(57)【要約】【課題】軽合金製のロッカーアーム３を備えた構造で、潤滑油の流通抵抗の低減と耐摩耗性の向上とを図る事により、優れた信頼性及び耐久性を有するカムフォロア装置を実現する。【解決手段】ローラ５を支承する枢軸６の両端部をかしめ固定する１対の支持板部８、８同士の間に、鉄系合金製の補強ブラケット１６を押し込む。この補強ブラケット１６を構成する１対の抑え板部１７、１７により上記両支持板部８、８を抑える事で、上記枢軸６の両端部をかしめる際に、これら両支持板部８、８が変形するのを抑える。又、上記ローラ５や各ニードル１２、１２の軸方向端面により、上記両支持板部８、８の内側面が摩耗するのを防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軽合金製で長さ方向中間部に設けた支持軸を中心として揺動変位するロッカーアームと、このロッカーアームの長さ方向一端部にこのロッカーアームの幅方向に離隔した状態で設けられた、それぞれの先端部を他の部分に拘束されない自由端とした１対の支持板部と、これら両支持板部に形成した互いに同心の支持孔に両端部を内嵌し、更にこの両端部の外径寄り部分を直径方向外方に塑性変形させてこれら両支持孔の開口周縁部に向けて押し付ける事により、上記両支持板部同士の間に掛け渡す状態で固定した、上記支持軸と平行な枢軸と、この枢軸の周囲に回転自在に支承された円筒状のローラとを備えたカムフォロア装置に於いて、上記両支持板部同士の間に、上記ロッカーアームを構成する軽合金よりも剛性が高い金属製で、このロッカーアームの幅方向に互いに離隔した状態で設けられた１対の抑え板部の端部同士を連結板部により連結して成る補強ブラケットを、これら両抑え板部の互いに反対側の外側面を上記両支持板部の互いに対向する内側面に押し付けた状態で組み付けている事を特徴とするカムフォロア装置。
【請求項２】
補強ブラケットのうちで、少なくとも両抑え板部の互いに対向する内側面に硬化層を形成している、請求項１に記載したカムフォロア装置。
【請求項３】
補強ブラケットの両抑え板部の互いに対向する内側面とローラの軸方向端面とを直接対向させている、請求項１〜２の何れか１項に記載したカムフォロア装置。
【請求項４】
ロッカーアームの内部に設けられた潤滑油供給路の下流端開口が、このロッカーアームの長さ方向端面のうちで両支持板部同士の間部分に存在しており、補強ブラケットの連結板部の一部で上記下流端開口に整合する部分に透孔が形成されている、請求項１〜３の何れか１項に記載したカムフォロア装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車の走行用等として使用されるエンジンの動弁機構中に組み込み、動弁機構部分の摩擦を少なくして、エンジン運転時に於ける燃料消費率の低減を図る為のカムフォロア装置の改良に関する。具体的には、軽合金製のロッカーアームを備えた構造で、潤滑油の流通抵抗の低減と耐摩耗性の向上とを図る事により、優れた信頼性及び耐久性を有する構造の実現を図るものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの動弁機構には、例えば特許文献１〜３に記載された様なカムフォロア装置が組み込まれている。図４は、このうちの特許文献２に記載された従来構造の１例を示している。この図４は、カムシャフト１の回転に伴って弁体２（吸気弁又は排気弁）を、ロッカーアーム３の往復揺動に基づいて往復移動させる動弁機構の一部を示している。このロッカーアーム３は、長さ方向（図４の左右方向）中間部を支持軸４により、揺動変位自在に支持している。又、上記ロッカーアーム３の長さ方向一端部（図４の右端部）に、円筒状のローラ５を、回転自在に支持している。この為に上記ロッカーアーム３の長さ方向一端部に、上記支持軸４と平行な枢軸６を設け、この枢軸６の周囲に上記ローラ５を、ニードル軸受等のラジアル軸受７を介して、回転自在に支持している。エンジンの運転時には、上記カムシャフト１の回転に伴って上記ロッカーアーム３が上記支持軸４を中心に往復揺動変位し、このロッカーアーム３の長さ方向他端部が突き当てられた上記弁体２が、軸方向に往復移動する。
【０００３】
