(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カムプロフィルを異ならせた複数のカム（４６，４７；４８；４９）が設けられるカムシャフト（３１）と、複数の前記カム（４６，４７；４８；４９）に個別に当接して前記カムシャフト（３１）と平行な軸線まわりに揺動することを可能としつつ前記カムシャフト（３１）の軸線と平行な方向に隣接、配置されるとともに少なくとも１つが機関弁（２５，２６）に連動、連結される複数のロッカアーム（３２，３３；３４，３５）と、相互に隣接した前記ロッカアーム（３２，３３；３４，３５）の連結および連結解除を切換えて前記機関弁（２５，２６）の作動特性を変更可能とした弁作動特性変更手段（６０）とを備える内燃機関の可変動弁装置であって、
前記弁作動特性変更手段（６０）が油圧によらないで作動するものにおいて、
前記弁作動特性変更手段（６０）は、複数のロッカアーム（３２，３３；３４，３５）の連結および連結解除を切換えるようにして前記各ロッカアーム（３２，３３；３４，３５）の配列方向に摺動することを可能としつつ相互に当接されて各ロッカアーム（３２，３３；３４，３５）に嵌合される複数の連結ピン（６３，６４；６５，６６）と、それらの連結ピン（６３，６４；６５，６６）の配列方向両端の連結ピン（６３，６４；６５，６６）の軸方向外端にそれぞれ当接、係合するようにして対をなすとともに前記各ロッカアーム（３２，３３；３４，３５）の配列方向に連動して移動可能なシフトアーム（６７．６８；６８，６９）とを備え、相互に当接した前記各連結ピン（６３，６４；６５，６６）のうち配列方向両端の連結ピン（６３，６４；６５，６６）が、それらの両端の連結ピン（６３，６４；６５，６６）が嵌合されている前記ロッカアーム（３２，３３；３４，３５）から複数の前記ロッカアーム（３２，３３；３４，３５）の連結および連結解除に応じて択一的に突出するように前記各連結ピン（６３，６４；６５，６６）の軸方向長さが設定されることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項２】
前記カムシャフト（３１）に設けられる複数のカム（４６，４７；４８；４９）に個別に転がり接触するローラ（５０，５１；５２，５３）を回転自在に支承する円筒状の支軸（５４，５５；５６，５７）が、前記各ロッカアーム（３２，３３；３４，３５）にそれぞれ固定され、前記連結ピン（６３，６４；６５，６６）がそれらの支軸（５４，５５；５６，５７）内に摺動可能に嵌合されることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項３】
複数の前記ロッカアーム（３２，３３；３４，３５）が、前記カムシャフト（３１）と平行な軸線を有するとともにその軸方向にスライドすることを可能として機関本体（１５Ａ，１５Ｂ）に支承されるロッカシャフト（４２，４３）で揺動可能に支承され、前記シフトアーム（６７，６８，６９）が、前記ロッカシャフト（４２，４３）とともに作動するようにして該ロッカシャフト（４２，４３）に連動、連結されることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項４】
前記シフトアーム（６７，６８，６９）を前記各ロッカアーム（３２，３３；３４，３５）の配列方向に移動させるようにして前記シフトアーム（６７，６８，６９）に連動、連結されるシフト駆動手段（７０）の動力伝達経路に、ロストモーション機構（７８）が介設されることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項５】
対をなす前記シフトアーム（６７，６８；６８，６９）の一方（６８）が、前記各ロッカアーム（３２，３３；３４，３５）の配列方向に移動することを可能として前記シフト駆動手段（７０）に連結された移動体（４２，４３）に固設され、他方のシフトアーム（６７，６９）と、前記一方のシフトアーム（６８）もしくは機関本体（１５Ａ，１５Ｂ）との間に、前記他方のシフトアーム（６７，６９）から前記連結ピン（６４，６６）に押圧力を作用せしめる側に前記移動体（４２，４３）が移動する際に前記一方のシフトアーム（６８）の移動に前記他方のシフトアーム（６７，６９）を追随させるロストモーションばね（９３，９４；１０４，１０５）が設けられることを特徴とする請求項４記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項６】
カムプロフィルを異ならせた複数ずつの吸気側カム（４６，４７）および排気側カム（４８，４９）が設けられるとともに吸気弁（２５）および排気弁（２６）に共通に配置される単一のカムシャフト（３１）と、複数の前記吸気側カム（４６，４７）に個別に当接して前記カムシャフト（３１）と平行な軸線まわりに揺動することを可能としつつ前記カムシャフト（３１）の軸線と平行な方向に隣接、配置されるとともに少なくとも１つが吸気弁（２５）に連動、連結される複数の吸気側ロッカアーム（３２，３３）と、複数の前記排気側カム（４８，４９）に個別に当接して前記カムシャフト（３１）と平行な軸線まわりに揺動することを可能としつつ前記カムシャフト（３１）の軸線と平行な方向に隣接、配置されるとともに少なくとも１つが排気弁（２６）に連動、連結される複数の排気側ロッカアーム（３４，３５）と、相互に隣接した前記吸気側および前記排気側ロッカアーム（３２，３３；３４，３５）の連結および連結解除を切換えて前記吸気弁（２５）および前記排気弁（２６）の作動特性を変更可能とした弁作動特性変更手段（６０）とを備える内燃機関の可変動弁装置であって、
前記弁作動特性変更手段（６０）が油圧によらないで作動するものにおいて、
前記弁作動特性変更手段（６０）は、複数の前記吸気側ロッカアーム（３２，３３）の連結および連結解除を切換えるようにして前記各吸気側ロッカアーム（３２，３３）の配列方向に摺動することを可能としつつ相互に当接されて各吸気側ロッカアーム（３２，３３）に嵌合される複数の吸気側連結ピン（６３，６４）と、複数の前記排気側ロッカアーム（３４，３５）の連結および連結解除を切換えるようにして前記各排気側ロッカアーム（３４，３５）の配列方向に摺動することを可能としつつ相互に当接されて各排気側ロッカアーム（３４，３５）に嵌合される複数の排気側連結ピン（６５，６６）と、複数の吸気側連結ピン（６３，６４）の配列方向一端の吸気側連結ピン（６３）の外端に当接、係合する第１のシフトアーム（６７）と、複数の前記吸気側連結ピン（６３，６４）の配列方向他端の吸気側連結ピン（６４）の外端に当接、係合するとともに複数の前記排気側連結ピン（６５，６６）の配列方向一端の排気側連結ピン（６５）の外端に当接、係合する第２のシフトアーム（６８）と、複数の前記排気側連結ピン（６５，６６）の配列方向他端の排気側連結ピン（６６）の外端に当接、係合する第３のシフトアーム（６９）とを備え、相互に当接した前記吸気側および前記排気側連結ピン（６３，６４；６５，６６）のうち配列方向両端の前記吸気側および前記排気側連結ピン（６３，６４；６５，６６）が、それらの両端の前記吸気側および前記排気側連結ピン（６３，６４；６５，６６）が嵌合されている前記吸気側および前記排気側ロッカアーム（３２，３３；３４，３５）から複数の前記吸気側および前記排気側ロッカアーム（３２，３３；３４，３５）の連結および連結解除に応じて択一的に突出するように前記各連結ピン（６３，６４；６５，６６）の軸方向長さが設定され、第１〜第３のシフトアーム（６７〜６９）が、前記吸気側および前記排気側ロッカアーム（３２，３３；３４，３５）の配列方向に連動して移動するようにして連動、連結されることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項７】
動力伝達経路にロストモーション機構（７８）を介在させたシフト駆動手段（７０）が、第２のシフトアーム（６８）を前記吸気側および前記排気側ロッカアーム（３２，３３：３４，３５）の配列方向に移動させるようにして第２のシフトアーム（６８）に連結され、第１および第３のシフトアーム（６７，６９）と、第２のシフトアーム（６８）もしくは機関本体（１５Ａ，１５Ｂ）との間に、第２のシフトアーム（６８）の移動に第１および第３のシフトアーム（６７，６９）を追随させるロストモーションばね（９３，９４；１０４，１０５）がそれぞれ設けられることを特徴とする請求項６記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項８】
前記各吸気側ロッカアーム（３２，３３）および前記各排気側ロッカアーム（３４，３５）の連結を解除せしめる作動位置ならびに前記各吸気側ロッカアーム（３２，３３）および前記各排気側ロッカアーム（３４，３５）を連結させる作動位置間で移動可能な第２のシフトアーム（６８）の作動位置を弾発的に保持するシフト保持機構（９７）を備えることを特徴とする請求項６または７記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項９】
前記シフト駆動手段（７０）が、機関本体（１５Ａ）に回動自在に支承される回動部材（７１）の回動動作を前記各ロッカアーム（３２，３３；３４，３４）の配列方向に沿う前記シフトアーム（６７，６８，６９）の移動に変換させるようにしたカム機構（７２）を有することを特徴とする請求項４記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項１０】
前記回動部材が、駆動ケーブル（７３）が外周に巻き掛けられる入力プーリ（７１）であり、該入力プーリ（７１）と、前記カム機構（７２）の入力部材（７４）との間に前記ロストモーション機構（７８）が設けられることを特徴とする請求項９記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項１１】
