摇臂的制造方法

专利名称：摇臂的制造方法
技术领域：
本发明涉及例如在车辆的内燃机的气门机构中用来进行阀的开闭 的摇臂的制造方法。
背景技术：
在车辆用内燃机的气门机构中，设有用来将与曲柄轴联动而旋转 的凸轮的旋转运动变换为吸气阀及排气阀等的阀的阀杆的往复运动的 摇臂。该摇臂随着凸轮的旋转而以长度方向的端部的枢轴为支点摆动、 由其摆动側端部将阀杆推下而令阀杆上下运动，由此使阀幵闭的部件。摇臂在长度方向一端側具有截面u字状的阀杆抵接侧端部，构成为，使上述阀杆抵接在其底壁(连结壁)上。进而，在该阀杆抵接侧 端部的连结壁的下表面两側，设有沿着长度方向延伸的一对阀杆导引壁，构成为通过将阀杆配置在该导引壁之间，来防止摇臂相对于阀杆 的水平方向的位置偏移动作。这样的摇臂由于具有复杂的形状并且还需要较高的刚性，所以以 往一般通过锻造或精密铸造(失蜡铸造)制造。但是，近年来，随着内燃机的高速旋转化、高输出化，为了降低 惯性重量，希望实现摇臂的轻量化，提出了许多通过沖压加工来制造 摇臂的技术。在通过沖压加工制造摇臂的情况下，作为其阀杆抵接側端部的加 工方法，例如如下述专利文献1所示，7>知有对通过沖压加工而成形为截面u字状的阀杆4氐接侧端部进行加压成形、将阀杆抵接侧端部的底壁的下表面两側部增厚而形成厚壁部之后、进行加压成形而将厚壁 部形成为突出状、形成阀杆导引壁的方法。专利文献l:特开2001-198641号(权利要求书，图4~图12) 在上述专利文献1所示的以往的摇臂的制造方法中，通过加压成形来进4于阀杆4氏接側端部的增厚加工、厚壁部的成形加工等的构成金属材料的塑性流动(壁材料的流动)。但是，在这样的塑性流动加工中，难以精确地控制壁材料的流动方向及流动量，有不能稳定地形成阀杆导引壁的问题。 发明内容本发明的目的是消除上述现有技术的问题、提供一种能够稳定地 形成阀杆导引壁的摇臂的制造方法。为了达到上述目的，本发明以以下的结构为主旨。[l]一种摇臂的制造方法，其特征在于，包括得到中间制品的工序，该中间制品具有在既定方向上延伸而并列 配置的两側壁、和连结该两側壁的长度方向的一端侧的下端之间的一 端侧连结壁；切入工序，从外侧将切入冲头打入到上述中间制品的一端侧的两 側壁、在两侧壁的外表面部形成沿长度方向延伸的切入部；第1压入工序，从外側向上述两侧壁的外表面部打入第1压入冲 头、使两側壁外表面部的比切入部靠下側区域向下方塑性流动、在上 述 一 端侧连结壁的两侧以下方突出状形成竖起壁；第2压入工序，从外侧向上述一端侧连结壁的两侧竖起壁打入第2 压入冲头而进行成形、从而形成阀杆导引壁。[2]如技术方案1所述的摇臂的制造方法，上述切入沖头的打入面 形成为随着朝向下方而相对于打入方向后退的朝下倾斜面。[3]如技术方案1或2所述的摇臂的制造方法，上述第l压入冲头的打入面形成为正交于打入方向的垂直面。[4]如技术方案1~3中任一项所述的摇臂的制造方法，上述第2 压入冲头的打入面形成为随着朝向下方而相对于打入方向伸出的朝上 倾斜面。[5]如技术方案1-4中任一项所述的摇臂的制造方法，上述切入 部的端部不到达上述两侧壁的长度方向端部，在上述两侧壁的长度方 向端部上设有没有形成切入部的部分。根据技术方案[l]的摇臂的制造方法，当在一端侧连结壁上形成导 引壁时，在两侧壁的外表面部上形成切入部后，通过用压入沖头将比 该切入部靠下侧的区域压入而4吏其向下侧塑性流动，形成导引壁，所以能够防止^皮压入的两侧壁外表面部向上侧流动那才羊的不良状况，能 够令其正确地向下侧流动。这样能够可靠地控制壁材料的移动，能够可靠地、稳定地形成希望的阀杆导引壁。进而，由于通过第1及第2压入工序的两次压入工序将两側壁的 外表面部压入而使其逐渐塑性流动，所以与1次较大地令其塑性流动 的情况相比较，能够更可靠地控制塑性流动，能够形成为更高精度的 阀杆导引壁。根据技术方案[2]的摇臂的制造方法，能够可靠地形成希望形状的 切入部，在后面的压入工序中能够顺畅地进行壁材料的流动。根据技术方案[3]的摇臂的制造方法，能够更顺畅地进行壁材料的 流动。根据技术方案[4]的摇臂的制造方法，能够更顺畅地进行壁材料的 流动。根据技术方案[5]的摇臂的制造方法，通过压入沖头的打入，在将 比切入部靠下侧的区域压入时，能够可靠地防止其下側区域朝向两側 壁的长度方向塑性流动，能够更可靠地控制壁材料的移动。


