(57)【要約】【課題】カム切換機構の構造を簡素化することができる内燃機関の可変動弁装置を提供すること。【解決手段】可変動弁装置は、第１の収容部７２に設けられ、第１の収容部７２に高圧オイルを供給することにより、第１の切換ピン５１と第２の切換ピン５２とを、連結機構５７を介して逆向きに移動させるオイル供給孔６１と、第２の収容部７３において第２の切換ピン５２の摺動範囲外に設けられ、第２の収容部７３からオイルを排出するオイル排出孔６２ａと備える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドに回転自在に軸支されたカム軸と、
前記カム軸に対して同軸となるように設けられ、前記カム軸と一体に回転し、かつ前記カム軸の軸方向に移動自在であり、外周面にバルブの作動特性が異なるように形成された第１のカムおよび第２のカムが隣接するように設置されたカムキャリアと、
前記カムキャリアを前記カム軸の軸方向に移動させて前記バルブを作動させる前記第１のカムおよび前記第２のカムを切換えるカム切換部とを備え、
前記カムキャリアは、前記第１のカムによって前記バルブを作動させる第１の位置と、前記第２のカムによって前記バルブを作動させる第２の位置とに移動可能であり、
前記カムキャリアの外周面に前記カムキャリアを周回するように凹形状部が形成され、
前記凹形状部において、互いに対向する一対の側壁のうち一方が、前記カムキャリアを前記第１の位置に移動させる第１の切換カムであり、前記一対の側壁のうちの他方が、前記カムキャリアを前記第２の位置に移動させる第２の切換カムから構成される内燃機関の可変動弁装置であって、
前記カム切換部が、前記カム軸の軸方向に沿って隣接する第１の収容部および第２の収容部と、
前記第１の収容部に前記カム軸の半径方向に往復移動自在に設けられ、前記第１の収容部から前記凹形状部に挿入自在に突出し、前記第１の切換カムに接触自在な第１の切換ピンと、
前記第２の収容部に前記カム軸の半径方向に往復移動自在に設けられ、前記第１の収容部から前記凹形状部に挿入自在に突出し、前記第２の切換カムに接触自在な第２の切換ピンと、
前記第１の切換ピンおよび前記第２の切換ピンを連結し、前記第１の切換ピンおよび前記第２の切換ピン前記カム軸の半径方向に沿って互いに逆向きに移動させる連結機構と、
前記第１の収容部に設けられ、前記第１の収容部に高圧オイルを供給することにより、前記第１の切換ピンと前記第２の切換ピンとを、前記連結機構を介して逆向きに移動させるオイル供給孔と、
前記第２の収容部において前記第２の切換ピンの摺動範囲外に設けられ、前記第２の収容部からオイルを排出するオイル排出孔とを含んで構成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】
前記第１の切換ピンの下部に、前記第１の収容部の底面に接触して前記第１の収容部に対する前記第１の切換ピンの突出量を規制する第１の係止面が形成され、
前記第２の切換ピンの下部に、前記第２の収容部の底面に接触して前記第２の収容部に対する前記第２の切換ピンの突出量を規制する第２の係止面が形成されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変動弁機構。
【請求項３】
前記第２の収容部の上面と前記第２の切換ピンとの間に、前記第２の切換ピンを前記凹形状部に挿入する方向に付勢するスプリングを設け、前記オイル排出孔が、前記スプリングの上端と前記第２のオイル収容部との当接部よりも上方に設けられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の可変動弁機構。
【請求項４】
前記第１の収容部および前記第２の収容部が、前記シリンダヘッドに対向するヘッドカバーに一体的に設けられることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の内燃機関の可変動弁機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブ作動特性の互いに異なる複数個のカムを備えるカムキャリアをカム軸の軸方向へ移動させる内燃機関の可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の可変動弁装置としては、バルブ作動特性の異なる複数のカムを外周に備えるカムキャリアをカム軸の軸線方向に移動させてバルブを作動させるカムを切換える可変動弁装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この可変動弁装置は、操作部材にカムキャリアの半径方向へ往復動作可能に設けられた切換ピンを、カムキャリアの外周に形成された螺旋状のガイド溝内に抜き差しすることでカムキャリアを軸線方向に移動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４３３０６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の可変動弁装置では、２つの切換ピンがカム軸線方向に大きく離れて設置されているため、カムキャリアを往復移動させるために、カムキャリアに、２つの切換ピンに対応する個別のガイド溝を形成する必要があり、カム切換機構の構造が複雑化する問題があった。
【０００６】
