JP4003349B2 - ロッカアーム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、傾動動作によりシリンダヘッド用バルブの開閉を行うための板金製のロッカアームに関する。
【0002】
【従来の技術】
鋳造により形成されたロッカアームは、重量が重いこと、加工工数が多いこと、コスト高などの点で改善すべき余地が多い。これに対し、比較的薄い板材を板金プレス加工で成形してなる、いわゆる板金製のロッカアームは、軽量であること、加工工数が少ないこと、コスト安であることから、広く採用されつつある。
【0003】
この板金プレス加工によるロッカアームにあっては、その本体が、例えば、平行に対向した一対の対向板壁で構成され、その対向板壁の長手方向途中に傾動支点軸が挿通され、また、両対向板壁それぞれの長手方向一端側の対向間に傾動動作でバルブを開閉駆動するバルブ受けが、また、長手方向他端側の対向間にカムにより駆動されてロッカアームを傾動支点軸を中心に傾動させるカム受けが配備されたものがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このように、一対の対向板壁で本体を構成したのは、ロッカアームは、機構的には、シリンダヘッドのバルブを長期間にわたり高速で繰り返し正確に開閉させるうえでその傾動動作を保証する必要があり、それに耐え得る程度の剛性が要求されるからである。
【0005】
ところで、前記剛性確保のために、ロッカアームの本体を一対の対向板壁で構成した場合では、両対向板壁どうしを結合しておくことが、ロッカアームとしては、より好ましいことを本発明者らは知見した。そこで、両対向板壁どうしを溶接により結合することを考えたが、こうした溶接作業は、手間がかかり、ロッカアームの製作コストが高くつくという課題があった。
【0006】
したがって、本発明は、ロッカアームにおいて、その本体としての両対向板壁どうしを溶接せずに結合できるようにして、より好ましい構造とすることを解決すべき課題としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明のロッカアームは、傾動動作によりシリンダヘッド用バルブの開閉を行うための板金製のロッカアームであって、その本体として、1枚の板材を折り曲げ掌合してなる一対の対向板壁を有し、前記両対向板壁どうしを掌合した状態で、少なくとも一方の対向板壁のアーム部を屈曲成形することにより他方の対向板壁をアームと一方の対向板壁とで挟み込んで保持するとともに、前記両対向板壁それぞれは、対向方向に貫通する貫通孔を有し、前記両貫通孔に傾動支点軸の取付筒を介装し、この取付筒の両端それぞれを、対応する対向板壁上に外向きにかしめており、前記両対向板壁どうしを掌合した状態で、前記両対向板壁のそれぞれの側縁箇所間を対向方向でつなぐ接続板壁を設けるとともに、前記接続板壁は、前記両対向板壁と一体の前記1枚の板材を前記掌合箇所において前記両対向板壁に対して対向方向で外側に張り出した部分を備えるように屈曲形成したものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細を図面に示される実施の形態に基づいて説明する。以下の実施の形態1および実施の形態3はそれぞれ参考例であり、実施の形態2が本発明に係る実施の形態である。なお、各実施の形態で説明するロッカアームはセンターピボットタイプであるが、これに限定されるものでは必ずしもなく、エンドピボットタイプのロッカアームにも同様に適用することができる。
【0011】
(実施の形態1)
以下、図1ないし図5を参照して、参考例の実施形態1に従うロッカアームについて説明する。図1は、ロッカアームの側面図、図2は、図1のロッカアームの斜視図、図3は、図1の分解平面図、図4は、図1のロッカアームの本体の製作に用いる板材の展開図、図5は図1のロッカアームの作用図である。
【0012】
なお、図5において、1はカム、2はバルブ、3はロッカアームである。
【0013】
a、ロッカアーム3の構造
ロッカアーム3の構造について図1ないし図3を参照して説明する。
【0014】
ロッカアーム3は、その本体として、一対の第1および第2の対向板壁4,5を有する。両対向板壁4,5は、2枚の独立した板材を板金プレス加工により掌合して成形されており、互いの壁面が平行に対向している。この平行としては、両対向板壁4,5は途中で屈曲箇所を有するので、互いの壁面が離隔にある状態も掌合して当接にある状態も含む。また、このロッカアーム3においては、全体的にも部分的にも両対向板壁4,5が平行であることが必ずしも必須的に要求される構造となるものでない。両対向板壁4,5それぞれの長手方向中間は、互いに掌合する掌合部6,7を有している。この実施の形態1における掌合部6,7は、両対向板壁4,5の長手方向中間とされているが、これに限定されるものではなく、両対向板壁4,5の任意の箇所でも構わない。
