專利名稱：具有板金制搖臂的凸輪隨動件的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及對具有通過對金屬板進行沖壓加工制造的板金制搖臂的凸輪隨動件的改良。
背景技術(shù)：
在往復式發(fā)動機(往復活塞式發(fā)動機)中，除一部分的2循環(huán)發(fā)動機外，都設置有與曲軸的旋轉(zhuǎn)同步開閉的進氣閥以及排氣閥。搖臂被組裝入發(fā)動機的氣門機構(gòu)，使用用于將凸輪軸的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為閥體(進氣閥以及排氣閥)的往復運動的凸輪隨動件。在這樣的往復式發(fā)動機中，通過搖臂，將與上述曲軸的旋轉(zhuǎn)同步的(在4循環(huán)發(fā)動機的情況下，以1/2的旋轉(zhuǎn)速度)旋轉(zhuǎn)的凸輪軸的運動，傳遞到上述進氣閥以及排氣閥，使這些進氣閥以及排氣閥的閥體在軸向相互往復運動。
對這樣的組裝入發(fā)動機的氣門機構(gòu)的搖臂，為了一面確保強度，一面謀求輕量化，考慮、實施通過對鋼板等的金屬板進行沖壓加工而制造。對于具有在這樣的情況下所考慮的板金制的搖臂的凸輪隨動件，圖4-7公開了在美國專利第5048475號說明書中所記載的凸輪隨動件。該凸輪隨動件由板金制的搖臂1和輥2及樞軸3構(gòu)成，通過樞軸3，相對于板金制的搖臂1，可自由旋轉(zhuǎn)地支撐輥2。
如圖7所示，凸輪隨動件相關聯(lián)地設置凸輪軸的凸輪9、構(gòu)成間隙調(diào)節(jié)器，作為上述板金制搖臂1的搖動中心的柱塞8，以及進氣閥或排氣閥的閥體7。凸輪隨動件的板金制搖臂1，是對有例如2-4mm左右厚度的鋼板等的金屬板，進行塑性加工而成，具有1對側(cè)壁部4和連接這些兩側(cè)壁部4之間的第一、第二連接部5、6，該塑性加工為用于除去不要部分的沖壓加工，以及用于獲得所需形狀的擠壓加工等。如圖7所示，第一連接部5作為按壓部而發(fā)揮功能，該按壓部用于使閥體7的基端面碰到第1連接部5，使該閥體7位移，第二連接部6作為支點部而發(fā)揮功能，該支點部用于碰撞柱塞8的前端面。因此，在圖示的例中，如圖6的下面所示，在上述第二連接部6的單面上，形成球狀凹部。另外，與圖示的例不同的下述構(gòu)造，以往也已被公知，即，在相當于第二連接部的部分上，設置螺紋孔，將在端部具有球面部的調(diào)節(jié)器螺絲螺合固定在上述螺紋孔部分上。
另一方面，在由上述兩連接部5、6和上述一對側(cè)壁部4所包圍的空間內(nèi)，配置上述輥2，該輥2通過上述樞軸3可自由旋轉(zhuǎn)地支撐。為了用樞軸3將該輥2支撐在該一對側(cè)壁部4上，上述樞軸3的兩端部內(nèi)嵌在通孔中，該通孔在上述1對側(cè)壁部4的相互整合位置上形成。再有，將該樞軸3的兩端面的外周緣部，向這些各通孔的周緣部鉚接擴展(參照圖10)。通過該構(gòu)成，以架設在這些兩側(cè)壁部4之間的狀態(tài)，將該樞軸3的兩端部固定在上述1對側(cè)壁部4上。這樣，上述輥2直接或通過徑向滾柱軸承，可自由旋轉(zhuǎn)地支撐在上述樞軸3的中間部周圍，該上述樞軸3架設在這些兩側(cè)壁部4之間。
