JP2011208631A - タペットローラ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】長寿命で、組み込み性が良く、且つ、製造コストを低減することができるタペットローラ軸受を提供することにある。
【解決手段】タペットローラ軸受１０は、ロッカーアーム４に支持される支持軸２０と、支持軸２０の周囲に回動自在にそれぞれ支持される、軸方向に並んだ第１及び第２のローラ１１，１２と、を備える。第１のローラ１１は、滑り軸受を構成し、第２のローラ１２は、総ころ形式の転がり軸受又は滑り軸受を構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、タペットローラ軸受に関し、特に、エンジンの可変動弁機構に用いられるカムフォロア装置に組み込まれるタペットローラ軸受に関する。

近年、エンジンの回転速度の変位に対応して吸気弁と排気弁との一方又は双方の開閉時期を変更する、可変動弁機構を採用するエンジンが増加している。この様な可変動弁機構は、一般的に、高速用カム及び低速用カムに対してそれぞれ１つずつのロッカーアームを有するカムフォロア装置によって構成される。また、エンジンの軸方向のコンパクト化、及び部品点数削減によるコストダウンを実現するため、高速用カム及び低速用カムに対して１つのロッカーアームを有し、これらカムを軸方向にスライドさせて高速用カムと低速用カムとを切り替えるカムフォロア装置としたものも考案されている。

カムフォロア装置は、エンジンのクランクシャフトと同期して回転するカムシャフトに固定されたカムに対向配置されて、このカムの動きを受けるローラを有するロッカーアームを備える（例えば、特許文献１〜３参照。）。特許文献１に記載のカムフォロア装置では、ロッカーアームの中間部に、支持軸が設けられ、この支持軸には、カムシャフトに固定されたカムに当接する複数のタペットローラが回動可能に支持されている。特許文献２に記載のロッカーアームの端部に取り付けられたカムフォロア装置では、一対の支持板に両端部が支持され、内輪を構成する軸と、一対の支持板間に配置された３つの外輪と、軸と３つの外輪との間に介装され、３つの外輪全体に亘る長さを有する複数のローラと、を備える。特許文献３に記載のロッカーアームの端部に取り付けられたカムフォロア装置においても、一対の支持板に両端部が支持され、内輪を構成する軸と、一対の支持板間に配置された２つの外輪と、軸と２つの外輪との間に介装され、２つの外輪全体に亘る長さを有する複数のローラと、を備える。

さらに、特許文献４に記載のローラ軸受では、一対の支持板に両端部が支持され、内輪を構成する軸と、一対の支持板間にワッシャーを介して配置された外輪と、軸と外輪との間に介装され、スペーサを介して軸方向に二列に並んだ複数のローラと、を備える。

