CN107201922A - 凸轮轴及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及凸轮轴及其制造方法。凸轮轴(10)装配有内轴(18)，内轴(18)能旋转地布置在圆柱形外轴(16)内。另外，在内轴(18)中，多个销孔(22)沿着内轴(18)的直径方向延伸，并且沿着内轴(18)的轴向方向间隔地设置。相邻的销孔(22)的延伸方向以通过将360度除以气缸的数量而得到的角度布置。销(20)中的每个设置有小直径部分(37)和大直径部分(30)，内轴(18)和内凸轮(14)在销(28)的大直径部分(30)穿过内凸轮(14)的插入孔(38)和外轴(16)的凹口(20)被压配合到销孔(22)中的状态下被固定。

Description

凸轮轴及其制造方法

技术领域

本发明涉及凸轮轴及其制造方法，其中，为了任意控制发动机阀的开启角度和开启时间，可改变外凸轮和内凸轮之间的相对定位。

背景技术

作为用于开启和闭合设置在内燃机的气缸中的发动机阀的凸轮轴，已知的是例如国际公开W 2011/089809和WO 2012/090300中提出的装置，为了任意控制发动机阀的开启角度，用这些装置使外凸轮和内凸轮之间的相对定位是可变的。

更具体地，凸轮轴装配有内轴和圆柱形外轴，外凸轮设置在外轴的外周缘上，内轴能旋转地布置在外轴的内部中。在外轴上形成具有沿着其周缘方向的形状的凹口，而通过这些凹口，内凸轮从外侧固定到内轴。因此，当内轴相对于外轴相对旋转时，内凸轮与内轴按以下关系旋转(以所谓的与内轴共旋转)，并且沿着外轴的外周缘表面在周缘方向上滑动。因此，可使外凸轮和内凸轮之间的相对定位是可变的。

对于凸轮轴，使用销来执行内凸轮相对于内轴的固定。更具体地，在内轴中设置沿着其直径方向延伸的销孔，并且在内凸轮中形成插入孔。另外，通过将销从内凸轮的直径方向穿过插入孔和凹口压配合到销孔中，将内凸轮相对于内轴固定。

此时，担心的是，如果在将销压配合到销孔中时内轴由于摩擦阻力而在外轴内变弯曲，则内轴的外周缘表面会被固定在被施压接触外轴的内周缘表面的状态。在此情况下，伴随着外轴和内轴之间相对旋转，在外轴和内轴之间相互产生摩擦力。为此原因，担心的是，相应构件的旋转会受阻，调节外凸轮和内凸轮的相对位置的准确性会降低，并且外凸轮和内凸轮的接触表面会变磨损，由此凸轮轴的耐久性降低。

因此，对于国际公开WO 2011/089809中公开的凸轮轴，使销孔的内径大于销的直径，并且当将销插入销孔中时出现的摩擦阻力减小。在这种情况下，贯穿销孔的销的轴向方向上的两个端部被填隙，并且在所述端部上形成大直径部分(阻挡件部分)，由此，将销相对于销孔固定。

另外，对于国际公开WO 2012/090300中公开的凸轮轴，为了防止将凸轮轴固定在内轴的外周缘表面被施压接触外轴的内周缘表面的状态，在已经将销压配合到销孔中之后，使销在与销的压配合方向相反的方向上移动。更具体地，使用由小直径部分和大直径部分构成的销，并且将杆状后退工具与销一起使用。销的小直径部分具有适于被压配合到销孔中的大小的直径，而大直径部分具有比销孔的内径大的直径。另外，在小直径部分和大直径部分之间相互形成阶梯状部分。

更具体地，初始地，从贯穿内轴的销孔的一端侧，压配合销的小直径部分，并且使阶梯状部分暂时抵靠内轴的外周缘表面。接下来，从形成在内凸轮和外轴中的通孔，插入后推工具，以面对销孔的另一端侧，由此对小直径部分的端表面施压。据此，随着销在与其插入方向相反的方向上移动，调节内轴相对于外轴的相对定位，并且在内轴和外轴之间相互形成间隙。

发明内容

然而，根据国际公开WO 2011/089809的构造，当通过销孔插入销时，如果销孔和销的各个的轴向中心没有高度精确地重合，则最终由于在二者之间相互出现摩擦阻力，因此不能容易地抑制内轴的弯曲。另外，由于需要填隙过程等将销固定在销孔中，因此关于凸轮轴的制造过程的复杂度，存在担心，并且制造效率降低。

另外，根据国际公开WO 2012/090300的构造，在内轴发生弯曲或挠曲之后，内轴再次在与挠曲方向相反的方向上移位，并且不能抑制其本身出现挠曲。因此，在已经将销压配合到销孔中之后，必须进行进一步将销在与它们的压配合方向相反的方向上移动的步骤，同样，在这种情况下，关于凸轮轴的制造过程的复杂度，存在担心，并且制造效率降低。

