JP2005002810A - 板金製ロッカアームの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】板金製ロッカアームの製造方法において、打ち抜き加工時における衝撃を吸収して振動や衝撃音を抑制し、各塑性加工工程における打撃力を均等にする。
【解決手段】ロッカアームのプレス加工には、下型本体とこれに対して上下動自在となった上型本体とを有する順送り型のプレスが使用され、帯状の金属板つまり帯材２８を金型に沿って順次送りながら、複数の塑性加工工程を経て製造される。プレスの打ち抜き工程では、前記下型本体に設けられ、凹部６３ｃを有する打ち抜きダイ６２と、前記上型本体に設けられ、凹部６３ｃに嵌合する打ち抜きポンチ６１とにより打ち抜き型が構成される。打ち抜きポンチ６１の外周には打ち抜きダイ６２の凹部６３ｃの内周エッジに対応する外周エッジ６４が形成されており、打ち抜きポンチ６１の先端面にはアーチ型の凹面６５が形成されている。
【選択図】 図１４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は４サイクルエンジンのシリンダヘッドに設けられ、バルブを開閉動作させるロッカアームを板金により製造するようにした板金製ロッカアームの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
４サイクルエンジンにおいては、燃焼室に連通してシリンダヘッドには吸気ポートと排気ポートとが形成され、シリンダヘッドには吸気ポートを開閉する吸気弁と排気ポートを開閉する排気弁とが設けられており、これらの吸排気弁はクランク軸の回転に同期して駆動される。このようにシリンダヘッドに吸排気弁が設けられたタイプの動弁装置は頭上弁式と言われ、吸排気弁はシリンダヘッドに揺動自在に装着されたロッカアームを介して動弁カムにより駆動されるようになっている。頭上弁式のうち、ＯＨＶ式の動弁装置にあっては、動弁カムを備えたカムシャフトがクランクケース内に配置され、動弁カムとロッカアームとの間にはプッシュロッドが配置され、動弁カムの駆動力はプッシュロッドを介してロッカアームに作用するようになっている。一方、ＯＨＣ式の動弁装置にあっては、カムシャフトがシリンダヘッド内に配置され、動弁カムがロッカアームに直接駆動力を伝達するようになっている。
【０００３】
このＯＨＣ式の動弁装置に用いられるロッカアームとしては、動弁カムに接触するローラとこのローラが回転自在に装着されるロッカアーム胴体とを有し、ロッカアーム胴体を板金により製造するようにしたロッカアームが、たとえば、特許文献１〜３に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−４７１８０号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２００１−５５９１２号公報
【０００６】
【特許文献３】
特開２００１−３１７３１１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このようにロッカアームをロッカアーム胴体とローラとにより形成すると、ロッカアームはこれら２つの部品を組み立てる必要がある。そこで、ロッカアームを動弁カムが接触するスリッパ面を有するスリッパ部をも含めて帯状の板金素材から量産性に優れた順送り型のプレス加工により一体に製造する試みがなされた。順送り型プレス加工によりロッカアームを製造する場合には、帯状の金属板を金型に沿って順次送りながら、複数の加工工程を経てロッカアームは帯材に一体となった状態で塑性加工され、最終工程では帯状のスクラップ部からロッカアームが切断される。板金素材からロッカアームを製造する際に不要となる部分は、加工工程の１つである打ち抜き加工や穴あけ加工などにより取り除かれる。
【０００８】
しかしながら、複数の塑性加工工程が同時に行われる順送り型により板金素材を打ち抜くと、打ち抜くためにプレス型により板金素材に加えられる打撃力ないし荷重は他の塑性加工工程に比して大きくなり、全ての塑性加工工程における打撃力を均一化させることが困難であるとともに、衝撃音が他の塑性加工工程に比して大きく成っている。
【０００９】
本発明の目的は、打ち抜き加工時における振動や衝撃音の発生を抑制し得るとともに、打ち抜き加工の加工精度の向上と、打ち抜き加工に要する打撃力とその他の塑性加工工程における打撃力との均等化とを図ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の板金製ロッカアームの製造方法は、主壁部と該主壁部に対してほぼ直角の側壁部と該側壁部に対してほぼ直角のスリッパ部とを有するロッカアームを帯材を搬送しながら複数の加工工程により製造する板金製のロッカアームの製造方法であって、前記帯材の打ち抜き部外周に対応した凹部が形成された打ち抜きダイと前記凹部に対応した外周エッジが形成されるとともに先端面が凹面となった打ち抜きポンチとを備える打ち抜き型を用い、前記帯材に展開状態のロッカアームに対応した製品部を連結部を介して連なった状態に加工する打ち抜き工程を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の板金製ロッカアームの製造方法は、前記凹面の最大深さを前記帯材の板厚とほぼ同一かあるいは板厚よりも大きい寸法としたことを特徴とする。
