(57)【要約】      （修正有）【課題】摺動面間の油膜が薄くなる低速・高油温の運転条件下においても、流体潤滑を維持して摩擦損失を低減することができるローラーロッカーアーム。【解決手段】ロッカーアーム１２には、内側ローラー２２及び外側ローラー２４が同軸的かつ回転自在に支持されて二重のリング状に構成されている。内側ローラー２２の外周面の幅方向両端部には、傾斜面としてのクラウニング面部３０及び面取り部３２が施されている。内側ローラー２２の外周面にクラウニング面部３０及び面取り部３２が形成されているため、外側ローラー２４が傾いても、外側ローラー２４の内周面と内側ローラー２２の外周面の軸方向端部でエッジロードが増大せず油膜切れが生じない。すなわち、すべり軸受の利点である耐摩耗性を高く維持しつつ、かつ、低速・高油温の運転条件下でも流体潤滑を維持することができ、摩擦損失の増大を防止することができる。【選択図】図２
2005256656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロッカーアームに取り付けられたローラピンに回転自在に支持された内側ローラーと、前記内側ローラーの周囲に前記内側ローラーと同軸的にかつ回転自在に支持された外側ローラーと、を備えたローラーロッカーアーム式動弁装置において、
前記内側ローラーの外周面及び前記外側ローラーの内周面のうち少なくとも何れか一方の当該ローラー幅方向両端部に、当該ローラー幅方向に沿って所定範囲で傾斜面を形成した、
ことを特徴とするローラーロッカーアーム式動弁装置。
【請求項２】
前記傾斜面は、当該ローラーの全幅に対して１５％〜４５％の範囲で形成されている、ことを特徴とする請求項１記載のローラーロッカーアーム式動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はローラーロッカーアーム式動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関における動弁装置としてローラーロッカーアーム式動弁装置が知られている（一例として、特許文献１参照）。
【０００３】
この種のローラーロッカーアーム式動弁装置では、ローラピンによって内側ローラーと外側ローラーとが同軸的に支持されており（二重のリング状に構成され）、カムによって外側ローラーの外周面が押圧されることでバルブ（吸気バルブまたは排気バルブ）を開閉する構成であり、ロッカーアーム（内側ローラー及び外側ローラー）とカムとの間に働く摩擦力を低減することができ、燃料消費率の向上等を図ることができる。
【０００４】
ところで、このようなローラーロッカーアームが適用される動弁系においては、製造時あるいは運転条件等によってアライメントの誤差が生じ、カムと外側ローラーの軸方向（ローラー幅方向）接触面は、相対的に僅かではあるが傾斜している。カムと外側ローラーが傾斜した状態で当接すると、カムの支持剛性が大きいため、カムの接触面に外側ローラーの接触面が倣おうとする。すると、カムの接触面に倣って傾斜した外側ローラーの内周面と内側ローラーの外周面のそれぞれ軸方向（ローラー幅方向）端部にて所謂エッジロードが発生する。
【０００５】
ここで、高速・低油温の運転条件下で摺動面間の油膜が厚い場合には、前述の如き外側ローラーの傾きを油膜で吸収することができるため、内側ローラーとの間で流体潤滑が維持される。しかしながら、低速・高油温の運転条件下では、油膜が薄いため、外側ローラーの傾きを油膜では吸収することができなくなり、摺動面間で固体接触割合が増加し、摩擦損失が増大する問題があった。
【特許文献１】特開２０００−３４９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、外側ローラーと内側ローラーにおける固体接触割合の増加を避けてエッジロードの発生を防止し、摺動面間の油膜が薄くなる低速・高油温の運転条件下においても、流体潤滑を維持して摩擦損失を低減することができるローラーロッカーアーム式動弁装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明のローラーロッカーアーム式動弁装置は、ロッカーアームに取り付けられたローラピンに回転自在に支持された内側ローラーと、前記内側ローラーの周囲に前記内側ローラーと同軸的にかつ回転自在に支持された外側ローラーと、を備えたローラーロッカーアーム式動弁装置において、前記内側ローラーの外周面及び前記外側ローラーの内周面のうち少なくとも何れか一方の当該ローラー幅方向両端部に、当該ローラー幅方向に沿って所定範囲で傾斜面を形成した、ことを特徴としている。
【０００８】
請求項１記載のローラーロッカーアーム式動弁装置では、内側ローラーと外側ローラーとは二重のリング状に構成されている。
【０００９】
