JP3582977B2

JP3582977B2 - Rocker arm manufacturing method

Info

Publication number: JP3582977B2
Application number: JP00985698A
Authority: JP
Inventors: 通之上地; 義雄川竹
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1998-01-21
Filing date: 1998-01-21
Publication date: 2004-10-27
Anticipated expiration: 2018-01-21
Also published as: JPH11210417A

Description

【発明の属する技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば車両の内燃機関における動弁機構において、バルブの開閉を行うためのロッカーアームの製造方法に関する。
【従来の技術】
【０００２】
図６は車両等の内燃機関における動弁機構を示す断面図である。同図に示すように、この動弁機構には、クランク軸（２）に連動して回転するカム（３）の回転運動を、吸気弁や排気弁等のバルブ（４）におけるバルブステム（５）の往復運動に変換するためのロッカーアーム（１）が設けられている。
【０００３】
このロッカーアーム（１）は、図６及び図７に示すように、平行に配置される一対の両側壁（１ａ）と、その両側壁間の一端側及び他端側を連結する連結壁（１ｂ）（１ｃ）と、一端側の連結壁（１ｂ）に設けられ、上記バルブステム（５）に当接するバルブステム当接部（１ｄ）と、他端側の連結壁（１ｃ）に設けられ、シリンダヘッドに固定されたピボット部（６）に係合するピボット係合部（１ｅ）とを備えている。更にこのロッカーアーム（１）の両側壁（１ａ）には、互いに同軸線上に軸固定孔（１ｆ）が設けられており、その軸固定孔（１ｆ）に、ローラ（７）の支持軸（８）が固定されて、そのローラ（７）と、上記カム（３）とが転がり接触し得るように構成されている。
【０００４】
このようなロッカーアーム（１）は、十分な剛性が必要で、更に形状も複雑であるため、一般には、鍛造や精密鋳造（ロストワックス）により製造し、更にその鍛造品や鋳物品にドリル等により下孔を形成し、その下孔にリーマ仕上げ加工等を施して、所定の精度の軸固定孔（１ｆ）を形成するようにしている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記ロッカーアームの製造方法においては、ドリル旋削加工やリーマ仕上げ加工等の低能率の機械加工が必要であるため、生産効率の低下及びコストの増大を招くという問題があった。またリーマは磨耗が早く、長期安定した状態で、高精度の軸固定孔（１ｆ）を形成することが困難であり、また高精度を維持するためにリーマを早期に交換するとなると、一段と、コストの増大を招くという問題が発生する。
【０００６】
一方、近年になって、内燃機関の高回転化、高出力化に伴って、慣性重量の低減のために、ロッカーアームの軽量化が望まれ、ロッカーアームをプレス加工により製造する技術が多数提案されている。
【０００７】
プレス加工によりロッカーアームを製造する場合、鋼板に対し外径抜き加工及び折曲加工を施すことにより、所定形状のロッカーアーム本体を製造した後、そのロッカーアーム本体の両側壁にドリル旋削加工及びリーマ加工等の機械加工により軸固定孔を形成してロッカーアームを得る方法と、図８に示すように、鋼板に対し外径抜き加工を施す際に、軸固定孔（１ｆ）も同時に形成しておき、図９に示すようにその孔（１ｆ）が同軸線上に配置されるように折曲加工を施してロッカーアーム（１）を得る方法とが周知である。
【０００８】
しかしながら、前者の機械加工を用いる方法では、生産効率が低く、コストの増大を招くことに変わりなく、更にリーマの早期磨耗に起因する種々の問題も解決できるものではない。
【０００９】
また後者の外径抜き加工時に軸固定孔（１ｆ）を形成しておく方法では、折曲加工した際に、軸固定孔（１ｆ）が互いに位置ずれして、同軸線上に配置することが困難であり、高い位置精度を得ることが困難であるという問題を抱えている。
更に軸固定孔（１ｆ）はパンチの打ち抜きにより形成されるため、孔内面に、面粗さの大きい破断面が形成される。このため、その軸固定孔内にローラの支持軸を挿入固定した際に、軸固定孔と支持軸との接触面積を十分確保できず、ローラ支持軸を安定状態に固定できず、ローラ支持軸が脱外する等の不具合が発生する恐れがある。
【００１０】
なおこの方法において、軸固定孔（１ｆ）の内面を仕上げるために、リーマ仕上げ加工等を施すと、上記と同様の問題が発生することは言うまでもない。
【００１１】
この発明は、上記従来技術の問題を解消し、生産効率の向上及びコストの削減を図ることができ、十分な保持力でローラ支持軸を固定できる軸固定孔を、高い位置精度で形成できるロッカーアームの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、この発明のロッカーアームの製造方法は、平行に配置される一対の両側壁と、その両側壁を連結する連結壁とを有するロッカーアーム本体を得る工程と、前記ロッカーアーム本体における両側壁の所定領域を、孔開け用パンチにより打ち抜いて下孔を形成する工程と、前記下孔にシェービング加工用パンチを打ち込んで孔内面を仕上げて、ローラ支持軸固定孔を形成する工程とを含むものを要旨としている。
【００１３】
この発明のロッカーアームの製造方法においては、打ち抜き孔開け加工及びシェービング加工等のプレス加工のみでロッカーアームの軸固定孔を形成するようにしているため、例えば軸固定孔を形成する際に、低能率のリーマ加工等の機械加工を行う必要がなくなり、生産効率を向上させることができる。
【００１４】
また所定形状のロッカーアーム本体を得た後、軸固定孔を形成するものであるため、正確な位置に精度良く軸固定孔を形成することができる。更に軸固定孔の内面は、シェービング加工により面粗さの小さい良好な面に仕上げられているため、ローラの支持軸を固定した際に、軸固定孔とローラ支持軸との接触面積を大きくでき、ローラ支持軸の保持力を十分に確保することができる。
【００１５】
またシェービング加工用パンチは、リーマに比べて、処理数当たりの磨耗が少ないので、長期安定した状態で高精度の軸固定孔を形成することができる。
【００１６】
