JP3494532B2 - ロッカアームの製造方法 - Google Patents
ロッカアームの製造方法Info
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Description
構に使用されるロッカアームの製造方法に関し、とく
に、ロッカアームの端部に設けられるローラ収容部の寸
法矯正に関する。
機構、すなわちクランク軸に連動し回転するカムの回転
運動をこの内燃機関の吸気弁あるいは排気弁の弁軸の往
復運動に変換する部分を構成する部材である。従来、こ
のようなロッカアームは、その一端部が高速回転するカ
ム軸に対して摺動するため、この部分を耐摩耗性のすぐ
れた高合金鋼製のチップ形状として成形したものや、ア
ルミニウムまたは低合金鋼で成形したロッカアーム本体
とを一体化して製造していた。しかし、近年、エンジン
の高出力化、小型化に伴い、上記チップの代わりにロー
ラを装着したロッカアームが主流となっている。
したロッカアームがある。このロッカアームは、本体に
カム軸と転がり接触するローラを装着するための装入孔
が上面から下面に貫通するように形成されている。この
装入孔には、上記ローラがその端面を装入孔の内側面に
向けてかつ各端面と内側面の間に若干の隙間を持たせて
装入されている。
2つのバルブを同時に開閉できるタイプのロッカアーム
がある。このロッカアームは、ロッカアーム本体とロー
ラで構成され、ロッカアーム本体の略中央部にローラ収
容孔が形成され、その内部にローラが収容される。ロッ
カアーム本体は略中央部で分離し、その両側には、バル
ブに当接する爪が形成され、平面形状が略U字型ないし
は略Y字型となっている。
ることから、従来、金属粉末を焼結する焼結法で製造さ
れていた。しかし、焼結法は、寸法精度はよいが、生産
能率が低く、コストを増大させてしまうため、これに代
わる製造法として能率のよい精密鋳造法や型鍛造法が試
みられている。精密鋳造法や型鍛造法は、能率的ではあ
るが、寸法精度が低く、バルブと接触する弁押圧部の間
隔や、ローラの取付けられるローラ収容孔内側面の間隔
がばらついたり、これらの面が粗いなどの問題点があっ
た。
ば、特開平1−91931号公報には、図4に示すロッ
カアームについて、ロッカアーム本体のローラ取付け穴
に、平滑に仕上げられた矯正ブロックを若干の間隔を以
て挿入して、ローラ取付け穴の内側面と対向するロッカ
アーム本体の外側面を押圧する方法が開示されている。
この方法によれば、ローラ取付け穴の内側面の間隔が所
定の精度に修正されると同時に、この面の平滑さも向上
する。しかし、押圧によりローラ取付け穴の内側面と矯
正ブロックが密着して矯正ブロックを抜き取るのが困難
であるという問題点もある。
は、図5に示すロッカアームについて、所定の形状に成
形された中間製品のローラ取付け穴に、矯正ブロックを
挿入して中間製品のローラ取付け穴の部分を外側から押
圧しローラ取付け穴の内側面を平滑にすると同時に、爪
の部分を押圧し爪間距離を矯正する方法が開示されてい
る。この方法によれば、ローラ取付け穴の内側面の間隔
が所定の精度に修正されると同時に、この面の平滑さも
向上する。しかし、ロッカアームの外側からロッカアー
ムの幅全体を押圧するので、強い押圧力が必要で、変形
後の残留応力も大きく、また、押圧によりローラ取付け
穴の内側面と矯正ブロックが密着して矯正ブロックを抜
き取るのが困難であるという問題点がある。
は、図5に示すロッカアームについて、ローラ収容部を
形成するロッカアーム両側面の間隔を所定の寸法からや
や狭く製造しておき、この両側面の内側に一対の矯正ブ
ロックを挿入し、中間に押し金具を打ち込んで矯正ブロ
ックを押し開き両側面の間隔ならびに表面の平滑さを改
善する方法が開示されている。
成されたロッカアームを示す。このような端部にローラ
