JPH09505374A - ロッカアーム組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 軸受支持部材の２本の支持腕は反対方向に伸び、各支持腕にはロッカアームと係合可能な軸受カップが上に乗っている。軸受部材と軸受カップの間に形成された環内にある転動部材が軸受支持部材に対してロッカアームの自由回転振動を可能にする。少なくとも一つの支持腕が中高表面を有し半径方向荷重がロッカアーム組立体の各要素の位置調整の不良が生ずるとき転動部材の長さに沿って分配されるようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】 ロッカアーム組立体 発明の背景 本発明は、一般的にいえば内燃機関において用いる弁操作機構に関し、さらに 具体的にいえば、振動ロッカアーム組立体と転動部材を有するサブアセンブリに 関する。 普通には、転動部材を備えたロッカアーム組立体は、エンジンのヘッドから伸 びている支持スタッドに垂直に取付けられた支持軸に支持されている。ロッカア ームは、ロッカアームに取付けられた引き抜きカップ針状ころ軸受によって、内 側軌道として働く支持軸を軸として旋回される。代わりに、軸受スリーブを支持 軸に取付けて内側軌道として非円筒形支持腕の使用を可能にし粉末冶金成形を容 易にすることができる。 固有の製造ばらつきとロッカアームの動作中に起こるたわみのために、現在の ロッカアーム組立体で転動部材の長さに沿って均一な負荷を得ることは困難であ る。ロッカアーム組立体の諸要素の位置調整の不良があると転動部材に一端で不 均等な半径方向荷重を支えさせ、ロッカアーム組立体の寿命を短くする。従って 、そのような位置調整の不良の生じたとき転動部材の長さに沿った半径方向の荷 重の分布をもっと均一にするロッカアームを提供する必要がある。 前述のことは、現在のロッカアーム軸受組立体にあると知られている欠点を例 示している。従って、上述の欠点の一つ以上を解消することを目的とする代替品 を提供することが有益であることは明かである。それゆえ、あとでさらに完全に 開示される特徴を含む適当な代替品が提供される。 発明の概要 本発明の一つの態様において、これは、ロッカアームとスタッドの回りに取付 けるように構成された軸受支持部材とを備えるロッカアーム組立体を提供するこ とによって達成される。軸受支持部材の支持腕が向かい合わせの方向に伸びて、 各支持腕にはロッカアームに係合できる軸受カップが上に乗っている。軸受支持 部材と軸受カップの間に形成された環の中にある転動部材がロッカアームの軸受 支持部材に対する自由回転振動を与える。少なくとも一つの支持腕が中高表面を 備え、ロッカアームの要素の位置調整の不良が生じたとき半径方向荷重が転動部 材の長さに沿って分配されるようにしている。 本発明のもう一つの態様において、これはロッカアーム内に取付ける軸受組立 体を提供することによって達成される。 前述及びその他の態様は添付図面と関連して考慮するとき発明の以下の詳細な 説明から明かになる。 図面の簡単な説明 図１は、本発明のロッカアーム組立体の第１の実施例を例示する絵画図、 図２は、図１のロッカアーム組立体の拡大断面図、 図３は、図１のロッカアーム組立体の軸受カップの端面図、 図４は、図１のロッカアーム組立体の軸受支持部材の絵画図、 図５は、図１のロッカアーム組立体の軸受支持部材の拡大端面図、 図６は、本発明のロッカアーム組立体の第２の実施例を示す断面図、 図７は、本発明の図６の実施例一部分を切り取った分解絵画図である。 詳細な説明 次に図面を参照すると、図１は、ころ軸受によって軸受支持部材１２に支持さ れたロッカアーム１０を備えて内燃機関において用いられるようなロッカアーム 組立体を形成する本発明の第１の実施例を示している。 