(57)【要約】  内燃機関のボアにおける使用のための従動機構は、一対の軸線方向に延伸するシャフト溝を画定する内側表面及び外側表面を有する外側スリーブであって、シャフト溝は、内側表面に形成され、従動機構の長手方向中心軸線に平行である、外側スリーブと、一対のシャフト開口を画定する側壁を含む内側カップであって、外側スリーブに摺動可能に配置されている内側カップと、第１の端部及び第２の端部を有するシャフトであって、第１の端部及び第２の端部の各々は、内側カップの対応するシャフト開口を通って延伸し、シャフト溝の対応する１つに摺動可能に配置されている、シャフトと、ローラフォロアであって、ローラフォロアの一部が外側カップを越えて軸線方向外方に延伸するように、シャフトに回転可能に受け取られたローラフォロアとを含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のボアにおける使用のための従動機構であって、
実質的に円筒形の側壁を画定する内側表面及び外側表面、前記側壁の第１の端部に配置された環状リップ部、並びに前記内側表面に形成され、前記従動機構の長手方向中心軸線に平行である一対の軸線方向に延伸するシャフト溝を有する外側スリーブと、
一対のシャフト開口を画定する側壁を含む内側カップであって、前記外側スリーブに摺動可能に配置されている内側カップと、
第１の端部及び第２の端部を有するシャフトであって、前記第１の端部及び前記第２の端部の各々は、前記内側カップの対応するシャフト開口を通って延伸し、前記シャフト溝の対応する１つに摺動可能に配置されている、シャフトと、
ローラフォロアであって、前記ローラフォロアの一部が前記外側カップの前記環状リップ部を越えて軸線方向外方に延伸するように、前記シャフトに回転可能に受け取られたローラフォロアと
を備える従動機構。
【請求項２】
前記シャフトの前記第１及び第２の端部は、ドーム形状であって、各シャフト溝の断面形状は、前記シャフトの前記第１及び第２の端部の断面形状と同じである、請求項１に記載の従動機構。
【請求項３】
前記シャフトの前記第１及び第２の端部は、半球状であって、前記シャフト溝の曲率半径と同じ曲率半径を有する、請求項１に記載の従動機構。
【請求項４】
前記外側スリーブは、前記内燃機関の前記ボア内の固定位置にある、請求項１に記載の従動機構。
【請求項５】
前記内側カップは、２つの対向する湾曲部を含む側壁、それらの間に延伸する一対の平行な側部、及び前記従動機構の前記長手方向中心軸線を横断する底壁を更に備える、請求項１に記載の従動機構。
【請求項６】
内燃機関のボアにおける使用のための従動機構であって、
側壁を画定する内側表面及び外側表面、並びに前記側壁の前記内側表面に形成され、前記従動機構の長手方向中心軸線に平行である一対の軸線方向に延伸するシャフト溝を有する外側スリーブと、
一対のシャフト開口を画定する側壁を含む内側カップであって、前記外側スリーブに摺動可能に配置されている内側カップと、
第１の端部及び第２の端部を有するシャフトであって、前記第１の端部及び前記第２の端部の各々は、前記内側カップの対応するシャフト開口を通って延伸し、前記シャフト溝の対応する１つに摺動可能に配置されている、シャフトと、
前記シャフトに回転可能に受け取られたローラフォロアと
を備える従動機構。
【請求項７】
前記シャフトの前記第１及び第２の端部は、ドーム形状であって、各シャフト溝の断面形状は、前記シャフトの前記第１及び第２の端部の断面形状と同じである、請求項６に記載の従動機構。
【請求項８】
前記シャフトの前記第１及び第２の端部は、半球状であって、前記シャフト溝の曲率半径と同じ曲率半径を有する、請求項６に記載の従動機構。
【請求項９】
前記外側スリーブは、前記内燃機関の前記ボア内の固定位置にある、請求項６に記載の従動機構。
【請求項１０】
前記内側カップは、２つの対向する湾曲部を含む側壁、それらの間に延伸する一対の平行な側部、及び前記従動機構の前記長手方向中心軸線を横断する底壁を更に備える、請求項６に記載の従動機構。
【請求項１１】
前記外側スリーブは、前記側壁の第１の端部に配置された環状リップ部を更に備える、請求項６に記載の従動機構。
【請求項１２】
前記ローラフォロアの一部は、前記外側カップの前記環状リップ部を越えて軸線方向外方に延伸する、請求項６に記載の従動機構。
【請求項１３】
従動機構アセンブリであって、
ボア、及びローブを含むカムシャフトを画定する内燃機関と、
実質的に円筒形の側壁を画定する内側表面及び外側表面、並びに前記内側表面に形成され、前記従動機構の長手方向中心軸線に平行である一対の軸線方向に延伸するシャフト溝を有する外側スリーブと、
