JPH0137126Y2

JPH0137126Y2 -

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Publication number: JPH0137126Y2
Application number: JP1982051030U
Authority: JP
Priority date: 1982-04-08
Filing date: 1982-04-08
Publication date: 1989-11-09
Also published as: JPS58152502U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、一端部がカムシヤフトのカムに接触
する一方、他端部がエンジンの吸気弁または排気
弁（以下吸排気弁と総称する）と連携し、上記カ
ムの作用により中間部を支点として揺動すること
によつて吸排気弁を開閉するロツカアームに関
し、特にカムに接触すべき部分がカム接触部材と
してアーム本体とは別体に構成されたロツカアー
ムに関する。

ロツカアームは、回転するカムシヤフトに固設
されたカムのカムフオロワとして働くものであ
り、その機能上、耐摩耗性が強く要求される。し
かし従来のようにロツカアーム全体を高級材で一
体に製作すると価格が高くなつてしまう。そこ
で、カムに接触する部分を別体として耐摩材から
なるカム接触部材となし、この部材をロツカアー
ム本体の一端に溶接あるいはリベツト接合等する
ことによつて高級材の節約したり、そのアーム本
体をアルミニウム製等にすることでロツカアーム
の軽量化を図ることが考えられる。

ところが、溶接による固定では溶接の可否の面
からカム接触部材の材質が制限され、他方、リベ
ツト接合によるものとしても、リベツトをカム接
触部材と別部材にした場合には接触部材のカム接
触面の面積が減ずることを避け得ず、またリベツ
トを接触部材と一体構成にする場合には頭部形成
の可否によつて接触部材の材質が限られてくる問
題があり、いずれにしてもカム接触部材の材質選
択の自由度が小さい欠点がある。

しかも溶接やリベツト接合による固定では、カ
ム接触部材が長期の使用によつて摩耗した場合
に、それを交換することが不可能であるため、ア
ーム本体が継続使用できる場合であつても全体を
新しいものと取替えなければならず、その無駄が
大きい。

本考案は以上のような事情を背景として、ロツ
カアームをアーム本体とカム接触部材とを含んで
構成する場合に、その接触部材の耐摩材料を巾広
く選択できかつ接触部材の交換が可能なロツカア
ームを提供することを目的としてなされたもので
あらり、その要旨とするところは、カム接触部材
およびアーム本体のいずれか一方に長手方向に沿
つて溝幅がテーパ状に狭くなるアリ溝を設ける一
方、他方にかつ、アーム本体に、アリ突起とアリ
溝との嵌合を伴うカム接触部材のアーム本体への
取付けを弾性変形により許容するとともに、アリ
突起とアリ溝とのしまり嵌合状態においてカム接
触部材に弾性力をもつて当接し、カム接触部材の
アーム本体からの離脱を阻止するストツパを設け
た点にある。

以上のように構成されたロツカアームにおいて
は、ストツパをカム接触部材のアーム本体への取
付けを許容する状態に弾性変形させて、アリ突起
とアリ溝とを嵌合させつつカム接触部材をアーム
本体に組み付ける。アリ突起とアリ溝とがしまり
嵌合した状態でストツパがカム接触部材に弾性的
に当接する状態となり、カム接触部材とアーム本
体とは強固に固定されることとなる。

アリ突起およびアリ溝がテーパ状に形成されて
いるため、両者がしまり嵌合された状態ではアリ
突起の楔作用によつてアリ溝が若干押し広げられ
た状態となり、アリ溝の弾性力（復元力）によつ
てアリ突起はアリ溝に強固に嵌合され、高い面圧
をもつて密着させられ、また、ストツパがカム接
触部材に当接してカム接触部材とアーム本体との
離脱を阻止するため、アリ溝とアリ突起とは溝方
向、溝幅方向、溝深さ方向のいずれにおいても動
きが規制され、上記のように強固にしまり嵌合し
た状態に保たれるのである。しかも、ストツパが
弾性力をもつて当接させられるため、アリ突起に
積極的にアリ溝にしまり嵌合する向きの力が与え
られることとなり、カム接触部材とアーム本体と
は溶接等により固着されたに等しいこととなる。

