JPS6341609A - エンジンのバルブ駆動装置 - 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） 本発明は、エンジンのバルブ駆動装置に関し、特にバル
ブ駆動用カム部材とバルブとの係合状態を運転状態に応
じて制御しこれによってバルブ作動を制御するようにな
ったエンジンのバルブ駆動装置に関する。

（従来技術） エンジンのバルブ駆動装置において、バルブとバルブ駆
動用カムとの係合状態をエンジンの運転状態に応じて変
化させるようにしたエンジンは従来から知られている。

たとえば、特開昭５９−１５５５１５号公報には、バル
ブ駆動用カム部材をカムシャフトに回動自在に取りつけ
るとともに、カムシャフトの内部に該カム部材の回動を
拘束するプランジャを配置し、油圧機構を用いてこのプ
ランジャを半径方向の移動を運転状態に応じて制御する
ようにしたバルブ駆動装置が開示されている。この開示
された装置では、油圧がプランジャに作用していないと
きには、ハネの弾性力によりカムシャフトの表面から突
出してカム部材の係合穴に突入してカム部材とカムシャ
フトとの相対的回動を不能にする。したがって、この状
態ではカム部材はカムシャフトと一体になって回転し、
所定のタイミングで吸、排気バルブを開閉駆動する。

そして、プランジャに油圧が作用すると、プランジャは
カムシャフト内に没入し、カム部材はカムシャフトに対
して回動自在となり、カムシャフトは空転することとな
る。この場合には、カム部材はバルブを駆動せず、バル
ブは、閉状態に維持される。

また、特開昭５８−９１３１７号公報には、１つのバル
ブを作動させるための高速用カムと低速　・用カムとの
二つのカムを設け、このカムを運転状態に応じて選択的
に作動させるようにしたバルブ駆動装置が開示されてい
る。この装置では、高速用カムと低速用カムと並設した
中空部材をカムシャフトに軸方向移動可能に取りつける
とともにカムシャフトと平行にカムの切り換えを行うシ
フトフォークを備えた切り換え軸を設け、この切り換え
軸を運転状態に応じて軸方向に移動させることにより」
１記中空部材に設けられシフトフォークに係合するハブ
を介して、高速用カムと低速用カムとの切り換えを行い
これによって、バルブの開閉タイミングを運転状態に応
じて制御するようにしている。

このようにバルブ部材とカムとの係合状態を制御する機
構は、特定の条件下でバルブの作動を停止する場合、あ
るいは、バルブの開閉タイミングを運転状態に応じて変
化させる場合等、各種の制御に広汎に適用することがで
きるものである。

（解決しようとする問題点） しかし、特開昭５９−１５５５１５号公報に開示された
構造では、カム部材をカムシャフトに拘束した状態では
、バルブの作動反力をプランジャのみによって支持しな
ければならず、構造」二、強度面で不利がある。この点
、特開昭５８−９１３１７号公報に開示された装置では
、カムを巾方向全体にわたって支持することができると
ともに、バルブの作動反力が分散するように周方向複数
個所で支持することができるので、構造上支持強度の面
では、上記特開昭５１−１５５５１５号公報に開示され
るものに比べて有利である。しかし、この特開昭５８−
９１３１７号公報に開示された装置は、カムの切り換え
を行うためシフトフォークを取りつけた特別の切り換え
軸が必要となるので、装置が大型化かつ複雑化するとい
う問題がある。また、この構造のようにカム部材を軸方
向に移動させてバルブ部材との係脱を行うものでは、カ
ム部材とバルブ部材との所望の係合状態を得るために、
カム部材の当接面の中心とバルブ部材の作動軸とを切り
換え操作を行う毎に整合させることが必要となるので、
係脱の過渡状態でのカム部材とバルブ部材との接触が不
可避的に生じる。しかしこのような接触は、騒音の問題
を生じる恐れがあるとともに、両者の耐久性能に悪影響
を与えるものである。

したがって、エンジンの騒音及び耐久性の面から上記の
ような係脱の過渡状態でのカム部材とバルブ部材との接
触をできるだけ少なくすることが望ましい。

（問題を解決するための手段） 本発明は、上記事情に鑑みて構成されたものでコンパク
トで、構造」二十分な強度を有しかつ、上記のようなバ
ルブの切り換え操作の過渡的状態でのバルブ部材とカム
部材との望ましくない接触状態を極力少なくして耐久性
させるとともに、」１記のような騒音の問題を解消する
ことができるエンジンのバルブ駆動装置を提供すること
を目的としている。

