CN104005804B - 发动机的动阀装置 - Google Patents

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Abstract

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，能够瞬间连续地切换凸轮。凸轮轴由轴部和凸轮构件部构成，凸轮构件部以能够沿轴向移动的方式嵌合在该轴部上，关于一个阀，鼻部的形状不同的两个凸轮部邻接而设置，这些凸轮构件部在其一端部具备端面凸轮，并且在缸列的前端部和后端部、各缸之间位置配置销部，该销部能够在卡合于该端面凸轮且使这些凸轮构件部沿轴向移动而切换使阀开闭的凸轮部的工作位置、以及从端面凸轮退回的不工作位置移动，并且具备斜坡部，该斜坡部通过与位于工作位置的该销部滑接而使该销部强制地向不工作位置退回。

Description

发动机的动阀装置
技术领域
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
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。
例如，在专利文献1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。
在此情况下，该专利文献1的动阀装置构成为：在前述凸轮构件部的两端面设置端面凸轮，并且具备操作部件，该操作部件例如由销部件构成，设置为能够相对于这些端面凸轮的对置位置进入或退回，并且在进入时卡合于端面凸轮，从而使凸轮构件部被分别推动至轴向两侧，通过促动器使其工作，从而进行凸轮的切换动作。
在先技术文献
专利文献1：美国专利公开公报2011／0226205A1。
但是，近年来，在具备如上所述的动阀装置的发动机中，期望根据运转状态以燃烧循环单位切换到最合适的凸轮，即，期望瞬间连续地进行凸轮的切换。在此情况下，在专利文献1所公开的动阀装置中，需要使由凸轮构件部两侧的操作部件和促动器构成的操作装置响应良好地工作。即，在通过一侧的操作装置使凸轮构件部向一个方向滑动之后，立即通过另一侧的操作装置使该凸轮构件部向另一方向滑动时，为了避免先前滑动的操作装置的操作部件与凸轮构件部的干涉，必须使该操作部件迅速地退回。
但是，在操作装置的使用螺线管等的促动器中，在输出退回信号后，存在到操作部件退回为止的响应延迟，因此，在引用文献1的动阀装置中，无法使操作部件的退回迅速地完成，因而，特别是在循环时间短的发动机高速旋转时，难以实现上述期望。另外，如果为了使操作装置的退回速度高速化而使促动器大型化，则产生成本增加且向发动机的搭载性变差的问题。
另外，上述问题并不限于在凸轮构件部的两端面具备端面凸轮和推动该端面凸轮的操作装置的动阀装置，仅在凸轮构件部的一端面设置端面凸轮和推动该端面凸轮的操作装置而通过其他方式从另一端面推动凸轮构件部的动阀装置也产生同样的问题。
本发明是为了解决上述问题而做出的，其目的在于，获得一种发动机的动阀装置，能够确保向发动机的搭载性，同时可靠地防止操作部件与凸轮构件部的干涉而瞬间连续地进行凸轮的切换。
为了解决前述问题，本申请发明以如下所述地构成作为特征。
首先，本申请的技术方案1所记载的发明是一种发动机的动阀装置，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，在该凸轮构件部上邻接地设置有两个凸轮部，该两个凸轮部对于一个阀具有共同的基圆且鼻部的形状不同，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，所述凸轮构件部在其一端部具备端面凸轮，该发动机的动阀装置具备操作部件，该操作部件由促动器驱动，能够在进入位置和后退位置之间移动，该进入位置是指所述操作部件进入所述端面凸轮的对置位置并与端面凸轮卡合、从而使所述凸轮构件部沿轴向移动的位置，该后退位置是指所述操作部件从所述端面凸轮的对置位置退回的位置，所述凸轮构件部具备斜坡部，该斜坡部在所述操作部件位于进入位置的状态下与设于该操作部件的抵接部滑接，从而通过所述操作部件与端面凸轮的卡合使凸轮构件部沿轴向移动，然后使该操作部件强制移动至后退位置。
在此，在技术方案1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0）。
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1所 记载的发明中，在所述轴部上至少具备两个所述凸轮构件部，所述端面凸轮设置于邻接的两个凸轮构件部的彼此相对的一端侧的两端面，各端面凸轮具备提升部，在所述两个凸轮构件部接近时，所述提升部在轴向上重合地沿旋转方向错开相位而沿着轴向突出，所述操作部件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而卡合于这些端面凸轮的提升部，从而能够在使所述两个凸轮构件部彼此向另一端侧分离的进入位置和从所述两个凸轮构件部的端面凸轮的相对面间退回的后退位置之间移动，所述斜坡部设置于通过进入位置的所述操作部件而延迟地向另一端侧分离的所述凸轮构件部。
