CN104454069B - 发动机的气门传动装置 - Google Patents

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Abstract

一种发动机的气门传动装置，其中用于切换凸轮单元部的凸轮部的操作机构具有：第一操作部件，设置在凸轮单元部的一端侧；第二操作部件，设置在凸轮元件部的另一端侧；致动器，使第一及第二操作部件在工作位置和退避位置之间移动。第一或第二操作部件在移动至工作位置时，与一端侧或另一端侧的端面凸轮的升程部卡合而使所述凸轮单元部向另一端侧或一端侧移动，以切换使气门开闭的凸轮部。凸轮单元部两侧的端面凸轮以两端面凸轮的最大升程部的旋转方向的相位互不相同的方式设置，相同相位处的各凸轮面间的轴向距离的最大值被设定为第一操作部件与第二操作部件之间的轴向距离以下。由此，能够防止因操作部件的工作不良导致凸轮轴的旋转被锁止。

Description

发动机的气门传动装置
技术领域
本发明涉及车辆等用的发动机的气门传动装置，特别涉及能够将开闭气门的凸轮切换的气门传动装置，属于发动机的气门传动装置的技术领域。
背景技术
作为发动机的气门传动装置已知有如下的装置：针对一个气门而设置多个凸轮，这些凸轮的尖部的形状互不相同，并且通过选择这些凸轮中的开闭气门的凸轮，能够对应于发动机的运转状态来切换进排气门的开度或开闭时期等。
例如，日本专利公开公报特开2013-083202号(以下称作专利文献1)以及美国专利公开公报2011/0226205A1号(以下称作专利文献2)公开了如下的气门传动装置：具备凸轮轴，该凸轮轴包含轴部和筒状的凸轮单元部，该筒状的凸轮单元部以能够在所述轴部上沿轴向移动的方式花键嵌合于该轴部，凸轮单元部的外周上设有针对一个气门而设置的相邻的多个凸轮，这些凸轮的尖部的形状互不相同，通过使所述凸轮单元部在轴向上移动，能够切换使气门开闭的凸轮。
具体而言，专利文献1、2的气门传动装置中，所述凸轮单元部的两端面上对称地设有端面凸轮，并且设有能够相对于这些端面凸轮的面对位置进出的一对操作部件。操作部件基于致动器的驱动而突入到端面凸轮的面对位置而与端面凸轮卡合。由此，分别向轴向两侧推动凸轮单元部，以进行凸轮的切换。
然而，近年来，在具备如上所述的气门传动装置的发动机中，有如下的期望：对应于运转状态，以燃烧循环为单位进行向最合适的凸轮的切换。亦即期望瞬时地连续进行凸轮的切换。为此，必须精密地控制致动器以便在所需的时期使操作部件切实地突入或退避，但难以完全消除该操作部件的工作不良的可能性。因此，有时会发生如下的情况：在希望通过一侧的操作部件的突入而使凸轮单元部移动到另一侧以切换凸轮部时，因工作不良而会导致另一侧的操作部件错误地突入。但是，在专利文献1的气门传动装置中，当发生此类情况时，凸轮轴的旋转有可能被锁止。
即，专利文献1中，由于凸轮单元部两侧的端面凸轮以各自的最大升程部处于相同相位的方式而对称地设置，因此至少在包含与该最大升程部对应的相位的指定相位范围，例如如图12所示，两侧的端面凸轮123、123间的距离便大于操作部件132、132间的距离Lpin。因此，在操作部件132、132双方错误地突入的情况下，凸轮单元部120会被夹在两侧的操作部件132、132间而无法旋转，从而导致凸轮轴102的旋转被锁止。
发明内容
本发明为解决上述的问题而作，其目的在于提供一种能够防止因操作部件的工作不良导致凸轮轴的旋转被锁止的发动机的气门传动装置。
为解决上述问题的本发明涉及发动机的气门传动装置，其包括：凸轮轴，包含轴部和凸轮单元部，该凸轮单元部以与所述轴部一体地旋转且能够在轴向上移动的方式嵌合于所述轴部；操作机构，使所述凸轮单元部相对于所述轴部沿轴向移动；其中，所述凸轮单元部具有针对一个气门设置的在轴向上相邻的两个凸轮部，这两个凸轮部具有共用的基圆而且这两个凸轮部的尖部的形状互不相同，所述凸轮单元部的轴向的一端侧和另一端侧的各端面上分别设有端面凸轮，该一端侧的端面凸轮和另一端侧的端面凸轮在指定的相位范围分别具有从基准面朝轴向突出的升程部，各升程部沿着旋转方向逐渐增大轴向的突出量并形成为在最大升程部突出量达到最大，所述操作机构具有第一操作部件、第二操作部件以及致动器，所述第一操作部件设置在所述凸轮单元部的一端侧，所述第二操作部件设置在所述凸轮单元部的另一端侧，所述致动器驱动所述第一操作部件及所述第二操作部件，以使所述第一操作部件及所述第二操作部件在突入至与所述凸轮单元部的所述一端侧或所述另一端侧的所述端面凸轮面对的位置的工作位置和从该端面凸轮的面对位置退避后的退避位置之间移动，所述第一操作部件在移动至所述工作位置时，与所述一端侧的所述端面凸轮的升程部卡合而使所述凸轮单元部向所述另一端侧移动，以切换使所述气门开闭的凸轮部，所述第二操作部件在移动至所述工作位置时，与所述另一端侧的所述端面凸轮的升程部卡合而使所述凸轮单元部向所述一端侧移动，以切换使所述气门开闭的凸轮部，所述凸轮单元部的所述一端侧和所述另一端侧的端面凸轮以所述一端侧的端面凸轮的最大升程部和所述另一端侧的端面凸轮的最大升程部的旋转方向的相位互不相同的方式设置，并且相同相位处的各凸轮面间的轴向距离的最大值被设定为所述第一操作部件与所述第二操作部件之间的轴向距离以下。
此处，本发明中的“凸轮部”包含尖部的形状与基圆一致的凸轮部的情形(升程量为零的情形)。
根据本发明，凸轮单元部两侧的端面凸轮以两端面凸轮的最大升程部的旋转方向的相位互不相同的方式设置，而且相同相位处的各凸轮面间的轴向距离的最大值被设定为操作部件间的轴向距离以下(即，两侧的端面凸轮间的距离比操作部件间的距离大的相位不存在)。因此，能够防止凸轮单元部被夹在两侧的操作部件间而导致无法旋转，亦即能够防止凸轮轴的旋转被锁止。
本发明中较为理想的是，在隔着所述第二操作部件而与所述凸轮单元部在轴向上相邻的位置处，设置有别的凸轮单元部，所述第二操作部件以如下的方式设置：在相邻的两个所述凸轮单元部的接近时移动到所述工作位置而突入到该两凸轮单元部的端面凸轮的相对面之间，以便与各端面凸轮的升程部分别卡合从而使该两凸轮单元部相互离开。
此处，“相邻的两个凸轮单元部”包含：针对多气缸发动机的各气缸各设置一个而相邻的两个凸轮单元部、以及针对单气缸发动机或多气缸发动机中的一个气缸的两个气门分别设置的两个凸轮单元部。
此外，在一个凸轮轴具备三个以上的凸轮单元部的情况下，存在多组的“相邻的两个凸轮单元部”，因此有时所述结构适用于各组。
根据该结构，由于针对相邻的两个凸轮单元部设置共用的操作部件(第二操作部件)，并且随着该第二操作部件向工作位置的移动，能够使所述两个凸轮单元部向离开方向移动，因此与未将操作部件共用化的情形相比，能够削减操作机构的部件个数。
所述结构中更为理想的是，相邻的两个所述凸轮单元部以彼此相对的所述端面凸轮的升程部的旋转方向的相位互不相同的方式设置，在该两凸轮单元部的接近时，所述升程部的至少一部分彼此在轴向上重合。
根据该结构，由于相对的端面凸轮的升程部在轴向上重合，因此能够缩短凸轮轴的轴向尺寸。由此，能够促进气门传动装置的紧凑化，进而促进发动机的紧凑化。
