專利名稱：凸輪軸裝置及其制造方法、和具備該凸輪軸裝置的發動機的制作方法
技術領域：
本發明涉及裝配在發動機的氣缸蓋的凸輪軸裝置和具備該凸輪軸裝置的發動機、 以及凸輪軸裝置的制造方法。
背景技術：
在汽車等中使用的發動機設置有用于使進氣、排氣用的氣門進行開閉動作的凸輪軸。例如在DOHC發動機中，經由安裝于發動機內的上部的多個軸承對凸輪軸進行支承，使得該凸輪軸旋轉自如。并且，作為對凸輪軸進行支承的軸承，以往使用滑動軸承(例如參照專利文獻1)、 或深溝球軸承或滾針軸承等滾動軸承(例如參照專利文獻2)。專利文獻1 日本特開2000-282811號公報專利文獻2 日本特開2006-2^183號公報對凸輪軸進行支承的軸承與設置于發動機內的支承孔嵌合。該支承孔形成為對開構造，該對開構造由形成在氣缸蓋的上部的上方敞開狀的半圓弧形凹部、以及形成在螺栓固定于氣缸蓋的蓋部件的下方敞開狀的半圓弧形凹部構成。進而，使多個蓋部件的半圓弧形凹部分別與形成于氣缸蓋的多個半圓弧形凹部對準，并將各蓋部件螺栓固定于氣缸蓋，從而形成多個支承孔。然而，由于多個蓋部件分別單獨地安裝于氣缸蓋，因此存在多個支承孔之間圓度出現偏差、或者同軸度降低的缺點。即便當對蓋部件、氣缸蓋進行支承孔的加工之際，將所有的蓋部件組裝于氣缸蓋而對所有的支承孔進行一體加工，也無法消除這樣的缺點。在作為對凸輪軸進行支承的軸承而使用滑動軸承的情況下，由于在滑動軸承的外周面與支承孔的內周面之間形成有微小的間隙，因此即便多個支承孔的圓度出現偏差、或同軸度降低，也能夠使滑動軸承在支承孔內旋轉，但是需要很長時間才能磨合成滑動軸承能夠順暢地旋轉的狀態。并且，由于一般情況下滑動軸承始終與支承孔內部接觸而進行滑動，因此與滾動軸承相比還存在轉動力矩大、易于產生噪音這樣的缺點。與此相對，滾動軸承的旋轉阻力比滑動軸承的旋轉阻力小，因此認為若使用滾動軸承作為對凸輪軸進行支承的軸承則能夠容易地降低轉動力矩。然而，實際上，由于滾動軸承由支承孔的內周面牢固地緊固，因此當因多個支承孔的同軸度低而導致滾動軸承之間的軸線不重合度(misalignment)增大時，存在無法適當地保持滾動軸承的內部間隙而轉動力矩反倒增大的情況。
發明內容
鑒于以上這樣的情形，本發明的目的之一在于提供一種凸輪軸裝置和具備該凸輪軸裝置的發動機、以及凸輪軸裝置的制造方法，該凸輪軸裝置能夠降低對凸輪軸進行支承而使得該凸輪軸旋轉自如的滾動軸承的轉動力矩。本發明的一種方式所涉及的凸輪軸裝置具備凸輪軸，在該凸輪軸嵌合有凸輪；
4多個滾動軸承，這些滾動軸承在軸向隔開間隔地安裝于上述凸輪軸；以及支承框架，該支承框架裝配于發動機的氣缸蓋、且在同一軸線上具有多個供上述滾動軸承嵌合的支承孔，并經由與各支承孔嵌合的上述滾動軸承對上述凸輪軸進行支承，使得上述凸輪軸旋轉自如，上述支承框架通過連結多個分割體而構成，上述多個分割體包括第一分割體，該第一分割體一體地形成有構成上述各支承孔的一半的多個第一凹部；以及第二分割體，該第二分割體一體地形成有構成各支承孔的另一半的多個第二凹部。本發明的一種方式所涉及的發動機形成為，在氣缸殼體的上表面部連結有上述凸輪軸裝置。用于制造上述凸輪軸裝置的本發明的一種方式所涉及的制造方法包括以定位的狀態將未形成有第一凹部的第一分割體與未形成有第二凹部的第二分割體進行預組裝的工序；在預組裝后的第一分割體和第二分割體上、在同一軸線上形成多個上述支承孔的工序；以及在將第一、第二分割體分離之后，使安裝于凸輪軸的滾動軸承與分別形成于第一、 第二分割體的第一、第二凹部嵌合，同時再次對第一、第二分割體進行定位并連結的工序。根據本發明，能夠降低凸輪軸的轉動力矩及振動。