このように本考案に係るロツカアームによれ
ば、一体化される両者の材質の相違にかかわらず
カム接触部材をアーム本体に対して簡単かつ確実
に固定することができ、カム接触部材の材質を任
意に選択することが可能となる。すなわち、従来
は鉄系のアーム本体との接合が長期的な耐久信頼
性の点で困難とされていた高強度セラミツクス、
焼結合金等を利用することが可能となるのであ
る。このような耐摩性、摺動特性が極めてよい材
料からカム接触部材を形成し得ることとなつた利
点は大きい。

また、アーム本体を安価な材料で構成できるの
みならず、カム接触部材の取付け作業が迅速にで
き、かつ取付け構造も安価に構成されるため、ロ
ツカアームのコスト低減につながるとともに量産
にも好適となる。

しかも、カム接触部材が長期間使用されて寿命
となつても、そのカム接触部材をアーム本体から
取り外して新しいものと取替えることができるた
め、アーム本体はそのまま継続的に使用すること
が可能となり、耐久部品と消耗部品との双方をそ
れぞれの寿命まで有効に使用することができる。

さらに、アーム本体は標準寸法部品としてある
程度の種類のものを用意しておく一方、カム接触
部材の寸法のみをそれぞれ必要に応じて設計すれ
ば非常に多種類のロツカアームを得るこができ
る。

ところで上記アリ溝を、アーム本体の先端部に
形成する場合、その溝方向と平行な方向にアーム
本体を貫通する空所をアリ溝の底部側に設け、そ
の空所にアリ溝の底部を開放させるようにすれ
ば、アリ溝に対応してカム接触部材に形成される
テーパ付のアリ突起の楔作用によりアリ溝が弾性
的に拡張され易くなるため、カム接触部材の固定
が一層容易かつ確実なものとなる。このように本
明細書におけるアリ溝は、溝底を有しないスリツ
ト状のもの、あるいは溝底にスリツトを入れたも
のをも含む概念であつて、互い対向する溝壁の間
隔が深さ方向に漸次大きくなり且つ溝方向にテー
パ状に狭くなるようにされていればこと足りる。

なお、アーム本体は鋳造品ないし鍛造品にて構
成してもよいが、鋼板を曲げ加工等して中空構造
に構成する場合には、ロツカアームの軽量化も達
成されることとなる。

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

第１図に示すように本実施例におけるロツカア
ームは、長手方向にほぼ直角に二分割された二つ
の本体すなわちバルブ側本体２とカム側本体４と
が接合されてなるアーム本体６と、アーム本体６
の両端にそれぞれ固定されたブロツクナツト８お
よびカム接触パツド１０と、上記両本体２，４の
接合部に固定された円筒部材１２とを含み、それ
ら各部材が一体化されて構成されている。

そのロツカアームを各構成部材に分解して示す
第２図から明らかなように、バルブ側本体２は、
所定の形状に打ち抜かれた一枚の鋼板が図に示す
よにもつぱら折り曲げを主体とするプレス加工に
より形成されたものであつて、一対の側壁部１４
とそれらを基端において連結する連結部１６とを
備えている。連結部１６の側には半円形の切欠１
８が形成され、またその切欠１８を挟んでリベツ
ト穴２０が設けられている。連結部１６とは反対
側の側壁部１４の先端部分は、それぞれ内側に直
角に折り曲げられて一対の固着部２２が形成さ
れ、これら固着部２２にまたがつて前記ブロツク
ナツト８がその４隅に設けられた突起部２３にお
いてプロジエクシヨン溶接されることにより固着
されている。他の溶接方法等で固着してもよいこ
とはもちろんであり、雌ねじ部材としてののブロ
ツクナツト８の固着によつて両側壁部１４の開き
が防止されている。ブロツクナツト８は雌ねじ穴
２４を備えており、そこには吸排気弁のバルブロ
ツドの先端に当接すべき調節ボルトが螺合され
る。

