JP4032787B2 - ロッカアームおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、カムによる摺動動作を受けてシリンダヘッドに設けられるバルブの開閉を行うロッカアームおよびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図15および図16に、従来のロッカアーム81を示す。図例のロッカアーム81は、胴体82、支軸83、ローラ84、複数の針状ころ85を有している。
【0003】
胴体82は、一対の側壁86,87と、ラッシュアジャスタ90が当接されるピボット部88と、バルブ91のステムエンドが当接されるバルブ当接部89とを有している。一対の側壁86,87間に、支軸83が架け渡され、この支軸83の外周に複数の針状ころ85を介してカム92が当接されるローラ84が回転自在に支持される。
【0004】
支軸83は、一対の側壁86,87に設けられる貫通孔93,94に対して挿入されるが、この支軸83の両端面が打刻かしめされることにより支軸83が抜け止めされる。
【0005】
この打刻かしめでは、パンチング工具などで支軸83の両端面に凹状の打刻溝95を形成したうえで、この打刻溝95の形成に伴い流動する肉部を側壁86,87の貫通孔93,94の周辺に張り出させるようにする。この張り出し部分が、支軸83の抜け出しを阻む爪96となる。このような打刻かしめを行うために、通常、支軸83の両端は、貫通孔93,94の外側開口とほぼ面一となる状態に設定している。
【0006】
なお、胴体82は、鋳造品、あるいはプレス加工品があるが、いずれについても、支軸83の抜け止めは上述した手法が用いられる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
通常、支軸83の外周面は、針状ころ85の軌道面となるために、熱硬化処理を施す必要がある。しかし、支軸83の両端面を打刻かしめする関係より、支軸83の両端部分については、硬化させないようにするのが望ましい。そのため、支軸83の熱硬化処理としては、例えば支軸83の両端部を除いて処理する必要がある。また、この熱硬化処理では、処理領域が軸心方向にずれ易い。このようなことから、熱硬化処理に多大な手間がかかり、製造コストが嵩む結果となっていた。
【0008】
また、支軸83の両端部分を硬化させないことから、製造工程や輸送時に、当該両端部分が傷つき易いという問題もあった。
【0009】
また、側壁86,87に針状ころ85ならびにローラ84を配置する工程と、支軸83を挿入する工程と、かしめ工程が必要となり、製造工程が多くなるという問題もあった。
【0010】
さらに、支軸83の挿入までの間、針状ころ85のばらけを防止するため、保持栓が必要となり、製造が煩雑になるという問題もあった。
【0011】
本発明は、支軸が損傷することなく、製造が簡単かつ安価に行えるロッカアームおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明のロッカアームは、互いに略並行に対向配置された一対の対向側壁部と、前記両対向側壁部の長手方向両端間にそれぞれ設けられたピボット部およびバルブ当接部とからなる胴体と、前記両対向側壁部間に架設され、少なくとも全周面に焼入れ硬化処理が施された支軸と、前記両対向側壁部間において前記支軸に回転自在に外装されたローラとを含み、前記両対向側壁部は、長手方向略中間における互いの向き合う内面に同軸上に、前記支軸の本体の断面形状に等しい大径部と、前記支軸の端面に形成した円形突部の断面形状に等しくかつ前記対向側壁部に貫通して設けた小径部とからなる軸受凹部が設けられており、前記支軸が、その両端を前記軸受凹部に圧入された状態で前記両対向側壁部間に架設されることを特徴とするものである。
【0013】
本発明のロッカアームは、互いに略並行に対向配置された一対の対向側壁部と、前記両対向側壁部の長手方向両端間にそれぞれ設けられたピボット部およびバルブ当接部とからなる胴体と、前記両対向側壁部間に架設され、少なくとも全周面に焼入れ硬化処理が施された支軸と、前記両対向側壁部間において前記支軸に回転自在に外装されたローラとを含み、前記両対向側壁部は、長手方向略中間における互いの向き合う内面に同軸上に、前記支軸の本体の断面形状に等しく、しかも前記支軸の端面に形成した回り止め凸部の断面形状に等しくかつ前記対向側壁部に貫通して設けた回り止め凹部を有した軸受凹部が設けられており、前記支軸が、その両端を前記軸受凹部に圧入された状態で前記両対向側壁部間に架設されることを特徴とするものである。
