(57)【要約】【課題】カムキャリアとストッパ部との接触部分が磨耗することを抑制しつつ、カムキャリアのカム軸の軸線方向への移動を規制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２によれば、カム軸３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３の軸線方向に移動自在であり、外周面に吸気バルブ１３の作動特性が異なるように形成された高速カム４１および低速カム４２が隣接するように設置されたカムキャリア４Ａ、４Ｂと、カムキャリア４Ａ、４Ｂをカム軸３の軸線方向に移動させて吸気バルブ１３を作動させる高速カム４１および低速カム４２を切換えるカム切換部５とを備え、カム軸３に、カム軸３と一体で回転し、カム軸３に固定される固定カム２１Ａ、２１Ｂを設け、固定カム２１Ａ、２１Ｂは、カムキャリア４Ａ、４Ｂに当接してカムキャリア４Ａ、４Ｂがカム軸３の軸線方向に移動することを規制する。【選択図】図３
2015212535.tif 000002
【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線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線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た内燃機関の可変動弁装置であって、
前記カム軸に、前記カム軸と一体で回転し、前記カム軸に固定されるストッパ部を設け、
前記ストッパ部は、前記カムキャリアに当接して前記カムキャリアが前記カム軸の軸線方向に移動することを規制することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項２】
前記ストッパ部は、前記カム軸の軸線方向において前記カムキャリアと隣接して設けられ、前記バルブを作動する固定カムであ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装置。
【請求項３】
前記第１のカムが、前記第２のカムのノーズ部よりもカム山の大きいノーズ部を有し、前記第２のカムよりも前記内燃機関の出力が増大するように前記バルブの作動特性を変更する高速カムから構成され、
前記ストッパ部は、前記カムキャリアが前記第１のカムに切換えられた状態において前記カムキャリアの移動を規制す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装置。
【請求項４】
前記カム切換部が、前記カムキャリアの外周面に形成され、前記カム軸の軸線方向に幅が変化する凹形状のガイド部と、前記シリンダヘッドに設けられ、前記カム軸の半径方向に往復移動して前記ガイド部に抜き差し自在な少なくとも１つ以上の切換ピンとを含んで構成され、
前記切換ピンが前記ガイド部に差し込まれて前記切換ピンが前記ガイド部における前記カム軸の軸線方向側面に接触することにより、前記カムキャリアを前記カム軸の軸線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装置。
【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線方向に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部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。
【０００４】
また、カムキャリアのカム軸の軸線方向の側面を、カム軸を回転自在に支持するカム軸受に当接させることにより、カムキャリアがカム軸の軸線方向に移動することを規制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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】
【０００６】
しかしながら、上記従来の可変動弁装置にあっては、カムキャリアのカム軸の軸線方向の側面を、カム軸を回転自在に支持するカム軸受に当接させることにより、カムキャリアがカム軸の軸線方向に移動することを規制しているので、カム軸と一体で回転するカムキャリアが非回転部材であるカム軸受に接触する。
このため、カムキャリアおよびカム軸受の接触部分の磨耗が増大してしまい、カムキャリアおよびカム軸受が早期に劣化してしまうおそれがある。
【０００７】
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、カムキャリアとストッパ部との接触部分が磨耗することを抑制しつつ、カムキャリアのカム軸の軸線方向への移動を規制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】
【０００８】
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、かつカム軸の軸線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線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た内燃機関の可変動弁装置であって、カム軸に、カム軸と一体で回転し、カム軸に固定されるストッパ部を設け、ストッパ部は、カムキャリアに当接してカムキャリアがカム軸の軸線方向に移動することを規制するものから構成されている。
【０００９】
本発明の第２の態様としては、ストッパ部は、カム軸の軸線方向においてカムキャリアと隣接して設けられ、バルブを作動する固定カムでもよい。
本発明の第３の態様としては、第１のカムが、第２のカムのノーズ部よりもカム山の大きいノーズ部を有し、第２のカムよりも内燃機関の出力が増大するようにバルブの作動特性を変更する高速カムから構成され、ストッパ部は、カムキャリアが第１のカムに切換えられた状態においてカムキャリアの移動を規制してもよい。
【００１０】
