JPH0724548A - エンジン用ロッカーアームの生産方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 共用可能な金型部品を共用化して、使用する
ことによって、必要な金型部品点数を大幅に減らすこと
ができ、安価に生産することができるエンジン用ロッカ
ーアーム１の生産方法を提供する。 【構成】 複数個のロッカーアーム形状部１ａ〜１ｄが
つなぎ部２により連結された半加工品に対し、穴抜き加
工と、分割加工と、トリミング加工と、横穴明け加工
と、横穴サイジング加工と、分断加工と、仕上げサイジ
ング加工とを、前記各加工時毎に共用化できない金型部
品であるパンチ５１、雌ダイス５２、ストリッパ５３、
及びカウンタ５４を交換して順次汎用プレス機により行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジン用ロッカーア
ームの生産方法およびその生産設備に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、４サイクルガソリンエンジンにお
ける代表的な動弁系の構造例としては、カム軸をシリン
ダブロックに設けて、プッシュロッドとロッカーアーム
を介して弁を駆動するプッシュロッド／ロッカー方式
と、カム軸がシリンダヘッドに配置され、ロッカーアー
ムまたはリフターを介して弁を駆動する頭上カム軸方式
とに分類される。そして、いずれの場合も１シリンダ当
たり４〜６個のロッカーアームが使用される為、生産量
が大変膨大になる。

【０００３】しかしながら、前記エンジン用ロッカーア
ームを加工する方法としては、熱間ハンマーないし熱間
鍛造プレスにより所定のロッカーアーム形状部を製作
し、その後、数箇所の横穴ボーリング加工、横穴リーマ
加工、フライス盤によるエンド切り欠き加工等の切削加
工後、縦穴ドリル加工、タッピング加工、浸炭焼入れ
後、中心部両端研磨加工、数箇所の横穴ホーニング加
工、切り欠き部の研磨加工等を経て完成に至る。このロ
ッカーアームの熱間鍛造品素材より完成に至る迄の工程
プロセスは、前述したように非常に多くの工程を経なけ
ればならない。しかも、各工程は多くの工数（加工時
間）を必要としている。また、長い間の努力による合理
化や、生産ラインの自動化が図られているが、現状の生
産方法における生産原価の低減は既に限界に達している
ため生産性を上げることができないという解決すべき課
題がある。

【０００４】そこで、本出願人は穴明けなどの切削加工
に代えて順次汎用プレス機により加工を行うことによ
り、ロッカーアームの加工時間を大幅に短縮することが
でき、それによって安価に製造することができるように
したもので、汎用プレス機によるエンジン用ロッカーア
ームの生産方法の提案を行っている（１９９３年６月３
０日特許出願）。

【０００５】また、通常エンジンの１シリンダにおいて
使用されているロッカーアームは１個１個形状が異なっ
ている。そのため、例えば１シリンダ当たり４個のロッ
カーアームを使用する場合には、４セットの金型が必要
となり、金型に非常に大きな投資が必要となる。その問
題点に対して本出願人は、１面の金型における各ロッカ
ーアーム形状部の形状を、１シリンダの別々のロッカー
アームの形状に対応した異なった形状とすることによっ
て、１セットの金型で全ての種類のロッカーアームを生
産することができ、金型費を抑えることができるため、
少量の生産においても対応可能なロッカーアームの生産
方法をも同時に前記特許出願において提案している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記１
面の金型における各ロッカーアーム形状部の形状を、１
シリンダの別々のロッカーアームの形状に対応した異な
った形状とすることによって、１セットの金型で全ての
種類のロッカーアーム１を生産することができるエンジ
ン用ロッカーアームの生産方法によると、少量の生産に
おいても対応が可能ではあるが、多くの加工工程を経て
いるために、各工程に合わせて金型を備える必要があ
り、依然として、金型には多額の投資が必要となる。従
って、１個当たりの生産コストが高いという解決すべき
課題があった。本発明は、上記の課題を解決するために
なされたもので、共用可能な金型部品を共用化して、共
用化できないパンチ、雌ダイス、ストリッパ、及びカウ
ンタを前記各加工時毎に交換して使用することによっ
て、必要な金型部品点数を大幅に減らすことができ、安
価に生産することができるエンジン用ロッカーアームの
生産方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するための具体的手段として、複数個のロッカーアー
ム形状部がつなぎ部により連結された半加工品に対し、
前記各ロッカーアーム形状部の所定位置に施す穴抜き加
工と、つなぎ部を切断して所定個数毎に分割する分割加
工と、つなぎ部を一部分残して所定個数毎のロッカーア
ーム形状部の外周を打抜くトリミング加工と、所定箇所
に施す横穴明け加工及び横穴サイジング加工と、前記残
された一部分のつなぎ部を切断して各ロッカーアーム形
状部毎に分断する分断加工と、仕上げサイジング加工と
を行うため、順次汎用プレス機にセットされる金型部品
のうち、少なくともパンチ、雌ダイス、ストリッパ、及
びカウンタ以外の金型部品を共用化したことを特徴とす
るエンジン用ロッカーアームの生産方法が提供される。

