JPH01138310A - エンジンの動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの吸、排気バルブを駆動する動弁装
置に関し、とくにバルブリフト量の変更もしくはバルブ
の駆動停止を可能にする装置に関するものである。

（従来技術） 従来から、エンジンの吸、排気バルブを駆動する動弁装
置において、カムシャフトに対してカムメンバーを相対
変位させる等によりパルブリット特性を変えたり運転状
態に応じてバルブの駆動を停止させたりすることができ
るようにしたちのがある。例えば特開昭５８−１３３４
０９号公報に示された装置では、低速域での燃費性能の
向上と高速域での出力性能の向上とを図るため、カムシ
ャフトに嵌合される動弁用のカムの嵌合孔を断面略楕円
形とすることにより、カムシャフトに対して上記カムを
、カムノーズを通るカムシャツ１−径方向に摺動可能と
するとともに、上記嵌合孔に導入する油圧によって上記
カムをカムノーズが突出する側に押圧する押圧機構を設
け、エンジンの高速運転時に上記カムを押圧してカムノ
ーズをカムシャフト径方向外方に移動させるようにして
いる。

この装置によると、エンジン回転数に応じてカムノーズ
突出量が変化することによりバルブリフト特性が変更さ
れる。

ところがこの装置では、エンジンが所定の高速運転状態
にあって上記カムのカムノーズがカムシャフト径方向外
方に移動した状態とされているときに、この状態が油圧
によるカムシャフト径方向の押圧力で保持されるにすぎ
ないので、バルブ押動時の反りで不必要にカムがカムシ
ャフト径方向に移動してしまい、適正なバルブリフト特
性を与えることが難しくなる。つまり、この種の運転状
態に応じてバルブリフト特性を変更する装置でも一定の
運転状態ではそれに応じた一定のバルブリフト特性が惨
えられるべきであって、このような運転状態に応じたバ
ルブリフト特性は予めカム形状で設計されているが、上
記のようにバルブからの反力でカムが移動してしまうと
、バルブリフト特性の設計値の再現性に乏しくなり、要
求通りのバルブリフト特性を冑ることが困難になる。

他の従来装置としては、例えば特゛開昭５９−１５５５
１４号公報に示されるように、軽負？ｉ？ｉ時等に一部
のバルブの駆動を停止させて燃費の改善を図るため、一
部のバルブに対応するカムをカムシャフトに回転自在に
支承させるとともに、このカムとカムシャフトとの間で
、半径方向に移動可能なピン（プランジャ）によって両
者を結合状態と非結合状態とに切替えるようにした機構
を・設けることにより、上記結合状態ではカムメンバー
がカムシャフトと−・体に回転してバルブが駆動され、
上記非結合状態ではカムメンバーが静止してバルブの駆
動が停止されるようにしたＩＩが知られている。また、
カムノーズを比較的小さくした低速用カムとこれよりも
カムノーズを大きくした高速用カムの二種類のカムメン
バーをカムシャフト上に並設し、このうちの高速用カム
をカムシャフトに対して回転自在とするとともに、この
高速用カムとカムシャフトに固定された低速用カムとの
間で両者を結合状態と非結合状態とに切替えるピンを設
けることにより、ピンの作動に応じて実質的に高速用カ
ムがバルブを駆動する状態と、高速用カムが静止して低
速用カムがバルブを駆動する状態とに切替えられるよう
にした装置もある。

ところが、このようにピンの係脱によりカムを静止状態
と回転状態とに切替えるようにした装置では、カムをカ
ムシャフトに対して非結合状態から結合状態に切替える
とき、回転しているカムシャフト側と静止しているカム
側との間で、そのいずれか一方に保持されたピンが他方
に形成された係止穴に係合することとなるため、上記ピ
ンに大ぎな衝撃荷重が加わり、またピンによる結合がス
ムーズに行なわれない場合が生じるというような問題が
あった。