本発明の第４の態様としては、カム切換部が、カムキャリアの外周面に形成され、カム軸の軸線方向に幅が変化する凹形状のガイド部と、シリンダヘッドに設けられ、カム軸の半径方向に往復移動してガイド部に抜き差し自在な少なくとも１つ以上の切換ピンとを含んで構成され、切換ピンがガイド部に差し込まれて切換ピンがガイド部におけるカム軸の軸線方向側面に接触することにより、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第１のカムおよび第２のカムを切換えてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
このように上記の第１の態様によれば、カム軸に、カム軸と一体で回転し、カム軸に固定されるストッパ部が設けられ、ストッパ部が、カムキャリアに当接してカムキャリアがカム軸の軸線方向に移動することを規制する。
【００１２】
このため、共に回転するカムキャリアとストッパ部とが接触することで、カムキャリアがカム軸の軸線方向に移動することを規制できる。したがって、カムキャリアとストッパ部との接触部分が磨耗することを抑制して、カムキャリアとストッパ部とが早期に劣化することを抑制できる。
【００１３】
上記の第２の態様によれば、ストッパ部が、カム軸の軸線方向においてカムキャリアと隣接して設けられ、バルブを作動する固定カムから構成される。このため、カムキャリアに隣接する既存の固定カムをストッパ部として利用でき、カムキャリアの移動を規制する専用のストッパ部を設けることを不要にできる。この結果、可変動弁装置の部品点数が増大することを防止して、可変動弁装置の製造コストが増大することを防止できる。
【００１４】
上記の第３の態様によれば、ストッパ部が、カムキャリアが第２のカムのノーズ部よりも大きいカム山のノーズ部を有する第１のカムに切換えられた状態においてカムキャリアの移動を規制する。
【００１５】
このため、内燃機関の出力が増大する高回転域で選択される第１のカムに切換えられたときに、ストッパ部にカムキャリアを当接させてカムキャリアがカム軸の軸線方向に移動することを規制すれば、低回転域よりも多用される高回転域でカムキャリアとストッパ部との接触部分が磨耗することを抑制できる。この結果、カムキャリアとストッパ部とが早期に劣化することをより効果的に抑制できる。
【００１６】
上記の第４の態様によれば、切換ピンがガイド部に差し込まれて切換ピンがガイド部におけるカム軸の軸線方向側面に接触することにより、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第１のカムおよび第２のカムを切換える。
【００１７】
このため、カム切換部を、ガイド部と、ガイド部に抜き差し自在な切換ピンとから構成でき、第１のカムおよび第２のカムを切換えるカム切換部を簡素な構造にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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軸と吸気バルブの側面断面図である。
【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カムキャリアを示す斜視図である。
【図５】図５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６】図６は、図５のＶI−ＶI方向矢視断面図である。
【図７】図７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８】図８は、図６のＶIII−ＶIII方向矢視断面図である。
【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連結機構の分解斜視図である。
【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）に向けて移動開始した状態を示す斜視図である。
【図１３】図１３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１４】図１４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カムキャリアが固定カムに当接した状態を示す図である。
【図１５】図１５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アッパカムハウジングに当接した状態を示す図である。
【図１６】図１６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のカムキャリアが固定カムに当接した状態を示す図である。
【図１７】図１７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のカムキャリアの可変動弁装置がストッパプレートに当接した状態を示す図である。
【図１８】図１８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。
【図１９】図１９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であり、突出部の形状が異なる切換ピンを備えた可変動弁装置の断面図である。
【図２０】図２０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いて、図１９に示す切換ピンの突出部がカムに接触する状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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２０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。
【００２０】
まず、構成を説明する。
（可変動弁装置の概略構成）
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。なお、本実施形態のシリンダヘッド１は、ヘッドカバー１Ａを含んで構成される。
【００２１】
