JP2003343693A - カムフォロワ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関の動弁機構に組み込まれるカムフォ
ロワに関し、支軸に全面焼入が施されていても軌道面が
傷付くことなく取付けることができる。 【解決手段】 支軸３は全面焼入れが施された鋼製であ
り、支軸本体部３１と、支軸本体部３１の軸方向一端面
の外周縁に沿って軸方向に突設された環状の第１かしめ
部３３ａとを備え、第１支軸取付孔１２の内径は支軸本
体部３１の外径より大きく形成され、かつ、軸方向外側
の内周面に第１面取部１４が形成されており、第１かし
め部３３ａは、軸方向内側端を第１面取部１４の軸方向
内側端と面一あるいは軸方向内側に位置させて、第１支
軸取付孔１２に挿入されており、第１かしめ部３３ａ
が、第１面取部１４の内周面にかしめ付けられることに
より、支軸３が両側壁部７，８間に架設される。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、例えば内燃機関の
動弁機構に組み込まれるカムフォロワに関する。 【０００２】 【従来の技術】従来からカムフォロワの１つとして、胴
体、支軸、ローラ、および複数の針状ころからなるロッ
カアームが知られる。このロッカアームでは、胴体が、
一対の対向する側壁部と、ラッシュアジャスタが当接さ
れるピボット部と、バルブのステムエンドが当接される
バルブ案内部とからなる。両側壁部間に支軸が架け渡さ
れ、この支軸の外周に複数の針状ころを介してカムが当
接されるローラが回転自在に支持されている。 【０００３】両側壁部の同軸上には、支軸より大径の支
軸取付孔が形成されており、一方の側壁部の外面から支
軸が両支軸取付孔に挿入され、パンチング工具などで支
軸の両端が打刻かしめされて各々側壁部にかしめ付けら
れることにより、支軸が両側壁部間に架設される。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】かしめによって支軸が
側壁部に固定される構造の場合、支軸の両端のかしめ部
は硬化処理を施さず、軌道部にのみ高周波焼入を行う必
要がある。 【０００５】支軸に部分的に硬化処理を施す高周波焼入
は、加工条件の設定等、製造に手間がかかり、コスト高
になる。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明のカムフォロワ
は、一対の対向する側壁部を有する胴体と、ローラ外装
用として前記両側壁部間に架設される支軸と、を含み、
前記各側壁部は、前記支軸の両端それぞれを取付けるた
めの支軸取付孔を有し、少なくとも一方の支軸取付孔
は、前記支軸の外径より大きい内径を有するとともに、
軸方向外側の内周面に面取部を有しており、前記支軸
は、全面焼入れ鋼からなり、前記一方の支軸取付孔に取
り付けられる側の軸方向端部の外周縁に対して環状のか
しめ部を有し、前記かしめ部は、軸方向内側端を前記面
取部の軸方向内側端と面一あるいは軸方向内側に位置さ
せて、前記支軸取付孔に挿入されており、前記かしめ部
が、前記支軸取付孔の前記面取部の内周面にかしめ付け
られることにより、前記支軸が前記両側壁部間に架設さ
れているものである。 【０００７】カムフォロワとしては、ロッカアームやバ
ルブリフター等が挙げられる。 【０００８】支軸の全面焼入れとは、支軸全体に焼入れ
・焼戻し処理を施し、支軸を所定の硬度に仕上げる作業
であり、ずぶ焼入れや浸炭焼入れにて行う。 【０００９】ずぶ焼入れは、高炭素クロム鋼（ＳＵＪ２
等）を用いて、焼入れ・焼戻し処理を施し、５７〜６４
ＨＲＣ（ロックウェル硬さ）の硬さにする。 【００１０】浸炭焼入れは、クロム鋼やニッケルクロム
モリブテン鋼などを用いて、浸炭焼入れ・焼戻し処理を
施し、表面部を５７〜６４ＨＲＣの硬さにする。 【００１１】環状のかしめ部の寸法は、全面焼入れであ
ってもかしめにて塑性変形可能な値とする。ずぶ焼入れ
の場合、軸方向長さを０．５〜３．０［ｍｍ］、径方向