本発明のバルブ駆動装置は、エンジンの回転に同期して
回転するカムシャフトと、該カムシャフトの軸方向に移
動可能かつカムシャフトとの相対的回転不能に前記カム
シャフトに取り付けられるカム部材と、前記カム部材に
よって駆動されるバルブ部材と、前記カム部材の回転に
よってバルブ部材が駆動する駆動位置と前記カム部材が
回転してもバルブ部材が駆動しない非駆動位置に前記カ
ム部材を前記軸方向に移動させる駆動手段と、前記バル
ブ部材の軸方向の移動を運転状態に応じて制御する制御
手段とを備え、前記バルブ部材のカム部材との当接部の
カム部材が係脱する側には、切り欠き部が設けられ該当
接部の端部とバルブ部材の作動軸との距離が接近してい
ることを特徴とする。

本発明によれば、カム部材とカムシャフトは、別体で構
成され両者はたとえば、スプライン係合によって結合さ
れている。従って、カム部材は、カムシャフトと一体に
なって回転はするが、カムシャフトの軸方向には、独立
して移動することができるようになっている。この場合
、カム部材は回転によってバルブ部材を開閉駆動する駆
動位置と回転によってバルブ部材を駆動しない非駆動位
置との間を軸方向に移動する。本発明では、このカム部
材の軸方向の移動を運転状態に応じて制御する制御手段
が設けられる。この制御手段は、油圧作動式でカム部材
を移動させるプランジャを備えており、カムシャフト内
部に組み込まれる。

さらに、本発明においては、バルブ部材のカム部材との
当接部、たとえば、タペットはのカム部材が係脱する側
は、所定量だけ切り欠かれており」１記当接部のカム部
材係脱側端部とバルブ部材の作動軸とが極力接近するよ
うに構成されている。

（発明の効果） 上記のように、本発明によれば、カム部材はカム部材の
ｄ］全全体わたってカムシャフトに係合しているので、
特開昭５９−１５５５１５号公報に開示されるようなピ
ン係合のものと異なり、構造」二十分な強度を有する。

この結果、耐久性のある信頼性の高いバルブ駆動装置を
得ることができる。

また、特開昭５８−９１３１７号公報に開示される構造
のものと異なり、制御手段は、カムシャフト内部に組み
込むことができるので、装置をコンパクトに構成するこ
とができる。さらに、本発明にがかるバルブ部材のカム
部材係脱側端部には、カム部材軸方向に関して、切り欠
かれた状態になっているので、カム部材の係脱切り換え
操作を迅速に行うことができるとどもに、騒音及び耐久
性の面でも好ましい結果を得ることができる。

（実施例の８％明） 以下、図面を参照しつつ本発明の実施例につき説明する
。

第１図乃至第４図を参照すれば、本例のエンジンの動弁
機構は、エンジンクランク軸（図示せず）と同期して回
転するカムシャフト１を備えている。

該カムシャフト１には、一つの気筒のために２つのカム
部材２．３が取りつけられてふり、カム部材２は、カム
シャフト１に対して固定されており、カム部材３は、カ
ムシャフト１に対する相対的回転は不能であるが軸方向
にはカムシャフト１上を摺動することができるような構
造でカムシャフト１に取りつけられている。そして、こ
れらのカム部材２．３にそれぞれ対応してバルブ４．５
が設けられろ。バルブ４は、カム部材２のカム面と摺接
するタペット６を頂部に備えている。タペット６の下方
には、燃焼室に開口する弁体を下端に備エタハルフステ
ム７が位置しており、該バルブステム７の上端付近には
、バネ８を支持するバネ押さえ９が取りつけられている
。タペット６とバルブステム７との間には、バルブ４と
カム部材４との間の間隙を自動的に調節するＨＬ八へ構
１０が設けられている。ＨＬ　Ａ機構１０は、タペット
６に固定されるガイド１１に第１図において上下方向に
摺動自在に設けられるプランジャ１２を備えている。さ
らにＨＬＡ機構１０は、二つのオイルチャンバ１３．１
４を備えており、これらのチャンバ１３．１４は、プラ
ンジャ１２に設けられるオイル通路１５によって仕切ら
れている。オイルチャンバ１４内には、通路１５を塞ぐ
ようにボール１６が配置されるとともにこのボール■６
を支持するバネ１７が配置されている。この構成により
、オイルは、チャンバ１３からチャンバ１４に流入する
ことは可能であるが、流出することは出来ないようにな
っている。この結果、バルブステム７の先端とプランジ
ャ１２の下端との間に隙間が生じるとプランジャ１２に
オイルチャンバ１３の圧力がオイルチャンバ１４の圧力
を上回り、ボール１６がこの圧力差によって押し下げら
れオイルの一部が通路１５を通ってオイルチャンバ１４
内に流入する。これによってプランジャ１２は下方に突
出して再びバルブステムの先端に当接してその間隙が補
償される。

