(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カムとバルブとの間に配置され、前記カムの回転に応じて揺動するものであり、前記バルブのステム端部に支持されるバルブ当接部と、カムに接触するローラと、を備えたロッカアームの製造方法であって、
前記バルブ当接部は、
前記バルブのステム端部の上端面に押圧状態で当接し、ローラの収容空間を区画する受け壁と、
前記受け壁の幅方向の両側端部から下方へ対向して突出し、前記バルブのステム端部の側周面に沿って近接して配置され、少なくとも突出先端部が隣接する部分よりも壁厚が薄い薄肉部となる一対の側壁とからなるロッカアームの製造方法であって、
平面状の板材を前記ロッカアームの略展開形状に打ち抜いた後、前記側壁の少なくとも突出先端部と対応する部分をプレスして薄肉に形成し、次いで、前記受け壁と前記側壁との連結位置を境として折り曲げることで立体的に組み上げ、前記受け壁の上面を叩くことにより、凹部を形成するとともに前記一対の側壁の上端間に架け渡されるようにして幅方向に延びるリブを形成することを特徴とするロッカアームの製造方法。
【請求項２】
前記受け壁を前記収容空間側で拘束した状態で、前記受け壁の上面をプレス機で加圧して、前記凹部及び前記リブを形成する請求項１に記載のロッカアームの製造方法。
【請求項３】
前記凹部及び前記リブの形成後、前記一対の側壁に孔開け加工を行って軸受孔を形成する請求項１又は請求項２に記載の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、ロッカーアームの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示のロッカアームは、内燃機関の動弁機構に設けられ、カムとバルブとの間に配置される。ロッカアームは、一端部に、バルブのステム端部に当接するバルブ当接部（第１端部）を有し、他端部に、ラッシュアジャスタの上端部に当接する被支持部（第２端部）を有し、中間部において、カムに接触するローラを回転可能に支持している。カムの回転によってローラが押圧されると、ロッカアームがラッシュアジャスタの上端部を略支点として揺動し、それに伴いバルブ当接部がバルブを押圧して、バルブの開閉を行うことが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１２２３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、エンジンの高出力化等に応じて動弁機構を円滑に動作させるには、ロッカアームの小型軽量化を図って慣性質量を小さくし、応答性の向上を図ることが求められる。一方、ロッカアームに作用する入力荷重が大きくなれば、ロッカアームの強度剛性をある程度高く維持する必要もある。そうすると、例えば、ロッカアーム全体の板厚を薄肉に形成して慣性質量の低減を実現することができたとしても、反面、ロッカアームの強度低下をもたらして耐久性を確保することができない事態が起こり得る。
【０００５】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、慣性質量の低減を図りながらも耐久性を確保することが可能なロッカーアームの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、カムとバルブとの間に配置され、前記カムの回転に応じて揺動するものであり、前記バルブのステム端部に支持されるバルブ当接部と、カムに接触するローラと、を備えたロッカアームの製造方法であって、前記バルブ当接部は、前記バルブのステム端部の上端面に押圧状態で当接し、ローラの収容空間を区画する受け壁と、前記受け壁の幅方向の両側端部から下方へ対向して突出し、前記バルブのステム端部の側周面に沿って近接して配置され、少なくとも突出先端部が隣接する部分よりも壁厚が薄い薄肉部となる一対の側壁とからなるロッカアームの製造方法であって、平面状の板材を前記ロッカアームの略展開形状に打ち抜いた後、前記側壁の少なくとも突出先端部と対応する部分をプレスして薄肉に形成し、次いで、前記受け壁と前記側壁との連結位置を境として折り曲げることで立体的に組み上げ、前記受け壁の上面を叩くことにより、凹部を形成するとともに前記一対の側壁の上端間に架け渡されるようにして幅方向に延びるリブを形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