厚みを０．５〜３．０［ｍｍ］とする。浸炭焼入れの場
合、軸方向長さを０．５〜３．０［ｍｍ］、径方向厚み
を１．０〜３．０［ｍｍ］とする。 【００１２】本発明のカムフォロワによると、支軸は、
内径が支軸の外径より大きく形成された支軸取付孔に挿
通され、かしめ部が支軸取付孔の面取部にかしめ付けら
れることにより、両側壁部間に架設される。このよう
に、支軸は、支軸の外径より大きな内径を有した支軸取
付孔に挿通して取付けられ、取付け時に支軸の軌道面が
支軸取付孔の内周面に擦れることがなく、支軸に全面焼
入が施されていても軌道面が傷付くことなく取付けるこ
とができる。 【００１３】 【発明の実施の形態】図１から図７に本発明の一実施の
形態を示す。この実施の形態では、カムフォロワとし
て、エンドピボッドタイプのロッカアームを例に挙げて
いる。 【００１４】図１はロッカアームの側面図、図２はロッ
カアームの斜視図、図３はロッカアームの断面図、図４
は支軸の断面図、図５はロッカアームの組立作業手順を
示す斜視図、図６は支軸のかしめ工程を示す部分断面
図、図７は支軸のかしめ部分の拡大断面図である。 【００１５】ロッカアーム１は、胴体２と、支軸３と、
ローラ４と、複数の針状ころ５とを有している。 【００１６】胴体２は、鋼板をプレス成形して形成され
ており、互いに略並行に対向配置された一対の側壁部
７，８と、両側壁部７，８の長手方向一端における下側
間に設けたピボット部９と、両側壁部７，８の長手方向
他端間に設けたバルブ案内部１０とを有している。 【００１７】ピボット部９には、上向きに膨出する半球
形のピボット１１が設けられている。 【００１８】バルブ案内部１０は、端面から見ると上下
逆さの凹形状になっており、その天井部分は下向きに膨
出させて反らせた形状になっている。 【００１９】両側壁部７，８それぞれの長手方向中間に
は、同軸上に断面円形で軸方向に貫通した第１および第
２支軸取付孔１２，１３が設けられており、この第１お
よび第２支軸取付孔１２，１３に対して支軸３の両端が
回り止め状態にて取付けられることにより、支軸３が両
側壁部７，８間に架設されている。両側壁部７，８間の
領域において、支軸３の外周に、複数の針状ころ５を介
してローラ４が回転自在に設けられている。 【００２０】第１および第２支軸取付孔１２，１３の内
径は、支軸３の支軸本体部３１の外径より大きく形成さ
れている。これは、支軸３の挿通時に、支軸本体部３１
の表面の軌道面が第１支軸取付孔１２または第２支軸取
付孔１３の内周面に擦れないようにするためである。 【００２１】第１および第２支軸取付孔１２，１３の軸
方向外側の内周面には、第１および第２面取部１４，１
５が形成されている。第１および第２面取部１４，１５
の面取角度φは、１５〜６０°である。 【００２２】支軸３は、図４に示すように、円柱状の支
軸本体部３１と、支軸本体部３１の軸方向両端面の中央
に円形の第１および第２凹部３２ａ，３２ｂが形成さ
れ、第１および第２凹部３２ａ，３２ｂの外周には環状
の第１および第２かしめ部３３ａ，３３ｂが軸方向に突
設されている。 【００２３】支軸３の製造手順について説明する。 【００２４】円柱状の支軸本体部３１の軸方向両端面の
中央に、円形の第１および第２凹部３２ａ，３２ｂが形
成される。第１および第２凹部３２ａ，３２ｂの形成
は、鍛造や切削にて行われる。素材の成形時に行われる
鍛造の場合、第１および第２かしめ部３３ａ，３３ｂの
内周面は、軸方向外側が拡径されたテーパ面３４ａ，３
４ｂとなる。素材の成形後に行われる切削の場合、第１
および第２かしめ部３３ａ，３３ｂの内周面は、軸方向
外側が拡径されたテーパ面としてもよく、あるいは軸方
向にストレートな面としてもよい。また、焼入れ後に切
削によって第１および第２凹部３２ａ，３２ｂを形成し
てもよい。 【００２５】なお、テーパ面３４ａ，３４ｂの軸方向に
対する傾斜角度θは、０〜４５°であり、テーパ面を付
ける方がかしめに有する荷重は少なくなり、かしめ易く
なる。 【００２６】第１および第２かしめ部３３ａ，３３ｂと
第１および第２面取部１４，１５の寸法関係は、支軸３
