(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
天壁部と対向する一対の側壁部とを含み、バルブステムを受けるために下向きに開放する溝形部と、
上記対向する一対の側壁部の下端からプレス成形により内向きに直角状に折り曲げられた一対の内向きフランジとを備え、
上記溝形部は、上記一対の内向きフランジの対向する端面同士の間に形成されバルブステムの左右方向の相対移動を規制する入口と、この入口を通して挿入されたバルブステムに対して余裕を持つように上記入口よりも拡げられた空間からなる内奥部とを有していることを特徴とするロッカーアーム本体。
【請求項２】
一対の内向きフランジの長さを互いに異ならせてあることを特徴とする請求項１記載のロッカーアーム本体。
【請求項３】
請求項１または２に記載のロッカーアーム本体と、このロッカーアーム本体によって支持されたローラとを備えることを特徴とするロッカーアーム。
【請求項４】
請求項１または２に記載のロッカーアーム本体を製造するロッカーアーム本体の製造方法であって、溝形部の入口に、プレス成形を用いた折り曲げにより一対の内向きフランジを形成することを特徴とするロッカーアーム本体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の動弁系に使用され、カムの駆動をバルブに伝えるロッカーアームの本体及びその製造方法並びにロッカーアームに関するものである。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
近年、内燃機関の動弁系の慣性重量の低減化の要請があり、このため、ロッカーアームの軽量化が望まれているが、鍛造や鋳造では、軽量化を達成するために薄肉の湾曲形状とすること等の最適設計が困難であり、結局、軽量化が困難であるという問題があった。また、鍛造や鋳造による成形後の後加工等も煩雑であり、製造コストが高いという問題もあった。
【０００３】
そこで、プレス成形によりロッカーアームの本体を製造することが提案されている。
例えば図１１に示すプレス成形されたロッカーアームの本体８１では、一端にラッシュアジャスタ等を受けるピボット部８２が形成され、他端にバルブステムを受ける下向きに開く溝形部８３が形成されている。また、中央部にオーバーヘッドカムに係合するローラ８４が軸支されている。
【０００４】
一般にバルブステムの径は、オーバーヘッドカムに係合するローラ８４の軸方向長さよりもかなり小さい。したがって、ロッカーアーム本体８１の幅を一定とした場合、溝形部８３の内幅や広くなるため、バルブステムが左右にがたつき、脱落等を起こすおそれがある。そこで、通例、図１１に示すように、上記の溝形部８３の幅が狭くなるように絞り部８５でロッカーアーム本体８１の幅を部分的に絞ってある。
【０００５】
ところが、ローラ８４から溝形部８３までの距離が短くなるほど、絞りの度合いが大きくなってプレス金型に無理な力が負荷される結果、金型の耐久性が悪くなる。また、絞り度合いが大きいと、成形品に割れが生じる場合もある。したがって、このようなことが起こらないような寸法設定が要求されることとなり、ロッカーアーム本体の設計が困難となる。
【０００６】
一方、バルブステムを受ける部分として、図１２に示すように、一対の側壁９３，９４間に、折り返された部分９５，９６を含む下向きに開く溝形部９７を設ける構造を採用したものがある（特開平４−２５９６１１号公報）。この場合、ロッカーアーム本体の幅を部分的に絞る必要はないが、溝形部９７の内隅部がＲ状をなし、バルブステムを受けるための平面を確保し難いので、バルブステムにて安定して案内することができないという問題がある。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は強度がありバルブステムにて安定して案内することができ、しかも設計の自由度が高いロッカーアーム本体及びその製造方法並びにロッカーアームを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための課題解決手段として、請求項１記載の発明の態様は、天壁部と対向する一対の側壁部とを含み、バルブステムを受けるために下向きに開放する溝形部と、上記対向する一対の側壁部の下端からプレス成形により内向きに直角状に折り曲げられた一対の内向きフランジとを備え、上記溝形部は、上記一対の内向きフランジの対向する端面同士の間に形成されバルブステムの左右方向の相対移動を規制する入口と、この入口を通して挿入されたバルブステムに対して余裕を持つように上記入口よりも拡げられた空間からなる内奥部とを有していることを特徴とするものである。
