JP2001271614A - ロッカアーム及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】枢支端に必要とされる強度を確保しつつ、コス
トの増加等を好適に抑制することのできるロッカアーム
及びその製造方法を提供する。 【解決手段】ロッカアーム１７は、その一端が枢支され
るとともに、カムの回転に応じた他端の揺動に基づいて
機関バルブを開閉駆動する。その枢支端１８は、アーム
本体である両側片２０に断面略Ｕ形状に一体に形成され
ており、それら両側片２０との連結部１８ａの増肉部に
は増肉加工が施されている。この増肉加工された連結部
１８ａにはバーリング加工による突孔１８ｂが設けら
れ、この突孔１８ｂの内周面１８ｃにタペット調整用の
アジャストスクリューが螺入される雌ねじが形成され
る。

Description

【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
機構を構成するロッカアーム及びその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ロッカアームは周知のように、内燃機関
の動弁系機構にあって、その一端が枢支されるととも
に、カムの回転に応じた他端の揺動に基づいて機関バル
ブを開閉駆動するものである。そして、こうしたロッカ
アームには通常、上記カムと当該ロッカアーム自身との
間のクリアランス（タペットクリアランス）を調整する
ための機構が設けられている。

【０００３】すなわち、こうしたロッカアームにおいて
は、枢支端となる一端部にアジャストスクリューが螺入
されるねじ孔が形成されており、同ロッカアームは、こ
のねじ孔を介してアジャストスクリューに螺着されてい
る。また、このアジャストスクリューには、ロッカアー
ムの上方からロックナットも併せて螺着されており、ロ
ッカアームに対するこのロックナットのアジャストスク
リューを介した締め付けによって、同アジャストスクリ
ューに対するロッカアームの相対位置、ひいては上記ク
リアランスが固定される。また、このクリアランスを調
整する際には、上記ロックナットを緩め、この状態でア
ジャストスクリューを回転させることにより、アジャス
トスクリューに対する枢支端の位置を変更する。そして
その後、再びロックナットを締め付けることによってア
ジャストスクリューに対するロッカアーム（枢支端）の
位置、すなわち同クリアランスを固定する。

【０００４】なお従来、このような枢支端は、ロッカア
ーム本体に対し、溶接や圧入などの方法で組み付けられ
ることが一般的であった（例えば特開平９―４１９１３
号公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、こうしたロ
ッカアームにあっては、上記ロックナットの締め付けに
伴い、枢支端のねじ孔にはアジャストスクリューの軸線
方向に大きな軸力が働く。また、その実働時には、こう
した軸力に加えて、揺動に伴う当該ロッカアーム自身の
慣性力が同枢支端に働く。このため、枢支端が溶接や圧
入によってロッカアーム本体に組み付けられる上記従来
のロッカアームにあっては、同枢支端のこれら応力に耐
え得る剛性を十分に確保できなくなるおそれがある。

【０００６】また、同従来のロッカアームの場合には、
枢支端の組付け時に変形が生じたり、溶接や圧入等にか
かる工数の増加に伴ってコストが増加するなどの問題も
無視できないものとなっている。

【０００７】本発明は、こうした実情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、枢支端に必要とされる強度を
確保しつつ、コストの増加等を好適に抑制することので
きるロッカアーム及びその製造方法を提供することにあ
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
の手段及びその作用効果について以下に記載する。請求
項１に記載の発明は、一端が枢支されるとともに、カム
の回転に応じた他端の揺動に基づいて機関バルブを開閉
駆動するに、枢支端である前記一端にはタペット調整用
のアジャストスクリューが螺入される雌ねじが形成され
てなるロッカアームにおいて、前記枢支端は断面略Ｕ形
状にアーム本体に一体に形成され、且つその両側片の連
結部は増肉加工されるとともに、該増肉加工部にバーリ
ング加工による突孔が設けられ、前記雌ねじはこの突孔
の内周に形成されてなることを要旨とする。

