(57)【要約】【課題】カムに当接されるローラを有するカムフォロワにおいて、ローラの回転を円滑にし、信頼の高いカムフォロワを提供する。【解決手段】一対の側壁３ａ，３ｂを備える胴体３と、これら側壁３ａ，３ｂ間に架け渡される支軸４に回転自在に外装されるローラ５とを含むカムフォロワ２において、ローラ５の両端面５ａ，５ａの外径側および内径側の各角部に面取り５ｂ，５ｃを施し、外径側の面取り５ｂにおいて軸方向長さ寸法Ａ１＜径方向長さ寸法Ｂ１とし、かつ、内径側の面取り５ｃにおいて軸方向長さ寸法Ａ２＜径方向長さ寸法Ｂ２とする。従って、ローラ５が軸方向にスライドしたり軸心が傾いたりしても、ローラ５の一端面５ａと側壁３ａ（３ｂ）との摩擦抵抗を低減しつつ、側壁３ａ（３ｂ）の局部摩耗を防止できる。【選択図】  図１
2004204897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の対向する側壁を有する金属製の胴体と、この胴体の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、
前記ローラの両端面において、外径側の角部に面取りが施されており、
前記面取りにおいて、軸方向長さ寸法Ａ１と、径方向長さ寸法Ｂ１との関係がＡ１＜Ｂ１に設定されている、カムフォロワ。
【請求項２】
一対の対向する側壁を有する金属製の胴体と、この胴体の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、
前記ローラの両端面において、内径側の角部に面取りが施されており、
前記面取りにおいて、軸方向長さ寸法Ａ２と、径方向長さ寸法Ｂ２との関係がＡ２＜Ｂ２に設定されている、カムフォロワ。
【請求項３】
一対の対向する側壁を有する金属製の胴体と、この胴体の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、
前記ローラの両端面において、外径側および内径側の各角部にそれぞれ面取りが施されており、
前記外径側の面取りにおいて、軸方向長さ寸法Ａ１と、径方向長さ寸法Ｂ１との関係がＡ１＜Ｂ１に設定されており、かつ、前記内径側の面取りにおいて、軸方向長さ寸法Ａ２と、径方向長さ寸法Ｂ２との関係がＡ２＜Ｂ２に設定されている、カムフォロワ。
【請求項４】
一対の対向する側壁を有する金属製の胴体と、この胴体の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、
前記ローラの両端面において、外径側および内径側の各角部にそれぞれ面取りが施されており、
前記外径側の面取りの軸方向長さ寸法Ａ１と、前記内径側の面取りの軸方向長さ寸法Ａ２との関係が、Ａ１＜Ａ２に設定されている、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】
従来のカムフォロワは、胴体に形成されたローラ保持用の二叉の側壁に、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る。（例えば特許文献１参照）。このローラの外径面に対してカムが当接される。
【０００３】
ローラの両端面は、径方向に沿う平面になっており、両側壁の内側面に対して平行に対向している。但し、ローラの外径面の角部には、主としてエッジを除去するために丸い面取りが施されている。この面取りは、一般的にＲ面取りと呼ばれるもので、軸方向の長さと径方向の長さとを１：１の関係にしている。なお、面取りを斜面とする場合もあるが、この場合でも、軸方向の長さと径方向の長さとを１：１の関係にしている。
【０００４】
【特許文献１】
登録実用新案第２５７４５８４号公報（第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、ローラの回転中において、例えばローラが軸方向に移動してローラの一端側の平面部分が片方の側壁の内側面に対して押し付けられたときに、すべり接触する状態になるが、このすべり接触部分は、ローラの一端面の平面部分が面で接触するために、摩擦抵抗が大となり、トルクが増大したり、発熱しやすくなったりすることが懸念される。また、ローラが軸心に対して傾いたとき、前記Ｒ面取り部分が片方の側壁の内側面に対して押し付けられ、応力集中による局部摩耗が懸念される。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のカムフォロアは、一対の対向する側壁を有する金属製の胴体と、この胴体の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、前記ローラの両端面において、外径側の角部に面取りが施されており、前記面取りにおいて、軸方向長さ寸法Ａ１と、径方向長さ寸法Ｂ１との関係がＡ１＜Ｂ１に設定されている。
