JP2016217237A - カムシャフト支持部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】品質を確保しつつ、設計の自由度の向上、コスト削減等の要請に応えることのできるカムシャフト支持部材の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】カムシャフト支持部材の製造方法は、鋳造工程と、分離工程と、軸受加工工程とを含む。鋳造工程は、鋳造体４０を鋳造形成する工程である。鋳造体４０は、互いに平行に、かつ間隔を空けて配された複数のメインフレーム４１と、隣り合うメインフレーム４１、４１の間に配されている一対のサブフレーム４２、４３とを備える。一方のサブフレー４３は、カムキャップ形成部５０を備える。分離工程は、カムキャップ形成部５０を鋳造体４０から分離する工程である。軸受加工工程は、複数のメインフレーム４１のそれぞれに複数のカムキャップ形成部５０のそれぞれを組み付けた状態で、メインフレーム４１とカムキャップ５０とにハウジング側軸受凹部とキャップ側軸受凹部とを形成する工程である。
【選択図】図５

Description

本発明は、カムシャフト支持部材の製造方法に関する。

車両用エンジンは、エンジンバルブを駆動するためのカムを備えたカムシャフトを回転可能な状態で支持する支持部材を備えている。支持部材として、車両用エンジンのシリンダヘッドの上部に固定され、複数の支持部を備えるカムハウジングと、このカムハウジングの上部に固定されるカムキャップとを備えるものが知られている（特許文献１参照）。各支持部の上部、および、各カムキャップの下部には、それぞれ半円状の軸受凹部が形成されており、対となる軸受凹部が合わさることによって形成される円形の軸受孔にカムシャフトが挿通される。このようなカムシャフト支持部材は、鋳造により得られた粗材に切削加工や軸受加工を施すことにより製造される。

ここで、カムハウジングは、一般に、平行な２本のフレームと、２本のフレームの間に渡された複数の支持部とを備えるものである。このようにカムハウジングをはしご型とすることで、鋳造工程における凝固、冷却時の変形、内部欠陥の発生を抑制し、鋳造粗材の品質を確保するとともに、各支持部の位置精度や軸受孔の同軸度を確保することができる。

特開２０１１−１４０９０３号公報

一方、シリンダヘッドには、動弁系部品、プラグチューブ、換気系の部品等、種々の部品が配置されている。このため、カムハウジングが上記のようなはしご型のものである場合、これらの部品を、フレームと干渉しないように配置する必要がある。

しかし、近年、エンジンの省スペース化の要請から、エンジンルーム内に種々の部品を設置するスペースを思うように確保することは困難となってきている。さらに、自動車産業界のグローバル化に伴い、一層のコスト削減が要請されてきている。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、品質を確保しつつ、設計の自由度の向上、コスト削減等の要請に応えることのできるカムシャフト支持部材の製造方法を提供することを目的とする。

本発明のカムシャフト支持部材の製造方法は、カムを備えるカムシャフトを支持するものであって、前記カムシャフトの軸方向に沿って並列する複数の支持部と、隣り合う前記支持部を接続する接続部とを備え、前記複数の支持部のそれぞれが前記カムシャフトと平行な支持面を有し、前記支持面に前記カムシャフトを受けるハウジング側軸受部が配されたものであるカムハウジングと、前記支持面に組み付けられるものであって、前記支持面と当接する当接面に前記カムシャフトを受けるキャップ側軸受部が配された複数のカムキャップとを備えるカムシャフト支持部材の製造方法であって、互いに平行に、かつ間隔を空けて配置された複数のメインフレームと、前記複数のメインフレームのうち隣り合うメインフレーム間に配置される一対のサブフレームと、前記一対のサブフレームのうち一方のサブフレームに形成されたカムキャップ形成部とを備える鋳造体を鋳造形成する鋳造工程と、前記カムキャップ形成部を前記鋳造体から分離する分離工程と、前記複数のメインフレームのそれぞれに前記複数のカムキャップ形成部のそれぞれを組み付けた状態で、前記メインフレームと前記カムキャップとに前記ハウジング側軸受部と前記キャップ側軸受部とを形成する軸受加工工程とを含むものである。

ここで、各支持部の位置精度や軸受孔の同軸度を確保するためには、複数の支持部が連結されていれば足り、隣り合う支持部が任意の部位で連結されていればよい。しかし、鋳造工程における凝固、冷却時の変形、内部欠陥の発生等を抑制し、得られる鋳造体の品質を確保するためには、鋳造体を、並列する複数のメインフレームと、隣り合うメインフレームを連結する一対のサブフレームとを備えるはしご型とすることが好ましい。