本发明的主要目的是提供一种凸轮轴，当内凸轮固定到凸轮轴时，该凸轮轴可容易且高效地防止内轴弯曲。

本发明的另一个目的是提供一种制造这种凸轮轴的方法。

根据本发明的实施方式，提供了一种凸轮轴，所述凸轮轴用于开启和闭合发动机阀，所述发动机阀分别设置在内燃机的多个气缸中，所述凸轮轴包括：圆柱形外轴，外凸轮设置在所述外轴的外周缘上；内轴，所述内轴能旋转地设置在所述外轴的内部中；以及内凸轮，所述内凸轮被穿过所述外轴的凹口的销固定到所述内轴，由此所述内凸轮随着所述内轴一起旋转，并且在所述外轴的外周缘表面上沿着周缘方向滑动。所述销均包括小直径部分和直径比所述小直径部分大的大直径部分。在所述内轴中设置有多个销孔，所述销孔沿着所述内轴的直径方向延伸，所述销孔沿着所述内轴的轴向方向间隔地设置，并且相邻的所述销孔的延伸方向以通过将360度除以所述气缸的数量而得到的角度布置。所述销孔中的每个具有内径，使得所述小直径部分被松动地装配在所述销孔中并且所述大直径部分被压配合到所述销孔中；所述内凸轮形成有具有内径的插入孔，所述大直径部分被松动装配在所述插入孔中；并且所述内轴和所述内凸轮在所述大直径部分穿过所述插入孔和所述凹口被压配合到所述销孔中的状态下被固定。

对于根据本发明的凸轮轴，由于销孔按上述方式布置，因此在相邻销之间，销插入销孔中的方向也相差通过将360度除以气缸的数量而得到的角度(下文中，被称为预定角度)。另外，销设置有大直径部分和小直径部分，大直径部分和小直径部分相应的大小以上述方式互不相同。

因此，通过相对于全部销孔来松动地装配穿过插入孔和凹口的小直径部分，内轴可在内轴的周缘方向上分别从不同方向以平衡方式支撑。由于该特征，因为大直径部分可在内轴的移位得以抑制的状态下被压配合到销孔中，所以内凸轮可固定到内轴，同时抑制内轴发生弯曲或挠曲。

优选地，相对于全部销孔同时执行大直径部分的压配合，然而，还可顺序地执行其压配合。由于通过松动地装配小直径部分来暂时固定内轴相对于外轴的相对定位，因此在这种情况下，同样地，可抑制弯曲或挠曲，而不管大直径部分被压配合到销孔中的时间如何。

更具体地，对于凸轮轴，可以不再有任何关于内轴的外周缘表面在被施压接触外轴的内表面的状态下被固定的担心。因此，可以抑制伴随着外轴和内轴的相对旋转的外轴和内轴之间的相互摩擦阻力的产生。据此，可以防止外轴和内轴之间的相对旋转受阻，并且可提高调节外轴和内轴的相对定位的准确性。另外，因为可抑制由于外轴和内轴之间的接触而导致的摩擦磨损，因此凸轮轴的耐久性可增强。

即使按以上方式抑制了内轴中发生挠曲，也不需要附加的处理步骤，诸如用于将销固定在销孔中的填隙或在将销压配合到销孔中之后将销在与销被压配合的方向相反的方向上移动的步骤。因此，可容易且高效地得到凸轮轴。

此外，按以上方式，销孔布置在相对于内轴的周缘方向有所不同的、具有预定角度的位置处，因此，与销孔成面对关系形成的凹口还形成在相对于外轴的周缘方向有所不同的、具有预定角度的位置处。对于此内轴和外轴，由于多个销孔和凹口沿着周缘方向均匀地布置，因此可以抑制其刚性出现各向异性。

如上所述，在此凸轮轴中，外凸轮和内凸轮可以以高精度相对移位，并且凸轮轴就耐用性和制造效率而言是优异的。

在上述凸轮轴中，所述内凸轮的横截面是C形，其中，在所述内凸轮的周缘方向上的两端之间设置开口，所述开口使得所述外轴能够沿着直径方向穿过所述开口，并且所述内凸轮安装至与所述外轴的所述外凸轮相邻的位置，从而能沿着所述外轴的周缘方向滑动；并且进一步，在所述内凸轮的形成所述开口的两端部之间的距离小于所述外轴的安装所述内凸轮的位置的外径。

在这种情况下，在内凸轮中设置有开口，所述开口使得外轴能够在直径方向上穿过所述开口。因此，例如，不同于环状内凸轮附接到外轴的情况，不必在轴向方向上将外轴从其一端插入内凸轮的基圆内，并且不必在构件相互沿着轴向方向滑动的同时将内凸轮布置在预定位置。更具体地，由于可在外凸轮设置在外轴上之后相对于外轴从内凸轮的直径方向附接内凸轮，因此可更容易且效率更大地得到凸轮轴。

在上述凸轮轴中，优选地，所述内凸轮中的每个将与所述外轴穿过所述开口的方向垂直的直径方向限定为所述内凸轮的分界线，并且当所述周缘方向被划分成开口侧和开口对向侧的两个半周缘时，所述插入孔中的单个插入孔形成在所述开口对向侧的所述半周缘的凸轮表面上，从而包括所述分界线；并且穿过所述插入孔和所述凹口插入所述销孔中的所述销没有贯穿所述内轴。