バルブ５は、バルブ４と路間−の構造を有するので同一
の部材には、同一の参照番号を付してその説明は、省略
する。なお、バルブ５のタペット１８は、バルブ４のも
のと異なり、その頂部が一部切り欠かかれた形状になっ
ている。

カム部材３の構造について詳述すれば、第３図第３図に
示すようにカム部材３は、Ｕ字状に切り欠かれた断面形
状になっており、この切り欠きによって形成された凹部
１９には、カムシャフト１が係合する。また、第１図に
示すようにカムシャフト１のカム部材３が係合する部分
には、軸方向に延びる長穴２０が形成されており、この
長穴２０には、カム部材３の両脚部２１．２２を連結す
るピン２３が貫通して延びている。したがって、カム部
材３の軸方向の移動は、この長穴２０及びピン２３によ
って規制されるようになっている。

本例の動弁機構では、カム部材３の軸方向の移動を制御
するために油圧機構が設けられる。この油圧機構につい
て説明すれば、カムシャフト１の中心部には、オイル通
路２４が軸方向に延びており、このオイル通路２４は、
先端部でこれと直交するオイル通路２５に連通しており
、このオイル通路２５の両端から斜め下方に２つのオイ
ル通路２６．２７が略平行に延びている。これらのオイ
ル通路２６．２７の内部には、プランジャ２８．２９が
配置されており、このプランジャ２８．２９は、カム部
材３の一方の側面の略ピン２３が位置する上下方向の位
置に当接している。

また、カムシャフト１には、カム部材３のオイル通路２
Ｇ、２７とは、反対側において、これらの通路２６．２
７ど略対象に斜め」１方に延びる一対の細長い穴３０．
３１が形成されている。そして、この穴３０，３１には
、それぞれハネ３２．３３及びプランジャ３４．３５が
配置される。これらのプランジャ１３４．３５は、カム
部材のプランジャ２８．２９が当接している面とは反対
側の側面の略対象の位置に当接している。

以上の構成により、オイル通路２４に油圧が加えられる
と、プランジャ２８．２９がカム部材３の側面を押圧し
て第１図、第２図において右方に移動させ、カム部材３
をバルブ５の作動軸上に位置させる。これによって、カ
ム部材３は、カムシャフト１と一体となった回転により
バルブ５を開閉駆動することができる。

一方、オイル通路２４に油圧が導入されていない場合に
は穴３０．３１に配置されたバネ３２．３３の弾性力の
ため、プランジャ３４．３５がカム部材３を、第１図、
第２図において、左方に押しカム部材３をバルブ５との
係合状態から解放する。この結果、カム部材３がカムシ
ャフト１の回転に伴って回転してもバルブは非駆動状態
に維持されることとなる。

なお、本例のバルブ５は、ＨＬＡ機構１０を備えている
ため、カム部材３が非駆動位置に移動した場合において
、バルブ５の拘束を解除するとＨＬＡ機構１０のプラン
ジャ１２が下方に突出してタペット１８の頂面の位置が
上昇し、これによつてカム部材３との再係合が不能にな
るといった問題が生じる。本例の構造では、カム部材３
が軸方向に移動して非駆動位置にある場合に、バルブの
拘束を確保するために、カム部材３の側方にカム部材３
に連続してカム面のベースサークルの径と同一の外径を
有するベースサークル部３６を設ケている。これによっ
て、カム部材３が非駆動位置に移動した場合であっても
、バルブ５は該ベースサークル部３６との当接状態が維
持されるのでＨしへ機構１０によるバルブ長さの不当な
伸びを防止することができる。したがって、本例の構成
により、ＨＬ　Ａ機構ＩＯの利点を有効に活かしつつバ
ルブ駆動制御を行うことができる。

また、本例では、バルブ５のタペット１８のカム部材３
の係脱がおこなわれる側の一部を切り欠き、バルブ５の
作動軸線３７とタペット１８との端面との距離を極力小
さくするように構成している。これによって、カム部材
３の係脱を迅速に行うことができ、係脱の過渡状態での
バルブ５とカム部材３との望ましくない接触状態を極力
少なくすることができ、騒音の問題を解消できるととも
に、カム部材３及びタペット１８の耐久性を向」ニさせ
ることができる。

第５図を参照すれば、本発明の他の実施例が示されてお
り、本例では、カムシャフト５０は組み立て構造になっ
ており、該カムシャフト５０には１つのバルブ５のため
に、低速用カム部材５２と高速用カム部材５３の２つが
設けられている。そして、本例では、低速用カム部材５
２はカムシャフト５０に固定されており、高速用カム部
材５３だけが軸方向に移動できるようになっている。