そこで、鋳造工程においてはしご型の鋳造体を形成しておき、その後、一方のサブフレームを分離することとした。このようにすれば、鋳造工程においてははしご型の鋳造体を形成することにより、鋳造体の品質を確保できる。また、一方のサブフレームを分離した後の空間は、種々の部品を配置するためのスペースとして利用することができ、設計の自由度が高まる。

さらに、分離したサブフレームを、カムキャップを形成するためのカムキャップ形成部として利用することとした。これにより、全体として素材の使用量を少なくすることができ、コストを削減することができる。

これらにより、品質を確保しつつ、設計の自由度の向上、コスト削減等の要請に応えることのできるカムシャフト支持部材の製造方法を提供することができる。

上記のカムシャフト支持部材の製造方法は、前記鋳造体が、複数の前記カムキャップ形成部を備えるものであり、前記複数のカムキャップ形成部が、前記鋳造体の同じ側に配された複数のサブフレームにそれぞれ配されているものであってもよい。

このように、カムキャップ形成部が鋳造体の一方の側に集められていることにより、鋳造の際の溶湯の流れの制御が容易となり、鋳造体の品質を確保することができる。

本発明によれば、品質を確保しつつ、設計の自由度の向上、コスト削減等の要請に応えることのできるカムシャフト支持部材の製造方法を提供できる。

実施形態１において、カムシャフトをカムシャフト支持部材に組み付けた状態を示す斜視図 実施形態１において、カムシャフトおよびカムシャフト支持部材の分解斜視図 実施形態１のカムハウジングの斜視図 実施形態１のカムキャップの斜視図 実施形態１の鋳造体の斜視図 実施形態１の鋳造体の上面図 実施形態１において、鋳造体からカムキャップ形成部を分離した状態を示す斜視図 実施形態２において、カムシャフトをカムシャフト支持部材に組み付けた状態を示す斜視図 実施形態２において、カムシャフトおよびカムシャフト支持部材の分解斜視図 実施形態２のカムハウジングの斜視図 実施形態２の鋳造体の斜視図 実施形態２の鋳造体の上面図 実施形態２において、鋳造体からカムキャップ形成部を分離した状態を示す斜視図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を、図１〜図７を参照しつつ説明する。本実施形態では、吸気側のカムシャフト３０が吸気側カムシャフト支持部材１（カムシャフト支持部材に該当）により支持され、排気側のカムシャフトが排気側カムシャフト支持部材（カムシャフト支持部材に該当）によって支持されている例について説明する。以下には、吸気側カムシャフト支持部材１の構成及び製造方法について詳細に説明する。排気側カムシャフト支持部材については、その構成及び製造方法は吸気側カムシャフト支持部材１と同様であり、詳細は記載しない。

図１および図２に示すように、吸気側カムシャフト支持部材１は、エンジンヘッド（図示せず）の上部に組み付けられるカムハウジング１０と、このカムハウジング１０に組み付けられて、カムハウジング１０との間でカムシャフト３０を挟み込んで保持するカムキャップ２０とを備える。

図２および図３に示すように、カムハウジング１０は、カムシャフト３０を支持する複数の支持部１１と、これら複数の支持部１１を接続する複数の接続部１４とを備えている。

複数の支持部１１は、カムシャフト３０の軸方向に沿って等間隔に配置されている。各支持部１１は、略矩形板状であり、その板面同士が互いに向かい合うようにして、カムシャフト３０と垂直に配置されている。各接続部１４は、支持面１２を有している。支持面１２は、各支持部１１において、カムシャフト３０と平行な端面（図２、図３において上側の端面）である。

接続部１４は、互いに隣接する２つの支持部１１、１１を接続する部位である。各接続部１４は、互いに隣接する２つの支持部１１、１１の間にそれぞれ設けられている。各接続部１４は、隣り合う２つの支持部１１、１１において互いに向かい合う対向面１３、１３の間に渡されている。各接続部１４は、支持部１１、１１の対向面１３、１３において支持面１２に対してほぼ垂直な端縁に沿って配置されている。すべての接続部１４は、複数の支持部１１の同じ側に配されている。

各支持部１１は、それぞれ、ハウジング側軸受凹部１５（ハウジング側軸受部に該当）を有している。ハウジング側軸受凹部１５は、支持面１２から内側（図２、図３において下側）に凹む半円アーチ形のハウジング側アーチ面１６によって定義される凹部である。

