JPH0674005A - カムフォロワ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】カムフォロワ装置について、製造面、組み立て
面からコスト低減を図るとともに、耐久性を改善する。 【構成】二股のアーム１，２の軸挿入孔１ａ，２ａに、
ローラ３に一体的に装着した支軸４を回転自在となるよ
うにわずかな隙間を介して嵌入しており、支軸４を軸挿
入孔１ａ，２ａにコーティングしてある固体潤滑剤５で
すべり支持させる構造としている。このように支軸４を
アーム１，２にかしめずに自転させるようにしているか
ら、支軸４の全表面を硬化処理できるようになる他、支
軸４の荷重負荷点が周方向に逐一変化するようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばエンジンの動弁
機構であるロッカーアームやバルブリフターなどに用い
られるカムフォロワ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】オーバーヘッドカムシャフト（ＯＨＣ）
型式におけるロッカーアームにカムフォロワ装置を用い
た例を図６に示し、オーバーヘッドバルブ（ＯＨＶ）型
式におけるバルブリフターにカムフォロワ装置を用いた
例を図７に示す。

【０００３】これらの図において、５０はロッカーアー
ム、５１はカムシャフト、５２はバルブ、５３はプッシ
ュロッド、５４はバルブリフター、６０はカムフォロワ
装置である。カムフォロワ装置６０は、図６の場合には
ロッカーアーム５０の一端に設けられ、図７の場合には
バルブリフター５４の一端に設けられている。

【０００４】カムフォロワ装置６０は、従来、図８に示
すように、ロッカーアーム５０またはバルブリフター５
４の端部に一体的に形成された二股のアーム６１，６２
と、両アーム６１，６２間に取り付けられた支軸６３
と、この支軸６３に対して回転自在となるようにわずか
な隙間を介して外嵌されかつカムシャフト５１のカム部
に外接し追従回転するローラ６４とを備えている。な
お、支軸６３とローラ６５との間には転がり軸受を介装
するものもある。

【０００５】なお、支軸６３は、その両端が二股のアー
ム６１，６２に形成されている軸挿入孔６６，６７に対
して緩い状態で挿入された後で、かしめ（支軸６３の両
端面を打刻して塑性変形させること）により抜け出し不
可能なように固定される。支軸６３は、カムシャフト５
１からローラ６４を介して繰り返し受ける荷重により変
形しにくくなるように、両端部分を除いて高周波焼き入
れなどの硬化処理が施されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
のように支軸６３をかしめ方式により固定している場
合、両端かしめに伴う特殊な硬化処理が必要になるなど
コストが高くつく他、使用時の振動などによってかしめ
て塑性変形した部分がだれやすいなど抜け止め効果が低
いことが指摘される。また、支軸６３を両アーム６１，
６２に固定している関係より支軸６３の荷重負荷点が常
に同じ位置になっているため、部分的な摩耗、損傷、変
形が短期間のうちに発生しやすくなることも指摘され
る。

【０００７】なお、アーム６１，６２の軸挿入孔６６，
６７に対して支軸６３をじかに圧入すれば簡単な作業で
固定状態を安定にできると考えられるが、圧入する時に
支軸６３の外周面が損傷するため、この方法は採用でき
ない。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑みて創案さ
れたもので、製造面、組み立て面からコスト低減を図る
とともに、耐久性を改善することを課題としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のカムフォロワ装
置は、カムに当接させられるローラが二つ一対のアーム
に回転自在に支持されてなるものであって、前記ローラ
の両端にはそれよりも小径の軸部が設けられており、こ
の軸部が、前記一対のアームに設けられている軸挿入孔
に回転自在に嵌入支持されている。

【００１０】

【作用】カムシャフトによってローラが回転させられる
と、軸部がローラと一体的に回転することになり、軸部
はアームの軸挿入孔内部で自転する。

【００１１】ローラと軸部とを一体にしているから、ロ
ーラが軸方向に変位したとき、その端面がアーム内側面
に当接するだけで、従来の加締方式のように軸部が抜け
出るようなことはなくなり、軸部の両端を従来のように
かしめる必要がなくなる。このようにかしめる必要がな
いので、軸部を全体的に硬化させることができるように
なるなど硬化処理が簡単になる。さらに、ローラと軸部
が一体的に回転することによって、軸部の荷重負荷点が
周方向に逐一変化するようになるから、軸部の局部疲労
が避けられる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を五つの実施例に基づ
いて詳細に説明する。