在这种情况下，插入孔是通过避免内凸轮的两端侧靠近开口来形成的。另外，经由插入孔插入销孔中的销没有贯穿或穿透内轴。因此，当在内凸轮中形成插入孔中时，或者当将销穿过插入孔压配合到销孔中时，可以避免相对于内凸轮的开口的两侧的位置施加会导致损害的应力。因此，在产量没有丝毫减少的情况下，可更容易且效率更高地得到凸轮轴。

根据本发明的另一个实施方式，提供了一种制造凸轮轴的方法，所述凸轮轴用于开启和闭合发动机阀，所述发动机阀分别设置在内燃机的多个气缸中，所述方法包括：将内凸轮相对于内轴固定的固定步骤，所述内轴能旋转地设置在外轴的内部中，外凸轮设置在所述外轴的外周缘上，所述内凸轮被穿过形成在所述外轴中的凹口的销固定。在该方法中，在所述内轴中设置有多个销孔，所述销孔沿着所述内轴的直径方向延伸，所述销孔沿着所述内轴的轴向方向间隔地设置，并且相邻的所述销孔的延伸方向以通过将360度除以所述气缸的数量而得到的角度布置。另外，所述内凸轮形成有具有内径得插入孔，所述销被松动装配在所述插入孔中；并且在所述固定步骤中，通过相对于全部的所述多个销孔同时对穿过所述插入孔和所述凹口的所述销进行压配合，将所述内凸轮固定到所述内轴。

根据这种凸轮轴制造方法，通过同时将销压配合到如上所述布置的所有销孔中，在内轴的周缘方向上从不同方向均匀地产生由于销的压配合而出现的摩擦阻力。因此，可避免因内轴在一个特定方向上移位而造成的内轴弯曲。另外，例如，在确认内轴相对于外轴相对定位的同时，可对压配合多个销的相应速度进行精细调节，由此，可以以更高的准确性抑制内轴的移位。

另外，用该制造方法，即使按以上方式抑制了内轴的挠曲，也不需要附加的处理步骤，诸如用于将销固定在销孔中的填隙或在将销压配合到销孔中之后将销在与销被压配合的方向相反的方向上移动的步骤。另外，由于为了将内凸轮固定到内轴而将销同时压配合到所有销孔中，因此可有效地提高凸轮轴的制造效率。

此外，由于销孔或凹口形成在相对于内轴和外轴的周缘方向的预定角度中的每个处的不同位置，因此可以抑制内轴和外轴的刚性出现各向异性。

如上所述，外凸轮和内凸轮可以以高准确性相对移位，并且可容易且高效地得到就耐久性而言优异的凸轮轴。

根据本发明的另一个实施方式，提供了一种制造凸轮轴的方法，所述凸轮轴用于开启和闭合发动机阀，所述发动机阀分别设置在内燃机的多个气缸中，所述方法包括：将内凸轮相对于内轴固定的固定步骤，所述内轴能旋转地设置在所述外轴的内部中，外凸轮设置在所述外轴的外周缘上，所述内凸轮被穿过形成在所述外轴中的凹口的销固定。在该方法中，所述销均包括小直径部分和直径比所述小直径部分大的大直径部分；并且在所述内轴中设置有多个销孔，所述销孔沿着所述内轴的直径方向延伸，所述销孔沿着所述内轴的轴向方向间隔地设置，并且相邻的所述销孔的延伸方向以通过将360度除以所述气缸的数量而得到的角度布置。另外，所述销孔中的每个具有内径，使得所述小直径部分被松动地装配在所述销孔中并且所述大直径部分被压配合在所述销孔中；所述内凸轮形成有具有内径的插入孔，所述大直径部分被松动地装配在所述插入孔中，所述插入孔与所述销孔同轴；并且在所述固定步骤中，通过如下方式将所述内凸轮固定到所述内轴：首先，相对于全部的所述多个销孔同时对穿过所述插入孔和所述凹口的所述小直径部分进行松动装配，并且此后将所述大直径部分压配合到所述销孔中。

根据这种凸轮轴制造方法，通过相对于如上所述布置的所有销孔将小直径部分松动地装配，可在周缘方向上从分别有所不同的方向均匀地支撑内轴。由于该特征，当大直径部分被压配合到销孔中时，可容易地抑制内轴出现弯曲或挠曲。

另外，即使按以上方式抑制了内轴中发生挠曲，也不需要附加的处理步骤，诸如用于将销固定在销孔中的填隙或在将销压配合到销孔中之后将销在与销被压配合的方向相反的方向上移动的步骤。因此，可容易且高效地得到凸轮轴。

