JPS6341611A - 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
ブ駆動用カム部祠と）＜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ノ＼ルフ作動を制御するよう
になったエンジンのノ１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、／＜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
上記中空部材に設けられシフトフォークに保合するハブ
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。

（解決しようとする問題点） 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、カムの
切り換えのための、作動力をシフトフォークを介して伝
達するようにしているので、カム部材に不当なモーメン
トが作用してカム部材の切り換え操作がスムーズに行わ
れなくなる可能性もある。さらに、この開示された構造
では、高速用カムと低速用カムとを同時に移動させるよ
うにしているので、比較的大きな切り換え駆動力が必要
となるという不利もある。

（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、構造上十分な強度を有しかつ、信頼性のある切り
換え動作の行う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、前記カムシャフトに固定され
または、一体に形成される低速用カムと、該低速用カム
よりも大きいカムプロフィールを有し前記カムシャフト
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高速用カムと、
前記低速用カムまたは高速用カムによって駆動されるバ
ルブ部材と、前記高速用カムの側面に当接し高速用カム
によってバルブ部材が駆動される駆動位置および高速用
カムによってはバルブが駆動されない非駆動位置に前記
高速用カム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高速用カムの軸方向の移
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、高速用カム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
れる。また、高速用カムに切り欠きを設けこの切り欠き
と相補的形状にカムシャフトを構成して両者を組み合わ
せるようにしてもよい。このように構成することによっ
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。そして、高速用カムは回
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。本発明の高速用カムは低速用カムよりも
大きなカムプロフィールを有しているので、高速用カム
が」１記駆動位置に移動したとき、高速用カムが低速用
カムに優先して作用し、バルブ部材を駆動する。また、
低速用カムはカムシャフトに固定状態になっているので
、高速用カムが軸方向に移動してバルブとの係合状態が
解除されると、すなわち非駆動位置に移動すると低速用
カムがバルブを駆動することとなる。従って、運転状態
に応じて高速用カムを駆動位置及び非駆動位置に移動さ
せることによって、バルブの開閉時期を制御することが
できる。

本発明では、高速用カム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、
油圧作動式でカムシャフト内部に組み込まれ、駆動手段
としてのプランジャを運転状態に応じて制御するように
なっている。

（発明の効果） 」１記のように、本発明によれば、特開昭５８−９１−
３１″！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。そして、
本発明の駆動手段は高速用カムの側面に直接係合するよ
うになっているので、カム部材に不当なモーメントが加
わる恐れがなく、したがってスムーズに高速用カムの移
動させることができる。この結果信頼性のあるバルブ駆
動装置を得ることができる。さらに、本発明で（よ、高
速用カムだけを切り換え制御すれば良いので、切り換え
動力少なくすることができる。

（実施例のδ％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図および第２図を参照すれば、本例のエンジンの動
弁機構１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２を備えている。本例の動弁機
構１のカムシャフト２は、組み立て式であり、該カムシ
ャフト２には１つのバルブのために低速用カム３と高速
用カム４の２つが設けられている。そして、本例では、
低速用カム３はカムシャフト２に固定されており、高速
用カム４だけが軸方向に移動できるようになっている。

高速用カム４の構造について詳述すれば、第３図に示す
ように高速用カム４は、カムシャフト２とスプライン係
合している。

そして、これらの低速用カム３、及び高速用カム４に対
応してバルブ５が設けられる。バルブ４は、カム３．４
のカム面と摺接するタペット６を頂部に備えている。こ
のタペット６は廻り止めピン６ａによってバルブ軸廻り
の回転が拘束されている。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
支持するへネ押さえ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Ｉ」Ｉ、Δ機構１０が
設けられている。

本例の高速用カム４の軸方向の移動を制御する油圧機構
について説明する。第４図を併せて参照すれば、本例の
高速用カムの制御機構は、カムシャフト２の潤滑のだめ
のの油圧系統のなかに組み込まれており、制御用のオイ
ルは、カムシャフト２のジャーナル部１１に設けられた
周方向のオイル通路１２に供給され、このオイル通路か
らカムシャフト２の中心に向かう３つのオイル通路１３
に導入される。そして、それぞれのオイル通路１３から
分岐しカムシャフトの軸方向に延びる３つのオイル通路
１４を介してオイルチャンバ１５に導入される。オイル
チャンバ１５の内部には、軸方向に摺動自在にプラン−
ジャ１６が配置されている。このプランジャ１６は、高
速用カム４の一方の側面に形成された凹部１７に係合し
得るようになっている。

