図1および図2を参照して、この発明の一� �施形態に係るタペットローラ軸受構造を説� �する。なお、図1はタペットローラ軸受構造� ��断面図、図2はタペットローラ軸受11を組み� ��んだ可動弁機構1を示す図である。

 まず、図2を参照して、自動車の内燃機関 等の可動弁機構1は、軸5に揺動可能に支持さ� ��たロッカーアーム2と、ロッカーアーム2の� �端に連結され、エンジン内部の吸排気を行� �弁3と、ロッカーアーム2の他端の左右一対の 支持壁2a,2bの間に配置される支持軸6と、支持 軸6に嵌合するタペットローラ軸受11と、カム シャフト(図示省略)に固定され偏心部4aを有� �るカム4とを備える。

 上記構成の可動弁機構1は、内燃機関のク ランクシャフト(図示省略)の回転がタイミン� ��ベルト(図示省略)を経由してカムシャフト(� ��示省略)に伝達され、カム4を回転させる。� �して、カム4の偏心部4aがタペットローラ軸� �11に当接したときに、ロッカーアーム2が軸5� ��中心として揺動して弁3を押し下げる。これ により、内燃機関内の給排気を行うことがで きる。このとき、タペットローラ軸受11はカ� ��4の回転に伴って回転するので、タペットロ ーラ軸受11とカム4との当接部分のフリクショ ンロスを低減することが可能となる。

 次に、図1を参照して、上記構成の可動弁 機構1に採用されるタペットローラ軸受構造� �、支持壁2a,2bに固定された支持軸6と、支持� �6に嵌合する円筒形状の内径側ローラ12、お� �び内径側ローラ12に嵌合する円筒形状の外径 側ローラ13を備えるダブルローラタイプのタ� ��ットローラ軸受11とを備える。なお、支持� �6と内径側ローラ12の内径面との間、および� �径側ローラ12の外径面と外径側ローラ13の内� ��面との間には所定のラジアル隙間が設けら� ��ており、相互に回転可能となっている。ま� ��、外径側ローラ13の外径面はカム(図示省略) に当接している。

 上記構成のタペットローラ軸受11におい� �、内径側ローラ12と外径側ローラ13とが一体� ��転すると、シングルローラタイプのタペッ� ��ローラ軸受のように、支持軸6と内径側ロー ラ12との接触部分の摩耗が促進されやすい。

 一方、外径側ローラ13のみが回転すると� �支持軸6の外径面と内径間側ローラ12の内径� �との接触部分にフレッティング摩耗を生じ� �り、内径側ローラ12の外径面と外径側ローラ 13の内径面との接触部分に異常摩耗を生じた� ��する。したがって、タペットローラ軸受11� �理想的な回転としては、内径側ローラ12が外 径側ローラ13の2分の1程度の回転数であるこ� �が望ましい。

 そこで、支持軸6の外径面と内径側ローラ 12の内径面との間の径方向隙間をA、内径側ロ ーラの外径面と外径側ローラの内径面との間 の径方向隙間をBとすると、A>Bを満たすよ� �に各種寸法を設定する。

 外径側ローラ13は、外径面に当接するカ� �4の回転に伴って回転する。そして、外径側� ��ーラ13の回転力は内径側ローラ12に伝達され る。ここで、外径側ローラ13から内径側ロー� ��12に伝達される回転力は両者の間の径方向� �間Bが小さい程大きくなる。一方、内径側ロ� ��ラ12の回転抵抗は支持軸6との間の径方向隙� ��Aが大きい程小さくなる。すなわち、A>Bと すれば、内径側ローラ12は回転しやすくなる� ��

 ただし、AとBの差が大きすぎると、内径� �ローラ12と外径側ローラ13とが一体回転して� ��まうおそれがある。したがって、内径側ロ� ��ラ12が、外径側ローラ13の回転数に対して一 定の割合(例えば、外径側ローラ13の回転数:� �径側ローラ12の回転数=2:1)で回転するようにA およびBを決定するのが望ましい。

 これにより、内径側ローラ12と外径側ロ� �ラ13とが完全に一体として回転したり、外径 側ローラ13のみが回転したりするのを防止し� ��内径側ローラ12および外径側ローラ13の回転 を理想的な状態に近づけることができる。そ の結果、各接触部分の摩耗を抑制したタペッ トローラ軸受構造を得ることができる。

 上記構成のタペットローラ軸受構造にお� ��て、支持軸6、内径側ローラ12、および外径� ��ローラ13は、例えば、浸炭窒化処理を施し� �軸受鋼(SUJ2)によって形成することができる� �また、内径側ローラ12の表面には表面処理層 12aを形成するのが望ましい。具体的には、リ ン酸塩化合物層および固体潤滑層のうちの少 なくともいずれか一方を形成する。

