JPH0680287B2 - ローラ付カムフォロア - Google Patents

ローラ付カムフォロア

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JPH0680287B2
JPH0680287B2 JP2231191A JP2231191A JPH0680287B2 JP H0680287 B2 JPH0680287 B2 JP H0680287B2 JP 2231191 A JP2231191 A JP 2231191A JP 2231191 A JP2231191 A JP 2231191A JP H0680287 B2 JPH0680287 B2 JP H0680287B2
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roller
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勉 坂
孝夫 伊東
義光 村上
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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等
に組み込まれるローラ付カムフォロアに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、カムのカム面に接するローラの挿
入空間を挟んで相対向する一対の支持壁を有するローラ
保持部をカムフォロア本体に一体に形成し、各支持壁を
貫通するローラ軸孔に、ローラを回転自在に支承するロ
ーラ軸の両端部を嵌合させると共にかしめ固定するよう
にした構造のローラ付カムフォロアは、公知である(例
えば実開昭60-88016号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで斯かるローラ
付カムフォロアは、長期使用によるもローラを常に円
滑、軽快に回転させるべくローラ軸に摩耗、変形等が生
じないようにすること、ローラ軸のローラ保持部への組
付、固定を能率良く的確に行い得ること等が要求される
が、従来では斯かる要求を全て満足させるものはなかっ
た。また特にローラ軸のローラ軸孔内端縁近傍部には、
カムフォロアの作動時にカムからの叩かれ荷重に起因し
て大きな剪断力が加わるため、該内端縁近傍部において
特に変形を生じ易いという問題があった。
【0004】本発明は上記に鑑み提案されたもので、従
来のものの上記要求、問題を全て解決し得るローラ付カ
ムフォロアを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第1発明によれば、カムのカム面に接するローラの挿
入空間を挟んで相対向する一対の支持壁を有するローラ
保持部をカムフォロア本体に一体に形成し、前記各支持
壁を貫通するローラ軸孔には、ローラを回転自在に支承
するローラ軸の両端部を支持させるようにした、ローラ
付カムフォロアにおいて、前記ローラ軸はその外周面が
高周波焼入れされると共に、その外端面が未焼入れのま
ま前記ローラ軸孔の外端縁にかしめ固定され、前記ロー
ラ軸の外周面には、前記高周波焼入れによって、前記ニ
ードル軸受のニードルに接する高硬度領域と、前記ロー
ラ軸孔の前記外端縁に接する低硬度領域と、前記高硬度
領域及び低硬度領域の中間の硬度を有して前記ローラ軸
孔の少なくとも中間部内周面に接する中硬度領域とが設
けられ、前記高硬度領域の外端部が、対応する前記ロー
ラ軸孔の内端縁よりも外方に延びている。
【0006】また第2発明によれば、第1発明の構成に
加えて、前記ローラ軸孔の前記外端縁に面取り部が設け
られ、前記低硬度領域の内端部が、対応する前記面取り
部の内端縁よりも内方に延びている。
【0007】
【実施例】以下、図面により本発明を4サイクル内燃機
関の動弁機構に実施した場合の一実施例について説明す
る。
【0008】図1に示す動弁室Cにおいて、カムフォロ
ア本体としてのロッカアーム本体1は、図示しない機関
本体に支持したロッカシャフト4に揺動可能に支持され
ており、このロッカアーム本体1及びそれに付設される
ローラ9を介して、該ローラ9下方の動弁カム10の回
転運動を内燃機関の吸気弁もしくは排気弁7の往復運
動、即ち開閉運動に変換することができる。而してロッ
カアーム本体1及びローラ9により、本発明のローラ付
カムフォロアとしてのロッカアームが構成される。
【0009】前記ロッカアーム本体1は炭素鋼の鍛造に
より形成されるものであって、先部側のローラ保持部1
aと、基部側の弁係合部1cと、その中間に在ってその
両者間を一体に結合する軸受部1bとより構成される。
前記軸受部1bに穿設された軸孔2には、該孔2の内周
