(57)【要約】  内燃機関のスライドカム式の動弁機構に用いられるアーム状のカムフォロワ（１）であって、該カムフォロワ（１）が、カム接触ローラ（２）と、ガス交換弁に対する当付け部（３）と、内燃機関のシリンダヘッドに対して支持するための支承箇所（４）とを備えており、カムフォロワ（１）が、クロスビーム（５）により結合された２つの側壁（６）を有していて、両側壁（６）の間に、ピン（７）に支承されたカム接触ローラ（２）が収容されており、ピン（７）が、側壁（６）に設けられた孔（９）内に延びており、各孔（９）が、側壁（６）の、カムに向けられた長手方向面（１０）と部分的に交わっており、これによって、該長手方向面（１０）に対してピン（７）が周方向区分（１１）で露出しているアーム状のカムフォロワが提案されている。したがって、側壁（６）の高さを一層減少させることが達成され、これによって、より大きなカムリフト差が可能となる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に内燃機関のスライドカム式の動弁機構に用いられるアーム状のカムフォロワ（１）であって、該カムフォロワ（１）が、
カム接触ローラ（２）と、
ガス交換弁に対する当付け部（３）と、
内燃機関のシリンダヘッドに対して支持するための支承箇所（４）と
を備えており、
カムフォロワ（１）が、クロスビーム（５）により結合された２つの側壁（６）を有していて、両側壁（６）の間に、ピン（７）に支承されたカム接触ローラ（２）が収容されており、
ピン（７）が、側壁（６）に設けられた孔（９）内に延びている、アーム状のカムフォロワにおいて、
各孔（９）が、側壁（６）の、カムに向けられた長手方向面（１０）と部分的に交わっており、これによって、該長手方向面（１０）に対してピン（７）が周方向区分（１１）で露出していることを特徴とする、アーム状のカムフォロワ。
【請求項２】
各孔（９）が、ピン（７）を１８０°よりも多く取り囲んでいる、請求項１記載のカムフォロワ。
【請求項３】
側壁（６）の長手方向面（１０）の、それぞれ相応の孔（９）の開いた周方向区分（１１）のすぐ両側に位置する領域が、曲げ弾性的な付設部（１２）として形成されていて、該付設部（１２）の背後にピン（７）がスナップ係止されている、請求項２記載のカムフォロワ。
【請求項４】
ピン（７）が、両端にその直径の段付け部（２２）を有していて、該段付け部（２２）を介してピン（７）が孔（９）内に支承されており、段付け部（２２）の環状段部（２０）が、両側壁（６）の内面（１３）よりも内側で、ピン（７）を軸方向に位置固定した状態で回転するようになっている、請求項２記載のカムフォロワ。
【請求項５】
段付け部（２２）を形成するために、ピン（７）が、中間にプレス嵌めされたリングを有しており、該リングの端面が、環状段部（２０）を形成している、請求項４記載のカムフォロワ。
【請求項６】
カム接触ローラ（２）が、ピン（７）に転がり軸受け装置、たとえば針状ころ軸受け装置（１４）を介して装着されており、該針状ころ軸受け装置（１４）の複数の針状ころ（１５）が、側壁（６）の、それぞれカムに向けられた長手方向面（１０）の領域において横方向で部分的に壁なしであり、針状ころ（１５）を紛失しないようにするために、側壁（６）とカム接触ローラ（２）との間でピン（７）に装着されたスラストワッシャ（１６）が適用されており、該スラストワッシャ（１６）が、針状ころ（１５）を半径方向で少なくとも部分的に覆っている、請求項１記載のカムフォロワ。
【請求項７】
カム接触ローラ（２）が、その孔（１７）を介してピン（７）に直接支承されている、請求項１記載のカムフォロワ。
【請求項８】
カム接触ローラ（２）が、ピン（７）に中間リング（１８）を介して支承されている、請求項１記載のカムフォロワ。
【請求項９】
カムフォロワ（１）が、Ｕ字形の横断面、逆Ｕ字形の横断面またはＨ字形の横断面を有していて、鋼板から打抜き・曲げ加工技術により製造されているか、または衝撃押出し成形技術により製造されている、請求項１記載のカムフォロワ。
【請求項１０】
