(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにおける直列に配置された三つ以上の気筒に渡って延在するカムシャフトにおいて、
一つの吸気又は排気用のバルブに対して互いに異なる形状の複数のカムプロファイルを有してなる複数のカム部と、これらのカム部が軸方向に離間配置された筒状の一本のカム筒と、このカム筒に挿通された一本の駆動シャフトと、を備え、
前記カム筒が、前記カム部の有る筒状のカム部材と筒状のジャーナル部材とを含む複数の筒状部材が連結されて構成され、
前記筒状部材のうちの少なくとも前記カム部材を含む部材のそれぞれの内筒面に雌スプラインが配置されると共に、前記駆動シャフトの外筒面に雄スプラインが配置され、
前記カム部材は少なくとも一端に前記ジャーナル部材が挿入される圧入凹部を有し、この圧入凹部はその内径が前記内筒面の内径より拡径されるとともにその外周に前記カム部が形成されてなり、
前記カム筒に前記駆動シャフトが挿通された状態で、前記カム筒の内筒面において前記駆動シャフトの軸方向に部分的に配置された複数の前記雌スプラインと前記雄スプラインとが嵌合して、前記カム筒が前記駆動シャフトと一体回転すると共にその軸方向に移動自在に構成されていることを特徴とするカムシャフト。
【請求項２】
前記カム部材が、複数の前記カム部を有してなり、且つ、前記雌スプラインが、前記駆動シャフトの軸方向に関して、この複数の前記カム部の間の範囲を少なくとも含んで形成されている請求項１に記載のカムシャフト。
【請求項３】
前記カム筒が、一つの気筒に対して少なくとも一つの前記雌スプラインを有している請求項１又は２に記載のカムシャフト。
【請求項４】
エンジンにおける直列に配置された三つ以上の気筒に渡って延在するカムシャフトの製造方法において、
カム部の有る筒状のカム部材を含み、一体化されるとカム筒となる複数の筒状部材、及び、駆動シャフトをそれぞれ形成するステップと、
前記駆動シャフトの外筒面に雄スプラインを形成するステップと、
前記筒状部材のうちの少なくとも前記カム部材を含む部材の内筒面に、ブローチ加工により雌スプラインを形成するステップと、
前記筒状部材を全部連結して一体化してカム筒を形成するステップと、を含み、
前記カム筒を形成するステップが、隣接する前記筒状部材に前記駆動シャフトを挿入した状態で、前記雄スプラインと前記雌スプラインとを嵌め合わせながら、それらの前記筒状部材の端部同士を圧入して一体化するステップであり、前記筒状部材の圧入の際に、前記駆動シャフトを固定して、前記筒状部材にカムシャフトとして回転させるときの前記駆動シャフトの回転方向と逆向きの荷重を掛けて圧入するステップであることを特徴とするカムシャフトの製造方法。
【請求項５】
前記カム筒を形成するステップの後に、前記カム部に一つの吸気又は排気用のバルブに対して互いに異なる形状の複数のカムプロファイルを形成するステップを含む請求項４に記載のカムシャフトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カムシャフト及びその製造方法に関し、より詳細には、直列三気筒以上のエンジンの吸排気用のバルブを開閉する際に、カムプロファイルを切り替えながら、吸排気用のバルブの開閉するカムシャフト及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの吸気又は排気用のバルブを開閉する動弁機構としては、カムシャフトが、一つ又は複数のカム部を有した筒状のカム筒と、そのカム筒に挿通される駆動シャフトとから構成されたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この動弁機構においては、動力伝達装置から回転動力が伝達された駆動シャフトが回転し、カム筒がスプライン嵌め合いを介してこの駆動シャフトと一体回転することで、吸気又は排気用のバルブを開閉している。また、切替装置によりカム筒が駆動シャフトの軸方向に移動することで、一つの吸気又は排気用のバルブに対してカム部に設けられた複数のカムプロファイルを切り替えている。