上記ロッカーアーム３の長さ方向一端部に上記ローラ５を回転自在に支持する部分は、例えば図５〜６に示す様に構成している。即ち、上記ロッカーアーム３の長さ方向一端部に１対の支持板部８、８を、このロッカーアーム３の幅方向に離隔した状態で設けている。これら両支持板部８、８は、それぞれの先端部を他の部分に拘束されない自由端としている。そして、これら両支持板部８、８に形成した互いに同心の支持孔９、９に枢軸６の両端部を内嵌し、更にこの両端部の外径寄り部分を直径方向外方に塑性変形させて形成したかしめ部１０、１０を、上記両支持孔９、９の開口周縁部に形成した面取り部１１、１１に向け押し付けて、上記枢軸６を上記両支持板部８、８同士の間に掛け渡す状態で固定している。更に、この枢軸６の周囲に上記ローラ５を、上記ラジアル軸受７を介して、回転自在に支承している。
【０００４】
上記ロッカーアーム３は、軽量化の為にアルミニウム合金等の軽合金製とするのに対して、上記ローラ５、上記枢軸６、上記ラジアル軸受７を構成するニードル１２、１２は、強度確保の為に、軸受鋼等の鉄系合金製とする。そして、上記両支持板部８、８のうち、互いに対向する内側面が、上記各ニードル１２、１２や、上記ローラ５の軸方向端面との擦れ合いにより摩耗するのを防止する為に、図５〜６に示す様にワッシャ１３ａ、１３ｂを設けている。このうちの図５に示したワッシャ１３ａ、１３ａは、上記各ニードル１２、１２の端面による摩耗のみを防止するもので、図６に示したワッシャ１３ｂ、１３ｂは、これに加えて、上記ローラ５の端面による摩耗も防止するものである。
【０００５】
上述の様なカムフォロア装置を組み立てる場合、上記枢軸６のかしめ固定に伴って上記両支持板部８、８に有害な変形を生じ、その結果、上記カムフォロア装置の信頼性、耐久性確保の面から不利になる可能性がある。この点に就いて、図７により説明する。上記枢軸６を上記両支持板部８、８同士の間に掛け渡した状態で固定するには、先ず、図７の（Ａ）に示す様に、円柱状の枢軸６の両端部を、上記両支持板部８、８に設けた支持孔９、９の内側に位置させる。尚、この枢軸６は、上記ラジアル軸受７の内輪軌道となる軸方向中間部外周面を焼き入れ硬化し、かしめ固定すべき両端部は、焼き入れせずに生のままとしている。そして、上記枢軸６の両端面外径寄り部分にかしめパンチを押し付け、この枢軸６の両端部外径寄り部分を径方向外方に塑性変形させて、かしめ部１０、１０を形成する。そして、これら両かしめ部１０、１０の外周面を、上記両支持孔９、９の開口周縁部に形成した面取り部１１、１１に押し付ける。
【０００６】
この様にして、上記枢軸６を上記両支持板部８、８同士の間に掛け渡す様にして固定する際、これら両支持板部８、８に、互いに近づく方向の力が加わる。これら両支持板部８、８は、先端部が拘束されていない、所謂片持ち支持構造である為、上記力に基づいて互いの先端部同士が、図７の（Ｂ）のδ分だけ、近づく方向に変形する場合がある。この結果、上記両支持板部８、８の先端部内側面とローラ５の軸方向両端面との間の隙間１４、１４の厚さが小さくなる。そして、これら両隙間１４、１４の厚さが小さくなると、カムフォロア装置を潤滑する為の潤滑油の流通が円滑に行われなくなる可能性がある。例えばこの潤滑油を、ロッカーアーム３の内部に設けられ、上記両支持板部８、８同士の間部分１５に下流端を開口させた潤滑油供給路を通じて供給する場合、上記両隙間１４、１４の厚さが小さくなると、潤滑油の流通経路に関する背圧が大きくなり、上記カムフォロア装置部分を通過する潤滑油の流量が不足する可能性がある。
【０００７】
この様な問題を解決する為の技術として特許文献２には、１対の支持板部の内側面同士の間隔を、枢軸の両端部をかしめ固定する以前の状態で、これら両支持板部の先端に向かうに従って広くする方向に傾斜させる技術が記載されている。この様な改良された従来技術によれば、この傾斜角度を適正に規制する事により、上記枢軸の両端部をかしめ固定した状態で、上記両支持板部の内側面同士をほぼ平行にでき、上記問題を解決できる。但し、上記特許文献２に記載された従来技術だけでは、ニードルやローラの軸方向端面との擦れ合いに基づく、上記両支持板部の内側面の摩耗を抑える事はできない。この摩耗を抑える為には、前述の図５〜６に示した様なワッシャ１３ａ、１３ｂを設ける事が必要になる。ローラ及びニードルと共にこれらワッシャ１３ａ、１３ｂを枢軸の周囲に組み付ける作業は面倒で、カムフォロア装置の製造コストを高くする原因となる。尚、特許文献３には、左右のワッシャを連結する構造が記載されているが、このワッシャは、枢軸のかしめ固定に基づいて１対の支持板部同士が非平行になる事を防止する機能は持っていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−１２９４３３号公報
【特許文献２】特開平１０−１７６５０９号公報
【特許文献３】実願昭６３−１６１５０７号（実開平２−８０７０３号）のマイクロフィルム
