发动机的动阀装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及发动机的动阀装置，其课题在于，在能够切换使阀开闭的凸轮的发动机的动阀装置中，谋求零件数的削减和发动机大型化的避免。由轴部（10）和凸轮构件部（201～204）构成凸轮轴（2），凸轮构件部（201～204）以能够沿轴向移动的方式花键嵌合于该轴部（10）上，关于一个阀使鼻部形状不同的两个凸轮部（221、222）邻接而设置，将切换凸轮部的操作装置（301～305）配置在缸列的前端部和后端部、以及各缸间位置，该凸轮部使这些凸轮构件部（201～204）沿轴向移动而使阀开闭。
【专利说明】发动机的动阀装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆用等的发动机的动阀装置，尤其涉及能够切换使阀开闭的凸轮的动阀装置，属于发动机的动阀装置的【技术领域】。
【背景技术】
[0002]作为发动机的动阀装置，已知如下的装置:对于一个阀具备鼻部的形状不同的多个凸轮，通过从这些凸轮中选择使阀开闭的凸轮，能够根据发动机的运转状态来切换吸排气阀的开阀量及开闭阀时期等。
[0003]例如，在专利文献I中公开了如下的装置:由轴部和筒状的凸轮构件部构成凸轮轴，该凸轮构件部以能够沿轴向滑动的方式花键嵌合于该轴部上，在该凸轮构件部的外周，对于一个阀将鼻部形状不同的多个凸轮邻接设置，并且使该凸轮构件部沿轴向滑动，从而切换使阀开闭的凸轮。
[0004]在此情况下，该专利文献I的动阀装置构成为:在前述凸轮构件部的端面设置端面凸轮，并且具备操作部件，该操作部件设置为能够相对于该端面凸轮的对置位置进入或退回，在进入时与端面凸轮卡合，从而沿轴向推动凸轮构件部；通过传动装置使该操作部件工作，从而进行凸轮的切换动作。
[0005]专利文献1:美国专利公开公报2011/0226205A1。
[0006]但是，在前述专利文献I所公开的动阀装置中，为了使凸轮构件部在轴部上向轴向的两侧移动，除了在该凸轮构件部的两端面设置端面凸轮，对于两侧的端面凸轮还要分别具备操作部件，所以对于一个凸轮构件部需要两个操作部件，零件个数变多。
[0007]特别是，在多缸发动机中，在一根凸轮轴的轴部按每个缸设置凸轮构件部的情况下，必须在凸轮轴的缸间位置配设分别使一个缸的凸轮构件部和另一个缸的凸轮构件部沿轴向移动的两个操作部件，为了确保其空间，缸间距离增大，进而发动机大型化。
[0008]另外,在多缸发动机中，对于一个缸具备两个吸气阀或排气阀的四阀式DOHC发动机的情况下，必须确保在凸轮轴的缸间位置配设两个操作部件的空间，而且不得不缩短各缸中的两个吸气阀或两个排气阀的阀间尺寸，吸排气口向燃烧室的开口面积被限制。
[0009]再者，不管单缸发动机还是多缸发动机，在一根凸轮轴上对于一个缸设有吸排气阀用等的两个凸轮构件部的情况下，在缸中央部配设有两个操作部件，这种情况下，两个阀的阀间距离变长，与前述情况同样，吸排气口向燃烧室的开口面积被限制。
[0010]为了解决前述问题，本发明以如下所述的构成作为特征。
[0011]首先，本申请的技术方案I所记载的发明是一种发动机的动阀装置，其特征在于，凸轮轴由轴部和凸轮构件部构成，所述凸轮构件部以能够与该轴部一体旋转且沿轴向移动的方式嵌合于该轴部，在该凸轮构件部上，对于一个阀邻接设置有多个凸轮部，该多个凸轮部具有共通的基圆，并且鼻部的形状不同，通过使该凸轮构件部在所述轴部上沿轴向移动，能够切换使阀开闭的凸轮部，对于一个轴部，至少具备两个所述凸轮构件部，邻接的两个凸轮构件部在彼此相对的一端侧的两端面分别设有端面凸轮，该各端面凸轮具备提升部，所述发动机的动阀装置设有操作部件，该操作部件在进入位置和后退位置之间移动，所述进入位置指的是，在所述两个凸轮构件部接近时进入所述端面凸轮的相对面之间并与这些端面凸轮的提升部卡合、从而使两个凸轮构件部彼此向另一端侧远离的位置；所述后退位置指的是，从两个凸轮构件部的端面凸轮的相对面间退回的位置。
[0012]另外，技术方案2所记载的发明，其特征在于，在前述技术方案I所记载的发明中，邻接的两个端面凸轮各自的提升部在轴向上朝向相对的方向突出形成，所述提升部构成为，当两个凸轮构件部处于接近状态时，各自的提升部的至少一部分面向对应的端面凸轮的未形成提升部的部位而接近，由此，在从垂直于轴向的方向观察时，双方的提升部的至少一部分重合，在旋转方向上相位被调整。