一方、本発明においては、前記孔開け用パンチ及び前記シェービング加工用パンチのうちいずれか一方の基端部外周に面押し部を形成しておき、パンチ打ち込み時に、前記面押し部により孔周縁を押圧して圧潰変形させて面取り部を形成するのが好ましい。
【００１７】
すなわちこの場合、面取り部形成を別工程で行う必要がないので、高い生産効率を維持しつつ面取り部を形成することができる上更に、軸固定孔に挿入したローラ支持軸の端部を拡径状に加締めた際に、その加締め端部を、上記の面取り部に十分に圧接することができ、ローラ支持軸の固定力を一段と向上させることができる。
【００１８】
更に本発明においては、前記孔開け用パンチを、前記ロッカーアーム本体の両側壁外側に、互いに同軸線上に対向するようにそれぞれ配置するとともに、幅が上記ロッカーアーム本体の両側壁間に対応する寸法に設定された孔開け用ダイを前記ロッカーアーム本体の両側壁内側に配置しておき、上記両側の孔開け用パンチにより前記両側壁を外側から同時に打ち抜いて、両側壁に前記下孔を同時に形成し、更に、前記シェービング用パンチを、前記ロッカーアーム本体の両側壁外側に、互いに同軸線上に対向するようにそれぞれ配置するとともに、幅が上記ロッカーアーム本体の両側壁間に対応する寸法に設定されたシェービング加工用ダイを前記ロッカーアーム本体の両側壁内側に配置しておき、上記両側のシェービング加工用パンチを前記両側壁の下孔に同時に打ち込んで、両下孔の内面を同時に仕上げるものである。
【００１９】
このため、両側の軸固定孔を、同軸線上に、より高い精度で正確に配置することができるとともに、ロッカーアーム本体に作用するパンチ打ち込み時の圧力が両側から均等にバランス良く付与されるので、パンチ打ち込み圧力による悪影響が及ぶのを有効に防止することができる。
【発明の実施の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態であるロッカーアームの製造方法を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
本製法においては、まず図１に示すように、鋼板の所定領域を打ち抜いて、所定形状の打ち抜き加工品（１０）を得る。
【００２２】
続いて図２に示すように、上記打ち抜き加工品（１０）に対して折曲加工を施して、ロッカーアーム本体（１１）を得る。
【００２３】
このロッカーアーム本体（１１）は、互いに平行に配置された一対の両側壁（２１）と、その両側壁間の一端側及び他端側を連結する連結壁（２２ａ）（２２ｂ）と、一端側連結壁（２２ａ）に設けられ、バルブステム（図６参照）に当接するステム当接部（２３）と、他端側連結壁（２２ｂ）に設けられ、シリンダヘッドに固定されたピボット部（図６参照）に係合するピボット係合部（２４）とを備えている。
【００２４】
次にこうして得られたロッカーアーム本体（１１）の両側壁（２１）に、以下に詳述する孔開け装置を用いて、下孔を形成する。
【００２５】
すなわち本実施形態の孔開け装置は、図３及び図４に示すように、設置台（３１）を有しており、その設置台（３１）上には、幅が上記ロッカーアーム本体（１１）の両側壁間に対応する寸法に設定された孔開け用ダイ（３２）が設けられている。更に設置台（３１）上には、ロッカーアーム本体（１１）のピボット係合部（２４）に係合可能な位置決め突起（３３）が設けられている。そしてその位置決め突起（３３）にピボット係合部（２４）を係合するようにして、ロッカーアーム本体（１１）の両側壁（２１）間中央に孔開け用ダイ（３２）を嵌合することにより、ロッカーアーム本体（１１）を設置台（３１）の所定位置に設置されるよう構成されている。
【００２６】
なお、孔開け用ダイ（３２）には、ロッカーアーム本体（１１）の両側壁（２１）における軸固定孔形成位置に対応して、ダイ孔（３２ａ）が幅方向に貫通するように形成されている。
【００２７】
またこの孔開け装置には、設置台（３１）の両側にパンチ支持台（３５）が配置されるとともに、各パンチ支持台（３５）には、上記孔開け用ダイ（３２）と同軸上に孔開け用パンチ（３６）がパンチ支持部材（３７）を介して軸線方向に沿ってスライド自在に支持されている。更にパンチ支持台（３５）の両側には、昇降駆動自在な昇降駆動体（３８）が配置されており、この昇降駆動体（３８）の下端側に設けられたカム面（３８ａ）と、パンチ支持部材（３７）の基端側に設けられたカム面（３７ａ）とが摺動自在に当接配置されている。そして昇降駆動体（３８）が降下駆動することにより、孔開け用パンチ（３６）が軸線方向に沿って進出するよう構成されている。
【００２８】
また、パンチ（３６）の基端側外周には、面取り部形成用としてテーパ状の面押し部（３９）が形成されている。
【００２９】
なお後に詳述するように、孔開け用パンチ（３６）は、その刃先の直径寸法が、後のシェービング加工における取り代との関係を考慮して、ロッカーアーム完成品の軸固定孔の径よりも小さく設定されている。
【００３０】
以上の構成の孔開け装置により、ロッカーアーム本体（１１）に下孔を形成するには、まずロッカーアーム本体（１１）を上記したように、設置台（３１）上に設置して、昇降駆動体（３８）を降下させてパンチ（３６）を進出させる。これにより図５（ａ）に示すように、ロッカーアーム本体（１１）の両側壁（２１）の所定領域が両側から同時に打ち抜かれて、両側壁（２１）に、互いに同軸線上に正確に配置された下孔（２６）がそれぞれ形成される。このとき下孔（２６）には、その内面の一部に、面粗さの大きい不良の破断面（２６ａ）が形成される。
【００３１】
またこの孔開け加工時において、パンチ（３６）が打ち込まれた際に、パンチ基端側の面押し部（３９）が、ロッカーアーム本体（１１）の開口端部周縁を押圧して圧潰変形させ、その周縁に沿って面取り部（２７）が形成される。
【００３２】
ところで本実施形態の孔開け装置においては、ロッカーアーム本体（１１）のの両側壁（２１）が打ち抜かれた後、ロッカーアーム本体（１１）が孔開け用ダイ（３２）に設置された状態で、設置台（３１）が、孔開け用ダイ（３２）と共に、水平方向にスライドして排出ステージに移動する。そして図示しない突き上げ機構により、ロッカーアーム本体（１１）が下方から突き上げられて、ダイ（３２）から取り出される。その後、ダイ孔（３２ａ）に、その軸線方向に沿って一側方から突き出しピン（図示省略）が挿通されて、ダイ孔（３２ａ）内の抜きカスが所定箇所に排出されることになる。更に抜きカスの排出が完了すると、設置台（３１）がスライドして元の位置に戻り、新たなロッカーアーム本体が設置されて、上記同様に、打ち抜き加工が行われる。こうしてロッカーアーム本体の孔開け加工が順次連続して行われる。