【００１３】図１に本発明の第１実施例を示している。
図中、１，２はロッカーアームやバルブリフターなどの
遊端部に一体的に形成される二股のアーム、３はセラミ
ックス製のローラ、４は金属製の支軸である。

【００１４】このアーム１，２には、その長手方向に対
して直交する方向に沿って軸挿入孔１ａ，２ａが同軸状
に形成されており、この軸挿入孔１ａ，２ａには回転自
在となるようにわずかな隙間を介して中空状の支軸４の
両端部分が嵌入されている。この支軸４の軸方向中間部
分には、円筒状のローラ３が圧入により外嵌されてお
り、それによってローラ３が二股のアーム１，２の間に
挟まれた状態で介入されている。

【００１５】そして、各アーム１，２の内側面において
ローラ３と対向する部分から軸挿入孔１ａ，２ａの内周
面にかけて、固体潤滑剤５（フッ素系合成樹脂、グラフ
ァイト、ＭｏＳ₂ 、金、銀など）がコーティングされて
おり、この固体潤滑剤５によって各アーム１，２の内側
面に対するローラ３の端面の摺接抵抗や、軸挿入孔１
ａ，２ａに対する支軸４の両端部分の摺接抵抗がそれぞ
れ軽減されるようになっている。なお、このような固体
潤滑剤５をコーティングする代わりに、図示しないが、
軸挿入孔１ａ，２ａに自己潤滑性を有するブッシュを装
着し、各アーム１，２の内側面とローラ３の両端面との
間に自己潤滑性を有する環状プレートを介装してもよ
い。

【００１６】以上のように構成されたカムフォロワ装置
は、ローラ３が図示しないカムシャフトのカム部に当接
され、このカムシャフトの回転に伴ってローラ３が一体
的に回転することになる。このローラ３は支軸４と一体
的に結合されており、支軸４の両端が一対のアーム１，
２の軸挿入孔１ａ，２ａ内ですべり回転することにな
る。このすべり回転部分では固体潤滑剤５が介在してい
るから、焼き付くことなく良好に支持される。

【００１７】このように、ローラ３と支軸４とを一体的
に結合していれば、ローラ３が軸方向に変位しても、そ
の端面がアーム１，２それぞれの内側面に当接するよう
になるので、ローラ３と一体の支軸４の両端部を従来の
ようにアーム１，２の軸挿入孔１ａ，２ａに対してかし
める必要がなくなる。また、ローラ３の回転に伴って支
軸４も同一方向に回転するため、支軸４の両端部分にお
いてローラ３から受ける荷重の負荷点は周方向で逐一変
化することになり、支軸４が摩耗、損傷、変形しにくく
なるなど耐久性が大幅にアップする。しかも、支軸４の
硬化処理は全体的に行えばよくなり、従来のかしめ方式
の場合のような特殊な硬化処理をしなくても済む。さら
に、ローラ３をセラミックスに、支軸４を金属としてい
ると、熱膨張率差によってローラ３が破壊する心配があ
るが、本実施例のように支軸４を中空状としていれば、
ローラ３の内周では支軸４の熱膨張を内径側へ逃がせる
ので、ローラ３が破壊されない。

【００１８】図２に本発明の第２実施例を示している。
この実施例では、支軸４の両端において軸挿入孔１ａ，
２ａの内周面と対向する部分にクラウニング加工を施し
ていて、第１実施例での固体潤滑剤５を形成していな
い。このクラウニング加工は、支軸４の軸端へ向けて徐
々に縮径するように設定されるもので、図には極端に大
きく記載してある。このクラウニング加工部分は、ロー
ラ３の中心孔に対する支軸４の圧入過程において、支軸
４の両端部分外周面が損傷されずに済み、使用時におけ
るローラ３の回転円滑化が達成される。

【００１９】そして、支軸４においてクラウニング加工
部分には、ローレット加工が施されている。このローレ
ット加工によって支軸４の表面には潤滑油溜まりとして
の微小凹凸６が形成されることになるので、微小凹凸６
の凹部にカムフォロワ装置の使用環境に存在する潤滑油
が保持されることになる。したがって、保持される潤滑
油でもって支軸４とアーム１，２の軸挿入孔１ａ，２ａ
とが潤滑・冷却されることになって、摺接抵抗を軽減で
きるようになる他、焼き付き防止に役立つ。

