(57)【要約】  【課題】  部分焼入れをしなくても済み、かつかしめ作業が不要である支軸を備えたロッカアームを提供することである。  【解決手段】  ロッカアーム１０１の一対の支持壁４，５に設けられた各支持孔１１，１２に挿入される支軸１３を、プレスにより中空軸状に形成するとともに、そのアキシャル方向の両端部をラジアル方向の内側に向かって折り返し、各折返し部１９，２１を形成する。支軸１３の始端部１５と終端部１６を、各支持壁４，５の支持孔１１，１２に圧入させることにより、かしめ作業を不要にするとともに、中間部１７の外径Ｄ２を、各支持壁４，５の支持孔１１，１２の内径ｄ１よりも径小にして、回転ローラ２に装着された針状ころ軸受１４の軌道面１８となる支軸１３の中間部１７が損傷しないようにする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状の回転ローラと、その回転ローラを挟んでアキシャル方向で対向する一対の支持壁と、それらの支持壁に貫通形成された支持孔に両端部がそれぞれ固定支持されるとともに、前記回転ローラを同心状に挿入して配置される支軸と、その支軸の中間部であって、前記支持壁間の外周面と前記回転ローラの内周面とを軌道面として転動可能に保持された複数の転動体とを備えるロッカアームであって、
前記支軸は、金属板をプレス成形して中空軸状に形成されるとともに、その両端部のうち少なくとも一方には、パイプ状の先端部を所定幅にわたって内面側に折り返すことによって、前記中間部よりも剛性を高められた強化部が形成されていて、
前記支軸が、前記一対の支持壁のうち一方の外側からアキシャル方向他方側に向かって各々の支持孔と回転ローラとに挿入されることにより、前記両端部の外周面が前記支持孔にそれぞれ圧入固定又はかしめ固定され、前記中間部の軌道面が前記転動体を介して前記回転ローラを回転可能に支持することを特徴とするロッカアーム。
【請求項２】
環状の回転ローラと、その回転ローラを挟んでアキシャル方向で対向する一対の支持壁と、それらの支持壁に貫通形成された支持孔に両端部がそれぞれ固定支持されるとともに、前記回転ローラを同心状に挿入して配置される支軸と、その支軸の中間部であって、前記支持壁間の外周面と前記回転ローラの内周面とを軌道面として転動可能に保持された複数の転動体とを備えるロッカアームであって、
前記支軸は、金属板をプレス成形して中空軸状に形成されるとともに、その両端部のうち一方には、パイプ状の先端部がプレスにより閉鎖成形された有底筒状に形成されることによって、前記中間部よりも剛性を高められた強化部が形成されていて、
前記支軸が、前記一対の支持壁のうち一方の外側からアキシャル方向他方側に向かって各々の支持孔と回転ローラとに挿入されることにより、前記両端部の外周面が前記支持孔にそれぞれ圧入固定又はかしめ固定され、前記中間部の軌道面が前記転動体を介して前記回転ローラを回転可能に支持することを特徴とするロッカアーム。
【請求項３】
前記支軸の中間部に位置する軌道面が、前記両端部のうち少なくとも一方の外周面よりも径小に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のロッカアーム。
【請求項４】
前記支軸の両端部のうち、前記支持壁の支持孔に始めに挿入される一方の端部の剛性と、後から挿入される他方の端部の剛性とを比較したとき、後者が前者と同等又は剛性大となるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のロッカアーム。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載されたロッカアームの製造方法であって、
パイプ状の支軸素材の中間部に、プレスによって両端部よりも小径の径小部を形成する径小部形成工程と、
その径小部形成工程の後工程として又はその前工程として、前記パイプ状の支軸素材の両端部のうち少なくとも一方に前記強化部を形成する強化部形成工程と、
前記径小部形成工程及び強化部形成工程により作成された前記支軸素材の全面を焼入れ処理する焼入れ工程と、