【０００９】上記構成によれば、上記枢支端の連結部に
突孔を形成することで、同突孔の軸方向の厚みが確保で
き、ロックナットを締め付ける際に生じる軸力にも十分
に耐え得るようになる。さらに、枢支端の上記連結部を
肉厚にするとともにこれをロッカアーム本体に一体に形
成することで、同連結部においては上述の慣性力にも十
分に耐え得るようになり、ロッカアームとしての強度並
びに剛性を確保することができるようになる。そして、
同構成によれば、溶接や圧入といった加工が不要である
ために、枢支端組付け時の変形等は回避されるととも
に、その製造コストを低減することもできる。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のロッカアームにおいて、前記バーリング加工による突
孔は、前記アジャストスクリューを固定するためのロッ
クナットの座面となる面の反対側の面に突出するように
設けられてなることを要旨とする。

【００１１】通常、バーリング加工により形成された突
孔の先端部の端面はその表面の粗さが粗い状態となり、
一方、他端部の表面はその粗さがほぼ材料の表面の粗さ
の状態で保たれる。

【００１２】このため上記構成によれば、枢支端の連結
部におけるロックナットの座面となる面が表面の粗さの
小さい側の面となるため、ロックナットと枢支端におけ
る座面との接触面積が大きくなり、同ナットの締め付け
力を安定させることができるようになる。また、上記枢
支端におけるロックナットの座面となる面を平滑にする
ための後加工が特に必要ではなくなるため、製造コスト
の増加を抑制することもできる。

【００１３】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
のロッカアームにおいて、前記断面略Ｕ形状に形成され
た枢支端の前記両側片の連結部は、前記ロックナットの
座面となる面の反対方向に増肉形成されてなることを要
旨とする。

【００１４】上記構成によれば、アジャストスクリュー
の回転による上記クリアランスの微調整（タペット調
整）を行う際に、平滑な面である上記連結部の座面とな
る面を基準面とすることができるため、同クリアランス
の調整を容易に且つ精度良く行うことができるようにな
る。

【００１５】請求項４に記載の発明は、一端が枢支され
るとともに、カムの回転に応じた他端の揺動に基づいて
機関バルブを開閉駆動するロッカアームを製造する方法
であって、板状の成形素材の少なくとも枢支端となる前
記一端について、断面略Ｕ形状に、且つその両側片の連
結部となる部分が増肉されるようにこれをプレス加工す
る工程と、この増肉加工された部分にバーリング加工に
よる突孔を設ける工程と、この突孔の内周にタペット調
整用のアジャストスクリューが螺入される雌ねじを形成
する工程と、を備えることを要旨とする。

【００１６】上記製造方法によれば、枢支端における突
孔の軸線方向の厚みは、上記軸力に耐え得るのに必要な
値に達するようになる。また、同枢支端における突孔以
外の部分においては、その肉厚が成形素材（アーム本
体）の厚さよりも厚くなるため、当該枢支端では上記軸
力と上記慣性力との両方に耐え得る強度を確実に確保す
ることができる。また、枢支端の突孔は、増肉加工を行
った後にバーリング加工を行うことで形成されるため、
同突孔における径方向の肉厚を大きく確保できて、当該
突孔においても上記軸力と上記慣性力との両方に耐え得
る強度を確保することができる。

【００１７】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
のロッカアームの製造方法において、前記バーリング加
工による突孔は、前記アジャストスクリューを固定する
ためのロックナットの座面となる面からその反対側に向
けて突出形成されることを要旨とする。

【００１８】上述のように、バーリング加工により形成
された突孔の先端部の端面はその表面の粗さが粗い状態
となり、一方、他端部の表面はその粗さがほぼ材料の表
面の粗さの状態で保たれる。

【００１９】このため上記製造方法によれば、枢支端に
おけるロックナットの座面となる面を平滑にするための
後加工が特に必要ではなくなるため、製造コストの増加
を抑制することができる。また、こうして製造されるロ
ッカアームは上述のように、枢支端の連結部におけるロ
ックナットの座面となる面を表面の粗さの小さい側の面
とするため、ナットと枢支端における座面との接触面積
が大きくなり、ナットの締め付け力を安定させることも
できるようになる。

