JPH02223616A - エンジンの弁作動装置 - 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） この発明はエンジンの弁作動装置、特に１つの吸気弁ま
たは排気弁に対して設けられたカムプロフィールの異な
るカム部材を、運転条件に応じて選択的に作動させ、こ
れによって弁作動の制御を行うものに関する。

（従来の技術） 従来からエンジンの燃費性能および出力性能等を向上さ
せる目的で運転状態に応じて、吸気弁および排気弁の作
動を制御し、これによって吸排気のタイミングあるいは
吸排気量を制御することが知られている（特開昭６２−
１３１９０７号公報参照）。

これを第１７図で説明すると、図示のものは直接駆動力
式のオーバーへラドカムの例で、カムシャフト２にはエ
ンノンの低回転時と高回転時にそれぞれ適したプロフィ
ールを有する板カム部材３゜４が取り付けられる。この
うち、低速用の板カム部材３がカムシャフト２に対しで
固定されるのに対し、高速用の板カム部材４は、カムシ
ャフト２に対して同動自在に取り付けられ、後述する連
結１ｆＨｓｌｔが作動した場合にカムシャフト２に固定
される。なお、この板カム部材４は係止ビン５によりカ
ムシャフト２の軸方向へは動き得ないようになっている
。

カムシャフト２と板カム部材４との間には、第１８図で
示すように、カムシャフト２の半径方向内側に向かう円
筒状のシリング２Ａと、このシリング２Ａを摺動しシリ
ング２Ａの深さと同じ長さを有するプランジャ６と、こ
のプランジャ６およびシリング２Ａにで画成される油圧
室７と、前記シリング２Ａよりも若干大きな径を有しカ
ムシャフト２の半径方向外側に向かって？設された円筒
状の嵌合孔８と、この孔８を摺動し得るばね受け９と、
ばね受け９を介し前記ブランツヤ６をカムシャフト２の
側に付勢するスプリング１０とからなる連結機構が構成
され、油圧室７に油圧が導入されていない場合は、スプ
リング１０によりシリンダ２Ａ内へと押し戻されるため
にプランジャ６が嵌合孔８にはまり込めず、板カム部材
４がカムシャフト２に連結されていない、この場合、弁
１は低速用板カム部材３にしたがってす７トされ、この
板カム部材３よれば、比較的開弁期間の短い、あるいは
弁す７トの小さな特性が得られる。

一方、エンジンの高回転時に、オイルポンプ１５からの
油圧が電磁弁１６を介して油圧室７に導入されると、ス
プリング１０の弾性力に抗しで、プランジャ６が嵌合孔
８のトレーリング側に形成された助走溝１１に摺接しつ
つ移動して嵌合孔８にはまり、これにて板カム部材４と
カムシャフト２が連結される。ここに、板カム部材４は
、他方の板カム部材３に比して、開弁期間が長くあるい
は弁リフト量が大きくなるようにカムノーズ部を形成し
であるので、両板カム部材３，４がバルブリフター（あ
るいはタペット）１２と摺接しつつ回転すると、低速用
の板カム部材３がパルプリフター１２より浮き上がり、
この場合の弁り７ト特性は高速用の板カム部材４にした
がう。

（発明が解決しようとする課題） このような装置では、プランジャ６がカムシャフト２２
の半径方向に移動することで高速用の板カム部材４とカ
ムシャフト２２とを連結したり連結を解いたりするよう
にしているため、カムシャフト回りの慣性重量が増すこ
とがあり、その場合には弁ばねやシリングヘッドの剛性
を強化する必要が生じて（る。

また、摺動部材としてのピストン６が嵌合孔８には＊り
込むことで高速用の板カム部材４とカムシャフト２を連
結する構成であるため、摺動を繰ｒ）返すうちに摺動部
位が摩耗し連結状態で〃タツキが生じることになると、
高回転時の弁リフト特性に影響を与えかねない。

この発明はこのような従来の課題に着目してなされたも
ので、動弁慣性重量を増加させず、かつ連結部を簡単な
構成として耐久性をも高めるようにしたｌ１ｔｒ！ｔを
提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） この発明は、低速用のプロフィールを有する板カム部材
をカムシャフトに固定するとともに、高速用のプロフィ
ールを有する板カム部材をカムシャフトの軸方向に摺動
自在に設ける一方で、両板カム部材の互いに対向する側
面に凹凸の連結部を形成し、さらに前記カムシャフト上
に収納したスプリングにで前記高速用板カム部材を低速
用板カム部材から離れる向きに付勢するとともに、エン
ジンの高回転時にこのスプリングに抗して高速用板カム
部材を低速用板カム部材の側に駆動するアクチュエータ
を前記カムシャフト上に構成した。