一方、カム側本体４も一枚の鋼板からプレス加
工されてなり、互いに平行に対向する一対の側壁
部２６とそれらを基端において連結する連結部２
８を備えている。その連結部２８の側には半円形
の切欠３０が形成されており、この切欠３０を挾
んで連結部２８には図示はしないがリベツト穴が
設けられている。

さらにカム側本体４は、両側壁部２６の外側縁
の中間部を連結する別の連結部３２を備えてお
り、この連結部３２によつて一対の側壁部２６の
開きが抑制されるとともに、連結部３２からさら
に先端側の両側壁部２６がある程度弾性的に拡開
可能で、いわばばね作用を奏し得るようにされて
いる。

両側壁部２６の先端部分は、それぞれ内側に直
角に折り曲げられて一対の挾持部３４が形成され
ており、互いに対向する挾持部３４の両端面が斜
面加工されることによつて、側壁部２６と平行な
方向にスリツト状のアリ溝３６が形成されてい
る。挾持部３４の外面はカム側本体４の先端面３
７を成しており、アリ溝３６は、その側壁面の間
隔が先端面３７側から内方に向つて広くなり、横
断面形状が等脚台形を成すように形成され、溝底
側が両側壁部２６の間の空間３８に開口してい
る。しかもアリ溝３６の外端の溝巾Ｂは内端の溝
巾B′より若干狭く形成され、言い換れば、アリ
溝３６の内端から外端に向つてその溝巾が漸次狭
くなるように微小なテーパが付けられている。こ
のアリ溝３６のテーパは、互いに対向する側壁面
を平行加工した後、その周辺のカム側本体４を塑
性変形させて形成することが、加工を容易にする
上で有効である。

カム側本体４の前記連結部２８の下端側には、
連結部２に連続してストツパ４０が突設されてお
り、ストツパ４０はその基端部から屈曲して延び
出し、第１図から明らかなようにその先端部がア
リ溝３６の内端近傍に位置するよう形成されてい
る。このストツパ４０の機能については後述す
る。

上記のようなカム側本体４は、第３図に示す形
状に打ち抜かれた鋼板素材４２から、折り曲げを
主体とするプレス加工によつて容易に形成され
る。鋼板素材４２は、上記連結部２８となるべき
部分（連結部分）２８ａと一対の側壁部分２６
ａ、さらに側壁部分２６ａの外縁から各々突出し
た舌片３２ａと各側壁部分２６ａの先端部にそれ
ぞれ形成された挾持部分３４ａ、ならびに連結部
分２８ａから側壁部分２６ａの間に突出するスト
ツパ部分４０ａを有している。また素材４２の中
央には上記半円形の切欠３０となるべき矩形と二
つの半円形を合わせたトラツク形状の開口３０ａ
と、先には図示しなかつたリベツト穴４４とが
各々形成されている。このような鋼板素材４２の
各部分が、図中に示す仮想線に沿つて折り曲げら
れ、舌片３２ａの先端が溶接によつて接合されて
カム側本体４とされる。

また、前記バルブ側本体２について図を用いて
説明しなかつたが、その本体２を展開した形状に
打ち抜き加工された鋼板素材から同様の方法によ
り形成される。

第２図から明らかなように、バルブ側本体２と
カム側本体４とは、互いの連結部１６および２８
が互に突き合わされ、対応するリベツト穴２０，
４４（４４については第３図参照）にリベツト４
６が各々挿入された後、それらの一端がめられ
ることによつて一体化され、アーム本体６とされ
る。なおリベツト接合する代りに連結部１６，２
８を突合せ溶接またはスポツト溶接等することに
より両本体２，４を一体化してもよい。

