JP2720264B2

JP2720264B2 - ロッカーアーム

Info

Publication number: JP2720264B2
Application number: JP36038192A
Authority: JP
Inventors: 泰伸川上; 直樹上出; 泰三北村; 博一福田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1992-12-28
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 1998-03-04
Anticipated expiration: 2013-03-04
Also published as: JPH06200716A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の動弁機構に用
いられるロッカーアームに関し、さらに詳しくは、製造
が容易で、ローラー取り付け部における摺動が良好であ
るローラー式ロッカーアームに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】一般
に、自動車等における４サイクルエンジンにおいては、
シリンダー内への混合気の吸入及び燃焼排ガスの排出
は、それぞれ吸気バルブ及び排気バルブの作動により行
われる。たとえば、広く用いられているオーバーヘッド
カムシャフト方式においては、図３に示すように、クラ
ンクシャフト６によって駆動されるカムシャフト７をシ
リンダ３の頭上に配置し、このカムシャフト７に設けら
れたカム２の回転に応じたカムリフトの変化を、カム２
と接触するロッカーアーム10を通じて吸気又は排気バル
ブ４のバルブステム41に伝える構造となっている。ここ
で、バルブ４は所要のバルブリフトまで移動してバルブ
が開き、吸気又は排気が行われる。なお、バルブ４はカ
ムの回転に応じ、バルブスプリング42の張力によって閉
じられることになる。

【０００３】このような動弁機構に用いられるロッカー
アーム10は、エンジン内（シリンダ３内）での爆発に合
わせて高速で回転するカム２といわば常時衝突するよう
に接触することになるので、カム２との当接面（接触
面）は非常に磨耗しやすい部位となる。

【０００４】そこで、カムとの当接部分にローラーを配
置したいわゆるローラー式のロッカーアームが提案され
実用化されている。この種のロッカーアームは、たとえ
ば図４及びそのＢ−Ｂ断面図である図５に示すように、
ロッカーアーム本体部11の一方の端部に一対のアーム部
11a 、11a を設け、この一対のアーム部11a 、11a 間に
シャフト13を介してローラー12を取り付けた構造となっ
ている。ここで、図５からわかるように、シャフト13の
両端部は一対のアーム部11a 、11a に設けられた穴部1
4、14に嵌入して本体部11に固定されており、一方、ロ
ーラー12はシャフト13に遊嵌して（シャフト13のまわり
を回転可能となって）いる。ローラー12はシャフト13と
焼き付けを起こすことなく回転する必要があるので、ロ
ーラー12とシャフト13との間の潤滑性を向上させるた
め、一般に、シャフト13内にオイル供給用貫通孔19を設
けている。このような貫通孔19を形成する加工には手間
がかかる。また、アーム部11a にシャフト13を確実に固
着しなければならないので、ロッカーアームの設計の自
由度が狭められる（たとえば、強度を得るためにアーム
部11a を大きくしなければならない等）欠点がある。

【０００５】したがって本発明の目的は、製造が容易
で、ローラーの摺動が良好なローラー式ロッカーアーム
を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的に鑑み、一端に
二股状のアーム部を有する本体部と、アーム部間にシャ
フトを介して取り付けられたローラーとからなるローラ
ー式のロッカーアームについて鋭意研究の結果、本発明
者等は、ローラーをシャフト中央部に固着するととも
に、シャフトの両端部をアーム部に設けた穴部に遊嵌さ
せた構造とすれば、特にシャフト内部に注油のための管
部を設ける必要はなく、良好な潤滑性を有するローラー
式ロッカーアームとすることができることを発見し、本
発明に想到した。

【０００７】すなわち、本発明のロッカーアームは、
(a) 一端に、実質的に平行に延出する一対のアーム部を
有するロッカーアーム本体部と、(b) 前記一対のアーム
部間に渡されたシャフトと、(c) 前記一対のアーム部間
に位置するように前記シャフトに装着されたローラーと
からなり、前記ローラーは前記シャフトの中央部に固着
しており、また前記シャフトの両端部は前記一対のアー
ム部に設けた穴部に遊嵌していることを特徴とする。

【０００８】

【実施例及び作用】図１は本発明の一実施例によるロー
ラー式のロッカーアームを示しており、(a) はその側面
図であり、(b) はローラー取り付け部付近の上面図であ
る。