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、軽合金製のロッカーアームを備えた構造で、潤滑油の流通抵抗の低減と耐摩耗性の向上とを図る事により、優れた信頼性及び耐久性を有するカムフォロア装置を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のカムフォロア装置は、前述した従来から知られているカムフォロア装置と同様に、ロッカーアームと、１対の支持板部と、枢軸と、ローラとを備える。
このうちのロッカーアームは、アルミニウム合金等の軽合金製で、長さ方向中間部に設けた支持軸を中心として揺動変位する。
又、上記両支持板部は、上記ロッカーアームの長さ方向一端部にこのロッカーアームの幅方向に離隔した状態で設けられたもので、それぞれの先端部を他の部分に拘束されない自由端としている。
又、上記枢軸は、上記支持軸と平行であって、上記両支持板部に形成した互いに同心の支持孔に両端部を内嵌し、更に、この両端部の外径寄り部分を直径方向外方に塑性変形させてこれら両支持孔の開口周縁部に向けて押し付ける事により、上記両支持板部同士の間に掛け渡す状態で固定している。
更に、上記ローラは、円筒状で、上記枢軸の周囲に回転自在に支承されている。
【００１１】
特に、本発明のカムフォロア装置に於いては、上記両支持板部同士の間に、補強ブラケットを組み付けている。
この補強ブラケットは、鉄系合金の如く、上記ロッカーアームを構成する軽合金よりも剛性が高い金属製で、このロッカーアームの幅方向に互いに離隔した状態で設けられた１対の抑え板部の端部同士を、連結板部により連結して成る。
この様な補強ブラケットを、上記両抑え板部の互いに反対側の外側面を上記両支持板部の互いに対向する内側面に押し付けた状態で組み付けている。
【００１２】
上述の様な本発明を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した発明の様に、上記補強ブラケットのうちで、少なくとも両抑え板部の互いに対向する内側面に、窒化層等の硬化層を形成する。
或は、請求項３に記載した発明の様に、上記補強ブラケットの両抑え板部の互いに対向する内側面と、上記ローラの軸方向端面とを、直接対向させる。
或は、請求項４に記載した発明の様に、上記ロッカーアームの内部に設けられた潤滑油供給路の下流端開口を、このロッカーアームの長さ方向端面のうちで両支持板部同士の間部分に存在させると共に、上記補強ブラケットの連結板部の一部で上記下流端開口に整合する部分に透孔を形成する。
【発明の効果】
【００１３】
上述の様に構成する本発明によれば、軽合金製のロッカーアームを備えた構造で、潤滑油の流通抵抗の低減と耐摩耗性の向上とを図る事により、優れた信頼性及び耐久性を有するカムフォロア装置を実現できる。
先ず、潤滑油の流通抵抗の低減は、補強ブラケットを構成する１対の抑え板部により、上記ロッカーアームに設けた１対の支持板部を、互いに近付く方向に変位しない様に抑える事により図れる。この構成により、枢軸を上記両支持板部同士の間に掛け渡す様に固定すべく、この枢軸の両端部を塑性変形させる際に、これら両支持板部の先端部同士が近付く方向に変形する事を抑えられる。この結果、これら両支持板部の先端部内側面とローラの軸方向両端面との間の隙間が狭くなり過ぎる事を防止して、上記流通抵抗の低減を図れる。
特に、請求項４に記載した発明の様に、上記ロッカーアームの内部に設けられた潤滑油供給路から上記補強ブラケットの連結板部に形成した透孔を通じて潤滑油を流通させる構造の場合に、この透孔から吐出される潤滑油の流れに対する背圧を抑えて、上記流通抵抗を低減する効果が大きい。
【００１４】
又、耐摩耗性の向上は、軽合金製である上記両支持板部の内側面を、鉄系金属等の、軽合金よりも剛性が高く、従って硬度が高く摩耗しにくい、金属製の抑え板部により覆っている事により図れる。
この為、請求項３に記載した発明の様に、摩耗防止の為のワッシャを省略し、上記両抑え板部の内側面と上記ローラの軸方向端面とを直接対向させても、十分な耐摩耗性を確保できる。
特に、請求項２に記載した発明の様に、これら両抑え板部の内側面に窒化層等の硬化層を形成すれば、上記耐摩耗性を、より一層向上させられる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、図４のイ−イ断面に相当する図。
【図２】補強ブラケットを取り出して示す、（Ａ）は図１の側方から見た図、（Ｂ）は（Ａ）のロ−ロ断面図、（Ｃ）は（Ｂ）のハ部拡大図。
