凸輪軸以及凸輪軸的制造方法

專利名稱：凸輪軸以及凸輪軸的制造方法
技術領域：
本發明涉及一種凸輪軸以及凸輪軸的制造方法。
背景技術：
以往，作為對發動機的吸氣閥以及排氣閥進行開閉控制的凸輪軸，分別單獨制造 軸部和凸輪部進行組裝的組裝型凸輪軸(例如，參照專利文獻1)和一體成形軸部和凸輪部 的一體型凸輪軸(例如，參照專利文獻2)已被公知。組裝型凸輪軸由擠壓材料成形軸部以 及凸輪部，通過將此擠壓材料切斷成規定的長度，能夠由相同的擠壓材料效率良好地形成 多個軸部以及凸輪部，而一體型凸輪軸由于軸部和凸輪部一體成形，所以，能夠削減零件數 量，同時，能夠降低組裝工時。[在先技術文獻][專利文獻][專利文獻1]日本實公平6-008243號公報[專利文獻2]日本特開平3-242405號公報

發明內容
發明所要解決的課題但是，在上述專利文獻1記載的組裝型凸輪軸中，因為零件數量以及組裝工時多， 所以，制造效率低，難以降低凸輪軸的制造成本。另外，在上述專利文獻2記載的一體型凸 輪軸中，雖然是通過以鑄鋼的方式進行鑄造來成形空心凸輪軸，但是，因為形狀復雜，必須 一根根地鑄造，所以，制造效率低，難以降低凸輪軸的制造成本。本發明是鑒于上述課題而作出的發明，其目的在于，提供一種能夠提高凸輪軸的 制造效率，能夠降低凸輪軸的制造成本的凸輪軸以及凸輪軸的制造方法。為了解決課題的手段為了實現上述目的，第一發明是一種凸輪軸，是軸部和凸輪部一體成形的凸輪軸， 其特征在于，上述凸輪軸通過將凸輪軸集合體在切斷預定部切斷分割成多根而形成，該凸 輪軸集合體是將具有相同形狀的多根凸輪軸由設置于上述軸部的上述切斷預定部在軸向 接合而構成的。第二發明是在第一發明的基礎上，其特征在于，上述凸輪軸集合體，在上述凸輪軸 被搭載在發動機上時，配置在相同側的端部彼此被接合，形成上述切斷預定部。第三發明是在第二發明的基礎上，其特征在于，構成上述切斷預定部的上述凸輪 軸的端部是配置水泵的一側。第四發明是在第三發明的基礎上，其特征在于，上述凸輪軸集合體在內部具備在 軸向延伸的空心部，形成在上述切斷預定部的內部的上述空心部的內徑比形成在上述切斷 預定部以外的部位的內部的上述空心部的內徑大。第五發明是一種軸部和凸輪部一體成形的凸輪軸的制造方法，其特征在于，具備成形凸輪軸集合體的成形工序，該凸輪軸集合體是將具有相同形狀的多根凸輪軸由設置于 上述軸部的切斷預定部在軸向接合而構成的；將上述凸輪軸集合體在上述切斷預定部切斷 分割成多根上述凸輪軸的分割工序。發明的效果根據第一發明，因為成形將具有相同形狀的多根凸輪軸由切斷預定部在軸向接合 而構成的凸輪軸集合體，將此凸輪軸集合體在切斷預定部切斷，形成多根凸輪軸，所以，與 一根根制造凸輪軸的情況相比，能夠提高凸輪軸的制造效率，能夠降低凸輪軸的制造成本。 另外，在零件輸送中，由于若以切斷前的凸輪軸集合體的狀態進行輸送，則能夠削減流通零 件數量，所以，能夠降低流通成本。根據第二發明，因為凸輪軸集合體，在凸輪軸被搭載在發動機上時，配置在相同 側的端部彼此被接合，形成切斷預定部，所以，通過對切斷后的各根端部實施相同的加工， 能夠得到凸輪軸，因此，能夠謀求加工設備的共用化。另外，由于能夠削減加工工時，所以， 能夠進一步降低凸輪軸的制造成本。