【０００９】ロッカーアーム１は、一方の端部に一対の
アーム部11a 、11a を有する本体部11と、一対のアーム
部11a 、11a 間に設置されるローラー12と、ローラー12
を装着するシャフト13とを有する。本体部11は、ほぼ中
央部に、ロッカーアーム１をエンジンに取り付けるため
のシャフト用の穴18を有している。また、図１(b) から
わかるように、一対のアーム部11a 、11a は実質的に平
行に延びている。なお、一対のアーム部11a 、11a の形
成部位と反対側の端部16は、吸（排）気用のバルブのス
テム端部の取り付け部位となる。

【００１０】一対のアーム部11a 、11a 間には、円柱状
のシャフト13を介して円筒状のローラー12が設けられて
いる。ローラー12の取り付け構造を図１(a) のＡ−Ａ断
面図である図２を用いて説明する。まず、シャフト13の
両端部は、それぞれアーム部11a 、11a に設けた穴部1
4、14に挿入されている。ここで、シャフト13の直径Ｒ
₁は、アーム部11a に設けた穴部14の直径Ｒ₂よりわず
かに小さく（Ｒ₂−Ｒ₁＝２ｄ）なっており、そのため
シャフト13は本体部11に対して回転可能となる。本体部
11の穴部14の内表面とシャフト13の表面との間のクリア
ランスｄは、シャフト13の径Ｒ₁の大きさによって多少
変更するが、Ｒ₁が５〜１５mmの場合、クリアランスｄ
は２〜１５μｍとするのが好ましい。

【００１１】一方、ローラー12は、シャフト13の中央部
に固着している。換言すれば、シャフト13はローラー12
の中央部に設けられた穴部に嵌入している。したがっ
て、シャフト13とローラー12とは一体的に回転すること
ができる。

【００１２】ローラー12の穴部にシャフト13を取り付け
るには、焼き嵌め、圧入等の方法を採用することができ
る。また、ローラー12の穴部の内表面とシャフト13との
間に接着剤を介在させ、両者を固着することもできる。

【００１３】焼き嵌めや圧入でローラー12をシャフト13
に固定する場合、焼き嵌め又は圧入前のローラー12の穴
部の径は、Ｒ₁より0.03〜0.2 ％程度小さくしておくの
が好ましい。また、ローラー12の抜け又は位置の変化を
防止するために、あらかじめ、ローラー12の穴部の内表
面及び／又はシャフト13の表面粗さを１〜２０μｍ（JI
S B 0601による）としておくのが好ましい。ローラー12
及びシャフト13の少なくとも一方の表面を上記の面粗さ
としておくと、ローラー12がシャフト13上を変動した
り、抜けたりするようなことはない。ただし、シャフト
13の表面において、本体部11の穴部14内に遊嵌する部分
は、表面粗さを0.001 〜0.8 μｍとするのが好ましい。

【００１４】ローラー12において、シャフト13が嵌入し
ている穴部の開口縁は、シャフト13に沿った断面（図２
がこれに相当する）において、小さな曲率半径Ｒ₃を有
する滑らかな凸曲線状となるように面取りされている。
シャフト13が嵌入するローラー12の穴部の開口縁をこの
ように滑らかな凸曲面状に面取りしておくと、両者の接
触端部におけるローラー12によるシャフト13の締めつけ
の応力が緩和される。なお、ローラー12とシャフト13と
の接触端部に形成された小さな間隙部（ローラーの穴部
の開口縁の面取り部とシャフト13との間の隙間部）はオ
イル（シャフトの回転のための潤滑油）溜めの役割を果
たすことができる。

【００１５】ローラー12の穴部の開口縁における曲率半
径Ｒ₃は、ロッカーアームの大きさ（特にシャフト径Ｒ
₁）やローラー12及びシャフト13の材質等によるが、一
般に、Ｒ₃は0.2 〜0.6 mmとするのが好ましい。

【００１６】なお、ローラー12における穴部の開口縁
を、シャフト13の軸線に沿った断面（図２）においてほ
ぼ直角となるように形成すると（すなわち、ローラー12
の穴部の開口縁をはっきりとした稜線を有する角部とす
ると）、この角部において大きな締めつけの応力が発生
する。このような大きな応力が発生すると、シャフト13
の破損を引き起こしやすい。ところが、本発明において
は、上述の通りローラー12の穴部の開口縁を滑らかな曲
面状に面取りしているので、このようなことは起こらな
い。