此外，由于销孔或凹口形成在相对于内轴和外轴的周缘方向的预定角度中的每个处的不同位置，因此可以抑制内轴和外轴的刚性出现各向异性。

如上所述，外凸轮和内凸轮可以以高准确性相对移位，并且可容易且高效地得到就耐久性而言优异的凸轮轴。

在该制造凸轮轴的方法中，如上所述，在固定步骤中，相对于全部的所述多个销孔，优选地同时对所述大直径部分进行压配合。在这种情况下，由于可以在内轴的周缘方向上从相应不同的方向均匀地产生因对销进行压配合而造成的摩擦阻力，因此可更有效地避免内轴的弯曲或挠曲。

在该制造凸轮轴的方法中，如上所述，在固定步骤中，可首先从比在所述内轴的轴向方向上的中心侧设置的销孔更靠近所述内轴的轴向方向上的两端的相应侧设置的销孔，对所述大直径部分进行压配合。如上所述，通过将小直径部分松动地装配到销孔中，可暂时固定内轴相对于外轴的相对定位。按照该特征，虽然不管大直径部分被压配合到销孔中的时间，可通过首先从在内轴的轴向方向上的两端侧的销孔对大直径部分进行压配合来抑制弯曲或挠曲，但甚至可更有效地抑制内轴的挠曲。

更具体地，在将销压配合到销孔中时，虽然内轴的两端可被支撑成为相对于外轴定位的状态，但难以支撑设置在外轴内部中的内轴的中心部分。因此，当将销压配合到销孔中时，内轴的轴向方向上的中心侧比其两端侧更有可能遭受挠曲。

因此，初始地，大直径部分被压配合到内轴的两端侧的销孔中，从而相对难以发生挠曲。因此，因为内轴的两端侧被定位和固定成为抑制挠曲的状态，所以可以使在比销被压配合到其中的销孔更靠近中心侧的销孔的位置处难以出现内轴的弯曲或挠曲。以此方式，通过将销顺序压配合到销孔中，可以更有效地抑制在内轴的整个轴向方向上出现弯曲或挠曲。

根据下面结合附图时的描述，本发明的以上和其他目的、特征和优点将变得更清楚，在附图中，以例示实施例的方式示出本发明的优选实施方式。

附图说明

图1是根据本发明的实施方式的凸轮轴的概略性分解立体图；

图2A是其中固定有图1的凸轮轴的第一内凸轮的区域的示意性剖视图；

图2B是其中固定有第二内凸轮的区域的示意性剖视图；

图2C是其中固定有第三内凸轮的区域的示意性剖视图；

图3是用于描述图1的凸轮轴的制造方法的说明性示图；

图4A至图4C是用于描述图1的凸轮轴的制造方法的其他说明性视图；以及

图5是固定有根据本发明的另一个实施方式的凸轮轴的内凸轮的区域的示意性剖视图。

具体实施方式

以下，将参照附图详细描述制造根据本发明的凸轮轴的方法的优选实施方式。

如图1和图2A至图2C所示，根据本实施方式的凸轮轴10用在具有三个气缸的内燃机(未示出)中，并且各个气缸中设置的进气阀或排气阀(下文中，被称为发动机阀(均未示出))均通过一对外凸轮12和内凸轮14被打开和关闭。因此，总共设置三对外凸轮12和内凸轮14。

一对外凸轮12和内凸轮14被布置成沿着由同一摇臂(未示出)驱动的凸轮轴10的轴向方向彼此相邻。另外地，通过使用外凸轮12和内凸轮14的复合轮廓，可按模拟方式使凸轮轮廓可变。为此原因，基本上，使用外凸轮12的轮廓，而关于内凸轮14的轮廓，只使用内凸轮的相对于外凸轮12同相位偏移的一部分。

以下，参照图1和图2A至图2C，将详细给出关于根据本实施方式的凸轮轴10的结构的描述。凸轮轴10装配有圆柱形外轴16，其中，外凸轮12一体地形成在外轴16的外周缘上。内轴18能旋转地布置在外轴16内，并且内凸轮14固定到内轴18。

外凸轮12由三个单独构件构成，这三个单独构件沿着外轴16的轴向方向(图1中的箭头X的方向)以预定间隔设置。下文中，当分别针对三个外凸轮12中的每个进行描述时，它们也可被称为第一外凸轮12a、第二外凸轮12b和第三外凸轮12c。换句话讲，第一外凸轮12a、第二外凸轮12b和第三外凸轮12c也可被统称为外凸轮12。第一外凸轮12a、第二外凸轮12b和第三外凸轮12c按从外轴16的一端侧(图1中的X1侧)向着另一端侧(图1中的X2侧)这样的次序布置。

分别与三个外凸轮12的设置位置相邻设置的三个凹口20形成在外轴16上。各个凹口20以沿着外轴16的周缘方向延伸的弧形延伸，并且如随后将讨论的，凹口在周缘方向上的安置被设置成面对形成在内轴18中的销孔22。另外，凹口20的轴向方向上的宽度被设置成大于销28的大直径部分30，如随后将讨论的。

在与外轴16的凹口20相邻的两侧的位置之中，分别在与外凸轮12的相对侧形成窄直径部分34。窄直径部分34为如下的位置，在此位置，外轴16的外周缘壁的直径方向上的相对端侧被切除，以部分减小外轴16的外径。