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、カム切換機構の構造を簡素化することができる内燃機関の可変動弁装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、シリンダヘッドに回転自在に軸支されたカム軸と、カム軸に対して同軸となるように設けられ、カム軸と一体に回転し、かつカム軸の軸方向に移動自在であり、外周面にバルブの作動特性が異なるように形成された第１のカムおよび第２のカムが隣接するように設置されたカムキャリアと、カムキャリアをカム軸の軸方向に移動させてバルブを作動させる第１のカムおよび第２のカムを切換えるカム切換部とを備え、カムキャリアは、第１のカムによってバルブを作動させる第１の位置と、第２のカムによってバルブを作動させる第２の位置とに移動可能であり、カムキャリアの外周面にカムキャリアを周回するように凹形状部が形成され、凹形状部において、互いに対向する一対の側壁のうち一方が、カムキャリアを第１の位置に移動させる第１の切換カムであり、一対の側壁のうちの他方が、カムキャリアを第２の位置に移動させる第２の切換カムから構成される内燃機関の可変動弁装置であって、カム切換部が、カム軸の軸方向に沿って隣接する第１の収容部および第２の収容部と、第１の収容部にカム軸の半径方向に往復移動自在に設けられ、第１の収容部から凹形状部に挿入自在に突出し、第１の切換カムに接触自在な第１の切換ピンと、第２の収容部にカム軸の半径方向に往復移動自在に設けられ、第１の収容部から凹形状部に挿入自在に突出し、第２の切換カムに接触自在な第２の切換ピンと、第１の切換ピンおよび第２の切換ピンを連結し、第１の切換ピンおよび第２の切換ピンカム軸の半径方向に沿って互いに逆向きに移動させる連結機構と、第１の収容部に設けられ、第１の収容部に高圧オイルを供給することにより、第１の切換ピンと第２の切換ピンとを、連結機構を介して逆向きに移動させるオイル供給孔と、第２の収容部において第２の切換ピンの摺動範囲外に設けられ、第２の収容部からオイルを排出するオイル排出孔とを含んで構成されている。
【０００８】
本発明の第２の態様としては、第１の切換ピンの下部に、第１の収容部の底面に接触して第１の収容部に対する第１の切換ピンの突出量を規制する第１の係止面が形成され、第２の切換ピンの下部に、第２の収容部の底面に接触して第２の収容部に対する第２の切換ピンの突出量を規制する第２の係止面が形成されてもよい。
【０００９】
本発明の第３の態様としては、第２の収容部の上面と第２の切換ピンとの間に、第２の切換ピンを凹形状部に挿入する方向に付勢するスプリングを設け、オイル排出孔が、スプリングの上端と第２のオイル収容部との当接部よりも上方に設けられてもよい。
本発明の第４の態様としては、第１の収容部および第２の収容部が、前記シリンダヘッドに対向するヘッドカバーに一体的に設けられてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
このように上記の第１の態様によれば、第１のカムと第２のカムと切換えるカム切換機構を、第１の切換カム４と第２の切換カムとを側壁とする単一の凹形状部と、第１の切換カムに接触自在な第１の切換ピンと、第２の切換カムに接触自在な第２の切換ピンとで構成したので、第１の切換ピンと第２の切換ピンとのそれぞれに個別に凹形状部を形成する必要がない。このため、カム切換機構を簡素な構造にできる。
【００１１】
また、第２の収容部のオイル排出孔が、第２の切換ピンの摺動範囲外に設けられるので、第２の収容部の内部を第２の切換ピンが摺動する際に、第２の切換ピンがオイル排出孔のエッジ（開口端）に引っ掛かることを防止でき、第２の切換ピンの摺動を円滑に行うことができるとともに、第２の切換ピンが傷付くことを防止できる。
【００１２】
上記の第２の態様によれば、第１の切換ピンの下部に、第１の収容部の底面に接触して第１の収容部に対する第１の切換ピンの突出量を規制する第１の係止面が形成され、第２の切換ピンの下部に、第２の収容部の底面に接触して第２の収容部に対する第２の切換ピンの突出量を規制する第２の係止面が形成されるので、第１の切換ピンの第１の係止面が第１の収容部の底面に接触したときに、連結機構を介して第２の切換ピンが第１の切換ピンと反対方向に移動する際の移動量を規制できる。
【００１３】
このため、第２の切換ピンがオイル排出孔に引っ掛かるまで移動することがなく、第２の切換ピンがオイル排出孔のエッジに引っ掛かることをより効果的に防止できる。
【００１４】
上記の第３の態様によれば、オイル排出孔が、スプリングの上端と第２のオイル収容部との当接部よりも上方に設けられるので、スプリングの上端がオイル排出孔のエッジに引っ掛かることを防止することができる。このため、第２の切換ピンの摺動を円滑に行うことができるとともに、第２の切換ピンおよびスプリングが傷付くことを防止できる。
【００１５】
上記の第４の態様によれば、第１の収容部および第２の収容部がヘッドカバーに一体的に設けられるので、ヘッドカバーに別体の第１の収容部および第２の収容部を形成することを不要にでき、ヘッドカバーの部品点数の削減を図ることができる。
【００１６】
