JP5345075B2

JP5345075B2 - ロッカアームの製造方法

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Publication number: JP5345075B2
Application number: JP2010002837A
Authority: JP
Inventors: 憲杉浦
Original assignee: Otics Corp
Current assignee: Otics Corp
Priority date: 2010-01-08
Filing date: 2010-01-08
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2030-01-08
Also published as: JP2011140925A

Description

本発明は、揺動して内燃機関のバルブを駆動するロッカアームに関する。

ロッカアームの中には、従来例１（特許文献１）のロッカアームのように、ロッカシャフトに揺動可能に軸支され、バルブを押圧するラッシュアジャスタを備えるとともに、該ロッカシャフトから該ラッシュアジャスタにまでオイルを送るための油路穴を備えたものがある。

特開平６−１９３４１１号公報

このようなロッカアームは、油路穴を設ける関係上構造が複雑であるため、ロストワックス法等の鋳造による鋳物品にするのが一般的である。

しかし、鋳造による鋳物品は、製造コストが高くなり、また、強度を確保するため厚さを大きくとる必要から重量も大きくなってしまう。

また、更に、ロッカアームの中には、図７に示すロッカアーム本体９０のように、基端部にロッカシャフト５６に軸支されるための軸孔９１を備え、長さ方向中間部に、カム５４により駆動される入力部材に連結ピン５８を介して連結される被連結部９２を備え、先端部にバルブ５３を押圧するラッシュアジャスタ９３を備えたことにより、それら軸孔９１と被連結部９２とラッシュアジャスタ９３とが一直線上に並んだものもある。そのロッカアーム本体９０では、ロッカシャフト５６からラッシュアジャスタ９３にまでオイルを送るための油路穴９４が、円弧状に被連結部９２（連結ピン５８）を迂回している。

しかし、このように油路穴９４が被連結部９２を円弧状に迂回している場合、油路穴９４の全長が延びるとともに形状が複雑になることによって、油圧が伝わり難くなってしまい、それにより、ラッシュアジャスタ９３の応答性が悪くなってしまうおそれがある。

そこで、本発明は、ラッシュアジャスタと該ラッシュアジャスタにオイルを送るための油路穴とを備えたロッカアームを低コストで製造しかつ軽量化することを第１の目的とし、油路穴が被連結部（連結ピン）を円弧状に迂回することなく延びるようにすることを第２の目的とする。

上記第１の目的を達成するため、本発明のロッカアームの製造方法は、ロッカアーム本体と、該ロッカアーム本体に取り付けられてバルブを押圧するラッシュアジャスタとからなり、前記ロッカアーム本体に、前記ラッシュアジャスタを取り付けるラッシュアジャスタ取付孔と、ロッカシャフトを挿通する軸孔と、前記ロッカシャフトから前記ラッシュアジャスタにまでオイルを送るための油路穴とが形成されたロッカアームを製造する方法において、前記ロッカアーム本体は、前記油路穴を形成するための線状（勿論、太さを備えた線状であり、ここでは曲がった線状も含む。）に延びる厚肉部と、該厚肉部以外の一般部とを含み、該厚肉部は該一般部の所定厚さよりも厚いものであり、前記ロッカアーム本体を、次の［ア］〜［エ］により製造し、
［ア］ロッカアーム本体製造後の前記一般部の所定厚さよりも厚い金属板に前記厚肉部を残して、該金属板の前記一般部に対応する部位をプレス加工して前記所定厚さにまで減肉する。
［イ］前記厚肉部に線状（同上）に延びる前記油路穴を形成する。
［ウ］前記一般部をロッカアーム本体製造後の形状に曲げ加工する。
［エ］前記金属板に前記ラッシュアジャスタ取付孔と前記軸孔を形成する。
製造した前記ロッカアーム本体の前記ラッシュアジャスタ取付孔に前記ラッシュアジャスタを挿入して取り付けることを特徴とする。

上記［イ］の油路穴の形成方法としては、特に限定されないが、切削加工を例示できる。上記［ウ］の曲げ加工としては、特に限定されないが、プレス曲げ加工を例示できる。上記［エ］のラッシュアジャスタ取付孔と軸孔の形成方法としては、特に限定されないが、切削加工を例示できる。