各支持部１１は、ボルト穴１７および固定用ボルト挿通孔１８を有している。ボルト穴１７は、カムキャップ２０を支持部１１に固定するためのボルト（図示せず）をねじ付けるためのものである。ボルト穴１７は、ハウジング側軸受凹部１５の両側方にそれぞれ配され、支持面１２側に開口している。固定用ボルト挿通孔１８は、カムハウジング１０を車両のエンジンにおけるシリンダヘッド（図示せず）に固定するためのボルト（図示せず）を挿通するためのものである。固定用ボルト挿通孔１８は、支持面１２からその逆側の面まで貫通する貫通孔であって、各支持部１１において、接続部１４側の端縁、および、その逆側の端縁から、やや中央に寄った位置にそれぞれ配されている。

このカムハウジング１０は、車両のエンジンにおけるシリンダヘッド（図示せず）に対して、固定用ボルト挿通孔１８に挿通された複数本のボルトによって固定される。複数の支持部１１によって仕切られる空間内には、詳細には図示しないが、シリンダヘッドに備えられる動弁系や換気系の部品等、種々の部品が配置される。

図２および図４に示すように、カムキャップ２０は、略板状であり、キャップ側軸受凹部２２（キャップ側軸受部に該当）を備えている。キャップ側軸受凹部２２は、カムキャップ２０において、支持部１１の支持面１２と接する側の端面である当接面２１（図２、図４において下面）に配されている。キャップ側軸受凹部２２は、当接面２１から内側（図２、図４において上側）に凹む半円アーチ形のキャップ側アーチ面２３によって定義される凹部である。キャップ側アーチ面２３の曲率半径は、ハウジング側アーチ面１６の曲率半径と等しくなっている。

カムキャップ２０は、組付用ボルト挿通孔２４を有している。組付用ボルト挿通孔２４は、カムキャップ２０を支持部１１に固定するためのボルト（図示せず）を挿通するためのものである。組付用ボルト挿通孔２４は、カムキャップ２０における当接面２１から、この当接面２１とは逆側の面まで貫通する貫通孔であって、キャップ側軸受凹部２２の両側方にそれぞれ配されている。

カムキャップ２０を、その当接面２１が支持部１１の支持面１２と重なるように支持部１１に載置し、ボルト（図示せず）を組付用ボルト挿通孔２４に挿通してボルト穴１７にねじ付けることにより、カムキャップ２０が支持部１１に固定される。この状態では、互いに組み付けられる支持部１１とカムキャップ２０とに設けられたハウジング側軸受凹部１５とキャップ側軸受凹部２２とが組み合わせられて、軸受孔Ｈとなっている。つまり、キャップ側アーチ面２３とハウジング側アーチ面１６とが、断面円形の内周面を形成しており、キャップ側アーチ面２３とハウジング側アーチ面１６とで囲まれる空間が、カムシャフト３０を挿通可能な軸受孔Ｈとなっている。複数の支持部１１にそれぞれ備えられる複数のハウジング側軸受凹部１５と、このハウジング側軸受凹部１５と組み合わされるキャップ側軸受凹部２２とで形成される、複数の軸受孔Ｈは、互いに同軸上に位置している。

カムシャフト３０は、ＳＴＫＭ材等の金属材料によって形成された丸棒である。カムシャフト３０の外周には、複数のカム３１が組み付けられている。複数のカム３１は、カムシャフト３０の軸方向に並んでいる。カムシャフト３０の外径は、軸受孔Ｈの内径よりもわずかに小さくなっている。カムシャフト３０は、軸受孔Ｈに挿通された状態で、カムハウジング１０とキャップ２０によって挟まれて、回転可能に支持される。

次に、吸気側カムシャフト支持部材１の製造方法について説明する。

まず、鋳造加工により、鋳造体４０を製造する（鋳造工程）。
鋳造体４０は、図５および図６に示すように、複数のメインフレーム４１と、隣り合う２つのメインフレーム４１、４１同士を接続するサブフレーム４２、４３とを備える。

複数のメインフレーム４１は、カムハウジング１０の支持部１１となる部位である。各メインフレーム４１は、略矩形板状であり、その板面同士が互いに向かい合うようにして、等間隔に配置されている。

互いに隣接するメインフレーム４１、４１の間には、両者を接続する２つのサブフレーム４２、４３が配置されている。２つのサブフレーム４２、４３のうち一方のサブフレーム４２は、カムハウジング１０の接続部１４となる部位であり、他方のサブフレーム４３は、後述の分離工程においてメインフレーム４１、４１から分離されて、カムキャップ２０となる部位である。