（発明の目的） 本発明は上記の事情に鑑み、カムメンバーのカムノーズ
をカムシャフト径方向内外に移動させることによってバ
ルブリフト量の変更もしくはバルブの駆動、停止が可能
となるようにしつつ、カムノーズをカムシャフト径方向
外方に突出させる状態としたときにバルブからの反力で
カムメンバーが移動することを確実に阻止してバルブリ
フト量の設計値の再現性を高め、かつ、カムメンバーに
対する係止機構に衝撃荷重が加わることを防止すること
ができるエンジンの動弁装置を提供するものである。

（発明の構成） 本発明のエンジンの動弁装置は、カムシャフトに対し、
カムシャフト径方向に摺動可能なカムメンバーを装備す
るとともに、押圧力が与えられたときに上記カムメンバ
ーをカムノーズが突出する側に向けて押圧する押圧機構
と、この押圧機構により上記カムメンバーが押圧された
状態でカムシャフト軸方向に移動可能なピンにより上記
カムメンバーをカムシャフトに固着されたメンバーに係
止する係止機構とを設けたものである。

この構成によると、特定運転状態となったときに上記押
圧機構の作動によりカムノーズがカムシャフト径方向外
方に所定攪突出するようにカムメンバーが摺動変位する
とともに、このように変位した状態でＦ記ピンによりカ
ムメンバーがカムシャフトに対して摺動しないようにロ
ックされることとなる。

（実施例） 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、図に
示す実施例では、カムによって直接的にバルブを駆動す
る直接駆動型で、かつ運転状態に応じて２種類のカムを
選択的に用いることによりバルブリフト特性を変更する
ようにした動弁装置に本発明を適用している。

第１図乃至第４図は本発明の・−実施例を示し、これら
の図において、１はカムシャフトであって、図外のシリ
ンダヘッドに軸受２を介して回転自在に支承され、クラ
ンクシャフトに連動して回転する。また、３はエンジン
の燃焼室に開口する吸気ボートもしくは排気ボートを開
開するバルブ（吸気バルブもしくは排気バルブ）であり
、そのバルブステム上端には、油圧式ラッシュアジャス
タ４を介してタペット５が取付けられている。バルブ３
はバルブスプリング６により閉弁方向に付勢されている
。

上記タペット５の上方においてカムシャフト１には、カ
ムシャフト１に固着されたメンバーを構成する低速用カ
ム７と、カムシャフト１に対しカムノーズ突出方向に摺
動可能なカムメンバーを構成する高速用カム８とが、タ
ペット５ＩＰ：′当接可能な位置に並設されている。上
記低速用カム７は、外周が一定径のベースサークルを構
成するベースサークル構成部分７ａと、低速走行時の燃
貴改善等に適合するようなバルブリフト特性を与えるよ
うに所定の形状および大きさをもってベース勺−クルか
ら突出するカムノーズ部分７ｂとを一体に形成してなり
、カムシャフト１に固着されている。

一方、高速用カム８は、所定形状のカムノーズ部分８ｂ
を有する主部８ａと、この主部８ａのカムノーズ部分８
ｂとは反対側の部分に固着されたストッパ部分８Ｃとで
構成されている。上記主部８ａとストッパ部分８Ｃとで
囲まれた内部空間９は、カムノーズ部分８ｂを通る方向
に長くなった断面路長円形状に形成され、この内部空間
にカムシャフト１が挿通されることにより、高速用カム
８がカムシャフト１に対して摺動可能となっており、ま
たこの高速用カム８は侵述のようにカムシャフト１に対
して回り止めされている。そして、第２図のようにスト
ッパ部分８ｃがカムシャフト１に当接する位置まで高速
用カム８がカムノ−ズ突出側に向けて摺動したときは、
高速用カム８のカムノーズ部分８ｂが低速用カム７のカ
ムノーズ部分７ｂよりも外方に突出してこのカムノーズ
部分７ｂを包含する状態となり、第４図のように主部８
ａのカムノーズ側内周面がカムシャフト１に当接する位
置まで高速用カム８がカムノーズの反対側に向けて摺動
したときは、高速用カム８のカムノーズ部分８ｂが低速
用カム７のカムノーズ部分７ｂよりも内方に没入して高
速用カム８が低速用カム７に包含される状態となるよう
に、カム形状および摺動範囲が設定されている。