圖1是本發明的第一實施方式所涉及的凸輪軸裝置的立體圖。圖2是該凸輪軸裝置及氣缸蓋的分解立體圖。圖3是示出凸輪軸裝置的支承框架的俯視圖。圖4是沿著圖3的VI-VI線的沿箭頭方向觀察的圖。圖5是沿著圖3的V-V線的剖視圖。圖6是示出本發明的第二實施方式所涉及的凸輪軸裝置的支承框架的俯視圖。圖7是沿著圖6的VII-VII線的沿箭頭方向觀察的剖視圖。圖8是本發明的第三實施方式所涉及的凸輪軸裝置的立體圖。圖9是本發明的第四實施方式所涉及的凸輪軸裝置的立體圖。圖10是本發明的第五實施方式所涉及的凸輪軸裝置及氣缸蓋的分解立體圖。圖11是圖10的凸輪軸裝置的局部俯視圖。圖12是本發明的第六實施方式所涉及的凸輪軸裝置及氣缸蓋的分解立體圖。圖13是本發明的第七實施方式所涉及的凸輪軸裝置及氣缸蓋的分解立體圖。圖14是本發明的第八實施方式所涉及的凸輪軸裝置及氣缸蓋的分解立體圖。
具體實施例方式以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。圖1是示出本發明的凸輪軸裝置的立體圖、圖2是凸輪軸裝置的分解立體圖。凸輪軸裝置10具備凸輪軸11 ；以及支承框架13，該支承框架13經由滾動軸承 12對該凸輪軸11進行支承，使得該凸輪軸11旋轉自如。在圖1及圖2的例子中，兩個凸輪軸裝置10并列配置，并分別安裝于DOHC四沖程發動機14的氣缸蓋15上。如圖2所示，各凸輪軸裝置10的凸輪軸11具備軸主體17 ；以及在軸向上隔開間隔地設置于軸主體17的多個凸輪18。本實施方式的凸輪18以兩個為一組在軸向上設置有 4組。在凸輪軸11的軸向的一端安裝有齒形帶輪19，來自未圖示的曲軸的動力經由正時帶傳到該齒形帶輪19。并且，在軸主體I7安裝有多個滾動軸承12。具體地說，在各組的兩個凸輪18之間、以及軸主體17的靠齒形帶輪19側的端部共計5處位置分別安裝有滾動軸承12。該滾動軸承12例如為深溝球軸承或滾針軸承等，具備環狀的內圈、外圈及滾動體。并且，本實施方式的內圈及外圈并不采用分割型(對開型)結構，而是采用圓環狀的一體型結構。這樣，作為內圈、外圈采用一體型結構，由此能夠防止像分割型的內圈、外圈那樣因滾動體通過分割面而產生振動、噪音。并且，前述凸輪18并非與軸主體17 —體成型，而是構成為不同部件，并通過與軸主體17的外周面嵌合而被安裝于軸主體17。通過使用這樣的凸輪18，即便是具有一體型的內圈、外圈的滾動軸承12，也能夠與凸輪18 —起安裝于軸主體17。另外，滾動軸承12可以省略內圈而將軸主體17本身用作內圈。并且，滾動軸承12 可以安裝于凸輪18的各組之間。圖3是示出凸輪軸裝置10的支承框架13的俯視圖，圖4是沿著圖3的VI-VI線的沿箭頭方向觀察的圖，圖5是沿著圖3的V-V線的剖視圖。支承框架13由鋁合金或鑄鐵形成。進而，支承框架13具備沿凸輪軸11的軸線配置的一對側壁部23 ；以及架設于一對側壁部23之間的多個支承壁部M，并且該支承框架13在俯視時形成為直梯(ladder)構造 (梯子構造)。在各支承壁部M、且在同一軸線上形成有多個供滾動軸承12嵌合的支承孔25。在本實施方式中，設置有與滾動軸承12相同數量的5個支承壁部24 (支承孔25)。并且，支承框架13形成為上下對開結構。具體地說，如圖2所示，通過將上部側的第一分割體27與下部側的第二分割體觀互相連結而構成支承框架13。支承框架13的側壁部23及支承壁部M分別被分割成上下兩部分，形成于支承壁部M的支承孔25也被分割成上下兩部分。