【００１７】本発明では、ロッカーアーム本体部11、ロ
ーラー12、及びシャフト13を共に金属から形成すること
ができる。また、ロッカーアーム本体部11及びローラー
12は金属から形成し、シャフト13のみをセラミックスか
ら形成することもできる。

【００１８】ロッカーアーム本体部11、ローラー12を形
成する金属としては、鋳鉄、アルミニウム合金などの鋳
造合金を用いることができる。また、チタン、鉄系の焼
結材等を用いることもできる。なお、シャフト13を金属
から形成する場合にも、上述した材料を用いることがで
きる。

【００１９】一方、シャフト13をセラミックスから形成
する場合、用いることができるセラミックスとしては、
窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化チタン、炭化珪素、
炭化チタン、アルミナ、ジルコニアのいずれかを主成分
とするものが挙げられる。融点が高く（したがって軟化
点が高く）、良好な靭性を有し、耐圧強度が高く、さら
に良好な機械的強度を有するものという観点からは、特
に窒化珪素を用いるのが好ましい。

【００２０】このようなセラミックスからシャフト13を
形成すれば、シャフト13の磨耗は確実に防止できる。ま
た、セラミックスは一般に金属より軽量であるので、耐
磨耗性の向上のみならず、ロッカーアームの軽量化も達
成することができる。さらに、シャフト13をセラミック
スから形成すると、アーム部11a とシャフト13との間の
焼き付きを確実に防止することができる。

【００２１】以上、本発明を添付図面を参照して詳細に
説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の思想
を逸脱しない限り種々の変更を施すことができる。

【００２２】

【発明の効果】以上に詳述したように、本発明のローラ
ー式ロッカーアームにおいては、ローラーと、それを取
り付けるシャフトとは一体化されており、シャフトの両
端部でロッカーアームの本体部に設けたアーム部に遊嵌
されている。したがって、従来のローラー式ロッカーア
ームの場合と異なり、ローラーのスムーズな回転を得る
ための注油管等をシャフト内部に形成する必要はなく、
注油機構はずっと簡単なものとなる。また、シャフトを
取り付けるアーム部をコンパクトにすることができ、設
計上大きな自由度が得られる。

【００２３】特に、シャフトをセラミックスで形成する
と、その分だけ、従来の金属製のロッカーアームより軽
量とすることができる。

【００２４】本発明のロッカーアームは、自動車のエン
ジンをはじめとする各種内燃機関に適用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるローラー式ロッカーア
ームを概略的に示しており、(a) は側面図であり、(b)
は部分平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】内燃機関の吸排気バルブ作動システムを示す部
分概略斜視図である。

【図４】従来のローラー式ロッカーアームの一例を示す
側面図である。

【図５】図４のＢ−Ｂ断面図である。

【符号の説明】

１、10、10a ローラー式ロッカーアーム２カム３シリンダ４バルブ６クランクシャフト７カムシャフト 11 ロッカーアーム本体部 11a アーム部 12 ローラー 13 シャフト

フロントページの続き (72)発明者福田博一埼玉県和光市中央一丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (56)参考文献特開昭63−179106（ＪＰ，Ａ) 実開昭60−159805（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】 (a) 一端に、実質的に平行に延出する一
対のアーム部を有するロッカーアーム本体部と、(b) 前
記一対のアーム部間に渡されたシャフトと、(c) 前記一
対のアーム部間に位置するように前記シャフトに装着さ
れたローラーとからなるロッカーアームにおいて、前記
ローラーは前記シャフトの中央部に固着しており、また
前記シャフトの両端部は前記一対のアーム部に設けた穴
部に遊嵌していることを特徴とするロッカーアーム。
【請求項２】請求項１に記載のロッカーアームにおい
て、前記シャフトの表面及び／又は前記シャフトを嵌入
する前記ローラーの穴部の内面の表面粗さが１〜２０μ
ｍであることを特徴とするロッカーアーム。
【請求項３】請求項１又は２に記載のロッカーアーム
において、前記シャフトがセラミックスからなることを
特徴とするロッカーアーム。