バルブ当接部の側壁の少なくとも突出先端部が隣接する部分よりも壁厚が薄くなっているため、その薄くなっている分、慣性質量を小さくすることができる。また、側壁はバルブのステム端部の側周面に沿って近接して配置され、バルブ側から受ける荷重は専ら受け壁に作用するため、バルブ当接部の側壁にさほどの強度が必要とされず、ロッカアーム全体として所定の耐久性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例に係るロッカアームのアーム本体の正面図である。
【図２】同じくアーム本体の側面図である。
【図３】同じくアーム本体の側断面図である。
【図４】同じくアーム本体の概略展開図である。
【図５】動弁装置に設置されたロッカアームの側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の好ましい形態を以下に示す。
前記受け壁には、前記ローラの収容空間を区画して、前記一対の側壁間に架け渡されるようにして延びる厚肉のリブが設けられている。これによれば、受け壁の断面係数がリブによって大きくなるため、バルブから作用する荷重に対して受け壁の変形を効果的に抑えることができる。
【００１０】
板材のプレス加工によって前記受け壁の壁面に前記凹部が形成され、前記リブが前記プレス加工によって前記凹部に隣接して形成される。これによれば、受け壁にリブが設けられるという事情があっても、凹部によって慣性質量が増加するのを抑えることができる。また、バルブへの押圧に起因する応力をリブ側に逃がすことにより、凹部の強度低下を補うことができる。
【００１２】
＜実施例＞
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。本実施例に係るロッカアーム１０は、内燃機関の動弁装置に設けられる。図５に示すように、動弁装置は、ロッカアーム１０に加え、ラッシュアジャスタ６０、カム７０、バルブ８０及びシリンダヘッド９０を備えている。
【００１３】
図５に示すように、シリンダヘッド９０には、通気路９１（吸気ポート又は排気ポート）が設けられている。シリンダヘッド９０の上面には通気路９１と連通するステム孔９２が開口して設けられている。ステム孔９２には、バルブ８０のステム８１（軸部）が摺動可能に挿入されている。ステム８１の上端部（以下、ステム端部８１Ａという）は、シリンダヘッド９０の上面上方に突出して配置され、略円筒状のキャップ８２が冠着される部分として構成される。バルブ８０は、常にはバルブスプリング８５によって閉弁方向（上方）に付勢されている。そして、バルブ８０のステム端部８１Ａにはロッカアーム１０の長さ方向の一端部（後述するバルブ当接部１５）が支持される。
【００１４】
シリンダヘッド９０の上面には、ステム孔９２と間隔をあけて、取付凹部９３が開口して設けられている。取付凹部９３には、ロッカアーム１０を支持する支持部材としてのラッシュアジャスタ６０が嵌合して取り付けられている。また、シリンダヘッド９０の内部には給油路９４が設けられ、取付凹部９３に給油路９４が連通している。
【００１５】
ラッシュアジャスタ６０は、筒状のボディ６１と、ボディ６１内を上下方向に移動可能なプランジャ６２とを有している。ボディ６１が取付凹部９３に挿入されると、プランジャ６２の上端部がシリンダヘッド９０の上面上方に突出して配置され、プランジャ６２の上端部に設けられた半球凸面状の支持部６３にロッカアーム１０の長さ方向の他端部（後述する支持当接部１７）が支持される。かかるラッシュアジャスタ６０は、給油路９４から供給される作動油の油圧に基づいて、プランジャ６２がボディ６１に対して上下に往復移動することにより、ロッカアーム１０とバルブ８０とのクリアランスを自動調整するようになっている。また、シリンダヘッド９０の上面上方には、カムシャフト７１に設けられたカム７０が配置されている。カム７０はロッカアーム１０に設けられたローラ１１と接触している。
【００１６】
ロッカアーム１０は、ローラ１１を介してカム７０側から押圧された状態で、ラッシュアジャスタ６０の支持部６３とバルブ８０のステム端部８１Ａとにまたがって設置されている。このロッカアーム１０は、ローラ１１と、ローラ１１を収容可能なアーム本体１２とからなる。
【００１７】