ロッカアーム１０は、押し棒（図示なし）と係合する第１の端１６とポペット 弁（図示なし）の弁棒に係合する第２の端１８を有する。ロッカアーム組立体は 、スタッド、押えねじ又は図２に透視図で示されたその他のスタッド手段２０に よってエンジンに取付けられている。図示の実施例においては、ロッカアーム１ ０は、補強ウェブ２２とフランジ２４を備えて剛性を大きくしている鋳造構造の ものである。しかし、本発明のロッカアーム組立体は、種々の構造の打ち抜き又 は鋳造ロッカアームを使用できる。 図２に示されているように、軸受支持部材１２は、ロッカアーム組立体を取付 けるためにスタッド手段２０を受ける垂直な穴２６を備えている。軸受支持部材 １２は、スタッドに垂直な共通軸に沿って反対方向に伸びる支持腕２８と３０を 備えている。ころ軸受１４は、共通軸に沿って支持腕２８と３０にかぶせて転動 部材３４のための内側軌道となる内側軸受スリーブ３２によって取付けられてい る。ころ軸受１４は例示のように総針状ころを用いてもよいし、又は保持器付き 若しくはなしで他の形式の転動部材３４を用いてもよい。 転動部材３４は内側スリーブ３２と軸受カップ３６の間に形成された環状空間 内にある。軸受カップ３６は共通軸を有し、種々の固定手段の任意のものによっ てロッカアーム１０の二つの間隔の離れた側面部分に堅く取付けられている。図 示の実施例において、例えば、側面部分にある穴が軸受カップ３６と締りばめに なっている。支持部材１２は、ロッカアーム１０の側面部分にある穴より小さい 断面を持っているので、組立中に支持部材１２を穴の一つを通して挿入できる。 軸受カップ３６は、「開放」形のものである。すなわち、軸受カップは底面と 円筒形側面３７と開放上面とを持っている。出願人の同時係属出願、米国出願番 号０８／０８５５７２、に開示されているように、底面は「段付き」、すなわち 半径方向に内側に伸びる第１の部分３８と第１の部分３８から軸方向にずれて半 径方向に内側に伸びる第２の部分４０がある。第１の部分３８は、転動部材の外 向き軸方向運動を制限するために各転動部材３４の端と接合し、第２の部分４０ は支持部材１２に対するロッカアーム１０の軸方向運動を制限するために止め面 （以下に説明する）と接合する。 この好ましい実施例においては、軸受カップ３６は第１の部分３８と第２の部 分４０が半径方向の表面である、すなわち、軸受カップ３６の軸に垂直であり、 円筒形部分４２に接続されるように都合の良い引き抜き加工処理によって成形さ れる。しかし、軸受カップ３６の段付き底面の他の構成が本発明によって見込ま れている。例えば部分３８及び４０はころ軸受１４の軸に対して曲がっているか 斜めになっていてもよく、底の部分３８及び４０の所望の軸方向ずれを与える円 錐形又は曲がった部分によって接続されてもよい。 軸受スリーブ３２は、スタッド手段２０の方への軸方向運動を制限するために 転動部材３４の端と接合できる半径方向に外側に伸びるフランジ４６を形成され ている。内側に伸びるフランジ４４は、支持腕２８と３０の窪んだ端面４８に当 接して内側に伸びるフランジ４４の正しい軸方向の位置決めを確実にする。軸受 スリーブ３２の円筒形部分４９は、転動部材３４の内側軌道となり、支持腕２８ と３０が以下に述べるように非円筒形の構成を持つことができるようにすること によって支持部材１２を作るのに粉末冶金成形を用い易くする。 この第１の実施例においては、内方に伸びるフランジ４４は、軸受カップの第 ２の部分４０によって接合される止め面（上述した）となり、ロッカアーム１０ の支持部材１２に対する軸方向運動を制限する。しかし、軸受カップの部分４０ は、同様の効果で支持腕２８と３０の端面に直接接合してもよい。軸受スリーブ ３２は、本発明を実施するときに随意選択と考えられる。すなわち、本発明の利 点の大部分を軸受スリーブ３２なしに実現できる。 