JP2023038066A - 多気筒エンジンの動弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一部の気筒の作動を休止する装置において、コンパクト性を確保しつつ、フリー状態からロック状態への移行を確実化する。【解決手段】カム軸本体３１に、気筒休止用の第１カムロブ３２が、回転自在でスライド不能に被嵌している。第１カムロブ３２のうちカム山３２ａの箇所に、前向きのプランジャ４２と後ろ向きでカム軸本体３１のロック穴４７に係脱するロックピン４３とを有するクラッチ体が配置されている。プランジャ４２は第１シリンダ室３９に配置されてばね４６で付勢され、ロックピン４３は第２シリンダ室４０に配置されている。第１シリンダ室３９には第１センター油路４９からオイルが送られ、第２シリンダ室４０には第２センター油路５０からオイルが送られる。フリー状態からロック状態への切り換えが油圧によって確実に行われるため、一部気筒休止状態で負荷が増大することを防止して、エンジンストールを防止できる。【選択図】図４

Description

本発明は、複数気筒のうちの一部の気筒の運転（爆発）を休止できる方式の多気筒エンジンに使用する動弁装置に関するものである。

多気筒エンジンにおいて、負荷が小さい状態のときに一部の気筒の運転を休止することによって燃費を抑制する技術が存在している。この場合、一部の気筒への燃料供給をカットしただけではメカロスが大きいため、吸排気バルブの動きも停止させることが提案されており、その例が特許文献１，２に開示されている。

すなわち、特許文献１では、休止用気筒に対応したカムロブを、カム軸本体に対して相対回転可能及びスライド可能な可動式カムロブに構成して、可動式カムロブをアクチュエータ（シフター）でスライドさせることにより、可動式カムロブでバルブを駆動できる状態と、可動式カムロブが回転してもバルブを押圧できない状態とに切り換えるようになっている。

他方、特許文献２では、休止用のカムロブもカム軸本体に一体に形成されており、ロッカアームを、カムロブで駆動される第１ロッカアームと、バルブを押す第２ロッカアームとに分離構成して、第１ロッカアームと第２ロッカアームとの動きを油圧作動式の２つのピンで継断することにより、カムロブからバルブに動力伝達できる状態と、カムロブからバルブに動力伝達できない状態とに切り換えるようになっている。

さて、カム軸は、ジャーナル部がシリンダヘッドにカムキャップを介して回転自在に保持されており、隣り合ったジャーナル部の間にカムロブが配置されているが、気筒間の間隔をできるだけ詰めると隣り合ったジャーナル部の間の間隔もそれに応じた寸法になるため、寸法に余裕がない場合が多い。

このため、特許文献１のように可動式カムロブをスライド方式に構成すると、カム軸の長さを長くせざるを得ず、するとエンジンの全長が長くなってエンジンが必要以上に大型化してしまうおそれがある。また、特許文献１では、アクチュエータは動弁室に露出した状態に配置されているため、アクチュエータを固定する構造が複雑化する問題や、アクチュエータとの干渉を回避するためにはヘッドカバーを低くし難いといった問題も懸念される。

他方、特許文献２では、カム軸は各カムロブが一体に形成された従来品をそのまま使用できるため、エンジンの全長が長くなることは回避できるが、ロッカアームが大型化して動弁室が必要以上に嵩高に成りかねない問題や、ロッカアームの自由端部にピンが配置されていて、カム軸の回転によってピンに交番荷重が作用するため、耐久性が懸念されるといった問題がある。また、特許文献２は、カムロブでバルブを直接に押す直打方式のエンジンには適用できずに汎用性が低いという問題もある。

特許第６０６２９６７号公報 特許第５８８３８５３号公報

これらの問題を解決すべく、本願出願人は、特願２０２０－１１８３９４において、カムロブを特許文献１のように一体式カムロブと別体式カムロブとに構成しつつ、別体式カムロブはカム軸本体に対して回転のみ自在でスライド不能に保持して、クラッチ手段により、別体式カムロブがカム軸本体と一体に回転するロック状態と、カム軸本体が別体式カムロブに対して空回りするフリー状態とに切り換える発明を提示し、その実施形態として、別体式カムロブに内蔵したロックピン（係合ピン）を、カム軸本体にジャーナル部に設けたロック穴（係合穴）に係脱させる構成を開示した。

