JP2004132303A - ロッカアーム - Google Patents

Abstract

【目的】軽量で安価に製作でき、強度面において支障が生じないロッカアームを提供する。
【構成】ロッカアーム本体１は、打ち抜き板材製で、互いに間隔をおいて対向する一対の側壁６，６を含むものである。両側壁６，６の対向部間には、ピボット軸Ｐが螺挿により取り付けられるピボット取付部４およびバルブ係合部５がそれぞれ断面ほぼコ字形を呈するよう架橋状に設けられる。ピボット取付部４には、円筒形に突出して中心部に前記ピボット軸Ｐが螺挿されるねじ孔４ａを有する筒部４ｂが一体に形成されるとともに、筒部４ｂの周囲に補強リブ４ｃが設けられている。両側壁６，６とピボット取付部４とを、単一の打ち抜き板材で構成することもある。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、エンジンのバルブ開閉機構に設けられるロッカアームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ロッカアームには、エンドピボットタイプと、センターピボットタイプとがある。エンドピボットタイプのロッカアームは、クランク軸に連動してカムが回転すると、長手方向一端のピボット側の部分を支点に傾動し、傾動端である長手方向他端部でバルブステムを押動してこれを上下動させるものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来のエンドピボットタイプのロッカアームには、傾動の支点となる端部にねじ孔を形成してこれにピボット軸を螺挿するようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。この従来のロッカアームの構造を図示すると、図９および図１０の通りである。
【０００４】
図９および図１０において、Ｃはカム、Ｐはピボット軸、Ｖはバルブステムである。ロッカアームは、ロッカアーム本体２１と、カムＣに接するローラ２２とからなり、ローラ２２は、ロッカアーム本体２１の長手方向中間に支軸２３により回転自在に取り付けられている。ロッカアーム本体２１の長手方向一端には、ピボット軸Ｐが螺挿されるピボット取付部２４が設けられ、他端には、バルブステムＶの先端に当接してこれを押動するバルブ係合部２５が設けられている。
【０００５】
ところで、この種のロッカアームの本体２１は、かつては鋳造により製作されていたが、近年は、コストの低減や軽量化を図るため、図示するように、プレスにより製作されている。
【０００６】
このプレス製のロッカアームでは、ロッカアーム本体２１のうち、一対の側壁２６，２６と、ピボット取付部２４とが、単一の打ち抜き板材により一体に形成されており、ピボット取付部２４は、筒状に成形されている。
【０００７】
詳しくは、図１１に示す通りで、まず、両側壁２６，２６が長手方向に連続する形状の母材２１Ａが用意される。そして、この母材２１Ａを２つ折りに折り曲げ、この折り曲げにより対向した部分の所要個所を溶着することで、互いにほぼ平行の両側壁２６，２６が形成されるとともに、折り曲げ個所が筒状に成形されて、ピボット軸用のねじ孔２４ａがあるピボット取付部２４が造られる。バルブ係合部２５は、側壁２６の母材２１Ａとは別体のチップとして用意され、両側壁２６，２６の端部間に配置されて側壁２６に溶接により結合される。
【０００８】
【特許文献１】
特開平５−１７９９０７号公報（明細書の０００９の項の後半、図１）
【特許文献２】
特開昭６３−２７２９０３号公報（第２頁の下左欄の後半、図１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようなプレス製ロッカアームでは、板材を筒状に曲げ加工してピボット取付部２４を形成しているために、強度的にも製造上の面でも、種々の問題がある。
【００１０】
まず、ピボット取付部２４には一部に板材の合わせ部分があって、内部が真円の内周面にはなっていないから、この内周面に形成されるねじ溝は不連続になり、ピボット軸Ｐとのねじ合わせに支障が生じるおそれがある。これに対して、ピボット取付部２４の内周面を深く切削してねじ溝を造れば、連続したねじ溝を形成することができるが、そうすると、ピボット取付部２４の板厚が薄くなり、この部分の強度低下を招く。
【００１１】
また、ピボット取付部２４の内部にねじ切りをする際、前記した板材の合わせ部分が切削力により開くことがあり、精度よくねじ溝を造ることが難しい。この板材の合わせ部分は、使用時にも、付加荷重により開くことがあり、ピボット軸Ｐの締め付けが不測に緩むおそれがある。