面に一体的に嵌装したメタル軸受3を介して前記ロッカ
シャフト4が回転自在に嵌挿されている。また前記弁係
合部1cにはアジャストねじ5が螺挿され、このアジャ
ストねじ5はロックナット6により螺合位置がロックさ
れると共に、その下端に吸気弁もしくは排気弁7の上端
が弁ばね8の弾発力で当接される。
【0010】前記ローラ保持部1aには、前記弁ばね8
の弾発力で動弁カム10のカム面に外周面が圧接される
ローラ9が軸支されており、次にこのローラ9の取付構
造を図2を参照して説明する。ローラ保持部1aは、ロ
ーラ9の挿入空間11を挟んで相対向し且つ前記軸受部
1bを介して相互間が一体に結合される一対の支持壁w
1 ,w2 より構成されるものであり、その各支持壁
1 ,w2 を貫通する各ローラ軸孔12には、ローラ軸
13が後に詳述するようにかしめ固定される。ローラ軸
13の外周面中央部には、前記挿入空間11に挿入され
るローラ9が、複数のニードル15aを有するニードル
軸受15を介して回転自在に支承され、このローラ9の
外周面は各支持壁w1 ,w2 の先端面よりも外方に突出
される。
【0011】各支持壁w1 ,w2 の、ローラ9側面との
対向面には、前記動弁カム10のローラ9に対する荷重
作用方向l−l(即ちローラ軸13の軸線と、ローラ9
及び動弁カム10間の接触部とを結んだ線分の延びる方
向)及びローラ9の軸線方向とそれぞれ略直交する方向
に切欠部20が設けられており、この切欠部20とロー
ラ9の側面とにより断面略V字状の溝gが形成される。
この溝gは、図2からも明らかなように前記荷重作用方
向l−lに開放され且つ各支持壁w1 ,w2 の先端面に
開口しているので、動弁室C内において動弁機構の各機
能部品の作動によりロッカアーム本体1周囲に飛散する
多量の潤滑油を、動弁カム10に邪魔されずに該ロッカ
アーム本体1の上側あるいは先端側(図1で右側)より
該溝g内へ効率よく取り入れることができ、その結果、
該溝gを通してローラ軸13のニードル軸受15へ上記
飛散潤滑油を十分に供給することができるから、該軸受
15に対する潤滑が効率良くなされる。また上記切欠部
20は、動弁カム10のローラ9に対する荷重作用方向
l−lと略直交する方向に在るため、動弁カム10から
繰り返し叩かれ荷重を受けるローラ軸13に対する支持
壁w1 ,w2 の支持剛性を大きく低下させる原因となる
ことはなく、更にこの切欠部20の特設によれば、ロッ
カアーム本体1先部の慣性質量が軽減されて、ロッカア
ーム本体1の動弁カム10に対する高速追従性が向上す
る。
【0012】前記ローラ軸13は高炭素クロム軸受鋼に
より構成され、その外周面には、後述するような硬度分
布が得られるように高周波焼入れ処理が施されている。
またローラ軸13の両外端面は焼入れを行わず、かしめ
加工がし易くしてあり、その両外端縁は、各ローラ軸孔
12の両外端縁に予め形成された面取り部16にかしめ
固定17される。このかしめ固定17はローラ軸13の
全周に亘って行うのが好ましく、斯かるかしめ固定17
によりローラ軸13はローラ軸孔12に堅固に固定され
る。
【0013】前記各支持壁w1 ,w2 の、ローラ軸孔1
2が開口する外側面は、その外側面と同側の、前記軸受
部1bの外側面よりも内方に凹ませており、その軸受部
1b及び支持壁w1 ,w2 の相隣なる外側面間には段差
部sが形成される。このような構造によれば、前記かし
め固定17のための加工部が支持壁w1 ,w2 の外側面
よりも外方に万一張出したとしても、その張出し部分を
ロッカアーム本体1の前記軸受部1bよりも内側に収め
ることができるから、該張出し部分が動弁機構の他の機
能部品に与える影響を極力回避することができ、また支
持壁w1 ,w2の外側面を軸受部1bの外側面よりも凹
ませたことで、それだけロッカアーム本体1自身の小型
軽量化が達成される。
【0014】ところでローラ軸13の外周面の、前記焼
入れ処理により得られた硬度分布は、図3に示すように
その中央C点近傍で最も高くHv=697〜832、そ
の外側のB, D点近傍で653〜832、さらにその外
側のA, E点近傍で192〜336であり、さらにまた
ローラ軸13の、焼入れを行わない両端面の硬度はHv
=200〜280である。
【0015】従ってローラ軸13の外周面において、少
なくとも前記BD間の領域は、前記ニードル15aとの
接触領域を全部包含する高硬度領域Hとなり、また軸端
面と前記A,Eとの各間の領域は前記面取り部16との
対面領域を全部包含する低硬度領域Lとなり、特に前記
高硬度領域Hの外端部は、対応する前記ローラ軸孔12
の内端縁12eよりも外方に、また前記低硬度領域Lの
内端部は、対応する前記面取り16の内端縁16eより
も内方にそれぞれ延びている。さらに前記AB間、及び
