(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに略並行に対向配置された一対の対向側壁部と、前記両対向側壁部の長手方向両端間にそれぞれ設けられたピボット部およびバルブ当接部とからなる胴体と、
前記両対向側壁部間に架設され、少なくとも全周面に焼入れ硬化処理が施された支軸と、
前記両対向側壁部間において前記支軸に回転自在に外装されたローラとを含み、
前記両対向側壁部は、長手方向略中間における互いの向き合う内面に同軸上に、前記支軸の本体の断面形状に等しい大径部と、前記支軸の端面に形成した円形突部の断面形状に等しくかつ前記対向側壁部に貫通して設けた小径部とからなる軸受凹部が設けられており、
前記支軸が、その両端を前記軸受凹部に圧入された状態で前記両対向側壁部間に架設される、ことを特徴とするロッカアーム。
【請求項２】
互いに略並行に対向配置された一対の対向側壁部と、前記両対向側壁部の長手方向両端間にそれぞれ設けられたピボット部およびバルブ当接部とからなる胴体と、
前記両対向側壁部間に架設され、少なくとも全周面に焼入れ硬化処理が施された支軸と、
前記両対向側壁部間において前記支軸に回転自在に外装されたローラとを含み、
前記両対向側壁部は、長手方向略中間における互いの向き合う内面に同軸上に、前記支軸の本体の断面形状に等しく、しかも前記支軸の端面に形成した回り止め凸部の断面形状に等しくかつ前記対向側壁部に貫通して設けた回り止め凹部を有した軸受凹部が設けられており、
前記支軸が、その両端を前記軸受凹部に圧入された状態で前記両対向側壁部間に架設される、ことを特徴とするロッカアーム。
【請求項３】
互いに略並行に対向配置された一対の対向側壁部と、前記両対向側壁部の長手方向両端間にそれぞれ設けられたピボット部およびバルブ当接部とからなり、前記両対向側壁部の長手方向略中間における互いの向き合う内面に同軸上に、前記支軸の本体の断面形状に等しい大径部と、前記支軸の端面に形成した円形突部の断面形状に等しくかつ前記対向側壁部に貫通して設けた小径部とからなる軸受凹部を有する胴体を形成し、
前記両対向側壁部の長手方向略中間を外向きに弾性変形させた状態で、ローラが回転自在に外装され少なくとも全周面に焼入れ硬化処理が施された前記支軸の両端を前記軸受凹部に圧入し、前記支軸を前記両対向側壁部間に架設する、ことを特徴とするロッカアームの製造方法。
【請求項４】
互いに略並行に対向配置された一対の対向側壁部と、前記両対向側壁部の長手方向両端間にそれぞれ設けられたピボット部およびバルブ当接部とからなり、前記両対向側壁部の長手方向略中間における互いの向き合う内面に同軸上に、前記支軸の本体の断面形状に等しく、しかも前記支軸の端面に形成した回り止め凸部の断面形状に等しくかつ前記対向側壁部に貫通して設けた回り止め凹部を有した軸受凹部を有する胴体を形成し、
前記両対向側壁部の長手方向略中間を外向きに弾性変形させた状態で、ローラが回転自在に外装され少なくとも全周面に焼入れ硬化処理が施された前記支軸の両端を前記軸受凹部に圧入し、前記支軸を前記両対向側壁部間に架設する、ことを特徴とするロッカアームの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カムによる摺動動作を受けてシリンダヘッドに設けられるバルブの開閉を行うロッカアームおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１５および図１６に、従来のロッカアーム８１を示す。図例のロッカアーム８１は、胴体８２、支軸８３、ローラ８４、複数の針状ころ８５を有している。
【０００３】
胴体８２は、一対の側壁８６，８７と、ラッシュアジャスタ９０が当接されるピボット部８８と、バルブ９１のステムエンドが当接されるバルブ当接部８９とを有している。一対の側壁８６，８７間に、支軸８３が架け渡され、この支軸８３の外周に複数の針状ころ８５を介してカム９２が当接されるローラ８４が回転自在に支持される。
【０００４】
支軸８３は、一対の側壁８６，８７に設けられる貫通孔９３，９４に対して挿入されるが、この支軸８３の両端面が打刻かしめされることにより支軸８３が抜け止めされる。
【０００５】
この打刻かしめでは、パンチング工具などで支軸８３の両端面に凹状の打刻溝９５を形成したうえで、この打刻溝９５の形成に伴い流動する肉部を側壁８６，８７の貫通孔９３，９４の周辺に張り出させるようにする。この張り出し部分が、支軸８３の抜け出しを阻む爪９６となる。このような打刻かしめを行うために、通常、支軸８３の両端は、貫通孔９３，９４の外側開口とほぼ面一となる状態に設定している。
