JP2005090714A - Cam follower - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カムフォロアに関する。このカムフォロアは、例えば、自動車等のエンジン動弁機構やその他の各種のカム機構等に用いられる。 The present invention relates to a cam follower. This cam follower is used for, for example, an engine valve mechanism of an automobile or other various cam mechanisms.
カムフォロアは、一対の対向側壁間に架け渡された金属製の支軸に、ローラを回転自在に外装した構成であり、回転するカムがローラの外周面に当接されることで、カムフォロア全体を所定方向に往復変位させるようになっている。支軸は、その両端部が両対向側壁に同軸に設けられた各軸孔に挿入され打刻かしめされることにより軸孔外端縁にかしめ固定される。このようなかしめを容易確実に行ううえで、支軸の両端部の硬度は、200Hv以上280Hv以下と低く軟質に設定されている。この支軸両端部の硬度と比較して、両対向側壁間の支軸部分はころ転走面となるから硬度697Hv以上832Hv以下と高く硬質に設定されている(例えば特許文献1参照)。
上記従来例では、カムフォロアの軽量化目的から対向側壁をプレス加工品としてその板厚が2mmないし4mm程度に極めて薄肉になると、支軸の両端部が軟質なために、打刻かしめによる支軸の塑性変形が、軸孔内に位置する支軸の両端部にとどまらず、対向側壁の内側面よりも軸方向内側に露出している支軸領域(露出支軸領域)にまで及んで、ころ転走面におけるころの転がり動作に悪影響を及ぼしてくるようになる。そのため、従来では、ころ両端部にクラウニングを付けることによってころ両端部を露出支軸領域に非接触にして、ころの転動動作に影響を及ばさないようにしていた。しかしながら、ころ両端部に対するクラウニングの形成には高い加工精度が要求されるなど、カムフォロアの製造コストを増大させる要因となるなどの課題があった。 In the above conventional example, for the purpose of reducing the weight of the cam follower, if the opposite side wall is a press-processed product and the plate thickness becomes extremely thin to about 2 mm to 4 mm, both ends of the support shaft are soft. The plastic deformation does not stop at both ends of the support shaft located in the shaft hole, but extends to the support shaft region (exposed support shaft region) exposed to the inner side in the axial direction from the inner surface of the opposite side wall. This will adversely affect the rolling action of the rollers on the running surface. For this reason, conventionally, both ends of the roller are brought into non-contact with the exposed spindle region by applying crowning to both ends of the roller so as not to affect the rolling operation of the roller. However, there is a problem that the formation of the crowning on both ends of the roller requires a high machining accuracy, which increases the manufacturing cost of the cam follower.
本発明によるカムフォロアは、金属製の支軸の両端部が一対の対向側壁に同軸に設けられた軸孔それぞれに挿入されて打刻かしめされるカムフォロアであって、当該支軸の両端部それぞれの打刻かしめ前の硬度が両対向側壁それぞれの板厚2mmないし4mmに対して、ビッカース硬さで300Hv以上、350Hv以下に設定されていることを特徴としているものである。 A cam follower according to the present invention is a cam follower in which both end portions of a metal support shaft are inserted and stamped into shaft holes provided coaxially on a pair of opposing side walls, respectively. The hardness before stamping is characterized in that the Vickers hardness is set to 300 Hv or more and 350 Hv or less with respect to the plate thicknesses of 2 mm to 4 mm of both opposing side walls.
この構成では、支軸の両端部の硬度が打刻かしめ前としては300Hv以上と高く比較的硬質に設定されているので、支軸の端面に対し打刻かしめをすると、支軸の両端部において打刻かしめ位置に近い軸孔内周面の外端縁側では径方向外側への膨張量(支軸の母線形状の変形量)が大きくても、軸孔の内端縁側ではその膨張量が小さくなっている。その結果、両対向側壁の板厚が2mmないし4mmと薄肉であっても、対向側壁の内側面よりも軸方向内側に露出する露出支軸領域にまで打刻かしめの影響が及ばないようになる。 In this configuration, the hardness of the both ends of the support shaft is set to be relatively hard as 300 Hv or more before being stamped. Therefore, when stamping is performed on the end surface of the support shaft, Even if the amount of expansion radially outward (the amount of deformation of the bus bar shape of the support shaft) is large on the outer edge side of the inner peripheral surface of the shaft hole close to the stamping position, the amount of expansion is small on the inner edge side of the shaft hole. It has become. As a result, even if the plate thickness of both opposing side walls is as thin as 2 mm to 4 mm, the influence of stamping does not reach the exposed spindle region exposed to the inner side in the axial direction than the inner side surface of the opposing side wall. .