これに加えて、ヘッドカバーに第１の収容部および第２の収容部を固定するためのボルトやボルトの取付け部等を設けることを不要にできるので、ヘッドカバーの周辺のスペースを有効活用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置を備えたシリンダヘッドの断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置の分解斜視図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置におけるカムキャリアを示す斜視図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置における第１の切換ピンを挿入する第１の収容部を軸線方向に切断した状態を示す断面図である。
【図５】図５は、図４のＶ−Ｖ方向矢視断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置における第２の切換ピンを挿入する第２の収容部を軸線方向に切断した状態を示す断面図である。
【図７】図７は、図５のＶＩＩ−ＶＩＩ方向矢視断面図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置における連結機構の分解斜視図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置におけるカムキャリアが第１の位置（高速カムを選択した位置）に設置された状態を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置における第１の切換ピンと第２切換ピンとの切換え操作時の状態を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置におけるカムキャリアが第２の位置（低速カムを選択した位置）に向けて移動開始した状態を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置におけるカムキャリアが第２の位置（低速カムを選択した位置）に設置された状態を示す斜視図である。
【図１３】図１３は、本発明のその他の実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置における第２のカムが休止カムである場合のカムキャリアの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る内燃機関の可変動弁装置の実施形態について、図面を用いて説明する。
図１〜図１３は、本発明に係る一実施形態の内燃機関の可変動弁装置を示す図である。
【００１９】
まず、構成を説明する。
（可変動弁装置の概略構成）
【００２０】
図１に示すように、内燃機関の可変動弁装置２は、シリンダヘッド１およびシリンダヘッド１に対向して設けられたヘッドカバー１Ａに内蔵されている。
【００２１】
図２に示すように、可変動弁装置２は、カム軸３と、カムキャリア４と、カムキャリア４の上方に設置されたカム切換部５とを備えており、吸気バルブ１３のリフト状態を変化させるためにカムの切換えを行う。また、図１に示すように、シリンダヘッド１は、排気バルブ側のカム軸３０や排気カム４０等を備えている。
（ロッカアーム）
【００２２】
図１および図２において、本実施形態の可変動弁装置２は、カムキャリア４の回転に伴い揺動するタイプのロッカアーム１１が用いられている。このロッカアーム１１は、一端部１１Ｃの下面に形成された凹部が、ハイドロリックラッシュアジャスタ（ＨＬＡ）１２のピボット１２Ａの上に当接するように設置されている。ロッカアーム１１の中央には、被押圧ローラ１１Ａがピン１１Ｂで軸支されている。
【００２３】
被押圧ローラ１１Ａは、ロッカアーム１１の上面から突出しており、カムキャリア４の第１のカムを構成する高速カム４１と第２のカムを構成する低速カム４２とのいずれかに当接する。
【００２４】
ロッカアーム１１の他端部側のアーム先端部１１Ｄの下面は、吸気バルブ１３の上端に当接する。なお、吸気バルブ１３は、シリンダヘッド１に対して軸線方向に進退可能に設けられており、バルブスプリング１４により引き上げる方向、すなわち、吸気バルブ１３によって開閉される吸気ポート１５と燃焼室１６とを閉じる方向に付勢されている。
（カム軸）
【００２５】
図１において、カム軸３は、シリンダヘッド１の上部に設置された軸受け部となるロアカムハウジング６とアッパカムハウジング７とに回転自在に支持されている。カム軸３は、図示しないチェーンやベルト等により図示しないクランクシャフトと連動して回転するように連動部分を備えている。
【００２６】
なお、ロアカムハウジング６とアッパカムハウジング７は、ヘッドカバー１Ａで覆われてシリンダヘッド１内に内蔵されている。また、カム軸３の回転数は、クランクシャフトの回転数の１／２となるように設定されている。
【００２７】
本実施形態の可変動弁装置２において、カム軸３は、内燃機関の一部を構成するシリンダヘッド１を有するエンジンの前後方向（図２の紙面上の左右方向）に沿って延びるように設置されている。
【００２８】
図２に示すように、カム軸３における長さ方向の所定領域の外周面には、軸線方向に所定の幅寸法を持つスプライン外歯３１が周回して形成されている。
【００２９】
図２、図５、図６に示すように、カム軸３におけるスプライン外歯３１が形成された領域の軸線方向に隣接する近傍の領域には位置決め機構３２が設けられており、位置決め機構３２は、カム軸３に対して半径方向に沿って凹むように形成された収納凹部３３と、収納凹部３３内に収納されるスプリング３４と、収納凹部３３内に収納されてカム軸３の表面から一部が突出するように設置されたボール３５とを備えている。