【００１２】
本発明にあっては、ポンチの先端にアーチ型の凹面を形成することで、打ち抜き加工時における振動や衝撃音の発生を抑制し得るとともに、打ち抜き加工の加工精度の向上と、打ち抜き加工に要する打撃力とその他の塑性加工工程における打撃力との均等化とを図ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は板金製ロッカアームが装着されたエンジンを示すスケルトン図であり、図２は図１に示されたシリンダヘッドを示す拡大断面図であり、図３は図２に示されたシリンダヘッドの平面図である。このエンジンは発電機や動力噴霧機などの動力源として使用されるＯＨＣ型の汎用エンジンである。
【００１４】
図１に示すように、この汎用エンジンはクランク軸１が回転自在に装着されたクランクケース２を有し、クランク軸１には冷却ファン３とリコイルスタータ４とが設けられている。クランク軸１はシリンダ５内に往復動自在となったピストン６にコネクティングロッド７を介して連結されており、この汎用エンジンを用いて発電機を駆動する場合には、クランク軸１には発電機が組み込まれることになる。シリンダヘッド８には、図２に示すように、燃焼室９に混合気を供給するための吸気ポート１１と、燃焼室９内の燃焼排ガスを外部に排出するための排気ポート１２とが形成され、吸気ポート１１は吸気弁１３により開閉され、排気ポート１２は排気弁１４により開閉される。なお、図１において符号１０は点火プラグを示す。
【００１５】
吸気弁１３と排気弁１４を開閉駆動するために、カムシャフト１５がシリンダヘッド８に回転自在に装着され、カムシャフト１５に平行となってロッカシャフト１６がシリンダヘッド８に揺動自在に装着されている。ロッカシャフト１６には吸気弁１３を開閉駆動する吸気（ＩＮ）側のロッカアーム１７と、排気弁１４を開閉駆動する排気（ＥＸ）側のロッカアーム１８とが揺動自在に装着されている。ロッカアーム１７，１８には、それぞれカムシャフト１５に設けられた動弁カム１９に接触する摺動端部つまりスリッパ部２４，３４が設けられている。クランク軸１の回転をカムシャフト１５に伝達するために、図１に示すように、クランク軸１に固定されたスプロケット２０ａとカムシャフト１５に固定されたスプロケット２０ｂとの間にはチェーン２０が掛け渡されている。
【００１６】
図４は吸気側のロッカアーム１７を示し、図５は排気側のロッカアーム１８を示す。これらのロッカアーム１７，１８はそれぞれ板金をプレス加工することにより製造されている。吸気側のロッカアーム１７は、図４に示すように、主壁部２１とこれに対してそれぞれ一体となってほぼ直角に折り曲げられた側壁部２２，２３とを有し、一方の側壁部２２には動弁カム１９に接触する摺動端部つまりスリッパ部２４が側壁部２２に一体となって直角に折り曲げられて設けられている。また、主壁部２１には吸気弁１３の端部に当接する調整ねじ２５ａを取り付けるための取付孔２５が形成され、両方の側壁部２２，２３にはロッカシャフト１６が貫通する貫通孔２６，２７が形成されている。
【００１７】
同様に排気側のロッカアーム１８は、図５に示すように、主壁部３１とこれに対してそれぞれ一体となってほぼ直角に折り曲げられた側壁部３２，３３とを有し、一方の側壁部３２には動弁カム１９に接触する摺動端部つまりスリッパ部３４が側壁部３２に一体となって直角に折り曲げられて設けられている。また、主壁部３１には排気弁１４の端部に当接する調整ねじ３５ａを取り付けるための取付孔３５が形成され、両方の側壁部３２，３３にはロッカシャフト１６が貫通する貫通孔３６，３７が形成されている。
【００１８】
それぞれのスリッパ部２４，３４は動弁カム１９に接触するスリッパ面２４ａ，３４ａを有しており、それぞれのスリッパ面２４ａ，３４ａは側壁部２２，３２に対する縦方向の角度が９０度となっており、動弁カム１９の回転方向に対する湾曲面が所定の湾曲度となっている。
【００１９】
それぞれのロッカアーム１７，１８のプレス加工には、下金型とこれに対して上下動自在となった上金型とを有する順送り型つまりプログレッシブ型のプレスが使用され、帯状の金属板を金型に沿って順次送りながら、複数の加工工程を経てロッカアーム１７，１８は帯材に一体となった状態で塑性加工され、最終工程では帯材のスクラップ部からロッカアーム１７，１８が切断される。
【００２０】
図６は帯状の金属板つまり帯材２８を順送り型に沿って搬送しながら、複数の塑性加工工程を経て吸気側のロッカアーム１７をプレス加工している状態を示す平面図であり、図７はロッカアーム１７を製造するためのプレスを示す一部切り欠き正面図であり、図８はプレスの下型の上流側部を示す平面図であり、図９はプレスの下型の下流側部を示す平面図である。
【００２１】