[0013]另外，技术方案3所记载的发明，其特征在于，在前述技术方案I所记载的发明中，在所述两个凸轮构件部的所述另一端侧的两端面分别设有第二端面凸轮，各第二端面凸轮具备沿轴向突出的提升部，针对两个凸轮构件部分别具备第二操作部件，该第二操作部件在进入位置和后退位置之间移动，所述进入位置指的是，在所述凸轮构件部位于所述另一端侧的状态下进入所述第二端面凸轮的对置位置并与提升部卡合、从而使该凸轮构件部移动至所述一端侧的位置，所述后退位置指的是从所述第二端面凸轮的对置位置退回的位置。
[0014]在此，在技术方案I中的“凸轮部”中，包括鼻部的形状与基圆一致的凸轮部(提升量为O)。另外，在技术方案1、2中的“邻接的两个凸轮构件部”中，包括多缸发动机的各缸各设置一个而邻接的两个凸轮构件部、以及分别设于单缸发动机或多缸发动机中的一个缸的两个阀的两个凸轮构件部。
[0015]再者，在一个凸轮轴上具备三个以上凸轮构件部的情况下，“邻接的两个凸轮构件部”存在多组，关于各个组适用前述技术方案1、2的构成。在此情况下，一个组中的第二端面凸轮和第二操作部件成为另一组中邻接的两个凸轮构件部的彼此相对的端面的端面凸轮和卡合于这些端面凸轮的操作部件。
[0016]另外，技术方案4所记载的发明，其特征在于，在前述技术方案I所记载的发明中，所述发动机是多个缸串联地排列的多缸发动机，对于邻接的两个缸分别具备两个所述凸轮构件部，所述操作部件在所述两个缸之间以能够卡合于所述两个凸轮构件部的相对的端面凸轮的提升部的方式配置。
[0017]在此，在三缸以上的发动机的情况下，技术方案4中的“邻接的两个缸”存在多组，关于各个组适用技术方案4的构成。
[0018]另外，技术方案5所记载的发明，其特征在于，在前述技术方案3所记载的发明中，在针对位于缸列两端的缸而设置的、配置于两个端部的凸轮构件部的所述另一端侧的端面分别设有第二端面凸轮，各第二端面凸轮具备沿轴向突出的提升部，针对在两个端部配置的凸轮构件部分别具备第二操作部件，该第二操作部件在进入位置和后退位置之间移动，所述进入位置指的是，在所述端部配置的凸轮构件部位于所述另一端侧的状态下进入所述第二端面凸轮的对置位置并与提升部卡合、从而使该凸轮构件部移动至所述一端侧的位置，所述后退位置指的是从所述第二端面凸轮的对置位置退回的位置。
[0019]发明的效果
[0020]通过前述构成，依照本申请各技术方案的发明，获得以下效果。[0021]首先，依照技术方案I所记载的发明，在嵌合于凸轮轴的轴部的两个凸轮构件部的彼此相对的一端侧的端面分别设置端面凸轮的构成中，具备在两端面凸轮的相对面之间进入退回的一个操作部件，通过该一个操作部件使前述两个凸轮构件部沿彼此远离的方向移动，因而与在两个凸轮构件部的相对面之间设置卡合于各个端面凸轮的两个操作部件的现有动阀装置相比，能够削减零件数，并且缩小用于配设操作部件的空间。
[0022]另外，两端面凸轮以在两个凸轮构件部接近时提升部沿轴向部分重合的方式错开相位而分别设置，因而不增大卡合于两端面凸轮的一个操作部件，就能够将两个凸轮构件部靠近配置，能够进一步促进凸轮轴的轴向紧凑化。
[0023]所以，能够例如在多缸发动机中缩小缸间距离而抑制发动机的大型化，并在关于一个缸具备两个吸气阀或排气阀的四阀式DOHC发动机中充分地确保吸排气端口向燃烧室的开口面积。
[0024]另外,不管单缸发动机、多缸发动机,在一根凸轮轴上关于一个缸设有两个凸轮构件部的情况下，与现有的动阀装置相比，能够缩小缸中央部的操作部件的配设空间，在此情况下，还能够充分地确保吸排气端口向燃烧室的开口面积。
[0025]另外，依照技术方案3所记载的发明，在前述两个凸轮构件部的另一端侧的端面分别设置第二端面凸轮，设置卡合于该第二端面凸轮而使凸轮构件部移动至一端侧的第二操作部件，因而通过第二操作部件使通过技术方案I所记载的操作部件沿彼此远离的方向移动的两个凸轮构件部以彼此接近的方式移动。
[0026]在此情况下，通过使用第二端面凸轮和相对于其对置位置进入退回的第二操作部件，从而与具备例如沿轴向工作而将凸轮构件部从另一端侧的位置向一端侧推动的操作部件的情况相比，缩小了用于配设操作部件的轴向空间，抑制了发动机全长的增大。
[0027]而且，依照技术方案4、5所记载的发明，在多缸发动机中实现了前述技术方案1、2所记载的发明的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是表示本发明的第一实施方式的排气侧动阀装置的概略构成的侧视图。