【0014】
本発明のロッカアームの製造方法は、互いに略並行に対向配置された一対の対向側壁部と、前記両対向側壁部の長手方向両端間にそれぞれ設けられたピボット部およびバルブ当接部とからなり、前記両対向側壁部の長手方向略中間における互いの向き合う内面に同軸上に、前記支軸の本体の断面形状に等しい大径部と、前記支軸の端面に形成した円形突部の断面形状に等しくかつ前記対向側壁部に貫通して設けた小径部とからなる軸受凹部を有する胴体を形成し、前記両対向側壁部の長手方向略中間を外向きに弾性変形させた状態で、ローラが回転自在に外装され少なくとも全周面に焼入れ硬化処理が施された前記支軸の両端を前記軸受凹部に圧入し、前記支軸を前記両対向側壁部間に架設することを特徴とするものである。
【0015】
本発明のロッカアームの製造方法は、互いに略並行に対向配置された一対の対向側壁部と、前記両対向側壁部の長手方向両端間にそれぞれ設けられたピボット部およびバルブ当接部とからなり、前記両対向側壁部の長手方向略中間における互いの向き合う内面に同軸上に、前記支軸の本体の断面形状に等しく、しかも前記支軸の端面に形成した回り止め凸部の断面形状に等しくかつ前記対向側壁部に貫通して設けた回り止め凹部を有した軸受凹部を有する胴体を形成し、前記両対向側壁部の長手方向略中間を外向きに弾性変形させた状態で、ローラが回転自在に外装され少なくとも全周面に焼入れ硬化処理が施された前記支軸の両端を前記軸受凹部に圧入し、前記支軸を前記両対向側壁部間に架設することを特徴とするものである。
【0016】
本発明のロッカアームおよびその製造方法によると、両対向側壁部の内面に形成した軸受凹部に、支軸の両端を圧入することで、支軸を両対向側壁部間に架設できる。すなわち、両対向側壁部の軸受凹部を形成した長手方向略中間を外向きに弾性変形させて、支軸の両端を両対向側壁部の軸受凹部に圧入して、支軸を両対向側壁部間に架設する。
【0017】
このように、胴体の内側から支軸の両端を軸受凹部に圧入して、支軸を両対向側壁部間に架設するので、支軸の抜け止め用のかしめが不要となる。よって、支軸の両端に、かしめのための未硬化部分を形成する必要がなく、支軸全体を熱硬化処理することができ、製造工程や輸送時に損傷せず、製造が簡単かつ安価に行え、しかも表面硬度の管理が容易に行え品質も向上する。
【0018】
また、ローラを回転自在に外装した状態で支軸の両端を軸受凹部に圧入するので、支軸とローラを同時に胴体に装着でき、製造工程の簡素化を図れる。しかも、支軸とローラの間に針状ころ等が介装されている構造であっても、組み込み時に当該針状ころがばらける心配もなく、別途、保持栓にて針状ころを保持する必要もなく、より一層、製造工程の簡素化を図れる。
【0019】
さらに、支軸の両端に突設した回り止め凸部を、両対向側壁部の軸受凹部に形成した回り止め凹部に嵌合することで、支軸をより一層確実に回り止めした状態で両対向側壁部間に架設できる。
【0020】
【発明の実施の形態】
図1から図10に本発明の参考例を示している。この参考例では、エンドピボッドタイプのロッカアームを例に挙げている。
【0021】
図1に示すエンドピボッドタイプのロッカアーム1は、胴体2と、支軸3と、ローラ4と、複数の針状ころ5とを有している。
【0022】
胴体2は、互いに略並行に対向配置された一対の対向側壁部7,8と、両対向側壁部7,8の長手方向一端における下側間に設けたピボット部9と、両対向側壁部7,8の長手方向他端間に設けたバルブ当接部10とを有する形状のプレス加工品とされている。
【0023】
ピボット部9には、上向きに膨出する半球形のピボット12が設けられている。
【0024】
バルブ当接部10は、端面から見ると上下逆さの凹形状になっており、その天井部分は下向きに膨出させて反らせた形状になっている。
【0025】
両対向側壁部7,8の長手方向中間の互いに対向する内面には、同軸上となる円形の軸受凹部11が設けられており、この軸受凹部11に対して支軸3の両端が圧入されることにより、支軸3が両対向側壁部7,8間に架設された状態で取り付けられている。両対向側壁部7,8間の領域において、支軸3の外周に、複数の針状ころ5を介してローラ4が回転自在に設けられている。