（作用） 高連用の板カム部材をカムシャフトの軸方向に移動させ
るためのスプリングと７クチユエータとが、カムシャフ
ト上に構成されると、カムシャフト回りの慣性重量が大
幅に増加することがない。

また、低速用と高連用の両板カム部材の連結が凹凸の単
純なかみ合わせにより行なわれると、その連結は確実で
あり、耐久性も向上する。

（実施例） 第１図と第２図は直接駆動方式のオーバーへラドカムの
例で、同図においで弁（吸気弁、＃気弁のいずれでも良
い）のすぐ真上に位置してカムブラケット２１に軸支さ
れるカムシャフト２２には、エンノンの低回転時と高回
転時にそれぞれ適したプロフィールを有する板カム部材
２３．２４が取リ付けられる。

このうち、低速用の板カム部材２３がカムシャフト２２
に固定されるのに対し、板カム部材２４については、カ
ムシャフト２２の軸方向に摺動自在に、かつカムシャフ
ト２２に対して回動自在にも設けられる。詳しくは、板
カム部材２４の内周面が段付きの円筒状に形成され、そ
の小径部２４Ａがカムシャフト２２の外周面２２Ａと摺
接することになる。また、板カム部材２３の側に位置す
る大径部２４Ｂには、板カム部材２４を他方の板カム部
材２３から引き離す方向（図で右方）に付勢するフィル
スプリング２５が収納される。

両板カム部材２３．２４の互いに対向する側面には両者
の連結部が構成される。これは、板カム部材２３の右側
面２３Ａに穿設される、たとえば円柱状の凹部２３Ｂと
、板カム部材２４の左側面２４Ｃに突出して形成され、
前記四部２３Ｂとがたつかない程度に嵌介する円柱状の
凸部２４Ｄとからなるもので、第２図に示すように凸部
２４Ｄが四部２３Ｂにはまり込んだ状態では、両板カム
部材２３．２４がカムシャフト２２の円周方向に対して
一体化し、同期して回転する。なお、連結部（２３Ｂ、
２４　Ｄ）は板カム部材のベースサークルを形成する円
筒よりもカムシャ７）２２１１＋に近く形成することが
好ましく、連結部の数は１以上あれば良い。

前記高速用の板カム部材２４とカムブラケット２１との
間のカムシャフト上には、この板カム部材２４を他方の
板カム部材２３の側に駆動するための油圧アクチュエー
タが構成される。これは、カムブラケット２１の左側面
２１Ａに取り付けられる円筒状のシリング２６と、板カ
ム部材２４の右側面２４Ｅに取り付けられ前記シリング
２６を摺動し得る円筒状のピストン２７と、両者２６゜
２７およびカムシャフト２２の周面２２Ａとの間に両ｙ
＆される油圧室２８とからなり、図示しないオイルポン
プからの油圧が電磁弁、カムシャフト２２内の油圧通路
３１．油供給孔３０を介して油圧室２８に導入されると
、前記スプリング２５に抗して板カム部材２４を他方の
板カム部材２３へと向かわせるようにしである。この板
カム部材２４の移動により前記四部２３Ｂと凸部２４Ｄ
が互いに対向する位置にくると凸部２４Ｄが四部２３Ｂ
に嵌合する。

なお、油圧室２８に収納されるスプリング２９の弾性力
は、前記スプリング２５よりも弱いものが採用され、油
圧室２８に油圧が導入されていない状態では、第１図に
示すように、両スプリング２５．２９の弾性力がバラン
スする位置に板カム部材２４が落ち着いている。板カム
部材２３の内周面近くにおいて板カム部材２４の側に突
出して形成される小径部２３Ｃはスプリング２５が飛び
出さないように抑えでおくためのもので、その外径が板
カム部材２４の大径部２４Ｂの内径よりも若干小さくさ
れている。

凹凸のかみ合いにより一体化した板カム部材２３．２４
は、第２図に示すように弁の作動方向の中心軸１Ａから
オフセットしないように、カムシャフト２２の軸方向に
おける位置決めがなされている。これはパルプステムに
かかる偏荷重を極力抑えるためである。