另外，在比窄直径部分34更处于外轴16的轴向方向上的另一端侧，分别设置轴颈部分36。轴颈部分36被支撑为相对于内燃机的气缸盖(未示出)能旋转。

内轴18是直径比外轴16的内径小的实心圆杆。因此，通过将内轴18同轴设置在外轴16的内部中，在外轴16的内周缘表面和内轴18的外周缘表面之间相互形成间隙。

另外，沿着内轴18的轴向方向，间隔地设置数量与气缸的数量相同的沿着内轴18的直径方向延伸的有底的销孔22。更具体地，销孔22由包括第一销孔22a、第二销孔22b和第三销孔22c的三个构件组成。第一销孔22a、第二销孔22b和第三销孔22c在内轴18的轴向方向上按从一端向着另一端这样的次序布置。

相邻销孔22的延伸方向以通过将360度除以气缸的数量(即，三个)而得到的角度布置。更具体地，销孔的方向以120度的角度布置。因此，如图2A和图2B所示，在第一销孔22a的延伸方向Ya和第二销孔22b的延伸方向Yb之间形成120度的角度θ1。类似地，如图2B和图2C所示，在第二销孔22b的延伸方向Yb和第三销孔22c的延伸方向Yc之间形成120度的角度θ2。另外，此时，如图2B所示，在第一销孔22a的延伸方向Ya和第三销孔22c的延伸方向Yc之间形成120度的角度θ3。

销孔22的内径中的每个具有使得随后描述的销28的小直径部分37被松动地装配在销孔中(即，带间隙地装配)并且大直径部分30被压配合到销孔中的大小。另外，销28的大直径部分30的直径大于小直径部分37的直径。

内凸轮14的横截面是大体C形，并且，在内凸轮的周缘方向上的两端之间设置有开口。内凸轮14由沿着周缘方向分别可滑动地安装在与外轴16的外凸轮12相邻的位置处的三个单独构件构成。更具体地，内凸轮14由与第一外凸轮12a相邻并且与其相互组装的第一内凸轮14a、与第二外凸轮12b相邻并且与其相互组装的第二内凸轮14b和与第三外凸轮12c相邻并且与其相互组装的第三内凸轮14c组成。

形成内凸轮14的相应开口的两个端部之间的距离略大于外轴16的窄直径部分34的外径，并且小于外轴16的安装内凸轮14的位置的外径。如随后将讨论的，内凸轮14的开口使得外轴16的窄直径部分34能够沿着内凸轮14的直径方向(图3中示出的箭头Z1的方向)穿过所述开口。

如图3所示，内凸轮14中的每个将与窄直径部分34穿过开口的方向Z1垂直的直径方向Z2限定作为内凸轮14的分界线，使得当周缘方向被划分成开口侧α和开口对向侧β的两个半周缘时，插入孔38中的单个插入孔形成在开口对向侧β的半周缘的凸轮表面上，从而包括分界线。更具体地，插入孔38被形成为避免内凸轮14的两端侧靠近开口。根据本实施方式，插入孔38形成在以上提到的分界线上。插入孔38的内径的大小被设置成使得销28的大直径部分30能够被松动地装配在该插入孔中。

如上所述，在凸轮轴10中，由于内凸轮14的轮廓仅仅用于其相位相对于外凸轮12移位的部分，因此插入孔38可形成在其轮廓没有被使用的内凸轮14的凸轮表面中。另外，通过将内凸轮14形成为横截面是大体C形(在其轮廓没有被使用的位置被设置为开口)，内凸轮14的重量可相比于圆柱形形状的内凸轮减小。另外，通过减少形成内凸轮14所需的材料量，成本可降低。

如图1和图2A至图2C所示，内凸轮14安装在外轴16上，使得其插入孔38被设置成与凹口20和销孔22成面对关系。更具体地，第一内凸轮14a的插入孔38穿过凹口20面对第一销孔22a。第二内凸轮14b的插入孔38穿过凹口20面对第二销孔22b。第三内凸轮14c的插入孔38穿过凹口20面对第三销孔22c。

另外，如图2A至图2C所示，内凸轮14固定于内轴18，处于销28的大直径部分30穿过插入孔38和凹口20被压配合到销孔22中。由于该特征，内凸轮14可随着内轴18一起旋转，并且能够沿着外轴16的外周缘表面的周缘方向滑动。此时，因为内凸轮14在周缘方向上的长度被设置成在周缘方向上覆盖外轴16的一半(180度)或更多，所以可防止内凸轮14与外轴16脱离或分离。

基本上按上述方式来构造根据本实施方式的凸轮轴10。接下来，进一步参照图3和图4A、图4B和图4C，将描述制造凸轮轴10的方法。

首先，在外凸轮12已经与外轴16形成一体并且在外轴上分别形成凹口20、窄直径部分34和轴颈部分36之后，将内轴18布置在外轴16的内部中。此时，凹口20和销孔22被布置成面对关系，并且外轴16和内轴18同轴设置。另外，外轴16和内轴18的两端被支撑，使得此状况得以保持。

