JP2020169608A - リフタ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】局所的な摩耗を抑制することが可能なリフタ構造を提供する。【解決手段】リフタ構造は、ハウジング８２のガイド孔８３に収容され、カム７０の回転に伴って往復移動可能とされるとともに周方向に回転自在に構成されたリフタ本体１１と、カム７０とリフタ本体１１の間において転動自在に保持される転動体３０と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、リフタ構造に関する。

特許文献１に開示のリフタは、自動車のエンジン等の内燃機関用のローラリフタであって、リフタ本体と、カムの外周面に当接して押圧されるローラとを備えている。リフタ本体は、外周がシリンダの内壁に対して摺動可能な筒状部と、筒状部の軸方向一端（後端）から軸方向に突出する一対の支持部とを有している。ローラは、両支持部を貫通する軸支ピンに回転可能に支持されている。

筒状部には、ローラを支持する両支持部の位置する側と同じ軸方向一端に、シリンダに対してリフタ本体が回転するのを規制する回り止め部が外側に突出して形成されている。回り止め部は、シリンダの内壁に沿って形成された回り止め溝に摺動可能に嵌合されるようになっている。

特開２０１２−２１１５号公報

ところで、この種のリフタ構造の場合、リフタ本体の筒状部の外周とシリンダの内壁との間に、リフタ本体の円滑な往復移動動作を担保するべく、所定の隙間が存在することになるが、該隙間の範囲でカムから押圧されたリフタ本体がシリンダの内壁に対して傾いた姿勢になることがある。仮に、リフタ本体が傾くと、筒状部の対角隅部がシリンダの内壁に片当たりするため（コッキング現象）、異音が発生するのに加え、リフタ本体やシリンダの内壁が摺動摩耗する懸念がある。

上記に鑑み、仮に、筒状部を軸方向一端側に延長して筒状部のガイド長（摺動領域）を長くとるようにしてやれば、筒状部の姿勢が矯正され、コッキングを抑制することができる。しかし、回り止め部がある構成では、筒状部の外周面を精度よく研磨することが難しいというのが実情である。さらに、リフタ本体が回り止め部を備える構成では、コッキングの方向が回り止め部により規定されるため、筒状部の対角隅部とガイド孔の内周面において対角隅部と当たる部位が局所的に摩耗する虞がある。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、局所的な摩耗を抑制することが可能なリフタ構造を提供することを目的とする。

本発明に係るリフタ構造は、ハウジングのガイド孔に収容され、カムの回転に伴って往復移動可能とされるとともに周方向に回転自在に構成されたリフタ本体と、前記カムと前記リフタ本体の間において転動自在に保持される転動体と、を備える。

リフタ本体が周方向に回転自在であって回り止め部を備えないから、コッキングの方向が回り止め部の位置により規定されることがない。このため、コッキングにより摩耗が生じる部位をガイド孔とリフタ本体の周方向に分散することができ、コッキングによるリフタ本体やガイド孔の内周面の局所的な摩耗を抑制することができる。

本発明の実施例１に係るリフタ構造がポンプリフタとして用いられた場合をあらわす図である。 図１のリフタ構造をＩＩ−ＩＩ線で切断して示すリフタ構造の断面図である。

本発明の好ましい形態を以下に示す。
前記リフタ本体は、前記転動体が摺接する凹曲面を有する。これにより、凹曲面上を滑るようにして転動体を安定的に転動させることができる。また、転動体の周りを囲む位置までリフタ本体を転動体側に延長することができ、コッキングを抑制することができる。

前記凹曲面の曲率半径は前記転動体の半径より大きい。これにより、凹曲面内における転動体の位置の自由度が高くなり、リフタ本体とカムとのミスアライメントを吸収することができる。また、転動体が凹曲面上で転動する際に転動体が摺動する部位が変わり易く、転動体の滑りによる凹曲面の急激な摩耗の進展を抑制することができる。

前記カムは、外周面に沿って溝状に設けられ、前記転動体が摺接するカム側凹曲面を有する。これにより、カム側凹曲面上を転がるようにして転動体を安定的に転動させることができる。