【０００４】
駆動シャフトの外筒面に形成される雄スプラインは、切削加工や転造加工によりスプラインの溝の長さに依らずに加工可能である。一方、カム筒の内筒面に形成される雌スプラインは、ブローチ加工や放電加工により加工可能である。
【０００５】
しかし、ブローチ加工においては、内径の中に刃具が入るために、加工時の切削荷重を細い軸で受けることになり、スプラインの溝の長さはスプライン呼び径の１倍〜２倍の長さが限度になる。また、一つの筒内に一つしか形成することができない。つまり、一つの気筒や二つの気筒に渡って延在するカム筒では問題ないが、三つ以上の気筒に渡って延在するカム筒では雌スプラインの溝の長さが短くなるという問題があった。
【０００６】
このように、三つ以上の気筒に渡って延在するカム筒で雌スプラインの溝の長さが短くなると、駆動シャフトからスプライン嵌め合いを介して吸排気バルブを開閉する駆動トルクを十分に伝達することができない。
【０００７】
一方、吸気又は排気用のバルブのバルブスプリングの付勢力を小さくして小さな駆動トクルで吸気又は排気用のバルブを開閉可能にしても、バルブスプリングの付勢力が小さくなることで、吸気又は排気用のバルブの固着や排圧による開き等が生じて、エンジンの信頼性を損なうおそれがある。
【０００８】
そこで、三つ以上の気筒に渡って延在するカム筒においては、スプライン呼び径を大きくする、あるいは、一本のカムシャフトに対してカム筒を複数にするなどの対策がある。
【０００９】
しかし、スプライン呼び径を大きくしてスプラインの溝の長さを十分に確保しようとすると、カム筒の径が大きくなり、カムシャフトが重厚長大化することにより、エンジンへの搭載性が悪化する。また、長いカム筒に対して、一つの雌スプラインのみだと、雌スプラインの配置位置によっては、カム筒を駆動シャフトの軸方向に移動させたときにカム筒が傾くおそれもある。更に、一本のカムシャフトに対してカム筒を複数にすると、カムプロファイルを切り替えるための切替装置が分割した数だけ必要になり、動弁機構が重厚長大化してエンジンへの搭載性が悪化する。
【００１０】
一方、放電加工においては、スプラインの溝の長さが長くなると、加工精度の確保が難
しくなる。また、放電加工を行うための装置が大掛かりになり、製造コストが著しく高く、且つ量産も難しくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１４−２２７８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、直列三気筒以上のエンジンの吸気又は排気用のバルブを開閉する際に、カムプロファイルを切り替えながら、吸気又は排気用のバルブの開閉に十分な駆動トルクを確保することが可能で、且つ搭載性を向上したカムシャフトを提供することである。また、そのカムシャフトの製造コストを安価に抑え、且つ量産性を向上するカムシャフトの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成する本発明のカムシャフトは、エンジンは、エンジンにおける直列に配置された三つ以上の気筒に渡って延在するカムシャフトにおいて、一つの吸気又は排気用のバルブに対して互いに異なる形状の複数のカムプロファイルを有してなる複数のカム部と、これらのカム部が軸方向に離間配置された筒状の一本のカム筒と、このカム筒に挿通された一本の駆動シャフトと、を備え、前記カム筒が、前記カム部の有る筒状のカム部材と筒状のジャーナル部材とを含む複数の筒状部材が連結されて構成され、前記筒状部材のうちの少なくとも前記カム部材を含む部材のそれぞれの内筒面に雌スプラインが配置されると共に、前記駆動シャフトの外筒面に雄スプラインが配置され、前記カム部材は少なくとも一端に前記ジャーナル部材が挿入される圧入凹部を有し、この圧入凹部はその内径が前記内筒面の内径より拡径されるとともにその外周に前記カム部が形成されてなり、前記カム筒に前記駆動シャフトが挿通された状態で、前記カム筒の内筒面において前記駆動シャフトの軸方向に部分的に配置された複数の前記雌スプラインと前記雄スプラインとが嵌合して、前記カム筒が前記駆動シャフトと一体回転すると共にその軸方向に移動自在に構成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
