(57)【要約】【課題】カムフォロアにおけるローラの挙動を安定させる。【解決手段】カム１のカム面１７におけるローラ転送部の真直度を０．００２ｍｍ以下に設定し、ローラ３の外周面２０における直線部３ｄの軸方向長さを、有効軌道面３Ａの長さの少なくとも７５％に設定しているので、カム軸２ａの軸心２ｂとローラ３の軸心３ｃとが平行な状態でカム３が回転すると、カム面１７に、ローラ３がその直線部３ｄで当たり易くなり、カム１とローラ３との当たりが良好となり、カム１の回転時におけるローラ３の挙動が安定する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面にカム面を備えかつカム軸周りに回転可能に設けられたカムと、前記カムの回転に伴なって変位するカムフォロアとを備え、このカムフォロアは、胴体と、前記カム面に接触する外周面を有して前記胴体に取付けた支軸周りに回転可能に設けられたローラとを備え、
前記カム面におけるローラ転送部の軸方向形状の真直度が０．００２ｍｍ以下に設定される一方、前記ローラにおいてクラウニングと直線部とでなる有効軌道面のうち、直線部の長さの占める割合が７５％以上に設定されている、ことを特徴とするカムフォロア装置。
【請求項２】
請求項１に記載のカムフォロア装置において、
前記支軸の外周面と前記ローラの内周面との間に、複数の針状ころが転動自在に配置されている、ことを特徴とするカムフォロア装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カムフォロア装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車エンジンの動弁機構には、カムの回転運動をバルブの往復運動に変換するためのカムフォロアが設けられる。
【０００３】
この種のカムフォロアにおいては、ローラがカムに接触して回転する際、ローラ側の接触面端部に傾きにより発生するエッジロードの低減をはかる目的で、ローラの外周面にクラウニングを設けるようにした技術が提案されている。（例えば、特許文献１参照）
【０００４】
【特許文献１】
公開実用新案公報昭５９−１２１４０８号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の、クラウニングを設けたカムフォロアでは、エッジロードの低減には効果はあるが、他方カムとローラの転接直線部が少なくなり、ローラの回転調子が不安定となるなど、ローラが適切な姿勢で回転しない場合があり、このためローラとカムとのフリクションの増大をもたらす場合がある。
【０００６】
従来ではこのようなフリクションの増大をローラ側のみで対策しているケースがあるが、例えば近年望まれる、さらなるフリクションの低減という観点から不充分なところがある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のカムフォロア装置は、外周面にカム面を備えかつカム軸周りに回転可能に設けられたカムと、前記カムの回転に伴なって変位するカムフォロアとを備え、このカムフォロアは、胴体と、前記カム面に接触する外周面を有して前記胴体に取付けた支軸周りに回転可能に設けられたローラとを備え、前記カム面におけるローラ転送部の軸方向形状の真直度が０．００２ｍｍ以下に設定される一方、前記ローラにおいてクラウニングと直線部とでなる有効軌道面のうち、直線部の長さの占める割合が７５％以上に設定されている。
【０００８】
上記構成のように、本発明では、カムにおける製品毎のカム面の真直度のばらつきを抑えるよう、上記のようにカム面の軸方向形状の真直度を０．００２ｍｍ以下と高精度に管理し、かつローラの外周面の直線部長さを有効軌道面のうち７５％以上に設定することで、充分に長くなるよう管理している。
【０００９】
そのため、カムの回転時におけるカムとローラの当たりが良好となり、ローラを軸心に対して傾かせるような、ローラの軸方向中心からの偏心荷重がローラの軸方向端部側に集中的に作用するといった状態が回避される。これによって、ローラが適正な姿勢でもって回転し、フリクションの増大を充分に抑えられる。
【００１０】
本発明の好ましい実施態様として、前記支軸の外周面と前記ローラの内周面との間に、複数の針状ころが転動自在に配置されている。
【００１１】
この構成によれば、ローラが適正な姿勢で回転するようになることから、針状ころの転がり時にスキュー発生が効果的に抑えられる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係るカムフォロア装置を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１ないし図４は、本発明の一実施形態に係るカムフォロア装置を示す。図１はカムフォロア装置の側面図、図２は図１に示したカムフォロア装置の長手方向中心における縦断正面図、図３はカムとロッカアームとを組付ける前の縦断正面図、図４はローラの外周面形状を示す一部拡大断面図である。
