(57)【要約】【課題】カムが当接されるローラを有するカムフォロワにおいて、前記ローラと側壁とのすべり接触部分の耐焼付き性を向上すること。【解決手段】胴体３の一対の側壁３ａ，３ｂに架設される支軸４の外径にローラ５を回転自在に取り付けたカムフォロワ２において、ローラ５の両端面５ａ，５ｂが未旋削状態で面押し加工されることによって、当該面押し加工に用いる金型７ａ，７ｂの押圧面からローラ５の両端面５ａ，５ｂに対して、当該ローラ５の回転方向に対して多方向に横切る多数の筋状凹部５ｃが転写形成されている。これにより、ローラ５の端面５ａ，５ｂが一対の側壁３ａ，３ｂに対してすべり接触する状態になったときに、ローラ５の端面５ａ，５ｂに設けてある筋状凹部５ｃの存在によって、前記すべり接触部分に非接触となる微小な領域が点在されるようになり、この非接触領域に潤滑油が保持されやすくなる。【選択図】　　　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の対向する側壁と、前記一対の側壁間に架け渡された状態で取り付けられる支軸と、支軸において前記一対の側壁間の領域に回転自在に外装されかつカムが当接されるローラとを含み、
前記ローラの端面が、未旋削状態で面押し加工されることによって、当該面押し加工に用いる金型の押圧面から前記ローラの端面に対して、当該ローラの回転方向に対して多方向に横切る多数の筋状凹部が転写形成されている、カムフォロワ。
【請求項２】
前記ローラが、面押し加工の後でバレル加工されたものであり、このバレル加工が、ローラの角部に丸みをつけるとともに、前記面押し加工によってローラの端面に転写形成された筋状凹部の開口側角部や前記筋状凹部の交差部分などに作られる凸部分を丸くさせるものである、請求項１のカムフォロワ。
【請求項３】
前記ローラは、円柱形の引き抜き材を基材とし、その中心に鍛造加工で穴あけしてから、端面を面押し加工することにより製作される、請求項１のカムフォロワ。
【請求項４】
前記ローラの端面の円周数ヶ所に、油保持用の凹部が互いに周方向に分離された状態で設けられている、請求項１から３のいずれかのカムフォロワ。
【請求項５】
前記ローラの端面に設けられる凹部が、前記端面に対する面押し加工時にその加工に用いる金型から転写されて得られるものである、請求項４のカムフォロワ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カムフォロワに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、カムフォロワは、例えば自動車などのエンジン動弁機構やその他の各種のカム機構などに用いられている。
【０００３】
カムフォロワの構造としては、胴体の一対の側壁間に支軸が架け渡され、この支軸の外周に複数の針状ころを介してローラが回転自在に支持されている。動作としては、回転するカムがローラの平坦な外周面に対して当接されることで、胴体を所定方向に往復変位させる。このカムフォロワの基本的な構成は、実施形態で提示した図１と同じである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、ローラの両端面に対して、旋削加工を施してから、研磨加工を施すようにしており、ローラの両端面を極力平坦に近づけるようにしている。
【０００５】
このようなローラでは、その一端面が片方の側壁の内面に対してすべり接触したときに、平坦面どおしの面接触となるために、当該すべり接触部分に潤滑油が保持されにくくなり、前記すべり接触部分の潤滑性が不足する。これは、上記カムフォロワの設置場所が潤滑油の極めて少ない環境の場合に、顕著となる。
【０００６】
これに対し、上記研磨加工を省略して、旋削加工のみとし、ローラの両端面に回転軸線に対して同心となった複数の円形溝からなる旋削目を意図的に残すようにすることも考えられる。
【０００７】
この場合、旋削目の山部分が比較的先鋭となるために、側壁を攻撃して損傷させるおそれがある。また、旋削目それぞれが周方向に連続しているために、ローラが側壁に対してすべり接触したときに、旋削目に入っている潤滑油が周方向に流動しやすく、前記すべり接触部分に潤滑油が残存しにくくなるなど、潤滑性がさほど向上しないと言える。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のカムフォロワは、一対の対向する側壁と、前記一対の側壁間に架け渡された状態で取り付けられる支軸と、支軸において前記一対の側壁間の領域に回転自在に外装されかつカムが当接されるローラとを含む。前記ローラの端面が、未旋削状態で面押し加工されることによって、当該面押し加工に用いる金型の押圧面から前記ローラの端面に対して、当該ローラの回転方向に対して多方向に横切る多数の筋状凹部が転写形成されている。
