(57)【要約】  【課題】  ロッカアームは過酷環境下で使用されるため、ローラに対してショットピーニングを実施し、ローラの疲労強度向上が図られているがローラの重量や投入量の相違によりショット粒のかかりにむらが生じ易かった。  【解決手段】  ローラ本体１６を、その端面２１が軸方向２２に位置し外周面２３が投射部２０の下方に正対するよう投射部２０の下方に位置させてショット粒１７を投射するので、各ローラ本体１６に対するショット粒１７のかかりにむらがなく、従って、上記方法により製造されたローラは、その外周面２３の所定面積にほぼ同一の個数のくぼみを有することとなり、製造されたローラ毎に残留圧縮応力が均一となり、疲労強度を安定化させることができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローラ本体の外周面にショット粒を投射して当てることで前記ローラ本体の外周面に残留圧縮応力を付与する際に、
多数のショット粒を前記ローラ本体の径方向外方から所定時間継続的に投射するとともに、前記ローラ本体を、前記ショット粒の投射領域内で該ショット粒の投射方向と垂直な軸心周りに所定速度でかつ所定回数だけ回転させる、ことを特徴とするローラの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のローラの製造方法において、
前記ローラ本体を、その軸方向に沿って、かつ所定速度でもって前記ショット粒の投射領域内に通過させる、ことを特徴とするローラの製造方法。
【請求項３】
請求項１記載のローラの製造方法において、
前記ローラ本体を、その軸方向に直交する方向に沿って、かつ所定速度でもって前記ショット粒の投射領域内に通過させる、ことを特徴とするローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロッカアーム等に使用されるローラの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車エンジンの動弁機構にはロッカアームが付設され、このロッカアームの揺動動作によってバルブが開閉される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種のロッカアームでは、本体の長手方向略中心に、支軸が本体の側壁間に渡すように設けられ、この支軸に複数個の針状ころを介してローラが回転自在に外装されている。
【０００４】
そして、所定位置に設けられたカムが軸心周りに回転してローラに転接することで、本体がピボット軸を中心に支軸周りに揺動し、これに連動してバルブステムが上下動することでバルブが開閉する。
【特許文献１】特開平７−１５０９０９号（第３頁，第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来のロッカアームは過酷環境下で使用されるため、ローラに対してショットブラストやショットピーニングを実施し、これによってローラの疲労強度向上を図る場合がある。
【０００６】
このショットブラストやショットピーニングは、ドラム式の処理装置で実施している。このため、ローラの重量や投入量の相違によりショット粒のかかりにむらが生じる場合があった。またドラム式の処理装置の場合、同一ロット内であってもショット粒のかかりに差異が発生し易かった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のローラの製造方法は、ローラ本体の外周面にショット粒を投射して当てることで前記ローラ本体の外周面に残留圧縮応力を付与する際に、多数のショット粒を前記ローラ本体の径方向外方から所定時間継続的に投射するとともに、前記ローラ本体を、ショット粒の投射領域内で該ショット粒の投射方向と垂直な軸心周りに所定速度でかつ所定回数だけ回転させる。
【０００８】
特に、ショット粒の投射量およびローラ本体の回転速度は一定とすることが望ましく、このようにして得られたローラは、その外周面のみにショット粒の投射によるくぼみ（ディンプル）を所定面積内にほぼ同数有することになり、このようなくぼみによってローラの表面に残留圧縮応力が付与されて表面が硬化処理され、一個のローラにおける疲労強度を、軸方向・周方向全面にわたって均一化することができ、品質の信頼性を向上させることができる。