また、上記第２の目的を達成するため、前記ロッカアーム本体は、上壁と、該上壁の両側縁から折曲して下方へ延びる２つの側壁とからなるように形成し、前記上壁の基端部から長さ方向中間部にかけて前記厚肉部及び前記油路穴を形成し、前記一般部の一部である前記上壁の先端部に前記ラッシュアジャスタ取付孔を形成し、前記一般部の一部である前記側壁の基端部に前記軸孔を形成し、前記一般部の一部である前記側壁の長さ方向中間部に、カムにより駆動される入力部材に連結ピンを介して連結される被連結部材を備えさせ、前記厚肉部及び前記油路穴は前記被連結部材を迂回する目的では曲がらない配置とすることが好ましい。厚肉部及び油路穴が被連結部材を円弧状に迂回することなく延びるようにすることができるからである。

また、前記厚肉部及び前記油路穴を曲げないで一直線状（太さを備えた一直線状）にすることが好ましい。板金加工をよりシンプルにするとともに、ラッシュアジャスタの応答性をより良くするためである。但し、これらを一直線状にしたときに、前記ラッシュアジャスタ取付孔を、前記一般部に該一般部の面方向と直交するように形成すると、前記ラッシュアジャスタのプランジャの中心軸線方向が前記バルブの中心軸線方向から大きくずれてしまう場合には、前記ラッシュアジャスタを前記ラッシュアジャスタ取付孔に取り付けるためのホルダを、前記ラッシュアジャスタ取付孔に挿入される取付部と前記プランジャが摺動可能に挿入される筒状部とが屈曲して繋がった形状に形成して、両中心軸線方向をほぼ一致させればよい。

本発明によれば、ラッシュアジャスタと該ラッシュアジャスタにオイルを送るための油路穴とを備えたロッカアームを、低コストで製造することができ、かつ軽量化することができる。

本発明の実施例１のロッカアーム及びその周辺部材を示す斜視図である。同実施例１のロッカアーム及びその周辺部材を示す平面図である。同実施例１のロッカアーム及びその周辺部材を示す側面断面図である。（Ａ）は同実施例１でロッカアーム本体を製造するのに用いる金属板の平面図、（α）は（Ａ）のＩＶ（α）−ＩＶ（α）断面図、（ａ）は（Ａ）の正面図である。（Ｂ）は、プレスにより一般部の減肉を行った同金属板の平面図、（β）は（Ｂ）のＩＶ（β）−ＩＶ（β）断面図、（ｂ）は（Ｂ）の正面図である。（Ｃ）は同金属板を曲げ加工したときの平面図、（ｃ）は（Ｃ）の正面図である。（Ｄ）は同金属板に孔や凹部を形成したときの平面図、（ｄ）は（Ｄ）の正面図である。（Ｅ）は製造したロッカアーム本体にラッシュアジャスタ等を取り付けたときの平面図、（ｅ）は（Ｅ）の正面図である。本発明の実施例２のロッカアーム及びその周辺部材を示す側面断面図である。従来例２のロッカアームを示す側面図である。

図１〜図５に示す実施例１のロッカアーム１は、板金製のロッカアーム本体２と、ロッカアーム本体２に取り付けられたラッシュアジャスタ３０とからなる。板金製のロッカアーム本体２は、上壁３と、上壁３の両側縁から折曲して下方へ延びる２つの側壁４，４とからなる。

上壁３は、基端部から長さ方向中間部にかけて幅が相対的に狭く、長さ方向中間部と先端部との間で幅が増加することにより、先端部で幅が相対的に広くなっている。本実施例では、上壁３は、長さ方向中間部の一箇所において上下方向に１０〜３０度屈曲しており、その屈曲部５より先端部側３ａに対して、その屈曲部５より基端部側３ｂが基端ほど低く傾斜している。