【００１２】
さらに、ねじ孔２４ａの周りには、ほぼ板材の厚さ分のナット座面しかないから、締め付けトルクが小さく、強固に螺着できない。
【００１３】
このほか、ピボット取付部２４とローラ２２の支持部との間では、両側壁２６，２６を重ね合わせて溶着する必要があるため、両部の間にはある程度以上のスパンが必要で、寸法を短くすることができず、敢えて寸法を短くすると、強度不足になる。
【００１４】
本発明は、上記のような従来の問題に対処したものであって、ロッカアーム本体をプレス製としてピボット取付部の構造を工夫することで、軽量で安価に製作できるようにしながら、強度面において支障が生じないロッカアームを提供することを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、カムにより傾動させられてシリンダヘッドに設けられたバルブを開閉動作させるロッカアームであって、打ち抜き板材製で互いに間隔をおいて対向する一対の側壁を含むロッカアーム本体を備え、前記両側壁の対向部間に、ピボット軸が螺挿により取り付けられるピボット取付部およびバルブ係合部がそれぞれ断面ほぼコ字形を呈するよう架橋状に設けられ、前記ピボット取付部には、円筒形に突出して中心部に前記ピボット軸が螺挿されるねじ孔を有する筒部が一体に形成されるとともに、前記筒部の周囲に補強リブが設けられているロッカアームを構成している。
【００１６】
上記の構成によれば、ロッカアーム本体は、その主要部である側壁が打ち抜き板材からなるので、全体が軽量かつ安価に造られる。また、ピボット軸が螺挿される部分は周方向に連続した筒部で、その内周面には連続したねじ溝が形成されるから、ピボット軸とのねじ合わせに支障が生じるおそれがない。しかも、筒部は充分な螺挿深さを有するとともに、この筒部の周りには補強リブが設けられているから、ピボット軸は強固にピボット取付部に取り付けられ、ピボット軸の支持強度が大である。
【００１７】
さらに、筒部は、通常、肉寄せとバーリング加工とにより形成されるものであるが、この筒部は周囲の補強リブで補強されているので、単に筒部を設けているものに比べ、筒部の肉厚を薄くして突出長さを長くすることができる。これにより、重量を増すことなく、ピボット取付部に対するピボット軸の取り付け強度、したがってピボット軸の支持強度の増大が図れる。また、補強リブは、筒部を形成する工程を利用して同時的に形成しうるので、新たに工程を設定する必要がない。
【００１８】
上記構成のロッカアームにおいて、さらに、一対の側壁とピボット取付部とが、単一の打ち抜き板材からなり、かつロッカアーム本体の長手方向と直交する方向に沿った断面でほぼコ字形に連続している場合は、部品点数が減少するばかりか、ロッカアーム本体の大半の部分が単一の打ち抜き板材から構成されることになるので、一層の軽量化、低価格化が可能となる。
【００１９】
なお、上記構成の発明では、一対の側壁とピボット取付部とが、単一の打ち抜き板材から構成されていればよいから、これには、一対の側壁とピボット取付部とバルブ係合部とが、単一の打ち抜き板材から構成されているものも含まれる。
【００２０】
【実施形態】
〔第１実施形態〕
図１ないし図３は本発明の第１実施形態に係り、図１は第１実施形態のロッカアームの縦断側面図、図２は、図１のロッカアームの底面図、図３は、図１のロッカアーム本体となる部材の展開図である。
【００２１】
これらの図において、Ｃはカム、Ｐはピボット軸、Ｖはバルブステムである。この実施形態に係るロッカアームは、ロッカアーム本体１と、カムＣに接するローラ２とを含むもので、ローラ２は、ロッカアーム本体１の長手方向中間に支軸３により回転自在に取り付けられている。また、ロッカアーム本体１の長手方向一端に、ピボット軸Ｐが螺挿されるピボット取付部４が設けられ、長手方向他端に、バルブステムＶの先端に当接してこれを押動するバルブ係合部５が設けられている。
【００２２】
この実施形態のロッカアームでは、ロッカアーム本体１の各部分のうち、一対の互いに間隔をおいて対向する側壁６，６とピボット取付部４とが単一の打ち抜き板材により一体に形成されており、かつ、ピボット取付部４は、図３の展開図に明示するように、互いに平行の両側壁６，６を、ロッカアーム本体１の長手方向と直交する方向に沿って架橋状に結合する形で両側壁６，６間に設けられている。したがって、ロッカアームの完成形では、一対の側壁６，６とピボット取付部４とは、断面ほぼコ字形に連続している。
【００２３】