所定のスロットル開度で前記カム機構（７２）が切換作動するようにして前記回動部材（７１）にスロットル弁の駆動機構が連結されることを特徴とする請求項９記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項１２】
カムシャフト（３１）の回転によって軸方向の推力を発生するようにして前記カムシャフト（３１）に連結されるガバナ機構（１０６）が、前記シフトアーム（６７，６８，６９）に連動、連結されることを特徴とする請求項１または６記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項１３】
前記カムシャフト（３１）を回転自在に支承するようにしてシリンダヘッド（１９）に設けられたカムホルダ（３６，３７）に、前記カムシャフト（３１）を燃焼室（２１）との間に介在させるようにして支持板（１１０）が固定され、該支持板（１１０）に一対の電磁アクチュエータ（１１１，１１２）が配設され、第１および第２作動位置間で回動することを可能として前記シフトアーム（６７，６８，６９）に連動、連結されるリンク（１１３）に、前記両電磁アクチュエータ（１１１，１１２）が前記リンク（１１３）を回動するようにして連結されることを特徴とする請求項１または６記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項１４】
前記リンク（１１３）および前記支持板（１１０）間に、前記リンク（１１３）の第１および第２作動位置を保持するためのシフト保持用ばね（１１９）が設けられることを特徴とする請求項１３記載の内燃機関の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カムプロフィルを異ならせた複数のカムが設けられるカムシャフトと、複数の前記カムに個別に当接して前記カムシャフトと平行な軸線まわりに揺動することを可能としつつ前記カムシャフトの軸線と平行な方向に隣接、配置されるとともに少なくとも１つが機関弁に連動、連結される複数のロッカアームと、相互に隣接した前記ロッカアームの連結および連結解除を切換えて前記機関弁の作動特性を変更可能とした弁作動特性変更手段とを備える内燃機関の可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
相互に異なるカムプロフィルのカムに個別に従動するようにして相互に隣接、配置される複数のロッカアームの連結および連結解除を、それらのロッカアームに摺動可能に嵌合される連結ピンの軸方向移動によって切換えて、各ロッカアームの少なくとも１つに連動、連結される機関弁の作動特性を変更するようにした内燃機関の可変動弁装置が、特許文献１で知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３０３１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１で開示された可変動弁装置の弁作動特性変更手段は、相互に当接してロッカアームに摺動可能に嵌合される複数の連結ピンに、その配列方向両端から油圧力およびばね力を作用せしめ、油圧力を制御することで各連結ピンを軸方向に移動させることで各ロッカアームの連結および連結解除を切換えるようにしている。しかるに、このような弁作動特性変更手段は、内燃機関の潤滑に必要な油圧とは異なる高い油圧と、その油圧を制御するためのバルブ類とを必要とするので、もともと高い油圧を必要としない内燃機関、たとえば転がり軸受式のクランクシャフトを備える内燃機関や、小型の内燃機関にあっては、弁作動特性変更手段を構成するために、専用の油圧源や、その油圧源からの油圧を制御する制御弁等を装備することはコストやスペースの制約があって実現することが難しかった。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、弁作動特性を変更するにあたって特に高い油圧を必要とせず、その高い油圧を制御するバルブ類等も不要とした内燃機関の可変動弁装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、カムプロフィルを異ならせた複数のカムが設けられるカムシャフトと、複数の前記カムに個別に当接して前記カムシャフトと平行な軸線まわりに揺動することを可能としつつ前記カムシャフトの軸線と平行な方向に隣接、配置されるとともに少なくとも１つが機関弁に連動、連結される複数のロッカアームと、相互に隣接した前記ロッカアームの連結および連結解除を切換えて前記機関弁の作動特性を変更可能とした弁作動特性変更手段とを備える内燃機関の可変動弁装置であって、前記弁作動特性変更手段が油圧によらないで作動するものにおいて、前記弁作動特性変更手段は、複数のロッカアームの連結および連結解除を切換えるようにして前記各ロッカアームの配列方向に摺動することを可能としつつ相互に当接されて各ロッカアームに嵌合される複数の連結ピンと、それらの連結ピンの配列方向両端の連結ピンの軸方向外端にそれぞれ当接、係合するようにして対をなすとともに前記各ロッカアームの配列方向に連動して移動可能なシフトアームとを備え、相互に当接した前記各連結ピンのうち配列方向両端の連結ピンが、それらの両端の連結ピンが嵌合されている前記ロッカアームから複数の前記ロッカアームの連結および連結解除に応じて択一的に突出するように前記各連結ピンの軸方向長さが設定されることを第１の特徴とする。
【０００７】
また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記カムシャフトに設けられる複数のカムに個別に転がり接触するローラを回転自在に支承する円筒状の支軸が、前記各ロッカアームにそれぞれ固定され、前記連結ピンがそれらの支軸内に摺動可能に嵌合されることを第２の特徴とする。
【０００８】
本発明は、第１の特徴の構成に加えて、複数の前記ロッカアームが、前記カムシャフトと平行な軸線を有するとともにその軸方向にスライドすることを可能として機関本体に支承されるロッカシャフトで揺動可能に支承され、前記シフトアームが、前記ロッカシャフトとともに作動するようにして該ロッカシャフトに連動、連結されることを第３の特徴とする。
【０００９】
本発明は、第１の特徴の構成に加えて、  前記シフトアームを前記各ロッカアームの配列方向に移動させるようにして前記シフトアームに連動、連結されるシフト駆動手段の動力伝達経路に、ロストモーション機構が介設されることを第４の特徴とする。
【００１０】
本発明は、第４の特徴の構成に加えて、対をなす前記シフトアームの一方が、前記各ロッカアームの配列方向に移動することを可能として前記シフト駆動手段に連結された移動体に固設され、他方のシフトアームと、前記一方のシフトアームもしくは機関本体との間に、前記他方のシフトアームから前記連結ピンに押圧力を作用せしめる側に前記移動体が移動する際に前記一方のシフトアームの移動に前記他方のシフトアームを追随させるロストモーションばねが設けられることを第５の特徴とする。
【００１１】
また上記目的を達成するために、本発明は、カムプロフィルを異ならせた複数ずつの吸気側カムおよび排気側カムが設けられるとともに吸気弁および排気弁に共通に配置される単一のカムシャフトと、複数の前記吸気側カムに個別に当接して前記カムシャフトと平行な軸線まわりに揺動することを可能としつつ前記カムシャフトの軸線と平行な方向に隣接、配置されるとともに少なくとも１つが吸気弁に連動、連結される複数の吸気側ロッカアームと、複数の前記排気側カムに個別に当接して前記カムシャフトと平行な軸線まわりに揺動することを可能としつつ前記カムシャフトの軸線と平行な方向に隣接、配置されるとともに少なくとも１つが排気弁に連動、連結される複数の排気側ロッカアームと、相互に隣接した前記吸気側および前記排気側ロッカアームの連結および連結解除を切換えて前記吸気弁および前記排気弁の作動特性を変更可能とした弁作動特性変更手段とを備える内燃機関の可変動弁装置であって、前記弁作動特性変更手段が油圧によらないで作動するものにおいて、前記弁作動特性変更手段は、複数の前記吸気側ロッカアームの連結および連結解除を切換えるようにして前記各吸気側ロッカアームの配列方向に摺動することを可能としつつ相互に当接されて各吸気側ロッカアームに嵌合される複数の吸気側連結ピンと、複数の前記排気側ロッカアームの連結および連結解除を切換えるようにして前記各排気側ロッカアームの配列方向に摺動することを可能としつつ相互に当接されて各排気側ロッカアームに嵌合される複数の排気側連結ピンと、複数の吸気側連結ピンの配列方向一端の吸気側連結ピンの外端に当接、係合する第１のシフトアームと、複数の前記吸気側連結ピンの配列方向他端の吸気側連結ピンの外端に当接、係合するとともに複数の前記排気側連結ピンの配列方向一端の排気側連結ピンの外端に当接、係合する第２のシフトアームと、複数の前記排気側連結ピンの配列方向他端の排気側連結ピンの外端に当接、係合する第３のシフトアームとを備え、相互に当接した前記吸気側および前記排気側連結ピンのうち配列方向両端の前記吸気側および前記排気側連結ピンが、それらの両端の前記吸気側および前記排気側連結ピンが嵌合されている前記吸気側および前記排気側ロッカアームから複数の前記吸気側および前記排気側ロッカアームの連結および連結解除に応じて択一的に突出するように前記各連結ピンの軸方向長さが設定され、第１〜第３のシフトアームが、前記吸気側および前記排気側ロッカアームの配列方向に連動して移動するようにして連動、連結されることを第６の特徴とする。
【００１２】
本発明は、第６の特徴の構成に加えて、動力伝達経路にロストモーション機構を介在させたシフト駆動手段が、第２のシフトアームを前記吸気側および前記排気側ロッカアームの配列方向に移動させるようにして第２のシフトアームに連結され、第１および第３のシフトアームと、第２のシフトアームもしくは機関本体との間に、第２のシフトアームの移動に第１および第３のシフトアームを追随させるロストモーションばねがそれぞれ設けられることを第７の特徴とする。
