JP4089068B2 - プレス成形品を用いるロッカーアーム本体及びその製造方法並びにロッカーアーム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の動弁系に使用され、カムの駆動をバルブに伝えるロッカーアーム本体及びその製造方法並びにロッカーアームに関するものである。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
近年、内燃機関の動弁系の慣性重量の低減化の要請があり、このため、ロッカーアームの軽量化が望まれているが、鍛造や鋳造では、軽量化を達成するために薄肉の湾曲形状とすること等の最適設計が困難であり、結局、軽量化が困難であるという問題があった。また、鍛造や鋳造による成形後の後加工等も煩雑であり、製造コストが高いという問題もあった。
【０００３】
そこで、プレス成形によりロッカーアームの本体を製造することが提案されている。一般にプレス成形に用いられる軟鋼やアルミニウム合金等の延性材料は、圧縮によっては破壊しないので、圧縮による破壊は考慮する必要がない。したがって、強度上、曲げの圧縮側に一対の側壁を配した溝形に形成する、すなわち上向きに開放する溝形に形成することが通例である。
【０００４】
このように上向きに開いた溝形とするのは、ロッカーアーム本体の一端部に下方から当接するバルブクリアランス調整用のラッシュアジャスタとの干渉を避けなければならないという要請があるからでもある。
一方、図１２を参照して、上記のように上向きに開いた溝形をなすロッカーアームの本体９１の他端には下方からバルブステム９２（バルブの棒状の部分をいう）の頂部が当接するが、このバルブステム９２の頂部によりロッカーアームが左右にガイドされないので、ロッカーアームの挙動が不安定となり、ロッカーアームがバルブステム９２から外れたりするおそれがある。
【０００５】
そこで、バルブを受ける部分を別部品で構成し残りの部分に接合する２ピース構造も考えられるが、部品点数が増加したり、接合工数が増加したりする。また、別部品を組み合わせるため完成品の寸法精度を確保することが困難である。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的はバルブステムを安定して案内することのできる安価な、プレス成形品を用いるロッカーアーム本体及びその製造方法並びにロッカーアームを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための課題解決手段として、請求項１記載の発明の態様は、カムに摺接するローラの支軸に平行な軸線を起線として、プレス成形によって１８０°折り返し形成された折り返し片が、バルブステムを受けるために下向きに開放する溝形部の天壁を構成しており、上記溝形部は、上記天壁の両側部にプレス成形により折り曲げられた一対の対向する折り曲げ片を含み、上記折り返し片は、上記ローラの支軸を挿通させる挿通孔を有する一対の対向する側壁の下端にそれぞれ連続する一対の内向きフランジの下面によって受けられていることを特徴とするものである。
【０００７】
本態様では、下向きに開放する溝形部に嵌まるバルブステムの頂部にてロッカーアームを左右にガイドしつつ受けることができ、ロッカーアームの外れを防止することができる。しかも、天壁をプレス成形による折り返し形成によって得ているので、別部品を用いる従来と比較して、部品点数や接合工数を削減でき、製造コストを安くすることができる。
【０００８】
また、上記溝形部は、上記天壁の両側部にプレス成形により折り曲げられた一対の対向する折り曲げ片を含むので、下記の利点がある。すなわち、天壁となる部分の両側部に予め一対の折り曲げ片を形成して上向きに開放する溝形部を有する中間体を形成しておき、上向きに開放する溝形部を折り返すことにより、下向きに開放する溝形部を得ることができる。溝形部の寸法精度を良くすることが可能である。
【０００９】
また、上記折り返し片は、上記ローラの支軸を挿通させる挿通孔を有する一対の対向する側壁の下端にそれぞれ連続する一対の内向きフランジの下面によって受けられているので、下記の利点がある。すなわち、折り返し片を一対のフランジにより受けるので、溝形部の変形強度を高くすることができる。なお、天壁を構成する折り返し片を一対のフランジに溶接しても良く、この場合、折り返し片のスプリングバックによる溝形の変形を確実に防止することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載のロッカーアーム本体と、ロッカーアーム本体によって支持されたローラとを備えることを特徴とするロッカーアームを提供する。