そして、このピボット取付部４の中央には、肉寄せとバーリング加工により底面側へ円筒状に突出する筒部４ｂが一体に造られ、この筒部４ｂの中心部に、ピボット軸Ｐが螺挿されるねじ孔４ａが形成されている。符号Ｄは、ねじ孔４ａの螺挿深さを示している。筒部４ｂの周囲には、ピボット取付部４の周縁部にかけて複数本の補強リブ４ｃが一体に形成されている。図示例では、２本の補強リブ４ｃ，４ｃが互いに径方向に対向する位置にロッカアーム本体１の長手方向に延出する形で形成されている。これは、ロッカアームの動きにより筒部４ｂには、ロッカアーム本体１の長手方向に力がかかるので、この点を考慮したものである。３本以上の補強リブ４ｃを放射状に設けてもよい。この補強リブ４ｃは、筒部４ｂの付け根側ほど外方に広がった形状である。補強リブ４ｃの形成は、筒部４ｂをバーリング加工により形成する際、筒部４ｂとなる部分の周囲に位置する受け金型に、補強リブ４ｃに対応する凹部を形成しておいて、この受け金型にピボット取付部４や筒部４ｂとなる部分を圧接させることで行われる。
【００２４】
バルブ係合部５は、下向きコ字形のチップで、側壁６やピボット取付部４となる打ち抜き板材とは別体のものとして用意され、ロッカアーム本体１の長手方向他端で両側壁６，６の対向部間に、断面がほぼコ字形、もしくはＵ字形を呈するよう架橋状に結合される。
【００２５】
上記の構成において、ロッカアーム本体１の側壁６とピボット取付部４とが単一の打ち抜き板材からなり、これらの部分が打ち抜き、曲げ加工により造られるので、ロッカアーム本体１の製作が比較的容易で、軽量化が可能である。
【００２６】
ピボット軸Ｐ用のねじ孔４ａは、筒部４ｂに設けられるために、ナットのねじ孔のように真円のものとなり、そのねじ溝は連続した形で精度よく形成される。したがって、ピボット軸Ｐと精確に螺合する。
【００２７】
しかも、ねじ孔４ａは、筒部４ｂの突出長さ分の螺挿深さＤを有するので、ピボット軸Ｐとの螺合寸法が長く、ピボット取付部４とピボット軸Ｐとの間では、充分大きな結合強度が得られる。さらに、筒部４ｂは、補強リブ４ｃにより補強されているので、筒部４ｂがピボット取付部４に対して傾く等の変形のおそれがない。このようなことから、ピボット軸Ｐの支持強度が増大する。
【００２８】
さらに、筒部は、周囲の補強リブで補強されているので、単に筒部を設けているものに比べ、筒部の肉厚を薄くして突出長さを長くすることができ、これにより、重量を増すことなく、ピボット取付部に対するピボット軸の取り付け強度、したがってピボット軸の支持強度の増大が図れる。また、補強リブは、筒部を形成する工程を利用して同時的に形成しうるので、新たに工程を設定する必要がなく、製造する上で有利である。
【００２９】
〔第２実施形態〕
図４ないし図６は、本発明の第２実施形態を示すもので、図４は、第２実施形態のロッカアームの縦断側面図、図５は、図４のロッカアームの底面図、図６は、図４のロッカアームの本体となる部材の展開図である。
【００３０】
この第２実施形態では、ロッカアーム本体１のうち、一対の側壁６，６とバルブ係合部５とが単一の打ち抜き板材により一体に形成されており、かつ、バルブ係合部５は、図６に展開して示すように、互いに平行の両側壁６，６を、ロッカアーム本体１の長手方向と直交する方向に沿って架橋状に結合する形で両側壁６，６間に設けられている。このバルブ係合部５は、ピボット取付部４より幅が狭く設定されており、その関係より、側壁６，６においてローラ２の支持用の支軸３の近傍からピボット取付部４への部分が幅広となるように曲げ加工されている。
【００３１】
ピボット取付部４は、側壁６やバルブ係合部５を含む打ち抜き板材とは別体のチップであるが、第１実施形態におけるピボット取付部と同様に、中央には、ピボット軸Ｐの螺挿されるねじ孔４ａを有する筒部４ｂが形成されるとともに、筒部４ｂの周囲に複数の補強リブ４ｃが形成されている。このピボット取付部４のチップは、ロッカアーム本体１の長手方向一端で両側壁６，６に断面ほぼコ字形を呈するよう架橋状に結合される。
【００３２】
上記第２実施形態のロッカアームにおいては、第１実施形態のものと同じように、ロッカアーム本体１の製作が比較的容易で、軽量化も可能である。また、ピボット軸用のねじ孔４ａは真円で、そのねじ溝が連続した形で精度よく形成されるため、ピボット軸Ｐと精確に螺合する。
【００３３】
しかも、筒部４ｂは充分な螺挿深さを有するとともに、この筒部４ｂの周りには補強リブ４ｃが設けられているから、ピボット軸は強固にピボット取付部４に取り付けられ、ピボット軸の支持強度が大である。
【００３４】
〔他の実施形態〕
上記の各実施形態では、ピボット取付部もしくはバルブ係合部のいずれか一方と両側壁とが単一の打ち抜き板材で構成されているが、図７もしくは図８に示すように構成することも可能である。図７および図８は、本発明の他の実施形態を示すもので、いずれもロッカアーム本体となる部材の展開図である。