上記高速用カム８とカムシャフト１との間には、押圧力
が惇えられたときに高速用カム８をカムノーズが突出す
る側に向けて押圧する押圧ｎｅｔを備え、この押圧機構
は、１実流調では次のように構成されている。

すなわち、高速用カム８のカムノーズ側内周面とカムシ
ャフト１との間の内部空間９には、カムシャフト１内の
軸方向に延びるオイル通路１１から分岐したオイル通路
１２が連通しており、一方、ストッパ部分８Ｃとこれに
対向してカムシャフト１に形成された凹部１３との間に
はリターンスプリング１４が介装されている。そして、
上記オイル通路１１から上記内部空間９内に油圧が与え
られたときは高速用カム８がカムノーズ側に向けて押圧
され、上記内部空間９内の油圧が排除されたときは上記
リターンスプリング１４により高速用カム８がカムノー
ズ側とは反対側に付勢されるようになっている。

また、高速用カム８と低速用カム７との間には、高速用
カム８がカムノーズ側に向けて押圧された状態でカムシ
ャフト軸方向に移動可能なピン２２により上記＾速カム
８を低速カム７に係止する係止機構が設けられており、
この係止ｔ１１ｔａは、１実流調では次のように構成さ
れている。

すなわち、上記低速用カム７には、高速用カム８に対面
する側面に開口するピン収納穴２１が形成され、このピ
ン収納穴２１に、両カム７．８を係脱させるためのピン
２２が、カムシャフト軸方向に情動可能の収納されてい
る。上記ピン収納穴２１の底部側には、カムシャフト１
内のオイル通路１１に通じるオイル通路２３が連通し、
このオイル通路２３から油圧が与えられたときに、ピン
２２が高速用カム８に向けて前進する方向に押圧される
ようになっている。一方、高速用カム８には、上記ピン
２２が係脱する係止穴２４が設けられている。この係止
穴２４は、高速用カム８が油圧により押圧されてカムノ
ーズ側に摺動した状態となったとぎに低速用カム７のピ
ン収納穴２１に合致するような位置に設けられ、低速用
カム７に対応する側面に開口している。この係止穴２４
内には、上記ピン２２に対するレシーバ２５と、このレ
シーバ２５を係止穴２４の開口端近例の位置に付勢する
スプリング２６とが収容されている。

さらに、上記ピン２２を利用して低速用カム７およびカ
ムシャフト１に対する高速用カム８の回り止めを行なう
ため、高速用カム８の側面に、上記係止穴２４の開口箇
所からカムシャフト径方向に延びるガイド穴２７が形成
されている。そして、上記ピン２２が係止穴２４から離
脱した後退位置にあるときは、ピン２２の先端がガイド
溝２７に係合することにより、前記のような高速用カム
８の摺動が許容されつつ高速用カム８が低速・用カム７
およびカムシャフト１に対して回り止めされるようにな
っている。

上記のような高速カム８に対する押圧機構および係止機
構は、例えば第１図中に示すような油圧回路３０により
作動される。この油圧回路３ｏは、オイルポンプ３１に
通路３２を介して接続されたアキュムレータ３３と、こ
のアキュムレータから導出された主オイル通路３４と、
この主オイル通路３４にカムシャフト１内のオイル通路
１１を接続するオイル供給通路３５と、主オイル通路３
４にチエツクパルプ３６を介して接続されたリターン通
路３７と、主オイル通路３４をバイパスしてアキュムレ
ータ３３とオイル供給通路３５とを連通するバイパス通
路３８と、主オイル通路３４中に設置プられた切替弁３
９とを備えている。