 例えば、下地処理としてリン酸塩化合物� ��を形成する。リン酸塩化合物としては、リ� ��酸マンガンやリン酸亜鉛を採用することが� ��きる。これにより、内径側ローラ12の発錆� �防止することができる。また、このリン酸� �化合物層は、防錆効果の他に摺動部分の耐� �耗性や潤滑性を向上させるので、内径側ロ� �ラ12の回転がスムーズとなる。これにより、 耐久性に優れ信頼性の高いタペットローラ軸 受構造を得ることができる。

 さらに、リン酸塩化合物層のさらに外側に� ��体潤滑層を形成する。固体潤滑層は、二硫� ��モリブデン(MoS ₂ )およびポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の� �ちの少なくともいずれか一方を常温硬化性� �成樹脂と共に硬化させることによって得る� �とができる。なお、常温硬化性合成樹脂に� �えて熱硬化性合成樹脂を採用することもで� �るが、潤滑耐久性が高く、処理コストの安� �な常温硬化性合成樹脂がより適している。

 これにより、支持軸6と内径側ローラ12と� ��間、および内径側ローラ12と外径側ローラ13 との間の摩耗や焼き付きを有効に防止するこ とができる。この固体潤滑層は、エンジン始 動直後等の潤滑油がタペットローラ軸受11に� ��給される前における接触面の潤滑に特に大� ��な効果を発揮する。さらに、固体潤滑剤は� ��液体の潤滑剤と比較して潤滑寿命が極めて� ��いので、長寿命で信頼性の高いタペットロ� ��ラ軸受構造を得ることができる。

 なお、表面処理層12aは内径側ローラ12の� �面全域に形成してもよいし、選択的に形成� �てもよい。例えば、支持軸6に接触する内径� ��、および外径側ローラ13に接触する外径面� �表面処理層12aを形成すれば、この発明の効� �を得ることができる。

 また、潤滑性の観点からは、リン酸塩化� ��物層を省略して、固体潤滑層のみを形成し� ��も、一定の効果を得ることはできる。ただ� ��、下地としてリン酸塩化合物層を設けるこ� ��によって、固体潤滑層単体の場合と比較し� ��潤滑性能はさらに向上する。また、リン酸� ��化合物層、および/または、固体潤滑層は、 内径側ローラ12だけでなく、支持軸6や外径側 ローラ13にも形成することができる。

 また、外径側ローラ13の内径面の表面粗� �Raは、0.21μm~0.50μmの範囲内とするのが望まし い。表面粗さが0.50μmを超えると、内径側ロ� �ラ12と外径側ローラ13との接触部分の摩擦が� ��きくなる。一方、表面粗さが0.21μmを下回る と、外径側ローラ13の回転が内径側ローラ12� �適切に伝達されにくくなる。

 さらに、外径側ローラ13の外径面にはフ� �クラウニング加工を施すのが望ましい。こ� �により、ミスアライメントの発生時に外径� �ローラ13と相手面との当接部分にエッジロー ドが発生するのを防止することができる。

 次に、表1および表2を参照して、この発� �の効果を確認するための試験について説明� �る。なお、表1は効果確認試験に用いた試験� ��受(実施例1~8)を示し、表2は試験結果を示し� ��いる。また、試験は、各試験軸受を所定の� ��件で回転させたときの、支持軸6の外径面、 内径側ローラ12の内径面、内径側ローラ12の� �径面、および外径側ローラ13の内径面の摩耗 量を測定した。

 まず、表1を参照して、径方向隙間Aおよ� �Bの大小関係、外径側ローラ13の内径面の表� �粗さ、内径側ローラ12に施した熱処理、およ び内径側ローラ12の表面に形成したリン酸塩� ��合物層や固体潤滑層の組成を異ならせた8種 類(実施例1~8)の試験軸受を用意した。なお、� ��験の信頼性を向上させるため、各試験軸受� ��2個(No.1,No.2)ずつ作成し、それぞれについて� ��験を行った。

 表2を参照して、径方向隙間をA>Bとした 試験軸受(実施例1~4)は、A<Bとした試験軸受( 実施例5~8)と比較して、各部分の摩耗量、特� �内径側ローラ12の外径面の摩耗量が少なくな っている。さらに、この発明の特徴を最も多 く備えた実施例1は、実施例8と比較して全て� ��部分で摩耗量が少なくなっている。上記の� ��果により、この発明によって各接触部分の� ��耗や焼き付きを有効に防止できることが確� ��された。

 以上、図面を参照してこの発明の実施形� ��を説明したが、この発明は、図示した実施� ��態のものに限定されない。図示した実施形� ��に対して、この発明と同一の範囲内におい� ��、あるいは均等の範囲内において、種々の� ��正や変形を加えることが可能である。