米国特許第６５３２９２０号明細書 独国特許出願公開１０２００６０１８５１２号明細書 特開２００９−２９３３９２号公報 米国特許第３６７４３２５号明細書

ところで、特許文献１に記載のカムフォロア装置では、ローラはそれぞれアームの側壁によって仕切られており、ロッカーアームの軸方向スペースが大きくなるという課題がある。また、特許文献２又は３に記載のロッカーアームのローラは、一本のローラに対して２つ又は３つの外輪が跨って配置されているため、各外輪端部においてエッジロードが発生する可能性がある。さらに、特許文献４に記載のローラ軸受では、外輪と側壁の間にワッシャーを備えると共に、２列のローラ間にスペーサが配置されており、組み付けが煩雑であると共に、軸方向スペースが大きくなるという課題がある。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、長寿命で、組み込み性が良く、且つ、製造コストを低減することができるタペットローラ軸受を提供することにある。また、他の目的は、高速用カムと低速用カムとを軸方向にスライドさせて切り替えるカムフォロア装置において、長寿命、及び回転性能の向上が図られ、組み込み性が良く、且つ、製造コストを低減することができるタペットローラ軸受を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） エンジンのカムシャフトに支持されるカムの動きを受けるロッカーアームに固定される支持軸と、前記支持軸の周囲に回動自在にそれぞれ支持される、軸方向に並んだ第１及び第２のローラと、を備えるタペットローラ軸受であって、
前記第１のローラは、滑り軸受を構成し、
前記第２のローラは、総ころ形式の転がり軸受又は滑り軸受を構成することを特徴とするタペットローラ軸受。
（２） 前記カムは、前記カムシャフトに軸方向にスライド可能に設けられた高速用カム及び低速用カムを備え、
前記滑り軸受を構成する第１のローラは、前記高速用カムと当接し、
前記総ころ形式の転がり軸受を構成する第２のローラは、前記低速用カムと当接することを特徴とする（１）に記載のタペットローラ軸受。
（３） 前記カムは、前記カムシャフトに軸方向にスライド可能に設けられた高速用カム及び低速用カムを備え、
前記高速用カムと当接する前記第１のローラの外周面は、研磨仕上げ後のバレル加工によって形成され、
前記低速用カムと当接する前記第２のローラの外周面は、バレル加工せずに、研磨仕上げによって形成されることを特徴とする（１）または（２）に記載のタペットローラ軸受。
（４） 前記第１及び第２のローラの外周面は、クラウニング加工が施されず、軸方向に亘って一様径を有することを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載のタペットローラ軸受。
（５） 前記第１及び第２のローラの少なくとも一方は、軸方向端面が凸形状に形成されることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載のタペットローラ軸受。
（６） 軸方向端面が凸形状に形成される前記第１及び第２のローラの少なくとも一方は、ダブルローラを構成し、
該ダブルローラのインナーローラも軸方向端面が凸形状に形成されることを特徴とする（５）に記載のタペットローラ軸受。
（７） 前記第２のローラは、総ころ形式の転がり軸受を構成し、
該転がり軸受の複数のころは、前記第２のローラと共に、軸方向端面が凸形状に形成されることを特徴とする（５）に記載のタペットローラ軸受。
（８） 前記支持軸は、互いに異なる外径寸法を有する第１の軸部と第２の軸部を備えた段付き形状に形成され、
前記第１のローラは前記第１の軸部の周囲に配置され、前記第２のローラは、前記第２の軸部の周囲に配置されることを特徴とする（１）〜（７）のいずれかに記載のタペットローラ軸受。
（９） 前記第１及び第２のローラの軸方向幅が互いに異なることを特徴とする（１）〜（８）のいずれかに記載のタペットローラ軸受。
（１０） 前記第１及び第２のローラの各ローラ径が互いに異なることを特徴とする（１）〜（９）のいずれかに記載のタペットローラ軸受。
（１１） 前記支持軸の周囲に回動自在に支持され、前記第１及び第２のローラと共に軸方向に並んだ滑り軸受を構成する第３のローラをさらに備えることを特徴とする（１）〜（１０）のいずれかに記載のタペットローラ軸受。
（１２） 前記支持軸の周囲に回動自在に支持され、前記第１及び第２のローラと共に軸方向に並んだ転がり軸受を構成する第３のローラをさらに備え、
前記第２のローラが転がり軸受を構成する場合、前記第３のローラは、前記第１のローラに対して前記第２のローラと反対側に位置することを特徴とする（１）〜（１０）のいずれかに記載のタペットローラ軸受。
（１３） 前記第１〜第３のローラの少なくとも一つの外周面には、クラウニング加工が施されていることを特徴とする（１１）または（１２）に記載のタペットローラ軸受。

本発明のタペットローラ軸受によれば、支持軸の周囲に回動自在にそれぞれ支持される、軸方向に並んだ第１及び第２のローラのうち、第１のローラは、滑り軸受を構成し、第２のローラ１２は、総ころ形式の転がり軸受又は滑り軸受を構成するようにしたので、長寿命で、組み込み性が良く、且つ、製造コストを低減することができる。

また、高速用カムと低速用カムとを軸方向にスライドさせて切り替えるカムフォロア装置において、滑り軸受を構成する第１のローラは、高速用カムと当接し、総ころ形式の転がり軸受を構成する第２のローラは、低速用カムと当接するようにしたので、長寿命、及び回転性能の向上が図られ、組み込み性が良く、且つ、製造コストを低減することができる。