この先願の実施形態において、ロックピンは、別体式カムロブにスライド自在に装着されたプランジャに設けており、プランジャをシリンダ室（プランジャ保持穴）にスライド自在に配置し、シリンダ室のうちロック穴から離れた一端に、プランジャをロック穴に向けて付勢するばねを配置する一方、シリンダ室の他端面にオイル吐出口を開口しており、オイル吐出口は、カム軸本体にその軸心を通るように形成した油路に連通している。

そして、カム軸本体の油路へのオイルの送りと送り停止とは１つの切り換えバルブで制御されており、加圧されたオイルが油路に送られると、プランジャ及びロックピンが後退し、油路への加圧オイルの送りが停止されると、プランジャ及びロックピンはばねによって前進してロック状態に移行する。

このように、先願の実施形態において、ロックピンはばねによってフリー状態からロック状態に移行させられるが、本願発明者たちが実験し観察したところ、フリー状態からロック状態への移行に際してオイルの逃がしが不十分な場合があり、このため、オイルが抵抗になってロックピンの前進動が遅れる現象が見られることがあった。そして、ロックピンの前進動に遅れが生じると、エンジンの出力が不十分になってエンジンストールを招来するおそれがある。

本願発明は、このような知見に基づいて成されたものであり、先願発明を改良してその機能を向上させんとするものである。

本願発明は多気筒エンジンの動弁装置に係り、
「クランク軸に連動して回転するカム軸本体と、
複数の気筒のうち常時作動気筒のバルブに対応して前記カム軸本体に一体に形成された一体式カムロブと、
複数の気筒のうち休止可能気筒のバルブに対応して前記カム軸本体に相対回転可能でスライド不能に装着された別体式カムロブと、を備え、
前記別体式カムロブは、クラッチ手段により、前記カム軸本体と一体に回転するロック状態と、前記カム軸本体が空回りするフリー状態とに切り換えられる構成であって、
前記クラッチ手段によるフリー状態からロック状態への切り換えが、油圧又は他の動力手段によって強制的に行われる」
という構成になっている。

本願発明は様々に具体化できる。その例として請求項２では、
「前記別体式カムロブに、前記クラッチ手段の一部として、前記カム軸本体の軸心方向にスライド自在に内蔵されていて前記カム軸本体のジャーナル部に形成されたロック穴に係脱するロックピンと、前記ロックピンを前記ロック状態に付勢するばねと、前記ロックピンを油圧によってロック状態からフリー状態に強制的に移行させるための第１シリンダ室と、前記ロックピンを油圧によってフリー状態からロック状態に強制的に移行させるための第２シリンダ室とが形成されている一方、
前記カム軸本体には、前記クラッチ手段の一部として、前記第１シリンダ室に連通した第１センター油路と、前記第２シリンダ室に連通した第２センター油路とが、軸方向に離反した状態に形成されており、
更に、前記クラッチ手段は、前記第１センター油路と第２センター油路とに油圧を選択的に作用させる２つの切り換えバルブを備えている」
という構成になっている。

請求項２の発明において、ロックピンをフリー状態からロック状態に移行させる手段として、先願の実施形態と同様にばねを併用することは好ましい。すなわち、全気筒作動状態ではロックピンはロック状態に保持しておく必要があるが、ばねを使用すると、全気筒作動状態において動力を要することなく別体式カムロブをロック状態に保持できるため、燃費にとってプラスであると共に信頼性にも優れている。

また、請求項２では、クラッチ手段を構成するクラッチ体としてロックピンを採用しているが、請求項１では、クラッチ体はピン方式には限らず様々な態様を採用できる。例えば、端面カム方式の係合手段や、周面カム方式の係合手段などを採用できる。ロックピンは別体式カムロブの内部に配置しているが、外装式のリング状クラッチ体も採用可能である。