図５に示すように、ボール３５は、後述するカムキャリア４側に設けられた第１の位置用位置決め溝４６と第２の位置用位置決め溝４７とに係止される。
（カムキャリア）
【００３０】
図２および図３において、カムキャリア４は、カム軸３を取り囲むように円筒状に形成されており、カムキャリア４の内周面にはカム軸３のスプライン外歯３１と噛み合うスプライン内歯４５が形成されている。このため、カム軸３とカムキャリア４とは、一体に回転するとともに、カムキャリア４がカム軸３に対して軸線方向に移動自在となる。
【００３１】
また、カムキャリア４の内周面におけるスプライン内歯４５が形成された領域に隣接する領域には第１の位置用位置決め溝４６と第２の位置用位置決め溝４７が周回するように形成されている。
【００３２】
これらの第１の位置用位置決め溝４６と第２の位置用位置決め溝４７は、カム軸３側に設けられた位置決め機構３２のボール３５が係止されることで、カムキャリア４を第１の位置と第２の位置との間をクリック動作により位置決めさせる。
【００３３】
カムキャリア４は、周面にバルブ作動特性の異なる、第１カムとしての高速カム４１と、第２のカムとしての低速カム４２とが軸線方向に並んで一体に設けられている。なお、高速カム４１と低速カム４２との一体構成体は、所定間隔を隔てて一対が設置されている。
【００３４】
一対の高速カム４１が選択される場合は、それぞれの高速カム４１が、ロッカアーム１１の上方に位置し、一対の低速カム４２が選択される場合は、それぞれの低速カム４２が、ロッカアーム１１の上方に位置する。
【００３５】
すなわち、高速カム４１同士の間隔、低速カム４２同士の間隔、および吸気バルブ１３同士の間隔は、同一に設定されている。そして、カムキャリア４は、高速カム４１によって吸気バルブ１３を作動させる第１の位置と、低速カム４２によって吸気バルブ１３を作動させる第２の位置とに移動自在である。
【００３６】
図３に示すように、高速カム４１は、基礎となるベース円部４１Ａと、ベース円部４１Ａよりも半径方向外側に突出したノーズ部４１Ｂとを備える。低速カム４２は、基礎となる高速カム４１のベース円部４１Ａと同じ半径のベース円部４２Ａと、ベース円部４２Ａより半径方向外側に向けて高速カム４１のノーズ部４１Ｂよりも半径方向への突出寸法が低く形成されたノーズ部４２Ｂとを備えている。
【００３７】
図３に示すように、これら高速カム４１および低速カム４２は、軸線方向に沿って隣接して設置されており、ベース円部４１Ａ、４２Ａが軸線方向に面一に形成された連続面となっている。
【００３８】
また、高速カム４１と低速カム４２のノーズ部４１Ｂ、４２Ｂは、ほぼ同位相となる方向に設置されている。これら高速カム４１と低速カム４２は、カム軸３に対する設置状態により、図示しないクランクシャフトの動作に伴って動作する吸気バルブ１３のリフトタイミングが規定されるようになっている。
【００３９】
図２および図３に示すように、カムキャリア４の外周面には、凹形状部としてのガイド溝４３が周回して連続するように形成されている。このガイド溝４３において、互いに対向する一対の側壁のうち一方は、カムキャリア４を第１の位置に移動させる第１の切換カム４３Ａであり、一対の側壁のうちの他方は、カムキャリア４を第２の位置に移動させる第２の切換カム４３Ｂである。
【００４０】
図３に示すように、ガイド溝４３は、溝幅が最大となる最大溝幅部４３Ｃと、溝幅が最小となる最小溝幅部４３Ｄと、最大溝幅部４３Ｃと最小溝幅部４３Ｄとの間を連絡する溝幅変化部４３Ｅとを備えている。
【００４１】
最小溝幅部４３Ｄは、後述する第１の切換ピン５１および第２の切換ピン５２のうち１つが通過可能な溝幅である。最大溝幅部４３Ｃは、最小溝幅部４３Ｄを中心として溝幅方向の両外側にそれぞれ第１の切換ピン５１および第２の切換ピン５２のうち１つが通過可能な空間を有する溝幅に形成されている。
（カム切換部）
【００４２】
図２、図５、図８に示すように、カム切換部５は、第１の切換ピン５１と、第２の切換ピン５２と、ギヤ５３と、第１の切換ピン５１をヘッドカバー１Ａの下面から突出する方向に付勢するスプリング５４と、プラグ５５Ａ、５５Ｂと、ホルダ部材７１とを備えている。
【００４３】
図５、図８において、ホルダ部材７１は、ヘッドカバー１Ａに取付けられている。ホルダ部材７１は、第１の収容部７２および第２の収容部７３を備えており、第１の収容部７２および第２の収容部７３は、カム軸３の軸線方向に沿って隣接している。
【００４４】
図５において、ヘッドカバー１Ａにはボス部１ａが形成されており、ボス部１ａにはホルダ部材７１が挿通される。ホルダ部材７１の外周部にはボルト取付け片７４が形成されており、ボルト取付け片７４は、ボルト７５が挿通されるボルト挿通孔７４ａを有している。
【００４５】
ヘッドカバー１Ａには内周面にねじ溝が形成されるボルト螺合穴１ｂが形成されており、ヘッドカバー１Ａの内周面にボルト取付け片７４が当接した状態で、ヘッドカバー１Ａの下方からボルト挿通孔７４ａを通してボルト螺合穴１ｂにボルト７５が螺合することにより、ホルダ部材７１がヘッドカバー１Ａに取付けられる。
第１の収容部７２および第２の収容部７３には、第１の切換ピン５１および第２の切換ピン５２がそれぞれカム軸３の半径方向に往復移動自在に収容されている。
【００４６】
第１の切換ピン５１は、第１の切換ピン５１の下端から下方に突出する第１の突出部５１Ｄを有し、この第１の突出部５１Ｄは、第１の収容部７２の底部に形成された開口７２ａからガイド溝４３に挿入自在に突出し、第２の切換カム４３Ｂに接触自在となっている。
