(57)【要約】  カムシャフト本体（２１）と、気筒毎の第１および第２のカム（３１，３２Ａ，３２Ｂ）と、気筒毎のロッカーアーム（５）と、カムシャフト本体（２１）の回転を軸線方向の往復運動に変換してロッカーアーム（５）を軸線方向に駆動する駆動装置（６）とを備える。駆動装置は、カムシャフト本体（２１）に設けられた前進用カムと後退用カムと、これらのカムと対向する位置にカムシャフト本体（２１）の回転方向に並べて配置された第１〜第４のスライダ（６１〜６４）とを備える。動弁装置は、スライダのそれぞれに設けられて前進用カムに選択的に接触する前進用カムフォロア（６６）と、スライダのそれぞれに設けられて後退用カムに選択的に接触する後退用フォロア（６７）と、各スライダとロッカーアーム（５）とを連結する気筒毎の連結機構（５１〜５４）とを有する。  エンジンの運転形態を切替えるにあたって、エンジンの大型化を防ぐことができるとともに、切替時のエンジン回転数に制約を受けることがない多気筒エンジンの動弁装置を提供する。
2015141720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多気筒エンジン用シリンダヘッドに回転自在に支持されたカムシャフト本体と、
前記カムシャフト本体の各気筒の吸気弁または排気弁と対応する位置に設けられた気筒毎の第１の弁駆動用カムと、
前記第１の弁駆動用カムとはバルブリフト特性が異なる形状に形成され、前記第１の弁駆動用カムと前記カムシャフト本体の軸線方向に隣り合う位置に設けられた気筒毎の第２の弁駆動用カムと、
前記カムシャフト本体と平行なロッカーシャフトを介して前記シリンダヘッドに前記ロッカーシャフトを中心として揺動自在に支持されるとともに前記軸線方向に移動自在に支持され、前記第１の弁駆動用カムまたは第２の弁駆動用カムと吸気弁または排気弁との間に介在する気筒毎のロッカーアームと、
前記カムシャフト本体の回転を前記軸線方向の往復運動に変換し、前記第１の弁駆動用カムと前記第２の弁駆動用カムのバルブリフト量が共に０であるときに前記ロッカーアームに前記軸線方向へ推力を加えて前記ロッカーアームを前記軸線方向に移動させて、このロッカーアームを前記第１の弁駆動用カムと接触する第１の位置と前記第２の弁駆動用カムに接触する第２の位置とのいずれか一方の位置に位置付ける駆動装置とを備え、
前記駆動装置は、
前記カムシャフト本体の外周部に設けられ、前記カムシャフト本体の軸線方向の一方と回転方向とに延びる傾斜部を有する１つの前進用カムと、
前記前進用カムと前記軸線方向に隣り合う位置に設けられ、前記カムシャフト本体の軸線方向の他方と回転方向とに延びる傾斜部を有する１つの後退用カムと、
前記カムシャフト本体における前記前進用カムおよび後退用カムが設けられた部分と対向する位置に、前記軸線方向へ移動可能な状態で前記カムシャフト本体の回転方向に並べて配置された気筒毎のスライダと、
前記スライダのそれぞれに設けられ、前記１つの前進用カムに選択的に接触する前進用カムフォロアと、
前記スライダのそれぞれに設けられ、前記１つの後退用カムに選択的に接触する後退用カムフォロアと、
前記スライダと前記ロッカーアームとを気筒毎に連結する気筒毎の連結機構とを備える多気筒エンジンの動弁装置。
【請求項２】
請求項１記載の多気筒エンジンの動弁装置において、
前記前進用カムと前記後退用カムは、前記カムシャフト本体の外周面に開口するカム溝によって形成され、
前記カム溝は、それぞれ、前記傾斜部と、この傾斜部の両端からそれぞれ前記回転方向と平行な方向に延びるとともに、前記傾斜部から前記回転方向に離れるにしたがって深さが次第に浅くなる直線部とを有し、
前記前進用カムフォロアと後退用カムフォロアは、前記スライダを前記カムシャフト本体の径方向に貫通するピンによって形成され、
前記ピンは、前記カム溝に挿入される使用位置と、前記カム溝から出る退避位置とのいずれか一方の位置に、前記スライダに設けられた係合部材により位置決めされ、
前記ピンの前記使用位置から前記退避位置へ向かう方向の端部には、前記前進用カムフォロアを形成するピンと、前記後退用カムフォロアを形成するピンとのうちいずれか一方のピンを選択的に押圧して前記使用位置に位置付けるアクチュエータが接続されていることを特徴とする多気筒エンジンの動弁装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の多気筒エンジンの動弁装置において、