アーム本体１２は、後述するように、図４に示す金属製の板材４０を曲げ加工等して成形され、図１〜図３に示すように、上下にほぼ沿って互いに対向して配置される一対の側壁１３と、長さ方向の一端部において、両側壁１３Ａと両側壁１３Ａの上端部間に架設される受け壁１４とからなるバルブ当接部１５と、長さ方向の他端部において、両側壁１３Ｂと両側壁１３Ｂの上端部間に架設される半球凹面状の摺動壁１６とからなる支持当接部１７とによって構成される。摺動壁１６内にはラッシュアジャスタ６０の支持部６３が嵌合させられ、ロッカアーム１０の揺動時に、ラッシュアジャスタ６０の支持部６３に摺動壁１６の内周面が摺動可能に支持されるようになっている（図５を参照）。
【００１８】
アーム本体１２の中間部には、バルブ当接部１５と支持当接部１７との間に、ローラ１１の収容空間１８が開口して設けられている。図２及び図３に示すように、両側壁１３のうち、収容空間１８の両側に配置される部分（以下、ローラ支持側壁１３Ｃという）は、側面視山型に突き出る形態とされ、収容空間１８を介して同軸で貫通する軸受孔１９を有している。両側壁１３の軸受孔１９には、支軸２０が貫通して装着され、支軸２０の外周に、ローラ１１が回転可能に支持されている（図５を参照）。
【００１９】
さて、バルブ当接部１５は、図１に示すように、正面視門型をなし、既述したように、幅方向（図示左右方向）にほぼ沿った受け壁１４と、受け壁１４の幅方向両端部（以下、両側端部１４Ａという）から互いに対向してほぼ平行に突出する一対の側壁１３Ａとで構成されている。受け壁１４と両側壁１３Ａとで区画される内側空間は、バルブ８０のステム端部８１Ａが挿入される組付空間２１とされている（図５を参照）。
【００２０】
バルブ当接部１５の受け壁１４は、バルブ８０のステム端部８１Ａの上端面に押圧状態で当接して、バルブ８０に対しバルブスプリング８５の付勢力に抗して押圧力を付与するようになっている。このため、カム７０側からの押圧力がバルブスプリング８５の付勢力に打ち勝つと、バルブ８０が下方へ変位して開弁され、カム７０側からの押圧力に対してバルブスプリング８５の付勢力が上回ると、バルブ８０が上方へ変位して閉弁されるようになっている。バルブ８０の開閉時においては、ラッシュアジャスタ６０によって受け壁１４とステム端部８１Ａとの当接状態が常に維持されるようになっている。
【００２１】
また、バルブ当接部１５の両側壁１３Ａは、バルブ８０のステム端部８１Ａの側周面に沿って当接可能に近接して配置され、主としてバルブ８０のステム端部８１Ａからロッカアーム１０が脱落するのを規制する役割を担っている。
【００２２】
バルブ当接部１５の両側壁１３Ａには、平板状の板材４０の外面を叩くことにより、図１に示すように、隣接する部分（ローラ支持側壁１３Ｃや受け壁１４との連結部分）の壁厚ｔ１よりも小さい壁厚ｔ２とされる薄肉部２３が形成されている。両側壁１３Ａの外面には、薄肉部２３と対応する位置に、凹所２４が形成されている。この凹所２４は、側壁１３の隣接する部分に対して実質的に段付き部分を有さず曲面状に連なっている。そして、本実施例の場合、薄肉部２３は、バルブ当接部１５の両側壁１３Ａのうち、受け壁１４との連結部分を除く部分（図４における破線Ａの内側の部分）のほぼ全体に亘って設けられている。好ましくは薄肉部２３は、バルブ当接部１５の両側壁１３Ａのうち、少なくとも突出先端部（図示下端部）を含む部分に広範に形成されている。そして、バルブ当接部１５の両側壁１３Ａは、薄肉部２３をプレス成形する際に板材４０が変肉されて展延されることにより、バルブ８０のステム端部８１Ａからロッカアーム１０が脱落するのを防止するに足る所定の面積及び突出長さを確保することが可能となっている。
【００２３】
また、図３に示すように、バルブ当接部１５の受け壁１４の外面には、同じく板材４０の外面を叩くことにより、凹部２５が形成されている。凹部２５は、受け壁１４のうち、ローラ１１の収容空間１８を区画する縁部（以下、受け壁１４の縁部２７という）の外面と両側端部１４Ａ側の外面とを除く部分のほぼ全体に亘って設けられている。受け壁１４の縁部２７の外面には、凹部２５をプレス成形する際に板材４０が変肉されて寄ることにより、両側壁１３の上端間に架け渡されるようにして幅方向の延びる形態をなすリブ２６が形成される。本実施例の場合、リブ２６の両端は両側壁１３の上端に実質的に連結された状態にある。また、図３に示すように、受け壁１４は、側断面視において、凹部２５を有して曲面状に連なる帯板部分の縁部２７からリブ２６が起立する形態になっている。
【００２４】
以上が本実施例に係るロッカアーム１０の構造であり、続いて、ロッカアーム１０の製造方法について説明する。