根據第三發明，因為構成切斷預定部的凸輪軸的端部是配置水泵的一側，所以，凸 輪軸的水泵側的端部平坦地形成。由此，由于能夠將平坦的凸輪軸的端部彼此接合，使切斷 預定部的形狀一致，所以，能夠進一步降低凸輪軸的制造成本。根據第四發明，因為凸輪軸集合體在內部具備在軸向延伸的空心部，形成在切斷 預定部的內部的空心部的內徑比形成在切斷預定部以外的部位的內部的空心部的內徑大， 所以，能夠從切斷預定部大的空心部容易地進行鑄造后的型芯的除去，能夠效率良好地進 行型芯除去作業。另外，由于能夠將在成形時產生的氣體等儲存在切斷預定部的空心部中， 在切斷時放出，所以，能夠進一步提高凸輪軸的制造效率。根據第五發明，因為具備成形凸輪軸集合體的成形工序和將凸輪軸集合體在切斷 預定部切斷分割成多根凸輪軸的分割工序，該凸輪軸集合體是將具有相同形狀的多根凸輪 軸由切斷預定部在軸向接合而構成的，所以，能夠由一根凸輪軸集合體制造多根凸輪軸。由 此，與一根根地制造凸輪軸的情況相比，能夠提高凸輪軸的制造效率，能夠降低凸輪軸的制 造成本。另外，由于凸輪軸集合體能夠挪用多汽缸發動機用的現有設置來制造(例如，使用 四汽缸發動機用的凸輪軸的設備，制造兩汽缸發動機用的凸輪軸)，所以，不需要新的設備 投資，能夠進一步降低凸輪軸的制造成本。


圖1是用于說明采用了有關本發明的凸輪軸的一個實施方式的兩輪摩托車的右 視圖。圖2是圖1所示的發動機的切掉一部分的右視圖。圖3是圖2的A-A線向剖視圖。圖4是圖3所示的常時嚙合式齒輪變速器和換擋機構的結構圖。圖5是圖2所示的曲軸箱的內部的放大右視圖。圖6是圖2所示的缸頭的周邊的切掉一部分的右視圖。圖7是圖3所示的凸輪軸的周邊的放大剖視圖。圖8是圖7所示的凸輪軸的切掉一部分的側視圖。
圖9是凸輪軸集合體的切掉一部分的側視圖。圖10是用于說明有關本發明的凸輪軸的制造方法的一個實施方式的工序圖，(a) 是凸輪軸切斷前的切掉一部分的側視圖，(b)是凸輪軸切斷時的切掉一部分的側視圖，(C) 是凸輪軸切斷后的切掉一部分的側視圖。
具體實施例方式為了實施發明的方式下面，參照附圖，詳細說明有關本發明的凸輪軸以及凸輪軸的制造方法的一個實 施方式。另外，圖應該是按照符號的方向看的，在以下的說明中，前后、左右、上下是按照從 駕駛者看的方向，圖中，Fr表示車輛的前方，Rr表示后方，L表示左側，R表示右側，U表示 上方，D表示下方。首先，本實施方式的兩輪摩托車80，如圖1所示，由下述部件構成車體框架，即，頭 管81、從頭管81向斜后方延伸的主框架82、從主框架82的后端向下方延伸的中央框架83、 從頭管81向下方延伸的下框架84、從中央框架83的上部向后方延伸的座椅支架85、架在 中央框架83的后部和座椅支架85的后部的中間框架86。支承前輪WF的前叉87由頭管81可轉向地支承，在前叉87的上部連結了轉向車 把88。另外，支承后輪WR的后叉89可在上下方向擺動地被支承在中央框架83的后部。發動機E是直列兩汽缸的發動機，被固定在主框架82、中央框架83以及下框架84 上。發動機E的動力經組裝在發動機E上的變速器7以及驅動鏈條56向后輪WR傳遞。另 外，在左右的主框架82以及中央框架83上以位于發動機E的上方的方式搭載了燃料箱 91。另外，在座椅支架85上安裝了駕駛者用和同乘者用的串聯型座椅92。