図２、図３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４Ａ、４Ｂと、カムキャリア４Ａ、４Ｂの上方に設置されたカム切換部５（図３では図示省略）、固定カム２１Ａ、２１Ｂ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、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４Ａ、４Ｂおよび固定カム２１Ａ、２１Ｂ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４Ａ、４Ｂ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を有する内燃機関の前後方向（図２、図３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３において、吸気バルブ１３は、２本１組で１つの燃焼室１６毎に設けられており、本実施形態の内燃機関は、４気筒内燃機関を構成する。
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６、図７、図１０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６に示すように、ボール３５は、後述するカムキャリア４Ａ、４Ｂ側に設けられた第１の位置決め用溝４６と第２の位置決め用溝４７とに係止される。
（カムキャリア）
【００３０】
図２、図４において、カムキャリア４Ａ、４Ｂ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４Ａ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４Ａとは、一体に回転するとともに、カムキャリア４Ａ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４Ａ、４Ｂ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の位置決め用溝４６と第２の位置決め用溝４７が周回するように形成されている。
【００３２】
これらの第１の位置決め用溝４６と第２の位置決め用溝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４Ａ、４Ｂ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４Ａ、４Ｂ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４Ａ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４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】
すなわち、本実施形態の高速カム４１のノーズ部４１Ｂのカム山は、低速カム４２のノーズ部４２Ｂのカム山よりも大きく形成されており、高速カム４１のノーズ部４１Ｂの突出寸法は、低速カム４２のノーズ部４２Ｂの突出寸法よりも大きい。
【００３８】
このため、高速カム４１が吸気バルブ１３を開放する場合には、低速カム４２が吸気バルブ１３を開放する場合に比べて吸気バルブ１３の開放時間を長くでき、燃焼室１６により多くの吸入空気を吸気できる。
【００３９】
したがって、カムキャリア４Ａは、高速カム４１が吸気バルブ１３を開放する第１の位置に切換えられると、低速カム４２が吸気バルブ１３を開放する第２の位置に切換えられた場合に比べて、内燃機関の出力が増大するように吸気バルブ１３の作動特性が変更される。
【００４０】
図４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。
【００４１】
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。
【００４２】
図２、図４に示すように、カムキャリア４Ａの外周面には、ガイド部としての凹形状のガイド溝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４Ａ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４Ａを第２の位置に移動させる第２の切換カム４３Ｂである。
【００４３】
図４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。
【００４４】
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。
このように本実施形態のガイド溝４３は、カム軸３の軸線方向に幅が変化するよう構成される。
（カム切換部）
【００４５】
図２、図６、図９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。なお、第１の切換ピン５１および第２の切換ピン５２は、本発明の切換ピンを構成している。
【００４６】
図６、図９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。
【００４７】
図６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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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に差し込み自在に突出し、第２の切換カム４３Ｂに接触自在となっている。
【００５１】
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に差し込み自在に突出し、第１の切換カム４３Ａに接触自在となっている。
【００５２】
すなわち、本実施形態の第１の切換ピン５１および第２の切換ピン５２は、カム軸３の半径方向に往復移動してガイド溝４３に抜き差し自在となっている。ここで、第１の切換カム４３Ａおよび第２の切換カム４３Ｂは、本発明のガイド部におけるカム軸の軸線方向側面を構成する。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