本発明の第１実施形態に係るタペットローラ軸受が組み込まれたカムフォロア装置を説明するための一部切欠側面図である。 図１のタペットローラ軸受の斜視図である。 図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。 本発明の第１実施形態の変形例に係るタペットローラ軸受の斜視図である。 本発明の第１実施形態の変形例に係るタペットローラ軸受の断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１実施形態の他の変形例に係るタペットローラ軸受の２列のローラの組み合わせを示す断面図である。 （ａ）〜（ｈ）は、本発明の第１実施形態のさらに他の変形例に係るタペットローラ軸受の３列のローラの組み合わせを示す断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、本発明の第２実施形態に係るタペットローラ軸受の２列のローラの組み合わせを示す断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係るタペットローラ軸受の他の２列のローラの組み合わせを示す断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２実施形態の変形例に係るタペットローラ軸受の２列のローラの組み合わせを示す断面図である。 （ａ）〜（ｈ）は、本発明の第２実施形態の他の変形例に係るタペットローラ軸受の３列のローラの組み合わせを示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２実施形態の他の変形例に係るタペットローラ軸受の３列のローラの組み合わせを示す断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の第２実施形態の他の変形例に係るタペットローラ軸受の３列のローラの組み合わせを示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係る、異なる径を有する軸まわりに２列のローラを有するタペットローラ軸受の断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図１４のタペットローラ軸受の組立過程を説明するための図である。 （ａ）は、本発明の第３実施形態の変形例に係る２列のローラを有するタペットローラ軸受の断面図であり、（ｂ）は、本発明の第３実施形態の変形例に係る３列のローラを有するタペットローラ軸受の断面図である。 本発明の第４実施形態に係る、ローラ径の異なる２列のローラを有するタペットローラ軸受の断面図である。 本発明の第４実施形態の変形例に係るローラ径の異なる２列のローラを有するタペットローラ軸受の断面図である。 ロッカーアームの変形例を説明するための側面図である。

以下、本発明の各実施形態に係るタペットローラ軸受について、図面を参照して詳細に説明する。

（第１実施形態）
まず、図１を参照して、カムフォロア装置１について説明すると、このカムフォロア装置１では、不図示のエンジンのクランクシャフトと同期して回転するカムシャフト２に、高速用カム３ａ及び低速用カム３ｂが軸方向（図１の表裏方向）にスライド可能に支持されている。また、軸方向にスライドする高速用カム３ａ又は低速用カム３ｂに対向する位置には、これらカム３ａ，３ｂの動きを受けるロッカーアーム４が配置されている。このロッカーアーム４は、その長手方向（図１の左右方向）の中間部に軸孔４ａを有しており、この軸孔４ａに挿通したロッカー軸５を介して不図示のシリンダヘッドに回転自在に支持される。

また、ロッカーアーム４の基端部（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機関弁７の端部（図１の上端部）を当接させる。この機関弁７は、弁ばね８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）に付勢される。従って、ロッカーアーム４は、常に図１の時計回り方向に付勢される。

一方、ロッカーアーム４の先端部（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、本実施形態のタペットローラ軸受１０が取り付けられる。

本実施形態のタペットローラ軸受１０は、図１〜図３に示すように、一対の支持壁部９間にそれぞれ配置され、高速用カム３ａに当接する第１のローラ１１、及び低速用カム３ｂに当接する第２のローラ１２と、一対の支持壁部９の軸孔９ａに両端部が支持され、第１及び第２のローラ１１，１２を回動可能に支持する支持軸２０と、を備える。

支持軸２０は、鋼製で中空または中実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る。

ここで、高速用カム３ａが当接する第１のローラ１１は、支持軸２０の外周面と摺接する、滑り軸受であるシングルローラを構成している。また、低速用カム３ｂが当接する第２のローラ１２は、支持軸２０との間に総ころ形式で複数のころ１３が設けられた転がり軸受の外輪を構成している。

第１及び第２のローラ１１、１２は、互いに略等しい外径寸法を有する。第１及び第２のローラ１１、１２は、軸受鋼、炭素鋼等、熱処理により必要とする硬度を確保できる金属製であればよく、同一材料で構成されてもよいが、異なる材料で構成されてもよい。例えば、炭素量の異なる材質を用いることで、かじりを防止するようにしてもよい。