側壁４，４は、上壁３の幅に伴い、基端部から長さ方向中間部にかけて側壁間距離が小さく、長さ方向中間部と先端部との間で側壁間距離が増加することにより、先端部で側壁間距離が大きくなっている。また、側壁４，４の先端部は上壁３の先端部より短くなっており、その短くなった分だけ上壁３の先端部が側壁４，４の先端部よりも先方へ突出している。

側壁４，４の基端部には軸孔１７，１７が貫設され、この軸孔１７，１７にロッカシャフト５６が挿通されることにより、ロッカアーム１は揺動可能に軸支される。すなわち、本実施例のロッカアーム１はスイングアームである。

側壁４，４の長さ方向中間部には被連結部材取付孔１８，１８が貫設され、この取付孔１８，１８に筒状の被連結部材５０が取り付けられる。被連結部材５０は、後述する可変動弁機構を成立させるためのものである。

上壁３の幅が広くなった先端部には、上壁３の面方向とは直交するラッシュアジャスタ取付孔１３が貫設され、この取付孔１３に後述する円柱状のラッシュアジャスタ３０が取り付けられる。従って、上壁３の先端部に対しラッシュアジャスタ３０の長さ方向は直交する。本実施例では、ラッシュアジャスタ３０の下端でバルブ５３を押圧するようにしている。

上壁３の下面の幅方向中央部には、基端部から長さ方向中間部（先端部の近傍まで）にかけて線状に延びる、所定幅の厚肉部８が一体形成されている。この厚肉部８には、ラッシュアジャスタ３０にまでオイルを送るための線状に延びる油路穴９が形成されている。前述した上壁３の屈曲部５は、厚肉部８及び油路穴９の中間部にもかかっているため、厚肉部８及び油路穴９も屈曲部５で同様に上下方向に１０〜３０度屈曲している。但し、厚肉部８及び油路穴９は被連結部材５０を迂回する目的では曲がらない配置となっており、前記１０〜３０度の屈曲は後述する目的で付与されている。

ここで、ロッカアーム本体２の厚さについて説明すると、厚肉部８の厚さは、例えば４．５ｍｍ（４〜６ｍｍの範囲で変更してもよい。）であり、厚肉部８以外の一般部１１（すなわち上壁３の基端部から長さ方向中間部にかけての厚肉部８の両隣部と、上壁３の先端部と、側壁４，４）の所定厚さは、例えば３．２ｍｍ（２．８〜３．６ｍｍの範囲で変更してもよく、同範囲内で部位により変化していてもよい。）である。従って、厚肉部８はその両側の一般部１１に対して下方へ例えば１．３ｍｍ突出している。また、厚肉部８の幅は例えば４〜６ｍｍである。

前記ラッシュアジャスタ３０は、（本実施例ではボディを兼ねた）筒状のホルダ３１と、ホルダ３１に摺動可能に挿入されたプランジャ３６と、プランジャ３６がホルダ３１の内部に退入した際に圧力が上昇する高圧油室３７と、該高圧油室３７に逆止弁３８を介して連通し得る低圧油室３２と、プランジャ３６をホルダ３１の外部に進出させるスプリング（図示略）とを含み構成されている。そして、プランジャ３６が退入した際には、高圧油室３７のオイルが、プランジャ３６とホルダ３１と間のクリアランスを経て低圧油室３２へリークし、プランジャ３６が進出した際には、低圧油室３２のオイルが、逆止弁３８を経て高圧油室３７へ流入する仕組みになっている。ホルダ３１が上壁３の先端部のラッシュアジャスタ取付孔１３に挿入されることにより、ラッシュアジャスタ３０はロッカアーム本体２に取り付けられており、プランジャ３６の先端はバルブ５３に当接している。このラッシュアジャスタ３０の取付角度は、プランジャ３６の中心軸線方向が（ロッカアーム本体２の揺動とともに多少揺動するが）、バルブ５３の中心軸線方向とほぼ一致するような角度である。