【００４７】
第２の切換ピン５２は、第２の切換ピン５２の下端から下方に突出する第２の突出部５２Ｄを有し、この第２の突出部５２Ｄは、第２の収容部７３の底部に形成された開口７３ａからガイド溝４３に挿入自在に突出し、第１の切換カム４３Ａに接触自在となっている。
【００４８】
第１の突出部５１Ｄおよび第２の突出部５２Ｄのカム軸３の方向の幅は、それぞれ第１の切換ピン５１および第２の切換ピン５２のカム軸３の方向の幅の半分程度の大きさに形成されている。
【００４９】
また、カム軸３の半径方向における第１の突出部５１Ｄおよび第２の突出部５２Ｄの中心軸Ｌ１、Ｌ２は、第１の収容部７２および第２の収容部７３のカム軸３の半径方向における中心軸Ｌ３、Ｌ４の間に設置されている。
【００５０】
一方、第１の切換ピン５１と第２の切換ピン５２とは、カム軸３の半径方向に沿って互いに逆向きに移動させる連結機構５７によって連結されている。
【００５１】
連結機構５７は、第１の切換ピン５１の側面に形成された第１のラック５１Ｂと、この第１のラック５１Ｂに対向する第２の切換ピン５２に形成された第２のラック５２Ｂと、第１のラック５１Ｂと第２のラック５２Ｂとに噛み合うギヤ５３とを備えている。図５に示すように、第１のラック５１Ｂは、第１の切換ピン５１が往復動作を行う方向に沿って側面に形成された第１の凹部５１Ａの底面に形成されている。
【００５２】
第２のラック５１Ｂは、第２の切換ピン５２が往復動作を行う方向に沿って側面に形成された第２の凹部５２Ａの底面に形成されている。図５に示すように、第１の凹部５１Ａにおけるそれぞれの往復移動方向の両端は、ギヤ５３に当接して第１の切換ピン５１の移動範囲を規制する側壁５１Ｃ、５１Ｃが形成されている。
第２の凹部５２Ａにおけるそれぞれの往復移動方向の両端は、ギヤ５３と当接して第２の切換ピン５２の移動範囲を規制する側壁５２Ｃが形成されている。
【００５３】
また、第１の収容部７２および第２の収容部７３は、略平行をなすように形成されており、図５に示すように、第１の収容部７２および第２の収容部７３は、軸線方向の中間位置においてギヤ設置空間５８で連通されている。
【００５４】
このギヤ設置空間５８は、ホルダ部材７１に形成されたギヤ挿入口５９に連通しており（図６参照）、ギヤ設置空間５８にはギヤ挿入口５９を通してギヤ５３が挿通されるようになっている。そして、ギヤ挿入口５９は、ギヤ５３を回転自在に支持する回転軸６０ａを有するプラグ６０が螺合されることで閉止される。
【００５５】
図８に示すように、第１の収容部７２の上部開口端は、プラグ５５Ａにより閉塞されており、第２の収容部７３の上部開口端は、プラグ５５Ｂが螺合されることにより、このプラグ５５Ｂにより閉止されている。また、プラグ５５Ｂは、ストッパ板４９をプラグ５５Ａに押し付けるようになっており、プラグ５５Ａは、ストッパ板４９によって第１の収容部７２から抜け出ないように第１の収容部７２に取付けられる。
【００５６】
プラグ５５Ｂの底面と第２の切換ピン５２との間にはスプリング５４が設けられており、スプリング５４は、第２の切換ピン５２をガイド溝４３に挿入する方向に付勢している。ここで、本実施形態の第１の収容部７２は、プラグ５５Ａを含んで構成されているとともに、第２の収容部７３は、プラグ５５Ｂを含んで構成されており、プラグ５５Ｂの底面は、第２の収容部７３の上面を構成している。
【００５７】
図５において、第１の突出部５１Ｄを除いた第１の切換ピン５１の下部には第１の係止面５１Ｅが形成されており、この第１の係止面５１Ｅは、第１の収容部７２の底面に接触することにより、第１の収容部７２に対する第１の突出部５１Ｄの突出量を規制する。換言すれば、第１の突出部５１Ｄは、第１の切換ピン５１の一部を構成しているため、第１の切換ピン５１の突出量が規制されるとも言える。
【００５８】
第２の突出部５２Ｄを除いた第２の切換ピン５２の下部には第２の係止面５２Ｅが形成されており、この第２の係止面５２Ｅは、第２の収容部７３の底面に接触することにより、第２の収容部７３に対する第２の突出部５２Ｄの突出量を規制する。換言すれば、第２の突出部５２Ｄは、第２の切換ピン５２の一部を構成しているため、第２の切換ピン５２の突出量が規制されるとも言える。
【００５９】
図４に示すように、ヘッドカバー１Ａのボス部１ａおよびホルダ部材７１にはオイル供給孔６１が形成されており、オイル供給孔６１は、図示しないメインギャラリを通して図示しない油圧アクチュエータ等から供給される高圧のオイルを第１の収容部７２に供給する。
【００６０】
オイル供給孔６１から第１の収容部７２に供給される高圧のオイルは、第１の切換ピン５１に作用することにより、第１の切換ピン５１を図５中、下方に移動させる。第１の切換ピン５１が下方に移動すると、ギヤ５３が回転して第２の切換ピン５２がスプリング５４の付勢力に抗して図５中、上方に移動し、第１の切換ピン５１および第２の切換ピン５２が逆向きに移動する。
【００６１】
図６において、第２の切換ピン５２の軸線方向を挟んで第２の収容部７３にはオイル排出孔６２ａが形成されているとともに、プラグ５５Ｂの下端にはオイル排出孔６２ａと第２の収容部７３とを連通するオイル排出孔６２ｂが形成されており、第２の収容部７３の内部のオイルは、オイル排出孔６２ｂ、６２ａを通して排出される。
【００６２】
