(57)【要約】【課題】  アーム本体の材料やローラ軸の材料，熱処理に関係なく、カム係合用のローラのローラ軸をアーム本体に固定できるロッカーアームを提供する。【解決手段】  アーム本体４の一端４ａに、ローラ挿入空間６を挟んで対向する一対の対向側壁５を設ける。両対向側壁５にはローラ軸取付孔７を貫通して設け、ローラ挿入空間６にローラ９を配置する。両対向側壁５のローラ軸取付孔７に渡ってローラ軸８を挿入し、このローラ軸８の外周にローラ９を回転自在に設置する。各ローラ軸取付孔７内に、各対向側壁５の内面に係合する側板部１４ｂを有する一対の軸固定部品１４をそれぞれ嵌合させる。この軸固定部品１４によりローラ軸８をアーム本体４に対して固定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カムにより揺動駆動されて内燃機関のバルブを動作させるロッカーアームにおいて、アーム本体の一端にローラ挿入空間を挟んで対向する一対の対向側壁を設け、両対向側壁にローラ軸取付孔を貫通して設け、前記ローラ挿入空間に配置されたローラを、前記両対向側壁のローラ軸取付孔に渡って挿入されたローラ軸の外周に回転自在に設置し、前記各ローラ軸取付孔内に、前記各対向側壁の内面に係合する側板部を有する一対の軸固定部品をそれぞれ嵌合させ、この軸固定部品により前記ローラ軸をアーム本体に対して固定したことを特徴とするロッカーアーム。
【請求項２】
請求項１において、前記軸固定部品は、前記ローラ軸取付孔内に嵌合する筒部の一端に前記側板部を全周にわたる鍔状に設けたものであり、前記軸固定部品の他端を加締めることで前記ローラ軸をアーム本体に対して固定するものであるロッカーアーム。
【請求項３】
請求項２において、前記軸固定部品の内径面と前記ローラ軸との間に正の隙間を設けたロッカーアーム。
【請求項４】
請求項２または請求項３において、前記軸固定部品の前記側板部における前記対向側壁との対向面を滑り止め用の凹凸面に形成したロッカーアーム。
【請求項５】
請求項２または請求項３において、前記軸固定部品の前記側板部における前記対向側壁との対向面とは反対側の面に、半径方向に延びる油溝を、円周方向の複数箇所に設けたロッカーアーム。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記ローラを前記ローラ軸の外周に転がり軸受を介して設置したロッカーアーム。
【請求項７】
請求項６において、前記アーム本体における前記対向側壁の内面に、前記軸固定部品の前記側板部を配置する凹み形状の座面を設けたロッカーアーム。
【請求項８】
請求項７において、前記座面の段差面となる縁部に、前記固定部品の前記側板部がローラ軸心回りの回転方向に対して係合するものとしたロッカーアーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関に装備されカムにより揺動駆動されてシリンダヘッドのバルブの開閉動作を行わせるロッカーアームに関し、特にそのローラ軸の固定構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロッカーアームとして、図９または図１０の各例に示すように、アーム本体２４を中央の支点孔４１回りに揺動自在に支持し、一端にカム（図示せず）との接触用のローラ２９を取付けると共に、他端にバルブ使用部品３２を取付けたものがある。ローラ２９は、アーム本体２４に形成されたローラ挿入空間２６に配置され、その両側の対向側壁２５に設けられたローラ軸取付孔２７間に渡るローラ軸２８に回転自在に支持される。ローラ軸２８とローラ２９の間には複数のころ３０が介在させられる。
【０００３】
このようなロッカーアームにおいて、ローラ軸２８の固定構造は、大きく分けると軸端加締タイプと軸圧入タイプの２つがある。
軸端加締タイプは、図９（Ｂ）のようにローラ軸２８の端部に加締め加工３４を施したものである（例えば特許文献１）。
圧入タイプは、図１０（Ｂ）のようにローラ軸取付孔２７にローラ軸２８を圧入により固定するものである（例えば特許文献２）。
