(57)【要約】      （修正有）【課題】エッジロードの発生を防止して、摩擦損失を低減すると共に摩耗による転がり寿命の低下を防止する。【解決手段】ローラーロッカーアーム式動弁装置１０のロッカーアーム１２には、ローラー２４が複数のニードルころ２２を介してローラピン２６に回転自在に支持されている。ローラー２４の内周面であって当該ローラー２４幅方向両端部には、当該ローラー２４幅方向中央部側から両端部側へ向かうにつれて拡径する拡径部３０が形成されている。製造時あるいは運転条件等によってアライメントの誤差が生じ、カムとの当接で外側ローラー２４が傾くと、ローラー２４の内周面と複数のニードルころ２２のそれぞれ軸方向（ローラー２４幅方向）端部にてエッジロードが発生しようとする。この点、ローラー２４には拡径部３０が形成されているため、ローラー２４が傾いても、ローラー２４の内周面と複数のニードルころ２２の軸方向端部でエッジロードが増大しない。【選択図】図２
2006312916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に軌道を有するローラーを、外周面に軌道を有しロッカーアームに取り付けられたローラピンに、複数のニードルころを介して回転自在に支持したローラーロッカーアーム式動弁装置において、
前記ローラーの内周面であって当該ローラー幅方向両端部に、当該ローラー幅方向中央部側から両端部側へ向かうにつれて拡径する拡径部を、当該ローラーの全幅に対して１５％〜４５％の範囲で形成した、
ことを特徴とするローラーロッカーアーム式動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はローラーロッカーアーム式動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関における動弁装置としてローラーロッカーアーム式動弁装置が知られている（一例として、特許文献１参照）。
【０００３】
この種のローラーロッカーアーム式動弁装置では、図７に概略的な断面図にて示す如く、内周面に軌道を有するローラー６０が、ロッカーアームに取り付けられたローラピン６２によって、複数のニードル６４（所謂、ころ）を介して回転自在に支持された構成となっており、カム（図示省略）によってローラー６０の外周面が押圧されることでバルブ（吸気バルブまたは排気バルブ）を開閉する構成であり、ロッカーアーム（ローラー６０及び複数のニードル６４）とカムとの間に働く摩擦力を低減することができ、燃料消費率の向上等を図ることができる。
【０００４】
ところで、このようなローラーロッカーアームが適用される動弁系においては、製造時あるいは運転条件等によってアライメントの誤差が生じ、カムとローラー６０の軸方向（ローラー６０幅方向）接触面は、相対的に僅かではあるが傾斜している。カムとローラー６０が傾斜した状態で当接すると、カムの支持剛性が大きいため、カムの接触面にローラー６０の接触面が倣おうとする。すると、カムの接触面に倣って傾斜したローラー６０の内周面と複数のニードル６４のそれぞれ軸方向（ローラー６０幅方向）端部にて所謂エッジロードが発生する。このため、ローラーの内周面に接する複数のニードルはその面圧が軸方向で不均等になり、円滑な自転運動ができなくなって、摩擦損失が増大して転がり寿命が低下する問題があった。
【０００５】
この場合、前述の如きエッジロードの発生を防止するために、例えば、複数のニードルの幅方向両端部分を次第に縮径して形成する（当該各ニードルの両端部分に「縮径部」を設けて所謂先細りに形成する）ことが考えられる。しかしながら、ニードルは複数（多数）あるため、それぞれの前記縮径部の形状を高精度に揃えて形成することは困難であり、そのバラツキの悪影響を受けてしまうことになる。また、各ニードルの当該縮径部の幅（ニードル幅方向に沿った形成範囲）を拡大すると、ローラピンに対する接触幅も必然的に減少してしまうため、ローラピンとの同軸度が悪化し、円滑な自転運動ができなくなる。さらに、各ニードルに前記縮径部を形成すると、ローラーに比べて外径が小さく面圧が高いローラピンとの間で平均面圧が上昇し、摩耗による寿命低下の問題も生じることになる。
【特許文献１】特開２００４−２６３５８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、エッジロードの発生を防止して、摩擦損失を低減すると共に摩耗による転がり寿命の低下を防止することができるローラーロッカーアーム式動弁装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明のローラーロッカーアーム式動弁装置は、内周面に軌道を有するローラーを、外周面に軌道を有しロッカーアームに取り付けられたローラピンに、複数のニードルころを介して回転自在に支持したローラーロッカーアーム式動弁装置において、前記ローラーの内周面であって当該ローラー幅方向両端部に、当該ローラー幅方向中央部側から両端部側へ向かうにつれて拡径する拡径部を、当該ローラーの全幅に対して１５％〜４５％の範囲で形成した、ことを特徴としている。
【０００８】
請求項１記載のローラーロッカーアーム式動弁装置では、ローラーが複数のニードルころを介してローラピンに回転自在に支持されている。