如圖1以及圖6所示，節氣門體40經吸氣管48連接在形成于發動機E的后部的 進氣歧管38上，在此節氣門體40的上游端連接了空氣濾清器93。另外，在發動機E的前方 配置了散熱器94。另外，通過發動機E的下部向車體后部延伸的排氣管95連接在形成于發 動機E的前部的排氣歧管39上，在此排氣管95的下游端連接了消音器96。另外，在排氣管 95的發動機E的前方位置設置了收容催化劑98的催化劑箱97。另外，燃料箱91的燃料經 燃料泵99向設置在進氣歧管38上的噴射器(燃料噴射閥)41輸送，向形成在進氣歧管38 內的吸氣口 38a供給。發動機E，如圖2以及圖3所示，是變速器一體型的發動機，其殼體主要由下述部件 構成，即，由上部曲軸箱IA和下部曲軸箱IB構成的上下二分割的曲軸箱1、與上部曲軸箱 IA 一體成形的缸體2、缸頭3、缸頭罩4、安裝在下部曲軸箱IB的下面上的油盤5、安裝在曲 軸箱1的左側面上的左曲軸箱蓋47L、以及安裝在曲軸箱1的右側面上的右曲軸箱蓋47R。在上下曲軸箱1A、1B的分割面上設置了與曲軸6常時嚙合式齒輪變速器7的副軸 9。另外，在曲軸6以及副軸9的中間下方設置變速器7的主軸8。另外，在副軸9的下方且 主軸8的后方設置換擋機構26。另外，在曲軸6的斜后上方設置上側配重27A，在曲軸6的 斜前下方，在上側配重27A的對稱位置設置下側配重27B，這些配重27A、27B由曲軸6直接 驅動。另外，在下側配重27B的軸端設置機油泵28。另外，在副軸9的左端固定了繞掛驅動 鏈條56的后輪驅動鏈輪57。在缸體2中，如圖3所示，形成了兩個汽缸29，在各汽缸29內可滑動地嵌裝了活塞30。活塞30經連桿31與曲軸6連結。另外，在活塞30的上面和缸頭3的下面之間形成了 燃燒室32。 另外，如圖3所示，在曲軸6的左端設置了交流發電機42，此交流發電機42由左 曲軸箱蓋47L覆蓋。另外，如圖6以及圖7所示，在缸頭3中配設了開閉進氣歧管38內的吸氣口 38a 的吸氣閥33、開閉排氣歧管39內的排氣口 39a的排氣閥34、使擺動自由地支承在搖臂軸37 上的搖臂36擺動，并使吸氣閥33以及排氣閥34開閉的凸輪軸10。在凸輪軸10的左端部 設置了使冷卻水循環的水泵43。另外，在凸輪軸10的右端部固定了凸輪軸從動鏈輪44，曲 軸6的旋轉力經繞掛在此從動鏈輪44與設置在曲軸6上的凸輪軸驅動鏈輪45之間的凸輪 鏈條46向此凸輪軸從動鏈輪44傳遞(參照圖3)。主軸8以及副軸9，如圖3所示，與曲軸6平行配設。另外，如圖4所示，在主軸8 的右端設置了多板式離合器49，此多板式離合器49由右曲軸箱蓋47R覆蓋。設置在曲軸6的右端的初級驅動齒輪50與可空轉地嵌合在主軸8上的初級從動 齒輪51嚙合。而且，初級從動齒輪51由初級驅動齒輪50的旋轉進行旋轉驅動，與初級從 動齒輪51連接的多板式離合器49的離合器外構件52的旋轉經多個摩擦板53向離合器內 構件54傳遞，固定了離合器內構件54的主軸8被進行旋轉驅動。由此，曲軸6的旋轉經多 板式離合器49向主軸8傳遞。另外，若通過離合器操作，多板式離合器49的加壓板55的 推壓力被解除，則多個摩擦板53的摩擦力減小，多板式離合器49成為切斷狀態。接著，參照圖4，說明常時嚙合式齒輪變速器7。