そのため、本発明では、両対向側壁それぞれの板厚が2mmないし4mmと極めて薄肉であっても、露出支軸領域の塑性変形量を抑制ないしは防止できるものとなり、ころの端部にクラウニングを付けず、支軸ところとの接触面積を増大させることができ、これによって支軸ところの接触状態を良好にして転動性能を向上できる。 Therefore, in the present invention, even if the thickness of each of the opposing side walls is as thin as 2 mm to 4 mm, the amount of plastic deformation in the exposed support shaft region can be suppressed or prevented, and no crowning is applied to the end of the roller. In addition, the contact area with the support shaft can be increased, whereby the contact state with the support shaft is improved and the rolling performance can be improved.
同時にまた、本発明では、支軸の両端部の硬度を打刻かしめ前で350Hv以下に設定されて、それほど高い硬質には設定されていないから、打刻かしめによる支軸の両端部の塑性変形量を必要程度に確保して支軸の両端部を軸孔に圧接させて軸方向ならびに周方向にその位置決めを図れるものである。 At the same time, in the present invention, the hardness of the both ends of the support shaft is set to 350 Hv or less before the stamping, and is not set to a very high hardness. By securing the amount to a necessary level, both ends of the support shaft can be pressed against the shaft hole, and the positioning can be achieved in the axial direction and the circumferential direction.
以上により、本発明では、支軸の両端部に対して、露出支軸領域にまで打刻かしめの影響を及ばさない範囲で打刻かしめを容易に行えるから、カムフォロアの製造コストに影響をさせず、高い性能のカムフォロアを提供できるものとなる。 As described above, according to the present invention, since both the end portions of the support shaft can be easily stamped within a range that does not affect the exposed support shaft region, the manufacturing cost of the cam follower is affected. Therefore, a cam follower with high performance can be provided.
上記支軸は、好ましくは、その母材にビッカース硬さ300Hv未満に調質された線状鋼材を用いるとともに、その両端部の上記硬度を、ヘッダ加工に次いで研削加工されたことによる加工硬化により設定する。 The support shaft preferably uses a linear steel material tempered to a Vickers hardness of less than 300 Hv as its base material, and the hardness at both ends thereof is obtained by work hardening by grinding following header processing. Set.
このような場合では、支軸の両端部の硬度をその加工硬化で調整できることにより、支軸の両端部の硬度を別途の工程で設定する必要がなくなり、支軸の両端部の硬度設定のために余分なコストがかからずに済んで好ましい。また、このような加工硬化による場合、支軸の両端部の表層が硬化しているものの、両端部の内部が金属母材の硬度のまま軟質に保たれているから、打刻かしめによって起こる所定の塑性変形、つまり支軸の軸方向ならびに周方向の位置決めに必要な塑性変形が容易に行えるようになり、しかも、支軸において対向側壁の内側面よりも軸方向内側に露出している領域に塑性変形が発生することが抑制または防止されるという効果もある。 In such a case, the hardness of both ends of the support shaft can be adjusted by the work hardening, so that it is not necessary to set the hardness of both ends of the support shaft in a separate process. This is preferable because no extra cost is required. Further, in the case of such work hardening, the surface layer at both ends of the support shaft is hardened, but the inside of both ends is kept soft with the hardness of the metal base material, so that the predetermined caused by stamping is performed. Plastic deformation, that is, plastic deformation necessary for axial and circumferential positioning of the support shaft can be easily performed, and in the region exposed on the support shaft inward in the axial direction from the inner side surface of the opposite side wall. There is also an effect that the occurrence of plastic deformation is suppressed or prevented.
本発明では、対向側壁の軸孔に対する支軸の両端部の打刻かしめの影響をなくすために、ころにクラウニング加工を施す必要がなくなる。 In the present invention, it is not necessary to perform crowning on the rollers in order to eliminate the influence of stamping of both ends of the support shaft with respect to the shaft hole in the opposite side wall.