本願発明では、先願発明と同様に、別体式カムロブはカム軸本体にスライド不能に被嵌しているため、カム軸の全長が長くなることはないし、クラッチ体はカム軸自体に設けているため、動弁室の高さを高くする必要もない。従って、エンジンの大型化は生じない。また、ロッカアーム方式の動弁装置にも直打方式の動弁装置にも適用できると共に、ロッカアーム方式にしても直打方式にしても、従来のエンジンにそのまま適用できる。このため、汎用性と実機対応性とに優れている。

そして、フリー状態からロック状態への移行は油圧等を使用して強制的に行われるため、フリー状態からロック状態への移行を確実に行える。従って、出力低下によってエンジンストールに至るような不具合はなくて、信頼性を確保できる。

請求項２のように、クラッチ体としてロックピンを採用すると、構造を単純化してコスト抑制や作動の確実化に貢献できる利点がある。また、ロックピンは油圧によって移動が制御されるが、油圧の技術は従来から潤滑やＶＶＴなどに使用されていて高い信頼性が確保されているため、ロックピンの制御技術として好適である。

そして、請求項２では、２つの切り換えバルブを使用しているため、オイルの流れを継断する単純な構造の切り換えバルブによってロックピンを正確に制御できる。この場合、ロックピンをロック状態に保持する手段としてばねを使用すると、ばねの付勢力を利用してロックピン等のロック体の前進動を迅速に行えるのみならず、フリー状態からロック状態への移行時のみオイルを第２加圧室に送れば足りるため、全気筒作動状態の維持を確実化して高い信頼性を確保できると共に、燃費低下も防止できて好適である。

また、フリー状態からロック状態への移行に際して、ロックピンはカム軸本体におけるジャーナル部の側面を滑り移動してからロック穴に係合するが、切り換えバルブを２つ設けると、フリー状態からロック状態に移行するに際してのロックピンの押圧力を適切な大きさに保持できる利点がある。

なお、油圧式ＶＶＴ装置ではオイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）が使用されているが、請求項２では、切り換えバルブとしてＶＶＴ装置用のＯＣＶをそのまま利用できるため、信頼性とコストの面とで有益である。

実施形態が適用されたシリンダヘッドの平面図である。 図１のIII-III 視側断面図である。 図２と同じ箇所の縦断側面図である。 （Ａ）はロック状態である図３の要部拡大図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ－Ｂ視断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ－Ｃ視断面図である。 フリー状態での断面図である。

次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、車両用の４サイクル４気筒エンジンの動弁装置に適用している。以下では方向を特定するため前後の文言を使用するが、前後方向はクランク軸線方向であり、タイミングチェーンが配置される側を前、ミッションケースが配置される側を後ろとしている。左右方向は、クランク軸線及びシリンダボア軸心と直交した方向である。

(1).概要
まず、図１，２を参照してエンジンの概要を説明する。本実施形態のエンジンは４気筒である。従って、図１に示すように、シリンダヘッド１には、概ねその中心線上に第１～第４の４つのプラグホール２ａ～２ｄが並んでいる。シリンダヘッド１は、平面視で概ね前後長手の長方形であり上向きに開口した周壁を有している。図１では、シリンダヘッド１の形状を明確化するため、頂面に平行斜線を付している（従って、図１の平行斜線は断面の表示ではない。）。

シリンダヘッド１は、４群の吸気ポート３が開口した吸気側面１ａと、その反対側に位置して４つの排気穴（図示せず）が開口した排気側面１ｂとを備えている。プラグホール２の列を挟んだ両側に、吸気用カム軸４と排気用カム軸５とがクランク軸線と平行に配置されている。

吸気用カム軸４及び排気用カム軸５は、その前端部をフロントカムキャップ６によってシリンダヘッド１に回転自在に保持されて、その後端部をリアカムキャップ７によってシリンダヘッド１に回転自在に保持され、フロントカムキャップ６とリアカムキャップ７との間では、３つの中間カムキャップ８によってシリンダヘッド１に回転自在に保持されている。このため、カム軸４，５には、１つずつのフロントジャーナル９及びリアジャーナル１０と、３つの中間ジャーナル１１とが形成されている。