すなわち、本実施形態の可変動弁装置２は、第２の収容部７３において第２の切換ピン５２の摺動範囲外に、第２の収容部７３からオイルを排出するオイル排出孔６２ａ、６２ｂが形成されている。また、このオイル排出孔６２ａ、６２ｂは、スプリング５４の上端と第２の収容部７３との当接部、すなわち、スプリング５４の上端とプラグ５５Ａの下端よりも上方に設けられている。
【００６３】
図６、図８において、ボス部１ａの内周部にはオイル排出孔６２ｃが形成されており、このオイル排出孔６２ｃは、オイル排出孔６２ａに連通している。オイル排出孔６２ｃは、オイル排出孔６２ａから排出されるオイルをヘッドカバー１Ａ内に戻すようになっており、ヘッドカバー１Ａに戻されたオイルは、シリンダヘッド１の下方のエンジンの内部を通して図示しないオイルパンに戻される。
【００６４】
また、本実施形態のボルト７５の軸線方向と第１の切換ピン５１および第２の切換ピン５２との軸線方向は、同一方向となっており、第１の切換ピン５１に作用するオイルの方向は、ボルト７５の軸線方向と同一方向となっている。このため、第１の切換ピン５１に高圧のオイルが作用しても、第１の切換ピン５１に剪断方向の力が作用することがなく、剪断方向の力が回転方向に作用することが防止される。したがって、ボルト７５の締結力が低下することを防止でき、ホルダ部材７１をヘッドカバー１Ａに長期に亙って安定して取付けることができる。
【００６５】
次に、作用を説明する。
以下、図９〜図１２に基づいて本実施形態に係る可変動弁装置２の高速カム４１と低速カム４２への切換えの動作について説明する。
【００６６】
図９は、可変動弁装置２において高速カム４１が選択されて運転されている状態を示している。このような状態におけるカムキャリア４の位置を第１の位置とする。この状態では、第２の切換ピン５２がスプリング５４に付勢されて下方に移動した状態にあるため、連結機構５７によって第１の切換ピン５１が上方に移動した状態となり、高速カム４１のベース円部４１Ａとロッカアーム１１の被押圧ローラ１１Ａとが接触している。
【００６７】
このとき、第１の切換ピン５１は、図５に示すように、ガイド溝４３の最小溝幅部４３Ｄを通過するような配置となっている。このとき、カム軸３側に設けられたボール３５は、カムキャリア４側の第１の位置用位置決め溝４６に係合した状態となっている。
【００６８】
このような高速カム４１が選択されている状態から図１２に示すように低速カム４２が選択される状態（カムキャリア４を第２の位置）に切換える場合はオイル供給孔６１から第１の収容部７２に高圧のオイルを供給する。
【００６９】
このとき、図１０に示すように、第１の切換ピン５１が下方に移動し、第１の切換ピン５１の下方の移動に伴って連結機構５７によって第２の切換ピン５２がスプリング５４の付勢力に抗して上方に移動し、第１の切換ピン５１の第１の突出部５１Ｄがガイド溝４３内に挿入されるように、第１の収容部７２から突出する。
【００７０】
すなわち、第１の突出部５１Ｄの突出に伴い、第１の切換ピン５１の第１のラック５１Ｂが下方に移動するにつれてギヤ５３が回転し、第２のラック５２Ｂが、第１のラック５１Ｂと反対方向である上方に移動することにより、第２の切換ピン５２の第２の突出部５２Ｄは、第２の収容部７３内に引っ込む方向への動作を行う。
【００７１】
カムキャリア４は、最大溝幅部４３Ｃと最小溝幅部４３Ｄとの間を連絡してカムキャリア４の回転方向に膨出する溝幅変化部４３Ｅを備えているので、第１の切換ピン５１の第１の突出部５１Ｄがガイド溝４３内に挿入されると、第１の突出部５１Ｄが溝幅変化部４３Ｅに接触してカムキャリア４に軸方向の力が作用する。
【００７２】
このため、カムキャリア４は、図１１に示す状態を経て、第２の位置まで移動する。このとき、高速カム４１のベース円部４１Ａおよび低速カム４２のベース円部４２Ａがロッカアーム１１の被押圧ローラ１１Ａに対して円滑に摺動して、図１２に示すように被押圧ローラ１１Ａに低速カム４２のベース円部４２Ａが接触した状態となる。
【００７３】
このようにカムキャリア４がカム軸３に対して変位するときに、カム軸３側のボール３５が図５に示す第１の位置用位置決め溝４６から外れて、第２の位置用位置決め溝４７に移動して係合した状態となる。この結果、カムキャリア４は、カム軸３に対して低速カム４２が選択された位置（第２の位置）で固定される。
【００７４】
また、このように低速カム４２が選択されてカムキャリア４が第２の位置にある場合において、高速カム４１への切換えを行うまでの間は、第１の切換ピン５２は、ガイド溝４３の最小溝幅部４３Ｄを通過するような設置となっている。このような設置により、第１の切換ピン５２が第１の切換カム４３Ａおよび第２の切換カム４３Ｂに接触しないため、低速カム４２の位置が保たれ、低速カム４２が作動し続ける。
【００７５】
一方、低速カム４２から高速カム４１に切換える場合は、油圧アクチュエータからオイル供給孔６１にオイルを供給することを停止するか、アクチュエータから供給される油圧をスプリング５４の付勢力よりも小さい付勢力となるように油圧を調整する。このとき、スプリング５４によって第２の切換ピン５２が付勢され、第２の切換ピン５２の第２の突出部５２Ｄが第２の収容部７３から突出する。
【００７６】
第２の突出部５２Ｄの突出に伴い、第２の切換ピン５２の第２のラック５２Ｂが下方に移動するにつれてギヤ５３が回転し、第１のラック５１Ｂが、第２のラック５２Ｂと反対方向である上方に移動する。すなわち、第１の切換ピン５１の第１の突出部５１Ｄは、第１の収容部７２内に引っ込む方向への動作を行う。
