摇臂及其制造方法与流程

本发明涉及一种摇臂及其制造方法。

背景技术：

专利文献1所公开的摇臂被设置在内燃机的气门机构上，并且被配置在凸轮和气门之间。摇臂在其一端部处具有与气门的杆端部抵接的气门抵接部(第一端部)，并在其另一端部处具有与间隙调节器的上端部抵接的被支承部(第二端部)，并在其中间部处，以能够旋转的方式设置有与凸轮接触的滚轮。当通过凸轮的旋转而使滚轮被按压时，摇臂以间隙调节器的上端部大致作为支点而进行摆动，随之气门抵接部按压气门，从而实施气门的开闭。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-122372号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

然而，就适应于发动机的高输出化等而使气门机构平稳地进行动作而言，要求实现摇臂的小型轻量化从而减小惯性质量，进而实现响应速度的提高。另一方面，如果作用于摇臂上的输入负荷增大，则还需要将摇臂的强度和刚性维持在某种较高的程度。于是，尽管例如通过将整个摇臂的板厚形成为薄壁从而实现了惯性质量的降低，但是反而会引起导致摇臂的强度降低从而无法确保耐用性的情况。

本发明是鉴于上述的情况而完成的，其目的在于，提供一种能够在实现惯性质量的降低的同时确保耐用性的摇臂及其制造方法。

用于解决课题的方法

本发明为一种摇臂，其设置在凸轮和气门之间，并且根据所述凸轮的旋转而进行摆动，所述摇臂具有按压所述气门的气门抵接部，所述摇臂的特征在于，所述气门抵接部由承接壁和一对侧壁构成，所述承接壁以按压状态与所述气门的杆端部的端面抵接，所述一对侧壁以对置的方式从所述承接壁的两侧端部突出，并且沿着所述气门的杆端部的侧周面而靠近配置，所述一对侧壁的至少突出顶端部成为与相邻的部分相比壁厚较薄的薄壁部。

发明效果

由于气门抵接部的侧壁的至少突出顶端部成为与相邻的部分相比而壁厚较薄的薄壁部，因而能够与该变薄的量对应地减少惯性质量。此外，由于侧壁沿着气门的杆端部的侧周面而靠近配置，从而从气门侧受到的载荷仅作用于承接壁上，因此气门抵接部的侧壁不需要很高的强度，而能够使整个摇臂确保预定的耐用性。

附图说明

图1为本发明的实施例所涉及的摇臂的臂主体的主视图。

图2为同一个臂主体的侧视图。

图3为同一个臂主体的侧视剖视图。

图4为同一个臂主体的示意展开图。

图5为设置在气门装置上的摇臂的侧视剖视图。

具体实施方式

本发明的优选的方式为如下。

在所述一对侧壁的外表面上，且在与所述薄壁部对应的位置处设置有凹处，所述一对侧壁的内表面沿着所述摇臂的摆动方向而被配置。由于与薄壁部对应的凹处被设置在侧壁的外表面上，且侧壁的内表面沿着摇臂的摆动方向而被配置，因此能够避免侧壁的内表面与气门的杆端部的不必要的抵接，进而能够平稳地实施气门的开启和关闭。

所述薄壁部具有以与所述相邻的部分相比而壁厚变薄的量向所述侧壁的外周侧扩展的扩展部。侧壁能够通过扩展部而确保足以防止摇臂的脱落的预定面积和突出长度。

以能够旋转的方式设置有与所述凸轮接触的滚轮，并且在所述承接壁上设置有厚壁的肋，所述肋划分了所述滚轮的收纳空间而以架设在所述一对侧壁之间的方式延伸。由此，由于承接壁的断面系数通过肋而增大，因此相对于从气门作用的载荷而能够有效地抑制承接壁的变形。

通过板材的冲压加工而在所述承接壁的壁面上形成有凹部，并且所述肋通过所述冲压加工而与所述凹部相邻地形成。基于上述内容，即使存在有在承接壁上设置肋的情况，也能够通过凹部而抑制惯性质量的增加。此外，通过使因向气门进行按压而引起的应力向肋侧传递，从而能够补偿凹部的强度低下。