他方、シリンダヘッド１には、各ジャーナル９～１１に対応して、１つずつのフロント軸受部１２及び、リア軸受部１３と３つの中間軸受部１４が形成されている。なお、図２に示すように、本実施形態のシリンダヘッド１は上部材１′と下部材１″とに分かれており、カム軸４，５は上部材１′に取り付けられている。また、カムキャップ６～８は左右に長い形態であり、従来と同様にボルト１５でシリンダヘッド１に固定されている。

カム軸４，５の前端には、それぞれ油圧式のＶＶＴ装置１６が取り付けられている。ＶＶＴ装置１６には、タイミングチェーン（図示せず）が巻き掛けられるチェーンプロケット１７を設けている。本実施形態のＶＶＴ装置１６は、制御用のスプールを軸心方向にスライド自在に配置したタイプで、スプールの進退動は、チェーンカバー（図示しない）に設けた電磁駆動式プッシャーによって制御される。

本実施形態のエンジンは４気筒であり、これを便宜的に、前から順に第１気筒、第２気筒、第３気筒、第４気筒と呼ぶが、第２気筒と第３気筒は、運転中は常に燃料が供給されて作動（爆発）している常時作動気筒で、第１気筒と第４気筒は、低負荷状態で作動を休止できる休止可能気筒になっている。

そこで、フロントカムキャップ６に、休止可能気筒を休止状態と作動状態とに切り換える切り換えバルブの一例として、第１オイルコントロールバルブ（第１ＯＣＶ１８）及び第２オイルコントロールバルブ（第２ＯＣＶ）１９を取り付けており、第１ＯＣＶ１８と最も前の中間カムキャップ８とが２本の第１管路２０で接続されて、第２ＯＣＶ１９とリアカムキャップ７とが１本の第２管路２１で接続されている。

正確には、図２に示すように、ＯＣＶ１８，１９はそれぞれフロントカムキャップ６に接続された第３管路２８及び第４管路２９を有しており、第１ＯＣＶ１８の第３管路２８は、フロントカムキャップ６に形成された通路を介して２本の第１管路２０に接続され、第２ＯＣＶ１９の第３管路２８は、フロントカムキャップ６に形成された通路を介して１本の第２管路２１に接続されている。

ＯＣＶ１８，１９は、油圧式ＶＶＴ装置の制御に使用されていた形式のものをそのまま使用しており、全体として細長い筒状の形態を成しており、図２に示すブラケット２２を介してシリンダヘッド１に固定されている。また、前端には、ケーブルが接続されたプラグを装着する受け部２３を備えている。

第１管路２０及び第２管路２１は継手２４に接続されており、継手２４はボルト２５でカムキャップ８，７に固定されている。２本の第１管路２０は両カム軸４，５の上方において中間カムキャップ８に接続されており、手前に位置した中間ジャーナル１１に形成した環状溝２６と連通している。他方、第２管路２１は、リアカムキャップ７の左右中間部に接続されており、リアカムキャップ７とシリンダヘッド１との合わせ面に形成された左右長手の通路を介して、両カム軸４，５のリアジャーナル１０に形成された環状溝２７と連通している。

更に、図２に示すように、両ＯＣＶ１８，１９は、フロントカムキャップ６に接続された第３管路２８及び第４管路２９を備えており、第３管路２８はそれぞれフロントジャーナル９に形成された環状溝３０と連通し、第４管路２９はオイルギャラリーに接続されている。従って、第４管路２９は入力管路になって、第１～第３管路は出力管路になっている。図示していないが、両ＯＣＶ１８，１９は、第１～第３管路から戻ったオイルを排出するドレン口を備えている。

(2).カム軸の構造
次に、主として図３～５を参照してカム軸４，５を説明する。カム軸４，５はカム軸本体３１を備えており、このカム軸本体３１に、前から順に、第１～第４のカムロブ３２～３５が配置されている。本実施形態のエンジンはＤＯＨＣタイプであるため、各カムロブ３２～３５は、それぞれ軸方向に離反した一対で構成されている。

