[0001] 本发明涉及一种装配在四冲程发动机的气门机构中的减压装置的减压部。

[0002] 为了提高发动机的可起动性，四冲程发动机的一些气门机构装配有减压装置。例如，如专利文献1（日本特开2003-254025号公报）和附图17至附图19所示，这种减压装置包括：减压凸轮101，其包括与配重块（mass weight）103接合的减压轴102；复位弹簧104；和止动板105。

[0003] 参照图17至图19，在气门机构的未示出的凸轮轴中，减压槽沿轴向形成在凸轮轴的包括排气侧凸轮的基圆部的表面侧，并且减压凸轮101的减压轴102可枢转地容纳在该减压槽中。减压凸轮101在凸轮轴转动所产生的离心力和复位弹簧104的施力的作用下以减压轴102为中心枢转。

[0004] 在发动机停止时，复位弹簧104的施力作用在减压轴102的一端（凸轮部106）上，以使该一端从排气侧凸轮的基圆部114突出。如果发动机在该状态下起动，则通过减压轴102的突出的凸轮部106稍微向上推用于发动机的排气门的摇臂，并且排气门打开使得发动机的燃烧室的压力减小，由此提高了发动机的可起动性。在图18中示出了该操作状态。

[0005] 当发动机的转速例如如图19所示达到怠速转速时，减压凸轮101在离心力的作用下沿使配重块103远离凸轮轴移动的方向枢转。因此，减压轴102的凸轮部106置于排气侧凸轮的基圆内，使得排气门在正常状态下操作。

[0006] 上述减压装置的减压凸轮101中的配重块103包括：接合部108，其设置有用于接合（例如，压配合）减压轴102的孔107；配重部(weight portion)109，其是确定减压凸轮101的重量和整个结构的大部分质心平衡的区域；和悬挂部110，其用于悬挂接合部108和配重部109。

[0007] 复位弹簧104布置在接合部108周围。复位弹簧104的一端104A锁定到凸轮链轮111，另一端104B锁定到形成在配重块103的悬挂部110中的锁定部112。

[0008] 此外，借助于螺栓113将止动板105与凸轮链轮111一起固定到凸轮轴的一端面。如图18所示，当通过复位弹簧104的施力使减压凸轮101在接近凸轮轴的方向上枢转时，一个螺栓113与配重块103的抵接部114抵接，由此限制减压凸轮101枢转。

[0009] 此外，如图19所示，当离心力作用在配重块103上时，使配重块103沿远离凸轮轴移动的方向枢转，并且形成在配重块103中的抵接部115与止动板105的止动部116抵接，由此限制减压凸轮101枢转。

[0010] 如上所述，减压装置的减压凸轮101中的配重块103形成为复杂形状，以满足如下条件：配重块103是用于确定减压凸轮101的重量和整体的质心平衡的区域；要求配重块103形成有用于接合减压轴102的孔107；要求配重块103设置有用于锁定复位弹簧104的另一端104B的锁定部112；要求配重块103设置有用于限位的抵接部114和115。

[0011] 作为用于建立这种复杂形状的制造方法，虽然能够想到锻造、铸造、机械加工、烧结等方法，但是，通常是通过能够以现实成本批量生产的烧结法来制造配重块103。

[0012] 然而，由于烧结是引起孔穴的存在的制造方法，因此，存在如下风险：如果孔穴由于材料的缺陷而增加，则配重块103缺少承受在抵靠止动板105和螺栓113时的重复载荷和冲击载荷的强度。

[0013] 此外，当通过烧结法制造配重块103时，在制造工艺中需要设置用于孔107的脱模角(draft angle)。因此，为了将减压轴102压入孔107中，需要单独地对通过烧结加工形成的孔的内径进行机械加工。

[0045] 下面，将参照附图说明用于实现本发明的实施方式。

[0046] [第一实施方式（图1至图10）]

[0047] 图1是示出包括根据本发明的减压装置的减压部的第一实施方式的减压凸轮的减压装置的截面图，图2和图3是图1中的减压装置的主视图和立体图。

[0048] 参照图1至图3，图1所示的凸轮轴1构成SOHC（顶置单凸轮轴）型气门机构，单凸轮轴1设置有进气侧凸轮2和排气侧凸轮3。通过进气侧凸轮2经由进气侧摇臂操作进气门（进气门和进气侧摇臂均未示出）开闭，另一方面，通过排气侧凸轮3经由排气侧摇臂操作排气门（排气门和排气侧摇臂均未示出）开闭。进气门和排气门被安装到四冲程发动机的未示出的缸盖。此外，由缸盖经由一对轴承4可转动地支撑凸轮轴1。