【００１３】
図１の符号Ａは、カムフォロア装置を示す。このカムフォロア装置Ａは、例えば車両のＯＨＣ型式エンジンのシリンダヘッドに対して動弁機構を構成する部品として所定場所に配置される。このカムフォロア装置Ａは、カム１と、ロッカアーム２とから構成される。
【００１４】
カム１として外接カムが用いられ、このカム１は、カム軸２ａ周に回転一体に取付けられている。カム１の外周面であるカム面１７は、摺接外周面１８と転接外周面１９とを有する。摺接外周面１８は所定の角度範囲内で同一のカム径（曲率）Ｒ１に形成されている。転接外周面１９は摺接外周面１８に連続して摺接外周面１８とは異なるカム径Ｒ２に形成されている。
【００１５】
このようなカム面１７のローラ転送部において、本実施形態では、摺接外周面１８と転接外周面１９それぞれの軸方向形状の真直度を共に０．００２ｍｍ以下に設定している。
【００１６】
ロッカアーム２はカムフォロアの一例であり、カム１の回転動作に従って揺動し、バルブ（バルブステム）１０を開閉動作させる。ロッカアーム２は、胴体８と、支軸１４と、ローラ３と、複数個の針状ころ１５とから構成される。
【００１７】
胴体８は、金属板をプレス成型して成るもので、対向する一対の対向壁４，５と、これら対向壁４，５どうしを長手方向両側で連結する連接壁６，７とから構成される。長手方向一方の連接壁６は、ラッシュアジャスタ９の上端部が当接するピボット受け部として用いられる。長手方向他方の連接壁７は、バルブ１０の上端部が当接するバルブ受部として用いられる。両対向壁４，５それぞれの長手方向中間に、支持孔１１，１２が同心に形成されている。
【００１８】
図２に示すように、支軸１４は、対向壁４，５の支持孔１１，１２に渡されるとともに、その軸方向両端部が径方向外方に拡径されて支持孔１１，１２の周壁に対してかしめつけられて両対向壁４，５に非回転に支持固定されている。
【００１９】
図３に示すように、ローラ３は支軸１４の外周に複数個の針状ころ１４を介して回転自在に設けられる。ローラ３の外周面２０における両隅部に、面取３ａ，３ａが形成されている。図４に示すように、ローラ３の外周面２０において面取３ａ，３ａ間は有効軌道面３Ａである。有効軌道面３Ａの範囲内でローラ３の軸方向両端側にクラウニング３ｂ，３ｂが形成される。
【００２０】
クラウニング３ｂ，３ｂ間が支軸１４の軸心３ｃに平行な直線部３ｄとされる。ここで、
Ｌ１：ローラ３の全長
Ｌ２：面取３ａの軸方向長さ
Ｌ３：有効軌道面３Ａの長さ（Ｌ１−２・Ｌ２）
Ｌ４：クラウニング３ｂの軸方向長さ（Ｌ４＞０）
Ｌ５：直線部３ｄの軸方向長さ
とした場合、本実施形態では、直線部３ｄの軸方向長さＬ５を、有効軌道面３Ａの長さＬ３（２・Ｌ４＋Ｌ５）の７５％以上、好ましくは８０％〜９０％を占めるように設定している。
【００２１】
上記構成を有するロッカアーム２では、カム１の回転に伴なってローラ３が回転すると、ロッカアーム２の胴体８がピボット受け部を中心に揺動し、バルブ１０を開閉動作する。
【００２２】
上述したように、本実施形態のカムフォロア装置Ａでは、カム面１７におけるローラ転送部の軸方向形状の真直度を０．００２ｍｍ以下に設定したことと、ローラ３の外周面２０における直線部３ｄの軸方向長さＬ５を有効軌道面３Ａの長さＬ３の少なくとも７５％に設定している。すなわち、カム１のカム面１７の真直度を高精度に管理し、ローラ３の外周面２０における直線部３ｄの軸方向長さＬ５を充分に長く設定している。
【００２３】
このような管理の結果、カム軸２ａの軸心２ｂとローラ３の軸心３ｃとが平行な状態でカム３が回転すると、カム面１７に、ローラ３がその直線部３ｄで当たり易くなり、カム１とローラ３との接触率、つまり当たりが良好となる。これにより、カム１の回転時におけるローラ３の挙動が安定し、回転姿勢を適正に保つことができる。
【００２４】
このように、カム１７に対するローラ３の回転姿勢が適正に保たれることで、従来のようにローラがカムに片当たりして回転する場合に比べて、ローラ３の回転時のフリクションを低下させることができる。従って、このカムフォロア装置Ａは、エンジンの効率向上に貢献できるようになる。
【００２５】
また、ローラ３の挙動が安定することにより、針状ころ１５の軌道面全域に均等にローラ３から荷重が作用するようになり、ローラ３を軸心３ｃに対し傾かせる偏心荷重がローラ３の軸方向端に集中的に作用する状態を回避することができるので、スキューの発生を有効に防止できる。
【００２６】
図５ないし図８に基づいて、本発明の他の実施形態を説明する。図５はＯＨＶ型式のエンジンにおける動弁機構の全体概略構成図、図６はカムフォロア装置部分の分解図、図７はカムフォロア装置部分の拡大断面図、図８はローラの外周面を示す一部拡大断面図である。
【００２７】
図５において、符号２５は動弁機構を示す。この動弁機構２５は、ロッカアーム２６と、ロッカシャフト２７と、カムフォロア装置Ａとを備える。
【００２８】