接下来，相对于外轴16来附接和安装内凸轮14。更具体地，如图3所示，外轴16的窄直径部分34穿过内凸轮14的开口被插入到内凸轮的基部圆形部分中。另外，使内凸轮14在外轴16的轴向方向上向着一端侧滑动，并且使内凸轮14与外凸轮12相邻地布置。此时，内凸轮14的插入孔38和外轴16的凹口20被布置成彼此是面对关系。

更具体地，通过如上所述将内凸轮14的横截面形成为大体C形，可在外凸轮12设置在外轴16上之后，将内凸轮14容易地安装在外轴16上。此外，可相对于外轴16来附接第一内凸轮14a、第二内凸轮14b和第三内凸轮14c中的任一个，并且可按任何次序附接内凸轮。

接下来，如图4A至图4C所示，销28的小直径部分37穿过插入孔38和凹口20相对于所有第一销孔22a至第三销孔22c被松动地装配。此时，虽然优选地可相对于第一销孔22a至第三销孔22c按任何次序执行小直径部分37的松动装配，但优选地，相对于所有第一销孔22a至第三销孔22c同时松动地装配小直径部分37。在这种情况下，因为从在内轴18的周缘方向上分别有所不同的方向均匀地执行这种松动装配，所以可更有效地避免内轴18发生位移。

接下来，将销28的大直径部分30压配合到销孔22中。如以上讨论的，通过同时将小直径部分37相对于所有销孔(即，第一销孔22a至第三销孔22c)松动地装配，可在内轴18的周缘方向上分别从有所不同的方向均匀地支撑内轴18。由于该特征，因为大直径部分30可以在内轴18的移位得以抑制的状态下被压配合到销孔22中，所以可将内凸轮14固定到内轴18，同时抑制内轴18发生弯曲或挠曲。

此时，可按上述方式来抑制内轴18的移位，即使大直径部分30是按任何次序相对于第一销孔22a至第三销孔22c压配合。然而，特别地，大直径部分30优选地被相对于所有第一销孔22a至第三销孔22c同时压配合。在这种情况下，在内轴18的周缘方向上分别从有所不同的方向均匀地产生由于大直径部分30的压配合而导致的摩擦阻力。因此，可更有效地避免因内轴18在一个特定方向上的位移造成的内轴18弯曲。

另外，在大直径部分30被相对于所有第一销孔22a至第三销孔22c压配合的情况下，在确认内轴18相对于外轴16的相对定位的同时，可对多个销28被压配合到第一销孔22a至第三销孔22c中的相应速度进行精细调节。按照该特征，可以以更高的准确性抑制内轴18的移位。

此外，首先，可从比在内轴18的轴向方向上的中心侧设置的第二销孔22b更靠近内轴18的轴向方向上的两端的相应侧设置的第一销孔22a和第三销孔22c，对大直径部分30进行压配合。更具体地，例如，以第一销孔22a、第三销孔22c和第二销孔22b的次序来对大直径部分30进行压配合。

如以上讨论的，虽然内轴18的两端可以在相对于外轴16定位的状态下被支撑，但难以支撑内轴18的设置在外轴16的内部中的中心部分。因此，当销28的大直径部分30被压配合到销孔22中时，内轴18的轴向方向上的中心侧比其两端侧更有可能遭受挠曲。

因此，初始地，大直径部分30被压配合到其中相对难以发生挠曲的内轴18的两端侧的第一销孔22a和第三销孔22c。因此，首先，内轴18的两端侧在抑制挠曲的状态下被定位并且固定。因此，剩余销的大直径部分30可以在相比于大直径部分30已经被压配合在其中的第一销孔22a和第三销孔22c更位于中心侧的内轴18的位置处难以发生弯曲或挠曲的状态下被压配合到第二销孔22b。以此方式，通过将大直径部分30压配合到销孔22中，可以更有效地抑制在内轴18的整个轴向方向上发生弯曲或挠曲。

此外，在避免了内凸轮14的两个端侧靠近开口的以上提到的位置，形成插入孔38，并且将销孔22形成为有底的孔。因此，即使销28的大直径部分30穿过插入孔38插入销孔22中，也可以避免施加应力，所述应力可能相对于内凸轮14的靠近开口的两侧的位置造成损害。

按以上方式，通过将销28的大直径部分30穿过插入孔38和凹口20压配合到所有第一销孔22a至第三销孔22c中，将内凸轮14固定到内轴18。结果，可得到凸轮轴10，其中，通过使内轴18相对于外轴16相对地旋转，内凸轮14以与内轴18成以下关系(即，共旋转的关系)旋转，并且沿着外轴16的外周缘表面在周缘方向上滑动。更具体地，可使得外凸轮12和内凸轮14之间的相对定位是变化的，因此，可以任意地控制发动机阀(未示出)的开启角度和开启时间。