また、上記の目的を達成するための本発明のカムシャフトの製造方法は、エンジンにおける直列に配置された三つ以上の気筒に渡って延在するカムシャフトの製造方法において、カム部の有る筒状のカム部材を含み、一体化されるとカム筒となる複数の筒状部材、及び、駆動シャフトをそれぞれ形成するステップと、前記駆動シャフトの外筒面に雄スプラインを形成するステップと、前記筒状部材のうちの少なくとも前記カム部材を含む部材の内筒面に、ブローチ加工により雌スプラインを形成するステップと、前記筒状部材を全部連結して一体化してカム筒を形成するステップと、を含み、前記カム筒を形成するステップが、隣接する前記筒状部材に前記駆動シャフトを挿入した状態で、前記雄スプラインと前記雌スプラインとを嵌め合わせながら、それらの前記筒状部材の端部同士を圧入して一体化するステップであり、前記筒状部材の圧入の際に、前記駆動シャフトを固定して、前記筒状部材にカムシャフトとして回転させるときの前記駆動シャフトの回転方向と逆向きの荷重を掛けて圧入するステップであることを特徴とする方法である。
【発明の効果】
【００１５】
このカムシャフト及びその製造方法によれば、三つ以上の気筒に渡って延在するカムシャフトにおいて、カム筒を複数に分割された筒状部材で構成することにより、それぞれの筒状部材の軸方向の長さを短縮可能にしているので、筒状部材のうちの少なくともカム部材を含む部材の内筒面に、ブローチ加工により雌スプラインを形成することが可能になる。これにより、筒状部材の端部同士を圧入して一体化して形成されたカム筒に、軸方向に関して部分的に複数の雌スプラインを形成することができる。
【００１６】
つまり、カム筒に駆動シャフトが挿通された状態においては、カム筒に形成された複数の雌スプラインと、駆動シャフトに形成された雄スプラインとが嵌合していることになる。その結果として、駆動シャフトから吸気又は排気用のバルブを開閉する駆動トルクを十分に伝達することができる。
【００１７】
また、上記のカムシャフト及びその製造方法によれば、吸気又は排気用のバルブのバルブスプリングの付勢力を小さくすること無く、カムシャフトが吸気又は排気用のバルブを開閉する駆動トルクを十分に伝達可能になる。また、スプライン呼び径を大きくしたり、一本のカムシャフトに対してカム筒を複数にしたりする必要が無くなる。
【００１８】
従って、吸気又は排気用のバルブを正確に所定のタイミングで開閉することが可能になり、エンジンへの信頼性を確保しつつ、カム筒やカムシャフトが組み込まれる動弁機構の重厚長大化を回避して搭載性を向上することができる。更に、ブローチ加工により雌スプラインを形成するので、放電加工のような大掛かりな装置が必要なくなり、製造コストを安価に抑えることができ、且つ量産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態のカムシャフトを例示する構成図である。
【図２】図１のカム部のカムプロファイルを例示する側面図である。
【図３】図１のカム筒の詳細を例示しており、図３（ａ）はカム筒の構成図を、図３（ｂ）はカム部材の断面図を、図３（ｃ）はカム部材の断面図を、図３（ｄ）はジャーナル部材の断面図をそれぞれ例示している。
【図４】図４（ａ）は図１の駆動シャフトを例示する構成図であり、図４（ｂ）はリヤエンドを例示する構成図である。
【図５】本発明の実施形態のカムシャフトの製造方法を例示するフロー図である。
【図６】図５のカム筒を形成するステップを詳細に説明する説明図である。