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。
【００５５】
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。
【００５６】
第２のラック５２Ｂ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に当接して第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。
【００５７】
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６、図７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。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、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。
【００５８】
図９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。
【００５９】
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に差し込む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。
【００６０】
図６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。
【００６１】
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。
【００６２】
図５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。
【００６３】
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６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６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が互いに逆向きに移動する。
【００６４】
図７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。
【００６５】
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。
【００６６】
図７、図９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の下方の内燃機関の内部を通して図示しないオイルパンに戻される。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
図３において、固定カム２１Ａ、２１Ｂは、カム軸３に固定されており、カム軸３の回転方向および軸線方向に移動しない。固定カム２１Ａ、２１Ｂには、同一形状に形成された一対のカム部２２Ａ、２２Ｂが設けられている。
【００７０】
固定カム２１Ａ、２１Ｂのカム部２２Ａ、２２Ｂは、ロッカアーム１１の上方に位置しており、固定カム２１Ａ、２１Ｂは、カム部２２Ａ、２２Ｂにより一対の吸気バルブ１３を同一のタイミングで開閉させ、同一のバルブ作動特性を付与する。
【００７１】
固定カム２１Ａ、２１Ｂの間にはカムキャリア４Ａ、４Ｂが設けられており、固定カム２１Ａ、２１Ｂは、カム軸３の軸線方向においてカムキャリア４Ａ、４Ｂに隣接して設けられている。
【００７２】
また、それぞれのカムキャリア４Ａ、４Ｂにおいて、高速カム４１および低速カム４２と高速カム４１および低速カム４２との間にはアッパカムハウジング７が設けられており、アッパカムハウジング７は、図示しないメタル軸受等の軸受を介してカムキャリア４Ａ、４Ｂを回転自在かつ、カム軸３の軸線方向に移動自在に支持している。
【００７３】
本実施形態の固定カム２１Ａ、２１Ｂは、カム軸３と一体で回転する本発明のストッパ部を構成している。ここで、カムキャリア４Ａ、４Ｂを支持するアッパカムハウジング７をアッパカムハウジング７Ａ、７Ｂとして説明する。
【００７４】
図３において、固定カム２１Ａは、カムキャリア４Ａが第１の位置である左方向に移動したときに、カムキャリア４Ａの左端部に当接して、カムキャリア４Ａがカム軸３の軸線方向に移動することを規制する。
すなわち、本実施形態の固定カム２１Ａは、カムキャリア４Ａが高速カム４１に切換えられた状態においてカムキャリア４Ａの移動を規制する。
【００７５】
アッパカムハウジング７Ａは、カムキャリア４Ａが第２の位置である右方向に移動したときに、高速カム４１の側面４１ａに当接して、カムキャリア４Ａがカム軸３の軸線方向に移動することを規制する。
すなわち、本実施形態のアッパカムハウジング７Ａは、カムキャリア４Ａが低速カム４２に切換えられた状態においてカムキャリア４Ａの移動を規制する。
【００７６】
図１４に示すように、カムキャリア４Ａが第１の位置である左方向に移動してカムキャリア４Ａの左端部が固定カム２１Ａに当接した状態において、低速カム４２の側面４２ａとアッパカムハウジング７Ａとの間には隙間Ｓ１が形成される。
【００７７】
このため、カムキャリア４Ａの左端部が固定カム２１Ａに当接する前に低速カム４２の側面４２ａがアッパカムハウジング７Ａに当接することを防止でき、カムキャリア４Ａの移動を規制してカムキャリア４Ａを第１の位置に位置決めすることができる。
【００７８】
図３において、固定カム２１Ｂは、カムキャリア４Ｂが第２の位置である右方向に移動したときに、カムキャリア４Ｂの右端部に当接して、カムキャリア４Ｂがカム軸３の軸線方向に移動することを規制する。
【００７９】
アッパカムハウジング７Ｂは、カムキャリア４Ｂが第１の位置である左方向に移動したときに、低速カム４２の側面４２ａに当接して、カムキャリア４Ｂがカム軸３の軸線方向に移動することを規制する。