在主軸8上設置Ml M6的六個 齒輪，在副軸9上，與齒輪Ml M6對應地設置與它們常時嚙合的Cl C6的六個齒輪。另 外，M表示主軸附屬齒輪，C表示副軸附屬齒輪，附加數字1 6表示決定1速 6速的變速 比的齒輪。另外，附加字母X表示與軸一體或由花鍵固定在軸上的固定齒輪，附加字母W表 示能夠在軸上的規定的位置相對于軸旋轉的空轉齒輪，附加字母S表示在與軸進行花鍵嵌 合并以相對于軸限制了旋轉的狀態能夠在軸向移動的滑動齒輪。固定齒輪(附加字母X)和滑動齒輪(附加字母S)嚙合的對方側的齒輪是空轉 齒輪(附加字母W)。空轉齒輪(附加字母W)不能單獨地發揮作為齒輪的功能，為了發揮作 為齒輪的功能，需要由鄰接的滑動齒輪(附加字母S)固定在軸上。另外，在滑動齒輪(附 加字母S)上，為了在軸向驅動此齒輪，設置卡合撥叉58a、58b、58c的卡合槽G。主軸8的滑 動齒輪M3S、M4S，兩個成為一體，在其中央部形成卡合槽G。另外，撥叉58a、58b、58c由換擋 機構26驅動。換擋機構26，如圖4以及圖5所示，具備被支承在兩根撥叉支承軸66A、66B上的三 根撥叉58a、58b、58c和撥叉58a、58b、58c的銷59卡合的變速鼓(shift drum) 60以及轉換 軸(change spindle)62。而且，撥叉58a與副軸9的滑動齒輪C6S的卡合槽G卡合，撥叉 58b與主軸8的滑動齒輪M3S、M4S的卡合槽G卡合，撥叉58c與副軸9的滑動齒輪C5S的 卡合槽G卡合。如圖5所示，換擋機構26由變速鼓60、星型板61、轉換軸62、焊接在轉換軸62的 端部的轉換臂(change arm) 63、限制螺栓64以及轉換臂復位彈簧65等構成，通過轉換軸 62的轉動操作，轉換臂63運動，星型板61和變速鼓60間歇地轉動。與此相應，撥叉58a、 58b,58c經銷59運動，進行變速器7的升擋、降擋的操作。
在油盤5中設置了具備機油過濾網68的機油吸入管69，此機油吸入管69的上端 與機油泵28的機油吸入口 70連接。另外，機油泵28的旋轉軸與下側配重27B的旋轉軸75 直接連結。機油泵28的排出口 71與機油過濾器72相連，被進行了凈化的機油經主油道 (maingallery)73向發動機E的各潤滑部位供給。凸輪軸10，如圖7以及圖8所示，具備軸部11、一體成形在軸部11的規定的位置 的多個凸輪部12、以及在軸部11的內部在軸向延伸的空心部13，轉動自由地被支承于缸頭 3。另外，本實施方式中，由于在各汽缸上各設置了兩個吸氣閥33以及排氣閥34，所以，在凸 輪軸10上合計形成了八個凸輪部12。另外，如圖8所示，在凸輪軸10的右端部形成了內螺紋14、銷孔15、以及小直徑部 16。而且，凸輪軸從動鏈輪44嵌合于小直徑部16上，止轉銷23穿插在銷孔15內，螺栓24 旋合于內螺紋14上，由此，凸輪軸從動鏈輪44被固定在凸輪軸10的右端部。另外，如圖7以及圖8所示，在凸輪軸10的左端部形成了內螺紋17，在此內螺紋 17內旋合了將凸輪軸10和水泵43的泵軸43a連結的連結部件25。另外，連結部件25和 泵軸43a通過使形成在連結部件25的左端部的凸部25a和形成在泵軸43a的右端部的凹 部43b嵌合連結。由此，與凸輪軸10的旋轉聯動，泵軸43a旋轉，水泵43被驅動。