【図３】本発明の実施の形態の第２例を示す、図１と同様の図。
【図４】本発明の対象となるカムフォロア装置を組み込んだエンジンの動弁機構の部分切断側面図。
【図５】従来構造の第１例を示す、図４のニ−ニ断面図。
【図６】同第２例を示す、図５と同様の図。
【図７】従来構造の場合に生じる問題を説明する為の、枢軸のかしめ固定前の状態（Ａ）と固定後の状態（Ｂ）とを示す、図１と同様の図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［実施の形態の第１例］
図１〜２は、全請求項に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例を含めて本発明の特徴は、アルミニウム系合金等の軽合金製のロッカーアーム３の長さ方向一端部に片持ち式に設けられた１対の支持板部８、８の内側面（互いに対向する側面）同士の間にローラ５を、枢軸６により回転自在に支持する部分の構造に関する。その他の部分の構造及び作用は、前述の図４〜７により説明した従来構造と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。
【００１７】
本例のカムフォロア装置では、上記両支持板部８、８同士の間に、鉄系合金製の補強ブラケット１６を組み付けている。この補強ブラケット１６は、炭素鋼板、ステンレス鋼板等の、鉄系合金製の板材により、全体をコ字形に形成している。即ち、上記補強ブラケット１６は、上記ロッカーアーム３の幅方向（図１の左右方向）に互いに離隔した状態で設けられた１対の抑え板部１７、１７の端部同士を、連結板部１８により連結して成る。これら両抑え板部１７、１７のうちで、上記両支持板部８、８に形成した支持孔９、９に整合する部分に、それぞれ円孔１９、１９を形成している。これら両円孔１９、１９の内径は、上記両支持孔９、９の内径よりも少しだけ大きい。又、上記連結板部１８の中央部に、透孔２０を形成している。
【００１８】
上述の様な補強ブラケット１６は、上記板材製の素材に、プレスによる打ち抜き加工及び曲げ加工を施す事により造るが、打ち抜きの方向は、上記各板部１７、１８の内側面側から外側面側（上記ロッカーアーム３に対向する面）に向かう方向とする。例えば、上記両円孔１９、１９の内周縁部には、図２の（Ｃ）に示す様に、打ち抜きパンチの進入側に剪断面２１が、突き出し側に破断面２２が、それぞれ形成されるが、このうちの破断面２２を、上記両抑え板部１７、１７の外側面側に位置させる。上記打ち抜き方向をこの様に規制する理由は、打ち抜き加工に伴って縁部に生じるバリを外側面側に向けて、このバリがローラ５の回転やニードル１２、１２の自転及び公転の妨げとなる事を防止する為である。仮にバリが生じた場合にはこのバリが、上記補強ブラケット１６を上記ロッカーアーム３に組み付けた状態で、上記両支持板部８、８の内側面等に突き当たる。これら補強ブラケット１６とロッカーアーム３とは、組み付け後に相対変位する事はないので、上記バリの存在が何らかの不具合の原因となる事はない。
【００１９】
又、上記補強ブラケット１６の表面には、窒化層等の硬化層を形成している。尚、この硬化層は、少なくとも上記両抑え板部１７、１７の内側面に形成すれば良い。但し、この内側面にのみ形成する為の処理（残りの面にマスキングを施す事）が面倒であり、残りの面に硬化層を形成しても特に不都合を生じない為、本例の場合には、上記補強ブラケット１６の表面全体に硬化層を形成している。
【００２０】
本例のカムフォロア装置では、上述の様な補強ブラケット１６を上記ロッカーアーム３に対し、上記両抑え板部１７、１７の互いに反対側の外側面を、上記両支持板部８、８の互いに対向する内側面に押し付けた状態で組み付けている。この為に、上記両抑え板部１７、１７の自由状態（上記両支持板部８、８同士の間に組み付ける以前）での、これら両抑え板部１７、１７の外側面同士の間隔Ｄ17｛図２の（Ｂ）参照｝は、上記両支持板部８、８の内側面同士の間隔ｄ8 （図１参照）よりも、僅かに大きく（Ｄ17＞ｄ8 ）している。又、自由状態での上記両抑え板部１７、１７同士は、互いに平行か、先端｛図２の（Ａ）（Ｂ）の上端｝に向かうに従って互いの間隔が広くなる方向に、僅かに傾斜させる。従って、上記補強ブラケット１６を上記両支持板部８、８同士の間に押し込んだ状態では、上記両抑え板部１７、１７の外側面が上記両支持板部８、８の内側面を、弾性的に押圧する。又、この状態では、前記両円孔１９、１９が前記両支持孔９、９に、前記透孔２０が、上記ロッカーアーム３の内部に設けた潤滑油供給路２３の下流端開口に、それぞれ整合する。