第１及び第２のローラ１１、１２の各外周面には、クラウニング加工が施されており、カム３ａ，３ｂとの転がり接触部にエッジロードに基づく過大な面圧が作用するのを抑制し、カム３ａ，３ｂやタペットローラ軸受１０の傾きにも対応することができる。
クラウニングとしては、フルクラウニング、パーシャルクラウニング、対数円弧クラウニング、複合円弧クラウニングのいずれであってもよい。また、クラウニングの曲率半径は、第１及び第２のローラ１１，１２で異なる大きさとしてもよく、高速用カム３ａが当接する第１のローラ１１の曲率半径を低速用カム３ｂが当接する第２のローラ１２の曲率半径よりも小さくし、高速用カム３ａが当接する第１のローラ１１に大きなクラウニングを施すことが好ましい。
各カム３ａ、３ｂの許容面圧は最大でも２ＧＰａ程度であり、タペットローラ軸受１０の許容面圧は各カム３ａ，３ｂの許容面圧より低く設定される。そして、これら部材３ａ，３ｂ，１０の許容面圧を超えると、ピーリングが発生するので、接触面圧がカム３ａ，３ｂの許容面圧を超えないようにクラウニングが施される。
ただし、ミスアライメントが殆ど生じないと考えられる場合には、クラウニング加工を省略することができる。この場合、第１及び第２のローラ１１，１２の外周面は、軸方向に亘って一様径を有する。

また、低速用カム３ｂが当接する第２のローラ１２は、研磨仕上げした後に、バレル加工等の追加の表面加工をしなくてもよい。一方、高速用カム３ａが当接する第１のローラ１１は、研磨仕上げだけでなく、バレル加工等の追加の表面加工が施される。
なお、図２や後述の図４、図６及び図７等では、支持軸２０を支持する支持壁部９を図示省略して示している。

このように構成されたカムフォロア装置１では、第１又は第２のローラ１１，１２の外周面を、弁ばね８の付勢力によって高速用カム３ａ又は低速用カム３ｂの外周面に当接させ、この状態で、カムシャフト２の回転をロッカー軸５を中心とするロッカーアーム４の往復揺動運動に変換し、機関弁７のリフト量を可変としながら、機関弁７を弁ばね８の付勢力に抗して、或いは弁ばね８の付勢力によって軸方向に往復移動させる。これにより、不図示の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を行なう。

また、タペットローラ軸受１０では、第１のローラ１１を滑り軸受、第２のローラ１２を転がり軸受としたので、２つのローラを転がり軸受によって構成する場合に必要となる、ころ同士の軸方向の干渉を防止するワッシャーを設ける必要がなく、組み込み性が良く、製造コストを低減することができる。

さらに、滑り軸受は、軸受の寿命を考慮する必要がないほど十分な耐久性が与えられる一方、低速回転域では摩擦抵抗が大きいという課題がある。ただし、高速回転域では、滑り軸受の摩擦抵抗は小さく、転がり軸受と同等レベルの摩擦抵抗となる。
このため、低速用カム３ｂが当接する第２のローラ１２を転がり軸受として、低回転時の摩擦抵抗を低減するとともに、高速用カム３ａが当接する第１のローラを滑り軸受として、高回転時の高荷重が軸受寿命に影響しないような構成としている。
従って、高速用カム３ａ及び低速用カム３ｂに応じて、第１及び第２のローラ１１，１２を本実施形態のように構成することで、摩擦抵抗の低減による回転性能（動トルク）の向上と、軸受の長寿命化の両方が図られたものとなる。

図４及び図５は、本実施形態の変形例に係るタペットローラ軸受１０を示す。このタペットローラ軸受では、第１のローラ１１ａが、支持軸２０との間にインナーローラ１４を設けたダブルローラ（滑り軸受）のアウターローラを構成している。このように第１のローラ１１ａがアウターローラとして機能し、インナーローラ１４とともにダブルローラを構成するようにすることで、第１実施形態のシングルローラ１１に比べて、摩擦抵抗を低減することができる。