の両端を第１および第２支軸取付孔１２，１３に挿通さ
せた状態で、第１および第２かしめ部３３ａ，３３ｂの
軸方向内側端、すなわち第１および第２凹部３２ａ，３
２ｂの底面が、第１および第２面取部１４，１５の軸方
向内側端と面一あるいは軸方向内側に位置するように設
定されている。本実施例では、第１および第２かしめ部
３３ａ，３３ｂの軸方向長さＡを、第１および第２面取
部１４，１５の軸方向長さより大きくする。 【００２７】第１および第２かしめ部３３ａ，３３ｂの
具体的な寸法は、後述する焼入れの種類毎に、かしめ易
さを考慮して決定される。例えば、ずぶ焼入れの場合、
軸方向長さＡを０．５〜３．０［ｍｍ］、径方向厚みＢ
を０．５〜３．０［ｍｍ］とする。浸炭焼入れの場合、
軸方向長さＡを０．５〜３．０［ｍｍ］、径方向厚みＢ
を１．０〜３．０［ｍｍ］とする。浸炭焼入れの場合の
径方向厚みＢは、浸炭深さを考慮して、ずぶ焼入れの場
合の径方向厚みＢより厚くしてある。 【００２８】このように支軸３を成形加工した後、全面
焼入れを施す。 【００２９】支軸３の全面焼入れは、ずぶ焼入れや浸炭
焼入れにて行う。 【００３０】ずぶ焼入れは、支軸３が高炭素クロム鋼
（ＳＵＪ２等）にて形成されており、焼入れ・焼戻し処
理を施し、５７〜６４ＨＲＣの硬さにする。 【００３１】浸炭焼入れは、支軸３がクロム鋼やニッケ
ルクロムモリブテン鋼などにて形成されており、浸炭焼
入れ・焼戻し処理を施し、表面部を５７〜６４ＨＲＣの
硬さにする。 【００３２】全面焼入れ後、研磨加工を施し、針状ころ
５の軌道面を形成する。 【００３３】なお、本実施例は、テーパ面３４ａ，３４
ｂを有する鍛造の場合を示している。 【００３４】図５ないし図７を用いて、ロッカアーム１
の組立手順を説明する。 【００３５】上述したように、一対の側壁部７，８、ピ
ボット部９、およびバルブ案内部１０からなる胴体２が
プレス成形される。バルブ案内部１０は、側壁部７，８
に溶接されていてもよく、あるいは一体成形されていて
もよい。 【００３６】内周に針状ころ５を配置したローラ４が、
一対の側壁部７，８間の領域において第１および第２支
軸取付孔１２，１３と同軸上に配置される。この際、ば
らつきを防止するために、針状ころ５は保持栓にて保持
される。 【００３７】支軸３が、側壁部７の外側から第１支軸取
付孔１２に挿入される。なお、支軸３は、側壁部８の外
側から第２支軸取付孔１３に挿入されるものであっても
よいが、本実施例では側壁部７側から挿入される例につ
いて説明する。 【００３８】支軸３は、第２かしめ部３３ｂを形成した
側から第１支軸取付孔１２に挿入される。第１支軸取付
孔１２の内径は、支軸本体部３１の外径より大きく形成
されており、支軸３の軌道面が第１支軸取付孔１２の内
周面にて傷付くことなく挿入される。 【００３９】支軸３はローラ４に貫通された後、挿入方
向先端の支軸本体部３１が側壁部８の第２支軸取付孔１
３に挿入される。 【００４０】図６に示すように、側壁部８を下側にして
胴体２が保持され、支持台５０に第２かしめ部３３ｂの
端面を載置して、支軸３が所定の位置に支持される。こ
の状態にて、側壁部７の上方からパンチング工具５１に
て、第１かしめ部３３ａを押圧する。パンチング工具５
１の外周にはパンチング用テーパ５２が形成されてお
り、このパンチング用テーパ５２にて、第１かしめ部３
３ａが外側に押し広げられる。 【００４１】パンチング用テーパ５２の角度ψは、１５
〜６０°である。 【００４２】すなわち、図７に示すように、第１面取部
１４の軸方向内側端Ｃと、第１かしめ部３３ａの軸方向
内側端である第１凹部３２ａの底面との段差Ｄが、０≦
Ｄを満たしており、第１かしめ部３３ａが点Ｃより外側
に折り曲げられて、第１面取部１４に隙間なくかしめ付
けられる。 【００４３】胴体２が上下反転され、同様にして、第２
かしめ部３３ｂをパンチング工具５１にて外側に押し広
げられて、第２支軸取付孔１３のテーパ面１５にかしめ
付けられる。 【００４４】支軸３は、第１および第２かしめ部３３