内方と外方に伸びる両方のフランジを備えた軸受スリーブ３２の形状は、単一 フランジ付のより伝統的軸受スリーブを成形するのに必要な工具に比較してスリ ーブ工具における底圧印加工ステーションを取り除く。同様に、成形の間に圧印 された単一リップスリーブの表面にスリーブのふくれを含む問題が除かれる。結 果として、例示の軸受スリーブは、従来の軸受スリーブより製作がかなり容易で 安価である。 図１及び３に示されているように、軸受カップ３６の第２の部分４０は、支持 部材１２のＤ形端又はその他のキー手段５２を受ける異形Ｄ形穴又はその他のキ ーみぞ手段５０を備えていてもよい。キーみぞ手段５０とキー手段５２の目的は 、軸受支持部材２８が適当な向きでロッカアーム１０の中に組立てられること、 すなわち、軸受支持部材１２が不注意で「逆さま」にされないことを保証するこ とである。組立中に、軸受のついた軸受支持部材１２は、キーみぞ手段５０をロ ッカアーム１０に対して一律に位置決めする機械によってロッカアーム１０の中 に都合よく挿入できる。 軸受支持部材１２は、傾斜面５６と５８及び平坦側面６０と６２を図４に示す ように備えていてもよい。それらの傾斜面と平坦面は、やはり出願人によって共 同発明された米国特許第５，０７４，２６１号に記載されている粉末冶金成形に よる軸受支持部材１２の製作を容易にする。転動部材３４が内側スリーブ３２に よって与えられる内輪に乗り、最大の力がころ軸受１４の下側部分にかかるので 、軸受支持部材１２の頂部と側部にあるそれらの傾斜面と平坦面は、ロッカアー ム組立体の動作の影響を受けない。 軸受支持部材１２及びころ軸受１４は、ほぼ円筒形状を有するサブアセンブリ を形成してもよい。支持部材の中心部６４が軸受カップ３６の断面より小さい断 面（小さい総合直径）を持っているので、サブアセンブリは、軸受カップ３６を 中に圧力ばめしながらロッカアーム１０の横部分の穴に横に挿入できる。代わり に、軸受カップ３６をロッカアーム１０の両側から挿入してもよい。 本発明において、クラウン６６が支持腕２８と３０の下面に形成されている。 クラウン６６は、曲がった凸面を有する非常に様々な形状を持っていてもよい。 例えば、クラウン６６は、図６に支持され、内側スリーブ１２の内径にマッチす る代表的支持面に相当する円筒輪郭６８を越えて丸くなった面として半径方向に 外向きに突き出てもよい。図２に示されたように、第１の実施例のクラウン６６ は、縦断面でアーチ形輪郭を有し、この限定円弧は半径Ａを有し、曲線は説明を 明瞭にするためにいくらか誇張されている。 図５に示されているように、クラウン６６は、横断面でアーチ形輪郭を有し、 円筒形輪郭の軸線６９から半径方向に外方に支持腕２８及び３０の端における最 小半径Ｂから最大半径Ｃまで（そして図２に示されているように最小半径Ｂまで 戻る）伸びている。この形状は本明細書においては「樽」形という。この形状の 一つの特定例において、半径Ｂは半径Ｄ（支持腕２８及び３０の上面７０からの 半径）と同じかわずかに大きく、半径Ａは半径Ｄより約３０倍大きい。 これらの限定半径の相対寸法が関係する特定の用途によって変わることが分か るはずである。クラウン６６の湾曲は予想される位置調整の不良の量に対応する ように選択され半径Ａが小さければ小さいほど位置調整の不良の角を大きくする ことを容易にする。ロッカアーム組立体の形式次第で、位置調整の不良の角度は 内側スリーブ３２の長さ及びロッカアーム組立体の種々の要素の寸法精度と共に 変わる。 クラウン６６を支持腕２８及び３０の下面に置いていることは、クラウン６６ が支持腕の最大荷重の領域内にあることを確実にする。動作において、押し棒及 び弁棒はロッカアーム１０の第１の端及び第２の端にそれぞれ上向きの力を加え 、支持腕にある転動部材３４を介して作用し、スタッド手段２０が軸受支持手段 １２の中心部分６４に対応する下向き力を加える。