【０００８】

【作用及び発明の効果】上記構成のエンジン用ロッカー
アームの生産方法によれば、複数個のロッカーアーム形
状部がつなぎ部により連結された半加工品に対し、前記
各ロッカーアーム形状部の所定位置に施す穴抜き加工
と、つなぎ部を切断して所定個数毎に分割する分割加工
と、つなぎ部を一部分残して各対毎のロッカーアーム形
状部の外周を打抜くトリミング加工と、所定箇所に施す
横穴明け加工及び横穴サイジング加工と、各ロッカーア
ーム形状部毎に分断する分断加工と、仕上げサイジング
加工とを、前記各加工時毎に共用化できない金型部品で
あるパンチ、雌ダイス、ストリッパ、及びカウンタを交
換して順次汎用プレス機により行う。従って、必要な金
型部品点数を大幅に減らすことができ、金型に要するコ
ストを下げることができるため、安価に製造することが
できるという優れた効果がある。

【０００９】

【実施例】本発明のエンジン用ロッカーアームの生産方
法の一実施例を添付図面を参照して説明する。図１は４
個のロッカーアーム形状部が一体に成形された状態を示
す平面図である。図２は前記一体に成形されたロッカー
アーム形状部の断面図である。図３は各工程における加
工温度と加工取り数を示した工程図である。本実施例は
図３に示すように、１面の金型で４個のロッカーアーム
形状部１ａ〜１ｄがつなぎ部２によって一体となるとと
もに、下穴加工が施された半加工品の形状加工を熱間鍛
造プレスにより行う。続いて４個が一体となった前記ロ
ッカーアーム形状部１ａ〜１ｄに対する外周トリミング
及び穴抜き加工と、前記ロッカーアーム形状部１ａ〜１
ｄと、ロッカーアーム形状部１ａと１ｂ及び１ｃと１ｄ
の２組に分割する２分割加工と、前記ロッカーアーム形
状部１ａと１ｂ及び１ｃと１ｄに対する横穴加工及び横
穴サイジング加工とをそれぞれプレス加工にて行う。続
いてタッピング加工をタッピングマシンにて行い、前記
ロッカーアーム形状部１ａと１ｂ及び１ｃと１ｄを１個
づつに分断する分断加工と、分断された各ロッカーアー
ム形状部１ａ〜１ｄに対する仕上げサイジング加工とを
プレス加工にて行う。続いて熱処理及び浸炭焼入加工、
内径研磨加工、そして内径ホーニング加工を行って完成
に至るものである。そして、前記各加工毎に共用できな
いパンチ５１、雌ダイス５２、ストリッパ５３、及びカウ
ンタ５４を交換して、前記各加工を行う。

【００１０】図８は共用化された金型部品を示す断面図
である。上型である上ダイアッセンブリ２０は汎用プレ
ス機に接続されるシャンク２１、上ダイベース２２、中
空円筒状の４本のスライドガイド２３、パンチプレート
２４、及びパンチホルダ２７が設けられ、それぞれが螺
着されて一体に組付けられる。前記パンチプレート２４
にはカウンタ挿通孔２５及びカウンタガイド凹部２６が
設けられる。下型である下ダイアッセンブリ３０は下ダ
イベース３１の中央部にノックアウトガイド凹部３４を
設けたノックアウトガイド３３が取り付けられ、その上
部にノックアウト挿通孔４１を設けた２枚のダイスプレ
ート３５、３６が設けられ、その上部にノックアウト挿
通孔４１及びダイス取付け凹部４２を備えたダイスホル
ダ３７を設けて、それぞれが螺着されて一体に組付けら
れる。また四方の角部には前記スライドガイド２３に挿
通されるべく、前記スライドガイド２３に対応する位置
に、４本のガイドポスト３２が設けられる。また、前記
ノックアウト挿通孔４１及びノックアウトガイド凹部３
４に、それぞれ、ノックアウトピン４０及びノックアウ
ト円盤３９を摺動可能に挿通する。そして、図示略のス
プリング又はシリンダによって加圧されたクッションピ
ン３８によって、前記ノックアウト円盤３９が上方向に
加圧される。以上述べた構成から成る前記上ダイアッセ
ンブリ２０及び下ダイアッセンブリ３０は、前記各加工
に共用で使用され交換されない。