在組裝在發(fā)動機的狀態(tài)下，如圖7所示，使上述閥體7的基端部碰到上述第一連接部5的單面(圖7的下面)，使上述柱塞8的前端面碰到設置在上述第二連接部6的單面上的球狀凹部，同時，使固定設置在凸輪軸的中間部上的凸輪9的外周面與上述輥2的外周面接觸。在發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，伴隨著該凸輪9的旋轉(zhuǎn)，上述板金制搖臂1以上述柱塞8的前端面和上述球狀凹部的接觸部為中心(支點)搖動位移，通過上述第一連接部5的按壓力和回位彈簧10的彈力，使上述閥體7在軸向往復移動。另外，省略了圖示，在特公平6-81892號公報等中，也記載了有同樣構(gòu)造的具有板金制搖臂的凸輪隨動件。
對金屬板進行塑性加工而成的板金制搖臂1，由于在塑性加工的過程中，該金屬板的厚度發(fā)生變化，所以若不對各部的形狀以及構(gòu)造下工夫，則存在不能確保充分的耐久性的可能。就這一點，在上述圖4-7的基礎上，加入圖8-10進行說明。
在對如圖4-7所示那樣的板金制搖臂1，通過對鋼板等的金屬板進行擠壓加工而制造的情況下，在上述1對側(cè)壁部4的寬度方向(圖6、7的上下方向)兩端部中，上述第一、第二連接部5、6側(cè)(圖6、7的上側(cè))的端部與相反側(cè)(圖6、7的下側(cè))的端部相比，相對于面方向的延伸量要多，在圖6、7中，越往上方向，側(cè)壁部4的厚度越薄。因此，相對于上述兩側(cè)壁部4的寬度方向的截面形狀如圖8、10所示為楔狀，該楔狀向越從上述各連接部5、6遠離越厚的方向傾斜。另一方面，上述兩側(cè)壁部4的內(nèi)側(cè)面之間，必需相互平行。其原因在于為了防止這些兩側(cè)壁部4的內(nèi)側(cè)面與配置在這些兩側(cè)壁部4之間的輥2單面碰撞，使該輥2的旋轉(zhuǎn)可以平順地進行。
這樣，在相互平行地配置分別具有楔狀的截面形狀的上述兩側(cè)壁部4的內(nèi)側(cè)面的情況下，這些兩側(cè)壁部4的外側(cè)面，也可以如圖8、10所示那樣為相互不平行。具體地說，這些兩側(cè)壁部4的外側(cè)面之間的間隔，越從上述兩連接部5、6遠離(越向圖8、10的下方)，越逐漸增大。象這樣，對于兩側(cè)壁部4的外側(cè)面之間的間隔逐漸變化，在這些兩側(cè)壁部4的寬度方向中央部上，形成用于固定上述樞軸3的兩端部的通孔11的部分也是相同的。例如，本發(fā)明者所進行的實驗以及測定的結(jié)果是，上述兩側(cè)臂部4的厚度在上述兩連接部L 6側(cè)的端緣(圖8、10的上端緣)大約為1mm，在相反側(cè)的端緣(圖8的下端緣)約為3mm。在該情況下，上述各通孔11的周緣部的厚度，在上述兩連接部5，6側(cè)為2.3mm，在相反側(cè)為2.9mm。該厚度的差別，直接作為上述兩側(cè)壁部4的外側(cè)面之間的不平行度。
如上所述，將樞軸3的兩端面的外周緣部鉚接擴展，相對于在上述各通孔11的開口周緣部上形成的倒角部12進行固定。但是，上述兩側(cè)壁部4的外側(cè)面之間，在不平行的狀態(tài)下，不能相對于倒角部12、遍及全周均等地鉚接固定上述樞軸3的兩端部。即，因為上述樞軸3的兩端面在相對于該樞軸3的軸心的直角方向存在，所以相對于該兩端面和上述倒角部12的軸向的位置關系，與相對于圓周方向有所不同。為了確保足夠的鉚接強度，需要使相對于上述兩端面和上述倒角部12的軸向的位置關系適當，在上述兩側(cè)壁部4的外側(cè)面之間為不平行的范圍內(nèi)，不能遍及全周，使上述位置關系恰當。另外，使上述樞軸3的軸向兩端面對合上述外側(cè)面，成為不平行，這一點在考慮批量生產(chǎn)的情況下，是無法實現(xiàn)的。