【図７】図１とは異なる形態のカムシャフトを例示する構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態からなるカムシャフト１０を例示している。このカムシャフト１０は、エンジン２０における直列に配置された三つ以上の気筒２１に渡って延在し、複数のカム部１１と、カム筒１２と、駆動シャフト１３とを備えて構成された回転する軸体である。また、このカムシャフト１０は、動弁機構３０に組み込まれて、回転することでそれらの気筒２１の吸気又は排気用のバルブ２２を開閉するものである。なお、図１では、三つの気筒２１の場合を示しており、♯１がエンジン２０の第一気筒を、♯２が第二気筒を、＃３が第三気筒をそれぞれ示している。
【００２１】
エンジン２０は、三つの気筒２１と、一つの気筒２１に対して吸気用として二つ及び排気用として二つの計四つが配置される吸気又は排気用のバルブ２２と、を有している。これらのバルブ２２を開閉する動弁機構３０は、カムシャフト１０、バルブスプリング３１、ロッカーアーム３２、動力伝達装置３３、及び切替装置３４を備える。
【００２２】
カムシャフト１０は、複数のカム部１１、カム筒１２、駆動シャフト１３、及びリヤエンド１４を備える。このカム部１１は、一つのバルブ２２に対して、互いに異なる形状の複数のカムプロファイル１５、１６を有してなる。カム筒１２は、一本の筒状に形成され、その外筒面から外側に突出した複数のカム部１１が軸方向に離間配置される。駆動シャフト１３は、そのカム筒１２に挿通され、駆動シャフト１３がカム筒１２から外れないように、その端部をリヤエンド１４で固定される。
【００２３】
バルブスプリング３１は、バルブ２２の一端に接触して、バルブ２２を閉状態に付勢する弾性体である。ロッカーアーム３２は、バルブスプリング３１の付勢力に抵抗してバルブ２２を開状態にするように揺動自在に構成される。動力伝達装置３３は、図示しないク
ランクシャフトに固定されたプーリーと、無端状のベルト３３ａと、カムシャフト１０に固定されたプーリー３３ｂとを備える。切替装置３４は、カムシャフト１０に固定された溝部３５とアクチュエータ３６とを備える。溝部３５は、第一溝３５ａと第二溝３５ｂとを有し、アクチュエータ３６は、第一切替ピン３６ａと第二切替ピン３６ｂとを有する。
【００２４】
この動弁機構３０においては、動力伝達装置３３を介して伝達された回転動力によってカムシャフト１０の駆動シャフト１３が回転する。そして、スプライン嵌め合いを介して駆動シャフト１３から回転動力がカム筒１２に伝達されて、カム筒１２が駆動シャフト１３と一体回転する。このカム筒１２の回転により、断面が卵型のカム部１１が回転することで、ロッカーアーム３２が「てこの原理」で作動して、バルブ２２を開閉する。
【００２５】
また、この動弁機構３０においては、切替装置３４の第一切替ピン３６ａが第一溝３５ａに挿入されると、抗力によりカム筒１２が第一気筒＃１から第三気筒＃３に向って、駆動シャフト１３の軸方向に水平移動する。このときカム部１１において、ロッカーアーム３２を押圧する部分が第一カムプロファイル１５から第二カムプロファイル１６に切り替わる。一方、第二切替ピン３６ｂが第二溝３５ｂに挿入されると、抗力によりカム筒１２が第三気筒＃３から第一気筒＃１に向って、駆動シャフト１３の軸方向に水平移動する。このときカム部１１において、ロッカーアーム３２を押圧する部分が第二カムプロファイル１６から第一カムプロファイル１５に切り替わる。
【００２６】
なお、この実施形態では、直列に配置された三つの気筒２１を有した直列三気筒エンジンが例示されるが、三つ以上の気筒２１が直列に配列されたエンジンであれば、水平対向型、Ｖ型、Ｗ型などのエンジンでもよい。また、吸気又は排気用のバルブ２２の配置数としては、吸気用、排気用としてそれぞれ一気筒あたり一つずつでもよい。また、この動弁機構３０としては、吸気用のバルブ２２と排気用のバルブ２２とを別々のカムシャフト１０で開閉するツインカム式のカム機構（ＤＯＨＣ）が例示されるが、吸気又は排気用のバルブ２２を一つのカムシャフトで開閉するシングル式のカム機構（ＳＯＨＣ）でもよい。
