JPH01138309A - 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、カムシャフトに回転自在に支承されたカムメ
ンバーを備えてこのカムメンバーをカムシャフトに対し
て結合状態とノド結合状態とに切替可能としたエンジン
の動弁Ｓａ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、運転状態に応じてバルブの駆動を停止させ
たりバルブリフト特性を変えたりするため、カムシャフ
トに回転自在に支承されたカムメンバーを備え、このカ
ムメンバーをカムシャフトに対して一体に回転する結合
状態と非結合状態とに切替えるようにしたものがある。

例えば特開昭５９−１５５５１４号公報に示された弁停
止装四では、軽負？４時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ノ
Ｊムメンバーをカムシャフトに回転自在に支承させると
と６に、カムシャフトに形成したガイド穴にピン（プラ
ンジャ）を半径方向に移動可能に嵌合させ、このピンを
カムメンバーに設けた係止穴に対して係脱させることに
より、カムメンバーをカムシャフトに対して結合状態と
非結合状態とに切替えるようにしている。そして、上記
結合状態ではカムメンバーがカムシャフトと一体に回転
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なってい
る。

また、エンジンの低速時と高速時とでバルブリフト特性
を変えるため、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６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、ピンが結合位置に作動
されたときは高速用カムがカムシャフトと一体に回転し
て実質的に高速用カムがバルブを駆動し、ピンが非結合
位置に作動されたときは高速用カムが静止して低速用カ
ムがバルブを駆動するようにしたものがある。

ところで、これら従来の装置では、カムメンバーをカム
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メ
ンバー側との間で、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、
上記ピンに大きなｗ７１撃荷重厚加わり、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、ピンの作動によりカムシャ
フトに対してカムメンバーをｌ結合状態から結合状態に
切替えるときに、上記ピンに加わる衝撃荷重を軽減し、
かつピン結合の確実性を高めることができるエンジンの
動弁ｖｔ置を提供するものである。

（発明の構成） 本発明は、カムシャフトに回転自在に支承されたカムメ
ンバーを備えるとともに、このカムメンバーをカムシャ
フトに対して一体回転するように結合する結合位置と非
結合位置とに移動可能としたピンを設け、運転状態に応
じて上記ピンを作動するようにしたエンジンの動弁装置
において、上記カムメンバーに対して圧接離間可能なク
ラッチ部材を有して上記カムシャフトに取付けられたク
ラッチ装置と、上記ピンが結合位置へ作動されるときに
上記クラッチ部材を上記カムメンバーに圧接させるよう
に作動する作動手段とを設けたものである。

この構成によると、カムメンバー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に、上記クラ
ッチ部材の作動によりカムメンバーが助走回転し、カム
シャフトとカムメンバーとの回転速度差が小さくされた
状態でピン結合が行なわれることとなる。

（実施例） 第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示し、これらの
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ｖ４ｔ￥に本発明を適用している。

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１ノで回転する。また、３は
エンジンの燃焼室に開１］する吸気ボートもしくは排気
ボートを開閉するバルブ（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によって閉弁方向に付
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、低
速用カム７と、カムシャフト１に対して回転自在なカム
メンバーを構成する高速用カム８とが、タペット５に当
接可能な位置に並設されている。上記低速用カム７は、
カムノーズ７ａが比較的小さく形成され、カムシャフト
１に対して常に一体回転するように固着されている。一
方、高速用カム８は、そのカムノーズ８ａが低速用カム
７のカムノーズ７ａよりも大きく形成され、カムシャフ
ト１に対し、ニードルベアリング９を介して回転自在に
取付けられている。

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１コするピン収納穴１１が形成され、このピン収納穴
１１に、上記高速用カム８をカムシャフト１に対して結
合状態と譜結合状態とに切替えるためのピン１２が、カ
ムシャフト軸方向に摺動可能に収納されている。上記ピ
ン収納穴１１の底部側には、カムシャフト１内のオイル
通路１３に通じるオイル通路１４が連通し、このオイル
通路１４から油圧が与えられたとぎに、ピン１２がピン
収納穴１１の開口部から突出する方向に作動されるよう
になっている。