請求項３記載の発明は、第１及び第２の側壁部の下端にそれぞれ内向きフランジを直角状に折り曲げ形成した状態で、各フランジの一端から各フランジの同一平面上に延びる第１の部分としての連接片を有し、これら連接片の先端はローラの支軸に平行な第２の部分としての連結部を介して互いに連結され、この連結部に連続して天壁を構成するための第３の部分が設けられた中間体Ａを形成する工程と、連結部と第３の部分との間に、所定深さの一対の切り込みを互いに対向する位置に形成する工程と、各切り込みを利用して、第３の部分の両側縁をローラの支軸に直交する軸線の回りに直交状に折り曲げて、上向きに開く溝形部を有する中間体Ｂを形成する工程と、中間体の各連接片を貫通して、ローラの支軸に平行な方向に延びる軸線の回りに第３の部分を１８０°折り返し、下向きに開く溝形部を形成するとともに、折り返し片が一対のフランジの下面によって受けられるようにする工程とを含むロッカーアーム本体の製造方法を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施の形態のロッカーアームの取り付け状態を示す概略図である。図１を参照して、本ロッカーアーム１はカムフォロワ型のロッカーアームであり、ロッカーアーム本体２と、このロッカーアーム本体２の中央部に支軸３を介して取り付けられ、カム２０に係合するローラ４とを有している。ロッカーアーム本体２は第１及び第２の端部５，６を有している。第１の端部５は、内燃機関のシリンダヘッド７から上方へ延びる支点としてのリフタポスト８の上に受容される。第２の端部６はバルブステム９の上端１０に係合している。
【００１３】
図１において、１６はバルブステム９を持ち上げ方向（すなわちバルブを開放する方向）に付勢する圧縮コイルばねであり、１７は圧縮コイルばね１６を保持するリテーナスプリングである。
ロッカーアームの斜視図である図２を参照して、ロッカーアーム本体２は、第１の端部５を含み上向きに開放する溝形状をなす主体部２ａを有している。また、ロッカーアーム本体２の第２の端部６には、下向きに開いた溝形部２ｂが設けられている。
【００１４】
ロッカーアーム本体２は、ローラ４の支軸３の両端をそれぞれ挿通させる挿通孔１４を有して相対向する第１及び第２の側壁部１１，１２を備えており、主体部２ａの一部では、第１及び第２の側壁部１１，１２の下端縁同士が底壁部１３によって連結されて上向きに開放する溝形が構成され、全体強度が確保されている。また、主体部２ａの一部では上下双方に開放して、ローラ４の上下への露出を許容している。３４はリフタポスト８を受けるために底壁部１３に形成された深絞り部からなる筒状突起である。
【００１５】
図４を参照して、溝形部２ｂはバルブステム９を受けるために下向きに開放しており、溝形部２ｂの天壁１５は、オーバーヘッドカム２０に摺接するローラ４の支軸３に平行な後述する軸線３３を起線として、プレス成形によって折り返し形成された折り返し片２２により構成されている。
また、図３及び図４を参照して、天壁１５を構成する折り返し片２２の両側部には、プレス成形により折り曲げられた一対の対向する折り曲げ片２３，２３が形成され、上記折り返し片２２及び一対の折り曲げ片２３，２３によって溝形部２ｂが構成されている。
【００１６】
天壁１４を構成する折り返し片２２は、第１及び第２の側壁部１１，１２の下端にそれぞれ連続する一対の内向きフランジ２４，２４の下面２５（図３参照）によって受けられている。図４において、２６は各内向きフランジ２４の一端を折り返し片２２に連続するＵ字状の屈曲部である。
図３を参照して、バルブステム９の上端１０は溝形部２ｂ内に導入され、天壁１５により受けられると共に左右の折り曲げ片２３，２３によって左右方向への移動を規制されている。バルブステム９はシリンダヘッド７から上記の圧縮コイルばね１６を貫通して上方へ延びている。この圧縮コイルばね１６は、バルブステム９を取り囲んだ状態でシリンダヘッド７とバルブステム９に取り付けられた環状の上記リテーナスプリング１７に当接している。リテーナスプリング１７の内周部には、バルブステム９の周溝１８に嵌め入れられた一対のコッタピン１９が、楔状に係合している。
【００１７】
再び図１を参照して、ローラ４に係合するオーバーヘッドカム２０が回転すると、これにより、ロッカーアーム１が揺動されてバルブステム９が長手方向に動くときにバルブステム９の下方端に位置するバルブ（図示せず）が開いたり、閉じたりするようになっている。リフタポスト８は油圧式のラッシュアジャスタのプランジャにより構成されている。ラッシュアジャスタは内部のオイルの働きにより、自動的にバルブクリアランスを調整するものである。バルブが開くときには、内部のオイルがプランジャが下がらないように作用し、バルブが閉じるときには、内部のリターンスプング（図示せず）の働きでプランジャが微小量上がり、バルブクリアランスがゼロになる。