【特許文献１】特公平６−８０２８７号公報
【特許文献２】特開昭６２−２９４７０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
軸端加締タイプ（図９）では、アーム本体２４の材料に関係なくローラ軸２８を固定できるが、ローラ軸２８は加締め加工が可能なように低硬度にする必要がある。そのため、ローラ軸２８の製造においては、ころ３０の接触する転走面部のみを高周波熱処理するか、全体をずぶ焼入れした後に端部をなます手法が採られる。このような部分的な熱処理のために、ローラ軸２８の製造コストが増大する。
圧入タイプ（図１０）では、アーム本体２４の材料が軽金属に限定される。これは、アーム本体２４を鉄製とすると、ローラ軸２８を圧入する際に、ローラ軸２８のころ転走面部を傷付ける問題があるからである。このような傷を付けない対策として、ローラ軸２８を段付きとすることも可能であるが、それではローラ軸２８の製造コストが増大することになる。
【０００５】
この発明の目的は、アーム本体の材料やローラ軸の材料，熱処理に関係なく、ローラ軸をアーム本体に固定することができるロッカーアームを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明のロッカーアームは、カムにより揺動駆動されて内燃機関のバルブを動作させるロッカーアームにおいて、アーム本体の一端にローラ挿入空間を挟んで対向する一対の対向側壁を設け、両対向側壁にローラ軸取付孔を貫通して設け、前記ローラ挿入空間に配置されたローラを、前記両対向側壁のローラ軸取付孔に渡って挿入されたローラ軸の外周に回転自在に設置し、前記各ローラ軸取付孔内に、前記各対向側壁の内面に係合する側板部を有する一対の軸固定部品をそれぞれ嵌合させ、この軸固定部品により前記ローラ軸をアーム本体に対して固定したことを特徴とする。
この構成によると、アーム本体のローラ軸取付孔内に軸固定部品を嵌合させ、この軸固定部品を介してアーム本体へローラ軸を固定するので、アーム本体やローラ軸の材料に関係なくローラ軸をアーム本体に固定でき、またローラ軸の局部的な熱処理も不要となる。すなわち、ローラ軸は、端部の加締めの必要がないため、低硬度のものを選択する必要がなく、表面硬度の硬いものが使用できる。そのため、ころ転走面部のみを高周波熱処理したり、ローラ軸の全体をずぶ焼入れした後に軸端部をなますといった処理が不要である。また、ローラ軸を圧入させる必要がないため、ローラ軸挿入時にころ転走面部を傷付けないように、アーム本体の材料として軽金属（例えばアルミ材）を選択する必要もない。
【０００７】
前記軸固定部品は、前記ローラ軸取付孔内に嵌合する筒部の一端に前記側板部を全周にわたる鍔状に設けたものとし、この軸固定部品の他端を加締めることでローラ軸をアーム本体に対して固定するものとしても良い。
この構成の場合、ローラ軸の端部に係合するように筒状の軸固定部品の端部を加締めることでローラ軸を固定できるため、固定作業が簡単である。また、軸固定部品の側板部が全周にわたる鍔状であるため、ローラの幅面が軸固定部品の側板部で受け止められ、対向側壁の内面に直接に接触することがない。そのためアーム本体の摩耗が防止される。
【０００８】
前記軸固定部品の内径面とローラ軸との間の隙間は、正の隙間であっても、負の隙間であっても良いが、正の隙間とした場合は、ローラ軸が容易に回転できる。そのため、運転中にローラ軸がローラの回転により徐々に連れ回りを生じ、これにより負荷域が次第に変わる。そのため、同じ部位のみが摩耗することが防止され、ローラ軸の寿命に対して有利となる。
【０００９】
前記軸固定部品の前記側板部における前記対向側壁との対向面には、滑り止め用の凹凸面に形成しても良い。
この凹凸面を形成することで、対向側壁に対して軸固定部品がローラの回転により連れ回りを生じることが抑制される。このため、軸固定部品の側板が対向側壁に対して相対回転することによる対向側壁の摩耗が防止される。
上記凹凸面は、例えばエンボス加工等のように裏面が凹部となるプレス加工であっても良い。その場合、側板部のローラ側の面に上記凹部が生じ、その凹部が油溜まりとなるため、ローラやその軸受の潤滑性が向上する。
