JP2017180405A - 多気筒エンジン用カムシャフトおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量でありながら軸部の変形を抑制することができる多気筒エンジン用カムシャフトを提供すること。
【解決手段】複数の気筒を有するエンジンの気筒列方向に延びる軸部と、軸部の外周に設けられた複数のカム部とを備える多気筒エンジン用カムシャフトであって、カム部は、軸部の両端部より内側の気筒に対応する位置に設けられ、軸部は、当該軸部の少なくとも一方側の端部と当該端部に最も近いカム部との間の区間である第１区間に形成された第１除肉部と、隣り合う２つの気筒のうちの一方の気筒に対応するカム部と他方の気筒に対応するカム部との間の区間である第２区間に形成された第２徐肉部とを有し、第１除肉部および第２除肉部は、第２区間における軸部の強度が、第１区間における軸部の強度よりも大きくなるように形成されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、多気筒エンジン用カムシャフトおよびその製造方法に関する。

従来、エンジンの吸気バルブや排気バルブを駆動するカムシャフトには、カムシャフトの軸部が中実に形成されたもの（中実タイプ）と、カムシャフトの軸部が長さ方向全体に亘って中空に形成されたもの（中空タイプ）とが存在し、特許文献１には、中空タイプのカムシャフトの製造方法の一例が開示されている。

特許文献１に記載のカムシャフトの製造方法は、砂等からなる崩壊性の主型内に砂等からなる崩壊性の中子を配置することで鋳型を製造する工程と、上記主型と中子との間に形成されるキャビティ内に溶湯を流し込む工程と、溶湯の冷却後に鋳型を崩壊除去する工程とを備えている。また、上記中子には、その外周面から径方向に突出する位置決め用の複数のピンが設けられており、この複数のピンにより、主型内において中子が位置決めされる。

特開２０１４−１８８３３号公報

特許文献１に記載のカムシャフトによれば、中実タイプのカムシャフトと比べて軽量化を図ることができるものの、以下の問題がある。

詳しく説明すると、特許文献１に記載のカムシャフトの軸部がカム部から力を受けることにより当該軸部に発生する応力（軸部を捩じろうとする応力および軸部を曲げようとする応力）は、軸方向（長さ方向）の位置に応じて異なっている。つまり、エンジンの気筒列方向一端側から他端側にかけて第１気筒、第２気筒、第３気筒、および第４気筒が順に並ぶ直列４気筒エンジンにおける上記カムシャフトの軸部においては、第１気筒用のカム部よりも外側の部分（以下、「外側部分」と称する）と、第１気筒用のカム部と第２気筒用のカム部との間の部分（以下、「気筒間部分」と称する）とを比べた場合に、気筒間部分に生じる応力の方が外側部分に生じる応力よりも大きい。このため、カムシャフトの上記気筒間部分は、上記外側部分よりも変形しやすい傾向がある。

ところが、特許文献１に記載のカムシャフトの軸部においては、上記気筒間部分に形成された中空部の径が、上記外側部分に形成された中空部の径よりも大きくなっているため、上記気筒間部分の強度が上記外側部分の強度よりも小さいと考えられる。そのため、上記気筒間部分が上記外側部分よりも一層変形しやすく、当該変形が生じた場合には、気筒間でバルブリフト量にばらつきが生じる等の不都合が生じる虞がある。

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、軽量でありながら軸部の変形を抑制することができる多気筒エンジン用カムシャフトおよびその製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、複数の気筒を有するエンジンの気筒列方向に延びる軸部と、前記軸部の外周に設けられた複数のカム部とを備える多気筒エンジン用カムシャフトであって、前記カム部は、前記軸部の両端部より内側の前記気筒に対応する位置に設けられ、前記軸部は、当該軸部の少なくとも一方側の端部と当該端部に最も近い前記カム部との間の区間である第１区間に形成された第１除肉部と、隣り合う２つの気筒のうちの一方の気筒に対応するカム部と他方の気筒に対応するカム部との間の区間である第２区間に形成された第２徐肉部とを有し、前記第１除肉部および前記第２除肉部は、前記第２区間における前記軸部の強度が、前記第１区間における前記軸部の強度よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする多気筒エンジン用カムシャフトを提供する。

ここで、本発明における「除肉部」とは、同一外径を有する軸部における長さ方向の一部の断面積が当該一部以外の部分の断面積よりも小さくなるように当該一部の外周面に形成された孔部（凹部および貫通孔を含む）または切欠き部を言う。

本発明によれば、軽量でありながら軸部の変形を抑制することができる多気筒エンジン用カムシャフトを提供することができる。

詳しく説明すると、本発明では、軸部が第１除肉部および第２除肉部を有するので、これら第１除肉部および第２除肉部を有さない場合と比べて、その除肉部の容積に相当する重量分だけ、カムシャフトを軽量化することができる。

しかも、以下の理由により、軸部の変形を効果的に抑制することができる。すなわち、軸部がカム部から力を受けることにより当該軸部に発生する応力（軸部を捩じろうとする応力、および軸部を曲げようとする応力）は、軸方向（長さ方向）の位置に応じて異なっており、具体的には、上記第２区間で発生する応力の方が、上記第１区間で発生する応力よりも大きい。これは、軸部においてカム部からの距離が近い程、当該カム部から伝わる力が大きくなり、さらに、上記第１区間ではその軸方向一方側のみから上記の力が伝わるのに対し、上記第２区間ではその軸方向両側から上記の力が伝わるためである。

これに対し、本発明では、第１除肉部および第２除肉部は、上記第２区間における軸部の強度が、上記第１区間における軸部の強度よりも大きくなるように形成されているため、上記第２区間において上記第１区間よりも大きな応力が発生しても、上記第２区間における軸部の変形を抑制することができる。これにより、気筒間でバルブリフト量にばらつきが生じる等の不都合が生じるのを効果的に抑制することができる。

本発明においては、前記第１除肉部および前記第２除肉部は、各々、前記軸部の外周面に開口する非貫通孔であり、前記第２除肉部の深さは、前記第１除肉部の深さよりも浅いことが好ましい。

この構成によれば、第１除肉部および第２除肉部は、各々、上記軸部の外周面に開口する非貫通孔であるため、これら除肉部を容易に形成することができる。しかも、第２除肉部の深さは、第１除肉部の深さよりも浅いので、上記第２区間における軸部の強度を、上記第１区間における軸部の強度よりも容易かつ確実に大きくすることができる。

本発明においては、前記第１除肉部および前記第２除肉部は、各々、前記軸部の外周面に開口する非貫通孔であって、前記軸部の長さ方向に延びており、前記第１除肉部は、その長さ方向において深さが一定であり、前記第２除肉部は、その長さ方向中央部から長さ方向両端部に向かうにつれて次第に深さが浅くなっていることが好ましい。

この構成によれば、第１除肉部および第２除肉部は、各々、上記軸部の外周面に開口する非貫通孔であるため、これら除肉部を容易に形成することができる。しかも、第１除肉部および第２除肉部は、軸部の長さ方向に延びており、第１除肉部は、その長さ方向において深さが一定であり、第２除肉部は、その長さ方向中央部から長さ方向両端部に向かうにつれて次第に深さが浅くなっているため、第２区間における軸部の強度を、第１区間における軸部の強度よりも、容易に大きくすることができる。詳しく説明すると、第１除肉部は、その長さ方向において深さが一定であるため、第１区間のうち、第１除肉部が形成されている区間における軸部の強度を略一定にすることができる。一方、第２除肉部は、カム部に近い位置ではその深さが浅くなっているため、第２区間のうち、応力が比較的大きい位置（カム部に近い位置）における軸部の強度を、応力が比較的小さい位置（カム部から遠い位置）における軸部の強度よりも大きくすることができ、これにより、第２区間における軸部の強度を、第１区間における軸部の強度よりも、容易に大きくすることができる。