カム部材３の構造について詳述すれば、第６図に示すよ
うにカム部材５３は、カムシャフト５０とスプライン係
合している。　本例の高速用カム部材５３の軸方向の移
動を制御する油圧機構について説明すれば、カムシャフ
ト５０の中心部を軸方向に延びるオイル通路５４は、先
端部でこれと直交して放射状に延びるオイル通路５５に
連通しており、このオイル通路５５の端部からは、３つ
のオイル通路５６がオイル通路５４に平行に延びている
。このオイル通路５６には、内部を移動し得るように、
プランジャ５７が配置されている。

このプランジャ５７は、高速用カム部材５３の一方の側
面に形成された凹部５８に係合し得るようになっている
。

また、高速用カム部材５３の反対側の側面にはプランジ
ャ５９が当接しており、このプランジャ５９は、低速用
カム部材５２を貫通して延びる貫通穴６０に配置された
、バネ６１の弾性力により高速用カム部材５３を油圧機
構のプランジャ５７の作用方向とは反対側に付勢してい
る。

したがって、本例の構成ではオイル通路５６に油圧が導
入されたときプランジャ５７は高速用カム部材５３を軸
方向に移動させて高速用カム部材５３をバルブ５のタペ
ット１８に係合させ油圧が解除されたとき、バネ６Ｘの
作用により、高速用カム部材５３はタペット１８との係
合が解除される。そして、高速用カム部材５３は、低速
用カム部材５２よりも大きいカムプロフィールを有して
いるので、高速用カム部材５３が係合したときには、低
速用カム部材５２に優先してバルブ５を駆動する。従っ
て、本例の構造では、運転状態に応じて高速用カム部材
５３への油圧を制御することにより、バルブの開閉タイ
ミングを変化させることができる。

本例においても、タペット１８の１部が切り欠かれてい
るので、前例と同様の効果を得て、騒音の低減及び耐久
性の向」二を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施例に係るエンジンのバルブ駆
動装置の部分断面図、第２図は、第１図のバルブ駆動装
置の平面図、第３図は、第１図のＡ−Ａ矢視図、第４図
は、第１図の１３−Ｂ矢視図第５図は、本発明の他の実
施例に係るバルブ駆動装置の部分断面図、第６図は、第
５図のＣ−Ｃ矢視図である。 １・・・・・・カムシャフト、２．３・・・・・・カム
部材、４．５・・・・・バルブ、６・・・・・・夕゛ペ
ット、７・・・・・・バルブステム、８・・・・・・バ
ネ、９・・・・・・バネ押さえ、１０・・・・・・ＨＬ
Δ機構、１１・・・・・・ガイド、１２・・・・・・プ ランジャ １５・・・・・・オイル通路、１６・・・・・・ボール
、１７・・・・・・バネ、１３・・・・・・タペット、
１９・・・・・・凹部、２０・・・・・・長穴、２１、
２２・・・・・・脚部、２３・・・・・・ピン、２４、
２５、２６・・・・・・オイル通路、２８、２９・・・
・・・プランジャ、３０、３１・・・・・穴、３２、３
３、・・・・・・バネ、３４、３５・・・・・・プラン
ジャ、３６・・・・・・ペースザークル部、３７・・・
・・・作動軸線、５０・・・・・・カムシャフト、５２
・・・・・低速用カム部材、５３・・・・・・高速用カ
ム部材、５４、５５、５６・・・・・・オイル通路、５
７・・・・・・プランジャ、５８・・・・・・凹部、５
９・・・・・・プランジャ、６０・・・・・・貫通穴、
６１・・・・・・バネ。 　　Ｑ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの回転に同期して回転するカムシャフトと、該
   カムシャフトの軸方向に移動可能かつカムシャフトとの
   相対的回転不能に前記カムシャフトに取り付けられるカ
   ム部材と、前記カム部材によって駆動されるバルブ部材
   と、前記カム部材の回転によってバルブ部材が駆動する
   駆動位置と前記カム部材が回転してもバルブ部材が駆動
   しない非駆動位置に前記カム部材を前記軸方向に移動さ
   せる駆動手段と、前記カムシャフト内に設けられ前記バ
   ルブ部材の軸方向の移動を運転状態に応じて制御する制
   御手段とを備え、前記バルブ部材のカム部材との当接部
   のカム部材が係脱する側に、切り欠き部が設けられ該当
   接部の端部とバルブ部材の作動軸との距離が接近してい
   ることを特徴とするエンジンのバルブ駆動装置。