JPH0724910B2

JPH0724910B2 - ロツカア−ムの製造方法及びその製造装置

Info

Publication number: JPH0724910B2
Application number: JP2609087A
Authority: JP
Inventors: 俊秀清水
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1987-02-06
Filing date: 1987-02-06
Publication date: 1995-03-22
Anticipated expiration: 2010-03-22
Also published as: JPS63194837A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、冷間鍛造にて形成することのできるロッカア
ームの製造方法及びその製造装置に関する。

［従来の技術と発明が解決しようとする問題点］周知のごとく、この種のロッカアームには、耐摩耗性、
および、剛性か要求され、且つ、このロッカアームの一
端には、吸気あるいは排気バルブのステムエンドに対す
る受け面および、この受け面の両側に、上記バルブシス
テムエンドの回転を規制するリブ状突起が形成された複
雑な形状を有する部分がある。そのため、上記ロッカア
ームは精密鋳造などにより成形するのが一般的であ。

また、鋳造後の上記ロッカアームでは表面粗さが充分で
ないため、上記受け面などは後工程でフライスなどの機
械加工が必要である。

ところで上記精密鋳造などは、量産性に欠け、製造コス
トが嵩むばかりでなく、後加工を必要とする分、工程が
複雑化し、作業工業が嵩み、製品コストの大幅なアップ
を招く。

また、熱間鍛造加工では、寸法誤差が大きく、しかも、
肌荒れが生じるため、後工程で全体的に機械加工を行う
必要があり、工数がアップし、製品コストの増大を招
く。

また、例えば特開昭57−20509号公報では、ロッカアー
ムの各構成部品をプレス加工により形成し、次いで、こ
の各構成部品を溶接々合してロッカアームを完成する技
術が開示されている。しかし、この先行技術では、溶接
によってロッカアームを構成しているため、充分な強度
を得られず、工数が嵩み、量産性に乏しい問題がある。

［発明の目的］本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、寸法精度
がよく、フライスなどの機械加工を必要とせず、量産性
に優れ、しかも、製品コストの低減を図ることのできる
ロッカアームの製造方法及びその製造装置を提供するこ
とを目的としている。

［問題点を解決するための手段］本発明によるロッカアームの製造方法は、一端に予めバ
ルブステムエンド受け面とこのバルブステムエンド受け
面の両側に対設されているリブ状突起とが粗成形されて
いる素材を冷間鍛造加工装置のダイスに裁置し、次いで
このダイスに対設する上型の下降に伴い、上記素材に形
成されているリブ状突起を基準に、上記素材のほぼ中央
に肉盗み部を形成し、また上記素材の他端に半球状のピ
ボット受け面を形成し、さらに上記リブ状突起間のバル
ブステムエンド受け面をコイニングするものである。

また、本発明によるロッカアームの製造装置は、冷間鍛
造加工装置のロッカアーム形成用ダイスにセットされる
素材の一端に、バルブステムエンド受け面とこのバルブ
ステムエンド受け面の両側に対設されているリブ状突起
とが粗成形されており、一方上記ダイスに近接離間自在
に対設する上型に、上記素材の上記バルブステムエンド
受け面をコイニングする押圧部と、上記素材の中央に肉
盗み部を形成する加圧部と、上記素材の他端にピボット
受け面を形成するポンチとが設けられ、また上記押圧部
の側面に、上記上型に弾性部材を介して進退自在に垂設
されて上記素材のリブ状突起を位置決めするクランプ部
材が配設されているものである。

［発明の実施例］以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

図面は本発明の一実施例に係り、第１図は棒状素材の平
面図、第２図は第１図のII−II断面図、第３図は粗成形
素材の平面図、第４図は粗成形素材の側面図、第５図は
粗成形素材の正面図、第６図はロッカアームの平面図、
第７図はロッカアームの側断面図、第８図はロッカアー
ムの動作状態を示す側断面図、第９図は粗成形用冷間鍛
造加工装置の部分断面正面図、第10図は冷間鍛造加工装
置の部分断面正面図、第11図は冷間鍛造加工装置の要部
拡大図、第12図は第11図のXII−XII断面図、第13図，第
14図は冷間鍛造加工装置の動作別の要部拡大図である。

これらの図において、符号１はロッカアーム、２はこの
ロッカアーム１を冷間鍛造加工する前の粗成形素材、３
はこの粗成形素材２を加工する前の例えば肌焼き侵炭ク
ローム鋼（SCr420H）を素材とする棒状素材であり、こ
の棒状素材３の一端3aが球面加工され、且つ、断面が円
形に形成されている。