DE間には、前記高硬度領域Hと低硬度領域Lとの中間
の硬度を有してローラ軸孔12の中間部内周面に接する
中硬度領域Mが含まれる。この中硬度領域Mにおいて
も、未焼入れ領域の硬度と比べて十分高い硬度が得られ
るから、該領域Mにおけるローラ軸13の変形防止に有
効である。
【0016】次に前記実施例の作用について説明する
と、今、内燃機関のクランク軸に連動して動弁カム10
が回転すれば、該カム10のカム面に圧接するローラ9
はローラ軸13上をニードル軸受15を介して回転する
が、ローラ軸13の外周面は高周波焼入れの結果前述の
ような硬度分布となっている関係で、ローラ軸13外周
面のニードル15aとの接触領域(前記高硬度領域Hの
主要部分に対応)を十分に硬化させてその耐摩耗性を高
めることができ、のみならずローラ軸13外周面の、ロ
ーラ軸孔内端縁12eの内外に跨がる内端縁近傍領域
(前記高硬度領域Hの両端部分に対応)をも十分に硬化
させることができて、ローラ軸13が動弁カム10から
の叩かれ荷重に起因して最も大きな剪断力を受ける該内
端縁近傍領域の剛性を高めることができるから、その剪
断力に起因したローラ軸13の変形・破断を効果的に防
止することができる。
【0017】またローラ軸13の外周面に、ローラ軸孔
12外端縁に接する低硬度領域Lを存在させると共に、
ローラ軸13外端面を未焼入れのままローラ軸孔12外
端縁にかしめ固定17することにより、そのかしめ加工
の際にローラ軸13外端縁を容易に塑性変形させること
ができるから、そのかしめ加工の作業性が良好である。
しかも比較的硬度が低い上記低硬度領域L及び中硬度領
域Mを、ローラ軸孔12の長さ、即ち支持壁w1 ,w2
のローラ軸線方向の厚みに応じて同方向に比較的幅広く
形成することができるから、十分に焼入れされる上記高
硬度領域Hと、未焼入れのローラ軸13外端面との中間
領域におけるローラ軸13の急激な組織変化を極力回避
することができる。
【0018】また特に前記かしめ加工の際に塑性変形す
る材料の逃げ空間がローラ軸13外端縁の面取り部16
によって確保される上、該面取り部16に対応したロー
ラ軸13外周面が低硬度領域Lに含められるので、前記
かしめ加工の際にローラ軸13の外端縁を面取り部16
側へ無理なく的確に塑性変形させることができ、かしめ
加工の作業性が一層向上すると共に加工精度が高められ
る。しかも上記面取り部16は、ローラ軸13をローラ
軸孔12に挿入する際の挿入案内面として利用可能であ
るから、その挿入作業が容易である。
【0019】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ローラ軸
は、その外周面が高周波焼入れされると共に、その外端
面が未焼入れのままローラ軸孔の外端縁にかしめ固定さ
れ、ローラ軸の外周面には、前記高周波焼入れによっ
て、ニードル軸受のニードルに接する高硬度領域と、ロ
ーラ軸孔の前記外端縁に接する低硬度領域と、前記高硬
度領域及び低硬度領域の中間の硬度を有してローラ軸孔
の少なくとも中間部内周面に接する中硬度領域とが設け
られ、前記高硬度領域の外端部が、対応するローラ軸孔
の内端縁よりも外方に延びているので、上記高硬度領域
の存在により、ローラ軸外周面のニードル軸受接触領域
を十分に硬化させてその耐摩耗性を高めることができ、
のみならずローラ軸外周面の、ローラ軸孔内端縁の内外
に跨がる内端縁近傍領域をも十分に硬化させることがで
きて、ローラ軸がカムからの叩かれ荷重に起因して大き
な剪断力を受ける該内端縁近傍領域の剛性を高めること
ができ、その剪断力に起因したローラ軸の変形・破断を
効果的に防止し得る。また特にローラ軸外周面に、ロー
ラ軸孔外端縁に接する低硬度領域を存在させると共に、
ローラ軸外端面を未焼入れのままローラ軸孔外端縁にか
しめ固定することにより、そのかしめ加工の際にローラ
軸外端縁を容易に塑性変形させることができるから、そ
のかしめ加工の作業性が良好であり、しかも上記ニード
ル軸受接触領域よりも硬度が低い上記低硬度領域及び中
硬度領域を、ローラ軸孔の長さ、即ち支持壁のローラ軸
線方向の厚みに応じて同方向に比較的幅広く形成するこ
とができるから、該ニードル軸受接触領域を含み十分に
焼入れされる上記高硬度領域と、未焼入れのローラ軸外
端面との中間領域におけるローラ軸の急激な組織変化を
極力回避することができて、該中間領域の強度アップを
図る上で有利である。しかもまたローラ軸外端面を未焼
入れとし且つローラ軸外周面に上記低硬度領域及び中硬
度領域を形成することによって、それだけローラ軸全体
としての焼入れ処理時間の短縮を図ることができる。
【0020】また特に第2発明によれば、ローラ軸孔の
外端縁に面取り部が設けられ、前記低硬度領域の内端部