その焼入れ工程を経て作成された前記支軸の両端部のうち剛性が低く形成された端部を前記支持壁の支持孔に挿入し、その後に両端部のうち剛性が高く形成された端部を前記支持壁の支持孔に挿入することによって、前記支軸を前記支持壁に圧入固定又はかしめ固定する支軸圧入工程と、
を含むことを特徴とするロッカアームの製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載されたロッカアームの製造方法であって、
パイプ状の支軸素材の中間部に、プレスによって両端部よりも小径の径小部を形成する径小部形成工程と、
その径小部形成工程の後工程として又はその前工程として、前記パイプ状の支軸素材の両端部のうち少なくとも一方に前記強化部を形成する強化部形成工程と、
前記支軸の両端部のうち剛性が低く形成された端部を前記支持壁の支持孔に挿入し、その後に両端部のうち剛性が高く形成された端部を前記支持壁の支持孔に挿入することによって、前記支軸を前記支持壁に圧入固定又はかしめ固定する支軸圧入工程と、
前記支持壁に前記支軸が圧入固定又はかしめ固定された状態のロッカアーム原体を焼入れ処理する焼入れ工程と、
を含むことを特徴とするロッカアームの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のエンジンのバルブ開閉機構に使用されるロッカアーム及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両（自動車）の動弁系に使用されているバルブ駆動システムとして、ロッカアーム式バルブシステムが存している。このシステムにおいては、カムの回転が、ロッカアームを介してバルブに伝達される。ロッカアームは、支軸（ロッカアームシャフト）を支点として往復回動される。ロッカアームの技術として、特許文献１，２に開示されるものが存している。
【０００３】
ここで、ロッカアームの本体部は断面Ｕ字状であり、一対の支持壁を貫通する支持孔が設けられていて、この支持孔に支軸が挿入される。支持孔に挿入された支軸は、支持壁における支持孔の周壁面とかしめられることによってその回り止めが図られている。
【０００４】
ロッカアームの支軸の外周面は、回転ローラに装着された針状ころ軸受の転動面となり、所定の強度を必要とするため、焼入れが施されている。しかし、支軸の両端部は支持孔の周壁面とかしめられるため、支軸の両端部に焼入れを施すことはできない。この結果、従来のロッカアームの支軸では、支軸の外周面にのみ部分的な焼入れを施している。しかし、支軸に部分的な焼入れを施す作業は面倒であり、支軸のコストアップにつながってしまう。また、ロッカアームの本体部の支持孔に挿入させた後、かしめ工程を必要とするので、更にコストアップとなってしまう。
【０００５】
上記した不具合を解消するため、支軸の全体に焼入れを施した後、研磨して、支軸をロッカアームの本体部の支持孔に圧入することも想定される。しかし、圧入によって支軸の外周面（転動面）を損傷させてしまうおそれがある。
【特許文献１】特開２００６−６３９１７号公報
【特許文献２】特開２００４−１１６５８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記した不具合に鑑み、部分焼入れをしなくても済み、かつかしめ作業が不要である支軸を備えたロッカアームを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００７】
上記課題を達成するための第１の発明は、
環状の回転ローラと、その回転ローラを挟んでアキシャル方向で対向する一対の支持壁と、それらの支持壁に貫通形成された支持孔に両端部がそれぞれ固定支持されるとともに、前記回転ローラを同心状に挿入して配置される支軸と、その支軸の中間部であって、前記支持壁間の外周面と前記回転ローラの内周面とを軌道面として転動可能に保持された複数の転動体とを備えるロッカアームであって、
前記支軸は、金属板をプレス成形して中空軸状に形成されるとともに、その両端部のうち少なくとも一方には、パイプ状の先端部を所定幅にわたって内面側に折り返すことによって、前記中間部よりも剛性を高められた強化部が形成されていて、