所述结构中更为理想的是，所述凸轮单元部的所述一端侧和所述另一端侧的所述端面凸轮以两端面凸轮的升程部的旋转方向的相位范围局部重合的方式设置。
如此，在凸轮单元部两侧的端面凸轮的升程部在旋转方向上接近地设置的情况下，与该凸轮单元部相邻的别的凸轮单元部两侧的端面凸轮的升程部便也在旋转方向上接近地设置，从而能够在比较窄的相位范围中效率良好地设置相邻的两个凸轮单元部各自的两侧的端面凸轮。由此，即使在针对燃烧顺序连续的两个气缸分别设置凸轮单元部而使共用的操作部件(第二操作部件)突入到两者的相对的端面凸轮之间的情况下，也能够使该操作部件容易地突入到端面凸轮之间而不会与升程部发生干涉(碰撞)。即，能够扩大使操作部件突入而不会与任一升程部发生干涉(碰撞)的旋转方向的相位范围，不需要采取追加用于提高操作部件的突入速度的特别装置等对策。因此，根据所述结构，既能防止凸轮轴的旋转的锁止，又能充分确保能够使操作部件突入的相位范围，从而能够利用简易的结构使相邻的凸轮单元部切实地向离开方向移动。
所述结构中更为理想的是，所述第二操作部件形成为圆筒形，在相邻的两个所述凸轮单元部接近时的该两凸轮单元部的彼此相对的端面凸轮上相同相位处的各凸轮面间的轴向距离的最小值，被设定为比所述第二操作部件的直径小的值。
在这样使相邻的两个凸轮单元部的凸轮面间的轴向距离的最小值小于两凸轮单元部共用的第二操作部件的直径的情况下，在凸轮单元部的接近时凸轮面间的距离小于操作部件的直径的部分，即使因工作不良导致共用的操作部件突入，也只会接触到端面凸轮的外周部，而不会与端面凸轮的凸轮面卡合。因此，能够防止因所述共用的第二操作部件导致凸轮单元部意外移动。
所述结构中更为理想的是，基于所述第二操作部件的工作而向离开方向移动的两个所述凸轮单元部中，仅移动顺序较迟的凸轮单元部，在相对于与所述第二操作部件卡合的所述端面凸轮的最大升程部而位于旋转延迟侧，具有以越往旋转延迟侧外周面的半径越大的方式形成的倾斜部，在所述两个凸轮单元部基于所述第二操作部件的工作而向离开方向的移动结束后，所述倾斜部的外周面滑接于位于工作位置的所述第二操作部件而使该第二操作部件移动到所述退避位置。
根据该结构，在由共用的操作部件(第二操作部件)使相邻的两个凸轮单元部分别向离开方向移动之后，仅设置在移动顺序较迟的凸轮单元部上的倾斜部作用于所述第二操作部件，因此既能切实地进行两个凸轮单元部的移动，又能快速地使所述第二操作部件移动到退避位置。而且，由于能够这样使第二操作部件在工作位置与退避位置之间瞬时往复，因此即使在利用第二操作部件连续切换凸轮部的情况下(使凸轮部的切换动作在短时间内反复多次的情况下)，仍能够切实地执行各次的凸轮部的切换动作。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的排气侧气门传动装置的概略结构的侧视图。
图2是从图1的x方向观察时的所述气门传动装置的主视图。
图3是图1的y-y线的放大剖视图。
图4是表示从图1的状态切换使气门开闭的凸轮部后的状态的侧视图。
图5是凸轮单元部的单件立体图。
图6是第一气缸的凸轮单元部的侧视图。
图7是第一气缸的凸轮单元部的主视图。
图8是第二气缸的凸轮单元部的侧视图。
图9是第二气缸的凸轮单元部的主视图。
图10是为了表示使第三、第四气缸的凸轮单元部相互离开时的各端面凸轮与操作部件的位置关系而沿着端面凸轮的圆周展开的要部放大展开图。
图11是为了表示使第三、第四气缸的凸轮单元部相互接近时的各端面凸轮与操作部件的位置关系而沿着端面凸轮的圆周展开的要部放大展开图。
图12是以往的气门传动装置的立体图。
具体实施方式
以下，以四缸四气门型DOHC发动机的气门传动装置为例，说明本发明的实施方式。
(气门传动装置的概略结构)
图1表示本实施方式所涉及的气门传动装置的排气侧的结构。在未图示的气缸盖上，对于第一～第四气缸11～14分别各具备两个而合计共八个排气门A…A。用于驱动这些排气门A…A的气门传动装置具备：复位弹簧B…B，对排气门A…A施加向闭方向的作用力；凸轮轴2，设置在气缸盖的上部，经由摇臂C…C克服所述复位弹簧B…B的作用力而向开方向驱动各排气门A…A；操作机构30，设置在凸轮轴2的上方。
凸轮轴2旋转自如地被轴承部F…F支撑，并被未图示的曲轴经由链条而旋转驱动，所述轴承部F…F由气缸盖上的各气缸11～14的中心位置处所设的纵壁部D…D与安装在各纵壁部D…D上部的盖部件E…E所构成。
而且，凸轮轴2具有轴部10、以及花键嵌合于该轴部10并与该轴部10一体旋转且可沿轴向移动的第一～第四凸轮单元部201～204。这些凸轮单元部201～204对应于各气缸11～14而呈列状地设置在所述轴部10上。
操作机构30具有使各凸轮单元部201～204在所述轴部10上分别进行指定的行程移动的电磁式的六个操作装置301～306。具体而言，以气缸列的第一气缸11侧为前方的情况下，在该气缸列的前端位置设置有第一操作装置301，在第一、第二气缸11、12之间的位置设置有第二操作装置302，在第二、第三气缸12、13之间的靠前位置设置有第三操作装置303，在第二、第三气缸12、13之间的靠后位置设置有第四操作装置304，在第三、第四气缸13、14之间的位置设置有第五操作装置305，在气缸列的后端位置设置有第六操作装置306。
如图2所示，操作装置301～306在隔着凸轮轴2而与摇臂C中的凸轮从动件C'侧相反的一侧，以后述的销部32指向凸轮轴2的轴心的姿势设置。本实施方式的情况下，操作装置301～306被安装在从上方覆盖凸轮轴2及凸轮单元部201～204的气缸盖罩G上。
各操作装置301～306具备内置有电磁式致动器的主体31、在对电磁式致动器通电时可从主体31突出的大致圆筒状的销部32(相当于本发明中所述的“操作部件”)、及对该销部32施加按压向主体31侧的作用力的复位弹簧33(未图示)。在未对电磁式致动器通电的状态下，如图2中的虚线所示，销部32被复位弹簧33的作用力保持在上方的退避位置。另一方面，当对电磁式致动器通电时，如图2中的实线所示，销部32克服复位弹簧33的作用力，向下方突出而移动到工作位置。
对各操作装置301～306的通电，是根据来自未图示的发动机旋转角度传感器的检测信号，在指定的发动机旋转角度时期，通过未图示的计算机对各操作装置301～306的通电指示来进行的。
而且，为了在指定的两处部位将基于所述操作装置301～306的工作而实现的各凸轮单元部201～204的轴向移动予以定位，如图3中以第一、第二凸轮单元部201、202为例所示，在轴部10与各凸轮单元部201～204的嵌合部分别设置有止动机构40。
该止动机构40具有从轴部10的外周面沿径向穿设的孔41、被收纳在该孔41内的弹簧42、设置在孔41的开口部且被所述弹簧42以从轴部10的外周面向径向外侧突出的方式施加作用力的止动球43、及在凸轮单元部201～204的内周面在轴向上相邻地设置的两处的周槽441、442。当止动球43与一方的周槽441卡合时，凸轮单元部201～204便被定位于图1所示的第一位置，当所述止动球43与另一方的周槽442卡合时，凸轮单元部201～204便被定位于图4所示的第二位置。