[0029]图2是图1的X方向向视的该动阀装置的正视图。
[0030]图3是图1的y-y线的放大截面图。
[0031]图4是表示从图1的状态切换使阀开闭的凸轮部之后的状态的侧视图。
[0032]图5是凸轮构件部的单体立体图。
[0033]图6是凸轮构件部的单体侧视图。
[0034]图7是凸轮构件部的单体正视图。
[0035]图8是表示将使阀开闭的凸轮部从第一凸轮部切换至第二凸轮部时的动作的、用图1的X2-Xy X4-X4线截断的主要部分正视图。
[0036]图9是表示将使阀开闭的凸轮部从第二凸轮部切换至第一凸轮部时的动作的、用图1的X1-Xp X3-X3、X5-X5线截断的主要部分正视图。
[0037]图10是表示第一实施方式的变形例的凸轮构件部的单体立体图。
[0038]图11是第二实施方式的与图1相同的侧视图。
[0039]图12是第三实施方式的与图1相同的侧视图。[0040]符号说明
[0041]2凸轮轴；10轴部凸轮构件部；22p222第一、第二凸轮部；23端面凸轮；32操作部件(销部)
【具体实施方式】
[0042]以下，以四缸、四阀式DOHC发动机的动阀装置为例，说明本发明的实施方式。
[0043]图1表示本实施方式的动阀装置的排气侧的构造，在未图示的缸头上，对于第一~第四缸I1~I4的每一个具备各两个、合计八个排气阀A…A、以及对这些排气阀A…A向关闭方向施力的复位弹簧B…B，并且在缸头的上部具备经由摇臂0..C抵抗前述复位弹簧B…B的弹性力而使各排气阀A…A打开的凸轮轴2。
[0044]该凸轮轴2被轴承部F…F旋转自如地支撑，由未图示的曲柄轴经由链条旋转驱动，该轴承部F…F由设于缸头中的各缸I1~I4的中心位置的纵壁部D…D和安装于各纵壁部D…D的上部的帽部件E …E构成。
[0045]另外，凸轮轴2由轴部10和第一~第四凸轮构件部构成，该第一~第四凸轮构件部20i~204花键嵌合于该轴部10，能够与该轴部10 —体旋转且沿轴向移动，这些凸轮构件部2(^~204与各缸I1~I4对应地在前述轴部10上以列状配置。
[0046]而且，具备使各凸轮构件部20i~204在前述轴部10上分别移动规定行程的电磁式的五个操作装置SO1~305，以缸列的第一缸I1侧作为前方，在该缸列的前端位置配置第一操作装置SO1，在第一、第二缸之间位置配置第二操作装置302，在第二、第三缸之间位置配置第三操作装置303，在第三、第四缸之间位置配置第四操作装置304，在缸列的后端位置配置第五操作装置305。
[0047]这些操作装置SO1~305具有主体31和销部32，该销部32作为在通电时从后退至该主体31内的不工作位置向自该主体31突出的工作位置移动的操作部件，如图2所示，隔着凸轮轴2在离前述摇臂C中的凸轮从动件C’的相反侧规定角度(例如约30° )且旋转方向X的近前侧，以指向凸轮轴2的轴心的方式配置前述销部32，在该实施方式的情况下，在构成前述轴承部F…F的帽部件E…E上分别安装有一体形成的台座部G…G。
[0048]另外，为了将前述操作装置SO1~305引起的各凸轮构件部2(^~204的轴向移动定位在规定的两处，如在图3中以第一、第二凸轮构件部2(^2(^为例所示那样，在轴部10与各凸轮构件部20i~204的嵌合部分别设有止动(detent)机构40。
[0049]该止动机构40包括:孔41，从轴部10的外周面沿径向贯穿设置；弹簧42，收纳于该孔41内；止动球43，配置于孔41的开口部，被前述弹簧42以从轴部10的外周面向径向外侧弹出的方式施力；以及两处周槽4七、442，在凸轮构件部2(^~204的内周面上沿轴向邻接设置；当前述止动球43与一个周槽41卡合时，凸轮构件部20i~204被定位于图1所示的第一位置，当前述止动球43与另一个周槽442卡合时，凸轮构件部20i~204被定位于图4所示的第二位置。
[0050]在此，如图1所示，当第一~第四凸轮构件部20i~204全部位于第一位置时，第一凸轮构件部ZO1位于后方,第二凸轮构件部202位于前方,第三凸轮构件部203位于后方,第四凸轮构件部204位于前方，因此成为以下状态:第一、第二凸轮构件部2(V202的相对端面彼此接近，第二、第三凸轮构件部202、203的相对端面彼此远离，第三、第四凸轮构件部203、204的相对端面彼此接近。