【0015】
両対向板壁4,5それぞれの長手方向一端側の間は、少なくともカム受け用のローラ8の幅分、離隔されている。このローラ8は、カム1が転接するカム受けとして機能するものである。
【0016】
両対向板壁4,5それぞれの長手方向他端側の間は、少なくともナット9の大きさ分、対向方向に離隔されている。ナット9は、ボルト9aと組み合わせられてバルブ2の上端が当接されるバルブ受けとして機能するものである。
【0017】
第1の対向板壁4は、その掌合部6の下端部に、結合要素としてアーム状に延びた形状のアーム部10を一体に有している。この場合のアーム状の意義は、狭く限定解釈されるべきではなく、そのアーム幅、アーム長さ、アーム形状は何でもよい。アーム形状としては、直線的に延びた形状とか、波状形状とか、枝分かれ形状とか、その形状は、要するに、後述するように、屈曲されて第2の対向板壁5の掌合部7を保持できる機能を備えた構造であればそのすべてを含む意義である。また、アーム部10の形成位置は、掌合部6の下端部であるのが最も好ましいが、これに限定されるものではなく、両掌合部6,7の掌合状態が保持されればよく、第1の対向板壁4の任意の箇所でも構わない。
【0018】
実施の形態1においてのアーム部10は、第2の対向板壁5の掌合部7の下端部から側面部にかけて屈曲成形されて、第2の対向板壁5を保持している。これにより、両対向板壁4,5は、アーム部10による互いの掌合部6,7の掌合状態の保持により、互いに結合されている。
【0019】
両対向板壁4,5それぞれの一端側の間に前記ローラ8が、不図示の複数の針状ころおよび支軸12を介して取り付けられている。両対向板壁4,5それぞれの他端側の間にナット9が取り付けられている。このナット9は、溶接により取り付けられる。また、ナット9とボルト9aは、通常の市販のもので構わないから、これらはバルブ受けとして、安価に構成することができる。
【0020】
両対向板壁4,5それぞれの長手方向中間の取付穴11に取付筒13を介して傾動支点軸14(図5で示される)が取り付けられる。これによって、両対向板壁4,5は、傾動支点軸14を支点として傾動するようになっている。傾動支点軸14は、不図示のシリンダヘッド等に支持されている。
【0021】
b、ロッカアーム3の製作方法
図1ないし図3に加え図4を参照してロッカアーム3の製作方法を説明する。
【0022】
鋼板からプレス加工により図4(a)および(b)でそれぞれ示される平面に展開された形状の2枚の独立した第1および第2の板材15,16に打ち抜く。第1の板材15は、第1の対向板壁4に、第2の板材16は、第2の対向板壁5に、それぞれ、対応する。つまり、実施の形態1では、2枚の独立した板材15,16の掌合により両対向板壁4,5を製作する。
【0023】
図4(a)を参照して、第1の板材15の長手方向中間にプレス加工により取付筒13対応の円穴17を開ける。第1の板材15の一端側にプレス加工により支軸12対応の円穴18を開ける。図4(a)で示される第1の板材15は、アーム部10を有している。
【0024】
図4(b)を参照して、第2の板材16の長手方向中間にプレス加工により取付筒13対応の円穴19を開ける。第2の板材16の一端側にプレス加工により支軸12対応の円穴20を開ける。図4(b)で示される第2の板材16は、アーム部10を有していない。
【0025】
こうして成形された第1および第2板材15,16は、図3で示すような形状にプレス加工されて第1および第2の対向板壁4,5が成形される。両対向板壁4,5は互いに長手方向中間それぞれの掌合部6,7で掌合される。両対向板壁4,5の他端側間にナット9が溶接により固定される。
【0026】
この掌合状態で第1の対向板壁4の掌合部6のアーム部10が第2の対向板壁5の掌合部7側に屈曲されることで、両対向板壁4,5が結合される。この結合状態で、焼き入れ硬化などの熱処理が施された後、両対向板壁4,5一端側に支軸12とカム受け用ローラ8とが取り付けられる。両対向板壁4,5中間の円穴17,19に取付筒13が挿通され、この取付筒13の両端が掌合部6,7上に外向きにかしめられる。このかしめ構造により、さらに、両対向板壁4,5間の結合が強められる。そして、この取付筒13内に傾動回転軸14が挿通される。なお、円穴17,18,19は、ナット9との位置精度を出すために、ナット溶接、アーム部10のかしめ工程後に穴開けを施してもよい。