【００８０】
また、図示しないが、カムキャリア４Ｂが第２の位置である右方向に移動してカムキャリア４Ｂの右端部が固定カム２１Ｂに当接した状態において、高速カム４１の側面４１ａとアッパカムハウジング７Ｂとの間には隙間が形成される。
【００８１】
このため、カムキャリア４Ｂの右端部が固定カム２１Ｂに当接する前に高速カム４１の側面４１ａがアッパカムハウジング７Ｂに当接することを防止でき、カムキャリア４Ｂの移動を規制してカムキャリア４Ｂを第２の位置に位置決めすることができる。
【００８２】
次に、作用を説明する。
以下、図１０〜図１５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。ここで、カム３の回転方向は、矢印Ｒ方向とする。
【００８３】
図１０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４Ａ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。
【００８４】
このとき、第２の切換ピン５２は、図６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、第１の位置決め用溝４６に係合した状態となっている。
【００８５】
また、ガイド溝４３の最小溝幅部４３Ｄを通過した状態では、図１４に示すように、カムキャリア４Ａの左端部が固定カム２１Ａに当接して、カムキャリア４Ａがカム軸３の軸線方向に移動することが規制される。
【００８６】
これと同時にカムキャリア４Ｂの低速カム４２の側面がアッパカムハウジング７Ｂに当接してカムキャリア４Ｂがカム軸３の軸線方向に移動することが規制される。
【００８７】
ここで、ボール３５が第１の位置決め用溝４６に係合してカムキャリア４Ａ、４Ｂの移動が規制されるが、カムキャリア４Ａ、４Ｂに対してカム軸３の軸線方向に過大な荷重が加わった場合に、ボール３５が第１の位置決め用溝４６を乗り越えるおそれがある。
【００８８】
本実施形態の可変動弁装置２は、カムキャリア４Ａの左端部が固定カム２１Ａに当接するとともに、カムキャリア４Ｂの低速カム４２の側面４２ａがアッパカムハウジング７Ｂに当接することにより、カムキャリア４Ａ、４Ｂがカム軸３の軸線方向に移動することが規制される。このため、カムキャリア４Ａ、４Ｂに対してカム軸３の軸線方向に過大な荷重が加わった場合であっても、カムキャリア４Ａ、４Ｂが移動することを確実に防止できる。
【００８９】
このような高速カム４１が選択されている状態から図１３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４Ａ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。
【００９０】
このとき、図１１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内に差し込まれるように、第１の収容部７２から突出する。
【００９１】
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。
【００９２】
カムキャリア４Ａ、４Ｂ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４Ａ、４Ｂ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内に差し込まれると、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４Ａ、４Ｂに軸線方向の力が作用する。
【００９３】
このため、カムキャリア４Ａ、４Ｂは、図１２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１３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。
【００９４】
このようにカムキャリア４Ａ、４Ｂ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６に示す第１の位置決め用溝４６から外れて、第２の位置決め用溝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４Ａ、４Ｂ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。
【００９５】
また、このように低速カム４２が選択されてカムキャリア４Ａ、４Ｂ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。
【００９６】
また、ガイド溝４３の最小溝幅部４３Ｄを通過した状態では、図１５に示すように、高速カム４１の側面４１ａがアッパカムハウジング７Ａに当接して、カムキャリア４Ａがカム軸３の軸線方向に移動することが規制される。
これと同時にカムキャリア４Ｂの右端部が固定カム２１Ｂに当接して、カムキャリア４Ｂがカム軸３の軸線方向に移動することが規制される。
【００９７】
ここで、ボール３５が第２の位置決め用溝４７に係合してカムキャリア４Ａ、４Ｂの移動が規制されるが、カムキャリア４Ａ、４Ｂに対してカム軸３の軸線方向に過大な荷重が加わった場合に、ボール３５が第２の位置決め用溝４７を乗り越えるおそれがある。
【００９８】
本実施形態の可変動弁装置２は、高速カム４１の側面４１ａがアッパカムハウジング７Ａに当接するとともに、カムキャリア４Ｂの右端部が固定カム２１Ｂに当接することにより、カムキャリア４Ａ、４Ｂがカム軸３の軸線方向に移動することが規制される。
このため、カムキャリア４Ａ、４Ｂに対してカム軸３の軸線方向に過大な荷重が加わった場合であっても、カムキャリア４Ａ、４Ｂが移動することを確実に防止できる。
【００９９】