また、高速用カム８には、上記ピン１２が係脱する係止
穴１５が設けられている。この係止穴１５は、両カム７
．８のカムノーズ７ａ、８ａが同方向に向いたときに低
速用カム７のピン収納穴１１に合致する位置に設けられ
、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１５内には、上記ピン１２に対するレシーバ１６と
、このレシーバ１６を係止穴１５の開口端に付勢するス
プリング１７とが収容されている。

上記高速用カム８の側方においてカムシャフト１にはク
ラッチ装′ｒ１２０が取付けられている。このクラッチ
装！２０は、カムシャフト１に固着されたクラッチカバ
ー２１と、このクラッチカバー２１内に配置されたピス
トン部材２２と、このピストン部材２２の先端に位置し
て高速用カム８の側面に対向する環状のクラッチ部材２
３とを右している。上記ピストン部材２２は、スライド
キー２４により、クラッチカバー２１に対して摺動可能
な状態で一体回転するように結合されている。

このピストン部材２２の背面側のクラッチカバー２１内
にはカムシャフト１内のオイル通路１３に通じるオイル
通路２５が連通し、このオイル通路２５からクラッチカ
バー２１内に油圧が加えられたときにはピストン部材２
２が高速用カム８に近付く方向に前進し、油圧が排除さ
れたときにはピストン部材２２がリターンスプリング２
６に押されて高速用カム８から遠ざかる方向に後退する
ようになっている。また、上記クラッチ部材２３は、ピ
ストン部材２２に対してクラッチスプリング２７により
相対回転が規制され、かつ、ピストン部材２２の１習動
に伴って移動することにより高速用カム８に対して圧接
、離間可能となっている。

上記ピン１２およびクラッチ装＠２０は、例えば第１図
中に示すような油圧回路３０により構成された作動手段
により作動される。この油圧回路３０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１ムレータから導出された主オイル通路３
４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１３を接続するオイル供給通路３５と、主オイル
通路３４にチエツクバルブ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とを連通ずるバイ
パス通路３８と、主オイル通路３４中に設けられた切替
弁３つとを備えている。

上記切替弁３９は、ソレノイド等のアクチュエータ４０
により、図に’１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３
５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
することにより、バイパス通路３８を通してｌｆｆ１ｆ
ｉ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３７から遮断されることにより、油圧がアキュ
ムレータ３３からオイル供給通路３５に送られ、オイル
通路１３とオイル通路１４．２５を経て前記ピン収納穴
１１内およびクラッチカバー２１内に供給されるように
なっている。なお、上記アクチュエータ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ｎとし、所定回転数以上の高速運転域で
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、上記ピン１２がピン収納穴１１内に没入
するとともに、クラッチ部４１２３が高速用カム８から
ｍｔｍｔ、、高速用カム８がカムシャフト１および低速
用カム７に対して非結合状態となる。この状態では、両
カム７．８のうちで低速用カム７のみがカムシャフト１
と一体に回転してこの低速用カム７によりバルブ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。

この非結合状態にあるときに、上記高速用カム８とカム
シャフト１との間に設けられたニードルベアリング９の
作用により、上記高速用カム８は、カムシャフト１と逆
回転する方向に付勢されてこの逆回転がタペット５で阻
止される一位詔に静止し、つまり正回転方向のタペット
５までの回転角が最大となる位置に保たれ、タペット５
までの間に慢述の助走回転のための助走区間が確保され
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ることにより、上
記ピン収納穴１１内およびクラッチカバー２１内にそれ
ぞれ油圧が与えられ゛る。そしてこのように油圧が与え
られた後に、上記両カム７．８の相対変位によって上記
ピン収納穴１１が係止穴１５に合致する状態に至ったと
き、ピン１２がレシーバ１６を押して係止穴１５内に突
入することにより、高速用カム８を低速用カム７および
カムシャフト１に結合するが、この結合が行なわれるま
でに、クラッチ装置２０の作動により高速用カム８が助
走回転する。つまり、クラッチ装置２０のクラッチカバ
ー２１内に油圧が供給されるとピストン部材２２が摺動
し、クラップ部材２３が高速用カム８に押付けられるこ
とにより、カムシャフト１の回転がクラッチスプリング
２７およびクラッチ部材２３の摩擦力を介して高速用カ
ム８に伝えられ、高速用カム８が次第に加速されて助走
回転する。

