JP2005155569A - ロッカーアーム - Google Patents

Abstract

【課題】 転がり軸受型のロッカーアームにおける転動体の潤滑を向上させ、転動体の長寿命化を可能とする。
【解決手段】 このロッカーアーム１は、カム２１により揺動駆動されて内燃機関のシリンダヘッドのバルブ２２を動作させるものであって、揺動自在なアーム本体２に上記バルブ２２に作用するバルブ作用部３および上記カム２１に転接するローラ５が設けられる。ローラ５は、上記アーム本体２に取付けられたローラ軸８の外周に転動体９を介して回転自在に支持されて、ローラ軸８、転動体９、およびローラ５によって転がり軸受７が構成される。ローラ軸８は、一端が閉じられた中空軸からなり、アーム本体２のローラ軸取付部４の上面からローラ軸８の内径孔８ａに貫通する貫通孔１０が設けられる。ローラ軸８の反負荷領域には、内径面から転動体９の転走面に貫通した給油孔１１が設けられる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、カムにより揺動駆動されて内燃機関のシリンダヘッドのバルブを動作させるロッカーアームに関する。

この種の一般的なロッカーアームは、揺動自在なアーム本体にバルブに作用するバルブ作用部とカムフォロアとなるローラとを設けて構成される。上記ローラは、アーム本体に取付けられたローラ軸およびその外周の転動体と共に転がり軸受を構成する。このような転がり軸受型のロッカーアームでは、シリンダヘッド内で飛散し、あるいはシリンダヘッド内の上部隔壁に付着して滴下するエンジンオイルによって、上記転動体の潤滑が行われている。

この他、アーム本体の上面部に油溜まりと、この油溜まりに連通する連通路とを設け、シリンダヘッド内で飛散したり滴下するエンジンオイルを上記油溜まりで受けて連通路からローラの外径面に供給する潤滑構造のものも知られている（例えば特許文献１）。
特開２００３−２０９２３号公報

転がり軸受型のロッカーアームにおいて、シリンダヘッド内で飛散したり滴下するエンジンオイルで転動体を潤滑するものでは、転動体の配置部とアーム本体との隙間が小さく転動体へのオイル供給が不足する。そのため、転動体に滑りによるピーリング（摩耗）が発生し、転動体が損傷してしまうという問題点を有する。
また、アーム本体に設けた油溜まりからローラの外径面にオイルを供給する特許文献１の構成は、オイルの供給場所が転動体や転走面ではないため、やはり転動体の十分な潤滑を行うことが難しい。

この発明の目的は、転がり軸受型のロッカーアームにおける転動体の潤滑を向上させ、転動体の長寿命化を可能としたロッカーアームを提供することである。

この発明のロッカーアームは、カムにより揺動駆動されて内燃機関のシリンダヘッドのバルブを動作させるロッカーアームであって、揺動自在なアーム本体に上記バルブに作用するバルブ作用部および上記カムに転接するローラが設けられる。このローラは、上記アーム本体に取付けられたローラ軸の外周に転動体を介して回転自在に支持されて、上記ローラ軸、転動体、および上記ローラによって転がり軸受を構成するものである。上記ローラ軸は中空軸とし、上記アーム本体のローラ軸取付部における上面からローラ軸の内径孔に貫通する貫通孔を設ける。上記ローラ軸には、内径孔から転動体の転走面に貫通した給油孔を設ける。
この構成によると、シリンダヘッド内で飛散したり滴下するオイルが、アーム本体の上面から、アーム本体の貫通孔、ローラ軸の内径孔および給油孔を経て、転動体の転走面であるローラ軸の外径面に供給される。このため、転動体へ十分なオイルを供給できて、転動体の潤滑が向上し、転がり寿命が長寿命化される。

上記ローラ軸に設ける給油孔は、ローラ軸の反負荷域に配置することが好ましい。つまり、ローラに接触したカムから負荷される荷重が転動体に作用しない領域に配置することが好ましい。ローラ軸の外径面は転動体の転走面となるが、反負荷域であると、給油孔が開口していても、給油孔の周辺に転動体とローラ軸間の荷重が作用しないため、給油孔の形成による強度低下や転動寿命の低下の問題が生じない。

この発明において、上記アーム本体の上面に、油溜まり凹部、およびこの油溜まり凹部から上記貫通孔に導く油案内溝を設けても良い。
このように油溜まり凹部および油案内溝を設けた場合、シリンダヘッド内で飛散しあるいは滴下するオイルを、油溜まり凹部で溜めて、油案内溝で貫通孔に導くことができる。そのため、より多くのオイルを転動体に効率良く供給できる。