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、油圧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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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４Ａ、４Ｂが図１０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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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、５２Ｃが形成されているので、これら側壁５１Ｃ、５２Ｃがギヤ５３に当接して第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。
【０１０４】
次に、カムキャリア４Ａ、４Ｂ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。
本実施形態の可変動弁装置２では、カムキャリア４Ａ、４Ｂ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４Ａ、４Ｂ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。
【０１０５】
このため、カムキャリア４Ａ、４Ｂ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に差し込み可能である。
【０１０６】
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内に差し込めば、以下に説明する動作によりカムキャリア４Ａ、４Ｂ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。
【０１０７】
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４Ａ、４Ｂ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４Ａ、４Ｂ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４Ａ、４Ｂの第２の位置への移動が完了する。
【０１０８】
また、カムキャリア４Ａ、４Ｂ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内に差し込めば、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４Ａ、４Ｂを第１の位置に移動させることができる。
【０１０９】
このように本実施形態の可変動弁装置２によれば、カム軸３に、カム軸３と一体で回転し、カム軸３に固定される固定カム２１Ａ、２１Ｂが設けられ、固定カム２１Ａ、２１Ｂが、カムキャリア４Ａ、４Ｂに当接してカムキャリア４Ａ、４Ｂがカム軸３の軸線方向に移動することを規制する。
【０１１０】
このため、共に回転するカムキャリア４Ａ、４Ｂと固定カム２１Ａ、２１Ｂとを接触させることで、カムキャリア４Ａ、４Ｂがカム軸３の軸線方向に移動することを規制できる。したがって、カムキャリア４Ａ、４Ｂと固定カム２１Ａ、２１Ｂとの接触部分が磨耗することを抑制して、カムキャリア４Ａ、４Ｂと固定カム２１Ａ、２１Ｂとが早期に劣化することを抑制できる。
【０１１１】
また、本実施形態の可変動弁装置２によれば、本発明のストッパ部を、カム軸３の軸線方向においてカムキャリア４Ａ、４Ｂと隣接して設けられ、吸気バルブ１３を作動する固定カム２１Ａ、２１Ｂから構成した。
【０１１２】
このため、カムキャリア４Ａ、４Ｂに隣接する既存の固定カム２１Ａ、２１Ｂをストッパ部として利用でき、カムキャリア４Ａ、４Ｂの移動を規制する専用のストッパ部を設けることを不要にできる。この結果、可変動弁装置２の部品点数が増大することを防止して、可変動弁装置２の製造コストが増大することを防止できる。
【０１１３】
また、本実施形態の可変動弁装置２によれば、固定カム２１Ａが、カムキャリア４Ａが低速カム４２のノーズ部４２Ｂよりも大きいカム山のノーズ部４１Ｂを有する高速カム４１に切換えられた状態においてカムキャリア４Ａの移動を規制する。
【０１１４】
このため、内燃機関の出力が増大する高回転域で選択される高速カム４１に切換えられたときに、固定カム２１Ａにカムキャリア４Ａを当接させてカムキャリア４Ａがカム軸３の軸線方向に移動することを規制すれば、低回転域よりも多用される高回転域でカムキャリア４Ａと固定カム２１Ａとの接触部分が磨耗することを抑制できる。この結果、カムキャリア４Ａと固定カム２１Ａとが早期に劣化することをより効果的に抑制できる。
【０１１５】
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がガイド溝４３に差し込まれて第１の切換ピン５１および第２の切換ピン５２がガイド溝４３の第１の切換カム４３Ａおよび第２の切換カム４３Ｂに接触することにより、カムキャリア４Ａ、４Ｂをカム軸３の軸線方向に移動させて吸気バルブ１３を作動させる高速カム４１および低速カム４２を切換える。
【０１１６】
このため、カム切換部を、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とから構成でき、高速カム４１および低速カム４２を切換えるカム切換部を簡素な構造にできる。
【０１１７】
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に差し込みに突出し、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に差し込み自在に突出し、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。
【０１１８】