前記支軸が、前記一対の支持壁のうち一方の外側からアキシャル方向他方側に向かって各々の支持孔と回転ローラとに挿入されることにより、前記両端部の外周面が前記支持孔にそれぞれ圧入固定又はかしめ固定され、前記中間部の軌道面が前記転動体を介して前記回転ローラを回転可能に支持することを特徴としている。
【０００８】
本発明に係るロッカアームは上記した構成であり、金属板をプレス成形して中空軸状に形成されている。そして、支軸の両端部の外周面が、ロッカアームの支持壁の支持孔に圧入固定されるため、支軸を挿入した後で、支軸の端縁部と支持孔の端縁部とをかしめる作業が不要になる。支軸の両端部の少なくとも一方の剛性が高められているため、ロッカアームの支持壁の支持孔に圧入された場合であっても、支軸に歪等が生じにくく、その精度に悪影響を及ぼすおそれが小さくなる。この結果、支軸を支持壁の支持孔に圧入させるだけで済み、支軸の組付け作業が容易になる。また、支軸をプレス成形によって製造できるため、安価である。
【０００９】
また、第２の発明は、
環状の回転ローラと、その回転ローラを挟んでアキシャル方向で対向する一対の支持壁と、それらの支持壁に貫通形成された支持孔に両端部がそれぞれ固定支持されるとともに、前記回転ローラを同心状に挿入して配置される支軸と、その支軸の中間部であって、前記支持壁間の外周面と前記回転ローラの内周面とを軌道面として転動可能に保持された複数の転動体とを備えるロッカアームであって、
前記支軸は、金属板をプレス成形して中空軸状に形成されるとともに、その両端部のうち一方には、パイプ状の先端部がプレスにより閉鎖成形された有底筒状に形成されることによって、前記中間部よりも剛性を高められた強化部が形成されていて、
前記支軸が、前記一対の支持壁のうち一方の外側からアキシャル方向他方側に向かって各々の支持孔と回転ローラとに挿入されることにより、前記両端部の外周面が前記支持孔にそれぞれ圧入固定又はかしめ固定され、前記中間部の軌道面が前記転動体を介して前記回転ローラを回転可能に支持することを特徴としている。
【００１０】
第２の発明では、第１の発明が支軸の少なくとも一方の先端部を内面側に折り返すことによって強化部が形成されているのに対し、支軸の少なくとも一方の先端部が有底筒状に形成されることによって強化部が形成されている。このため、第１の発明と同様な作用効果が奏される。
【００１１】
そして、上記した第１及び第２の発明に対して、前記支軸の中間部に位置する軌道面を、前記両端部のうち少なくとも一方の外周面よりも径小に形成してもよい。
【００１２】
これにより、支軸を支持壁の支持孔に挿入させるときに、軌道面を損傷させるおそれをなくすことができる。
【００１３】
そして、前記支軸の両端部のうち、前記支持壁の支持孔に始めに挿入される一方の端部の剛性と、後から挿入される他方の端部の剛性とを比較したとき、後者が前者と同等又は剛性大となるように構成されていることが望ましい。
【００１４】
支軸において、後から挿入される他方の端部の剛性が、先に挿入される一方の端部の剛性よりも大になっている。このため、後から挿入される他方の端部において、支持孔に圧入されることによって支軸の外周面に及ぶ変位が小さくなり、他方の端部における圧入の効果をそのまま維持させることができる。この結果、かしめ作業を不要にしたまま、支軸の圧入作業が容易になる。
【００１５】
このロッカアームの製造方法では、
パイプ状の支軸素材の中間部に、プレスによって両端部よりも小径の径小部を形成する径小部形成工程と、
その径小部形成工程の後工程として又はその前工程として、前記パイプ状の支軸素材の両端部のうち少なくとも一方に前記強化部を形成する強化部形成工程と、
前記径小部形成工程及び強化部形成工程により作成された前記支軸素材の全面を焼入れ処理する焼入れ工程と、
その焼入れ工程を経て作成された前記支軸の両端部のうち剛性が低く形成された端部を前記支持壁の支持孔に挿入し、その後に両端部のうち剛性が高く形成された端部を前記支持壁の支持孔に挿入することによって、前記支軸を前記支持壁に圧入固定する支軸圧入工程と、