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1所记载的发明中，在所述轴部上至少具备两个所述凸轮构件部，所述端面凸轮设置于邻接的两个凸轮构件部的彼此相对的一端侧的两端面，各端面凸轮具备提升部，在所述两个凸轮构件部接近时，所述提升部在轴向上重合地沿旋转方向错开相位而沿着轴向突出，所述操作部件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而卡合于这些端面凸轮的提升部，从而能够在使所述两个凸轮构件部彼此向另一端侧分离的进入位置和从所述两个凸轮构件部的端面凸轮的相对面间退回的后退位置之间移动，在所述两个凸轮构件部的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，对于所述两个凸轮构件部分别具备第二操作部件，该第二操作部件在所述两个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而卡合于提升部，从而在使该凸轮构件部向所述一端侧移动的进入位置和从所述第二端面凸轮的对置位置退回的后退位置之间移动。
在此，在技术方案2、3中的“邻接的两个凸轮构件部”中，包括在多缸发动机的各缸中各设置一个而邻接的两个凸轮构件部、以及在单缸发动机或多缸发动机中的一个缸的两个阀分别设置的两个凸轮构件部。
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2、技术方案3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的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。
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1～3中的任何一个所记载的发明中，所述斜坡部与所述端面凸轮邻接地形成。
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1～4中的任何一个所记载的发明中，所述动阀装置还具备工作机构，该工作机构能够使所述操作部件在规定的发动机旋转角度时期移动至所述进入位置，并且将被所述斜坡部强制移动至所述后退位置的所述操作部件保持在所述后退位置。
发明的效果
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。
首先，依照技术方案1所记载的发明，设于凸轮构件部的斜坡部与设于操作部件的抵接部滑接，从而能够通过斜坡部使位于进入位置的操作部件朝向后退位置可靠地强制移动。而且，由于在操作部件导致的凸轮构件部的移动结束之后，斜坡部起作用，因而能够可靠地进行凸轮构件部的移动并迅速地使操作部件向后退位置退回。由此，即使在连续地切换凸轮的情况下，由于能够可靠地防止操作部件与凸轮构件部的干涉，因而能够瞬间连续地进行凸轮部的切换动作。
另外，通过在操作部件设置抵接部且在凸轮构件部设置斜坡的简单构成，不需要其它动力，就能够容易地实现操作部件向后退位置的强制移动。
另外，依照技术方案2所记载的发明，在邻接的凸轮构件部接近时使操作部件进入端面凸轮的相对面之间而使两个凸轮构件部分离的情况下，由于仅在延迟地分离的凸轮构件部设有斜坡部，因而能够可靠地分离两个凸轮构件部，并且在操作部件导致的凸轮构件部的移动结束之后，能够迅速地使操作部件退回至后退位置。
另外，由于斜坡部仅设于延迟分离的凸轮构件部，因而不必在各凸轮构件部设置斜坡部，能够容易地构成动阀装置。
另外，依照技术方案3所记载的发明，即使在凸轮构件部的两侧具备端面凸轮和操作部件的情况下，也能够很好地实施技术方案1所记载的发明。例如，即使在通过设于另一端侧的第二端面凸轮和第二操作部件的协作而使凸轮构件部移动至一端侧的情况下，由于先前使凸轮构件部向另一 方向移动的第一操作部件在该凸轮构件部向另一方向的移动结束之后迅速地向后退位置退回，因而也能够防止向另一方向移动的凸轮构件部与第一操作部件的干涉。同样还能够防止向一端侧移动的凸轮构件部与第二操作部件的干涉。另外，由于两端面凸轮以在两个凸轮构件部接近时提升部沿轴向重叠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，两个凸轮构件部能够靠近布置，能够进一步促进凸轮轴的轴向紧凑化。
另外，依照技术方案4所记载的发明，通过邻接于端面凸轮而设置斜坡部，斜坡部位于操作部件的附近，因而能够较小地构成设于操作部件的抵接部。由此，防止操作部件不必要地变重，抑制操作部件的进入退回速度的降低。
另外，依照技术方案5所记载的发明，通过工作机构，能够在发动机的规定旋转角度时期使操作部件向进入位置进入，并且能够可靠地将强制移动至后退位置的操作部件保持在后退位置，因而能够可靠地进行凸轮部的切换动作。
即，依照根据本发明的发动机的动阀装置，能够确保向发动机的搭载性，同时可靠地防止操作部件与凸轮构件部的干涉而瞬间连续地进行凸轮的切换动作。
附图说明
图1是表示本发明的排气侧动阀装置的概略构成的侧视图。
图2是图1的x方向向视的同一动阀装置的正视图。
图3是图1的y-y线的放大截面图。
图4是表示从图1的状态切换工作的凸轮部后的状态的侧视图。
图5是凸轮构件部的单体立体图。
图6是凸轮构件部的侧视图。