【００１０】
前記軸固定部品の前記側板部における前記対向側壁との対向面と反対側の面には、半径方向に延びる油溝を、円周方向の複数箇所に設けても良い。
このように放射状に油溝を設けると、油溝内に潤滑油が溜まることで、ローラの潤滑性が向上する。半径方向の油溝であると、潤滑油の出入りが生じ易い。この油溝は、上記エンボス加工等による凹凸面と併用しても良い。
【００１１】
この発明において、前記ローラを、前記ローラ軸の外周に転がり軸受を介して設置しても良い。転がり軸受は、例えば保持器付き針状ころであっても良い。
転がり軸受を介在させることにより、ローラの回転を円滑にすることができる。転がり軸受のころ等をローラ軸に転接させる場合、その転走面となるローラ軸表面は転がり寿命確保のために硬いことが必要であるが、この発明における軸固定部品を用いた固定構造であると、ローラ軸に固定上の問題を生じることなく、全体の硬度の硬いローラ軸を用いることができる。
【００１２】
この発明において、前記アーム本体における前記対向側壁の内面に、前記軸固定部品の前記側板部を配置する凹み形状の座面を設けても良い。
この凹み形状の座面を設けた場合、軸固定部品の側板部の厚みでローラ挿入空間が狭められることが回避される。そのため、両対向側壁間の距離を広げることなく、ローラ挿入空間を十分に確保できて、ローラの幅も広くでき、ローラの負荷容量を増加させることができる。
【００１３】
前記凹み形状の座面の段差面となる縁部に、前記固定部品の前記側板部がローラ軸心回りの回転方向に対して係合するものとしても良い。この係合により、対向側壁に対する軸固定部品の回り止めが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明のロッカーアームは、アーム本体の一端にローラ挿入空間を挟んで対向する一対の対向側壁を設け、前記ローラを両対向側壁のローラ軸取付孔に渡って挿入されたローラ軸の外周に回転自在に設置したロッカーアームにおいて、前記各ローラ軸取付孔内に、前記各対向側壁の内面に係合する側板部を有する一対の軸固定部品をそれぞれ嵌合させ、この軸固定部品により前記ローラ軸をアーム本体に対して固定したため、アーム本体の材料や、ローラ軸の材料，熱処理に関係なく、カム接触用のローラのローラ軸をアーム本体に固定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
この発明の第１の実施形態を図１〜図３と共に説明する。図１（Ａ）に示すように、このロッカーアーム１は、エンジンに装備され一端でカム２により揺動させられて他端でシリンダヘッドのバルブ３の開閉を行うセンターピボットタイプのものである。このロッカーアーム１は、一端４ａにローラ挿入空間６（図１（Ｂ））を挟んで対向する一対の対向側壁５が設けられたアーム本体４を有する。両対向側壁５には、ローラ軸取付孔７が貫通して設けられ、両ローラ軸取付孔７に渡ってローラ軸８が挿入される。ローラ挿入空間６には、カム２に転接するローラ９が配置され、このローラ９が前記ローラ軸８の外周に回転自在に設置される。ローラ９とローラ軸８との間には複数のころ１７を介在させる。ローラ９およびころ１７により構成される転がり軸受１０は、ころ１７が保持器付き針状ころであっても良い。なおローラ９は、その内径面がローラ軸８の外径面に直接に摺接するものであっても良い。アーム本体４の正面形状は、ここではく字状の曲がり形状とされているが、これに限らず直線状であっても良い。
【００１６】
アーム本体４は、長手方向の中間に揺動支点部となる揺動支点孔１１を有し、この揺動支点孔１１に揺動支点軸（図示せず）が嵌合し、この揺動支点軸の回りにロッカーアーム１が正逆回動自在に支持される。アーム本体４の他端４ｂにはアジャスト部１３が形成され、バルブ作用部品１２がその雄ねじ部１２ａでアジャスト部１３の雌ねじ部（図示せず）に螺合することで、出入り調整可能に取付けられるている。
【００１７】