【００１３】
本発明は、第６または第７の特徴の構成に加えて、前記各吸気側ロッカアームおよび前記各排気側ロッカアームの連結を解除せしめる作動位置ならびに前記各吸気側ロッカアームおよび前記各排気側ロッカアームを連結させる作動位置間で移動可能な第２のシフトアームの作動位置を弾発的に保持するシフト保持機構を備えることを第８の特徴とする。
【００１４】
本発明は、第４の特徴の構成に加えて、前記シフト駆動手段が、機関本体に回動自在に支承される回動部材の回動動作を前記各ロッカアームの配列方向に沿う前記シフトアームの移動に変換させるようにしたカム機構を有することを第９の特徴とする。
【００１５】
本発明は、第９の特徴の構成に加えて、前記回動部材が、駆動ケーブルが外周に巻き掛けられる入力プーリであり、該入力プーリと、前記カム機構の入力部材との間に前記ロストモーション機構が設けられることを第１０の特徴とする。
【００１６】
本発明は、第９の特徴の構成に加えて、所定のスロットル開度で前記カム機構が切換作動するようにして前記回動部材にスロットル弁の駆動機構が連結されることを第１１の特徴とする。
【００１７】
本発明は、第１または第６の特徴の構成に加えて、カムシャフトの回転によって軸方向の推力を発生するようにして前記カムシャフトに連結されるガバナ機構が、前記シフトアームに連動、連結されることを第１２の特徴とする。
【００１８】
本発明は、第１または第６の特徴の構成に加えて、前記カムシャフトを回転自在に支承するようにしてシリンダヘッドに設けられたカムホルダに、前記カムシャフトを燃焼室との間に介在させるようにして支持板が固定され、該支持板に一対の電磁アクチュエータが配設され、第１および第２作動位置間で回動することを可能として前記シフトアームに連動、連結されるリンクに、前記両電磁アクチュエータが前記リンクを回動するようにして連結されることを第１３の特徴とする。
【００１９】
さらに本発明は、第１３の特徴の構成に加えて、前記リンクおよび前記支持板間に、前記リンクの第１および第２作動位置を保持するためのシフト保持用ばねが設けられることを第１４の特徴とする。
【００２０】
なお実施の形態の吸気弁２５および排気弁２６が本発明の機関弁に対応し、実施の形態の吸気側および排気側ロッカシャフト４２，４３が本発明の移動体に対応し、実施の形態の入力プーリ７１が本発明の回動部材に対応し、実施の形態の第３吸気側ロストモーションばね９３，１０４および第３排気側ロストモーションばね９４，１０５が本発明のロストモーションばねに対応する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の第１の特徴によれば、複数のロッカアームの連結および連結解除を切換えるようにして相互に当接される複数の連結ピンが各ロッカアームに嵌合され、各連結ピンの配列方向両端に在る連結ピンの軸方向外端にそれぞれ当接、係合するようにして対をなすシフトアームが、各ロッカアームの配列方向に連動して移動するようにして各連結ピンを軸方向に駆動するので、連結ピンを駆動するのに高い油圧は不要であり、高い油圧を制御するバルブ類等も不要として、転がり軸受式のクランクシャフトを備える内燃機関や、小型の内燃機関に、コストの増大を回避するとともにスペース確保の問題が生じることがないようにして、弁作動特性変更手段を容易に適用することができる。
【００２２】
また本発明の第２の特徴によれば、カムに転がり接触するローラを回転自在に支承するようにして各ロッカアームに固定される円筒状の支軸内に、連結ピンが摺動可能に嵌合されるので、連結ピンを配置するための専用のスペースをロッカアームに確保することを不要として、ロッカアームの小型化に寄与することができる。
【００２３】
本発明の第３の特徴によれば、複数のロッカアームを揺動可能に支承するロッカシャフトが、軸方向にスライドすることを可能として機関本体に支承され、シフトアームがロッカシャフトに連動、連結されるので、シフトアームを駆動する構造が簡単となり、部品点数を低減することができる。
【００２４】
本発明の第４の特徴によれば、ロストモーション機構を含むシフト駆動手段がシフトアームに連動、連結されるので、機関弁の閉弁期間となって連結ピンの移動が可能となるまでシフトアームの移動を待たせ、機関弁が閉弁期間となったときに連結ピンを速やかに移動させることができる。
【００２５】
本発明の第５の特徴によれば、対をなすシフトアームの一方がシフト駆動手段に連結された移動体に固設され、他方のシフトアームと、一方のシフトアームもしくは機関本体との間に、他方のシフトアームから連結ピンに押圧力を作用せしめる側に一方のシフトアームが移動する際に他方のシフトアームを追随させるロストモーションばねが設けられるので、他方のシフトアームで連結ピンを押圧して連結ピンを移動させる際に、機関弁の閉弁期間となって連結ピンの移動が可能となるまでシフトアームの移動を待たせ、機関弁が閉弁期間となったときに連結ピンを速やかに移動させることができる。
【００２６】
本発明の第６の特徴によれば、複数の吸気側ロッカアームの連結および連結解除を切換えるようにして相互に当接される複数の吸気側連結ピンが各吸気側ロッカアームに嵌合され、複数の排気側ロッカアームの連結および連結解除を切換えるようにして相互に当接される複数の排気側連結ピンが各排気側ロッカアームに嵌合され、吸気側連結ピンの配列方向一端の吸気側連結ピンの外端に第１のシフトアームを当接、係合させ、吸気側連結ピンの配列方向他端の吸気側連結ピンの外端ならびに排気側連結ピンの配列方向一端の排気側連結ピンの外端に第２のシフトアームを当接、係合させ、排気側連結ピンの配列方向他端の排気側連結ピンの外端に第３のシフトアームを当接、係合させ、第１、第２および第３のシフトアームを連動して移動するように連動、連結しているので、吸気側および排気側連結ピンを駆動するのに高い油圧は不要であり、高い油圧を制御するバルブ類等も不要として、転がり軸受式のクランクシャフトを備える内燃機関や、小型の内燃機関に、コストの増大を回避しつつ弁作動特性変更機構を容易に適用することができる。しかも吸気弁および排気弁の弁作動特性を変更するにあたって第２のシフトアームを吸気弁側および排気弁側で共通として部品点数を低減し、構造の簡素化を図ることができる。
【００２７】
本発明の第７の特徴によれば、動力伝達経路にロストモーション機構を介在させたシフト駆動手段が第２のシフトアームに連結されるので、第２のシフトアームが吸気側または排気側連結ピンを押圧するように移動する際には、機関弁の閉弁期間となって吸気側または排気側連結ピンの移動が可能となるまでシフトアームの移動を待たせ、機関弁が閉弁期間となったときに吸気側または排気側連結ピンを速やかに移動させることができる。また第１および第３のシフトアームと、第２のシフトアームもしくは機関本体との間に、第２のシフトアームの移動に第１および第３のシフトアームを追随させるロストモーションばねがそれぞれ設けられるので、第１のシフトアームで吸気側連結ピンを押圧して吸気側連結ピンを移動させる際、ならびに第３のシフトアームで排気側連結ピンを押圧して排気側連結ピンを移動させる際に、吸気弁および排気弁の閉弁期間となって吸気側および排気側連結ピンの移動が可能となるまで第１および第３のシフトアームの移動を待たせ、吸気弁および排気弁が閉弁期間となったときに吸気側および排気連結ピンを速やかに移動させることができる。
【００２８】
本発明の第８の特徴によれば、第２のシフトアームは、各吸気側ロッカアームおよび前記各排気側ロッカアームの連結を解除せしめる作動位置ならびに前記各吸気側ロッカアームおよび前記各排気側ロッカアームを連結させる作動位置間で移動するものであり、その作動位置はシフト保持機構で弾発的に保持されるので、動作の確実性を確保することができる。
【００２９】
本発明の第９の特徴によれば、シフト駆動手段は、回動部材の回動動作をカム機構によってシフトアームの移動に変換させるように構成されるので、外部からの操作やアクチュエータから回動部材に入力される駆動力をシフトアームの直線的な移動に容易に変換することができ、シフト駆動手段のコンパクト化を図るとともに動作の確実性を確保することができる。
【００３０】
本発明の第１０の特徴によれば、回動部材である入力プーリとカム機構の入力部材との間にロストモーション機構が設けられるので、機関弁の閉弁期間となって連結ピンの移動が可能となるまでカム機構の作動すなわちシフトアームの移動を待たせ、機関弁が閉弁期間となったときに連結ピンを速やかに移動させることができる。
【００３１】
本発明の第１１の特徴によれば、回動部材にスロットル弁の駆動機構が連結されるので、シフト駆動手段に動力を入力するための特別のアクチュエータを不要とし、部品点数の増大を回避するとともにコスト低減を図ることができる。
【００３２】
本発明の第１２の特徴によれば、カムシャフトの回転によって軸方向の推力を発生するガバナ機構がシフトアームに連動、連結されるので、シフトアームの駆動を制御するための特別な制御装置を不要として、機関の作動状態に応じて弁作動特性変更機構の作動を確実に行わせることができる。
【００３３】
本発明の第１３の特徴によれば、カムシャフトを回転自在に支承するカムホルダに固定される支持板に、一対の電磁アクチュエータが配設され、第１および第２作動位置間で回動することを可能としてシフトアームに連動、連結されるリンクに、両電磁アクチュエータがリンクを回動するようにして連結されるので、シフトアームを駆動する駆動機構をコンパクトに構成し、シフトアームの作動タイミングすなわちロッカアームの連結および連結解除の切換タイミングを任意に設定することが可能であり、内燃機関の運転特性を広げることができる。
【００３４】
