JP4062096B2 - ローラフォロアおよびローラフォロアを有するエンジンの動弁機構 - Google Patents

Description

【０００１】
[発明の属する技術の分野]
本発明は、ローラフォロアおよびローラフォロアを有するエンジンの動弁機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ローラフォロアは、例えば、自動車等のエンジンの動弁機構や、その他の各種カム機構等に用いられている。このローラフォロアは、互いに対向する一対の側壁間に架設された支軸に対して、カム等の外部の部材に当接するローラが回転自在に設けられた構成となっている。
【０００３】
従来のこの種のローラフォロアでは、支軸の外周面とローラの内周面との間に、フローティングブッシュとも称される円筒状のすべり軸受を介在させたものがある（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３４９０７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に示すような、すべり軸受を有するローラフォロアでは、理想的には、ローラの回転数に対して、その２分の１程度の回転数ですべり軸受が回転することが望ましい。このような回転の状況では、支軸とすべり軸受とで等分に負担を分け合うことになり、一方のみが早期に損耗するようなことがない。
【０００６】
しかし、上記の回転状況を実現するのは難しく、それには少なくとも、支軸とすべり軸受との間、およびすべり軸受とローラとの間にそれぞれ適正な隙間を設定するとともに、軸端部分を密封空間として潤滑油が充分に行き渡るようにする必要がある。
【０００７】
ところが、ローラフォロアは、軸端側が開放された構造であって、貧潤滑の条件下で使用されるのが普通である。そのため、ローラとすべり軸受との間に適度なすべりが生じず、すべり軸受がローラに同期して共回転してしまう。これで、支軸の負担が大きくなり、支軸の損耗を早めることになる。
【０００８】
本発明は、上記の実情に鑑み、すべり軸受に対するローラの相対回転数を増加させて、支軸の早期の損耗を防止することを課題とする。
【０００９】
[課題を解決するための手段]
上述した課題を達成するために、本発明は、互いに間隔をおいて対向する一対の側壁と、これら側壁間に架設される支軸と、この支軸に対して所要の環状空間を存して回転自在に設けられるローラと、ローラと支軸との間の環状空間に介装されるすべり軸受とを備え、前記すべり軸受は、支軸の外周面ともローラの内周面ともすべり接触し、その軸方向端面が、ローラの軸方向端面より大きい表面粗さを有する粗面となっているとともに、前記側壁の内面に接している。
【００１０】
上記の構成によれば、すべり軸受の軸方向端面は粗面であるので、側壁の内面に接することで、その回転が抑えられる。これ対して、ローラの軸方向端面は、すべり軸受の端面より平滑な面であるので、側壁の内面に接しても、あまり抵抗を受けずに、すべり軸受より高速で回転することが可能である。そのため、すべり軸受は、ローラに同期して共回りするようなことがなく、すべり軸受に対するローラの相対回転数が増加し、理想的な回転状況に近づく。これで、支軸とすべり軸受とで負担を分け合うことになり、支軸の早期の損耗が防止される。
【００１１】
上記構成のローラフォロアにおいて、ローラの軸方向端面は、研削された平滑面であり、すべり軸受の軸方向端面は未研削の粗面であるとした場合は、従来、行っていた滑り軸受の軸方向端面の研削を省略することができ、コストの削減に役立つ。
本発明に係るローラフォロアは、好ましくは、前記すべり軸受は、内径側から外径側に潤滑油を導くための径方向に貫通する貫通孔が形成されている。
本発明に係るローラフォロアは、好ましくは、前記支軸の外周面に溝状の油路が形成されている。
本発明に係るローラフォロアは、好ましくは、前記ローラの軸方向端面は、研削された平滑面であり、前記すべり軸受の軸方向端面は未研削の粗面である。