此处，如图1所示，当第一～第四凸轮单元部201～204全部位于第一位置时，第一凸轮单元部201便被设置在后方，第二凸轮单元部202便被设置在前方，第三凸轮单元部203便被设置在后方，第四凸轮单元部204便被设置在前方。因此，第一、第二凸轮单元部201、202的相对端面成为相互接近的状态，第二、第三凸轮单元部202、203的相对端面成为相互离开的状态，第三、第四凸轮单元部203、204的相对端面成为相互接近的状态。
而且，如图4所示，当第一～第四凸轮单元部201～204全部位于第二位置时，第一凸轮单元部201便被设置在前方，第二凸轮单元部202便被设置在后方，第三凸轮单元部203便被设置在前方，第四凸轮单元部204便被设置在后方。因此，第一、第二凸轮单元部201、202的相对端面成为相互离开的状态，第二、第三凸轮单元部202、203的相对端面成为相互接近的状态，第三、第四凸轮单元部203、204的相对端面成为相互离开的状态。
(凸轮单元部)
接下来，根据图5～图9，就凸轮单元部201～204的结构，以第一凸轮单元部201与第二凸轮单元部202为例进行更详细的说明。
凸轮单元部201(202～204)呈筒状，其中间部的外周面为被支撑于所述轴承部F的轴颈部21。在轴颈部21的前后两侧，设置有所对应的气缸的两个排气门A、A用的工作部22、22，各工作部22、22上，如图5所示，相邻地设置有例如高发动机转速时用的升程量大的第一凸轮部221与例如低发动机转速时用的升程量小的第二凸轮部222。
该第一凸轮部221与第二凸轮部222如图7(b)所示，分别具有升程量不同的尖部b1、b2，尖部b1、b2以具有少许的相位差的方式设置在共用的基圆a上。并且，该第一凸轮部221和第二凸轮部222以其在两处工作部22、22上的沿前后方向排列的顺序及各尖部b1、b2的相位一致的方式分别设置。另外，基圆a共用是指第一凸轮部221与第二凸轮部222的各基圆a的基圆直径相同。
如图1、图4所示，在第一凸轮单元部201及第三凸轮单元部203中，第一凸轮部221被设置在前方，第二凸轮部222被设置在后方，在第二凸轮单元部202及第四凸轮单元部204中，第二凸轮部222被设置在前方，第一凸轮部221被设置在后方。
并且，当凸轮单元部201～204基于上述的止动机构40而被定位于轴部10上的第一位置时，如图1所示，在任一个凸轮单元部201～204中，两个第一凸轮部221、221均与对应的气缸11～14的两个摇臂C、C的凸轮从动件C'、C'(参照图2)对应地设置，当定位于轴部10上的第二位置时，如图4所示，第二凸轮部222、222均与所述凸轮从动件C'、C'对应地设置。
此处，本实施方式所涉及的发动机中，各气缸的燃烧顺序为第三气缸13→第四气缸14→第二气缸12→第一气缸11。因此，第一～第四凸轮单元部201～204，以各凸轮单元部201～204的第一凸轮部221或第二凸轮部222的尖部b1、b2按照所述燃烧顺序每隔凸轮轴2的90°旋转角依次按压各气缸的凸轮从动件C'、C'的方式，各带着90°的相位差而花键嵌合于所述轴部10。
此外，在所述各凸轮单元部201～204的前后两端面(轴向的两端面)，分别设置有端面凸轮23、23。
该前后两端的端面凸轮23、23分别如图6、图8所示，具有沿着与凸轮单元部201(202～204)的轴心正交的面而形成的基准面23a、及从基准面23a朝轴向的前方及后方分别突出的升程部23b。升程部23b如图7、图9所示，以如下方式形成：在从升程开始位置e到升程结束位置f的指定相位范围α(例如约120°的角度)之间，从基准面23a(升程量为零)算起的轴向升程量逐渐增加。具体而言，升程部23b的轴向升程量被设定成：越往凸轮单元部201～204(凸轮轴2)的旋转方向X的延迟侧越大，在升程结束位置f或后述的倾斜结束位置g归零。另外，升程结束位置f是升程部23b的轴向升程量达到最大的部位，相当于本发明中所述的“最大升程部”。
以如上所述的结构为前提的情况下，在本实施方式中，采用了与本发明相关的如下的特征性结构。即，本实施方式中，通过对比图7(a)与图7(b)(或图9(a)与图9(b))可知，凸轮单元部201～204两侧的端面凸轮23、23以其升程部23b、23b的各升程结束位置f(最大升程部)的旋转方向的相位互不相同的方式设置。
基于如此使升程结束位置f的相位(旋转方向的角度位置)不同，凸轮单元部201～204两侧的端面凸轮23、23便与相位相同的情形相比，其相同相位处的各凸轮面间的轴向距离的最大值Lmax变小。具体而言，该凸轮面间的最大距离Lmax被设定为与所述两侧的端面凸轮23、23对应的一对销部32、32之间的轴向距离Lpin以下(参照图10、图11)。即，凸轮单元部201～204中，其两侧的端面凸轮23、23间的距离比销部32、32之间的距离Lpin大的相位不存在。
而且，本实施方式中，通过对比图7(a)与图7(b)(或图9(a)与图9(b))可知，凸轮单元部201～204两侧的端面凸轮23、23以从其升程部23b、23b的升程开始位置e到升程结束位置f的相位范围α在至少一部分的相位范围β(图10、图11所示)中相互重合的方式设置。
此外，如上所述，伴随各凸轮单元部201～204基于各气缸11～14的燃烧顺序而分别以设置指定的相位差的方式花键嵌合于轴部10，各凸轮单元部201～204的彼此相对的端面凸轮23、23也分别带着相位差地相对。本实施方式中，如图1中的标号J所示，彼此相邻的第一及第二凸轮单元部201、202以彼此相对的端面凸轮23、23的升程部23b、23b的相位互不相同的方式(以一侧的升程部23b与另一侧的升程部23b在旋转方向X上错开的方式)设置。尤其，在这两个凸轮单元部201、202接近时，各升程部23b、23b的至少一部分彼此在轴向上重合。即，以在第一凸轮单元部201的端面凸轮23上突出设置的升程部23b的轴向范围、与在第二凸轮单元部202的端面凸轮23上突出设置的升程部23b的轴向范围在两凸轮单元部201、202接近时局部一致的方式，使两凸轮单元部201、202的端面凸轮23、23充分接近地设置。
同样，如图1中的标号K所示，彼此相邻的第三及第四凸轮单元部203、204以彼此相对的端面凸轮23、23的升程部23b、23b的相位互不相同的方式设置，在这两个凸轮单元部203、204接近时，各升程部23b、23b的至少一部分彼此在轴向上重合。
而且，当彼此相邻的凸轮单元部接近时，两凸轮单元部的彼此相对的端面凸轮23、23上相同相位处的轴向距离的最小值、即在端面凸轮23、23彼此最接近的相位(图10中以标号Q所示)下规定各凸轮面间的轴向距离的值，被设定为销部32的直径以下。
第二操作装置302的销部32在对应的两个凸轮单元部201、202接近时移动到工作位置，并突入到两凸轮单元部201、202的彼此相对的端面凸轮23、23的相对面之间。移动到工作位置(突入后的)销部32伴随凸轮轴2的旋转而依次与各端面凸轮23、23卡合，由此，使接近的两个凸轮单元部201、202向相互离开的方向滑动。