一対のシャフト開口を画定する側壁を含む内側カップであって、前記外側スリーブに摺動可能に配置されている内側カップと、
第１の端部及び第２の端部を有するシャフトであって、前記第１の端部及び前記第２の端部の各々は、前記内側カップの対応するシャフト開口を通って延伸し、前記シャフト溝の対応する１つに摺動可能に配置されている、シャフトと、
前記シャフトに回転可能に受け取られたローラフォロアと
を備え、前記ローラフォロアの一部は、前記外側カップを越えて軸線方向外方に延伸し、前記カムシャフトの前記ローブに接触する、従動機構アセンブリ。
【請求項１４】
前記シャフトの前記第１及び第２の端部は、ドーム形状であって、各シャフト溝の断面形状は、前記シャフトの前記第１及び第２の端部の断面形状と同じである、請求項１３に記載の従動機構アセンブリ。
【請求項１５】
前記シャフトの前記第１及び第２の端部は、半球状であって、前記シャフト溝の曲率半径と同じ曲率半径を有する、請求項１３に記載の従動機構アセンブリ。
【請求項１６】
前記外側スリーブは、前記内燃機関の前記ボア内の固定位置にある、請求項１３に記載の従動機構アセンブリ。
【請求項１７】
前記内側カップは、２つの対向する湾曲部を含む側壁、それらの間に延伸する一対の平行な側部、及び前記従動機構アセンブリの前記長手方向中心軸線を横断する底壁を更に備える、請求項１３に記載の従動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に従動機構に関する。より詳細には、本発明は、従動機構及びその関連するアライメント装置の設計及び組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４を参照すると、従動機構２０が、内燃機関のカムシャフト２４から１つ以上の吸気又は排気バルブに運動を伝達するために、内燃機関のバルブトレインにおいて多くの場合に使用される。カムシャフト２４が回転すると、従動機構２０は、カムシャフトにおける対応するローブ２２から側方の力と下方の力との両方を受けるが、バルブを開き及び／又は閉じるためにバルブに下方の力のみを伝達する。それによって、従動機構２０は、バルブのバルブステムを曲げ、又はさもなければ損傷させる可能性を低減する。同様に、従動機構２０は、ガソリン直噴システムで使用されるカムシャフト駆動の高圧燃料ポンプ１０において多くの場合に使用される。このように使用される場合に、従動機構は、カムシャフトの対応するローブ２２の力を燃料ポンプのポンプステム１２に伝達する。
【０００３】
既存のバケット式の従動機構は、典型的には、プレスバケット又は冷間成形バケットの何れかを含む。ローラフォロアは、典型的には、例えば、プレス加工、スエージ加工、等によってバケットに直接固定されたシャフトにおいて支持される。このように、バケットは荷重支持部材であって、従って、熱処理及び研削等の作業を要求する。同様に、従動機構は、エンジンハウジング１６の対応するボア１４内の従動機構の回転が防止されるように、バケットによって画定された開口において担持された何らかの形態のアライメント装置を多くの場合に有する。このように、溝が、典型的には、高価であって時間を費やす、アライメント装置を摺動可能に受け取るためのボア１４の中に機械加工されなければならない。既知のアライメント装置の一例は、従動機構のバケットの開口に固定されたキノコ形状のピンを含む。このようなピンは、その複雑な形状のために製造が困難である可能性がある。同様に、バケットの要求される熱処理は、アライメント装置を受け取る開口の歪みを引き起こし、それによってアセンブリが複雑になる可能性がある。このようなアライメント装置は、締まりばめによってそれらの対応する開口に多くの場合に固定される。その上、多くのエンジンハウジングがアルミニウム製であるので、典型的には鋼製の従動機構が往復運動するボアは、ボアへの摩耗を防止するために特別のコーティングを多くの場合に要求する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、従来技術の構造及び方法の検討事項を認識し、取り組む。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一実施形態は、内燃機関のボアにおける使用のための従動機構を提供し、従動機構は、実質的に円筒形の側壁を画定する内側表面及び外側表面、側壁の第１の端部に配置された環状リップ部、並びに内側表面に形成され、従動機構の長手方向中心軸線に平行である一対の軸線方向に延伸するシャフト溝を有する外側スリーブと、一対のシャフト開口を画定する側壁を含む内側カップであって、外側スリーブに摺動可能に配置されている内側カップと、第１の端部及び第２の端部を有するシャフトであって、第１の端部及び第２の端部の各々は、内側カップの対応するシャフト開口を通って延伸し、シャフト溝の対応する１つに摺動可能に配置されている、シャフトと、ローラフォロアであって、ローラフォロアの一部が外側カップの環状リップ部を越えて軸線方向外方に延伸するように、シャフトに回転可能に受け取られたローラフォロアとを含む。