【００１８】
ロッカーアーム本体２は、板金をプレス成形により打ち抜き形成して得られた図５（ａ）及び図６（ａ）に示すような中間体Ａを用いて形成される。すなわち、この中間体Ａは、図５（ａ）及び図６（ａ）に示すように、第１及び第２の側壁部１１，１２の下端にそれぞれ内向きフランジ２４を直角状に折り曲げ形成した状態で、各フランジ２４の一端から各フランジ２４の同一平面上に延びる第１の部分としての連接片２７，２７を有し、これら連接片２７，２７の先端はローラ４の支軸３に平行な第２の部分としての連結部２８を介して互いに連結されている。この連結部２８に連続して天壁１５を構成するための第３の部分２９が設けられている。連結部２８と第３の部分２９との間には、所定深さの一対の切り込み３０が互いに対向する位置に形成されている。
【００１９】
各切り込み３０を利用して、第３の部分２９の両側縁をローラ４の支軸３に直交する軸線３１の回りに直交状に折り曲げて、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように上向きに開く溝形部３２を有する中間体Ｂを形成する。
次いで、中間体Ｂの各連接片２７，２７を貫通して、ローラ４の支軸３に平行な方向に延びる軸線３３の回りに第３の部分２９を１８０°折り返し、図４及び図６（ｃ）に示すような下向きに開く溝形部２ｂを形成する。このとき、連接片２７，２７の中央部は折り返されて屈曲部２６となる。また、下向きに開く溝形部２ｂの天壁１５である折り返し片２２は、内向きフランジ２４，２４の下面２５に当接する。これにより、ロッカーアーム本体２が完成する。
【００２０】
本実施の形態では、下向きに開放する溝形部２ｂに嵌まるバルブステム９の頂部１０にてロッカーアームを左右にガイドしつつ受けることができ、ロッカーアームがバルブから外れることを防止することができる。しかも、天壁１５を、プレス成形による折り返し形成によって得ているので、別部品を用いる従来と比較して、部品点数や接合工数を削減でき、製造コストを安くすることができる。
【００２１】
また、天壁１５となる第３の部分２９の両側部に予め一対の折り曲げ片２３，２３を形成して上向きに開放する溝形部３２を有する中間体Ｂを形成しておき、この中間体Ｂの上向きに開放する溝形部３２を折り返すことにより、下向きに開放する溝形部２ｂを得ることができる。上向きの溝形部３２の形成を一のプレス金型で実施できるので、溝形部２ｂの寸法精度を良くすることができる。
【００２２】
また、天壁１５である折り返し片２２を一対の内向きフランジ２４，２４により受けるので、溝形部２ｂの変形強度を高くすることができる。
また、折り曲げ片２３，２３間の幅をバルブステム９の頂部１０に合わせて自在に設定することができる。
次いで、図７〜図１１は本発明の参考形態を示している。図７を参照して、本参考形態が図１の実施の形態と異なるのは、溝形部２ｂに代えて溝形部２ｃを形成したことである。図８及び図９を参照して、溝形部２ｃの天壁３５は第１及び第２の側壁部１１，１２間に折り返された折り返し片３６によって構成され、折り返し片３６第１及び第２の側壁１１，１２の下端にそれぞれ連続する一対の内向きフランジ２４，２４の上面３７によって受けられており、これら一対の内向きフランジ２４，２４と上記天壁３５とで上記溝形部２ｃを構成している。
【００２３】
ロッカーアーム本体２は、板金をプレス成形により打ち抜き形成して得られた図１０及び図１１（ａ）に示すような中間体Ｃを用いて形成される。すなわち、この中間体Ｃは、図１０及び図１１（ａ）に示すように、第１及び第２の側壁部１１，１２の下端にそれぞれ内向きフランジ２４を折り曲げ形成した状態で、各フランジ２４の一端から各フランジ２４の同一平面上に延びる第１の部分としての連接片２７，２７を有し、これら連接片２７，２７の先端に、天壁３５を構成するための第２の部分３８が延設されている。
【００２４】
次いで、各連接片２７，２７を貫通して、ローラ４の支軸３に平行な方向に延びる軸線３９を起線として第２の部分３８を１８０°上側へ折り返し、図１１（ｂ）に示すような下向きに開く溝形部２ｃを形成する。このとき、連接片２７，２７の中央部は折り返されて屈曲部２６となる。また、下向きに開く溝形部２ｂの天壁３５である折り返し片３６は、内向きフランジ２４，２４の上面３７に当接する。これにより、ロッカーアーム本体２が完成する。
【００２５】
本参考形態では、第２の部分３８を一対の側壁１１，１２間に折り返して天壁３５とし、一対の内向きフランジ２４，２４を溝形部２ｃの側壁としてそのまま利用するので、製造コストをより安くすることができる。また、天壁３５を一対の内向きフランジ２４，２４の上面３７によって受けるので、溝形部２ｃの強度を高くすることができる。
