(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドに支持されるロッカーシャフトが挿通される支持孔を備えたロッカーアーム本体と、
前記ロッカーシャフトに対して前記ロッカーアーム本体を揺動自在に支持するように、前記支持孔と前記ロッカーシャフトとの間に配置される転がり軸受と、
を備えるロッカーアームであって、
前記転がり軸受は、
転動体である複数のニードルと、
軸方向に間隔を開けて設けられた１対の円環部と、該両円環部間に円周方向に間隔を開けて配置された複数の柱部とを備え、円周方向に隣り合う前記柱部と前記両円環部とによりそれぞれ画成される複数のポケットで前記複数のニードルを回動自在、且つ脱落しないように保持する樹脂製の保持器と、
を備えるケージ＆ローラであり、
前記ロッカーアーム本体の支持孔及び前記ロッカーシャフトは、前記ニードルの軌道面をそれぞれ構成し、
前記保持器は、前記１対の円環部の外周面の全周または周方向の一部に、径方向外側に突出する１対の係合突起部を備え、
前記１対の係合突起部のいずれか一方は、前記保持器が前記支持孔に挿入される際には弾性変形して縮径し、挿入後には弾性復帰し、前記１対の係合突起部が前記支持孔と係合することで、前記ケージ＆ローラが前記ロッカーアーム本体に対して非分離とされ、
前記支持孔は、前記ニードルの軌道面をなす軌道面形成部と、該軌道面形成部の軸方向両側で、該軌道面形成部より大径で、前記１対の係合突起部をそれぞれ収容する１対の突起部収容部と、を有し、
前記シリンダヘッドの案内面をなす前記ロッカーアーム本体の軸方向端面間の幅と前記保持器の軸方向幅との差は、前記１対の係合突起部の軸方向内端面間の距離と前記軌道面形成部の軸方向幅との差よりも小さいことを特徴とするロッカーアーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロッカーアームに関し、より詳細には、例えば、エンジン動弁系に使用され、シリンダヘッドに支持されたロッカーシャフトに転がり軸受を介して揺動自在に支持されるロッカーアームに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃費向上やロッカーアームの小型化に対応するため、エンジン用ロッカーアームの支持部にニードル軸受を採用して作動トルクを低減すると共に、カムフォロアの外径をニードル軸受の外径と同等かそれ以下としたロッカーアームの構造が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１６３０５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１のロッカーアームの構造によれば、ロッカーアームを回転自在に支持するニードル軸受は、シェル外輪、保持器、及びニードルから構成される。ロッカーアームを製造するメーカーは、ロッカーアーム本体とニードル軸受とを予め組み付けてエンジン完成メーカーに納入する。この場合、シェル外輪に設けられた両側フランジ部によって保持器及びニードルは保持され、シェル外輪をロッカーアームの支持孔に嵌合することで、ニードル軸受は、ロッカーアームから非分離とされている。
【０００５】
しかしながら、ニードル軸受の径方向厚みは、シェル外輪の板厚とニードルの直径とで決定されるため、ニードル軸受の径方向厚みの低減、ひいては、ロッカーアームの小型化が制限される。また、シェル外輪が専用品として組み込まれるため、コストが嵩むという課題もある。
【０００６】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、転がり軸受をロッカーアーム本体から非分離な構造としつつ、小型化及びコスト低減が可能なロッカー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】
【０００７】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  シリンダヘッドに支持されるロッカーシャフトが挿通される支持孔を備えたロッカーアーム本体と、
前記ロッカーシャフトに対して前記ロッカーアーム本体を揺動自在に支持するように、前記支持孔と前記ロッカーシャフトとの間に配置される転がり軸受と、
を備えるロッカーアームであって、
前記転がり軸受は、
転動体である複数のニードルと、
軸方向に間隔を開けて設けられた１対の円環部と、該両円環部間に円周方向に間隔を開けて配置された複数の柱部とを備え、円周方向に隣り合う前記柱部と前記両円環部とによりそれぞれ画成される複数のポケットで前記複数のニードルを回動自在、且つ脱落しないように保持する樹脂製の保持器と、