因此，以往，如圖8所示，在上述兩連接部5、6的相反側(cè)(圖8的下側(cè))，在上述各通孔11的周緣部上形成的倒角部12，和在上述樞軸3的兩端面之間，相對于軸向的位置關系恰當。這樣，如圖9的虛線α所示，將鉚接夾具(打孔機)推壓到上述樞軸3的兩端面的中間部至與上述兩連接部5、6的相反側(cè)部分，將這些中間部至相反側(cè)部分的周緣部向徑向外方鉚接擴展。因此，上述樞軸3的兩端部的外周面和上述各通孔11的內(nèi)周面如圖10所示，在上述兩連接部5、6側(cè)(圖10的上側(cè))接觸。這樣，在形成鉚接部13側(cè)，即在與這些兩連接部5、6的相反側(cè)(圖10的下側(cè))，在上述樞軸3的兩端部的外周面和上述各通孔11的內(nèi)周面之間，存在間隙14。
如圖10所示，在與第一、第二連接部5、6的相反側(cè)，在樞軸3的兩端部的外周面和各通孔11的內(nèi)周面之間，存在間隙14的狀態(tài)下，在上述樞軸3的兩端部上形成的鉚接部13支承從圖7所示的凸輪9，通過輥2(再有就是徑向滾柱軸承)，施加到上述樞軸3上的負載。即，在發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，負載從圖10的上方向下方(與回位彈簧10的彈力相抵)施加到該樞軸3上。在該負載的作用方向，因為在上述樞軸3的兩端部的外周面和上述各通孔11的內(nèi)周面之間存在間隙14，所以上述負載不會從上述樞軸3的兩端部的外周面直接傳遞到上述各通孔11的內(nèi)周面，上述鉚接部13支承上述負載。
但是，該鉚接部13和倒角部12的接觸面積小，而且其中的鉚接部13由于是使原來的上述樞軸3的兩端部塑性變形的部分，所以容易塑性變形。因此，伴隨著跨越長時期的使用，上述鉚接部13會向徑向內(nèi)方塑性變形，存在該鉚接部13和上述倒角部12的接觸壓力降低的可能性。在象這樣接觸壓力降低的狀態(tài)下，上述樞軸3以及支撐在該樞軸3的中間部的周圍的上述輥2相對于板金制搖臂1產(chǎn)生松曠，在發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，由于產(chǎn)生的振動以及噪音較大，所以不是很好。
本發(fā)明的凸輪隨動件，是能夠解決這樣問題的發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的凸輪隨動件是由板金制搖臂、樞軸和輥構(gòu)成的。
板金制搖臂是通過對鋼板等的金屬板進行塑性加工而制造的，具有1對側(cè)壁部和連接這些兩側(cè)壁部之間的連接部。
另外，上述樞軸通過將其兩端面的外周緣部向1對通孔的內(nèi)周面鉚接擴展，該1對通孔在這些兩側(cè)壁部的相互整合位置上形成，以架設在上述1對側(cè)壁部之間的狀態(tài)被固定。
另外，上述輥是直接或是通過徑向滾柱軸承等的轉(zhuǎn)動軸承、或滑動軸承，可自由旋轉(zhuǎn)地支撐在上述樞軸的中間部周圍。