因此如圖4所示，支承孔25由形成于上側的第一分割體27的下部敞開狀的半圓弧形凹部(第一凹部)四、和形成于下側的第二分割體觀的上部敞開狀的半圓弧形凹部(第二凹部)30構成。利用設置于適當位置的定位銷31 (參照圖1及圖2)使第一分割體27與第二分割體28互相定位，以使第一凹部四與第二凹部30適當地對位。另外，定位銷31突出設置于第一、第二分割體27、觀的一方的接合面，并插入到形成于另一方的接合面的定位孔(省略圖示)。因此，這些定位銷31及定位孔構成對第一、第二分割體27、觀進行定位的定位機構。如圖3所示，在一方的側壁部23與各支承壁部M的交叉部附近形成有螺栓插通孔34。并且，在另一方的側壁部23中、在軸向鄰接的支承壁部M與支承壁部M之間的中間的位置也形成有螺栓插通孔34。在配置于軸向一方側的端部(右端部)的支承壁部M、 且在與另一方的側壁部23的交叉部附近也形成有螺栓插通孔34。進而，如圖5所示，利用連結件(連結機構)36將第一分割體27與第二分割體觀互相連結，該連結件36由插通于各螺栓插通孔34的螺栓36A、以及具有與該螺栓36A螺合的內螺紋的螺母部件36B構成。在本實施方式中，插入于各螺栓插通孔34的螺栓36A與形成于氣缸蓋15的內螺紋螺合，第一、第二分割體27J8被共同緊固固定于氣缸蓋15。因此，螺母部件36B由氣缸蓋15本身構成。另外，連結件36可以是利用壓入銷或棘輪銷(ratchet pin)等銷進行連結的結構。在各螺栓插通孔34的內部通過壓入而固定有筒狀體38，該筒狀體38由剛度比支承框架13的材質的剛度高的材質形成，例如在支承框架13以鋁合金或鎂合金等輕合金形成的情況下，該筒狀體38由鋼等形成。該筒狀體38構成為遍及螺栓插通孔34的整體的長度形成為該筒狀體38的直徑大于螺栓36A的頭部及墊片36C的直徑，并能夠承受由連結件36產生的連結力。因此，即便為了牢固地連結第一、第二分割體27J8而將連結件36牢固地擰緊，該連結力也難以從螺栓36A的頭部直接傳遞到支承框架13，能夠防止在支承框架13產生變形。因此，也幾乎不存在這樣的變形對支承孔25的圓度及同軸度造成不良影響的情況。另外，可以通過在支承框架13成型時一起鑄入筒狀體38而將筒狀體38固定于支承框架13。如圖1所示，在兩個凸輪軸裝置10的各支承框架13中，在配置于發動機14的內部側的側壁部23以跨越第一、第二分割體27J8雙方的方式形成有開口部40。通過該開口部能夠實現支承框架13的輕量化。另外，在各支承框架13中，雖然在發動機外部側的側壁部23也能夠形成有同樣的開口部40，但卻存在發動機內的油從開口部40泄漏的可能性，因此優選像本實施方式這樣僅在發動機內部側的側壁部23形成有開口部40。然而，在另外具備覆蓋支承框架13的外側的罩的情況下，即便在發動機外側的側壁部23形成有開口部40也無妨。支承框架13的第一、第二分割體27J8通過鑄鋁或低壓鑄造等而成型。并且，對于成型后的第一、第二分割體27、28，在對其實施了接合面的加工及定位銷31的安裝等之后再在第一、第二分割體27J8形成支承孔25。為了在支承框架13形成支承孔25，首先，一邊利用定位銷31對第一、第二分割體 27、觀進行定位一邊使其互相重合，并利用夾緊件、連結件等進行固定而進行預組裝。進而， 以貫通被預組裝后的第一、第二分割體27、28的多個支承壁部M的方式開設底孔，然后通過實施精鉸孔等而形成規定精度的支承孔25。在以上說明的凸輪軸裝置10中，在支承框架13的第一分割體27 —體地形成有多個第一凹部四，在第二分割體觀一體地形成有多個第二凹部30。