图1 (a) ~图1 (c)是表示在作为本发明的实施方式的摇臂的制 造方法中各加工阶段中的加工制品的立体图。该图1 (a)是表示平板 状毛坯制品的立体图，该图1 (b)是表示带孔平板状毛坯制品的立体 图，该图1 (c)是表示带孔弯折制品的立体图。图2 (a) ~图2 (c)是表示在实施方式的制法中导引壁形成时的 各加工阶段中的阀杆抵接侧端部的立体图。该图2(a)是在切入工序 刚刚结束后的状态下表示的立体图，该图2 (b)是在第1压入工序刚 刚结束后的状态下表示的立体图，该图2 (c)是在第2压入工序刚刚 结束后的状态下表示的立体3是表示在实施方式的制法中弯折制品的阀杆抵接側端部的剖 视图。图4 (a) ~图4 (c)是表示在实施方式的制法中导引壁形成时的 各加工阶段中的阀杆抵接側端部的剖^见图。该图4(a)是在切入工序 刚刚结束后的状态下表示的剖视图，该图4 (b)是在第1压入工序刚 刚结束后的状态下表示的剖视图，该图4 (c)是在第2压入工序刚刚 结束后的状态下表示的剖-f见5是将在实施方式的制法中在切入工序中采用的切入冲头放大 表示的剖^L图。
图6是将在实施方式的制法中在第2压入工序中采用的第2压入 沖头放大表示的剖视图。 标号说明 10摇臂
13弯折制品(中间制 品)
20两,'j壁
30 —端侧连结壁
31切入部
32竖起壁
35阀杆导引壁
60切入冲头
61打入面
70第1压入冲头
80第2压入沖头
81打入面
具体实施例方式
以下，基于附图详细地说明作为本发明的实施方式的摇臂的制造 方法。
如图1及图2所示，在本实施方式中制造的摇臂IO具备在其长度 方向上延伸而并列地配置的一对两側壁20、将两侧壁20的长度方向一 端侧(阀杆抵接側)的下端间连结的一端侧连结壁30、和将两側壁20 的另一端側下端间连结并且具有枢轴卡合凹部41的另一端侧连结壁 40。进而，在两侧壁20的中间部，形成有轴固定孔25。此外，在一端 侧连结壁30的下表面侧的两侧部上，沿着长度方向形成有平行的一对 阀杆导引壁35， 一端侧连结壁30的下表面的两导引壁35间构成为具 有既定的曲率的阀杆4氐接支撑用的阀杆4氐接面3 0 a 。
为了制造上述结构的摇臂10,首先如图l (a)所示，对作为原板 的钢板的既定区域进行冲裁，得到两侧具有以圆弧状突出的形状的平 板状毛坯制品11。接着，如图l(b)所示，对于平板状毛坯制品ll,通过将开孔用 冲头打入，沖裁平板状毛坯制品11的中间区域而形成鼓形状的中央孔 15,并且将两側部的既定区域沖裁而分别形成圆形的轴固定孔25,得 到带孔的平板状毛坯制品12。
进而，通过凸肚成形使平板状毛坯制品11的端部中间区域凹陷， 形成半^求面状的枢轴卡合凹部41。
另外，在冲裁原板的下料加工、中央孔15的开孔加工、轴固定孔 25的开孔加工、枢轴卡合凹部41的凸肚成形加工中，各加工顺序并没 有限定，以怎样的顺序进行都可以。例如也可以将这些加工全部同时 进行，也可以同时进行两个以上的加工，也可以将各加工依次进行。
接着，如图l(c)所示，对带孔平板状毛坯制品12实施U字状(倒 U字状)弯曲加工，得到带孔弯折制品13。
另外，在图1 (c)中，为了使发明的理解变得容易，在使制品相 对于实际使用状态上下反转的状态下进行表示(在以下的图2中也相 同)。