图7是凸轮构件部的正视图。
图8是操作装置的局部截面图。
图9是表示斜坡部使操作部件向后退位置强制移动的动作的图1的x方向向视的主要部分正视图。
图10是表示将工作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-x2、x4-x4线截断的主要部分正视图。
图11同样是表示从第二凸轮部切换至第一凸轮部时的动作的、用图1的x1-x1、x3-x3、x5-x5线截断的主要部分正视图。
符号说明：
2凸轮轴；10轴部；201～204凸轮构件部；221、222第一、第二凸轮部；23端面凸轮；24斜坡；32操作部件（销部）；34抵接部
具体实施方式
以下，以对于一缸分别具备两个吸气阀、排气阀的四缸、四阀式DOHC发动机的动阀装置为例，说明本发明的实施方式。
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11～14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C…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。
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11～14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。
另外，凸轮轴2由轴部10和第一～第四凸轮构件部201～204构成，该第一～第四凸轮构件部201～204花键嵌合于该轴部10，能够与该轴部10一体旋转且沿轴向移动，这些凸轮构件部201～204与各缸11～14对应地在前述轴部10上以列状配置。
而且，具备使各凸轮构件部201～204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301～305，以缸列的第一缸11侧作为前方，在该缸列的前端位置配置第一操作装置301，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。
这些操作装置301～305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。
另外，为了将前述操作装置301～305引起的各凸轮构件部201～204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201、202为例所示那样，在轴部10与各凸轮构件部201～204的嵌合部分别设有止动（detent）机构40。
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441、442，在凸轮构件部201～204的内周面上沿轴向邻接设置；当前述止动球43与一个周槽441卡合时，凸轮构件部201～204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201～204被定位于图4所示的第二位置。
在此，如图1所示，当第一～第四凸轮构件部201～204全部位于第一位置时，第一凸轮构件部201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201、202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。
另外，如图4所示，当第一～第四凸轮构件部201～204全部位于第二位置时，第一凸轮构件部201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201、202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。
接着，通过图5～图7，以第一凸轮构件部201为例，更详细地说明前述凸轮构件部201～204的构成。
该凸轮构件部201（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221和例如发动机高速旋转时用的提升量大的第二凸轮部222邻接设置。
如图7所示，前述第一凸轮部221和第二凸轮部222设置成：基圆a是共通的，提升量不同的鼻部b1、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221和第二凸轮部222沿前后方向并排的顺序及鼻部b1、b2的相位一致地分别设置。
在此情况下，如图1、图4所示，在第一凸轮构件部201和第三凸轮构件部203中，第一凸轮部221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221配置在后方。
而且，当凸轮构件部201～204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201～204中，两个第一凸轮部221、221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201～204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）。