本実施形態のエンジンは、第１気筒、第３気筒、第４気筒、第２気筒の順に１８０°間隔で爆発が行われている。そこで、既述のとおり、第１気筒と第４気筒を休止可能気筒として、これらに対応した第１カムロブ３２と第４カムロブ３５とが別体式カムロブに構成されて、第２カムロブ３３と第３カムロブ３４とは、カム軸本体３１に形成された一体式カムロブになっている。

第１カムロブ３２と第４カムロブ３５とは、基本的には同じ構造であるので、ここでは第１カムロブ３２を取り上げて説明する。図４に明示するように、第１カムロブ３２は筒体３６に形成されており、筒体３６はカム軸本体３１にその前端から嵌め込まれている。そこで、フロントジャーナル９を備えたフロント部材３７をカム軸本体３１とは別体の筒状に形成して、第１カムロブ３２をカム軸本体３１に嵌め込んでから、フロント部材３７をカム軸本体３１に強制嵌合している。従って、第１カムロブ３２は前後スライド不能に保持されている。

第４カムロブ３５も同様であり、カム軸本体３１にその前端から嵌め込まれている。そこで、リアジャーナル１０を備えたリア部材３８をカム軸本体３１とは別体の筒状に形成して、第４カムロブ３５をカム軸本体３１に嵌め込んでから、リア部材３８をカム軸本体１に強制嵌合している。従って、第４カムロブ３５も前後スライド不能に保持されている。なお、フロント部材３７及びリア部材３８は、キー係合等によってカム軸本体３１に回転不能に保持してもよい。

第１カムロブ３２のうちカム山３２ａの箇所には、前向きに開口した第１シリンダ室３９と後ろ向きに開口した第２シリンダ室４０とが隔壁４１を介して形成されており、第１シリンダ室３９にプランジャ４２が摺動自在に嵌挿されて、第２シリンダ室４０にロックピン４３が摺動自在に嵌挿されている。

プランジャ４２には、隔壁４１を貫通して後ろ向きに延びる小径のロッド４４が一体に形成されて、ロッド４４の後端部がロックピン４３に嵌着している。従って、プランジャ４２とロックピン４３とは一体にスライドする。プランジャ４２とロックピン４３とはほぼ同径になっており、従って、両シリンダ室３９，４０の内径もほぼ同径になっている。ロッド４４をロックピン４３に設けたり、１本のロッド４４にプランジャ４２とロックピン４３とを圧入したりすることも可能である。ロックピン４３は後ろ向きに開口しているが、全体を中実に形成することも可能である。

ロックピン４３とロッド４４とは、ロッド４４を隔壁４１に挿通してから軸方向に挟圧することで圧入されるが、圧入によるロックピン４３の膨れ変形を考慮して、ロックピン４３のうちロッド４４が嵌入する前部４３ａは第２シリンダ室４０の内径よりも僅かに小径に設定している。このため、ロックピン４３はスムースにスライドする。

プランジャ４２とロックピン４３とはクラッチ体の一例であり、シリンダ室３９，４０はクラッチ手段の一部を構成している。第１シリンダ室３９の前端は圧入式のプラグ４５で塞がれており、プラグ４５とプランジャ４２との間にばね４６が配置されている。従って、ロックピン４３はばね４６によって後ろ向きに付勢されている。なお、ばね４６は第２シリンダ室４０に配置することも可能である。

カム軸本体３１のうち第１カムロブ３２の真後ろに位置した中間ジャーナル１１の前面には、第１カムロブ３２が正規の姿勢のときにロックピン４３が嵌入可能なロック穴４７が形成されている。中間ジャーナル１１の前面には、ロック穴４７と連通したガイド溝４８が、ロック穴４７から時計回り方向に向かって周方向に延びるように形成されている。ガイド溝４８は、ロック穴４７から離れるに従って浅くなるように形成されている。中間ジャーナル１１のうち第１カムロブ３２と対向した部位には、第１カムロブ３２におけるカム山３２ａの外接円と略同径のフランジ１１ａを形成している。