を含むことを特徴としている。
【００１６】
ロッカアームが上記した各工程を経て製造される。各工程のうち、支軸素材の焼入れ工程では、その全面を焼入れ（例えば、浸炭焼入れ又は浸炭窒化）するだけで済み、従来のロッカアームの支軸のように、部分的に焼入れをすることが不要になる。そのため、焼入れ作業が極めて容易になる。
【００１７】
更に、パイプ状の支軸素材の中間部に、プレスによって両端部よりも小径の径小部を形成する径小部形成工程と、
その径小部形成工程の後工程として又はその前工程として、前記パイプ状の支軸素材の両端部のうち少なくとも一方に前記強化部を形成する強化部形成工程と、
前記支軸の両端部のうち剛性が低く形成された端部を前記支持壁の支持孔に挿入し、その後に両端部のうち剛性が高く形成された端部を前記支持壁の支持孔に挿入することによって、前記支軸を前記支持壁に圧入固定又はかしめ固定する支軸圧入工程と、
前記支持壁に前記支軸が圧入固定又はかしめ固定された状態のロッカアーム原体を焼入れ処理する焼入れ工程と、
を含むことを特徴とするロッカアームの製造方法であってもよい。
【００１８】
このように、支軸を圧入した状態で、ロッカアーム原体の全体に焼入れ処理をしてもよい。この製造方法であっても、前述した製造方法と同様に、従来のロッカアームの支軸のように、部分的に焼入れをすることが不要になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施例を説明する。図１はロッカアーム１０１の分解斜視図、図２は使用状態のロッカアーム１０１の正面図、図３はロッカアーム１０１の本体部３と支軸１３とを分離させた状態の正面断面図、図４はロッカアーム１０１の製造工程のフローチャート、図５はロッカアーム１０１の正面断面図である。
【実施例１】
【００２０】
本実施例のロッカアームは、車両（自動車）におけるエンジンの動弁系のバルブ駆動システムに使用されるものである。即ち、図１及び図２に示されるように、本発明の第１実施例のロッカアーム１０１は、カム１を当接させるための転動する回転ローラ２と、回転ローラ２を回転自在に支持する本体部３とを備えている。
【００２１】
ロッカアーム１０１の本体部３は、所定間隔をおいて対向配置された一対の支持壁４，５と、一対の支持壁４，５の間に取り付けられた２個の連接壁６，７とを備えている。一方側の連接壁６は、ラッシュアジャスタ８（図２参照）の上端部が当接するピボット受け部として用いられ、他方側の連接壁７は、バルブステム９の上端部を嵌入させるバルブステム嵌入部として用いられる。
【００２２】
正面視における一対の支持壁４，５のほぼ中央部には、それぞれ支持孔１１，１２が設けられている。これらの支持孔１１，１２に支軸１３が挿入されている。この支軸１３に、回転ローラ２が取り付けられている。回転ローラ２の軸孔の部分には、複数本の転動体（針状ころ１４ａ）を備える針状ころ軸受１４が装着されていて、回転ローラ２は、針状ころ軸受１４を介して回転自在である。
【００２３】
図３に示されるように、第１実施例のロッカアーム１０１の支軸１３はパイプ状であり、支持壁４に最初に挿入される側の端部（図３の図面視における左側の端部で、以下、「始端部１５」と記載する）と、支持壁４に最後に挿入される側の端部（図３の図面視における右側の端部で、以下、「終端部１６」と記載する）と、始端部１５と終端部１６との間に形成された径小の中間部１７とを備えている。始端部１５と終端部１６との長さＬ１はほぼ同一であり、ロッカアーム１０１の本体部３における各支持壁４，５の厚みとほぼ等しい。また、中間部１７の長さＬ２は、始端部１５又は終端部１６の長さよりも長い。支持壁３の中間部１７の外周面には、回転ローラ３の各針状ころ１４ａを転動させるための軌道面１８が形成されている。
【００２４】
支軸１３において、始端部１５と終端部１６の外径はいずれもＤ１であり、ロッカアーム１０１の本体部３における各支持壁４，５の支持孔１１，１２の内径ｄ１よりも僅かに大きい。同じく、中間部１７の外径Ｄ２は、回転ローラ２の針状ころ軸受１４の内径ｄ２に対応していて、本体部３の各支持孔１１，１２の内径ｄ１よりも僅かに小さい。このため、支軸１３の始端部１５と終端部１６とは、本体部３の各支持孔１１，１２に圧入される。