【0026】
なお、支軸3は、例えば高炭素クロム軸受鋼や炭素鋼を用いて形成されており、その全体に熱硬化処理が施されている。この熱硬化処理は、支軸3の表面硬度を、例えばロックウェル硬さ(HRC)で58以上に設定するように、ずぶ焼入れ、浸炭焼入れ、高周波焼入れなど、その他いろいろな周知の技術で行うことができる。また、支軸3の両端には、一般的な端面処理のための面取りを施してもよい。
【0027】
このようなロッカアーム1では、胴体2のピボット12が、図示しないシリンダヘッドに設置されるラッシュアジャスタ20の上端に係合され、バルブ当接部10が、シリンダヘッドに設置される動弁機構のバルブ21のステムエンドに当接され、さらに、ローラ4に対してシリンダヘッドに設置されるカム22が当接される。そして、カム22を回転させることにより、ピボット12が支点となって胴体2が傾動させられるようになり、バルブ当接部10が上下に所定ストロークで反復変位させられることで、バルブ21を開閉動作させるようになる。このように、ロッカアーム1は、胴体2の長手方向一端側を支点として傾動させられる。
【0028】
ここで、上述した胴体2の製造手順を説明する。
【0029】
まず、図2に示すように、一枚の鋼板などの基板2Aをブランク抜きし、一対の対向側壁部7,8とする領域2B,2Cにおいて支軸3の挿通予定部分に対して軸受凹部11を形成する。
【0030】
続いて、基板2Aにおいてピボット部9となる領域2Dに対して絞り加工を施すことにより、半球形に膨出したピボット12を形成する。
【0031】
なお、図2のIII-III断面図を図3に示す。
【0032】
続いて、基板5Aの外周不要部分をトリミングして除去してから、図4に示すように、基板5Aにおいて一対の対向側壁部7,8となる領域2B,2Cを、ほぼU字形に折り曲げることにより、一対の対向側壁部7,8を略平行に対向させる。
【0033】
そして、バルブ当接部10となる領域2E(図2参照)に対して押圧加工を施すことにより、下面にステムエンド挿入凹部13を有したバルブ当接部10を形成する。なお、図4のV矢視図を図5に示す。
【0034】
そして、胴体2全体に熱硬化処理を施す。
【0035】
この後、一対の対向側壁部7,8の軸受凹部11を形成した長手方向略中間を外向きに弾性変形させ、針状ころ5を介してローラ4を外装してなる支軸3を、両対向側壁部7,8間に押し込む。
【0036】
例えば、図6および図7に示すように、両対向側壁部7,8の長手方向略中間の上側を外向きに弾性変形させ、支軸3を押し込む。あるいは、両対向側壁部7,8の長手方向略中間を外向きに円弧状に湾曲させ、支軸3を押し込む。
【0037】
対向側壁部7,8を外向きに弾性変形させる作業は、例えば、支軸3の取付けの邪魔にならないように両対向側壁部7,8間に治具を介装し、各対向側壁部7,8に対して外向きに押圧力を付与することによって行う。
【0038】
支軸3の両端はローラ4より外方に突出しており、当該突出部が両対向側壁部7,8の軸受凹部11に圧入される。
【0039】
これにより、支軸3が対向側壁部7,8にて回り止めされた状態で保持され、針状ころ5を介して外嵌したローラ4がカム22に対して転動自在に当接する。
【0040】
図8は胴体2に支軸3,ローラ4,針状ころ5を装着した状態のロッカアーム1の平面図、図9はその支軸3の圧入部分の拡大断面図である。
【0041】
この際、対向側壁部7,8による支軸3の保持が強固に行われるように、両対向側壁部7,8を若干内向きに傾斜させておいてもよい。すなわち、基板5AをほぼU字形に折り曲げた際に、図10に示すように、両対向側壁部7,8が若干内向きに傾斜した姿勢に形成しておく。これにより、支軸3を対向側壁部7,8間に架設した状態で、対向側壁部7,8が支軸3を両側から強固に挟み込み、支軸3を回り止め状態にてより一層確実に保持できる。
【0042】
このように構成されたロッカアーム1およびその製造方法によると、胴体2の内側から支軸3の両端を軸受凹部11に圧入して、支軸3を両対向側壁部7,8間に架設するので、支軸3の抜け止め用のかしめが不要となる。よって、支軸3の両端に、かしめのための未硬化部分を形成する必要がなく、支軸3全体を熱硬化処理することができ、製造工程や輸送時に損傷せず、製造が簡単かつ安価に行え、しかも表面硬度の管理が容易に行え品質も向上する。
