JP2004218654A - カムフォロア - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ロッカアーム1の各ころ15の外周面である転動面15aの表面粗さを、軸体14の外周面である内輪軌道面14bの表面粗さに比べて低く設定したこと、具体的には、ころ15の転動面15aの表面粗さを0.008Ra〜0.012Raの範囲に設定し、軸体14の外周面である内輪軌道面14bの表面粗さを0.040Ra〜0.063Raの範囲に設定したことによれば、従来のロッカアームにおける軸受部分のフリクションを顕著に低下させることができ、自動車エンジンのトルクを抑えることができ、従って、燃費を向上させることができる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロッカアームなどのカムフォロアに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ロッカアームなどのカムフォロアにおいて、ころの転動面と、軌道面の粗さの双方を所定の値に設定することで、ころ軸受部分での発熱量を少なく抑えて、ころ軸受部分の焼付きを抑える技術はある。しかし、転動面あるいは軌道面の粗さに基づいて軸受部分のフリクションの低下を図る技術はなかった。
【0003】
上記のように、ころ軸受部分での発熱量を少なく抑えて、ころ軸受部分の焼付きを抑えるようにした技術として例えば、特許文献1に示すものがある。
【0004】
これは図6に示すように、固定軸50に、複数のころ51を介して外輪部材52が軸心回りに回転するもので、前記ころ51は、固定軸50の外周面を外輪軌道面とし、外輪部材の内周面を外輪軌道面として転動する構成を有している。
【0005】
具体的には、ころ51の外周面である転動面と、軌道面の粗さの双方を所定の値に設定することで、ころ軸受部分での発熱量を少なく抑えて、ころ軸受部分の焼付きを抑えるものである。
【0006】
【特許文献1】
特開平7−119748号(第2頁,第3図)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、転動面あるいは軌道面の粗さに基づいて軸受部分のフリクションの低下を図り得るカムフォロアの提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明のカムフォロアは、ローラの内周面を外輪軌道面とし軸体の外周面を内輪軌道面として複数個のころが軸体回りに転動自在に設けられ、前記ローラの外周面にカムが転接されることでローラが軸心回りに回転自在に構成され、前記ころの外周面である転動面の表面粗さ、あるいは軸体の外周面である内輪軌道面の表面粗さのうち、少なくとも一方が0.008Ra〜0.016Raの範囲に設定されている。
【0009】
特に、前記ころの外周面である転動面の表面粗さ、あるいは軸体の外周面である内輪軌道面の表面粗さのうち一方が0.008Ra〜0.016Raの範囲に設定され、他方の表面粗さが0.020Ra〜0.063Raの範囲に設定された構成によれば、従来品の粗さの組合せ(例えば転動面:0.020Ra,内輪軌道面:0.050Ra)に比べて、軸受部分でのフリクションを顕著に低下させることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るカムフォロアを、ロッカアームを例に図面に基づいて説明する。
【0011】
(第一の実施の形態)
図1はロッカアームの全体側面図、図2はロッカアームの要部概略断面図、図3はローラ(外輪)の回転数と回転トルクの関係を示すグラフ図である。
【0012】
本発明の実施の形態に係るカムフォロアとしてのロッカアーム1は、車両のエンジンにおけるOHC動弁機構の所定の場所に配置される。符号2は、エンジン動弁機構の所定の場所に配置されるカムを示し、ロッカアーム1は、カム2が当接して転動するローラ3と、このローラ3を介して対向する一対の対向壁4,5とを備えている。
【0013】
この対向壁4,5と、これら対向壁4,5どうしを長手方向両側で連設する連接壁6,7とで胴体8が形成されている。一方の連接壁6は、ラッシュアジャスタ9の上端部が当接するピボット受け部として用いられ、他方の連接壁7は、バルブステム10の上端部が嵌入するバルブステム受部として用いられる。
【0014】
両対向壁4,5には、それぞれ長手方向中間部位に、支持孔11,12が同心に形成されている。両対向壁4,5間に前記ローラ3が配置され、このローラ3には、その径方向中心部位でかつ軸方向に貫通する側面視円形の軸挿通孔13が形成されている。
【0015】
前記支持孔11,12に、両端部14aが非回転に支持されるように軸体14が渡されている。この軸体14は、中実断面に形成されている。
【0016】
軸体14は、両支持孔11,12に挿通して渡された状態で各端部14aが径方向に拡大するようかしめられ、これにより、支持孔11,12の周壁に対して圧接されて対向壁4,5に非回転に支持されている。
【0017】
ローラ3の内周面を外輪軌道面3aとし軸体14の外周面を内輪軌道面14bとして複数個のころ15が軸体14回りに転動自在に設けられ、ローラ3の外周面にカム2が転接されることでローラ3が軸心回りに回転する。すなわち軸受部分は、保持器を有しない総ころタイプである。