【０００９】
この場合、ローラの端面が一対の側壁に対してすべり接触する状態になったときに、ローラの端面に設けてある筋状凹部の存在によって、前記すべり接触部分に非接触となる微小な領域が点在されるようになり、この非接触領域に潤滑油が保持されやすくなり、この潤滑油がすべり接触部分に対して転移供給されるようになる。しかも、多数の筋状凹部がローラの回転方向に対して多方向に横切るものであるから、従来例のような周方向に連続する旋削目とは異なり、すべり接触部分において潤滑油が筋状凹部によって作られる非接触領域から流出しにくく閉じ込められることになり、前記すべり接触部分に潤滑油が残存しやすくなる。また、上記構成では、従来例のような旋削加工や研磨加工を不要としており、簡易な面押し加工だけで済むから、コスト低減が可能になる。
【００１０】
ところで、上記ローラは、面押し加工の後でバレル加工されたものとし、このバレル加工について、ローラの角部に丸みをつけるとともに、前記面押し加工によってローラの端面に転写形成された筋状凹部の開口側角部や前記筋状凹部の交差部分などに作られる凸部分を丸くさせるものとすることができる。この場合、バレル加工がローラの角部を丸くするとともにローラの端面に形成してある筋状凹部の開口側角部や前記筋状凹部の交差部分などに作られる凸部分を丸くする程度のものであって、ローラの端面の筋状凹部を残存させることができる。そのため、上記ローラと側壁とのすべり接触部分における潤滑作用の優位性を確保したうえで、側壁に対するローラのすべり接触時において、ローラ角部によるエッジロードを緩和するうえで有利となる。
【００１１】
また、上記ローラは、円柱形の引き抜き材を基材とし、その中心に鍛造加工で穴あけしてから、端面を面押し加工することにより製作することができる。この場合、ローラの端面に対する面押し加工が鍛造加工による穴あけと連続して行えるので、作業が効率よく行える。
【００１２】
また、上記ローラの端面の円周数ヶ所に、油保持用の凹部を互いに周方向に分離された状態で設けることができる。この場合、ローラの周辺に潤滑油が少ない環境であっても、潤滑油を凹部内に保持できる他、この周方向に分離された凹部内の潤滑油が周方向にせき止められるから、ローラと側壁とがすべり接触した場合に、凹部内の潤滑油が前記非接触領域やすべり接触部分に対して転移供給されやすくなる。
【００１３】
また、上記ローラの端面に設けられる凹部は、前記端面に対する面押し加工時にその加工に用いる金型から転写形成されるものとすることができる。この場合、前記凹部を形成する加工と、端面に対する面押し加工とを同時に行えるから、無駄を省くうえで有利となる。特に、前記端面に対する面押し加工に用いる金型の押圧面に予め筋状凹部の深さや方向を制御して形成しておくことにより、前記ローラ端面に設ける凹部を管理するのが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１から図４に本発明の一実施形態を示している。図中、１はカム、２はカムフォロワである。
【００１５】
カムフォロワ２は、一対の対向する側壁３ａ，３ｂを有する胴体３と、一対の側壁３ａ，３ｂ間に架け渡された状態で取り付けられる支軸４と、支軸４において一対の側壁３ａ，３ｂ間の領域に回転自在に外装されるローラ５とを含む。動作としては、回転するカム１がローラ５の外周面に対して当接されることで、胴体３が所定方向に往復変位させられる。
【００１６】
なお、図では、支軸４とローラ５との間に複数の針状ころ６を介装しているが、この針状ころ６を無くして支軸４にローラ５をすべり接触させるようにしてもよい。
【００１７】
この実施形態では、上記ローラ５の回転動作を円滑にするとともに、ローラ５の耐焼付き性を向上するように工夫しているので、以下で説明する。
【００１８】