【０００７】
この場合、ローラの両端面の面取りにおいて軸方向の面取り寸法と径方向の面取り寸法とを１：１の関係にしている従来例に比べて、以下の作用・効果がある。
【０００８】
すなわち、ローラの両端面の平面領域が従来例よりも小さくなるので、ローラの回転中において、例えばローラが軸方向にスライドしてローラの一端面が片方の側壁の内側面に対して押し付けられたときに、ローラの一端面の平面領域が片方の側壁の内側面に対して面ですべり接触するものの、この接触面積を小さくし、すべり接触による摩擦抵抗を低減できる。
【０００９】
また、面取りの径方向長さ寸法を従来例よりも大きく設定しているので、ローラの回転中において、例えばローラの軸心が傾いてローラの一端面の面取りが片方の側壁の内側面に対して押し付けられたときに、この面取りが片方の側壁の内側面に対して面ですべり接触するようになり、接触応力の集中を抑制できる。
【００１０】
また、前記すべり接触状態において、ローラの一端面と片方の側壁との対向部分にできる隙間が従来例よりも大きくなり、ローラ周辺に存在する潤滑剤が前記すべり接触部分に導入されやすくなる。
【００１１】
これらの相乗によって、前記すべり接触部分の摩擦抵抗を適度に軽減できるようになって、ローラのトルク軽減に貢献できるとともに、ローラの一端面と片方の側壁の内側面との間での発熱や側壁の局部摩耗を抑制できるようになる。
【００１２】
本発明のカムフォロワは、一対の対向する側壁を有する金属製の胴体と、この胴体の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、前記ローラの両端面において、内径側の角部に面取りが施されており、前記面取りにおいて、軸方向長さ寸法Ａ２と、径方向長さ寸法Ｂ２との関係がＡ２＜Ｂ２に設定されている。
【００１３】
この場合も、ローラの両端面の平面領域が従来例よりも小さくなるので、ローラの回転中において、例えばローラが軸方向にスライドしてローラの一端面が片方の側壁の内側面に対して押し付けられたときに、ローラの一端面の平面領域が片方の側壁の内側面に対して面ですべり接触するものの、この接触面積を小さくし、すべり接触による摩擦抵抗を低減できる。
【００１４】
また、前記すべり接触状態において、ローラの一端面と片方の側壁との対向部分にできる隙間が従来例よりも大きくなり、ローラ周辺に存在する潤滑剤が前記すべり接触部分に導入されやすくなる。
【００１５】
これらの相乗によって、前記すべり接触部分の摩擦抵抗を適度に軽減できるようになって、ローラのトルク軽減に貢献できるとともに、ローラの一端面と片方の側壁の内側面との間での発熱や側壁の局部摩耗を抑制できるようになる。
【００１６】
本発明のカムフォロワは、一対の対向する側壁を有する金属製の胴体と、この胴体の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、前記ローラの両端面において、外径側および内径側の各角部にそれぞれ面取りが施されており、前記外径側の面取りにおいて、軸方向長さ寸法Ａ１と、径方向長さ寸法Ｂ１との関係がＡ１＜Ｂ１に設定されており、かつ、前記内径側の面取りにおいて、軸方向長さ寸法Ａ２と、径方向長さ寸法Ｂ２との関係がＡ２＜Ｂ２に設定されている。
【００１７】
この場合、ローラの両端面において外径側および内径側の双方に面取りを施している。そのため、上記作用、効果に加えて、ローラの両端面の平面領域がさらに小さくなるので、前記すべり接触による摩擦抵抗をさらに低減できる。また、前記すべり接触状態において、ローラの一端面と片方の側壁との対向部分にできる隙間が増加するため、ローラ周辺に存在する潤滑剤が前記すべり接触部分にさらに導入されやすくなる。
【００１８】
本発明のカムフォロアは、一対の対向する側壁を有する金属製の胴体と、この胴体の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、前記ローラの両端面において、外径側および内径側の各角部にそれぞれ面取りが施されており、前記外径側の面取りの軸方向長さ寸法Ａ１と、前記内径側の面取りの軸方向長さ寸法Ａ２との関係が、Ａ１＜Ａ２に設定されている。
【００１９】
この場合、ローラの外周面におけるカムとの当接面の軸方向幅を十分に確保しながらも、ローラの内径側へ潤滑剤が導入されやすくなる。
【００２０】