【００７７】
そして、第２の切換ピン５２の第２の突出部５２Ｄに対してガイド溝４３の第１の切換カム４３Ａが接触した状態で回転することにより、カムキャリア４が図９に示す第１の位置に移動して、ロッカアーム１１の被押圧ローラ１１Ａに接触するカムが、低速カム４２から高速カム４１に切換わる。
【００７８】
また、第２の切換ピン５２の第２の突出部５２Ｄが第２の収容部７３からある程度、突出すると、第２の係止面５２Ｅが第２の収容部７３の底面に接触することにより、第２の収容部７３に対する第２の突出部５２Ｄの突出量を規制する。このとき、ギヤ５３の回転が行われなくなるので、第１の切換ピン５１の上方への移動も規制される。
【００７９】
この動作と同時に本実施形態では、第１の切換ピン５１の第１の凹部５１Ａおよび第２の切換ピン５２の第２の凹部５２Ａにおけるそれぞれの往復移動方向の両端に側壁５１Ｃ、５１Ｃ、５２Ｃ、５２Ｃが形成されているので、これら側壁５１Ｃ、５２Ｃがギヤ５３と当接して第１の切換ピン５１および第２の切換ピン５２の移動範囲がより確実に規制される。
【００８０】
次に、カムキャリア４が軸線方向に移動する動作と第１の切換ピン５１および第２の切換ピン５２との関係を具体的に説明する。
【００８１】
本実施形態の可変動弁装置２では、カムキャリア４の最大溝幅部４３Ｃを、最小溝幅部４３Ｄを中心としてその両外側（カムキャリア４の軸線方向の両外側）にそれぞれ第１の切換ピン５１および第２の切換ピン５２のうち１つが通過可能な空間を有する溝幅に形成した。
【００８２】
このため、カムキャリア４が第１の位置にある場合、カム軸３の軸線方向で第２の切換ピン５２の第２の突出部５２Ｄがガイド溝４３の最小溝幅部４３Ｄを通過する位置にある。このとき、第２の切換ピン５２の第２の突出部５２Ｄが最小溝幅部４３Ｄの通過前または通過後においては、第１の切換ピン５１の第１の突出部５１Ｄは、最大溝幅部４３Ｃに挿入可能である。
【００８３】
ここで、第１の切換ピン５１の第１の突出部５１Ｄを最大溝幅部４３Ｃに対応する位置にてガイド溝４３内に挿入すれば、以下に説明する動作によりカムキャリア４を第１の位置から第２の位置に移動させることができる。
【００８４】
すなわち、第１の切換ピン５１の第１の突出部５１Ｄは、カムキャリア４の回転により最大溝幅部４３Ｃから溝幅変化部４３Ｅへ移動し、溝幅変化部４３Ｅに接触することでカムキャリア４が第２の位置に移動を開始する。そして、第１の切換ピン５１の第１の突出部５１Ｄが最小溝幅部４３Ｄに到達するとカムキャリア４の第２の位置への移動が完了する。
【００８５】
また、カムキャリア４が第２の位置にある場合、第２の切換ピン５２の第２の突出部５２Ｄを最大溝幅部４３Ｃと対応する位置にてガイド溝４３内に挿入すれば、第２の切換ピン５２の第２の突出部５２Ｄが溝幅変化部４３Ｅに接触してカムキャリア４を第１の位置に移動させることができる。
【００８６】
このように本実施形態の可変動弁装置２によれば、高速カム４１と低速カム４２とを切換えるカム切換機構を、第１の切換カム４３Ａと第２の切換カム４３Ｂとを側壁とする単一のガイド溝４３と、第１の切換カム４３Ｂに接触自在な第２の切換ピン５２と、第２の切換カム４３Ｂに接触自在な第１の切換ピン５１とで構成したので、第１の切換ピン５１と第２の切換ピン５２とのそれぞれに個別にガイド溝を形成する必要がない。このため、高速カム４１および低速カム４２を切換えるカム切換機構を簡素な構造にできる。
【００８７】
また、本実施形態の可変動弁装置２によれば、第１の切換ピン５１が、第１の収容部７２からガイド溝４３に挿入自在に突出し、第１の切換カム４３Ａに接触自在な第１の突出部５１Ｄを有し、第２の切換ピン５２が、第２の収容部７３からガイド溝４３に挿入自在に突出し、第２の切換カム４３Ｂに接触自在な第２の突出部５２Ｄを有し、カム軸３の半径方向における第１の突出部５１Ｄおよび第２の突出部５２Ｄの中心軸Ｌ１、Ｌ２を、第１の収容部７２および第２の収容部７３のカム軸３の半径方向における中心軸Ｌ３、Ｌ４の間に設置した。
【００８８】
このため、カムキャリア４をカム軸３の軸線方向に移動させて高速カム４１と低速カム４２とに切換えることが可能な、カム軸３の軸線方向における第１の切換ピン５１と第２の切換ピン５２のピッチＰを一定に保ちつつ、第１の切換ピン５１および第２の切換ピン５２の強度および剛性を大きくすることができる。
【００８９】
また、本実施形態の可変動弁装置２によれば、第１の切換ピン５１および第２の切換ピン５２を、カム軸３の半径方向に沿って互いに逆方向に移動する連結機構５７によって連結し、連結機構５７を、第１の切換ピン５１の側面に形成された第１のラック５１Ｂと、第１のラック５１Ｂに対向する第２の切換ピン５２に形成された第２のラック５２Ｂと、第１のラック５１Ｂと第２のラック５２Ｂとに噛み合うギヤ５３とを含んで構成した。
【００９０】
このため、強度および剛性を大きくして大型化を図ることができる第１の切換ピン５１および第２の切換ピンに５２に、大きな設置スペースが必要な第１のラック５１Ｂ、第２のラック５２Ｂおよびギヤ５３からなる連結機構５７を容易に設けることができる。
【００９１】
これに加えて、第１の切換ピン５１および第２の切換ピン５２に第１の突出部５１Ｄおよび第２の突出部５２Ｄに設けることで、第１の切換ピン５１および第２の切換ピン５２を大型化してもカム軸３の軸線方向における第１の切換ピン５１と第２の切換ピン５２のピッチＰを一定に保つことができる。