对于如上所述的凸轮轴10，可有效地抑制在外轴16的内部中的内轴18挠曲。因此，在内轴18的外周缘表面没有接触外轴16的内周缘表面的情况下，内轴18和外轴16在二者之间相互形成有间隙的状态下定位。因此，由于在外轴16和内轴18之间没有出现相互的摩擦阻力，因此即使外轴16和内轴18经受相对旋转，二者之间的相对旋转也没有受阻。因此，可以高精度地调节外凸轮12和内凸轮14之间的相对定位。另外，由于可抑制由于外轴16和内轴18的接触而导致的摩擦磨损，因此可增强凸轮轴10的耐用性。

即使按以上方式抑制了在内轴18中发生挠曲，也不需要附加的处理步骤，诸如用于将销28固定在销孔22中的填隙步骤，或在将销28压配合到销孔22中之后将销28在与销28被压配合的方向相反的方向上移动的步骤。因此，可容易且高效地得到凸轮轴10。

另外，销孔22布置成以相对于内轴18的周缘方向成120度的角度相互不同地布置，因此，与销孔22成面对关系形成的凹口20还相对于外轴16的周缘方向成120度的角度不同地布置。对于此内轴18和外轴16，由于多个销孔22和凹口20沿着周缘方向布置，因此可以抑制其刚性出现各向异性。

如上所述，在凸轮轴10中，外凸轮12和内凸轮14可以以高精度相对移位，并且凸轮轴10就耐用性和制造效率而言是优异的。

本发明没有特别地限于上述的实施方式，并且在不偏离本发明的本质和主旨的情况下，可以对上述的实施方式进行各种修改。

首先，对于根据上述实施方式的凸轮轴10，在内凸轮14的以上提到的分界线处形成一个插入孔38，并且销孔22是有底的孔。然而，本发明没有特别限于该特征。例如，如同图5中示出的凸轮轴40一样，可沿着内凸轮14的直径方向在内凸轮14中形成相互面对的一对两个插入孔42。另外，如同凸轮轴40一样，可形成穿透内轴18的销孔46。在这些情况下，相对于外轴16沿着直径方向形成相互面对的两个凹口20。

在图5中示出的结构元件之中，用相同的参考符号来指代表现出与图1至图4C中示出的结构元件相同或类似的功能和效果的那些结构元件，并且省略了对这些特征的详细描述。

此外，对于按与凸轮轴10相同的方式设置有上述构造的凸轮轴40，由于可抑制内轴18的弯曲或挠曲，因此外凸轮12和内凸轮14可以高精度相对地移位，并且凸轮轴40在耐用性和制造效率方面是优异的。

另外，在相对于所有销孔22或所有销孔46同时压配合的情况下，对于图5中示出的销48，其直径可以是均匀的。销48的直径的大小可以使得销48能够被松动地装配到插入孔38、42中并且被压配合到销孔22、46中。

此外，因为凸轮轴10用在三气缸内燃机中，所以它包括三对外凸轮12和内凸轮14，并且在内轴18中形成三个销孔22。然而，根据本发明的凸轮轴可不仅用于三气缸内燃机。在这种情况下，如果内轴18形成有对数与气缸数量相同的外凸轮12和内凸轮14和数量与内燃机的气缸数量相同的销孔22，则是可接受的。另外，由于相邻销孔22的延伸方向以通过将360度除以气缸数量而得到的角度布置，因此例如在用于四气缸内燃机的情况下，由相邻销孔22的延伸方向而形成的角度可以是90度。

另外，在内轴18中形成的销孔22的数量不一定与内燃机的气缸数量相同。例如，多套的两个或更多个销孔22可以通过将360度除以气缸数量而得到的角度布置。每套的销孔22在相同的方向上延伸。

另外，虽然根据以上实施方式的凸轮轴10装配有其中设置有开口的具有大体C形横截面的内凸轮14，但本发明不限于该特征，并且凸轮轴10还可装配有环形形状的内凸轮(未示出)。

Claims (7)

1.一种凸轮轴(10)，所述凸轮轴(10)用于开启和闭合发动机阀，所述发动机阀分别设置在内燃机的多个气缸中，所述凸轮轴(10)包括：

圆柱形外轴(16)，外凸轮(12)设置在所述外轴(16)的外周缘上；

内轴(18)，所述内轴(18)能旋转地设置在所述外轴(16)的内部中；以及

内凸轮(14)，所述内凸轮(14)被穿过所述外轴(16)的凹口(20)的销(28)固定到所述内轴(18)，由此所述内凸轮(14)随着所述内轴(18)一起旋转，并且在所述外轴(16)的外周缘表面上沿着周缘方向滑动；

其中：

所述销(28)均包括小直径部分(37)和直径比所述小直径部分(37)大的大直径部分(30)；

在所述内轴(18)中设置有多个销孔(22)，所述销孔(22)沿着所述内轴(18)的直径方向延伸，所述销孔(22)沿着所述内轴(18)的轴向方向间隔地设置，并且相邻的所述销孔(22)的延伸方向以通过将360度除以所述气缸的数量而得到的角度布置；