また、図６及び図７は、第１実施形態のタペットローラ軸受の他の変形例を示す。
例えば、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１及び第２のローラの両方を滑り軸受によって構成することで、ワッシャーを設けずに構成することができる。具体的に、図６（ａ）に示すように、第１及び第２のローラ１１，１２ａをシングルローラとした滑り軸受によって構成してもよく、図６（ａ）に示すように第１のローラ１１ａをインナーローラ１４と共にダブルローラ、第２のローラ１２をシングルローラによって構成してもよく、図６（ｃ）に示すように、第１及び第２のローラ１１ａ，１２ｂの両方をインナーローラ１４，１５をそれぞれ有するダブルローラによって構成してもよい。この図６（ｃ）に示すようなダブルローラの場合、第１及び第２のローラ１１ａ，１２ｂ、及びインナーローラ１４，１５の材質をそれぞれ変更してもよい。

また、タペットローラ軸受１０は、図７（ａ）〜（ｈ）に示すように、支持軸３０の周囲に回動自在に支持され、第１及び第２のローラ１１，１２と共に軸方向に並んだ第３のローラ１６，１６ａ，１６ｂをさらに備えるようにしてもよい。この場合、軸方向両側に配置されるローラの形式が同じであることが好ましい。

具体的に、図７（ａ）〜（ｆ）に示すように、第３のローラ１６，１６ａを滑り軸受によって構成した場合、第３のローラ１６，１６ａと滑り軸受である第１のローラ１１，１１ａとが軸方向両側に配置されるとすると、第２のローラ１２，１２ａ，１２ｂは総ころ形式の転がり軸受であっても滑り軸受であってもよく、ころ同士の干渉を考慮することなく、ワッシャーを設けずに配置することができる。

一方、図７（ｇ）及び（ｈ）に示すように、第３のローラ１６ｂを総ころ形式の転がり軸受によって構成し、第２のローラ１２も総ころ形式の転がり軸受によって構成した場合には、ワッシャーを設けずにころ同士の干渉を防止すべく、第３のローラ１６ｂは、第１のローラ１１，１１ａに対して第２のローラ１２と反対側に位置するように、即ち、第３のローラ１６ｂと第２のローラ１２とを軸方向両側に配置する。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るタペットローラ軸受について図８〜図１３を参照して説明する。なお、以下の説明において、シングルローラの滑り軸受の場合にはこのシングルローラ自体を、ダブルローラの滑り軸受の場合にはアウターローラとインナーローラを、総ころ形式の転がり軸受の場合には、外輪を構成するローラと複数のころを、それぞれ軸受の構成要素とも称す。

この実施形態のタペットローラ軸受１０では、第１及び第２のローラ１１，１１ａ，１２，１２ａの少なくとも一方の軸方向両端面が凸形状に形成される。これにより、第１及び第２のローラ１１，１１ａ，１２，１２ａによって構成される各軸受間での連れ回りを抑え、対向する端面間での摺動トルクを抑えることができる。また、第１及び第２のローラ１１，１１ａ，１２，１２ａの軸方向外側で対向するロッカーアーム４の一対の支持壁部９との摺動トルクも抑えることができる。さらに、潤滑剤が支持軸２０に供給されやすくなり、摩耗や焼付きを防止することができる。

このような本実施形態の構成は、第１実施形態の任意のタペットローラ軸受１０に適用可能である。即ち、例えば、図３と同様に、第１のローラ１１がシングルローラを構成し、第２のローラ１２が総ころ形式の転がり軸受を構成する、図８（ａ）に示すタペットローラ軸受１０において、第２のローラ１２及び複数のころ１３の軸方向両端面が凸形状（凸状の部分球面）に形成される。

また、図４及び図５と同様に、第１のローラ１１ａがダブルローラのアウターローラを構成し、第２のローラ１２が総ころ形式の転がり軸受を構成する、図８（ｂ）に示すタペットローラ軸受１０においても、第２のローラ１２及び複数のころ１３の軸方向両端面が凸形状（凸状の部分球面）に形成される。

さらに、図８（ｃ）〜図８（ｅ）は、図６（ａ）〜（ｃ）と同様、第１及び第２のローラ１１，１１ａ，１２ａ，１２ｂの両方を滑り軸受によって構成した場合に、第１及び第２のローラのいずれかの軸方向端面を凸形状に形成した場合を示している。ただし、図８（ｄ）に示すように、タペットローラ軸受１０がシングルローラとダブルローラで構成される場合には、対向する軸方向端面が面接触するのを防止すべく、ダブルローラのインナーローラとアウターローラの軸方向両端面に凸形状を形成することが好ましい。