【００２０】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
のロッカアームの製造方法において、前記連結部となる
部分の増肉は、前記ロックナットの座面となる面の反対
側の面に対して行われることを要旨とする。

【００２１】上記製造方法によれば、連結部におけるロ
ックナットの座面となる面の平滑性を保持しつつ、上記
連結部の増肉加工を行うことができる。また、こうして
製造されるロッカアームは上述のように、アジャストス
クリューの回転による上記クリアランスの微調整（タペ
ット調整）を行う際に、平滑な面である上記連結部の座
面となる面を基準面とすることができるため、同調整を
容易に且つ精度良く行うこともできる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるロッカアー
ム及びその製造方法の一実施の形態について、図１〜図
４を参照して説明する。まず、図１を参照して本実施の
形態のロッカアームが適用される内燃機関の動弁系機構
の概略について説明する。

【００２３】同図１に示すように、内燃機関のシリンダ
ヘッド１１には、この内燃機関の各気筒毎に複数の機関
バルブが備えられている。この機関バルブのステム１２
はシリンダヘッド１１に形成された貫通孔１３にバルブ
ガイド１４等を介して挿通され、その軸方向にのみ揺動
可能である。また、それらバルブステム１２はバルブス
プリング１５の付勢力により常に機関バルブが閉弁され
る側に押圧されている。

【００２４】シリンダヘッド１１の上部には図示しない
カムシャフトが回動可能に軸支され、このカムシャフト
には各バルブステム１２と対応する位置にカム１６が備
えられている。また、これらバルブステム１２とカム１
６との間にはそれぞれロッカアーム１７が備えられてい
る。

【００２５】このロッカアーム１７は、その一端がシリ
ンダヘッド１１に対して枢支される枢支端１８と、他端
がバルブステム１２の終端であるステムエンド１２ａに
当接しつつカム１６の回転に応じて揺動する揺動端とし
てのステムエンド受け部１９と、これら枢支端１８及び
ステムエンド受け部１９の間に配設されてアーム本体で
ある両側片２０に回動可能に軸支されるローラ２１等と
を有して構成されている。そして、ローラ２１とカム１
６とが転がり接触をしつつ、そのカム１６の回動に伴う
押圧力が周期的に付与されることで、ロッカアーム１７
の揺動端が揺動してステムエンド受け部１９にもその押
圧力が伝達される。このステムエンド受け部１９に伝達
される押圧力に基づきバルブステム１２の先端側にある
図示しない機関バルブが開閉駆動される。

【００２６】ここで、ロッカアーム１７のステムエンド
受け部１９は、断面略Ｈ形状に形成され、両側片２０の
図示しない連結部の両端には、この連結部から下方に突
出形成される一対のステムガイド２８が形成されてい
る。このため、この受け部１９自身の左右方向へのふら
つきが規制されて、機関バルブの安定した開閉駆動が実
現されるようになる。

【００２７】一方、図２にその斜視構造を拡大して示す
ように、ロッカアーム１７の枢支端１８は、上方に開口
する断面略Ｕ形状となるように両側片２０に一体形成さ
れており、それら両側片２０との連結部１８ａには、そ
の下面から下方に突出する円筒形状の突孔１８ｂが形成
されている。そして、この突孔１８ｂの内周面１８ｃに
は、アジャストスクリュー２２が螺入可能な雌ねじが形
成されている。図１に示されるように、このアジャスト
スクリュー２２の先端部には半球形のピボット２５が設
けられ、シリンダヘッド１１の突部１１ａには、その頭
部にピボット２５の球面部が係入可能な半球形の凹部２
６ａを有するボルト２６が設けられている。これによ
り、ロッカアーム１７はピボット２５の球面部を上記揺
動の中心として揺動する。また、アジャストスクリュー
２２を回動させることでロッカアーム１７が僅かに上下
方向に移動可能であり、カム１６とローラ２１との隙間
の調整、すなわちタペット調整を行うことができる。そ
して、ロックナット２３及び座金２４によりアジャスト
スクリュー２２に対してロッカアーム１７が固定され
る。