该弯折制品13如图1 (c)及图3所示，具备两侧壁20、连结两側 壁20的一端部下端间的一端側连结壁30、和将两侧壁20的另一端部 下端间连结并具有枢轴卡合凹部41的另一端侧连结壁40。
接着，对于上述弯折制品13的一端侧端部(阀杆抵接側端部)， 进4亍切入加工及压入加工。
用来进行该切入加工及压入加工的装置如图4所示，具备从上下 夹持而支撑固定弯折制品13的上下一对的模51、 52。
上模51能够以适合状态插入到弯折制品13的一端部的两侧壁20 间，具有约束支撑一端侧连结壁30的内表面以及两侧壁20的内表面 的中间部51a、和约束支撑两侧壁20的上端的两側部51b。下模52构 成为能够约束支撑一端侧连结壁30的下表面侧的除了两侧部以外的中 间区域(阀杆抵接面30a)。并且，在本实施方式中，上模51沿上下 方向移动自如地构成，在将上下两模51、 52打开的状态下将弯折制品 13设置在下模52上后，通过使上模51下降，通过上下两模51、 52夹 入而支撑固定弯4斤制品13。
另外，下模52的宽度对应于阀杆抵接面30a的宽度尺寸而形成， 在后述的沖头打入时，通过用下模52约束导引壁35的内侧面，能够高精度地形成导引壁35间的尺寸。
在本实施方式中，在通过上下模51、 52从上下夹入并支撑固定弯 折制品13的状态下，将楔状(变形V字状)的切入沖头60沿着正交 于两侧壁外表面的方向打入，在两侧壁20的外表面部上形成切入部31。
这里，切入沖头60,其打入面61形成为随着朝向下方而相对于打 入方向后退的朝下倾斜面，上端形成为最向前方突出的打入前端部62。
在本实施方式中，切入沖头60的打入面61相对于水平面(打入 方向)的倾斜角度ei可以设定为40° -80° ，优选地设定为50° ~ 70° ，更优选地设定为55° ~65。。
通过将该倾斜角度ei设定在上述的既定范围内，通过切入沖头 60的打入，能够可靠地形成良好的形状的切入部31。即，在倾斜角度 6 1过小的情况下，由于打入前端部62变得尖锐而打入时的负荷集中， 所以冲头60变得容易损坏而不能长期使用，有可能导致耐久性的降低 (短寿命化)。反之，在倾斜角度ei过大的情况下，能量损失变大， 并且不能可靠地形成希望形状的切入部31,有可能发生有害的变形。
通过该切入冲头60的打入，在两侧壁20的外表面部上形成沿长 度方向延伸的切入部31。此时，在由冲头60形成切口的同时，两側壁 20的外表面部的比切入位置靠下側的区域沿着朝下倾斜的打入面61被 向下方推压，形成为对应于沖头60的打入前端部62的形状的切入部 31
另外，切入冲头60如图5的^f艮想线所示，也可以在比打入前端部 62靠上侧形成倾斜推压面63。在此情况下，可以将打入前端部62形 成为钝角，能够分散打入时的负荷，所以能够提高耐久性，但是，在 将切入冲头60打入时，两侧壁20的外表面部的比切入部31靠上侧的 区域被沖头60的上側倾斜面63向上方推压，有可能发生有害的变形。
因而，在本实施方式中，优选地将切入冲头60的上表面形成为平 坦的水平面、在比打入前端部62靠上侧不形成倾斜推压面63。
此外，切入部31形成在一端側端部的长度方向的中间部，在一端 侧端部的两侧壁20的前后i殳有没有形成切入部31的部分31a。换言之， 在设长度方向为前后方向时，切入部31的前端部配置在比两侧壁20 的前端部靠后方，并且切入部31的后端部配置在比两侧壁20的后端 部靠前方。另外，在本发明中，也可以遍及阀杆4氐接側端部的两側壁20的长 度方向整个区域而形成切入部31, j旦如本实施方式那样，优选地在切 入部31的长度方向前后设置没有形成切入部的部分31a。
此外，在本实施方式中，切入部31的切入深度没有特别限定，但 优选地设定为相对于两侧壁20的厚度为1/3-2/3。即，在此情况下， 能够顺畅地进行后述的塑性流动，能够可靠地形成希望的阀杆导引壁 35。