因此，在各分割體27、28 中，多個凹部四、30彼此的相對位置是恒定的，不會在多個凹部四、30之間產生軸心的錯位。進而，使多個第一凹部四與第二凹部30對準，并連結第一、第二分割體27、28，由此能夠同時形成多個支承孔25。因此，與像以往那樣地將多個蓋部件分別安裝于氣缸蓋15而逐個形成多個支承孔25的情況相比，能夠提高各支承孔25的同軸度，從而能夠減小與各支承孔25嵌合的多個滾動軸承12的軸線不重合度，并能夠降低滾動軸承12的轉動力矩。并且，由于在將第一、第二分割體27J8預組裝后的狀態下同時加工支承框架13 的多個支承孔25，因此更能提高同軸度，還能夠減少圓度的偏差。
并且，如圖3所示，對于供連結件36安裝的螺栓插通孔34，相對于除右端的支承孔 25以外的其它各支承孔25，一個螺栓插通孔34配置于支承孔25的徑向外側、該螺栓插通孔與該支承孔25在軸向的位置重復，但是其它的螺栓插通孔34配置于在軸向從支承孔25 的徑向外側錯位的位置。這樣，若螺栓插通孔34配置于在軸向從支承孔25錯位的位置，則即便利用該螺栓插通孔34將連結件36牢固地擰緊，該連結力也會在傳遞到支承孔25之前因支承框架13的撓曲而略微緩和。因此，幾乎不存在滾動軸承12的外圈由支承孔25的內周面過度緊固的情況，也不存在因滾動軸承12的內部間隙減少而轉動力矩增大的情況。另外，作為上述實施方式的變形例，能夠將多個螺栓插通孔34中的任一個僅用于第一分割體27與第二分割體觀之間的連結，將其它螺栓插通孔34用于第一、第二分割體 27,28與氣缸蓋15之間的連結。例如，如圖3所示，在各支承框架13中，能夠將4個螺栓插通孔34 (特別標記標號 34A進行示出)作為第一分割體27與第二分割體觀連結專用孔，將其它5個螺栓插通孔 34作為第一、第二分割體27J8與氣缸蓋15共同緊固用孔。在以該方式構成的情況下，在將凸輪軸11組裝入第一、第二分割體27J8之間的狀態下，使用螺栓插通孔來34A利用連結件36連結第一、第二分割體27、28，由此能夠單獨組裝由支承框架13與凸輪軸11構成的凸輪軸裝置10。進而，在該單獨組裝的凸輪軸裝置 10中，能夠調整第一、第二分割體27、28的連結情況(連結件36的擰緊情況等)以使凸輪軸11順暢地旋轉，并使用其余的螺栓插通孔34利用連結件36將該凸輪軸裝置10裝配于氣紅蓋15。另外，在該變形例中，安裝在第一、第二分割體27、觀與氣缸蓋15的共同緊固用的螺栓插通孔34中的連結件36的緊固力，必須設定成不會對連結情況已被調整后的第一、第二分割體27、28的支承孔25造成影響。因此，優選將所有的共同緊固用的螺栓插通孔34 設置于在軸向從該支承孔25錯位的位置，例如設置于側壁部23的、在軸向鄰接的支承壁部 24與支承壁部M之間的中間位置。圖6是示出本發明的第二實施方式所涉及的凸輪軸裝置10的支承框架13的俯視圖，圖7是沿著圖6的VII-VII線的沿箭頭方向觀察的剖視圖。在本實施方式中，除形成在支承框架13的右端的支承壁部M的螺栓插通孔34以外的其它螺栓插通孔34，相對于一對側壁部23設置于在軸向鄰接的支承壁部M與支承壁部M之間的中間位置。因此，該其它螺栓插通孔34配置于在軸向從支承孔25偏離的位置，即便使用該其它螺栓插通孔34并牢固地擰緊連結件36，其連結力也會在傳遞到支承孔25之前因支承框架13的撓曲而被緩和而后傳遞到支承孔25。此外，如圖7所示，在一方的側壁部23、且在形成有螺栓插通孔34的部分的兩側形成有開口部(切除部)40，特意使螺栓插通孔34與支承壁部M之間的側壁部23的剛度降低。