【０００６】
本開示の別の実施形態は、内燃機関のボアにおける使用のための従動機構を提供し、従動機構は、側壁を画定する内側表面及び外側表面、並びに側壁の内側表面に形成され、従動機構の長手方向中心軸線に平行である一対の軸線方向に延伸するシャフト溝を有する外側スリーブと、一対のシャフト開口を画定する側壁を含む内側カップであって、外側スリーブに摺動可能に配置されている内側カップと、第１の端部及び第２の端部を有するシャフトであって、第１の端部及び第２の端部の各々は、内側カップの対応するシャフト開口を通って延伸し、シャフト溝の対応する１つに摺動可能に配置されている、シャフトと、シャフトに回転可能に受け取られたローラフォロアとを含む。
【０００７】
本開示の別の実施形態は、従動機構アセンブリを提供し、従動機構アセンブリは、ボア、及びローブを含むカムシャフトを画定する内燃機関と、実質的に円筒形の側壁を画定する内側表面及び外側表面、並びに内側表面に形成され、従動機構の長手方向中心軸線に平行である一対の軸線方向に延伸するシャフト溝を有する外側スリーブと、一対のシャフト開口を画定する側壁を含む内側カップであって、外側スリーブに摺動可能に配置されている内側カップと、第１の端部及び第２の端部を有するシャフトであって、第１の端部及び第２の端部の各々は、内側カップの対応するシャフト開口を通って延伸し、シャフト溝の対応する１つに摺動可能に配置されている、シャフトと、シャフトに回転可能に受け取られたローラフォロアとを含み、ローラフォロアの一部は、外側カップを越えて軸線方向外方に延伸し、カムシャフトのローブに接触する。
【０００８】
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の１つ以上の実施形態を示し、発明の詳細な説明と共に本発明の原理を説明する役割を果たす。
【０００９】
当業者に向けられた本発明の最良の形態を含む、本発明の完全且つ可能な開示が、添付の図面を参照して本明細書に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】本開示による従動機構の実施形態の斜視図である。
【図１Ｂ】本開示による従動機構の実施形態の斜視図である。
【図２Ａ】図１Ａ及び図１Ｂに示される従動機構の上面図である。
【図２Ｂ】図１Ａ及び図１Ｂに示される従動機構の下面図である。
【図２Ｃ】図１Ａ及び図１Ｂに示される従動機構の部分図である。
【図３Ａ】図２Ａの線３Ａ−３Ａに沿った、図１Ａ及び図１Ｂに示される従動機構の断面図である。
【図３Ｂ】図２Ａの線３Ｂ−３Ｂに沿った、図１Ａ及び図１Ｂに示される従動機構の断面図である。
【図４】従来技術の従動機構を含む高圧燃料ポンプの部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本明細書及び図面における参照文字の繰り返しの使用は、本開示による本発明の同一又は類似の特徴又は要素を表すことが意図される。
【００１２】
ここで、本発明の現在の好ましい実施形態を詳細に参照し、その１つ以上の実施例が添付の図面に示される。各実施例は、本発明を限定するものではなく、本発明の説明のために提供される。実際、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、本発明において変更及び変形がなされることができることは、当業者には明らかであろう。例えば、一実施形態の一部として示され又は説明される特徴が別の実施形態において使用されて、更に別の実施形態をもたらし得る。この結果、本発明は、添付の特許請求の範囲及びその均等物の範囲内で生じるような変更及び変形を包含することが意図される。
【００１３】