図７に示すように、このプレス４０は下型本体４１とこれに対して上下動自在となった上型本体４２とを有している。下型本体４１はボルスタ４３に固定され、上型本体４２は上下動ブロック４４に固定されており、上下動ブロック４４は図示しない駆動装置により下型本体４１に対して上下動する。上型本体４２の上下動を案内するために、図８および図９に示すように、ボルスタ４３には複数のガイドポスト４５が固定され、ガイドポスト４５に摺動自在に嵌合するガイドロッド４６が上型本体４２に固定されている。図７に示すように、下型本体４１には突き上げピン４７が設けられており、上型本体４２が上昇移動すると、帯材２８は突き上げピン４７により所定の距離だけ上昇移動し、帯材２８を搬送方向に移動することができる。なお、突き上げピン４７は図７には１つのみが示されているが、帯材２８の移動方向に所定の間隔を置いて複数本下型本体４１に設けられている。
【００２２】
ロッカアーム１７は図６に示すように帯材２８をプレス４０に沿って搬送しながら、符号Ａ〜Ｒで示す各塑性加工工程を経て製造される。上型本体４２が下型本体４１に向けて下降移動すると、帯材２８に対して全ての加工工程Ａ〜Ｒが同時に施される。したがって、帯材２８を１ピッチ分つまり１工程分だけ搬送方向に移動させることにより、工程数に対応した回数の上型本体４２の上下動と、帯材２８の送り移動とによって図４に示す形状のロッカアーム１７が連続的に製造される。図６においては、帯材２８のうち最終工程でスクラップとされる部分と、これと一体に連なるとともに帯材２８と同一面となっている部分とがハッチングを付して示されている。
【００２３】
図６における符号Ａ〜Ｃは打ち抜き工程であり、最初の打ち抜き工程Ａでは帯材２８の両側にパイロット孔４８ａを２つ穴明け加工するとともに符号４８ｂ，４８ｃで示される部分が打ち抜かれる。なお、それぞれのパイロット孔４８ａは帯材２８の搬送と位置決めのために使用される。次の打ち抜き工程Ｂでは符号４８ｄで示される部分が打ち抜かれ、さらに次の打ち抜き工程Ｃでは符号４８ｅで示される部分が打ち抜かれる。これらの打ち抜き工程Ａ〜Ｃが終了すると、帯材２８には折り曲げ加工前の展開状態のロッカアーム１７に対応する製品部２８ａと、これを囲むように形成された枠部２８ｂと、製品部２８ａと枠部２８ｂと連結させる２つの連結部２８ｃ，２８ｄとが形成されることになる。
【００２４】
打ち抜き工程Ｃの次は面取工程Ｄであり、この面取工程Ｄでは打ち抜き工程Ａ〜Ｃによって製品部２８ａの外周エッジに発生したバリを除去するために、製品部２８ａの外周エッジ部の押し潰し加工が行われる。面取加工が行われた後には、製品部２８ａはアイドル工程Ｅを経て４５度曲げ工程Ｆに搬送され、図４に示したスリッパ部２４に対応する部分が側壁部２２に対応する部分に対して約４５度折り曲げ加工される。次いで、製品部２８ａは９０度曲げ工程Ｇにおいてスリッパ部２４に対応する部分が側壁部２２に対応する部分に対して約９０度となるようにさらに４５度折り曲げ加工される。この９０度曲げ工程Ｇが終了した時点では、ロッカアーム１７の主壁部２１と両方の側壁部２２，２３に対応する部分は同一面となっており、側壁部２２に対応する部分にスリッパ部２４がほぼ直角に折り曲げられた状態となる。
【００２５】
９０度曲げ工程Ｇが終了した後には、製品部２８ａはアイドル工程Ｈを経て側壁折り曲げ工程Ｉに搬送され、ロッカアーム１７の両方の側壁部２２，２３に対応する部分が主壁部２１に対応する部分に対してほぼ９０度折り曲げ加工される。側壁の折り曲げ工程Ｉを終了した製品部２８ａは順次、第１〜第３のリストライク（ＲＳ）工程Ｊ〜Ｌに順次搬送される。これらのリストライク工程Ｊ〜Ｌによって動弁カム１９に摺動接触する円弧状に湾曲したスリッパ部２４が所定の形状に加工される。
【００２６】
スリッパ部２４が所定の形状に加工された後には、製品部２８ａはアイドル工程Ｍを経て、３つのピアシング工程つまり穴明け工程Ｎ〜Ｐに順次搬送される。第１の穴明け工程Ｎにおいては、製品部２８ａにピアスポンチにより取付孔２５が穿設されるとともに連結部２８ｃに位置決めのための貫通孔４８ｆが穿設される。第２の穴明け工程Ｏにおいては、ロッカアーム１７の側壁部２２に対応する部分に貫通孔２６が穿設され、第３の穴明け工程Ｐにおいては側壁部２３に対応する部分に貫通孔２７が穿設される。第２と第３の穴明け工程Ｏ，Ｐにおいてはカムピアス型が使用される。
【００２７】
第３の穴明け工程Ｐが終了した後の製品部２８ａは、枠部２８ｂを介して連結部２８ｃ，２８ｄによりに連なった状態ではあるが、図４に示す最終製品としてのロッカアーム１７の形状となる。ロッカアーム１７の形状に加工された製品部２８ａは、アイドル工程Ｑを経て切断工程Ｒにおいて連結部２８ｃ，２８ｄの部分と製品部２８ａの部分が分離される。これにより、製品部２８ａは図４に示す形状のロッカアーム１７となり、その後熱処理工程に搬送されて、スリッパ部２４のスリッパ面２４ａに浸炭処理などの熱処理が施される。
【００２８】