在此，在该实施方式的发动机中，各缸的爆发顺序为第一缸11→第三缸13→第四缸14→第二缸12，第一～第四凸轮构件部201～204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201～204的第一凸轮部221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201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°。
再者，在前述各凸轮构件部201～204中，在前后两端分别设有端面凸轮23、23。
如图5～图7所示，从穿过凸轮构件部201（202～204）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c。
另外，如上所述，各凸轮构件部201～204与各缸11～14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201～204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。
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。
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。
此时，在图1所示的状态下，接近的第一、第二凸轮构件部201、202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。
另一方面，如图4所示，在第一凸轮构件部201位于前方的第二位置的状态下，第一操作装置301的销部32向面对该第一凸轮构件部201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201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。
在此，各操作装置301～305的销部32向工作位置的突出，在第一、第五操作装置301、305中，必须在第一凸轮构件部201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。
另外，该销部32向工作位置的突出所引起的各凸轮构件部201～204的移动，必须在摇臂C的凸轮从动件C’对位于第一凸轮部221或第二凸轮部222的基圆a的时机、即该缸处于排气冲程以外的冲程时进行。
在此，为了满足这些工作时机的条件，如图7所示，以如下位置关系设置：相对于第一、第二凸轮部221、222的鼻部b1、b2的顶部，在旋转方向X前方侧的规定角度的位置设定端面凸轮23的提升部d的开始位置e，在旋转方向X后方侧的规定角度的位置设定端面凸轮23的提升部d的结束位置f，第一、第二凸轮部221、222的鼻部b1、b2与端面凸轮23的提升部d重叠。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301～305的销部32的位置关系中，各凸轮构件部201～204在排气冲程刚结束后举行移动。
再者，如图6、图7所示，在与设于凸轮构件部201的前后两端面的端面凸轮23、23邻接的外周面，分别设有使操作装置301、302的位于工作位置的销部32、32朝向不工作位置强制移动的斜坡（slope）24、24。这些斜坡24、24具有相对于端面凸轮23的外周面上的基准面g沿径向突出的提升部h，如图7所示，从斜坡开始位置i到结束位置f之间，提升量从零逐渐增加，在结束位置f返回基准面g，上述斜坡开始位置i设置在从前述端面凸轮23的结束位置f向旋转方向X的前方侧离开规定角度β（例如约30°）的位置。
斜坡24、24在第一～第五操作装置301～305上分别成对，仅在特定凸轮构件部的端面凸轮23上邻接设置，在各操作装置301～305使对应的凸轮构件部201～204分别移动之后，使销部32朝向主体31强制移动。具体而言，针对配置在各缸间位置的第二～第四操作装置302～304的销部32…32的斜坡24，设置在延迟分离的一方的凸轮构件部的、与卡合于前述销部32…32的端面凸轮23邻接的外周面上。另一方面，针对配置在缸列的前端位置和后端位置的操作装置301、305的销部32、32的斜坡24，设置在与卡合于前 述销部32、32的端面凸轮23、23邻接的外周面上。
在本实施方式中，构成为：按照爆发顺序，从排气冲程结束的缸开始切换对应的凸轮构件部。例如，在从第一位置向第二位置切换的情况下，首先，在第二操作装置302使第二凸轮构件部202移动至后方之后，使第一凸轮构件部201移动至前方，接着，在第四操作装置304使第三凸轮构件部203移动至前方之后，使第四凸轮构件部204移动至后方。
另外，构成为：在从第二位置向第一位置切换的情况下，首先，第三操作装置303使第二凸轮构件部202移动至前方，接着第一操作装置301使第一凸轮构件部201移动至后方，接着第三操作装置303使第三凸轮构件部203移动至后方，接着第五操作装置305使第四凸轮构件部204移动至前方。