[0051]另外，如图4所示，当第一~第四凸轮构件部2(^~204全部位于第二位置时，第一凸轮构件部ZO1位于前方,第二凸轮构件部202位于后方,第三凸轮构件部203位于前方,第四凸轮构件部204位于后方，因此成为以下状态:第一、第二凸轮构件部2(V202的相对端面彼此远离，第二、第三凸轮构件部202、203的相对端面彼此接近，第三、第四凸轮构件部203、204的相对端面彼此远离。
[0052]接着，通过图5~图7，以第一凸轮构件部20i为例，更详细地说明前述凸轮构件部20!~204的构成。
[0053]该凸轮构件部20ι (202~204)为筒状，其中间部的外周面成为由前述轴承部F支撑的轴颈部21，并且在其前后两侧设有该缸的两个排气阀A、A用的工作部22、22，在各工作部22、22上，例如发动机低速旋转时用的提升量小的第一凸轮部22i和例如发动机高速旋转时用的提升量大的第二凸轮部2?邻接设置。
[0054]如图7所示，前述第一凸轮部22i和第二凸轮部2?设置成:基圆a是共通的，提升量不同的鼻部匕、b2在该基圆a上相位一致。而且，在两处工作部22、22中，该第一凸轮部22i和第二凸轮部2?沿前后方向并排的顺序及鼻部匕、!^的相位一致地分别设置。
[0055]在此情况下，如图1、图4所示，在第一凸轮构件部20i和第三凸轮构件部203中，第一凸轮部22i配置在前方，第二凸轮部222配置在后方，在第二凸轮构件部202和第四凸轮构件部204中，第二凸轮部222配置在前方，第一凸轮部ZZ1配置在后方。
[0056]而且，当凸轮构件部20i~204被前述止动机构40定位于轴部10上的第一位置时，在任一凸轮构件部2(^ ~204中，两个第一凸轮部与对应的缸的两个摇臂C、C的凸轮从动件C’、C’对位(参照图1)，当凸轮构件部2(^~204被定位于轴部10上的第二位置时，第二凸轮部222、222与前述凸轮从动件C’、C’对位(参照图4)。
[0057]在此，在该实施方式的发动机中，各缸的爆发顺序为第一缸I1 —第三缸I3 —第四缸I4 —第二缸12，第一~第四凸轮构件部ZO1~204设有相位差地花键嵌合于前述轴部10,使得凸轮轴2每旋转90°，各凸轮构件部2(^~204的第一凸轮部ZZ1或第二凸轮部222的鼻部b1、b2就按该顺序与凸轮从动件C’、C’对位。具体地说，第二凸轮构件部202与第一凸轮构件部2(^之间的各凸轮部的鼻部的相位差为270° (—90° )，第三凸轮构件部203与第二凸轮构件部202之间的各凸轮部的鼻部的相位差为180°，第四凸轮构件部204与第三凸轮构件部203之间的各凸轮部的鼻部的相位差为90°。
[0058]再者，在前述各凸轮构件部20i~204中，在前后两端分别设有端面凸轮23、23。
[0059]如图5~图7所示，从穿过凸轮构件部ZO1GO2~204)的轴向中心的截面观察时，该前后两端的端面凸轮23、23具有从基准面c向轴向的前方或后方对称地突出的提升部d，如图7所示，在从提升开始位置e到提升结束位置f的规定角度范围α (例如约120° )之间，相对于旋转方向X，轴向的提升量从前述基准面c逐渐增加，在提升结束位置f返回基准
面Co
[0060]另外，如上所述，各凸轮构件部2(^~204与各缸I1~I4的爆发顺序相应地分别设置规定的相位差而花键嵌合于轴部10，伴随于此，各凸轮构件部20i~204的彼此相对的端面凸轮23、23也分别具有相位差而对置，由此，如图1的符号①、②、图4的符号③所示，当邻接的凸轮构件部接近时，相对的端面凸轮23、23的提升部d、d沿轴向部分重合。[0061]即，邻接的2个端面凸轮23、23各自的提升部d、d在轴向上朝向相对的方向突出形成，并且配置为:当两端面凸轮23、23处于接近状态时，各自的提升部d、d的至少一部分面向对应的端面凸轮23、23的未形成提升部d、d的部位而接近，由此，从垂直于轴向的方向观察时，双方的提升部d、d的至少一部分重合，相位在旋转方向上被调整。
[0062]而且，前述第二~第四操作装置302~304的销部32…32在对应的两个凸轮构件部的彼此相对的端面凸轮23、23的提升部d、d部分重合的状态下突出至工作位置，与这些端面凸轮23、23卡合，由此，随着凸轮轴2的旋转，使接近的两个凸轮构件部沿彼此远离的方向滑动。
