(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に延びて並列に配置される両側壁と、その両側壁における長手方向一端側の下端間を連結する一端側連結壁とを有する中間製品を得る工程と、
前記中間製品の一端側における両側壁に外側から切込パンチを打ち込んで、両側壁の外面部に長手方向に延びる切込部を形成する切込工程と、
前記両側壁の外面部を外側から第１押込パンチを打ち込んで、両側壁外面部における切込部よりも下側領域を下方に塑性流動させて、前記一端側連結壁の両側に下方突出状に立ち上がり壁を形成する第１押込工程と、
前記一端側連結壁の両側立ち上がり壁を外側から第２押込パンチを打ち込んで成形することにより、バルブステムガイド壁を形成する第２押込工程と、を含み、
前記切込工程、第１押込工程及び第２押込工程は、前記一端側連結壁を上下から挟み込んで支持固定した状態で行われることを特徴とするロッカーアームの製造方法。
【請求項２】
前記切込パンチは、その打ち込み面が下方に向かうに従って打ち込み方向に対し後退する下向き傾斜面に形成される請求項１に記載のロッカーアームの製造方法。
【請求項３】
前記第１押込パンチは、その打ち込み面が打ち込み方向に対し直交する垂直面に形成される請求項１または２に記載のロッカーアームの製造方法。
【請求項４】
前記第２押込パンチは、その打ち込み面が下方に向かうに従って打ち込み方向に対し進出する上向き傾斜面に形成される請求項１〜３のいずれか１項に記載のロッカーアームの製造方法。
【請求項５】
前記切込部の端部が前記両側壁の長手方向端部まで到達せずに、前記両側壁の長手方向端部に切込部が形成されない部分が設けられる請求項１〜４のいずれか１項に記載のロッカーアームの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば車両の内燃機関における動弁機構において、バルブの開閉を行うためのロッカーアームの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用内燃機関の動弁機構においては、クランクシャフトに連動して回転するカムの回転運動を、吸気弁や排気弁等のバルブにおけるバルブステムの往復運動に変換するためのロッカーアームが設けられている。このロッカーアームは、カムの回転に伴って長手方向端部のピボット軸を支点に揺動させて、その揺動側端部によってバルブステムを押し下げるように上下動させることにより、バルブを開閉させるものである。
【０００３】
ロッカーアームは、長手方向一端側に断面Ｕ字状のバルブステム当接側端部を有しており、その底壁（連結壁）に上記バルブステムが当接されるよう構成されている。さらにそのバルブステム当接側端部の連結壁における下面両側には、長手方向に沿って延びる一対のバルブステムガイド壁が設けられており、このガイド壁間にバルブステムが配置されることにより、ロッカーアームのバルブステムに対する水平方向の位置ずれ動作が防止されるよう構成されている。
【０００４】
このようなロッカーアームは、複雑な形状を有する上、高い剛性も必要であるため、従来においては、鍛造や精密鋳造（ロストワックス）により製造するのが一般的であった。
【０００５】
ところが近年、内燃機関の高速回転化、高出力化に伴って、慣性重量の低減のために、ロッカーアームの軽量化が望まれ、ロッカーアームをプレス加工により製造する技術が多数提案されている。
【０００６】
ロッカーアームをプレス加工により製造する場合、そのバルブステム当接側端部の加工方法としては、たとえば下記特許文献１に示すように、プレス加工により断面Ｕ字状に成形されたバルブステム当接側端部に対し、加圧成形を行って、バルブステム当接側端部における底壁の下面両側部を増肉して増肉部を形成した後、加圧成形を行って増肉部を突出状に形成してバルブステムガイド壁を形成するものが周知である。
【特許文献１】特開２００１−１９８６４１号（特許請求の範囲、図４−１２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に示す従来のロッカーアームの製造方法においては、加圧成形によって、バルブステム当接側端部の増肉加工や、増肉部の成形加工など、構成金属材の塑性流動（肉の流動）を行うものである。