【００３３】
一方、孔開け用パンチ（３６）に代えてシェービング加工用パンチが装着されるとともに、孔開け用ダイ（３２）に代えてシェービング加工用ダイが装着される点を除いて、上記孔開け装置と同様な構成のシェービング加工装置によって、上記下孔付きロッカーアーム本体（１１）の下孔（２６）に対し、シェービング加工が施されて、内面仕上げが行われる。
【００３４】
すなわち下孔付きのロッカーアーム本体（１１）の両側壁（２１）に形成された下孔（２６）に対し、それぞれ両側から同時にシェービング用パンチが打ち込まれて、図５（ｂ）に示すように、両下孔（２６）の内面全域が軸線方向に対し平行に削り取られ、こうして下孔（２６）の内面全域において、破断面（２６ａ）が消失して、面粗さの小さい良好な内面（せん断面）を有するローラ支持軸固定孔（２８）が両側同時に形成される。これにより完成品としてのロッカーアームが得られる。
【００３５】
なお、このシェービング加工も、上記孔開け加工と同様に、順次連続的に処理される。
【００３６】
ところで、シェービング加工での取り代は、側壁（２１）の肉厚との関係で設定するのが良い。ここで取り代は、図５（ａ）に示すように、シェービング加工での削り量を「Ｌ１」としたとき、この削り量（Ｌ１）の２倍に相当するものであり、換言すれば、シェービング加工用パンチの径と孔開け用パンチ（３６）の径との差に相当するものである。そして、この取り代は、側壁（２１）の肉厚（Ｔ）に対し、５〜１２％に設定するのが好ましい。すなわちこの取り代が小さ過ぎると、下孔（２６）の内面全域を均等に削り取ることができず、軸固定孔（２８）の寸法精度が低下する恐れがあり、また逆に取り代が大き過ぎると、下孔（２６）の内面に破断面が形成される恐れがある。
【００３７】
また取り代は、良好なせん断面が形成されるように、使用する材料によって、上記規定範囲内において、適宜設定するのが好ましい。例えば軟鋼を使用する場合には、取り代を小さめに、また硬鋼を使用する場合には、取り代を大きめに設定するのが良い。
【００３８】
以上のように、本実施形態の方法によれば、外径抜き加工、折曲加工、打ち抜き孔開け加工、及びシェービング加工等のプレス加工のみでロッカーアームを製造するものであるため、例えばプレス加工に比べて低能率のリーマ加工等を行う必要がなく、生産効率の向上及びコストの削減を図ることができる。
【００３９】
また本実施形態においては、折曲加工により所定形状のロッカーアーム本体（１１）を得た後、そのロッカーアーム本体（１１）に、軸固定孔（２８）を形成するものであるため、正確な位置に精度良く軸固定孔（２８）を形成することができる。更に軸固定孔（２８）の内面は、シェービング加工により面粗さの小さい良好な面に仕上げられているため、ローラの支持軸を固定した際に、軸固定孔とローラ支持軸との接触面積を大きくでき、ローラ支持軸の保持力を十分に確保することができる。従って、軸固定孔にローラ支持軸を安定状態に固定でき、例えばローラ支持軸の脱外等の不具合が発生するのを確実に防止することができる。
【００４０】
しかも孔開け加工及びシェービング加工において、ロッカーアーム本体（１１）の両側壁（２１）に、両側から同時に、パンチを打ち込んで、両側同時に、孔（２６）（２８）を形成するようにしているため、両側の孔（２６）（２８）を、同軸線上に、精度良く正確に配置することができるので、より一層、安定した状態にローラ支持軸を固定することができる。しかもパンチ打ち込み時の圧力が両側から均等にバランス良く付与されるので、パンチ打ち込み圧力により、有害な変形が生じるようなことを有効に防止することができる。
【００４１】
更に本実施形態におけるシェービング加工用パンチは、従来のリーマ仕上げ加工におけるリーマに比べて、処理数当たりの磨耗が少ないので、長期安定した状態に高精度の軸固定孔（２８）を形成することができるとともに、シェービング加工用パンチを早期に交換する必要もなく、長期使用でき、耐久性の向上はもちろん、一段と、コストの削減を図ることができる。
【００４２】
また本実施形態においては、ロッカーアームにおける軸固定孔（２８）の開口周縁に面取り部（２７）を形成しているため、軸固定孔（２８）にローラ支持軸を挿入してローラ支持軸の端部を拡径状に加締めた際に、ローラ支持軸端部を上記面取り部（２７）に確実に圧接することができ、ローラ支持軸の固定力を一段と向上させることができ、より確実にローラ支持軸の脱外等の不具合が発生するのを防止することができる。
【００４３】
更にこの面取り部（２７）は、孔開け加工と同時に形成するようにしているため、面取り加工を、別途行う必要がなく、高い生産効率を維持することができる。
【００４４】
しかもパンチ（３６）に面押し部（３９）を形成しているため、一対のパンチ（３６）の打ち抜きタイミングにずれが生じたとしても、パンチ打ち込み圧力による悪影響を回避できる。すなわちパンチ（３６）に面押し部を形成しない場合には、パンチ（３６）によりロッカーアーム本体（１１）の側壁（２１）を打ち抜いた直後、孔開け用ダイ（３２）に加わるパンチ打ち込み荷重は「０」となるので、仮に左右のパンチ（３６）の打ち抜きタイミングがずれていると、打ち込み荷重が片側から加わってしまい、ダイ（３２）等が破損してしまう恐れがある。ところが、パンチ（３６）に面押し部（３９）を形成する場合には、パンチ（３６）による打ち抜き後も、面押し部（３９）によってダイ（３２）に面押し荷重が加わっているため、左右のパンチ（３６）の打ち抜きタイミングがずれていたとしても、上記面押し荷重によってダイ（３２）が支持されるので、ダイ（３２）が破損する等の不具合を確実に防止することができる。
【００４５】
ここで図５に示すように、面取り部（２７）の面取り量（Ｌ２）は、側壁（２１）の肉厚（Ｔ）に対し、１０〜３０％に設定するのが好ましい。すなわち、面取り量（Ｌ２）が少な過ぎると、ローラ支持軸を加締め固定した際に支持軸の面取り部（２７）への圧接量が少なくなり、ローラ支持軸の固定力を十分に確保できない恐れがある。逆に面取り量（Ｌ２）が多過ぎると、軸固定孔（２８）周辺の圧潰量が多くなり、バリとなって周囲にはみ出したり、有害な変形が生じて、軸固定孔（２８）の真円度が低下する恐れがある。
【００４６】