図１（Ａ）のＩ−Ｉ矢視断面図を図１（Ｂ）に示す。同図のように、アーム本体４の両対向側壁５の各ローラ軸取付孔７内には、各対向側壁５の内面に係合する側板部１４ｂを有する一対の軸固定部品１４がそれぞれ嵌合させられる。これらの軸固定部品１４は、図２（Ａ），（Ｂ）に正面図および断面図で示すように、ローラ軸取付孔７内に嵌合する筒部１４ａの一端に前記側板部１４ｂを全周にわたる鍔状に設けたものである。
軸固定部品１４の材料としては、例えば低炭素鋼や中炭素鋼が好適である。また、その材料は、生材（無処理）であっても表面硬化処理（浸炭，軟窒化等）をしたものであっても良い。
【００１８】
図２では、筒部１４ａの他端を加締めて予め内向きフランジ部１４ａａを形成した軸固定部品１４を示している、この軸固定部品１４は図１（Ｂ）のアーム本体４において、例えば左側の対向側壁５に取付けられるものである。もう１つの軸固定部品１４は、図１（Ｂ）のアーム本体４において、例えば右側の対向側壁５に取付けられるものであり、取付け前の状態では筒部１４ａの他端に内向きフランジ部１４ａａを形成しない未加締めのものとされる。これら両軸固定部品１４を用いることにより、前記ローラ軸８が前記両対向側壁５のローラ軸取付孔７に固定される。
【００１９】
その固定手順を、図３を参照して以下に説明する。
（１）  先ず、内向きフランジ部１４ａａを有する軸固定部品１４の筒部１４ａを、片方の対向側壁５のローラ軸取付孔７に嵌合させ、側板部１４ｂを対向側壁５の内面に係合させる（図３（Ａ））。
（２）  もう片方の対向側壁５のローラ軸取付孔７には、内向きフランジ部１４ａａが未加工の軸固定部品１４の筒部１４ａを嵌合させ、その対向側壁５の内面に側板部１４ｂを係合させる。この状態で、筒部１４ａの他端は対向側壁５の外面から若干突出した状態となる（図３（Ｂ））。
（３）  つぎに、内径面に転がり軸受１０が配置されたローラ９を、ローラ挿入空間６に配置する（図３（Ｃ））。
（４）  この状態で、内向きフランジ部１４ａａが未加工の軸固定部品１４の取付けられた対向側壁５側から、両側の軸固定部品１４の筒部１４ａに渡ってローラ軸８を嵌合させる（図３（Ｄ））。
（５）  この後、内向きフランジ部１４ａａが未加工の筒部１４ａの他端を加締めて、ローラ軸８の端面に係合する内向きフランジ部１４ａａを形成する（図３（Ｅ））。
これにより、ローラ軸８が両軸固定部品１４を介して両対向側壁５のローラ軸取付孔７に渡って挿入され、さらに加締めによる内向きフランジ部１４ａａでローラ軸取付孔７から抜け出さないようにアーム本体４に固定される。
【００２０】
なお、この固定手順の説明では、一方の軸固定部品１４を内向きフランジ部１４ａａ付きとし、他方の軸固定部品１４を内向きフランジ部１４ａａの加工されていないものとしたが、両軸固定部品１４を共に内向きフランジ部１４ａａの加工されていないものとし、両軸固定部品１４の筒部１４ａに渡ってローラ軸８を嵌合させた後に、両筒部１４ａの他端を加締めて、ローラ軸８の両端面に係合する内向きフランジ部１４ａａを形成するようにしても良い。
【００２１】
この構成のロッカーアーム１によると、アーム本体４における対向側壁５のローラ軸取付孔７に、筒部１４ａおよび側板部１４ｂを有する軸固定部品１４を介してローラ軸８を挿入し固定しているので、アーム本体４やローラ軸８の材料に関係なく、カム係合用のローラ９のローラ軸８をアーム本体４に固定できる。すなわち、ローラ軸８の端部を加締めて固定するものではないので、ローラ軸８として、転がり軸受１０のころの転走に必要な表面硬度を有する軸部材を用いることができ、従来の軸端加締タイプのように、低硬度のものを選択し、ころ転走面部のみを高周波熱処理したり、ローラ軸８の全体をずぶ焼入れした後に軸端部をなますといった処理が不要である。また、ローラ軸８を圧入固定する場合のように、ころ転走面部を傷付けないために、アーム本体４の材料として軽金属（例えばアルミ材）を選択する必要もない。例えば、アーム本体４は鉄製であっても良い。
【００２２】
ローラ９およびころ軸受１０を構成する針状ころの幅面は、軸固定部品１４の側板部１４ｂで受け止められ、対向側壁５の内面に直接に接触することがないため、アーム本体４の摩耗を防ぐことができる。