【００２８】また、同じく図１に示されるように、ロッ
カアーム１７の枢支端１８には、一方端が枢支端１８と
ロックナット２３とにより固定されるとともに、他方端
がボルト２６とシリンダヘッド１１の突部１１ａとによ
り固定される断面略Ｕ字形の板ばね２７が配設されてい
る。ロッカアーム１７は板ばね２７の付勢力により常に
ロッカアーム１７のステムエンド受け部１９がバルブス
テム１２のステムエンド１２ａに当接する側に押圧され
ている。

【００２９】ところで、本実施の形態のロッカアームで
は、図１及び図２に併せ示されるように、上記連結部１
８ａをロッカアーム１７の他の部分よりも肉厚に形成、
詳しくは同連結部１８ａにおけるロックナット２３の座
面となる面の反対方向に肉厚に形成する増肉加工が施さ
れている。さらに、この肉厚にされた連結部１８ａに、
バーリング加工による突孔１８ｂが、上記連結部１８ａ
におけるロックナット２３の座面側からその下方に向け
て突出形成されている。このため、同突孔１８ｂの軸方
向の厚みが確保でき、ロックナット２３を締め付ける際
に生じる軸力に耐え得るようになる。さらに、連結部１
８ａを肉厚にするとともにこれをロッカアーム１７のア
ーム本体となる両側片２０に一体に形成しているため、
同連結部１８ａにおいてはロッカアーム１７の揺動に起
因する前述の慣性力にも十分に耐え得るようになり、そ
の剛性や強度を高く保持することができるようにもな
る。

【００３０】次に、図３及び図４を併せ参照して、この
実施の形態のロッカアームの製造方法について説明す
る。同ロッカアームの製造に際してはまず、図示しない
板材においてロッカアーム１７の連結部１８ａの増肉部
１８ｄに対応する部分を肉厚にする増肉加工を行う。こ
の増肉加工は、例えば上記板材の連結部１８ａの増肉部
１８ｄに対応する部分の周囲をプレス型で押圧する加工
であり、この工程により上記板材における上記周囲の部
分の肉を増肉部１８ｄに対応する部分に移動させる。な
お、本実施の形態では、上記板材の連結部１８ａの増肉
部１８ｄに対応する部分の増肉は、同連結部１８ａにお
けるナット２３の座面となる面の反対側の面に対して行
う。

【００３１】上記増肉加工を行った後は、図３（ａ）に
示すように、上記板状の素材からロッカアーム１７を平
面に展開した所定の形状の成形素材３０を打ち抜き加工
により形成する。この打ち抜き加工により形成される成
形素材３０は、上記枢支端１８の連結部１８ａ、ステム
エンド受け部１９及びアーム本体である両側片２０に対
応する部分を一体的に備えている。ここで、同加工によ
り形成される成形素材３０の枢支端１８は図３（ｃ）に
示すように、連結部１８ａの増肉部１８ｄに対応する部
分の肉厚ｔ２は側片２０に対応する部分の肉厚ｔ１とｔ
２＞ｔ１の状態で保持されている。

【００３２】その後、折り曲げ加工により、成形素材３
０の図３（ａ）中に破線にて示す部分を折り曲げて、断
面略Ｕ形状に形成する。この折り曲げ加工後、成形素材
３０の両側片２０に対応する部分には、ローラ２１を軸
支するための貫通孔２９が形成される（図３（ｂ））。

【００３３】こうして断面略Ｕ形状に形成された成形素
材３０はその後、ロッカアーム１７の枢支端１８及びス
テムエンド受け部１９に対応する部分がそれぞれ所定の
形状となるように加工される。

【００３４】まず、ロッカアーム１７のステムエンド受
け部１９においては、上述のように成形素材３０を断面
略Ｕ形状に折り曲げ加工した後、例えば受け部１９を断
面略Ｈ形状となるように押出し加工してこの受け部１９
の上記連結部の両端から下方に突出するステムガイド２
８が形成される。