前記可変動弁機構は、カムシャフト５１に並べて形成された駆動用カム５４及び丸カム５５（又は低リフト用カム）と、ロッカシャフト５６にロッカアーム１と並べて揺動可能に軸支された、可変動弁機構の入力部材としての入力アーム５２と、入力アーム５２に回転可能に軸着されて駆動用カム５４に押圧されるローラ５７と、入力アーム５２に摺動可能に挿通された連結ピン５８と、ロッカアーム１の被連結部材５０に挿通された連結ピン５９と、ロッカアーム１の上壁３に取着されて丸カム５５に摺接する摺接部材４０とを含む。ピン駆動機構（図示略）により駆動されて摺動する連結ピン５８又は５９が、入力アーム５２とロッカアーム１とにまたがるときに、駆動用カム５４により入力アーム５２とともにロッカアーム１が揺動し、またがらないときに、ロッカアーム１は揺動しないで丸カム５５により無用な動きが規制される（低リフト用カムのときは低リフトする。）。つまり、ロッカアーム１は可変動弁機構の出力アームとして機能する。

以上に示したロッカアーム本体２を板金により製造する際の手順を、次の［ア］〜［エ］に説明する。なお、以下では、金属板１０の板面方向のうちロッカアーム本体２の基端・先端方向に対応する方向を基先方向といい、基先方向に直交する方向を左右方向という。また、板面の法線方向を上下方向という。

［ア］金属板の減肉
図４（Ａ）（α）（ａ）に示すように、ロッカアーム本体製造後の一般部１１の所定厚さ（例えば、３．２ｍｍ）よりも厚い金属板１０（例えば、厚さ４．５ｍｍ）を用意する。そして、図４（Ｂ）（β）（ｂ）に示すように、金属板１０の左右方向中間部に油路穴９を形成するための基先方向に延びる厚肉部８を残して、該金属板（１０）の前記一般部１１に対応する部位１１ａ，１１ｂ，１１ｃをプレス加工し、前記所定厚さ（３．２ｍｍ）にまで減肉する（左右方向及び基先方向には延びる）。一般部１１に対応する部位には、上壁３の基端部から長さ方向中間部にかけての厚肉部８の両隣部に対応する上壁基端部乃至中間部形成部位１１ａ，１１ａと、上壁３の先端部に対応する上壁先端部形成部位１１ｂと、側壁４，４に対応する側壁形成部位１１ｃ，１１ｃとが含まれる。
なお、製造後の厚肉部８よりも厚い金属板１０を用い、一般部１１に対応する部位をプレス加工するだけでなく、厚肉部８も僅かにプレス加工してもよい。
また、上記減肉のプレス加工と同時に又はその後のプレス加工により、金属板１０の周縁部をロッカアーム本体２の製造後の形状が得られるようにトリミング加工する。

［イ］油路穴の形成
そして、残した厚肉部８に、基先方向に延びて基先方向に貫通する油路穴９を、切削加工等により形成する。油路穴９の直径は、例えば１．５〜２．５ｍｍとする。

［ウ］金属板の曲げ加工
次に、図５（Ｃ）（ｃ）に示すように、プレス曲げ加工により、上壁基端部乃至中間部形成部位１１ａ，１１ａ及び上壁先端部形成部位１１ｂと側壁形成部位１１ｃ，１１ｃとの境界部を、側壁形成部位１１ｃ，１１ｃが垂下するように折り曲げて、側壁４，４を形成するとともに、上壁基端部乃至中間部形成部位１１ａ，１１ａと厚肉部８（油路穴９を含む）の長さ方向中間部を上下方向に屈曲させて屈曲部５のある上壁３を形成し、もって金属板１０をロッカアーム本体製造後の形状に整える。

［エ］所定部位の形成
次に、図５（Ｄ）（ｄ）に示すように、上壁３の前端部に、ラッシュアジャスタ取付孔１３を、油路穴９と連通するように切削加工等により形成する。また、上壁３の長さ方向中間部の上面に、摺接部材４０を取り付けるための摺接部材取付凹部１４を切削加工等により凹設する。また、側壁４，４に、軸孔１７，１７と被連結部材取付孔１８，１８とを切削加工等により貫設する。また、厚肉部８に、ロッカシャフト５６内の油穴６０と油路穴９とを繋ぐための連通孔２６を切削加工等により貫設する。