本発明においては、前記第１除肉部は、前記軸部を径方向に貫く貫通孔であり、前記第２除肉部は、前記軸部の外周面に開口する非貫通孔であることが好ましい。

この構成によれば、上記第２区間における軸部の強度を、上記第１区間における軸部の強度よりも容易かつ確実に大きくすることができる。

本発明においては、前記軸部は、径方向中心部で当該軸部の長さ方向に延びる中空部を有し、前記第１除肉部および前記第２除肉部は、各々、前記中空部と連通することが好ましい。

この構成によれば、上記軸部は、径方向中心部で当該軸部の長さ方向に延びる中空部を有しているので、この中空部を有さない場合に比べると、中空部の容積に相当する重量分だけ、カムシャフトのより一層の軽量化を図ることができる。

さらに、第１除肉部および第２除肉部は、各々、上記中空部と連通しているので、回転切削工具を用いて上記中空部を形成する場合には、中実軸部を切削加工する際に生じる切子を上記第１除肉部および上記第２除肉部を通じて外部に速やかに排出することができ、その結果、切削加工の効率を高めることができる。

本発明においては、前記軸部は、径方向中心部で当該軸部の長さ方向に延びる中空部を有し、前記第１除肉部および前記第２除肉部のうち、前記第１除肉部のみが前記中空部と連通することが好ましい。

この構成によれば、上記軸部は、径方向中心部で当該軸部の長さ方向に延びる中空部を有しているので、この中空部を有さない場合に比べると、中空部の容積に相当する重量分だけ、カムシャフトのより一層の軽量化を図ることができる。

さらに、第１除肉部が上記中空部と連通しているので、回転切削工具を用いて上記中空部を形成する場合には、中実軸部を切削加工する際に生じる切子を上記第１除肉部を通じて外部に速やかに排出することができ、その結果、切削加工の効率を高めることができる。そして、第１除肉部および第２除肉部のうち、第１除肉部のみが上記中空部と連通しているので、上記第２区間において、第２除肉部と中空部とが連通することによる軸部の強度低下を抑制することができ、これにより、上記第２区間における軸部の変形をより効果的に抑制することができる。

本発明は、上記多気筒エンジン用カムシャフトの製造方法であって、径方向中心部が中実に形成され、外周に前記複数のカム部が設けられた中実軸部を有する中実カムシャフトを鋳造する鋳造工程と、前記中実軸部の径方向中心部を回転切削工具を用いて切削することにより、前記中空部を形成する中空部形成工程とを備えることを特徴とする、多気筒エンジ用カムシャフトの製造方法を提供する。

本発明によれば、中実軸部の径方向中心部を回転切削工具を用いて切削することにより、上記中空部を形成するので、中空部を形成するために鋳造工程で中子を用いる必要がなく、比較的低コストで容易に中空部を形成することができる。

本発明においては、前記鋳造工程において鋳造される前記第１除肉部および前記第２除肉部のうち、前記中空部形成工程において前記中空部と連通する除肉部は、前記回転切削工具による切削加工の際に発生する切子を外部に排出可能な大きさを有することが好ましい。

この構成によれば、中空部形成工程において中空部と連通する除肉部は、上記回転切削工具による切削加工の際に発生する切子を外部に排出可能な大きさを有するので、切削加工の際に発生する切子を上記除肉部を通じて速やかに外部に排出することができ、切削加工の効率を効果的に高めることができる。

以上説明したように、本発明によれば、軽量でありながら軸部の変形を抑制することができる多気筒エンジン用カムシャフトおよびその製造方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係るエンジン用カムシャフト（排気カムシャフトおよび吸気カムシャフト）を備えるシリンダヘッドを示す平面図である。 図１に示される排気カムシャフトを示す斜視図である。 図１に示される排気カムシャフトを示す平面図である。 図１に示される排気カムシャフトを示す側面図である。 図３に示される排気カムシャフトのＡ−Ａ線断面図である。 図１に示される吸気カムシャフトのＢ−Ｂ線断面図である。 （ａ）は、図３に示される排気カムシャフトのＣ−Ｃ線断面図であり、（ｂ）は、図３に示される排気カムシャフトのＤ−Ｄ線断面図である。 鋳型を構成する第１砂型を製造する様子を示す断面図である。 鋳型を構成する第２砂型を製造する様子を示す断面図である。 第１砂型と第２砂型とを組み合わせて構成される鋳型を示す断面図である。 吸気カムシャフトの孔部の第１変形例を示す断面図である。 吸気カムシャフトの軸部の径方向中央部に中空部が形成され、軸部の外周面に開口する全ての孔部と上記中空部とが連通している場合の吸気カムシャフトを示す断面図である。 （ａ）は、図１２に示される吸気カムシャフトのＥ−Ｅ線断面図であり、（ｂ）は、図１２に示される吸気カムシャフトのＦ−Ｆ線断面図である。 吸気カムシャフトの軸部の径方向中央部に中空部が形成され、軸部の外周面に開口する孔部のうち、軸部の両側の端部と当該端部に最も近いカム部との間の区間に形成された孔部と上記中空部とが連通している場合の吸気カムシャフトを示す断面図である。 図１４に示される吸気カムシャフトのＧ−Ｇ線断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について詳述する。

＜カムシャフトを備えるエンジンの構造＞
本発明の実施形態に係るカムシャフトを備えるエンジンは、直列４気筒の４サイクルディーゼルエンジンであり、図１に示されるように、シリンダブロック（図示略）と、このシリンダブロックの上に組み付けられたシリンダヘッド７２とを備えている。図１に示されるエンジンでは、図示は省略するが、左側から順に、第１気筒、第２気筒、第３気筒、第４気筒の４つの気筒が並んでいる。

上記シリンダヘッド７２は、気筒毎に、燃焼室に連通する２つの排気ポートおよび２つの吸気ポートと、各排気ポートを燃焼室から遮断するための排気バルブと、各吸気ポートを燃焼室から遮断するための吸気バルブとを備えており（いずれも図示略）、さらに、各排気バルブを駆動して各排気ポートを所定のタイミングで開閉させる排気バルブ駆動機構７８と、各吸気バルブを駆動して各吸気ポートを所定のタイミングで開閉させる吸気バルブ駆動機構７３と、後述の排気カムシャフト２を回転自在に支持する４つの軸受部２４〜２７と、後述の吸気カムシャフト３を回転自在に支持する４つの軸受部７４〜７７とを備えている。

排気バルブ駆動機構７８および吸気バルブ駆動機構７３は、それぞれ、排気カムシャフト２および吸気カムシャフト３を備えており、これら排気カムシャフト２および吸気カムシャフト３は、チェーンおよびスプロケット等から構成される周知の動力伝達機構を介してクランクシャフトに連結されている。さらに、排気バルブ駆動機構７８および吸気バルブ駆動機構７３は、それぞれ、排気バルブを閉方向に付勢するリターンスプリング（図示略）および吸気バルブを閉方向に付勢するリターンスプリング（図示略）を備えている。上記排気カムシャフト２および上記吸気カムシャフト３は、それぞれ、クランクシャフトの駆動力により、リターンスプリングの付勢力に抗して排気バルブおよび吸気バルブを開弁させる。これら排気カムシャフト２および吸気カムシャフト３は、本発明の「多気筒エンジン用カムシャフト」に相当する。