を備えるケージ＆ローラであり、
前記ロッカーアーム本体の支持孔及び前記ロッカーシャフトは、前記ニードルの軌道面をそれぞれ構成し、
前記保持器は、前記１対の円環部の外周面の全周または周方向の一部に、径方向外側に突出する１対の係合突起部を備え、
前記１対の係合突起部のいずれか一方は、前記保持器が前記支持孔に挿入される際には弾性変形して縮径し、挿入後には弾性復帰し、前記１対の係合突起部が前記支持孔と係合することで、前記ケージ＆ローラが前記ロッカーアーム本体に対して非分離とされ、
前記支持孔は、前記ニードルの軌道面をなす軌道面形成部と、該軌道面形成部の軸方向両側で、該軌道面形成部より大径で、前記１対の係合突起部をそれぞれ収容する１対の突起部収容部と、を有し、
前記シリンダヘッドの案内面をなす前記ロッカーアーム本体の軸方向端面間の幅と前記保持器の軸方向幅との差は、前記１対の係合突起部の軸方向内端面間の距離と前記軌道面形成部の軸方向幅との差よりも小さいことを特徴とするロッカーアーム。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のロッカーアームによれば、転がり軸受をケージ＆ローラによって構成し、ロッカーアーム本体の支持孔及びロッカーシャフトは、ニードルの軌道面をそれぞれ構成するようにしたので、シェル外輪を用いない分、部品点数削減による低コスト化を実現することができ、且つ、小型化を図ることができる。
また、保持器は、１対の円環部の外周面の全周または周方向の一部に、径方向外側に突出する１対の係合突起部を備える。そして、１対の係合突起部のいずれか一方は、保持器が支持孔に挿入される際には弾性変形して縮径し、挿入後には弾性復帰し、１対の係合突起部が支持孔と係合することで、ケージ＆ローラがロッカーアーム本体に対して非分離とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係るロッカーアームの側面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿ったロッカーアームの断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿ったロッカーアームの断面図である。
【図４】ケージ＆ローラが組み込まれた状態を示す断面図である。
【図５】保持器のポケット形状を示す要部拡大断面図である。
【図６】保持器のポケット形状を示す要部拡大断面図である。
【図７】保持器の変形例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係るロッカーアームの一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
図１〜図３に示すように、ロッカーアーム１は、不図示のシリンダヘッドに支持されるロッカーシャフト５（図４参照）が挿通される支持孔４ａを備えたロッカーアーム本体４と、ロッカーシャフト５に対してロッカーアーム本体４を揺動自在に支持するように、支持孔４ａとロッカーシャフト５との間に配置される転がり軸受としてのケージ＆ローラ３０と、を備える。
【００１２】
ロッカーアーム本体４の長手方向一端部（図１の左端部）には、アジャストボルト６が螺合されており、このアジャストボルト６は、ロックナット６ａにより締め付け固定されている。そして、アジャストボルト６の端部（図１の下端部）に、不図示のシリンダヘッドに往復移動可能に支持される吸気弁又は排気弁である不図示の機関弁が当接する。また、機関弁は、不図示の弁ばねによって常に閉弁方向（アジャストボルト６に当接する方向）に付勢されており、従って、ロッカーアーム本体４は、常に図１の時計回り方向に付勢されている。
【００１３】
一方、ロッカーアーム本体４の長手方向他端部（図１の右端部）には、一対の支持壁部９が互いに間隔を存して設けられており、この一対の支持壁部９に、タペットローラ軸受１０が取り付けられている。
【００１４】
タペットローラ軸受１０は、一対の支持壁部９間にそれぞれ配置され、外周面に不図示のカムの外周面が当接するタペットローラ１１と、一対の支持壁部９の軸孔９ａに両端部が支持され、タペットローラ１１を回動可能に支持する支持軸２０と、支持軸２０とタペットローラ１１との間に配置される複数のころ１２と、を備えている。支持軸２０は、鋼製で中空の軸部材によって形成されており、その両端部が一対の支持壁部９に形成される軸孔９ａに加締められることにより固定されている。
【００１５】