【００２１】
上述の様に本例の構造の場合には、上記補強ブラケット１６を構成する上記両抑え板部１７、１７により、上記ロッカーアーム３の上記両支持板部８、８を、互いに近付く方向に変位しない様に抑えている。従って、前記枢軸６をこれら両支持板部８、８同士の間に掛け渡す様に固定すべく、この枢軸６の両端部を、前述の図７の（Ａ）→（Ｂ）の様に塑性変形させる際に、上記両支持板部８、８の先端部同士が近付く方向に変形する事を抑えられる。この為、これら両支持板部８、８の先端部内側面と前記ローラ５の軸方向両端面との間の隙間１４、１４が狭くなり過ぎる事を防止できる。この為、上記潤滑油供給路２３の下流端開口から上記両支持板部８、８の内側面同士の間の空間内に吐出された潤滑油を、上記隙間１４、１４を通じて排出し易くできて、この潤滑油の流れに対する流通抵抗の低減を図れる。この結果、上記ローラ５の回転支持部を流通する潤滑油の流量を確保して、この回転支持部の温度上昇を抑え、この回転支持部の信頼性及び耐久性の向上を図れる。
【００２２】
又、本例の場合には、軽合金製である上記両支持板部８、８の内側面を、鉄系金属製で表面に硬化層を形成した抑え板部１７、１７により覆っている。この為、摩耗防止の為のワッシャ１３ａ、１３ｂ（図５〜６参照）を省略し、上記両抑え板部１７、１７の内側面と上記ローラ５及び前記各ニードル１２、１２の軸方向端面とを直接対向させても、十分な耐摩耗性を確保できる。この結果、組立作業を面倒にする事なく、上記両支持板部８、８の摩耗を抑え、優れた耐久性を有するカムフォロア装置を、低コストで実現できる。
【００２３】
［実施の形態の第２例］
図３は、全請求項に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、補強ブラケット１６ａを構成する１対の抑え板部１７ａ、１７ａの厚さを、同じく連結板部１８ａの厚さよりも大きく（厚く）している。この様な補強ブラケット１６ａは、素材である金属板に肉寄せ加工及び曲げ加工を施す事により、或いは素材に鍛造加工を施す事により造る。
この様な構造によれば、幅寸法が異なるロッカーアーム３同士の間で、幅寸法が同じローラ５を共用する事ができる。或いは、幅寸法が同じであるロッカーアーム３に、幅寸法が異なるローラ５を組み込む事ができる。
即ち、上記両抑え板部１７ａ、１７ａの厚さを大きくする分、ローラ５の幅寸法に対して１対の支持板部８、８の内側面同士の間隔が大きくても、これら両支持板部８、８同士の間で上記ローラ５が軸方向にがたつく事を防止できる。
その他の部分の構造及び作用は、上述した実施の形態の第１例の場合と同様であるから、重複する説明は省略する。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明を実施する場合に、ロッカーアームを構成する軽合金としてアルミニウム系合金を、補強ブラケットを構成する軽合金よりも剛性が高い金属として鉄系合金を、それぞれ使用する事が、最も一般的である。但し、上記軽合金としてマグネシウム系合金を、上記剛性が高い金属としてチタン系合金を、それぞれ使用する事もできる。
尚、エンジンの動弁機構用のカムフォロア装置としては、ロッカーアームの長さ方向中間部にローラを設置する構造もある。但し、この様な構造では、このローラを回転自在に支持する為の枢軸の両端部を支持する為の１対の支持板部が、両端部を支持された（自由端のない）構造としていて剛性が高い為、本発明を適用する必要性は乏しい。
【符号の説明】
【００２５】
１    カムシャフト
２    弁体
３    ロッカーアーム
４    支持軸
５    ローラ
６    枢軸
７    ラジアル軸受
８    支持板部
９    支持孔
１０    かしめ部
１１    面取り部
１２    ニードル
１３ａ、１３ｂ  ワッシャ
１４    隙間
１５    間部分
１６、１６ａ  補強ブラケット
１７、１７ａ  抑え板部
１８、１８ａ  連結板部
１９    円孔
２０    透孔
２１    剪断面
２２    破断面
２３    潤滑油供給路
【図１】
2010168941.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010168941.tif 000008
【図７】
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