また、上記粗成形素材２は、上記棒状素材３を冷間鍛造
加工して断面矩形に形成し、その一端の側面に、所定間
隔を開けて対設するリブ状突起2aが形成されている。さ
らに、上記粗成形素材２の他端部2eが半円状に形成され
ており、そのほぼ曲率中心に下穴部2bが形成されてい
る。なお、上記粗成形素材２の上記リブ状突起2aで挟ま
れた面に、バルブステム４のエンド4aに対する受け面2c
が粗成形されている。

また、上記ロッカアーム１の先端に、上記粗成形素材２
の一端に形成された受け面2cをコイニング加工して形成
された受け面1cと、この受け面1cを挟んで対設する一対
のリブ状突起1aが形成されている。

なお、上記ロッカアーム１のリブ状突起1aは、該ロッカ
アーム１がバルブステム４のエンド4aからはずれないよ
うにするためのものである。

さらに、上記ロッカアーム１の中途に肉盗み部1dが湾曲
形成され、その背面に、カムシャフト（図示せず）に形
成されたカム６に摺接するスリッパ部1eが形成されてい
る。さらに、上記ロッカアーム１の基端に、上記粗成形
素材２の下穴部2bを加工して、ハイドロリックラッシュ
アジャスタ（HLA）５のピボット5aを受ける半球形の受
け面1bが形成されており、その背面にオイル溜め部1fが
穿設され、このオイル溜め部1fと上記受け面1bがオイル
供給孔1gを介して連通されている。

また、第９図に示す符号11は上記粗成形素材２を形成す
る冷間鍛造加工装置であり、この冷間鍛造加工装置11の
ボルスタ（図示せず）上に受け圧板12が載置固定され、
さらに、この受け圧板12上にプレートホルダ13が載置さ
れている。また、上記受け圧板12と上記プレートホルダ
13の周囲が、上記ボルスタに固定されているホルダ14に
保持されている。

また、上記受け圧板12に、プッシャプレート15が進退自
在に保持されており、このプッシャプレート15の底面
に、図示しないノックアウト装置に連設するノックアウ
トピン16が連結されている。さらに、上記プッシャプレ
ート15の上面に、ノックピン17,18の基端が連結されて
いる。

さらに、このノックピン17,18の先端が上記受け圧板12
にスペーサ19を介して固設されたダイス20に挿通されて
いる。このダイス20の周囲が上記ホルダ14に載置固定さ
れているダイスホルダ21に保持されている。

また、上記ダイス20の上記粗成形素材２のリブ状突起2a
を形成する凹部20aに、上記ノックピン17の先端が臨ま
されている。また、上記ダイス20には、上記ノックピン
18の先端に固設されて上記粗成形素材２の下穴部2bを形
成するポンチ22が臨まされている。

また、上記ダイス20の上方に、上記ボルスタにガイドポ
スト（いずれも図示せず）を介して進退自在に支持され
ているラム24が対設されている。このラム24は、図示し
ない加圧シリンダにラムホルダを介して垂設されている
ものであり、このラム24に、上記ダイス20に対設するポ
ンチ25が受け圧板26を介して垂設されている。

さらに、このポンチ25、上記受け圧板26の周囲が補強部
材27を介して、上記ラム24に固設されたポンチホルダ28
に保持されている。

また、第10図〜第14図に示す符号30は、前記ロッカアー
ム１を形成する冷間鍛造加工装置であり、この冷間鍛造
加工装置30の図示しないボルスタ上に受け圧板32が載置
固定され、この受け圧板32上にプレートホルダ33が載置
されている。また、上記受け圧板32,上記プレートホル
ダ33の周囲が、上記ボルスタ（図示せず）に固定されて
いるホルダ34に補強リング35を介して保持されている。

また、上記受け圧板32に、プッシャプレート36が進退自
在に保持されており、このプッシャプレート36の底面
に、図示しないノックアウト装置に連設するノックアウ
トピン37が連結されている。

さらに、上記プッシャプレート36の上面に、ノックピン
38,39の基端が連結されている。さらに、このノックピ
ン38,39の先端が、上記受け圧板32にスペーサ40を介し
て固設されているダイス41に挿通されている。さらに、
このダイス41の周囲が、上記ホルダ34に載置固定されて
いるダイスホルダ42に保持されている。