前記ロッカーシャフトは、円筒によって形成されて気筒毎に設けられるとともに、前記シリンダヘッドに軸線方向へ移動自在に支持され、
前記ロッカーアームは、前記ロッカーシャフトに対する前記軸線方向への移動が規制されて前記ロッカーシャフトと共に軸線方向へ一体に移動する状態で前記ロッカーシャフトに揺動自在に支持され、
前記各スライダは、前記カムシャフト本体における前進用カムおよび後退用カムが設けられた部分と対向するとともに前記前進用カムフォロアおよび後退用カムフォロアを支持するスライド部と、このスライド部から突出したアーム部とを備え、
前記気筒毎の連結機構は、前記スライダのアーム部と前記ロッカーシャフトとを気筒毎に連結する気筒毎の連結部材と、この連結部材が結合された前記ロッカーシャフトとによって構成され、
前記気筒毎の連結部材は、気筒毎のロッカーシャフトのうち、前記スライダのアーム部との間に他の気筒用のロッカーシャフトが位置するロッカーシャフトに対しては、前記他のロッカーシャフトの中空部内を通して結合されていることを特徴とする多気筒エンジンの動弁装置。
【請求項４】
請求項３記載の多気筒エンジンの動弁装置において、
前記他のロッカーシャフトの中空部内を通される前記連結部材と、前記他のロッカーシャフトを前記スライダのアーム部に連結する連結部材とは、それぞれ断面半円状の棒体によって形成されているとともに、互いに重ねられて断面円形の状態で前記他のロッカーシャフトの中空部内に通されていることを特徴とする多気筒エンジンの動弁装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のうちいずれか一つに記載の多気筒エンジンの動弁装置において、
前記シリンダヘッドは４気筒エンジンのものであり、
前記吸気弁または前記排気弁は１気筒当たり２個設けられ、
前記第１の弁駆動用カムおよび前記第２の弁駆動用カムは、１本のカムシャフト本体に４気筒分設けられ、
前記前進用カムと後退用カムは、前記カムシャフト本体の軸線方向の中央部に設けられ、
前記気筒毎に形成された４個のスライダは、それぞれ前記カムシャフト本体の外周面に近接した状態で対向する凹曲面を有し、かつカムシャフト本体の回転方向の両端が他のスライダと対向していることを特徴とする多気筒エンジンの動弁装置。
【請求項６】
請求項２記載の多気筒エンジンの動弁装置において、
前記係合部材は、前記スライダと前記ピンとのうちいずれか一方の部材に支持されたスナップリングによって構成され、
前記スナップリングは、前記スライダと前記ピンとのうち他方の部材に形成された環状溝に係合可能な形状に形成されていることを特徴とする多気筒エンジンの動弁装置。
【請求項７】
請求項２記載の多気筒エンジンの動弁装置において、
前記係合部材は、前記スライダに保持されるとともにばね部材によって前記ピンに向けて付勢されたボールによって構成され、
前記ピンには、前記ボールが係合する環状溝が形成されていることを特徴とする多気筒エンジンの動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブリフト特性が異なる複数のカムを切替える機能を有する多気筒エンジンの動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される近年の多気筒エンジンとしては、運転中に運転形態を切替えることが可能なものがある。切替えられる運転形態は、燃料消費量や出力特性などが異なる二つの運転形態である。運転形態の切替えは、吸気弁や排気弁を駆動する動弁装置を使用して行われることが多い。【０００３】
運転形態を切替えることが可能な従来の動弁装置としては、例えば特許文献１に記載されているものがある。特許文献１に開示された動弁装置は、カムシャフトと、このカムシャフトと吸気弁または排気弁との間で駆動力を伝達するロッカーアームと、運転形態を切替えるための駆動装置とを備えている。カムシャフトには、吸気弁または排気弁を駆動するための第１のカムおよび第２のカムと、運転形態を切替えるための前進用カムおよび後退用カムとが設けられている。第１のカムと第２のカムは、バルブリフト量が異なる形状に形成されている。これらの第１および第２のカムとロッカーアームとのうちいずれか一方は、カムシャフトの軸線方向に移動自在に構成されている。【０００４】