＜排気カムシャフトの構造＞
図１〜３に示されるように、上記排気カムシャフト２は、気筒列方向に延びる円柱状の軸部５と、この軸部５の外周に一体に設けられた８つのカム部（図１の左側から順に、第１カム部６、第２カム部７、第３カム部８、第４カム部９、第５カム部１０、第６カム部１１、第７カム部１２、および第８カム部１３）と、上記軸部５の外周に一体に設けられ、上記軸受部２４〜２７にそれぞれ回転自在に支持されるジャーナル部２０〜２３（図２参照）と、タイミングチェーンが巻き掛けられるスプロケット（図示略）が取り付けられ、上記軸部５の一方側の端部に一体に設けられるスプロケット取付部４と、上記軸部５の他方側の端部に一体に設けられ、燃料ポンプの駆動軸（図示略）が連結されるオルダムカップリング部１５とを備えている。図１に示される例では、排気カムシャフト２は、左側から見て時計回り方向（右回り方向）に回転する。

上記排気カムシャフト２において、上記第１カム部６と上記第２カム部７は、各々、第１気筒に対応して設けられる偏心カムであり、これらは上記ジャーナル部２０を介して互いに隣接している（図２〜４参照）。そして、これら第１カム部６、第２カム部７、およびジャーナル部２０は、第１気筒の上方かつ排気側に位置している。同様に、上記第３カム部８と上記第４カム部９は、各々、第２気筒に対応して設けられる偏心カムであり、これらは上記ジャーナル部２１を介して互いに隣接している。そして、これら第３カム部８、第４カム部９、およびジャーナル部２１は、第２気筒の上方かつ排気側に位置している。上記第５カム部１０と上記第６カム部１１は、各々、第３気筒に対応して設けられる偏心カムであり、これらは上記ジャーナル部２２を介して互いに隣接している。そして、これら第５カム部１０、第６カム部１１、およびジャーナル部２２は、第３気筒の上方かつ排気側に位置している。上記第７カム部１２と上記第８カム部１３は、各々、第４気筒に対応して設けられる偏心カムであり、これらは上記ジャーナル部２３を介して互いに隣接している。そして、これら第７カム部１２、第８カム部１３、およびジャーナル部２３は、第４気筒の上方かつ排気側に位置している。上記カム部６〜１３は、それぞれ、ベース円から径方向外側に突出する１つのノーズ部６ａ〜１３ａ（図２参照）を備えている。

なお、本実施形態におけるエンジンは、各気筒の爆発順序が、第１気筒→第３気筒→第４気筒→第２気筒とされており、これに伴い、排気カムシャフト２のカム部６〜１３は、排気カムシャフト２の９０°回転ごとに、上記の爆発順序で排気バルブを開弁するように、互いに位相差を有して設けられている（図２参照）。

上記排気カムシャフト２の軸部５は、上記スプロケット取付部４と第１カム部６との間の区間（本発明の「第１区間」に相当する。以下の説明において「第１区間」と称する場合がある）に孔部１６、上記第２カム部７と上記第３カム部８との間の区間（本発明の「第２区間」に相当する。以下の説明において「第２区間」と称する場合がある）に孔部１７、上記第４カム部９と上記第５カム部１０との間に回転角度調節部１８、上記第６カム部１１と上記第７カム部１２との間の区間（本発明の「第２区間」に相当する。以下の説明において「第２区間」と称する場合がある）に孔部１９およびカムシャフト識別リング１４を有している。

上記孔部１６は、図５に示されるように、軸部５の径方向一方側の所定位置で開口する第１孔部１６ａと、軸部５の径方向他方側の所定位置で開口する第２孔部１６ｂとを備えている。上記第１孔部１６ａおよび上記第２孔部１６ｂは、各々、軸部５の長さ方向に延びており、軸部５の径方向外側から中心に向かって次第に窄まるように形成されている（図７（ａ）参照）。

より具体的には、孔部１６ａおよび孔部１６ｂは、各々、軸部５の外周面において、軸部５の長さ方向に延びる長方形の両端部に半円を組み合わせた形状で開口する開口部１６ｅ（図７（ａ）参照）と、この開口部１６ｅと略同じ形状で当該開口部１６ｅの開口面積よりも小さい面積を有する略平坦な底部１６ｄと、上記開口部１６ｅと上記底部１６ｄとを繋ぐ周壁部１６ｃとを有している。上記底部１６ｄは長さ方向全体に亘って略同じ深さを有しており、周壁部１６ｃと底部１６ｄとの境界部は曲面状に形成されている。

そして、第１孔部１６ａは、軸部５の中心線に対して第２孔部１６ｂとは対称となる位置で、第２孔部１６ｂと同一の大きさで同一形状に形成されている。また、図７（ａ）に示されるように、第１孔部１６ａは、第１カム部６のノーズ部６ａの頂点側、具体的には当該頂点と位相（回転位相）が同じ位置に形成され、第２孔部１６ｂは、第１カム部６のノーズ部６ａとは反対側、具体的にはノーズ部６ａの頂点とは位相が略１８０°異なる位置に形成されている。上記第１孔部１６ａおよび上記第２孔部１６ｂは、本発明の「第１除肉部」に相当する。以下の説明では、これらの孔部１６ａ，１６ｂを「第１除肉部」と称する場合がある。

上記孔部１７は、図５に示されるように、軸部５の径方向一方側の所定位置で開口する第１孔部１７ａと、軸部５の径方向他方側の所定位置で開口する第２孔部１７ｂとを備えている。上記第１孔部１７ａおよび上記第２孔部１７ｂは、各々、軸部５の長さ方向に延びており、軸部５の径方向外側から中心に向かって次第に窄まるように形成されている（図７（ｂ）参照）。

より具体的には、第１孔部１７ａおよび第２孔部１７ｂは、各々、軸部５の外周面において、軸部５の長さ方向に延びる長方形の両端部に半円を組み合わせた形状の開口部１７ｅ（図７（ｂ）参照）と、この開口部１７ｅよりも狭い幅で軸部５の長さ方向に延びてその長さ方向両端部から中央部にかけて次第に深くなる（径方向中心に近づく）、換言すれば、軸部５の長さ方向中央部から長さ方向両端部にかけて次第に浅くなるように形成され、長さ方向両端部が上記開口部１７ｅと連続する断面略Ｖ字状のスロープ部１７ｄ（図５参照）と、このスロープ部１７ｄの幅方向両端部から立ち上がり、上記開口部１７ｅの幅方向端部と連続する側壁部１７ｃとを有している。上記スロープ部１７ｄの底部（Ｖ字の下端部）は曲面状に形成されており、当該底部の深さ（第１孔部１７ａおよび第２孔部１７ｂの各々の最深部の深さ）は、上記第１孔部１６ａおよび第２孔部１６ｂの深さと略同じに設定されている。つまり、第２カム部７と第３カム部８との間の区間における軸部５の径（直径）は、スプロケット取付部４と第１カム部６との間の区間における軸部５の径よりも大きく設定されており、しかも、第１孔部１７ａおよび第２孔部１７ｂにおけるスロープ部１７ｄの底部が曲面状に形成されて当該底部に応力集中が生じにくくなっている。このため、第２カム部７と第３カム部８との間の区間における軸部５の強度は、スプロケット取付部４と第１カム部６との間の区間における軸部５の強度よりも大きくなっている。