【0043】
また、針状ころ5を介してローラ4を回転自在に外装した状態で、支軸3の両端を軸受凹部11に圧入するので、支軸3とローラ4を同時に胴体2に装着でき、製造工程の簡素化を図れる。しかも、組み込み時に、支軸3とローラ4の間に介装した針状ころ5がばらける心配もなく、別途、保持栓にて針状ころ5を保持する必要もなく、より一層、製造工程の簡素化を図れる。
【0044】
さらに、支軸3は、両端を対向側壁部7,8の内面に形成した軸受凹部11に圧入して架設するので、対向側壁部7,8の外面に支軸3の端面が露出せず、見栄えもよい。
【0045】
なお、図11に示すように、両対向側壁部7,8の軸受凹部11が、大径部11aと小径部11bからなる貫通穴にて形成されており、支軸3の両端に小径部11bに嵌入可能な円形突部3aが形成されており、円形突部3aを小径部11bに圧入すると共に、支軸3の本体両端を大径部11aに圧入するようにしてもよい。このように構成することで、支軸3と対向側壁部7,8の接触面積(圧入代)が大きくなり、胴体2による支軸3の支持力が向上する。この図11の例が本発明の実施形態となる。
【0046】
図12および図13に、本発明のロッカアームの他の参考例を示す。なお、図1から図9に示した例と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
【0047】
この例は、支軸3の両端に、回り止め部となる回り止め凸部14を形成したことを特徴とするものである。
【0048】
回り止め凸部14は、支軸3の両端に一径方向に延びて一体に形成されている。また、両対向側壁部7,8の軸受凹部11内には、回り止め凸部14が嵌合可能な嵌合部となる回り止め凹部15が形成されている。
【0049】
支軸3は、対向側壁部7,8の長手方向略中間を外向きに弾性変形させておき、回り止め凸部14を回り止め凹部15に嵌入させると共に、両端を軸受凹部11内に圧入させて対向側壁部7,8間に架設する。
【0050】
これにより、支軸3の回り止めが、より一層確実に行える。なお、支軸3の両端に回り止め部となる回り止め凹部を形成し、軸受凹部11内に当該回り止め凹部に嵌入可能な嵌合部となる回り止め凸部を形成したものであってもよい。
【0051】
また、図14に示すように、両対向側壁部7,8の軸受凹部11内に、対向側壁部7,8に貫通して回り止め凹部15が形成されていてもよい。すなわち、回り止め凹部15が対向側壁部7,8に貫通して形成されることで、その分、軸受凹部11を深く形成でき、支軸3と対向側壁部7,8の接触面積(圧入代)が大きくなり、胴体2による支軸3の支持力が向上する。この図14の例が本発明の他の実施形態となる。
【0052】
なお、バルブ当接部10を、胴体2とは別体に形成しておき、胴体2に対して溶接などで固着してもよい。
【0053】
また、支軸3の保持を確実に行うため、図10に示すように、両対向側壁部7,8を若干内向きに傾斜させたが、これに限らず、例えば、支軸3の両端の外周面に爪を形成し、支軸3の両端を軸受凹部11内に圧入した際に、当該爪が軸受凹部11の内面に引っ掛かることで、支軸3の保持を向上させた構造としてもよい。
【0054】
また、この針状ころ5を用いずに、ローラ4を支軸3に対してすべり接触させてもよい。つまり、ローラ4を支軸3に対してすきま嵌めにより直接外嵌させたり、すべり軸受を介して嵌合してもよい。
【0055】
さらに、胴体2を、鉄系金属やアルミニウムなどの軽合金などを用いて、ロストワックスやダイカスト製法などで製作される鋳造品としてもよい。
【0056】
【発明の効果】
本発明のロッカアームおよびその製造方法によると、支軸が損傷することなく、製造が簡単かつ安価に行え、しかも品質ならびに見栄えも向上するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の参考例に係るロッカアームを示す側面図である。
【図2】 本発明の参考例に係るロッカアームの胴体の展開図である。
【図3】 図2のIII-III断面図である。
【図4】 本発明の参考例に係るロッカアームの胴体の平面図である。
