(57)【要約】【課題】支軸素材の端面にヘッダ加工を施すに際して、当該端面がかしめにくくなる程に高く加工硬化せずに済むとともに、外径側にだれた面取部を形成させずに済む支軸の製造方法の提供。【解決手段】両端が開口した金型３６内に支軸素材３０を配置し、金型の両端開口に露出している支軸素材の端面に対してヘッダ加工を施してほぼ円柱状の支軸に塑性加工するロッカアーム用支軸の製造方法であって、金型の開口周縁部に逃げ部３８を設けておき、ヘッダ加工に際して当該支軸素材の端面の周縁を逃げ部に逃して盛り上がらせ、その盛り上がった箇所を研磨により除去して、外径側にだれない面取部を形成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端が開口した金型内に支軸素材を配置し、金型の両端開口に露出している支軸素材の端面に対してヘッダ加工を施してほぼ円柱状の支軸に塑性加工するロッカアーム用支軸の製造方法であって、
金型の少なくとも一方の開口周縁部に逃げ部を設けておき、ヘッダ加工に際して当該支軸素材の端面の周縁を逃げ部に逃して盛り上がらせる、ことを特徴とするロッカアーム用支軸の製造方法。
【請求項２】
支軸素材における逃げ部で盛り上がった箇所を研磨により除去して当該支軸素材の端面の周縁に、端面側が外径側より長い面取部を形成する、ことを特徴とする請求項１に記載のロッカアーム用支軸の製造方法。
【請求項３】
同軸上に軸孔を有する一対の対向側壁と、両端部が両対向側壁の軸孔に挿入された支軸とを備え、この支軸に請求項２に記載の製造方法により製造されてなる支軸が用いられている、ことを特徴とするロッカアーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロッカアーム用支軸の製造方法、より詳しくは、自動車等のエンジンの動弁機構に付設されてバルブを開閉動作するロッカアームにおいて、その支軸の製造方法ならびにその製造方法により製造されるロッカアームに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロッカアームは、自動車等のエンジンの動弁機構に付設されて、動弁カムの回転に伴い揺動して当該エンジンのバルブを開閉動作させる。このようなロッカアームには、同軸上に軸孔を有する一対の対向側壁と、両端部が両対向側壁の軸孔に挿入された支軸とを備え、支軸の両端部の端面をかしめて両軸孔に固定するものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
そして、本出願人は、上記用途に用いる支軸を製造するに当たって、両端が開口した金型内に支軸素材を配置したうえで、金型の両端開口に露出している支軸素材の両端面に対してヘッダ加工を施してほぼ円柱状の支軸に塑性加工するとともに、この塑性加工に際して支軸素材の両端面に面取部を形成させることを考えている。
【特許文献１】特開昭６４−６０７０５号公報（全頁、全図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、こうした支軸の製造においては、ヘッダ加工に際して当該支軸の両端部の端面にかかる加工荷重が高すぎると当該端面の加工硬化が大きくなって、対向側壁の軸孔に対する支軸の両端部の端面のかしめがしにくくなり、加工荷重が低すぎると両端面の面取部の形状が、軸方向に長くだれた形状になってかしめ力に不足するものとなっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によるロッカアーム用支軸の製造方法は、両端が開口した金型内に支軸素材を配置し、金型の両端開口に露出している支軸素材の端面に対してヘッダ加工を施してほぼ円柱状の支軸に塑性加工するロッカアーム用支軸の製造方法であって、金型の少なくと一方の開口周縁部に逃げ部を設けておき、ヘッダ加工に際して当該支軸素材の端面の周縁を逃げ部に逃して盛り上がらせることを特徴とするものである。
【０００６】
そして、本発明のロッカアーム用支軸の製造方法は、好ましくは、支軸素材における逃げ部で盛り上がった箇所を研磨により除去して当該支軸素材の端面の周縁に、端面側を外径側より長い面取部を形成するものである。