前進用カムと後退用カムは、それぞれ螺旋状に形成されたカム溝によって構成されており、カムシャフトの軸線方向に並べて配設されている。前進用カムの螺旋は、カムシャフトの外周面に沿って軸線方向の一方と回転方向とに延びている。後退用カムの螺旋は、カムシャフトの外周面に沿って軸線方向の他方と回転方向とに延びている。すなわち、前進用カムと後退用カムとは、螺旋の延びる方向が逆方向となる形状に形成されている。【０００５】
駆動装置は、前進用カムに選択的に接触する前進用カムフォロアと、後退用カムに選択的に接触する後退用カムフォロアとを備えている。前進用カムフォロアと後退用カムフォロアは、第１および第２のカムとロッカーアームとのうちいずれか一方に連結されている。
この駆動装置の前進用カムフォロアが前進用カムに接触することによって、第１および第２のカムまたはロッカーアームがカムシャフトの軸線方向の一方に移動する。【０００６】
後退用カムフォロアが後退用カムに接触することによって、第１および第２のカムまたはロッカーアームがカムシャフトの軸線方向の他方に移動する。このため、第１のカムがロッカーアームに接触する第１の運転形態と、第２のカムがロッカーアームに接触する第２の運転形態とが切り替えられる。このように運転形態が切り替えられる時期は、吸気弁または排気弁が閉じている時期である。
特許文献１中には、１つの駆動装置で１気筒または２気筒において運転形態を切替える動弁装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２４９１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示されている動弁装置では、多気筒エンジンに適用すると、後述する２つの問題が生じる。第１の問題は、１本のカムシャフトに前進用カムと後退用カムとが気筒毎に設けられると、カムシャフトの全長が長くなってエンジンが大型化してしまうという問題である。この第１の問題は、１組の前進用カムと後退用カムとを２気筒分の駆動装置において共有することにより、ある程度は解消することができる。しかし、この構成を採ると、第２の問題が生じる。【０００９】
第２の問題は、運転形態を切替えることが可能なエンジン回転数に制約を受けるという問題である。特許文献１記載の動弁装置において、１組の前進用カムと後退用カムとを使って２つの気筒の運転形態を切替えるためには、２つの気筒において吸気弁または排気弁が同時に閉じているときに前進用カムフォロアまたは後退用カムフォロアが軸線方向に移動する必要がある。【００１０】
２つの気筒において吸気弁または排気弁が同時に閉じている期間は、１つの気筒で吸気弁または排気弁が閉じている期間より短くなる。この場合、前進用カムと後退用カムの傾斜部分の傾斜角度が相対的に大きくなる。このように傾斜部分の傾斜角度が大きくなると、カムフォロアの移動方向が急速に変わるとともに、カムフォロアがカムシャフトの軸線方向に移動する速度が高くなる。この結果、前進用カムと前進用カムフォロアとの接触部分および後退用カムと後退用カムフォロアとの接触部分が摩耗し易くなる。
このため、運転形態の切替えは、エンジン回転数に制約を受け、エンジン回転数が低いときにしか行うことができなくなる。【００１１】
本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、エンジンの運転形態を切替えるにあたって、エンジンの大型化を防ぐことができるとともに、切替時のエンジン回転数に制約を受けることがない多気筒エンジンの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】
【００１２】
この目的を達成するために、本発明に係る多気筒エンジンの動弁装置は、多気筒エンジン用シリンダヘッドに回転自在に支持されたカムシャフト本体と、前記カムシャフト本体の各気筒の吸気弁または排気弁と対応する位置に設けられた気筒毎の第１の弁駆動用カムと、前記第１の弁駆動用カムとはバルブリフト特性が異なる形状に形成され、前記第１の弁駆動用カムとカムシャフト本体の軸線方向に隣り合う位置に設けられた気筒毎の第２の弁駆動用カムと、前記カムシャフト本体と平行なロッカーシャフトを介して前記シリンダヘッドに前記ロッカーシャフトを中心として揺動自在に支持されるとともに前記軸線方向に移動自在に支持され、前記第１の弁駆動用カムまたは第２の弁駆動用カムと吸気弁または排気弁との間に介在する気筒毎のロッカーアームと、前記カムシャフト本体の回転を前記軸線方向の往復運動に変換し、前記第１の弁駆