【００２７】
このような三つ以上の気筒２１に渡って延在するカムシャフト１０において、カム筒１２が、両端が開口した複数の筒状部材４０が連結されることで一本に構成される。また、それらの筒状部材４０のうちの幾つかの筒状部材４０がカム部１１の有るカム部材４１、４２となり、一方、残りの筒状部材４０はカム部１１の無いジャーナル部材４３となる。更に、このカム部材４１、４２のそれぞれはその内筒面４４に雌スプライン４５を有して構成される。それと共に、駆動シャフト１３はその外筒面４６に雄スプライン４７を有して構成される。そして、カム筒１２に駆動シャフト１３が挿入された状態で、カム筒１２のカム部材４１、４２の内筒面４４に部分的に配置された複数の雌スプライン４５と、雄スプライン４７とが嵌合し、カム筒１２が、駆動シャフト１３と一体回転すると共にその軸方向に移動自在に構成される。
【００２８】
図２〜４はカムシャフト１０の構成をより詳細に例示している。図２（ａ）、（ｂ）はそれぞれカム部１１のカムプロファイル１５、１６を例示している。図３（ａ）はカム筒１２を、図３（ｂ）〜（ｄ）はカム筒１２を構成する筒状部材４０、詳しくは図３（ｂ）がカム部材４１を、図３（ｃ）がカム部材４２を、図３（ｄ）がジャーナル部材４３をそれぞれ例示している。図４（ａ）は駆動シャフト１３を、図４（ｂ）はリヤエンド１４をそれぞれ例示している。
【００２９】
図２に示すように、カム部１１は、断面が卵型の円盤であり、ロッカーアーム３２に接触する部位である。このカム部１１のカムプロファイル１５、１６は、互いに異なる形状に形成される。
【００３０】
このようにすることで、吸気用のバルブ２２においては、開閉時間を変えることが可能になり、エンジン２０の運転状態が高負荷の場合には、より多くの吸気を気筒２１に送り込むことが可能になる。また、排気用のバルブ２２においては、早開きにすることで、気筒２１から排出される排気ガスの温度の昇温や、排気ガス浄化装置の触媒の暖気、あるいは、その再生などが可能になる。
【００３１】
例えば、吸気用のバルブ２２においては、エンジン２０の運転状態が低負荷の場合に第一カムプロファイル１５に切り替えられ、高負荷の場合に第二カムプロファイル１６に切り替えられる。また、排気用のバルブ２２においては、通常の状態では第一カムプロファイル１５に切り替えられ、気筒２１から排出される排気ガスを昇温する際などに第二カムプロファイル１６に切り替えられる。
【００３２】
図３に示すように、カム筒１２は、複数の筒状部材４０が連結された一本の筒体であり、その筒体の軸方向に複数のカム部１１が離間配置される。このカム筒１２は、複数の筒状部材４０、詳しくは、カム部１１の有るカム部材４１、４２と、それらに連結されるカム部１１の無いジャーナル部材４３とから構成され、隣接する部材同士が圧入部４８を介して連結される。
【００３３】
このように、三つ以上の気筒２１に渡って延在するカムシャフト１０のカム筒１２を一本の筒体で構成することで、一つの切替装置３４によりロッカーアーム３２を押圧するカムプロファイル１５、１６を切り替えることが可能になる。これにより、動弁機構３０の重厚長大化を抑制することができるので、エンジン２０への搭載性の向上に有利になる。
【００３４】
このカム筒１２は、筒状部材４０のうちの少なくともカム部材４１、４２を含む部材の内筒面４４のそれぞれに雌スプライン４５が形成される。つまり、カム筒１２における内筒面４４の全域に対しては、駆動シャフト１３の軸方向に部分的に複数の雌スプライン４５が形成される。
【００３５】
