JP2005076577A - カムフォロア - Google Patents

Abstract

【課題】 軸体の表面粗さを設定して軸受部分のフリクションの低下を図る。
【解決手段】 ローラ３の内周面を外輪軌道部３ａとし軸体１４の外周面を内輪軌道部１４ｂとして複数個の針状ころ１５が軸体１４回りに転動自在とされ、ローラ３の外周面にカム２が転接することでローラ３が軸心回りに回転自在とされたカムフォロアであり、軸体１４の外周面の負荷長さ率ｔｐを９２≦ｔｐ≦１００の範囲に設定していることにより、針状ころ１５が転動する際のフリクションを低下することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ロッカアームなどのカムフォロアに関する。

ロッカアームなどのカムフォロアにおいて、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がある（例えば、特許文献１）。

これは、固定軸に複数のころを介して外輪が軸心回りに回転するもので、ころは、固定軸の外周面を内輪軌道部とし、外輪の内周面を外輪軌道部として転動する構成を有している。この場合、ころの外周面である転動面と、軌道部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ている。
特開平７−１１９７４８号

本発明は、軸体の表面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。

本発明のカムフォロアは、ローラの内周面を外輪軌道部とし軸体の外周面を内輪軌道部として複数個のころが軸体回りに転動自在に設けられ、ローラの外周面にカムが転接することでローラが軸心回りに回転するカムフォロアにおいて、
前記軸体の外周面の表面粗さが、負荷長さ率ｔｐ（％）で92以上、100以下に設定されている。

さらに好ましくは、軸体の外周面の表面粗さにおける他の粗さ形状パラメータＲａ（算術平均粗さ），ＲＭＳ（二乗平均粗さ），Ｒｙ（最大高さ）はそれぞれ、
0.004≦Ｒａ（μm）≦0.007
0.006≦ＲＭＳ（μm）≦0.011
0.044≦Ｒｙ（μm）≦0.070
を満たす範囲に設定されている。

このように構成することにより、ころが転動する際に、油膜の状態を軸体の外周面ところ転動面との接触状態が適正化するようになってフリクションが低下し、これによってローラの回転トルクが低下する。したがって、例えば上記のカムフォロアを自動車エンジンに用いることで、その燃費が向上する。

特に、軸受部が総ころタイプであれば、ひとつひとつのころが転動する際のフリクションが低下することで、複数のころのフリクションの合計を、従来の総ころタイプの軸受部に発生するフリクションの合計に比べて効果的に低下させることができる。

本発明のカムフォロアの一例としてロッカアームが好適に用いられるが、支軸にころを介してローラが回転自在とされ、このローラの外周面にカムが転接する構成を有したカムフォロアに適用可能である。

本発明のカムフォロアによれば、軸受部分のフリクションを低下させることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態に係るロッカアームを図面に基づいて説明する。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。

本発明の実施の形態に係るロッカアーム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。

この対向壁４，５と、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。

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。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。

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。

ローラ３の内周面を外輪軌道部３ａとし軸体１４の外周面を内輪軌道部１４ｂとして複数個の針状ころ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。

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し、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。

ところで、上記ロッカアーム１において、各針状ころ１５の外周面である転動面１５ａの表面粗さは、従来品と同様、0.012≦Ｒa≦0.037の範囲に設定されている。

軸体１４については、その外周面である内輪軌道部１４ｂの表面粗さとして、粗さ形状パラメータｔｐ（負荷長さ率）が、切断レベル0.1μmにおいて、
92≦ｔｐ（％）≦100
の範囲に設定されている。軸体１４の内輪軌道部１４ｂの表面粗さについて、他の粗さ形状パラメータＲａ（算術平均粗さ），ＲＭＳ（二乗平均粗さ），Ｒｙ（最大高さ）はそれぞれ、
0.004≦Ｒａ（μm）≦0.007
0.006≦ＲＭＳ（μm）≦0.011
0.044≦Ｒｙ（μm）≦0.070
の範囲に設定されている。

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）としたグラフ図である。図において、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）はこの実施形態を示す試験結果である。

この図から、軸体１４の外周面である内輪軌道部１４ｂの表面粗さを上記パラメータの値に設定した場合の方が、現行品に比べて回転トルクが低下していることがわかる。これは、軸体１４、針状ころ１５およびローラ３の間のフリクションが低下していることを意味する。なお、試験条件は下記（表１）に示す通りである。

また試験体として、現行品Ｉとこの実施形態に係る製品ＩＩそれぞれの軸体１４について、その外周面である内輪軌道部１４ｂの表面粗さは、具体的に下記の（表２）に示す条件とした。

上記（表２）のＩ，ＩＩの各欄における上段の数値がこの回転トルク試験において使用した試験体の表面粗さを示すパラメータ数値であり、各欄の下段の数値はその部材として使用される表面粗さの範囲を示す。

上記のように、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の外周面と針状ころ１５外周面間に形成される油膜の状態の影響が考えられ、軸体１４の外周面である内輪軌道部１４ｂの表面粗さを上記の範囲に設定することで、油膜状態と密接に関係する内輪軌道部１４ｂと転動面１５ａとの接触状態が適正化されたからであると考えられる。

そしてこの実施形態のように、ロッカアーム１において針状ころ１５が転動する際のフリクションの低下が実現でき、ローラ３の回転トルクの上昇を抑えることで、自動車エンジンの燃費を向上させることができる。

また、軸受部が総ころタイプであれば、針状ころ１５が転動する際のころ毎のフリクションが低下することで、各針状ころ１５のフリクションの合計を、従来の総ころタイプの軸受部に発生するフリクションの合計に比べて顕著に低下させることができる。

本発明の実施形態を示すロッカアームの全体側面図 同じくロッカアームの要部概略断面図 同じくローラの回転数と回転トルクの関係を示すグラフ図

符号の説明

１ ロッカアーム
２ カム
３ ローラ
３ａ 外輪軌道部
４，５ 対向壁
８ 胴体
１４ 軸体
１４ｂ 内輪軌道部
１５ａ 転動面

Claims (1)

1. ローラの内周面を外輪軌道部とし軸体の外周面を内輪軌道部として複数個のころが軸体回りに転動自在に設けられ、ローラの外周面にカムが転接することでローラが軸心回りに回転するカムフォロアにおいて、
   前記軸体の外周面の表面粗さが、負荷長さ率ｔｐ（％）で92以上、100以下に設定されている、ことを特徴とするカムフォロア。

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