さらに本発明の第１４の特徴によれば、リンクおよび支持板間にリンクの第１および第２作動位置を保持するためのシフト保持用ばねが設けられるので、シリンダヘッドに設けられるカムホルダ上の狭いスペースに、シフトアームの駆動機構と、シフトアームの作動位置を弾発的に保持するシフト保持機構とをコンパクトに配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施例１の内燃機関の要部縦断面図であって図２の１−１線に沿う断面図である。
【図２】吸気側および排気側ロッカアームが連結解除状態にあるときの図１の２−２線に沿う横断面図である。
【図３】シフト駆動手段の一部および弁作動変更機構の分解斜視図である。
【図４】図２の要部を拡大して示す一部切欠き平面図である。
【図５】吸気側および排気側ロッカアームが連結状態にあるときの図４に対応した一部切欠き平面図である。
【図６】スロットル開度および入力プーリの作動量の関係を示す図である。
【図７】図２の７ー７線断面図である。
【図８】実施例２の図４に対応した一部切欠き平面図である。
【図９】実施例３の図２に対応した断面図である。
【図１０】実施例４の図２に対応した断面図である。
【図１１】図１０の要部を拡大して示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００３７】
本発明の実施例１について図１〜図７を参照しながら説明すると、先ず図１において、この内燃機関は、たとえば自動二輪車に搭載される小型のものであり、その機関本体１５Ａは、ピストン１６を摺動自在に嵌合せしめたシリンダボア１７を有するシリンダブロック１８と、前記ピストン１６の頂部を臨ませる燃焼室２１を前記シリンダブロック１８との間に形成して該シリンダブロック１８に結合されるシリンダヘッド１９と、該シリンダヘッド１９との間に動弁室２２を形成して前記シリンダヘッド１９に結合されるヘッドカバー２０Ａとを備える。
【００３８】
前記シリンダヘッド１９には、前記燃焼室２１に連通し得る吸気ポート２３と、前記燃焼室２１に連通し得る排気ポート２４とが設けられ、前記吸気ポート２３および前記燃焼室２１の連通・遮断を切換える機関弁としての吸気弁２５と、前記排気ポート２４および前記燃焼室２１の連通・遮断を切換える機関弁としての排気弁２６とが、開閉作動を可能として前記シリンダヘッド１９に配設され、吸気弁２５および排気弁２６は弁ばね２７，２８でそれぞれ閉弁方向に付勢される。またシリンダヘッド１９には前記燃焼室２１の頂部に臨む点火プラグ２９が取付けられる。
【００３９】
図２を併せて参照して、前記動弁室２２には、前記吸気弁２５および前記排気弁２６を開閉駆動する動弁装置が収容されるものであり、この動弁装置は、カムシャフト３１と、前記吸気弁２５および前記カムシャフト３１間に介設される第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３と、前記排気弁２６および前記カムシャフト３１間に介設される第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５とを備える。
【００４０】
前記シリンダヘッド１９には、前記カムシャフト３１の軸線に沿う方向に間隔をあけた位置に配置される第１および第２カムホルダ３６，３７が固設されており、前記吸気弁２５および前記排気弁２６に共通である単一の前記カムシャフト３１が、前記吸気弁２５および前記排気弁２６間に配置されるようにして第１および第２カムホルダ３６，３７で回転自在に支承される。前記カムシャフト３１の両端部のうち第２カムホルダ３７から突出した端部には、前記ピストン１６に連接されるクランクシャフト（図示せず）の回転動力を１／２に減速して前記カムシャフト３１に伝達する調時伝動機構３９の一部を構成する被動スプロケット４０が固設され、前記調時伝動機構３９の一部を構成するカムチェーン４１が前記被動スプロケット４０に巻き掛けられる。
【００４１】
第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３は、前記カムシャフト３１と平行な軸線を有して第１および第２カムホルダ３６，３７で軸方向にスライド可能に支承される吸気側ロッカシャフト４２で揺動可能に支承されて隣接配置され、第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３の少なくとも一方、この実施例１では第１吸気側ロッカアーム３２が前記吸気弁２５に連動、連結される。すなわち第１吸気側ロッカアーム３２には、吸気弁２５のステムエンド２５ａに当接するタペットねじ４４が進退位置を調節可能として螺合される。また第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５は、前記吸気側ロッカシャフト４２との間に前記カムシャフト３１を挟む位置で該カムシャフト３１と平行な軸線を有する排気側ロッカシャフト４３で揺動可能に支承されて隣接配置され、第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５の少なくとも一方、この実施例１では第１排気側ロッカアーム３４が排気弁２６に連動、連結される。すなわち第１排気側ロッカアーム３４には、排気弁２６のステムエンド２６ａに当接するタペットねじ４５が進退位置を調節可能として螺合される。しかも排気側ロッカシャフト４３も前記吸気側ロッカシャフト４２と同様に第１および第２カムホルダ３６，３７で軸方向にスライド可能に支承される。
【００４２】
而して吸気側ロッカシャフト４２で揺動可能に支承される第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３と、排気側ロッカシャフト４３で揺動可能に支承される第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５とは、前記調時伝動機構３９とは反対側から、第２吸気側ロッカアーム３３、第１吸気側ロッカアーム３２、第１排気側ロッカアーム３４および第２排気側ロッカアーム３５の順に並列して配置される。
【００４３】
一方、前記カムシャフト３１には、第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３に個別に対応した第１および第２吸気側カム４６，４７と、第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５に個別に対応した第１および第２排気側カム４８，４９とが設けられ、第１吸気側カム４６および第１排気側カム４８は機関の低速運転時に対応したカムプロフィルを有するように形成され、第２吸気側カム４７および第２排気側カム４９は機関の高速運転時に対応したカムプロフィルを有するように形成される。すなわち第１および第２吸気側カム４６，４７は相互にカムプロフィルが異なるように形成され、第１および第２排気側カム４８，４９は相互にカムプロフィルが異なるように形成される。しかもカムシャフト３１の軸線に直交する平面への投影図上で第１吸気側カム４６は第２吸気側カム４７の投影範囲内に在るように形成され、第１排気側カム４８は第２排気側カム４９の投影範囲内に在るように形成される。
【００４４】
第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３には、第１および第２吸気側カム４６，４７に転がり接触するローラ５０，５１がそれぞれ軸支されるものであり、それらのローラ５０，５１を回転自在に軸支するための円筒状の吸気側支軸５４，５５が、それらの吸気側支軸５４，５５の両端をそれぞれ開放するようにして第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３に固設されており、それらの吸気側支軸５４，５５は、前記ローラ５０，５１が第１および第２吸気側カム４６，４７のベース円部に転がり接触している状態では同軸に並ぶようにして第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３に設けられ、両吸気側支軸の５４，５５の軸方向長さは第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３の幅とほぼ同一に設定され、両吸気側支軸５４，５５の内径は同一に設定される。
【００４５】
また第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５には、第１および第２排気側カム４８，４９に転がり接触するローラ５２，５３がそれぞれ軸支されるものであり、それらのローラ５２，５３を回転自在に軸支するための円筒状の排気側支軸５６，５７が、それらの排気側支軸５６，５７の両端をそれぞれ開放するようにして第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５に固設されており、それらの排気側支軸５６，５７は、前記ローラ５２，５３が第１および第２排気側カム４８，４９のベース円部に転がり接触している状態では同軸に並ぶようにして第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５に設けられ、両排気側支軸５６，５７の軸方向長さは第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５の幅とほぼ同一に設定され、両排気側支軸５６，５７の内径は同一に設定される。
【００４６】
前記吸気弁２５および前記排気弁２６の作動特性は、相互に隣接した第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３ならびに相互に隣接した第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５の連結および連結解除を弁作動特性変更手段６０で切換えることで変更される。而して機関の低速運転時に第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３の連結を解除するとともに第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５の連結を解除すると、第１吸気側ロッカアーム３２が第１吸気側カム４６に従動して揺動することによって吸気弁２５が第１吸気側カム４６のカムプロフィルに対応した作動特性で開閉作動し、第１排気側ロッカアーム３４が第１排気側カム４８に従動して揺動することによって排気弁２６が第１排気側カム４８のカムプロフィルに対応した作動特性で開閉作動する。