【０００８】
ところが、このような塑性流動加工では、肉の流動方向や、流動量を的確にコントロールすることが困難であり、バルブステムガイド壁を安定して形成することができないという問題があった。
【０００９】
この発明は、上記従来技術の問題を解消し、バルブステムガイド壁を安定して形成することができる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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を要旨としている。
【００１１】
［１］  所定方向に延びて並列に配置される両側壁と、その両側壁における長手方向一端側の下端間を連結する一端側連結壁とを有する中間製品を得る工程と、
前記中間製品の一端側における両側壁に外側から切込パンチを打ち込んで、両側壁の外面部に長手方向に延びる切込部を形成する切込工程と、
前記両側壁の外面部を外側から第１押込パンチを打ち込んで、両側壁外面部における切込部よりも下側領域を下方に塑性流動させて、前記一端側連結壁の両側に下方突出状に立ち上がり壁を形成する第１押込工程と、
前記一端側連結壁の両側立ち上がり壁を外側から第２押込パンチを打ち込んで成形することにより、バルブステムガイド壁を形成する第２押込工程と、を含むことを特徴とするロッカーアームの製造方法。
【００１２】
［２］  前記切込パンチは、その打ち込み面が下方に向かうに従って打ち込み方向に対し後退する下向き傾斜面に形成される前項１に記載のロッカーアームの製造方法。
【００１３】
［３］  前記第１押込パンチは、その打ち込み面が打ち込み方向に対し直交する垂直面に形成される前項１または２に記載のロッカーアームの製造方法。
【００１４】
［４］  前記第２押込パンチは、その打ち込み面が下方に向かうに従って打ち込み方向に対し進出する上向き傾斜面に形成される前項１〜３のいずれか１項に記載のロッカーアームの製造方法。
【００１５】
［５］  前記切込部の端部が前記両側壁の長手方向端部まで到達せずに、前記両側壁の長手方向端部に切込部が形成されない部分が設けられる前項１〜４のいずれか１項に記載のロッカーアームの製造方法。
【発明の効果】
【００１６】
発明［１］のロッカーアームの製造方法によれば、一端側連結壁にガイド壁を形成するに際し、両側壁の外面部に切込部を形成した後、その切込部よりも下側の領域を押込パンチにより押し込んで下側に塑性流動させることにより、ガイド壁を形成するようにしているため、押し込まれた両側壁外面部が、上側に流動するような不具合を防止でき、正確に下側へ流動させることができる。このように肉の移動を的確にコントロールすることができ、所望のバルブステムガイド壁を確実に安定して形成することができる。
【００１７】
さらに第１および第２押込工程による２回の押込工程によって、両側壁の外面部を押し込んで徐々に塑性流動させるようにしているため、１度に大きく塑性流動させる場合と比較して、塑性流動をより一層的確にコントロールでき、より一層高精度のバルブステムガイド壁に形成することができる。
【００１８】
発明［２］のロッカーアームの製造方法によれば、所望形状の切込部を確実に形成することができ、後の押込工程で肉の流動をスムーズに行うことができる。
【００１９】
発明［３］のロッカーアームの製造方法によれば、肉の流動を一層スムーズに行うことができる。
【００２０】
発明［４］のロッカーアームの製造方法によれば、肉の流動をより一層スムーズに行うことができる。
【００２１】
発明［５］のロッカーアームの製造方法によれば、押込パンチの打ち込みによって、切込部よりも下側の領域を押し込んだ際に、その下側領域が両側壁の長手方向に向けて塑性流動するのを確実に防止することができ、肉の移動をより一層的確にコントロールすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態であるロッカーアームの製造方法を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