ａ，３３ｂが第１および第２面取部１４，１５にかしめ
付けられ、回り止めならびに抜け止めされた状態で一対
の側壁部７，８間に架設される。 【００４５】このようなロッカアーム１では、胴体２の
ピボット１１が、図示しないシリンダヘッドに設置され
るラッシュアジャスタ２０の上端に係合され、バルブ案
内部１０が、シリンダヘッドに設置される動弁機構のバ
ルブ２１のステムエンドに当接され、さらに、ローラ４
に対してシリンダヘッドに設置されるカム２２が当接さ
れる。そして、カム２２を回転させることにより、ピボ
ット１１が支点となって胴体２が傾動させられるように
なり、バルブ案内部１０が上下に所定ストロークで反復
変位させられることで、バルブ２１を開閉動作させるよ
うになる。このように、ロッカアーム１は、胴体２の長
手方向一端側を支点として傾動させられる。 【００４６】このように構成されたカムフォロワによる
と、支軸３は、内径が支軸本体部３１の外径より大きく
形成された第１支軸取付孔１２に挿通され、第１かしめ
部３３ａが第１支軸取付孔１２の第１面取部１４にかし
め付けられ、かつ、第２かしめ部３３ｂが第２支軸取付
孔１３の第２面取部１５にかしめ付けられることによ
り、両側壁部７，８間に架設される。 【００４７】支軸３は全面焼入れされており、高硬度で
ある第１および第２かしめ部３３ａ，３３ｂが折り曲げ
られて、第１および第２面取部１４，１５にかしめ付け
られることにより、確実に回り止めならびに抜け止めさ
れた状態で胴体２に固定される。なお、第１および第２
かしめ部３３ａ，３３ｂは高硬度であるため、第１およ
び第２面取部１４，１５に隙間なくかしめ付けられるほ
ど折り曲げられていなくてもよく、単に、第１および第
２面取部１４，１５に引っ掛かる程度に折り曲げられる
ことにより、支軸３は回り止めならびに抜け止めされた
状態で固定される。 【００４８】このように、支軸３は、支軸本体部３１の
外径より大きな内径を有した第１支軸取付孔１２に挿通
して取付けられ、取付け時に支軸３の軌道面が第１支軸
取付孔１２の内周面に擦れることがなく、支軸３に全面
焼入が施されていても軌道面が傷付くことなく取付ける
ことができる。よって、部分的に硬化処理を施す高周波
焼入に比べ、製造が容易に行え、コストの低減が図れ
る。 【００４９】支軸３の取付けに際しては、側壁部７，８
のいずれの側からでも挿通して取付けることができ、組
立性にも優れる。 【００５０】図８に本発明の他の実施の形態を示す。 【００５１】本実施の形態は、支軸３の一端がかしめ固
定で、他端が圧入にて固定されるものである。 【００５２】側壁部７の第１支軸取付孔１２の内径は、
支軸本体部３１の外径より大きく形成されており、側壁
部８の第２支軸取付孔１３の内径は、支軸本体部３１の
外径より小さく形成されている。 【００５３】支軸３は、支軸本体部３１の軸方向一端面
の中央に円形の第１凹部３２ａが形成され、第１凹部３
２ａの外周には環状の第１かしめ部３３ａが軸方向に突
設されている。 【００５４】支軸３は、第１支軸取付孔１２側から挿入
されてローラ４に貫通された後、第２支軸取付孔１３に
圧入され、パンチング工具にて、第１かしめ部３３ａが
第１面取部１４にかしめ付けられる。支軸３は、回り止
めならびに抜け止めされた状態で一対の側壁部７，８間
に架設される。 【００５５】上記各実施の形態において、ピボット部９
の代わりに、胴体２の側壁部７，８間に架設した壁体に
対してアジャストスクリューが螺合装着され、当該アジ
ャストスクリューの一端がラッシュアジャスタ２０に対
して当接されるようにしてもよい。 【００５６】図９に示すようなセンタピボッドタイプの
ロッカアーム１にも本発明を適用できる。 【００５７】図９に示すセンタピボッドタイプのロッカ
アーム１は、胴体２の長手方向中間を支点として傾動さ
せられるものである。具体的に、胴体２は、一対の側壁
部７，８と、バルブ案内部１０とを有している。一対の
側壁部７，８の長手方向一端には、同軸状の支軸取付孔
１２が設けられており、また、長手方向中間にも同軸状