このため、カムキャリア４Ａ、４Ｂ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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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のピッチを一定に保つことができる。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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）
【０１２７】
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。
【０１２８】
また、本実施形態では、カムキャリア４Ａ、４Ｂの移動を規制するためにアッパカムハウジング７Ａ、７Ｂを利用したがこれに限定されるものではない。例えば、図１６、図１７に示すように、カムキャリア４Ａを挟んで固定カム２１Ａと反対側に、カム軸３と一体的に回転するようにカム軸３に固定される環状のストッパプレート７６を設けてもよい。なお、ストッパプレート７６は、本発明のストッパ部を構成する。
【０１２９】
このようにすれば、図１６に示すように、高速カム４１に切換えられるときには、カムキャリア４Ａが第１の位置である左方向に移動したときに、カムキャリア４Ａの左端部を固定カム２１Ａに当接させて、カムキャリア４Ａがカム軸３の軸線方向に移動することを規制することができる。
【０１３０】
また、図１７に示すように、低速カム４２に切換えられるときには、カムキャリア４Ａの右端部をストッパプレート７６に当接させて、カムキャリア４Ａがカム軸３の軸線方向に移動することを規制することができる。
【０１３１】
この場合には、共に回転するカムキャリア４Ａとストッパプレート７６とを接触させることで、カムキャリア４Ａとストッパプレート７６との接触部分が磨耗することを抑制して、固定カム２１Ａ側と反対側のカムキャリア４Ａの部位が早期に劣化することを抑制できる。なお、カムキャリア４Ｂ側にもカムキャリア４Ａと同一のストッパプレート７６が設けられていることは勿論である。
【０１３２】
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１８に示すカムキャリア４Ｃ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。なお、カムキャリア４Ｃは、カムキャリア４Ａ、４Ｂの変形例である。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
また、本実施形態の可変動弁装置２は、切換ピンを第１の切換ピン５１および第２の切換ピン５２から構成しているが、切換ピンは、１つであってもよい。
【０１３７】
さらに、本実施形態の第１の切換ピン５１および第２の切換ピン５２は、第１の突出部５１Ｄおよび第２の突出部５２Ｄを有するが、第１の突出部５１Ｄおよび第２の突出部５２Ｄが形成されずに同一の幅に形成されてもよい。
【０１３８】
また、図１９に示すように、第１の突出部５１Ｄおよび第２の突出部５２Ｄの先端面にテーパ部５１Ｆ、５２Ｆを形成してもよい。このようにすれば、第１の突出部５１Ｄおよび第２の突出部５２Ｄがガイド溝４３に挿入される場合に、第１の切換カム４３Ａおよび第２の切換カム４３Ｂの角部に第１の突出部５１Ｄおよび第２の突出部５２Ｄが広い面積で接触することを防止できる。
【０１３９】
すなわち、油圧アクチュエータによって制御されるカム切換部５を用いて高速カム４１と低速カム４２との切換えを行う場合には、油圧アクチュエータの応答性を考慮して、図２０に示すように、例えば、第２の突出部５２Ｄの先端面を、予め第１の切換カム４３Ａの外周面に接触させておき、第２の突出部５２Ｄを最大溝幅部４３Ｃに挿入させることが好ましい。
【０１４０】
この場合には、第２の突出部５２Ｄの先端面が平面であると、第２の突出部５２Ｄが第１の切換カム４３Ａの外周面に接触したときに、第２の突出部５２Ｄと第１の切換カム４３Ａとの接触面積が大きくなり、第２の突出部５２Ｄおよび第１の切換カム４３Ａの摩擦力が大きくなる。
【０１４１】
これに対して、図１９、図２０に示すように、第１の突出部５１Ｄおよび第２の突出部５２Ｄの先端面にテーパ部５１Ｆ、５２Ｆを形成すれば、例えば、第２の突出部５２Ｄが第１の切換カム４３Ａの外周面に接触したときに、第２の突出部５２Ｄと第１の切換カム４３Ａとの接触面積を小さくでき、第２の突出部５２Ｄおよび第１の切換カム４３Ａの摩擦力を小さくできる。
【０１４２】
なお、第１の突出部５１Ｄが第２の切換カム４３Ｂの外周面に接触したときに、第１の突出部５１Ｄと第２の切換カム４３Ｂとの接触面積を小さくでき、第１の突出部５１Ｄおよび第２の切換カム４３Ｂの摩擦力を小さくできることは、勿論である。
また、なお、第１の突出部５１Ｄおよび第２の突出部５２Ｄと第１の切換カム４３Ａおよび第２の切換カム４３Ｂとの接触荷重を小さくするために、第１の切換カム４３Ａおよび第２の切換カム４３Ｂに接触する第１の突出部５１Ｄおよび第２の突出部５２Ｄの部位を最小の曲面にすることが好ましい。
【０１４３】
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】
【０１４４】
１…シリンダヘッド、１Ａ…ヘッドカバー（シリンダヘッド）２…可変動弁装置、３，３０…カム軸、４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…カムキャリア、５…カム切換部、１３…吸気バルブ（バルブ）、２１Ａ，２１Ｂ…固定カム（ストッパ部）、４１…高速カム（第１のカム）、４１Ｂ，４２Ｂ…ノーズ部、４２…低速カム（第２のカム）、４３…ガイド溝（ガイド部）、４３Ａ…第１の切換カム（ガイド部におけるカム軸の軸線方向側面）、４３Ｂ…第２の切換カム（ガイド部におけるカム軸の軸線方向側面）、５１…第１の切換ピン（切換ピン）、５２…第２の切換ピン（切換ピン）、７６…ストッパプレート（ストッパ部）
【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】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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