図１および図２に示すように本実施形態において製造されるロッカーアーム（１０）は、その長手方向に延びて並列に配置される一対の両側壁（２０）と、両側壁（２０）における長手方向一端側（バルブステム当接側）の下端間を連結する一端側連結壁（３０）と、両側壁（２０）の他端側下端間を連結し、かつピボット係合凹部（４１）を有する他端側連結壁（４０）とを具備している。さらに両側壁（２０）の中間部には、軸固定孔（２５）が形成されている。また一端側連結壁（３０）の下面側における両側部には、長手方向に沿って平行な一対のバルブステムガイド壁（３５）が形成されており、一端側連結壁（３０）の下面おける両ガイド壁（３５）間が、所定の曲率を有するバルブステム当接支持用のバルブステム当接面（３０ａ）として構成されている。
【００２４】
上記構成のロッカーアーム（１０）を製造するには、まず図１（ａ）に示すように、原板としての鋼板の所定領域を打ち抜いて、両側が円弧状に突出した形状を有する平板状ブランク製品（１１）を得る。
【００２５】
次に図１（ｂ）に示すように、平板状ブランク製品（１１）に対し、孔開け用パンチを打ち込むことにより、平板状ブランク製品（１１）の中間領域を打ち抜いて鼓形状の中央孔（１５）を形成するとともに、両側部の所定領域を打ち抜いて円形の軸固定孔（２５）をそれぞれ形成して、孔付きの平板状ブランク製品（１２）を得る。
【００２６】
更に平板状ブランク製品（１１）の端部中間領域を、張出成形により凹没させて、半球面状のピボット係合凹部（４１）を形成する。
【００２７】
なお、原板を打ち抜くブランキング加工、中央孔（１５）の孔開け加工、軸固定孔（２５）の孔開け加工、ピボット係合凹部（４１）の張出成形加工において、各加工手順は限定されるものではなく、どのような手順で行っても良い。例えばこれらの加工を全て同時に行っても良く、２つ以上の加工を同時に行っても良く、各加工を順次行うようにしても良い。
【００２８】
次に図１（ｃ）に示すように、孔付き平板状ブランク製品（１２）に対しＵ字状（逆Ｕ字状）に曲げ加工を施して、孔付き折曲製品（１３）を得る。
【００２９】
なお図１（ｃ）においては、発明の理解を容易にするため、製品を実使用状態に対し上下を反転させた状態で示している（以下の図２においても同じ）。
【００３０】
この折曲製品（１３）は、図１（ｃ）および図３に示すように両側壁（２０）と、両側壁（２０）の一端部下端間を連結する一端側連結壁（３０）と、両側壁（２０）の他端部下端間を連結し、かつピボット係合凹部（４１）を有する他端側連結壁（４０）とを具備している。
【００３１】
次に上記折曲製品（１３）における一端側端部（バルブステム当接側端部）に対し、切込加工および押込加工を行う。
【００３２】
この切込加工および押込加工を行うための装置は、図４に示すように、折曲製品（１３）を上下から挟み込んで支持固定する上下一対の型（５１）（５２）を具備している。
【００３３】
上型（５１）は、折曲製品（１３）の一端部における両側壁（２０）間に適合状態に挿入可能に構成されており、一端側連結壁（３０）の内面および両側壁（２０）の内面を拘束支持する中間部（５１ａ）と、両側壁（２０）の上端面を拘束支持する両側部（５１ｂ）とを有している。下型（５２）は、一端側連結壁（３０）の下面側における両側部を除く中間領域（バルブステム当接面３０ａ）を拘束支持できるよう構成されている。そして本実施形態においては、上型（５１）が上下方向に移動自在に構成されており、上下両型（５１）（５２）を開いた状態で下型（５２）上に折曲製品（１３）を設置した後、上型（５１）を降下させることにより、上下両型（５１）（５２）により折曲製品（１３）が挟み込まれて支持固定されるよう構成している。
【００３４】
なお下型（５２）は、その幅がバルブステム当接面（３０ａ）の幅寸法に対応して形成されており、後述のパンチ打ち込み時には、下型（５２）によって、ガイド壁（３５）の内側面を拘束することにより、ガイド壁（３５）間の寸法を精度良く形成できるよう構成している。
【００３５】
本実施形態では、上下型（５１）（５２）によって折曲製品（１３）を上下から挟み込んで支持固定した状態で、両側壁（２０）の外面部に、楔状（変形Ｖ字状）の切込パンチ（６０）を両側壁外面に対し直交する方向に沿って打ち込んで、切込部（３１）を形成する。