【０００６】
なお、胴体８２は、鋳造品、あるいはプレス加工品があるが、いずれについても、支軸８３の抜け止めは上述した手法が用いられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
通常、支軸８３の外周面は、針状ころ８５の軌道面となるために、熱硬化処理を施す必要がある。しかし、支軸８３の両端面を打刻かしめする関係より、支軸８３の両端部分については、硬化させないようにするのが望ましい。そのため、支軸８３の熱硬化処理としては、例えば支軸８３の両端部を除いて処理する必要がある。また、この熱硬化処理では、処理領域が軸心方向にずれ易い。このようなことから、熱硬化処理に多大な手間がかかり、製造コストが嵩む結果となっていた。
【０００８】
また、支軸８３の両端部分を硬化させないことから、製造工程や輸送時に、当該両端部分が傷つき易いという問題もあった。
【０００９】
また、側壁８６，８７に針状ころ８５ならびにローラ８４を配置する工程と、支軸８３を挿入する工程と、かしめ工程が必要となり、製造工程が多くなるという問題もあった。
【００１０】
さらに、支軸８３の挿入までの間、針状ころ８５のばらけを防止するため、保持栓が必要となり、製造が煩雑になるという問題もあった。
【００１１】
本発明は、支軸が損傷することなく、製造が簡単かつ安価に行えるロッカアームおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のロッカアームは、互いに略並行に対向配置された一対の対向側壁部と、前記両対向側壁部の長手方向両端間にそれぞれ設けられたピボット部およびバルブ当接部とからなる胴体と、前記両対向側壁部間に架設され、少なくとも全周面に焼入れ硬化処理が施された支軸と、前記両対向側壁部間において前記支軸に回転自在に外装されたローラとを含み、前記両対向側壁部は、長手方向略中間における互いの向き合う内面に同軸上に、前記支軸の本体の断面形状に等しい大径部と、前記支軸の端面に形成した円形突部の断面形状に等しくかつ前記対向側壁部に貫通して設けた小径部とからなる軸受凹部が設けられており、前記支軸が、その両端を前記軸受凹部に圧入された状態で前記両対向側壁部間に架設されることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明のロッカアームは、互いに略並行に対向配置された一対の対向側壁部と、前記両対向側壁部の長手方向両端間にそれぞれ設けられたピボット部およびバルブ当接部とからなる胴体と、前記両対向側壁部間に架設され、少なくとも全周面に焼入れ硬化処理が施された支軸と、前記両対向側壁部間において前記支軸に回転自在に外装されたローラとを含み、前記両対向側壁部は、長手方向略中間における互いの向き合う内面に同軸上に、前記支軸の本体の断面形状に等しく、しかも前記支軸の端面に形成した回り止め凸部の断面形状に等しくかつ前記対向側壁部に貫通して設けた回り止め凹部を有した軸受凹部が設けられており、前記支軸が、その両端を前記軸受凹部に圧入された状態で前記両対向側壁部間に架設されることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明のロッカアームの製造方法は、互いに略並行に対向配置された一対の対向側壁部と、前記両対向側壁部の長手方向両端間にそれぞれ設けられたピボット部およびバルブ当接部とからなり、前記両対向側壁部の長手方向略中間における互いの向き合う内面に同軸上に、前記支軸の本体の断面形状に等しい大径部と、前記支軸の端面に形成した円形突部の断面形状に等しくかつ前記対向側壁部に貫通して設けた小径部とからなる軸受凹部を有する胴体を形成し、前記両対向側壁部の長手方向略中間を外向きに弾性変形させた状態で、ローラが回転自在に外装され少なくとも全周面に焼入れ硬化処理が施された前記支軸の両端を前記軸受凹部に圧入し、前記支軸を前記両対向側壁部間に架設することを特徴とするものである。
【００１５】