本発明に係るローラフォロアを有するエンジンの動弁機構は、本発明の上記ローラフォロアを有するエンジンの動弁機構であって、ローラフォロアの前記一対の側壁を含む胴体の長手方向一端部に、傾動支持部となるラッシュアジャスタの上端部に嵌合するピボット部を設け、前記胴体の長手方向他端部に、バルブ軸に当接されるバルブ係合部を設け、前記ローラの外周面がカムに当接するように設けている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
本発明の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明すると、図１および図２は、本発明の第１実施形態を示すもので、図１は第１実施形態に係るローラフォロアの縦断面図、図２は、図１のローラフォロアの一部の拡大縦断面図である。図３は、図１のローラフォロアの変形例を示す半部の縦断面図である。
【００１３】
図１において、符号１はローラフォロアの全体を示し、２，３は側壁、４は支軸、５はローラ、６はすべり軸受である。側壁２，３は、２つ一対で、互いに間隔をおいて平行に対向している。ローラフォロア１を含む機構がロッカアームである場合、前記側壁２，３は、ロッカアームの胴体の側壁である。
【００１４】
支軸４は、通常、焼き入れ、浸炭、窒化等の硬化処理を施した鋼材で構成されるもので、一対の側壁２，３間に架橋状に取り付けられる。この支軸４は、側壁２，３の取り付け孔２ａ，３ａに挿入した後、かしめにより側壁２，３に固定されるか、あるいは側壁２，３の取り付け孔２ａ，３ａに圧入することで側壁２，３に固定される。
【００１５】
この支軸４および前記側壁２，３の一方には、外部から潤滑油を支軸４の外周面側に導く油路７，８が形成されている。この油路７，８は、側壁２，３側の油路７と、支軸４側の油路８からなり、側壁２，３の側の油路７は、一対の側壁２，３のうち、一方の（図１では右側の）側壁３の板厚内に、取り付け孔３ａに貫通する形で穿設されている。支軸４側の油路８は、前記側壁３の油路７と合致する位置から、支軸４の内部を軸方向に対して斜めに貫通して、両側壁２，３間の間隔の軸方向中央位置で、支軸４の外周面に開口している。
【００１６】
ローラ５は、一対の側壁２，３間の間隔内で、前記支軸４に対して所要の環状空間を存して回転自在に設けられるもので、その外周面にはカム等の外部の部材（図１および図２には図示せず）が当接するようになっている。このローラ５と前記支軸４との間の環状空間内に、円筒状のすべり軸受６が設けられる。
【００１７】
すべり軸受６は、支軸４の外周面ともローラ５の内周面ともすべり接触するもので、焼き入れ、浸炭、窒化等の硬化処理を施した鋼材で構成される。このすべり軸受６には、その内径側から外径側に潤滑油を導くための径方向に貫通する貫通孔１０が形成されている。また、すべり軸受６の内周面にはその周方向に沿って、前記貫通孔１０の開口部となる環状溝１１が形成されている。
【００１８】
すべり軸受６では、外周面と内周面とは平滑に研削されているが、軸方向端面６ａは、研削されないままの粗面となっている。すなわち、すべり軸受６の外周面および内周面の表面粗さをそれぞれＳ６o、Ｓ６ｉとし、軸方向端面６ａの表面粗さをＳ６ａとすると、Ｓ６ａ＞Ｓ６oであり、またＳ６ａ＞Ｓ６ｉである。
【００１９】
一方、前記ローラ５では、外周面と内周面とは平滑に研削されるとともに、軸方向端面５ａも研削されて平滑面となっている。このローラ５の軸方向端面５ａと、すべり軸受６の軸方向端面６ａとを対比すると、すべり軸受６の軸方向端面６ａは、ローラ５の軸方向端面５ａよりも粗面となっている。
【００２０】