ピン（７）が、その長手方向延在長さ全体にわたって完全焼入れされており、ピン（７）の端面（１９）が、ラジアルリベッティング法によって拡径されている、請求項１記載のカムフォロワ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に内燃機関のスライドカム式の動弁機構に用いられるアーム状のカムフォロワであって、該カムフォロワが、カム接触ローラと、ガス交換弁に対する当付け部と、内燃機関のシリンダヘッドに対して支持するための支承箇所とを備えており、カムフォロワが、クロスビームにより結合された２つの側壁を有していて、両側壁の間に、ピンに支承されたカム接触ローラが収容されており、ピンが、側壁に設けられた孔内に延びている、アーム状のカムフォロワに関する。
【０００２】
冒頭に記載のカムフォロワは、独国特許出願公開第１０２００４００２２９０号明細書の図３に開示されている。認めることができるように、同明細書ではスイングアーム型のロッカアームとして形成されているカムフォロワは、作動させられていないカムの通過の側に、減少させられた側壁高さを有している。
【０００３】
カムの、獲得すべき最大のリフト差のためには、カム（２つまたは３つのカムセット）が作動させられていない場合の、カム接触ローラの上面と、側壁の、カムに向けられた長手方向面との間の間隔が重要となる。より大きなリフト差を可能にするために、ローラの半径の増加が考慮されてもよい。しかしながら、このことは、クロスビームに通常必要となるローラポケットの拡大を必然的に招き、その結果、剛性損失とカムフォロワ質量の増加とを招いてしまう。
【０００４】
さらに、上述した引用物から認めることができるように、カム接触ローラを支承するピンを収容するための孔は、側壁の、カムに向けられた長手方向面の比較的近くに位置している。同引用物では、各孔の上側の側壁材料における残存ウェブが、たとえばカム接触ローラのための針状ころ軸受け装置の針状ころの軸方向への飛び出しに伴う落下を防ぎかつ亀裂のない綺麗なかしめ工程を可能にするために必要となる。
【０００５】
本発明の課題は、前述したカムフォロワにおいて、大幅な剛性損失および質量増加なしに、カムリフト差の増加を可能にすることである。
【０００６】
本発明によれば、この課題は、ピンのための各孔が、側壁の、カムに向けられた長手方向面と部分的に交わっており、これによって、この長手方向面に対してピンが周方向区分で露出していることによって解決される。
【０００７】
したがって、ピンは、ほぼ負荷を受けないゾーンの領域で孔材料によって取り囲まれていない。実際、各側壁の高さは、カムと反対の側の長手方向面に対する孔の間隔は変えずに、孔が部分的に上側の長手方向壁に達するまで減少させられる。これによって、カム対／カム群に対するリフト差の増加が可能となる。言い換えると、リフト差を変えずに、カム接触ローラの直径が縮径されてもよい。これによって、質量が節約され、構成スペースが減少させられる。
【０００８】
また、有効でないカム／有効でないカム群が「潜り込み」、したがって、構成スペースが必要となるアーム側において、複数のピン用孔のうちの１つのピン用孔だけが部分的に開放されて形成されている解決手段も権利範囲に含まれている。
【０００９】
確かに、スイングアーム型またはシーソ型のロッカアームとして形成されていてよいカムフォロワの使用は、好適には、スライドカム式の可変動弁機構に関連している。しかしながら、標準動弁機構への使用も可能であり、提案されている。さらに、ポンプまたはコンプレッサにおけるカムフォロワまたは偏心体フォロワとしての適用も考慮される。
【００１０】
本発明の有利な改良態様によれば、各孔が、ピンを１８０°よりも多く取り囲んでおり、これによって、組付けが行われた後、このピンが、開いた周方向区分から進出し得ないようになっている。しかしながら、各側壁に設けられた、互いに平行な脚部を備えたＵ字形の孔ポケットも可能である。この態様では、たとえばスナップリング・溝結合、溶接スポット、かしめまたは圧入によるピンの固定が提供される。択一的には、ピンが、孔によって１８０°よりも少なく取り囲まれていてもよく、これによって、脚部が拡開されて形成されている。この変化態様では、つまるところ、内燃機関の運転の間、ピンが孔内に「緩く」位置しており、最終組付けが行われるまで、搬送／取扱いのために、飛び出しによる落下が防止されてさえいればよい。もっとも、ピンは運転のために位置固定されていてもよい。