[0063]此时，在图1所示的状态下，接近的第一、第二凸轮构件部2(V202和第三、第四凸轮构件部203、204彼此远离，从而都从第一位置向图4所示的第二位置移动，另外，在图4所示的状态下，接近的第二、第三凸轮构件部202、203彼此远离，从而都从第二位置向图1所示
的第一位置移动。
[0064]另一方面，如图4所示，在第一凸轮构件部2(^位于前方的第二位置的状态下，第一操作装置SO1的销部32向面对该第一凸轮构件部20i的前方的端面凸轮23的工作位置突出，从而与该端面凸轮23卡合，随着凸轮轴2的旋转，使第一凸轮构件部20i向后方的第一位置移动。同样，在第四凸轮构件部204位于后方的第二位置的状态下，第五操作装置305的销部32向面对该第四凸轮构件部204的后方的端面凸轮23的工作位置突出，从而与该端面凸轮23卡合,使其向前方的第一位置移动。
[0065]在此，各操作装置SO1~305的销部32向工作位置的突出，在第一、第五操作装置30^305中，必须在第一 凸轮构件部2(^的前方的端面凸轮23或第四凸轮构件部204的后方的端面凸轮23的基准面c位于销部32、32的指向位置的时机进行，在第二~第四操作装置302~304中，必须在彼此相对的两个端面凸轮23、23双方的基准面C、c位于销部32…32的指向位置的时机进行。
[0066]另外，该销部32向工作位置的突出所引起的各凸轮构件部20i~204的移动，必须在摇臂C的凸轮从动件C’对位于第一凸轮部22i或第二凸轮部2?的基圆a的时机、即该缸处于排气冲程以外的冲程时进行。
[0067]在此，为了满足这些工作时机的条件，在该实施方式中，如图7所示，相对于第一、第二凸轮部22p222的鼻部I^b2的顶部，在旋转方向X的前方侧的规定角度的位置设定端面凸轮23的提升开始位置e，在旋转方向X的后方侧的规定角度的位置设定端面凸轮23的提升结束位置f，第一、第二凸轮部22p222的鼻部bp b2与端面凸轮23的提升部d以重合的位置关系设定。在此情况下，在图2所示的摇臂C的凸轮从动件C’与操作装置SO1~305的销部32的位置关系中，各凸轮构件部20i~204在排气冲程刚结束后移动。
[0068]接着，说明该实施方式的动作。
[0069]首先，如图1所示，例如在发动机低速旋转时，当第一~第四凸轮构件部20i~204位于第一位置时，在这些凸轮构件部20i~204中，都是两端的工作部22、22中的提升量小的第一凸轮部与摇臂C、C的凸轮从动件C’、C’对位，随着凸轮轴2的旋转，按前述顺序，在排气冲程时各缸I1~I4的排气阀A…A以相对较小的开阀量开阀。
[0070]在从该状态起，随着发动机转速的上升等而切换成增大排气阀A…A的开阀量的情况下，该动作通过对第二、第四操作装置302、304通电而使销部32、32从不工作位置(后退位置)向工作位置(进入位置)突出来进行。
[0071]即，首先，第二操作装置302的销部32进入处于第一位置且彼此接近的状态的第一、第二凸轮构件部2(^2(^的相对的端面凸轮23、23之间，卡合于提升部d、d部分重合的这些端面凸轮23、23。在此情况下，如图8 (a)所示，前述销部32在第一、第二凸轮构件部2(V202的相对的端面凸轮23、23的提升量均指向O的基准面C、c的期间进入。
[0072]然后，首先，在第二缸I2的排气冲程结束之后，用实线表示的第二凸轮构件部202的前方的端面凸轮23的提升开始位置e到达第二操作装置302的销部32的位置，此后，随着凸轮轴2的旋转，前述销部32与该端面凸轮23的提升部d滑接而将第二凸轮构件部202压向后方，使其向第二位置滑动。
[0073]另外，在前述第二凸轮构件部202的端面凸轮23的提升开始位置e到达销部32的位置之后，若凸轮轴2旋转90°而第一缸I1的排气冲程结束，则接下来用点划线表示的第一凸轮构件部20i的后方的端面凸轮23的提升开始位置e到达销部32的位置，此后，随着凸轮轴2的旋转，前述销部32与该端面凸轮23的提升部d滑接并将第一凸轮构件部20i压向前方，使其向第二位置滑动。
[0074]接着，如图8 (b)所示，第四操作装置304的销部32进入处于第一位置且彼此接近的状态的第三、第四凸轮构件部203、204的相对的端面凸轮23、23之间，卡合于提升部d、d部分重合的这些端面凸轮23、23。在此情况下，销部32在第三、第四凸轮构件部203、204的相对的端面凸轮23、23的提升量均指向O的基准面c、c的期间进入。