【０００９】
本態様では、プレスにより折り曲げ形成される一対のフランジ間の距離を所望に設定することで、ロッカーアーム本体の幅の制約を受けることなく、バルブステムの左右相対移動を規制する幅を所望に規定することができる。その結果、バルブステムにて安定して支持することができ、しかも、ロッカーアーム本体の幅を部分的に絞るようなことが不要なので、全体の強度を確保することができる。また、溝形部の入口はフランジで狭められるものの、溝形部の内奥部は導入されるバルブステムに対して左右に余裕ができ、バルブステムにて安定して支持するための十分な面積の平坦面を確保することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明の態様は、請求項１において、一対のフランジの長さを互いに異ならせてあることを特徴とするものである。本態様では、ロッカーアームの幅中心に対して、バルブステムの位置をオフセットさせることが可能となり、設計の自由度が増す。
請求項３記載の発明の態様は、請求項１または２に記載のロッカーアーム本体と、このロッカーアーム本体によって支持されたローラとを備えることを特徴とするロッカーアームを提供する。
請求項４の発明の態様は、請求項１または２に記載のロッカーアーム本体を製造するロッカーアーム本体の製造方法であって、溝形部の入口に、プレス成形を用いた折り曲げにより一対の内向きフランジを形成することを特徴とするロッカーアーム本体の製造方法を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態のロッカーアームの取り付け状態を示す概略図である。図１を参照して、本ロッカーアーム１はカムフォロワ型のロッカーアームであり、ロッカーアーム本体２と、このロッカーアーム本体２の中央部に支軸３を介して取り付けられ、カム２０に係合するローラ４とを有している。ロッカーアーム本体２は第１及び第２の端部５，６を有している。第１の端部５は、内燃機関のシリンダヘッド７から上方へ延びる支点としてのリフタポスト８の上に受容される。第２の端部６はバルブステム９の上端１０に係合している。
【００１２】
図１において、１６はバルブステム９を持ち上げ方向（すなわちバルブを開放する方向）に付勢する圧縮コイルばねであり、１７は圧縮コイルばね１６を保持するリテーナスプリングである。
ロッカーアームの斜視図である図２を参照して、ロッカーアーム本体２は、プレス成形により折り曲げ形成されたものからなり、相対向する第１及び第２の側壁部１１，１２と、これらの側壁部１１，１２の上端縁同士を連結する天壁部１３とを有する下向きに開放する溝形状をなしている。天壁部１３の中央部にはローラ４の一部を外部に露出させる開口部１４を備えている。また、ロッカーアーム本体２の第１の端部５において天壁部１３の上方へ突出する凸部１５が形成され、断面図である図３に示すように、この凸部１５の下面に、リフタポスト８を受ける凹状の球面座２１が形成さている。
【００１３】
図２及び図３を参照して、第１及び第２の側壁部１１，１２の略中央部には、ローラ４の支軸３を受けるための支持孔２２がそれぞれ形成されている。ロッカーアーム本体２の第２の端部６では、第１の側壁部１１、第２の側壁部１２及び天壁部１３とで、バルブステム９の上端１０を受けるために下向きに開いた溝形部２７が形成されている。
【００１４】
図２及び図４を参照して、溝形部２７においては、第１及び第２の側壁部１１，１２の下端からプレス成形により内向きに略直角状に折り曲げられた一対の内向きフランジ２２，２３が形成されている。図４に示すように、バルブステム９の上端１０は溝形部２７内に導入され、天壁部１３により受けられると共に、左右の内向きフランジ２２，２３の端面２４，２５同士の間で、左右方向の移動を規制するようにしている。すなわち、両端面２４，２５間の距離ｄが、バルブステム９の左右方向の相対移動を規制する幅となる。
【００１５】
バルブステム９はシリンダヘッド７から上記の圧縮コイルばね１６を貫通して上方へ延びている。この圧縮コイルばね１６は、バルブステム９を取り囲んだ状態でシリンダヘッド７とバルブステム９に取り付けられた環状の上記リテーナスプリング１７に当接している。リテーナスプリング１７の内周部には、バルブステム９の周溝１８に嵌め入れられた一対のコッタピン１９が、楔状に係合している。
【００１６】