なお、前記各面取りの母線形状は、曲線であっても直線であってもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１から図７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。
【００２２】
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、一対に側壁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。なお、図１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。
【００２３】
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と側壁３ａ，３ｂとの間の耐焼付き性や耐摩耗性を向上するように工夫しているので、以下で説明する。
【００２４】
ローラ５の両端面を、図２に示すように、ローラ５の両端面５ａ，５ａにおいて、外径側および内径側の各角部にそれぞれ次のような特徴を持つ面取り５ｂ，５ｃを施している。
【００２５】
具体的に、上記外径側の面取り５ｂにおいて、軸方向長さ寸法Ａ１と、径方向長さ寸法Ｂ１との関係をＡ１＜Ｂ１に設定している。また、上記内径側の面取り５ｃにおいて、軸方向長さ寸法Ａ２と、径方向長さ寸法Ｂ２との関係をＡ２＜Ｂ２に設定している。さらに、外径側の面取り５ｂにおける軸方向長さ寸法Ａ１と、内径側の面取り５ｃにおける軸方向長さ寸法Ａ２との関係をＡ１＜Ａ２に設定している。なお、外径側の面取り５ｂにおける径方向長さＢ１および内径側の面取り５ｃにおける径方向長さＢ２の合計がローラ５の肉厚を超えないように設定する。
【００２６】
このようなローラ５は、鍛造加工により製作されるが、外径側の面取り５ｂおよび内径側の面取り５ｃについても鍛造過程で同時に形成するようにしている。つまり、ローラ５は、例えば鋼管を用いてその外径面、内径面、端面をそれぞれ複数回に分けて鍛造し、最終的に必要に応じて研磨加工を施すことで製作される。そして、上記ローラ５の面取り５ｂ，５ｃは、上記鍛造過程で形成される。この鍛造工程について詳細に説明する。
【００２７】
まず、外径側の面取り５ｂについては、ローラ５の外径面を鍛造するときに同時に形成される。つまり、図３に示すように、鋼管を所定長さに切断して外径側の軸方向両端がだれているローラ５を用意し、このローラ５を、円筒形状の受け金型Ｐ１内に嵌め入れる。そして、図４に示すように、受け金型Ｐ１で外径を拘束したローラ５の軸方向両端面を押し金型Ｐ２，Ｐ２で加圧することにより、ローラ５を軸方向に所定量圧縮させる。これにより、ローラ５の外径面および端面が鍛造される。このような工程を数回繰り返すことにより、ローラ５の外径側の軸方向両端におけるだれを小さくして、ローラ５の外径側に上述したような特徴を有する面取り５ｂを得る。
【００２８】
次に、内径側の面取り５ｃについては、ローラ５の内径面を鍛造するときに同時に形成される。つまり、図５に示すように、上記のように面取り５ｂを形成したローラ５を、軸方向一側から円柱形状の金型Ｑに外嵌する形態で押し込む。これにより、ローラ５の内周面が金型Ｑとの摩擦により軸方向他側へ引きずられ、ローラ５の一側の端面５ａにおける内径側領域が軸方向他側にだれる。このだれを利用して内径側の面取り５ｃを形成するが、上記工程を数回繰り返すことにより、面取り５ｃにおいて上記したような所望の面取り寸法を得る。同様の工程をローラ５の他側にも施すことにより、ローラ５の他側の端面にも一側と同様の面取り５ｃを形成する。上記金型Ｑをローラ５の内径に押し込む形態としてもよい。
【００２９】
なお、これら外径側、内径側の面取り５ｂ，５ｃの形成については、前記工程に限定されず、例えば面取り形状の押し金型をローラ５の端面の内径側や外径側に直接押し付けることにより形成してもよい。また、ローラ５の内径面および外径面に対して硬化処理を別途行ってもよい。さらに、面取り４ｂ，４ｃの母線形状は直線でも曲線でもよい。
【００３０】
以上説明した実施形態では、ローラ５の両端面５ａの外径側および内径側に面取り５ｂ，５ｃを設け、これら面取り５ｂ，５ｃの面取り寸法に工夫を施している。これにより、外径側の面取りにおいて軸方向の面取り寸法と径方向の面取り寸法とを１：１の関係にしている従来例に比べて、以下の作用・効果がある。
【００３１】