ここで図面を参照すると、図１Ａ〜図３Ｂに示されるように、本開示による従動機構１００の実施形態は、実質的に円筒形の外側スリーブ１１０と、それに摺動可能に受け取られる内側カップ１２０と、内側カップ１２０によって支持されるローラフォロア１３１を含む。加えて図４を参照すると、従動機構１００のための他の使用が可能であるが、従動機構１００は、内燃機関の高圧燃料ポンプ１０の用途において好ましくは使用される。内燃機関のカムシャフト２４が回転すると、カムシャフトのローブ２２、又はカムシャフトに接続された（示されない）ロッカーアームは、従動機構１００のローラフォロア１３１に係合して、カムシャフト２４の回転運動を、対応するシリンダヘッド１６のボア１４において固定される外側スリーブ１１０内の従動機構１００の内側カップ１２０の直線運動に変換する。ポンプ１０のポンプステム１２は、従動機構１００がボア１４内で直線方向に移動すると、ポンプステム１２がばねによって下方に及び従動機構１００によって上方に交互に移動されるように、従動機構１００内に位置決めされ、それに接続される。それによって、カムシャフト２４からの力は、ポンプステム１２の運動と実質的に同じ方向の力のみがポンプ１０に作用するように、従動機構１００を介してポンプ１０に伝達される。また、従動機構１００は、以下により詳細に説明されるように、回転力が伝達されないように、カムシャフト２４とポンプ１０との間の捩り振動分離装置として機能する。
【００１４】
特に図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、本実施形態の外側スリーブ１１０は、円筒形の外側表面１１４と、それと実質的に同心の円筒形の内側表面１１２と、内側表面１１２に画定された一対の軸線方向に延伸するシャフト溝１１６と、その内部に内側カップ１２０を保持するために外側スリーブ１１０の底端に画定された一対の保持機構１１８とを含む。示されるように、保持機構１１８は、外側スリーブの内部に半径方向内方に垂下し、互いから１８０°離間されたタブである。同様に、シャフト溝１１６は、互いから１８０°離間され、外側スリーブ１１０の長手方向中心軸線に平行である。図２Ｃに最もよく見られるように、各シャフト溝１１６は、以下でより詳細に説明されるように、その内部にシャフト１３２の対応する端部１３８を受け取るように構成される。各シャフト溝１１６は、保持機構１１８から９０°離間され、その逆もまた同様である。上記のように、外側スリーブ１１０は、対応するシリンダヘッド１６のボア１４に圧入で受け取られる。外側カップ１１０の内側表面１１２が、内側カップ１２０の往復運動のための案内表面として作用するので、高品質の表面仕上げの必要性及びボア１４の改善された摩耗のための特別なコーティングは要求されない。同様に、内燃機関の製造業者は、下記で説明されるように、外側カップ１１０のシャフト溝が従動アセンブリのアライメントを維持するので、ボア１４内に溝を機械加工する必要はない。
【００１５】
外側スリーブ１１０は、好ましくは、プレスプロセス、又はマルチステーショントランスファ若しくは順送プレスを使用する深絞りプロセスによって、低、中、又は高炭素プレーン又は合金鋼のシートメタルブランクから形成され、この場合、保持機構１１８は、例えば、外側スリーブ１１０への半穿孔又は別の方法では切断によって形成される。加えて、外側スリーブ１１０は、その上端に環状リップ１１１を含む。示されるように、環状リップ１１１は、外側スリーブの側壁と同じ幅であるが、代替の実施形態においては、環状リップ１１１は、それと共に環状リッジを形成する外側スリーブ１１０の残りの側壁より半径方向に薄くてもよい。その初期状態においては、従動機構１００を完全に組み立てる前に、環状リップ１１１は、外側スリーブ１１０の長手方向中心軸線に平行に軸線方向外方に延伸する。或いは、環状リップ１１１は、内側カップ及びローラフォロアの構成要素が外側スリーブ１１０の中に外側スリーブ１１０の一端から配置され、その一端に依存して、初期に半径方向内方に垂下して形成されてもよい。代替の場合においては、保持機構１１８は、内側カップ１２０及びローラフォロア１３１が外側スリーブ１１０に底端から配置された後に形成される。
【００１６】
図３Ａ及び図３Ｂに最も良く示されるように、内側カップ１２０は、好ましくは、２つの対向する湾曲部１２６であって、それらの間に延伸する２つの平行な側部１２４を有する２つの対向する湾曲部１２６を含む側壁と、一対の潤滑開口１２２を画定する底壁１２３と、側部１２４において画定された一対のシャフト開口１２８とを含む。外側スリーブ１１０に完全に挿入される場合に、内側カップ１２０は、外側スリーブ１１０の上端における環状リップ１１１との側壁の各湾曲部１２６の上側表面１２７の当接によって、及び外側スリーブ１１０の底端における保持機構１１８との底壁１２３の当接によって、それに摺動可能に保持される。加えて図２Ｂ及び図２Ｃを参照すると、内側カップ１２０を外側スリーブ１１０の中に挿入する場合、シャフト１３２の各端部１３８は、対応するシャフト溝１１６に摺動可能に受け取られる。このように、内側カップ１２０は、外側スリーブ１１０内で回転不能に固定される。