図面を参照して本発明による最良の形態のカムフォロアを説明する。図1はカムフォロアの断面図、図2は、カムフォロアの支軸をその一端面側から見た図を示す。これらの図において、符号1はカム、2はカムフォロアを示す。
A best mode cam follower according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a cam follower, and FIG. 2 is a view of a support shaft of the cam follower as viewed from one end face side. In these drawings,
カムフォロア2は、胴体3、支軸4、ローラ5、および複数のころ6を備える。胴体3は、ほぼ平行な一対の対向側壁7,8を有している。支軸4は対向側壁7,8間に架け渡されている。ローラ5は、支軸4において対向側壁7,8間の領域に複数のころ6を介して回転自在に外装されている。ころ6は、単に両端縁が面取されただけの形状であり、クラウニングが施されていない。対向側壁7,8には、板厚方向に貫通する軸孔7a,8aが同軸に設けられ、軸孔7a,8aの外端には外側へ向けて拡径する面取7b,8bが設けられている。
The
支軸4の両端部4a,4bは、軸孔7a,8aに、すきま嵌めにより挿入され、かつ、打刻かしめを施されており、これによって支軸4は対向側壁7,8間に軸方向ならびに周方向に位置決めされている。この打刻かしめにより、支軸4の一端側と他端側それぞれの端面に、支軸4の中心軸線Oと同心の環状溝15,15が形成される。環状溝15,15の形成の際、環状溝15,15に存在していた金属が塑性流動することに伴い、支軸4の両端側それぞれの外周に径方向外向きに突出するようにかしめ部16,16が形成されるとともに、かしめ部16,16よりも軸方向内側領域が径方向外向きに膨張する。
Both end portions 4a and 4b of the
例えばカムフォロア2を軽量化する目的より、胴体3を例えばクロムモリブデン鋼材などの鋼材をプレス加工して製作する場合、対向側壁7,8の板厚を2mmないし4mmと薄肉にすることが可能である。胴体3の素材としては前述した鋼材に限定されない。
For example, in order to reduce the weight of the
このような場合、支軸4の両端部4a、4bそれぞれに打刻かしめが行われると、この打刻かしめに伴う塑性変形がころ転走面4cにまで発生しやすいことを考慮して、支軸4の特に両端部4a,4bそれぞれの硬度は、種々に設定され、これにより、前記塑性変形は抑制ないしは防止されるので、以下で説明する。
In such a case, considering that the both ends 4a and 4b of the
支軸4は、その母材に、例えば高炭素クロム軸受鋼、浸炭鋼などの金属が用いられる。支軸4において対向側壁7,8の各軸孔7a,8a内に挿入される両端部4a,4bの打刻かしめ前の硬度は、対向側壁7,8の板厚の2mmないし4mmに対して、ビッカース硬さ300Hv以上、350Hv以下である。また、支軸4の両端部4a,4bの硬度は、上記に限定されず、例えば、対向側壁7,8の板厚の2mmないし4mmに対して、310Hv以上、320Hv以下に設定してもよい。また、対向側壁7,8の板厚は、より薄肉でもよく、例えば、上限値が3mmでもよい。
The
ここで、支軸4の一端部4aは、支軸4の一端面から一方の対向側壁7の内側面までの範囲内に相当し、同他端部4bは支軸4の他端面から他方の対向側壁8の内側面までの範囲内に相当する。
Here, the one end portion 4 a of the
支軸4の両端部4a,4bの打刻かしめ前の硬度が、下限の300Hv未満に設定されると、支軸4において対向側壁7,8の内側面よりも軸方向内側に露出している支軸領域(露出支軸領域)に打刻かしめに伴う塑性変形量が大きくなりすぎ、ころ6にクラウニングを付ける必要が生じてくる。支軸4の両端部4a,4bの打刻かしめ前の硬度が、上限の350Hvを超えて設定されると、打刻かしめによる塑性変形が不足して軸方向ならびに周方向の位置決めが不十分となるなど、打刻かしめ作業が困難になってくる。
When the hardness before stamping of both ends 4a and 4b of the
支軸4のころ転走面4cの硬度は、耐摩耗性などを考慮して、ビッカース硬さ700Hv以上に設定されることが好ましい。
The hardness of the
支軸4の製法を具体的に説明する。支軸4の母材に300Hv未満に調質された高炭素クロム軸受鋼からなるコイル材を用いる。このコイル材を支軸4の長さに切断する。切断して得た支軸材の両端部をヘッダ加工(冷間鍛造加工等)により成型するとともに研削加工する。この後、支軸材のころ転走面4cに相当する軸方向中間領域のみを高周波焼入れ等により硬化処理してから外周面を研磨して支軸4が得られる。支軸4の両端部4a,4bは、ヘッダ加工、さらに、その後の研削加工により加工硬化して300Hv以上、350Hv以下になる。
The manufacturing method of the
このように、支軸4の両端部4a、4bの硬度は従来例よりも硬くする方向で特定の数値範囲に設定されるので、支軸4の両端部4a、4bに打刻かしめが施されると、その両端部4a、4bは対向側壁7,8の各軸孔7a,8aそれぞれに軸方向と周方向に位置決めされ、しかも、打刻かしめが施されることによって、支軸4において対向側壁7,8の内側面よりも軸方向内側に露出している支軸領域の塑性変形は、抑制ないし防止される。これにより、支軸4ところ6との接触状態が良好になってころ6にクラウニング加工を施す必要がなくなる。