搖臂軸37，如圖6所示，被配置在凸輪軸10的上方，在一端設有在各凸輪部12上 滾動的未圖示的輥的多個(本實施方式中為八個)搖臂36擺動自由地與此搖臂軸37嵌合。 另外，搖臂36的另一端與吸氣閥33以及排氣閥34的上端抵接，按照各凸輪部12的凸輪曲 線，在規定的時機使吸氣閥33以及排氣閥34開閉。接著，參照圖9以及圖10，說明凸輪軸10的制造方法。如圖9所示，凸輪軸集合體20被做成具有相同形狀的多根(在案實施方式中為兩 根)凸輪軸10在軸向接合的形狀，例如通過鑄鋼一體形成。另外，在本實施方式中，接合兩根凸輪軸10的作為凸輪軸10的端部的接合部21、 21，在凸輪軸10被搭載在發動機E上時，配置在相同側的端部彼此(本實施方式中配置水 泵43的一側)被接合。另外，在接合部21、21的大致中間部設置后述的切斷凸輪軸集合體 20時的切斷預定部22。另外，在本實施方式中，在凸輪軸集合體20的內部設置了在軸向延伸的空心部 13，形成在接合部21 (切斷預定部22)的內部的空心部13A的內徑Dl設定得比接合部21 以外的部位，即形成在軸部11的內部的空心部13B的內徑D2大(D1 >D2)。另外，接合部 21的空心部13A提供凸輪軸10 (連結部件25)和水泵43 (泵軸43a)的連結空間。另外，兩 根凸輪軸10也可以在配置凸輪軸從動鏈輪44的一側接合成一根。如圖10(a)所示，兩根凸輪軸10在軸向被接合地鑄造的凸輪軸集合體20在切斷 預定部22被切斷(參照圖10(b))，被分割成兩根凸輪軸10(參照圖10(c))。接著，將殘留 在空心部13內的未圖示的型芯從接合部21的空心部13A除去。此時，由于接合部21的空 心部13A的內徑Dl設定得比其它部位的空心部13B的內徑D2大，所以，能夠效率良好地除 去型芯。然后，實施規定的機械加工，做成凸輪軸10。如以上說明的那樣，根據本實施方式的凸輪軸10，因為成形凸輪軸集合20，該凸 輪軸集合20是將具有相同形狀的兩根凸輪軸10由切斷預定部22在軸向接合而構成的，并 將此凸輪軸集合體20在切斷預定部22切斷，形成兩根凸輪軸10，所以，與一根根制造凸輪軸的情況相比，能夠提高凸輪軸10的制造效率，能夠降低凸輪軸10的制造成本。另外，在 零件輸送中，由于若以切斷前的凸輪軸集合體20的狀態進行輸送，則能夠削減流通零件數 量，所以，能夠降低流通成本。另外，根據本實施方式的凸輪軸10，因為凸輪軸集合體20當凸輪軸10被搭載在發 動機E上時配置在相同側的端部彼此被接合，形成切斷預定部22，所以，通過對切斷后的各 個端部實施相同的加工，能夠得到凸輪軸10，因此，能夠謀求加工設備的共用化。另外，由于 能夠削減加工工時，所以，能夠進一步降低凸輪軸10的制造成本。另外，根據本實施方式的凸輪軸10，因為構成切斷預定部22的凸輪軸10的端部是 配置水泵43的一側，所以，凸輪軸10的水泵43側的端部平坦地形成。由此，由于能夠將平 坦的凸輪軸10的端部彼此接合，使切斷預定部22的形狀一致，所以，能夠進一步降低凸輪 軸10的制造成本。另外，根據本實施方式的凸輪軸10，因為在凸輪軸集合體20的內部設置在軸向延 伸的空心部13，在此空心部13內，形成在接合部21的內部的空心部13A的內徑Dl比形成 在作為接合部21以外的部位的軸部11的內部的空心部13B的內徑D2大，所以，能夠從接 合部21的大的空心部13A容易地進行鑄造后的型芯的除去，能夠效率良好地進行型芯除去 作業。