[0049] 凸轮链轮5设置于凸轮轴1的一端部，并且凸轮链轮5经由凸轮链条可操作地连接到安装于曲轴的凸轮驱动齿轮，凸轮驱动齿轮、曲轴和凸轮链条在图中未示出。根据该结构，曲轴的转动经由凸轮链条传递到凸轮轴1从而操作气门机构。

[0050] 此外，凸轮轴1设置有减压装置10，减压装置10在发动机起动时经由排气侧摇臂操作而使排气门打开，由此减少发动机的燃烧室中的压力，从而提高发动机的可起动性。

[0051] 减压装置10包括：减压凸轮11，减压轴12和配重块13被接合到该减压凸轮11；复位弹簧14；作为用于定位减压凸轮11的构件的止动板15；以及作为用于定位减压凸轮
11并且固定止动板15的构件的螺栓16。

[0052] 凸轮轴1形成有从排气侧凸轮3朝向凸轮链轮侧延伸的减压槽6。减压槽6形成于排气侧凸轮3的基圆部的表面侧。这里，排气侧凸轮3的基圆部是对排气门的升程没有贡献的部分。

[0053] 如图1至图3所示，减压轴12的一端形成为包括圆弧部和弦部的半月形状，圆弧部被构造为凸轮部12A。包括凸轮部12A的减压轴12可枢转地容纳在减压槽6中。在该状态下，减压轴12的另一端穿过凸轮链轮5，并且配重块13接合至减压轴12的所述另一端，从而与减压轴12一体地枢转。

[0054] 配重块13用作离心配重块，并且在由于凸轮轴1的转动而产生的离心力的作用下沿远离凸轮轴1的方向（图2中的箭头α所示的方向）摆动，由此使减压轴12枢转。

[0055] 此时，如图1和图2所示，配重块13的抵接部13A抵靠止动板15的止动部15A，由此限制减压凸轮11枢转。止动板15通过例如使板状构件弯曲而形成，并且借助于螺栓16与凸轮链轮5一起可拆装地紧固到凸轮轴1的端面。

[0056] 复位弹簧14置于配重块13和凸轮链轮5之间。复位弹簧14形成为例如螺旋形状并且布置在配重块13的接合部17（稍后说明）周围。复位弹簧14的一端14A锁定到凸轮链轮5，另一端14B锁定到配重块13。

[0057] 复位弹簧14沿抵抗由于凸轮轴1的转动而产生的离心力的方向、即接近凸轮轴1的方向（图2中的β方向）对配重块13施力。此时，配重块13的抵接部13B与一个螺栓16抵接（图2），由此限制减压凸轮11枢转。

[0058] 在此期间，当发动机未操作并且凸轮轴1未转动时，配重块13在复位弹簧14的施力的作用下定位成邻近凸轮轴1。此时，设置于减压轴12的一端的凸轮部12A处于比排气侧凸轮3的基圆部向外突出的状态。因此，在发动机起动时，排气侧摇臂移动到从排气侧凸轮3的基圆部突出的凸轮部12A上，由此排气侧摇臂向下压排气门以打开排气门。由此，减小了燃烧室的压力从而能够便于发动机的起动。

[0059] 当发动机起动、凸轮轴1转动并且凸轮轴1的转速达到预定转速（例如，怠速转速）时，配重块13在离心力的作用下抵抗复位弹簧14的施力沿远离凸轮轴1的方向（图2的α方向）以减压轴12为摆动运动的中心摆动。

[0060] 由于该摆动运动，减压轴12枢转并且减压轴12的凸轮部12A被容纳在减压槽6中的比排气侧凸轮3的基圆部低的位置。因此，排气侧摇臂通过常规的气门操作来驱动排气门开闭。

[0061] 顺便提及，如图3至图5所示，配重块13包括接合部17、配重部18和悬挂部19。接合部17是与减压轴12的另一端接合的部分，并且具有供减压轴12的所述另一端插入（在本实施方式中是压配合）的孔20。此外，配重部18是确定减压凸轮11的重量和减压凸轮11的整体结构的大部分质心平衡的区域。此外，悬挂部19是悬挂接合部17和配重部18的部分。注意，复位弹簧14布置在接合部17周围。

[0062] 此外，如上所述，配重块13是作为减压装置10的组件的减压部，该配重块13适于使接合到接合部17的减压轴12在凸轮轴1转动所产生的离心力的作用下枢转。配重块13包括通过层叠多个金属板（在本实施方式中是钢板21、22和23）而形成的层叠体24。