同样，第五操作装置305的销部32在对应的两个凸轮单元部203、204接近时移动到工作位置，并突入到两凸轮单元部203、204的彼此相对的端面凸轮23、23的相对面之间。移动到工作位置(突入后的)销部32伴随凸轮轴2的旋转而依次与各端面凸轮23、23卡合，由此，使接近的两个凸轮单元部203、204向相互离开的方向滑动。
由此，第一、第二凸轮单元部201、202从相互接近的图1所示的第一位置向相互离开的图4所示的第二位置移动。同样，第三、第四凸轮单元部203、204从相互接近的图1所示的第一位置向相互离开的图4所示的第二位置移动。
另一方面，第一操作装置301的销部32如图4所示，在第一凸轮单元部201位于靠前的第二位置的状态下，突入到与该第一凸轮单元部201前侧的端面凸轮23面对的工作位置，伴随凸轮轴2的旋转而与该端面凸轮23卡合，由此使第一凸轮单元部201向靠后的第一位置移动。同样，第四操作装置304的销部32在第三凸轮单元部203位于靠前的第二位置的状态下，突入到与该第三凸轮单元部203前侧的端面凸轮23面对的工作位置，伴随凸轮轴2的旋转而与该端面凸轮23卡合，由此使第三凸轮单元部203向靠后的第一位置移动。
而且，第三操作装置303的销部32在第二凸轮单元部202位于靠后的第二位置的状态下，突入到与该第二凸轮单元部202后侧的端面凸轮23面对的工作位置并与该端面凸轮23卡合，由此使第二凸轮单元部202向靠前的第一位置移动。同样，第六操作装置306的销部32在第四凸轮单元部204位于靠后的第二位置的状态下，突入到与该第四凸轮单元部204后侧的端面凸轮23面对的工作位置并与该端面凸轮23卡合，由此使第四凸轮单元部204向靠前的第一位置移动。
此处，使第一～第四凸轮单元部201～204分别从第二位置向第一位置移动的第一、第三、第四、第六操作装置301、303、304、306的各销部32分别相当于本发明所述的“第一操作部件”。而且，使第一、第二凸轮单元部201、202从第一位置向第二位置移动(相互离开)的第二操作装置302的销部32与使第三、第四凸轮单元部203、204从第一位置向第二位置移动(相互离开)的第五操作装置305的销部32分别相当于本发明所述的“第二操作部件”。
更具体而言，使第一凸轮单元部201从第二位置向第一位置移动的第一操作装置301的销部32是为了第一凸轮单元部201而设置的第一操作部件，使相邻的第一凸轮单元部201与第二凸轮单元部202从第一位置向第二位置移动(相互离开)的第二操作装置302的销部32是为了两凸轮单元部201、202而共用地设置的第二操作装置，使第二凸轮单元部202从第二位置向第一位置移动的第三操作装置303的销部32是为了第二凸轮单元部202而设置的第一操作部件，使第三凸轮单元部203从第二位置向第一位置移动的第四操作装置304的销部32是为了第三凸轮单元部203而设置的第一操作部件，使相邻的第三凸轮单元部203与第四凸轮单元部204从第一位置向第二位置移动(相互离开)的第五操作装置305的销部32是为了两凸轮单元部203、204共用而设置的第二操作装置，使第四凸轮单元部204从第二位置向第一位置移动的第六操作装置306的销部32是为了第四凸轮单元部204而设置的第一操作部件。
上述的各操作装置301～306的销部32向工作位置的突入在如下所述的时期进行。即，第一、第四操作装置301、304中的各销部32的突入，在第一、第三凸轮单元部201、203前侧的端面凸轮23的基准面23a与销部32的突入位置重合(轴向观察时与突入后的销部32重合)的时期进行。同样，第三、第六操作装置303、306中的各销部32的突入，在第二、第四凸轮单元部202、204后侧的端面凸轮23的基准面23a与销部32的突入位置重合的时期进行。
另一方面，第二操作装置302中的销部32的突入，在第一、第二凸轮单元部201、202的彼此相对的两个端面凸轮23、23两者的基准面23a、23a与销部32的突入位置重合的时期进行。同样，第五操作装置305中的销部32的突入在第三、第四凸轮单元部203、204的彼此相对的两个端面凸轮23、23两者的基准面23a、23a与销部32的突入位置重合的时期进行。
而且，伴随该销部32向工作位置突入的各凸轮单元部201～204的移动，必须在摇臂C的凸轮从动件C'与第一凸轮部221或第二凸轮部222的基圆a的部分接触的时期、即该气缸位于排气行程以外的行程时进行。
因此，为了满足这些工作时期的条件，本实施方式中，如图7及图9所示，在与第一、第二凸轮部221、222的设置尖部b1、b2的相位范围重合的位置、或者从该相位范围向旋转方向X的提前侧稍许离开的位置，设定端面凸轮23的升程部23b的升程开始位置e，并且，在从该升程开始位置e向旋转方向X的延迟侧离开指定相位(角度)α的位置，设定端面凸轮23的升程部23b的升程结束位置f。而且，端面凸轮23的升程部23b以从其升程开始位置e到升程结束位置f的相位(角度)α小于180度的方式形成。此时，基于图2所示的摇臂C的凸轮从动件C'与操作装置301～306的销部32的位置关系，各凸轮单元部201～204便在排气行程结束后立即移动。
但是，即使以如上所述的位置关系来设置第一、第二凸轮部221、222的尖部b1、b2与端面凸轮23的升程部23b，在因工作不良导致操作装置301～306的销部32在不希望的时期突入的情况下，仍存在该销部32与升程部23b意外卡合的危险。因此，本实施方式中，在凸轮单元部201～204的端面凸轮23上，一体地设置有用于使突出到工作位置的销部32强制性地退避(推回)到退避位置的复位倾斜部23c(相当于本发明所述的“倾斜部”)。
该复位倾斜部23c基于切换各凸轮单元部201～204的凸轮部22的顺序或操作装置(301～306)的设置个数等条件，其实际应设置的位置会有所不同。本实施方式中，在第一、第四凸轮单元部201、204的前后两端、第二凸轮单元部202的后端及第三凸轮单元部203的前端，分别设置有复位倾斜部23c。另一方面，在第二凸轮单元部202的前端及第三凸轮单元部203的后端，未设置复位倾斜部23c。
即，在本实施方式的情况下，与燃烧顺序相同地，按照第三气缸13→第四气缸14→第二气缸12→第一气缸11的顺序使凸轮单元部201～204移动，以切换使各气缸11～14的排气门A开闭的凸轮部。因此，基于第二操作装置302的销部32而向离开方向被移动的第一凸轮单元部201及第二凸轮单元部202中的移动顺序较迟的是第一凸轮单元部201，基于第五操作装置305的销部32而向离开方向被移动的第三凸轮单元部203及第四凸轮单元部204中的移动顺序较迟的是第四凸轮单元部204。因此，将第二操作装置302的销部32推回的复位倾斜部23c仅设置在移动顺序较迟的第一凸轮单元部201的后端，而在移动顺序较早的第二凸轮单元部202的前端不设置复位倾斜部23c。而且，推回第五操作装置305的销部32的复位倾斜部23c仅设置在移动顺序较迟的第四凸轮单元部204的前端，而在移动顺序较早的第三凸轮单元部203的后端不设置复位倾斜部23c。