【０００９】
前記ローラ本体を、その軸方向に沿って、かつ所定速度でもって前記ショット粒の投射領域内に通過させることによっても、所定面積内にほぼ同数のくぼみを有するローラを連続的に製造することができ、製品の生産性を向上させることができる。
【００１０】
この場合、複数個のローラ本体を、その端面どうしを当接させてショット粒の投射領域内に通過させることにより、少ない工程数でもって複数個のローラを短時間で製造することができるので、いっそう生産性を向上させることができる。
【００１１】
そして、複数個のローラ本体を、その端面どうしを当接させてショット粒の投射領域内に通過させる場合、端面にはショット粒が投射されないためくぼみは形成されない。このため端面の粗さが変らず、従って場合によっては、バレル研磨加工などの後加工を実施することなく、必要な端面粗さを確保することができる。
【００１２】
また、前記ローラ本体を、その軸方向に直交する方向に沿って、かつ所定速度でもって前記ショット粒の投射領域内に通過させるようにしてもよく、この場合も、一個のローラにおいてショット粒の投射によるくぼみが所定面積内にほぼ同数形成されることになり、疲労強度が軸方向・周方向全面にわたって均一化されたローラを製造することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上の説明から明らかな通り、本発明によれば、ショット粒の投射によってローラの外周面に付与されるによるくぼみの量（個数）が均一化され、従って、残留圧縮応力が均一化され、製品の信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態に係る製造方法を、ロッカアームに用いるローラを例に説明する。まず、図１のロッカアームの一部破断図、図２のローラの拡大図、図３のローラの製造途中を示す概略図に基づいて本発明の第一の実施形態を説明する。
【００１５】
図１を参照して、このロッカアーム１は、自動車の動弁機構の所定場所に配置されるもので、ロッカアーム本体２と、このロッカアーム本体２の対向する一対の側壁３間に渡して組付けられた支軸４と、後述のカム１１が転接するローラ６とを備えている。このローラ６は、支軸４および針状ころ５を挿入する中心穴６ａを有する。すなわち、支軸４に針状ころ５を介して回転自在にローラ６が外装されている。
【００１６】
ロッカアーム本体２の長手方向一方側で両側壁３間に、ピボット取付け部７が一体に形成されている。このピボット取付け部７にピボット軸８が螺合されている。ロッカアーム本体２の長手方向他方側で両側壁３間にバルブ嵌合部９が形成されている。このバルブ嵌合部９にバルブステム１０の先端部が摺動自在に嵌合している。
【００１７】
動弁機構の所定場所に、前記カム１１がカム軸１２周りに回転自在に設けられている。このカム１１は、ローラ６の外周面に転接するものである。カム１１がローラ６の外周面に当接して転接を繰返すと、ロッカアーム本体２は、ピボット軸８を中心に揺動を繰返し、バルブステム１０が上下動を繰返してバルブが開閉する。
【００１８】
このようなロッカアーム１では、使用環境が過酷であるため、図２に示すように、ローラ６に対して予めショットピーニングを実施して外周面に多数のくぼみ（「ディンプル」ともいう）１５を形成する。
【００１９】
これによってローラ６の表面に残留圧縮応力を付与させ、疲労強度の向上を図る。そして、この実施形態のローラ６は、その外周面の所定面積（例えば、単位面積あたり）に、ほぼ同一の個数のくぼみ１５が形成されている。
【００２０】
次に図３に基づいて、ローラ６の製造方法を説明する。まずショットピーニングを未だ実施していない筒状のローラ本体１６を準備する。また、ショットピーニング用装置１８内に、鋼球製のショット粒１７を径方向外方から単一方向（図では上方から下方）に投射するための投射部２０を設けておく。
【００２１】
そしてローラ本体１６を、その端面２１が軸方向２２に位置し外周面２３が投射部２０の下方に正対するよう、ショットピーニング用装置１８内に搬入する。このようにして、ローラ本体１６を投射部２０におけるショット粒１７の投射領域Ａ内に配置する。