【００４７】
また機関の高速運転時に第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３を連結するとともに第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５を連結すると、第２吸気側カム４７に従動して揺動する第２吸気側ロッカアーム３３とともに第１吸気側ロッカアーム３２が揺動することによって吸気弁２５が第２吸気側カム４７のカムプロフィルに対応した作動特性で開閉作動し、第２排気側カム４９に従動して揺動する第２排気側ロッカアーム３５とともに第１排気側ロッカアーム３４が揺動することによって排気弁２６が第２排気側カム４９のカムプロフィルに対応した作動特性で開閉作動する。
【００４８】
ところで第１吸気側ロッカアーム３２および第１排気側ロッカアーム３４は、吸気弁２５および排気弁２６にそれぞれ連動、連結されており、吸気弁２５および排気弁２６を閉弁方向に付勢する弁ばね２７，２８のばね力で第１吸気側ロッカアーム３２および第１排気側ロッカアーム３４のローラ５０，５２を第１吸気側カム４６および第１排気側カム４８に転がり接触させる側にばね付勢されるのであるが、第１吸気側ロッカアーム３２とは分離した状態に在る第２吸気側ロッカアーム３３ならびに第１排気側ロッカアーム３４とは分離した状態に在る第２排気側ロッカアーム３５には、前記弁ばね４６，４８のばね付勢力は作用しない。そこで第２吸気側ロッカアーム３３およびヘッドカバー２０Ａ間には、第２吸気側ロッカアーム３３のローラ５１を第２吸気側カム４７に転がり接触させる側に第２吸気側ロッカアーム３３を付勢するための第１吸気側ロストモーションばね６１が設けられ、第２排気側ロッカアーム３５およびヘッドカバー２０Ａ間には、第２排気側ロッカアーム３５のローラ５３を第２排気側カム４９に転がり接触させる側に第２排気側ロッカアーム３５を付勢するための第１排気側ロストモーションばね６２が設けられる。
【００４９】
図３〜図５を併せて参照して、前記弁作動特性変更手段６０は、第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３の連結および連結解除を切換えるようにして第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３の配列方向すなわち吸気側ロッカシャフト４２の軸線方向に摺動することを可能としつつ相互に当接されて第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３に嵌合される第１および第２吸気側連結ピン６３，６４と、第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５の連結および連結解除を切換えるようにして第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５の配列方向すなわち排気側ロッカシャフト４３の軸線方向に摺動することを可能としつつ相互に当接されて第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５に嵌合される第１および第２排気側連結ピン６５，６６と、第１および第２吸気側連結ピン６３，６４の配列方向一端の吸気側連結ピンである第２吸気側連結ピン６４の外端に当接、係合する第１のシフトアーム６７と、第１および第２吸気側連結ピン６３，６４の配列方向他端の吸気側連結ピンである第１吸気側連結ピン６３の外端に当接、係合するとともに第１および第２排気側連結ピン６５，６６の配列方向一端の排気側連結ピンである第１排気側連結ピン６５の外端に当接、係合する第２のシフトアーム６８と、第１および第２排気側連結ピン６５，６６の配列方向他端の排気側連結ピンである第２排気側連結ピン６６の外端に当接、係合する第３のシフトアーム６９とを備え、第１のシフトアーム６７、第２のシフトアーム６８および第３のシフトアーム６９は、吸気側ロッカシャフト４２および排気側ロッカシャフト４３とともに作動するようにしてそれらのロッカシャフト４２，４３に連動、連結され、各ロッカアーム３２〜３５の配列方向に連動して移動する。
【００５０】
第１および第２吸気側連結ピン６３，６４は、前記ローラ５０，５１を軸支するようにして第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３に固定される円筒状の吸気側支軸５４，５５内に摺動可能に嵌合されており、相互に当接した第１および第２吸気側連結ピン６３，６４の配列方向両端の連結ピンである第１および第２吸気側連結ピン６３，６４が、第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３の連結および連結解除の切換に応じて択一的に第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３から突出するように、第１および第２吸気側連結ピン６３，６４の軸方向長さが設定される。この実施例１では、第１吸気側連結ピン６３の軸方向長さが第１吸気側ロッカアーム３２の幅とほぼ同一に設定されるのに対して、第２吸気側連結ピン６４の軸方向長さが第２吸気側ロッカアーム３３の幅よりも大きく設定される。これにより、第１および第２吸気側連結ピン６３，６４の相互に当接した内端が第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３間の中央部にあって第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３が図４で示すように連結されていない状態では、第２吸気側連結ピン６４の外端が第２吸気側ロッカアーム３３から外側に突出した状態となり、第２吸気側連結ピン６４が第１吸気側ロッカアーム３２の吸気側支軸５４内に嵌合して第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３が連結された状態では、図５で示すように、第１吸気側連結ピン６３の外端が第１吸気側ロッカアーム３２から外側に突出した状態となる。
【００５１】
第１および第２排気側連結ピン６５，６６は、第１および第２排気側カム４８，４９に転がり接触するローラ５２，５３を軸支するようにして第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５に固定される円筒状の排気側支軸５６，５７内に摺動可能に嵌合されており、相互に当接した第１および第２排気側連結ピン６５，６６の配列方向両端の連結ピンである第１および第２排気側連結ピン６５，６６が、第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５の連結および連結解除の切換に応じて択一的に第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５から突出するように、第１および第２排気側連結ピン６５，６６の軸方向長さが設定される。この実施例１では、第１排気側連結ピン６５の軸方向長さが第１排気側ロッカアーム３４の幅とほぼ同一に設定されるのに対して、第２排気側連結ピン６５の軸方向長さが第２排気側ロッカアーム３５の幅よりも大きく設定される。これにより、第１および第２排気側連結ピン６５，６６の相互に当接した内端が第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５間の中央部にあって第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５が図４で示すように連結されていない状態では、第１排気側連結ピン６５の外端が第１排気側ロッカアーム３４から外側に突出した状態となり、また第１排気側連結ピン６５が第２排気側ロッカアーム３５の排気側支軸５７内に嵌合して第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５が連結された状態では、図５で示すように、第２排気側連結ピン６６の外端が第２排気側ロッカアーム３５から外側に突出した状態となる。
【００５２】
第１のシフトアーム６７、第２のシフトアーム６８および第３のシフトアーム６９には、シフト駆動手段７０によって駆動力が伝達されるものであり、このシフト駆動手段７０は、機関本体１５Ａのシリンダヘッド１９に回動自在に支承される回動部材である入力プーリ７１と、該入力プーリ７１の回動動作を前記各ロッカアーム３２〜３５の配列方向に沿う第１のシフトアーム６７、第２のシフトアーム６８および第３のシフトアーム６９の移動に変換させるようにしたカム機構７２とを有して、前記調時伝動機構３９とは反対側に配置される。而してシリンダヘッド１９のうち前記入力プーリ７１を回動自在に支承する部分は、ヘッドカバー２０Ａ側に食い込むようにして上方に隆起するように形成される。
【００５３】
前記入力プーリ７１には、スロットル弁の駆動機構（図示せず）に連なる駆動ケーブル７３が巻き掛け、連結されており、図６で示すように、所定のスロットル開度範囲で入力プーリ７１が回動作動するようにして前記駆動機構からの回転動力が入力プーリ７１に伝達され、カム機構７２は所定のスロットル開度で切換作動することになる。
【００５４】