図１０は帯状の帯材２９を順送り型に沿って搬送しながら、複数の塑性加工工程を経て排気側のロッカアーム１８をプレス加工している状態を示す平面図であり、図１１はロッカアーム１８を製造するためのプレス５０を示す一部切り欠き正面図であり、図１２はプレス５０の下型の上流側部を示す平面図であり、図１３はプレスの下型の下流側部を示す平面図である。
【００２９】
図１１に示すように、このプレス５０は下型本体５１とこれに対して上下動自在となった上型本体５２とを有している。下型本体５１はボルスタ５３に固定され、上型本体５２は上下動ブロック５４に固定されており、上下動ブロック５４は図示しない駆動装置により下型本体５１に対して上下動する。上型本体５２の上下動を案内するために、図１２および図１３に示すように、ボルスタ５３には複数のガイドポスト５５が固定され、ガイドポスト５５に摺動自在に嵌合するガイドロッド５６が上型本体５２に固定されている。図１１に示すように、下型本体５１には突き上げピン５７が設けられており、上型本体５２が上昇移動すると、帯材２９は突き上げピン５７により所定の距離だけ上昇移動し、帯材２９を搬送方向に移動することができる。なお、突き上げピン５７は、図１１には１本のみが示されているが、帯材２９の移動方向に所定の間隔を置いて複数本下型本体５１に設けられている。
【００３０】
ロッカアーム１８は図１０に示すように帯材２９をプレス５０に沿って搬送しながら、符号Ａ〜Ｗで示す各塑性加工工程を経て製造される。プレス５０はプレス４０と同様に、上型本体５２が下型本体５１に向けて下降移動すると、帯材２９に対して全ての加工工程Ａ〜Ｗが施される。したがって、帯材２９を１ピッチ分だけ搬送方向に移動させることにより、工程数に対応した回数の上型本体５２の上下動と、帯材２９の送り移動とによって図５に示す形状のロッカアーム１８が連続的に製造される。図１０においては、帯材２９の部分と、これと同一面となっている部分とがハッチングを付して示されている。
【００３１】
図１０に示すように、まず、帯材２９には穴明け工程つまりピアシング工程Ａにおいてパイロット孔５８ａが帯材２９の幅方向中央部に穿設される。ピアシング工程Ａの終了後は打ち抜き工程Ｂにより符号５８ｂで示す部分が打ち抜かれ、次の打ち抜き工程Ｃにより符号５８ｃで示す部分が打ち抜かれる。このように２つの打ち抜き工程Ａ，Ｂにより帯材２９の両側部分が取り除かれて、帯材２９は製品部２９ａが連結部２９ｂにより連結されて連なった状態となる。
【００３２】
図５に示すロッカアーム１８を展開した状態に対応する製品部２９ａは、アイドル工程Ｄを経て面取工程Ｅに搬送される。この面取工程Ｅにおいては、図６に示した面取工程Ｄと同様に打ち抜き工程Ｂ，Ｃによって製品部２９ａの外周エッジに発生したバリを除去するために、製品部２９ａの外周エッジ部の押し潰し加工が行われる。面取加工Ｅが行われた後には、製品部２９ａはアイドル工程Ｆ，Ｇを経て４５度曲げ工程Ｈに搬送され、図５に示したスリッパ部３４に対応する部分が側壁部３２に対応する部分に対して約４５度折り曲げ加工される。次いで、製品部２９ａは９０度曲げ工程Ｉにおいてスリッパ部３４に対応する部分が側壁部３２に対応する部分に対して約９０度となるようにさらに４５度折り曲げ加工される。この９０度曲げ工程Ｉが終了した時点では、ロッカアーム１８の主壁部３１と両方の側壁部３２，３３に対応する部分は同一面となっており、側壁部３２に対応する部分にスリッパ部３４がほぼ直角に折り曲げられた状態となっている。９０度曲げ工程Ｉが終了した後には、製品部２９ａはアイドル工程Ｊを経て第１と第２の側壁折り曲げ工程Ｋ，Ｌに順次搬送され、ロッカアーム１８の両方の側壁部３２，３３に対応する部分が主壁部３１に対応する部分に対してほぼ９０度折り曲げ加工される。このように、ロッカアーム１８については２工程の折り曲げ工程Ｋ，Ｌによって側壁部３２，３３の折り曲げが行われる。
【００３３】
側壁の折り曲げ工程Ｌを終了した製品部２９ａは順次、第１〜第４のリストライク（ＲＳ）工程Ｍ〜Ｐに搬送される。これらのリストライク工程によって動弁カム１９に摺動接触する円弧状に湾曲したスリッパ部３４が所定の形状に加工される。
【００３４】
スリッパ部３４が所定の形状に加工された後には、製品部２９ａはアイドル工程Ｑを経て、４つの穴明け工程Ｒ〜Ｕに順次搬送される。第１の穴明け工程Ｒにおいては、製品部２９ａにピアスパンチにより取付孔３５が穿設され、第２の穴明け工程Ｓにおいては、連結部２９ｂに穴明け工程Ａで穿設されたパイロット孔５８ａの部分がピアスパンチにより大径のパイロット孔５８ｄに加工される。また、第３の穴明け工程Ｔにおいては、側壁部３２に対応する部分に貫通孔３６が穿設され、第４の穴明け工程Ｕにおいては側壁部３３に対応する部分に貫通孔３７が穿設される。第３と第４の穴明け工程Ｔ，Ｕにおいてはカムピアス型が使用される。
【００３５】
第４の穴明け工程Ｕが終了した後の製品部２９ａは、連結部２９ｂにより相互に連なった状態ではあるが、図５に示す最終製品としてのロッカアーム１８の形状となる。ロッカアーム１８の形状に加工された製品部２９ａは、アイドル工程Ｖを経て切断工程Ｗにおいて連結部２９ｂの部分と製品部２９ａの部分とが分離される。これにより、製品部２９ａは図５に示すロッカアーム１８となり、その後熱処理工程に搬送されて、スリッパ部３４のスリッパ面３４ａに浸炭処理などの熱処理が施される。