Thus, since the hardness of the both ends 4a and 4b of the
図3を参照して、支軸4の両端部4a、4bの硬度と、打刻かしめに伴う支軸4の母線形状の変形量との関係を説明する。
With reference to FIG. 3, the relationship between the hardness of the both ends 4a and 4b of the
図3は、支軸4の両端部4a、4bの打刻かしめ前の硬度が、290Hv以下に設定された場合、露出支軸領域に母線変形量で0.5μmの膨張が発生し、290Hv超、300Hv未満の範囲に設定された場合、その膨張が急速に小さくなり、300Hv以上に設定された場合、その膨張が発生しないことを示している。このことから、支軸4の両端部4a、4bの打刻かしめ前の硬度の下限値は300Hvに設定される。
FIG. 3 shows that when the hardness before stamping of both ends 4a and 4b of the
以下、本発明の他の実施形態を説明する。 Hereinafter, other embodiments of the present invention will be described.
上述したカムフォロア2は、例えば図4や図5に示すように、自動車などのエンジン動弁機構のロッカーアーム20,30に用いることができる。もちろん、これらのロッカーアーム20,30以外のロッカーアームや、その他のいろいろなカム機構にも上記カムフォロア2を用いることができる。
The
図4に示すロッカーアーム20は、センタピボットタイプと呼ばれるものであり、プレス製の胴体3の長手方向一端に上記カムフォロア2が設けられ、長手方向中間にロッカシャフト21が貫通され、さらに長手方向他端にアジャストスクリュー22が螺合装着される。上記アジャストスクリュー22に、不図示のシリンダヘッドに設置される動弁機構のバルブ40のステムエンドが当接される。動作は、カム1の回転に伴いロッカシャフト21が支点となって胴体3が傾動されて、アジャストスクリュー22が上下方向に反復変位させられることで、バルブ40を開閉動作させる。
The
図5に示すロッカーアーム30は、エンドピボッドタイプと呼ばれるものであり、プレス製の胴体3の長手方向中間に上記カムフォロア2が設けられ、長手方向一端にバルブ嵌入部31が、さらに長手方向他端に上向き半球形のピボット部32がそれぞれ設けられる。このピボット部32は、不図示のシリンダヘッドに設置されるラッシュアジャスタ41の上端に係合される。動作は、カム1の回転に伴いピボット部32が支点となって胴体3が傾動されて、バルブ嵌入部31が上下方向に反復変位させられることで、バルブ40を開閉動作させる。
The
これらのロッカーアーム20,30は、エンジンのシリンダヘッドに設置されるものであるが、上述したような支軸4の構成によって、カム1とローラ5とのミスアライメント(心ずれ)を抑制または防止できるので、バルブの開閉動作を安定にするうえで有利となる。
These
本発明のカムフォロアは、自動車等のエンジン動弁機構やその他の各種のカム機構等に利用できる。 The cam follower of the present invention can be used for an engine valve mechanism for automobiles and other various cam mechanisms.
4 支軸
4a、4b 支軸の各端部
4c 支軸のころ転走面
5 ローラ
6 ころ
7、8 対向側壁
4 Support shaft 4a, 4b Each end of
Claims (1)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003328618A JP2005090714A (en) | 2003-09-19 | 2003-09-19 | Cam follower |
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JP2003328618A JP2005090714A (en) | 2003-09-19 | 2003-09-19 | Cam follower |
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JP (1) | JP2005090714A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009144206A (en) * | 2007-12-14 | 2009-07-02 | Ntn Corp | Rolling shaft |
-
2003
- 2003-09-19 JP JP2003328618A patent/JP2005090714A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009144206A (en) * | 2007-12-14 | 2009-07-02 | Ntn Corp | Rolling shaft |
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