因此，即便使用螺栓插通孔34牢固地擰緊連結件36，其連結力也會在傳遞到支承孔25 之前因支承框架13的撓曲而易于緩和。因此，滾動軸承12的外圈不會由支承孔25的內周面過度地緊固，從而能夠更加可靠地抑制因滾動軸承12的內部間隙減少而導致的轉動力矩的增大。并且，通過側壁部23的撓曲，能夠允許滾動軸承12產生的微小的移動，能夠吸收多個滾動軸承12之間的軸線不重合度，能夠降低轉動力矩。另外，對于形成于一方的側壁部23的切除部40，代替貫通該側壁部23的開口部，也可以形成為不貫通該側壁部23的
8凹部。圖8是本發明的第三實施方式所涉及的凸輪軸裝置10的立體圖。本實施方式的凸輪軸裝置10相當于將第一實施方式中的兩個支承框架13大致一體化而成的裝置，利用一個支承框架I3對兩根凸輪軸11進行支承，使得這兩根凸輪軸11旋轉自如。具體地說， 支承框架13具有一對側壁部23 ；配置于兩側壁部23的中間的中間壁部41 ；以及多個支承壁部M，該多個支承壁部M分別架設于一方的側壁部23與中間壁部41之間、以及另一方的側壁部23與中間壁部41之間。并且，在中間壁部41與支承壁部M之間的交叉部分， 形成有能夠供直徑較大的螺栓(連結件)插通的螺栓插通孔35。因此，在本實施方式中，能夠利用比像第一實施方式那樣的兩個支承框架13所具備的螺栓插通孔34數量少的螺栓插通孔34、35將第一、第二分割體27J8連結，并且通過加大形成于中間壁部41的螺栓插通孔35的內徑，即便減少第一、第二分割體27、28的連結位置也能夠充分確保連結強度。圖9是本發明第四實施方式所涉及的凸輪軸裝置10的立體圖。與第三實施方式相同，本實施方式的凸輪軸裝置10利用一個支承框架13對兩根凸輪軸11進行支承，使得這兩根凸輪軸11旋轉自如。并且，本實施方式的支承框架13組裝時的基本構造與第三實施方式的支承框架13大致相同，但是分割方式不同。即，支承框架13形成為該支承框架 13由配置于中央部的第一分割體47、配置于該第一分割體47的左右兩側的兩個第二分割體48在左右方向分割成三部分，利用設置于適當位置的螺栓插通孔34、35連結第一、第二分割體47、48。并且，在各第二分割體48的支承壁部M形成有朝第一分割體47側突出的凸部 48A，在該凸部48A的前端形成有構成支承孔25的一半的第二凹部50。并且，在第一分割體 47的支承壁部M的兩側形成有凹部47A，在該凹部47A的底部形成有構成支承孔25的另一半的第一凹部49。進而，通過將凸部48A插入該凹部47A內，使第一、第二凹部49、50配合而形成支承孔25。圖10是本發明第五實施方式所涉及的凸輪軸裝置及氣缸蓋的分解立體圖，圖11 是該凸輪軸裝置的支承框架的局部俯視圖。本實施方式中，在支承框架13的第一、第二分割體27、28的接合面形成有潤滑油的油槽51，這點與第一實施方式不同，其它結構與第一實施方式相同。該油槽51從第一、第二分割體27、觀的長度方向的一端部沿側壁部23延伸，進而朝各支承孔25和凸輪18分支。因此，能夠利用該油槽51而朝各滾動軸承12及各凸輪18 等引導潤滑油。因此，無需另外在支承框架13內設置用于引導潤滑油的配管等，能夠實現支承框架13及其周圍的構造的簡化。圖12是本發明第六實施方式所涉及的凸輪軸裝置及氣缸蓋的分解立體圖。本實施方式中，第一分割體27的支承壁部M形成為俯視觀察呈大致X字形狀，其它結構與第一實施方式相同。在本實施方式中，與第一實施方式相同，在側壁部23形成有開口部40，因該開口部40的存在，支承框架13的剛度降低。