【００３６】
図１４は図８における１４Ａ−１４Ａに沿う拡大断面図であり、プレス４０の打ち抜き工程Ａにおける上型本体４２に設けられた打ち抜きポンチ６１と下型本体４１に設けられた打ち抜きダイ６２とが図１４に示されており、これらの打ち抜きポンチ６１と打ち抜きダイ６２とにより打ち抜き型が構成されている。打ち抜き工程Ａにおける下型本体４１には、図８に示すように、帯材２８から符号４８ａ〜４８ｃで示す部分を打ち抜くための凹部６３ａ〜６３ｃを有するダイが設けられており、図１４には凹部６３ｃを有する打ち抜きダイ６２と、凹部６３ｃに嵌合する打ち抜きポンチ６１とが示されている。打ち抜きポンチ６１の外周には打ち抜きダイ６２の凹部６３ｃの内周エッジに対応する外周エッジ６４が形成されており、打ち抜きポンチ６１の先端面にはアーチ型の凹面６５が形成されている。凹面６５の中央部分は最も深くなっており、最も深い部分の深さｄは帯材２８の板厚ｔにほぼ対応した寸法に設定されている。ただし、深さｄを板厚ｔよりも大きい値に設定しても良く、深さｄは板厚ｔと同一かそれよりも大きい値に設定される。
【００３７】
このように打ち抜きポンチ６１の先端面に凹面６５を形成することにより、上型本体４２が下型本体４１に向けて下降移動すると、図１４（Ｂ）に示すように、打ち抜きポンチ６１の外周エッジ６４がまず帯材２８に接触して外周部の切断が開始され、その後に打ち抜き部に対応する部分４８ｃが打ち抜きポンチ６１の凹面６５に接触する。したがって、打ち抜きポンチ６１から帯材２８を介して下型本体４１には瞬時に衝撃力が加わることなく、切断開始から切断終了までに分散されて衝撃力が下型本体４１に加わることになる。このように打ち抜きの開始から終了まで衝撃力が分散されることから、面取工程やピアシング工程などの他の工程における打撃力に等しい衝撃力で帯材２８を打ち抜くことができるとともに打ち抜き加工時の振動と衝撃音の発生を低減することができる。しかも、切断時には打ち抜き部は凹面６５に向けて面積が大きくなるように引っ張られて弾性変形することになり、打ち抜き部に対応する部分４８ｃには面に沿う方向に引っ張り力が発生するので、打ち抜き部４８ｃをシャープにせん断することができ、打ち抜き加工によって製品部２８ａが変形することを防止して加工精度の向上が図られる。
【００３８】
さらに、凹面６５の最大深さｄを帯材の板厚ｔと同一か、あるいはそれよりも大きい寸法とすることで、打ち抜き加工の開始時から終了時にわたって衝撃力の分散化を図ることができ、打ち抜き部４８ｃの凹面６５に沿う方向の引張り変形を確実に生じさせることができる。これより、打ち抜き加工を終了するまでに、瞬間的な打撃力による振動や衝撃音の発生を抑制するとともに、他の塑性加工工程における打撃力との均等化を図ることができる。図１４は図６に示された打ち抜き部４８ｃを打ち抜き加工するための打ち抜きポンチ６１を示すが、図６に示された他の打ち抜き部４８ｂ，４８ｄ，４８ｅおよび図１０に示された打ち抜き部５８ｂ，５８ｃを打ち抜き加工するための打ち抜きポンチについても同様に先端面を凹面とすることにより打ち抜き加工時の振動と衝撃音の低減や打撃力の均等化を図ることができる。
【００３９】
図６に示す打ち抜き工程Ａ〜Ｃにより製品部２８ａの外周には下方に向けてバリ６６が形成されることになり、同様に図１０に示す打ち抜き工程Ｂ，Ｃにより製品部２９ａの外周には下方に向けてバリが形成されることになる。従来ではショットブラストや振動バレルなどの研削加工や研磨加工によりバリ６６を除去するようにしているが、本発明のプレスにおいては、打ち抜き加工後にバリ６６を除去することなく、プレス加工によりバリ６６を押し潰すことにより除去するようにしている。そのため、図８に示すように、面取工程Ｄの下型本体４１にはバリ取りダイ６７ａが配置されており、図１２に示すように、面取工程Ｅの下型本体５１にはバリ取りダイ６７ｂが配置されている。
【００４０】
図１５（Ａ）はバリ取りダイ６７ａを拡大して示す平面図であり、図１５（Ｂ），（Ｃ）は同図（Ａ）における１５Ｂ−１５Ｂ線に沿う断面図である。バリ取りダイ６７ａには製品部２８ａの外周部に対応してバリ取り傾斜面６８ａが形成され、上型本体４２に設けられたバリ取りポンチ６９ａの下端面は平坦となっており、バリ取りダイ６７ａとバリ取りポンチ６９ａとによりバリ取り型が構成されている。したがって、上型本体４２が下型本体４１に向けて下降移動すると、製品部２８ａの外周に形成されているバリ６６は塑性変形して押し潰されることになる。これにより、ロッカアーム１７をプレス加工により製造した後に研削加工や研磨加工によりバリ６６を取り除くことが不要となる。
【００４１】