前記リフタ本体の外周面は、前記往復移動する方向に沿って延びるストレート状をなす。これにより、リフタ本体を転動体側に延長し易い構造となり、リフタ本体を転動体側にストレートに延ばして、コッキングを抑制することができる。また、リフタ本体の外周面を精度よく研磨することができる。

＜実施例１＞
本発明の実施例１を図１及び図２によって説明する。実施例１は、燃料供給装置８０のポンプリフタ１０に適用されるリフタ構造を例示するものである。

図２に示すように、燃料供給装置８０は、ポンプリフタ１０に加え、ポンプリフタ１０をカム７０側に付勢する圧縮コイルばね６０と、図示上段のシリンダ８１との間に圧縮コイルばね６０を保持するリテーナ６１と、シリンダ８１内に往復移動可能に収容されるプランジャ６２と、シリンダ８１とプランジャ６２とにより区画される図示しないポンプ室とを備えている。ポンプハウジングの図示下段のシリンダ（以下、ハウジング８２という）には、軸方向（図示上下方向）に沿って延びるガイド孔８３が設けられている。ガイド孔８３は、円柱状の空間を有し、ハウジング８２の下面に開口する形で凹設されている。ポンプリフタ１０は、ハウジング８２のガイド孔８３に往復移動可能に収容されている。また、リテーナ６１は、プランジャ６２の軸方向一端部（図２の下端部）に一体に装着されている。

ここで、カム７０の回転によりポンプリフタ１０が押動されてプランジャ６２が図示上方に移動すると、ポンプ室の容積が縮小させられ（加圧行程）、さらなるカム７０の回転によりプランジャ６２がポンプリフタ１０ともども図示下方に移動すると、ポンプ室の容積が拡大させられ（吸入行程）、これら加圧行程と吸入行程とが交互に繰り返されることにより、燃料が加圧されてデリバリパイプ等に供給されるようになっている。

続いて、ポンプリフタ１０について具体的に説明する。図１に示すように、ポンプリフタ１０は、リフタ本体１１と、転動体３０とを備えて構成されている。リフタ本体１１は、全体が冷間鍛造等の鍛造により一体に形成され、鍛造加工後、リフタ本体１１の外周に研磨加工を施して仕上げられる。

リフタ本体１１は、全体として有底円筒状をなし、開口端側をガイド孔８３の奥方に向ける姿勢でガイド孔８３に収容されている。リフタ本体１１の内側空間には、プランジャ６２の軸方向一端部と、リテーナ６１と、圧縮コイルばね６０とが、それぞれ収容されている。プランジャ６２の軸方向一端部は、リフタ本体１１の底部１５の径方向中心部に当接して支持されている。

リフタ本体１１は、ハウジング８２のガイド孔８３に収容され、カム７０の回転に伴って往復移動可能とされるとともに周方向に回転自在に構成されている。リフタ本体１１の外周面１３は、リフタ本体１１が往復移動する方向に沿って延びるストレート状をなす。具体的には、外周面１３は、ガイド孔８３の内周面８５と同心で内周面８５に沿って摺動可能な断面真円形の摺動面として構成されている。リフタ本体１１の外周面１３と、ガイド孔８３の内周面８５との間には、リフタ本体１１がスムーズに摺動するための隙間が設けられている。リフタ本体１１の外周面１３には、外周面１３より径方向外側に張り出す形で設けられた構造物が設けられない構成となっている。

リフタ本体１１は、転動体３０が摺接する第１凹曲面（凹曲面）１７を有する。詳細には、第１凹曲面１７は、厚肉な底部１５の下面が椀状に凹む形で形成されている。第１凹曲面１７は、転動体３０の上部（上部１／３〜１／２）を略収容可能な深さを有している。言い換えれば、リフタ本体１１は、底部１５が転動体３０の上半分を覆うようにして、外周面１３の下端の位置を転動体３０の中心Ｃ付近まで延長した構成となっている。この第１凹曲面１７の曲率半径は、転動体３０の半径より大きい。リフタ本体１１は、往復移動する際の最下点において、外周面１３の下端がハウジング８２から下方に出てもよい。