なお上記実施形態においては、ロッカーアーム本体を、外径抜き加工及び折曲加工等のプレス加工により得る場合について説明しているが、本発明はそれだけに限られず、例えば鍛造や精密鋳造（ロストワックス）によりロッカーアーム本体を得、そのロッカーアーム本体に上記したように軸固定孔を形成するようにしても良い。
【００４７】
更に本発明において、面取り部（２７）の形成は、シェービング加工と同時に行うようにしても良い。すなわちシェービング加工用パンチの基端側周囲にテーパ状に面押し部を設けておいて、シェービング加工用パンチを下孔（２６）に打ち込む際に、面押し部を下孔（２６）の開口端部周縁に押圧して面取り部を形成するようにしても良い。
【００４８】
もっとも本発明においては、面取り部を必ずしも形成する必要はなく、もちろん面取り部の形成を、孔開け加工やシェービング加工と同時に行わなくとも良い。
【実施例】
【００４９】
鋼板に対して外径抜き加工及び折曲加工を施して、側壁部の肉厚が３．５ｍｍの折曲加工品（ロッカーアーム本体）を作製した。
【００５０】
そしてこのロッカーアーム本体を、パンチ径が９．６８ｍｍの孔開け用パンチと、ダイ孔径が９．８２ｍｍのダイとを具備した上記実施形態と同様な孔開け装置を用いて両側壁に下孔を形成し、更にパンチ径が１０．０ｍｍのシェービング加工用パンチと、ダイ孔径が１０．１２ｍｍのダイとを具備した上記実施形態と同様なシェービング加工装置を用いて、上記下孔に対し、シェービング加工を施して、下孔内面の仕上げを行った。
【００５１】
こうして得られたロッカーアームは、その両側壁に形成される一対の軸固定孔が同軸線上に正確に配置されてそれぞれ高い位置精度を有するものであった。また軸固定孔の内面は、面粗さの小さい良好な仕上がりのせん断面に形成されていた。
【発明の効果】
【００５２】
以上のように、この発明のロッカーアームの製造方法によれば、所定形状のロッカーアーム本体を得、そのロッカーアーム本体の両側壁を打ち抜いて下孔を形成した後、その下孔の内面をシェービング加工により仕上げるものであるため、打ち抜き孔開け加工及びシェービング加工等のプレス加工のみでロッカーアームにおける軸固定孔を形成することができる。従って、従来のように低能率のドリル研削加工やリーマ加工等を行う必要がなく、生産効率の向上及びコストの削減を図ることができる。また所定形状のロッカーアーム本体を得た後、軸固定孔を形成するものであるため、正確な位置に位置精度良く軸固定孔を形成することができる。更に軸固定孔の内面は、シェービング加工により面粗さの小さい良好な面に仕上げられているため、その軸固定孔内にローラの支持軸を挿入固定した際に、軸固定孔とローラ支持軸との接触面積を大きくでき、ローラ支持軸の保持力を十分に確保できて、ローラ支持軸の脱外等の不具合が発生するのを防止することができる。また本発明におけるシェービング加工用パンチは、孔仕上げ用リーマに比べて、処理数当たりの磨耗が少ないので、長期安定した状態に高精度の軸固定孔を形成することができるとともに、シェービング加工用パンチを早期に交換する必要もなく、長期使用が可能となり、この点においても、一層、コストを削減することができるという効果がある。
【００５３】
一方、本発明において、孔開け用パンチ又はシェービング加工用パンチの基端部外周に面押し部を形成して、パンチ打ち込みと同時に、孔周縁部に面取り部を形成する場合には、面取り部形成を別工程で行う必要がないので、高い生産効率を維持しつつ面取り部を形成することができる上更に、軸固定孔に挿入したローラ支持軸の端部を拡径状に加締めた際に、その加締め端部を、上記の面取り部に十分に圧接することができ、ローラ支持軸の固定力を一段と向上させることができ、ローラ支持軸の脱外等の不具合が発生するのを、より確実に防止できるという利点がある。
【００５４】
また本発明において、孔開け加工時又はシェービング加工時に、ロッカーアーム本体の両側から両側壁にパンチを打ち込んで、両側同時に処理しているため、両側の軸固定孔を、同軸線上に正確に形成することができるので、より安定した状態にローラ支持軸を固定できるとともに、パンチ打ち込み圧力が両側から均等にバランス良く付与されるので、パンチ打ち込み圧力により、有害な変形等が生じるのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】この発明の実施形態であるロッカーアームの製造方法において中間製品としての打ち抜き加工品を示す図であって、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は平面図である。
【図２】実施形態の方法において中間製品としてのロッカーアーム本体を示す図であって、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は平面図である。
【図３】実施形態の方法に使用された孔開け装置を示す断面図である。
【図４】実施形態の孔開け装置における設置台を示す斜視図である。
【図５】同図（ａ）は実施形態の方法において孔開け直後のロッカーアーム本体の軸固定孔周辺を拡大して示す断面図、同図（ｂ）はシェービング加工後のロッカーアーム本体の軸固定孔周辺を拡大して示す断面図である。
【図６】車両における内燃機関の動弁機構を示す断面図である。
【図７】従来のロッカーアームを示す斜視図である。
【図８】従来方法において中間製品としての打ち抜き加工品を示す図であって、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は平面図である。
【図９】従来のプレス加工により得られるロッカーアームを示す図であって、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は平面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１１…ロッカーアーム本体
２１…側壁
２１ａ、２１ｂ…連結壁
２６…下孔
２７…面取り部
２８…軸固定孔
３２…孔開け用ダイ
３６…孔開け用パンチ
３９…面押し部TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
[0001]
The present invention relates to a method of manufacturing a rocker arm for opening and closing a valve in, for example, a valve train of an internal combustion engine of a vehicle.