如图7、图9所示，复位倾斜部23c在端面凸轮23的端面以比升程部23b进一步朝轴向突出的方式设置，并且被设置在从升程部23b的升程结束位置f到向旋转延迟侧(与箭头X为反方向)离开的倾斜结束位置g的相位范围。另外，以下，将复位倾斜部23c与升程部23b的边界即升程结束位置f还称作复位倾斜部23c的“倾斜开始位置f”。
复位倾斜部23c的外周面为以越向旋转延迟侧而半径方向的升程量(半径)逐渐变得越大的方式倾斜的凸轮面。该凸轮面的升程量被设定成，倾斜开始位置f处的凸轮面比位于工作位置的销部32的远端部稍低，并且倾斜结束位置g处的凸轮面比位于退避位置的销部32的远端部稍低。
这样的复位倾斜部23c的凸轮面在基于升程部23b的凸轮单元部201～204的移动结束后与销部32的远端部滑接，由此能够使销部32从工作位置退避到退避位置。另外，如上所述，倾斜结束位置g处的凸轮面比位于退避位置的销部32的远端部低，但基于从倾斜开始位置f到倾斜结束位置g施加于销部32的惯性力和电磁式致动器的磁力，销部32被推回到远离凸轮面的退避位置。
而且，复位倾斜部23c以在相邻的凸轮单元部的离开时(即凸轮单元部201、202相互离开并且凸轮单元部203、204相互离开时)位于操作装置301～306的销部32的指向方向(下方)的方式，而设置在端面凸轮23上。而且，复位倾斜部23c以在相邻的凸轮单元部接近时(即凸轮单元部201、202相互接近并且凸轮单元部203、204相互接近时)，彼此相对的端面凸轮23、23尤其是端面凸轮23的复位倾斜部23c和与其相对的端面凸轮23的升程部23b不会发生干涉的方式而设置。
此外，在本实施方式的情况下，复位倾斜部23c在端面凸轮23上与升程部23b一体地形成。但是，复位倾斜部23c也可形成为与一体地具有包含升程部23b的端面凸轮23的凸轮单元部201～204分体的部件，之后通过组装而与凸轮单元部201～204一体化。
(气门传动装置的动作)
接下来，参照图10、图11来说明本实施方式的气门传动装置的动作。另外，图10、图11是将第三、第四凸轮单元部203、204相对于操作装置304～306的销部32的旋转表示为销部32相对于两凸轮单元部203、204的向端面凸轮23的圆周方向(从图的左向右)的相对移动的图。该图中，以实线表示接近时(位于第一位置时)的两凸轮单元部203、204的端面凸轮23，以点划线表示离开时(位于第二位置时)的两凸轮单元部203、204的端面凸轮23。
首先，如图1所示，例如在发动机的高转速时，当第一～第四凸轮单元部201～204位于第一位置时，在这些凸轮单元部201～204中，两端的工作部22、22中的升程量大的第一凸轮部221、221均对应于摇臂C、C的凸轮从动件C'、C'而设置。由此，借助凸轮轴2的旋转，按照前述的燃烧顺序，各气缸11～14的排气门A…A在排气行程时以相对较大的开阀量来开阀。
当从该状态开始，例如伴随发动机转速的下降来进行切换以减小排气门A…A的开阀量时，对第二、第五操作装置302、305进行通电，使各销部32、32从退避位置突入到工作位置。
即，首先，第五操作装置305的销部32突入到位于第一位置且处于相互接近的状态下的第三、第四凸轮单元部203、204的相对的端面凸轮23、23之间，并与这些端面凸轮23、23卡合。此时，第五操作装置305的销部32如图10中的标号P1所示，突入到与第三、第四凸轮单元部203、204的端面凸轮23、23(以实线图示)各自的基准面23a、23a面对的位置。换言之，销部32在被第三凸轮单元部203后侧的端面凸轮23与第四凸轮单元部204前侧的端面凸轮23夹着的区域中，升程量为零的基准面23a、23a彼此相对的相位范围的部分位于销部32下方的时期，突入到端面凸轮23、23之间。
并且，在第三气缸13的排气行程结束后，第三凸轮单元部203后侧的端面凸轮23的升程开始位置e到达突入的第五操作装置305的销部32的位置。随后，伴随凸轮轴2的旋转，第五操作装置305的销部32在从图10所示的标号P2到P3的相位范围，一边与第三凸轮单元部203后侧的端面凸轮23的升程部23b滑接，一边将第三凸轮单元部203推向前方(以朝下的空心箭头图示)，使其向第二位置滑动(以点划线图示)。
在该第三凸轮单元部203滑动时，第三凸轮单元部203前侧的端面凸轮23接近位于退避位置的第四操作装置304的销部32。此处，第三凸轮单元部203两侧的端面凸轮23、23以在后侧的端面凸轮23中的升程部23b的升程结束位置f处，相同相位处的凸轮面间的轴向距离取最大值Lmax的方式而形成，该最大值Lmax被设定为两端的销部32、32之间的轴向距离Lpin以下(图10中示出Lmax＝Lpin的情况)。因此，如图10中的标号P3所示，当第三凸轮单元部203前侧的端面凸轮23最接近第四操作装置304的销部32时，即使因工作不良导致第四操作装置304的销部32突出到工作位置，第三凸轮单元部203也不会夹在第四操作装置304的销部32与第五操作装置305的销部32之间而导致无法旋转。
即，当在第三凸轮单元部203向前方滑动时因工作不良导致第四操作装置304的销部32突出到工作位置时，尽管第三凸轮单元部203前侧的端面凸轮23的升程部23b卡合于该第四操作装置304的销部32，但在该卡合时，相反侧的第五操作装置305的销部32已通过升程结束位置f，因此当第三凸轮单元部203进一步旋转时，其两侧的凸轮面间在相同相位处的轴向距离必然会维持为比销间距离Lpin小的值。因此，可避免第四、第五操作装置304、305的销部32、32与两侧的端面凸轮23、23的凸轮面同时卡合，亦即避免第三凸轮单元部203被夹在该销部32、32之间而导致无法旋转。
如上所述，在第三凸轮单元部203后侧的端面凸轮23的升程开始位置e到达第五操作装置305的销部32的位置之后，当凸轮轴2旋转90°而第四气缸14的排气行程结束时，紧接着，第四凸轮单元部204前侧的端面凸轮23的升程开始位置e到达所述销部32的位置。随后，伴随凸轮轴2的旋转，第五操作装置305的销部32在从图10所示的标号P4到P5的相位范围内，一边与第四凸轮单元部204前侧的端面凸轮23的升程部23b滑接，一边将第四凸轮单元部204推向后方(以朝上的黑色箭头图示)，使其向第二位置滑动(以点划线图示)。
在该第四凸轮单元部204滑动时，第四凸轮单元部204后侧的端面凸轮23接近位于退避位置的第六操作装置306的销部32。此处，与第三凸轮单元部203同样，第四凸轮单元部204也以满足Lmax≤Lpin的方式形成(图10中示出Lmax＝Lpin的情况)。因此，如图10中的标号P5所示，当第四凸轮单元部204后侧的端面凸轮23最接近第六操作装置306的销部32时，即使因工作不良导致第六操作装置306的销部32突出到工作位置，第四凸轮单元部203也不会被夹在第五操作装置305的销部32与第六操作装置306的销部32之间而导致无法旋转。
即，当在第四凸轮单元部204向后方滑动时因工作不良导致第六操作装置306的销部32突出到工作位置时，尽管第四凸轮单元部204后侧的端面凸轮23的升程部23b卡合于该第六操作装置306的销部32，但在该卡合时，相反侧的第五操作装置305的销部32已通过升程结束位置f，因此当第四凸轮单元部204进一步旋转时，其两侧的凸轮面间在相同相位处的轴向距离仍必然会维持为比销间距离Lpin小的值。因此，可避免第五、第六操作装置305、306的销部32、32同时与两侧的端面凸轮23、23的凸轮面同时卡合，亦即避免第四凸轮单元部204被夹在该销部32、32之间而导致无法旋转。