【００３６】
ここで切込パンチ（６０）は、その打ち込み面（６１）が下方に向かうに従って、打ち込み方向に対し後退する下向き傾斜面に形成されており、上端が最も前方に突出した打ち込み先端部（６２）として形成されている。
【００３７】
本実施形態において、切込パンチ（６０）の打ち込み面（６１）における水平面（打ち込み方向）に対する傾斜角度（θ１）は、４０〜８０°に設定するのが良く、好ましくは５０〜７０°、より好ましくは５５〜６５°に設定するのが良い。
【００３８】
この傾斜角度（θ１）を上記の規定範囲内に設定することにより、切込パンチ（６０）の打ち込みによって、良好な形状の切込部（３１）を確実に形成することができる。すなわち傾斜角度（θ１）が小さ過ぎる場合には、打ち込み先端部（６２）が尖鋭となって打ち込み時の荷重が集中するため、パンチ（６０）が破損し易くなり長期間使用できず、耐久性の低下（短命化）を来すおそれがある。逆に傾斜角度（θ１）が大き過ぎる場合には、エネルギーロスが大きくなり、更に所望形状の切込部（３１）を確実に形成できず、有害な変形が生じるおそれがある。
【００３９】
この切込パンチ（６０）の打ち込みによって、両側壁（２０）の外面部に長手方向に延びる切込部（３１）が形成される。このときパンチ（６０）による切れ込みが形成されつつ、両側壁（２０）の外面部における切込位置よりも下側の領域が、下向きに傾斜する打ち込み面（６１）に沿って下方に押されて、パンチ（６０）の打ち込み先端部（６２）に対応する形状の切込部（３１）として形成されるものである。
【００４０】
なお切込パンチ（６０）は図５の想像線に示すように、打ち込み先端部（６２）よりも上側に傾斜押圧面（６３）を形成するようにしても良い。この場合、打ち込み先端部（６２）を鈍角に形成することができ、打ち込み時の荷重を分散できるため、耐久性を向上させることができるものの、切込パンチ（６０）を打ち込んだ際に、両側壁（２０）の外面部における切込部（３１）よりも上側の領域が、パンチ（６０）の上側傾斜面（６３）によって上方に押されて、有害な変形が生じるおそれがある。
【００４１】
従って本実施形態においては、切込パンチ（６０）の上面を平坦な水平面に形成して、打ち込み先端部（６２）よりも上側に傾斜押圧面（６３）を形成しない方が望ましい。
【００４２】
また切込部（３１）は、一端側端部における長手方向の中間部に形成されて、一端側端部における両側壁（２０）の前後には、切込部（３１）が形成されていない部分（３１ａ）が設けられている。換言すれば、長手方向を前後方向としたとき、切込部（３１）の前端部は両側壁（２０）の前端部よりも後方に配置されるとともに、切込部（３１）の後端部は両側壁（２０）の後端部よりも前方に配置されている。
【００４３】
なお本発明においては、切込部（３１）をバルブステム当接側端部における両側壁（２０）の長手方向全域にわたって形成するようにしても良いが、本実施形態のように、切込部（３１）の長手方向前後に切込部が形成されない部分（３１ａ）を設けるのが好ましい。
【００４４】
また本実施形態において、切込部（３１）の切込深さは、特に限定されるものではないが、両側壁（２０）の厚みに対し、１／３〜２／３に設定するのが好ましい。すなわちこの場合には、後述の塑性流動をスムーズに行うことができ、所望のバルブステムガイド壁（３５）を確実に形成することができる。
【００４５】
さらに本実施形態においては、切込部（３１）の内面のうちの水平面が一端側連結壁（３０）の内面位置（上面位置）よりもやや上方に配置されるように、切込部（３１）の上下方向位置を設定するのが良い。
【００４６】
図２（ｂ）および図４（ｂ）に示すように切込部（３１）を形成した後は、折曲製品（１３）の両側壁（２０）に外側から第１押込パンチ（７０）を打ち込む。
【００４７】
ここで、第１押込パンチ（７０）は、打ち込み面（７１）が打ち込み方向に対し直交して、両側壁（２０）の外面に対し平行する垂直面に形成されており、この打ち込み面（７１）が、折曲製品（１３）の両側壁（２０）における外面部の切込部（３１）よりも下側領域に打ち込まれる。これにより、外面部の下側領域が下側に回り込むように塑性流動して、一端側連結壁（３０）の下面側における両側部に長手方向に沿って立ち上がり壁（３２）が形成される。