本発明のロッカアームの製造方法は、互いに略並行に対向配置された一対の対向側壁部と、前記両対向側壁部の長手方向両端間にそれぞれ設けられたピボット部およびバルブ当接部とからなり、前記両対向側壁部の長手方向略中間における互いの向き合う内面に同軸上に、前記支軸の本体の断面形状に等しく、しかも前記支軸の端面に形成した回り止め凸部の断面形状に等しくかつ前記対向側壁部に貫通して設けた回り止め凹部を有した軸受凹部を有する胴体を形成し、前記両対向側壁部の長手方向略中間を外向きに弾性変形させた状態で、ローラが回転自在に外装され少なくとも全周面に焼入れ硬化処理が施された前記支軸の両端を前記軸受凹部に圧入し、前記支軸を前記両対向側壁部間に架設することを特徴とするものである。
【００１６】
本発明のロッカアームおよびその製造方法によると、両対向側壁部の内面に形成した軸受凹部に、支軸の両端を圧入することで、支軸を両対向側壁部間に架設できる。すなわち、両対向側壁部の軸受凹部を形成した長手方向略中間を外向きに弾性変形させて、支軸の両端を両対向側壁部の軸受凹部に圧入して、支軸を両対向側壁部間に架設する。
【００１７】
このように、胴体の内側から支軸の両端を軸受凹部に圧入して、支軸を両対向側壁部間に架設するので、支軸の抜け止め用のかしめが不要となる。よって、支軸の両端に、かしめのための未硬化部分を形成する必要がなく、支軸全体を熱硬化処理することができ、製造工程や輸送時に損傷せず、製造が簡単かつ安価に行え、しかも表面硬度の管理が容易に行え品質も向上する。
【００１８】
また、ローラを回転自在に外装した状態で支軸の両端を軸受凹部に圧入するので、支軸とローラを同時に胴体に装着でき、製造工程の簡素化を図れる。しかも、支軸とローラの間に針状ころ等が介装されている構造であっても、組み込み時に当該針状ころがばらける心配もなく、別途、保持栓にて針状ころを保持する必要もなく、より一層、製造工程の簡素化を図れる。
【００１９】
さらに、支軸の両端に突設した回り止め凸部を、両対向側壁部の軸受凹部に形成した回り止め凹部に嵌合することで、支軸をより一層確実に回り止めした状態で両対向側壁部間に架設できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１から図１０に本発明の参考例を示している。この参考例では、エンドピボッドタイプのロッカアームを例に挙げている。
【００２１】
図１に示すエンドピボッドタイプのロッカアーム１は、胴体２と、支軸３と、ローラ４と、複数の針状ころ５とを有している。
【００２２】
胴体２は、互いに略並行に対向配置された一対の対向側壁部７，８と、両対向側壁部７，８の長手方向一端における下側間に設けたピボット部９と、両対向側壁部７，８の長手方向他端間に設けたバルブ当接部１０とを有する形状のプレス加工品とされている。
【００２３】
ピボット部９には、上向きに膨出する半球形のピボット１２が設けられている。
【００２４】
バルブ当接部１０は、端面から見ると上下逆さの凹形状になっており、その天井部分は下向きに膨出させて反らせた形状になっている。
【００２５】
両対向側壁部７，８の長手方向中間の互いに対向する内面には、同軸上となる円形の軸受凹部１１が設けられており、この軸受凹部１１に対して支軸３の両端が圧入されることにより、支軸３が両対向側壁部７，８間に架設された状態で取り付けられている。両対向側壁部７，８間の領域において、支軸３の外周に、複数の針状ころ５を介してローラ４が回転自在に設けられている。
【００２６】
なお、支軸３は、例えば高炭素クロム軸受鋼や炭素鋼を用いて形成されており、その全体に熱硬化処理が施されている。この熱硬化処理は、支軸３の表面硬度を、例えばロックウェル硬さ（ＨＲＣ）で５８以上に設定するように、ずぶ焼入れ、浸炭焼入れ、高周波焼入れなど、その他いろいろな周知の技術で行うことができる。また、支軸３の両端には、一般的な端面処理のための面取りを施してもよい。
【００２７】
このようなロッカアーム１では、胴体２のピボット１２が、図示しないシリンダヘッドに設置されるラッシュアジャスタ２０の上端に係合され、バルブ当接部１０が、シリンダヘッドに設置される動弁機構のバルブ２１のステムエンドに当接され、さらに、ローラ４に対してシリンダヘッドに設置されるカム２２が当接される。そして、カム２２を回転させることにより、ピボット１２が支点となって胴体２が傾動させられるようになり、バルブ当接部１０が上下に所定ストロークで反復変位させられることで、バルブ２１を開閉動作させるようになる。このように、ロッカアーム１は、胴体２の長手方向一端側を支点として傾動させられる。
【００２８】
ここで、上述した胴体２の製造手順を説明する。
【００２９】