此外，当第五操作装置305的销部32超过图10的标号P5的位置时，停止对电磁式致动器的通电。随后，在该销部32在复位倾斜部23c的上方相对移动到图10的标号P6所示的位置的期间，伴随凸轮轴2的旋转，销部32的远端面一边与复位倾斜部23c的凸轮面滑接一边受到上推，从而销部32被强制推回到退避位置。
随后，销部32通过复位弹簧33的作用力被保持在退避位置。
接下来，第二操作装置302的销部32突入到位于第一位置且处于相互接近的状态下的第一、第二凸轮单元部201、202的相对的端面凸轮23、23之间，并与这些端面凸轮23、23卡合。此时，第二操作装置302的销部32突入到与第一、第二凸轮单元部201、202的端面凸轮23、23各自的基准面23a、23a面对的位置。
并且，在第二气缸12的排气行程结束后，第二凸轮单元部202前侧的端面凸轮23的升程开始位置e到达突入的第二操作装置302的销部32的位置。随后，伴随凸轮轴2的旋转，第二操作装置302的销部32一边与第二凸轮单元部202前侧的端面凸轮23的升程部23b滑接，一边将第二凸轮单元部202推向后方，使其向第二位置滑动。
如上所述，在第二凸轮单元部202的端面凸轮23的升程开始位置e到达第二操作装置302的销部32的位置后，当凸轮轴2旋转90°而第一气缸11的排气行程结束时，紧接着，第一凸轮单元部201后侧的端面凸轮23的升程开始位置e到达所述销部32的位置。随后，伴随凸轮轴2的旋转，第二操作装置302的销部32一边与第一凸轮单元部201后侧的端面凸轮23的升程部23b滑接，一边将第一凸轮单元部201推向前方，使其向第二位置滑动。
进而，停止对第二操作装置302的电磁式致动器的通电，在销部32在复位倾斜部23c的上方相对移动的期间，与前述的第五操作装置305同样，销部32的远端面一边与复位倾斜部23c的凸轮面滑接一边被上推，从而销部32被强制性地推回到退避位置。
随后，销部32通过复位弹簧33的作用力被保持在退避位置。
通过以上动作，第一～第四凸轮单元部201～204全部从第一位置移动到第二位置，如图4所示，在第一～第四凸轮单元部201～204任一者中，两端的工作部22、22处的第二凸轮部222…222均对应于摇臂C、C的凸轮从动件C'、C'而设置，在排气行程时，各气缸11～14的排气门A…A将以相对较小的开阀量而开阀。
另一方面，在从图4所示的各凸轮单元部201～204的升程量小的第二凸轮部222…222对应于摇臂C…C的凸轮从动件C'…C'而设置的状态开始，例如伴随发动机转速的上升，切换到图1所示的升程量大的第一凸轮部221…221对应于凸轮从动件C'…C'而设置的状态时，对第一、第三、第四、第六操作装置301、303、304、306进行通电，使这些操作装置301、303、304、306的销部32…32从退避位置突入到工作位置。
即，首先，第四操作装置304的销部32如图11中的标号P7所示，突入到与第三凸轮单元部203前侧的端面凸轮23的基准面23a面对的位置。换言之，销部32在第三凸轮单元部203的端面凸轮23的前方区域中与升程量为零的基准面23a对应的相位范围的部分位于销部32下方的时期，突入到端面凸轮23的前方。
并且，在第三气缸13的排气行程结束后，第三凸轮单元部203前侧的端面凸轮23的升程开始位置e到达突入的第四操作装置304的销部32的位置。随后，伴随凸轮轴2的旋转，第四操作装置304的销部32在从图11所示的标号P8到P10的相位范围，一边与第三凸轮单元部203前侧的端面凸轮23的升程部23b滑接一边将第三凸轮单元部203推向后方(以朝上的空心箭头图示)，使其向第一位置滑动(以实线图示)。
在该第三凸轮单元部203滑动时，第三凸轮单元部203后侧的端面凸轮23接近位于退避位置的第五操作装置305的销部32。此处，第三凸轮单元部203如前所述以满足Lmax≤Lpin的方式形成(图11中示出Lmax＝Lpin的情况)。因此，如图11中的标号P8所示，当第三凸轮单元部203后侧的端面凸轮23最接近第五操作装置305的销部32时，即使因工作不良导致第五操作装置305的销部32突出到工作位置，由于该第五操作装置305的销部32已通过升程部23b的升程结束位置f，因此当第三凸轮单元部203进一步旋转时，其两侧的凸轮面间在相同相位处的轴向距离必然会维持为比销间距离Lpin小的值。因此，可避免第四、第五操作装置304、305的销部32、32与两侧的端面凸轮23、23的凸轮面同时卡合，亦即避免第三凸轮单元部203被夹在该销部32、32之间而导致无法旋转。
如上所述，在第三凸轮单元部203的端面凸轮23的升程开始位置e到达第四操作装置304的销部32的位置后，当凸轮轴2旋转90°而第三气缸13的排气行程结束时，紧接着，如图11中的标号P9所示，第六操作装置306的销部32突入到与位于第二位置的第四凸轮单元部204后侧的端面凸轮23的基准面23a面对的位置。
并且，在第四气缸14的排气行程结束后，第四凸轮单元部204后侧的端面凸轮23的升程开始位置e到达突入的第六操作装置306的销部32的位置。随后，伴随凸轮轴2的旋转，第六操作装置306的销部32在从图11所示的标号P11到P12的相位范围，一边与第四凸轮单元部204后侧的端面凸轮23的升程部23b滑接一边将第四凸轮单元部204推向前方(以朝下的黑色箭头图示)，使其向第一位置滑动(以实线图示)。
在该第四凸轮单元部204滑动时，第四凸轮单元部204前侧的端面凸轮23接近位于退避位置的第五操作装置305的销部32。此处，第四凸轮单元部204如前所述，以满足Lmax≤Lpin的方式形成(图11中示出Lmax＝Lpin的情况)。因此，如图11中的标号P11所示，当第四凸轮单元部204前侧的端面凸轮23最接近第五操作装置305的销部32时，即使因工作不良导致第五操作装置305的销部32突出到工作位置，由于该第五操作装置305的销部32已通过升程部23b的升程结束位置f，因此当第四凸轮单元部204进一步旋转时，其两侧的凸轮面间在相同相位处的轴向距离仍必然会维持为比销间距离Lpin小的值。因此，可避免第五、第六操作装置305、306的销部32、32与两侧的端面凸轮23、23的凸轮面同时卡合，亦即避免第四凸轮单元部204被夹在该销部32、32之间而导致无法旋转。
随后，当第四凸轮单元部204的端面凸轮23的倾斜部23c不再位于第五操作装置305的销部32的下方时，该销部32便能够向工作位置移动(突入)。
接下来，第三操作装置303的销部32突入到与位于第二位置的第二凸轮单元部202后侧的端面凸轮23的基准面23a面对的位置。突入的销部32伴随凸轮轴2的旋转，一边与第二凸轮单元部202后侧的端面凸轮23的升程部23b滑接一边将第二凸轮单元部202推向前方，使其向第一位置滑动。