図３に示すように、カム軸本体３１の内部には、第１カムロブ３２の隔壁４１の箇所よりも前に位置した第１センター油路４９と、第４カムロブ３５の隔壁４１の箇所よりも後ろに位置した第２センター油路５０と、第１センター油路４９と第２センター油路５０との間に位置した第１センター油路４９とが同心に形成されており、隣り合った油路４９，５０はボール式プラグ５２によって区画されている。

ボール式プラグ５２は圧入式になっており、手前のボール式プラグ５２は前から圧入されて、後ろのボール式プラグ５２は後ろから圧入されている。このため、第２センター油路５０は、第１センター油路４９に比べて僅かに小径に設定されている。

第１カムロブ３２の箇所の第１センター油路４９は、カム軸４，５のフロントジャーナル９に形成された環状溝３０に横断穴５３（図２参照）を介して連通している。他方、第４カムロブ３５の箇所の第１センター油路４９は、リアジャーナル１０の外周に形成された環状溝２７と横断穴５４（図３参照）を介して連通しており、既述のとおり、リアジャーナル１０の環状溝２７は第２管路２１に接続されている。

そして、第２ＯＣＶ１９の第３管路２８がフロントカムキャップ６の通路を介して第２管路２１と連通していることは既に述べたが、第２ＯＣＶ１９の第３管路２８は、フロントジャーナル９に形成されたフロント通路（図示せず）を介して両カム軸４，５におけるフロントジャーナル９の環状溝３０とも連通している。従って、第２ＯＣＶ１９を制御することにより、前後の第１センター油路４９への圧油の供給を継断できる。

第２センター油路５０は、手前に位置した中間ジャーナル１１の外周の環状溝２６に横断穴５５を介して連通しており、中間ジャーナル１１の環状溝２６は、中間カムキャップ８に形成された縦穴２６ａを介して既述の第１管路２０と接続されている。そして、第１管路２０は第１ＯＣＶ１８に接続されているため、第１ＯＣＶ１８を制御することにより、第２センター油路５０への圧油の供給を継断できる。

第１カムロブ３２には、第１センター油路４９と第１シリンダ室３９の後端とを連通させる第１連通路５６と、第２センター油路５０と第２シリンダ室４０の前端とを連通させる第２連通路５７とが形成されている。図４（Ａ）のとおり、プランジャ４２が後退しきったロック状態において、プランジャ４２と隔壁４１との間には、第１連通路５６を第１シリンダ室３９に開口させる隙間が空いている。従って、第１シリンダ室３９へのオイルの流入を許容している。

同様に、図５に示すように、ロックピン４３が前進しきったフリー状態において、ロックピン４３と隔壁４１との間には、第２連通路５７を第２シリンダ室４０に開口させる隙間が空いている。従って、第２シリンダ室４０へのオイルの流入を許容している。

両連通路５６，５７は、第１カムロブ３２にシリンダ室３９，４０と反対側から筒体３６にドリルを通すことによって形成されているため、筒体３６にはシリンダ室３９，４０と反対側に開口した捨て穴が空くが、この捨て穴はボール状等のプラグ５８で塞がれている。

以上、第１カムロブ３２を中心に説明したが、第４カムロブ３５も基本的には同じであり、相違点は、カム山３２ａの位相が第１カムロブ３２と１８０°相違している点と、シリンダ室３９，４０等の配置が第１カムロブ３２と前後対称の配置になっている点である。

中間ジャーナル１１は前後３か所に設けているが、中間部の中間ジャーナル１１にも環状溝が形成されている。敢えて述べるまでもないが、各ジャーナル９，１０，１１の環状溝２６，２７，３０は基本的に潤滑のためのものであり、本実施形態では、そのうちの一部を別体式カムロブ３２，３５の油圧制御に兼用している。

本実施形態では、プランジャ４２を備えたロックピン４３がクラッチ体になっており、これとロック穴４７とばね４６がクラッチ手段を構成している。シリンダ室３９，４０やセンター油路４９，５０及び連通路５６，５７も、広い意味ではクラッチ手段を構成していると云える。