[Prior art]
[0002]
FIG. 6 is a sectional view showing a valve mechanism in an internal combustion engine such as a vehicle. As shown in the figure, the valve operating mechanism includes a cam (3), which rotates in conjunction with a crankshaft (2), rotating a cam (3) with a valve stem (5) of a valve (4) such as an intake valve or an exhaust valve. A rocker arm (1) for converting the reciprocating motion into a reciprocating motion is provided.
[0003]
As shown in FIGS. 6 and 7, the rocker arm (1) has a pair of side walls (1a) arranged in parallel and a connecting wall (1b) connecting one end and the other end between the two side walls. ) (1c), a valve stem contact portion (1d) provided on the connecting wall (1b) on one end side and abutting on the valve stem (5), and a connecting wall (1c) on the other end side, A pivot engaging portion (1e) engaged with a pivot portion (6) fixed to the cylinder head. Further, on both side walls (1a) of the rocker arm (1), a shaft fixing hole (1f) is provided coaxially with each other, and a support shaft (8) for the roller (7) is provided in the shaft fixing hole (1f). ) Is fixed, so that the roller (7) and the cam (3) can be in rolling contact with each other.
[0004]
Such a rocker arm (1) requires sufficient rigidity and has a complicated shape. Therefore, the rocker arm (1) is generally manufactured by forging or precision casting (lost wax). And a reaming process or the like is performed on the prepared hole to form a shaft fixing hole (1f) with a predetermined accuracy.
[Problems to be solved by the invention]
[0005]
However, the above-mentioned rocker arm manufacturing method requires low-efficiency machining such as drill turning and reaming, thereby causing a problem of lowering production efficiency and increasing costs. Also, it is difficult to form a high-precision shaft fixing hole (1f) in a state in which the reamer wears quickly and is stable for a long period of time. This causes a problem of causing an increase in
[0006]
On the other hand, in recent years, with the increase in rotation speed and output of the internal combustion engine, it has been desired to reduce the weight of the rocker arm in order to reduce the inertial weight, and a number of techniques for manufacturing the rocker arm by pressing have been proposed. Have been.
[0007]
When a rocker arm is manufactured by press working, a rocker arm body having a predetermined shape is manufactured by performing an outer diameter punching process and a bending process on a steel plate, and then drill turning and reaming are performed on both side walls of the rocker arm body. A method of forming a shaft fixing hole by machining such as machining to obtain a rocker arm, and, as shown in FIG. 8, simultaneously forming a shaft fixing hole (1f) when performing an outer diameter punching process on a steel plate. It is well known that the rocker arm (1) is obtained by bending the hole (1f) so that the hole (1f) is arranged on the coaxial line as shown in FIG.
[0008]
However, the former method using machining does not reduce the production efficiency, increases the cost, and cannot solve various problems caused by the early wear of the reamer.
[0009]
In the latter method of forming the shaft fixing holes (1f) during the outer diameter punching, the shaft fixing holes (1f) are displaced from each other when bent, and it is difficult to dispose them on a coaxial line. However, there is a problem that it is difficult to obtain high positional accuracy.
Further, since the shaft fixing hole (1f) is formed by punching a punch, a fracture surface having a large surface roughness is formed on the inner surface of the hole. For this reason, when the support shaft of the roller is inserted and fixed in the shaft fixing hole, a sufficient contact area between the shaft fixing hole and the support shaft cannot be secured, and the roller support shaft cannot be fixed in a stable state. There is a possibility that troubles such as detachment may occur.
[0010]
In this method, if a reaming process or the like is performed to finish the inner surface of the shaft fixing hole (1f), it goes without saying that the same problem as described above occurs.
[0011]
The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, can improve production efficiency and reduce costs, and can form a shaft fixing hole capable of fixing a roller support shaft with a sufficient holding force with high positional accuracy. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an arm.
[Means for Solving the Problems]
[0012]
In order to achieve the above object, a method for manufacturing a rocker arm according to the present invention includes a step of obtaining a rocker arm main body having a pair of side walls arranged in parallel and a connecting wall connecting the side walls; A step of punching predetermined regions of both side walls of the main body with a punch for punching to form a pilot hole, and a step of punching a shaving punch into the pilot hole to finish an inner surface of the hole to form a roller support shaft fixing hole. The gist is that which includes
[0013]
In the method for manufacturing a rocker arm according to the present invention, the shaft fixing hole of the rocker arm is formed only by press working such as punching hole forming and shaving. There is no need to perform machining such as efficient reaming, and the production efficiency can be improved.
[0014]
Further, since the shaft fixing hole is formed after the rocker arm body having a predetermined shape is obtained, the shaft fixing hole can be formed accurately at an accurate position. Furthermore, since the inner surface of the shaft fixing hole is finished to a good surface with a small surface roughness by shaving, the contact area between the shaft fixing hole and the roller support shaft can be increased when the roller support shaft is fixed. Thus, a sufficient holding force for the roller support shaft can be secured.
[0015]
Further, since the shaving punch has less wear per number of processes than a reamer, a high-precision shaft fixing hole can be formed in a long-term stable state.
[0016]
On the other hand, in the present invention, a surface pressing portion is formed on the outer periphery of one of the base end portions of the punch for punching and the punch for shaving processing, and at the time of punching in, the peripheral edge of the hole is formed by the surface pressing portion. It is preferable to form the chamfer by pressing and crushing and deforming.