【００４８】
なお第１押込パンチ（７０）の打ち込み面（７１）は、必ずしも垂直面に形成する必要はなく、多少、上向きまたは下向きに傾斜させるようにしても良い。
【００４９】
また第１押込パンチ（７０）の打ち込み時には、下型（５２）によって、両立ち上がり壁（３２）の内側面が拘束されることにより、立ち上がり壁（３２）が内側に向けて変形するような不具合が生じるのを確実に防止することができ、高い寸法精度を確保することができる。
【００５０】
立ち上がり壁（３２）を形成した後は、図２（ｃ）および図４（ｃ）に示すように、折曲製品（１３）の両側壁（２０）に外側から第２押込パンチ（仕上げパンチ８０）を打ち込む。これにより両側壁（２０）の外面部における切込位置から立ち上がり壁（３２）の上端位置にかけての領域が下方に塑性流動されて、十分な高さを有するバルブステムガイド壁（３５）が連結壁（３０）の下面両側に長手方向に沿って形成される。
【００５１】
ここで、第２押込パンチ（８０）は、打ち込み面（８１）が下方に向かうに従って、打ち込み方向に対し進出するようにやや上向きの傾斜面に形成されている。
【００５２】
図６に示すように本実施形態において第２押込パンチ（８０）の打ち込み面（８１）における水平面（打ち込み方向）に対する傾斜角度（θ２）は、９３〜１１５°に設定するのが良く、より好ましくは９５〜１０５°に設定するのが良い。
【００５３】
すなわちこの傾斜角度（θ２）を上記の規定範囲内に設定することにより、第２押込パンチ（８０）の打ち込みによって、所望のガイド壁（３５）を確実に形成することができる。
【００５４】
なお第２押込パンチ（８０）の打ち込み時には、上記と同様、下型（５２）によって、ガイド壁（３５）の内側面が拘束されることにより、ガイド壁（３５）が内側に向けて変形するような不具合が生じるのを確実に防止できて、高い寸法精度を維持することができる。
【００５５】
以上のように、本実施形態のロッカーアームの製造方法によれば、一端側連結壁（３０）にガイド壁（３５）を形成するに際し、両側壁（２０）の外面部に切込部（３１）を形成した後、その切込部（３１）よりも下側の領域を押込パンチ（７０）により押し込んで下側に塑性流動されることにより、ガイド壁（３５）を形成するようにしているため、押し込まれた両側壁外面部が、正確に下側へ流動されることにより、ガイド壁（３５）を確実にかつ安定して形成することができる。
【００５６】
なお参考までに、上記特許文献１（特開２００１−１９８６４１号）のように、ロッカーアームにおけるバルブステム側端部の外周形状に対応する金型によって、バルブステム側端部を加圧成形する場合には、両側壁の肉が不本意に上側にも塑性流動してしまい、有害な変形が生じるおそれがあった。これに対し本実施形態では、既述したようにバルブステム側端部の肉を上側に流動するような不具合を確実に防止できて、正確に下側へ流動せるように肉の移動を的確にコントロールすることができる。
【００５７】
また本実施形態においては、第１および第２押込工程による２回の押込加工によって、両側壁（２０）の外面部を押し込んで徐々に塑性流動させるようにしているため、１度の打ち込みで大きく塑性流動させる場合と比較して、塑性流動をより一層的確にコントロールすることができ、より一層高精度のバルブステムガイド壁（３５）を確実に形成することができる。
【００５８】
また本実施形態において、切込部（３１）の前端部が両側壁（２０）の前端面に到達しないように構成しているため、つまり両側壁（２０）の前端部に切込部（３１）が形成されていない部分（３１ａ）を設けているため、押込工程によって、切込部（３１）よりも下側の領域を押し込んだ際に、その下側領域が両側壁（２０）の前方に塑性流動するのを確実に防止することができ、肉の移動をより一層的確にコントロールすることができ、より安定してガイド壁（３５）を形成することができる。
【００５９】
