(57)【要約】【課題】部品点数を増やすことなく、ころの軸方向端面と側壁の内面との摩擦を低減して、カムフォロアの低トルク化を図る。【解決手段】互いに間隔をおいて対向する一対の側壁３，４を有する胴体２と、前記両側壁３，４間に架設される支軸５と、この支軸５に対して複数のころ７を介して回転自在に設けられるローラ６とを備え、ころ７の軸方向端面に、組成の一部もしくは全部を固体潤滑材とする低摩擦層９が設けられており、この低摩擦層９により、ころ７の軸方向端面と側壁３，４内面との間に生じる摩擦が低減されるようにしている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに間隔をおいて対向する一対の側壁を有する胴体と、前記両側壁間に架設される支軸と、この支軸に対して所要の環状空間を存して回転自在に設けられるローラと、ローラと支軸との間の環状空間に介装される複数のころとを備え、
前記ころの軸方向端面に、組成の一部もしくは全部を固体潤滑材とする低摩擦層が設けられていることを特徴とするカムフォロア。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロッカアーム等に設けられるカムフォロアに関する。
【０００２】
【従来の技術】
カムフォロアは、例えば、自動車等のエンジンの動弁機構や、その他の各種カム機構等に用いられている。このカムフォロアは、胴体に互いに対向する一対の側壁を有しており、これら両側壁間に架設された支軸に対して、外部の部材であるカムに当接するローラが回転自在に設けられた構成となっている。
【０００３】
従来のこの種のカムフォロアでは、支軸の外周面とローラの内周面との間に、針状ころのような複数のころを介在させているものが多い（特許文献１参照）。
【０００４】
前記のように、支軸とローラとの間にころを介在させたカムフォロアでは、従来、ころの軸方向端面と側壁の内面との間に、ワッシャ状の板材が介装されているものがある（特許文献２参照）
【０００５】
【特許文献１】
実用新案登録公報第２５７４５８４号
【特許文献２】
実開平１−８５１０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年、自動車関連部品において、燃費の改善を図るべく、エンジン各部の低摩擦化、低トルク化が必要となってきている。その結果、エンジンの動弁機構に用いられているカムフォロアにおいても、さらに低トルク化を進めていかなければならない。
【０００７】
従来のカムフォロアでは、低トルク化のために種々の手段が講じられているが、本件発明者がこれまで実施してきた試験の結果では、カムフォロアにおいて摺動、摩耗の激しい部分での摩擦低減の対策が充分ではなかった。
【０００８】
すなわち、支軸とローラとの間にころが介在しているタイプのカムフォロアにおいては、ころはその軸心周りに自転しながら支軸の周りを公転する。ころのスキューが発生した場合、ころの軸方向端面は、自転と公転とが合成された運動をしながら、その両側にある側壁の一方の内面と擦れ合う。そのため、ころの軸方向端面と側壁の内面との間に、激しい摩擦が生じる。
【０００９】
これに対して、特許文献２に記載のカムフォロアでは、ころの軸方向端面と側壁との間に、ワッシャ状板材が介在するので、ころの軸方向端面と側壁との直接的な接触は避けられる。しかし、このようにワッシャ状板材を設ける構成では、部品点数が増えてコスト高となるほか、動作の面で種々の不具合が引き起こされるおそれがある。たとえば、ワッシャ状板材は支軸に対して傾きやすく、傾くことで、側壁内面を傷つけたり、ころやローラの移動幅を狭くして、ローラの回転を阻害したりする。また、ワッシャ状板材が支軸に対して径方向のがたつきがある場合は、その外周部が、ローラと側壁との間の隙間に入り込んで、ローラの回転を阻害することもある。
【００１０】
本発明は、上記従来の問題に対処したもので、部品点数を増やすことなく、ころの軸方向端面と、側壁の内面との摩擦を低減して、カムフォロアの低トルク化を図ることを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を達成するために、互いに間隔をおいて対向する一対の側壁を有する胴体と、前記両側壁間に架設される支軸と、この支軸に対して所要の環状空間を存して回転自在に設けられるローラと、ローラと支軸との間の環状空間に介装される複数のころとを備え、前記ころの軸方向端面に、組成の一部もしくは全部を固体潤滑材とする低摩擦層が設けられているカムフォロアを構成している。
【００１２】