【００２６】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、折り返し片からなる天壁１５，３５を側壁１１，１２に隅肉溶接したり、内向きフランジ２４，２４にプロジョクション溶接したりして、溝形部２ｃの変形強度を高くしても良い。その他、本発明の範囲で種々の変更を施すことができる。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明では、下向きに開放する溝形部に嵌まるバルブステムの頂部にてロッカーアームを左右にガイドしつつ受けることができ、ロッカーアームの外れを防止することができる。しかも、天壁をプレス成形による折り返し形成によって得ているので、別部品を用いる従来と比較して、部品点数や接合工数を削減でき、製造コストを安くすることができる。
【００２８】
また、天壁となる部分の両側部に予め一対の折り曲げ片を形成して上向きに開放する溝形部を有する中間体を形成しておき、この中間体の上向きに開放する溝形部を折り返すことにより、下向きに開放する溝形部を得ることができる。溝形部の寸法精度を良くすることができる。
また、１８０°折り返された折り返し片を一対のフランジにより受けるので、溝形部の変形強度を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態のロッカーアームの取り付け状態を示す概略図である。
【図２】 ロッカーアームの斜視図である。
【図３】 バルブステム及びロッカーアームの要部の断面図である。
【図４】 ロッカーアーム本体の要部の斜視図である。
【図５】 （ａ）及び（ｂ）はロッカーアーム本体の製造工程を順次に示す斜視図である。
【図６】 （ａ）、（ｂ）及び（ｃ）はロッカーアーム本体の製造工程を順次に示す斜視図である。
【図７】 本発明の参考形態のロッカーアームの取り付け状態を示す概略図である。
【図８】 ロッカーアームの斜視図である。
【図９】 バルブステム及びロッカーアームの要部の断面図である。
【図１０】 ロッカーアーム本体の製造の一工程を示す斜視図である。
【図１１】 （ａ）及び（ｂ）はロッカーアーム本体の製造工程を順次に示す斜視図である。
【図１２】 従来のロッカーアーム本体のバルブステムを受ける部分の正面図である。
【符号の説明】
１ ロッカーアーム
２ ロッカーアーム本体
２ｂ，２ｃ 溝形部
３ 支軸
４ ローラ
５ 第１の端部
６ 第２の端部
９ バルブステム
１０ 上端
１１ 第１の側壁部
１２ 第２の側壁部
１５ 天壁
２２ 折り返し片
２３ 折り曲げ片
２４ 内向きフランジ
２５ 下面
２７ 連接片（第１の部分）
２８ 連結部（第２の部分）
２９ 第３の部分
３０ 切り込み
３１ 軸線
３２ 溝形部
３３ 軸線
３５ 天壁
３６ 折り返し片
３７ 上面
３９ 軸線

Claims (3)

1. カムに摺接するローラの支軸に平行な軸線を起線として、プレス成形によって１８０°折り返し形成された折り返し片が、バルブステムを受けるために下向きに開放する溝形部の天壁を構成しており、
   上記溝形部は、上記天壁の両側部にプレス成形により折り曲げられた一対の対向する折り曲げ片を含み、
   上記折り返し片は、上記ローラの支軸を挿通させる挿通孔を有する一対の対向する側壁の下端にそれぞれ連続する一対の内向きフランジの下面によって受けられていることを特徴とするロッカーアーム本体。
2. 請求項１に記載のロッカーアーム本体と、ロッカーアーム本体によって支持されたローラとを備えることを特徴とするロッカーアーム。
3. 第１及び第２の側壁部の下端にそれぞれ内向きフランジを直角状に折り曲げ形成した状態で、各フランジの一端から各フランジの同一平面上に延びる第１の部分としての連接片を有し、これら連接片の先端はローラの支軸に平行な第２の部分としての連結部を介して互いに連結され、この連結部に連続して天壁を構成するための第３の部分が設けられた中間体Ａを形成する工程と、
   連結部と第３の部分との間に、所定深さの一対の切り込みを互いに対向する位置に形成する工程と、
   各切り込みを利用して、第３の部分の両側縁をローラの支軸に直交する軸線の回りに直交状に折り曲げて、上向きに開く溝形部を有する中間体Ｂを形成する工程と、
   中間体の各連接片を貫通して、ローラの支軸に平行な方向に延びる軸線の回りに第３の部分を１８０°折り返し、下向きに開く溝形部を形成するとともに、折り返し片が一対のフランジの下面によって受けられるようにする工程とを含むことを特徴とするロッカーアーム本体の製造方法。

Images