【００２３】
また、このロッカーアーム１では、軸固定部品１４の筒部１４ａの外径面と対向側壁５のローラ軸取付孔７の内径面との間や、筒部１４ａの内径面とローラ軸８の外径面との間に正の隙間を設けて、ローラ軸８を固定することもできる。このように正の隙間を設けてローラ軸８を固定した場合、ローラ軸８が容易に回転できるようになるため、運転中にローラ軸８が徐々に回転して負荷域が変わり、ローラ軸８の寿命の面で有利となる。なお、前記隙間は負隙間であっても良い。
【００２４】
図４（Ａ），（Ｂ）は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態のロッカーアーム１は、図１〜図３に示す第１の実施形態において、アーム本体４における対向側壁５の内面に、軸固定部品１４の側板部１４ｂを配置する凹み形状の座面１５を設けたものである。この実施形態では、前記座面１５は、ローラ軸取付孔７と同心の円形とされている。その座面１５の凹み量は、配置される側板部１４ｂの座面１５でない対向側壁内面からの飛び出し量が０．１mm程度となるものであることが好ましい。その他の構成は第１の実施形態の場合と同じである。
【００２５】
この実施形態のロッカーアーム１では、軸固定部品１４の側板部１４ｂの厚みでローラ挿入空間６の幅寸法が狭められることがないので、両対向側壁５間の距離を広くすることなく、ローラ挿入空間６を十分確保でき、ローラ９の幅も広くできるので、ローラ９の負荷容量を増加させることができる。
【００２６】
図５（Ａ），（Ｂ）は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態のロッカーアーム１は、図４に示す実施形態において、対向側壁５の内面に設ける座面１５の外形を、軸固定部品１４の側板部１４ｂがローラ軸心回りの回転方向に対して座面１５の段差面となる縁部１５ａに係合するように形成したものである。すなわち、この実施形態では、軸固定部品１４の側板部１４ｂの外形を略長方形等の非円形に形成すると共に、座面１５の外形をこの側板部１４ｂに倣う略長方形等の非円形に形成している。また、この場合の側板部１４ｂの狭幅側の幅寸法Ｘは、
Ｘ≧ローラ軸の軸径＋ころチャンファ×２
とされる。その他の構成は第１の実施形態の場合と同じである。
【００２７】
この実施形態のロッカーアーム１では、対向側壁５の内面における座面１５の縁部１５ａに軸固定部品１４の側板部１４ｂが係合するので、運転中に軸固定部品１４が回転するのを防止できる。また、軸固定部品１４の側板部１４ｂが配置される対向側壁５の座面１５は潤滑油の溜まり部となる。この実施形態では、軸固定部品側板部１４ｂの幅狭側の幅寸法Ｘを上記範囲としているので、幅寸法Ｘが狭くても、ころ軸受１０のころ端面が常に側板部１４ｂに接触することになり、ころの公転が側板部１４ｂのエッジ等で妨げられることがない。
【００２８】
図６および図７はこの発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態のロッカーアーム１は、図１〜図３に示す第１の実施形態において、軸固定部品１４の側板部１４ｂにおける対向側壁５との対向面を、プレス加工により滑り止め用の凹凸面１４ｂａに形成したものである。このプレス加工は、エンボス加工とし、複数のボス部ａを形成している。ボス部ａは、側板部１４ｂの半径方向に複数個並び、そのボス部ａの半径方向列が円周方向に複数設けられている。その他の構成は第１の実施形態の場合と同じである。
【００２９】
この実施形態のロッカーアーム１では、軸固定部品１４の側板部１４ｂにおける対向側壁５の対向面を凹凸面１４ｂａとしたため、その凹凸面１４ｂａの対向側壁５に対する抵抗摩擦により、運転中に対向側壁５と軸固定部品１４との間で相対回転が生じるのを抑制あるいは防止することができる。また、上記凹凸面１４ｂａはエンボス加工による突部ａによって形成されるため、突部ａの裏面が凹み部となっていて、転がり軸受１０の幅面が接触する側板部１４ｂの反対側の面に、上記凹み部からなる油溜まりができる。そのため、ローラ９や転がり軸受１０の潤滑に効果的となる。