上記構成によれば、カムの回転に伴い、ローラが回転している状態のもとで、ころのスキューが発生して、ころの軸方向端面が側壁の内面に摺接することになっても、ころの軸方向端面は、固体潤滑材を含む低摩擦層を介して側壁の内面に接するから、ころの軸方向端面と側壁の内面との間の摩擦は小さな値に抑えられ、これにより、カムフォロア全体のトルクが低減される。
【００１３】
また、低摩擦層はころに一体に設けられるので、部品点数が増えず、コストの上昇が抑えられるほか、構造が複雑化しないので、動作面の不具合が増えることもない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
〔一実施形態〕
本発明の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明すると、図１および図２は本発明の一実施形態を示すもので、図１は一実施形態に係るカムフォロアの縦断面図、図２は、図１のカムフォロアの一部の拡大縦断面図である。
【００１５】
図１において、符号１はカムフォロアの全体を示し、２はその胴体、３，４は、前記胴体２の一部である側壁、５は支軸、６はローラ、７はころである。側壁３，４は、２つ一対で、互いに間隔をおいて平行に対向している。支軸５は、通常、焼き入れ、浸炭、窒化等の硬化処理を施した鋼材で構成されるもので、一対の側壁３，４間に架橋状に取り付けられる。この支軸５は、側壁３，４の取り付け孔に挿入した後、かしめにより側壁３，４に固定されるか、あるいは取り付け孔に圧入することで、側壁３，４に固定されている。
【００１６】
ローラ６は、一対の側壁３，４の対向間隔内で、前記支軸５に対して所要の環状空間を存して回転自在に設けられるもので、その外周面には外部の部材であるカム８が当接するようになっている。このローラ６と前記支軸５との間の環状空間内に、ころ７が複数が設けられている。
【００１７】
ころ７は、支軸５の外周面ともローラ６の内周面とも転がり接触するもので、通常、焼き入れ、浸炭、窒化等の硬化処理を施した鋼材で構成されるが、他の金属材料、もしくはセラミック材料で構成されたものでもよい。
【００１８】
各ころ７の軸方向端面には低摩擦層９が設けられている。この低摩擦層９は、少なくとも組成の一部として固体潤滑材を含むもので、固体潤滑材のみで構成される場合もある。低摩擦層９の組成の一部もしくは全部となる固体潤滑材としては、（１）黒鉛、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、二硫化タングステン等の層状構造体、（２）四ふっ化エチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアミド（ＰＡ）系樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリイミド等の合成樹脂、（３）金、銀、鉛、すず、インジウム等の軟質金属、（４）その他、リン酸マンガン、酸化鉛等がある。低摩擦層９には、前記の固体潤滑材のほかには、結合材や、ガラス繊維等の耐摩耗材が含まれることがある。
【００１９】
低摩擦層９は、それを構成する固体潤滑材に適した手段で、ころ７の軸方向端面に設けられていればよく、ころ７への付設手段は特に限定しない。たとえば、黒鉛や二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）は、エポキシ樹脂等の結合材とともに、ころ７の軸方向端面に塗布して、これを加熱硬化させることにより、ころ７の端面に付設すればよい。固体潤滑材が金属である場合、メッキの方法で付設してもよいし、加熱圧着により接合してもよい。また、固体潤滑材自体、もしくは固体潤滑材を一部組成として含む材料を、ころ７と別体の円板状に形成した後、この円板状の材料を、接着剤等によりころ７の軸方向端面に接合してもよい。
【００２０】
低摩擦層９を含むころ７の軸方向長さは、図示のように、ローラ６の軸方向長さと同一でよいが、ころ７の軸方向端面と、側壁３，４の内面との接触の機会を少なくするためには、低摩擦層９を含むころ７の軸方向長さを、ローラ６の軸方向長さより短く設定することが望ましい。なお、低摩擦層９を含むころ７の軸方向長さが、ローラ６の軸方向長さと同一、もしくはそれより長い場合は、ローラ６の軸方向全幅がころ７で受け止められることになるので、ローラ６を介して作用するラジアル方向の負荷荷重を大きく設定することができる。
【００２１】
上記構成によれば、回転するカム８との接触でローラ６が回転すると、これに伴い、ころ７はその軸心周りに自転しながら支軸５の周りを公転する。ここで、ころ７のスキューが発生すると、ころ７の軸方向端面が側壁３，４の内面に摺接することになる。このような摺接状態において、ころ７の軸方向端面は、固体潤滑材を含む低摩擦層９を介して側壁３，４の内面に接するから、ころ７の軸方向端面と側壁３，４の内面との間の摩擦は小さな値に抑えられる。これで、カムフォロア１全体のトルクが低減される。