上記切替弁３９は、ソレノイド等のアクチエ１−タ４０
により、図に実線で示す第１の位置と二点鎖線で示す第
２の位置とに切替作動される。そして、切替弁３９が上
記第１の位置に作動されたときは、オイル供給通路３５
とアキュムレータ３３との間の主オイル通路３４が遮断
されてオイル供給通路３５がリリーフ通路３７に連通ず
ることにより、バイパス通路３８を通して潤滑のための
オイルは供給されるが油圧はリリーフ通路に逃がされる
。また、切替弁３９が上記第２の位置に作動されたとき
は、オイル供給通路３５が主オイル通路３４を介してア
キュムレータ３３に連通されるとともにリリーフ通路３
７から遮断されることにより、油圧がアキュムレータ３
３からオイル供給通路３５に送られ、オイル通路１１を
経てオイル通路１２．２３から高速用カム８の内部空ｔ
ｌｉ９および低速用カム７のピン収納穴２１内に供給さ
れるようになっている。なお、上記アクチユエータ４０
は、エンジン回転数が所定回転数未満の低速運転域では
切替弁３９を上記第１の位置とし、所定回転数未満の高
速運転域では切替弁３９を上記第２の位置とするように
、図外の制御回路により制御される。

以上のような５実流調の動弁装置によると、低速運転時
には、上記油圧回路３０からの油圧の供給が行なわれな
いことにより、第３図および第４図に示すように、上記
ピン２２が係止穴２１がら離脱するとともに、高速用カ
ム８がリターンスプリング１４によりカムノーズ側とは
反対側に付勢され、高速用カム８のカムノーズ部分８ｂ
が低速用カム７のカムノーズ部分７ｂよりも内方に没入
した状態となる。この状態では、低速用カム７がパルプ
３に当接し、従ってこの低速用カム７によりパルプ３が
駆動され、低速運転状態に適合したバルブリフト特性が
与えられる。

上記低速運転状態から高速運転状態に変化したときは、
油圧回路３０が油圧供給状態に切替わり、高速用カム８
の内部空間９および低速用カム７のピン収納穴２１内に
それぞれ油圧が与えられる。

そして、第１図および第２図に示すように、上記内部空
間９に与えられた油圧により高速用カム８がカムノーズ
側に押圧されて摺動するとともに、ストッパ部分８Ｃが
カムシャフト１に当接する位置まで摺動したときに、高
速用カム８の係止穴２４が上記ピン収納穴２１に合致す
ることにより、油圧を受けている上記ピン２２がレシー
バ２５を押して係止穴２４に突入し、高速用カム８を係
止する。この場合、Ｅ記高速用カム８は、係止状態とさ
れる前の低速運転中にも低速用カム７およびカムシャフ
ト１と一体回転しているので、高速用カムを静止状態か
ら回転状態に切替える場合のような衝撃荷重がピン２２
に加わることはない。

このように高速用カム８がカムノーズ側へ押圧されて係
止された状態では、高速用カム８のカムノーズ部分８ｂ
が低速用カム７のカムノーズ部分７ｂよりも外方に突出
することにより、実質的に高速用カム８がバルブ３を駆
動し、高速運転時の出力内上等に通したバルブリフト特
性が与えられる。この場合に、高速用カム８は、上記ピ
ン２２によって係止されていることにより、バルブリフ
ト時にバルブ３からの反力でカムシャフト径方向に移動
することが確実に阻止され、所定のバルブリフト特性が
維持されることとなる。

高速運転状態から低速運転状態に変化したときは、油圧
回路３０が油［１除状態に切替えられることにより、ピ
ン２２がレシーバ２５により押し出されて係止穴２１か
らｆｆｉ脱するとともに、リターンスプリング１４の作
用で高速用カム８がカムノーズ側とは反対側に摺動して
、前述の第３図および第４図の状態に戻される。

このようにして、バルブリフト特性が運転状態に応じて
変更されることとなる。また、図示の構造によれば、第
１図および第２図の状態と第３図および第４図の状態の
いずれの状態にあるとぎでも、ベースサークル部分では
低速用カム７がタペット５に接するようになっており、
高速用カム８が摺動してもベースサークルは一定である
ので、ラッシュアジャスタ４によるタペットクリアラン
ス調整作用に支障を来たすことがない。