再び図１を参照して、ローラ４に係合するオーバーヘッドカム２０が回転すると、これにより、ロッカーアーム１が揺動されてバルブステム９が長手方向に動くときにバルブステム９の下方端に位置するバルブ（図示せず）が開いたり、閉じたりするようになっている。リフタポスト８は油圧式のラッシュアジャスタのプランジャにより構成されている。ラッシュアジャスタは内部のオイルの働きにより、自動的にバルブクリアランスを調整するものである。バルブが開くときには、内部のオイルがプランジャが下がらないように作用し、バルブが閉じるときには、内部のリターンスプング（図示せず）の働きでプランジャが微小量上がり、バルブクリアランスがゼロになる。
【００１７】
本第１の実施の形態では、ロッカーアーム本体２の幅の制約を受けることなく、バルブステム９の左右移動を規制する幅（端面２４，２５間の幅ｄに相当）を所望に規定することかできる。その結果、バルブステム９を安定して支持することができ、しかも、ロッカーアーム本体２の幅を部分的に絞るようなことが不要なので、全体の強度を確保できる。
【００１８】
また、溝形部２７の入口は内向きフランジ２２，２３によって狭められるものの、溝形部２７の内奥部２６では導入されるバルブステム９に対して左右に余裕のある拡がった空間を確保することができるので、バルブステム９により安定して支持されるための十分な面積の平坦面を天壁部１３に確保できる結果、バルブステム９による支持がより安定したものとなる。
【００１９】
次いで、図５は本発明の第２の実施の形態のロッカーアーム本体の要部の断面図である。図５を参照して、本第２の実施の形態が図４の実施の形態と異なるのは、内向きフランジ２２，２３の長さを互いに異ならせてあることである。本第２の実施の形態では、例えば内向きフランジ２３を相対的に長くすることにより、ロッカーアーム本体２の幅中心Ｃ１からオフセットした位置Ｃ２で、バルブステム９を支持することができ、設計の自由度が増す。
【００２０】
次いで、図６は本発明の第３の実施の形態のロッカーアームの斜視図である。図６を参照して、本第３の実施の形態が第１の実施の形態と異なるのは、下記である。すなわち、第１の実施の形態のロッカーアーム本体２の基本形状は下向きに開いた溝形であるのに対して、本第３の実施の形態のロッカーアーム本体２Ａの基本形状は、第１及び第２の側壁部１１，１２と底壁部３１がなす上向きに開いた溝形としてある。
【００２１】
ロッカーアーム本体２Ａの第１の端部５では、底壁部３１の上方へ突出する凸部３２が形成され、断面図である図７に示すように、この凸部３２の下面に、リフタポスト８を受ける凹状の球面座３３が形成さている。底壁部３１の中央部にはローラ４を下方へ露出させる開口部３４が形成されている。
図６及び図８を参照して、また、ロッカーアーム本体２Ａの第２の端部６では、上向きに開いた第１の溝形部３５と、下向きに開いた第２の溝形部３６が設けられている。
【００２２】
上向きに開いた第１の溝形部３５は、第１及び第２の側壁部１１，１２とこれらの側壁部１１，１２の下端縁同士を連結する底壁部３１により溝形に構成されている。第１及び第２の側壁部１１，１２はプレス成形により底壁部３１から略直角に折り曲げられたものである。また、第１及び第２の側壁部１１，１２は、プレス成形によりそれぞれ外側に折り返された第１及び第２の折り返し壁３７，３８を含んでいる。これら第１及び第２の側壁部１１，１２の外側面に沿いながら下方に延びている。
【００２３】
第１及び第２の折り返し壁３７，３８と、上記第１の溝形部３５の底壁部３１により兼用される天壁部３９とによって、下向きに開放する上記第２の溝形部３６が構成されている。さらに、第１及び第２の側壁部１１，１２に含まれる第１及び第２の折り返し壁３７，３８の下端からプレス成形により内向きに略直角状に折り曲げられた一対の内向きフランジ４０，４１がそれぞれ形成されている。図８に示すように、バルブステム９の上端１０は第２の溝形部３６内に導入され、天壁部３９により受けられると共に、左右の内向きフランジ４０，４１の端面４２，４３同士の間で、左右方向の相対移動を規制するようにしている。すなわち、両端面４２，４３間の距離ｄが、バルブステム９の左右方向の相対移動を規制する幅となる。
【００２４】
本第３の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏する。加えて、天壁部３９を第１及び第２の側壁部１１，１２の高さ方向の中間部の所望の位置に配置することにより、第２の溝形部３６の深さを自在に設定することができる。すなわち、バルブステム９の脱落を防止すために必要最小限の深さに設定することも可能であり、バルブステム９の長尺化を防止することが可能となる。
【００２５】