[0017]
That is, in this case, since it is not necessary to form the chamfered portion in a separate step, the chamfered portion can be formed while maintaining high production efficiency, and furthermore, the end of the roller support shaft inserted into the shaft fixing hole is enlarged. When caulking in the shape, the caulked end can be sufficiently pressed against the chamfered portion, and the fixing force of the roller support shaft can be further improved.
[0018]
Further, in the present invention, the punches for punching are arranged outside the both side walls of the rocker arm main body so as to be coaxially opposed to each other, and have a width corresponding to a distance between both side walls of the rocker arm main body. simultaneously forming the hole-forming die, which is set in advance by placing the side walls inside the rocker arm body, by punching simultaneously the both side walls from the outside by the sides of the hole drilled punches, the lower holes in the side walls in Further, the shaving punches are arranged outside the both side walls of the rocker arm main body so as to face each other coaxially, and the width is set to a size corresponding to between the both side walls of the rocker arm main body. and the shaving die should be placed in both side walls inside the rocker arm body, before the opposite sides of the shaving punch Are implanted at the same time under the hole of the side walls, in which finishing the inner surfaces of both the lower hole at the same time.
[0019]
For this reason, the shaft fixing holes on both sides can be accurately arranged with higher precision on the coaxial line, and the pressure at the time of punching which acts on the rocker arm main body is evenly applied from both sides with good balance. An adverse effect due to the punching pressure can be effectively prevented.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0020]
Hereinafter, a method for manufacturing a rocker arm according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0021]
In the present manufacturing method, first, as shown in FIG. 1, a predetermined region of a steel sheet is punched to obtain a punched product (10) having a predetermined shape.
[0022]
Subsequently, as shown in FIG. 2, the punched product (10) is bent to obtain a rocker arm body (11).
[0023]
The rocker arm body (11) has a pair of side walls (21) arranged in parallel with each other, connecting walls (22a) (22b) connecting one end and the other end between the two side walls, and one end side. A stem contact portion (23) provided on the connecting wall (22a) and abutting on the valve stem (see FIG. 6), and a pivot portion (see FIG. 6) provided on the other end connecting wall (22b) and fixed to the cylinder head. 6) with a pivot engaging portion (24).
[0024]
Next, a pilot hole is formed in both side walls (21) of the rocker arm body (11) thus obtained by using a punching device described in detail below.
[0025]
That is, as shown in FIGS. 3 and 4, the drilling device of the present embodiment has an installation table (31), and the rocker arm body (11) has a width on the installation table (31). Are provided between the two side walls of the hole. Further, a positioning projection (33) that can be engaged with the pivot engagement portion (24) of the rocker arm main body (11) is provided on the installation base (31). Then, a punching die (32) is fitted in the center between both side walls (21) of the rocker arm body (11) such that the pivot engaging portion (24) is engaged with the positioning projection (33). Thereby, the rocker arm body (11) is configured to be installed at a predetermined position on the installation table (31).
[0026]
The die for punching (32) is formed so that the die hole (32a) penetrates in the width direction corresponding to the position where the shaft fixing hole is formed on both side walls (21) of the rocker arm body (11). ing.
[0027]
In this punching device, punch supports (35) are arranged on both sides of the mounting table (31), and each punch support (35) is coaxial with the punching die (32). A punch for punching (36) is slidably supported in the axial direction via a punch support member (37). Further, on both sides of the punch support table (35), an elevating driver (38) that can be driven up and down is arranged. A cam surface (38a) provided at the lower end of the elevating driver (38) and a punch A cam surface (37a) provided on the base end side of the support member (37) is slidably abutted and arranged. When the lifting drive (38) is driven downward, the punch for punching (36) is configured to advance in the axial direction.
[0028]
Further, a tapered surface pressing portion (39) for forming a chamfered portion is formed on a base end side outer periphery of the punch (36).
[0029]
As will be described later in detail, the diameter dimension of the cutting edge of the punch for punching (36) is made larger than the diameter of the shaft fixing hole of the rocker arm finished product in consideration of the relationship with the machining allowance in the later shaving processing. Is also set small.
[0030]
In order to form a pilot hole in the rocker arm main body (11) by the hole punching device having the above-described configuration, first, as described above, the rocker arm main body (11) is set on the mounting table (31), and the rocker arm is driven up and down. The body (38) is lowered to advance the punch (36). As a result, as shown in FIG. 5 (a), predetermined regions of both side walls (21) of the rocker arm body (11) are simultaneously punched out from both sides, and are accurately arranged coaxially on both side walls (21). The prepared pilot holes (26) are respectively formed. At this time, a defective fracture surface (26a) having a large surface roughness is formed in a part of the inner surface of the pilot hole (26).
[0031]
During punching, when the punch (36) is driven, the surface pressing portion (39) on the base end side of the punch presses the peripheral edge of the opening end of the rocker arm body (11) to crush and deform. A chamfered portion (27) is formed along the periphery.
[0032]
By the way, in the punching device of this embodiment, after the both side walls (21) of the rocker arm main body (11) are punched out, the rocker arm main body (11) is set on the punching die (32). The mounting table (31) slides in the horizontal direction together with the punching die (32) to move to the discharge stage. Then, the rocker arm body (11) is pushed up from below by a pushing-up mechanism (not shown) and is taken out of the die (32). Thereafter, a protruding pin (not shown) is inserted into the die hole (32a) from one side along the axial direction, and the scrap in the die hole (32a) is discharged to a predetermined location. When the ejection of the scraps is completed, the installation table (31) slides back to the original position, a new rocker arm body is installed, and the punching process is performed in the same manner as described above. In this manner, the boring process of the rocker arm main body is performed sequentially and continuously.
[0033]
On the other hand, except that a shaving punch is mounted in place of the punch (36) and a shaving die is mounted in place of the punch (32), With the shaving device having the same configuration, the prepared hole (26) of the rocker arm main body (11) with the prepared hole is subjected to the shaving process to finish the inner surface.
[0034]
That is, shaving punches are simultaneously driven from both sides into the prepared holes (26) formed on both side walls (21) of the rocker arm body (11) having the prepared holes, as shown in FIG. 5 (b). The entire inner surface of both pilot holes (26) is scraped off in parallel to the axial direction. Thus, the fracture surface (26a) disappears in the entire inner surface of the pilot hole (26), and a good inner surface with small surface roughness ( A roller support shaft fixing hole (28) having a shear surface is simultaneously formed on both sides. As a result, a rocker arm as a finished product is obtained.