【０００９】
ここで、例えば仮に、製造時あるいは運転条件等によってアライメントの誤差が生じ、カムとローラーの軸方向（ローラー幅方向）接触面とが相対的に傾斜していると（カムとの当接でローラーが傾くと）、カムの接触面に倣って傾斜したローラーの内周面と複数のニードルころのそれぞれ軸方向（ローラー幅方向）端部にてエッジロードが発生しようとする。
【００１０】
この点、請求項１記載のローラーロッカーアーム式動弁装置では、ローラーの内周面であって当該ローラー幅方向両端部に、当該ローラー幅方向中央部側から両端部側へ向かうにつれて拡径する拡径部が形成されているため、ローラーが傾いても、ローラーの内周面と複数のニードルころの軸方向端部でエッジロードが増大しない。これにより、各ニードルころが円滑に自転運動することができ、摩擦損失の増大を防止することができると共に摩耗による転がり寿命の低下を防止することができる。
【００１１】
また、前述の如きローラーの内周面に形成する拡径部は、その幅が小さいとエッジロードの低減効果が少なく、一方、その幅が大きいと接触幅減少により同軸度が悪化し、円滑な自転運動ができなくなるため、摩擦損失の増大や平均面圧の上昇による寿命低下が懸念される。
【００１２】
この点、請求項１記載のローラーロッカーアーム式動弁装置では、前記拡径部を好適な範囲で形成しているため、摩擦損失の低減効果が大きく、効果的である。
【００１３】
さらに、例えば複数のニードルころの幅方向両端部分を次第に縮径して形成する（当該各ニードルの両端部分に「縮径部」を設けて所謂先細りに形成する）構成の場合と比較して、前記拡径部を形成する対象部品は１個のローラーであるため、加工性が良く形状のバラツキによる悪影響を受け難くなる。また、前記拡径部を形成しても各ニードルころとローラピンとの接触幅には全く影響しないため、摩擦損失の低減効果を得られる当該拡径部の幅（形成範囲）を広く（広範囲に）設定することができ、アライメント誤差の異なる動弁装置に対しても適用が可能となり、適用の範囲が拡大する。
【００１４】
なお、ローラーの内周面に形成する拡径部としては、所謂クラウニング面でもテーパー面でもあるいは面取り面でもよく、また何れかを組み合わせて構成してもよい。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明した如く本発明に係るローラーロッカーアーム式動弁装置は、エッジロードの発生を防止して、摩擦損失を低減すると共に摩耗による転がり寿命の低下を防止することができるという優れた効果を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１には、本発明の実施の形態に係るローラーロッカーアーム式動弁装置１０の構成が正面図にて示されており、また、図２にはローラーロッカーアーム式動弁装置１０の構成が図１の２−２線に沿った断面図にて示されている。
【００１７】
このローラーロッカーアーム式動弁装置１０は、ロッカーアーム１２を備えている。ロッカーアーム１２は、一端がピボット部１４によって支持されて先端側が上下移動可能となっており、先端の押圧部１６が、バルブ１８（例えば、吸気バルブや排気バルブ）の軸先端に冠着したキャップ２０に当接している。
【００１８】
ロッカーアーム１２の長手中間部には、ローラー２４が設けられている。ローラー２４は内周面に軌道を有しており、外周面に軌道を有しロッカーアーム１２に固定されたローラピン２６に、複数のニードルころ２２を介して回転自在に支持されている。このローラー２４はカム２８に対応しており、カム２８によってローラー２４の外周面が押圧されることで、ロッカーアーム１２の押圧部１６がバルブ１８のキャップ２０を押圧し、バルブ１８を開閉する構成となっている。
【００１９】
ここで、図２に詳細に示す如く、ローラー２４の内周面であって当該ローラー２４幅方向両端部に、当該ローラー２４幅方向中央部側から両端部側へ向かうにつれてその内周が拡径する拡径部３０が所定範囲で形成されている。この拡径部３０は、所謂クラウニング面とされており、本実施の形態においては、曲率Ｒ＝５ｍｍで、かつ、当該ローラー２４の全幅に対して、左右の拡径部３０の合計幅が３４％で形成されている。
【００２０】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００２１】
上記構成のローラーロッカーアーム式動弁装置１０では、ローラー２４が複数のニードルころ２２を介してローラピン２６に回転自在に支持されている。
【００２２】
ここで、例えば仮に、製造時あるいは運転条件等によってアライメントの誤差が生じ、カム２８とローラー２４の軸方向（ローラー幅方向）接触面とが相対的に傾斜していると（カム２８との当接でローラー２４が傾くと）、カム２８の接触面に倣って傾斜したローラー２４の内周面と複数のニードルころ２２のそれぞれ軸方向（ローラー２４幅方向）端部にてエッジロードが発生しようとする。
【００２３】
この点、本実施の形態に係るローラーロッカーアーム式動弁装置１０では、ローラー２４の内周面であって当該ローラー２４幅方向両端部に、当該ローラー２４幅方向中央部側から両端部側へ向かうにつれて拡径する拡径部３０が形成されているため、ローラー２４が傾いても、ローラー２４の内周面と複数のニードルころ２２の軸方向端部でエッジロードが増大しない。これにより、各ニードルころ２２が円滑に自転運動することができ、摩擦損失の増大を防止することができると共に摩耗による転がり寿命の低下を防止することができる。