进而，在本实施方式中，也能够以切入部31的内表面中的水平面 配置在比一端侧连结壁30的内表面位置(上表面位置)稍稍靠上方的 方式设定切入部31的上下方向位置。
如图2 (b)及图4 (b)所示，在形成切入部31后，从外侧向弯 折制品13的两側壁20打入第1压入沖头70。
这里，第1压入沖头70的打入面71形成为正交于打入方向而平行 于两侧壁20的外表面的垂直面，该打入面71 :陂打入到弯折制品13的 两側壁20的比外表面部的切入部31靠下側区域。由此，外表面部的 下侧区^i塑性流动以迂回到下側，在一端侧连结壁30的下表面側的两 側部上沿着长度方向形成竖起壁32。
另外，第1压入冲头70的打入面71并不一定需要形成为垂直面， 也可以朝上或朝下稍稍倾斜。
此外，在第1压入沖头70的打入时，通过由下模52约束两竖起壁 3 2的内側面，能够可靠地防止发生竖起壁3 2朝向内侧变形那样的不良 状况，能够确保较高的尺寸精度。
在形成竖起壁32后，如图2 (c)及图4 (c)所示，从外侧向弯折 制品13的两侧壁20打入第2压入沖头(精加工冲头80)。由此，两 侧壁20的外表面部的从切入位置到竖起壁32的上端位置的区域向下 方塑性流动，在连结壁30的下表面两側沿着长度方向形成具有充分的 高度的阀杆导引壁35。
这里，第2压入沖头80的打入面81以随着朝向下方而相对于打入 方向伸出的方式形成为稍稍朝上的倾斜面。
如图6所示，在本实施方式中，第2压入沖头80的打入面81相对 于水平面(打入方向)的倾斜角度62可以设定为93° ~115° ,更优 选地设定为95° ~ 105° 。即，通过将该倾斜角度6 2设定在上述既定范围内，通过第2压入 沖头80的打入，能够可靠地形成希望的导引壁35。
另外，在第2压入冲头80的打入时，与上述同样，通过由下模52 约束导引壁35的内侧面，能够可靠地防止导引壁35朝向内侧变形那 样的不良状况发生，能够维持较高的尺寸精度。
以上，在根据本实施方式的摇臂的制造方法在一端側连结壁30上 形成导引壁35时，在两侧壁20的外表面部上形成切入部31后，用压 入沖头70压入比该切入部31靠下侧的区域而令其向下侧塑性流动， 从而形成导引壁35,所以使;故压入的两侧壁外表面部正确地向下側流 动，由此能够可靠且稳定地形成导引壁35。
另外，作为参考，如上述专利文献l (特开2001-198641号)那样， 在通过对应于摇臂的阀杆侧端部的外周形状的模具加压形成阀杆侧端 部的情况下，两侧壁的壁材料会非本意地也向上侧塑性流动，有可能 发生有害的变形。相对于此，在本实施方式中，如已经叙述那样能够 可靠地防止使阀杆側端部的壁材料向上侧流动那样的不良状况，能够 可靠地控制壁材料的移动以使其正确地向下侧流动。
此外，在本实施方式中，由于由第1及第2压入工序进行的两次 压入加工将两侧壁20的外表面部压入而逐渐使其塑性流动，所以与通 过1次的打入而较大地令其塑性流动的情况相比较能够更可靠地控制 塑性流动，能够可靠地形成更高精度的阀杆导引壁35。
此外，在本实施方式中，由于构成为切入部31的前端部不会到达 两侧壁20的前端面，即在两侧壁20的前端部上设有没有形成切入部 31的部分31a,所以在通过压入工序将比切入部31靠下側的区域压入 时，能够可靠地防止其下侧区域向两側壁20的前方塑性流动，能够更 可靠地控制壁材料的移动，能够更稳定地形成导引壁3 5 。
另外，在本发明中，第l压入工序中的第l压入沖头70的打入次 数、第2压入工序中的第2压入冲头80的打入次数并不限于1次，也 可以设定为多次， 一点点地进行塑性流动。进而，切入冲头60的打入 次数也并不限于l次，也可以i殳定为多次而逐渐形成切入部31。总之， 将切入沖头及推压沖头至少打入1次以上的方法包含在本发明中。
实施例