[0063] 层叠体24包括形成接合部17的一部分的层叠体件25、形成配重部18的一部分的层叠体件26以及形成配重部18的一部分和悬挂部19的一部分的层叠体件27。

[0064] 层叠体件25是图6A所示的钢板21的层叠，层叠体件26是图6B所示的钢板22的层叠；层叠体件27是图6C所示的钢板23的层叠。接合部17的孔20（图3）由钢板21的孔21A和钢板23的孔23A形成。

[0065] 此外，钢板21、22和23可以是软钢板、高强度钢板、镀钢板、机械结构用钢板、不锈钢板等中的任一种。考虑到效益和可加压加工性，钢板21、22、23的厚度可以在适于通过渐进加压工艺进行制造的0.1mm至4.0mm的范围，更优选地在0.5mm至2.0mm的范围。然而，应该注意，用于构成层叠体24的金属板不限于钢板，可以使用铜合金板、铝合金板、镁合金板和钛合金板等。

[0066] 如图3至图5所示，构成配重块13的层叠体24通过顺次进行切削加工、榫成型（dowel-forming）加工、粘接（层叠）加工以及接合加工而形成，其中，在层叠体24中层叠有不同形状的钢板21、22和23。

[0067] 在上述加工中，在层叠体24的外周部，各钢板21、22和23具有在层叠方向上形状相同的区域，该区域在外周部的圆周方向上形成有至少一个。特别地，在通过层叠具有不同形状的钢板21和23而形成的接合部17的外周部，设置有在钢板21和23的层叠方向上形状相同的区域28，该区域28在外周部的圆周方向上形成有至少一个（例如，在本实施方式中，在孔20的两侧的相对位置设置有两个区域28）。

[0068] 根据该配置，在渐进加压工艺的层叠阶段，能够在保持钢板21和23的与接合部17的外周部中的上述区域28对应的部分的状态下定位钢板21和23。以这种方式，能够通过在一次渐进加压工艺中层叠具有不同形状的多个钢板21、22和23而形成配重块13。

[0069] 此外，如图4和图6所示，在具有不同形状的钢板21和23分别具有孔21A和23A的情况下，当层叠这些钢板21和23以构成接合部17时，形成于接合部17的孔20由孔21A和孔23A构成。此时，如图7所示，钢板21和23被层叠成使得钢板21的孔21A的中心O和钢板23的孔23A的中心P定位在由接合部17的外周上的在钢板21和23的层叠方向上形状相同的至少一个区域28和以最短距离连接该区域28的两端点的直线29构成的形状中。图7A示出了存在两个上述区域28的情况，图7B示出了存在一个上述区域28的情况，图7C示出了存在三个上述区域28的情况。

[0070] 通过以这种方式进行设定，能够将钢板21和23层叠成使得钢板21的孔21A的中心O与钢板23的孔23A的中心P对准。

[0071] 具有不同形状并且如上所述层叠的钢板21、22和23借助于图8所示的圆榫嵌合部30或者借助于在渐进加压工艺中常用的V型突起嵌合部（未示出）被局部地榫嵌合接合。可选地，如图9所示，层叠的钢板21、22和23可以借助于整榫嵌合部31被榫嵌合接合，其中，钢板21、22和23的基本上所有的周边部（即，内周部和外周部）被嵌合。

[0072] 也就是说，由于使用整榫嵌合部31的榫嵌合接合具有大的嵌合面积，所以不容易分离，另外，防止了待接合的钢板21、22和23局部变形。

[0073] 此外，虽然期望构成配重块13的层叠体24在一次渐进加压工艺中形成为一体，但是，如图10所示，层叠体件25、26和27可以分别通过多个渐进加压工艺单独地形成，然后，将这些层叠体件25、26和27在单独的工艺中嵌合接合以形成配重块13。

[0074] 根据如上所述的本实施方式的结构和配置，将实现下面的有利效果（1）至（8）。

[0075] （1）如图3所示，能够通过对钢板进行简单且快速的切削工艺、层叠工艺和接合工艺（例如，渐进加压工艺）来制造配重块13。特别地，由于配重块13的孔20的内径能够高精度地形成，所以，与由烧结体制成的配重块103（图17）不同，无需单独地加工孔的内径。因此，能够提高配重块13的生产率并且能够减少配重块13的制造成本。