【0018】
上記ロッカアーム1では、クランク軸の回転に連動するカム2の回転によって、このカム2が当接しているローラ3が軸体14回りに回転するとともに胴体8がピボット受け部を中心に揺動されて、不図示のシリンダヘッドに設けられているバルブを開閉動作する。
【0019】
ところで、上記ロッカアーム1において、各ころ15の外周面である転動面15aの表面粗さは、軸体14の外周面である内輪軌道面14bの表面粗さに比べて低く設定されている。具体的には、ころ15の転動面15aの表面粗さが0.008Ra〜0.012Raの範囲(この実施の形態では0.010Ra)に設定され、軸体14の外周面である内輪軌道面14bの表面粗さが0.040Ra〜0.063Raの範囲(この実施の形態では0.050Ra)に設定されている。
【0020】
転動面15aの表面粗さは、鏡面仕上げと呼ばれる粗さであり、内輪軌道面14bの表面粗さは、この種のロッカアーム1に従来から用いられている、現行品の仕上げ程度の値である。
【0021】
図3は横軸をローラ3の回転数(r/min)とし、縦軸を回転トルク(N・m)としたグラフ図で、符号20(あるいは◇記号)は現行品の場合を示す試験結果、符号21(あるいは□記号)はこの実施形態の場合を示す試験結果である。試験条件は下記(表1)に示す通りである。
【0022】
【表1】
【0023】
なお、符号20対応する現行品の場合では、軸体14外周面である内輪軌道面14bの表面粗さは0.040Ra〜0.063Raの範囲(具体的には0.050Raとした)にあり、かつころ15外周面である転動面15aの表面粗さは0.020Ra〜0.025Raの範囲(具体的には0.020Raとした)にある。
【0024】
これに対し、符号21に対応する本発明の実施品では、軸体14外周面である内輪軌道面14bの表面粗さは0.040Ra〜0.063Raの範囲と現行品と同様であるが、ころ15外周面である転動面15aの表面粗さは0.008Ra〜0.012Raの範囲(具体的は0.010Raとした)にあるもので、内輪軌道面14bの表面粗さに比べて粗さが低いものを用いている。
【0025】
このグラフ図から、軸体14の外周面である内輪軌道面14bの表面粗さは現行品と同様0.040Ra〜0.063Raの範囲で、ころ15の外周面である転動面15aの表面粗さのみを0.008Ra〜0.012Raの範囲の粗さに設定した実施品の方が、試験を行った何れの回転数においても現行品に比べてフリクション(回転トルク)が低下したことがわかる。
【0026】
フリクションが低下した理由は、ロッカアーム1におけるフリクションの値に影響を与える要因のひとつに、ロッカアーム1の運転時に軸体14の外周面ところ15外周面間に形成される油膜の状態が考えられ、軸体14の外周面である内輪軌道面14bの表面粗さは変更せずにころ15の転動面15aの表面粗さのみを0.008Ra〜0.012Raの範囲に設定することで、油膜との関係が深い内輪軌道面14bあるいは転動面15aの粗さが適正化されたからであると考えられる。
【0027】
そしてこの実施の形態のように、ロッカアーム1においてころ15が転動する際のフリクションの低下が実現できたことによれば、自動車エンジンのトルクを抑えることができ、燃費を向上させることができる。
【0028】
また軸受部において、これが、ころ15を保持する保持器を有しない総ころタイプであれば、従来の総ころタイプの軸受部に発生するフリクションに比べていっそう顕著に差別化ができる。
【0029】
(第二の実施の形態)
次に、本発明の第二の実施の形態を図1,図2および図4に基づいて説明する。図4ではローラの回転数と回転トルクの関係を示すグラフ図である。
【0030】
この実施の形態では、軸体14の外周面である内輪軌道面14bの表面粗さが各ころ15の外周面である転動面15aの表面粗さに比べて低く設定されている。具体的には、軸体14の外周面である内輪軌道面14bの表面粗さが鏡面仕上げと呼ばれる0.008Ra〜0.016Raの範囲に設定され、ころ15の転動面15aの表面粗さが現行品の仕上げ程度である0.020Ra〜0.025Raの範囲に設定されている。ロッカアーム1の他の構成は、図1および図2で示した上記第一の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【0031】
図4では横軸をローラ3の回転数(r/min)とし、縦軸を回転トルク(N・m)としており、符号20(あるいは◇記号)は現行品の場合を示す試験結果を示し、符号22(あるいは△記号)がこの実施形態の場合を示す試験結果である。
【0032】
符号20に相当する現行品の場合では、軸体14の外周面である内輪軌道面14bの表面粗さは0.040Ra〜0.063Raの範囲(具体的には0.050Raとした)にあり、ころ15外周面である転動面15aの表面粗さは0.020Ra〜0.025Raの範囲(具体的には0.020Raとした)にある。
【0033】
これに対し、符号22に相当する本発明の実施品では、ころ15外周面である転動面15aの表面粗さは0.020Ra〜0.025Raの範囲(具体的には0.020Ra)と現行品と同様であるが、軸体14の外周面である内輪軌道面14bの表面粗さは0.008Ra〜0.016Raの範囲(具体的には0.010Ra)にあり、転動面15aの表面粗さに比べて粗さが低いものを用いている。