而且，与该第二凸轮单元部202的滑动几乎并行地，第一操作装置301的销部32突入到与位于第二位置的第一凸轮单元部201前侧的端面凸轮23的基准面23a面对的位置。
进而，在第二凸轮单元部202的端面凸轮23的升程开始位置e到达第三操作装置303的销部32的位置后，当凸轮轴2旋转90°而第一气缸11的排气行程结束时，紧接着，第一凸轮单元部201前侧的端面凸轮23的升程开始位置e到达第一操作装置301的销部32的位置。并且，伴随凸轮轴2的旋转，第一操作装置301的销部32一边与第一凸轮单元部201的端面凸轮23的升程部23b滑接一边将第一凸轮单元部201推向后方，使其向第一位置滑动。
由此，第一～第四凸轮单元部201～204全部从第二位置移动到第一位置，如图1所示，恢复到第一～第四凸轮单元部201～204两端的工作部22、22处的第一凸轮部221…221对应于摇臂C、C的凸轮从动件C'、C'而设置的状态。
如上所述，根据本实施方式，四个气缸11～14中分别具备的四个凸轮单元部201～204由六个操作装置301～306来进行操作，使排气门A…A开闭的凸轮部22在升程量小的第一凸轮部221…221与升程量大的第二凸轮部222…222之间切换。
(气门传动装置的特征)
如上所述，本实施方式中，凸轮单元部201～204各自的两侧的端面凸轮23、23以两端面凸轮23、23的升程结束位置f(最大升程部)的旋转方向的相位互不相同的方式设置，并且相同相位处的各凸轮面间的轴向距离的最大值Lmax被设定为销部32、32(操作部件)之间的轴向距离Lpin以下(即，两侧的端面凸轮23、23之间的距离比销部32、32之间的距离Lpin大的相位不存在)。因此，在使与某凸轮单元部两侧的端面凸轮23、23对应的两个操作装置中的一侧的操作装置的销部32突入从而使所述凸轮单元部向另一侧移动以切换凸轮部221、222时，即使因工作不良导致另一侧的操作装置的销部32错误地突出，也能避免所述凸轮单元部被夹在两侧的销部32、32之间而导致无法旋转，亦即能够避免凸轮轴2的旋转被锁止。
而且，根据本实施方式，在相邻的两个凸轮单元部(凸轮单元部201、202的组或凸轮单元部203、204的组)之间，设置有共用的销部32(第二操作装置302或第五操作装置305的销部32)，通过该共用的销部32能够使所述两个凸轮单元部向离开方向移动，因此与未将销部共用化的情况相比，能够削减操作机构30的部件个数。而且，所述相邻的两个凸轮单元部以彼此相对的端面凸轮23、23的升程部23b、23b的旋转方向的相位互不相同的方式设置，在两凸轮单元部的接近时，升程部23b、23b的至少一部分彼此在轴向上重合，因此能够缩短凸轮轴2的轴向尺寸。由此，能够促进气门传动装置的紧凑化，进而促进发动机的紧凑化。
而且，根据本实施方式，各凸轮单元部201～204各自的两侧的端面凸轮23、23以两端面凸轮23、23的升程部23b、23b的旋转方向的相位范围α在指定的相位范围β中相互重合的方式设置。这样，在某凸轮单元部两侧的端面凸轮23的升程部23b、23b在旋转方向上接近地设置的情况下，与该凸轮单元部相邻的别的凸轮单元部两侧的端面凸轮23、23的升程部23b、23b便也在旋转方向上接近地设置，从而能够在比较窄的相位范围中效率良好地设置相邻的两个凸轮单元部各自的两侧的端面凸轮。
例如，如图11所示，通过第三凸轮单元部203前侧及后侧的端面凸轮23、23的升程部23b、23b在旋转方向上接近，从而相对于第三凸轮单元部203前侧的端面凸轮23的升程部23b而以90°的相位差设置的第四凸轮单元部204后侧的端面凸轮23的升程部23b、与相对于第三凸轮单元部203后侧的端面凸轮23的升程部23b而以90°的相位差设置的第四凸轮单元部204前侧的端面凸轮23的升程部23b，便也在旋转方向上接近(在相位β的范围重合)地设置。
由此，即使在针对燃烧顺序连续的两个气缸(图11中为第三气缸13与第四气缸14)分别设置凸轮单元部203、204而使共用的销部32(图11中为第五操作装置305的销部32)突入到两者的相对的端面凸轮23、23之间的情况下，也能够使该销部32容易地突入到端面凸轮23、23之间而不会与升程部23b、23b发生干涉(碰撞)。即，能够扩大使销部32突入而不会与任一升程部23b、23b发生干涉(碰撞)的旋转方向的相位范围，不需要为了提高销部32的突入速度而追加高速驱动电磁式致动器的升压装置等特别的装置。因此，根据本实施方式，既能防止凸轮轴2的旋转的锁止，又能充分确保能够使销部32突入的相位范围，从而能够利用简易的结构使相邻的凸轮单元部切实地向离开方向移动。
而且，根据本实施方式，在相邻的两个凸轮单元部(凸轮单元部201、202的组或凸轮单元部203、204的组)接近时的两凸轮单元部的彼此相对的端面凸轮23、23在相同相位处的各凸轮面间的轴向距离的最小值，被设定为小于所述两凸轮单元部共用的操作装置(302或305)的销部32的直径。因此，在凸轮单元部接近时凸轮面间的距离为销部32的直径以下的部分，即使因工作不良导致所述共用的销部32突入，也只会与端面凸轮23、23的外周部接触，而不会与端面凸轮23、23的凸轮面卡合。因此，能够防止凸轮单元部201～204因所述共用的销部32而意外移动。
而且，根据本实施方式，基于所述共用的销部32(第二操作装置302或第五操作装置305的销部32)而向离开方向移动的两个凸轮单元部中，仅移动顺序较迟的凸轮单元部(第一凸轮单元部201或第四凸轮单元部204)，在相对于所述共用的销部32所卡合的端面凸轮23的升程部23b的升程结束位置f而位于旋转延迟侧，具有以越往旋转延迟侧凸轮面(外周面)的半径越大的方式形成的复位倾斜部23c。该复位倾斜部23c的凸轮面在所述两个凸轮单元部向离开方向的移动结束后，与位于工作位置的所述共用的销部32滑接，因此能够借助复位倾斜部23c使该共用的销部32从工作位置切实地向退避位置移动。尤其，在两个凸轮单元部借助所述共用的销部32而移动结束后，复位倾斜部23c发挥作用，因此既能切实地进行所述两个凸轮单元部的移动，又能快速地使销部32移动到退避位置。由此，即使在连续切换凸轮部221、222的情况下(使凸轮部的切换动作在短时间内反复多次的情况下)，仍能够切实地执行各次的凸轮部的切换动作。
另外，本发明并不限定于所例示的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，当然能够进行各种改良及设计上的变更。
例如，所述实施方式中，对将本发明适用于排气侧的凸轮轴2的示例进行了说明，但对于进气侧的凸轮轴2也能够采用完全同样的结构，并且进气侧也能获得所述的作用效果。
而且，所述实施方式所涉及的发动机中，依照燃烧顺序，按照第三气缸13→第四气缸14→第二气缸12→第一气缸11的顺序(即，按照第三凸轮单元部203→第四凸轮单元部204→第二凸轮单元部202→第一凸轮单元部201的顺序)进行凸轮部的切换，但亦可按照第二气缸12→第一气缸11→第三气缸13→第四气缸14的顺序进行凸轮部的切换。