另外，由于能夠將在成形時產生的氣體等儲存在接合部21的空心部13A中，在切斷 時放出，所以，能夠進一步提高凸輪軸10的制造效率。另外，根據本實施方式的凸輪軸10的制造方法，因為具備成形凸輪軸集合體20的 成形工序和將凸輪軸集合體20在切斷預定部22切斷分割成兩根凸輪軸10的分割工序，該 凸輪軸集合體20是將具有相同形狀的兩根凸輪軸10由切斷預定部22在軸向接合而構成 的，所以，能夠由一根凸輪軸集合體20制造兩根凸輪軸10。由此，與一根根地制造凸輪軸的 情況相比，能夠提高凸輪軸10的制造效率，能夠降低凸輪軸10的制造成本。另外，由于凸輪軸集合體20能夠挪用多汽缸發動機用的現有設備來制造(例如， 使用四汽缸發動機用的凸輪軸的設備，制造兩汽缸發動機用的凸輪軸)，所以，不需要新的 設備投資，能夠進一步降低凸輪軸10的制造成本。另外，本發明不是限于上述實施方式列舉的發明，在不脫離本發明的主旨的范圍 內，可以進行適當變更。例如，上述實施方式中，對接合了兩根凸輪軸的凸輪軸集合體進行了說明，但不限 定于此，也可以是接合了兩根以上的凸輪軸的凸輪軸集合體。符號說明10 凸輪軸；11 軸部；12 凸輪部；13 空心部；13A 空心部；13B 空心部；20 凸 輪軸集合體；21 接合部(端部)；22 切斷預定部；43 水泵；Dl 空心部的內徑；D2 空心部 的內徑；E 發動機。
權利要求
一種凸輪軸，是軸部和凸輪部一體成形的凸輪軸，其特征在于，上述凸輪軸通過將凸輪軸集合體在切斷預定部切斷分割成多根而形成，該凸輪軸集合體是將具有相同形狀的多根凸輪軸由設置于上述軸部的上述切斷預定部在軸向接合而構成的。
2.根據權利要求1所述的凸輪軸，其特征在于，上述凸輪軸集合體，在上述凸輪軸被搭 載在發動機上時，配置在相同側的端部彼此被接合，形成上述切斷預定部。
3.根據權利要求2所述的凸輪軸，其特征在于，構成上述切斷預定部的上述凸輪軸的 端部是配置水泵的一側。
4.根據權利要求3所述的凸輪軸，其特征在于，上述凸輪軸集合體在內部具備在軸向延伸的空心部，形成在上述切斷預定部的內部的上述空心部的內徑比形成在上述切斷預定部以外的 部位的內部的上述空心部的內徑大。
5.一種凸輪軸的制造方法，是軸部和凸輪部一體成形的凸輪軸的制造方法，其特征在 于，具備成形凸輪軸集合體的成形工序，該凸輪軸集合體是將具有相同形狀的多根凸輪軸由設 置于上述軸部的切斷預定部在軸向接合而構成的；將上述凸輪軸集合體在上述切斷預定部切斷分割成多根上述凸輪軸的分割工序。
全文摘要
一種能夠提高凸輪軸的制造效率，能夠降低凸輪軸的制造成本的凸輪軸以及凸輪軸的制造方法。凸輪軸是軸部(11)和凸輪部(12)一體成形的凸輪軸(10)，在成形將具有相同形狀的多根凸輪軸(10)由設置于軸部(11)的切斷預定部(22)在軸向接合而構成的凸輪軸集合體(20)后，在切斷預定部(22)切斷，制造多根凸輪軸(10)。
文檔編號F01L1/047GK101900002SQ201010178758
公開日2010年12月1日 申請日期2010年5月12日 優先權日2009年5月29日
發明者山本俊朗, 根來正明, 落合修一 申請人:本田技研工業株式會社