前記回動軸７４は、前記カムシャフト３１と平行な軸線を有して前記シリンダヘッド１９に回動自在に支承されるものであり、シリンダヘッド１９および回動軸７４間にボールベアリング７５および環状のシール部材７６が介装される。前記シリンダヘッド１９の外方で前記回動軸７４には、外周の一部に一対の平坦面７７…が形成される支軸部７４ａが同軸にかつ一体に設けられ、前記入力プーリ７１は前記支軸部７４ａで相対回動自在に支承される。
【００５５】
前記シフト駆動手段７０では、入力プーリ７１からカム機構７２の回動軸７４に動力が伝達されるのであるが、この動力伝達経路の途中すなわち入力プーリ７１および回動軸７４間にロストモーション機構７８が設けられる。
【００５６】
図７を併せて参照して、前記支軸部７４ａには、前記入力プーリ７１にその外方側から対向する扇状の動力伝達部材７９が固定されており、この動力伝達部材７９には、前記回動軸７４の軸線を中心とする円弧状の開口部８０が設けられる。
【００５７】
前記ロストモーション機構７８は、前記入力プーリ７１と、前記回動軸７４に固定された動力伝達部材７９との間に第２ロストモーションばね８１が設けられて成るものであり、この第２ロストモーションばね８１は、前記入力プーリ７１および前記動力伝達部材７９間で前記支軸部７４ａを囲繞するコイル部８１ａと、該コイル部８１ａの両端から延出する一対のはさみ部８１ｂ，８１ｂと、前記コイル部８１ａの中間部から前記はさみ部８１ｂ…とは反対側に延びる係合部８１ｃとを有する。
【００５８】
前記入力プーリ７１には、前記開口部８０に先端部が挿入されるようにして押圧突部８２が突設され、第２ロストモーションばね８１の両はさみ部８１ｂ…は該押圧突部８２を両側から挟む位置に配置される。また第２ロストモーションばね８１の前記係合部８１ｃは、前記入力プーリ７１に突設された係止突部８３に係合される。さらに前記動力伝達部材７９には、第２ロストモーションばね８１の両はさみ部８１ｂ…間に挟まれる受圧突部８４が突設される。
【００５９】
このようなロストモーション機構７８によれば、前記回動軸７４および前記動力伝達部材７９の回動が拘束された状態にあるときに、入力プーリ７１が回動すると、第２ロストモーションばね８１の両はさみ部８１ｂ…の一方が押圧突部８２で押されることによって他方のはさみ部８ｂとの間のはさみ角を広げるようにして動力伝達部材７９を置き去りにしたまま回動し、入力プーリ７１および前記動力伝達部材７９間には前記両はさみ部８１ｂ…のはさみ角を小さくする側のばね付勢力が作用することになる。
【００６０】
再び図３〜図５において、第１カムホルダ３６の外方に配置されるとともに前記回動軸７４を挿通せしめる挿通孔８８を中央部に有して前記吸気側および前記排気側ロッカシャフト４２，４３の軸線と直交する方向に延びる可動連結部材８７が配置されており、前記吸気側および前記排気側ロッカシャフト４２，４３は、前記可動連結部材８７の長手方向両端部にねじ部材８５，８６で固定される。
【００６１】
前記カム機構７２は、前記回動軸７４および前記可動連結部材８７間に設けられるものであり、前記回動軸７４の外周に設けられるカム溝８９と、前記挿通孔８８内で前記カム溝８９に内端を嵌合せしめるようにして前記可動連結部材８７に固定されるピン９０とから成る。しかも前記カム溝８９は、前記回動軸７４の回動に応じて前記ピン９０すなわち前記可動連結部材８７を前記回動軸７４すなわち前記吸気側および前記排気側ロッカシャフト４２，４３の軸線方向に移動させるように形成される。
【００６２】
第２のシフトアーム６８は、前記吸気側ロッカシャフト４２を貫通せしめる円筒状の第１支持筒部６８ａと、前記排気側ロッカシャフト４３を貫通せしめる円筒状の第２支持筒部６８ｂと、第１および第２支持筒部６８ａ，６８ｂ間に架設される当接係合部６８ｃとを一体に有するものであり、第１および第２支持筒部６８ａ，６８ｂがピン９１，９２によって吸気側および排気側ロッカシャフト４２，４３にそれぞれ固定され、第２のシフトアーム６８は吸気側および排気側ロッカシャフト４２，４３とともに移動する。また前記当接係合部６８ｃの両面は第１吸気側連結ピン６３の外端および第１排気側連結ピン６５の外端に当接、係合する。
【００６３】
また第１のシフトアーム６７は、第２のシフトアーム６８における第１支持筒部６８ａとの相対回動が阻止されるようにして前記吸気側ロッカシャフト４２に軸方向移動可能に支承されており、第３のシフトアーム６９は、第２のシフトアーム６８における第２支持筒部６８ｂとの相対回動が阻止されるようにして前記排気側ロッカシャフト４３に軸方向移動可能に支承される。
【００６４】
すなわち吸気弁２５側で対をなす第２のシフトアーム６８および第１のシフトアーム６７のうち一方のシフトアームである第２のシフトアーム６８、ならびに排気弁２６側で対をなす第２のシフトアーム６８および第３のシフトアーム６９のうち一方のシフトアームである第２のシフトアーム６８が、シフト駆動手段７０に連結された移動体である吸気側および排気側ロッカシャフト４２，４３に固定される。
【００６５】
また吸気弁２５側で対をなす第２のシフトアーム６８および第１のシフトアーム６７のうち他方のシフトアームである第１のシフトアーム６７と、第２のシフトアーム６８との間には、第１のシフトアーム６７から第２吸気側連結ピン６４に押圧力を作用せしめる側に前記吸気側および排気側ロッカシャフト４２，４３が移動する際に第２のシフトアーム６８の移動に第１のシフトアーム６７を追随させるばね力を発揮するようにして引きばねである第３吸気側ロストモーションばね９３が設けられ、排気弁２６側で対をなす第２のシフトアーム６８および第３のシフトアーム６９のうち他方のシフトアームである第３のシフトアーム６９と、第２のシフトアーム６８との間には、第３のシフトアーム６９から第２排気側連結ピン６６に押圧力を作用せしめる側に前記吸気側および排気側ロッカシャフト４２，４３が移動する際に第２のシフトアーム６８の移動に第３のシフトアーム６９を追随させるばね力を発揮するようにして引きばねである第３排気側ロストモーションばね９４が設けられる。
【００６６】
前記シフト駆動手段７０における可動連結部材８７および第１カムホルダ３６間には、第２のシフトアーム６８を、第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３ならびに第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５の連結を解除せしめる作動位置と、第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３ならびに第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５を連結させる作動位置とを弾発的に保持するシフト保持機構９７が設けられる。
【００６７】
このシフト保持機構９７は、前記カム機構７２における前記ピン９０の外端を挿通させる長孔９８を有して第１カムホルダ３６で回動自在に支承されるレバー９９と、該レバー９９および第１カムホルダ３６間に縮設されるばね１００とを備える。
【００６８】
前記レバー９９の一端部は、排気側ロッカシャフト４３の軸線と直交する軸線を有して第１カムホルダ３６の排気側ロッカシャフト４３側に支軸１０１を介して回動自在に支承され、前記長孔９８はレバー９９の他端部に設けられる。また前記ばね１００は、第１カムホルダ３６の吸気側ロッカシャフト４２寄りの部分に設けられた固定ばね受け部１０２と、前記レバー９９の中間部に設けられた可動ばね受け部９９ａとの間に縮設されるものであり、支軸１０１の中心および固定ばね受け部１０２の中心間を結ぶ仮想直線Ｌ１から可動ばね受け部９９ａがずれることでレバー９９の位置が弾発的に保持され、レバー９９の長孔９８にピン９０が挿通されているので可動連結部材８７、吸気側ロッカシャフト４２、排気側ロッカシャフト４３および第２のシフトアーム６８の位置が弾発的に保持されることになる。
【００６９】
次にこの実施例１の作用について説明すると、吸気弁２５および排気弁２６の作動特性を変更可能とした弁作動特性変更手段６０は、相互に隣接配置される第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３の連結および連結解除を切換えるようにして第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３の配列方向に摺動することを可能としつつ相互に当接されて各吸気側ロッカアーム３２，３３に嵌合される第１および第２吸気側連結ピン６３，６４と、相互に隣接配置される第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５の連結および連結解除を切換えるようにして第１および第２前記各排気側ロッカアーム３４，３５の配列方向に摺動することを可能としつつ相互に当接されて各排気側ロッカアーム３４，３５に嵌合される第１および第２排気側連結ピン６５，６６と、第１および第２吸気側連結ピン３２，３３の配列方向一端側にある第２吸気側連結ピン３３の外端に当接、係合する第１のシフトアーム６７と、第１および第２吸気側連結ピン３２，３３の配列方向他端側にある第１吸気側連結ピン３２の外端に当接、係合するとともに第１および第２排気側連結ピン３４，３５の配列方向一端側にある第１排気側連結ピン６５の外端に当接、係合する第２のシフトアーム６８と、第１および第２排気側連結ピン６４，６５の配列方向他端側にある第２排気側連結ピン６５の外端に当接、係合する第３のシフトアーム６９とを備える。しかも相互に当接した第１および第２吸気側連結ピン６３，６４の配列方向両端の第１および第２吸気側連結ピン６３，６４が、第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３の連結および連結解除の切換に応じて択一的に第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３から突出し、相互に当接した第１および第２排気側連結ピン６５，６６の配列方向両端の第１および第２排気側連結ピン６５，６６が、第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５の連結および連結解除の切換に応じて択一的に第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５から突出するものであり、第１のシフトアーム６７、第２のシフトアーム６８および第３のシフトアーム６９は、前記吸気側および前記排気側ロッカアーム３２〜３５の配列方向に連動して移動するようにして連動、連結されている。