なお本発明においては、第１押込工程による第１押込パンチ（７０）の打ち込み回数や、第２押込工程による第２押込パンチ（８０）の打ち込み回数は１回に限られず、複数回に設定して、塑性流動を少しずつ行うようにしても良い。さらに切込パンチ（６０）の打ち込み回数も１回に限られず、複数回に設定して、切込部（３１）を徐々に形成するようにしても良い。要は、切込パンチおよび押圧パンチを、少なくとも１回以上打ち込むものは本発明に含まれるものである。
【実施例】
【００６０】
上記実施形態のロッカーアームの製法に準拠して、下孔付き折曲製品（１３）を作製した。この折曲製品（１３）における側壁板厚（肉厚）は３．２ｍｍであった。
【００６１】
次にこの折曲製品（１３）を、上記実施形態と同様のガイド壁形成用プレス加工装置を用いて、切込パンチ（６０）によるバルブステム当接側の両側壁（２０）に切込部（３１）を形成した。この切込工程においては、切込パンチ（６０）として、打ち込み面の傾斜角度（θ１）が６０°のものを使用した。
【００６２】
また切れ込み深さは、折曲製品（１３）の板厚に対し１／２、つまり１．６ｍｍに設定した。さらに切れ込み位置は、切込部（３１）の内面のうちの水平面が一端側連結壁（３０）の内面位置（上面位置）よりもやや上方に配置されるように設定した。
【００６３】
切込工程を行った後、第１押込パンチ（７０）による第１押込工程を行った。このとき、第１押込パンチ（７０）として、打ち込み面が打ち込み方向に対し直交する面（垂直面）に仕上げられたものを使用した。そしてこの第１押込工程により、両側壁外面部における切込部（３１）の下側の領域を下方に塑性流動させて、立ち上がり壁（３２）を形成した。
【００６４】
次に第２押込パンチ（８０）による第２押込工程を行った。このとき、第２押込パンチ（８０）として、打ち込み面の傾斜角度（θ２）が９５〜１０５°のものを使用した。そしてこの第２押込工程により、両側壁外面部における切込部（３１）から立ち上がり壁（３２）にかけての領域をさらに下方に塑性流動させて、バルブステムガイド壁（３５）を形成した。
【００６５】
この製造方法においては、所望のバルブステムガイド壁（３５）を安定して形成することができ、高品質のロッカーアーム（１０）を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】この発明の実施形態であるロッカーアームの製造方法において各加工段階での加工製品を示す斜視図であって、同図（ａ）は平板状ブランク製品を示す斜視図、同図（ｂ）は孔付き平板状ブランク製品を示す斜視図、同図（ｃ）は孔付き折曲製品を示す斜視図である。
【図２】実施形態の製法においてガイド壁形成時の各加工段階でのバルブステム当接側端部を示す斜視図であって、同図（ａ）は切込工程終了直後の状態で示す斜視図、同図（ｂ）は第１押込工程終了直後の状態で示す斜視図、同図（ｃ）は第２押込工程終了直後の状態で示す斜視図である。
【図３】実施形態の製法において折曲製品のバルブステム当接側端部を示す断面図である。
【図４】実施形態の製法においてガイド壁形成時の各加工段階でのバルブステム当接側端部を示す断面図であって、同図（ａ）は切込工程終了直後の状態で示す断面図、同図（ｂ）は第１押込工程終了直後の状態で示す断面図、同図（ｃ）は第２押込工程終了直後の状態で示す断面図である。
【図５】実施形態の製法において切込工程で採用された切込パンチを拡大して示す断面図である。
【図６】実施形態の製法において第２押込工程で採用された第２押込パンチを拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０…ロッカーアーム
１３…折曲製品（中間製品）
２０…両側壁
３０…一端側連結壁
３１…切込部
３２…立ち上がり壁
３５…バルブステムガイド壁
６０…切込パンチ
６１…打ち込み面
７０…第１押込パンチ
８０…第２押込パンチ
８１…打ち込み面
【図１】
0004685548.tif 000002
【図２】
0004685548.tif 000003
【図３】
0004685548.tif 000004
【図４】
0004685548.tif 000005
【図５】
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【図６】
0004685548.tif 000007