また、図８（ａ）〜（ｅ）では、第１及び第２のローラ１１，１１ａ，１２，１２ａ，１２ｂの一方の軸方向両端面に凸形状が形成される場合を示したが、第１及び第２のローラ１１，１１ａ，１２，１２ａ，１２ｂの両方の軸方向両端面が凸形状に形成されてもよい。即ち、図９（ａ）に示すように、図８（ｂ）と同様の構成を有するタペットローラ軸受において、第１のローラ１１ａ（ダブルローラのアウターローラ）及びインナーローラ１４の軸方向両端面と、第２のローラ１２及び複数のころ１３の軸方向両端面とが凸形状（凸状の部分球面）に形成される。また、図９（ｂ）に示すように、図８（ｃ）と同様の構成を有するタペットローラ軸受において、シングルローラを構成する第１及び第２のローラ１１，１２ａの両方の軸方向両端面とが凸形状に形成される。

ただし、図１０（ａ）に示すように、図８（ａ）と同様の構成を有するタペットローラ軸受において、第１のローラ１１と、第２のローラ１２及び複数のころ１３との軸方向両端面を凸形状に形成した場合にも、対向する軸方向端面が面接触する可能性がある。このため、第１のローラ１１の軸方向端面は、図１０（ｂ）に示すような、第２のローラ１２の内径と同じ径方向位置において窪んだ径方向において２段の凸形状に形成する必要がある。

また、本実施形態の構成は、第１実施形態の図７（ａ）〜（ｈ）と同様、総ころ形式の転がり軸受又は滑り軸受によって構成される第３のローラ１６，１６ａを有する場合にも適用可能である。即ち、図１１（ａ）〜（ｈ）において軸方向中間部に位置する、総ころ形式の転がり軸受を構成する第２のローラ１２及び複数のころ１３、シングルローラを構成する第１又は第２のローラ１１、１２ａ、ダブルローラのアウターローラを構成する第１又は第２のローラ１１ａ、１２ｂ及びインナーローラ１４、１５は、その軸方向両端面において凸形状に形成される。或いは、図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、軸方向両側に位置する２つの軸受の構成要素の軸方向両端面に凸形状が形成されてもよく、図１３（ａ）〜（ｄ）に示すように、３つの軸受の構成要素の軸方向両端面に凸形状が形成されてもよい。ただし、図１１（ｆ）に示す第２のローラ１２ａや図１１（ｈ）に示す第１のローラ１１は、図１０（ｂ）と同様の凸形状の軸方向端面を有する。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係るタペットローラ軸受について図１４〜図１６を参照して説明する。

この実施形態では、タペットローラ軸受１０の組立時における誤組を防止するように構成されている。上記実施形態においては、第１のローラ１１，１１ａと第２のローラ１２，１２ａ，１２ｂのいずれかが高速用カムまたは低速用カムと当接するローラであるかは、外観上判断することは難しく、クラウニング形状の違いだけだとすると目視では判断が難しい。また、第１及び第２のローラ１１，１１ａ，１２，１２ａ，１２ｂの表面処理が異なる場合には、同じ軸受の構成要素を構成していても、高速用カムまたは低速用カムと当接させるかを判別する必要があり、誤組対策を施す必要がある。

このため、図１４に示すようなタペットローラ軸受１０が、第１のローラ１１がシングルローラである滑り軸受と、第２のローラ１２が外輪を構成する総ころ形式の転がり軸受との組合せからなる場合において、支持軸２０は、互いに異なる外径寸法を有する第１の軸部２０ａと第２の軸部２０ｂを隣接して備えた段付き形状に形成され、第１のローラ１１は第１の軸部２０ａの周囲に配置され、第２のローラ１２は、第２の軸部２０ｂの周囲に配置される。

ここで、低速側カム３ｂから第２のローラ１２が受ける荷重は、高速側カム３ａから受ける荷重よりも小さいので、支持軸２０に係る応力も低く、また、油膜形成も少なくてよい。このことから、低速側カム３ｂと当接する第２のローラ１２は、第１の軸部２０ａよりも小径の第２の軸部２０ｂの周囲に配置される。