転動体３０は、球状をなす。転動体３０は、高炭素クロム軸受鋼鋼材等の耐摩耗性に優れた鋼材からなり、リフタ本体１１及びカム７０より高い強度を有している。本実施形態のリフタ構造は、転動体３０がリフタ本体１１とカム７０との間で転動することにより、リフタ本体１１とカム７０との間で発生する摩擦によるエネルギー損失や発熱を減少させる構造となっている。

カム７０は、略卵型の板状をなし、カムシャフト７１に設けられている。カムシャフト７１は、その軸線がリフタ本体１１の軸線と直交するように配置されている。カム７０は、外周面７３に沿って溝状に設けられ、転動体３０が摺接する第２凹曲面（カム側凹曲面）７５を有する。第２凹曲面７５は、カム７０の外周面７３が全周に亘って断面視円弧状に凹む形で設けられている。第２凹曲面７５は、転動体３０の下部（下部１／４〜１／２）を略収容可能な深さを有している。この第２凹曲面７５は、幅方向における曲率半径が転動体３０の半径より大きく、第１凹曲面１７の曲率半径と同等とされる。

次に、ポンプリフタ１０の組み付け方法と作用について説明する。
実施例１のリフタ構造は、カム７０と転動体３０とリフタ本体１１を順に配置することで、組み付けられる。転動体３０は、その中心Ｃがリフタ本体１１の軸線上に位置するようにして第１凹曲面１７内に配置される。転動体３０は、リフタ本体１１に対して支持軸等を介して取り付けられておらず、カム７０側に付勢されたリフタ本体１１とカム７０との間で挟持される構成となっている。このような構成により、転動体を支持する支持軸等に係る部品点数を低減することができるとともに、支持軸等をリフタ本体にかしめ付けするための工数等を削減することができる。

カム７０が回転すると、転動体３０の転動を伴ってリフタ本体１１がカム７０のリフト量に応じたストローク量で往復移動する。この際、リフタ本体１１の外周面１３がハウジング８２のガイド孔８３の内周面８５に沿って摺動する。なお、リフタ本体１１の外周面１３とガイド孔８３の内周面８５の間、転動体３０と第１凹曲面１７との間、転動体３０と第２凹曲面７５との間には適宜潤滑油が供給される。

ところで、リフタ本体１１がガイド孔８３内を往復移動する間、リフタ本体１１は周方向へ回転する。この点について、リフタ本体にローラが取り付けられた特許文献１の図１に開示の構成と比較しつつ説明する（特開２０１２−２１１５号公報の図１参照）。特許文献１に開示の構成では、リフタ本体に取り付けられたローラの回転方向をカムの回転方向と反対にすべく、リフタ本体の周方向への回転を規制する必要があり、リフタ本体は径方向外側に延出する形態の回り止め部を備える。一方、実施例１では、転動体３０はリフタ本体１１が周方向に回転した任意の姿勢において転動可能であるため、リフタ本体１１は回り止め部を備えず、リフタ本体１１の周方向への回転が許容される。なお、リフタ本体１１には、転動体３０の転動に起因して周方向に回る力が付与され得る。

実施例１によれば、リフタ本体１１の回転を規制する回り止め部を設ける必要がないため、リフタ本体１１を転動体３０側に延長し易い構造となる。具体的には、上記特許文献１に開示の構成では、リフタ本体をローラ側に延長した場合、回り止め部を避けて外周面を断続研磨する必要があり、研磨精度やコストの観点で好ましくない。一方、実施例１では、リフタ本体１１を転動体３０側に延長した場合であっても、外周面１３をスルーフィードで研磨することができる。つまり、実施例１の構造は、外周面１３を精度よく研磨できるとともに、リフタ本体１１の延長に伴って研磨工程に係るコスト増大を招来しにくい構造であると言える。実施例１では、転動体３０の周りを囲む位置までリフタ本体１１を転動体３０側に延長し、延長された分、特許文献１に開示の構成のようなリフタよりも、摺動面である外周面１３の形成範囲が軸方向（図示上下方向）に長くなっている。したがって、実施例１によれば、リフタ本体１１の姿勢の安定化を図ることができ、リフタ本体１１がその軸線を上下方向に向けた姿勢を維持しながらガイド孔８３内を往復移動することができる。その結果、リフタの軸方向の長さ（高さ寸法）が短いことに起因してリフタがガイド孔８３内で傾いた姿勢をとるといった現象を抑えることができ、ハウジング８２に対するポンプリフタ１０のコッキングを効果的に抑制することができる。