このように、すべり軸受６の軸方向端面６ａとローラ５の軸方向端面５ａとの間で、表面粗さが異なるようにしているのは、各軸方向端面５ａ，６ａと側壁２，３の内面との接触によるすべり摩擦に差を付けて、すべり軸受６に対して、ローラ５をより抵抗少なく回転可能とするためである。したがって、すべり軸受６の軸方向端面６ａの表面粗さＳ６ａに対して、ローラ５の軸方向端面５ａの表面粗さをＳ５ａとすると、Ｓ６ａ＞Ｓ５ａであればよい。具体的には、ＪＩＳ表面粗さの算出数値の一つであるＲａ（中心線平均粗さ）で表せば、ローラ５の軸方向端面５ａのＲａ（５ａ）は、１．５以下で、すべり軸受６の軸方向端面６ａのＲａ（６ａ）は、１．５を越える値であればよい。すなわち、Ｒａ（５ａ）≦１．５、Ｒａ（６ａ）＞１．５であればよい。
【００２１】
上記構成のローラフォロア１において、支軸４とすべり軸受６との間には、支軸４を貫通する油路８を通じて潤滑油が供給され、すべり軸受６とローラ５との間には、すべり軸受６の貫通孔１０を通じて潤滑油が供給される。しかし、すべり軸受６およびローラ５の軸端部分は、外部に対して開放された構造であるので、すべり軸受６やローラ５は、貧潤滑の条件下で回転することが多く、すべり軸受６はローラ５と同期して共回りするおそれがあるが、この実施形態では、ローラ６に対するすべり軸受５の共回りは生じない。
【００２２】
すなわち、すべり軸受６の軸方向端面６ａは粗面であるので、側壁２，３の内面に接することで、その回転が抑えられる。これ対して、ローラ５の軸方向端面５ａは、すべり軸受６の軸方向端面６ａより平滑な面であるので、側壁２，３の内面に接しても、あまり抵抗を受けず、より高速で回転することが可能である。そのため、すべり軸受６は、ローラ５と共回りせず、すべり軸受６に対するローラ５の相対回転数が大きい。その結果、支軸４とすべり軸受６とでほぼ等分に負担を分け合うことになり、支軸４が早期に損耗することが防止される。
【００２３】
また、すべり軸受６の軸方向端面６ａについては、従来、行っていた同端面６ａの研削を省略すればよく、実施が容易であるばかりでなく、コストを削減しうる。
【００２４】
なお、すべり軸受６の軸方向端面６ａと側壁２，３の内面との間には、摩擦が生じるが、側壁２，３の内面は直接荷重を受ける面ではないので、特に問題はなく、側壁２，３の内面やすべり軸受６の軸方向端面６ａが損耗することがない。
【００２５】
図３は、第１実施形態の変形例を示すものである。第１実施形態では、ローラ５とすべり軸受６とはほぼ同じ軸方向幅であるが、この変形例では、すべり軸受６の軸方向幅Ｌ６は、ローラ５の軸方向幅Ｌ５より狭い幅に設定されていて（Ｌ６＜Ｌ５）、これにより、ローラ５の内径側であって、すべり軸受６の軸端側には潤滑油を貯溜しうる空間９が形成されている。その他の構成は、図１に図示のローラフォロアと変わらない。
【００２６】
上記構成において、実際の使用状況では、ローラ５とすべり軸受６とは、軸方向の一方に偏った位置で回転するのが普通で、ローラ５に対してすべり軸受６の軸方向幅が狭くても、ローラ５の軸方向端面５ａが一方の側壁２（３）の内面に接するときには、すべり軸受６の軸方向端面６ａも同じ側の側壁２（３）の内面に接触する。このとき、両軸方向端面５ａ，６ａの表面粗さの違いに応じて、すべり軸受６の回転は抑えられるが、ローラ５は、抵抗少なくより高速で回転しうるようになる。その結果、図１に図示したローラフォロア１におけるのと同様に、すべり軸受６に対するローラ５の相対回転数が増加し、支軸４への負担が軽減される。
【００２７】
また、上記構成のローラフォロアでは、すべり軸受６の軸端側には空間９が形成されていて、この空間９には、支軸４の油路８を通じて導入される潤滑油が貯溜される。したがって、すべり軸受６の外周面とローラ５の内周面との間には、前記の空間９から潤滑油が供給され、また、すべり軸受６の貫通孔１０を通じても潤滑油が供給される。このため、すべり軸受６とローラ５との間には充分の量の潤滑油が与えられ、すべり軸受６に対して、ローラ５は抵抗少なく回転しうるようになっている。この点からも、すべり軸受６に対するローラ５の相対回転数が増加し、支軸４への負担が一層軽減される。
【００２８】
〔他の実施形態〕