然而，在本實施方式中，通過將第一分割體27的支承壁部M形成為俯視觀察呈大致X字形狀，提高了第一分割體27的剛度，并利用支承壁部 24來彌補伴隨形成開口部40而導致的支承框架13的剛度的降低。若以該方式提高第一分割體27的剛度，則將該第一分割體27與第二分割體觀連結時的第一分割體27的變形變小，能夠減小對各支承孔25的圓度以及同軸度造成的影響。 因此，與各支承孔25嵌合的滾動軸承12的內部間隙的精度的偏差也變小，能夠設定成考慮了凸輪軸的彎曲的小的內部間隙(例如為Ομπι 15μπι左右)。圖13是本發明第七實施方式所涉及的凸輪軸裝置及氣缸蓋的分解立體圖。本實施方式中，在第一分割體27的支承壁部M與側壁部23之間的四邊形狀的空間設置有大致 X字狀的肋陽，這點與第一實施方式不同，其它結構與第一實施方式相同。因此，本實施方式中也能夠提高第一分割體27的剛度、并能夠起到與第六實施方式相同的作用效果。圖14是本發明第八實施方式所涉及的凸輪軸裝置及氣缸蓋的分解立體圖。在本實施方式中，第一分割體27的上表面設置有頂板57、支承壁部M與側壁部23之間的四邊形狀的空間由頂板57封閉，這點與第一實施方式不同，其它方面與第一實施方式相同。因此，本實施方式中也能夠提高第一分割體27的剛度、并能夠起到與第六實施方式相同的作用效果。此外，還能夠使頂板57作為氣缸蓋罩而發揮功能。本發明并不局限于上述各實施方式，能夠進行適當的設計變更。例如，雖然在上述實施方式中對具備兩根凸輪軸11的DOHC發動機進行了例示，但是也可以在SOHC發動機中應用本發明。本發明的凸輪軸裝置具備凸輪軸，在該凸輪軸嵌合有凸輪；多個滾動軸承，這些滾動軸承在軸向隔開間隔地安裝于上述凸輪軸；以及支承框架，該支承框架裝配于發動機的氣缸蓋、且在同一軸線上具有多個供上述滾動軸承嵌合的支承孔，并經由與各支承孔嵌合的上述滾動軸承對上述凸輪軸進行支承，使得上述凸輪軸旋轉自如，上述支承框架通過連結多個分割體而構成，上述多個分割體包括第一分割體，該第一分割體一體地形成有構成上述各支承孔的一半的多個第一凹部；以及第二分割體，該第二分割體一體地形成有構成各支承孔的另一半的多個第二凹部。對于本發明的凸輪軸裝置的支承框架，在第一分割體一體地形成有多個第一凹部，在第二分割體一體地形成有多個第二凹部。因此，在對支承框架加工多個支承孔的情況下，例如能夠將第一分割體和第二分割體在組合的狀態下固定，從而能夠在該第一、第二分割體同時形成多個支承孔。并且，即便在加工完支承孔后將第一、第二分割體分離，形成于各分割體的多個凹部彼此的相對位置也保持恒定。因此，對于通過連結第一、第二分割體而形成的多個支承孔，能夠提高同軸度，還能夠減小圓度的偏差，從而能夠減小與多個支承孔嵌合的多個滾動軸承之間的軸線不重合度。因此，能夠適當地維持滾動軸承的內部間隙，從而能夠降低滾動軸承的轉動力矩。上述凸輪軸裝置能夠具備定位機構，該定位機構對上述第一分割體和上述第二分割體進行定位，以使上述第一凹部與上述第二凹部互相對準；以及連結機構，該連結機構將由該定位機構定位后的上述第一分割體與上述第二分割體連結。根據這樣的結構，能夠使第一、第二凹部可靠地對準而后將第一、第二分割體連結。優選的是，多個上述連結機構的一部分或全部配置于在軸向從上述支承孔偏離的位置。
