JPS6341610A

JPS6341610A - エンジンのバルブ駆動装置

Info

Publication number: JPS6341610A
Application number: JP61186246A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Masuda; 益田　俊治; Tatsuya Uesugi; 達也上杉; Hiroyuki Oda; 博之小田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-08-08
Filing date: 1986-08-08
Publication date: 1988-02-22
Also published as: US4794893A

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／Ｌ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、バ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５８−９１３１Ｔ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上記中
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５り−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５８−９　ｔ　３１７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
複数個所て支持することがてきるので、構造上支持強度
の面では、」１記特開昭５９−１５５５１５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。

（問題を解決するだめの手段）本発明は、」１記事情に鑑みて構成されたものでコンパ
クトで、構造上十分な強度を有し、したがって耐久性の
向上した信頼性のあ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
手段とを備えたことを特徴とする。

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。また、カム部材に切り欠きを設け、カムシャ
フトをこの切り欠きと相補的形状に構成して結合するこ
ともできる。従ってカム部材は、カムシャフトと一体に
なって回転するが、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。このましくは、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。

（発明の効果）」１記のように、本発明によれば、カム部材はカム部材
の巾全体に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、構造上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
込まれるので、装置をコンパクトに構成することができ
る。

（実施例の説明）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が取りつけられており、カム部材２は、カム
シャフト１に対して固定されてふり、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
が設けられる。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えたバルブステ
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ＨＬＡ機構
１０が設けられている。ＨＬ八へ構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１３．１４
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１６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」−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
６．２７とは、反対側において、これらの通路２６．２
７と略対象に斜め」一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
、それぞれバネ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」二の構成により、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。

本例の構造では、カム部材３は、その１］の全体にわた
ってカムシャフト１と係合しているので、十分な結合を
強度を有する。しかもカム部材の軸方向の移動を制御す
る油圧機構は、カムシャフト１の内部に組み込まれてい
るので、装置をコンパクトに構成することができる。

なお、本例のバルブ５は、ＨＬΔ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Ｉ」ＬＡ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、これによってカム部材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、ノ１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を設けている。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１０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の耐久性を向上させる
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５
８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６１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。

本例の構造も、前例と同様十分な強度を有し、耐久性の
向」ニした信頼性のある、しかもコンパクトなバルブ駆
動装置を提供することができる。

【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Ｂ−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・・・・・・タペ
ット、７・・・・・・バルブステム、８・・・・・・バ
ネ、９・・・・・・バネ押さえ、１０・・・・・・ＨＬ
Ａ機構、１１・・・・・・ガイド、１２・・・・・・プ
ランジャ、１３．１４・・・・・・オイルチャンバ、１
５・・・・・・オイル通路、１６・・・・・・ホール、
１７・・・・・・バネ、１８・・・・・・タペット、１
９・・・・・・凹部、２０・・・・・・長穴、２１．２
２・・・・・・脚部、２３・・・・・・ピン、２４．２
５．２６・・・・・・オイル通路、２８．２９・・・・
・・プランジャ、３０．３１・・・・・・穴、３２．３
３、・・・・・・ハネ、３４．３５・・・・・・プランジャ、３６・・・・・・ペースザータル部、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、５７・・・
・・・プランジャ、５８・・・・・・凹部、５９・・・
・・・プランジャ、６０・・・・・・貫通穴、６１・・
・・・・バネ。

Claims

【特許請求の範囲】

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
御手段とを備えたことを特徴とするエンジンのバルブ駆
動装置。