収容部が形成されたロッカアームでは、熱処理により、
ローラ支持部の内側面間の間隔が広がり、所定の寸法精
度の範囲外となるという問題があり、寸法精度の改善が
要望されていた。また特に最近では、金属粉をバインダ
ーとともに、射出成形機で金型内に射出充填することに
より素材を成形する射出成形の技術により小型のロッカ
アームが製造されるようになった。射出成形により製造
された素材は、加熱しバインダーを除去したのち、焼結
し製品にする。しかし、射出成形による部品の製造は、
生産性が高いという利点はあるが、従来の焼結法より、
高温焼結を必要とするため、寸法変化が大きいという問
題がある。とくに、図1に示す端部にローラ収容部を形
成されたロッカアームでは、焼結熱処理により、ローラ
収容部ローラ支持部の内側面間の広がりが著しく大きく
なり、所定の寸法精度が確保できないという問題があっ
た。
を解決し、寸法精度のすぐれた、端部にローラ収容部を
形成されたロッカアームの製造方法を提案することを目
的とする。
ッカアーム本体の一端部に、フォーク状に形成され、カ
ムに接触するローラを収容するローラ収容部を有するロ
ッカアームの製造方法であって、該ローラ収容部の両内
側面の間に、該ローラ収容部内側面にそれぞれ対向する
一対の面を有し、一方の面が、他方の面と平行な面と該
平行な面から所定の角度だけ治具内側に傾いたテーパ面
とからなる挿入治具を挿入し、さらに、該ローラ収容部
外側面に、該ローラ収容部外側面に接する面が反対側の
面と平行な面と該平行面から所定の角度だけ治具外側に
傾いたテーパ面とからなる押え治具を当接し、該押え治
具を押圧して、該挿入治具の面にローラ収容部内側面を
圧接することを特徴とするロッカアームの製造方法であ
り、好ましくは、前記挿入治具の所定の角度が2〜4
°、前記押え治具の所定の角度が2〜4°である。
な、カムに接触するローラを収容するローラ収容部を端
部に形成されたロッカアームに適用する。このロッカア
ーム1は、ローラ収容部2、ロッカアーム軸取付け部
3、連結部4から構成されている。このロッカアームの
ローラ収容部は、フォーク状に形成された一対のローラ
支持部5、5の間に、該ローラ支持部内側面5a、5a
にローラの両端面をそれぞれ対向させてローラを装入す
る。
れたロッカアームの該ローラ収容部の両内側面の間隔を
所定の寸法に精度よく矯正する。ローラ収容部の両内側
面5a、5aの間に、該ローラ収容部内側面にそれぞれ
対向する一対の面を有し、一方の面が他方の面と平行な
面と該平行な面から所定の角度だけ治具内側に傾いたテ
ーパ面とからなる挿入治具6を挿入する。
は、硬さHRC 58以上と高硬度を有することが好まし
い。また、この治具の面粗度は、1S〜6Sが好まし
い。テーパ面の所定の角度は、2〜4°とすることが好
ましい。テーパ面の角度が2°未満あるいは4°を超え
ると、ローラ収容部の寸法を所定の寸法精度内とするこ
とが困難である。
る面と対向するローラ収容部内側面の外側面5bに、押
え治具7を当接する。押え治具7は、ローラ収容部外側
面5bに接する面が、その面の反対側の面と平行な面と
該平行面から所定の角度だけ治具外側に傾いたテーパ面
7aとからなる面を有する。
接したのち、該押え治具7を押圧する。ローラ収容部内
側面が挿入治具面に十分に当接するまで押圧して、ロー
ラ収容部の寸法を仕上がり寸法に矯正する。本発明で
は、挿入治具および押え治具の面に、ともに一部テーパ
面を付与することが特徴である。両治具とも完全な平行
面を有する直方体ではない。しかも、付与するテーパ面
は、両治具で反対方向のテーパ面を付与することが肝要
である。こうすることにより、ローラ支持部の内側面間
隔を所定の寸法に精度よく矯正できる。単に、平行面を
有した直方体の矯正治具を用いて、ローラ支持部の内側
および外側から当接させ、外側から押圧させたのでは、