図１６（Ａ）はバリ取りダイ６７ｂを拡大して示す平面図であり、図１６（Ｂ），（ｃ）は同図（Ａ）における１６Ｂ−１６Ｂ線に沿う断面図である。バリ取りダイ６７ｂには製品部２９ａの外周部に対応してバリ取り傾斜面６８ｂが形成され、上型本体５２に設けられたバリ取りポンチ６９ｂの下端面は平坦となっており、バリ取りダイ６７ｂとバリ取りポンチ６９ｂとによりバリ取り型が構成されている。したがって、製品部２９ａの外周に形成されているバリ６６も同様に押し潰されて除去されることになる。
【００４２】
図１７は図８における１７Ａ−１７Ａに沿う拡大断面図であり、図６および図８に示された４５度折り曲げ工程Ｆにおける折り曲げダイ７１を示す。図１８は図８における１８Ａ−１８Ａに沿う拡大断面図であり、図６および図８に示された９０度折り曲げ工程Ｇにおける折り曲げダイ７２を示す。それぞれの折り曲げダイ７１，７２に対応して上型本体４２には折り曲げポンチ７３，７４が設けられている。
【００４３】
折り曲げダイ７１と折り曲げポンチ７３には、スリッパ部２４に対応する傾斜面７１ａ，７３ａが形成されており、それぞれの傾斜面７１ａ，７３ａは側壁部２２に対応する平坦面７１ｂ，７３ｂに対して約４５度傾斜している。一方、折り曲げダイ７２と折り曲げポンチ７４には、スリッパ部２４に対応する垂直面７２ａ，７４ａが形成されており、それぞれの垂直面７２ａ，７４ａは側壁部２２に対応する平坦面７２ｂ，７４ｂに対してほぼ直角となっている。このように、側壁部２２に対して直角に折り曲げて形成されるスリッパ部２４を、４５度ずつ２度の折り曲げ工程により折り曲げることにより、衝撃力を分散してスリッパ部２４を加工することができる。
【００４４】
図１７および図１８は、プレス４０に設けられた折り曲げダイと折り曲げポンチを示すが、プレス５０の４５度曲げ工程Ｈと９０度曲げ工程Ｉにおいても同様の折り曲げダイと折り曲げポンチが設けられている。
【００４５】
図１９は図８における１９Ａ−１９Ａ線に沿う断面図であり、図６および図８に示す側壁の曲げ工程Ｉにおける折り曲げ下型７５を示す。折り曲げ下型７５に対応して上型本体４２には折り曲げ上型７６が設けられており、この折り曲げ上型７６には折り曲げ下型７５に対応する凹部７６ａが形成されており、ロッカアーム１７の両方の側壁部２２，２３が主壁部２１と同一面状となった状態の製品部２８ａは、上型本体４２が下型本体４１に向けて下降移動することにより、図１９（Ｂ）に示すように塑性加工されて、両方の側壁部２２，２３が主壁部２１に対して直角となる。
【００４６】
図１０および図１２に示す側壁の折り曲げ工程Ｋ，Ｌにおいても、図１９に示した折り曲げ下型７５と折り曲げ上型７６と同様に折り曲げ下型と折り曲げ上型が設けられており、２度の折り曲げ工程により、ロッカアーム１８の両方の側壁部３２，３３が主壁部３１に対して直角に折り曲げられる。
【００４７】
図２０は図６および図９に示す３つのリストライク工程Ｊ〜Ｌに使用されるリストライク下型８０の基本構造を示す斜視図であり、それぞれのリストライク下型８０は下型本体４１に設けられたワーク支持型７９に隣接して設けられている。図２１（Ａ）は第１のリストライク工程Ｊに使用されるリストライク下型８０ａとリストライク上型８１ａを示す断面図であり、図２１（Ｂ）は第２のリストライク工程Ｋに使用されるリストライク下型８０ｂとリストライク上型８１ｂを示す断面図であり、図２１（Ｃ）は第３のリストライク工程Ｌに使用されるリストライク下型８０ｃとリストライク上型８１ｃを示す断面図である。
【００４８】
それぞれのリストライク下型８０ａ〜８０ｃには、図２０に示すように、スリッパ部２４の先端面２４ｂを規制する鍛造加工面８２が形成されている。また、それぞれのリストライク下型８０ａ〜８０ｃには、図２１に示すように、スリッパ面２４ａに対応した凹面部８３が形成され、この凹面部８３に連なってそれぞれスリッパ部２４の一方の側面２４ｃを規制する鍛造加工面８４が形成されており、凹面部８３のそれぞれの曲率半径Ｒａは同一の値に設定されている。この曲率半径Ｒａの値は最終製品のスリッパ面２４ａの曲率半径に対応している。一方、それぞれのリストライク上型８１ａ〜８１ｃには、スリッパ部２４の内側湾曲面２４ｄに対応した凸面部８５ａ〜８５ｃが形成され、それぞれの凸面部８５ａ〜８５ｃに連なってスリッパ部２４の他方の側面２４ｅを規制する鍛造加工面８６が形成されており、凸面部８５ａ〜８５ｃの曲率半径はリストライク上型８１ａ〜８１ｃによって相違している。
【００４９】
第３のリストライク工程Ｌの凸面部８５ｃの曲率半径Ｒｂは最終製品の内側湾曲面２４ｄの曲率半径に対応した値に設定されており、第１のリストライク工程Ｊの凸面部８５ａの曲率半径Ｒｃは曲率半径Ｒｂよりも大きい値に設定されている（Ｒｃ＞Ｒｂ）。一方、第２のリストライク工程Ｋの凸面部８５ｂは、湾曲面に沿う方向の位置によって曲率半径Ｒｄ〜Ｒｈが相違した値に設定されて異形湾曲部となっており、曲率半径Ｒｄ〜ＲｇはＲｂとＲｃの中間の値に設定され、側面２４ｃに対応する部分の曲率半径Ｒｈは曲率半径Ｒｃよりも大きい値に設定されている。
【００５０】
上述のように、スリッパ部２４の塑性加工は４５度の曲げ工程Ｆと９０度の曲げ工程Ｇにおいて予め予備的に湾曲形状に加工された後に、一度のリストライク工程により最終製品に加工することなく、リストライク工程が３つの工程に細分化され、複数の工程により段階的に塑性加工するので、スリッパ面２４ａを高精度で加工することができる。