【００３０】
この他に、図８に示すように、軸固定部品１４の側板部１４ｂにおける対向側壁５との対向面とは反対側の面１４ｂｂに、半径方向に延びる油溝１６を、円周方向の複数箇所に設けても良い。ここでは、４つの油溝１６を９０度の周回間隔を隔てて設けている。この場合、各油溝１６は側板部１４ｂの外径端から内径端までの全域にわたって延びるものであっても良いが、１８０度の周回間隔を隔てて対向する２つの油溝１６の内径側端間の寸法Ｙが、  Ｙ≧転がり軸受１０のころＰＣＤ
となるように設けるのがより好ましい。
【００３１】
この実施形態のロッカーアーム１では、転がり軸受１０の幅面が接触する軸固定部品１４の側板部１４ｂにおける対向側壁５との対向面とは反対側の面１４ｂｂに、半径方向に延びる油溝１６を設けたため、この油溝１６が油溜まりとなって、転がり軸受１０の潤滑に有効となる。１８０度の周回間隔を隔てて対向する２つの油溝１６の内径側端間の寸法Ｙを上記したように設定した場合は、油溝１６から転がり軸受１０への潤滑がより円滑に行われ、潤滑性がさらに向上する。
【００３２】
なお、この実施形態の油溝１６と、図７の実施形態におけるエンボス加工等による凹凸面１４ｂａとは、同じ側板部１４ｂに併用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】（Ａ）はこの発明の第１の実施形態におけるロッカーアームを内燃機関の周辺機構と共に示す正面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩ−Ｉ矢視断面図である。
【図２】（Ａ）は同ロッカーアームにおける軸固定部品の正面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるII−II矢視断面図である。
【図３】同ロッカーアームおけるローラ軸の固定手順を示す説明図である。
【図４】（Ａ）はこの発明の他の実施形態におけるロッカーアームの縦断面図、（Ｂ）はその横断面図である。
【図５】（Ａ）はこの発明のさらに他の実施形態におけるロッカーアームの縦断面図、（Ｂ）はその横断面図である。
【図６】（Ａ）はこの発明のさらに他の実施形態におけるロッカーアームの正面図、（Ｂ）は（Ａ）のVI−VI矢視断面図である。
【図７】（Ａ）は同ロッカーアームにおける軸固定部品の背面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＶII−ＶII矢視断面図である。
【図８】（Ａ）は軸固定部品の他の例を示す正面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＶIII −ＶIII 矢視断面図である。
【図９】（Ａ）は従来例の正面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩＸ−ＩＸ矢視断面図である。
【図１０】（Ａ）は他の従来例の正面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＸ−Ｘ矢視断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…ロッカーアーム
２…カム
３…バルブ
４…アーム本体
４ａ…アーム本体の一端
５…対向側壁
６…ローラ挿入空間
７…ローラ軸取付孔
８…ローラ軸
９…ローラ
１０…転がり軸受
１４…軸固定部品
１４ａ…筒部
１４ｂ…側板部
１４ｂａ…凹凸面
１５…座面
１６…油溝
【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】
2005233097.tif 000007
【図６】
2005233097.tif 000008
【図７】
2005233097.tif 000009
【図８】
2005233097.tif 000010
【図９】
2005233097.tif 000011
【図１０】
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