所定の寸法に精度よく矯正できないのである。
ク状に一対のローラ支持部を有しているため、ローラ支
持部の先端が広がる傾向にある。そこで、本発明者ら
は、ローラ支持部の内側面間隔とくに、先端の間隔を所
定の寸法より小さくなるまで、押圧することにより、す
なわち、ローラ支持部の先端付近を強制的に内側に曲げ
変形させ、弾性変形により戻る量を考慮し、弾性変形に
よる戻りを加えた量だけ変形させれば、所定の寸法精度
が容易に得られることに思い至った。
なテーパ面ではなく、略中間までは平行な面でそれ以降
はテーパがついた面となっている。テーパの方向は、ロ
ーラ支持部の内側面間の広がりを縮める方向に付与す
る。すなわち、内側治具では、治具の厚みを減少する方
向に、外側治具では、治具の厚みを増す方向に付与する
のが好適である。
工による圧延材、鋳造材からの削りだし、金属粉の焼
結、あるいは金属粉をバインダーとともに射出成形機で
金型内に射出充填したのち、加熱しバインダーを除去し
て焼結する射出成形によりロッカアーム製品としたも
の、いずれも適用できるが、なかでも射出成形による製
品に適用するのが好ましい。
するロッカアームを射出成形により製作した。射出成形
は、金属粉をバインダーとともに金型内に射出充填し、
所定の寸法に成形し、加熱してバインダーを除去して素
材とした。この素材を焼結し、ロッカアーム製品とし
た。焼結後のローラ支持部間の寸法は、所定の寸法精度
外であった。
うに、ロッカアームを、ローラ支持部5の外側面5bが
水平になるように押圧装置のプレステーブル受台9に載
置し、ついで、ローラ支持部の内側面5a間に挿入治具
6を、テーパ面6aが上になるよう装入し、ついで、押
え治具7をテーパ面7aがローラ支持部の外側面5bに
当接するように置き、押え治具7をプレスラム8で押圧
し、ローラ収容部内側面を挿入治具の面に圧接させた。
必要に応じ、反対側のローラ支持部についても、同様の
手順で押圧してもよい。なお、挿入治具6、押え治具7
のテーパ面の角度はいずれも3°とした。
の寸法精度内であった。比較例として、挿入治具6、押
え治具7として、いずれもテーパ面を有しない直方体の
治具を用いて、適用例と同様に、押圧装置で押圧した。
その結果、ローラ支持部間の寸法精度は、所定の寸法精
度内とはならなかった。
善し、品質のすぐれたロッカアームを低いコストで製造
することができる、優れた効果を奏する。
であり、(a)平面図、(b)正面図である。
(b)押え治具の概略図である。
示す説明図である。
(b)(a)におけるIV−IV矢視図である。
(b)正面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 ロッカアーム本体の一端部に、フォーク
状に形成され、カムに接触するローラを収容するローラ
収容部を有するロッカアームの製造方法であって、該ロ
ーラ収容部の両内側面の間に、該ローラ収容部内側面に
それぞれ対向する一対の面を有し、一方の面が、他方の
面と平行な面と該平行な面から所定の角度だけ治具内側
に傾いたテーパ面とからなる挿入治具を挿入し、さら
に、該ローラ収容部外側面に、該ローラ収容部外側面に
接する面が反対側の面と平行な面と該平行面から所定の
角度だけ治具外側に傾いたテーパ面とからなる押え治具
を当接し、該押え治具を押圧して、該挿入治具の面にロ
ーラ収容部内側面を圧接することを特徴とするロッカア
ームの製造方法。 - 【請求項2】 前記挿入治具の所定の角度が2〜4°で
あることを特徴とする請求項1記載のロッカアームの製
造方法。 - 【請求項3】 前記押え治具の所定の角度が2〜4°で
あることを特徴とする請求項1または2記載のロッカア
ームの製造方法。
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