上記ローラ５の両端面５ａ，５ｂが、未旋削状態で面押し加工されたものであって、例えば図２に示すように、前記面押し加工に用いる金型７Ａ，７Ｂの押圧面からローラ５の両端面５ａ，５ｂに対して、当該ローラ５の回転方向に対して多方向に横切る多数の筋状凹部５ｃが転写形成されている。図２に示す図面は、写真に基づいて模式的に記載した図である。この筋状凹部５ｃを有するローラ５の両端面５ａ，５ｂの粗さは、中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．４以下に設定されており、筋状凹部５ｃの幅は２〜６μｍ、筋状凹部５ｃそれぞれの離隔間隔は、５〜３０μｍに設定されている。
【００１９】
ここで、ローラ５の製造手順について説明する。まず、円柱形の引き抜き材を基材とし、その中心に複数回の鍛造加工で穴あけしてから、図３に示すように、両端面５ａ，５ｂを面押し加工することにより製作される。この後でローラ５に対して熱処理、バレル加工、研磨加工を施す。
【００２０】
なお、上記面押し加工で用いる金型７Ａ，７Ｂの押圧面には、多数の筋状凹部５ｃが多方向で横切る状態に形成されており、中心線平均粗さ（Ｒａ）で１．６以下になっている。なお、上記面押し加工時の加圧力や当該面押し加工に用いる金型７Ａ，７Ｂの押圧面の状態などを任意に調整することにより、ローラ５の両端面５ａ，５ｂに形成する筋状凹部５ｃの状態を適宜管理することが可能である。
【００２１】
また、上記熱処理は、ローラ５の全体、もしくは表層部分を例えば浸炭窒化などにより硬化するようなものである。
【００２２】
また、上記バレル加工は、ローラ５の角部などのエッジを丸くするとともにローラ５の端面５ａ，５ｂに形成してある筋状凹部５ｃの開口側角部や前記筋状凹部５ｃの交差部分などに作られる凸部分を丸くする程度のものであって、前記筋状凹部５ｃを残存させることができる。このバレル加工によって、ローラ５の端面５ａ，５ｂに形成してある筋状凹部５ｃは、中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．４以下になる。
【００２３】
また、上記研磨加工は、ローラ５の内周面と外周面に対して行うものである。
【００２４】
このような形態でローラ５を製作すれば、ローラ５に対する穴あけと両端面５ａ，５ｂに対する面押し加工とを共に同じ鍛造加工機で連続的に行うことができるうえ、従来例のようなローラ５の端面に対する旋削加工と研磨加工とを省略することができるので、生産性の向上、製造コストの低減に貢献できる。
【００２５】
以上説明した実施形態では、ローラ５の回転動作に伴い、仮に図４に示すように、ローラ５の一端面５ａ（または５ｂ）が片方の側壁３ａ（または３ｂ）の内面に対して押し付けられてすべり接触する状態になったときに、ローラ５の端面５ａ（または５ｂ）に設けてある筋状凹部５ｃの存在によって、前記すべり接触部分に非接触となる微小な領域が点在されるようになり、この非接触領域に潤滑油が保持されやすくなり、この潤滑油がすべり接触部分に対して転移供給されるようになる。
【００２６】
しかも、多数の筋状凹部５ｃがローラ５の回転方向に対して多方向に横切るものであって、従来例のような周方向に連続する旋削目とは異なり、すべり接触部分において潤滑油が筋状凹部５ｃによって作られる非接触部分内から流出しにくく閉じ込められることになるから、前記すべり接触部分に潤滑油が残存しやすくなる。そのため、前記すべり接触部分の摩擦抵抗を軽減できるとともに、発熱を抑制できるようになる。
【００２７】
さらに、上記ローラ５の角部をバレル加工により丸くしているので、側壁３ａ（または３ｂ）に対するローラ５のすべり接触時において、ローラ５の角部によるエッジロードを緩和するうえで有利となる。
【００２８】
これらのことから、本発明では、カムフォロワ２の設置場所が潤滑油の少ない貧潤滑な環境であってもローラ５の耐焼付き性を向上し、ローラ５の回転動作の円滑化に貢献できるようになる。
【００２９】
なお、本発明は上述した実施形態のみに限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【００３０】