そして、第１孔部１７ａは、軸部５の中心線に対して第２孔部１７ｂとは対称となる位置で、第２孔部１７ｂと同一の大きさで同一形状に形成されている。また、図７（ｂ）に示されるように、第１孔部１７ａは、第３カム部８のノーズ部８ａの頂点に対して位相が略９０°遅れた位置に形成され、第２孔部１７ｂは、第３カム部８のノーズ部８ａの頂点に対して位相が略９０°進んだ位置に形成されている。上記第１孔部１７ａおよび上記第２孔部１７ｂは、本発明の「第２除肉部」に相当する。以下の説明では、これらの孔部１７ａ，１７ｂを「第２除肉部」と称する場合がある。

上記回転角度調節部１８は、軸部５の外周から径方向外側に断面６角形状（正６角形）に突出する部分である。この回転角度調節部１８は、エンジン点検時等にスパナと係合されて用いられるものである。すなわち、エンジンの点検時等において、スパナの先端開口部に回転角度調節部１８を係合させてスパナを回転させることにより、軸部５を回転させて排気バルブで排気ポートを閉じることができ、これにより、エンジン点検時等に排気ポートから埃などの異物が侵入するのを防止することができる。

上記孔部１９は、図５に示されるように、軸部５の径方向一方側の所定位置で開口する第１孔部１９ａと、軸部５の径方向他方側の所定位置で開口する第２孔部１９ｂとを備えている。第１孔部１９ａおよび第２孔部１９ｂは、軸部５の径方向外側から中心に向かって次第に窄まるように形成されており、より具体的には、上記孔部１７ａおよび孔部１７ｂと同様に断面略Ｖ字状に形成されているが、カムシャフト識別リング１４との干渉を避けるために、上記孔部１７ａおよび孔部１７ｂよりも軸部５の長さ方向に短く形成されている。また、第１孔部１９ａは、第６カム部１１のノーズ部１１ａ（図２参照）の頂点に対して位相が略９０°進んだ位置に形成され、第２孔部１９ｂは、第６カム部１１のノーズ部１１ａの頂点に対して位相が略９０°遅れた位置に形成されている。

上記第２カム部７と上記第３カム部８との間の区間と同様に、第６カム部１１と第７カム部１２との間の区間における軸部５の径（直径）は、スプロケット取付部４と第１カム部６との間の区間における軸部５の径よりも大きく設定されており、しかも、第１孔部１９ａおよび第２孔部１９ｂにおけるスロープ部の底部が曲面状に形成されて当該底部に応力集中が生じにくくなっている。このため、第６カム部１１と第７カム部１２との間の区間における軸部５の強度は、スプロケット取付部４と第１カム部６との間の区間における軸部５の強度よりも大きくなっている。上記第１孔部１９ａおよび上記第２孔部１９ｂは、本発明の「第２除肉部」に相当する。以下の説明では、これらの孔部１９ａ，１９ｂを「第２除肉部」と称する場合がある。

上記カムシャフト識別リング１４は、軸部５の外周から径方向外側にリング状に突出する部分である。軸部５の長さ方向におけるカムシャフト識別リング１４の配設位置は、車種別に異なっており、エンジンの組み立て時にカムシャフト識別センサがカムシャフト識別リング１４の位置を読み取ることにより、エンジン組み立て装置が排気カムシャフト２の対応車種等を識別できるようになっている。

なお、図５に示されるように、スプロケット取付部４の径方向中心部には、その軸方向（長さ方向）に延びる孔部４５が形成されている。また、オルダムカップリング部１５には、その内部を軸方向（長さ方向）に貫く孔部４３が形成され、さらに、軸部５のうち、オルダムカップリング部１５側の端部からジャーナル部２３に対応する部分に亘って、その長さ方向に延びて上記孔部４３と連通する孔部４４が形成されている。

＜吸気カムシャフトの構造＞
図１に示されるように、上記吸気カムシャフト３は、気筒列方向に延びる円柱状の軸部４８と、この軸部４８の外周に一体に設けられた８つのカム部（図１の左側から順に、第１カム部３０、第２カム部３１、第３カム部３２、第４カム部３３、第５カム部３４、第６カム部３５、第７カム部３６、および第８カム部３７）と、上記軸部４８の外周に一体に設けられ、上記軸受部７４〜７７にそれぞれ回転自在に支持されるジャーナル部４９〜５２（図６参照）と、タイミングチェーンが巻き掛けられるスプロケット（図示略）が取り付けられ、上記軸部４８の一方側の端部に一体に設けられるスプロケット取付部２８と、燃料ポンプの駆動軸（図示略）が連結され、上記軸部４８の他方側の端部に一体に設けられるオルダムカップリング部９０とを備えている。図１に示される例では、吸気カムシャフト３は、左側から見て反時計回り方向（左回り方向）に回転する。

上記吸気カムシャフト３において、上記第１カム部３０と上記第２カム部３１は、各々、第１気筒に対応して設けられる偏心カムであり、これらは上記ジャーナル部４９（図６参照）を介して互いに隣接している。そして、これら第１カム部３０、第２カム部３１、およびジャーナル部４９は、第１気筒の上方かつ吸気側に位置している。上記第３カム部３２と上記第４カム部３３は、各々、第２気筒に対応して設けられる偏心カムであり、これらは上記ジャーナル部５０を介して互いに隣接している。そして、これら第３カム部３３、第４カム部３４、およびジャーナル部５０は、第２気筒の上方かつ吸気側に位置している。上記第５カム部３４と上記第６カム部３５は、各々、第３気筒に対応して設けられる偏心カムであり、これらは上記ジャーナル部５１を介して互いに隣接している。そして、これら第５カム部３４、第６カム部３５、およびジャーナル部５１は、第３気筒の上方かつ吸気側に位置している。上記第７カム部３６と上記第８カム部３７は、各々、第４気筒に対応して設けられる偏心カムであり、これらは上記ジャーナル部５２を介して互いに隣接している。そして、これら第７カム部３６、第８カム部３７、およびジャーナル部５２は、第４気筒の上方かつ吸気側に位置している。上記カム部３０〜３７は、それぞれ、ベース円から径方向外側に突出する１つのノーズ部３０ａ〜３７ａ（図１，６参照）を備えている。

なお、上述のように、各気筒の爆発順序が、第１気筒→第３気筒→第４気筒→第２気筒となっていることに伴い、吸気カムシャフト３のカム部３０〜３７は、吸気カムシャフト３の９０°回転ごとに、上記の爆発順序で吸気バルブを開弁するように、互いに位相差を有して設けられている。