[0035]
In addition, this shaving process is also sequentially and continuously processed in the same manner as the above-described boring process.
[0036]
By the way, it is good to set the allowance for shaving in relation to the thickness of the side wall (21). Here, as shown in FIG. 5 (a), assuming that the shaving amount in shaving processing is “L1”, the cutting allowance is equivalent to twice the shaving amount (L1). In other words, This corresponds to the difference between the diameter of the shaving punch and the diameter of the hole punch (36). It is preferable that the allowance is set to 5 to 12% of the thickness (T) of the side wall (21). That is, if the allowance is too small, the entire inner surface of the pilot hole (26) cannot be uniformly removed, and the dimensional accuracy of the shaft fixing hole (28) may be reduced. On the contrary, the allowance is too large. Then, there is a possibility that a fracture surface is formed on the inner surface of the pilot hole (26).
[0037]
Further, it is preferable that the allowance is appropriately set within the above specified range depending on the material to be used so that a good shear surface is formed. For example, when using mild steel, it is better to set a small allowance, and when using hard steel, it is good to set a large allowance.
[0038]
As described above, according to the method of the present embodiment, since the rocker arm is manufactured only by pressing such as outer diameter punching, bending, punching, punching, and shaving, for example, pressing is performed. Therefore, it is not necessary to perform a low-efficiency reamer process or the like, thereby improving production efficiency and reducing costs.
[0039]
In the present embodiment, since the rocker arm body (11) having a predetermined shape is obtained by bending, the shaft fixing hole (28) is formed in the rocker arm body (11). The shaft fixing hole (28) can be formed accurately at the position. Further, since the inner surface of the shaft fixing hole (28) is finished to a good surface with a small surface roughness by shaving, when the roller supporting shaft is fixed, the contact area between the shaft fixing hole and the roller supporting shaft is reduced. Can be increased, and a sufficient holding force of the roller support shaft can be secured. Therefore, the roller support shaft can be fixed to the shaft fixing hole in a stable state, and it is possible to reliably prevent a problem such as removal of the roller support shaft from occurring.
[0040]
Moreover, in the drilling process and the shaving process, punches are simultaneously driven from both sides into both side walls (21) of the rocker arm body (11) to form holes (26) and (28) simultaneously on both sides. Since the holes (26) and (28) on both sides can be arranged accurately and accurately on the coaxial line, the roller support shaft can be fixed in a more stable state. Moreover, since the pressure at the time of punching is evenly applied from both sides in a well-balanced manner, it is possible to effectively prevent harmful deformation due to the punching pressure.
[0041]
Furthermore, since the shaving punch according to the present embodiment has less wear per number of processes than the conventional reamer finishing reamer, it is possible to form the high-precision shaft fixing hole (28) in a long-term stable state. In addition to this, it is not necessary to replace the shaving processing punch at an early stage, it can be used for a long time, and the durability can be improved, and the cost can be further reduced.
[0042]
Further, in this embodiment, since the chamfered portion (27) is formed on the periphery of the opening of the shaft fixing hole (28) in the rocker arm, the roller supporting shaft is inserted into the shaft fixing hole (28) and the roller supporting shaft is formed. When the end portion is swaged to an enlarged diameter, the end portion of the roller support shaft can be reliably pressed against the chamfered portion (27), and the fixing force of the roller support shaft can be further improved, so that it is more reliable. In addition, it is possible to prevent problems such as removal of the roller support shaft from occurring.
[0043]
Further, since the chamfered portion (27) is formed at the same time as the boring process, it is not necessary to separately perform the chamfering process, and high production efficiency can be maintained.
[0044]
Moreover, since the surface pressing portion (39) is formed in the punch (36), even if the punching timing of the pair of punches (36) is shifted, an adverse effect due to the punching pressure can be avoided. That is, when the punch (36) is not provided with a face pressing portion, immediately after punching the side wall (21) of the rocker arm body (11) by the punch (36), the punch driving load applied to the punching die (32) is Since it is "0", if the punching timing of the left and right punches (36) is shifted, the driving load is applied from one side, and the die (32) and the like may be damaged. However, when the surface pressing portion (39) is formed on the punch (36), a surface pressing load is applied to the die (32) by the surface pressing portion (39) even after punching by the punch (36). Even if the punching timing of the left and right punches (36) is shifted, the die (32) is supported by the surface pressing load, so that problems such as breakage of the die (32) can be reliably prevented.
[0045]
Here, as shown in FIG. 5, the chamfering amount (L2) of the chamfered portion (27) is preferably set to 10 to 30% with respect to the thickness (T) of the side wall (21). That is, if the chamfer amount (L2) is too small, the amount of press-contact of the support shaft to the chamfered portion (27) when the roller support shaft is fixed by caulking is reduced, and the fixing force of the roller support shaft may not be sufficiently secured. There is. Conversely, if the chamfering amount (L2) is too large, the amount of crushing around the shaft fixing hole (28) will increase, causing burrs to protrude to the periphery or harmful deformation, and the trueness of the shaft fixing hole (28). The roundness may be reduced.
[0046]
In the above embodiment, the case where the rocker arm main body is obtained by pressing such as outer diameter punching and bending is described. However, the present invention is not limited thereto. For example, forging or precision casting (lost wax) To obtain the rocker arm main body, and the shaft fixing hole may be formed in the rocker arm main body as described above.
[0047]
Further, in the present invention, the formation of the chamfered portion (27) may be performed simultaneously with the shaving process. That is, a surface pressing portion is provided in a tapered shape around the base end side of the shaving processing punch, and when the shaving processing punch is driven into the pilot hole (26), the surface pressing portion is opened at the opening end of the pilot hole (26). The chamfered portion may be formed by pressing against the periphery of the portion.
[0048]
However, in the present invention, it is not always necessary to form the chamfered portion, and it is needless to say that the chamfered portion need not be formed at the same time as the boring process or the shaving process.
【Example】
[0049]
An outer diameter punching process and a bending process were performed on the steel plate to produce a bent product (rocker arm body) having a side wall thickness of 3.5 mm.