【００３５】一方、ロッカアーム１７の枢支端１８は、
図４（ａ）に示す態様で、断面略Ｕ形状に形成した後、
以下に説明する態様でバーリング加工を行い、同枢支端
１８の連結部１８ａに突孔１８ｂを形成する。

【００３６】すなわち、図４（ａ）に示すように、ま
ず、断面略Ｕ字状の固定型３５内に成形素材３０を係入
する。この固定型３５の前記枢支端１８（正確にはその
突孔１８ｂ）と対応する部分には、円形の貫通孔３５ａ
が形成されている。一方、成形素材３０に対して固定型
３５とは反対側、すなわち成形素材３０の開口側には、
棒体であるポンチ３６がこの軸線と固定型３５の貫通孔
３５ａの軸線とが一致するように配設されている。この
ポンチ３６は、その半径が固定型３５の貫通孔３５ａの
半径よりも小さい円柱状であり、その成形素材３０側の
端部がその先端に向かうにつれて徐々に半径が小さくな
るように形成されている。なお、固定型３５の貫通孔３
５ａの半径とポンチ３６の半径との差は、前記成形素材
３０の側片２０と対応する部分の肉厚ｔ１にほぼ等し
い。

【００３７】次に、こうして固定型３５及びポンチ３６
を配置した状態で、ポンチ３６を図４（ｂ）中に示す矢
印Ａ１の方向、すなわち上記連結部１８ａにおけるナッ
ト２３の座面となる面からその反対側に向かう方向に移
動させる。このように、ポンチ３６を上記連結部１８ａ
に当接するまで移動させて、更に矢印Ａ１の方向にこれ
を移動させると、連結部１８ａが同矢印Ａ１の方向に押
圧されて、同図４（ｂ）に示す態様でその下面が盛り上
がる。

【００３８】更にポンチ３６を同矢印Ａ１方向に移動さ
せると、上記盛り上がった部分がポンチ３６により押し
広げられ、最後には図４（ｃ）に示すように、頂部が開
口されて円筒状の突孔１８ｂが形成される。

【００３９】この突孔１８ｂの形成後は、同図４（ｄ）
に示すように、ポンチ３６を矢印Ａ２方向に引き抜き、
同突孔１８ｂの内周面１８ｃに、周知の方法にて上記ア
ジャストスクリュー２２が螺入される雌ねじを形成す
る。

【００４０】以上の各工程を経て、その枢支端１８が図
１あるいは図２に示される構造を有するロッカアーム１
７が形成される。以上詳述したように、この実施の形態
にかかるロッカアーム及びその製造方法によれば、以下
に示すような優れた効果が得られるようになる。

【００４１】（１）ロッカアーム１７の枢支端１８に必
要な強度を確保しつつ、ロッカアームとしての剛性の低
下及び製造コストの増加を抑制することができる。 （２）枢支端１８の連結部１８ａに突孔１８ｂを形成す
るものの、ロックナット２３の座面となる面を表面の粗
さの小さい側の面とするため、ロックナット２３の締め
付け力を安定させることができて、同ナット２３の締め
付け時に生じる軸力も安定させることができるようにな
る。

【００４２】（３）平滑な面である連結部１８ａの座面
となる面をタペット調整を行う際の基準面とすることが
できるため、同調整を容易に且つ精度良く行うことがで
きるようになる。

【００４３】（４）枢支端１８の連結部１８ａを増肉加
工したことにより、同枢支端１８に前述した軸力と慣性
力との両方に耐え得る強度を確実に確保することができ
る。また、枢支端１８の突孔１８ｂは、こうした増肉加
工を行った後にバーリング加工を行うことで形成される
ため、同突孔１８ｂにおける径方向の肉厚を大きく確保
でき、当該突孔１８ｂにおいても前述した軸力と慣性力
との両方に耐え得る強度を確保することができる。

【００４４】なお、上記実施の形態は、例えば以下のよ
うに適宜変更することもできる。 ・上記実施の形態では、枢支端１８の連結部１８ａの突
孔１８ｂのみを増肉加工するようにしたが、これを同連
結部１８ａとステムエンド受け部１９の連結部との両方
を増肉加工するようにしてもよい。