上記吸気カムシャフト３の軸部４８は、上記スプロケット取付部２８と第１カム部３０との間の区間（本発明の「第１区間」に相当する。以下の説明において「第１区間」と称する場合がある）に孔部３８、上記第２カム部３１と上記第３カム部３２との間の区間（本発明の「第２区間」に相当する。以下の説明において「第２区間」と称する場合がある）にカムシャフト識別リング５３および孔部３９、上記第４カム部３３と上記第５カム部３４との間に回転角度調節部４０、上記第６カム部３５と上記第７カム部３６との間の区間（本発明の「第２区間」に相当する。以下の説明において「第２区間」と称する場合がある）に孔部４１、上記第８カム部３７と上記オルダムカップリング部９０との間の区間（本発明の「第１区間」に相当する。以下の説明において「第１区間」と称する場合がある）に孔部４２を有している。

上記孔部３８は、図６に示されるように、軸部４８径方向一方側の所定位置で開口する第１孔部３８ａと、軸部４８の径方向他方側の所定位置で開口する第２孔部３８ｂとを備えている。上記第１孔部３８ａおよび上記第２孔部３８ｂは、各々、軸部４８の長さ方向に延びており、排気カムシャフト２の上記孔部１６と同様に、軸部４８の径方向外側から中心に向かって次第に窄まるように形成されている。また、第１孔部３８ａは、第１カム部３０のノーズ部３０ａの頂点側、具体的には当該頂点と位相が略同じ位置に形成され、第２孔部３８ｂは、第１カム部３０のノーズ部３０ａとは反対側、具体的にはノーズ部３０ａの頂点とは位相が略１８０°異なる位置に形成されている。上記第１孔部３８ａおよび上記第２孔部３８ｂは、本発明の「第１除肉部」に相当する。以下の説明では、これらの孔部３８ａ，３８ｂを「第１除肉部」と称する場合がある。

上記孔部３９は、図６に示されるように、軸部４８の径方向一方側の所定位置で開口する第１孔部３９ａと、軸部４８の径方向他方側の所定位置で開口する第２孔部３９ｂとを備えている。上記第１孔部３９ａおよび上記第２孔部３９ｂは、各々、軸部４８の長さ方向に延びており、排気カムシャフト２の上記孔部１７と同様に、軸部４８の径方向外側から中心に向かって次第に窄まるように形成されている。なお、第１孔部３９ａおよび第２孔部３９ｂは、カムシャフト識別リング５３との干渉を避けるために、排気カムシャフト２の上記孔部１７ａおよび孔部１７ｂよりも短く形成されている。また、第１孔部３９ａは、第３カム部３２のノーズ部３２ａ（図１参照）の頂点に対して位相が略９０°遅れた位置に形成され、第２孔部３９ｂは、第３カム部３２のノーズ部３２ａの頂点に対して位相が略９０°進んだ位置に形成されている。上記第１孔部３９ａおよび上記第２孔部３９ｂは、本発明の「第２除肉部」に相当する。以下の説明では、これらの孔部３９ａ，３９ｂを「第２除肉部」と称する場合がある。

上記孔部４１は、図６に示されるように、軸部４８の径方向一方側の所定位置で開口する第１孔部４１ａと、軸部４８の径方向他方側の所定位置で開口する第２孔部４１ｂとを備えている。第１孔部４１ａおよび第２孔部４１ｂは、各々、軸部４８の長さ方向に延びており、排気カムシャフト２の上記孔部１９と同様に、軸部４８の径方向外側から中心に向かって次第に窄まるように形成されている。また、第１孔部４１ａは、第６カム部３５のノーズ部３５ａ（図１参照）の頂点に対して位相が略９０°進んだ位置に形成され、第２孔部４１ｂは、第６カム部３５のノーズ部３５ａの頂点に対して位相が略９０°遅れた位置に形成されている。上記第１孔部４１ａおよび上記第２孔部４１ｂは、本発明の「第２除肉部」に相当する。以下の説明では、これらの孔部４１ａ，４１ｂを「第２除肉部」と称する場合がある。

上記孔部４２は、図６に示されるように、軸部４８の径方向一方側の所定位置で開口する第１孔部４２ａと、軸部４８の径方向他方側の所定位置で開口する第２孔部４２ｂとを備えている。第１孔部４２ａおよび第２孔部４２ｂは、各々、軸部４８の長さ方向に延びており、上記孔部４１と同様に、軸部４８の径方向外側から中心に向かって次第に窄まるように形成されている。なお、第１孔部４２ａおよび第２孔部４２ｂは、上記孔部４１ａおよび孔部４１ｂよりも軸部４８の長さ方向に短く形成されている。また、第１孔部４２ａは、第８カム部３７のノーズ部３７ａの頂点とは位相が略１８０°異なる位置に形成され、第２孔部４２ｂは、第８カム部３７のノーズ部３７ａの頂点とは位相が略同じ位置に形成されている。上記第１孔部４２ａおよび上記第２孔部４２ｂは、本発明の「第１除肉部」に相当する。以下の説明では、これらの孔部４２ａ，４２ｂを「第１除肉部」と称する場合がある。

なお、図１に符号６１、６０、６２で示される孔部は、それぞれ、第１気筒に対応する吸気バルブの軸部が挿通される孔部、排気バルブの軸部が挿通される孔部、燃料噴射弁が設けられる孔部である。同様に、符号６４、６３、６５で示される孔部は、それぞれ、第２気筒に対応する吸気バルブの軸部が挿通される孔部、排気バルブの軸部が挿通される孔部、燃料噴射弁が設けられる孔部である。また、符号６７、６６、６８で示される孔部は、それぞれ、第３気筒に対応する吸気バルブの軸部が挿通される孔部、排気バルブの軸部が挿通される孔部、燃料噴射弁が設けられる孔部である。そして、符号９１、６９、７１で示される孔部は、第４気筒に対応する吸気バルブの軸部が挿通される孔部、排気バルブの軸部が挿通される孔部、燃料噴射弁が設けられる孔部である。

なお、図６に示されるように、スプロケット取付部２８の径方向中心部には、その軸方向（長さ方向）に延びる孔部４６が形成されている。また、オルダムカップリング部９０には、その内部を軸方向（長さ方向）に貫く孔部４７が形成されている。

＜排気カムシャフトの製造方法＞
次に、上記排気カムシャフト２の製造方法について、図８〜１０を参照しつつ説明する。なお、上記吸気カムシャフト３の製造方法については、排気カムシャフト２の製造方法と同様なので、その説明を省略する。

排気カムシャフト２の製造方法は、概略的には、径方向一方側部分８０ａ（図８参照）と径方向他方側部分８０ｂ（図９参照）とに分割可能であり、これらを組み合わせた状態で排気カムシャフト２と同一形状をなすカムシャフト原型部８０（図８，９参照）を有する原型８３を準備し、この原型８３と鋳造砂とを用いて鋳造用の鋳型８４（図１０参照）を製造し、この鋳型８４を用いて排気カムシャフト２を鋳造する、という一連の工程を備える。

以下、排気カムシャフト２の製造方法の各工程について詳細に説明する。

（原型準備工程）
まず、上記カムシャフト原型部８０（図８，９参照）と、鋳型８４の押湯部５７（図１０参照）を形成するために設けられ、径方向一方側部分８１ａ（図８参照）と径方向他方側部分８１ｂ（図９参照）とに分割可能な押湯部形成部８１（図８，９参照）と、鋳型８４の注湯部９２（図１０参照）を形成するために設けられ、径方向一方側部分８２ａ（図８参照）と径方向他方側部分８２ｂ（図９参照）とに分割可能な注湯部形成部８２（図８，９参照）とを有し、第１原型構成部８３ａ（図８参照）と第２原型構成部８３ｂ（図９参照）とに分割可能な原型８３を準備する。この原型８３の軸部８５は、当該軸部８５の外周面の所定位置で開口する孔部５７ａ，５７ｂ，５７ｃ（図８参照），５９ａ，５９ｂ，５９ｃ（図９参照）を有している。そして、これら孔部５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５９ａ，５９ｂ，５９ｃは、原型８３の軸部８５の径方向外側から中心に向かって次第に窄まるように形成されている。なお、原型８３の孔部５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５９ａ，５９ｂ，５９ｃは、それぞれ、排気カムシャフト２の孔部１６ａ，１７ａ，１９ａ，１６ｂ，１７ｂ，１９ｂに対応している。