【００５１】
図２２は図１０および図１３に示す４つのリストライク工程Ｍ〜Ｐに使用されるリストライク下型９０の基本構造を示す斜視図であり、それぞれのリストライク下型９０は下型本体５１に設けられたワーク支持型８９に隣接して設けられている。図２３（Ａ）は第１のリストライク工程Ｍに使用されるリストライク下型９０ａとリストライク上型９１ａを示す断面図であり、図２３（Ｂ）は第２のリストライク工程Ｎに使用されるリストライク下型９０ｂとリストライク上型９１ｂを示す断面図であり、図２３（Ｃ）は第３のリストライク工程Ｏに使用されるリストライク下型９０ｃとリストライク上型９１ｃを示す断面図であり、図２３（Ｄ）は第４のリストライク工程Ｐに使用されるリストライク下型９０ｄとリストライク上型９１ｄを示す断面図である。
【００５２】
それぞれのリストライク下型９０ａ〜９０ｄには、図２２に示すように、スリッパ部３４の先端面３４ｂを規制する鍛造加工面９２が形成されている。また、それぞれのリストライク下型９０ａ〜９０ｄには、図２３に示すように、スリッパ面３４ａに対応した凹面部９３が形成され、この凹面部９３に連なってそれぞれスリッパ部３４の一方の側面３４ｃを規制する鍛造加工面９４が形成されており、凹面部９３のそれぞれの曲率半径Ｒａは同一の値に設定されている。この曲率半径Ｒａの値は最終製品のスリッパ面３４ａの曲率半径に対応している。一方、それぞれのリストライク上型９１ａ〜９１ｄには、スリッパ部３４の内側湾曲面３４ｄに対応した凸面部９５ａ〜９５ｄが形成され、それぞれの凸面部９５ａ〜９５ｄに連なってスリッパ部３４の他方の側面３４ｅを規制する鍛造加工面９６が形成されており、凸面部９５ａ〜９５ｃの曲率半径はリストライク上型９１ａ〜９１ｃによって相違し、凸面部９５ｄの曲率半径と凸面部９５ｃの曲率半径は同一となっている。
【００５３】
図２４は図６および図９に示す穴明け工程Ｏに使用されるカム型を示す概略断面図であり、下型本体４１には帯材２８の搬送方向に対して直角方向に水平移動する下カム型１００が往復動自在に装着され、この下カム型１００には下型本体４１に設けられたピアスダイ１０１の加工孔に嵌合するピアスポンチ１０２が取り付けられている。上型本体４２に固定された上カム型１０３には下カム型１００に形成された傾斜面１０４に接触する傾斜面１０５が形成されており、上型本体４２の下降により上カム型１０３、下カム型１００を介して、下カム型１００に固定されているピアスポンチ１０２がピアスダイ１０１に向けて押し出され、上型本体４２が下降限位置まで移動すると、図２４に示すように、ピアスポンチ１０２がピアスダイ１０１の加工孔に嵌合して製品部２８ａには貫通孔２６が加工される。
【００５４】
図６および図９に示す穴明け工程Ｐに使用されるカム型も図２４に示されるカム型と同様の上カム型と下カム型とを有し、図９には下カム型１０６に設けられたピアスポンチ１０７が示されており、このピアスポンチ１０７により製品部２８ａには貫通孔２７が形成される。なお、穴明け工程Ｐにおいては、穴明け工程Ｏにより加工された貫通孔２６内に嵌合する位置決めロッド１０８が下カム型１００に設けられており、貫通孔２７を加工する際に製品部２８ａのずれ移動が防止されるようになっている。
【００５５】
ロッカアーム１８の貫通孔３６，３７を加工するための図１０および図１３に示された穴明け工程Ｔ，Ｕにおいても、図２４に示したカム型と同様の構造のカム型が使用されている。また、図７および図９に示すように、穴明け工程Ｎにおける上型本体４２にはピアスポンチ１０９が設けられ、下型本体４１にはピアスダイ１１０が設けられており、製品部２８ａに取付孔２５が形成されると共に、図示しない同様のピアスポンチとピアスダイにより連結部２８ｃに貫通孔４８ｆが形成される。同様に、図１１および図１３に示すように、穴明け工程Ｓにおける上型本体５２にはピアスポンチ１０９が設けられ、下型本体５１にはピアスダイ１１０が設けられており、製品部２９ａに取付孔３５が形成されると共に、図示しない同様のピアスポンチとピアスダイによりパイロット孔５８ｄが連結部２９ｂに形成される。
【００５６】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、ロッカアームの形状は図示した形状に限定されることなく、スリッパ部が一体となった板金製であれば、どのような形状のロッカアームに対しても本発明を適用することができる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明によれば、ポンチの先端にアーチ型の凹面を形成することにより、ポンチからダイへと瞬時に打撃力が伝わることなく、分散された打撃力により打ち抜くことができる。これより、瞬間的な打撃力による振動や衝撃音の発生を抑制することができる。また、面取工程やピアシング工程などの他の塑性加工工程における打撃力との均等化を図ることができる。
【００５８】