このように、カム筒１２の内筒面４４に対して、部分的に複数の雌スプライン４５が形成されることで、駆動シャフト１３から伝達される回転動力を複数の雌スプライン４５で伝達することが可能になり、回転動力の伝達不足の解消に有利になる。また、雌スプライン４５がカム部１１の有るカム部材４１、４２の内筒面４４のそれぞれに形成されることで、駆動シャフト１３の回転位相に対して、カム部１１の位相ずれを回避することが可能になる。これにより、吸気又は排気用のバルブ２２を高精度に意図したタイミングで開閉可能になる。
【００３６】
なお、雌スプライン４５はジャーナル部材（カム部の無い円筒部材）４３にも形成すると、回転駆動力の伝達はより十分になるが、ジャーナル部材４３はカム部１１を有していないために回転による位相ずれを考慮する必要がない。そこで、雌スプライン４５がカム部材４１、４２にのみに形成されるようにすると、製造工数が低減し、製造コストを安価にすることが可能になる。
【００３７】
この雌スプライン４５についてより詳しく説明する。雌スプライン４５は、カム部材４１、４２における駆動シャフト１３の軸方向に関して、複数のカム部１１の間の範囲を少なくとも含んで形成される。カム部材４１、４２は、気筒２１ごとに分割されており、各気筒２１の吸気用又は排気用のバルブ２２に対応する二つのカム部１１を有する。特に、カム部材４２においては両端にカム部１１を有する。従って、雌スプライン４５がそれらの一つの気筒２１の吸気用又は排気用のバルブ２２に対応する二つのカム部１１の間に形成されることで、一つの雌スプライン４５の溝の長さＬ１を最大限に延長可能になるので、回転動力に見合うスプラインの嵌合長さを確保可能になる。
【００３８】
更に好ましくは、雌スプライン４５が一つの気筒２１に対して少なくとも一つ形成されるとよい。これにより、一つの気筒２１における位相ずれを確実に回避可能になるので、吸気又は排気用のバルブ２２をより高精度に意図したタイミングで開閉可能になる。
【００３９】
カム部材４１は、カムシャフト１０において動力伝達装置３３側に配置される筒状部材４０である。このカム部材４１は、第一気筒＃１の吸気用又は排気用のバルブ２２に対応する二つのカム部１１と、切替装置３４の溝部３５と、ジャーナル部材４３が圧入される圧入凹部４８ａと、それらを連結する連結部４９とを有する。溝部３５は、カム部材４１において動力伝達装置３３側に位置する部位に配置され、一つのカム部１１と圧入凹部４８ａがその反対側の他端に配置される。そして、前述した通りに、このカム部材４１は、当該カムシャフトの軸方向に関して、二つのカム部１１の間の範囲、つまり、二つのカム部１１を連結する連結部４９の範囲を少なくとも含んで、その内筒面４４に雌スプライン４５が形成される。
【００４０】
二つのカム部材４２は、カムシャフト１０において、カム部材４１とリヤエンド１４との間に配置される筒状部材４０である。このカム部材４２は、両端に配置された第二気筒＃２（第三気筒＃３）の吸気又は排気用のバルブ２２に応答する二つのカム部１１と、同じく両端に配置された圧入凹部４８ａと、それらのカム部１１を連結する連結部４９と、を有する。また、このカム部材４２は、二つのカム部１１の間の範囲を含む内筒面４４に雌スプライン４５が形成される。
【００４１】
ジャーナル部材４３は、カム部材４１、４２に対してカム部１１及び雌スプライン４５が無く、両端のそれぞれに圧入凸部４８ｂを有する。
【００４２】
図４に示すように、駆動シャフト１３は、カム筒１２に挿入された状態で、動力伝達装置３３のプーリー３３ｂに連結される一本のシャフトである。リヤエンド１４は、カム筒１２の一端に圧入される。
【００４３】
以下、この実施形態のカムシャフト１０の製造方法を、図５のフロー図を参照しながら説明する。
【００４４】
まず、一本のカム筒１２を構成するカム部材（カム部の有る筒状部材）４１、４２とジャーナル部材（カム部の無い筒状部材）４３とからなる複数の筒状部材４０、一本の駆動シャフト１３、及びリヤエンド１４をそれぞれ形成する（Ｓ１０）。このステップでは、筒状部材４０のうちの以下のステップで雌スプライン４５を形成する部材においては、その部分を部材の内側に突出した状態で、つまり、その部分のみを肉厚に形成する。
【００４５】