図８に示される例では、原型８３の第１原型構成部８３ａは、カムシャフト原型部８０の径方向一方側部分８０ａと、押湯部形成部８１の径方向一方側部分８１ａと、注湯部形成部８２の径方向一方側部分８２ａとを有する。カムシャフト原型部８０における径方向一方側部分８０ａの軸部８５ａは、上記孔部５７ａ，５７ｂ，５７ｃを有している。第１原型構成部８３ａは、その分割面Ｐａを下側にして後述の第１鋳枠５６内に配置された状態で、各孔部５７ａ，５７ｂ，５７ｃが真上に向かって開口するように形成されている。

また、図９に示される例では、原型８３の第２原型構成部８３ｂは、カムシャフト原型部８０の径方向他方側部分８０ｂと、押湯部形成部８１の径方向他方側部分８１ｂと、注湯部形成部８２の径方向他方側部分８２ｂとを有する。カムシャフト原型部８０の径方向他方側部分８０ｂの軸部８５ｂは、上記孔部５９ａ，５９ｂ，５９ｃを有している。第２原型構成部８３ｂは、その分割面Ｐｂを下側にして後述の第２鋳枠５８内に配置された状態で、各孔部５９ａ，５９ｂ，５９ｃが真上に向かって開口するように形成されている。

（第１砂型製造工程）
原型８３を準備した後に、図８に示されるように、原型８３の第１原型構成部８３ａを第１鋳枠５６内に配置する。その際に、第１原型構成部８３ａは、各孔部５７ａ，５７ｂ，５７ｃが真上に向かって開口するように、その分割面Ｐａを下側にして第１鋳枠５６内に配置される。そして、上記第１鋳枠５６内に鋳造砂を投入する。この鋳造砂は、加熱することにより硬化する自硬性の鋳造砂であり、骨材である砂に熱硬化性樹脂からなる粘結剤と各種添加剤とを配合することにより構成されたものである。

鋳造砂の投入後に、この鋳造砂を加熱することにより当該鋳造砂を硬化させる。そして、その硬化した鋳造砂から原型８３の第１原型構成部８３ａを抜き取り、さらに、当該硬化した鋳造砂から第１鋳枠５６を取り外すことにより、硬化した鋳造砂からなる第１砂型８４ａを製造する。なお、硬化した鋳造砂から第１原型構成部８３ａおよび第１鋳枠５６を取り外す順序は、同時でもよいし、どちらが先でもよい。

ここで、原型８３の第１原型構成部８３ａの孔部５７ａ，５７ｂ，５７ｃは、軸部８５の径方向外側から中心に向かって次第に窄まるように形成され、しかも、上記第１原型構成部８３ａは、孔部５７ａ，５７ｂ，５７ｃが真上に向かって開口するように第１鋳枠５６内に配置されているので、孔部５７ａ，５７ｂ，５７ｃ内で硬化した鋳造砂がこれら孔部５７ａ，５７ｂ，５７ｃに引っ掛ることなく、硬化した鋳造砂から原型８３の第１原型構成部８３ａを抜き取り、硬化した鋳造砂からなる第１砂型８４ａを製造することができる。

（第２砂型製造工程）
上記第１原型構成部８３ａと同様に、図９に示されるように、原型８３の第２原型構成部８３ｂを第２鋳枠５８内に配置し、第２鋳枠５８内に鋳造砂を投入してこれを加熱硬化させ、その硬化した鋳造砂から第２原型構成部８３ｂを抜き取り、さらに、当該硬化した鋳造砂から第２鋳枠５８を取り外すことにより、硬化した鋳造砂からなる第２砂型８４ｂを製造する。第２砂型８４ｂを製造する際においても、第１砂型８４ａを製造する場合と同様に、孔部５９ａ，５９ｂ，５９ｃ内で硬化した鋳造砂がこれら孔部５９ａ，５９ｂ，５９ｃに引っ掛ることなく、硬化した鋳造砂から第２原型構成部８３ｂを抜き取り、硬化した鋳造砂からなる第２砂型８４ｂを製造することができる。なお、硬化した鋳造砂から第２原型構成部８３ｂおよび第２鋳枠５８を取り外す順序は、同時でもよいし、どちらが先でもよい。

（鋳型製造工程）
第１砂型８４ａと第２砂型８４ｂとを製造した後に、これらを互いに組み合わせることにより、排気カムシャフト２が鋳造されるキャビティ５６（図１０参照）を有する鋳型８４を製造する。

（注湯工程）
次いで、注湯部９２（図１０参照）に排気カムシャフト２の材料となる金属の溶湯を注ぎ込むことにより、押湯部５７を経由して上記キャビティ５６内に溶湯を流し込み、その溶湯を冷却硬化させる。

（カムシャフト取り出し工程）
次いで、鋳型８４を崩壊除去することにより、鋳型８４から排気カムシャフト２を取り出して、排気カムシャフト２を製造する。

＜本実施形態の作用効果＞
本実施形態に係る排気カムシャフト２およびその製造方法によれば、以下の作用効果を奏することができる。なお、吸気カムシャフト３およびその製造方法においても、同様の作用効果が奏されるが、重複するのでその説明は省略する。

すなわち、本実施形態によれば、図５に示されるように、排気カムシャフト２の軸部５は、軸部５の外周面の所定位置で開口する孔部１６ａ，１７ａ，１９ａ，１６ｂ，１７ｂ，１９ｂを有するので、これらの孔部１６ａ等を設けない場合と比べて、孔部１６ａ等の容積に相当する重量分だけ、排気カムシャフト２を軽量化することができる。

しかも、以下の理由により、排気カムシャフト２の軸部５の変形を効果的に抑制することができる。すなわち、軸部５がカム部６〜１３から力を受けることにより当該軸部５に発生する応力（軸部５を捩じろうとする応力、および軸部５を曲げようとする応力）は、軸方向（長さ方向）の位置に応じて異なっており、具体的には、上記第２区間（カム部７とカム部８との間、および、カム部１１とカム部１２との間）で発生する応力の方が、上記第１区間（スプロケット取付部４とカム部６との間）で発生する応力よりも大きい。これは、軸部５においてカム部６〜１３からの距離が近い部分程、当該カム部６〜１３から伝わる力が大きくなり、さらに、上記第１区間ではその軸方向一方側のみから上記の力が伝わるのに対し、上記第２区間ではその軸方向両側から上記の力が伝わるためである。

これに対し、本実施形態では、上記第１除肉部（孔部１６ａ，１６ｂ）および上記第２除肉部（孔部１７ａ，１７ｂ，１９ａ，１９ｂ）は、上記第２区間（第２カム部７と第３カム部８との間）における軸部５の強度が、上記第１区間（スプロケット取付部４と第１カム部６との間）における軸部５の強度よりも大きくなるように形成されているため、上記第２区間において上記第１区間よりも大きな応力が発生しても、上記第２区間における軸部５の変形を抑制することができる。これにより、気筒間でバルブリフト量にばらつきが生じる等の不都合が生じるのを効果的に抑制することができる。