【００１１】
本発明の具体的な態様では、ピンが、このピンを１８０°よりも多く取り囲む側壁材料から成る曲げ弾性的な付設部によって保持されるようになっている。したがって、組付けの際には、付設部を拡開して、ピンが簡単に孔内にスナップ係止される。ピンの別の組付け可能性は、自体公知の形式で、側方からの差通しと、これに続く端面側でのかしめとによって提供される。この態様では、付設部を曲げ拡げる必要はない。
【００１２】
ピンが、長手方向で十分に完全焼入れされていると有利である（コア硬さは少なくとも５８ＨＲＣである）。この態様では、その後、硬質の状態でピンに、たとえば単にその方法だけではないがラジアルリベッティング法を介して、前述したかしめが施される。完全焼入れには、熱処理のための比較的少ない手間しか必要とならない。ピンは、転がり軸受け生産に基づく大量生産品として提供することができる。
【００１３】
その他の従属請求項は、ピンへのカム接触ローラの有利な支承可能性に関連している。そこでは、第１に、転がり軸受け装置、たとえば針状ころ軸受け装置が考えられている。しかし、滑り軸受け装置または滑り・転がり軸受け装置も考慮される。
【００１４】
本発明の改良態様では、カム接触ローラをピンに直接滑り支承することが提案されている。この態様では、当業者が、側方からの適切な潤滑剤流入と、カムフォロワの側壁よりも内側のピン直径の拡径とを実現する。
【００１５】
択一的には、転がり軸受け装置が省略されてよく、その代わりに、鋼材料のほかに、プラスチックまたはエンジニアリングセラミックスから成っていてもよい中間リングが適用される。場合によっては、この中間リングがその外側軌道で針状ころ軸受け装置に組み合わされてもよいし、孔に組み合わされてもよい。
【００１６】
さらに、ピンが、両端にその直径の段付け部を有していて、この段付け部を介してピンが孔内に支承されており、段付け部の環状段部が、両側壁の内面よりも内側で、ピンを軸方向に位置固定した状態で回転するようになっていることが提案されている。これにより中間で張り出す領域はピンに一体に結合されていてもよいし、複数分割式に結合されていてよい。後者の解決手段では、ピンが、プレス嵌めされたリングを有していて、このピンの端面が、環状段部を形成していてよい。この解決手段は比較的廉価であると判っている。
【００１７】
端領域でのピン直径の上述した縮径に基づき、カムフォロワの下面に対する孔の間隔は変えずに、側壁の、カムに向けられた長手方向面をさらに低く設計することができる。したがって、事情により、カムリフト差をさらに大きくすることが可能となるかまたは、リフト差を変えずに、カム接触ローラの直径を縮径することが可能となる。
【００１８】
本発明は、モジュラリティも提案している。すなわち、ピンの「太さ」は変えずに、用途に応じて、それぞれ異なる外径を有するプレス嵌めされたリングが設けられ（針状ころ軸受け装置または滑り軸受け装置）、したがって、たとえばリングの拡径時に、ヘルツ応力が減少させられるかまたはより良好な滑り軸受け条件が提供される。
【００１９】
本発明の別の具体的な態様によれば、カムフォロワが、断面Ｕ字形の横断面を有していて、金属薄板から打抜き・曲げ加工技術により製造されている。しかしながら、断面逆Ｕ字形状またはＨ字形状も可能であり、提案されている。さらに、カムフォロワは、複数の構成要素から形成されていてもよい。
【００２０】
金属薄板構成のほかに、カムフォロワは、衝撃押出し成形法または切削加工法で形成されてもよいし、鋳造によって形成されてもよいし、ＭＩＭ法で形成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】針状ころ支承されたカム接触ローラを備えた、スイングアーム型のロッカアームとして形成されたカムフォロワの第１の変化形態の立体図である。
【図２】前述したカムフォロワに類似しているものの、ピンに対して直接回転するカム接触ローラと、孔内にスナップ係止されたピンとを備えたカムフォロワを示す図である。
【図３】前述のようなカムフォロワであるものの、カム接触ローラを支承するための中間リングを備えたカムフォロワの側面図である。