このロッカーアームは、揺動中心がアーム本体の長さ方向の中間および端部のいずれに位置するものであっても良いが、中間とする場合、次の構成とできる。例えば、上記アーム本体は、長さ方向の中間で揺動支軸の回りに揺動自在に支持され、上記バルブ作用部が一端に設けられ、他端が一対のフォーク歯部からなる二叉状に形成されて上記ローラ軸の両端が上記一対のフォーク歯部に取付けられたものとされる。

この発明のロッカーアームは、揺動自在なアーム本体に揺動駆動用のカムに転接するローラが設けられ、このローラが転がり軸受を構成するものにおいて、ローラ軸を中空軸とし、アーム本体のローラ軸取付部における上面からローラ軸の内径孔に貫通する貫通孔を設け、上記ローラ軸に、内径孔から転動体の転走面に貫通した給油孔を設けたため、転動体の潤滑を向上させ、転動体の長寿命化が可能となる。
給油孔の位置を反負荷領域とした場合は、ローラ軸の転走面に給油孔を開口させても，給油孔周辺に負荷が作用しないため、強度低下や転動寿命への悪影響が生じない。

この発明の第１の実施形態を図１〜図３と共に説明する。図１（Ａ）はこの実施形態のロッカーアームを用いたエンジンのシリンダヘッド内の一部を拡大して示す側面図である。このロッカーアーム１は、カム２１により揺動駆動されてエンジンのシリンダヘッドのバルブ２２を動作させる部品であって、長さ方向の中間で揺動支軸２３の回りに揺動自在に軸支されたアーム本体２に、上記バルブ２２に作用するバルブ作用部３と、上記カム２１に転接するローラ５とを設けて構成される。アーム本体２の一端部に設けられるバルブ作用部３には、バルブ２２のステムエンド２２ａに当接する調節ねじ６が螺着される。

図１（Ｂ）は、ロッカーアーム１の平面図を示す。アーム本体２の他端は、一対のフォーク歯部４ａ，４ａからなる二叉状のローラ軸取付部４に形成されている。この一対のフォーク歯部４ａ，４ａにローラ軸８の両端が取付けられ、このローラ軸８の外周に転動体９を介して上記ローラ５が回転自在に支持されている。上記ローラ軸８、転動体９およびローラ５によって転がり軸受７が構成される。転動体９は、例えば針状ころ等のころである。

なお、シリンダヘッドには、上記バルブ２２として吸気用および排気用のものがそれぞれ設けられ、各バルブ２２毎に上記構成のロッカーアーム１が設けられる。カム２１は、吸気用および排気用のものが、共通のカム軸２４に固定され、それぞれ対応するロッカーアーム１のローラ５に転接する。カム軸２４は、クランク軸（図示せず）の回転に連動して回転し、これにより吸気および排気のタイミングで各カム２１が対応するロッカーアーム１を揺動させる。

ロッカーアーム１の上記ローラ軸８は、一端が閉じられた中空軸である。図１（Ｂ）のII−II矢視断面図を、図２に示す。同図のように、アーム本体２におけるローラ軸取付部４の一方のフォーク歯部４ａの上面からローラ軸８の内径孔８ａに貫通する貫通孔１０が設けられている。貫通孔１０を設けるフォーク歯部４ａは、ローラ軸８の閉塞端側のフォーク歯部４ａである。

図１（Ｂ）のIII −III 矢視断面図を図３に示すように、ローラ軸８における中間位置には、内径孔の内面から転動体９の転走面に貫通した給油孔１１が設けられている。この給油孔１１は、ローラ軸８の反負荷域に配置されている。なお、ここで言うローラ軸８の反負荷域とは、カム２１の負荷が最も強く作用する円周方向位置から、両側に９０°離れた周方向位置までの領域に対する、残り１８０°の領域を言う。給油孔１１の位置は、ローカーアーム１とカム２１との配置関係にもよるが、ローラ軸８の下半部、特に下端付近に配置することが好ましい。したがって、給油孔１１は、ローラ軸８の反負荷域内にあって、かつ下端付近に位置するものとすることがより好ましい。