２つのサブフレーム４２、４３のうち一方のサブフレーム４２は、互いに隣接する２つのメインフレーム４１、４１において互いに同じ側（図５において奥側、図６において上側）にある一の端縁同士を接続しており、他方のサブフレーム４３は、上記一の端縁と逆側（図３において手前側、図４において下側）にある他の端縁同士を接続している。一方のサブフレーム４２と他方のサブフレーム４３とは、互いに平行に配されている。

各メインフレーム４１は、フレーム側半円凹部４５を有している。各フレーム側半円凹部４５は、各メインフレーム４１において、隣接するメインフレーム４１と対向する対向面４７に対して垂直な複数の端面のうち一の端面４４（図５において上側の端面）から内側（図５において下側）に凹む半円アーチ形の半円壁面４６によって定義される凹部である。

各メインフレーム４１において、フレーム側半円凹部４５の両側方には、それぞれ、端面４４側に開口するボルト穴１７が形成されている。さらに、各メインフレーム４１においてサブフレーム４２、４３側の端縁からやや中央に寄った位置には、それぞれ、固定用ボルト挿通孔１８が形成されている。ボルト穴１７および固定用ボルト挿通孔１８の形状は、上記のカムハウジング１０が備えるものと同様であるから、同一の符号を付して説明を省略する。

２つのサブフレーム４２、４３のうち一方のサブフレーム４３は、カムキャップ形成部５０と、連結部５４とを備える。

カムキャップ形成部５０は、カムキャップ２０の基材となる部分であり、略矩形板状である。連結部５４は、メインフレーム４１、４１とカムキャップ形成部５０との間に配されて、両者を連結している部分である。鋳造体４０の同じ側に形成されたすべてのサブフレーム４３に、カムキャップ形成部５０と連結部５４とが形成されている。

各カムキャップ形成部５０は、キャップ側半円凹部５２を有している。キャップ側半円凹部５２は、カムキャップ形成部５０において、フレーム側半円凹部４５が配されている側と同じ側の端面５１（図５において上側の端面）から内側（図５において下側）に凹む半円アーチ形の半円壁面５３によって定義される凹部である。各カムキャップ形成部５０は、組付用ボルト挿通孔２４を有している。組付用ボルト挿通孔２４の形状は、上記のカムハウジング１０が備えるものと同様であるから、同一の符号を付して説明を省略する。

次に、図７に示すように、得られた鋳造体４０から、カムキャップ形成部５０を分離する（分離工程）。分離は、トリミングプレス、切断等の公知の方法を用いて行うことができる。そして、カムキャップ形成部５０を分離した後の鋳造体４０、つまり、メインフレーム４１および一方のサブフレーム４２は、カムハウジング形成部５５となる。カムハウジング形成部５５は、カムハウジング１０の基材である。

次に、得られたカムハウジング形成部５５とカムキャップ形成部５０とに仕上げ加工を施すことにより、カムハウジング形成部５５からカムハウジング１０を、カムキャップ形成部５０からカムキャップ２０を得る。

まず、カムハウジング形成部５５およびカムキャップ形成部５０に残されている連結部５４の一部を切削加工により取り除くなど、必要な加工を施す。

次に、軸受加工を行う（軸受加工工程）。軸受加工は、カムキャップ形成部５０にキャップ側軸受凹部２２を形成し、カムハウジング形成部５５における複数のメインフレーム４１にハウジング側軸受凹部１５を形成するものである。

軸受加工は、共加工により行う。まず、カムキャップ形成部５０においてキャップ側半円凹部５２が形成された端面５１が、メインフレーム４１においてフレーム側半円凹部４５が形成された端面４４に当接するようにして、カムキャップ形成部５０をメインフレーム４１に重ねる。そして、ボルトを組付用ボルト挿通孔２４に挿通してボルト穴１７にねじ付けることにより、カムキャップ形成部５０をメインフレーム４１に固定する。

この状態で、フレーム側半円凹部４５およびキャップ側半円凹部５２を形成する半円壁面４６、５３に、同時に切削加工を施し、キャップ側軸受凹部２２およびハウジング側軸受凹部１５を形成する。このように、共加工を行うことにより、複数の軸受孔Ｈの同軸度を確保することができる。