また、上記ダイス41には、上記ノックピン38の先端に固
設されて上記ロッカアーム１のオイル溜め部1fを形成す
るポンチ43と、上記ノックピン39の先端に固設されて上
記ロッカアーム１のスリッパ部1eを形成する金型44とが
臨まされている。

また、上記ダイス41の上方に、上記ボルスタにガイドポ
スト（いずれも図示せず）を介して進退自在に支持され
ているラム45が対設されている。このラム45は、図示し
ない加圧シリンダにラムホルダを介して垂設されている
ものであり、このラム45に上型31が垂設され、上記ダイ
ス41に対設する上型31のポンチ46,47が受け圧板48,49を
介して垂設されている。

上記ポンチ46は、上記ダイス41から突出されているポン
チ43に対設されて、上記粗成形素材２の下穴部2bに半球
形の受け面1bを形成するものである。また、上記ポンチ
47には、上記金型44に対向されて上記粗成形素材２に肉
盗み部1dを形成する加圧部47aと、上記粗成形素材２の
受け面2cを押圧して、この受け面2cをコイニングする押
圧部47bとが連続形成されている。

さらに、上記ポンチ46,47、受け圧板48,49の周囲が、上
記ラム45に垂設されたポンチホルダ50に補強部材51を介
して保持されている。

また、上記ポンチ47の押圧部47bの両側に、クランプ部
材52が配設され、このクランプ部材52の基端に形成され
たフランジ部52aと、上記ポンチ47を垂設する受け圧板4
9との間に、ゴム、圧縮スプリングなどの弾性部材53が
介装されており、上記クランプ部材52のフランジ部52a
が上記補強部材51の段部51aに、上記弾性部材53の付勢
力を受けて掛止されている。さらに、上記クランプ部材
52の先部に、上記粗成形素材２に形成されたリブ状突起
2aの段部2dに係合されて、この粗成形素材２を位置決め
するガイド部52bが形成されている。

第11図，第12図に示すように、上記クランプ部材52の上
記フランジ部52aが上記補強部材51の段部51aに掛止され
ているとき、上記クランプ部材52のガイド部52bが、上
記ポンチ47の加圧部47aより高さｔだけ突出されてい
る。

さらに、上記ポンチ47の押圧部47bが係合される側の、
上記ダイス41とこのダイス41の周囲を保持するダイスホ
ルダ42の上面が、深さＴだけ段差を有しており、上記ポ
ンチ47の加圧部47aに対する干渉が回避されている。

次に、上記構成による実施例の作用について説明する。

まず、冷間鍛造加工装置11のダイス20に、棒状素材３
を、この棒状素材３の球面に形成された端部3aを上記ダ
イス20の凹部20a側に指向させてセットする。

次いで、図示しない加圧シリンダを動作させ、この加圧
シリンダに連設するラム24を下降させる。すると、上記
ラム24に受け圧板26を介して垂設されているポンチ25
が、上記ダイス20にセットされている上記棒状素材３を
押圧する。

そして、上記ラム24の下降動作に伴い、上記棒状素材３
が次第に加圧されて、上記ダイス20に沿う形状に塑性変
形され粗成形素材２となり、上記ダイス20の凹部20aに
て、粗成形素材２のリブ状突起2aが形成され、同時に、
上記ダイス20に突出されているポンチ22にて、下穴部2b
が形成される。

その後、上記ラム24がストロークエンドに到達すると、
上記加圧シリンダの動作が停止し、次いで、上記加圧シ
リンダが上記ラム24を上昇させ、このラム24に垂設され
ているポンチ25を、上記ダイス20から離間させ、初期位
置に復帰させる。

一方、その間、上記ダイス20をスペーサ19,プレートホ
ルダ13を介して支持する受け圧板12に挿通されているノ
ックアウトピン16が、図示しないノックアウト装置によ
って突出動作され、このノックアウトピン16に連設する
プッシャプレート15が、ノックピン17、ノックピン18を
図の上方へ突出させる。

すると、上記ノックピン17と、上記ノックピン18の先端
に固設された上記ポンチ22とが、上記粗成形素材２を上
記ダイス20から押し上げ、この粗成形素材２を上記ダイ
ス20から取外す。

そして、この取外された粗成形素材２を取出す。その
後、上記ノックアウト装置（図示せず）によって、上記
ノックアウトピン16を後退動作させ、上記ノックピン1
7,18を最初の位置に復帰させ、上述工程をリサイクルす
る。