此外，在上述结构的摇臂的制造方法中，在将平面状的板材冲裁成所述摇臂的大致展开形状之后，对与所述侧壁的至少突出顶端部对应的部分进行冲压而形成薄壁，接下来，通过以所述承接壁和所述侧壁的连结位置为边界而进行弯曲从而立体地构造出摇臂。只要对平板状的板材进行冲压而形成侧壁的薄壁部分，之后进行弯曲而立体地构成即可，因此能够在制造上无困难地容易地制造摇臂。

<实施例>

根据附图而对本发明的实施例进行说明。本实施例所涉及的摇臂10被设置在内燃机的气门装置上。如图5所示，气门装置除了摇臂10之外，还包括间隙调节器60、凸轮70、气门80和气缸盖90。

如图5所示，气缸盖90上设置有通气通道91(进气口或排气口)。在气缸盖90的上表面上开口设置有与通气通道91连通的杆孔92。气门80的杆81(轴部)可滑动地插入杆孔92中。杆81的上端部(以下，称为杆端部81a)以向气缸盖90的上表面的上方突出的方式被配置，并且被构成为通过大致圆筒状的盖82而被覆盖的部分。气门80始终通过气门弹簧85而向气门关闭方向(上方)被施力。而且，摇臂10的长度方向上的一端部(后述的气门抵接部15)被支承在气门80的杆端部81a上。

在气缸盖90的上表面上，与杆孔92隔开间隔地开口设置有安装凹部93。作为对摇臂10进行支承的支承部件的间隙调节器60被嵌合安装在安装凹部93中。此外，在气缸盖90的内部设置有供油路径94，供油路径94与安装凹部93连通。

间隙调节器60具有：筒状的主体61；柱塞62，其能够在主体61内沿上下方向(轴向)移动。当主体61插入到安装凹部93中时，柱塞62的上端部以向气缸盖90的上表面的上方突出的方式被配置，并且摇臂10的长度方向上的另一端部(后述的支承抵接部17)被支承在被设置于柱塞62的上端部上的半球凸面状的支承部63上。所涉及的间隙调节器60通过基于从供油路径94供给的工作油的油压而使柱塞62相对于主体61进行上下往复移动，从而对摇臂10和气门80之间的间隙进行自动调节。此外，被设置在凸轮轴71上的凸轮70被配置在气缸盖90的上表面的上方。凸轮70与被设置在摇臂10上的滚轮11接触。

摇臂10以经由滚轮11而从凸轮70侧被按压的状态跨间隙调节器60的支承部63和气门80的杆端部81a而被配置。该摇臂10由滚轮11和能够收纳滚轮11的臂主体12构成。

如后文叙述，臂主体12通过对图4所示的金属制的板材40进行弯曲加工等而被形成，如图1～图3所示，通过一对侧壁13、气门抵接部15以及支承抵接部17而构成，其中，所述一对侧壁13大致沿着上下方向并彼此对置地被配置，所述气门抵接部15在长度方向上的一个端部处由两个侧壁13a和被架设在两个侧壁13a的上端部之间的承接壁14构成，所述支承抵接部17在长度方向上的另一端部处由两个侧壁13b和被架设在两个侧壁13b的上端部之间的半球凹面状的滑动壁16构成。间隙调节器60的支承部63被嵌合在滑动壁16内，在摇臂10摆动时，滑动壁16的内周面以能够滑动的方式被支承在间隙调节器60的支承部63上(参照图5)。

在臂主体12的中间部，且在气门抵接部15和支承抵接部17之间，开口设置有滚轮11的收纳空间18。如图2和3所示，两个侧壁13中的、被配置在收纳空间18的两侧的部分(以下，称为滚轮支承侧壁13c)被设为，在从侧面观察时突出成山形的形态，并且具有经由收纳空间18而由同轴贯穿的轴承孔19。支承轴20贯穿地被安装在两个侧壁13的轴承孔19中，并且滚轮11可旋转地被支承在支承轴20的外周上(参照图5)。