また、本実施形態においては、上記第１除肉部（孔部１６ａ，１６ｂ）および上記第２除肉部（孔部１７ａ，１７ｂ，１９ａ，１９ｂ）は、各々、軸部５の外周面に開口する非貫通孔であるため、これら除肉部を容易に形成することができる。しかも、上記第２除肉部の深さは、上記第１除肉部の深さよりも浅いので、上記第２区間（第２カム部７と第３カム部８との間）における軸部５の強度を、上記第１区間（スプロケット取付部４と第１カム部６との間）における軸部５の強度よりも容易かつ確実に大きくすることができる。

しかも、上記第１除肉部は、その長さ方向において深さが一定であるため、上記第１区間のうち、第１除肉部が形成されている区間における軸部５の強度を略一定にすることができる。一方、上記第２除肉部は、カム部７，８に近い位置ではその深さが浅くなっているため、上記第２区間（第２カム部７と第３カム部８との間）のうち、応力が比較的大きい位置（カム部７，８に近い位置）における軸部５の強度を、応力が比較的小さい位置（カム部７，８から遠い位置）における軸部５の強度よりも大きくすることができ、これにより、第２区間における軸部５の強度を、第１区間における軸部５の強度よりも、容易に大きくすることができる。

さらに、排気カムシャフト２の孔部１６ａ，１７ａ，１９ａ，１６ｂ，１７ｂ，１９ｂは、排気カムシャフト２の軸部５の径方向外側から中心に向かって次第に窄まるように形成されており、これに伴い、原型８３の孔部５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５９ａ，５９ｂ，５９ｃも、軸部８５の径方向外側から中心に向かって次第に窄まるように形成されている。そして、原型８３の孔部５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５９ａ，５９ｂ，５９ｃの窄まり形状が抜き勾配の役割を果たすため、第１砂型８４ａを製造する工程において、硬化した鋳造砂から上記第１原型構成部８３ａを容易に取り外して、第１砂型８４ａを製造することができる。上記第２砂型８４ｂを製造する場合も同様である。従って、これら第１砂型および第２砂型を用いて、上記孔部１６ａ，１７ａ，１９ａ，１６ｂ，１７ｂ，１９ｂを有する排気カムシャフト２を確実に鋳造することができる。しかも、排気カムシャフト２を鋳造する際に、特許文献１に記載されているような、カムシャフトの軽量化を図るための中子を使用する必要がなく、中子を主型に対して正確に位置決めするための鋳型部品も必要としないので、鋳型の部品点数を減らすことができるとともに、排気カムシャフト２を容易に製造することができる。

また、本実施形態によれば、排気カムシャフト２の第１孔部１６ａは、排気カムシャフト２の軸部中心線に対して第２孔部１６ｂとは対称となる位置で、第２孔部１６ｂと同一形状に形成されているので、排気カムシャフト２の径方向一方側と径方向他方側とに、孔部１６ａ，１６ｂをバランスよく配置することができ、その結果、軸部５の強度を径方向一方側と径方向他方側とでバランスよく確保することができる。

＜他の実施形態＞
以上、排気カムシャフト２、吸気カムシャフト３、およびその製造方法の実施形態について説明したが、以下のように実施形態を変更することも可能である。

例えば、吸気カムシャフト３については、以下のように実施形態を変更することができ、排気カムシャフト２についても同様の変更が可能である。

すなわち、上記実施形態に係る吸気カムシャフト３では、第１孔部３８ａの深さと第２孔部３８ｂの深さが同じに設定されているが（図６参照）、第２孔部３８ａの深さが第１孔部３８ｂの深さよりも浅く設定されてもよい。この場合には、軸部４８に生じる応力に応じた適切な深さに孔部３８ａ，３８ｂを形成することができ、軸部５の変形を抑制することができる。

また、上記実施形態では、吸気カムシャフト３の孔部３８（第１孔部３８ａおよび第２孔部３８ｂ）は非貫通孔とされているが、図１１に示される孔部３８０のように、軸部４８を径方向に貫通する孔部としてもよく、吸気カムシャフト３の孔部４２についても同様の変更が可能である。この場合においても、孔部３８０の径方向一方側部分および径方向他方側部分は、各々、径方向外側から中心に向かって次第に窄まるように形成される。この場合には、孔部を非貫通孔とした場合よりも孔部の容積を増加させて、吸気カムシャフト３のより一層の軽量化を図ることができる。さらに、軸部４８を貫通する孔部３８０を形成することにより、上記第１区間（スプロケット取付部２８と第１カム部３０との間）における軸部４８の強度を、上記第２区間（第２カム部３１と第３カム部３２との間）における軸部４８の強度に対して確実に低下させ、これにより、上記第２区間における軸部４８の強度を、上記第１区間における軸部４８の強度よりも容易かつ確実に大きくすることができる。

また、上記実施形態では、吸気カムシャフト３の軸部４８は、径方向中心部が中実に形成されているが、図１２に示されるように、軸部４８の径方向中心部が中空に形成されてもよい。図１２に示される例では、軸部４８の径方向中心部に、当該軸部４８の長さ方向に延びてその両端部が上記スプロケット取付部２８の孔部４６および上記オルダムカップリング部９０の孔部４７と連通する断面円形状の中空部９１が形成されている。そして、この中空部９１は、上記孔部３８ａ，３８ｂ，３９ａ，３９ｂ，４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂと連通している（図１２，１３（ａ），（ｂ）参照）。

この場合には、中空部９１を形成しない場合と比べて、中空部９１の容積に相当する重量分だけ、吸気カムシャフト３のより一層の軽量化を図ることができる。

ここで、図１２に示される吸気カムシャフト３の製造方法について説明する。

その製造方法は、径方向中心部が中実に形成され、外周に複数のカム部３０〜３７が設けられた中実軸部を有する中実カムシャフト（図示略）を鋳造する鋳造工程と、上記中実軸部の径方向中心部を回転切削工具（例えば、ガンドリル）を用いて切削加工することにより、上記中空部９１を形成する中空部形成工程とを備える。これらの工程について、以下に説明する。

（鋳造工程）
上記鋳造工程は、上記排気カムシャフト２の製造方法における上記原型準備工程、上記第１砂型製造工程、上記第２砂型製造工程、上記鋳型製造工程、上記注湯工程、および上記カムシャフト取り出し工程、の各工程と同様の工程から構成される。また、この鋳造工程においては、上記第１除肉部（孔部３８ａ，３８ｂ，４２ａ，４２ｂ）および上記第２除肉部（孔部３９ａ，３９ｂ，４１ａ，４１ｂ）が形成され、これらの除肉部は、各々、上記回転切削工具による切削加工の際に発生する切子を外部に排出可能な大きさを有する。具体的には、各除肉部の開口幅および開口面積等が、切子が通過可能な大きさに設定されている。