【００７０】
したがって相互に連動した第１のシフトアーム６７、第２のシフトアーム６８および第３のシフトアーム６９を駆動することで吸気弁２５および排気弁２６の弁作動特性を変更することが可能であり、第１および第２吸気側連結ピン６４，６４ならびに第１および第２排気側連結ピン６５，６６を駆動するのに高い油圧は不要であり、高い油圧を制御するバルブ類等も不要であり、転がり軸受式のクランクシャフトを備える内燃機関や、小型の内燃機関に、コストの増大を回避しつつ弁作動特性変更機構６０を容易に適用することができる。しかも吸気弁２５および排気弁２６の弁作動特性を変更するにあたって第２のシフトアーム６８を吸気弁２５側および排気弁２６側で共通として部品点数を低減し、構造の簡素化を図ることができる。
【００７１】
また第１および第２吸気側連結ピン６３，６４は、第１および第２吸気側カム４６，４７に転がり接触するローラ５０，５１を軸支するようにして第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３に固定される円筒状の吸気側支軸５４，５５内に摺動可能に嵌合されており、第１および第２排気側連結ピン６５，６６は、第１および第２排気側カム４８，４９に転がり接触するローラ５２，５３を軸支するようにして第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５に固定される円筒状の排気側支軸５６，５７内に摺動可能に嵌合されているので、前記各連結ピン６３〜６６を配置するための専用のスペースを第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３ならびに第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５に確保することを不要として、前記各ロッカアーム３２〜３５の小型化に寄与することができる。
【００７２】
また第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３がカムシャフト３１と平行な軸線を有するとともにシリンダヘッド１９の第１および第２カムホルダ３６，３７でスライド可能に支承される吸気側ロッカシャフト４２で揺動可能に支承され、第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５が前記カムシャフト３１および前記吸気側ロッカシャフト４２と平行な軸線を有するとともに第１および第２カムホルダ３６，３７でスライド可能に支承される吸気側ロッカシャフト４２で揺動可能に支承され、第１のシフトアーム６７、第２のシフトアーム６８および第３のシフトアーム６９が、吸気側および排気側ロッカシャフト４２，４３とともに作動するようにしてそれらのロッカシャフト４２，４３に連動、連結されるので、第１のシフトアーム６７、第２のシフトアーム６８および第３のシフトアーム６９を駆動する構造が簡単となり、部品点数を低減することができる。
【００７３】
またロストモーション機構７８を含むシフト駆動手段７０が第１のシフトアーム６７、第２のシフトアーム６８および第３のシフトアーム６９に連動、連結されるので、吸気弁２５および排気弁２６の閉弁期間となって前記各連結ピン６３〜６５の移動が可能となるまで第１のシフトアーム６７、第２のシフトアーム６８および第３のシフトアーム６９の移動を待たせ、吸気弁２５および排気弁２６が閉弁期間となったときに前記各連結ピン６３〜６５を速やかに移動させることができる。
【００７４】
しかも吸気弁２５側で対をなす第２のシフトアーム６８および第１のシフトアーム６７のうち第１のシフトアーム６７と、第２のシフトアーム６８との間には、第１のシフトアーム６７から第２吸気側連結ピン６４に押圧力を作用せしめる側に前記吸気側および排気側ロッカシャフト４２，４３が移動する際に第２のシフトアーム６８の移動に第１のシフトアーム６７を追随させるばね力を発揮する第３吸気側ロストモーションばね９３が設けられ、排気弁２６側で対をなす第２のシフトアーム６８および第３のシフトアーム６９の第３のシフトアーム６９と、第２のシフトアーム６８との間には、第３のシフトアーム６９から第２排気側連結ピン６６に押圧力を作用せしめる側に前記吸気側および排気側ロッカシャフト４２，４３が移動する際に第２のシフトアーム６８の移動に第３のシフトアーム６９を追随させるばね力を発揮する第３排気側ロストモーションばね９４が設けられるので、第１のシフトアーム６７で第２吸気側連結ピン６４を押圧して第２吸気側連結ピン６４を移動させる際、ならびに第３のシフトアーム６９で第２排気側連結ピン６６を押圧して第２排気側連結ピン６６を移動させる際に、吸気弁２５および排気弁２６の閉弁期間となって第２吸気側連結ピン６４および第２排気側連結ピン６６の移動が可能となるまでに、第１のシフトアーム６７および第３のシフトアーム６９の移動を待たせ、吸気弁２５および排気弁２６が閉弁期間となったときに第２吸気側連結ピン６４および第２排気側連結ピン６６を速やかに移動させることができる。
【００７５】
また第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３ならびに第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５の連結を解除せしめる作動位置と、第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３ならびに第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５を連結させる作動位置とは、シフト保持機構９７で弾発的に保持されるので、動作の確実性を確保することができる。
【００７６】
またシフト駆動手段７０は、機関本体１５Ａのシリンダヘッド１９に回動自在に支承された入力プーリ７１の回動動作を前記各ロッカアーム３２，３３，３４，３４の配列方向に沿う第１のシフトアーム６７、第２のシフトアーム６８および第３のシフトアーム６９の移動に変換させるようにしたカム機構７２を有するので、外部からの操作やアクチュエータから入力プーリ７１に入力される駆動力を第１のシフトアーム６７、第２のシフトアーム６８および第３のシフトアーム６９の直線的な移動に容易に変換することができ、シフト駆動手段７０のコンパクト化を図るとともに動作の確実性を確保することができる。
【００７７】
また駆動ケーブル７３が外周に巻き掛けられる入力プーリ７１と、カム機構７２の入力部材である回動軸７４との間にロストモーション機構７８が設けられるので、吸気弁２５および排気弁２６の閉弁期間となって前記各連結ピン６３〜６６の移動が可能となるまでカム機構７２の作動すなわち第２のシフトアーム６８の移動を待たせ、吸気弁２５および排気弁２６が閉弁期間となったときに前記各連結ピン６３〜６６を速やかに移動させることができる。
【００７８】
しかも所定のスロットル開度でカム機構７２が切換作動するようにして前記入力プーリ７１にスロットル弁の駆動機構が連結されるので、シフト駆動手段７０に動力を入力するための特別のアクチュエータを不要とし、部品点数の増大を回避するととものコスト低減を図ることができる。
【実施例２】
【００７９】
本発明の実施例２について図８を参照しながら説明するが、図１〜図７の実施例１に対応する部分には同一の参照符号を付して図示するのみとし、詳細な説明は省略する。
【００８０】
吸気弁２５側で対をなす第２のシフトアーム６８および第１のシフトアーム６７のうち第１のシフトアーム６７と、機関本体１５Ａの一部を構成するシリンダヘッド１９に設けられた第１カムホルダ３６との間には、第１のシフトアーム６７から第２吸気側連結ピン６４に押圧力を作用せしめる側に前記吸気側および排気側ロッカシャフト４２，４３が移動する際に第２のシフトアーム６８の移動に第１のシフトアーム６７を追随させるばね力を発揮するようにして押しばねである第３吸気側ロストモーションばね１０４が設けられ、排気弁２６側で対をなす第２のシフトアーム６８および第３のシフトアーム６９のうち他方のシフトアームである第３のシフトアーム６９と、機関本体１５Ａの一部を構成するシリンダヘッド１９に設けられた第２カムホルダ３７との間には、第３のシフトアーム６９から第２排気側連結ピン６６に押圧力を作用せしめる側に前記吸気側および排気側ロッカシャフト４２，４３が移動する際に第２のシフトアーム６８の移動に第３のシフトアーム６９を追随させるばね力を発揮するようにして押しばねである第３排気側ロストモーションばね１０５が設けられる。
【００８１】
この実施例２によっても上記実施例１と同様の効果を奏することができる。
【実施例３】
【００８２】
本発明の実施例３について図９を参照しながら説明するが、図１〜図７の実施例１に対応する部分には同一の参照符号を付して図示するのみとし、詳細な説明は省略する。
【００８３】
前記カムシャフト３１の調時伝動機構３９とは反対側の端部には、カムシャフト３１の回転によって軸方向の推力を発生するガバナ機構１０６が連結され、機関本体１５Ｂの一部を構成するヘッドカバー２０Ｂには、前記ガバナ機構１０６に対応した開口部１０７が設けられ、その開口部１０７を閉じる蓋部材１０８がヘッドカバー２０Ｂに取付けられる。
【００８４】