[0075]然后，在第三缸I3的排气冲程结束之后，用点划线表示的第三凸轮构件部203的后方的端面凸轮23的提升开始位置e到达第四操作装置304的销部32的位置，此后，随着凸轮轴2的旋转，前述销部32与该端面凸轮23的提升部d滑接并将第三凸轮构件部203压向前方，使其向第二位置滑动。
[0076]另外，在前述第三凸轮构件部203的端面凸轮23的提升开始位置e到达销部32的位置之后，若凸轮轴2旋转90°而第四缸I4的排气冲程结束，则用实线表示的第四凸轮构件部204的前方的端面凸轮23的提升开始位置e到达销部32的位置，此后，随着凸轮轴2的旋转，前述销部32与该端面凸轮23的提升部d滑接并将第四凸轮构件部204压向后方，
使其向第二位置滑动。
[0077]通过以上动作，第一~第四凸轮构件部20i~204全部从第一位置移动到第二位置，如图4所示，在第一~第四凸轮构件部2(^~204中的每一个中，两端的工作部22、22中的第二凸轮部222、222对位于摇臂C、C的凸轮从动件C’、C’，在排气冲程时,各缸I1~I4的排气阀A…A以相对较大的开阀量开阀。
[0078]另一方面，从图4所示的各凸轮构件部2(^~204的提升量大的第二凸轮部222...222对位于摇臂O-C的凸轮从动件C’…C’的状态起，例如随着发动机转速的降低，切换至图1所示的提升量小的第一凸轮部对位于凸轮从动件C’…C’的状态,这一动作通过对第一、第三、第五操作装置3(^3(^3(^通电而使这些操作装置3(^3(^3(^的销部32…32从不工作位置向工作位置突出来进行。
[0079]即，首先，如图9 (a)所示，第一操作装置SO1的销部32在指向处于第二位置的第一凸轮构件部20i的前方的端面凸轮23的基准面c的期间突出至该端面凸轮23的对置位置，与该端面凸轮23卡合。[0080]然后，在第一缸I1的排气冲程结束之后，第一凸轮构件部2(^的前方的端面凸轮23的提升开始位置e到达前述第一操作装置SO1的销部32的位置，此后，随着凸轮轴2的旋转，前述销部32与该端面凸轮23的提升部d滑接并将第一凸轮构件部20i压向后方，使其
向第一位置滑动。
[0081]另外，在第一凸轮构件部20i的端面凸轮23的提升开始位置e到达前述第一操作装置SO1的销部32的位置之后，若凸轮轴2旋转90°而第三缸I3的排气冲程结束，则如图9 (b)所示，第三操作装置303的销部32进入处于第二位置且彼此接近的状态的第二、第三凸轮构件部202、203的相对的端面凸轮23、23之间，卡合于提升部d、d部分重合的这些端面凸轮23、23。
[0082]在此情况下，第三操作装置303的销部32在第二、第三凸轮构件部202、203的相对的端面凸轮23、23的提升量均指向O的基准面c、c的期间进入，由于相对的第二、第三凸轮构件部202、203的端面凸轮23、23的相位差为180°，因而如图9 (b)中由符号④、⑤所示，在销部32的指向位置中两端面凸轮23、23均处于基准面c、c的期间被二等分，能够进入销部32的期间变短。
[0083]然后，首先，由实线表示的第三凸轮构件部203的前方的端面凸轮23的提升开始位置e到达在由符号④表示的期间进入两端面凸轮23、23之间的第三操作装置303的销部32的位置，此后，随着凸轮轴2的旋转，前述销部32与该端面凸轮23的提升部d滑接并将第三凸轮构件部203压向后方，使其向第一位置滑动。
[0084]另外，与该第三凸轮构件部203的滑动大致并行地，如图9 (C)所示，在指向处于第二位置的第四凸轮构件部204的后方的端面凸轮23的基准面c的期间，第五操作装置305的销部32进入该端面凸轮23的对置位置，与该端面凸轮23卡合。
[0085]而且，在第四缸I4的排气冲程结束之后，第四凸轮构件部204的后方的端面凸轮23的提升开始位置e到达前述第五操作装置305的销部32的位置，此后，随着凸轮轴2的旋转，前述销部32与该端面凸轮23的提升部d滑接并将该第四凸轮构件部204压向前方，使其向第一位置滑动。
[0086]再者，在图9 (b)所示的状态下，在前述第三凸轮构件部203的端面凸轮23的提升开始位置e到达前述第三操作装置303的销部32的位置之后，若凸轮轴2旋转180°而第二缸I4的排气冲程结束，则如图9 Cd)所示，第二凸轮构件部202的后方的端面凸轮23的提升开始位置e到达该第三操作装置303的销部32的位置。