此外，如图1所示，气门抵接部15在主视观察时呈门形，并且如前文所述，由大致沿宽度方向(图示左右方向)的承接壁14和以彼此对置且大致平行的方式从承接壁14的宽度方向上的两端部(以下，称为两侧端部14a)突出的一对侧壁13a构成。由承接壁14和两个侧壁13a划分出的内侧空间被设为，供气门80的杆端部81a插入的安装空间21(参照图5)。

气门抵接部15的承接壁14以按压状态与气门80的杆端部81a的上端面抵接，从而抵抗气门弹簧85的作用力而向气门80施加按压力。因此，当来自凸轮70侧的按压力克服了气门弹簧85的作用力时，气门80向下方位移而被开阀，当气门弹簧85的作用力超过来自凸轮70侧的按压力时，气门80向上方位移而被闭阀。在气门80开闭时，承接壁14和杆端部81a的抵接状态通过间隙调节器60而始终被维持。

此外，气门抵接部15的两个侧壁13a沿着气门80的杆端部81a的侧周面以能够抵接的方式靠近配置，并且主要起到限制摇臂10从气门80的杆端部81a脱落的作用。两个侧壁13a的内表面沿着作为摇臂10的摆动方向的上下方向而被配置。

气门抵接部15的两个侧壁13a上，通过对平板状的板材40的外表面进行敲打，从而如图1所示，形成有薄壁部23，薄壁部23被设为壁厚t2小于相邻的部分(与滚轮支承侧壁13c和承接壁14的连接部分)的壁厚t1。两个侧壁13a的外表面上且与薄壁部23对应的位置处形成有凹处24。该凹处24相对于侧壁13的相邻部分而实际上不存在阶梯式的部分而以曲面状连续。而且，在本实施例的情况下，薄壁部23遍及气门抵接部15的两个侧壁13a中的、除了与滚轮支承侧壁13c的连接部分和与承接壁14的连接部分之外的部分(图4中的虚线a的内侧的部分)的大致整个区域而被设置。优选为，薄壁部23广泛地被形成在气门抵接部15的两个侧壁13a中的、至少包括突出顶端部(如图示的下端部)的部分处。而且，通过对薄壁部23进行冲压成型时板材40的厚度发生变化而被延展，从而气门抵接部15的两个侧壁13a能够确保足以防止摇臂10从气门80的杆端部81a脱落的预定的面积及突出长度。具体而言，薄壁部23具有以通过冲压成型而成为薄壁的量向外周侧被扩展的扩展部28。扩展部28被设为，在侧壁13a的角部外周处呈圆弧状地被扩展的形态，并且该扩展部28为在刚刚对板材40进行冲裁之后且凹处24形成前的大致展开形状(参照图4)中所不存在的部分。

此外，如图3所示，在气门抵接部15的承接壁14的外表面上，通过同样地对板材40的外表面进行敲打，从而形成有弯曲凹状的凹部25。凹部25遍及承接壁14中的、除了对滚轮11的收纳空间18进行划分的边缘部(以下，称为承接壁14的边缘部27)的表面和两侧端部14a侧的表面之外的部分的大致整个区域而被设置。在承接壁14的边缘部27的表面上，通过在对凹部25进行冲压成型时板材40被实施壁厚改变而偏斜，从而形成以架设在两个侧壁13的上端之间的方式呈在宽度方向上梁状地延伸的形态的肋26。因此，肋26向上方的突出量与凹部25向下方的凹进量大致相等。在本实施例的情况下，肋26的两端处于实际上与两个侧壁13的上端连结的状态。此外，如图3所示，承接壁14在侧视截面观察时，成为如下的形态，即，具有凹部25且截面呈凸曲面状的肋26从曲面状地连续的带板部分的边缘部27立起。

以上为本实施例所涉及的摇臂10的结构，接下来，对摇臂10的制造方法进行说明。

如图4所示，将平板状的金属制的板材40冲裁成与摇臂10的臂主体12的展开形状大致对应的形状(以下，称为大致展开形状)。在此阶段，还未贯穿设置轴承孔19，而在中央部形成有与收纳空间18对应的空间41。