図４は本発明の第２実施形態に係るローラフォロアの縦断面図である。この実施形態のローラフォロア１２では、側壁３（もしくは２）の側から支軸４の外周側に潤滑油を供給する油路として、支軸４の外周面に溝状の油路１３が形成されている。この油路１３は、一方の側壁３の支軸用取り付け孔３ａの内側で、側壁３の側の油路７に連通し、他方の側壁２の側まで延出している。すべり軸受６には、径方向に貫通する貫通孔１０が形成されているが、この貫通孔１０は省略してもよい。この第２実施形態において、すべり軸受６の軸方向端面６ａが、ローラ５の軸方向端面５ａより粗面となっている点は、前記の第１実施形態のローラフォロア１の場合と同じである。その他の構成は、第１実施形態のものと同じでよく、第１実施形態のローラフォロア１の各部と対応する部分には、同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００２９】
この第２実施形態のローラフォロア１２では、第１実施形態のローラフォロア１と同様に、ローラ５の軸方向端面５ａと、すべり軸受６の軸方向端面６ａとがそれぞれ側壁２（３）の内面に接触すると、両軸方向端面５ａ，６ａの表面粗さの違いに応じて、すべり軸受６の回転は抑えられるが、ローラ５は、抵抗少なくより高速で回転しうる。その結果、すべり軸受６に対するローラ５の相対回転数が増加し、支軸４への負担が軽減される。
【００３０】
また、上記構成のローラフォロアでは、外部から供給される潤滑油は、側壁の油路７から、支軸４側の油路１３を経て、支軸４の外周面とすべり軸受６の内周面との間に供給され、さらに、すべり軸受６とローラ５との間には、すべり軸受６の貫通孔１０を通じて潤滑油が供給される。これにより、すべり軸受６に対してローラ５が回転しやすくなり、すべり軸受６に対するローラ６の相対回転数が一層増加し、支軸４への負担が軽減される。
【００３１】
図５は本発明の第３実施形態に係るローラフォロアの縦断面図である。この実施形態のローラフォロア１４では、側壁３（もしくは２）の側から支軸４の外周側に潤滑油を供給する油路は省略されている。また、すべり軸受６を径方向に貫通する貫通孔も省略されている。すべり軸受６の軸方向端面６ａが、ローラ５の軸方向端面５ａより粗面となっている点は、前記の第１実施形態のローラフォロア１の場合と同じである。その他の構成は、第１実施形態のものと同じでよい。
【００３２】
この第３実施形態のローラフォロア１４においても、ローラ５の軸方向端面５ａと、すべり軸受６の軸方向端面６ａとがそれぞれ側壁２（３）の内面に接触すると、両軸方向端面５ａ，６ａの表面粗さの違いに応じて、すべり軸受６の回転は抑えられるが、ローラ５は、抵抗少なくより高速で回転しうるようになり、その結果、すべり軸受６に対するローラ５の相対回転数が増加し、支軸４への負担が軽減される点は、第１実施形態のローラフォロア１と同じである。
【００３３】
次に、本発明のローラフォロアを含む機構について述べる。図６は、本発明のローラフォロアを含む機構の一実施形態の側面図で、同図には、ＯＨＣ型式エンジンの動弁機構に用いられるエンドピボット型のロッカアームを例示している。図６において、符号２０はロッカアームの全体を示し、２１はカム、２２は、傾動支持部となるラッシュアジャスタ、２３はバルブ軸である。
【００３４】
ロッカアーム２０は、互いに間隔をおいて対向する一対の側壁２，３（但し、側壁３は図６にあらわれていない）を含む胴体２４を備えている。胴体２４の長手方向一端部には、ラッシュアジャスタ２２の上端部に嵌合するピボット部２５が設けられ、長手方向他端部には、バルブ軸２３に当接されるバルブ係合部２６が設けられている。そして、胴体２４の長手方向中間部に、図１に示したローラフォロア１(図３のローラフォロア１、図４のローラフォロア１２、もしくは図５のローラフォロア１４のこともある)が設けられており、このローラフォロア１のローラ５の外周面が、前記のカム２１に当接するようになっている。
【００３５】