アーム本体２の上面には、図１（Ｂ）のように、油溜まり凹部１２と、この油溜まり凹部１２に溜められたオイルを上記貫通孔１０に導く油案内溝１３が設けられている。油溜まり凹部１２は、シリンダヘッド内で飛散したりシリンダヘッド内の上部隔壁から滴下するエンジンオイルを溜める凹部である。油溜まり凹部１２は、アーム本体２の揺動中心に沿う方向の略全幅に渡って設けられ、その一側部から片方のフォーク歯部４ａ上に延びて上記油案内溝１３が形成されている。油溜まり凹部１２は、揺動支軸２３の中心軸付近からローラ５側へ広がった溝状とされ、油案内溝１３が幅広となっている。

上記構成のロッカーアーム１によると、エンジンの運転中にシリンダヘッド内で飛散するエンジンオイルや、停止中にシリンダヘッド内の上部隔壁に付着して滴下するエンジンオイルが油溜まり凹部１２に溜まる。このオイルは油案内溝１３により貫通孔１０に導かれてローラ軸８の内径孔８ａ内に供給される。ローラ軸内径孔８ａ内のオイルは、さらに給油孔１１を経て転動体９の転走面であるローラ軸８の外径面に供給される。このため、転動体９へ十分なオイルを供給でき、このため、転動体９の潤滑が向上し、軸受の長寿命化が可能である。特に、この実施形態では、飛散しあるいは滴下するオイルを油溜まり凹部１２で溜めてから、油案内溝１３で貫通孔１０に導くようにしているので、より多量のオイルを転動体９に供給できる。ローラ軸８は貫通孔１０の形成側端が閉じられているため、貫通孔１０からローラ軸８内に流入したオイルが貫通孔１０の軸端から排出されることが防止され、給油孔１１への給油性が高められる。
ローラ軸８の給油孔１１と、転走面に開口しているが、反負荷領域であるため、給油孔１１の周辺には転動体９の荷重が作用せず、転走面に孔が設けられたことによる寿命低下の問題は生じない。

なお、ローラ軸８の内径面は単調な円筒面としても良いが、ローラ軸８の給油孔１１の位置を挟んで閉塞端とは反対側の内径面に周方向に延びるリング状の油止め堰を設けても良い。このように形成することで、ローラ軸８内に供給されたオイルの一部が給油孔１１に導かれずにローラ軸８の開口端から軸外に漏れ出るのを阻止でき、転動体９へより多くのオイルを供給することができる。

（Ａ）はこの発明の一実施形態であるロッカーアームを用いたエンジン内の一部を示す側面図、（Ｂ）はそのロッカーアームの平面図である。 図１（Ｂ）におけるII−II矢視断面図である。 図１（Ｂ）におけるIII −III 矢視断面図である。

符号の説明

１…ロッカーアーム
２…アーム本体
３…バルブ作用部
４…ローラ軸取付部
４ａ…フォーク歯部
５…ローラ
７…転がり軸受
８…ローラ軸
８ａ…内径孔
９…転動体
１０…貫通孔
１１…給油孔
１２…油溜まり凹部
１３…油案内溝
２１…カム
２２…バルブ
２３…揺動支軸

Claims (4)

1. カムにより揺動駆動されて内燃機関のシリンダヘッドのバルブを動作させるロッカーアームにおいて、
   揺動自在なアーム本体に上記バルブに作用するバルブ作用部および上記カムに転接するローラが設けられ、このローラは、上記アーム本体に取付けられたローラ軸の外周に転動体を介して回転自在に支持されて、上記ローラ軸、転動体、および上記ローラによって転がり軸受を構成するものであり、上記ローラ軸は中空軸とし、上記アーム本体のローラ軸取付部における上面からローラ軸の内径孔に貫通する貫通孔を設け、上記ローラ軸に、内径孔から転動体の転走面に貫通した給油孔を設けたことを特徴とするロッカーアーム。
2. 請求項１において、上記ローラ軸に設ける給油孔を、ローラ軸の反負荷域に配置したロッカーアーム。
3. 請求項１または請求項２において、上記アーム本体の上面に、油溜まり凹部、およびこの油溜まり凹部から上記貫通孔に導く油案内溝を設けたロッカーアーム。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、上記アーム本体は、長さ方向の中間で揺動支軸の回りに揺動自在に支持され、上記バルブ作用部が一端に設けられ、他端が一対のフォーク歯部からなる二叉状に形成されて上記ローラ軸の両端が上記一対のフォーク歯部に取付けられたものであるロッカーアーム。

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