【００１１】次に、各工程の作動を詳細に説明する。図
９はプレス加工によって行われる各加工と、平面形状、
及び取り替えられる金型部品の関係を示す説明図であ
る。まず、第１工程では、常温にて丸棒鋼材を４個取り
に対応する所定の体積に切断して、ロッカーアーム素材
１が形成される。そして、第２工程で摂氏１０００〜１
２００度に加熱され、図１０に示すように、前記上ダイ
アッセンブリ２０にパンチ５１を取り付け、前記下アッ
センブリ３０に雌ダイス５２を取り付けて熱間鍛造加工
が行われる。該熱間鍛造加工によって図１に示すように
４個の同一形状のロッカーアーム形状部１ａ〜１ｄと、
該ロッカーアーム形状部１ａ〜１ｄを接続するつなぎ部
２が同時に形成される。この時外周部にはばり３が発生
する。前記つなぎ部２によって４個のロッカーアーム形
状部１ａ〜１ｄが一体となるため、次工程の第３〜第５
工程において、各ロッカーアーム形状部１ａ〜１ｄの位
置関係が正確に保持され、ぶれやがたつきなどが起こら
ない。従って、成形される寸法精度が向上する。

【００１２】第３工程のトリミング加工は、図１１に示
すように、前記上ダイアッセンブリ２０にパンチ５１、
ストリッパ５３、及びスプリング５５を取り付け、前記
下アッセンブリ３０に雌ダイス５２を取り付けて、摂氏
１０００〜１２００度に加熱した状態で、前記外周部の
ばり３を取り除くばり取りを行う。また熱によって金型
との摩擦が大きくなることによるロッカーアーム１の形
状の狂いを修正するサイジング加工も同時に行われる。
続いて、第４工程でロッカーアーム形状部１ａ〜１ｄの
側面に、図１２に示すように、前記上ダイアッセンブリ
２０に穴抜きピン５６を設けたパンチ５１、ストリッパ
５３、及びスプリング５５を取り付け、前記下アッセン
ブリ３０に雌ダイス５２を取り付けて、丸穴４及び角穴
５を摂氏６００〜８００度の加熱状態で加工する。前記
丸穴４及び角穴５は、加工指示寸法よりも直径あるいは
幅が０．５〜５ミリ程度の小さい下穴をまずプレス加工
して、その後のサイジング加工により加工指示寸法に加
工される。また、前記丸穴４及び角穴５を奇麗に仕上げ
る目的で、穴抜きピン５６はテーパ状に形成され先端の
角部分はＲ面取りされている。

【０００１３】上記各工程によってロッカーアーム形状
部１ａ〜１ｄの平面部の加工が終了する。次に前記ロッ
カーアーム形状部１ａ〜１ｄの側面部の加工を実施する
前に、つなぎ部２を取り除く必要がある。そのため、第
５工程での２分割加工によって摂氏２００〜８００度の
温度で、ロッカーアーム形状部１ａ〜１ｄが図４に示す
ように一対のロッカーアーム形状部１ａと１ｂ及び１ｃ
と１ｄに２分割される。その後つなぎ部２の一部分２ａ
（図４の斜線部）を残して各対毎のロッカーアーム形状
部１ａ，１ｂ及び１ｃ，１ｄの外周を打抜くトリミング
加工が、図１３に示すように、前記上ダイアッセンブリ
２０にボス５７を設けたパンチ５１、ストリッパ５３、
カウンタ５４、及びスプリング５５を取り付け、前記下
アッセンブリ３０に雌ダイス５２を取り付けた金型によ
って行われる。前記トリミング加工を行う雌ダイス５２
は図５に示すように、入口角部５８にＲ面取りまたはテ
ーパー部を設けてばりが発生するのを防止する。また、
この時の雌ダイス５２とボス５７とのクリアランスは、
打ち抜かれるロッカーアーム形状部１ａ〜１ｄの厚さの
０．２〜２％程度に設定する。これらの加工処置を施こ
すことによりロッカーアーム形状部１の側面は奇麗な面
で仕上げられると同時に、熱間及び温間加工時としては
高精度に加工することができる。加工されるロッカーア
ーム形状部１ａ〜１ｄの厚さが２０ミリの場合では、
０．０５ミリ以下の寸法誤差で製作することができる。

