JP3857681B2 - ロッカアーム - Google Patents

Description

本発明は、エンジンにおいてシリンダヘッドに設けられたバルブをカムの回転に伴って開閉させるロッカアームに係り、詳しくは、プレス製のフレームのバルブ係合側の改良に関する。

従来のこの種のロッカアームの一例を図１３ないし図１６に示す（特許文献１参照）。図１３はロッカアームの縦断側面図、図１４は同ロッカアームの分解斜視図、図１５は同ロッカアームの要部の上面図、図１６は第２部材の製作過程図である。図例のロッカアーム４０は、所要の形状に打ち抜いた金属板をプレス成形してなるフレーム４１と、ローラ４２とからなる。

フレーム４１は、断面ほぼＵ字形で二つの部材４３、４４からなるツーピース構造である。第１部材４３は、ほぼ平行に対向配置される立ち上がり状の一対の壁部４５、４５と、一対の壁部４５、４５の長手方向一端側でそれらの間に架橋状に連接されかつほぼ中央に半球状のピボット係合部４７が設けられる連接部４６とを有している。ピボット係合部４７には、ローラ４２側へ潤滑油を噴出させる油穴（符号省略）が設けられている。第２部材４４は、一対の壁部４５、４５の長手方向他端側でそれらの間に架橋状に接合固着されるもので、壁部４５、４５の長手方向に沿って湾曲成形されてバルブ係合部とされるものである。

ローラ４２は、一対の壁部４５、４５の孔５０、５０間に架け渡される軸４８およびニードルローラ軸受４９を介して回転自在に支持されて、フレーム４１の貫通孔５１内に配置されている。

このロッカアーム４０は、クランク軸に連動するカムＣの回転に伴って、ローラ４２が押され、ラッシュアジャスタのピボットＰが係合するピボット係合部４７を支点として上下に揺動し、第２部材４４に係合するバルブステムＶを図示しないバルブガイドに沿って上下に昇降させる。

上記フレーム４１の製作例を説明する。まず、第１部材４３は、１枚の金属板材を例えば平面視ほぼコ字形に打ち抜き、その二つの突片部位を互いに対向させるように折り曲げて一対の壁部４５、４５とし、二つの突片の連接部位（連接部４６）に半球状のピボット係合部４７を絞り成形することで得られる。一方の第２部材４４は、図１６（ａ）に示す１枚の矩形金属板Ｂ_１を用意し、これを仮想線Ｘ、Ｘに沿って断面ほぼ逆Ｕ字形に屈曲成形して図１６（ｂ）に示すような形状Ｂ_２とし、その天板部位Ｂ_３を長手方向に沿って湾曲成形することで図１６（ｃ）に示すように側面視ほぼ扇形とする。そして、完成した第１部材４３の壁部（図１４参照）の自由端側に対して第２部材４４の二つの側壁部位Ｂ_４、Ｂ_４を溶接などして接合固着することで完成される。
特開平５−１７９９０７号

ところで、上記従来例のようなツーピース構造のフレーム４１を持つロッカアーム４０では、ワンピース構造のフレームを持つロッカアームに比べて製作が容易になるというメリットがあるものの、第１部材４３に対して第２部材４４を高精度に位置決めして取り付けるのが困難であることが指摘される。

つまり、第２部材４４を壁部４５、４５に対して取り付ける場合には、第２部材４４の長手方向中心から第１部材４３の連接部４６の中心までの間隔を所要の必要寸法に調整するようにしている。このとき、第１部材４３に対して第２部材４４の長手方向一端を位置決め治具に対して当てがう（図５参照）ことにより、第１部材４３と第２部材４４との相対的な位置決めを行うようにするが、従来では、第２部材４４が側面視ほぼ扇形に成形されることで第２部材４４の長手方向両端面がいびつに塑性変形されてしまうために、第１部材４３と第２部材４４との位置決め時に、第２部材４４の姿勢が不安定になりやすくなる。これが原因で前述の位置決めを高精度に行いにくくなっており、結果的に第２部材４４の長手方向中心から第１部材４３の連接部４６のピボット係合部４７の中心までの間隔が製品個々でばらつきやすくなっている。