の支軸取付孔４０が設けられている。この長手方向一端
側の支軸取付孔１２に対して支軸３が取り付けられ、長
手方向中間の支軸取付孔４０には円筒形のブッシュ４１
が取り付けられている。このブッシュ４１に対して図示
しないシリンダヘッドのロッカシャフト４２が摺動可能
に挿通され、このロッカシャフト４２を支点として胴体
２が傾動するようになる。この実施形態でも、支軸３の
取付けは、上記実施形態と同様、かしめにて行われ、そ
の説明は省略する。 【００５８】また、図９に示したロッカアーム１のバル
ブ案内部１０の代わりに、胴体２の側壁部７，８間に架
設した壁体に対してアジャストスクリューが螺合装着さ
れ、当該アジャストスクリューの一端がバルブ２１のス
テムエンドに当接されるようにしてもよい。 【００５９】ローラ４が支軸３に対してすきま嵌めによ
り直接外嵌されたり、あるいは図示しないが、すべり軸
受を介して嵌合されるすべり接触構造としてもよい。 【００６０】 【発明の効果】本発明のカムフォロワによると、支軸に
全面焼入が施されていても軌道面が傷付くことなく取付
けることができ、製造が容易で、低コスト化が図れると
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施の形態に係るロッカアームの側
面図である。 【図２】本発明の一実施の形態に係るロッカアームの斜
視図である。 【図３】本発明の一実施の形態に係るロッカアームの断
面図である。 【図４】本発明の一実施の形態に係るロッカアームの支
軸の断面図である。 【図５】本発明の一実施の形態に係るロッカアームの組
立作業手順を示す斜視図である。 【図６】本発明の一実施の形態に係るロッカアームにお
ける軸固定部材のかしめ工程を示す部分断面図である。 【図７】本発明の一実施の形態に係るロッカアームのか
しめ部分の拡大断面図である。 【図８】本発明の他の実施の形態に係るロッカアームの
断面図である。 【図９】本発明の他の実施の形態に係るロッカアームの
側面図である。 【符号の説明】 １ ロッカアーム ２ 胴体 ３ 支軸 ４ ローラ ７，８ 側壁部 ９ ピボット部 １０ バルブ案内部 １２，１３ 第１および第２支軸取付孔 １４，１５ 第１および第２面取部 ３１ 支軸本体部 ３２ａ，３２ｂ 第１および第２凹部 ３３ａ，３３ｂ 第１および第２かしめ部 ３４ａ，３４ｂ テーパ面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲高▼崎 真之介 大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋 精工株式会社内 Ｆターム(参考） 3G016 AA19 BA18 BB22 CA05 CA07 CA10 CA11 CA12 CA21 CA22 CA26 CA34 CA35 CA45 CA50 CA52 EA03 EA04 EA24 FA06 FA16 FA17 FA29 FA35 FA37 FA38 GA01 GA02 3J030 EA22 EB09 EC07

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 一対の対向する側壁部を有する胴体と、 ローラ外装用として前記両側壁部間に架設される支軸
   と、 を含み、 前記各側壁部は、前記支軸の両端それぞれを取付けるた
   めの支軸取付孔を有し、少なくとも一方の支軸取付孔
   は、前記支軸の外径より大きい内径を有するとともに、
   軸方向外側の内周面に面取部を有しており、 前記支軸は、全面焼入れ鋼からなり、前記一方の支軸取
   付孔に取り付けられる側の軸方向端部の外周縁に対して
   環状のかしめ部を有し、 前記かしめ部は、軸方向内側端を前記面取部の軸方向内
   側端と面一あるいは軸方向内側に位置させて、前記支軸
   取付孔に挿入されており、 前記かしめ部が、前記支軸取付孔の前記面取部の内周面
   にかしめ付けられることにより、前記支軸が前記両側壁
   部間に架設されている、ことを特徴とするカムフォロ
   ワ。