【００９２】
また、本実施形態の可変動弁装置２によれば、第２の収容部７３のオイル排出孔６２ａ、６２ｂを第２の切換ピン５２の摺動範囲外に設けたので、第２の収容部７２の内部を第２の切換ピン５２が摺動する際に、第２の切換ピン５２がオイル排出孔６２ａのエッジ（開口端）に引っ掛かることを防止でき、第２の切換ピン５２の摺動を円滑に行うことができるとともに、第２の切換ピン５２が傷付くことを防止できる。
【００９３】
また、本実施形態の可変動弁装置２によれば、第１の切換ピン５１の下部に、第１の収容部７２の底面に接触して第１の収容部７２に対する第１の切換ピン５１の突出量を規制する第１の係止面５１Ｅを形成し、第２の切換ピン５２の下部に、第２の収容部７３の底面に接触して第２の収容部７３に対する第２の切換ピン５２の突出量を規制する第２の係止面５２Ｅを形成した。
【００９４】
このため、第１の切換ピン５１の第１の係止面５１Ｅが第１の収容部７２の底面に接触したときに、連結機構５７を介して第２の切換ピン５２が第１の切換ピン５１と反対方向に移動する際の移動量を規制することができる。
【００９５】
したがって、第２の切換ピン５２がオイル排出孔６２ａまで移動することがなく、第２の切換ピン５２がオイル排出孔６２ａのエッジに引っ掛かることをより効果的に防止できる。
【００９６】
また、本実施形態の可変動弁装置２によれば、オイル排出孔６２ａ、６２ｂを、スプリング５４の上端とプラグ５５Ａの下端よりも上方に設けたので、スプリング５４の上端がオイル排出孔６２ａのエッジに引っ掛かることを防止することができる。このため、第２の切換ピン５２の摺動を円滑に行うことができるとともに、第２の切換ピン５２およびスプリング５４が傷付くことを防止できる。
（その他の実施形態）
【００９７】
以上、実施形態について説明したが、この発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記の実施形態では、第１の切換ピン５１および第２の切換ピン５２が互い違い方向に移動する動作を、ギヤ５３を介在した第１のラック５１Ｂおよび第２のラック５２Ｂを有するラックアンドピニオンの機構で実現したが、これに限定されるものではなく、シーソー動作を行う他の機構を用いることも勿論可能である。
【００９８】
また、本実施形態では、本発明を、高速カム４１と低速カム４２の２段可変動弁装置に適用したが、図１３に示すカムキャリア４Ａのように、第２のカムをリフト量０となる周面を有する休止カム４８とすれば、バルブ休止機能も実現することができる。このような構成とすれば、カム切換機構の構造を簡素化でき、吸気バルブ１３を休止させることができる。
【００９９】
また、本実施形態の可変動弁装置２は、図５中、前方に位置する切換ピンを第２の切換ピン５２とし、後方に位置する切換ピンを第１の切換ピン５１としたが、前方に位置する切換ピンを第１の切換ピン５１とし、後方に位置する切換ピンを第２の切換ピン５２としてもよい。
【０１００】
この場合は、前方に位置する第１の切換ピン５１を収容する第２の収容部７３を新たな第１の収容部７２としてこの第１の収容部７２にオイル供給孔６１を形成し、後方に位置する第１の切換ピン５１を収容する第１の収容部７２を新たな第２の収容部７３としてこの第２の収容部７３にオイル排出孔６２ａ、６２ｂを形成してもよい。
【０１０１】
また、本実施形態の可変動弁装置２は、ヘッドカバー１Ａと別体の第１の収容部７２および第２の収容部７３をボルト７５によってヘッドカバー１Ａに固定しているが、第１の収容部７２および第２の収容部７３をヘッドカバー１Ａに一体的、すなわち、一体成形で設けてもよい。
【０１０２】
このようにすれば、ヘッドカバー１Ａに別体の第１の収容部７２および第２の収容部７３を形成することを不要にでき、ヘッドカバー１Ａの部品点数の削減を図ることができる。
【０１０３】
これに加えて、ヘッドカバー１Ａに第１の収容部７２および第２の収容部７３を固定するためのボルト７５やボルト７５の取付け部等を設けることを不要にできるので、ヘッドカバー１Ａの周辺のスペースを有効活用できる。
【０１０４】
本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
【符号の説明】
【０１０５】
１…シリンダヘッド、１Ａ…ヘッドカバー、２…可変動弁装置、３，３０…カム軸、４，４Ａ…カムキャリア、５…カム切換部、１３…吸気バルブ（バルブ）、４１…高速カム（第１のカム）、４２…低速カム（第２のカム）、４３…ガイド溝（凹形状部）、４３Ａ…切換カム（第１の切換カム）、４３Ｂ…切換カム（第２の切換カム）、５１…第１の切換ピン、５１Ｂ…第１のラック、５１Ｄ…第１の突出部、５１Ｅ…第１の係止面、５２…第２の切換ピン、５２Ｂ…第２のラック、５２Ｄ…第２の突出部、５２Ｅ…第２の係止面、５４…スプリング、５５Ａ…プラグ（第１の収容部）、５５Ｂ…プラグ（第２の収容部）、５７…連結機構、６１…オイル供給孔、６２ａ、６２ｂ…オイル排出孔、７２…第１の収容部、７３…第２の収容部
【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】
2015169183.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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