本発明は、このような事情に鑑み、フレームを構成する二つの部材の取付時において、両部材の相対的な位置決めを高精度に行えるようにして、製品個々の寸法ばらつきを抑制できるようにすることを課題としている。

本発明は、シリンダヘッドに設けられるバルブをカムの回転に伴って開閉させるロッカアームであって、前記カムが当接されるローラと、このローラを回転自在に支持するプレス製のフレームとを有し、前記フレームが二つの部材からなるツーピース構造であり、前記二つの部材のうちの第１部材が、長手方向中間にローラを回転自在に支持するようほぼ平行に対向配置される一対の壁部と、一対の壁部の長手方向一端側でそれらの間に架橋状に連接されかつピボット係合部が設けられる連接部とを有するものであり、前記二つの部材のうちの第２部材が、前記第１部材の一対の壁部の長手方向他端側でそれらの間に架橋状に接合固着されてバルブ係合部を作るものであり、前記第２部材は、断面ほぼ逆さＵ字形に形成され、前記壁部の長手方向に沿って湾曲されるとともに、前記壁部の幅方向に沿っても湾曲されており、かつ、前記壁部の長手方向他端側に対応する端部の幅方向中間に凸部が形成されており、前記凸部の端面に当該第２部材の取付時の基準面となる平坦面が形成されており、前記第２部材の一対の対向する壁部位が前記一対の壁部に対して接合されることによって、当該第２部材の天板部位が、前記一対の壁部の高さ方向途中に配置されている。

本発明は、シリンダヘッドに設けられるバルブをカムの回転に伴って開閉させるロッカアームであって、前記カムが当接されるローラと、このローラを回転自在に支持するプレス製のフレームとを有し、前記フレームが二つの部材からなるツーピース構造であり、前記二つの部材のうちの第１部材が、長手方向中間にローラを回転自在に支持するようほぼ平行に対向配置される一対の壁部と、一対の壁部の長手方向一端側でそれらの間に架橋状に連接されかつピボット係合部が設けられる連接部とを有するものであり、前記二つの部材のうちの第２部材が、前記第１部材の一対の壁部の長手方向他端側でそれらの間に架橋状に接合固着されてバルブ係合部を作るものであり、前記第２部材は、断面ほぼ逆さＵ字形に形成され、前記壁部の長手方向に沿って湾曲されるとともに、前記壁部の幅方向に沿っても湾曲されており、かつ、前記壁部の長手方向他端側に対応する端部の幅方向中間に凹部が形成されており、前記凹部の端面に当該第２部材の取付時の基準面となる平坦面が形成されており、前記第２部材の一対の対向する壁部位が前記一対の壁部に対して接合されることによって、当該第２部材の天板部位が、前記一対の壁部の高さ方向途中に配置されている。

前記第２部材において、天板部位と両壁部位との境となる内隅に沿って溝が設けられていてもよい。

上記構成では、第２部材において一対の壁部の長手方向他端側に対応する端部に、当該第２部材の取付時の基準面となる平坦面を形成しているから、前記２つの部材を結合するにあたって第１部材に対して第２部材を位置決めするときに、第２部材の前記端部の平坦面を基準面として用いれば、第１部材に対して第２部材を適正な姿勢で安定的に位置決めできるようになって、この位置決めが高精度に行えるようになる。

以上のように、本発明では、第１部材に対して第２部材を適正な姿勢で安定的に位置決めできるようにして、位置決めを高精度に行えるようにしているから、第１部材の連接部のピボット係合部の中心から第２部材の所定部位までの間隔を正確に管理できるようになって、製品個々のばらつきを可及的になくした高品質なロッカアームを提供できようになる。