次いで、駆動シャフト１３の外筒面４６に雄スプライン４７を形成する（Ｓ２０）。このステップでは、切削加工や転造加工により雄スプライン４７を形成する。このステップでは、少なくともカム筒１２の両端に配置されたカム部１１の間の範囲を含む範囲に雄スプライン４７を形成すればよい。なお、雄スプライン４７も雌スプライン４５と同様に外筒面４６に部分的に複数形成してもよいが、カム筒１２が切替装置３４により軸方向に移動した場合でも、全ての雌スプライン４５と嵌合した状態を保持可能なようにすることが望ましい。
【００４６】
次いで、複数の筒状部材４０のうちの少なくともカム部材（カム部の有る筒状部材）４１、４２を含む筒状部材４０の内筒面４４に、ブローチ加工により雌スプライン４５を形成する（Ｓ３０）。ブローチ加工は、筒状部材４０の中に刃具を入れ、その刃具により内筒面４４を切削する加工である。このブローチ加工においては、刃具が加工時の切削荷重を細い軸で受けることになるために、雌スプライン４５の溝の長さＬ１はスプライン呼び径Ｒ１の１倍〜２倍の長さが限度になり、且つ、一つの筒体に一つしか形成することができない。
【００４７】
一方、このカム筒１２は、複数の筒状部材４０に分割されており、この筒状部材４０の長さをブローチ加工可能な長さにすることが可能になる。従って、この筒状部材４０は、雌スプライン４５がブローチ加工により形成可能になるので、製造コストを安価にでき、且つ大量生産も可能になる。
【００４８】
また、ブローチ加工により雌スプライン４５を形成するためには、複数の筒状部材４０に分割する必要があるが、この場合の筒状部材４０の軸方向の長さは、雌スプライン４５の溝の長さＬ１よりも長くするとよい。
【００４９】
次いで、全ての筒状部材４０を一体化してカム筒１２を形成しつつ、カムシャフト１０を形成する（Ｓ４０）。このステップでは、隣接する筒状部材４０に駆動シャフト１３を挿通した状態で、雄スプライン４７と雌スプライン４５とを嵌め合わせながら、それらの筒状部材４０の端部同士を圧入して一体化する。
【００５０】
このように、隣接する筒状部材４０の端部同士、つまり圧入凹部４８ａに圧入凸部４８ｂを圧入する際に、筒状部材４０のそれぞれが周方向に回転しようとしても、雄スプライン４７と雌スプライン４５とを嵌め合わせたことにより、その回転を抑制できるので、圧入時の回転ずれを抑制することが可能になる。この結果、複数に分割された筒状部材４０の端部同士を圧入して一体化してカム筒１２を形成しても、圧入時の回転ずれによる位相ずれを回避することができる。
【００５１】
図６はこのステップにおける圧入方法を例示している。なお、図中の白抜き矢印はカムシャフト１０として回転させたときの駆動シャフト１３の回転方向を示し、図中の塗りつぶし矢印は筒状部材４０に掛けられる荷重の方向を示している。
【００５２】
この図６に示すように、このステップにおいては、駆動シャフト１３を固定して、筒状部材４０にカムシャフト１０として回転させたときの駆動シャフト１３の回転方向と逆向きの荷重を掛けて圧入することが望ましい。
【００５３】
このようにして筒状部材４０を圧入することで、雌スプライン４５と雄スプライン４７とのバックラッシュ分のガタを吸収しながら圧入することができる。これにより、カムシャフト１０として回転させたときに、全ての雌スプライン４５と雄スプライン４７が確実に当接することになるので、回転位相のずれを確実に防止することが可能になる。
【００５４】
次いで、カム筒１２を形成した後に、カム部１１に一つの吸気又は排気用のバルブ２２に対して互いに異なる形状の複数のカムプロファイル１５、１６を形成する（Ｓ５０）。
【００５５】
このようにしたことで、全ての筒状部材４０を圧入により一体化した際に、仮に多少の回転ずれが生じたとしても、その回転ずれを補正するようにカムプロファイル１５、１６を形成することが可能になる。従って、駆動シャフト１３の回転に対する位相を確実に保障することになり、吸気又は排気用のバルブ２２を高精度に意図したタイミングで開閉可能になる。