ここで、例えば仮に、製造時あるいは運転条件等によってアライメントの誤差が生じ、カムと外側ローラーの軸方向（ローラー幅方向）接触面とが相対的に傾斜していると（カムとの当接で外側ローラーが傾くと）、高速・低油温の運転条件下で摺動面間の油膜が厚い場合には、外側ローラーの傾きを油膜で吸収することができるため、内側ローラーとの間で流体潤滑が維持される。
【００１０】
一方、前記のような場合に、低速・高油温の運転条件下では、油膜が薄いため、外側ローラーの傾きを油膜では吸収することができなくなり、摺動面間で固体接触割合が増加して摩擦損失が増大しようとする。
【００１１】
この点、請求項１記載のローラーロッカーアーム式動弁装置では、内側ローラーの外周面及び外側ローラーの内周面のうち少なくとも何れか一方の当該ローラー幅方向両端部に、当該ローラー幅方向に沿って所定範囲で傾斜面が形成されているため、外側ローラーが傾いても、外側ローラーの内周面と内側ローラーの外周面の軸方向端部でエッジロードが増大せず油膜切れが生じない。すなわち、低速・高油温の運転条件下でも流体潤滑を維持することができ、摺動面間で固体接触割合が増加することによる摩擦損失の増大を防止することができる。
【００１２】
なお、内側ローラーの外周面及び外側ローラーの内周面のうち少なくとも何れか一方に形成する傾斜面としては、所謂クラウニング面でもテーパー面でもあるいは面取り面でもよく、また何れかを組み合わせて構成してもよい。
【００１３】
請求項２に係る発明のローラーロッカーアーム式動弁装置は、請求項１記載のローラーロッカーアーム式動弁装置において、前記傾斜面は、当該ローラーの全幅に対して１５％〜４５％の範囲で形成されている、ことを特徴としている。
【００１４】
前述の如き内側ローラーの外周面及び外側ローラーの内周面のうち少なくとも何れか一方に形成する傾斜面は、その幅が小さいとエッジロードの低減効果が少なく、一方、その幅が大きいと接触幅減少による平均面圧の上昇により、当該ローラー幅方向両端部以外でも固体接触することが懸念される。
【００１５】
この点、請求項２記載のローラーロッカーアーム式動弁装置では、前記傾斜面を好適な範囲で形成しているため、摩擦損失の低減効果が大きく、効果的である。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明した如く本発明に係るローラーロッカーアーム式動弁装置は、外側ローラーと内側ローラーにおける固体接触割合の増加を避けてエッジロードの発生を防止し、摺動面間の油膜が薄くなる低速・高油温の運転条件下においても、流体潤滑を維持して摩擦損失を低減することができるという優れた効果を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１には、本発明の実施の形態に係るローラーロッカーアーム式動弁装置１０の構成が正面図にて示されており、また、図２にはローラーロッカーアーム式動弁装置１０の構成が図１の２−２線に沿った断面図にて示されている。
【００１８】
このローラーロッカーアーム式動弁装置１０は、ロッカーアーム１２を備えている。ロッカーアーム１２は、一端がピボット部１４によって支持されて先端側が上下移動可能となっており、先端の押圧部１６が、バルブ１８（例えば、吸気バルブや排気バルブ）の軸先端に冠着したキャップ２０に当接している。
【００１９】
ロッカーアーム１２の長手中間部には、内側ローラー２２及び外側ローラー２４が設けられている。内側ローラー２２は、ロッカーアーム１２に固定されたローラピン２６に回転自在に支持されている。また、外側ローラー２４は、内側ローラー２２の周囲にこの内側ローラー２２と同軸的にかつ回転自在に支持されており、内側ローラー２２と外側ローラー２４とで二重のリング状に構成されている。外側ローラー２４はカム２８に対応しており、カム２８によって外側ローラー２４の外周面が押圧されることで、ロッカーアーム１２の押圧部１６がバルブ１８のキャップ２０を押圧し、バルブ１８を開閉する構成となっている。
【００２０】
ここで、図２に詳細に示す如く、内側ローラー２２の外周面の当該内側ローラー２２幅方向両端部に、当該ローラー幅方向に沿って所定範囲で傾斜面としてのクラウニング面部３０が形成されており、さらにそのエッジ部分には面取り部３２が施されている。
【００２１】
ここで、本実施の形態においては、クラウニング面部３０は、曲率Ｒ＝約３０ｍｍで、当該内側ローラー２２の全幅に対して、クラウニング面部３０の幅Ｋと面取り部３２の幅Ｍの合計幅が３３％であり、クラウニング面部３０の落とし量δ＝約０．０２４ｍｍで形成されている。
【００２２】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００２３】
上記構成のローラーロッカーアーム式動弁装置１０では、内側ローラー２２と外側ローラー２４とは二重のリング状に構成されている。
【００２４】