[0087]此时，由于前述销部32已经进入第二、第三凸轮构件部202、203的相对的端面凸轮23,23之间，随着凸轮轴2的旋转，该销部32与第二凸轮构件部202的后方的端面凸轮23的提升部d滑接并将该第二凸轮构件部202压向前方，使其向第一位置滑动。
[0088]由此，第一~第四凸轮构件部2(^~204全部从第二位置移动到第一位置，如图1所示，返回到第一~第四凸轮构件部20i~204的两端的工作部22、22中的第一凸轮部22p22!对位于摇臂C、C的凸轮从动件C’、C’的状态。
[0089] 另外,第一~第五操作装置3(^~305的销部(操作部件)32从突出位置向后退位置的移动，在第一~第四凸轮构件部20i~204全部滑动结束之后，或者根据发动机的运转状态预先设定的时期、例如第一~第四凸轮构件部2(^~204的第一凸轮部ZZ1与第二凸轮部2?的切换前的时期进行移动即可。[0090]如以上那样，根据该实施方式，四个缸I1~I4分别具备的四个凸轮构件部2(^~204通过五个操作装置SO1~305进行操作，使排气阀A...A开闭的凸轮部在提升量小的第一凸轮部22i...22!与提升量大的第二凸轮部22^..222之间切换。
[0091]因此，与为了切换凸轮的提升量而每个凸轮构件部具备两个操作装置的情况相t匕，能够削减操作装置的个数并且抑制缸间尺寸的增大，进而抑制发动机的大型化，而且在各缸中的两个排气阀的阀间尺寸上产生富余，能够增大排气端口向燃烧室的开口面积。
[0092]另外，如上所述，如图1的符号①、②和图4的符号③所示，当邻接的凸轮构件部接近时，相对的端面凸轮23、23的提升部d、d沿轴向部分重合，因而卡合于这些端面凸轮23、23的前述第二~第四操作装置302~304的销部32…32不必增大其直径就能够使接近的两个凸轮构件部沿彼此远离的方向滑动，实现了该销部32…32的小型化，并且动作的响应性提高。再者，第一、第二凸轮构件部2(^2(^及第三、第四凸轮构件部203、204布局为在接近时靠近，从而进一步促进了凸轮轴2的轴向紧凑化。
[0093]另外，以上的说明针对排气侧的凸轮轴，但对于吸气侧的凸轮轴也能够完全同样地构成，关于吸气侧也能够获得前述的作用效果。
[0094]另外，在以上的实施方式中，在凸轮构件部2(^~204中使第一凸轮部ZZ1的提升量较小而使第二凸轮部2?的提升量较大，但也可以与此相反，并且也可以如图10所示的凸轮构件部20’那样，在一个凸轮部22/上设置通常的鼻部，并且在另一个凸轮部2?’上仅以基圆形成整体而没有鼻 部(使鼻部的提升量为0)，在使用该凸轮部2?’时阀不开闭。这样的话，在发动机的低负荷运转时等能够进行减缸运转。
[0095]再者，在前述实施方式中，在凸轮构件部2(^~204中具备提升量小的第一凸轮部22i和提升量大的第二凸轮部2?这两个，但本发明不限于此，除了前述第一凸轮部22i和第二凸轮部2?之外，也能够应用于具备如下多个凸轮部的凸轮构件部:如前所述，添加仅以基圆形成整体而没有鼻部、从而使提升量为O的第三凸轮部，并且使操作装置的销部成为经由渐缩部连接小径部和大径部的形状，使各凸轮构件部能够以两个阶段滑动，在两个端面凸轮之间，首先使销部的小径部进入而第一阶段滑动，进而使销部的大径部进入而第二阶段滑动，进行各凸轮部的切换控制。
[0096]再者，本发明不限于前述实施方式(以下称为“第一实施方式”)所示的四缸、四阀式DOHC发动机，包括串联六缸发动机、V型多缸发动机等在内，也能够应用于缸数和动阀形式不同的各种发动机，接下来说明本发明的其它实施方式。此外，在以下的说明中，关于与第一实施方式的构成对应的构成，使用同一符号。另外，虽然以排气侧为例说明，但关于吸气侧也是同样的。
[0097]图11所示的第二实施方式在四缸两阀式DOHC发动机中应用本发明，在该实施方式中，与一个缸仅设置一个排气阀A相对应，在凸轮轴2中的各凸轮构件部20i~204上仅设置一个使第一凸轮部22i和第二凸轮部2?邻接设置的凸轮部22，除这点以外，其它构成与第一实施方式相同。
[0098]因此，在该实施方式中，四个凸轮构件部2(^~204通过五个操作装置SO1~305而滑动，使排气阀A开闭的凸轮部在第一凸轮部22i与第二凸轮部2?之间切换。
[0099]另外，图12所不的第三实施方式应用于单缸SOHC发动机,在该实施方式中，排气阀Ae用的凸轮构件部20e和吸气阀Ai用的凸轮构件部20i嵌合于构成凸轮轴2的轴部10，在该凸轮构件部20e、20i上，分别设有使第一、第二凸轮部221、222邻接设置的单个凸轮部22和两端面的端面凸轮23、23。