したがって、ロッカーアーム１は、タペットローラ１１を、不図示の弁ばねの付勢力によって不図示のカムの外周面に当接させる。この状態で、カムシャフトの回転が、ロッカーシャフト５を中心とするロッカーアーム本体４の往復揺動運動に変換され、アジャストボルト６の下端部に当接する不図示の機関弁が軸方向に往復移動する。これにより、シリンダヘッドに設けられる吸気口或は排気口の開閉動作が行なわれる。
【００１６】
次に、ロッカーアーム本体４の支持孔４ａに装着されるケージ＆ローラ３０について説明する。図２及び図３に示すように、本実施形態のケージ＆ローラ３０は、転動体である複数のニードル３１と、複数のニードル３１を回動自在に保持する樹脂製の保持器４０と、を備える。
【００１７】
保持器４０は、軸方向に間隔を開けて設けられた１対の円環部４１と、両円環部４１間に円周方向に間隔を開けて配置された複数の柱部４２とを備え、円周方向に隣り合う柱部４２と両円環部４１とによりそれぞれ画成されて複数のポケット４３が形成されている。複数のポケット４３内には、それぞれ複数のニードル３１が回動自在に保持されている。
【００１８】
図１及び図４に示すように、両円環部４１の外周面４１ａには、支持孔４ａの軌道面形成部４ｂの直径Ｄ２より、僅かに大きく設定されている直径Ｄ１を有する係合突起部４４が設けられる。また、両円環部４１の外周面４１ａの軸方向両端部には、軸方向外方に向かって次第に縮径する円錐状の傾斜面４１ｂが形成されている。
【００１９】
上記のように構成されたケージ＆ローラ３０は、図１及び図３に示すように、エンジン用のロッカーアーム本体４の支持孔４ａに装着されて、ロッカーアーム１として組み付けられる。
【００２０】
ケージ＆ローラ３０のロッカーアーム本体４への組込みは、保持器４０を傾斜面４１ｂ側からロッカーアーム本体４の支持孔４ａに挿入して軸方向に押し込むことで行われる。これにより、円環部４１が、円錐状の傾斜面４１ｂに従って弾性変形し、縮径しつつロッカーアーム本体４の支持孔４ａに挿入される。
【００２１】
保持器４０が所定の位置まで挿入されると、縮径していた円環部４１が、弾性復帰して元の状態に戻る。したがって、軌道面形成部４ｂの直径Ｄ２より大径の両円環部４１の係合突起部４４が、ロッカーアーム本体４の両端部に形成された軌道面形成部４ｂより大径の係合部収容部４ｃと軌道面形成部４ｂとの段部４ｄに係合して、ケージ＆ローラ３０がロッカーアーム本体４に対して相対的に軸方向位置が位置決めされると共に、ケージ＆ローラ３０とロッカーアーム本体４とが不分離となる。
【００２２】
一般的に、ロッカーアーム本体４は、浸炭処理されているので、支持孔４ａの内周面を外輪軌道面として利用することが可能であり、外輪のないケージ＆ローラ３０を用いることができる。従って、ケージ＆ローラ３０の径方向厚みは、ニードル３１の直径で決定されるため、軸受部の径方向厚みが低減し、ひいてはロッカーアームユニット１５の小型化が可能となる。
【００２３】
また、ケージ＆ローラ３０とロッカーアーム本体４とをロッカーアーム１としてユニット化し、ロッカーアームを製造するメーカーからエンジンを製造するメーカーに納入することができ、ロッカーアーム１の取扱いが容易となると共に、エンジンへの組み付け作業性が向上する。
【００２４】
また、保持器４０のポケット４３内にニードル３１を組み込む組付け手順としては、予め、保持器４０をロッカーアーム本体４の支持孔４ａに組み付けておき、この保持器４０のポケット４３内にニードル３１を組み付ける方法と、予め、ニードル３１がポケット４３内に組み付けられた保持器４０を、ロッカーアーム本体４の支持孔４ａに組み付ける方法とがあり、組付け手順に応じてポケット４３の形状を最適形状とすることが好ましい。
【００２５】
図５は、保持器４０をロッカーアーム本体４の支持孔４ａに組付けた後、ニードル３１をポケット４３内に組み込む場合に好適なポケット４３の形状であり、各柱部４２の内径側側面に内径側係止突部４２ａが設けられている。そして、ロッカーアーム本体４の支持孔４ａに組み込まれた保持器４０の内径側から、柱部４２及び内径側係止突部４２ａを弾性変形させつつ、ニードル３１をポケット４３内に押し込んで組付ける。
【００２６】
この保持器４０は、内径側係止突部４２ａから外れた部分におけるポケット４３の円周方向幅Ｗｐは、ニードル３１の外径Ｄｋよりも大きくなっているため（Ｗｐ＞Ｄｋ）、ニードル３１は、ポケット４３内で軽い力で転動可能である。また、一対の内径側係止突部４２ａの先端部間の間隔Ｗｉは、ニードル３１の外径Ｄｋよりも小さくなっているため（Ｄｋ＞Ｗｉ）、ニードル３１がポケット４３から脱落することはない。
【００２７】