【0027】
c、ロッカアーム3の作用
図5を参照してロッカアーム3の作用について説明すると、カム1が回動してカム受け用ローラ8を駆動すると、ロッカアーム3は傾動支点軸14を中心にして傾動し、これによって、ナット9とボルト9aとの組み合わせによるバルブ受けでバルブ2が開閉される。
【0028】
以上のように実施の形態1によれば、両対向板壁4,5はアーム部10で結合されているので、両対向板壁4,5の結合力は高い。したがって、この実施の形態1のロッカアーム3を、シリンダヘッドのバルブ2の開閉のために、長期間にわたり高速で繰り返し傾動させても、その傾動動作は十分に保証される。そのため、両対向板壁4,5間をコスト高となる溶接で接合する必要がなくなり、その分、コスト低減に寄与できる。また、その結合要素となるアーム部10もロッカアーム3をプレス作業で製作する過程で形成できるから、より低コストで製作することができる。
【0029】
(実施の形態2)
図6ないし図10を参照して本発明の実施の形態2に従うロッカアームについて説明する。図6は、ロッカアームの側面図、図7は、ロッカアームの斜視図、図8は、図7のロッカアームの分解平面図、図9は、図7のロッカアームの底面側側からの斜視図、図10は図9のAーA線に沿い矢印方向から見た断面図である。これらの図において図1ないし図4と対応する部分には同一の符号を付している。なお、実施の形態2で、実施の形態1のロッカアームの作用図は省略されている。
【0030】
a、ロッカアーム3の構造
図6ないし図10を参照して実施の形態2のロッカアーム3においては、第1の対向板壁4の掌合部6に形成されているアーム部10により、第2の対向板壁5の掌合部7が保持されている点では、実施の形態1のそれと同様である。そして、実施の形態2では、実施の形態1とは異なって、その本体として、ほぼ平行に対向する第1および第2の対向板壁4,5と、両対向板壁4,5を一体に接続する接続板壁21とが、1枚の独立した板材の屈曲成形により構成されている。
【0031】
両対向板壁4,5それぞれは、長手方向中間の下半分で互いに掌合する掌合部6,7を有している。
【0032】
それ以外の構成は、実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
【0033】
b、ロッカアーム3の製作方法
図6ないし図10を参照してロッカアーム3の製作方法を説明する。
【0034】
鋼板からプレス加工により実施の形態のロッカアーム3に対応した長手形状の1枚の独立した板材22からナット9を抱き込む部分については図9で示すように絞り加工し、かつ接続板壁21を介して両対向板壁4,5を形成するとともに、この形成に際して、対向板壁4にアーム部10を形成してロッカアーム3の本体が製作される。
【0035】
なお、上記以外は、実施の形態1と同様であるので、その説明を省略する。
【0037】
(実施の形態3)
図11ないし図14を参照して参考例の実施の形態3に従うロッカアームについて説明する。図11は、ロッカアームの側面図、図12は、ロッカアームの斜視図、図13は、ロッカアームの分解平面図、図14は、ロッカアームの本体の製作に用いる板材の展開図である。これらの図において図1ないし図4と対応する部分には同一の符号を付している。なお、実施の形態3で、実施の形態1のロッカアームの作用図は省略されている。
【0038】
a、ロッカアーム3の構造
以下、図11ないし図13を参照して実施の形態3のロッカアームの構造について説明する。
【0039】
実施の形態3のロッカアーム3においては、第1の対向板壁4の掌合部6に形成されているアーム部10により、第2の対向板壁5の掌合部7が保持されている点では、実施の形態1および2のそれらと同様である。そして、実施の形態3におけるロッカアーム3では、その本体が、実施の形態1および2とは異なって、長手方向途中で同じ方向に折り返された1枚の板材により成形された第1および第2の対向板壁4,5を有している。両対向板壁4,5は、ほぼ平行に対向している。
【0040】
両対向板壁4,5それぞれは、長手方向中間において、互いに掌合する掌合部6,7を有している。両対向板壁4,5の長手方向一端側(自由端側)にカム受け用ローラ8が、不図示の針状ころおよび支軸12を介して取り付けられ、両対向板壁4,5のねじ切りされた連結部25にバルブ受け用のねじ軸26が取り付けられ、両対向板壁4,5の長手方向中間に取付筒13を介して傾動支点軸14が取り付けられており、長手方向中間の傾動支点軸14を支点として傾動するようになっている。