以下、本発明の詳細を図１ないし図１２に示す実施例に基づいて説明する。図１ないし図６は本発明の第１実施例に係り、図１はロッカアームの縦断側面図、図２は同ロッカアームの分解斜視図、図３は同ロッカアームの上面図、図４は第２部材単体の斜視図、図５は第２部材の取付状況を説明する縦断側面図、図６は第２部材の製作過程図である。

この実施例では、従来例と基本構成を同じにしたものを例に挙げている。つまり、図例のロッカアーム１は、プレス製フレーム２にローラ３を軸４およびニードルローラ軸受５を介して回転自在に取り付けた構造である。なお、ニードルローラ軸受５は省略してもよい。

フレーム２は、断面ほぼＵ字形で二つの部材６、７からなるツーピース構造であり、フレーム２の材料としては、例えばＪＩＳ規格ＳＣＭ４１５、４２０などのクロムモリブデン鋼、ＪＩＳ規格ＳＣｒ４２０やＳＡＥ規格５１２０などの肌焼鋼、あるいはＪＩＳ規格ＳＰＣ系の冷間圧延鋼板などが好適に用いられる。第１部材６は、対向配置される立ち上がり状の一対の壁部６１、６１と、一対の壁部６１、６１の長手方向一端側でそれらの間に架橋状に連接されかつ一対の壁部６１、６１側に所要幅Ｄの平坦部分を残すように半球状のピボット係合部６３が設けられる連接部６２とを有している。ピボット係合部６３には、ローラ３側へ潤滑油を噴出させる油穴（符号省略）が設けられている。第２部材７は、一対の壁部６１、６１の長手方向他端側でそれらの間に架橋状に接合固着されるもので、壁部６１、６１の長手方向に沿って湾曲成形されてバルブ係合部とされるものである。第２部材７の天板部位７４は、幅方向にもわずかに湾曲されており、これにより、バルブステムＶとの摺接抵抗を軽減するようにしている。

ローラ３は、一対の壁部６１、６１の孔６４、６４間に架け渡される軸４およびニードルローラ軸受５を介して回転自在に支持されて、フレーム２の貫通孔８内に配置されている。このローラ３は、鋼材（例えばＪＩＳ規格のＳＵＪ−２）または窒化けい素を主体とするセラミックスで形成される。

このロッカアーム１は、クランク軸に連動するカムＣの回転に伴って、ローラ３が押され、ラッシュアジャスタのピボットＰが係合するピボット係合部６３を支点として上下に揺動し、第２部材７に係合するバルブステムＶを図示しないバルブガイドに沿って上下に昇降させる。

本実施例において従来例と異なる構成は、主として第２部材７である。すなわち、第２部材７は、図４に示すように、第１部材６の一対の壁部６１、６１の長手方向両端に対応する両端部７１、７１の幅方向中間に凸部７２、７２がそれぞれ１つずつ設けられており、この凸部７２、７２の各端面７３、７３は、平坦に形成されている。具体的に、側面視ほぼ扇形の第２部材７を図６（ｄ）に示すような姿勢にした状態において、その長手方向両端の端面７３、７３がその長手方向中心Ｏ_２での重心Ｇに沿う線に対してほぼ平行となるような平坦面に形成されている。

次に、前述のフレーム２の製作例を説明する。まず、第１部材６は、１枚の金属板を例えば平面視ほぼコ字形に打ち抜き、その二つの突片部位を互いに対向させるように折り曲げて一対の壁部６１、６１とし、二つの突片の連接部位（連接部６２）に半球状のピボット係合部６３を絞り成形して得られる。

一方の第２部材７は、図６（ａ）に示すような方形の１枚の金属板Ａ_１を用意し、これを仮想線Ｘ、Ｘに沿って断面ほぼ逆Ｕ字形に屈曲成形して図６（ｂ）に示すような形状Ａ_２とし、その天板部位Ａ_３（７４）を長手方向に沿って湾曲成形することで図６（ｃ）に示すような側面視ほぼ扇形とする。このように側面視ほぼ扇形とすると、凸部Ａ_４（７２、７２）の各端面Ａ_５（７３、７３）がいびつに塑性変形することになるので、この第２部材７を図６（ｄ）に示すような姿勢とし、その長手方向中心Ｏ_２での重心Ｇに沿う線に対してほぼ平行な線Ｙ、Ｙに沿って、凸部Ａ_４（７２、７２）の各端面Ａ_５（７３、７３）を切断することにより、これらの端面Ａ_５（７３、７３）をほぼ平坦にして、第２部材７が完成する。

