(57)【要約】【課題】  アーム本体の小型化および必要な剛性の確保が可能なロッカアームを提供する。【解決手段】  ロッカアーム1は、シャフト挿通孔2が形成されたアーム本体3と、シャフト挿通孔2に挿通されたシャフト4と、シャフト4に対してアーム本体3を回転支持する複数のころ6とを備えている。シャフト4の軸方向中間部において、外周の一部が円弧状に取り除かれて円弧状の保持器収容凹所9が形成され、円筒の一部をなす円弧状の保持器5が、周方向に所定範囲を移動しうるように凹所9内に収容され、複数のころ6が、保持器5に回転自在に保持されてシャフト挿通孔2の内周面2aと凹所9の底面9aの間を転動し、凹所9の反対側のシャフト4の外周面4aがシャフト挿通孔2の内周面2aに摺接するようになされている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフト挿通孔が形成されたアーム本体と、シャフト挿通孔に挿通されたシャフトと、シャフトに対してアーム本体を回転支持する複数のころとを備えているロッカアームにおいて、
シャフトの軸方向中間部において、外周の一部が円弧状に取り除かれて円弧状の保持器収容凹所が形成され、円筒の一部をなす円弧状の保持器が、周方向に所定範囲を移動しうるように凹所内に収容され、複数のころが、保持器に回転自在に保持されてシャフト挿通孔の内周面と凹所の底面の間を転動し、凹所の反対側のシャフトの外周面がシャフト挿通孔の内周面に摺接するようになされていることを特徴とするロッカアーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、シャフトに対してアーム本体が揺動するロッカアームに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジンには、アーム本体が固定シャフトを中心にして揺動することでバルブの開閉を行うロッカアームが設けられる。
【０００３】
従来のロッカアームでは、シャフトとアーム本体がすべり機構を介して接触していることが一般的であったが、アーム本体の揺動運動の高速化に伴い、シャフトとアーム本体の接触部分に生じる摩擦損失が大きくなって、アーム本体の揺動の応答性が低下するという問題が発生している。この問題を解決するため、アーム本体がシェル形針状ころ軸受を介してシャフトに回転支持されたロッカアームが提案されている（たとえば特許文献１参照）。
【０００４】
この針状ころ軸受は、シェル形外輪と、外周が外輪の内周に案内される円筒状の保持器と、保持器に保持された複数の針状ころとを備えており、アーム本体およびシャフトからの軸受の抜けを防止するために、外輪がアーム本体のシャフト挿通孔に圧入などの手段により固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−０４７９０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のロッカアームでは、針状ころ軸受の外輪の分だけアーム本体のシャフト挿通孔内径が大きくなり、アーム本体を大型にしないとアーム本体の剛性が低下するという問題がある。
【０００７】
この発明の目的は、上記の問題を解決し、アーム本体の小型化および必要な剛性の確保が可能なロッカアームを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明によるロッカアームは、シャフト挿通孔が形成されたアーム本体と、シャフト挿通孔に挿通されたシャフトと、シャフトに対してアーム本体を回転支持する複数のころとを備えているロッカアームにおいて、シャフトの軸方向中間部において、外周の一部が円弧状に取り除かれて円弧状の保持器収容凹所が形成され、円筒の一部をなす円弧状の保持器が、周方向に所定範囲を移動しうるように凹所内に収容され、複数のころが、保持器に回転自在に保持されてシャフト挿通孔の内周面と凹所の底面の間を転動し、凹所の反対側のシャフトの外周面がシャフト挿通孔の内周面に摺接するようになされていることを特徴とするものである。
【０００９】
凹所内に収容された保持器に保持されたころが、アーム本体のシャフト挿通孔の内周面と凹所の底面の間を転動し、凹所の反対側のシャフトの外周面がシャフト挿通孔の内周面に摺接するので、従来の針状ころ軸受の外輪が不要である。このため、部品点数が減少し、かつ、シャフト挿通孔の内径を小さくすることができる。その結果、アーム本体を大型化しなくても必要な剛性を確保することができ、コスト低減ができる。
【００１０】
ロッカアームは、アーム本体がシャフトを中心に所定角度範囲を揺動する形態で使用され、シャフトの周方向の一方の側が負荷を受ける負荷圏側となり、反対側が負荷の小さい反負荷圏側となる。そして、シャフトは、保持器収容凹所すなわちころが負荷圏側になるように固定される。このようにすると、負荷圏側では、シャフトとアーム本体の間にころが介在するので、摩擦損失が小さく、反負荷圏側ではシャフトとアーム本体が摺接するが、大きな負荷を受けないので、摩擦損失は小さい。したがって、全体として、摩擦損失が小さく、アーム本体の揺動の応答性が低下することがない。好ましくは、アーム本体のシャフト挿通孔の内周面およびシャフトの凹所の底面に、硬化のための熱処理が施されている。
【発明の効果】
【００１１】
この発明のロッカアームによれば、上記のように、アーム本体の小型化および剛性の確保が可能で、コスト低減ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、この発明の実施形態を示すロッカアームの部分切欠き正面図である。
【図２】図２は、図１のシャフトの部分を拡大して示す断面図である。
【図３】図３は、図２のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】図４は、シャフト、保持器およびころの分解斜視図である。
【符号の説明】
【００１３】
(1)    ロッカアーム
(2)    シャフト挿通孔
(2a)    シャフト挿通孔内周面
(3)    アーム本体
(4)    シャフト