（１）図５から図７に示すように、上記ローラ５の両端面５ａ，５ｂの円周数ヶ所に、油保持用の凹部９を互いに周方向に分離させた状態で設けることができる。図５に示す凹部９は平面視で楕円形状になっており、また、図６に示す凹部９は平面視で菱形になっており、さらに、図７に示す凹部９は平面視で直線形状になっていて放射方向に沿って形成されている。なお、図５および図６に示す凹部９は、側壁３ａ，３ｂに対向する領域内にはみ出さない状態で収められている。この場合、ローラ５の周辺に潤滑油が少ない状況であっても、潤滑油を凹部９内に保持できる他、この周方向に分離された凹部９内の潤滑油が周方向でせき止められるから、ローラ５と側壁３ａ，３ｂとがすべり接触した場合に、凹部９内の潤滑油が前記すべり接触部分（前記筋状凹部５ｃによって形成される非接触領域）に対して転移供給されやすくなり、前記すべり接触部分を継続的に潤滑できるようになる。なお、上記凹部９は、ローラ５の端面に対する面押し加工時にその加工に用いる金型から転写させて得ることができる。このように、凹部９を形成する加工と、ローラ５の両端面５ａ，５ｂに対する面押し加工とを同時に行えば、無駄を省くうえで有利となる。
【００３１】
（２）上述したカムフォロワ２は、例えば図８や図９に示すように、自動車などのエンジン動弁機構のロッカーアーム１０，２０に用いることができる。もちろん、これらのロッカーアーム１０，２０以外のロッカーアームや、その他のいろいろなカム機構にも上記カムフォロワ２を用いることができる。
【００３２】
図８に示すロッカーアーム１０は、センタピボットタイプと呼ばれるものであり、胴体３の長手方向一端に上記カムフォロワ２が設けられ、長手方向中間にロッカシャフト３０が貫通され、さらに長手方向他端にアジャストスクリュー１１が螺合装着される。上記アジャストスクリュー１１に、前記シリンダヘッドに設置される動弁機構のバルブ３１のステムエンドが当接される。動作は、カム１の回転に伴いロッカシャフト３０が支点となって胴体３が傾動されて、アジャストスクリュー１１が上下方向に反復変位させられることで、バルブ３１を開閉動作させる。
【００３３】
図９に示すロッカーアーム２０は、エンドピボッドタイプと呼ばれるものであり、胴体３の長手方向中間に上記カムフォロワ２が設けられ、長手方向一端にバルブ嵌入部１２が、さらに長手方向他端に上向き半球形のピボット部１３がそれぞれ設けられる。このピボット部１３は、図示しないシリンダヘッドに設置されるラッシュアジャスタ３２の上端に係合される。動作は、カム１の回転に伴いピボット部１３が支点となって胴体３が傾動されて、バルブ嵌入部１２が上下方向に反復変位させられることで、バルブ３１を開閉動作させる。
【００３４】
これらのロッカーアーム１０，２０は、エンジンのシリンダヘッドに設置されるものであって、潤滑油の少ない貧潤滑な環境で使用されるが、このような状況でも、ローラ５が側壁３ａ，３ｂに対してすべり接触したときに良好な潤滑性を確保できるようになり、有利である。
【００３５】
【発明の効果】
本発明では、ローラの端面が側壁の内面に対してすべり接触したときに、当該すべり接触部分に潤滑油膜が保持されやすくなるので、ローラと側壁とのすべり接触部分の発熱や摩耗を抑制することができる。しかも、本発明では、従来例のようなローラの端面に対する旋削加工と研磨加工とを省略することができるので、生産性の向上、製造コストの低減に貢献できる。
【００３６】
したがって、カムフォロワの設置場所が潤滑油の少ない貧潤滑な環境であってもローラの耐焼付き性を向上し、ローラの回転動作の円滑化に貢献できるようになるなど、信頼性の高いカムフォロワを安価で提供できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るカムフォロワを示す断面図
【図２】図１のローラの端面を写真に基づき拡大して示す模式図
【図３】図１のローラに対する面押し加工の様子を示す説明図
【図４】図１のローラと片方の側壁とがすべり接触する状態を示す断面図
【図５】本発明の他の実施形態で、ローラの端面を示す図
【図６】本発明の他の実施形態で、ローラの端面を示す図
【図７】本発明の他の実施形態で、ローラの端面を示す図
【図８】本発明に係るカムフォロワの使用用途の一例を示す側面図
【図９】本発明に係るカムフォロワの使用用途の一例を示す側面図
【符号の説明】
１　　　カム　　　　　　　　　　２　　　カムフォロワ
３　　　胴体　　　　　　　３ａ，３ｂ　　胴体の側壁
４　　　支軸　　　　　　　　　　５　　　ローラ
５ａ，５ｂ　　ローラの端面　　　　　　５ｃ　　筋状凹部
【図１】
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【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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