[0076] （2）由于钢板21、22和23与烧结体相比具有更高的密度并且不像烧结体那样具有孔穴，所以由该层叠体24构成的配重块13具有优异的抵抗在抵靠止动板15和螺栓16时的重复载荷和冲击载荷的强度。因此，由于构成配重块13的层叠体24具有优异的减振性能，所以能够限制在配重块13抵靠止动板15和螺栓16时产生的振动，从而提高配重块13的抵抗疲劳断裂的强度。

[0077] （3）由钢板21、22和23的层叠体24构成的配重块13允许通过改变钢板21、22和23的数量和形状来容易地调整配重块13的重量，即，调整减压凸轮11的重量和整体的重量之间的质心平衡。

[0078] （4）由钢板21、22和23的层叠体24构成的配重块13能够积聚并保持各钢板21、22和23之间的润滑油。由于润滑油渗入到配重块13的外周部中，所以能够提高配重块13的外周部的润滑性。

[0079] （5）此外，需要使配重块13的重量等于传统配重块的重量，以满足部件的功能。在这方面，根据本实施方式，由于钢与烧结体相比具有更高的密度，所以能够减小由钢制成的配重块13的体积。也就是说，当使配重块13的投影面积等于传统配重块的投影面积时，如图1所示，能够将配重块13的厚度T1设定得薄。

[0080] 此外，为了满足减压装置的部件或组件的功能，要求减压轴12的从配重块13突出到凸轮链轮5所在侧的相反侧的突出量T2等于传统减压轴的突出量。因此，由于配重块13的厚度T1变薄，所以止动板15的宽度T3减小。由此，能够使减压轴12的总长度和止动板15的宽度T3减小与配重块13的厚度T1的减小量对应的量，因此能够实现减压装置10的小型化。

[0081] 此外，当配重块13经受表面处理时，待处理表面的面积将减小与配重块13的厚度T1的减小量对应的量，由此减小表面处理所需的成本。

[0082] （6）如图3和图5所示，在通过层叠具有不同形状的钢板21和23而制成的接合部17的外周部中，在钢板21和23的层叠方向上形状相同的区域28在接合部的外周部的圆周方向上形成有至少一个（例如，彼此相对的两部分或两位置）。结果，在渐进加压工艺中的层叠阶段，能够通过保持钢板21和23的与接合部17的外周部中的区域28对应的部分来定位钢板21和23。因此，能够在一次渐进加压工艺中层叠多个具有不同形状的钢板21、22和23，由此能够形成配重块13。

[0083] （7）如图7所示，钢板21和23层叠成使得钢板21的孔21A的中心O和钢板23的孔23A的中心P定位在由作为接合部17的外周部并且在钢板21和23的层叠方向上形状相同的至少一个（例如，彼此相对的两个）区域28和以最短距离连接该区域28的两端点的直线29构成的形状中，从而形成配重块13的接合部17。因此，该配置使得能够通过在钢板21的孔21A的中心O与钢板23的孔23A的中心P对准的状态下层叠钢板21和23而形成接合部17。

[0084] （8）如图2所示，能够使形成于配重块13的接合部17的外周部的区域28中的一个区域28用作锁定复位弹簧14的另一端14B用的锁定部33，其中复位弹簧14布置在配重块13的接合部17周围。因此，无需在配重块13中专门形成用于锁定复位弹簧14的另一端14B的锁定部。

[0085] 此外，由于复位弹簧14的一端14A锁定到凸轮链轮5，所以能够通过改变锁定部33的位置而容易地改变复位弹簧14的初始弹簧压力。

[0086] [第二实施方式（图11和图12）]

[0087] 图11是示出根据本发明的减压装置的减压部的第二实施方式的减压凸轮的侧视图，图12示出其变型例。

[0088] 在第二实施方式中，应该注意，相同的附图标记被添加到与第一实施方式的组件或部件对应的组件或部件，因此在下文中简化或省略重复说明。

[0089] 第二实施方式中的减压凸轮35与第一实施方式的减压凸轮的不同之处在于，构成作为减压部的配重块36的层叠体件37的钢板38如图11所示层叠为台阶状，或者构成配重块39的层叠体件40的钢板41和层叠体件42的钢板43如图12所示层叠为台阶状。

[0090] 第二实施方式的减压凸轮35也将实现与第一实施方式的有利效果（1）至（8）相同的有利效果以及下面的有利效果（9）。

[0091] （9）由于配重块36的层叠体件37以及配重块39的层叠体件40和42分别构造为台阶状，所以能够高水平地设定配重块36和39的形状的自由度。此外，由于润滑油积聚在各钢板21、23、38、41和43之间，并且积聚在台阶状层叠的层叠体件37、40和42的台阶部中，因此，能够进一步提高配重块36和39的润滑性。