が、対応する前記面取り部の内端縁よりも内方に延びて
いるので、上記かしめ加工の際に塑性変形する材料の逃
げ空間が該面取り部によって確保されることと、該面取
り部に対応したローラ軸外周面が低硬度領域に含められ
ることとが相俟って、上記かしめ加工の際にローラ軸外
端縁を面取り部側へ無理なく的確に塑性変形させること
ができ、従ってかしめ加工の作業性を一層向上させるこ
とができると共にその加工精度を高めることができる。
しかも上記面取り部は、ローラ軸をローラ軸孔に挿入す
る際の挿入案内面としても利用することができるから、
ローラ軸の径方向のガタを排除すべく該軸の外径とロー
ラ軸孔内径との寸法差が僅少に設定される場合でも、該
ローラ軸の挿入作業を無理なくスムーズに行うことがで
き、従って前述のようにかしめ作業性が良好であること
と相俟って、ローラ軸の組付け作業能率の向上に大いに
寄与し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施した動弁機構の要部側面図であ
る。
【図2】図1の2−2線より見た拡大断面図である。
【図3】ローラ軸の外周面とその硬度領域との対応関係
を示す説明図である。
【符号の説明】
1 カムフォロア本体としてのロッカアーム本
体 1a ローラ保持部 9 ローラ 10 カムとしての動弁カム 11 挿入空間 12 ローラ軸孔 12e 内端縁 13 ローラ軸 15 ニードル軸受 15a ニードル 16 面取り部 16e 内端縁 17 かしめ固定 H 高硬度領域 L 低硬度領域 M 中硬度領域 w1 ,w2 支持壁

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カム(10)のカム面に接するローラ
    (9)の挿入空間(11)を挟んで相対向する一対の支
    持壁(w1 ,w2 )を有するローラ保持部(1a)をカ
    ムフォロア本体(1)に一体に形成し、前記各支持壁
    (w1 ,w2 )を貫通するローラ軸孔(12)内には、
    前記ローラ(9)を回転自在に支承するローラ軸(1
    3)の両端部を支持させるようにした、ローラ付カムフ
    ォロアにおいて、前記ローラ軸(13)はその外周面が
    高周波焼入れされると共に、その外端面が未焼入れのま
    ま前記ローラ軸孔(12)の外端縁にかしめ固定(1
    7)され、前記ローラ軸(13)の外周面には、前記高
    周波焼入れによって、前記ニードル軸受(15)のニー
    ドル(15a)に接する高硬度領域(H)と、前記ロー
    ラ軸孔(12)の前記外端縁に接する低硬度領域(L)
    と、前記高硬度領域(H)及び低硬度領域(L)の中間
    の硬度を有して前記ローラ軸孔(12)の少なくとも中
    間部内周面に接する中硬度領域(M)とが設けられ、前
    記高硬度領域(H)の外端部は、対応する前記ローラ軸
    孔(12)の内端縁(12e)よりも外方に延びている
    ことを特徴とする、ローラ付カムフォロア。
  2. 【請求項2】 カム(10)のカム面に接するローラ
    (9)の挿入空間(11)を挟んで相対向する一対の支
    持壁(w1 ,w2 )を有するローラ保持部(1a)をカ
    ムフォロア本体(1)に一体に形成し、前記各支持壁
    (w1 ,w2 )を貫通するローラ軸孔(12)内には、
    前記ローラ(9)を回転自在に支承するローラ軸(1
    3)の両端部を支持させるようにした、ローラ付カムフ
    ォロアにおいて、前記ローラ軸(13)はその外周面が
    高周波焼入れされると共に、その外端面が未焼入れのま
    ま前記ローラ軸孔(12)の外端縁にかしめ固定(1
    7)され、前記ローラ軸(13)の外周面には、前記高
    周波焼入れによって、前記ニードル軸受(15)のニー
    ドル(15a)に接する高硬度領域(H)と、前記ロー
    ラ軸孔(12)の前記外端縁に接する低硬度領域(L)
    と、前記高硬度領域(H)及び低硬度領域(L)の中間
    の硬度を有して前記ローラ軸孔(12)の少なくとも中
    間部内周面に接する中硬度領域(M)とが設けられ、前
    記ローラ軸孔(12)の前記外端縁には面取り部(1
    6)が設けられ、前記高硬度領域(H)の外端部は、対
    応する前記ローラ軸孔(12)の内端縁(12e)より
    も外方に、また前記低硬度領域(L)の内端部は、対応
    する前記面取り部(16)の内端縁(16e)よりも内
    方にそれぞれ延びていることを特徴とする、ローラ付カ
    ムフォロア。
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