【0041】
第1の対向板壁4は、掌合部6の下端部に、結合要素としてのアーム部10を有している。このアーム部10は、第2の対向板壁5を保持するように、その掌合部7の下端部から側面部にかけて屈曲成形されている。これにより、両対向板壁4,5はその掌合部6,7のところで互いに結合されている。
【0042】
b、ロッカアーム3の製作方法
図11ないし図13に加え図14を参照してロッカアーム3の製作方法を説明する。
【0043】
鋼板からプレス加工により図14で示される平面に展開された形状の1枚の板材27に打ち抜く。そして、この打ち抜いた板材27を、長手方向途中BーBの箇所で同じ方向に折り返して第1と第2の対向板壁4,5を形成する。この場合、第1の対向板壁4となる部分にはアーム部10を形成する。
【0044】
こうして成形された板材27は、図13で示すような形状に、プレス加工により屈曲形成されて、両対向板壁4,5が製作される。
【0045】
なお、上記以外は、上述の実施の形態と同様であるのでその説明を省略する。
【0046】
以上のように実施の形態3においても、上述の実施の形態と同様の作用効果を有している。
【0047】
なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではない。
【0048】
(1)上述の実施の形態では、アーム部は、第1の対向板壁に形成されているが、両対向板壁それぞれにアーム部を形成し、一方の対向板壁のアーム部で他方の対向板壁を保持し、他方のアーム部で一方の対向板壁を保持するようにしても構わない。
【0049】
(2)上述の実施の形態では、アーム部は、第1の対向板壁に1つだけ形成されているが、第1の対向板壁に、複数、形成されても構わない。もちろん、第2の対向板壁にも、複数、形成されても構わない。
【0052】
【発明の効果】
本発明のロッカアームは、その本体として、1枚の板材を折り曲げ掌合してなる一対の対向板壁を有し、前記両対向板壁どうしを掌合した状態で、少なくとも一方の対向板壁のアーム部を屈曲成形することにより他方の対向板壁をアームと一方の対向板壁とで挟み込んで保持するので、板金プレス加工における一連の工程でアーム部を折り曲げ成形するなどして両対向板壁を結合できるので、溶接等で結合する必要がなくなり、ロッカアームの製作コストの一層の低減を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】参考例の実施形態1にかかるロッカアームの側面図
【図2】図1のロッカアームの斜視図
【図3】図1の分解平面図
【図4】図1のロッカアームの本体の製作に用いる板材の展開図
【図5】図1のロッカアームの作用図
【図6】本発明の実施形態2にかかるロッカアームの側面図
【図7】図6のロッカアームの斜視図
【図8】図6のロッカアームの分解平面図
【図9】図7のロッカアームの底面側からの斜視図
【図10】図9のA−A線に沿い矢印方向から見た断面図
【図11】参考例の実施形態3にかかるロッカアームの側面図
【図12】図11のロッカアームの斜視図
【図13】図11のロッカアームの分解平面図
【図14】図11のロッカアームの本体の製作に用いる板材の展開図
【符号の説明】
1 カム
2 バルブ
4 第1の対向板壁
5 第2の対向板壁
6 掌合部
7 掌合部
8 ローラ
9 ナット
10 アーム部
12 支軸
13 取付筒
Claims (1)
- 傾動動作によりシリンダヘッド用バルブの開閉を行うための板金製のロッカアームであって、
その本体として、1枚の板材を折り曲げ掌合してなる一対の対向板壁を有し、
前記両対向板壁どうしを掌合した状態で、少なくとも一方の対向板壁のアーム部を屈曲成形することにより他方の対向板壁をアームと一方の対向板壁とで挟み込んで保持するとともに、
前記両対向板壁それぞれは、対向方向に貫通する貫通孔を有し、
前記両貫通孔に傾動支点軸の取付筒を介装し、
この取付筒の両端それぞれを、対応する対向板壁上に外向きにかしめており、
前記両対向板壁どうしを掌合した状態で、前記両対向板壁のそれぞれの側縁箇所間を対向方向でつなぐ接続板壁を設けるとともに、前記接続板壁は、前記両対向板壁と一体の前記1枚の板材を前記掌合箇所において前記両対向板壁に対して対向方向で外側に張り出した部分を備えるように屈曲形成したものである、ことを特徴とするロッカアーム。
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