即，与第一操作装置301对应的斜坡24设在与第一凸轮构件部201前方的端面凸轮23邻接的外周面上，与第二操作装置302对应的斜坡24设在与第一凸轮构件部201后方的端面凸轮23邻接的外周面上，与第三操作装置303对应的斜坡24设在与第三凸轮构件部203前方的端面凸轮23邻接的外周面上，与第四操作装置304对应的斜坡24设在与第四凸轮构件部204前方的端面凸轮23邻接的外周面上，与第五操作装置305对应的斜坡24设在与第四凸轮构件部204后方的端面凸轮23邻接的外周面上。
接着，参照图8，以第一操作装置301为例详细地说明各操作装置301～305的构成。图8（a）是表示第一操作装置301的销部32被保持在不工作位置的状态的局部截面图，图8（b）是表示第一操作装置301的销部32移动至工作位置的状态的局部截面图。
如图8所示，第一操作装置301的销部32被复位弹簧33朝向主体31施力，在未通电的状态下，如图8（a）所示，被复位弹簧33保持在不工作位置。另一方面，如图8（b）所示，若销部32被通电，则抵抗复位弹簧33，通过未图示的电磁式促动器朝向凸轮轴2的轴芯移动至突出移动量S0的工作位置。
向各操作装置301～305的通电，在由未图示的传感器检测的规定的发动机旋转角度时期基于未图示的计算机向各操作装置301～305的通电指示而进行。即，作为工作机构起作用，复位弹簧33与检测发动机旋转角度的传感器、在规定的发动机旋转角度时期向各操作装置301～305发出通电指示的 计算机、电磁式的促动器相互协作，使各操作装置301～305的销部32…32在规定的发动机旋转角度时期移动至工作位置，并且能够将被斜坡24强制移动到不工作位置的前述销部32…32保持在不工作位置。
另外，在销部32设有具有圆板状的形状的抵接部34，该抵接部34在不工作位置处配设在不与端面凸轮23和斜坡24干涉的位置，在工作位置处配设在与端面凸轮23的除斜坡24外的外周面确保间隙并与斜坡24滑接的位置。另外，抵接部34构成为以下大小：无论凸轮构件部201位于第一、第二位置中的哪一个，均能够与设于凸轮构件部201的斜坡24滑接。
接着，参照图9，以设于第一凸轮构件部201前方的斜坡24为例，说明斜坡24使各操作装置301～305的销部32…32朝向不工作位置强制移动的动作。图9是说明在第一操作装置301的销部32使位于第二位置的第一凸轮构件部201向第一位置移动之后，斜坡24使前述销部32朝向不工作位置强制移动的动作的、图1的x方向向视的主要部分正视图。
图9（a）表示第一缸11的排气冲程的终点，即，表示第一凸轮构件部201的第二凸轮部222与凸轮从动件C’的抵接部成为基圆a的状态。此时，如图9（a）所示，第一操作装置301位于被通电而销部32朝向凸轮轴2的轴芯突出的工作位置。在该状态下，设于销部32的抵接部34相对于端面凸轮23的外周面确保S1的间隙。
若凸轮轴2进一步旋转，则如图9（b）所示，销部32与端面凸轮23卡合，从而开始凸轮构件部201向后方的移动，若进一步旋转，则斜坡24与抵接部34滑接。此外，如上所述，由于抵接部34具有能够与设于第一和第二位置的第一凸轮构件部201的斜坡24滑接的大小，因而不管第一凸轮构件部201的前后位置如何，斜坡24均与抵接部34可靠地滑接。
此时，向第一操作装置201的通电中止，销部32通过复位弹簧33的弹性力而开始向不工作位置移动。
凸轮轴2进一步旋转，由此，如图9（c）所示，斜坡24将抵接部34上推，以从凸轮轴2的轴芯离开移动量S2。即，沿着从凸轮轴2的轴芯分离的方向使销部32强制地移动，该销部32移动了从斜坡24的最大提升量S0减去处于工作位置的销部32的抵接部34与端面凸轮23的外周面的间隙S1而得到的移动量S2。
然后，如图9（d）所示，销部32被复位弹簧33进一步上推而保持在不工作位置。结果，在凸轮轴2旋转一圈期间，第一操作装置301的销部32被强制地移动至不工作位置，并且销部32作用于端面凸轮23，第一凸轮构件部201向后方移动而将凸轮从第二凸轮部222向第一凸轮部221切换。
即，从第二凸轮部222向第一凸轮部221的切换动作在凸轮轴2旋转一圈期间可靠地结束，并且销部32向主体31的强制移动完成，因而在下一燃烧循环中，能够从凸轮部221向凸轮部222连续切换。即，在下一排气冲程结束时，即便通过使第一凸轮构件部201后方的第二操作装置202的销部32移动至工作位置而使第一凸轮构件部201移动至前方，由于第一凸轮构件部前方的第一操作装置201的销部32被保持在不工作位置，因而也能够可靠地防止第一操作装置201的销部32与移动至第二位置的第一凸轮构件部201的干涉。
所以，依照本发明，能够可靠地防止各操作装置301～305的销部32与各凸轮构件部201～204的干涉而瞬间连续地进行凸轮的切换动作。而且，仅通过通电进行销部32的突出动作，销部32向主体31的退回动作由斜坡24和复位弹簧33实现，总之，以单动式容易地构成操作装置，因而能够避免各操作装置301～305的大型化，确保向发动机的搭载性。
接着，说明该实施方式的动作。
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201～204位于第一位置时，在这些凸轮构件部201～204中，都是两端的工作部22、22中的提升量小的第一凸轮部221、221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11～14的排气阀A…A以相对较小的开阀量开阀。