動用カムと前記第２の弁駆動用カムのバルブリフト量が共に０であるときに前記ロッカーアームに前記軸線方向へ推力を加えて前記ロッカーアームを前記軸線方向に移動させて、このロッカーアームを前記第１の弁駆動用カムと接触する第１の位置と前記第２の弁駆動用カムに接触する第２の位置とのいずれか一方の位置に位置付ける駆動装置とを備え、前記駆動装置は、前記カムシャフト本体の外周部に設けられ、カムシャフト本体の軸線方向の一方と回転方向とに延びる傾斜部を有する１つの前進用カムと、前記前進用カムと前記軸線方向に隣り合う位置に設けられ、カムシャフト本体の軸線方向の他方と回転方向とに延びる傾斜部を有する１つの後退用カムと、前記カムシャフト本体における前記前進用カムおよび後退用カムが設けられた部分と対向する位置に、前記軸線方向へ移動可能な状態で前記カムシャフト本体の回転方向に並べて配置された気筒毎のスライダと、前記スライダのそれぞれに設けられ、前記１つの前進用カムに選択的に接触する前進用カムフォロアと、前記スライダのそれぞれに設けられ、前記１つの後退用カムに選択的に接触する後退用カムフォロアと、前記スライダと前記ロッカーアームとを気筒毎に連結する気筒毎の連結機構とを備えるものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る動弁装置において、エンジンの運転形態を切替えるためには、前進用カムフォロアを前進用カムに接触させるか、後退用カムフォロアを後退用カムに接触させる。前進用カムまたは後退用カムは、カムシャフト本体の回転に伴って回転方向の下流側に進み、所定の切替時期に前進用カムフォロアまたは後退用カムフォロアをカムシャフトの軸線方向の一方または他方に押す。この押圧動作は、前進用カムフォロアまたは後退用カムフォロアと対応する気筒の第１のカムと第２のカムのバルブリフト量が共に０になる期間内（吸気弁または排気弁が閉じている期間内）に行われる。【００１４】
前進用カムフォロアまたは後退用カムフォロアが軸線方向に押されることにより、これらのカムフォロアを支持するスライダと、このスライダに連結機構を介して連結されたロッカーアームとが一体となってカムシャフト本体の軸線方向に移動する。ここでは、このスライダを便宜上「第１のスライダ」という。また、以下においては、カムシャフト本体の軸線方向へのスライダおよびロッカーアームの移動を単に「スライド」という。【００１５】
前進用カムと後退用カムは、上述したように前進用カムフォロアまたは後退用カムフォロアをカムシャフト本体の軸線方向に押した後、さらに回転方向の下流側に進む。そして、この前進用カムと後退用カムは、第１のスライダより回転方向の下流側に位置する次のスライダの前進用カムフォロアまたは後退用カムフォロアをカムシャフト本体の軸線方向に押す。ここでは、便宜上、次のスライダを単に「第２のスライダ」という。この押圧動作は、第２のスライダと対応する気筒の第１の弁駆動用カムと第２の弁駆動用カムのバルブリフト量が共に０になる期間内に行われる。【００１６】
この第２のスライダは、前進用カムフォロアまたは後退用カムフォロアによって押されることにより、この第２のスライダに連結機構を介して連結されたロッカーアームと一体にスライドする。
ロッカーアームは、スライダと一体に移動することによって、第１の位置または第２の位置に位置付けられる。ロッカーアームが第１の位置に位置付けられると、第１の弁駆動用カムがロッカーアームに接触し、第１の弁駆動用カムによって規定されるバルブリフト特性に基づいて吸気弁または排気弁が動作する。【００１７】
一方、ロッカーアームが第２の位置に位置付けられると、第２の弁駆動用カムがロッカーアームに接触し、第２の弁駆動用カムによって規定されるバルブリフト特性に基づいて吸気弁または排気弁が動作する。すなわち、ロッカーアームが第１の位置から第２の位置へ移動したり、あるいは第２の位置から第１の位置に移動することにより、このロッカーアームと対応する気筒において、運転形態が切替えられる。切替えられる運転形態としては、出力特性や燃料消費量などが異なる２つの運転形態である。【００１８】
本発明に係る多気筒エンジンの動弁装置においては、気筒毎のスライダがカムシャフト本体の回転方向に並ぶ状態で配置されている。これらの複数のスライダは、運転形態が切替えられるときに１組の前進用カムと後退用カムを駆動源として順次スライドする。このため、本発明によれば、前進用カムと後退用カムとを気筒毎に備える場合と較べると、カムシャフト本体の軸線方向の長さを短く形成でき、動弁装置の小型化を図ることができる。【００１９】