斜め面５６と５８及び平坦面 ６０（ツーリングを容易にする逃げ領域）及び上面７０は荷重をほとんど支持し ない。 支持腕２８及び３０の下面におけるクラウン６６の樽形状は内側スリーブ３２ が軸受支持部材１２と軸受カップ３６やロッカアーム１０などのロッカアーム組 立体の他の要素の間にあるわずかな位置調整の不良を調節し、それらの長さに沿 って半径方向の荷重をより容易に支えられるようにする。内側スリーブ３２はま たそのような条件の下でわずかにたわみ、転動部材３４が一方の端で不均衡な半 径方向荷重を支えないようにする役をする。 本発明のクラウン６６の特定の利点は支持腕及びロッカアームの横穴に押し込 まれたころ軸受を有するロッカアーム組立体に限られない。なお、例えば、クラ ウン６６はまた米国特許第Ｒｅ．３３，８７０号に記載の「ドロップイン」形ロ ッカアーム組立体に追加できた。本発明の第２の実施例を定めるこのようなロッ カアーム組立体は透視図で表されたスタッド手段８１に関する図６及び７に示さ れている。 この実施例においてロッカアーム８２は下側部分８４とそれから上方に伸びる 側壁８６を備えている。内側スリーブ９０、転動部材９２及び軸受カップ９４を 備えるＴ形軸受支持部材８８がサブアセンブリとしてロッカアームの中に支持部 材８８が細長い穴９６に伸びいるような具合に下向きに（従って「ドロップイン 」）挿入される。図７に示されているように軸受支持部材８８は逃げ領域及び図 ５に示された軸受支持部材１２のものと同様な円筒形上面を備えている。 図６に示されているように、第１の好ましい実施例のクラウン６６と同様なク ラウン９８は軸受支持部材８８の支持腕の下面に形成されている。クラウン６６ に関して記載されたように、クラウン９８は樽形状をしている。すなわち、クラ ウン９８には縦断面でアーチ形輪郭及び横断面でもアーチ形輪郭を有し、最小半 径から最大半径まで進み、次に支持腕の縦軸に対して最小半径に戻る。 動作について説明すると、クラウン９８は内側スリーブ９０が軸受支持部材８ ８と軸受カップ９４やロッカアーム８２などのロッカアーム組立体の他の要素の 間のわずかな位置調整の不良を調節し、それらの長さに沿って半径方向の荷重を より容易に支えられるようにする。内側スリーブ９０はまたそのような条件の下 でわずかにたわみ、転動部材９２に一方の端で不均衡な半径方向荷重を支えさせ ない。類似の利点が本発明の中高軸受支持部材の一般的適応性により、その他の ロッカアーム組立体形状（図示なし）においても生ずる。 上述のことから、本発明は、ロッカアームの諸要素の位置調整の不良が生ずる ときでさえ、転動部材の長さに沿った半径方向の荷重の分布をより均一にする。 このような位置調整の不良はある程度まで製造ばらつき及びロッカアーム作動中 の撓みのために不可避なので、本発明は非常に様々なロッカアーム組立体におい て著しい利益を与える。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．スタッド手段の周りに取付けるロッカアーム組立体において、 ロッカアームと 軸線に沿って向かい合いの方向に伸びる２本の支持腕を有し、前記スタッド の周りに取付けるのに適応する軸受支持部材と、 一方が各支持腕を越えて伸びてロッカアームと係合可能な二つの軸受カップ と、 前記ロッカアームが前記軸受支持部材に対して回転自在に自由に振動できる ような具合に軸受支持部材とロッカアームの間に形成された環の中にある転動部 材とを備え、 少なくとも一つの支持腕が曲面と前記軸線の間の距離が増加し、前記軸線の 方向に沿って減少し、ロッカアーム組立体各要素の位置調整の不良が起こるとき の半径方向の荷重が前記転動要素の長さに沿って分布されるようにしていること を特徴とするロッカアーム組立体。 ２．前記支持腕の前記曲面が樽形状をしており前記曲面を通る前記支持腕の 縦断面がアーチ形輪郭を備える請求項１に記載のロッカアーム組立体。 ３．前記曲面と前記軸線の間の最小距離が前記支持軸の直径方向に対向した 表面と前記軸線の間の距離とほぼ同じである請求項１に記載のロッカアーム組立 体。 ４．前記支持腕の縦断面のアーチ形輪郭が前記支持腕の直径方向に対向する 表面と前記軸線の間の距離の１０倍を超える半径を有する請求項２に記載のロッ カアーム組立体。 ５．前記曲面が前記軸線から凸面として半径方向に外方に前記支持腕の直径 方向に向かい合った表面と前記軸線の間の距離より大きい距離突き出ている請求 項１に記載のロッカアーム組立体。 ６．前記支持腕の前記曲面が前記支持腕の円筒形表面に直径方向に反対に置 かれており、前記円筒形表面から前記曲面と円筒形表面より小さい半径方向寸法 を有する少なくとも一つの窪んだ面によって円筒形表面から分離されている請求 項１に記載のロッカアーム組立体。 ７．一方が転動部材と軸受支持部材の間に各支持腕を覆って取付けられ、各 々が転動部材の内側軌道となる二つの軸受スリーブをさらに備える請求項１に記 載のロッカアーム組立体。 ８．前記内側スリーブが軸受支持部材とロッカアーム組立体の他の要素の間 の位置調整の不良を調節し、内側スリーブの長さに沿って半径方向荷重をさらに 均一に分布させるように支持腕の前記曲面を覆って撓むことができる請求項７に 記載のロッカアーム組立体。 ９．前記軸受カップがロッカアームの穴の中に取付けられている請求項１に 記載のロッカアーム組立体。 １０．前記ロッカアームが下側部分とそれから上方に伸びる側壁を有し、前記 軸受支持部材が組立の間前記ロッカアームの下側部分に軸受カップに係合する位 置に下向きに挿入されている請求項１に記載のロッカアーム組立体。 １１．スタッド手段の周りにかつロッカアームの中に取付ける軸受組立体にお いて、 軸線に沿って向かい合いの方向に伸びる２本の支持腕を有し、前記スタッド の周りに取付けるのに適応する軸受支持部材と、 一方が各支持腕を越えて伸びてロッカアームと係合可能な二つの軸受カップ と、 前記ロッカアームが前記軸受支持部材に対して回転自在に自由に振動できる ような具合に軸受支持部材とロッカアームの間に形成された環の中にある転動部 材とを備え、 少なくとも一つの支持腕が曲面と前記軸線の間の距離が増加し前記軸線の方 向に沿って減少し、ロッカアーム組立体各要素の位置調整の不良が起こるときの 半径方向の荷重が前記転動要素の長さに沿って分布されるようにしていることを 特徴とする軸受組立体。 １２．前記支持腕の前記曲面が樽形状をしており前記曲面を通る前記支持腕の 縦断面がアーチ形輪郭を備える請求項１１に記載の軸受組立体。 １３．前記曲面と前記軸線の間の最小距離が前記支持軸の直径方向に対向した 表面と前記軸線の間の距離とほぼ同じである請求項１１に記載の軸受組立体。 １４．前記支持腕の縦断面のアーチ形輪郭が前記支持腕の直径方向に対向する 表面と前記軸線の間の距離の１０倍を超える半径を有する請求項１２に記載の軸 受組立体。 １５．前記曲面が前記軸線から凸面として半径方向に外方に前記支持腕の直径 方向に向かい合った表面と前記軸線の間の距離より大きい距離突き出ている請求 項１１に記載の軸受組立体。 １６．前記支持腕の前記曲面が前記支持腕の円筒形表面に直径方向に反対に置 かれており、前記円筒形表面から前記曲面と円筒形表面より小さい半径方向寸法 を有する少なくとも一つの窪んだ面によって円筒形表面から分離されている請求 項１１に記載の軸受組立体。 １７．一方が転動部材と軸受支持部材の間に各支持腕を覆って取付けられ、各 々が転動部材の内側軌道となる二つの軸受スリーブをさらに備える請求項１１に 記載の軸受組立体。 １８．前記内側スリーブが軸受支持部材と軸受組立体の他の要素の間の位置調 整の不良を調節し、内側スリーブの長さに沿って半径方向荷重をさらに均一に分 布させるように支持腕の前記曲面を覆って撓む請求項１７に記載の軸受組立体。