このようにして、カムハウジング１０とカムキャップ２０とを得る。

以上のように本実施形態のカムシャフト支持部材の製造方法は、カムハウジング１０とカムキャップ２０とを備える吸気側カムシャフト支持部材１を製造するためのものである。カムハウジング１０は、カムシャフト３０の軸方向に沿って並列する複数の支持部１１と、隣り合う支持部１１、１１を接続する接続部１４とを備え、複数の支持部１１のそれぞれがカムシャフト３０と平行な支持面１２を有し、支持面１２にカムシャフト３０を受けるハウジング側軸受凹部１５が配されたものである。カムキャップ２０は、カムハウジング１０の支持面１２に組み付けられるものであって、支持面１２と当接する当接面２１にカムシャフト３０を受けるキャップ側軸受凹部２２が配されたものである。
カムシャフト支持部材の製造方法は、鋳造工程と、分離工程と、軸受加工工程とを含む。
鋳造工程は、鋳造体４０を鋳造形成する工程である。鋳造体４０は、 互いに平行に、かつ間隔を空けて配置される複数のメインフレーム４１と、隣り合うメインフレーム４１、４１間に配置される一対のサブフレーム４２、４３と、一対のサブフレーム４２、４３のうち一方のサブフレーム４３に形成されたカムキャップ形成部５０とを備えるものである。
分離工程は、カムキャップ形成部５０を鋳造体４０から分離する工程である。
軸受加工工程は、複数のメインフレーム４１のそれぞれに複数のカムキャップ形成部５０のそれぞれを組み付けた状態で、メインフレーム４１とカムキャップ５０とにハウジング側軸受凹部１５とキャップ側軸受凹部２２とを形成する工程である。

ここで、複数の支持部１１の位置精度や複数の軸受孔Ｈの同軸度を確保するためには、隣り合う支持部１１が任意の部位で連結されていれば足りる。しかし、鋳造工程における凝固、冷却時の変形、内部欠陥の発生等を抑制し、得られる鋳造体４０の品質を確保するためには、鋳造体４０を、複数のメインフレーム４１の両端縁が、それぞれサブフレーム４２、４３によって連結されたはしご型とすることが好ましい。

そこで、本実施形態では、鋳造工程においてはしご型の鋳造体４０を形成しておき、その後、サブフレーム４２、４３のうち一方を分離することとしている。このようにすれば、鋳造工程においては鋳造体４０をはしご型とすることにより、鋳造体４０の品質を確保できる。一方、サブフレーム４３を分離することによってできる空間は、種々の部品を配置するためのスペースとして利用することができ、設計の自由度が高まる。

さらに、分離するサブフレーム４３を、カムキャップ２０を形成するためのカムキャップ形成部５０として利用することとしている。これにより、全体として素材の使用量を少なくすることができ、コストを削減することができる。

また、複数のカムキャップ形成部５０が、鋳造体４０において同じ側に配されるサブフレーム４３にのみ形成され、他方のサブフレーム４２は、カムキャップ形成部を備えないものとなっている。このように、カムキャップ形成部５０が鋳造体４０一方の側に集められていることにより、鋳造の際の溶湯の流れの制御が容易となり、鋳造体４０の品質を確保することができる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を、図８〜図１３を参照しつつ説明する。本実施形態では、吸気側のカムシャフト３０と排気側のカムシャフト３０とを１つのカムシャフト支持部材１００によって支持する例について説明する。

図８および図９に示すように、カムシャフト支持部材１００は、エンジンヘッド（図示せず）の上部に組み付けられるカムハウジング１１０と、このカムハウジング１１０に組み付けられて、カムハウジング１１０との間でカムシャフト３０を挟み込んで保持するカムキャップ２０とを備える。

図１０に示すように、カムハウジング１１０は、カムシャフト３０を支持する複数の支持部１１１と、これら複数の支持部１１１を接続する複数の接続部１１４とを備えている。

複数の支持部１１１は、カムシャフト３０の軸方向に沿って等間隔に配置されている。各支持部１１１は、略矩形板状であり、その板面同士が互いに向かい合うようにして、カムシャフト３０と垂直に配置されている。各支持部１１１は、支持面１１２を有している。支持面１１２は、各支持部１１１において、カムシャフト３０と平行な端面（図９、図１０において上側の端面）である。

接続部１１４は、互いに隣接する２つの支持部１１１、１１１を接続する部位である。各接続部１１４は、互いに隣接する２つの支持部１１１、１１１の間にそれぞれ設けられている。各接続部１１４は、隣り合う２つの支持部１１１、１１１において互いに向かい合う対向面１１３、１１３の間に渡されている。各接続部１１４は、支持部１１１の対向面１１３、１１３において支持面１１２に対してほぼ垂直な端縁に沿って配置されている。すべての接続部１１４は、複数の支持部１１１の同じ側に配されている。