所述销孔(22)中的每个具有内径，使得所述小直径部分(37)被松动地装配在所述销孔(22)并且所述大直径部分(30)被压配合到所述销孔(22)中；

所述内凸轮(14)形成有具有内径的插入孔(38)，所述大直径部分(30)被松动装配在所述插入孔(38)中；并且

所述内轴(18)和所述内凸轮(14)在所述大直径部分(30)穿过所述插入孔(38)和所述凹口(20)被压配合到所述销孔(22)中的状态下被固定。

2.根据权利要求1所述的凸轮轴(10)，其中：

所述内凸轮(14)的横截面是C形，其中，在所述内凸轮(14)的周缘方向上的两端之间设置有开口，所述开口使得所述外轴(16)能够沿着直径方向穿过所述开口，并且所述内凸轮(14)安装至与所述外轴(16)的所述外凸轮(12)相邻的位置，从而能沿着所述外轴(16)的周缘方向滑动；并且

在所述内凸轮(14)的形成所述开口的两端部之间的距离小于所述外轴(16)的安装所述内凸轮(14)的位置的外径。

3.根据权利要求2所述的凸轮轴(10)，其中：

所述内凸轮(14)中的每个将与所述外轴(16)穿过所述开口的方向垂直的直径方向限定为所述内凸轮(14)的分界线，并且当所述周缘方向被分隔成开口侧和开口对向侧的两个半周缘时，所述插入孔(38)中的单个插入孔形成在所述开口对向侧的半周缘的凸轮表面上，从而包括所述分界线；并且

穿过所述插入孔(38)和所述凹口(20)插入所述销孔(22)中的所述销(28)没有贯穿所述内轴(18)。

4.一种制造凸轮轴(10)的方法，所述凸轮轴(10)用于开启和闭合发动机阀，所述发动机阀分别设置在内燃机的多个气缸中，所述方法包括：

将内凸轮(14)相对于内轴(18)固定的固定步骤，所述内轴能旋转地设置在外轴(16)的内部中，外凸轮(12)设置在所述外轴(16)的外周缘上，所述内凸轮(14)被穿过形成在所述外轴(16)中的凹口(20)的销(28)固定；

其中，在所述内轴(18)中设置有多个销孔(22)，所述销孔(22)沿着所述内轴(18)的直径方向延伸，所述销孔(22)沿着所述内轴(18)的轴向方向间隔地设置，并且相邻的所述销孔(22)的延伸方向以通过将360度除以所述气缸的数量而得到的角度布置；

所述内凸轮(14)形成有具有内径的插入孔(38)，所述销(28)被松动装配在所述插入孔(38)中；并且

在所述固定步骤中，通过相对于全部的所述多个销孔(22)同时对穿过所述插入孔(38)和所述凹口(20)的所述销(28)进行压配合，将所述内凸轮(14)固定到所述内轴(18)。

5.一种制造凸轮轴(10)的方法，所述凸轮轴用于开启和闭合发动机阀，所述发动机阀分别设置在内燃机的多个气缸中，所述方法包括：

将内凸轮(14)相对于内轴(18)固定的固定步骤，所述内轴能旋转地设置在外轴(16)的内部中，外凸轮(12)设置在所述外轴(16)的外周缘上，所述内凸轮(14)被穿过形成在所述外轴(16)中的凹口(20)的销(28)固定；

所述销(28)均包括小直径部分(37)和直径比所述小直径部分(37)大的大直径部分(30)；

在所述内轴(18)中设置有多个销孔(22)，所述销孔(22)沿着所述内轴(18)的直径方向延伸，所述销孔(22)沿着所述内轴(18)的轴向方向间隔地设置，并且相邻的所述销孔(22)的延伸方向以通过将360度除以所述气缸的数量而得到的角度布置；

所述销孔(22)中的每个具有内径，使得所述小直径部分(37)被松动地装配在所述销孔(22)中并且所述大直径部分(30)被压配合在所述销孔(22)中；

所述内凸轮(14)形成有具有内径的插入孔(38)，所述大直径部分(30)被松动地装配在所述插入孔(38)中，所述插入孔(38)与所述销孔(22)同轴；并且

在所述固定步骤中，通过如下方式将所述内凸轮(14)固定到所述内轴(18)：首先，相对于全部的所述多个销孔(22)同时对穿过所述插入孔(38)和所述凹口(20)的所述小直径部分(37)进行松动装配，并且此后将所述大直径部分(30)压配合到所述销孔(22)中。

6.根据权利要求5所述的制造凸轮轴(10)的方法，其中，在所述固定步骤中，相对于全部的所述多个销孔(22)，同时对所述大直径部分(30)进行压配合。

7.根据权利要求5所述的制造凸轮轴(10)的方法，其中，在所述固定步骤中，首先，从比在所述内轴(18)的轴向方向的中心侧设置的销孔(22b)更靠近所述内轴(18)的轴向方向的两端的相应侧的销孔(22a、22c)，对所述大直径部分(30)进行压配合。