ここで、この実施例の作用°を説明すると、エンジンの
低回転時には油圧室２８に油圧が導入されておらず、こ
の状態では高速用の板カム部材２４が、第１図に示すよ
うに低速用の板カム部材２３から離れた位置にあるので
、板カム部材２４が板カム部材２３の作動に影響を与え
ることはない。

エンジンの高回転時になると、カムシャフト上に設けた
油圧アクチエエータが駆動され、板カム部材２４が板カ
ム部材２３の側に移動すると、板カム部材２３と対向す
る側に設けた凸部２４Ｄが、これと嵌合する凹部２３Ｂ
と真正面で対向していない限り、まず板カム部材２３の
右側面２３Ａに当接する。この状態では、板カム部材２
３がカムシャフト２２に同期して、また板カム部材２４
はカムシャフト２２に同期することなく、それぞれ回動
するので、その相対的な回動速度のずれにより凸部２４
Ｄと四部２３Ｂが出金つな途端に両者が嵌介し、ここに
両板カム部材２３．２４が連結される。

この場合、板カム部材２４をカムシャフトの軸方向に駆
動する機構（スプリング２５と油圧アクチュエータ）が
カムシャフト上に構成されでいるため、カムシャフト回
りの慣性重量が大幅に増加することがなり、シたがって
弁ばねやシリングヘッドの剛性を強化するといった必要
性がない。

また、両板カム部材２３．２４の連結が凹凸の単純なか
み合わせにより行なわれるため連結が確実であり、しか
も耐久性が向上する。これに対して従来例によれば、連
結機構の摺＃Ｊ部位が磨り減ってくることが考えられ、
耐久性に問題があるし、磨り減った状態では〃タツキに
伴う悪影響もあるのである。

第３図と第４図は他の実施例で、それぞれ第１図と第２
図に対応する。この例は、板カム部材２３に形成する四
部に、さらに案内溝を設けるとともに、非連結時に板カ
ム部材２４に形成する凸部をこの案内溝と係合させてお
くようにしたものである。たとえば、第３図でいう板カ
ム部材２３の右側面図と板カム部材２４の左側面図をそ
れぞれ第５図と第６図に、また第５図のＡ−Ａｌｌ断面
図と第６図のＢ−Ｂ線断面図を第８図と第７図にそれぞ
れ示すと、第５図に示す板カム部材２３の右側面２３Ａ
において、円柱状の孔からなるＩＷＪ部４１の両隣りに
この四部４１よりも深さの浅い孔をその一部が重なるよ
うに穿設することで、案内溝４２．４３を形成する。そ
して、円柱状の凸部４５を、この案内溝４２．４３内ま
で侵入させた状１ＩＣ＄８図に一貞頷線で示す）で保持
させると、第９図で示すように板カム部材２４が低速用
の板カム部材２３に対して左右に所定の角度（１／２）
ａずつしか揺動しえなくなる。これを逆にいえば、凸部
４５がａの１／２だけ揺動すれば必ず四部４１と出会う
ということであり、これにで両板カム部材２３．２４を
連結するための時間が大幅に短縮されるとともに、高速
用板カム部材２４がカムシャフトとを自由に回動するの
を防止できる。なお、第５図、第６図、第９図では説明
の便宜上、両板カム部材２３．２４とも同じ大きさで図
示している。

上記案内溝４２．４３と凸部４５には、第１１図、第１
０図で示すように、一定の傾きθを有するテーパ一部４
６，４７を設けるとなお都合が良い。

ただし、案内溝の幅は、低回転時の弁り７Ｆ特性に支障
な外よう決定することはいうまでもない。

第１２図〜ｔ！ｓ１４図は別の他の実施例で、これはカ
ムシャフト２２の軸方向に、カムシャフト２２の周面２
２Ａから所定幅だけ突出させてキー５１を埋め込むとと
もに、板カム部材２４の内周面にこのキー・５１を摺動
し得る案内溝５２を形成したものである。

この例では、高速用の板カム部材２４が油圧７クチユエ
ータによりキー５１上を摺動して低速用の板カム部材２
３の側に向かうと、その凸部２４Ｄがこれと嵌合する四
部２３Ｂと必ず真正面で出会うので、エンジンの低回転
時から高回転時への弁リフト特性の切換が瞬時にかつ確
実に行われる。