【００２５】
始端部１５及び終端部１６は、それらの長さＬ１に対応する分だけ、支軸１３の内周面の側に向かって折り返されていて、各折返し部１９，２１が形成されている。このため、始端部１５及び終端部１６の部分は二重構造となっていて、支軸１３におけるこれらの部分の剛性は、同じく中間部１７の剛性よりも高められている。
【００２６】
次に、図４を参照しながら、支軸１３の製造方法について説明する。この支軸１３は、金属板（例えば、低炭素鋼やクロムモリブデン鋼より成る板）を深絞り加工することにより、ストレートパイプ形状の支軸素材２２が形成される（支軸素材形成工程）。次に、この支軸素材２２を軸線２２ａ周りに回転させながら、支軸素材２２におけるアキシャル方向の中間部分に型２３を押し付けて転造加工を行うことにより、両端部の外径よりも小さい径小部２４が形成される（径小部形成工程）。そして、支軸素材２２の両端部がラジアル方向の内側（内周面の側）に向かって折り返されて、各折返し部１９，２１が形成される（折返し部形成工程）。これにより、支軸原体２５が成形される。なお、径小部形成工程と折返し部形成工程とは、いずれを先に行ってもよい。
【００２７】
上記した工程を経て製造された支軸原体２５の外周面に、焼入れがされる（焼入れ工程）。この焼入れは、例えば、浸炭焼入れ又は浸炭窒化である。これにより、支軸原体２５の外周面の全体が硬化され、支軸１３が形成される。このように、本実施例の支軸１３の場合、支軸原体２５の全体に焼入れをすれば済む（換言すれば、部分焼入れが不要である）ため、焼入れ作業が容易である。
【００２８】
そして、別工程で製造された本体部３の各支持壁４，５の支持孔１１，１２と回転ローラ２の針状ころ軸受１４に、支軸１３が圧入されて、ロッカアーム１０１が形成される（支軸圧入工程）。このとき、図３に示されるように、支軸１３の始端部１５の外径Ｄ１は、手前側の支持壁４の支持孔１１の内径ｄ１よりも僅かに大きいため、支持孔１１に圧入される。始端部１５が支持壁４の支持孔１１を通過すると、支軸１３の中間部１７が、支持壁４の支持孔１１に挿入される。支軸１３の中間部１７の外径Ｄ２は、支持壁４の支持孔１１の内径ｄ１よりも僅かに小さいため、支軸１３の中間部１７は支持孔１１にそのまま挿入される。このため、支軸１３の中間部１７の外周面に形成される回転ローラ３の軌道面１８が損傷するおそれはない。
【００２９】
そして、図５に示されるように、支軸１３の始端部１５が、奥側の支持壁５の支持孔１２に挿入されて。ロッカアーム１０１が形成される。同時に、支軸１３の終端部１６が、手前側の支持壁４の支持孔１１に挿入される。支軸１３の始端部１５及び終端部１６の外径Ｄ１は、一対の支持壁４，５の支持孔１１，１２の内径ｄ１よりも僅かに大きいため、支軸１３の始端部１５と終端部１６とは、それぞれ支持孔１１，１２に圧入される。これにより、支軸１３が一対の支持壁４，５に強固に固定され、支軸１３の回り止めが図られる。この結果、支軸１３の端縁部と各支持壁孔１１，１２の周縁部とをかしめる作業が不要となる。
【００３０】
上記した製造方法では、焼入れされた支軸１３を、ロッカアーム１０１の各支持孔１１，１２に圧入させている。しかし、支軸原体２５（焼入れがされる前の支軸）を、ロッカアーム１０１の各支持孔１１，１２に圧入させて形成されたロッカアーム原体の全体に対して焼入れをしてもよい。
【００３１】
上記した支軸１３は、アキシャル方向の両端部に各折返し部１９が形成されることにより、両端部の剛性を高めた形態である。しかし、支軸１３を有底円筒状としてもよい。即ち、図６の（ａ）に示されるように、支軸１３の両端部をラジアル方向の内側に向かってほぼ直角に折り曲げることにより、各折曲げ部２６，２７を形成してもよい。また、図６の（ｂ）に示されるように、これらの折曲げ部２６，２７を内周面の側に向かって更に折り曲げ、支軸１３の内周面との鋭角の形成角度θ１，θ２となる各折曲げ部２８，２９を形成してもよい。そして、図６の（ｃ）に示されるように、図６の（ａ）に示される支軸１３の終端部６側の端面部３１を閉塞させてもよい。上記したいずれの場合であっても、外周面の全体に焼入れを施すだけで済む（部分焼入れが不要となる）とともに、本体部３の各支持壁４，５とのかしめ工程も不要となる。