ロッカアーム２６は、ロッカシャフト２７周りに揺動可能な胴体３２を有する。この本体３２の長手方向一方側にバルブ３３の上端部が接触するバルブ接触部３２ａが設けられ、胴体３２の長手方向他方側にアジャストスクリュー３５を螺合支持する取付け部３２ｂが設けられている。
【００２９】
図６および図７に示すように、カムフォロア装置Ａは、カム２９と、カムフォロアＣとから構成され、ロッカアーム２６をロッカシャフト２７周りに揺動させる。カム２９のカム面４０は、同一のカム径（曲率）Ｒ３に形成された摺接外周面４１と、この摺接外周面４１とは異なるカム径Ｒ４に形成された転接外周面４２とを有する。カム面４０のローラ転送部における軸方向形状の真直度は、０．００２ｍｍ以下に設定されている。
【００３０】
カムフォロアＣは、カム２９の上方に配置され、プッシュロッド２８と、支軸３０と、ローラ３１とからなる。
【００３１】
支軸３０は、プッシュロッド２８の下端支持部材３６に非回転に支持されている。ローラ３１は、その中心穴３７に支軸３０を挿通して、この支軸３０周りに回転可能に組付けられている。プッシュロッド２８の上端部と、アジャストスクリュー３５の下部に形成された球状支点とが互いに回動可能に接触している。
【００３２】
図８に示すように、ローラ３１の外周面４５において、軸方向両隅部に面取３１ａ，３１ａが形成されている。面取３１ａ，３１ａ間は有効軌道面３１Ａである。有効軌道面３１Ａの範囲内でローラ３１の軸方向両端側にクラウニング３１ｂ，３１ｂが形成される。
【００３３】
クラウニング３１ｂ，３１ｂ間が、支軸３０の軸心３０ａに平行な直線部３１ｃとされる。ここで、
Ｌ６：ローラ３１の全長
Ｌ７：面取３１ａの軸方向長さ
Ｌ８：有効軌道面３１Ａの長さ（Ｌ６−２・Ｌ７）
Ｌ９：クラウニング３１ｂの軸方向長さ（Ｌ９＞０）
Ｌ１０：直線部３１ｃの軸方向長さ
とした場合、本実施形態では直線部３１ｃの軸方向長さＬ１０を、有効軌道面３１Ａの長さＬ８（２・Ｌ９＋Ｌ１０）の７５％以上、好ましくは８０％〜９０％を占めるように設定している。
【００３４】
上記構成において、カム２９がカム軸４４周りに回転する動作に従動して、ローラ３１が支軸３０周りに回転する。ローラ３１およびプッシュロッド２８は、カム２９が回転して摺接外周面４１と転接外周面４２とが交互に当接する動作に従って上下動する。プッシュロッド２８の上下動に従動してロッカアーム２６の胴体３２がロッカシャフト２７周りに揺動を繰返し、バルブを開閉する。
【００３５】
上記したように、本実施形態では、カム２９のカム面４０におけるローラ転送部の真直度を０．００２ｍｍ以下に設定し、かつローラ３１において、その直線部３１ｃの軸方向長さＬ１０を、有効軌道面３１Ａの長さＬ８の７５％以上を占めるよう設定している。すなわち、カム２９においてはカム面４０の真直度のばらつきが少ないよう高精度に管理し、ローラ３１においては有効軌道面３１Ａの直線部３１ｃを充分に幅広に管理している。
【００３６】
このため、カム軸４４の軸心４４ａと支軸３０の軸心３０ａとが平行に配置された状態でカム２９が回転した際、カム２９のカム面４０とローラ３１の外周面４５との接触率が大きくなり、ローラ３１の姿勢が適正になって、ローラ３１の挙動が安定する。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、カムにおけるカム面の真直度を高精度に管理し、ローラの有効軌道面における直線部を充分に幅広に管理しているので、カム回転時におけるローラの挙動を安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るカムフォロア装置の側面図
【図２】同じく図１に示すカムフォロア装置の長手方向中心部の縦断正面図
【図３】同じくカムとロッカアームとを組付ける前の縦断正面図
【図４】同じくローラの外周面形状を示す一部拡大断面図
【図５】本発明の他の実施形態を示すＯＨＶ動弁機構の全体概略構成図
【図６】同じくカムフォロア装置部分の分解図
【図７】同じくカムフォロア装置部分の拡大断面図
【図８】同じくローラの外周面形状を示す一部拡大断面図
【符号の説明】
１      ロッカアーム        ２      カム
３      ローラ              ３ａ    面取
３ｂ    クラウニング        ３Ａ    有効軌道面
８      胴体                １４    支軸
１７    カム面              ２０    ローラの外周面
Ａ      カムフォロア装置
【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】
2004332684.tif 000008
【図７】
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【図８】
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