[0050]
Then, the rocker arm body is prepared by using a hole punching device having a punch diameter of 9.68 mm and a die having a die hole diameter of 9.82 mm in the same manner as in the above-described embodiment. The shaving process is performed on the prepared hole by using a shaving device similar to the above-described embodiment, which is formed and further includes a shaving punch having a punch diameter of 10.0 mm and a die having a die hole diameter of 10.12 mm. To finish the inner surface of the pilot hole.
[0051]
In the rocker arm thus obtained, a pair of shaft fixing holes formed on both side walls are accurately arranged on a coaxial line, and each has high positional accuracy. Further, the inner surface of the shaft fixing hole was formed as a well-finished shear surface having a small surface roughness.
【The invention's effect】
[0052]
As described above, according to the rocker arm manufacturing method of the present invention, a rocker arm main body having a predetermined shape is obtained, and a punched hole is formed by punching both side walls of the rocker arm main body, and then the inner surface of the pilot hole is shaved. Since it is finished by processing, the shaft fixing hole in the rocker arm can be formed only by pressing such as punching and shaving. Accordingly, there is no need to perform low-efficiency drill grinding, reaming, or the like as in the related art, and it is possible to improve production efficiency and reduce costs. Further, since the shaft fixing hole is formed after obtaining the rocker arm body having a predetermined shape, the shaft fixing hole can be formed at an accurate position with high positional accuracy. Furthermore, since the inner surface of the shaft fixing hole is finished to a good surface with small surface roughness by shaving processing, when the roller support shaft is inserted and fixed in the shaft fixing hole, the shaft fixing hole and the roller support shaft are fixed. The contact area with the roller support shaft can be increased, the holding force of the roller support shaft can be sufficiently secured, and problems such as detachment of the roller support shaft can be prevented. In addition, the shaving punch according to the present invention has less abrasion per number of processes than the hole finishing reamer, so that a high-precision shaft fixing hole can be formed in a long-term stable state, and the shaving punch can be formed. It is not necessary to replace the battery at an early stage, and it is possible to use it for a long period of time. In this respect, there is an effect that the cost can be further reduced.
[0053]
On the other hand, in the present invention, when a chamfered portion is formed on the periphery of the hole by forming a chamfered portion on the outer periphery of the base end portion of the punch for punching or the punch for shaving, and simultaneously punching in, the chamfered portion is formed. Since it is not necessary to perform the process in a separate process, a chamfered portion can be formed while maintaining high production efficiency.In addition, when the end portion of the roller support shaft inserted into the shaft fixing hole is swaged to an enlarged diameter, The crimped end can be sufficiently pressed against the chamfered portion, the fixing force of the roller support shaft can be further improved, and problems such as detachment of the roller support shaft occur. There is an advantage that it can be prevented more reliably.
[0054]
Further, in the present invention, at the time of drilling or shaving, punches are punched into both side walls from both sides of the rocker arm main body, and both sides are simultaneously processed , so that the shaft fixing holes on both sides are accurately formed on the coaxial line. Therefore, the roller support shaft can be fixed in a more stable state, and the punching pressure can be evenly applied from both sides in a well-balanced manner, so that the punching pressure can prevent harmful deformation and the like .
[Brief description of the drawings]
[0059]
FIG. 1 is a view showing a punched product as an intermediate product in a method of manufacturing a rocker arm according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 1 (a) is a sectional view and FIG. 1 (b) is a plan view. .
FIGS. 2A and 2B are views showing a rocker arm main body as an intermediate product in the method of the embodiment, wherein FIG. 2A is a sectional view and FIG. 2B is a plan view.
FIG. 3 is a sectional view showing a hole punching device used in the method of the embodiment.
FIG. 4 is a perspective view showing an installation table in the hole punching device of the embodiment.
FIG. 5A is an enlarged sectional view showing the vicinity of a shaft fixing hole of the rocker arm main body immediately after drilling in the method of the embodiment, and FIG. 5B is a sectional view of the shaft of the rocker arm main body after shaving processing. It is sectional drawing which expands and shows the periphery of a fixing hole.
FIG. 6 is a sectional view showing a valve mechanism of an internal combustion engine in a vehicle.
FIG. 7 is a perspective view showing a conventional rocker arm.
8A and 8B are views showing a punched product as an intermediate product in the conventional method, wherein FIG. 8A is a sectional view and FIG. 8B is a plan view.
FIG. 9 is a view showing a rocker arm obtained by conventional press working, wherein FIG. 9 (a) is a cross-sectional view and FIG. 9 (b) is a plan view.
[Explanation of symbols]
[0060]
11: Rocker arm body 21 ... Side walls 21a, 21b ... Connecting wall 26 ... Prepared hole 27 ... Chamfered part 28 ... Shaft fixing hole 32 ... Drilling die 36 ... Drilling punch 39 ... Surface pressing part

Claims

A step of obtaining a rocker arm main body having a pair of side walls arranged in parallel and a connecting wall connecting the both side walls,
A step of punching a predetermined area of each side wall of the rocker arm body with a punch for punching to form a pilot hole;
Finishing the hole inner surface by implanting shaving punch in the lower hole, seen including a step of forming a roller support shaft fixing hole,
The punches for punching are arranged on both outer sides of the rocker arm main body so as to face each other coaxially, and
A punching die whose width is set to a size corresponding to the distance between both side walls of the rocker arm main body is arranged inside both side walls of the rocker arm main body,
The both side walls are simultaneously punched from the outside by the punch for punching holes on both sides, and the pilot holes are formed on both side walls simultaneously,
The shaving punch is arranged on both outer side walls of the rocker arm body so as to face each other coaxially,
Shaving dies whose widths are set to dimensions corresponding to both side walls of the rocker arm main body are arranged inside both side walls of the rocker arm main body,
A method for manufacturing a rocker arm, wherein the shaving punches on both sides are simultaneously driven into the lower holes of the side walls to simultaneously finish the inner surfaces of both lower holes .

A surface pressing portion is formed on the outer periphery of one of the base end portions of the punch for punching and the punch for shaving processing. The method for manufacturing a rocker arm according to claim 1, wherein a chamfered portion is formed.