【０００７】
本発明によると、支軸素材の端面にヘッダ加工を施すに際して当該端面がかしめにくくなるほどに加工硬化させないように低い加工荷重を加える。その場合、支軸の端部の周縁は、逃げ部に逃げることができるから、当該端部の周縁は、外径側に盛り上がる。そのため、その盛り上がり部を研磨して除去すれば、端面の面取部の形状を、端面側は外径側よりも短くかつだれを持ち、かつ、外径側にだれの無い形状とすることができる。
【０００８】
以上により、この製造方法で製造した支軸をロッカアームに用いると、端面側にはだれても硬度が低いので当該端面のかしめが容易であり、かつ、外径側には短くだれない面取部を形成することができるから、当該端面を打刻かしめしてなるかしめ部は、対向側壁の軸孔からの支軸の抜けに対する高い抗力（抜け抗力）を有したものとなり、またこのかしめにより拡張した支軸の端面近傍は、軸孔内周壁に高い圧接力で圧接して支軸の軸孔内での円周方向への移動（スリップ）に対し、高いスリップトルクを付与するものとなる。
【０００９】
なお、支軸の製造に用いる金型においても、逃げ部に支軸素材の両端部の周縁が逃げ込むことができるので、ヘッダ加工時に金型に無理な力が働かないで済み、金型の長寿命化を図ることができる。
【００１０】
上記製造に係る支軸を用いたロッカアームによると、カムの転接に伴なってローラが回転することにより揺動して自動車エンジンのバルブを開閉動作させるに際して、ローラの回転に伴なってころを支軸周りに安定して転動させられるようになり、信頼性の高いロッカアームを提供できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によるロッカアーム用支軸の製造方法によれば、支軸素材の端面にヘッダ加工を施すに際して、当該端面がかしめにくくなる程に高く加工硬化させずに済むとともに、外径側にだれの無い面取部を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明による最良の形態のロッカアーム用支軸の製造方法を説明する。図１はその支軸を備えたロッカアームの要部を示す。同図において、このロッカアーム２は、一対の対向側壁４，４と、支軸６と、ローラ８と、複数の針状ころ１０とを備える。対向側壁４，４は、同軸上に軸孔１２，１２を有し、この軸孔１２，１２の外端縁には面取が形成されている。支軸６は、金属製であって、ローラ８の中心孔１４に挿通されたうえで、その両端部が、両対向側壁４，４の軸孔１２，１２に挿入される。針状ころ１０は、ローラ８の内周面であるころ転走面と支軸６の外周面であるころ転走面との間に介装され、ローラ８の外周面にカム１６が転接するようになっている。
【００１３】
支軸６の両端部１８，１８の端面２０，２０には、かしめ治具を用いた打刻により環状溝２２，２２が形成され、この環状溝２２，２２の形成により、支軸６の端部１８，１８外周に径方向外方へ拡径した環状のかしめ部２４，２４が形成されている。支軸６の両かしめ部２４，２４は両対向側壁４，４の軸孔１２，１２の面取にかしめられ、これによって支軸６はその軸孔１２，１２から抜け止めされる。さらに、支軸６の両端部１８，１８の端面２０，２０近傍は、かしめ部２４，２４の形成に伴い径方向外方に拡張して軸孔１２，１２の内周面に圧接しており、これによって支軸６は、スリップトルクが付与された状態で、軸孔１２，１２に支持される。
【００１４】
以下、支軸６の製造方法を図２ないし図６を参照して説明する。まず、図２で示すように、ほぼ楕円柱状の支軸素材３０を用意する。この楕円柱状とは、図示のように全体が楕円柱状だけに限定されるものではなく支軸素材３０の両端部３２，３２のみが半球状で、残部は円柱状でもよいし、当該両端部３２，３２の端面近傍だけに円弧状や楕円弧状やその他の丸みを付けられ、残部は円柱状でもよい。これらを含めて楕円柱状という。
【００１５】
次いで、図３で示すように、両端に開口３４，３４を有し軸方向に二分割（半割り）された円筒状の金型３６を準備する。金型３６の開口３４，３４の周縁を除いた内径は、支軸素材３０の外径よりも若干大きい程度である。
【００１６】