而且，适用本发明的装置并不限于如所述实施方式般使用六个操作装置301～306来进行凸轮单元部201～204的凸轮部的切换的气门传动装置。例如，也可将本发明适用于下述气门传动装置：在各凸轮单元部201～204两端的端面凸轮23、23上分别各设置一个操作装置，从而利用合计八个操作装置来进行凸轮部的切换。或者，也可将本发明适用于下述气门传动装置：不仅在第一、第二凸轮单元部201、202之间及第三、第四凸轮单元部203、204之间，也在第二、第三凸轮单元部202、203之间设置共用的操作装置，从而利用合计五个操作装置来进行凸轮部的切换。
而且，本实施方式中，以操作装置301～306的任一销部32均从相同方向突入至凸轮轴2的方式设置操作装置301～306。但是，销部32的突入方向也可以针对每个操作装置301～306来适当设定。因此，例如也可在一部分操作装置301～306中或者在每个操作装置301～306中，使销部32的突入方向不同。
而且，本实施方式中，在凸轮单元部201～204中，减小第一凸轮部221的升程量而增大第二凸轮部222的升程量，但也可使该升程量的大小关系相反。此外，也可在一方的凸轮部上设置通常的尖部，而在另一方的凸轮部上不设置尖部而是使整体仅由基圆形成(使尖部的升程量为零)。此时，在切换到所述另一方的凸轮部时，能够停止气门的开闭。这样的气门的停止动作例如适合于在发动机的低负载运转等时进行减缸运转的情形。
而且，本发明并不限于所述实施方式所示的通过端面凸轮23来进行凸轮切换的气门传动装置，也可以适用于通过在凸轮单元部201～204两端部的外周面设置凸轮槽的所谓的筒型凸轮来进行凸轮切换的气门传动装置。此时，两端的筒型凸轮以其最大升程部的旋转方向的相位互不相同的方式设置，相同相位处的各凸轮槽间的轴向距离的最大值被设定为两端的销部32之间的轴向距离以下。据此，两端的销部32不会同时卡合于各凸轮槽，因此即使在利用如上所述的筒型凸轮的气门传动装置中，也能够防止凸轮轴2的旋转被锁止。
此外，本发明并不限于所述实施方式般的四缸四气门型DOHC发动机，也能够适用于直列六缸发动机、V型多气缸发动机、四缸两气门型DOHC发动机、单气缸SOHC发动机、多气缸SOHC发动机等气缸数及气门传动形式不同的各种发动机。
产业上的可利用性
如上所述，根据本发明，在车辆等用的发动机的气门传动装置中，能够防止因操作部件的工作不良导致凸轮轴的旋转被锁止，因此本发明在此类发动机的制造技术领域中具有良好的可利用性。

Claims (10)

1.一种发动机的气门传动装置，其特征在于包括：
凸轮轴，包含轴部和凸轮单元部，该凸轮单元部以与所述轴部一体地旋转且能够在轴向上移动的方式嵌合于所述轴部；
操作机构，使所述凸轮单元部相对于所述轴部沿轴向移动；其中，
所述凸轮单元部具有针对一个气门设置的在轴向上相邻的两个凸轮部，这两个凸轮部具有共用的基圆而且这两个凸轮部的尖部的形状互不相同，
所述凸轮单元部的轴向的一端侧和另一端侧的各端面上分别设有端面凸轮，该一端侧的端面凸轮和另一端侧的端面凸轮在指定的相位范围分别具有从基准面朝轴向突出的升程部，各升程部沿着旋转方向逐渐增大轴向的突出量并形成为在最大升程部突出量达到最大，
所述操作机构具有第一操作部件、第二操作部件以及致动器，所述第一操作部件设置在所述凸轮单元部的一端侧，所述第二操作部件设置在所述凸轮单元部的另一端侧，所述致动器驱动所述第一操作部件及所述第二操作部件，以使所述第一操作部件及所述第二操作部件在突入至与所述凸轮单元部的所述一端侧或所述另一端侧的所述端面凸轮面对的位置的工作位置和从该端面凸轮的面对位置退避后的退避位置之间移动，
所述第一操作部件在移动至所述工作位置时，与所述一端侧的所述端面凸轮的升程部卡合而使所述凸轮单元部向所述另一端侧移动，以切换使所述气门开闭的凸轮部，
所述第二操作部件在移动至所述工作位置时，与所述另一端侧的所述端面凸轮的升程部卡合而使所述凸轮单元部向所述一端侧移动，以切换使所述气门开闭的凸轮部，
所述凸轮单元部的所述一端侧和所述另一端侧的端面凸轮以所述一端侧的端面凸轮的最大升程部和所述另一端侧的端面凸轮的最大升程部的旋转方向的相位互不相同的方式设置，并且相同相位处的各凸轮面间的轴向距离的最大值被设定为所述第一操作部件与所述第二操作部件之间的轴向距离以下。
2.根据权利要求1所述的发动机的气门传动装置，其特征在于：
在隔着所述第二操作部件而与所述凸轮单元部在轴向上相邻的位置处，设置有别的凸轮单元部，
所述第二操作部件以如下的方式设置：在相邻的两个所述凸轮单元部的接近时移动到所述工作位置而突入到该两凸轮单元部的端面凸轮的相对面之间，以便与各端面凸轮的升程部分别卡合从而使该两凸轮单元部相互离开。
3.根据权利要求2所述的发动机的气门传动装置，其特征在于：
相邻的两个所述凸轮单元部以彼此相对的所述端面凸轮的升程部的旋转方向的相位互不相同的方式设置，在该两凸轮单元部的接近时，所述升程部的至少一部分彼此在轴向上重合。
4.根据权利要求2所述的发动机的气门传动装置，其特征在于：
所述凸轮单元部的所述一端侧和所述另一端侧的所述端面凸轮以两端面凸轮的升程部的旋转方向的相位范围局部重合的方式设置。
5.根据权利要求3所述的发动机的气门传动装置，其特征在于：
所述凸轮单元部的所述一端侧和所述另一端侧的所述端面凸轮以两端面凸轮的升程部的旋转方向的相位范围局部重合的方式设置。
6.根据权利要求2所述的发动机的气门传动装置，其特征在于：
所述第二操作部件形成为圆筒形，
相邻的两个所述凸轮单元部接近时的该两凸轮单元部的彼此相对的端面凸轮上相同相位处的各凸轮面间的轴向距离的最小值，被设定为比所述第二操作部件的直径小的值。
7.根据权利要求3所述的发动机的气门传动装置，其特征在于：
所述第二操作部件形成为圆筒形，
相邻的两个所述凸轮单元部接近时的该两凸轮单元部的彼此相对的端面凸轮上相同相位处的各凸轮面间的轴向距离的最小值，被设定为比所述第二操作部件的直径小的值。
8.根据权利要求4所述的发动机的气门传动装置，其特征在于：
所述第二操作部件形成为圆筒形，
相邻的两个所述凸轮单元部接近时的该两凸轮单元部的彼此相对的端面凸轮上相同相位处的各凸轮面间的轴向距离的最小值，被设定为比所述第二操作部件的直径小的值。
9.根据权利要求5所述的发动机的气门传动装置，其特征在于：
所述第二操作部件形成为圆筒形，
相邻的两个所述凸轮单元部接近时的该两凸轮单元部的彼此相对的端面凸轮上相同相位处的各凸轮面间的轴向距离的最小值，被设定为比所述第二操作部件的直径小的值。
10.根据权利要求2至9中任一项所述的发动机的气门传动装置，其特征在于：
基于所述第二操作部件的工作而向离开方向移动的两个所述凸轮单元部中，仅移动顺序较迟的凸轮单元部，在相对于与所述第二操作部件卡合的所述端面凸轮的最大升程部而位于旋转延迟侧，具有以越往旋转延迟侧外周面的半径越大的方式形成的倾斜部，
在所述两个凸轮单元部基于所述第二操作部件的工作而向离开方向的移动结束后，所述倾斜部的外周面滑接于位于工作位置的所述第二操作部件而使该第二操作部件移动到所述退避位置。
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