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。
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201、202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10（a）所示，第二操作装置302的销部32在第一、第二凸轮构件部201、 202的相对的端面凸轮23、23的提升量均指向0的基准面c、c的期间进入。
然后，首先，在第二缸12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。
另外，在销部32到达前述第二凸轮构件部202的端面凸轮23的提升开始位置e之后，若凸轮轴2旋转90°而第一缸11的排气冲程结束，则销部32接着到达用点划线表示的第一凸轮构件部201后方的端面凸轮23的提升开始位置e，此后，随着凸轮轴2的旋转，与该端面凸轮23的提升部d滑接并将第一凸轮构件部201压向前方，使其向第二位置滑动。
进而，设于与前述第一凸轮构件部201后方的端面凸轮23邻接的外周面的斜坡24的开始位置i到达第二操作装置302的销部32的位置。此时，向第二操作装置302的通电中止，该销部32通过复位弹簧33而开始向不工作位置移动。然后，随着凸轮轴2的旋转，前述第一凸轮构件部201的前述斜坡24的提升部h与前述销部32滑接并使该销部32朝向不工作位置强制移动。前述销部32此后被复位弹簧33保持在不工作位置。
接着，如图10（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下的第三、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重叠的这些端面凸轮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0的基准面c、c期间进入。
然后，在第三缸13的排气冲程结束之后，用点划线表示的第三凸轮构件部203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，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。
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14的排气冲程结束，则用实线表示的第四凸轮构件部204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。
进而，设于与前述第四凸轮构件部204前方的端面凸轮23邻接的外周面的斜坡24的开始位置i到达第四操作装置304的销部32的位置。此时，向第四操作装置304的通电中止，该销部32通过复位弹簧33而开始向不工作位置的移动。然后，随着凸轮轴2的旋转，前述第四凸轮构件部204的前述斜坡24的提升部h与前述销部32滑接并使该销部32朝向不工作位置强制移动。前述销部32此后被复位弹簧33保持在不工作位置。
通过以上，第一～第四凸轮构件部201～204全部从第一位置移动至第二位置，如图4所示，在第一～第四凸轮构件部201～204中的每一个中，两端的工作部22、22中的第二凸轮部222、222与摇臂C、C的凸轮从动件C’、C’对位，在排气冲程时各缸11～14的排气阀A…A以相对较大的开阀量开阀。
而且，能够使第二和第四操作装置302、304的销部32、32进入而使第一～第四凸轮构件部201～204从第一位置向第二位置移动，同时将第二和第四操作装置302、304的销部3、32可靠地朝向主体31内强制移动并保持在不工作位置。即，在凸轮轴旋转一圈期间，第一～第四凸轮构件部201～204的移动、以及第二和第四操作装置302、304的销部32、32向工作位置和不工作位置的移动完成。
另一方面，从图4所示的各凸轮构件部201～204的提升量大的第二凸轮部222…222与摇臂C…C的凸轮从动件C’…C’对位的状态起，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221…221与凸轮从动件C’…C’对位的状态，这一动作通过对第一、第三、第五操作装置301、303、305通电而使这些操作装置301、303、305的销部32…32从不工作位置向工作位置突出而进行。
即，首先，如图11（a）所示，第三操作装置303的销部32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，在第二缸12的排气冲程结束时，随着凸轮轴2的旋转，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，前述销部32与提升部d滑接并将第二凸轮构件部202压向前方，使其向第一位置滑动。接着，如图11（b） 所示，第一操作装置301的销部32在指向位于第二位置的第一凸轮构件部201前方的端面凸轮23的基准面c期间突出至该端面凸轮23的对置位置，卡合于该端面凸轮23。