また、第１のローラ１１と第２のローラ１２の外径寸法は、同一としている。このため、第２のローラ１２の径方向寸法（肉厚）と複数のころ１３の径方向寸法（ころ径）との合計は、第１のローラ１１の径方向寸法（肉厚）よりも大きくすることができるが、この場合、第２のローラ１２の肉厚をころ径よりも大きくすることが好ましい。

具体的に、図１４に示すようなタペットローラ軸受１０は、図１５に示すような方法で、ロッカーアーム４に組み付けられる。まず、図１５（ａ）に示すように、ロッカーアーム４に組み付けられる前、タペットローラ軸受１０は、タペットローラ軸受１０の軸方向幅と略等しく、且つ、支持軸２０の第１及び第２軸部２０ａ，２０ｂと略等しい外径の軸部を有する段付きの止め栓５０によって保持されている。そして、タペットローラ軸受１０は、止め栓５０に保持された状態のまま、ロッカーアーム４の支持壁部９間に配置され、止め栓５０の小径側から止め栓５０の小径側外径と略等しい外径寸法の治具５１によって止め栓５０を押し出す。そして、止め栓５０をロッカーアーム４から外した後に、止め栓５０が押し出された側から支持軸２０を挿入することで治具５１を取り外し、タペットローラ軸受１０が誤組されることなくロッカーアーム４に組み付けられる。

また、本実施形態の変形例として、図１６（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１及び第２のローラ１１，１２の軸方向幅が互いに異なることで、目視による誤組対策を行ってもよい。即ち、図１６（ａ）に示すように、高速用カム３ｂから大きな荷重を受ける第１のローラ１１の軸方向幅ａを第２のローラ１２の軸方向幅ｂよりも大きくするようにしてもよい。

また、図１６（ｂ）に示すように、タペットローラ軸受１０が、第１のローラ１１がシングルローラを構成する滑り軸受、第２及び第３のローラ１２，１６ｂが外輪を構成する総ころ形式の転がり軸受との組合せからなる場合、第１のローラ１１の軸方向幅ａを第２及び第３のローラ１２，１６ｂの軸方向幅ｂよりも大きくするようにしてもよい。

さらに、本実施形態の他の変形例として、タペットローラ軸受は、第１のローラ１１と第２のローラ１２の各ローラ径を互いに異なるように構成して目視による誤組対策を行ってもよい。例えば、図１７に示すように、第１のローラ１１の面圧が高い場合には、第１のローラ１１のローラ径を第２のローラ１２に対して大きくすることで、該面圧を低減させる。一方、第２のローラ１２の面圧が高い場合には、第２のローラ１２のローラ径を大きくすればよい。

また、図１８に示すように、タペットローラ軸受は、図１４及び図１７に示す構成を組合せて適用してもよい。即ち、支持軸２０は、互いに異なる外径寸法を有する第１の軸部２０ａと第２の軸部２０ｂを備えた段付き形状に形成され、第１のローラ１１は第１の軸部２０ａの周囲に配置され、第２のローラ１２は、第２の軸部２０ｂの周囲に配置される。また、第１のローラ１１と第２のローラ１２の各ローラ径（外径）を互いに異なるように構成する。

また、この実施形態では、両方が滑り軸受によって構成される場合にも適用可能であり、また、図７に示すような第１〜第３のローラを有する場合にも適用可能である。即ち、支持軸２０の軸径の異なる軸部に各ローラを配置する構成や、各ローラの軸方向幅をそれぞれ異ならせる構成は、上記実施形態のいずれにも適用可能である。また、各ローラのローラ径を異ならせる構成は、上記実施形態のいずれにも適用可能で、少なくとも一つのローラのローラ径を残りのローラのローラ径と異なるようにしてもよい。

なお、本発明は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

上記実施形態では、ロッカーアーム４の先端部にタペットローラ軸受１０を取り付ける場合を例示したが、図１９に示すように、ロッカーアーム４０の中間部にタペットローラ軸受１０を取り付けるようにしてもよい。この場合、ロッカーアーム４０は、その中間部にタペットローラ軸受１０の支持軸２０の両端部が内嵌固定される軸孔４１が形成される。また、長手方向の一端部（図１９の右端部）に機関弁７（図１参照）の端部を突き当てるための略半円筒状の凸部４２が形成され、他端部に不図示のラッシュアジャスタの端部を突き当てるための球面凹部４３が形成される。