図４に示すように、平板状の金属製の板材４０を、ロッカアーム１０のアーム本体１２の展開形状とほぼ対応する形状（以下、略展開形状という）に打ち抜く。この段階では、未だ軸受孔１９が穿設されておらず、中央部に、収容空間１８と対応する空間４１が形成されている。
【００２５】
続いて、略展開形状の板材４０の両端角部（破線Ａの内側の部分）をプレス機で加圧して、薄肉部２３の凹所２４を形成する。また、これと前後して、略展開形状の板材４０の両側突出部分４３を、空間４１を狭める方向に加圧変形させて、ローラ支持側壁１３Ｃを形成する。また、適宜の時期に、略展開形状の板材４０の長さ方向の他端部を膨出変形させて、摺動壁１６を形成する。
【００２６】
次いで、両側壁１３と摺動壁１６との連結部分及び両側壁１３と受け壁１４との連結部分を通る互いに平行な一対の折れ線Ｂに沿って、略展開形状の板材４０を立体的に組み上げることにより、断面門型をなすバルブ当接部１５及び支持当接部１７を形成する。
【００２７】
さらに、受け壁１４の縁部２７を収容空間１８側で拘束した状態で、受け壁１４の外面をプレス機で加圧して、凹部２５及びリブ２６を形成する。そして、ローラ支持側壁１３Ｃに孔開け加工を行って軸受孔１９を形成する。かくして、薄肉部２３、凹部２５及びリブ２６を有するアーム本体１２が比較的容易に製造される。
【００２８】
上記により製造されるロッカアーム１０によれば、バルブ当接部１５の両側壁１３Ａの薄肉部２３によって慣性質量が小さく抑えられる。これにより、例えば、薄肉部２３の壁厚を４０％減じることにより、構造解析上、慣性質量の低減率が１２．５％になるという有意な数値を得ることが可能となる。
【００２９】
また、両側壁１３に薄肉部２３が形成されるという事情があっても、両側壁１３そのものはロッカアーム１０の脱落を防止するに足る強度さえ確保されていればよく、バルブ８０側からの反力を直接受ける受け壁１４ほどの強度が必要とされないため、ロッカアーム１０の機能上とくに支障をきたすことはない。
【００３０】
しかも、本実施例の場合、受け壁１４の縁部２７にリブ２６が形成されているため、受け壁１４の縁部２７の断面係数を大きく確保することができ、受け壁１４の強度剛性を高めることができる。この場合にあっても、受け壁１４にはリブ２６とともに凹部２５が形成されるため、慣性質量が増加するのを抑えることができる。また、バルブ８０との当接に起因する応力がリブ２６側に逃がされることで、受け壁１４全体として応力低減を図ることができる。例えば、リブ２６によって断面係数を１７％上昇させることにより、構造解析上、剛性を２０％、疲労強度を１２％向上させることが可能となるものである。
したがって、本実施例によれば、慣性質量の低減を図りながらも耐久性を確保することが可能なロッカアーム１０が提供される。
【００３１】
＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような態様も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）バルブ当接部の両側壁の内面をプレス機で加圧することにより、薄肉部が形成されるものであってもよい。また、場合によっては、薄肉部は、バルブ当接部の両側壁の内外両面をプレス機で加圧することによって形成されるものであってもよい。
（２）バルブ当接部の受け壁の内面をプレス機で加圧することにより、凹部及びリブが形成されるものであってもよい。また、場合によっては、凹部及びリブは、バルブ当接部の受け壁の内外両面をプレス機で加圧することによって形成されるものであってもよい。
（３）慣性質量の低減に貢献できるのであれば、バルブ当接部の両側壁の突出先端部のみを薄肉とする構成であってもよい。
（４）凹部及びリブを成形するタイミングは、アーム本体を曲げ加工する前であってもよい。
（５）ロッカアームは、曲げ加工を要しない鋳造品で構成されるものであってもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１０…ロッカアーム
１１…ローラ
１２…アーム本体
１３…側壁
１３Ａ…（バルブ当接部の）側壁
１４…受け壁
１４Ａ…(受け壁の)側端部
１５…バルブ当接部
１７…支持当接部
１８…収容空間
２３…薄肉部
２５…凹部
２６…リブ
４０…板材
７０…カム
８０…バルブ
８１Ａ…ステム端部
【図１】
0006769691.tif 000002
【図２】
0006769691.tif 000003
【図３】
0006769691.tif 000004
【図４】
0006769691.tif 000005
【図５】
0006769691.tif 000006