各支持部１１１は、それぞれ、２つのハウジング側軸受凹部１１５、１１６（ハウジング側軸受部に該当）を有している。各ハウジング側軸受凹部１１５、１１６は、支持面１１２から内側（図９、図１０において下側）に凹む半円アーチ形のハウジング側アーチ面１１７、１１８によって定義される凹部である。２つのハウジング側軸受凹部１１５、１１６は、それぞれ、支持面１１２において接続部１１４側の端縁とそれとは逆側の端縁との間の中央位置よりも接続部１１４側に寄った位置に１つ、逆側に寄った位置にもう１つが配されている。２つのハウジング側軸受凹部１１５、１１６のうち一方は、ハウジング側吸気軸受凹部１１５であり、他方は、ハウジング側排気軸受凹部１１６である。

各支持部１１１は、ボルト穴１１９および固定用ボルト挿通孔１２０を有している。ボルト穴１１９は、カムキャップ２０を支持部１１１に固定するためのボルト（図示せず）をねじ付けるためのものである。ボルト穴１１９は、ハウジング側軸受凹部１５の両側方にそれぞれ配され、支持面１１２側に開口している。固定用ボルト挿通孔１２０は、カムハウジング１１０を車両のエンジンにおけるシリンダヘッド（図示せず）に固定するためのボルト（図示せず）を挿通するためのものである。固定用ボルト挿通孔１２０は、支持面１１２からその逆側の面まで貫通する貫通孔であって、各支持部１１１において、接続部１１４側の端縁、および、その逆側の端縁から、やや中央に寄った位置にそれぞれ配されている。

このカムハウジング１１０は、車両のエンジンにおけるシリンダヘッド（図示せず）に対して、固定用ボルト挿通孔１２０に挿通された複数本のボルトによって固定される。複数の支持部１１１によって仕切られる空間内には、詳細には図示しないが、シリンダヘッドに備えられる動弁系や換気系の部品等、種々の部品が配置される。

カムキャップ２０の構成は、実施形態１と同様であるので、同一の符号を付して説明を省略する。

カムキャップ２０は、１つの支持部１１１に対し、２つが組み付けられる。２つのカムキャップ２０のうち１つは、ハウジング側吸気軸受凹部１１５が配された位置に、もう１つは、ハウジング側排気軸受凹部１１６が配された位置に組み付けられる。カムキャップ２０を、その当接面２１が支持部１１１の支持面１１２と当接するように支持部１１１に載置し、ボルトを組付用ボルト挿通孔２４に挿通してボルト穴１１９にねじ付けることにより、カムキャップ２０が支持部１１１に固定される。

この状態では、互いに組み付けられる支持部１１１とカムキャップ２０とに設けられたハウジング側吸気軸受凹部１１５とキャップ側軸受凹部２２とが組み合わせられて、吸気側軸受孔Ｈ_Ｉとなっている。つまり、キャップ側アーチ面２３とハウジング側アーチ面１１７とが、断面円形の内周面を形成しており、キャップ側アーチ面２３とハウジング側アーチ面１１７とで囲まれる空間が、カムシャフト３０を挿通可能な吸気側軸受孔Ｈ_Ｉとなっている。複数の支持部１１１にそれぞれ備えられる複数のハウジング側吸気軸受凹部１１５と、このハウジング側軸受凹部１１５と組み合わされるキャップ側軸受凹部２２とで形成される、複数の吸気側軸受孔Ｈ_Ｉは、互いに同軸上に位置している。同様に、ハウジング側排気軸受凹部１１６とキャップ側軸受凹部２２とが組み合わせられて、排気側軸受孔Ｈ_Ｏとなっている。複数の排気側軸受孔Ｈ_Ｏは、互いに同軸上に位置している。

カムシャフト３０およびカム３１の構成は、実施形態１と同様であるので、同一の符号を付して説明を省略する。

吸気側のカムシャフト３０は、複数のハウジング側吸気軸受凹部１１５と、これらと組み合わされる複数のキャップ側軸受凹部２２とによって形成された複数の吸気側軸受孔Ｈ_Ｉに挿通された状態で、回転可能に支持される。同様に、排気側のカムシャフト３０は、複数のハウジング側排気軸受凹部１１６と、これらと組み合わされるキャップ側軸受凹部２２とによって形成された複数の排気側軸受孔Ｈ_Ｏに挿通された状態で、回転可能に支持される。

次に、カムシャフト支持部材１００の製造方法について説明する。

まず、鋳造加工により、鋳造体１３０を製造する（鋳造工程）。
鋳造体１３０は、図１１および図１２に示すように、複数のメインフレーム１３１と、隣り合う２つのメインフレーム１３１、１３１同士を接続するサブフレーム１３２、１３３とを備える。