【００４５】・上記実施の形態では、ポンチ３６の押し
出し方向（Ａ１方向）側の端部を図４に示したように、
先端に向かうにつれて徐々にその半径が小さくなる形状
としたが、この形状には限定されない。このポンチ３６
の端部の形状を、例えば半球状、円錐状等としてもよ
い。

【００４６】・上記実施の形態では、ロッカアーム１７
の枢支端１８及びステムエンド受け部１９を共に両側片
２０に一体形成するようにしたが、ステムエンド受け部
１９についてはこれを両側片２０とは別部材で形成して
溶接等により後付けするようにしてもよい。

【００４７】・上記実施の形態では、上方に開口する断
面略Ｕ形状のロッカアーム１７を例示したが、本発明を
下方に開口する断面略Ｕ形状のロッカアームに適用する
ようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるロッカアームの一実施の形態に
ついてこれが適用される内燃機関の動弁系機構とともに
その構成の概略を示す断面図。

【図２】同実施の形態のロッカアームの枢支端について
その構成を示す斜視図。

【図３】同実施の形態のロッカアームの製造工程の一部
を示す平面図及び一部断面図。

【図４】同実施の形態のロッカアームの製造工程を示す
断面図。

【符号の説明】

１７…ロッカアーム、１８…枢支端、１８ａ…連結部、
１８ｂ…突孔、２２…アジャストスクリュー、２３…ロ
ックナット、３０…成形素材、３５…固定型、３５ａ…
貫通孔、３６…ポンチ。

フロントページの続き (72)発明者 江崎 修一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 津田 清治 愛知県西尾市中畑町浜田下10番地 株式会 社オティックス内 (72)発明者 平澤 勝芳 岐阜県大垣市久徳町100番地 太平洋工業 株式会社内 Ｆターム(参考） 3G016 AA06 AA19 BB18 CA08 CA12 CA29 CA35 CA44 DA13 FA07 FA38 GA00 4E048 EA02

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一端が枢支されるとともに、カムの回転に
   応じた他端の揺動に基づいて機関バルブを開閉駆動する
   に、枢支端である前記一端にはタペット調整用のアジャ
   ストスクリューが螺入される雌ねじが形成されてなるロ
   ッカアームにおいて、 前記枢支端は断面略Ｕ形状にアーム本体に一体に形成さ
   れ、且つその両側片の連結部は増肉加工されるととも
   に、該増肉加工部にバーリング加工による突孔が設けら
   れ、前記雌ねじはこの突孔の内周に形成されてなること
   を特徴とするロッカアーム。
2. 【請求項２】前記バーリング加工による突孔は、前記ア
   ジャストスクリューを固定するためのロックナットの座
   面となる面の反対側の面に突出するように設けられてな
   る請求項１記載のロッカアーム。
3. 【請求項３】前記断面略Ｕ形状に形成された枢支端の前
   記両側片の連結部は、前記ロックナットの座面となる面
   の反対方向に増肉形成されてなる請求項２記載のロッカ
   アーム。
4. 【請求項４】一端が枢支されるとともに、カムの回転に
   応じた他端の揺動に基づいて機関バルブを開閉駆動する
   ロッカアームを製造する方法であって、 板状の成形素材の少なくとも枢支端となる前記一端につ
   いて、断面略Ｕ形状に、且つその両側片の連結部となる
   部分が増肉されるようにこれをプレス加工する工程と、 この増肉加工された部分にバーリング加工による突孔を
   設ける工程と、 この突孔の内周にタペット調整用のアジャストスクリュ
   ーが螺入される雌ねじを形成する工程と、 を備えることを特徴とするロッカアームの製造方法。
5. 【請求項５】前記バーリング加工による突孔は、前記ア
   ジャストスクリューを固定するためのロックナットの座
   面となる面からその反対側に向けて突出形成される請求
   項４記載のロッカアームの製造方法。
6. 【請求項６】前記連結部となる部分の増肉は、前記ロッ
   クナットの座面となる面の反対側の面に対して行われる
   請求項５記載のロッカアームの製造方法。