然后，在第一缸11的排气冲程结束之后，第一凸轮构件部201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301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201压向后方，使其向第一位置滑动。即，在使第二凸轮构件部202向第一位置滑动之后，通过凸轮轴2的90°旋转而使第一凸轮构件部201向第一位置滑动。
进而，设于与前述第一凸轮构件部201前方的端面凸轮23邻接的外周面的斜坡24的开始位置i到达第一操作装置301的销部32的位置。此时，向第一操作装置301的通电中止，该销部32通过复位弹簧33而开始向不工作位置移动。而且，随着凸轮轴2的旋转，前述第一凸轮构件部201的前述斜坡24的提升部h与前述销部32滑接并使该销部32朝向不工作位置强制移动。前述销部32此后被复位弹簧33保持在不工作位置。
接着，在第三缸13的排气冲程结束之后，如图11（c）所示，为第三操作装置303的销部32进入第二、第三凸轮构件部202、203的相对的端面凸轮23、23之间的状态，因而通过第一凸轮构件部201向第一位置滑动后的凸轮轴2的90°旋转，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，前述销部32与提升部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。
进而，设于与前述第三凸轮构件部203后方的端面凸轮23邻接的外周面的斜坡24的开始位置i到达第三操作装置303的销部32的位置。此时，向第三操作装置303的通电中止，该销部32通过复位弹簧33而开始向不工作位置移动。而且，随着凸轮轴2的旋转，前述第三凸轮构件部203的前述斜坡24的提升部h与前述销部32滑接并使该销部32朝向不工作位置强制移动。前述销部32此后被复位弹簧33保持在不工作位置。
接着，如图11（d）所示，第五操作装置305的销部32在指向位于第二位置的第四凸轮构件部204后方的端面凸轮23的基准面c的期间突出至该端面凸轮23的对置位置，卡合于该端面凸轮23。
然后，在第四缸14的排气冲程结束之后，第四凸轮构件部204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。
进而，设于与前述第四凸轮构件部204后方的端面凸轮23邻接的外周面的斜坡24的开始位置i到达第五操作装置305的销部32的位置。此时，向第五操作装置305的通电中止，该销部32通过复位弹簧33而开始向不工作位置的移动。而且，随着凸轮轴2的旋转，前述第四凸轮构件部204的前述斜坡24的提升部h与前述销部32滑接并使该销部32朝向不工作位置强制移动。前述销部32此后被复位弹簧33保持在不工作位置。
通过以上，第一～第四凸轮构件部201～204全部从第二位置移动至第一位置，如图1所示，回到第一～第四凸轮构件部201～204两端的工作部22、22中的第一凸轮部221、221与摇臂C、C的凸轮从动件C’、C’对位的状态。
而且，能够使第一、第三、第五操作装置301、303、305的销部32…32进入而使第一～第四凸轮构件部201～204从第二位置向第一位置移动，同时将第一、第三、第五操作装置301、303、305的销部32…32可靠地朝向主体31内强制移动而保持在不工作位置。即，在凸轮轴旋转一圈期间，第一～第四凸轮构件部201～204的移动、以及第一、第三、第五操作装置301、303、305的销部32…32向工作位置和不工作位置的移动完成。
如以上那样，依照该实施方式，四个缸11～14分别具备的四个凸轮构件部201～204被五个操作装置301～305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221…221与提升量大的第二凸轮部222…222之间切换。
而且，在凸轮轴2旋转一圈期间，凸轮部的切换完成，并且各操作装置301～305的销部32…32向不工作位置的移动完成。
所以，即使在凸轮轴2每旋转一圈、即在每个燃烧循环切换凸轮的情况下，由于能够可靠地防止操作装置与凸轮构件部的干涉，因而也能够瞬间连续地进行凸轮部的切换动作。另外，通过在操作装置设置抵接部并在凸轮构件部设置斜坡的简单构成，不需要其它动力，能够容易地实现操作装置向不工作位置的强制退回，因而能够避免操作装置的大型化。由此， 能够确保向发动机的搭载性，同时可靠地防止操作装置与凸轮构件部的干涉而瞬间连续地进行凸轮的切换动作。
另外，如上所述，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沿轴向部分重叠。由此，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不增大其直径就能够使接近的两个凸轮构件部不同地沿分离的方向滑动，因而能够小型化，能够提高操作响应性。再者，第一、第二凸轮构件部201、202及第三、第四凸轮构件部203、204在接近时靠近而布置，能够进一步促进凸轮轴2的轴向的整体紧凑化。
此外，以上说明是关于排气侧的凸轮轴，但关于吸气侧的凸轮轴也能够完全同样地构成，关于吸气侧也获得前述的作用效果。