(3).まとめ
以上の構成において、図３及び図４では、第１カムロブ３２及び第４カムロブ３５はロック状態になっていて、エンジンは全気筒作動状態になっている。そして、この状態では、ロックピン４３はばね４６によってロック状態に保持されている。第１シリンダ室３９及び第２シリンダ室４０のいずれにもオイルの加圧は成されていない。

エンジンが低負荷域に至って、ＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）が一部気筒休止モードを必要と判断すると、第２ＯＣＶ１９のスプールが作動して、第３管路２８を介して第２管路２１とフロント通路に圧油が送られる。

すると、加圧されたオイルが第１センター油路４９を経由して第１連通路５６から第１シリンダ室３９に流入し、プランジャ４２及びロックピン４３を前進させる（カム軸本体３１の中間ジャーナル１１から離反させる。）。これにより、ロックピン４３とロック穴４７との係合が解除されて、カム軸本体３１は第１カムロブ３２及び第４カムロブ３５に対して空回り状態になり、第１気筒と第４気筒は休止状態になる。フリー状態では、第１シリンダ室３９に油圧をかけた状態が維持されている。なお、フリー状態では、第１カムロブ３２及び第４カムロブ３５は、バルブ又はロッカアームに押されて回転停止状態に保持される。

アクセルの踏み込み等によってエンジンへの負荷増大信号がＥＣＵに発せられると、ＥＣＵは全気筒作動を必要と判断し、第２ＯＣＶ１９への送油を停止して、第１ＯＣＶ１８から第１管路２０に加圧オイルを供給する。すると、加圧されたオイルが第２センター油路５０を経由して第２連通路５７から第２シリンダ室４０に流入し、プランジャ４２及びロックピン４３を動力的に強制後退させると共に、プランジャ４２及びロックピン４３は、ばね４６によっても後退方向に付勢される。

そして、第２シリンダ室４０に圧油が作用したとき、ロックピン４３はロック穴４７から外れた箇所に位置していることが一般的であるため、第１カムロブ３２のロックピン４３は、手間に位置した中間ジャーナル１１の前端面に対して相対的に摺動してからロック穴４７に嵌入する。同様に、第４カムロブ３５のロックピン４３は、後端に位置した中間ジャーナル１１の後面に対して相対的に摺動してからロック穴４７に嵌入する。

このように、プランジャ４２及びロックピン４３は、フリー状態からロック状態に油圧によって強制的に移行するため、フリー状態からロック状態への切り換えを確実化できる。従って、一部気筒が休止したまま負荷が増大する事態を防止して、エンジンストールを防止できる。

フリー状態からロック状態に移行しきった後は、プランジャ４２及びロックピン４３の後退状態はばね４６によって維持されるため、第２シリンダ室４０に継続した圧油を作用させる必要はない。従って、第２シリンダ室４０の圧油の供給は僅かの時間（カム軸４，５が１回転する時間以内）で足りる。また、第２シリンダ室４０に圧油を供給してからロックピン４３の後端がジャーナル１１の前端面に当たった状態がある程度続くため、第２シリンダ室４０に供給される油圧の強さは強すぎないように設定するのがよい。つまり、ロックピン４３を油圧で押す力は、ばね４６をアシストしてプランジャ４２及びロックピン４３を確実に後退させ得る強さであればよい。

フリー状態からロック状態への移行に際して、第１シリンダ室３９の容積が小さくなるため、第１シリンダ室３９から溢れたオイルは、第１カムロブ３２の箇所では、第１連通路５６から第１センター油路４９及びフロントジャーナル９の環状溝３０を経由して第２ＯＣＶ１９のドレン口から排出され、第４カムロブ３５の箇所では、第１連通路５６から、第１センター油路４９及びリアジャーナル１０の環状溝２７を経由して、第２ＯＣＶ１９のドレン口から排出される。

このように、第１シリンダ室３９からのオイルの排除が的確に行われるため、ロックピン４３の後退動を的確に行えてロック状態への切り換えを確実化できる。ロック状態からフリー状態への移行も同様である。