【００２２】
続いて投射部２０からショット粒１７を、ローラ本体１６の径方向外方の単一方向からローラ本体１６の外周面２３に連続的に投射しながら、かつローラ本体１６を、ショット粒１７の投射方向と垂直な軸心周りに所定回数（少なくとも一回転）だけ、適宜の手段で所定の回転速度、この場合一定速度でもって軸心周りに回転させる。
【００２３】
この際、投射部２０から投射されるショット粒１７の量（個数）やローラ本体１６の回転回数は、ローラ６の外周面２３の必要な粗さに基づいて、予め設定される値である。
【００２４】
このように、ショット粒１７の投射量を一定とし、ローラ本体１６を一定速度で回転することで、ローラ本体１６の外周面２３上にほぼ均等な量、すなわち所定面積当たりにほぼ均一な量の微小なくぼみ１５が多数形成される。
【００２５】
このくぼみ１５が形成されることで、ローラ本体１６の表面に残留圧縮応力が付与されて、使用環境が過酷なロッカアーム１に適合した疲労強度を有するローラ６を製造することができる。
【００２６】
なお、上記のようにして形成されたくぼみ１５は、油溜まりとしての機能を有し、カム１１の転接に伴なう過熱を防止するものであることは、従来と同様である。しかし、本発明のローラ６あるいはその製造方法によれば、ローラ６の外周面２３にくぼみ１５が均一に配置形成されることにより、従来に比べて潤滑性に優れ、いっそう確実にローラ６の過熱を防止することができる。
【００２７】
なお、ショット粒１７の投射量が一定であり、ローラ本体１６の回転速度が一定であれば、ローラ本体１６の外周面に形成されるくぼみ１５は或る規則性をもって配置されることとなる。このくぼみ１５は、ローラ６の外周面２３の所定面積内にほぼ同一の個数形成されることとなり、従って、一個のローラ６全体の疲労強度にむらが発生するのを防止することができる。
【００２８】
その後、ショット粒１７の投射を停止し、ローラ本体１６をショットピーニング用装置１８から搬出し、次に加工するローラ本体１６をショット粒１７の投射領域Ａ内に配置するよう、ショットピーニング用装置１８内に搬入する。
【００２９】
そして上記と同様に、ショット粒１７を連続的に投射しながら、かつローラ本体１６を軸心周りに所定回数だけ、所定の回転速度でもって回転させ、ローラ本体１６の外周面２３上に微小なくぼみ１５を形成することでローラ本体１６の表面に残留圧縮応力を付与する。
【００３０】
その後、ショット粒１７の投射を停止し、ローラ本体１６をショットピーニング用装置１８から搬出する。上記の動作を繰返すことで、順次ローラ６を製造する。
【００３１】
以上のように、本発明の第一の実施形態によれば、各ローラ本体１６に対するショット粒１７のかかりにむらがなく、従って、上記方法により製造されたローラ６は、その外周面２３の所定面積にほぼ同一の個数のくぼみ１５を有することとなる。このため、製造されたローラ６毎に残留圧縮応力が均一となり、必要な疲労強度有し、かつ信頼性の高い製品を安定して供給することができる。
【００３２】
なおローラ本体１６を、その端面２１が軸方向２２に位置し外周面２３が投射部２０の下方に正対するよう投射部２０の下方に位置させてショット粒１７を投射するので、ローラ本体１６の端面２１にはショット粒１７が直接投射されることはない。従って、ローラ本体１６の端面２１には、ショット粒１７投射によるくぼみ１５は生じない。
【００３３】
ところで、従来用いられていたショットピーニング方法では、ローラ本体１６の端面２１を含む表面全体にくぼみ１５が発生してしまい、特に端面２１に発生したくぼみ１５によって、カム１１がローラ６に転接して回転する際の、ロッカアーム本体２の側壁３との摩擦に伴なって発生するトルクが大きくなってしまうといった懸念があった。このため、バレル研磨加工などにより端面２１の粗さを調節していた。
【００３４】
しかし本発明の実施形態によるローラ６の製造方法では、前述のように、ローラ本体１６の端面２１には、ショット粒１７投射によるくぼみ１５は生じない。このため、カム１１がローラ６に転接して回転する際の、ロッカアーム本体２の側壁３との摩擦に伴なって発生するトルクが大きくなることを、バレル研磨加工などの後加工を実施することなく防止できる。