まず、図２に示すように、一枚の鋼板などの基板２Ａをブランク抜きし、一対の対向側壁部７，８とする領域２Ｂ，２Ｃにおいて支軸３の挿通予定部分に対して軸受凹部１１を形成する。
【００３０】
続いて、基板２Ａにおいてピボット部９となる領域２Ｄに対して絞り加工を施すことにより、半球形に膨出したピボット１２を形成する。
【００３１】
なお、図２のIII-III断面図を図３に示す。
【００３２】
続いて、基板５Ａの外周不要部分をトリミングして除去してから、図４に示すように、基板５Ａにおいて一対の対向側壁部７，８となる領域２Ｂ，２Ｃを、ほぼＵ字形に折り曲げることにより、一対の対向側壁部７，８を略平行に対向させる。
【００３３】
そして、バルブ当接部１０となる領域２Ｅ（図２参照）に対して押圧加工を施すことにより、下面にステムエンド挿入凹部１３を有したバルブ当接部１０を形成する。なお、図４のＶ矢視図を図５に示す。
【００３４】
そして、胴体２全体に熱硬化処理を施す。
【００３５】
この後、一対の対向側壁部７，８の軸受凹部１１を形成した長手方向略中間を外向きに弾性変形させ、針状ころ５を介してローラ４を外装してなる支軸３を、両対向側壁部７，８間に押し込む。
【００３６】
例えば、図６および図７に示すように、両対向側壁部７，８の長手方向略中間の上側を外向きに弾性変形させ、支軸３を押し込む。あるいは、両対向側壁部７，８の長手方向略中間を外向きに円弧状に湾曲させ、支軸３を押し込む。
【００３７】
対向側壁部７，８を外向きに弾性変形させる作業は、例えば、支軸３の取付けの邪魔にならないように両対向側壁部７，８間に治具を介装し、各対向側壁部７，８に対して外向きに押圧力を付与することによって行う。
【００３８】
支軸３の両端はローラ４より外方に突出しており、当該突出部が両対向側壁部７，８の軸受凹部１１に圧入される。
【００３９】
これにより、支軸３が対向側壁部７，８にて回り止めされた状態で保持され、針状ころ５を介して外嵌したローラ４がカム２２に対して転動自在に当接する。
【００４０】
図８は胴体２に支軸３，ローラ４，針状ころ５を装着した状態のロッカアーム１の平面図、図９はその支軸３の圧入部分の拡大断面図である。
【００４１】
この際、対向側壁部７，８による支軸３の保持が強固に行われるように、両対向側壁部７，８を若干内向きに傾斜させておいてもよい。すなわち、基板５ＡをほぼＵ字形に折り曲げた際に、図１０に示すように、両対向側壁部７，８が若干内向きに傾斜した姿勢に形成しておく。これにより、支軸３を対向側壁部７，８間に架設した状態で、対向側壁部７，８が支軸３を両側から強固に挟み込み、支軸３を回り止め状態にてより一層確実に保持できる。
【００４２】
このように構成されたロッカアーム１およびその製造方法によると、胴体２の内側から支軸３の両端を軸受凹部１１に圧入して、支軸３を両対向側壁部７，８間に架設するので、支軸３の抜け止め用のかしめが不要となる。よって、支軸３の両端に、かしめのための未硬化部分を形成する必要がなく、支軸３全体を熱硬化処理することができ、製造工程や輸送時に損傷せず、製造が簡単かつ安価に行え、しかも表面硬度の管理が容易に行え品質も向上する。
【００４３】
また、針状ころ５を介してローラ４を回転自在に外装した状態で、支軸３の両端を軸受凹部１１に圧入するので、支軸３とローラ４を同時に胴体２に装着でき、製造工程の簡素化を図れる。しかも、組み込み時に、支軸３とローラ４の間に介装した針状ころ５がばらける心配もなく、別途、保持栓にて針状ころ５を保持する必要もなく、より一層、製造工程の簡素化を図れる。
【００４４】
さらに、支軸３は、両端を対向側壁部７，８の内面に形成した軸受凹部１１に圧入して架設するので、対向側壁部７，８の外面に支軸３の端面が露出せず、見栄えもよい。
【００４５】
なお、図１１に示すように、両対向側壁部７，８の軸受凹部１１が、大径部１１ａと小径部１１ｂからなる貫通穴にて形成されており、支軸３の両端に小径部１１ｂに嵌入可能な円形突部３ａが形成されており、円形突部３ａを小径部１１ｂに圧入すると共に、支軸３の本体両端を大径部１１ａに圧入するようにしてもよい。このように構成することで、支軸３と対向側壁部７，８の接触面積（圧入代）が大きくなり、胴体２による支軸３の支持力が向上する。この図１１の例が本発明の実施形態となる。
【００４６】
図１２および図１３に、本発明のロッカアームの他の参考例を示す。なお、図１から図９に示した例と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