【００１４】続いて摂氏２００〜６００度の温度で、第
６工程である横穴加工が、図１４に示すように、前記上
ダイアッセンブリ２０に抜きピン５８を設けたパンチ５
１、ストリッパ５３、及びスプリング５５を取り付け、
前記下アッセンブリ３０に雌ダイス５２を取り付けた金
型によって行われる。前記２分割加工によって分割さ
れ、図６に示すように一対となっているロッカーアーム
形状部１ａと１ｂ及び１ｃと１ｄに対して同時に横穴６
を設ける。この場合に、加工指示寸法に対して直径で
０．０５〜２ミリ程度の取り代を設けて加工される。ま
たロッカーアーム１ａ〜１ｄの横穴６には、一般的なも
のとして１つ穴タイプと２つ穴タイプが有るが、２つ穴
タイプで穴と穴の間隔が接近している場合には、一方の
穴をこの工程で行い、他方の穴は次工程で行うようにし
て金型の強度が低下するのを防止する。この横穴加工時
における抜きピン５８は図７に示すように、角部５９に
Ｒ面取りまたはテーパー部を設ける。それによって、加
工後の横穴６の内壁面が滑らかに仕上がるため、次工程
の横穴サイジング加工時に、横穴６の内壁面に傷、欠
け、破断面の発生を防止することができる。

【００１５】次に摂氏２００〜６００度の温度で、第７
工程である横穴サイジング加工が、図１５に示すよう
に、前記上ダイアッセンブリ２０にサイジングピン６０
を設けたパンチ５１、ストリッパ５３、及びスプリング
５５を取り付け、前記下アッセンブリ３０に雌ダイス５
２を取り付けた金型によって行われる。前記横穴加工と
同様に２個同時に加工される。前記横穴加工によって加
工された横穴の直径０．０５〜２ミリ程度の取り代をサ
イジング加工する。この場合にロッカーアーム形状部１
ａ〜１ｄの外形形状を壊さないように、金型の雌ダイス
５２とストリッパー５３はロッカーアーム形状部１と同
一形状になるような凹部が設けられる。続いて第８工程
であるタッピング加工が、冷間でロッカーアーム形状部
１ａ〜１ｄが２個で一体になった状態に対して行われ
る。この工程は一般的なタッピングマシンにより２個の
一体となったロッカーアーム形状部１ａと１ｂ、または
１ｃと１ｄに、２軸タップによって同時に加工される。

【００１６】そして、第９工程で分断加工である４分割
加工が、図１６に示すように、前記上ダイアッセンブリ
２０に打ち抜き板６１を設けたパンチ５１、ストリッパ
５３、カウンタ５４、及びスプリング５５を取り付け、
前記下アッセンブリ３０に雌ダイス５２を取り付けた金
型によって行われる。それによって、２組の一体となっ
たロッカーアーム形状部１ａと１ｂ、及び１ｃと１ｄを
つなぐつなぎ部２の一部分２ａを打ち抜いて４個の独立
したロッカーアーム形状部１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに分
断される。この４分割加工は、前記横穴サイジング加工
時と同様にロッカーアーム形状部１ａ〜１ｄの既に加工
を終了している形状を壊さないように設定された雌ダイ
ス５２とストリッパー５３によってロッカーアーム形状
部１ａ〜１ｄのうちの１個を挟み込み、平面部の角穴５
及び横穴６にはパイロットピン（図略）を差し込んでプ
レスにて行われる。