この一体化によつて、互いの半円形の切欠１
８，３０が相対向して円形穴が形成され、その円
形穴の内面仕上がなされた後、前記円筒部材１２
が圧入または焼き嵌めによつてその穴内に固定さ
れる。円筒部材１２は軸受外筒として機能し、そ
の内側にさらにベアリングメタルが圧入されるこ
ととなるが、場合によつては円筒部材１２自体が
ベアリングメタルを兼ねることもある。円筒部材
１２の固定後、アリ溝３６の機械加工が行なわれ
る。

前記カム接触パツド１０は、カムシヤフトとと
もに回転するカムに接触してカムの回転運動をア
ーム本体６に伝達するカム接触部材としての役割
を果たし、その結果、アーム本体６が円筒部材１
２の軸心回りに揺動してバルブロツドに直線運動
を与える。パツド１０の材質には耐摩耗性および
摺動特性に秀れる焼結合金あるいは高強度セラミ
ツクスが適し、セラミツクスとしては例えばシリ
コンナイトライド（Si₃N₄）、炭化珪素（SiC）、
アルミナ（Al₃O₃）等が好ましく、これらは従来
では全く採用し得なかつたものである。このよう
な耐摩材製のカム接触パツド１０は、表側に円筒
面状のカム接触面４８を、裏側に平面状の裏面５
０をそれぞれ有し、裏面５０にはカム側本体４に
形成された前記アリ溝３６に対応するアリ突起５
２が形成されている。アリ突起５２は、カム接触
面４８の曲率中心線に直角な方向にパツド１０の
全長にわたつて裏面５０の中央に突設され、裏面
５０からの立上がり方向の横断面形状がアリ溝２
６に合致する逆等脚台形をなし、かつ突起５２の
長手方向の内端から外端に向つて微小なテーパが
付けられ、巾寸法がb′からｂへと漸次小さくされ
ている。従つて平面的にみれば微小な楔角を有す
る楔形状をなしている。このアリ突起５２の長手
方向に付けられた微小テーパは、アリ溝３６の溝
方向に付けられたテーパと同じであるが、突起巾
ｂ，b′は各々アリ溝３６の溝巾Ｂ，B′より僅かに
大きくされている。

このようなアリ突起５２を有するパツド１０
は、型によつて一体成形されるため、機械加工に
よる場合と比べてアリ突起５２の形成が容易であ
り、また規格化された寸法のパツド１０を量産す
るのに有利となる。

パツド１０は、前述のように最終的に機械加工
されたアリ溝３６の内端の側からアリ突起５２が
嵌めまれることでカム側本体４の前記挾持部３４
に組付けられる。その後、前記ストツパ部分４０
ａが曲げ加工されてストツパ４０が形成される。
その際ストツパ４０の先端がパツド１０の内端に
弾性力を蓄えた状態で当接することにより、パツ
ド１０に対してアリ溝３６のテーパ方向の押込み
力を付与する状態となる。

第１図に示すようにストッパ４０の先端には、
その巾方向に沿つて一辺が面取りされてストツパ
面５４が形成される一方、それに対応してパツド
１０のアリ突起５２の内端にも傾斜したストツパ
当接面５６が形成されており、上記ストツパ面５
４の縁部がその当接面５６の縁部に当接すること
によつて、パツド１０の位置決めおよび上記押圧
作用をなし、離脱不能にロツクする。このように
斜面の縁部同士で当接させるのは、後述するよう
ににパツド１０の取外しを容易にするためであ
る。

パツド１０は、第２図に示すテーパ付のアリ突
起５２とアリ溝３６との係合およびストツパ４０
の当接によつて、アリ溝３６の溝方向、溝巾方向
の動きが規制され、また溝深さ方向についてはパ
ツド１０の裏面５０がカム側本体４の先端面３７
に接して位置決めされる。加えて、アリ突起５２
がアリ溝３６に嵌めまれた状態においては、スト
ツパ４０によるテーパ方向の押圧力およびアリ突
起５２の楔作用によつてアリ溝３６が若干押し拡
げられ、主にカム側本体４の連結部３２より先端
側の両側壁部２６が弾性的に拡開された状態とな
る。その弾性力（復原力）の作用により、アリ突
起５２はカム側本体４の前記一対の挾持部３４に
よつて両側から強く挾まれ、アリ溝３６の側壁面
がアリ突起５２の立上り面に対して常時高い面圧
をもつて密着させられる。