そして、所定形状に形成された粗成形素材２（第３図〜
第５図参照）を次工程に搬送し、冷間鍛造加工装置30に
てロッカアーム１を形成する。

第11図に示すように、まず、上記冷間鍛造加工装置30の
ダイス41に、上記粗成形素材２をリブ状突起2aを上方へ
指向させ、且つ、上記下穴部2bをポンチ43側に配置した
状態でセットする。

次いで、図示しない加圧シリンダを突出動作させると、
この加圧シリンダに連設するラム45が図示しないガイド
ポストに支持されながら下降し、このラム45に垂設され
ている上型31におけるポンチ46とポンチ47、および、こ
のポンチ47の両側に配設されているクランプ部材52が、
図示しないポルスタに受け圧板32を介して載置固定され
ているダイス41に近接される。

すると、最初に、上記クランプ部材52の先部に形成され
たガイド部52bが、上記粗成形素材２に形成されたリブ
状突起2aの断部2dに摺接係合し、この粗成形素材２を上
記ダイス41に位置決めする。そして、このクランプ部材
52の先端が、上記粗成形素材２の上面に当接されると、
このクランプ部材52は、上記ラム45の下降動作に従い、
図の上方ヘゴムあるいは圧縮スプリングなどの弾性部材
53の付勢力に抗して相対移動される。

そして、上記ラム45がさらに下降すると、まず、上記ポ
ンチ47の先端に形成された加圧部47aが、上記粗成形素
材２を次第に押圧する（第13図の状態）。

次いで、上記ポンチ46が、上記粗成形素材２の下穴部2b
に係合され、この下穴部2bを次第に押圧する。

その後、上記ポンチ47に形成されている押圧部47bが、
上記粗成形素材２の受け面2cを押圧する。

すると、上記粗成形素材２は、上記ポンチ46,47の押圧
力を受けて、上記ダイス41に沿う形状に徐々に塑性変形
され、上記ポンチ46にて、半球形の受け面1bが形成さ
れ、また、このポンチ46の背面に対設するポンチ43にて
オイル溜め部1fが形成され、さらに、上記ポンチ47の加
圧部47aにて肉盗み部1dが形成され、且つ、この加圧部4
7aに対設する金型44にてスリッパ部1eが形成され、さら
に、上記押圧部47bにて受け面1cが所定曲面状にコイニ
ングされる。

なお、このとき、上記押圧部47b側の上記ダイス41の上
面が、深さＴの段差を有しているので、上記ポンチ47の
押圧部47bが上記ダイス41に干渉せず、欠損することが
ない。

また、上記ポンチ46,47が、ポンチホルダ50に別々に組
付けられているので、このポンチ46,47の摩耗情況に応
じて、個々に交換することができ、経済的である。

その上、上記ポンチ47の加圧部47aと押圧部47bとは平坦
な連続面であるため、加圧部47aと押圧部47bのプロフィ
ールを、例えば、ワイヤカット放電加工などにより連続
成形するとことができ、型成形が容易になる。

そして、上記ラム45がストロークエンドに達すると、加
圧シリンダ（図示せず）の突出動作が停止され、上記粗
成形素材２が所定形状のロッカアーム１に冷間鍛造され
る（第10図，第14図の状態）。

次いで、上記加圧シリンダが後退動作し、この加圧シリ
ンダに上記ラム45を介して連設する上記上型31のポンチ
46,47が上記ダイス41から離間され、最初の位置に復帰
される。

一方、その間、図示しないノックアウト装置が突出動作
され、このノックアウト装置に連設するノックアウトピ
ン37を介してプッシャプレート36が図の上方へ移動さ
れ、このプッシャプレート36に連設するノックピン38,3
9を押圧する。すると、このノックピン38,39に各々固設
されている上記ポンチ43および上記金型44が、上記ロッ
カアーム１を押し上げ、上記ダイス41から離脱させる。
そして、離脱されたこのロッカアーム１を取出し鍛造成
形１サイクルが完了する。

その後、上記ロッカアーム１の受け面1c,スリッパ部1e
などを焼入れ処理し、また、上記受け面1bとオイル溜め
部1f間を連通するオイル供給孔1gを後加工して、ロッカ
アーム１を完成させる（第８図参照）。

なお、本発明は上記実施例に限るもではなく、例えば、
スリッパ部1eは焼結金属製のものを後付けしてもよい。
この場合、ロッカアームには上記焼結金属製スリッパ部
を装着する凹部を冷間鍛造加工する。