(4a)    シャフト外周面
(5)    保持器
(6)    ころ
(9)    保持器収容凹所
(9a)    凹所底面
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。
【００１５】
図１は、ロッカアームの部分切欠き正面図である。以下の説明において、上下左右は図１の正面図におけるものをいうこととする。
【００１６】
図１において、ロッカアーム(1)は、シャフト挿通孔(2)が形成されたアーム本体(3)と、孔(2)に挿通された固定シャフト(4)と、シャフト(4)に取り付けられた保持器(5)と、保持器(5)に保持された複数のころ(6)とを備えている。
【００１７】
図２は図１のシャフト(4)の部分を拡大した断面図（横断面図）、図３は図２のIII−III線に沿う断面図、図４はシャフト(4)、保持器(5)およびころ(6)の分解斜視図である。
【００１８】
シャフト(4)は、鋼などの金属製で、ロッカアーム(1)が設けられている装置であるエンジンの所定箇所に固定されている。アーム本体(3)の左端部にバルブ受け部となるアジャストボルト(7)が、右端部にカム受け部となるローラ(8)がそれぞれ設けられている。そして、ローラ(8)に当接するカム（図示略）の回転に伴って、アーム本体(3)がシャフト(4)を中心に所定角度範囲を揺動し、ボルト(7)の下端に当接するバルブステム（図示略）を上下動させるようになっている。
【００１９】
この例では、バルブに設けられているバルブスプリングからの反力が略上向きに作用することから、シャフト(4)の下側が負荷を受ける負荷圏側、上側が大きな負荷を受けない反負荷圏側となっている。図４については、図面を見やすいものとするために、負荷圏側を上に、反負荷圏側を下にして描いている。
【００２０】
アーム本体(3)は、たとえば、鋼などの金属の鋳造品である。アーム本体(3)は、シャフト(4)に対して回転するが、軸方向には移動しないようになされている。また、シャフト挿通孔(2)の内周面(2a)には、硬化のための熱処理が施されている。
【００２１】
シャフト(4)の軸方向の中間部において、外周の一部が円弧状に取り除かれて、円弧状の保持器収容凹所(9)が形成されている。シャフト(4)の凹所(9)を除く部分の外径は一様であり、凹所(9)の深さは一定で、凹所(9)の底面(9a)はシャフト(4)の外周面と同心の円筒面となっている。凹所(9)の軸方向両側の側壁(9b)はシャフト(4)の軸心と直交する円弧状の平面、凹所(9)の周方向両側の端壁(9c)はシャフト(4)の軸心と平行な方形状の平面となっている。シャフト(4)は、アーム本体(3)の孔(2)にわずかな隙間をあけて自由に回転できるように挿入されている。凹所(9)の軸方向幅はアーム本体(3)の軸方向幅以下が好ましく、この例では、凹所(9)の幅がアーム本体(3)の幅より少し小さく、両者の幅方向の中央がほぼ一致するように、シャフト(4)とアーム本体(3)の軸方向の位置が決められている。
【００２２】
保持器(5)は円筒の一部をなす円弧状のもので、周方向の複数箇所にころ(6)を収容するポケット(10)が形成されている。保持器(5)は、たとえば、鋼などの金属のプレス成形品である。保持器(5)の軸方向の長さはシャフト(4)の凹所(9)の軸方向長さよりわずかに小さく、保持器(5)の周方向長さは凹所(9)の周方向長さよりかなり短い。保持器(5)の厚さは、凹所(9)の深さより小さく、ころ(6)の半径より少し大きい。保持器(5)の内径は凹所(9)の底面(9a)の直径とほぼ等しく、保持器(5)は凹所(9)の底面(9a)を案内にして周方向の自由に移動しうるように凹所(9)内に収容されている。ころ(10)は、たとえば、鋼などの金属製である。
【００２３】
シャフト(4)は、凹所(9)が負荷圏側(下側）になるように配置される。ころ(6)の外径は凹所(9)の深さよりわずかに大きく、凹所(9)のある負荷圏側では、ころ(6)が孔(2)の内周面(2a)とシャフト(4)の凹所(9)の底面(9a)の間を転動し、凹所(9)と反対側の反負荷圏側では、シャフト(4)の外周面(4a)が孔(2)の内周面(2a)と摺接するようになっている。ポケット(10)の周方向幅は径方向外側にいくにつれて小さくなっており、保持器(5)の外周におけるポケット(10)の周方向幅はころ(6)の直径より少し小さい。それにより、ポケット(10)にころ(6)を収容した保持器(5)が凹所(9)内に収容された状態で、ころ(6)の脱落が防止される。
【００２４】
シャフト(4)に対してアーム本体(3)が揺動すると、ころ(10)が孔(2)の内周面(2a)と凹所(9)の底面(9a)の間を転動し、それに伴って、保持器(5)が凹所(9)内を周方向に往復移動する。このとき、保持器(5)の周方向両端が凹所(9)の端壁(9c)に当接することにより、保持器(5)の周方向の移動が規制されるが、凹所(9)の周方向長さと保持器(5)の周方向長さの差は、アーム本体(3)の揺動に必要な保持器(5)の周方向移動量より大きく設定されており、したがって、アーム本体(3)の揺動に伴う保持器(5)の周方向移動に支障をきたすことがない。
【００２５】
上記のロッカアームの場合、負荷圏側では、シャフト(4)とアーム本体(3)の間にころ(6)が介在するので、摩擦損失が小さく、反負荷圏側ではシャフト(4)とアーム本体(3)が摺接するが、大きな負荷を受けないので、摩擦損失は小さい。したがって、全体として、摩擦損失が小さく、アーム本体(3)の揺動の応答性が低下することがない。また、従来の針状ころ軸受の外輪が不要であるため、部品点数が減少し、かつ、シャフト挿通孔(2)の内径を小さくすることができ、その結果、アーム本体(3)を大型化しなくても、必要な剛性を確保することができる。
【００２６】
ロッカアーム(1)の構成は、上記実施形態のものに限らず、適宜変更可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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