另外，上述板金制搖臂的側(cè)壁部的厚度相對于寬度方向逐漸變化，為接近上述連接部的一側(cè)薄，遠離該連接部的一側(cè)厚的狀態(tài)。
另外，上述1對側(cè)壁部的外側(cè)面之間的間隔越遠離上述連接部越大。
這樣，在使用狀態(tài)下，負載從上述連接部側(cè)施加到上述樞軸。
特別是，在具有本發(fā)明的板金制搖臂的凸輪隨動件中，上述樞軸的軸向兩端面的外周緣部，鉚接安裝在上述通孔的周緣部中的靠近上述連接部側(cè)的半部上。這樣，上述樞軸的兩端部的外周面和上述各通孔的內(nèi)周面在遠離上述連接部側(cè)的部分相互接觸。
另外，希望對在上述樞軸的中間部，位于輥的內(nèi)徑側(cè)的部分進行淬火硬化，同時不對在上述樞軸的兩端部應鉚接擴展的部分進行淬火硬化，使之保持原樣。
更好的是，對在上述各通孔的兩端中的開口之中的兩側(cè)壁部的外側(cè)面?zhèn)鹊拈_口的周緣部進行倒角處理，使在上述樞軸的軸向兩端面的外周緣部上形成的鉚接部的外周面與該倒角部分接觸。
在有上述那樣構(gòu)成的具有板金制搖臂的凸輪隨動件的情況下，在支承負載側(cè)，即在負載支承部分中，樞軸的兩端部的外周面與各通孔的內(nèi)周面大面積地接觸。另外，在該負載支承部分，與這些各通孔的內(nèi)周面接觸的上述樞軸的兩端部的外周面部分，由于不是象鉚接部那樣塑性變形的部分，所以即使在受到較大面壓力的情況下，也難以塑性變形。因此，即使跨越長時期使用，在上述樞軸的兩端部的支撐部上，也難以產(chǎn)生相對于構(gòu)成板金制搖臂的各側(cè)壁部的松曠。


圖1是將本發(fā)明的實施方式的1例在鉚接樞軸的兩端部以前的狀態(tài)下，夸張地表示各側(cè)壁部的厚度以及樞軸的兩端部的外周面和通孔的內(nèi)周面之間的間隙，是相當于圖6的I-I剖面的圖。
圖2是表示為了鉚接樞軸的兩端部，而推壓鉚接夾具的位置，是圖1的II向視圖。
圖3表示對樞軸的兩端部進行鉚接后的狀態(tài)，是與圖1同樣的圖。
圖4是表示具有以往就被公知的板金制搖臂的凸輪隨動件的1例的立體圖。
圖5是從圖4的上方看到的圖。
圖6是圖5的VI-VI剖視圖。
圖7是表示組裝到發(fā)動機的狀態(tài)的剖視圖。
圖8表示以往的構(gòu)造，是與圖1相同的圖。
圖9是表示為了鉚接樞軸的兩端部，而推壓鉚接夾具的位置，是圖8的IX向視圖。
圖10表示對樞軸的兩端部進行鉚接后的狀態(tài)，是與圖1同樣的圖。
具體實施例方式
圖1-3表示本發(fā)明的實施方式的1例。另外，本發(fā)明的特征在于，相對于具有楔狀的剖面形狀、外側(cè)面之間相互不平行的1對側(cè)壁部4支撐樞軸3的兩端部部分的構(gòu)造。關于具有板金制搖臂的凸輪隨動件整體的構(gòu)造以及作用，因為是與包括有上述美國專利第5048475號說明書，特公平6-81892號公報的、以往已被公知的構(gòu)造相同，所以省略或簡化附圖以及說明，下面，以本發(fā)明的特征部分為中心，進行說明。另外，通過全部附圖，對相同的部件賦予相同的參照數(shù)字。
本實施例的凸輪隨動件與以往的凸輪隨動件一樣，是由板金制搖臂1和輥2以及樞軸3構(gòu)成的。