【００２０】図３に本発明の第３実施例を示している。
この実施例では、一対のアーム１，２の軸挿入孔１ａ，
２ａにころ軸受７が装着されている。このころ軸受７
は、複数の円筒ころ８と、これら円筒ころ８群を内側に
配列保持するシェル状外輪９とから構成されている。シ
ェル状外輪９は、円筒部材の両端を径方向内向きに折り
曲げてフランジ１０，１１を設けることにより、複数の
円筒ころ８群の軸方向抜け出しを防止するような構造で
あり、特徴的には、一方のフランジ１１が径方向内向き
部分の途中から径方向外向きに折り返されている。一方
のフランジ１１の折り返し部分１２は、ローラ３の端面
をアーム１，２の内側面に直接接触させないようにする
ためのものである。

【００２１】この第３実施例において、図４に示すよう
に、ローラ３と支軸４とを金属またはセラミックスで一
体に形成してもよい。また、ローラ３と支軸４の一体物
または一体的に組み立てた物について、アーム１，２へ
の組み込み容易化を図るために、例えば一方のアーム１
の軸挿入孔１ａ，２ａの代わりに、図５に示すように、
切欠き溝１ｂ，２ｂを形成することも考えられる。この
場合、支軸４は切欠き溝１ｂ，２ｂの開放側に抜け出し
可能であるが、カム部とローラ３の当接により切欠き溝
１ｂ，２ｂから支軸４が抜け出なくなる。この切欠き溝
１ｂ，２ｂによってアーム１，２の強度が低下するの
で、図示するように切欠き溝１ｂ，２ｂの開放側には補
強部材１３，１３が固着されている。もちろん、支軸４
と切欠き溝１ｂ，２ｂとの間には固体潤滑剤、すべり軸
受となるブッシュあるいは転がり軸受を介在させてもよ
い。

【００２２】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
ない。いずれの実施例においても、アーム１，２の軸挿
入孔１ａ，２ａに対して支軸４の支持形態は、固体潤滑
剤５のコーティングや自己潤滑性を有するブッシュを用
いるすべり支持とするか、あるいは転がり軸受を用いる
転がり支持とするか、任意に選択できる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように、本発明では、従来のよう
に支軸をアームにかしめずに、支軸をローラと一体的に
回転可能とするようにアームに支持させている。このた
め、従来のかしめ方式に比べて、支軸に対する全面硬化
が可能になるなどコスト低減を実現できるようになると
ともに、支軸の荷重負荷点が周方向に逐一変化するよう
になって支軸の耐久性を飛躍的に向上することができる
などカムフォロワ装置の大幅な寿命延長を達成できるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカムフォロワ装置の第１実施例の縦断
面図

【図２】本発明のカムフォロワ装置の第２実施例の縦断
面図

【図３】本発明のカムフォロワ装置の第３実施例の縦断
面図

【図４】本発明のカムフォロワ装置の第４実施例の縦断
面図

【図５】本発明のカムフォロワ装置の第５実施例の縦断
面図

【図６】一般的なオーバーヘッドカムシャフト型式の動
弁機構を示す側面図

【図７】一般的なオーバーヘッドバルブ型式の動弁機構
を示す側面図

【図８】従来のカムフォロワ装置の縦断面図

【符号の説明】

１，２ アーム １ａ，２ａ 軸挿入孔 ３ ローラ ４ 支軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江口 正二 大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋 精工株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カムに当接させられるローラが二つ一対
   のアームに回転自在に支持されてなるカムフォロワ装置
   であって、 前記ローラの両端にはそれよりも小径の軸部が設けられ
   ており、この軸部が、前記一対のアームに設けられてい
   る軸挿入孔に回転自在に嵌入支持されている、ことを特
   徴とするカムフォロワ装置。
2. 【請求項２】 前記軸部は、前記ローラの中心孔に軸を
   その両端から端部が突出するように圧入されたものであ
   る、請求項１記載のカムフォロワ装置。
3. 【請求項３】 前記軸部は、前記ローラと一体に形成さ
   れたものである、請求項１記載のカムフォロワ装置。
4. 【請求項４】 前記一対のアームの軸挿入孔の内周面お
   よび軸部の外周面のいずれか一方または両方には、固体
   潤滑剤がコーティングされている、請求項１記載のカム
   フォロワ装置。
5. 【請求項５】 前記軸部と一対のアームの軸挿入孔との
   間には転がり軸受が介装されている、請求項１記載のカ
   ムフォロワ装置。
6. 【請求項６】 前記軸部にはクラウニング加工が施され
   ているとともに、このクラウニング加工部分の外周には
   潤滑油溜まりが設けられている、請求項１記載のカムフ
   ォロワ装置。