【図5】 図4のV矢視図である。
【図6】 本発明の参考例に係るロッカアームの支軸の組み込み作業を示す斜視図である。
【図7】 本発明の参考例に係るロッカアームの支軸の組み込み作業を示す側面図である。
【図8】 本発明の参考例に係るロッカアームの平面図である。
【図9】 本発明の参考例に係るロッカアームの部分拡大断面図である。
【図10】 本発明の参考例に係るロッカアームの正面図である。
【図11】 本発明の実施形態に係るロッカアームの部分拡大断面図である。
【図12】 本発明の他の参考例に係るロッカアームの支軸の組み込み作業を示す側面図である。
【図13】 本発明の他の参考例に係るロッカアームの平面図である。
【図14】 本発明の他の実施形態に係るロッカアームの平面図である。
【図15】 従来例に係るロッカアームを示す側面図である。
【図16】 図15のXVI-XVI断面図である。
【符号の説明】
1 ロッカアーム
2 胴体
3 支軸
4 ローラ
5 針状ころ
7,8 対向側壁部
9 ピボット部
10 バルブ当接部
11 軸受凹部
14 回り止め凸部(回り止め部)
15 回り止め凹部(嵌合部)
Claims (4)
- 互いに略並行に対向配置された一対の対向側壁部と、前記両対向側壁部の長手方向両端間にそれぞれ設けられたピボット部およびバルブ当接部とからなる胴体と、
前記両対向側壁部間に架設され、少なくとも全周面に焼入れ硬化処理が施された支軸と、
前記両対向側壁部間において前記支軸に回転自在に外装されたローラとを含み、
前記両対向側壁部は、長手方向略中間における互いの向き合う内面に同軸上に、前記支軸の本体の断面形状に等しい大径部と、前記支軸の端面に形成した円形突部の断面形状に等しくかつ前記対向側壁部に貫通して設けた小径部とからなる軸受凹部が設けられており、
前記支軸が、その両端を前記軸受凹部に圧入された状態で前記両対向側壁部間に架設される、ことを特徴とするロッカアーム。 - 互いに略並行に対向配置された一対の対向側壁部と、前記両対向側壁部の長手方向両端間にそれぞれ設けられたピボット部およびバルブ当接部とからなる胴体と、
前記両対向側壁部間に架設され、少なくとも全周面に焼入れ硬化処理が施された支軸と、
前記両対向側壁部間において前記支軸に回転自在に外装されたローラとを含み、
前記両対向側壁部は、長手方向略中間における互いの向き合う内面に同軸上に、前記支軸の本体の断面形状に等しく、しかも前記支軸の端面に形成した回り止め凸部の断面形状に等しくかつ前記対向側壁部に貫通して設けた回り止め凹部を有した軸受凹部が設けられており、
前記支軸が、その両端を前記軸受凹部に圧入された状態で前記両対向側壁部間に架設される、ことを特徴とするロッカアーム。 - 互いに略並行に対向配置された一対の対向側壁部と、前記両対向側壁部の長手方向両端間にそれぞれ設けられたピボット部およびバルブ当接部とからなり、前記両対向側壁部の長手方向略中間における互いの向き合う内面に同軸上に、前記支軸の本体の断面形状に等しい大径部と、前記支軸の端面に形成した円形突部の断面形状に等しくかつ前記対向側壁部に貫通して設けた小径部とからなる軸受凹部を有する胴体を形成し、
前記両対向側壁部の長手方向略中間を外向きに弾性変形させた状態で、ローラが回転自在に外装され少なくとも全周面に焼入れ硬化処理が施された前記支軸の両端を前記軸受凹部に圧入し、前記支軸を前記両対向側壁部間に架設する、ことを特徴とするロッカアームの製造方法。 - 互いに略並行に対向配置された一対の対向側壁部と、前記両対向側壁部の長手方向両端間にそれぞれ設けられたピボット部およびバルブ当接部とからなり、前記両対向側壁部の長手方向略中間における互いの向き合う内面に同軸上に、前記支軸の本体の断面形状に等しく、しかも前記支軸の端面に形成した回り止め凸部の断面形状に等しくかつ前記対向側壁部に貫通して設けた回り止め凹部を有した軸受凹部を有する胴体を形成し、
前記両対向側壁部の長手方向略中間を外向きに弾性変形させた状態で、ローラが回転自在に外装され少なくとも全周面に焼入れ硬化処理が施された前記支軸の両端を前記軸受凹部に圧入し、前記支軸を前記両対向側壁部間に架設する、ことを特徴とするロッカアームの製造方法。
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