また、高速用カム４の反対側の側面にはプランジャ１８
が当接しており、このプランジャ１８は低速用カム３を
貫通して延びる貫通穴１９に配置された、ハネ２０の弾
性力により高速用カム４を油圧機構のプランジャ１６の
作用方向とは反対側に付勢している。

また、オイル通路１４は、内端でカムシャフト２の中心
に設けられ軸方向に延びるオイル通路２１に連通してい
る。これによって油圧を他のバルブのために設けられた
高速用カム４の制御機構に供給することができるように
なっている。

また、本例のカムシャフト２は、組み立て式であるので
、カム部材はシャフト素材の端部がら挿入されることに
よってカムシャフト２に組込まれる。そして、カムシャ
フト２の端部に位置するカム機構の高速用カム４は、カ
ムシャフト２に嵌合するプランジャガイド２２に設けら
れた油圧機構のプランジャ１６によって移動させられる
ようになっている。そして、このプランジャガイド２２
は、第５図に示すように、半径方向に延びるピン２３に
よってカムシャフト２に軸方向の移動を阻止するように
固定されている。

上記の構成により、オイル通路１４を介してオイルチャ
ンバ１５に油圧が導入されたときプランジャ１６は高速
用カム４を軸方向に移動させて高速用カム４をバルブ５
のタペット６に係合させ油圧が解除されたとき、バネ２
０の作用により、高速用カム４はタペット６との係合が
解除される。

そして高速用カム４は、低速用カム３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４が係合し
たときには、低速用カム３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４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９ｊのバルブ５には、タペット６とカム３．４との間
隙を自動的に調節するために上述のようにＨＬΔ機構１
０が設けられている。Ｉ（Ｌ　Ａ機構１０は、タペット
６に固定されるガイド２４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２５を備えている。さ
らにＨＬＡ機構１０は、二つのオイルチャンバ２６．２
７を備えており、これらのチャンバ２６．２７は、プラ
ンジャ２６に設けられるオイル通路２８によって仕切ら
れている。オイルチャンバ２７内には、通路２８を塞ぐ
ようにボール２９が配置されるとともにこのボール２９
を支持するバネ３０が配置されている。この構成により
、オイルは、チャンバ２６からチャンバ２７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２５の下
端との間に隙間が生じるとプランジャ２５にオイルチャ
ンバ２６の圧力がオイルチャンバ２７の圧力を上回りボ
ール２９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２８を通ってオイルチャンバ２７内に流入する
。これによってプランジャ２５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。

通常ＨＬ　Ａ機構１０は、カム部材との係合状態が解除
されると、伸びが生じてカム部材との再係合が不能にな
るといった問題が生じる。しかし、本例の構造では、低
速用カム３がタペ・ソト６と常に当接状態にされている
の゛で、高速用カム４が非駆動位置に移動した場合であ
っても、ＨＬＡ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、ＨＬＡ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６の高速用カム４
の係脱がおこなわれる側の一部を切り欠いて、バルブ５
０作動軸線３１と夕べ・ソト６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、高速用カム４及びタペット６の耐久性を向上させ
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Ａ−Ａ矢視図、第３図は、第１図のＢ−Ｂ断面図、
第４図は、第１図のＣ−Ｃ断面図、第５図は、第１図の
Ｄ−Ｄ断面図である。 １・・・・・・動弁機構、２・・・・・・カムシャフト
、３・・・・・・低速用カム、４・・・・・・高速用カ
ム、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・・・・・・ＨＬＡ機構
、１１・・・・・・ジャーナル部、 １２．１３．１４・・・・・・オイル通路、１５・・・
・・・オイルチャンバ、１６・・・・・・プランジャ、
１７・・・・・・凹部、１８・・・・・・プランジャ、
１９・・・・・・貫通穴、２０・・・・・・バネ、２２
・・・・・・プランジャガイド、２３・・・・・・ピン
、２４・・・・・・ガイド、２５・・・・・・プランジ
ャ、２６．２７・・・・・・オイルチャンバ、２８・・
・・・・オイル通路、２９・・・・・・ホール、３０・
・・・・・バネ、３１・・・・・・作動軸線。

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、前
   記カムシャフトに固定されまたは、一体に形成される低
   速用カムと、該低速用カムよりも大きいカムプロフィー
   ルを有し前記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
   付けられる高速用カムと、前記低速用カムまたは高速用
   カムによって駆動されるバルブ部材と、前記高速用カム
   の側面に当接し高速用カムによってバルブ部材が駆動さ
   れる駆動位置および高速用カムによってはバルブが駆動
   されない非駆動位置に前記高速用カムを前記軸方向に移
   動させる駆動手段と、前記カムシャフト内に設けられ前
   記高速用カム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。