板金制搖臂1是通過對鋼板等的金屬板進行作為塑性加工的擠壓加工而制造的，具有1對側(cè)壁部4和連接這些兩側(cè)壁部4之間的連接部(例如，圖4-7所示那樣的第一、第二連接部5、6)。在上述兩側(cè)壁部4的中間部相互整合的部分，形成1對通孔11。樞軸3的兩端部內(nèi)嵌支撐在這些兩通孔11上，該樞軸3架設在上述兩側(cè)壁部4之間。在該樞軸3的中間部的外周面上，遍及全周，形成通過高頻淬火而成的淬火層15。在圖示的例中，使該淬火層15的軸向長度稍長于上述兩側(cè)壁部4的內(nèi)側(cè)面之間的間隔。因此，上述淬火層15的兩端部進入到上述兩通孔11內(nèi)。這樣的樞軸3的中間部的外周面，作為用于支撐輥2(參照圖4-7)的徑向滾柱軸承的內(nèi)輪軌道而發(fā)揮功能。但是，上述樞軸3的兩端部沒有經(jīng)過淬火，而是保持原狀，成為可以容易加工成用于相對于上述各通孔11，固定該兩端部的鉚接部13a。
另外，相對于上述兩側(cè)壁部4的寬度方向(圖1、3的上下方向)的截面形狀是楔狀，這些兩側(cè)壁部4的厚度相對于寬度方向逐漸變化，成為在接近上述連接部側(cè)(圖1、3的上側(cè))薄，在遠離該連接部側(cè)(圖1、3的下側(cè))厚的狀態(tài)。這樣，上述兩側(cè)壁部4的內(nèi)側(cè)面16之間，至少相對于寬度方向相互平行。與此相伴，上述兩側(cè)壁部4的外側(cè)面17之間的間隔越遠離上述連接部越增大。這樣，在使用狀態(tài)下，從上述連接部側(cè)，即從圖1、3的上向下，將負載施加到上述樞軸3。
特別是，在本發(fā)明的凸輪隨動件中，上述樞軸3的軸向兩端面的外周緣部，鉚接安裝在上述各通孔11的周緣部之中的靠近上述連接部側(cè)的半部(圖1-3的上半部)。因此，如圖2中虛線β所示，在上述樞軸3的兩端面的周方向的一部分中，將鉚接夾具推壓到從中間部直至靠近上述連接部側(cè)的部分，形成上述鉚接部13a。這樣，伴隨著該鉚接安裝，使上述樞軸3的兩端部的外周面和上述各通孔11的內(nèi)周面在遠離上述連接部側(cè)(圖1-3的下側(cè))相互接觸。因此，在圖示的例中，在上述各通孔11的兩端的開口中的兩側(cè)壁部4的外側(cè)面17側(cè)的開口的周緣部上進行倒角12處理，使在上述樞軸3的軸向兩端面的外周緣部上形成的鉚接部13a的外周面與該倒角部分12接觸。這樣，隨著該鉚接部13a的加工，將上述樞軸3的兩端部向遠離上述連接部側(cè)強力推壓，使該樞軸3的兩端部的外周面和上述各通孔11的內(nèi)周面，在遠離上述連接部側(cè)(圖1-3的下側(cè))相互強力接觸。
另外，從圖1、3即可明確，在本發(fā)明的情況下，在應使上述鉚接部13a相接的部分中的上述兩側(cè)壁部4的外側(cè)面17之間的間隔，與上述圖8-10所示的以往的構(gòu)造中，在應使鉚接部13相接的部分中的外側(cè)面之間的間隔相比要小。與此相伴，構(gòu)成本發(fā)明的凸輪隨動件的樞軸3的軸向長度與構(gòu)成上述以往構(gòu)造的樞軸3的軸向長度相比稍短。