図９は本発明の第４の実施の形態のロッカーアームの斜視図である。図９を参照して、本第４の実施の形態のロッカーアーム本体２Ｂでは、基本形状を第１及び第２の側壁部１１，１２並びに底壁部３１を有する上向きに開いた溝形とし、ロッカーアーム本体２の第２の端部６において、第１及び第２の側壁部１１，１２の上端に別部品からなる天壁部４４を溶接により固定することにより、バルブステムを受けるための下向きに開いた溝形部４５を構成した。４６は溶接のビードである。溝形部４５において、第１及び第２の側壁部１１，１２の下端に内向きフランジ２２，２３が設けられているのは図２の実施の形態と同様である。
【００２６】
本第４の実施の形態では、強度的に強い上向きに開いた溝形を基本形状として採用しつつ、強度を弱めるような絞りを設けることなくバルブステムを安定して支持することができる。
次いで、図１０は本発明の第５の実施の形態のロッカーアームの斜視図である。本第５の実施の形態が第４の実施の形態と異なるのは、本ロッカーアーム本体２Ｃでは、第２の側壁部１２の同一平面上に延設した延設片をプレス成形により折り曲げて、折り曲げ先端縁を第１の側壁部１１に当接させると共に、当接部分を溶接し、これにより折り曲げ片からなる天壁部４７を形成するようにした点である。
【００２７】
本第５の実施の形態では、第４の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。加えて、天壁部４６を構成するために別部品を準備する必要がなく、しかも溶接が１カ所で済むので、第４の実施の形態と比較して製造コストを安くすることができる。
本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更を施すことができる。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明では、ロッカーアーム本体の幅の制約を受けることなく、バルブステムの左右移動を規制する幅を所望に規定できる。その結果、バルブステムを安定して支持することができ、しかも、ロッカーアーム本体の幅を部分的に絞るようなことが不要なので、全体の強度を確保できる。また、溝形部の入口はフランジで狭められるものの、溝形部の内奥部は導入されるバルブステムに対して左右に余裕ができるので、バルブステムにて安定して支持するための十分な面積の平坦面を確保できる結果、バルブステムによる支持がより安定したものとなる。
【００２９】
請求項２記載の発明では、ロッカーアームの幅中心に対して、バルブステムの位置をオフセットさせることが可能となり、設計の自由度が増す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のロッカーアームの取り付け状態を示す概略図である。
【図２】ロッカーアームの斜視図である。
【図３】ロッカーアーム本体の断面図である。
【図４】バルブステム及びロッカーアーム本体の要部の断面図である。
【図５】第１の実施の形態の変更例を示すロッカーアーム本体のバルブステムを受ける部分の断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態のロッカーアームの斜視図である。
【図７】図６のロッカーアーム本体の断面図である。
【図８】図６のロッカーアーム本体のバルブステムを受ける部分の断面図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態のロッカーアームの一部破断斜視図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態のロッカーアームの一部破断斜視図である。
【図１１】従来のロッカーアームの一例の斜視図である。
【図１２】従来の他の例のロッカーアーム本体の要部の断面図である。
【符号の説明】
１    ロッカーアーム
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ    ロッカーアーム本体
５    第１の端部
６    第２の端部
１１  第１の側壁部
１２  第２の側壁部
１３，３８，４４，４７  天壁部
２２，２３，４０，４１  内向きフランジ
２４，２５  端面
２７，４５  溝形部
３１  底壁部
３６  第２の溝形部
４２，４３  端面
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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