【００２２】
図１から、内燃機関のスライドカム式の動弁機構に用いられる狭幅構造のアーム状のカムフォロワ１が明らかである。このカムフォロワ１はＵ字形の横断面を有していて、肉薄の鋼板から成っている。
【００２３】
本実施の形態ではスイングアーム型のロッカアームとして形成されているカムフォロワ１は、クロスビーム５により結合された直立の２つの側壁６を有している。クロスビーム５の下面２１の一端には、ガス交換弁に対する当付け部３が配置されており、他端には、支持エレメントのヘッドに旋回運動可能に支持するための球冠状の支承箇所４が配置されている。
【００２４】
カムフォロワ１のほぼ長手方向中間の領域において、両側壁６の間には、これら両側壁６の孔９内に装着されたピン７に設けられたカム接触ローラ２が延びている。認めることができるように、孔９は完全には閉じられておらず、各孔９は、側壁６の、カムに向けられた長手方向面１０と部分的に交わっており、これによって、この長手方向面１０に対してピン７が周方向区分１１で露出している。全ての図面によれば、各孔９はピン７を１８０°よりも多く取り囲んでいる。
【００２５】
図１に示したように、カム接触ローラ２はピン７に針状ころ軸受け装置１４を介して装着されている。この針状ころ軸受け装置１４の複数の針状ころ１５は、側壁６の、それぞれカムに向けられた長手方向面１０の領域において横方向で部分的に壁なしである。すなわち、言い換えると、針状ころ１５は、側壁６の長手方向面１０を越えて突出してしまう。針状ころ１５を紛失しないようにするために、カム接触ローラ２の両側には、両側壁６よりも内側でピン７に装着されたスラストワッシャ１６が適用されている。これら両スラストワッシャ１６は針状ころ１５の大部分を半径方向で覆っている。
【００２６】
図１に示した十分に完全焼入れされたピン７は、端面側でかしめられていて、すなわち、拡径されていて、ひいては、突出した状態で軸方向に位置固定されている。場合により、この拡径にもかかわらず、ピン７は孔９の内部で回転運動可能に形成されていてもよい。この組付けの目的のためには、カム接触ローラ２が予め組み付けられた状態で、ピン７が側方から孔９を通してガイドされる。
【００２７】
図２から明らかであるように、側壁６の長手方向面１０の、それぞれ孔９の開いた周方向区分１１のすぐ両側に位置する領域は、曲げ弾性的な付設部１２として形成されている。ピン７の組付けは、このピン７が上方から付設部１２の背後にスナップ係止されるように行われる。
【００２８】
図２からさらに認めることができるように、カム接触ローラ２はその孔１７を介して直接ピン７に滑り支承されて延びている。このピン７は両端にその直径の段付け部２２を有していて、この段付け部２２を介してピン７が孔９内に支承されている。ここで、「段付け部２２」とは、縮径部を意味している。段付け部２２の環状段部２０は、両側壁６の内面１３よりも内側で回転し、これによって、ピン７が良好に軸方向に位置固定されている。段付けられたピン７の代わりに、このピン７は段付けられずに形成されていてもよい。この形態では、ピン７の段付けを実施するために、その後、別個のリングが中間にプレス嵌めされている。
【００２９】
図３によれば、カム接触ローラ２は、ピン７に中間リング１８を介して支承されている。図１に示した針状ころ軸受け装置は省略されている。
【００３０】
ピン７のための孔９がカム方向に開いていることに基づき、側壁６の高さをカム側から減少させることが可能となるので、冒頭で述べたような、より大きなカムクリアランスが可能となる。
【符号の説明】
【００３１】
１  カムフォロワ
２  カム接触ローラ
３  当付け部
４  支承箇所
５  クロスビーム
６  側壁
７  ピン
９  孔
１０  長手方向面
１１  周方向区分
１２  付設部
１３  内面
１４  針状ころ軸受け装置
１５  針状ころ
１６  スラストワッシャ
１７  孔
１８  中間リング
１９  端面
２０  環状段部
２１  下面
２２  段付け部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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