スライダがスライドする期間（カムシャフト本体の回転角度）は、このスライダと対応する気筒において第１および第２のカムのバルブリフト量が共に０になる期間内であれば、制約を受けることはない。すなわち、スライダがスライドする期間は、複数の気筒の吸気弁または排気弁が同時に閉じている期間と較べると、長くとることができる。【００２０】
このため、前進用カムと後退用カムは、カムシャフト本体が高速で回転する場合であってもカムフォロアが円滑に移動する形状に形成することができる。このことは、運転形態を切替えるときにエンジン回転数に制約を受けることがないことを意味する。
したがって、本発明によれば、エンジンの運転形態を切替えるにあたって、エンジンの小型化を図りながら、エンジン運転域の全域において切替動作を行うことが可能な多気筒エンジンの動弁装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態による多気筒エンジンの動弁装置の正面図である。同図においては、この動弁装置が装備されるシリンダヘッドの一部を破断した状態で描いてある。
【図２】図２は、第１の実施の形態によるカムシャフトの側面図である。
【図３】図３は、第１の実施の形態によるカムシャフトの断面図である。図３は、図２におけるカムシャフトのIII−III線断面図である。
【図４】図４は、第１の実施の形態によるカムシャフトの回転角とバルブリフト量の関係を示すグラフである。
【図５】図５は、第１の実施の形態による切替用カムを拡大して示す側面図である。
【図６】図６は、第１の実施の形態による前進用カムと後退用カムの展開図である。
【図７】図７は、第１の実施の形態による前進用カムの開始端側直線部を示す断面図である。図７は、図５におけるVII−VII線断面図である。
【図８】図８は、第１の実施の形態による前進用カムの終了端側直線部を示す断面図である。図８は、図５におけるVIII−VIII線断面図である。
【図９】図９は、第１の実施の形態による前進用カムと後退用カムの深さを説明するためのグラフである。
【図１０】図１０は、第１の実施の形態による動弁装置の側面図である。
【図１１】図１１は、第１の実施の形態によるロッカーアームとスライダおよび連結機構とを示す斜視図である。
【図１２】図１２は、第１の実施の形態による駆動装置の分解斜視図である。
【図１３】図１３は、第１の実施の形態によるロッカーアームとスライダおよび連結機構とを気筒毎に示す分解斜視図である。
【図１４】図１４は、第１の実施の形態によるロッカーアームとスライダおよび連結機構とを示す平面図である。
【図１５】図１５は、第１の実施の形態による第１および第２のロッカーシャフトと第１および第２の結合部材の断面図である。
【図１６】図１６は、第１の実施の形態による第３および第４のロッカーシャフトと第３および第４の結合部材の断面図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、第１の実施の形態によるロッカーシャフトおよび連結部材の断面図で、図１４におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、第１の実施の形態によるロッカーシャフトおよび連結部材の断面図で、図１４におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図１７Ｃ】図１７Ｃは、第１の実施の形態によるロッカーシャフトおよび連結部材の断面図で、図１４におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図１７Ｄ】図１７Ｄは、第１の実施の形態によるロッカーシャフトおよび連結部材の断面図で、図１４におけるＤ−Ｄ線断面図である。
【図１８】図１８は、第１の実施の形態によるスライダと連結部材の断面図である。図１８は、図１４におけるXVIII-XVIII線断面図である。
【図１９】図１９は、第１の実施の形態によるスライダと連結部材の断面図である。図１９は、図１４におけるXIX-XIX線断面図である。
【図２０】図２０は、第１の実施の形態によるスライダの断面図である。図２０は、図１４におけるXX-XX線断面図である。
【図２１】図２１は、第１の実施の形態によるスライダと切替用カムを示す側面図である。