１ カムフォロア装置
２ カムシャフト
３ａ，３ｂ カム
４，４０ ロッカーアーム
９ 支持壁部
１０ タペットローラ軸受
１１ 第１のローラ（滑り軸受）
１１ａ 第１のローラ（滑り軸受、アウターローラ）
１２ 第２のローラ（転がり軸受の外輪）
１２ａ 第２のローラ（滑り軸受）
１２ｂ 第２のローラ（滑り軸受、アウターローラ）
１６ 第３のローラ（滑り軸受）
１６ａ 第３のローラ（滑り軸受、アウターローラ）
１６ｂ 第３のローラ（転がり軸受の外輪）
２０ 支持軸

Claims (13)

1. エンジンのカムシャフトに支持されるカムの動きを受けるロッカーアームに固定される支持軸と、前記支持軸の周囲に回動自在にそれぞれ支持される、軸方向に並んだ第１及び第２のローラと、を備えるタペットローラ軸受であって、
   前記第１のローラは、滑り軸受を構成し、
   前記第２のローラは、総ころ形式の転がり軸受又は滑り軸受を構成することを特徴とするタペットローラ軸受。
2. 前記カムは、前記カムシャフトに軸方向にスライド可能に設けられた高速用カム及び低速用カムを備え、
   前記滑り軸受を構成する第１のローラは、前記高速用カムと当接し、
   前記総ころ形式の転がり軸受を構成する第２のローラは、前記低速用カムと当接することを特徴とする請求項１に記載のタペットローラ軸受。
3. 前記カムは、前記カムシャフトに軸方向にスライド可能に設けられた高速用カム及び低速用カムを備え、
   前記高速用カムと当接する前記第１のローラの外周面は、研磨仕上げ後のバレル加工によって形成され、
   前記低速用カムと当接する前記第２のローラの外周面は、バレル加工せずに、研磨仕上げによって形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のタペットローラ軸受。
4. 前記第１及び第２のローラの外周面は、クラウニング加工が施されず、軸方向に亘って一様径を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のタペットローラ軸受。
5. 前記第１及び第２のローラの少なくとも一方は、軸方向端面が凸形状に形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のタペットローラ軸受。
6. 軸方向端面が凸形状に形成される前記第１及び第２のローラの少なくとも一方は、ダブルローラを構成し、
   該ダブルローラのインナーローラも軸方向端面が凸形状に形成されることを特徴とする請求項５に記載のタペットローラ軸受。
7. 前記第２のローラは、総ころ形式の転がり軸受を構成し、
   該転がり軸受の複数のころは、前記第２のローラと共に、軸方向端面が凸形状に形成されることを特徴とする請求項５に記載のタペットローラ軸受。
8. 前記支持軸は、互いに異なる外径寸法を有する第１の軸部と第２の軸部を備えた段付き形状に形成され、
   前記第１のローラは前記第１の軸部の周囲に配置され、前記第２のローラは、前記第２の軸部の周囲に配置されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のタペットローラ軸受。
9. 前記第１及び第２のローラの軸方向幅が互いに異なることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のタペットローラ軸受。
10. 前記第１及び第２のローラの各ローラ径が互いに異なることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のタペットローラ軸受。
11. 前記支持軸の周囲に回動自在に支持され、前記第１及び第２のローラと共に軸方向に並んだ滑り軸受を構成する第３のローラをさらに備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のタペットローラ軸受。
12. 前記支持軸の周囲に回動自在に支持され、前記第１及び第２のローラと共に軸方向に並んだ転がり軸受を構成する第３のローラをさらに備え、
    前記第２のローラが転がり軸受を構成する場合、前記第３のローラは、前記第１のローラに対して前記第２のローラと反対側に位置することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のタペットローラ軸受。
13. 前記第１〜第３のローラの少なくとも一つの外周面には、クラウニング加工が施されていることを特徴とする請求項１１または１２に記載のタペットローラ軸受。
    

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