こうして製造されたロッカアーム本体２に対し、図５（Ｅ）（ｅ）に示すように、ラッシュアジャスタ取付孔１３にラッシュアジャスタ３０を取り付ける。また、摺接部材取付凹部１４に摺接部材４０を取り付ける。また、被連結部材取付孔１８，１８に被連結部材５０を取り付ける。これにより、被連結部材５０が厚肉部８及び油路穴９と立体交差する。また、油路穴９の後端の開口部に閉塞部材２７を取り付ける。以上により、ロッカアーム１を完成させる。

実施例１によれば、厚肉部８及び油路穴９を備えた（よって単純形状とはいえない）ロッカアーム本体２を、鋳造によらず、板金のプレス加工等により製造するため、製造コストを低く抑えることができる。また、油路穴９を形成するのに必要な部位は厚肉部８とするが、厚肉部８以外の一般部１１はプレス加工による加工硬化により厚さを鋳造の場合よりも小さくできることから、ロッカアーム本体２を軽量化することもできる。また、厚肉部８及び油路穴９は被連結部材５０を迂回する目的では曲がらない配置としており、特に油路穴９が被連結部材５０を（従来例２のように）円弧状に迂回してはいないので、該迂回によるラッシュアジャスタ３０の応答性の悪化が発生することはない。

なお、本実施例では、上壁３が上下方向に１０〜３０度屈曲し、屈曲部５より基端部側３ｂが基端ほど低く傾斜しているが、その目的は、動弁機構の各部品の配置の関係で軸孔１７を側壁４，４の低いところに設けるので、ここに上壁３を接近させて、油穴６０と連通孔２６を連通させるためである。油路穴９が１０〜３０度屈曲するくらいでは、ラッシュアジャスタ３０の応答性はほとんど悪化しない。これに対し、同配置の関係で軸孔１７を側壁４，４の高いところに設けることができる場合には、上壁３を上下方向に屈曲させないようにすること（基端部側３ｂは傾斜しない）、従ってロッカアーム本体２の製造において、厚肉部８及び油路穴９を含む上壁３を上下方向に曲げないようにすることができる。この場合は、厚肉部８及び油路穴９の屈曲しない一直線化が可能になるので、板金加工のさらなるシンプル化が可能になるとともに、ラッシュアジャスタの応答性をより良くすることができる。

図６に示す実施例２のロッカアーム１は、実施例１の最後で述べた上壁３を上下方向に屈曲させないための、別の態様である。この実施例２でも、動弁機構の各部品の配置の関係で軸孔１７を側壁４，４の低いところに設けるため、上壁３の基端部側３ｂを基端ほど低く傾斜させているが、上壁３は上下方向に屈曲させておらず、従って先端部側３ａは基端部側３ｂの延長上にある。つまり、ロッカアーム本体の製造において、厚肉部８及び油路穴９を含む上壁３を上下方向に曲げない点が実施例１の製造方法とは相違する。

しかし、こうすると、上壁３の先端部に上壁３の面方向とは直交するラッシュアジャスタ取付孔１３を貫設したときに、ラッシュアジャスタ３０の取付角度が実施例１とは変わってしまい、プランジャ３６の中心軸線方向がバルブ５３の中心軸線方向から大きくずれてしまう。そこで、実施例２では、ラッシュアジャスタ３０のホルダ３１を、ラッシュアジャスタ取付孔１３に挿入される取付部３１ａとプランジャ３６が摺動可能に挿入される筒状部３１ｂとが屈曲して繋がった形状とすることにより、プランジャ３６の中心軸線方向がバルブ５３の中心軸線方向とほぼ一致するようにしている。

実施例２によっても、実施例１の最後で述べたように、厚肉部８及び油路穴９も屈曲しないので、板金加工のさらなるシンプル化が可能になるとともに、油路穴９の一直線化が可能になり、ラッシュアジャスタの応答性をより良くすることができる。

なお、本発明は上記実施例の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で変更して具体化することもできる。