この助走回転により低速用カム７と高速用カム８との回
転速度差が小さくされつつ、ピン収納穴１１が係止穴１
５に合致する状態に至ったときに上記ピン１２による結
合が行なわれるため、結合時にピン１２に加わる衝撃が
緩和されるとともに、ピン１２がスムーズに係止穴１５
に突入することができることとなる。

こうして結合状態となった後は、高速用カム８の外形が
低速用カムの外形を包含する状態（第３図参照）が保た
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と一体に回転することにより、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遇し
たバルブリフト特性が与えられる。

高速運転状態から低速運転状態に変化したときは、油圧
がＩＪＩ除されるように油圧回路３０が切替えられるこ
とにより、ピン１２がレシーバ１６によりピン収納穴１
１内に押し戻されて係止穴１５から離脱するとともに、
クラッチ部材２７が高速用カム８から離開することによ
り、高速用カム８が低速用カム７およびカムシャフト１
に対して非結合状態に切替えられる。

なお、上記実施例では、バルブ３の駆動を低速用カム７
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７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８と同椙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、停止を号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。また、上記高速用カム８
をカムシャフト１に対して結合状態と非結合状態とに切
替えるピン１２は、高速用カムをカムシャフトに対して
直接的に係脱させるようなものであってもよい。

また、上記実施例ではカムににるバルブの駆動を直接駆
動式としているが、ロッカ７−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、カムシャフトに回転自在に支承
されたカムメンバーがカムシャツｌ−に対してピンによ
る結合状態と非結合状態とに切替えられるようにした動
弁５Ａ置において、上記カムメンバーに対して圧接離間
可能なクラッチ部材を有して上記カムシャフトに取付け
られたクラッチ装置と、その作動手段とを設け、上記非
結合状態から結合状態に切替えられるときに上記クラッ
チ部材をカムメンバーに圧接させることによりカムメン
バーを助走回転させるようにしているため、結合時のカ
ムシャフトとカムメンバーとの回転速度差が小さくなっ
て、ピンに加わる衝撃加重を軽減することができるとと
もに、ピン結合をスムーズに行なわせて結合の確実性を
高めることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す動弁装置の要部断面図
、第２図は第１図の■−■線に沿った断面図、第３図は
第１図の■−■線に沿った断面図である。 １・・・カムシャフト、３・・・バルブ、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）、１２・・・ピン、２０・・・クラッチ装置、２
３・・・クラッチ部材、３０・・・油圧回路（作動手段
）。 特許出願人　　　　　　ン　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　庫夫第　　２　　図 第　　３　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、カムシャフトに回転自在に支承されたカムメンバー
   を備えるとともに、このカムメンバーをカムシャフトに
   対して一体回転するように結合する結合位置と非結合位
   置とに移動可能としたピンを設け、運転状態に応じて上
   記ピンを作動するようにしたエンジンの動弁装置におい
   て、上記カムメンバーに対して圧接離間可能なクラッチ
   部材を有して上記カムシャフトに取付けられたクラッチ
   装置と、上記ピンが結合位置へ作動されるときに上記ク
   ラッチ部材を上記カムメンバーに圧接させるように作動
   する作動手段とを設けたことを特徴とするエンジンの動
   弁装置。