打ち抜き時には凹面に沿う方向に発生する引張り力により打ち抜き部が弾性変形することで、打ち抜き部をシャープにせん断することができ、加工精度の向上を図ることができる。
【００５９】
凹面の最大深さを帯材の板厚とほぼ同一かあるいは板厚よりも大きい寸法とすることで、打ち抜き開始から終了にわたって衝撃力の分散化と、打ち抜き部の凹面に沿う方向の引張り変形を確実に生じさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】板金製ロッカアームが装着されたエンジンを示すスケルトン図である。
【図２】図１に示されたシリンダヘッドを示す拡大断面図である。
【図３】図２に示されたシリンダヘッドの平面図である。
【図４】（Ａ）は吸気側のロッカアームを示す斜視図であり、（Ｂ）はロッカアームの側面図であり、（Ｃ）はロッカアームの底面図であり、（Ｄ）は同図（Ｃ）における４Ｄ−４Ｄ線に沿う断面図である。
【図５】（Ａ）は排気側のロッカアームを示す斜視図であり、（Ｂ）はロッカアームの側面図であり、（Ｃ）はロッカアームの底面図であり、（Ｄ）は同図（Ｃ）における５Ｄ−５Ｄ線に沿う断面図である。
【図６】帯材を金型に沿って搬送しながら、複数の塑性加工工程を経て吸気側のロッカアームをプレス加工している状態を示す平面図である。
【図７】吸気側のロッカアームを製造するためのプレスを示す一部切り欠き正面図である。
【図８】図７に示されたプレスの下型の上流側部を示す平面図である。
【図９】図７に示されたプレスの下型の下流側部を示す平面図である。
【図１０】帯材を金型に沿って搬送しながら、複数の塑性加工工程を経て排気側のロッカアームをプレス加工している状態を示す平面図である。
【図１１】排気側のロッカアームを製造するためのプレスを示す一部切り欠き正面図である。
【図１２】図１１に示されたプレスの下型の上流側部を示す平面図である。
【図１３】図１１に示されたプレスの下型の下流側部を示す平面図である。
【図１４】図８における１４Ａ−１４Ａに沿う拡大断面図である。
【図１５】（Ａ）は吸気側のロッカアームを加工するためのバリ取りダイの拡大平面図であり、（Ｂ）は同図（Ａ）における１５Ｂ−１５Ｂ線に沿う断面図であり、（Ｃ）はバリ取り加工後の状態を示し、同図（Ｂ）と同様の部分を示す断面図である。
【図１６】（Ａ）は排気側のロッカアームを加工するためのバリ取りダイの拡大平面図であり、（Ｂ）は同図（Ａ）における１６Ｂ−１６Ｂ線に沿う断面図であり、（Ｃ）はバリ取り加工後の状態を示し、同図（Ｂ）と同様の部分を示す断面図である。
【図１７】図８における１７Ａ−１７Ａに沿う断面図である。
【図１８】図８における１８Ａ−１８Ａに沿う断面図である。
【図１９】図８における１９Ａ−１９Ａ線に沿う断面図である。
【図２０】吸気側のロッカアームを加工するためのリストライク工程に使用されるリストライク下型の基本構造を示す斜視図である。
【図２１】（Ａ）は図９における２１Ａ−２１Ａ線に沿う断面図であり、（Ｂ）は図９における２１Ｂ−２１Ｂ線に沿う断面図であり、（Ｃ）は図９における２１Ｃ−２１Ｃ線に沿う断面図である。
【図２２】排気側のロッカアームを加工するためのリストライク工程に使用されるリストライク下型の基本構造を示す斜視図である。
【図２３】（Ａ）は図１３における２３Ａ−２３Ａ線に沿う断面図であり、（Ｂ）は図１３における２３Ｂ−２３Ｂ線に沿う断面図であり、（Ｃ）は図１３における２３Ｃ−２３Ｃ線に沿う断面図であり、（Ｄ）は図１３における２３Ｄ−２３Ｄ線に沿う断面図である。
【図２４】穴明け工程に使用されるカム型を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１７，１８ ロッカアーム
２１ 主壁部
２２，２３ 側壁部
２４ スリッパ部
２４ａ スリッパ面
２８ 帯材
２８ａ 製品部
２８ｃ，２８ｄ 連結部
２９ 帯材
２９ａ 製品部
２９ｂ 連結部
３１ 主壁部
３２，３３ 側壁部
３４ スリッパ部
３４ａ スリッパ面
４０ プレス
４１ 下型本体
４２ 上型本体
５０ プレス
５１ 下型本体
５２ 上型本体

Claims (2)

1. 主壁部と該主壁部に対してほぼ直角の側壁部と該側壁部に対してほぼ直角のスリッパ部とを有するロッカアームを帯材を搬送しながら複数の加工工程により製造する板金製ロッカアームの製造方法であって、
   前記帯材の打ち抜き部外周に対応した凹部が形成された打ち抜きダイと前記凹部に対応した外周エッジが形成されるとともに先端面が凹面となった打ち抜きポンチとを備える打ち抜き型を用い、前記帯材に展開状態のロッカアームに対応した製品部を連結部を介して連なった状態に加工する打ち抜き工程を有することを特徴とする板金製ロッカアームの製造方法。
2. 請求項１記載の板金製ロッカアームの製造方法において、前記凹面の最大深さを前記帯材の板厚とほぼ同一かあるいは板厚よりも大きい寸法としたことを特徴とする板金製ロッカアームの製造方法。

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