[0100]另外，在排气阀用凸轮构件部20e的前方、排气阀用和吸气阀用凸轮构件部20e、20i之间、吸气阀用凸轮构件部20i的后方，分别配置第一~第三操作装置SO1~303。
[0101]而且，如果使第二操作装置302的销部32从图示的状态进入排气阀用和吸气阀用凸轮构件部20e、20i的相对的端面凸轮23、23之间，则这些凸轮构件部20e、20i彼此远离，使排气阀Ae和吸气阀Ai分别开闭的凸轮部从第一凸轮部22i切换至第二凸轮部222。
[0102]另外，在排气阀用和吸气阀用凸轮构件部20e、20i彼此远离的状态下，如果使第一、第三操作装置3(^3(^的销部32、32突出，则这些销部32、32分别卡合至排气阀用凸轮构件部20e的前方的端面凸轮32和吸气阀用凸轮构件部20i的后方的端面凸轮32，使这些凸轮构件部20e、20i彼此接近，使排气阀Ae和吸气阀Ai分别开闭的凸轮部从第二凸轮部222切换至第一凸轮部22lt)
[0103]此外，该第三实施方式通过与第一、第二实施方式同样地配置操作装置，也能够应用用于多缸SOHC发动机。
[0104]工业实用性
[0105]如上述那样，根据本发明，在车辆用等的发动机的动阀装置中，实现了零件数的削减和发动机的小型化 ，因而能够在这种发动机的制造【技术领域】中很好地利用。
【权利要求】
1.一种发动机的动阀装置，其特征在于， 凸轮轴由轴部和凸轮构件部构成，所述凸轮构件部以能够与该轴部一体旋转且沿轴向移动的方式嵌合于该轴部， 在该凸轮构件部上，对于一个阀邻接设置有多个凸轮部，该多个凸轮部具有共通的基圆，并且鼻部的形状不同， 通过使该凸轮构件部在所述轴部上沿轴向移动，能够切换使阀开闭的凸轮部， 对于一个轴部，至少具备两个所述凸轮构件部， 邻接的两个凸轮构件部在彼此相对的一端侧的两端面分别设有端面凸轮，该各端面凸轮具备提升部， 所述发动机的动阀装置设有操作部件，该操作部件在进入位置和后退位置之间移动，所述进入位置指的是，在所述两个凸轮构件部接近时进入所述端面凸轮的相对面之间并与这些端面凸轮的提升部卡合、从而使两个凸轮构件部彼此向另一端侧远离的位置；所述后退位置指的是，从两个凸轮构件部的端面凸轮的相对面间退回的位置。
2.根据权利要求1所述的发动机的动阀装置，其特征在于， 邻接的两个端面凸轮各自的提升部在轴向上朝向相对的方向突出形成， 所述提升部构成为，当两个凸轮构件部处于接近状态时，各自的提升部的至少一部分面向对应的端面凸轮的未形成提升部的部位而接近，由此，在从垂直于轴向的方向观察时，双方的提升部的至少一部分重合，在旋转方向上相位被调整。
3.根据权利要求1所述的发动机的动阀装置，其特征在于， 在所述两个凸轮构件部的所述另一端侧的两端面分别设有第二端面凸轮，各第二端面凸轮具备沿轴向突出的提升部， 针对两个凸轮构件部分别具备第二操作部件，该第二操作部件在进入位置和后退位置之间移动，所述进入位置指的是，在所述凸轮构件部位于所述另一端侧的状态下进入所述第二端面凸轮的对置位置并与提升部卡合、从而使该凸轮构件部移动至所述一端侧的位置，所述后退位置指的是从所述第二端面凸轮的对置位置退回的位置。
4.根据权利要求1所述的发动机的动阀装置，其特征在于， 所述发动机是多个缸串联地排列的多缸发动机， 对于邻接的两个缸分别具备两个所述凸轮构件部， 所述操作部件在所述两个缸之间以能够卡合于所述两个凸轮构件部的相对的端面凸轮的提升部的方式配置。
5.根据权利要求4所述的发动机的动阀装置，其特征在于， 在针对位于缸列两端的缸而设置的、配置于两个端部的凸轮构件部的所述另一端侧的端面分别设有第二端面凸轮，各第二端面凸轮具备沿轴向突出的提升部， 针对在两个端部配置的凸轮构件部分别具备第二操作部件，该第二操作部件在进入位置和后退位置之间移动，所述进入位置指的是，在所述端部配置的凸轮构件部位于所述另一端侧的状态下进入所述第二端面凸轮的对置位置并与提升部卡合、从而使该凸轮构件部移动至所述一端侧的位置，所述后退位置指的是从所述第二端面凸轮的对置位置退回的位置。
【文档编号】F01L13/00GK104005809SQ201410060393
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年2月21日 优先权日:2013年2月26日
【发明者】柏原尚志, 野田明裕 申请人:马自达汽车株式会社