【0034】
このグラフ図から、ころ15の転動面15aの表面粗さは現行品と同様0.020Ra〜0.025Raの範囲で、軸体14外周面である内輪軌道面14bの表面粗さのみを0. 008Ra〜0.016Raの範囲の粗さに設定した実施品の方が、試験を行った何れの回転数においても現行品に比べてフリクションの低下が達成できていることがわかる。そしてこの実施の形態のように、ロッカアーム1においてころ15が転動する際のフリクションの低下が達成できたことによれば、自動車エンジンのトルクを抑えて、その分だけ燃費を向上させることができる。
【0035】
なお、上記第一の実施の形態では、全てのころ15における転動面15aの表面粗さを0.008Ra〜0.012Raの範囲に設定したが、これに限定されるものではなく、フリクションの低下といった観点からは、複数のころ15のうち、所定の個数のころ15における転動面15aの表面粗さを0.008Ra〜0.012Raの範囲に設定してもよい。
【0036】
図5における符号20(あるいは◇記号)は、現行品を示しており、符号23(あるいは○記号)はさらに別の実施の形態を示している。すなわち符号23は、軸体14外周面である内輪軌道面14bの表面粗さを0.008Ra〜0.016Ra(具体的には0.010Ra)、ころ15外周面である転動面15aの表面粗さを0.008Ra〜0.012Ra(具体的には0.0 10Ra)の範囲に設定した場合のグラフ図である。このように、内輪軌道面14bの表面粗さを0.008Ra〜0.016Raとし転動面15aの表面粗さを0.008Ra〜0.012Raとした場合でも、現行品(従来品)に比べてフリクションを低下させることができる。あるいは転動面15aの表面粗さを0.008Ra〜0.016Raとした場合でも現行品に比べてフリクションを低下させることができる。
【0037】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明によれば、カムフォロアの軸受部分のフリクションを低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施の形態および第二の実施の形態の説明を兼用するロッカアームの全体側面図である。
【図2】同じくロッカアームの要部概略断面図である。
【図3】本発明の第一の実施の形態を示すローラの回転数と回転トルクの関係を示すグラフ図である。
【図4】本発明の第二の実施の形態を示すローラの回転数と回転トルクの関係を示すグラフ図である。
【図5】別の実施の形態を示すローラの回転数と回転トルクの関係を示すグラフ図である。
【図6】従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 ロッカアーム
2 カム
3 ローラ
4,5 対向壁
6,7 連接壁
14 軸体
14b 内輪軌道面
15 ころ
15a 転動面
Claims (2)
- ローラの内周面を外輪軌道面とし軸体の外周面を内輪軌道面として複数個のころが軸体回りに転動自在に設けられ、前記ローラの外周面にカムが転接されることでローラが軸心回りに回転自在に構成されたカムフォロアにおいて、
前記ころの外周面である転動面の表面粗さ、あるいは軸体の外周面である内輪軌道面の表面粗さのうち、少なくとも一方が0.008Ra〜0.016Raの範囲に設定された、ことを特徴とするカムフォロア。 - ローラの内周面を外輪軌道面とし軸体の外周面を内輪軌道面として複数個のころが軸体回りに転動自在に設けられ、前記ローラの外周面にカムが転接されることでローラが軸心回りに回転自在に構成されたカムフォロアにおいて、
前記ころの外周面である転動面の表面粗さ、あるいは軸体の外周面である内輪軌道面の表面粗さのうち一方が0.008Ra〜0.016Raの範囲に設定され、他方の表面粗さが0.020Ra〜0.063Raの範囲に設定された、ことを特徴とするカムフォロア。
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JP2003003114A JP2004218654A (ja) | 2003-01-09 | 2003-01-09 | カムフォロア |
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Cited By (2)
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EP1837486A2 (en) * | 2006-03-23 | 2007-09-26 | JTEKT Corporation | Cam follower |
CN109989996A (zh) * | 2017-12-20 | 2019-07-09 | 斯凯孚公司 | 尤其用于制冷剂压缩机的混合球轴承 |
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- 2003-01-09 JP JP2003003114A patent/JP2004218654A/ja active Pending
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