這樣，當利用配置于在軸向從支承孔偏離的位置的連結機構來連結第一、第二分割體時，由該連結機構產生的第一、第二分割體的連結力在傳遞到該支承孔之前因支承框架的撓曲而被緩和。因此，滾動軸承的外周面由支承孔的內周面過度緊固的情況少，不存在滾動軸承的內部間隙變小從而轉動力矩增大這樣的不良情況。另外，更加優選的是，連結機構配置于在軸向鄰接的支承孔與支承孔的中間位置。優選的是，上述連結機構包括螺栓，并且，優選的是，在上述支承框架形成有供上述螺栓插通的螺栓插通孔。在該情況下，優選的是，在該螺栓插通孔內固定有筒狀體，該筒狀體的剛度比上述支承框架的剛度高、且承受上述螺栓的連結力的至少一部分。近年來，為了輕量化，利用鋁合金、鎂合金等輕合金形成發動機的曲軸箱或氣缸體、氣缸蓋等的情況很多，因此，期望凸輪軸裝置的支承框架也由鋁合金、鎂合金等輕合金形成。然而，由于這些輕合金與鋼等相比剛度低，因此易于因螺栓的緊固力而產生變形，若其變形影響到支承孔周邊，則有可能對支承孔的圓度、同軸度等造成不良影響。因此，通過像本發明這樣在螺栓插通孔的內部固定有剛度比支承框架的剛度高的筒狀體，并利用該筒狀體承受螺栓的連結力的一部分或全部，能夠盡可能地抑制支承框架的變形。當然，在發動機的曲軸箱等、支承框架由輕合金以外的材質形成的情況下，也能夠應用本發明。優選的是，上述支承框架具有一對側壁部，該一對側壁部以將上述凸輪軸夾于中間的狀態沿該凸輪軸的軸線配置；以及多個支承壁部，這些支承壁部架設于上述一對側壁部之間、且沿上述凸輪軸的軸向隔開間隔地配置，并且在上述各支承壁部形成有上述支承孔。并且，優選的是，在上述側壁部設置有用于連結上述第一、第二分割體的連結機構，在上述連結機構與上述支承孔之間形成有切除部，該切除部使上述支承框架的剛度降低。通過形成這樣的切除部，能夠實現支承框架的輕量化。并且，通過降低連結機構與支承孔之間的支承框架的剛度，使得支承框架在該部分易于撓曲，因此，由連結機構產生的第一、第二分割體的連結力被緩和，滾動軸承的外周面由支承孔的內周面過度緊固的情況減少，能夠防止滾動軸承的內部間隙變小從而轉動力矩增大。并且，通過降低支承框架的剛度，能夠允許滾動軸承的微小的移動，能夠吸收多個滾動軸承之間的軸線不重合度。上述支承框架可以被上下分割，也可以被左右分割。在支承框架被上下分割的情況下，將凸輪軸載置在下側的分割體的上方，進而使上側的分割體從凸輪軸的上方與下側的分割體重合而將兩分割體連結，由此能夠容易地組裝凸輪軸裝置。本發明的發動機的特征在于，在氣缸殼體的上表面部連結有上述凸輪軸裝置。由此，能夠構成降低了凸輪軸的旋轉所需的載荷的發動機。用于制造上述凸輪軸裝置的本發明的制造方法的特征在于，包括以定位的狀態將未形成有第一凹部的第一分割體與未形成有第二凹部的第二分割體進行預組裝的工序； 在預組裝后的第一分割體和第二分割體上、在同一軸線上形成多個上述支承孔的工序；以及在將第一、第二分割體分離之后，使安裝于凸輪軸的滾動軸承與分別形成于第一、第二分割體的第一、第二凹部嵌合，同時再次對第一、第二分割體進行定位并連結的工序。根據這樣的方法，能夠提高多個支承孔的同軸度、并能夠減少圓度的偏差，從而能夠減小與各支承孔嵌合的多個滾動軸承之間的軸線不重合度。標號說明
10...凸輪軸裝置；11...凸輪軸；12...滾動軸承；13...支承框架；14...發動機；15...氣缸蓋；17...軸主體；18...凸輪；23...側壁部；24...支承壁部；25...支承孔；27...第一分割體；28...第二分割體；29...第一凹部；30...第二凹部；31...定位銷 (定位機構)；34...螺栓插通孔；36...連結件(連結機構)；36A. · ·螺栓；36B. · ·螺母部件；38...筒狀體；40...開口部；41...中間壁部；47...第一分割體；48...第二分割體。
權利要求