【００２２】
〔カムフォロアを含む機構の実施形態〕
次に、本発明のカムフォロアを含む機構について述べる。図３は、本発明のカムフォロアを含む機構の一実施形態の側面図で、同図には、ＯＨＣ型式エンジンの動弁機構に用いられるエンドピボット型のロッカアームを例示している。図３において、符号２０は、エンドピボット型のロッカアームの全体を示し、２１はカム、２２は、傾動支持部となるラッシュアジャスタ、２３はバルブのステムである。
【００２３】
ロッカアーム２０は、互いに間隔をおいて対向する一対の側壁３，４（但し、一方の側壁４は図３に現われていない）を含む胴体２４を備えている。胴体２４の長手方向一端部には、ラッシュアジャスタ２２の上端部に嵌合するピボット部２５が設けられ、長手方向他端部には、バルブのステム２３に当接されるバルブ係合部２６が設けられている。そして、胴体２４の長手方向中間部に、図１に示したカムフォロア１が設けられており、このカムフォロア１のローラ６の外周面が、前記のカム２１に転接するようになっている。
【００２４】
このロッカアーム２０では、カム２１の回転に伴い、ピボット部２５が支点となって胴体２４が傾動されて、バルブ係合部２６がバルブのステム２３に対して上下方向に反復変位させられることで、バルブを開閉動作させる。この動作中、ころ７の軸方向端面が側壁３，４の内面に摺接することになっても、ころ７の軸方向端面は、低摩擦層を介して側壁３，４の内面に接するから、ころ７の軸方向端面と側壁３，４の内面との間に生じる摩擦抵抗は、小さな値に抑えられる。これで、ロッカアーム２０全体の低トルク化が可能になる。
【００２５】
図４は、本発明のカムフォロアを含む機構の他の一実施形態の側面図で、同図には、センタピボット型のロッカアームを例示している。図４において、符号３０は、センタピボット型のロッカアームの全体を示し、３１はカム、３２は、シリンダヘッドに設置されるバルブのステムである。
【００２６】
このロッカアーム３０では、胴体３３の長手方向一端に、図１に示したカムフォロア１が設けられ、長手方向中間に傾動支点となるロッカシャフト３４が貫通され、長手方向他端にアジャストスクリュー３５が螺合装着されている。アジャストスクリュー３５には、前記したバルブのステム３２の端部が当接される。
【００２７】
このロッカアーム３０では、カム３１の回転に伴い、ロッカシャフト３４が支点となって胴体３３が傾動されて、アジャストスクリュー３５が上下方向に反復変位させられることで、バルブを開閉動作させる。この動作中、カムフォロア１のころ７の軸方向端面が側壁３，４（図４に一方の側壁４は現われていない）の内面に摺接することになっても、ころ７の軸方向端面と側壁３，４の内面との間に生じる摩擦抵抗は、両者間に介在する低摩擦層の作用により、小さな値に抑えられ、ロッカアーム全体の低トルク化が可能になる。
【００２８】
このほか、本発明のカムフォロアは、ＯＨＶ型式エンジンの動弁機構において、ロッカアームの傾動により上下するプッシュロッドの先端のラッシュアジャスタに設けてもよく、使用個所は、上記実施形態のものに限定されない。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、ころのスキューに伴い、ころの軸方向端面が側壁の内面に摺接することになっても、ころの軸方向端面には、固体潤滑材を含む低摩擦層があるから、ころの軸方向端面と側壁内面との間の摩擦が小さく、カムフォロア全体の低トルク化に役立つ。
【００３０】
また、低摩擦層はころに一体に設けられるので、部品点数が増えず、コストの上昇が抑えられるほか、構造が複雑化しないので、動作面の不具合が増えることもない。
【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アの縦断面図である。
【図２】図１のカムフォロアの一部の拡大縦断面図である。
【図３】図１のカムフォロアを含む機構の一実施形態の側面図で、エンドピボット型のロッカアームを示している。
【図４】図１のカムフォロアを含む機構の他の一実施形態の側面図で、センタピボット型のロッカアームを示している。
【符号の説明】
１    カムフォロア（全体）
２    胴体
３，４  側壁
５    支軸
６    ローラ
７    ころ
８    カム
９    低摩擦層
【図１】
2004293621.tif 000003
【図２】
2004293621.tif 000004
【図３】
2004293621.tif 000005
【図４】
2004293621.tif 000006