【００４７】
この例は、支軸３の両端に、回り止め部となる回り止め凸部１４を形成したことを特徴とするものである。
【００４８】
回り止め凸部１４は、支軸３の両端に一径方向に延びて一体に形成されている。また、両対向側壁部７，８の軸受凹部１１内には、回り止め凸部１４が嵌合可能な嵌合部となる回り止め凹部１５が形成されている。
【００４９】
支軸３は、対向側壁部７，８の長手方向略中間を外向きに弾性変形させておき、回り止め凸部１４を回り止め凹部１５に嵌入させると共に、両端を軸受凹部１１内に圧入させて対向側壁部７，８間に架設する。
【００５０】
これにより、支軸３の回り止めが、より一層確実に行える。なお、支軸３の両端に回り止め部となる回り止め凹部を形成し、軸受凹部１１内に当該回り止め凹部に嵌入可能な嵌合部となる回り止め凸部を形成したものであってもよい。
【００５１】
また、図１４に示すように、両対向側壁部７，８の軸受凹部１１内に、対向側壁部７，８に貫通して回り止め凹部１５が形成されていてもよい。すなわち、回り止め凹部１５が対向側壁部７，８に貫通して形成されることで、その分、軸受凹部１１を深く形成でき、支軸３と対向側壁部７，８の接触面積（圧入代）が大きくなり、胴体２による支軸３の支持力が向上する。この図１４の例が本発明の他の実施形態となる。
【００５２】
なお、バルブ当接部１０を、胴体２とは別体に形成しておき、胴体２に対して溶接などで固着してもよい。
【００５３】
また、支軸３の保持を確実に行うため、図１０に示すように、両対向側壁部７，８を若干内向きに傾斜させたが、これに限らず、例えば、支軸３の両端の外周面に爪を形成し、支軸３の両端を軸受凹部１１内に圧入した際に、当該爪が軸受凹部１１の内面に引っ掛かることで、支軸３の保持を向上させた構造としてもよい。
【００５４】
また、この針状ころ５を用いずに、ローラ４を支軸３に対してすべり接触させてもよい。つまり、ローラ４を支軸３に対してすきま嵌めにより直接外嵌させたり、すべり軸受を介して嵌合してもよい。
【００５５】
さらに、胴体２を、鉄系金属やアルミニウムなどの軽合金などを用いて、ロストワックスやダイカスト製法などで製作される鋳造品としてもよい。
【００５６】
【発明の効果】
本発明のロッカアームおよびその製造方法によると、支軸が損傷することなく、製造が簡単かつ安価に行え、しかも品質ならびに見栄えも向上するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の参考例に係るロッカアームを示す側面図である。
【図２】  本発明の参考例に係るロッカアームの胴体の展開図である。
【図３】  図２のIII-III断面図である。
【図４】  本発明の参考例に係るロッカアームの胴体の平面図である。
【図５】  図４のＶ矢視図である。
【図６】  本発明の参考例に係るロッカアームの支軸の組み込み作業を示す斜視図である。
【図７】  本発明の参考例に係るロッカアームの支軸の組み込み作業を示す側面図である。
【図８】  本発明の参考例に係るロッカアームの平面図である。
【図９】  本発明の参考例に係るロッカアームの部分拡大断面図である。
【図１０】  本発明の参考例に係るロッカアームの正面図である。
【図１１】  本発明の実施形態に係るロッカアームの部分拡大断面図である。
【図１２】  本発明の他の参考例に係るロッカアームの支軸の組み込み作業を示す側面図である。
【図１３】  本発明の他の参考例に係るロッカアームの平面図である。
【図１４】  本発明の他の実施形態に係るロッカアームの平面図である。
【図１５】  従来例に係るロッカアームを示す側面図である。
【図１６】  図１５のXVI-XVI断面図である。
【符号の説明】
１  ロッカアーム
２  胴体
３  支軸
４  ローラ
５  針状ころ
７，８  対向側壁部
９  ピボット部
１０  バルブ当接部
１１  軸受凹部
１４  回り止め凸部（回り止め部）
１５  回り止め凹部（嵌合部）
【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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【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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