この後、第１部材６の壁部６１、６１の自由端側に対して第２部材７の二つの壁部位７５、７５を溶接などで接合固着する。具体的に、第２部材７の長手方向一方の平坦な端面７３を位置決め治具９に対して当てがった状態で、図５に示すように、第２部材７の長手方向の中心Ｏ_２から第１部材６の平坦部６２のピボット係合部６３の中心Ｏ_１までの間隔Ｌを所要の必要寸法となるように調整して位置決めし、これで両者を溶接などして接合固着してフレーム２を完成する。

このようにして得たフレーム２に対して焼き入れ硬化処理を施し、バレル加工などによりフレーム２の全面を整形加工した後、一対の壁部６１、６１の孔６４、６４に挿通される軸４を介して一対の壁部６１、６１間にローラ３が装着されることによりロッカアームが完成する。

ところで、前述の位置決め段階において、第２部材７の凸部７２の平坦な端面７３を第１部材６に対する第２部材７の位置決め時の基準面として用いているから、第１部材６に対して第２部材７を適正な姿勢で安定的に配置できるようになって、結果的に前記間隔Ｌを高精度に管理できるようになる。また、前述の間隔Ｌを調整するときには、ピボット係合部６３にラッシュアジャスタのピボットＰと同径のボールをあてがって、このボールの中心をピボット係合部６３の中心とするのが好ましい。このようにすれば、ピボット係合部６３の形状誤差の大小に関係なく、前述の間隔Ｌをより適正に設定しやすくなる。

図７ないし図９は本発明の第２実施例に係り、図７はロッカアームの分解斜視図、図８は同ロッカアームの上面図、図９は第２部材単体の斜視図である。この実施例では、第２部材７の長手方向両方の端部７１、７１に第１実施例の凸部７２、７２の代わりに凹部７２Ａ、７２Ａを設けている。そして、この凹部７２Ａ、７２Ａの端面７３Ａ、７３Ａについても前述の実施例と同様に、平坦な基準面として形成されている。その他の構成は上記実施例と同じである。このように凹部７２Ａ、７２Ａに平坦な基準面となる端面７３Ａ、７３Ａを設けていれば、第２部材７を単体で取り扱うときに、何かに衝突しても端面７３Ａ、７３Ａが損傷する可能性が少なくなる。

なお、本発明は上記実施例のみに限定されない。例えば、第１、第２実施例のように第２部材７に凸部７２や凹部７２Ａを設けずに、図１０に示すように、従来例と同形状の第２部材７の長手方向両端部７１、７１（両壁部位７５、７５を含む）を、第２部材７の長手方向中心Ｏ_２での重心Ｇに沿う線に対してほぼ平行な線Ｚ、Ｚに沿って切断することにより平坦な面にしてもよい。また、第１、第２実施例の第２部材７において天板部位７４と両壁部位７５、７５との境となる内隅２カ所に図１１および図１２に示すように溝７６、７６を設けてもよい。この溝７６、７６は、第２部材７を１枚の金属板から折り曲げるときに用いる受け金型（図示省略）において第２部材７の内隅２カ所と対応する角部に突条部を設けて、この受け金型の角部の突条部でもって前記内隅を陥没させることで得られる。そして、この溝７６、７６は、第２部材７の湾曲成形時における内隅両端縁への応力集中を緩和することに役立ち、この内隅両端縁からのクラック発生を防止することができる他、潤滑油溜まりにもなるので、バルブステムＶとの摺接部位の潤滑を良好とする。さらに、第１部材６のピボット係合部６３は、半球状とする他、ねじ孔としたものにも本発明を適用できる。