ここで、例えば仮に、製造時あるいは運転条件等によってアライメントの誤差が生じ、カム２８と外側ローラー２４の軸方向（ローラー幅方向）接触面とが相対的に傾斜していると（カム２８との当接で外側ローラー２４が傾くと）、高速・低油温の運転条件下で摺動面間の油膜が厚い場合には、外側ローラー２４の傾きを油膜で吸収することができるため、内側ローラー２２との間で流体潤滑が維持される。
【００２５】
一方、前記のような場合に、低速・高油温の運転条件下では、油膜が薄いため、外側ローラー２４の傾きを油膜では吸収することができなくなり、摺動面間で固体接触割合が増加して摩擦損失が増大しようとする。図３は、油温が上昇することにより摩擦損失が増大する様子を実験で明らかにした結果である。
【００２６】
この点、本実施の形態に係るローラーロッカーアーム式動弁装置１０では、内側ローラー２２の外周面の当該ローラー幅方向両端部に、当該ローラー幅方向に沿って所定範囲で傾斜面としてのクラウニング面部３０及び面取り部３２が形成されているため、外側ローラー２４が傾いても、外側ローラー２４の内周面と内側ローラー２２の外周面の軸方向端部でエッジロードが増大せず油膜切れが生じない。すなわち、すべり軸受の利点である耐摩耗性を高く維持しつつ、かつ、低速・高油温の運転条件下でも流体潤滑を維持することができ、摺動面間で固体接触割合が増加することによる摩擦損失の増大を防止することができる。
【００２７】
またここで、前述の如き傾斜面（クラウニング面部３０及び面取り部３２）は、その幅が小さいとエッジロードの低減効果が少なく、一方、その幅が大きいと接触幅減少による平均面圧の上昇により、当該ローラー幅方向両端部以外でも固体接触することが懸念される。そこで、前記傾斜面（クラウニング面部３０及び面取り部３２）の合計幅は、当該ローラーの全幅に対して１５％〜４５％の範囲で形成することが好ましい。図４は、傾斜面（クラウニング面部３０）の幅を変化させた場合の摩擦力への影響を調べた結果で、ローラの全幅に対する傾斜面（クラウニング面、テーパー面、面取り面）の幅が合計１５〜４５％の場合に、摩擦損失の低減効果が大きく、効果的であることが解る。
【００２８】
なお、前述した実施の形態においては、傾斜面としてクラウニング面部３０のみならずそのエッジ部分に面取り部３２を施す構成としたが、この面取り部３２を省略して構成してもよい。
【００２９】
また、前述した実施の形態においては、傾斜面としてクラウニング面部３０を内側ローラー２２の外周面に形成する構成としたが、これに限らず、外側ローラー２４の内周面に形成する構成としてもよく、あるいは、前記落とし量δを半分ずつにして内側ローラー２２の外周面及び外側ローラー２４の内周面の何れにもクラウニング面部３０を形成する構成としてもよい。
【００３０】
またさらに、傾斜面としては、前述の如くクラウニング面部３０に限らず、単純なテーパー面として形成する構成としたりあるいは面取り面のみでもよく、また何れかを組み合わせて構成してもよい。
【００３１】
すなわち、図５に示す内側ローラー４０の如く、傾斜角度θ、落とし量δで傾斜面としてのテーパー面部４２を設けると共に面取り部４４を設ける構成としてもよい。あるいは、図６に示す内側ローラー４６の如く、傾斜角度θ、落とし量δで傾斜面としてのテーパー面部４８のみを設ける構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態に係るローラーロッカーアーム式動弁装置の構成を示す正面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るローラーロッカーアーム式動弁装置の主要部構成を示す図１の２−２線に沿った断面図である。
【図３】すべり軸受における油温と摩擦損失との関係を示すグラフである。
【図４】ローラーに形成する傾斜面の幅と摩擦力との関係を示す線図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るローラーロッカーアーム式動弁装置の傾斜面の他の例を示す図２に対応した断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るローラーロッカーアーム式動弁装置の傾斜面の他の例を示す図２に対応した断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０    ローラーロッカーアーム式動弁装置
１２    ロッカーアーム
１４    ピボット部
１６    押圧部
２２    内側ローラー
２４    外側ローラー
２６    ローラピン
３０    クラウニング面部（傾斜面）
３２    面取り部（傾斜面）
【図１】
2005256656.tif 000003
【図２】
2005256656.tif 000004
【図３】
2005256656.tif 000005
【図４】
2005256656.tif 000006
【図５】
2005256656.tif 000007
【図６】
2005256656.tif 000008