従つて、アリ突起５２がアリ溝３６内で移動す
る恐れはなく、たとえ両者の寸法精度が多少粗い
場合であつても十分な結合力が保証される。また
上記弾性力の作用のためにアリ突起５２とアリ溝
３６との、パツド１０の移動に抗する摩擦力が大
きく、その摩擦力によつてパツド１０の位置決
め・固定がなされ、その上ストツパ４０自体の弾
圧作用によつて二重にパツド１０の移動防止がな
された状態となるため、カム側本体４に対してパ
ツド１０が、固着されないにも拘わらず精度よく
固定され、かつ回転するカムが接触しても設定弾
圧力が大きいためにその固定状態が安定に維持さ
れるのである。

アリ突起５２を締付ける上記弾性力の大きさ
は、パツド１０とカムとの接触時にパツド１０に
作用する負荷によりパツド１０がカム側本体４に
対して移動しない大きさとされるべきであること
は勿論であるが、この弾性力はカム側本体の連結
部３２の形成位置、およびカム側本体４（特に連
結部３２より先端側の側壁部２６）の形状、板
厚、材質を適宜に選定することにより、パツド１
０の大きさ等に応じて所望の値に設定することが
できる。例えばカム側本体４の材質を高張力鋼板
製にすれば、弾性域も広く、積極的にその弾性力
をアリ突起５２に及ぼすことができ、また高価で
はあるがばね鋼板を用いることもできる。

アリ溝３６およびアリ突起５２の形成方向は、
パツド１０が回転するカムに接触する際に、カム
がパツド１０に及ぼす摩擦力（引きずり力）の方
向が、アリ溝３６等の溝巾が狭くなる方向となる
ようにすることが望ましい。そのようにすれば、
カムの接触によりアリ突起５２がアリ溝３６のテ
ーパ方向に食いむ方向の力をある程度受けること
となるため、パツド１０の固定状態が一層安定な
ものとなる。

パツド１０が長期間使用されて寿命がきた場合
には、第１図に示すストツパ４０を工具等により
弾性変形させて内側へ押し込み、アリ突起５２に
形成された前記ストツパ当接面５６からストツパ
面５４を離脱させ、その状態でパツド１０の外端
をハンマ等で打撃するか、または手動プレス等で
大きな静的負荷を与えれば、アリ溝３６に沿つて
パツド１０をカム側本体４から取り外すことがで
きる。そして、ストツパ４０を上記のように非作
用位置に押し込んだ状態で、新たなパツド１０の
アリ突起５２をアリ溝３６に押し込んだ後、スト
ツパ４０を当接させれば、パツド１０がカム側本
体４に対し位置決めされるとともに、前述のよう
にアリ突起５２が弾圧作用下に挾持され、パツド
１０が離脱不能かつ安定に固定される。

このように、カム接触パツド１０の交換が可能
であり、しかもその交換作業を迅速かつ簡単に行
なうことができる。従つて、アーム本体６の再使
用が可能であり、エンジンの保守費用を低減させ
ることができる。

ところで先の説明では、ストツパ４０がカム側
本体４と一体に形成されていたが、それに限ら
ず、例えばばね鋼板製の別部材を溶接等適宜の固
定手段によつてカム側本体に固定してストツパと
なすこともできる。

