向内側
程（支持軸５の外周面に近付く程）短くしている。 【００４１】このうち、図９〜１０に示した２例の場合
には、上記タペットローラ６の両端面２０を部分円すい
状の凸曲面とする事により、このタペットローラ６の幅
を内周面寄りで大きく、外周面寄りで小さくしている。
本例の場合にこのタペットローラ６の端面２０の傾斜角
度θは、１０〜３０分程度が適正である。又、この端面
２０の母線形状は、図９に示した様な直線状に限らず、
図１０に示した様に、大きな曲率半径を有する円弧状で
あっても良い。 【００４２】又、図１１〜１２に示した２例の場合に
は、ロッカーアーム３を構成する支持壁部４の内側面で
タペットローラ６の端面２０に対向する部分に凹部２１
を形成し、この凹部２１の底面を、径方向内側程（上記
支持壁部４に支持した支持軸５の外周面に近付く程）上
記タペットローラ６の端面２０に近付く方向に傾斜し
た、部分円すい状の凸曲面としている。これら各例の場
合に於ける上記凹部２１の底面の傾斜角度θに就いて
も、１０〜３０分程度が適正である。又、この底面の母
線形状に就いても、図１１の様な直線状に限らず、図１
２に示した様に、大きな曲率半径を有する円弧状であっ
ても良い。 【００４３】これら図９〜１２に示した各例の構造は何
れも、次の２通りの理由により、上記タペットローラ６
の回転抵抗の低減に寄与する。先ず第一に、上記タペッ
トローラ６の端面２０と上記支持壁部４の内側面との間
に、径方向外方に向かう程幅が大きくなる、断面くさび
状の隙間が介在する状態となり、上記両面同士の間に潤
滑剤（潤滑油）を取り込み易くなる。この結果、これら
両面間の潤滑状態が良好になって、上記タペットローラ
６の回転抵抗が低減する。第二に、上記両面同士が摩擦
する部分の直径が小さくなって、その分、上記タペット
ローラ６の回転抵抗が低減する。 【００４４】次に、図１３〜１４は、タペットローラ６
の回転抵抗を小さくする構造の別例を示している。本例
の場合には、タペットローラ６の両端面２０と、ロッカ
ーアーム３の一部でこのタペットローラ６の両端面２０
に対向する、支持壁部４の内側面との一方又は双方の面
に、潤滑剤を保持自在な凹部２２、２３を形成してい
る。これら各凹部２２、２３は、好ましくは周縁に向か
う程次第に浅くなる形状のものとする。 【００４５】このうち、図１３に示した構造の場合に
は、上記タペットローラ６の端面２０に、それぞれが円
周方向に長い円弧状の凹部２２、２２を形成している。
これに対して、図１４に示した構造の場合には、上記支
持壁部４の内側面で上記タペットローラ６の端面２０
（図１３参照）に対向する部分に、それぞれが円周方向
に長い円弧状の凹部２３、２３を形成している。これら
図１３〜１４に示した各例の場合には何れも、上記凹部
２２、２３内に貯溜された潤滑剤により、上記支持壁部
４の内側面と上記タペットローラ６の端面２０との間の
潤滑状態が良好になって、このタペットローラ６の回転
抵抗が低減する。 【００４６】 【発明の効果】本発明は、以上に述べた通り構成され作
用する為、ロッカーアームに対しタペットローラを支持
する為の支持軸を支持強度を向上させて、カムフォロア
装置の性能向上を図れる。更に、必要に応じて、エンジ
ンに組み込まれるカムフォロア装置部分の抵抗を低減し
て、このエンジンの燃費性能の向上に寄与できる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施の形態の第１例を示しており、
（Ａ）は図１５のイ−イ断面に相当する図、（Ｂ）は
（Ａ）のロ−ロ断面図。 【図２】支持軸の両端部をかしめる部分を説明する為
の、支持軸の端面図。 【図３】この支持軸にかしめ部を形成する範囲を説明す
る為の模式図。 【図４】運転に伴って支持軸に作用するラジアル荷重の
方向が変化する事を説明する為の模式図。 【図５】本発明の実施の形態の第２例を、支持軸の両端
部をかしめ広げる以前の状態で示す、図２０のハーハ断
面に相当する図。 【図６】支持軸の両端部をかしめる部分を説明する為
の、支持軸の端面図。 【図７】支持軸の両端部をかしめ広げた後の状態で示
す、図５と同様の図。 【図８】通孔の開口周縁部に形成する面取りの大きさを
説明する為の、ロッカーアームの略側面図。 【図９】タペットローラの回転抵抗を低減する為の別構
造の第１例を示す、図１（Ａ）のニ部拡大図。 【図１０】同第２例を示す、図９と同様の図。 【図１１】同第３例を示す、図９と同様の図。 【図１２】同第４例を示す、図９と同様の図。 【図１３】同第５例を示す、図１（Ａ）のホ−ホ断面に
相当する図。 【図１４】同第６例を示す、図１（Ａ）のヘ−ヘ断面に
相当する図。 【図１５】カムフォロア装置を備えるエンジンの動弁機
構の第１例を示す部分側面図。 【図１６】図１５のイ−イ断面図。 【図１７】同ト−ト断面図。 【図１８】従来のカムフォロア装置の第２例を示す斜視
図。 【図１９】同じく平面図。 【図２０】図１９のチ−チ断面図。 【図２１】従来の第２例のカムフォロア装置の組み付け
状態を示す断面図。 【符号の説明】 １、１ａ カムシャフト ２、２ａ カム ３、３ａ ロッカーアーム ４、４ａ 支持壁部 ５、５ａ 支持軸 ６、６ａ タペットローラ ７ ラジアルニードル軸受 ８ 第一の連結部 ９ 第二の連結部 １０ 弁体 １１ プランジャ １２ リターンスプリング １３、１３ａ 通孔 １４、１４ａ かしめ部 １５ 凹溝 １６ 焼き入れ層 １７ 内側面 １８ 外側面 １９ 面取り ２０ 端面 ２１ 凹部 ２２ 凹部 ２３ 凹部 ２４ ニードル ２５ 外輪軌道 ２６ 内輪軌道

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 １対の支持壁部及びこれら両支持壁部同
   士を連結する連結部を有するロッカーアームと、その両
   端面外周縁部をこれら両支持壁部の互いに整合する位置
   に形成した１対の通孔の内周面に向けかしめ広げる事に
   より、上記１対の支持壁部同士の間に掛け渡す状態で固
   定された支持軸と、この支持軸の中間部周囲に回転自在
   に支持され、ラジアル荷重に基づいて変位するタペット
   ローラとを備えたカムフォロア装置に於いて、上記支持
   軸の軸方向両端面外周縁部は、円周方向の一部が上記通
   孔の周縁部の一部にかしめ付けられており、上記支持軸
   の両端部外周面と上記各通孔の内周面とが、上記円周方
   向の一部から外れた残部で互いに当接している事を特徴
   とするカムフォロア装置。