このガバナ機構１０６は、第１のシフトアーム６７、第２のシフトアーム６８および第３のシフトアーム６９が連動、連結された吸気側ロッカシャフト４２および排気側ロッカシャフト４３に固定されている可動連結部材８７を機関の回転数変化に応じて移動させるものであり、機関の回転数が増加すると、前記可動連結部材８７が第１カムホルダ３６側に近接移動し、それによって弁作動特性変更手段６０は第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３を連結し、第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５を連結し、吸気弁２５および排気弁２６は機関の高速運転に対応して第２吸気側カム４７および第２排気側カム４９のカムプロフィルに応じた特性で開閉作動することになる。
【００８５】
この実施例３によれば、第１のシフトアーム６７、第２のシフトアーム６８および第３のシフトアーム６９の駆動を制御するための特別な制御装置を不要として、機関の作動状態に応じて弁作動特性変更機構６０の作動を確実に行わせることができる。
【実施例４】
【００８６】
本発明の実施例４について図１１および図１２を参照しながら説明するが、図１〜図７の実施例１に対応する部分には同一の参照符号を付して図示するのみとし、詳細な説明は省略する。
【００８７】
カムシャフト３１を回転自在に支承するようにしてシリンダヘッド１９に設けられたカムホルダ３６，３７に、カムシャフト３１を燃焼室２１（図１参照）との間に介在させるようにして支持板１１０が固定され、該支持板１１０に一対の電磁アクチュエータ１１１，１１２が配設され、第１および第２作動位置間で回動することを可能として第１のシフトアーム６７、第２のシフトアーム６８および第３のシフトアーム６９に連動、連結されるリンク１１３に、前記両電磁アクチュエータ１１１，１１２が前記リンク１１３を回動するようにして連結される。
【００８８】
前記リンク１１３は、該リンク１１３を前記支持板１１０に支軸１１４を介して支持されるリンク基部１１３ａと、前記支軸１１４の一直径線上に配置されて前記リンク基部１１３ａから両側に延びる第１および第２腕部１１３ｂ，１１３ｃとを一体に備る。
【００８９】
一方、両電磁アクチュエータ１１１，１１２は、通電および通電遮断によって伸縮するロッド１１１ａ，１１２ａを有するものであり、それらの電磁アクチュエータ１１１，１１２は、第１および第２腕部１１３ｂ，１１３ｃが延びる方向に間隔をあけた位置で、第１および第２腕部１１３ｂ，１１３ｃの長手方向に前記ロッド１１１ａ，１１２ａの伸縮方向にをほぼ直交させるようにしつつ、前記第１および第２腕部１１３ｂ，１１３ｃの先端に対向する位置に配置される。
【００９０】
一方の電磁アクチュエータ１１１のロッド１１１ａは第１腕部１１３ｂの先端に第４ロストモーションばね１１５を介して連結され、他方の電磁アクチュエータ１１２のロッド１１２ａは第２腕部１１３ｃの先端に第５ロストモーションばね１１６を介して連結される。而して両電磁アクチュエータ１１１，１１２の通電および通電遮断を択一的に切換えることによってリンク１１３は支軸１１４の軸線まわりに回動することになる。
【００９１】
ところで第１のシフトアーム６７との間に第３吸気側ロストモーションばね９３が設けられるとともに第３のシフトアーム６９との間に第３排気側ロストモーションばね９４が設けられた第２のシフトアーム６８には、前記吸気側および前記排気側ロッカシャフト４２，４３の軸線に沿う方向で移動することを可能として前記支持板１１０を貫通する連結ピン１１７が固着される。またリンク１１３は、第１および第２腕部１１３ｂ，１１３ｃの長手方向と直交する方向に前記リンク基部１１３ａから延出される連結腕部１１３ｄを一体に有しており、この連結腕部１１３ｄの先端に設けられた長孔１１８に前記連結ピン１１７が挿通される。
【００９２】
したがって両電磁アクチュエータ１１１，１１２の通電および通電遮断を択一的に切換えることによって、リンク１１３は支軸１１４の軸線まわりに回動することによって、第２のシフトアーム６８が前記吸気側および前記排気側ロッカシャフト４２，４３の軸線に沿う方向に駆動されることになり、リンク１１３は、第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３ならびに第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５の連結を解除せしめる第１作動位置（図１０で示す作動位置）と、第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３ならびに第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５を連結させる第２作動位置との間で回動することになる。
【００９３】
また前記リンク１１３およびおよび前記支持板１１０間には、前記リンク１１３の第１および第２作動位置を保持するためのシフト保持用ばね１１９が設けられるものであり、前記連結腕部１１３ｄと反対側でリンク基部１１３ａから突出される可動ばね受け部１１３ｅと、支持板１１０に設けられる固定ばね受け部１２０との間にコイル状であるシフト保持用ばね１１９が縮設される。
【００９４】
而して支軸１０４の中心および固定ばね受け部１２０の中心間を結ぶ仮想直線Ｌ２から可動ばね受け部１１３ｅがずれることでレバー１１３の第１および第２作動位置が弾発的に保持される。
【００９５】
この実施例４によれば、第１および第２カムホルダ３６，３７に固定される支持板１１０に、一対の電磁アクチュエータ１１１，１１２が配設され、第１および第２作動位置間で回動することを可能として第１のシフトアーム６７、第２のシフトアーム６８および第３のシフトアーム６９に連動、連結されるリンク１１３に、両電磁アクチュエータ１１１，１１２がリンク１１３を回動するようにして連結されるので、第１のシフトアーム６７、第２のシフトアーム６８および第３のシフトアーム６９を駆動する駆動機構をコンパクトに構成し、第１のシフトアーム６７、第２のシフトアーム６８および第３のシフトアーム６９の作動タイミングすなわち第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３ならびに第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５の連結および連結解除の切換タイミングを任意に設定することが可能であり、内燃機関の運転特性を広げることができる。
【００９６】
さらにリンク１１３および支持板１１０間にリンク１１３の第１および第２作動位置を保持するためのシフト保持用ばね１１９が設けられるので、シリンダヘッド１９に設けられる第１および第２カムホルダ３６，３７上の狭いスペースに、第１のシフトアーム６７、第２のシフトアーム６８および第３のシフトアーム６９の駆動機構と、それらのシフトアーム６７〜６９の作動位置を弾発的に保持するシフト保持機構とをコンパクトに配置することができる。
【００９７】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【００９８】
たとえば上記実施の形態では、第１および第２吸気側カム４６，４７に転がり接触するローラ５０，５１が第１および第２吸気側ロッカアーム３２，３３に軸支され、第１および第２排気側カム４８，４９に転がり接触するローラ５２，５３が第１および第２排気側ロッカアーム３４，３５に軸支されている場合について説明したが、本発明は、各カムに接触するカムスリッパが各ロッカアームに設けられる内燃機関の可変動弁装置にも適用可能である。その場合、各連結ピンは各カムスリッパの裏側の任意の位置に配設される。
【００９９】
また上記実施の形態では、吸気弁２５および排気弁２６の作動特性をそれらの弁２５，２６に共通である弁作動特性変更手段６０で変化させるようにしたが、吸気弁２５および排気弁２６に個別に対応した弁作動特性変更手段が設けられるようにした内燃機関の可変動弁装置にも本発明を適用することができる。
【０１００】
またベルト・コンバータ等の変速機を有する車両に搭載される内燃機関に適用した場合には、ベルトプーリの可変シーブでシフトアームを駆動することも可能であり、さらに機関回転数を検出し、所定の回転数で弁作動特性が切換えられるようにアクチュエータでシフトアームを駆動することも可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
１５Ａ，１５Ｂ・・・機関本体
２５・・・機関弁である吸気弁
２６・・・機関弁である排気弁
３１・・・カムシャフト
３２，３３・・・吸気側ロッカアーム
３４，３５・・・排気側ロッカアーム
３６，３７・・・カムホルダ
４２・・・移動体である吸気側ロッカシャフト
４３・・・移動体である排気側ロッカシャフト
４６，４７・・・吸気側カム
４８，４９・・・排気側カム
５０，５１，５２，５３・・・ローラ
５４，５５・・・吸気側支軸
５６，５７・・・排気側支軸
６０・・・弁作動特性変更手段
６３，６４・・・吸気側連結ピン
６５，６６・・・排気側連結ピン
６７・・・第１のシフトアーム
６８・・・第２のシフトアーム
６９・・・第３のシフトアーム
７０・・・シフト駆動手段
７１・・・回動部材である入力プーリ
７２・・・カム機構
７３・・・駆動ケーブル
７４・・・入力部材である回動軸
７８・・・ロストモーション機構
９３，１０４・・・ロストモーションばねである第３吸気側ロストモーションばね
９４，１０５・・・ロストモーションばねである第３排気側ロストモーションばね
９７・・・シフト保持機構
１０６・・・ガバナ機構
１１０・・・支持板
１１１，１１２・・・電磁アクチュエータ
１１３・・・リンク
１１９・・・シフト保持用ばね
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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