また、加圧部47aと押圧部47bとが別々のポンチに独立形
成されていてもよい。さらに、棒状素材３を形成するこ
となく、粗成形素材２を鋼材などから直接形成するよう
にしてもよい。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、まず、一端にバル
ブステムンド受け面とこのバルブステムエンド受け面の
両側に対設されているリブ状突起とを有する粗成形を素
材としたので、後の加工が容易になり、冷間鍛造加工に
よりロッカアームを簡単に形成することができる。

そして、冷間鍛造加工工程においては、上記粗成形され
た素材を冷間鍛造加工装置のダイスに載置し、次いで、
このダイスに対設する上型の下降に伴い、上記素材に形
成されているリブ状突起を基準に、上記素材のほぼ中央
に肉盗み部を形成し、また上記素材の他端に半球状のピ
ボット受け面を形成し、さらに上記リブ状突起間のバル
ブステムエンド受け面をコイニングするようにしたの
で、ロッカアームの製造に関し、寸法精度がよく、しか
も、フライスなどの機械加工を必要とせず、量産性に優
れ、且つ、低コスト化が実現できる。

また、本発明によるロッカアームの製造装置は、冷間鍛
造加工装置のロッカアーム形成用ダイスにセットされる
加工用素材の一端に、バルブステムエンド受け面とこの
バルブステムエンド受け面の両側に対設されているリブ
状突起とが粗成形されており、一方上記ダイスに近接離
間自在に対設する上型には、上記素材の上記バルブステ
ムエンド受け面をコイニングする押圧部と、上記素材の
中央に肉盗み部を形成する加圧部と、上記素材の他端に
ピボット受け面を形成するポンチとが設けられているの
で、上記ポンチ、上記加圧部および上記押圧部を選択的
に各々独立させることにより、個々のポンチのプロフィ
ール成形を容易にすることができ、且つ、摩耗情況に応
じて、各ポンチを個々に交換することができるので経済
的である。

さらに、上記押圧部の側面に、上記ラムに弾性部材を介
して進退自在に垂設されて上記素材のリブ状突起を位置
決めするクランプ部材が配設されているので、ロッカア
ームを成形する際に、自動的に位置決めされ、加工時の
寸法精度が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例に係り、第１図は棒状素材の平
面図、第２図は第１図のII−II断面図、第３図は粗成形
素材の平面図、第４図は粗成形素材の側面図、第５図は
粗成形素材の正面図、第６図はロッカアームの平面図、
第７図はロッカアームの側断面図、第８図はロッカアー
ムの動作状態を示す側断面図、第９図は粗成形用冷間鍛
造加工装置の部分断面正面図、第10図は冷間鍛造加工装
置の部分断面正面図、第11図は冷間鍛造加工装置の要部
拡大図、第12図は第11図のXII−XII断面図、第13図，第
14図は冷間鍛造加工装置の動作別の要部拡大図である。１……ロッカアーム、1b……（ピボット）受け面、1d…
…肉盗み部、２……素材、2a……リブ状突起、2c……
（バルブステムエンド）受け面、４……バルブステム、
4a……エンド、５……ハイドロリックラッシュアジャス
タ、5a……ピボット、30……冷間鍛造加工装置、31……
上型、41……ダイス、45……ラム、46……ポンチ、47a
……加圧部、47b……押圧部、52……クランプ部材、53
……弾性部材。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一端に予めバルブステムエンド受け面とこ
のバルブステムエンド受け面の両側に対設されているリ
ブ状突起とが粗成形されている素材を冷間鍛造加工装置
のダイスに裁置し、次いでこのダイスに対設する上型の
下降に伴い、上記素材に形成されているリブ状突起を基
準に、上記素材のほぼ中央に肉盗み部を形成し、また上
記素材の他端に半球状のピボット受け面を形成し、さら
に上記リブ状突起間のバルブステムエンド受け面をコイ
ニング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】冷間鍛造加工装置のロッカアーム形成用ダ
イスにセットされる素材の一端に、バルブステムエンド
受け面とこのバルブステムエンド受け面の両側に対設さ
れているリブ状突起とが粗成形されており、一方上記ダ
イスに近接離間自在に対設する上型に、上記素材の上記
バルブステムエンド受け面をコイニングする押圧部と、
上記素材の中央に肉盗み部を形成する加圧部と、上記素
材の他端にピボット受け面を形成するポンチとが設けら
れ、また上記押圧部の側面に、上記上型に弾性部材を介
して進退自在に垂設されて上記素材のリブ状突起を位置
決めするクランプ部材が配設されていることを特徴とす
るロッカアームの製造装置。