（中空部形成工程）
上記中空部形成工程では、長尺の回転切削工具を用いて、例えば、上記中実カムシャフトの一端側から他端側に向かって、上記スプロケット取付部２８、上記中実軸部、および上記オルダムカップリング部９０を軸方向に貫通するように切削加工を行い、この切削加工により、上記孔部４６、上記中空部９１、および上記孔部４７が形成される。しかも、その切削加工は、上記中空部９１が上記第１除肉部（孔部３８ａ，３８ｂ，４２ａ，４２ｂ）および上記第２除肉部（孔部３９ａ，３９ｂ，４１ａ，４１ｂ）と連通するように行われる。

この吸気カムシャフト３の製造方法によれば、上記中実軸部の径方向中心部を回転切削工具を用いて切削することにより、中空部９１を形成するので、中空部９１を形成するために鋳造工程で中子を用いる必要がなく、比較的低コストで容易に中空部９１を形成することができる。

しかも、切削加工の際に発生する切子を上記第１除肉部および第２除肉部を通じて速やかに外部に排出することができ、切削加工の効率を効果的に高めることができる。

なお、上記図１２に示される吸気カムシャフト３をさらに以下のように変更することも可能である。図１４，１５に示される例では、第１除肉部（孔部３８ａ，３８ｂ，４２ａ，４２ｂ）および第２除肉部（孔部３９０ａ，３９０ｂ，４１０ａ，４１０ｂ）のうち、上記第１除肉部（孔部３８ａ，３８ｂ，４２ａ，４２ｂ）のみが中空部９１と連通しており、上記第２除肉部（孔部３９０ａ，３９０ｂ，４１０ａ，４１０ｂ）は、中空部９１と連通していない。具体的には、孔部３９０を構成する第１孔部３９０ａおよび第２孔部３９０ｂ、孔部４１０を構成する第１孔部４１０ａおよび第２孔部４１０ｂの各々の深さが、孔部３８ａ，３８ｂおよび孔部４２ａおよび孔部４２ｂの各々の深さよりも浅く、かつ、中空部９１に到達しない深さに設定されている。

この場合には、中実軸部を切削加工する際に生じる切子を上記第１除肉部（孔部３８ａ，３８ｂ，４２ａ，４２ｂ）を通じて外部に速やかに排出することができ、その結果、切削加工の効率を高めることができる。そして、上記第２区間（第２カム部３１と第３カム部３２との間、および、第６カム部３５と第７カム部３６との間）において、上記第２除肉部（孔部３９ａ，３９ｂ，４１ａ，４１ｂ）と中空部９１とが連通することによる軸部４８の強度低下を抑制することができ、これにより、上記第２区間における軸部４８の変形をより効果的に抑制することができる。

また、上記各実施形態では、第２区間における軸部の強度を第１区間における軸部の強度よりも大きくするために、主として、第２除肉部の深さを第１除肉部の深さよりも浅くしているが、これに限られるものではない。例えば、第２除肉部の幅を第１除肉部の幅よりも小さくしたり、或いは、第２除肉部の数を第１除肉部の数よりも少なく（第１除肉部の数を第２除肉部の数よりも多く）したり、又は、それらの双方を採用することができる。第１除肉部の数を第２除肉部の数よりも多くする例としては、例えば、軸部の外周面にスプライン状の複数の溝を形成するようにしてもよい。

なお、上記実施形態に係る排気カムシャフト２、吸気カムシャフト３は、直列４気筒のディーゼルエンジンに適用されているが、他の気筒数のディーゼルエンジンに適用されてもよく、また、ガソリンエンジンに適用されてもよい。

１ エンジン
２ 排気カムシャフト
３ 吸気カムシャフト
５ 排気カムシャフトの軸部
６〜１３ 排気カムシャフトのカム部
６ａ〜１３ａ 排気カムシャフトのカム部のノーズ部
１６，１７，１９ 排気カムシャフトの孔部
１６ａ，１７ａ，１９ａ 排気カムシャフトの第１孔部
１６ｂ，１７ｂ，１９ｂ 排気カムシャフトの第２孔部
３０〜３７ 吸気カムシャフトのカム部
３０ａ〜３７ａ 吸気カムシャフトのカム部のノーズ部
３８，３９，４１，４２，３９０ 吸気カムシャフトの孔部
３８ａ，３９ａ，４１ａ，４２ａ，３９０ａ 吸気カムシャフトの第１孔部
３８ｂ，３９ｂ，４１ｂ，４２ｂ，３９０ｂ 吸気カムシャフトの第２孔部
４８ 吸気カムシャフトの軸部
９１ 中空部

Claims (8)

1. 複数の気筒を有するエンジンの気筒列方向に延びる軸部と、前記軸部の外周に設けられた複数のカム部とを備える多気筒エンジン用カムシャフトであって、
   前記カム部は、前記軸部の両端部より内側の前記気筒に対応する位置に設けられ、
   前記軸部は、当該軸部の少なくとも一方側の端部と当該端部に最も近い前記カム部との間の区間である第１区間に形成された第１除肉部と、隣り合う２つの気筒のうちの一方の気筒に対応するカム部と他方の気筒に対応するカム部との間の区間である第２区間に形成された第２徐肉部とを有し、
   前記第１除肉部および前記第２除肉部は、前記第２区間における前記軸部の強度が、前記第１区間における前記軸部の強度よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする多気筒エンジン用カムシャフト。
2. 前記第１除肉部および前記第２除肉部は、各々、前記軸部の外周面に開口する非貫通孔であり、
   前記第２除肉部の深さは、前記第１除肉部の深さよりも浅いことを特徴とする、請求項１に記載の多気筒エンジン用カムシャフト。
3. 前記第１除肉部および前記第２除肉部は、各々、前記軸部の外周面に開口する非貫通孔であって、前記軸部の長さ方向に延びており、
   前記第１除肉部は、その長さ方向において深さが一定であり、
   前記第２除肉部は、その長さ方向中央部から長さ方向両端部に向かうにつれて次第に深さが浅くなっていることを特徴とする、請求項１に記載の多気筒エンジン用カムシャフト。
4. 前記第１除肉部は、前記軸部を径方向に貫く貫通孔であり、
   前記第２除肉部は、前記軸部の外周面に開口する非貫通孔であることを特徴とする、請求項１に記載の多気筒エンジン用カムシャフト。
5. 前記軸部は、径方向中心部で当該軸部の長さ方向に延びる中空部を有し、
   前記第１除肉部および前記第２除肉部は、各々、前記中空部と連通することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の多気筒エンジン用カムシャフト。
6. 前記軸部は、径方向中心部で当該軸部の長さ方向に延びる中空部を有し、
   前記第１除肉部および前記第２除肉部のうち、前記第１除肉部のみが前記中空部と連通することを特徴とする、請求項２乃至４のいずれか一項に記載の多気筒エンジン用カムシャフト。
7. 請求項５または６に記載の多気筒エンジン用カムシャフトの製造方法であって、
   径方向中心部が中実に形成され、外周に前記複数のカム部が設けられた中実軸部を有する中実カムシャフトを鋳造する鋳造工程と、
   前記中実軸部の径方向中心部を回転切削工具を用いて切削することにより、前記中空部を形成する中空部形成工程とを備えることを特徴とする、多気筒エンジ用カムシャフトの製造方法。
8. 前記鋳造工程において鋳造される前記第１除肉部および前記第２除肉部のうち、前記中空部形成工程において前記中空部と連通する除肉部は、前記回転切削工具による切削加工の際に発生する切子を外部に排出可能な大きさを有することを特徴とする、請求項７に記載の多気筒エンジン用カムシャフトの製造方法。

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