本発明のロッカアームの第１実施例の縦断側面図。 第１実施例のロッカアームの分解斜視図。 第１実施例のロッカアームの上面図。 第１実施例の第２部材単体の斜視図。 第１実施例の第２部材の取付状況を説明する縦断側面図。 第１実施例の第２部材の製作過程図。 本発明のロッカアームの第２実施例の分解斜視図。 第２実施例のロッカアームの上面図。 第２実施例の第２部材単体の斜視図。 第３実施例の第２部材の製作過程図。 第４実施例の第２部材単体の斜視図。 第５実施例の第２部材単体の斜視図。 従来例のロッカアームの縦断側面図。 従来例のロッカアームの斜視図。 従来例のロッカアームの上面図。 従来例の第２部材の製作過程図。

符号の説明

１ ロッカアーム
２ フレーム
３ ローラ
６ フレームの第１部材
６１ 第１部材の壁部
６２ 第１部材の連接部
６３ 連接部のピボット係合部
７ フレームの第２部材
７１ 第２部材の長手方向端部
７２ 第２部材の凸部
７３ 凸部の端面

Claims (3)

1. シリンダヘッドに設けられるバルブをカムの回転に伴って開閉させるロッカアームであって、
   前記カムが当接されるローラと、このローラを回転自在に支持するプレス製のフレームとを有し、
   前記フレームが二つの部材からなるツーピース構造であり、前記二つの部材のうちの第１部材が、長手方向中間にローラを回転自在に支持するようほぼ平行に対向配置される一対の壁部と、一対の壁部の長手方向一端側でそれらの間に架橋状に連接されかつピボット係合部が設けられる連接部とを有するものであり、前記二つの部材のうちの第２部材が、前記第１部材の一対の壁部の長手方向他端側でそれらの間に架橋状に接合固着されてバルブ係合部を作るものであり、
   前記第２部材は、断面ほぼ逆さＵ字形に形成され、前記壁部の長手方向に沿って湾曲されるとともに、前記壁部の幅方向に沿っても湾曲されており、かつ、前記壁部の長手方向他端側に対応する端部の幅方向中間に凸部が形成されており、前記凸部の端面に当該第２部材の取付時の基準面となる平坦面が形成されており、
   前記第２部材の一対の対向する壁部位が前記一対の壁部に対して接合されることによって、当該第２部材の天板部位が、前記一対の壁部の高さ方向途中に配置されている、ロッカアーム。
2. シリンダヘッドに設けられるバルブをカムの回転に伴って開閉させるロッカアームであって、
   前記カムが当接されるローラと、このローラを回転自在に支持するプレス製のフレームとを有し、
   前記フレームが二つの部材からなるツーピース構造であり、前記二つの部材のうちの第１部材が、長手方向中間にローラを回転自在に支持するようほぼ平行に対向配置される一対の壁部と、一対の壁部の長手方向一端側でそれらの間に架橋状に連接されかつピボット係合部が設けられる連接部とを有するものであり、前記二つの部材のうちの第２部材が、前記第１部材の一対の壁部の長手方向他端側でそれらの間に架橋状に接合固着されてバルブ係合部を作るものであり、
   前記第２部材は、断面ほぼ逆さＵ字形に形成され、前記壁部の長手方向に沿って湾曲されるとともに、前記壁部の幅方向に沿っても湾曲されており、かつ、前記壁部の長手方向他端側に対応する端部の幅方向中間に凹部が形成されており、前記凹部の端面に当該第２部材の取付時の基準面となる平坦面が形成されており、
   前記第２部材の一対の対向する壁部位が前記一対の壁部に対して接合されることによって、当該第２部材の天板部位が、前記一対の壁部の高さ方向途中に配置されている、ロッカアーム。
3. 前記第２部材において天板部位と両壁部位との境となる内隅に沿って溝を設けた、請求項１または２のロッカアーム。

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