另外，在以上实施方式中，在凸轮构件部201～204中使第一凸轮部221的提升量较小且使第二凸轮部222的提升量较大，但也可以与此相反，进而也可以在一方凸轮部221’设置通常的鼻部，在另一方凸轮部222’没有鼻部而仅以基圆形成整体（使鼻部的提升量为0），在使用该凸轮部222’的情况下，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。
另外，在以上实施方式中，为了将各操作装置301～305的销部32…32保持在不工作位置处而使用复位弹簧33，但除了复位弹簧33以外，能够构成以下工作机构：通过在销部32…32侧或操作装置的主体31侧配置磁铁，在不工作位置用磁铁吸附销部32，从而提高保持性。
另外，斜坡24的开始位置和结束位置不限于实施方式，也可以与端面凸轮23的结束位置f不同。即，也可以构成为如下位置关系：通过端面凸轮23与销部32的协作而完成了凸轮构件部的移动之后，销部32的移动迅速地完成。例如，也可以构成为如下相位：使斜坡24的开始位置和结束位置从端面凸轮23的结束位置f沿凸轮轴2的旋转方向前进。
另外，在前述实施方式中，示出了适用于四缸、四阀式DOHC发动机的示例，但并不限于此，能够适用于包括单缸发动机、串联六缸发动机、Ｖ型多缸发动机等且缸数和动阀形式不同的各种发动机。
此外，本发明不限于以上实施方式，在不脱离权利要求所记载的本发 明的精神和范围的情况下，也能够进行各种变形和变更。
工业实用性
如以上那样，依照本发明，在车辆用等的发动机的动阀装置中，能够确保向发动机的搭载性，同时防止操作装置与凸轮构件部的干涉且瞬间进行凸轮部的切换动作，因而能够在这种发动机制造技术领域中很好地利用。

Claims (7)

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，
在该凸轮构件部上邻接地设置有两个凸轮部，该两个凸轮部对于一个阀具有共同的基圆且鼻部的形状不同，
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，
所述凸轮构件部在其一端部具备端面凸轮，
该发动机的动阀装置具备操作部件，该操作部件由促动器驱动，能够在进入位置和后退位置之间移动，该进入位置是指所述操作部件进入所述端面凸轮的对置位置并与所述端面凸轮卡合、从而使所述凸轮构件部沿轴向移动的位置，该后退位置是指所述操作部件从所述端面凸轮的对置位置退回的位置，
所述凸轮构件部具备斜坡部，该斜坡部在所述操作部件位于所述进入位置的状态下与设于该操作部件的抵接部滑接，从而通过所述操作部件与所述端面凸轮的卡合使所述凸轮构件部沿轴向移动，然后使该操作部件强制移动至后退位置。
2.如权利要求1所述的发动机的动阀装置，其特征在于，
在所述轴部上至少具备两个所述凸轮构件部，
所述端面凸轮设置于邻接的两个凸轮构件部的彼此相对的一端侧的两端面，各端面凸轮具备提升部，在所述两个凸轮构件部接近时，所述提升部在轴向上重合地沿旋转方向错开相位并沿着轴向突出，
所述操作部件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而卡合于这些端面凸轮的所述提升部，从而能够在使所述两个凸轮构件部彼此向另一端侧分离的所述进入位置和从所述两个凸轮构件部的所述端面凸轮的相对面间退回的所述后退位置之间移动，
所述斜坡部设置于通过所述进入位置的所述操作部件而延迟地向另一端侧分离的所述凸轮构件部。
3.如权利要求1所述的发动机的动阀装置，其特征在于，
在所述轴部上至少具备两个所述凸轮构件部，
所述端面凸轮设置于邻接的两个凸轮构件部的彼此相对的一端侧的两端面，各端面凸轮具备提升部，在所述两个凸轮构件部接近时，所述提升部在轴向上重合地沿旋转方向错开相位并沿着轴向突出，
所述操作部件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而卡合于这些端面凸轮的所述提升部，从而能够在使所述两个凸轮构件部彼此向另一端侧分离的进入位置和从所述两个凸轮构件部的所述端面凸轮的相对面间退回的后退位置之间移动，
在所述两个凸轮构件部的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，
针对所述两个凸轮构件部分别具备第二操作部件，该第二操作部件在所述两个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而卡合于所述提升部，从而在使该凸轮构件部向所述一端侧移动的所述进入位置和从所述第二端面凸轮的对置位置退回的所述后退位置之间移动。
4.如权利要求1所述的发动机的动阀装置，其特征在于，
所述斜坡部与所述端面凸轮邻接地形成。
5.如权利要求2所述的发动机的动阀装置，其特征在于，
所述斜坡部与所述端面凸轮邻接地形成。
6.如权利要求3所述的发动机的动阀装置，其特征在于，
所述斜坡部与所述端面凸轮邻接地形成。
7.如权利要求1至6中任一项所述的发动机的动阀装置，其特征在于，
所述动阀装置还具备工作机构，该工作机构能够使所述操作部件在规定的发动机旋转角度时期移动至所述进入位置，并且将被所述斜坡部强制移动至所述后退位置的所述操作部件保持在所述后退位置。
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