接下来，利用冲压机对大致展开形状的板材40的两端角部(虚线a的内侧的部分)进行加压，从而形成薄壁部23的凹处24。此外，在形成凹处24的前后，通过使大致展开形状的板材40的两侧突出部分43以向夹持空间41的方式进行加压变形，从而形成滚轮支承侧壁13c。此外，在适当的时机，使大致展开形状的板材40的长度方向上的另一端部进行膨胀变形，从而形成滑动壁16。

随后，通过沿着从两个侧壁13和滑动壁16的连接部分以及两个侧壁13和承接壁14的连接部分穿过的彼此平行的一对折线b，而立体地构造出大致展开形状的板材40，从而形成截面呈门形的气门抵接部15和支承抵接部17。

此外，在于收纳空间18侧对承接壁14的边缘部27进行了限制的状态下，利用冲压机而对承接壁14的表面进行加压，从而形成凹部25和肋26。而且，在滚轮支承侧壁13c上实施开孔加工，从而形成轴承孔19。因此，能够相对容易地制造出具有薄壁部23、凹部25和肋26的臂主体12。

根据上述方式而被制造的摇臂10，通过气门抵接部15的两个侧壁13a的薄壁部23从而使惯性质量被抑制得较小。由此，例如，通过使薄壁部23的壁厚减小40％，从而能够获得惯性质量减低率为12.5％的有意义的数值。

此外，即使在两个侧壁13上形成有薄壁部23的情况下，只要两个侧壁13其本身仅确保足以防止摇臂10的脱落的强度即刻，而不需要像直接接受来自气门80侧的反作用力的承接壁14那样程度的强度，因此在摇臂10的功能上不存在特别导致故障的情况。在本实施例的情况下，两个侧壁13通过扩展部28而能够确保足以防止摇臂10的脱落的预定面积及突出长度。

此外，在本实施例的情况下，由于在承接壁14的边缘部27上形成有肋26，因此能够确保承接壁14的边缘部27的断面系数较大，从而能够提高承接壁14的强度和刚度。在这种情况下，即使在承接壁14上与肋26一同形成有凹部25，也能够抑制惯性质量的增加。此外，通过使因与阀门80的抵接而引起的应力向肋26侧被传递，因此作为承接壁14整体而能够实现减小应力。例如，通过利用肋26而使断面系数上升17％，从而在结构分析上，能够实现使刚度提高20％、使疲劳强度提高12％。

因此，根据本实施例，提供能够实现惯性质量的降低的同时确保耐用性的摇臂10。

<其它的实施例>

本发明并不限定于上文所述及通过附图而进行了说明的实施例，例如以下的方式也被包含在本发明的技术范围内。

(1)也可以通过利用冲压机而对气门抵接部的两个侧壁的内表面进行加压，从而形成薄壁部。此外，根据情况，也可以通过利用冲压机而对气门抵接部的两个侧壁的内外两个表面进行加压，从而形成薄壁部。

(2)也可以通过利用冲压机而对气门抵接部的承接壁的内表面进行加压，从而形成凹部和肋。此外，根据情况，也可以通过利用冲压机而对气门抵接部的承接壁的内外两个表面进行加压，从而形成凹部和肋。

(3)只要有助于惯性质量的降低，则也可以采用仅将气门抵接部的两个侧壁的突出顶端部设为薄壁的结构。

(4)形成凹部和肋的时机可以在弯曲加工臂主体之前。

(5)摇臂也可以是由不需要弯曲加工的铸件构成的部件。

符号说明

10…摇臂；

11…滚轮；

12…臂主体；

13…侧壁；

13a…(气门抵接部的)侧壁；

14…承接壁；

14a…(承接壁的)侧端部；

15…气门抵接部；

17…支承抵接部；

18…收纳空间；

23…薄壁部；

25…凹部；

26…肋；

28…扩展部；

40…板材；

70…凸轮；

80…气门；

81a…杆端部。