第５図は本発明の別の実施例を示し、この実施例では、
タペット５の中央部の上方にあたる位置に高速用カム８
を配置するとともに、その両側に一対の低速用カム７１
．７２を配冒し、その片側の低速用カム７１とその側方
に設けたブロック７３とにわたってピン収納穴２１′を
形成し、このピン収納穴２１′にピン２２をカムシャフ
ト軸方向にｆｆ動可能に保持させている。その他の構造
は上記の第１の実施例と同様である。

この実施例によっても第１の実施例と同様の作用が得ら
れるが、とくにこの実施例のような各カムの配置による
と、高速用カム８でバルブ３が駆動されるときと低速用
カム７でバルブ３が駆動されるときのいずれにおいても
、カムからの駆動力がタペット５の片側に偏って作用す
ることがなく、バランス良く駆動力をタペット５に加え
ることができる。

なお、上記実施例では、バルブ３の駆動を低速用カム７
または７１．７２と高速用カム８とに切替えるようにし
た装置に本発明を適用しているが、上記低速用カムの部
分をベースサークル相当の径の円盤状部材に置換えれば
、上記高速用カムと同構造のカムメンバーを用いて、運
転状態に応じてバルブ３の駆動、停止を可能にするよう
な装置にも本発明を適用することができる。ただしこの
場合、上記カムメンバーは、そのカムノーズがベースサ
ークルよりも内方に没入する状態からベースサークルよ
り所定量外方に突出する状態まで摺動可能としておく。

また、上記実施例ではカムによるバルブの駆動を直接駆
動式としているが、ロッカアームを介してバルブを駆動
するようなものにも本発明を適用することができる。

（発明の効果） 以上のように本発明は、カムシャフト径方向に活動可能
なカムメンバーを装備することによりバルブリフト特性
の変更もしくはバルブ停止を行なうことができるように
し、押圧力が惇えられたときに上記カムメンバーをカム
ノーズが突出する側に向けて押圧する押圧機構を設ける
とともに、この押圧機構により上記カムメンバーが押圧
された状態でカムシャフト軸方向に移動可能なピンによ
り上記カムメンバーをカムシャフトに固定されたメンバ
ーに係止する係止機構を設けているため、上記の押圧状
態においてカムメンバーを確実にロックすることができ
、この状態でのバルブリフト特性の設π１値の再現性を
高めることができる。また、静止しているカムメンバー
と回転しているカムシャフトとをピンで係止するような
構造の従来装置と比較すると、係止時にピンに衝撃荷重
が加わることを防止することができると・ともに、ピン
の係脱をスムーズに行なうことができる等の効果をもた
らす尋ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の・・実施例の動弁装置において摺動可
能なカムメンバーをカムノーズが突出する側に変位させ
た状態の要部断面図、第２図は同状態でのカムメンバー
取付は部分の横断面図、第３図は上記カムメンバーをカ
ムノーズ側とは反対側に変位させた状態での要部断面図
、第４図は同状態でのカムメンバー取付は部分の横断面
図、第５図は別の実施例を示す要部断面図である。 １・・・カムシャフト、３・・・バルブ、７・・・低速
用カム（カムシャフトに固定されたメンバー）、８・・
・高速用カム（カムシャフトに回転自在に支承されたカ
ムメンバー）、９・・・＾速カムの内部空間、１２才イ
ル通路、２２・・・ピン、２４・・・係止穴。 特許出願人　　　　　　マ　ツ　ダ　株式会社代　理　
人　　　　　　弁理士　　小谷　悦司同　　　　　　　
　弁理士　　長１）　正向　　　　　　　　弁理士　　
板谷　康夫第　　２　　　図 第　　３　　図 第　　４　　図 第　　５　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、カムシャフトに対し、カムシャフト径方向に摺動可
   能なカムメンバーを装備するとともに、押圧力が与えら
   れたときに上記カムメンバーをカムノーズが突出する側
   に向けて押圧する押圧機構と、この押圧機構により上記
   カムメンバーが押圧された状態でカムシャフト軸方向に
   移動可能なピンにより上記カムメンバーをカムシャフト
   に固着されたメンバーに係止する係止機構とを設けたこ
   と特徴とするエンジンの動弁装置。