1.一種凸輪軸裝置，其特征在于，具備 凸輪軸，在該凸輪軸嵌合有凸輪；多個滾動軸承，這些滾動軸承在軸向隔開間隔地安裝于上述凸輪軸；以及支承框架，該支承框架裝配于發動機的氣缸蓋、且在同一軸線上具有多個供上述滾動軸承嵌合的支承孔，并經由與各支承孔嵌合的上述滾動軸承對上述凸輪軸進行支承，使得上述凸輪軸旋轉自如，上述支承框架通過連結多個分割體而構成， 上述多個分割體包括第一分割體，該第一分割體一體地形成有構成上述各支承孔的一半的多個第一凹部；以及第二分割體，該第二分割體一體地形成有構成各支承孔的另一半的多個第二凹部。
2.根據權利要求1所述的凸輪軸裝置，其特征在于，具備定位機構，該定位機構對上述第一分割體和上述第二分割體進行定位，以使上述第一凹部與上述第二凹部互相對準；以及多個連結機構，這些連結機構將由該定位機構定位后的上述第一分割體與上述第二分割體連結。
3.根據權利要求2所述的凸輪軸裝置，其特征在于，多個連結機構的一部分或全部配置于在軸向從上述支承孔偏離的位置。
4.根據權利要求2所述的凸輪軸裝置，其特征在于， 上述連結機構包括螺栓，在上述支承框架形成有供上述螺栓插通的螺栓插通孔，在該螺栓插通孔內固定有筒狀體，該筒狀體的剛度比上述支承框架的剛度高、且承受上述螺栓的連結力的至少一部分。
5.根據權利要求1所述的凸輪軸裝置，其特征在于， 上述支承框架具有一對側壁部，該一對側壁部以將上述凸輪軸夾于中間的狀態沿該凸輪軸的軸線配置；以及多個支承壁部，這些支承壁部架設于上述一對側壁部之間、且沿上述凸輪軸的軸向隔開間隔地配置，在上述各支承壁部形成有上述支承孔。
6.根據權利要求5所述的凸輪軸裝置，其特征在于，在上述側壁部設置有用于連結上述第一、第二分割體的連結機構， 在上述連結機構與上述支承孔之間形成有切除部，該切除部使上述支承框架的剛度降低。
7.根據權利要求1所述的凸輪軸裝置，其特征在于， 上述支承框架被上下分割。
8.根據權利要求1所述的凸輪軸裝置，其特征在于， 上述支承框架被左右分割。
9.一種發動機，其特征在于，在氣缸殼體的上表面部連結有權利要求1所述的凸輪軸裝置。
10. 一種用于制造權利要求1所述的凸輪軸裝置的凸輪軸裝置的制造方法，其特征在于，包括以定位的狀態將未形成有第一凹部的第一分割體與未形成有第二凹部的第二分割體進行預組裝的工序；在預組裝后的第一分割體和第二分割體上、在同一軸線上形成多個上述支承孔的工序；以及在將第一、第二分割體分離之后，使安裝于凸輪軸的滾動軸承與分別形成于上述第一、 第二分割體的第一、第二凹部嵌合，同時再次對上述第一、第二分割體進行定位并連結的工序。
全文摘要
凸輪軸裝置(10)具備具備凸輪(18)的凸輪軸(11)；在軸向隔開間隔地安裝于該凸輪軸(11)的多個滾動軸承(12)；以及支承框架(13)，其裝配于發動機的氣缸蓋(15)、且在同一軸線上具有多個供滾動軸承(12)嵌合的支承孔(25)，并經由與各支承孔(25)嵌合的滾動軸承(12)對上述凸輪軸(11)進行支承，使得凸輪軸旋轉自如。支承框架(13)通過連結多個分割體(27、28)而構成，多個分割體(27、28)包括一體地形成有構成各支承孔(25)的一半的多個第一凹部(29)的第一分割體(27)；和一體地形成有構成各支承孔(25)的另一半的多個第二凹部(30)的第二分割體(28)。
文檔編號F01L1/04GK102459825SQ201080026690
公開日2012年5月16日 申請日期2010年5月19日 優先權日2009年6月18日
發明者上野弘, 佐藤寬, 大西良, 山下康太郎, 平岡寬規, 柳井邦夫, 池田尚明, 濱田和生, 臼杵功雄 申請人:株式會社捷太格特