在有上述那樣構(gòu)成的具有板金制搖臂的凸輪隨動件的情況下，在支承負載側(cè)，即在負載支承部分中，上述樞軸3的兩端部的外周面與上述各通孔11的內(nèi)周面大面積接觸。另外，因為在該負載支承部分中，與這些各通孔11的內(nèi)周面接觸的上述樞軸3的兩端部的外周面部分，不是象上述鉚接部13a那樣發(fā)生塑性變形的部分，所以即使在施加較大面壓力的情況下，也難以塑性變形。特別是在圖示的例中，與上述各通孔11的內(nèi)周面接觸的上述樞軸3的兩端部的外周面中的一部分上，存在上述淬火層15。該淬火層15很硬，變形極難。因此，即使跨越長時期使用，在上述樞軸3的兩端部的支撐部上，也難以產(chǎn)生相對于構(gòu)成板金制搖臂1的上述兩側(cè)壁部4的松曠。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性本發(fā)明由于是按以上所述的構(gòu)成發(fā)揮作用，所以可謀求輕量且提高以低成本制造的凸輪隨動件的耐久性。
權(quán)利要求
1.一種凸輪隨動件，由搖臂、樞軸以及輥構(gòu)成，(1)搖臂是(1a)通過對板金進行擠壓加工而成，(1b)具有1對側(cè)壁部，以及(1c)連接上述1對側(cè)壁部彼此之間的連接部，(1d)以連接部一側(cè)作為上側(cè)，以反連接部一側(cè)作為下側(cè)，在上述1對側(cè)壁部的厚度為在上側(cè)薄、在下側(cè)厚的狀態(tài)下，相對于寬度方向逐漸變化，(1e)上述1對側(cè)壁部的外側(cè)面彼此之間的間隔越往下側(cè)越大，(1f)在上述1對側(cè)壁部的相互整合的位置上，分別形成通孔，(2)樞軸是(2a)嵌在上述1對通孔中，架設在上述1對側(cè)壁部之間，(2b)上述樞軸的軸向兩端面的外周緣部，相對于上述1對通孔的上側(cè)被鉚接，(3)上述輥可自由旋轉(zhuǎn)地支撐在上述樞軸的中間部周圍。
2.如權(quán)利要求1所述的凸輪隨動件，搖臂是(1)在各通孔的兩端的開口中，對上述1對側(cè)壁部的外側(cè)面?zhèn)鹊拈_口的周緣部施行倒角，(2)上述樞軸的軸向兩端面，位于上述倒角的內(nèi)周圓的最上點的軸向位置和該內(nèi)周圓的最下點的軸向位置之間。
3.如權(quán)利要求1以及2的任一項所述的凸輪隨動件，在樞軸的中間部，朝向輥的內(nèi)徑側(cè)的部分被淬火硬化，同時在上述樞軸的兩端部，應鉚接擴展的部分沒有被淬火硬化，而是保持原樣。
4.如權(quán)利要求2所述的凸輪隨動件，在上述樞軸的軸向兩端面的外周緣部上形成的鉚接部的外周面與上述倒角的部分相接。
全文摘要
1對側(cè)壁部(4)的外側(cè)面(17)彼此之間的間隔，以塑性變形時的伸出量不同為起因而相互不平行。在使用時，負載從上述外側(cè)面(17)之間的間隔的狹小側(cè)向?qū)挻髠?cè)施加到上述樞軸(3)上。在上述樞軸(3)的兩端面的外周緣部上形成的鉚接部(13a)在上述外側(cè)面(17)彼此之間的間隔狹小側(cè)的半部上形成。因此，在支承負載的一側(cè)，上述樞軸(3)的兩端部的外周面和通孔(11)的內(nèi)周面相互接觸。因此，在該接觸面，可以充分地支承該負載，無論是否跨越長時期使用，都可防止在樞軸(3)的兩端的支撐部上產(chǎn)生相對于1對側(cè)壁部(4)的松曠。
文檔編號F01L1/18GK1589364SQ02823210
公開日2005年3月2日 申請日期2002年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月21日
發(fā)明者清水屋雅由 申請人:日本精工株式會社