実施形態のように、カム軸本体３１の中間ジャーナル１１に、ロック穴４７と連通したガイド溝４８を形成すると、ロックピン４３をロック穴４７にしっかりと誘い込んで、ロック状態への切り換えを確実化できる利点がある。先願で開示したように、別体式カムロブとジャーナルとの間に、フリー状態からロック状態に移行するに際してロックピン４３に作用する衝撃を緩衝するためのリング体を配置することも可能である。この場合は、ロック穴等の係合部はリング体に形成することになる。

以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は他にも様々に具体化できる。例えば、適用対象は４気筒には限らず、複数気筒エンジンの動弁装置に広く適用できる。Ｖ型のエンジンに適用する場合は、鉛直線を挟んで傾斜した一対の気筒群の全体を休止することも可能であるし、一対の気筒群のそれぞれの一部を休止することも可能である。

また、別体式カムロブを強制的に移動させる動力手段（アクチェータ）としては油圧に限らず、モータや電磁ソレノイドなども使用できる。例えば、別体式カムロブの外周に環状のクラッチをスライド自在に装着して、クラッチをモータ又は電磁ソレノイドで駆動されるシフターでスライドさせて、カム軸本体に形成された係合部に係脱させることができる。

別体式カムロブの制御動力として油圧を使用する場合、管路はシリンダヘッドを内蔵することも可能である。ラッシュアジャスタを設けている場合、ラッシュアジャスタのためのオイルを利用することも可能である。

本願発明は、カム軸に具体化できる。従って、産業上利用できる。

１ シリンダヘッド
４，５ カム軸
６，７，８ カムキャップ
９，１０，１１ ジャーナル
１６ ＶＶＴ装置
１８，１９ 切り換えバルブの例としてのＯＣＶ
２０ 第１管路
２１ 第２管路
２８ 第３管路
２９ 第４管路
３１ カム軸本体
３２ 第１カムロブ（別体式カムロブ）
３２ａ カム山
３３ 第２カムロブ（一体式カムロブ）
３４ 第３カムロブ（一体式カムロブ）
３５ 第４カムロブ（別体式カムロブ）
３６ カムロブが形成された筒体
３７ フロント部材
３８ リア部材
３９ 第１シリンダ室
４０ 第２シリンダ室
４１ 隔壁
４２ クラッチ手段を構成するプランジャ
４３ クラッチ体の例としてのロックピン
４６ クラッチ手段を構成するばね
４７ ロック穴（係合穴）
４９ 第１センター油路
５０ 第２センター油路

Claims (2)

1. クランク軸に連動して回転するカム軸本体と、
   複数の気筒のうち常時作動気筒のバルブに対応して前記カム軸本体に一体に形成された一体式カムロブと、
   複数の気筒のうち休止可能気筒のバルブに対応して前記カム軸本体に相対回転可能でスライド不能に装着された別体式カムロブと、を備え、
   前記別体式カムロブは、クラッチ手段により、前記カム軸本体と一体に回転するロック状態と、前記カム軸本体が空回りするフリー状態とに切り換えられる構成であって、
   前記クラッチ手段によるフリー状態からロック状態への切り換えが、油圧又は他の動力手段によって強制的に行われる、
   多気筒エンジンの動弁装置。
2. 前記別体式カムロブに、前記クラッチ手段の一部として、前記カム軸本体の軸心方向にスライド自在に内蔵されていて前記カム軸本体のジャーナル部に形成されたロック穴に係脱するロックピンと、前記ロックピンを前記ロック状態に付勢するばねと、前記ロックピンを油圧によってロック状態からフリー状態に強制的に移行させるための第１シリンダ室と、前記ロックピンを油圧によってフリー状態からロック状態に強制的に移行させるための第２シリンダ室とが形成されている一方、
   前記カム軸本体には、前記クラッチ手段の一部として、前記第１シリンダ室に連通した第１センター油路と、前記第２シリンダ室に連通した第２センター油路とが、軸方向に離反した状態に形成されており、
   更に、前記クラッチ手段は、前記第１センター油路と第２センター油路とに油圧を選択的に作用させる２つの切り換えバルブを備えている、
   請求項１に記載した多気筒エンジンの動弁装置。

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