また以上の説明では、アリ溝３６に直接アリ突
起５２が嵌め入れられていたが、それらの間に適
当なスペーサ材を介在させて両者を固定すること
もできる。例えば、アリ溝３６およびアリ突起５
２の各係合面の少なくとも一方に、亜鉛、銅等の
薄層メツキ等を施したり、あるいは一方の係合面
にワツクス等の離型剤を塗布し、他方の係合面に
エポキシ樹脂を塗布すること等が望ましい。その
ようにすれば、アリ溝３６とアリ突起５２との係
合面が多少粗くても、また微小歪が存在しても、
エポキシ樹脂等によつて隙間が充填されて両者の
係合面の密着性が向上させられ、アリ溝３６等に
それほど高精度の加工が要求されず、加工コスト
を安く済ませることが可能となる。

一方、アーム本体の構成について言えば、先の
実施例では長手方向にほぼ直角に、カム側本体と
バルブ側本体との二分割構成とされ、各々が一枚
の鋼板からもつぱら折り曲げによつて形成されて
いたが、同じ鋼板から形成する場合でも、長手方
向に沿つて上部本体と下部本体との二分割構成と
することもできるし、分割構成としないで一体に
形成することもできる。さらに、アーム本体を鋳
造または鍛造によつて一体に製造することも可能
である。アーム本体を中実にして、そのカム側先
端面にアリ溝を形成する場合、最初に説明したよ
うに、アリ溝の後方に空所またはスリツトを形成
してアリ溝が弾性的に拡開されるようにすれば、
パツド側のアリ突起をその弾性力をもつて挾持さ
せることができ、上記実施例に近い効果が得られ
る。ただし、そのような空所、スリツト等を設け
ることなく、各々テーパ付のアリ溝にアリ突起を
単に嵌め入れるだけの場合でも、強い押込力をも
つて両者を係合させれば、パツドの固定が可能で
あり、また製作上の都合等によつてパツド等カム
接触部材にアリ溝を、アーム本体にアリ突起をそ
れぞれ形成することも可能である。

さらにカム接触部材は、前述のように焼結金属
製ないし高強度セラミツクス製とすることが耐摩
性の点から最適であるが、必ずしもそれらに限ら
れるものではなく、チルド鋳物またはそれと同程
度の耐摩材製として比較的早いサイクル（例えば
車検の度）に交換するようにしてもよいし、また
Ni−Cr−Mo系の高級材製としても従来に比べて
大巾なコストダウンとなる。

その他実用新案登録請求の範囲を逸脱すること
なく種々の変更を加えた態様で本考案を実施し得
ることはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例であるロツカアーム
の正面図であり、第２図はそのロツカアームを各
構成部材に分解した状態を示す分解斜視図であ
る。第３図は第１図および第２図におけるカム側
本体を展開した状態を示す展開図であり、言い換
ればプレス加工されてカム側本体にされるべき鋼
板素材の平面図である。２：バルブ側本体、４：カム側本体、６：アー
ム本体、８：ブロツクナツト、１０：カム接触パ
ツド（カム接触部材）、１２：円筒部材、２６：
側壁部、２８：連結部、３２：連結部、３４：挾
持部、３６：アリ溝、３８：空間、４０：ストツ
パ、４２：鋼板素材、４８：カム接触面、５２：
アリ突起、５４：ストツパ面、５６：ストツパ当
接面。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

アーム本体と該アーム本体の一端に固定された
カム接触部材とを備え、該カム接触部材が回転す
るカムに接触することにより揺動してエンジンの
バルブを開閉させるロツカアームであつて、前記
カム接触部材およびアーム本体のいずれか一方に
長手方向に沿つて溝幅がテーパ状に狭くなるアリ
溝を設ける一方、他方に該アリ溝に対応するアリ
突起を形成し、かつ、アーム本体に、アリ突起と
アリ溝との嵌合を伴うカム接触部材のアーム本体
への取付けを弾性変形により許容するとともに、
アリ突起とアリ溝とのしまり嵌合状態においてカ
ム接触部材に弾性力をもつて当接し、カム接触部
材のアーム本体からの離脱を阻止するストツパを
設けたことを特徴とする内燃機関用ロツカアー
ム。