ただし、キー５１により板カム部材２４をカムシャフト
２２の円周方向に摺動できなくしたので、エンジンの低
回転時にも板カム部材２４の局面がバルブリフター１２
に摺接するようだと高回転時の弁り７ト特性となってし
まうので、低回転時には、第１２図で示すように、板カ
ム部材２４がバルブリフター１２と摺接することがない
位ａまで板カム部材２４を引き離しでいる。また、案内
溝５２を高速用の板カム部材２４に形成したために、板
カム部材２４を低速用の板カム部材２３から弓き離すた
めのリターンスプリング２５が、低速用の板カム部材２
３の内周面に設けた収納孔５３に収められる。

さらに、ピストン２７の摺動するシリンダ５５について
は、他の実施例と相違して二重の円筒状に形成してあり
、内側の円筒状部材５５Ａのうち所定角度βの範囲を切
り欠き、この切り欠Ｑｇ５５Ｂを介して油圧室２８と油
供給孔３０とを連迎させることで（シリングの平面図で
ある第１５ｔ２！と、そのＡ−Ａｌｌ断面図である第１
６図参照）、板カム部材がベースサークルにある場合に
限って油圧が導入されるようにしている。これにて、糎
カム部材２４のカムノーズ部がバルブリフター１２と衝
突して破損することが避けられる。

最後に、実施例では、直接駆動方式について説明したが
、ロッカーアーム式に対しでも適用することができるこ
とはいうまでもない。

（発明の効果） この発明は、高速用のプロフィールを有する板カム部材
をカムシャフトの軸方向に摺動自在に設けるとともに、
低速用と高速用の両板カム部材の互いに対向する側面に
凹凸の連結部を形成しておき、カムシャフト上に構成し
たスプリングと７クチユエータにより、運松条件に応じ
て高連用板カム部材をカムシャフト上で移動させ、前記
連結部を介して両板カム部材を連結しあるいは連結を解
くようにしたため、カムシャフト回りの慣性重量を大幅
に増加させることがな（、かつ連結を確実にして耐久性
も向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図はこの発明の一実施例の断面図で、それ
ぞれエンノン低速時と高速時の状態を示す。 ！ｓ３図とｔＪＳＡ図はそれぞれ第１図と第２図に対応
する他の実施例、第５図と第６図はこの実施例の板カム
部材２３と２４の平面図、第７図と第８図はそれぞれＰ
ｒＩｋ６図のＢ−Ｂｌｉ断面図と第５図のＡ−Ａａ断面
図、＃！ｉ９図は板カム部材２３に対して板カム部材２
４が揺動し得る範囲を説明するための平面図、第１０図
と第１１図はそれぞれ第７図とＰｒ５８図に対応する別
の他の実施例の断面図である。 第１２図と第１３図はそれぞれ第１図とＭＳ２図に対応
するもうひとつ別の他の実施例、第１４図は第１２図の
Ｘ矢視図、第１５図はこの実施例のシリング５５の側面
図、第１６図は＃ＩＪ１５図のＡ−Ａ線断面図である。 第１７図は従来装置のエンノンの部分断面図、第１８図
は従来装置の連結部の詳細図である。 ２２・・・カムシャ７）、２３・・・板カム部材、２３
Ｂ・・・四部、２４・・・板カム部材、２４Ｄ・・・凸
部、２５・・・スプリング、２６・・・シリング、２７
・・・ピストン、２８・・・油圧室、４１・・・四部、
４２．４３・・・案内溝、４５・・・凸部、４６．４７
・・・テーパ一部、５１・・・ＪＩｆ−５２・・・案内
溝、５５・・・シリング、５５Ｂ・・・切り欠き部。 第１図 ２８　：油圧室 第２ 図 第３図 第９ 図 第１０図 第１！ 図 第４ 図 第１２図 第１３図 第１４図 第１６図 第１５図 第１７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 低速用のプロフィールを有する板カム部材をカムシャフ
   トに固定するとともに、高速用のプロフィールを有する
   板カム部材をカムシャフトの軸方向に摺動自在に設ける
   一方で、両板カム部材の互いに対向する側面に凹凸の連
   結部を形成し、さらに前記カムシャフト上に収納したス
   プリングにて前記高速用板カム部材を低速用板カム部材
   から離れる向きに付勢するとともに、エンジンの高回転
   時にこのスプリングに抗して高速用板カム部材を低速用
   板カム部材の側に駆動するアクチュエータを前記カムシ
   ャフト上に構成したことを特徴とするエンジンの弁作動
   装置。