１ロッカアーム
２ロッカアーム本体
３上壁
３ａ先端部側
３ｂ基端部側
４側壁
５屈曲部
８厚肉部
９油路穴
１０金属板
１１一般部
１３ラッシュアジャスタ取付孔
１４摺接部材取付凹部
１７軸孔
１８被連結部材取付孔
２６連通孔
２７閉塞部材
３０ラッシュアジャスタ
３１ホルダ
３１ａ取付部
３１ｂ筒状部
３２低圧油室
３６プランジャ
３７高圧油室
３８逆止弁
４０摺接部材
５０被連結部材
５１カムシャフト
５２入力アーム
５３バルブ
５４駆動用カム
５５丸カム
５６ロッカシャフト
５７ローラ
５８連結ピン
５９連結ピン
６０油穴
６９ロッカアーム

Claims

ロッカアーム本体（２）と、該ロッカアーム本体（２）に取り付けられてバルブ（５３）を押圧するラッシュアジャスタ（３０）とからなり、前記ロッカアーム本体（２）に、前記ラッシュアジャスタ（３０）を取り付けるラッシュアジャスタ取付孔（１３）と、ロッカシャフト（５６）を挿通する軸孔（１７）と、前記ロッカシャフト（５６）から前記ラッシュアジャスタ（３０）にまでオイルを送るための油路穴（９）とが形成されたロッカアーム（１）を製造する方法において、
前記ロッカアーム本体（２）は、前記油路穴（９）を形成するための線状に延びる厚肉部（８）と、該厚肉部（８）以外の一般部（１１）とを含み、該厚肉部（８）は該一般部（１１）の所定厚さよりも厚いものであり、
前記ロッカアーム本体（２）を、次の［ア］〜［エ］により製造し、
［ア］ロッカアーム本体製造後の前記一般部（１１）の所定厚さよりも厚い金属板（１０）に前記厚肉部（８）を残して、該金属板（１０）の前記一般部（１１）に対応する部位をプレス加工して前記所定厚さにまで減肉する。
［イ］前記厚肉部（８）に線状に延びる前記油路穴（９）を形成する。
［ウ］前記一般部（１１）をロッカアーム本体製造後の形状に曲げ加工する。
［エ］前記金属板（１０）に前記ラッシュアジャスタ取付孔（１３）と前記軸孔（１７）を形成する。
製造した前記ロッカアーム本体（２）の前記ラッシュアジャスタ取付孔（１３）に前記ラッシュアジャスタ（３０）を挿入して取り付けることを特徴とするロッカアームの製造方法。
前記ロッカアーム本体（２）は、上壁（３）と、該上壁（３）の両側縁から折曲して下方へ延びる２つの側壁（４，４）とからなるように形成し、
前記上壁（３）の基端部から長さ方向中間部にかけて前記厚肉部（８）及び前記油路穴（９）を形成し、
前記一般部（１１）の一部である前記上壁（３）の先端部に前記ラッシュアジャスタ取付孔（１３）を形成し、
前記一般部（１１）の一部である前記側壁（４，４）の基端部に前記軸孔（１７）を形成し、
前記一般部（１１）の一部である前記側壁（４，４）の長さ方向中間部に、カム（５４）により駆動される入力部材（５２）に連結ピン（５８）を介して連結される被連結部材（５０）を備えさせ、
前記厚肉部（８）及び前記油路穴（９）は前記被連結部材（５０）を迂回する目的では曲がらない配置とする請求項１記載のロッカアームの製造方法。
前記厚肉部（８）及び前記油路穴（９）を曲げないで一直線状にする請求項１又は２記載のロッカアームの製造方法。
前記ラッシュアジャスタ取付孔（１３）を、前記一般部（１１）に該一般部（１１）の面方向と直交するように形成し、
前記ラッシュアジャスタ（３０）を前記ラッシュアジャスタ取付孔（１３）に取り付けるためのホルダ（３１）を、前記ラッシュアジャスタ取付孔（１３）に挿入される取付部（３１ａ）と前記ラッシュアジャスタ（３０）のプランジャ（３６）が摺動可能に挿入される筒状部（３１ｂ）とが屈曲して繋がった形状に形成した請求項３記載のロッカアームの製造方法。