すなわち、ローラ５の両端面５ａ、５ａの平面領域が従来例よりも小さくなるので、ローラ５の回転中において、例えばローラ５が軸方向にスライドしてローラ５の一端面５ａが片方の側壁３ａ（または３ｂ）の内側面に対して押し付けられたときに、ローラ５の一端面５ａの平面領域が片方の側壁３ａ（または３ｂ）の内側面に対して面ですべり接触するものの、この接触面積を小さくし、すべり接触による摩擦抵抗を低減できる。
【００３２】
また、ローラ５の両端面５ａ，５ａの外径側の面取り５ｂ，５ｂの径方向長さ寸法を従来例よりも大きく設定しているので、ローラ５の回転中において、例えばローラ５の軸心が傾いてローラ５の一端面５ａの外径側の面取り５ｂが片方の側壁３ａ（または３ｂ）の内側面に対して押し付けられたときに、この外径側の面取り５ｂが片方の側壁３ａ（または３ｂ）の内側面に対して面ですべり接触するようになり、接触応力の集中を抑制できる。
【００３３】
また、前記すべり接触状態において、ローラ５の一端面５ａと片方の側壁３ａ（または３ｂ）との対向部分にできる隙間が従来例よりも大きくなり、ローラ５周辺に存在する潤滑剤が前記すべり接触部分に導入されやすくなる。
【００３４】
これらの相乗によって、前記すべり接触部分の摩擦抵抗を適度に軽減できるようになって、ローラ５のトルク軽減に貢献できるとともに、ローラ５の一端面５ａと片方の側壁３ａ（または３ｂ）の内側面との間での発熱や側壁３ａ（または３ｂ）の局部摩耗を抑制できるようになる。これにより、ローラ５の回転動作の円滑性、ローラ５と側壁３ａ，３ｂの内側面との間での耐焼付き性ならびに耐摩耗性を向上できるようになる。
【００３５】
また、外径側の面取り５ｂにおける軸方向長さ寸法Ａ１と、内径側の面取り５ｃにおける軸方向長さ寸法Ａ２との関係をＡ１＜Ａ２に設定することにより、ローラ５の外周面におけるカム１との当接面の軸方向幅を十分に確保しながらも、ローラ５の内径側へ潤滑剤が導入されやすくなるなど、上記したような作用・効果が顕著に発揮されるようになる。
【００３６】
また、面取り５ｂ，５ｃを鍛造により形成しているため、切削などの後工程を必要とせず、製作コストの削減に貢献できる。
【００３７】
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。例えば、ローラ５において、外径側の面取り５ｂ、あるいは内径側の面取り５ｃのいずれか一方のみを施すことができる。
【００３８】
ところで、上述したカムフォロワ２は、例えば図６や図７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。勿論、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。
【００３９】
図６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。
【００４０】
図７に示すロッカーアーム２０は、エンド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。
【００４１】
【発明の効果】
本発明では、例えばローラの回転中において、ローラが軸方向にスライドしてローラの一端面が片方の側壁の内側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、このすべり接触部分の摩擦抵抗を軽減できるようになって、ローラのトルク軽減に貢献できるとともに、ローラの軸心が傾いたときに、ローラの一端面と片方の側壁の内側面との間で発熱や側壁の局部摩耗を抑制できるようになる。したがって、本発明では、ローラの回転動作の円滑性、ローラと側壁との間での耐焼付き性ならびに耐摩耗性を向上できるなど、信頼性の高いカムフォロワを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のローラの上半分拡大断面図
【図３】ローラに外径側の面取りを成形する工程を示す断面図
【図４】図３に続く工程を示す断面図
【図５】ローラに内径側の面取りを成形する工程を示す断面図
【図６】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７】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    ローラの端面
５ｂ    ローラの外径側の面取り
５ｃ    ローラの内径側の面取り
６      針状ころ
【図１】
2004204897.tif 000003
【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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