【００２４】
また、前述の如きローラー２４の内周面に形成する拡径部３０は、その幅が小さいとエッジロードの低減効果が少なく、一方、その幅が大きいと接触幅減少により同軸度が悪化し、円滑な自転運動ができなくなるため、摩擦損失の増大や平均面圧の上昇による寿命低下が懸念される。そこで、前記拡径部３０の合計幅は、当該ローラー２４の全幅に対して１５％〜４５％の範囲で形成することが好ましい。図３は、油温８０℃でエンジン回転速度５００〜２０００ｒｐｍにおいて拡径部３０の幅を変化させた場合の摩擦力（摩擦トルク比）への影響を調べた結果で、ローラー２４の全幅に対する拡径部３０（クラウニング面、テーパー面、面取り面）の幅が合計１５〜４５％の場合に、摩擦損失の低減効果が大きく、効果的であることが解る。
【００２５】
さらに、例えば、比較例として図５に示す如く、ローラー５０を支持する複数のニードル５２の幅方向両端部分を次第に縮径して形成する（当該各ニードル５２の両端部分に「縮径部５４」を設けて所謂先細りに形成する）構成の場合には、当該ニードル５２は複数（多数）あるため、それぞれの前記縮径部５４の形状を高精度に揃えて形成することは困難であり、そのバラツキの悪影響を受けてしまうことになる。また、各ニードル５２の当該縮径部５４の幅（ニードル５２幅方向に沿った形成範囲）を拡大すると、ローラピン５６に対する接触幅も必然的に減少してしまうため、ローラピン５６との同軸度が悪化し、円滑な自転運動ができなくなる。さらに、各ニードル５２に前記縮径部５４を形成すると、ローラー５０に比べて外径が小さく面圧が高いローラピン５６との間で平均面圧が上昇し、摩耗による寿命低下の問題も生じることになる。このため、摩擦損失の低減効果を得られる当該縮径部５４の幅（形成範囲）を広く（広範囲に）設定することができず、図６に示す如く、前記縮径部５４の合計幅は、当該ニードル５２の全幅に対して１５％付近に限られていた。
【００２６】
これに対し、本実施の形態に係るローラーロッカーアーム式動弁装置１０では、前記拡径部３０を形成する対象部品は１個のローラー２４であるため、加工性が良く形状のバラツキによる悪影響を受け難くなる。また、前記拡径部３０を形成しても各ニードルころ２２とローラピン２６との接触幅には全く影響しないため、図６に比較して示す如く、摩擦損失の低減効果を得られる当該拡径部３０の幅（形成範囲）を広く（広範囲に）設定することができ（前述の如く、ローラー２４の全幅に対して１５％〜４５％の範囲）、アライメント誤差の異なる動弁装置に対しても適用が可能となり、適用の範囲が拡大する。
【００２７】
なお、ローラー２４の内周面に形成する拡径部３０としては、前述の如く所謂クラウニング面として形成するに限らず、単純なテーパー面として形成する構成としたりあるいは面取り面のみでもよく、また何れかを組み合わせて構成してもよい。
【００２８】
すなわち、図４に示すローラー４０の如く、拡径部として、傾斜角度θ（例えば、θ＝６°）のテーパー面部４２を設けると共に角部面取り部４４を設ける構成としてもよい。あるいは、傾斜角度θおよび落とし量δで拡径部としてのテーパー面のみを設ける構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態に係るローラーロッカーアーム式動弁装置の構成を示す正面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るローラーロッカーアーム式動弁装置の主要部構成を示す図１の２−２線に沿った断面図である。
【図３】ローラーに形成する拡径部の幅と摩擦力との関係を示す線図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るローラーロッカーアーム式動弁装置の拡径部の他の例を示す図２に対応した断面図である。
【図５】比較例に係る拡径部の構成を示す図２に対応した断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るローラーロッカーアーム式動弁装置の拡径部の幅と摩擦力との関係を、比較例に係る拡径部の幅と摩擦力との関係と対比して示す線図である。
【図７】従来のローラーロッカーアーム式動弁装置のローラー部分の構成を示す図２に対応した断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０    ローラーロッカーアーム式動弁装置
１２    ロッカーアーム
１４    ピボット部
１６    押圧部
２２    ニードルころ
２４    ローラー
２６    ローラピン
３０    拡径部
【図１】
2006312916.tif 000003
【図２】
2006312916.tif 000004
【図３】
2006312916.tif 000005
【図４】
2006312916.tif 000006
【図５】
2006312916.tif 000007
【図６】
2006312916.tif 000008
【図７】
2006312916.tif 000009