【００３５】
さらに、従来のショットピーニング方法では、例えば外径φ２５mmのローラ６の外周面２３には、Ｒａ0.1〜0.4の粗さが付与され、φ１７mmのローラ６の外周面には、Ｒａ0.3〜0.6の粗さが付与されるなど、ローラ６の径の大小によって付与される粗さが大きく異なっていた。
【００３６】
しかし、本発明のローラの製造方法は、ショット粒１７をローラ本体１６の外周面２３に投射するとともに、ローラ本体１６をショット粒１７の投射領域内で軸心周りに一定速度でかつ所定数だけ回転させる。このため、ローラ本体１６の径の大小、あるいは重量の大小に無関係に、ローラ６の外周面に対して一定の範囲内の粗さを付与することができ、従って、残留圧縮応力を、ローラ本体１６の径の大小に無関係に均一化することができる。
【００３７】
次に、図４のローラ６の製造途中を示す概略図、および図４のローラ６の拡大図に基づいて、本発明の第二の実施形態を説明する。本発明の第二の実施形態に係るローラの製造方法は、図４に示すように、同一サイズの複数個からなるローラ本体群２５を、ショットピーニング用装置１８内に搬入するものである。
【００３８】
詳述すると、ローラ本体群２５を、そのローラ本体１６どうしがその端面２１を合わされた状態で、かつローラ本体１６それぞれの端面２１が軸方向２２に位置し、先端側のローラ本体１６の外周面２３が投射部２０の下方に正対するよう、ショットピーニング用装置１８内に搬入する。
【００３９】
続いて、投射部２０からショット粒１７を連続的に投射しながら、かつローラ本体群２５を軸心周りに所定回数だけ、所定の回転速度でもって回転させるとともに、例えばローラ本体群２５が一回転する時間に、一個のローラ本体１６の幅Ｂ分だけローラ本体群２５が軸方向２２に進むよう、ローラ本体群２５を連続的に搬送する。
【００４０】
後端側のローラ本体１６が投射部２０から外れた時点で、各ローラ本体１６の外周面２３に、概ね図５で示すようなくぼみ１５が形成されることとなる。このようにして製造されたローラ６が上記第一の実施形態と異なる構成は、ローラ本体群２５を連続的に搬送することに伴なって生じるくぼみ１５の配置の規則性で、他の構成は同様である。
【００４１】
しかし規則性が異なるだけであり、各ローラ本体１６に対するショット粒１７のかかりにむらがなく、所定面積中にほぼ同一個数のくぼみ１５が形成されることは同様である。従って、製造された各ローラ６毎の疲労強度を安定させることができる。他の作用効果は、上記第一の実施形態と同様である。
【００４２】
上記各実施形態では、ローラ本体１６をその端面２１が軸方向２２に位置し外周面２３が投射部２０の下方に正対するよう投射部２０の下方に位置するよう、ショットピーニング用装置１８内に搬入した。
【００４３】
しかしこれに限定されるものではなく、図示しないが、ローラ本体１６の外周面２３がショット粒１７の投射領域Ａ内で投射部２０の下方に正対するよう位置させるものであれば、ローラ本体１６の向きは特に規定されるものではない。この場合、例えば、ローラ本体１６の移動方向は、その軸方向に直交する方向である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第一の実施形態を示すロッカアームの概略構成を示す断面図である。
【図２】同じくローラのくぼみの状態を示す概略図である。
【図３】同じくローラの製造途中を示す工程図である。
【図４】本発明の第二の実施形態を示すローラの製造途中を示す工程図である。
【図５】同じくローラのくぼみの状態を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４５】
１      ロッカアーム
２      ロッカアーム本体
４      支軸
５      針状ころ
６      ローラ
１１    カム
１５    くぼみ
１６    ローラ本体
１７    ショット粒
２０    投射部
２３    ローラの外周面
【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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