【００１７】続いて第１０工程で前記４分割されたロッ
カーアーム形状部１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄをそれぞれ冷
間で、精度の向上及び最終仕上げの目的で汎用プレス機
にて、図１７に示すように、前記上ダイアッセンブリ２
０にパンチ５１、ストリッパ５３、カウンタ５４、及び
スプリング５５を取り付け、前記下アッセンブリ３０に
雌ダイス５２を取り付けた金型によって仕上げサイジン
グ加工を行う。この場合の金型構造はカム（図略）を利
用してプレス機の１ストロークで同時に形状や穴径等の
寸法修正を行う。これにより次工程の焼入れ歪みを見越
して僅かでも精度の向上を図り、精度の高いロッカーア
ーム１を製作する。そのためロッカーアーム１が大量に
生産されても常に高い精度で生産することができる。そ
して、第１１工程で熱処理及び浸炭焼入れ加工が行わ
れ、第１２工程で内径研磨加工、第１３工程で内径ホー
ニング加工が行われて完成に至る。

【００１８】本実施例では、金型１面で４個取りとして
いるが、それに限定されるものではない。１面の金型に
おける多数個取り加工では、同時加工数量が多いほど生
産性は高いが、同時に金型製作上の難度も高くなり、金
型の強度も問題となる。また、熱間鍛造加工だけでな
く、その後の冷間プレス加工についても考慮が必要とな
る。したがって、生産されるロッカーアーム１の形状や
加工難度及び生産数量などを考慮して１個取りから６個
取り程度の金型に決定される。

【００１９】また本実施例では、金型１面で製作される
ロッカーアーム１の形状は同じ形状のものとしている。
それに対して、１シリンダの別々のロッカーアーム１の
形状に対応した異なった形状とすることも可能である。
この場合には１セットの金型で全ての種類のロッカーア
ーム１を生産することができるため、金型費を抑えるこ
とができる。従って、以上述べた点に留意して、ロッカ
ーアーム１を生産する場合には、１面の金型での製品の
取り数、及び１面の金型で同じ種類を生産するか別々の
種類を生産するかを決定する。

【００２０】上記実施例によると、エンジン用ロッカー
アームの金型を一般の汎用プレス装置に組み込むことが
できるので、特別な装置を必要としない。そして、汎用
プレス装置に組み込んで一体として、エンジン用ロッカ
ーアームの専用加工装置とすることも可能である。ま
た、各加工に合わせて部品を交換した金型を使用するこ
とによって、前記汎用プレス装置は１台のみで実施する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の４個のロッカーアーム形状部が一体に
成形された状態を示す平面図である。

【図２】図１におけるロッカーアーム形状部を示す断面
図である。

【図３】各工程と加工温度及び加工取り数を表す工程図
である。

【図４】２分割後のロッカーアーム形状部を示す平面図
である。

【図５】２分割加工を行う雌ダイスを示す断面図であ
る。

【図６】横穴が加工された状態を示す側面図である。

【図７】横穴加工時のパンチを示す断面図である。

【図８】共用化された金型部品の概略を示す断面図であ
る。

【図９】プレス加工によって行われる各加工と、平面形
状、及び取り替えられる金型部品の関係を示す説明図で
ある。

【図１０〜図１７】各加工用に部品が交換された金型の
概略を示す断面図である。

【符号の説明】

１...ロッカーアーム素材、 １ａ〜１ｄ...ロッカーアーム形状部、 ２...つなぎ部、 ３...ばり部、 ４..．丸穴、 ５...角穴、 ６...横穴 ５１...パンチ、 ５２..．雌ダイス、 ５３...ストリッパ、 ５４...カウンタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個のロッカーアーム形状部がつな
   ぎ部により連結された半加工品に対し、前記各ロッカー
   アーム形状部の所定位置に施す穴抜き加工と、つなぎ部
   を切断して所定個数毎に分割する分割加工と、つなぎ部
   を一部分残して所定個数毎のロッカーアーム形状部の外
   周を打抜くトリミング加工と、所定箇所に施す横穴明け
   加工及び横穴サイジング加工と、前記残された一部分の
   つなぎ部を切断して各ロッカーアーム形状部毎に分断す
   る分断加工と、仕上げサイジング加工とを行うため、順
   次汎用プレス機にセットされる金型部品のうち、少なく
   ともパンチ、雌ダイス、ストリッパ、及びカウンタ以外
   の金型部品を共用化したことを特徴とするエンジン用ロ
   ッカーアームの生産方法。