【図２２】図２２は、第１の実施の形態による駆動装置の断面図である。
【図２３】図２３は、第１の実施の形態による駆動装置のカバーを示す斜視図である。
【図２４Ａ】図２４Ａは、第１の実施の形態によるスライダにおける前進用カムフォロアまたは後退用カムフォロアを支持する部分の断面図である。図２４Ａは、前進用カムフォロアまたは後退用カムフォロアが使用位置に位置している状態を示す。
【図２４Ｂ】図２４Ｂは、第１の実施の形態によるスライダにおける前進用カムフォロアまたは後退用カムフォロアを支持する部分の断面図である。図２４Ｂは、前進用カムフォロアまたは後退用カムフォロアが中間位置に位置している状態を示す。
【図２４Ｃ】図２４Ｃは、第１の実施の形態によるスライダにおける前進用カムフォロアまたは後退用カムフォロアを支持する部分の断面図である。図２４Ｃは、前進用カムフォロアまたは後退用カムフォロアが退避位置に位置している状態を示す。
【図２４Ｄ】図２４Ｄは、第１の実施の形態によるスライダにおける前進用カムフォロアまたは後退用カムフォロアを支持する部分の断面図である。図２４Ｄは、図２４ＡにおけるＤ−Ｄ線断面図である。
【図２４Ｅ】図２４Ｅは、第１の実施の形態によるスライダにおける前進用カムフォロアまたは後退用カムフォロアを支持する部分の断面図である。図２４Ｅは、図２４ＢにおけるＥ−Ｅ線断面図である。
【図２４Ｆ】図２４Ｆは、第１の実施の形態によるスライダにおける前進用カムフォロアまたは後退用カムフォロアを支持する部分の断面図である。図２４Ｆは、図２４ＣにおけるＦ−Ｆ線断面図である。
【図２５】図２５は、第１の実施の形態による駆動装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図２６】図２６は、第１の実施の形態によるアクチュエータの構成を説明するための側面図である。図２６においては、スライダを省略して描いてある。
【図２７Ａ】図２７Ａは、第１の実施の形態によるスライダとカムフォロアの動作を説明するための断面図で、第１の運転形態が採られているときの状態を示す。図２７Ａには、切替用カムと、１気筒分のスライダおよびアクチュエータのみが描いてある。
【図２７Ｂ】図２７Ｂは、第１の実施の形態によるスライダとカムフォロアの動作を説明するための断面図で、切替中の状態を示す。図２７Ｂには、切替用カムと、１気筒分のスライダおよびアクチュエータのみが描いてある。
【図２７Ｃ】図２７Ｃは、第１の実施の形態によるスライダとカムフォロアの動作を説明するための断面図で、第２の運転形態への切替が終了した状態を示す。図２７Ｃには、切替用カムと、１気筒分のスライダおよびアクチュエータのみが描いてある。
【図２８】図２８は、第２の実施の形態による駆動装置の分解斜視図である。
【図２９Ａ】図２９Ａは、第３の実施の形態による係合部材を説明するための図である。図２９Ａは、スライダの側面図である。
【図２９Ｂ】図２９Ｂは、第３の実施の形態による係合部材を説明するための図である。図２９Ｂは、スライダの背面図である。
【図２９Ｃ】図２９Ｃは、第３の実施の形態による係合部材を説明するための図である。図２９Ｃは、スライダの平面図である。
【図２９Ｄ】図２９Ｄは、第３の実施の形態による係合部材を説明するための図である。図２９Ｄは、図２９ＢにおけるＤ−Ｄ線断面図である。
【図２９Ｅ】図２９Ｅは、第３の実施の形態による係合部材を説明するための図である。図２９Ｅは、図２９ＢにおけるＥ−Ｅ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る多気筒エンジンの動弁装置の一実施の形態を図１〜図２７によって詳細に説明する。この実施の形態においては、本発明を直列４気筒エンジンに適用する場合の一例を説明する。
【００２３】
図１に示すエンジンの動弁装置１は、４気筒エンジン用シリンダヘッド２に設けられたカムシャフト３と、このカムシャフト３と吸気弁４との間に介在するロッカーアーム５とを備えている。カムシャフト３とロッカーアーム５とには、後述する駆動装置６が連結されている。この駆動装置６は、エンジンの出力が相対的に大きくなる第１の運転形態と、出力が相対的に小さくなる第２の運転形態とを切替えるためのものである。本発明は、図１に示す吸気弁用動弁装置１と、排気弁７を駆動するための排気弁用動弁装置（図示せず）との両方に適用することができる。なお、本発明が適用された排気弁用動弁装置は、吸気弁用動弁装置１と同一構造のものである。このため、この実施形態においては、排気弁用動弁装置の図示および説明を省略した。