【００３５】
図７に示す実施形態では、ロッカアーム本体１の全部、すなわち、一対の側壁６，６とピボット取付部４とバルブ係合部５とが単一の打ち抜き板材により一体に形成されている。ピボット取付部４とバルブ係合部５とは、それぞれ、互いに平行の両側壁６，６を、ロッカアーム本体１の長手方向と直交する方向に沿って架橋状に結合する形で両側壁６，６間に設けられる。そして、ピボット取付部４の中央には、肉寄せとバーリング加工により円筒状に突出する筒部４ｂが一体に造られ、その中心部にピボット軸用のねじ孔４ａが形成されるとともに、筒部４ｂの周囲に複数の補強リブ４ｃが形成される。
【００３６】
図８に示す実施形態では、ロッカアーム本体１のうち、一対の側壁６，６のみがそれぞれ打ち抜き板材によりなる。ピボット取付部４は、ピボット軸の螺挿されるねじ孔４ａを有する筒部４ｂが形成されるとともに、筒部４ｂの周囲に複数の補強リブ４ｃが形成されているチップで、側壁６とは別体のものとして用意され、ロッカアーム本体１の長手方向一端で両側壁６，６間に架橋状に結合される。バルブ係合部５も、側壁６とは別体の下向きコ字形のチップで、ロッカアーム本体１の長手方向他端で両側壁６，６間に架橋状に結合される。
【００３７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ロッカアーム本体の主要部を打ち抜き板材とすることにより、本体を軽量で、安価に加工し製作することができる。
【００３８】
しかも、ロッカアーム本体の一対の側壁間に架橋状に設けられるピボット取付部には、ねじ孔を有する筒部を設けているから、その筒部に形成するねじ溝は、ナットのねじ溝のように、周方向に連続した形で精度よく形成されるようになり、ピボット軸と支障なく精確に螺合させることができる。
【００３９】
さらに、ピボット軸が螺挿されるねじ孔は、筒部の突出長さ分の螺挿深さを有するとともに、この筒部の周りには補強リブが設けられているから、ピボット軸は強固にピボット取付部に取り付けられ、ピボット軸の支持強度が大である。
【００４０】
前記の筒部は、実施形態でも述べたように、通常、肉寄せとバーリング加工とにより形成されるが、周囲の補強リブで補強されるので、その分、筒部の肉厚を薄くして突出長さを長くすることができる。これにより、単に筒部を設ける場合に比べ、重量を増すことなく、ピボット取付部に対するピボット軸の取り付け強度、したがってピボット軸の支持強度の増大が図れる。また、補強リブは、筒部の形成工程を利用して形成できるので、新たに工程を設定する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るロッカアームの縦断側面図。
【図２】図１のロッカアームの底面図。
【図３】図１のロッカアームの本体となる部材の展開図。
【図４】本発明の第２実施形態に係るロッカアームの縦断側面図。
【図５】図４のロッカアームの底面図。
【図６】図４のロッカアームの本体となる部材の展開図。
【図７】本発明の他の実施形態のロッカアームの本体となる部材の展開図。
【図８】本発明のさらに他の実施形態のロッカアームの本体となる部材の展開図。
【図９】従来のロッカアームの側面図。
【図１０】上記従来のロッカアームの平面図。
【図１１】上記従来例のロッカアーム本体の加工途中の状態を示す平面図。
【符号の説明】
Ｃ　　カム
Ｐ　　ピボット軸
Ｖ　　バルブステム
１　　ロッカアーム本体
２　　ローラ
４　　ピボット取付部
４ａ　ねじ孔
４ｂ　筒部
４ｃ　補強リブ
５　　バルブ係合部
６　　側壁

Claims (2)

1. カムにより傾動させられてシリンダヘッドに設けられたバルブを開閉動作させるロッカアームであって、
   打ち抜き板材製で互いに間隔をおいて対向する一対の側壁を含むロッカアーム本体を備え、
   前記両側壁の対向部間に、ピボット軸が螺挿により取り付けられるピボット取付部およびバルブ係合部がそれぞれ断面ほぼコ字形を呈するよう架橋状に設けられ、
   前記ピボット取付部には、円筒形に突出して中心部に前記ピボット軸が螺挿されるねじ孔を有する筒部が一体に形成されるとともに、
   前記筒部の周囲に補強リブが設けられていることを特徴とするロッカアーム。
2. 一対の側壁とピボット取付部とは、単一の打ち抜き板材からなり、かつロッカアーム本体の長手方向と直交する方向に沿った断面でほぼコ字形に連続している請求項１のロッカアーム。

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