複数のメインフレーム１３１は、カムハウジング１１０の支持部１１１となる部位である。各メインフレーム１３１は、略矩形板状であり、その板面同士が互いに向かい合うようにして、等間隔に配置されている。

互いに隣接するメインフレーム１３１、１３１の間には、両者を接続する２つのサブフレーム１３２、１３３が配置されている。２つのサブフレーム１３２、１３３のうち一方のサブフレーム１３２は、カムハウジング１１０の接続部１１４となる部位であり、他方のサブフレーム１３３は、後述の分離工程においてメインフレーム１３１、１３１から分離されて、カムキャップ２０となる部位である。

２つのサブフレーム１３２、１３３のうち一方のサブフレーム１３２は、互いに隣接する２つのメインフレーム１３１、１３１において互いに同じ側（図１１において奥側、図１２において上側）にある一の端縁同士を接続しており、他方のサブフレーム１３３は、上記一の端縁と逆側（図１１において手前側、図１２において下側）にある他の端縁同士を接続している。一方のサブフレーム１３２と他方のサブフレーム１３３とは、互いに平行に配されている。

各メインフレーム１３１は、２つのフレーム側半円凹部１３５を有している。各フレーム側半円凹部１３５は、各メインフレーム１３１において、隣接するメインフレーム１３１と対向する対向面１３７に対して垂直な複数の端面のうち一の端面１３４（図１１において上側の端面）から内側（図１１において下側）に凹む半円アーチ形の半円壁面１３６によって定義される凹部である。２つのフレーム側半円凹部１３５は、それぞれ、端面１３４においてサブフレーム１３２、１３３側の端縁間の中央位置よりもサブフレーム１３２、１３３側に寄った位置にそれぞれ配されている。

各メインフレーム１３１において、フレーム側半円凹部１３５の両側方には、それぞれ、端面１３４側に開口するボルト穴１１９が形成されている。さらに、各メインフレーム１３１においてサブフレーム１３２、１３３側の端縁からやや中央に寄った位置には、それぞれ、固定用ボルト挿通孔１２０が形成されている。ボルト穴１１９および固定用ボルト挿通孔１２０の形状は、上記のカムハウジング１１０が備えるものと同様であるから、同一の符号を付して説明を省略する。

２つのサブフレーム１３２、１３３のうち一方のサブフレーム１３３は、カムキャップ形成部５０と、連結部５４とを備える。カムキャップ形成部５０および連結部５４の構成は、実施形態１と同様であるので、同一の符号を付して説明を省略する。

次に、図１３に示すように、得られた鋳造体１３０から、カムキャップ形成部５０を分離する（分離工程）。分離は、トリミングプレス、切断等の公知の方法を用いて行うことができる。そして、カムキャップ形成部５０を分離した後の鋳造体１３０、つまり、メインフレーム１３１および一方のサブフレーム１３２は、カムハウジング形成部１３７となる。カムハウジング形成部１３７は、カムハウジング１１０の基材である。

次に、得られたカムハウジング形成部１３７とカムキャップ形成部５０とに仕上げ加工を施すことにより、カムハウジング形成部１３７からカムハウジング１１０を、カムキャップ形成部５０からカムキャップ２０を得る。

まず、カムハウジング形成部１３７およびカムキャップ形成部５０に残されている連結部５４の一部を切削加工により取り除くなど、必要な加工を施す。

次に、軸受加工を行う（軸受加工工程）。軸受加工は、カムキャップ形成部５０にキャップ側軸受凹部２２を形成し、カムハウジング形成部１３７における複数のメインフレーム１３１にハウジング側軸受凹部１１５、１１６を形成するものである。

軸受加工は、共加工により行う。まず、カムキャップ形成部５０においてキャップ側半円凹部５２が形成された端面５１が、メインフレーム１３１においてフレーム側半円凹部１３５が形成された端面１３４に当接するようにして、カムキャップ形成部５０をメインフレーム１３１に重ねる。そして、ボルトを組付用ボルト挿通孔２４に挿通してボルト穴１１９にねじ付けることにより、カムキャップ形成部５０をメインフレーム１３１に固定する。

この状態で、フレーム側半円凹部１３５およびキャップ側半円凹部５２を形成する半円壁面１３６、５３に、同時に切削加工を施し、キャップ側軸受凹部２２およびハウジング側軸受凹部１１５、１１６を形成する。このように、共加工を行うことにより、複数の軸受孔Ｈの同軸度を確保することができる。