さらに、実施例１によれば、リフタ本体１１が周方向に回転自在であって回り止め部を備えないから、コッキングの方向が回り止め部の位置により規定されることがない。具体的には、上記特許文献１に開示の構成のような構成では、リフタ本体が回り止め部を揺動軸とするようにして傾いて、リフタ本体の対角隅部と、ガイド孔の内周面においてリフタ本体の対角隅部が当たる部位の摩耗が局所的に進行し易くなる。一方、実施例１では、リフタ本体１１は軸方向に対して任意の方向に傾き得るから、コッキングにより摩耗が生じる部位をガイド孔８３とリフタ本体１１の周方向に分散することができる。このため、コッキングによるリフタ本体１１やガイド孔８３の内周面８５の局所的な摩耗を抑制することができる。

続いて、転動体３０が第１凹曲面１７と第２凹曲面７５との間において転動する態様について説明する。カム７０が回転すると、転動体３０がカム７０の第２凹曲面７５上を転がるようにしてカム７０の回転方向に沿って転動する。リフタ本体１１は、カム７０の回転方向に沿って回転しないため、転動体３０はリフタ本体１１の第１凹曲面１７上を滑るようにして転動することになる。第１凹曲面１７と転動体３０との間には潤滑油が介在しており、転動体３０が第１凹曲面１７内においてスムーズに転動できるようになっている。実施例１では、第１凹曲面１７及び第２凹曲面７５の双方の曲率半径が、転動体３０の半径より大きいから、第１凹曲面１７内及び第２凹曲面７５内において転動体３０の位置の自由度が高くなり、リフタ本体１１とカム７０とのミスアライメントを吸収することができる。また、第１凹曲面１７の曲率半径が転動体３０の半径より大きいから、転動体３０が第１凹曲面１７上で転動する際に転動面が変化し易く、転動体３０の滑りによる第１凹曲面１７の急激な摩耗の進展を防ぐことができる。

＜他の実施例＞
以下、他の実施例を簡単に説明する。
（１）上述した実施例１のリフタは、動弁機構に設けられたバルブリフタや、ロッカアームに適用することが可能である。例えば、ロッカアームは、ローラを転動体に変えて構成すればよい。
（２）リフタ本体において、転動体が摺接する面の形状は凹曲面に限られない。また、その形状、曲率半径も適宜設計可能である。また、リフタ本体の形状は適宜変更可能であり、例えば、カムと干渉しない範囲において、底部から下方に延びるスカート部を有していてもよい。
（３）カムにおいて、転動体が摺接する面の形状は凹曲面に限られない。また、その形状、曲率半径も適宜設計可能である。また、カムの形状も適宜変更可能であり、略三角形をなしていてもよい。

１１…リフタ本体
１３…外周面
１７…第１凹曲面（凹曲面）
３０…転動体
７０…カム
７３…第２凹曲面（カム側凹曲面）
８２…ハウジング
８３…ガイド孔

Claims (5)

1. ハウジングのガイド孔に収容され、カムの回転に伴って往復移動可能とされるとともに周方向に回転自在に構成されたリフタ本体と、
   前記カムと前記リフタ本体の間において転動自在に保持される転動体と、を備えるリフタ構造。
2. 前記リフタ本体は、前記転動体が摺接する凹曲面を有する請求項１に記載のリフタ構造。
3. 前記凹曲面の曲率半径は前記転動体の半径より大きい請求項２に記載のリフタ構造。
4. 前記カムは、外周面に沿って溝状に設けられ、前記転動体が摺接するカム側凹曲面を有する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のリフタ構造。
5. 前記リフタ本体の外周面は、前記往復移動する方向に沿って延びるストレート状をなす請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のリフタ構造。

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