この金型３６は、その両端開口３４，３４の内周縁に大径の逃げ部３８，３８が形成されている。逃げ部３８，３８は、開口３４，３４外方へ向けて漸次拡径した切頭円錐の形状になっている。逃げ部３８，３８の形状は、漸次拡径したものに限定されず、支軸素材３０の両端部の端面にヘッダ加工を施した際に当該両端部の周縁が盛り上がって逃げることができればよい。金型３６の軸方向長さは、ほぼ支軸素材３０の軸方向長さ程度が好ましいが、当該支軸素材３０の両端部３２，３２の端面にヘッダ加工ができる程度であればよい。
【００１７】
次いで、同じく図３で示すように、金型３６内に支軸素材３０を配置するとともに、金型３６の両端開口３４，３４に露出している支軸素材３０の両端面に対してヘッダ加工（塑性加工）を施すことによって支軸素材３０を図４で示すように、ほぼ円柱状の支軸形状に成形する。ヘッダ加工は、支軸素材３０の両端面を図３中の矢印方向に不図示の加工具を用いて冷間鍛造などで塑性加工することであり、支軸素材３０の両端面には軸方向両側から加工荷重が加えられて、当該両端面は図４で示すようにほぼ平坦に成形される。
【００１８】
この加工荷重は、支軸素材３０の両端面の硬度が、打刻かしめしにくくなる程に高くならない程度に調節されている。この硬度としては、ビッカース硬さで１５０Ｈｖないし２００Ｈｖ程度が好ましい。このようなヘッダ加工を行う機械は、周知のものでよく、また、加工硬化による硬度の測定ならびに、その測定に基づく加工荷重の調節等も周知のものでよい。
【００１９】
そして、金型３６には、両端開口３４，３４の周縁部に大径の逃げ部３８，３８を設けておく。そうすると、支軸素材３０は、ヘッダ加工に際してその両端部３２，３２の周縁が逃げ部３８，３８に逃げて盛り上がるようになる。次いで、図５で示すように支軸素材３０を、金型３６を二分割して取り出し、その両端部３２，３２の盛り上がり部４０，４０を研磨により除去すると、当該両端部３２，３２には図６で示すように端面側４２の長さＬｒが外径側４４の長さＬｄ（＜Ｌｒ）よりも大きく、かつ、外径側４４にだれの無い面取部４６が形成されることになる。
【００２０】
端面側４２のだれは、ヘッダ加工前の支軸素材３０の両端部３２，３２の端面形状が、楕円形状であり、低い加工荷重で加工されるため、その端面形状が高い加工荷重程には押し潰されないが、圧縮変形するときに塑性流動して形成されるものである。また、外径側４４にだれが無くなるのは、端面側４２がだれた状態で盛り上がり部４０，４０を研磨除去して形成されることによる。
【００２１】
以上の製造方法により製造された支軸６の構造を説明する。まず、本実施形態のような逃げ部３８，３８を有しない金型で支軸を製造する場合、ヘッダ加工における加工荷重が大きいと、支軸素材３０の両端部３２，３２の端面の周縁には外径側に短く端面側にだれたピン角の面取部が形成されるが、高い加工加重による軸方向の圧縮ひずみが大きい分、当該端面の硬度が打刻かしめしにくい程度に高く加工硬化してしまう。
【００２２】
一方、加工荷重が小さいと、軸方向の圧縮ひずみが小さい分、支軸素材３０の両端部３２，３２の端面の硬度が高くならない程度の加工硬化となるが、当該端面の周縁には、外径側に長くだれた面取部が残されて、この外径側に長い面取部により、かしめ後の端面近傍の径方向外方への拡張量が不足して、対向側壁４，４の軸孔１２，１２に十分なスリップトルクを付与できなくなる。
【００２３】
本実施形態のように逃げ部３８，３８の有る金型３６で支軸を製造した場合、金型３６に支軸素材３０を配置し、低い加工荷重で支軸素材３０の端部３２，３２の端面をヘッダ加工すると、支軸素材３０の端部３２，３２の端面の加工硬化は低く抑えられ、その硬度は、打刻かしめが容易な程度の低い硬度となる。
【００２４】
そして、低い加工荷重であっても、支軸素材３０の両端部３２，３２の周縁が金型３６の逃げ部３８，３８に逃げることができることにより、当該周縁に盛り上がり部４０，４０が形成され、その盛り上がり部４０，４０を研磨等で除去することで、当該支軸素材３０の両端部３２，３２の端面に、端面側４２に長いだれをもち、かつ、外径側にだれの無い面取部４６が形成されるのである。
【００２５】