【００５６】
次いで、カム筒１２に駆動シャフト１３が挿入した状態で、リヤエンド１４を取り付けて、カムシャフト１０の組み立てが完了する（Ｓ６０）。このようにして組み立てられたカムシャフト１０は、駆動シャフト１３の一端部を動力伝達装置３３に連結し、溝部３５
とアクチュエータ３６との位置を合わせてエンジン２０に搭載される。
【００５７】
以上のような製造方法によれば、三つ以上の気筒２１に渡って延在するカムシャフト１０を構成する一本のカム筒１２を複数に分割された筒状部材４０から組み立てることにより、筒状部材４０のそれぞれの軸方向の長さを短縮可能にした。これにより、筒状部材４０のうちの少なくともカム部材４１、４２を含む部材の内筒面４４に、ブローチ加工により雌スプライン４５を形成することが可能になる。つまり、筒状部材４０の端部同士を圧入して一体化して形成されたカム筒１２の内筒面４４には、軸方向に向って部分的に複数の雌スプライン４５が形成されていることになる。
【００５８】
その結果、カム筒１２に駆動シャフト１３が挿通された状態においては、カム筒１２に形成された複数の雌スプライン４５と、駆動シャフト１３に形成された雄スプライン４７とが嵌合しており、駆動シャフト１３から吸気又は排気用のバルブ２２を開閉する駆動トルクを十分に伝達することができる。
【００５９】
また、この製造方法によれば、吸気又は排気用のバルブ２２のバルブスプリング３１の付勢力を小さくすること無く、カムシャフト１０が吸気又は排気用のバルブ２２を開閉する駆動トルクを十分に伝達可能になる。また、スプライン呼び径Ｒ１を大きくしたり、カム筒１２を複数にしたりする必要が無くなる。
【００６０】
従って、吸気又は排気用のバルブ２２を正確に所定のタイミングで開閉可能になり、エンジン２０への信頼性を確保しつつ、カム筒１２やカムシャフト１０が組み込まれる動弁機構３０の重厚長大化を回避して搭載性を向上することができる。更に、ブローチ加工により雌スプライン４５を形成するので、放電加工のような大掛かりな装置が必要なくなるので、製造コストを安価に抑えることができ、且つ量産性が向上する。
【００６１】
図７は、カム筒１２の他の形態を例示している。
【００６２】
図７（ａ）は、上記の実施形態に加えて、ジャーナル部材（カム部の無い筒状部材）４３の内筒面４４にも雌スプライン４５を形成したカム筒１２を例示している。但し、ジャーナル部材４３はカム部１１が設けられていないために、位相の制約を受けることがないので、必ずしもこのジャーナル部材４３に雌スプライン４５を設ける必要はない。
【００６３】
図７（ｂ）は、上記の実施形態に対して、ジャーナル部材４３を省いて、第一気筒＃１の吸気又は排気用のバルブ２２に対応する二つのカム部１１及び圧入凸部４８ｂを有するカム部材４１と、第二気筒＃２及び第三気筒＃３の吸気又は排気用のバルブ２２に対応する四つのカム部１１を有するカム部材４２と、を備えたカム筒１２を例示している。このように、三つの気筒２１に渡って延在するカムシャフト１０のカム筒１２においては、二つのカム部材４１、４２を連結して構成してもよい。但し、この場合には、雌スプライン４５の数が上記の実施形態よりも少なくなる。
【００６４】
このように、カム筒１２の分割数と雌スプライン４５の数には自由度があり、エンジン２０の仕様や、製造コストなどを考慮して、自在に変更することも可能になる。
【符号の説明】
【００６５】
１０  カムシャフト
１１  カム部
１２  カム筒
１３  駆動シャフト
４０  筒状部材
４１、４２  カム部材（カム部の有る筒状部材）
４３  ジャーナル部材（カム部の無い筒状部材）
４４  内筒面
４５  雌スプライン
４６  外筒面
４７  雄スプライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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