このようにして、カムハウジング１１０とカムキャップ２０とを得る。

以上のように、本実施形態においても、鋳造工程においてはしご型の鋳造体１３０を形成しておき、その後、サブフレーム１３２、１３３のうち一方を分離することとしている。このようにすれば、鋳造工程においては鋳造体１３０をはしご型とすることにより、品質を確保できる。一方、サブフレーム１３２を分離した後の空間は、種々の部品を配置するためのスペースとして利用することができ、設計の自由度が高まる。

さらに、分離するサブフレーム１３２を、カムキャップ２０を形成するためのカムキャップ形成部５０として利用することとしている。これにより、全体として素材の使用量を少なくすることができ、コストを削減することができる。

また、複数のカムキャップ形成部５０が、サブフレーム１３３のみに配され、他方のサブフレーム１３２は、カムキャップ形成部を備えないものとなっている。このように、カムキャップ形成部５０が鋳造体１３０の一方の側に集められていることにより、鋳造の際の溶湯の流れの制御が容易となり、鋳造体１３０の品質を確保することができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、鋳造体４０、１３０の同じ側に形成されたすべてのサブフレーム４３、１３３に、カムキャップ形成部５０と連結部５４とが形成されているが、一部のサブフレーム４３、１３３にのみカムキャップ形成部が設けられても構わない。

（２）上記実施形態では、鋳造体４０、１３０の一方の側に配されたサブフレーム４３、１３３のみがカムキャップ形成部５０を備え、他方の側に配されたサブフレーム４２、１３２はカムキャップ形成部５０を備えないが、一部のカムキャップ形成部が一方の側のサブフレームに、他のカムキャップ形成部が他方の側のサブフレームに形成されても構わない。

（３）上記実施形態では、一方のサブフレーム４２、１３２と他方のサブフレーム４３、１３３とは、平行に配置されていたが、隣り合うメインフレーム間に配置される一対のサブフレームは、互いに平行でなくても構わない。

（４）上記実施形態では、キャップ側半円凹部５２は、カムキャップ形成部５０において、フレーム側半円凹部４５が配されている側と同じ側の端面（図５において上側の端面）に配されていたが、キャップ側半円凹部は、フレーム側端縁凹部とは逆側の端面に配されていても構わない。

１…吸気側カムシャフト支持部材（カムシャフト支持部材）
１０、１１０…カムハウジング
１１、１１１…支持部
１２、１１２…支持面
１４、１１４…接続部
１５、１１５、１１６…ハウジング側軸受凹部（ハウジング側軸受部）
２０…カムキャップ
２１…当接面
２２…キャップ側軸受凹部（キャップ側軸受部）
３０…カムシャフト
３１…カム
４０、１３０…鋳造体
４１、１３１…メインフレーム
４２、４３、１３２、１３３…サブフレーム
５０…カムキャップ形成部
１００…カムシャフト支持部材

Claims (2)

1. カムを備えるカムシャフトを支持するものであって、
   前記カムシャフトの軸方向に沿って並列する複数の支持部と、隣り合う前記支持部を接続する接続部とを備え、前記複数の支持部のそれぞれが前記カムシャフトと平行な支持面を有し、前記支持面に前記カムシャフトを受けるハウジング側軸受部が配されたものであるカムハウジングと、
   前記支持面に組み付けられるものであって、前記支持面と当接する当接面に前記カムシャフトを受けるキャップ側軸受部が配された複数のカムキャップとを備えるカムシャフト支持部材の製造方法であって、
   互いに平行に、かつ間隔を空けて配置された複数のメインフレームと、前記複数のメインフレームのうち隣り合うメインフレーム間に配置される一対のサブフレームと、前記一対のサブフレームのうち一方のサブフレームに形成されたカムキャップ形成部とを備える鋳造体を鋳造形成する鋳造工程と、
   前記カムキャップ形成部を前記鋳造体から分離する分離工程と、
   前記複数のメインフレームのそれぞれに前記複数のカムキャップ形成部のそれぞれを組み付けた状態で、前記メインフレームと前記カムキャップとに前記ハウジング側軸受部と前記キャップ側軸受部とを形成する軸受加工工程とを含むカムシャフト支持部材の製造方法。
2. 前記鋳造体が、複数の前記カムキャップ形成部を備えるものであり、前記複数のカムキャップ形成部が、前記鋳造体の同じ側に配された複数のサブフレームにそれぞれ配されている、請求項１に記載のカムシャフト支持部材の製造方法。

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