図６は、保持器４０のポケット４３内にニードル３１を組み付けた後、ロッカーアーム本体４の支持孔４ａに組み込む場合に好適なポケット４３の形状であり、各柱部４２の内径側側面に内径側係止突部４２ａが設けられ、外径側側面に外径側係止突部４２ｂが設けられている。そして、柱部４２の内径側係止突部４２ａまたは外径側係止突部４２ｂを弾性変形させつつ、ニードル３１をポケット４３内に押し込んで組付ける。そして、ポケット４３内にニードル３１が組み付けられた保持器４０を、ロッカーアーム本体４の支持孔４ａに組み込む。
【００２８】
この保持器４０は、内径側係止突部４２ａ及び外径側係止突部４２ｂから外れた部分におけるポケット４３の円周方向幅Ｗｐは、ニードル３１の外径Ｄｋよりも大きくなっているため（Ｗｐ＞Ｄｋ）、ニードル３１は、ポケット４３内で軽い力で転動可能である。また、一対の内径側係止突部４２ａの先端部間の間隔Ｗｉは、ニードル３１の外径Ｄｋよりも小さく（Ｄｋ＞Ｗｉ）、且つ、一対の外径側係止突部４２ｂの先端部間の間隔Ｗｏは、ニードル３１の外径Ｄｋよりも小さくなっているため（Ｄｋ＞Ｗｏ）、保持されるニードル３１がポケット４３から脱落することはない。
【００２９】
なお、内径側係止突部４２ａ及び外径側係止突部４２ｂは、柱部４２の幅全長に亘って形成してもよいが、柱部４２の一部に形成してもよい。更に、複数に分割して設けることもできる。また、内径側係止突部４２ａ及び外径側係止突部４２ｂは、軸方向の位置が一致している必要はない。
【００３０】
このような保持器４０を形成する樹脂としては、芳香族ポリアミド（芳香族ＰＡ）、ポリアミド４６、ポリアミド６、ポリアミド６６などのポリアミド（ナイロン樹脂）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素樹脂などが使用できる。また、これらの樹脂にガラス繊維や炭素繊維などの強化材を混合させたものも好適に使用できる。より好ましくは、ポリアミド樹脂にガラス繊維または炭素繊維を５〜３０重量％混合し、曲げ弾性率を２０００〜５０００ＭＰａとしたものがよい。この範囲のものであれば、より好適に変形部に変形能を持たせることができ、且つ、必要な剛性を確保することができる。
【００３１】
また、図４に示すように、シリンダヘッドの案内面をなすロッカーアーム本体４の軸方向端面４ｅ、４ｅ間の幅Ａと保持器４０の軸方向幅ａとの差（Ａ−ａ）は、１対の係合突起部４４の軸方向内端面間の距離ｂと軌道面形成部４ｂの軸方向幅Ｂとの差（ｂ−Ｂ）よりも小さい（即ち、（Ａ−ａ）＜（ｂ−Ｂ））。
これにより、ロッカーアーム１をエンジンに組み込んだ後には、保持器４０の端面は、シリンダヘッドのアーム案内面に支持され、使用中に、係合突起部４４に荷重が作用することが防止される。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態のロッカーアーム１によれば、転がり軸受をケージ＆ローラ３０によって構成し、ロッカーアーム本体４の支持孔４ａ及びロッカーシャフト５は、ニードル３１の軌道面をそれぞれ構成するようにしたので、シェル外輪を用いない分、部品点数削減による低コスト化を実現することができ、且つ、小型化を図ることができる。
また、保持器４０は、１対の円環部４１の外周面の周方向の一部に、径方向外側に突出する１対の係合突起部４４を備える。そして、１対の係合突起部４４のいずれか一方は、保持器４０が支持孔４ａに挿入される際には弾性変形して縮径し、挿入後には弾性復帰し、１対の係合突起部４４が支持孔４ａと係合することで、ケージ＆ローラ３０は、ロッカーアーム本体４に対して非分離とし、容易に装着することができる。
【００３３】
なお、本実施形態において、係合突起部４４は、円環部４１の周方向の一部（即ち、二箇所）に形成されてもよいが、図７に示すように、円環部４１の全周に亘って形成されてもよい。
【００３４】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１       ロッカーアーム
４       ロッカーアーム本体
４ａ     支持孔
４ｂ     軌道面形成部
４ｃ     係合部収容部
３０     ケージ＆ローラ
３１     ニードル
４０     保持器
４１     円環部
４１ａ   外周面
４２     柱部
４３     ポケット
４４     係合突起部
【図１】
0006408351.tif 000002
【図２】
0006408351.tif 000003
【図３】
0006408351.tif 000004
【図４】
0006408351.tif 000005
【図５】
0006408351.tif 000006
【図６】
0006408351.tif 000007
【図７】
0006408351.tif 000008