[0092] [第三实施方式（图13）]

[0093] 图13是示出根据本发明的减压装置的减压部的第三实施方式的减压凸轮的侧视图，此外应该注意，在第三实施方式中，相同的附图标记被添加到与第一实施方式的组件或部件对应的组件或部件，并且在下文中简化或省略重复说明。

[0094] 第三实施方式中的减压凸轮45与第一实施方式的减压凸轮的不同之处在于，作为减压部的配重块46的用于悬挂接合部17和配重部18的悬挂部47设置在钢板21、22和23的层叠方向上的中央位置。

[0095] 第三实施方式的减压凸轮45也实现了与第一实施方式的有利效果（1）至（8）相同的有利效果以及下面的有利效果（10）。

[0096] （10）由于复位弹簧14布置成缠绕配重块46的接合部17的以悬挂部47作为边界的一侧，所以能够减少圈数。因此，能够减少复位弹簧14的长度，从而进一步减少减压凸轮45的重量。

[0097] [第四实施方式（图14）]

[0098] 图14是示出根据本发明的减压装置的减压部的第四实施方式的减压凸轮的侧视图。在第四实施方式中，相同的附图标记被添加到与第一实施方式的组件或部件对应的组件或部件，并且在下文中简化或省略重复说明。

[0099] 第四实施方式的减压凸轮50与第一实施方式的减压凸轮的不同之处在于，用诸如管等作为金属体的钢块54替换构成作为减压部的配重块51的接合部52的层叠体件53的一部分。钢块54与层叠体件53同轴地形成有供减压轴12压配合的孔55。

[0100] 第四实施方式也实现了与第一实施方式的有利效果（1）至（8）相同的有利效果以及下面的有利效果（11）。

[0101] （11）用于形成接合部52的钢板21与用于形成配重块51的接合部52、配重部18和悬挂部19的钢板23的面积以及用于形成配重部18的钢板22的面积相比具有更小的面积。因此，通过用钢块54替换接合部52的一部分，能够从渐进加压工艺部分地省略钢板21，由此能够增加在渐进加压工艺中切削出钢板21、22和23的钢板的效益。

[0102] [第五实施方式（图15和图16）]

[0103] 图15是示出根据本发明的减压装置的减压部的第五实施方式的减压凸轮和凸轮轴的截面图。在第五实施方式中，相同的附图标记被添加到与第一实施方式的组件或部件对应的组件或部件，在下文中简化或省略重复说明。

[0104] 第五实施方式的减压凸轮60与第一实施方式的减压凸轮的不同之处在于，减压凸轮60的作为减压部的配重块61布置在凸轮链轮5的凸轮轴1侧，例如布置在一对轴承4之间（图15）或者布置在凸轮链轮5与凸轮链轮5侧的轴承4之间（图16）。

[0105] 第五实施方式也实现了与第一实施方式的有利效果（1）至（8）相同的有利效果以及下面的有利效果（12）。

[0106] （12）由于减压凸轮60的配重块61布置于凸轮链轮5内侧，即，布置在凸轮链轮5的凸轮轴1侧，所以无需在凸轮链轮5的外侧布置减压凸轮60的配重块61。该配置能够使发动机的布置有减压凸轮60和凸轮轴1的缸盖小型化。

[0107] 应该注意，虽然上面参照实施方式说明了本发明，但是，本发明不限于这些实施方式，在不偏离所附权利要求书的范围的精神的情况下可以在本发明的范围内进行许多其他变型或构成本发明的组件的组合。

[0108] 例如，特别是在第一实施方式中，钢板21、22和23的成型工艺不限于渐进加压工艺，可以采用诸如线材处理、激光处理、普通加压处理等普通钢加工工艺或诸如转印加压和微细冲切加压处理等专用加压处理。

[0109] 此外，钢板21、22和23的接合不限于榫嵌合接合，可以采用其他嵌合接合以及诸如粘接结合、粘接片材结合、熔接、铆接、铜焊、搅拌摩擦焊、机械夹紧等其他普通的接合钢板的方法。此外，可以将这些接合方法组合以进一步提高钢板21、22和23的接合强度。

[0110] 此外，用于将配重块13的接合部17与减压轴12接合的方法不限于压配合，可以采用收缩配合、冷冻配合、扩散接合、管膨胀、熔接、铜焊、嵌合、螺栓连接等。

[0111] 此外，在本实施方式中，虽然减压装置的配重块由层叠有多个金属板的层叠体构成，但是，设置在凸轮轴中的齿轮、链轮或凸轮也可以由上述层叠体构成。