【００３２】
上記した各支軸１３において、始端部１５の側の剛性よりも終端部１６の側の剛性の方が大きくなるように、始端部１５側の肉厚ｔ１よりも、終端部１６側の肉厚ｔ２の方が厚くなっている。即ち、終端部１６が圧入されたときに、その外周面が受ける変位によって、支軸１３が歪む等の精度に対する悪影響が小さくなる。
【実施例２】
【００３３】
次に、第２実施例のロッカアーム１０２について説明する。図７に示されるように、第２実施例のロッカアーム１０２の支軸３２は、始端部１５と中間部１７とが同じ外径Ｄ２を有していて、終端部１６が始端部１５及び中間部１７よりも僅かに大きな外径Ｄ１を有している場合である。そして、本体部３における一対の支持壁４，５の各支持孔１１，１２及び回転ローラ２の針状ころ軸受１４の内径ｄ１，ｄ２は、支軸３２における始端部１５と中間部１７との外径Ｄ２よりも僅かに大きく、終端部１６の外径Ｄ１よりも僅かに小さい。このため、支軸３２は、その終端部１６が、本体部３の手前側の支持壁４に挿入されるときにのみ圧入される。この実施例のロッカアーム１０２の場合、支軸３２の終端部１６のみが圧入されるため、支軸３２の圧入作業が容易になる。また、支軸３２が圧入されるのは、その終端部１６が手前側の支持孔４に１度だけであるため、圧入によって支軸３２の外周面が歪む等の悪影響を最少にすることができる。そして、支軸３２の始端部１５が、奥側の支持壁５の支持孔１２に圧入されていなくても、支軸３２の終端部１６側の端縁部と手前側の支持壁４の支持孔１１の内周縁部とをかしめることも不要である。
【００３４】
上記した支軸３２は、終端部１６の外径Ｄ１が、始端部１５及び中間部１７の外径Ｄ２よりも僅かに大きい場合である。この場合、本体部３の一対の支持壁４，５の支持孔１１，１２の内径ｄ１を同一にすることができるという利点がある。しかし、図８の（ａ）に示されるように、支軸３３の終端部１６の外径Ｄ３が、始端部１５及び中間部１７の外径Ｄ２よりも遥かに大きくなっていて、支軸３３の全体が段付き形状になっていてもよい。また、図８の（ｂ）に示されるように、支軸３４の終端部１６と中間部１７との外径Ｄ３が、始端部１５の外径Ｄ２よりも遥かに大きくなっていてもよい。なお、これらの場合には、各支軸３３，３４の段付き形状に対応するように、本体部３の一対の支持壁４，５の支持孔１１，１２の内径ｄ１を異ならせる必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】ロッカアーム１０１の分解斜視図である。
【図２】使用状態のロッカアーム１０１の正面図である。
【図３】第１実施例のロッカアーム１０１の本体部３と支軸１３とを分離させた状態の正面断面図である。
【図４】ロッカアーム１０１の製造工程のフローチャートである。
【図５】ロッカアーム１０１の正面断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は別形態の支軸１３の正面断面図である。
【図７】第２実施例のロッカアーム１０２の本体部３と支軸３２とを分離させた状態の正面断面図である。
【図８】（ａ）は支軸３３の正面断面図であり、（ｂ）は支軸３４の正面断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０１，１０２：ロッカアーム
２：回転ローラ
４，５：支持壁
１１，１２：支持孔
１３，３２〜３４：支軸
１４ａ：針状ころ（転動体）
１５：始端部（先端部）
１６：終端部（先端部）
１７：中間部
１８：軌道面
１９，２１：折返し部
２２：支軸素材
２４：径小部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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