このロッカアーム２０では、ローラ５の軸方向端面５ａとすべり軸受６の軸方向端面６ａとの表面粗さの違いに応じて、すべり軸受６の回転は抑えられるが、ローラ５は、抵抗少なくより高速で回転可能となる。その結果、すべり軸受６に対するローラ５の相対回転数が増加して支軸４への負担が軽減され、支軸４の早期の損耗が防止される。その結果、ロッカアーム２０は長期間の使用が可能になる。
【００３６】
なお、本発明のローラフォロアは、ＯＨＶ型式エンジンの動弁機構において、ロッカアームの傾動により上下するプッシュロッドの先端のラッシュアジャスタに設けてもよく、使用個所は、上記実施形態のものに限定されない。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、従来のローラフォロアより、すべり軸受に対するローラの相対回転数が増加し、これによって、すべり軸受と支軸とで負担を分け合うことになるので、支軸に集中的に負担がかかることがなくなり、支軸の早期の損耗が防止される。
【００３８】
ローラの軸方向端面を研削により平滑面にする一方、すべり軸受の軸方向端面を未研削の粗面とすることで、両軸方向端面の間で表面粗さに差を付けるようにすると、従来行っていたすべり軸受の軸方向端面の研削を省略することができ、コストの削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るローラフォロアの縦断面図である。
【図２】図１のローラフォロアの一部の拡大縦断面図である。
【図３】図１のローラフォロアの変形例を示す半部の縦断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るローラフォロアの縦断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係るローラフォロアの縦断面図である。
【図６】本発明のローラフォロアを含む機構の側面図で、エンドピボット型のロッカアームを例示している。
【符号の説明】
１ ローラフォロア
２ 側壁
３ 側壁
４ 支軸
５ ローラ
５ａ ローラの軸方向端面
６ すべり軸受
６ａ すべり軸受の軸方向端面

Claims (5)

1. 互いに間隔をおいて対向する一対の側壁と、これら側壁間に架設される支軸と、この支軸に対して所要の環状空間を存して回転自在に設けられるローラと、ローラと支軸との間の環状空間に介装されるすべり軸受とを備え、
   前記すべり軸受は、支軸の外周面ともローラの内周面ともすべり接触し、その軸方向端面が、ローラの軸方向端面より大きい表面粗さを有する粗面となっているとともに、前記側壁の内面に接していることを特徴とするローラフォロア。
2. 前記すべり軸受は、内径側から外径側に潤滑油を導くための径方向に貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のローラフォロア。
3. 前記支軸の外周面に溝状の油路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のローラフォロア。
4. 前記ローラの軸方向端面は、研削された平滑面であり、前記すべり軸受の軸方向端面は未研削の粗面であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のローラフォロア。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載のローラフォロアを有するエンジンの動弁機構であって、
   ローラフォロアの前記一対の側壁を含む胴体の長手方向一端部に、傾動支持部となるラッシュアジャスタの上端部に嵌合するピボット部を設け、前記胴体の長手方向他端部に、バルブ軸に当接されるバルブ係合部を設け、前記ローラの外周面がカムに当接するように設けていることを特徴とするエンジンの動弁機構。

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