【００１７】
外側スリーブ１１０に完全に挿入され、シャフト溝１１６に受け取られるシャフト端部１３８を介して回転して位置決めされると、内側カップ１２０は、例えば、クリンピング、スピンカーリング、パンチ成形、等によって環状リップ１１１を内方に折り曲げることによって、それに保持される。外側スリーブ１１０はローラフォロア１３１のシャフト１３２を直接支持しないので、形成される材料に依存する熱処理プロセスを要求しないことに留意されたい。しかし、外側スリーブ１１０の熱処理が摩耗目的のために望ましい用途においては、熱処理プロセスが、保持機構１１８が形成された後に行われてもよい。そして、環状リップ１１１の内方へのクリンピング等による折り曲げの前に、環状リップ１１１は、作業を容易にし、ひび割れの防止を援助するために焼き戻される。
【００１８】
好ましくは、内側カップ１２０は、プレスプロセスや絞りプロセスによってシートメタルブランクから形成され、ローラフォロア１３１のシャフト１２２を直接支持し、内側カップ１２０の底壁１２３においてポンプステム１９０（図４）によって及ぼされる周期的な力を支持するように、熱処理工程が施される。熱処理プロセスに先立って、シャフト開口１２８は、内側カップ１２０の側壁１２４において穿孔される。同様に、潤滑開口１２２がまた、任意の熱処理プロセスに先立って内側カップ１２０の底壁１２３において穿孔される。
【００１９】
図３Ｂに最もよく見られるように、ローラフォロア１３１は、シャフト１３２、外側レース１３４、及びレース１３４がシャフト１３２の周りに自由に回転可能であるようにそれらの間に配置された複数のローラ１３６を含む。シャフト１３２は、シャフト１３２の対向する端部１３８が外側スリーブ１１０のシャフト溝１１６に受け取られるようにシャフト開口１２８を通って延伸し、それによって、ローラフォロア１３１を従動機構１００の外側スリーブ１１０に内側カップを介して取り付ける。好ましくは、シャフトの各端部１３８は、半球状であって、従動機構の長手方向中心軸線に平行な平面において取られた各シャフト溝１１６の曲率半径と実質的に同じ曲率半径（Ｒ）を有する。このように、シャフト端部１３８は自由に、内側カップ１２０が外側スリーブ１１０内で軸線方向に移動する場合に、シャフト溝１１６内で回転し、且つシャフト溝１１６に沿って軸線方向に摺動する。組み立てられる場合に、ローラフォロア１３１は、図４に示されるように、レース１３４の外側表面がカムシャフト２４の対応するローブ２２に係合するように、外側スリーブ１１０の上縁を越えて軸線方向外方に延伸する。好ましくは、シャフト開口１２８の直径は、シャフト１３２が自由に動作の間にシャフト開口１２８内で回転するようにシャフト１３２の直径より僅かに大きい。或いは、シャフト１３２の対向する端部は、内側カップ１２０にステーキング加工、スエージ加工、等されて、それに対する回転が防止されてもよい。好ましくは、外側レース１３４の全体の大きさを最大化にしても、内側カップ１２０の内側表面と接触しないことを可能にするように、外側レース１３４の対向する端部には、環状の傾斜縁１３５が設けられる。
【００２０】
本発明の１つ以上の好ましい実施形態が上記で説明されたが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、本発明において様々な変更及び変形がなされることができることは、当業者によって理解されるべきである。本発明は、添付の特許請求の範囲及びその均等物の範囲及び趣旨内で生じるような変更及び変形を包含することが意図される。
【図１Ａ】
2019516038.tif 000003
【図１Ｂ】
2019516038.tif 000004
【図２Ａ】
2019516038.tif 000005
【図２Ｂ】
2019516038.tif 000006
【図２Ｃ】
2019516038.tif 000007
【図３Ａ】
2019516038.tif 000008
【図３Ｂ】
2019516038.tif 000009
【図４】
2019516038.tif 000010
【国際調査報告】
2019516038.tif 000011
2019516038.tif 000012
2019516038.tif 000013