以上のようにして製造した支軸６は、端面２０，２０の加工硬度が高くないから、支軸６の両端部１８，１８の端面２０，２０をそれぞれ軸孔１２，１２に拡径するようにしてかしめる際に小さな力でかしめることができ、かつ面取部４６の形状は、外径側がだれていないから、軸孔１２，１２の外端縁の面取部を充填するよう塑性変形して確実に嵌着するとともに、その端面近傍においても十分に拡張させられるので、抜け抗力およびスリップトルクを十分に確保させられる支軸６を提供できる。
【００２６】
なお、支軸素材３０の盛り上がり部４０の形成は、一方の端部側のみでもよく、その盛り上がり部４０を研磨等で除去することで、支軸素材３０の端部３２の端面に、端面側４２に長いだれをもち、かつ、外径側にだれの無い面取部４６が形成される。このようにして製造された支軸６は、端面２０の加工硬度が高くないから、端面２０を軸孔１２に拡径するようにしてかしめる際に小さな力でかしめることができ、かつ面取部４６の形状は、外径側がだれていないから、軸孔１２の外端縁の面取部を充填するよう塑性変形して確実に嵌着するとともに、その端面近傍においても十分に拡張させられるので、抜け抗力およびスリップトルクを十分に確保させられる。
【００２７】
そして、このような支軸６を製造する場合、盛り上がり部４０の形成は一方の端部側のみであるから、金型３６の二分割は不要で、円筒状に一体に形成された金型３６としてよい。
【００２８】
図７は別の金型５０の実施の形態を示す。この金型５０は、支軸素材３０の外径面を拘束する金型５１と、支軸素材３０の端部３２をヘッダ加工するための治具５２とから構成されている。金型５１は円筒状に形成されており、治具５２の板面には支軸素材３０の一方の端部３２が入り込む凹部５３が形成されている。
【００２９】
金型５１と治具５２とは、支軸素材３０の盛り上がり部４０を形成するための逃げ部５３，５４を、それぞれ軸方向に対向する合わせ面５５，５６の内周面近傍に有している。逃げ部５３は、例えば金型５１の開口外方へ向けて漸次拡径した切頭円錐の形状あるいは曲面等に形成され、逃げ部５４は、例えば治具５２の開口外方へ向けて漸次拡径した切頭円錐の形状あるいは曲面等に形成されている。
【００３０】
この金型５０を用いた支軸６の製造方法によれば、逃げ部５３，５４の形状を所定の形状とすることで、治具５２を用いてヘッダ加工する場合に盛り上がり部４０の形状を強制的に決定することができるとともに、形状寸法精度を向上させることができる。
【００３１】
盛り上がり部４０は研磨等で除去することで、支軸素材３０の両端部３２の端面に、端面側に長いだれをもち、かつ、外径側にだれの無い面取部が形成される。以上のようにして製造した支軸は、端面の加工硬度が高くないから、支軸の端部の端面をそれぞれ軸孔に拡径するようにしてかしめる際に小さな力でかしめることができ、かつ面取部の形状は、外径側がだれていないから、軸孔の外端縁の面取部を充填するよう塑性変形して確実に嵌着するとともに、その端面近傍においても十分に拡張させられるので、抜け抗力およびスリップトルクを十分に確保させられる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、自動車等のエンジンの動弁機構に付設されてバルブを開閉動作するロッカアームに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の最良の形態を示すロッカアームの正面図
【図２】支軸素材の側面図
【図３】金型と金型に配置したヘッダ加工前の支軸素材とを示す図
【図４】金型と金型に配置したヘッダ加工後の支軸素材とを示す側面断面図および正面図
【図５】ヘッダ加工後の支軸素材を示す図
【図６】端部の盛り上がり部が研磨除去された支軸素材の面取部の拡大図
【図７】別の実施の形態を示す金型と金型に配置したヘッダ加工前の支軸素材とを示す側面断面図
【符号の説明】
【００３４】
３０  支軸素材
３２  支軸素材の端部
３６  金型
３８  逃げ部
４０  盛り上がり部
４２  端面側
４４  外径側
４６  面取部
【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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