基于上述实施方式的摇臂的制法，制作出带底孔的弯折制品13。该弯折制品13的侧壁板厚(壁厚)是3.2mm。接着，对该弯折制品13利用与上述实施方式同样的导引壁形成用 沖压加工装置用切入冲头60在阀杆抵接侧的两側壁20上形成切入部 31。在该切入工序中，作为切入冲头6(H吏用打入面的倾斜角度6 1为 60°的切入沖头。此外，切入深度相对于弯折制品13的板厚i殳定为1/2、即1.6mm。 进而，切入位置"i殳定为切入部31的内表面中的水平面配置在比一端側 连结壁30的内表面位置(上表面位置)稍稍靠上方。在进行了切入工序后，进行第1压入沖头70的第1压入工序。此 时，作为第1压入沖头70使用打入面被精加工为正交于打入方向的面 (垂直面)的压入沖头。并且，通过该第1压入工序，使两侧壁外表 面部的切入部31的下侧的区i^向下方塑性流动，形成竖起壁32。接着，进行第2压入沖头80的第2压入工序。此时，作为第2压 入沖头80，使用打入面的倾斜角度6 2为95° -105°的压入沖头。并 且，通过该第2压入工序，使两側壁外表面部的从切入部31到竖起壁 32的区域进一步向下方塑性流动，形成阀杆导引壁35。在该制造方法中，能够稳定地形成希望的阀杆导引壁35,能够得 到高品质的摇臂10。本申请主张在2005年8月22日提出的日本特愿2005-239808号的 优先权，其公开内容原样构成本申请的一部分。这里使用的用语及说明是为了说明有关本发明的实施方式而使用 的，本发明并不限于此。本发明只要是在权利要求书的范围内，只要 不脱离其主旨，任何的设计变更都容许。工业实用性开闭的摇臂的制造方法。 权利要求
1、一种摇臂的制造方法，其特征在于，包括得到中间制品的工序，该中间制品具有在既定方向上延伸而并列配置的两侧壁、和连结该两侧壁的长度方向的一端侧的下端之间的一端侧连结壁；切入工序，从外侧将切入冲头打入到上述中间制品的一端侧的两侧壁、在两侧壁的外表面部上形成沿长度方向延伸的切入部；第1压入工序，从外侧向上述两侧壁的外表面部打入第1压入冲头、使两侧壁外表面部的比切入部靠下侧区域向下方塑性流动、在上述一端侧连结壁的两侧以下方突出状形成竖起壁；第2压入工序，从外侧向上述一端侧连结壁的两侧竖起壁打入第2压入冲头而进行成形、从而形成阀杆导引壁。
2、 如权利要求1所述的摇臂的制造方法，其特征在于，上述切入 沖头的打入面形成为随着朝向下方而相对于打入方向后退的朝下倾斜 面。
3、 如权利要求1或2所述的摇臂的制造方法，其特征在于，上述 第1压入冲头的打入面形成为正交于打入方向的垂直面。
4、 如权利要求1~3中任一项所述的摇臂的制造方法，其特征在 于，上述第2压入冲头的打入面形成为随着朝向下方而相对于打入方 向伸出的朝上倾斜面。
5、 如权利要求1-4中任一项所述的摇臂的制造方法，其特征在 于，上述切入部的端部不到达上述两侧壁的长度方向端部，在上述两 侧壁的长度方向端部上设有没有形成切入部的部分。
全文摘要
本发明提供一种能够稳定地形成阀杆导引壁(35)的摇臂的制造方法。在本发明的制法中，得到具有在既定方向上延伸的两侧壁(20)、和连结该两侧壁(20)的长度方向的一端侧的端部之间的端部连结壁(30)的中间制品(13)。接着，从外侧向两侧壁(20)的外表面部打入第1压入冲头(70)、使两侧壁外表面部的比切入部(31)靠下侧区域向下方塑性流动，在一端侧连结壁(30)的两侧以下方突出状形成竖起壁(32)。然后，通过从外侧向一端侧连结壁(30)的两侧竖起壁(32)打入第2压入冲头(80)而进行成形，形成阀杆导引壁(35)。
文档编号B21J5/02GK101247905SQ200680030810
公开日2008年8月20日 申请日期2006年8月1日 优先权日2005年8月22日
发明者川竹义雄 申请人:中西金属工业株式会社;欧德克斯有限公司