【００２４】
吸気弁４は、１気筒当たり２本設けられている。これらの吸気弁４は、シリンダヘッド２の吸気ポート１１を開閉する弁体４ａと、この弁体４ａからシリンダヘッド２の動弁室１２内に延びるバルブステム４ｂとによって構成されている。バルブステム４ｂは、シリンダヘッド２にバルブステムガイド１３によって移動自在に支持されている。バルブステム４ｂの先端部とシリンダヘッド２との間には、吸気弁４を閉じる方向に付勢するバルブスプリング１４が設けられている。バルブステム４ｂの先端部には、キャップ状のシム４ｃが設けられている。
【００２５】
吸気ポート１１は、シリンダヘッド２の内部で二又状に分岐する形状に形成されている。この吸気ポート１１の上流端は、シリンダヘッド２の側部に開口し、吸気ポート１１の下流端は、それぞれ燃焼室１５に開口している。燃焼室１５の中央部には点火プラグ１６が設けられている。
【００２６】
カムシャフト３は、図示していないクランクシャフトの回転が伝動機構を介して伝達されることにより回転する。この実施の形態によるカムシャフト３は、図２に示すように、棒状に形成されたカムシャフト本体２１と、このカムシャフト本体２１における吸気弁４と対応する位置にそれぞれ設けられた動弁用カム２２〜２９と、カムシャフト本体２１の軸線方向の中央部に設けられた切替用カム３０とを備えている。
【００２７】
カムシャフト本体２１は、シリンダヘッド２の軸受部２ａに回転自在に支持されており、軸線方向の一端部に伝動装置が接続されている。以下においては、カムシャフト本体２１における伝動装置が接続される一端部を便宜上、前端部２１ａとし、他端部を便宜上、後端部２１ｂとして説明する。また、以下においては、カムシャフト本体の前端部２１ａ側を単に前側と呼称し、後端部１２ｂ側を単に後側と呼称する。前側は、図２においては右側で、図２中に符号Ｆを付して示す。後側は、図２においては左側で、図２中に符号Ｂを付して示す。
【００２８】
動弁用カム２２〜２９は、後述するロッカーアーム５と接触するものである。各々の動弁用カム２２〜２９は、カムシャフト本体２１の軸線方向に隣り合う第１の弁駆動用カム３１（以下においては、単に第１のカム３１という）と、第２の弁駆動用カム３２（以下においては、単に第２のカム３２という）とによって構成されている。これらの第１のカム３１と第２のカム３２とのうちいずれか一方と吸気弁４との間に後述するロッカーアーム５が介在される。第１のカム３１は、第１の運転形態が採られるときにロッカーアーム５と接触する。第２のカム３２は、第２の運転形態が採られるときにロッカーアーム５と接触する。
【００２９】
複数の動弁用カム２２〜２９のうち、カムシャフト本体２１の最も前側（図２において最も右側）に位置する動弁用カム２２と、この動弁カム２２に隣接する動弁用カム２３は、この実施の形態による４気筒エンジンの１番気筒用のものである。図２において、右から３番目に位置する動弁用カム２４と４番目に位置する動弁用カム２５は、２番気筒用のものである。図２において、右から５番目に位置する動弁用カム２６と６番目に位置する動弁用カム２７は、３番気筒用のものである。図２において、右から７番目に位置する動弁用カム２８と８番目に位置する動弁用カム２９は、４番気筒用のものである。
【００３０】
各動弁用カム２２〜２９の第１のカム３１は、同一の形状に形成されている。第１のカム３１は、図３に示すように、ベース円部３１ａと頂部３１ｂとを有している。ベース円部３１ａは、吸気弁４が閉じているときに使用され、頂部３１ｂは、吸気弁４を開閉するときに使用される。ベース円部３１ａは、カムシャフト本体２１と同一軸線上に位置する円柱の一部となる形状に形成されている。頂部３１ｂは、ベース円部３１ａから径方向の外側へ断面山形状に突出する形状に形成されている。
【００３１】
第１のカム３１のカムプロフィールは、図４中に実線で示すように形成されている。図４においては、第１のカム３１の頂部３１ｂが後述するロッカーアーム５に接触して吸気弁４が開く期間を「吸気弁開」として示す。また、図４において、第１のカム３１のベース円部３１ａがロッカーアーム５に接触して吸気弁４が閉じる期間を「吸気弁閉」として示す。
この実施の形態による４気筒エンジンの点火順序は、図４に示すように、１番気筒、３番気筒、４番気筒、２番気筒の順序である。
【００３２】
各動弁用カム２２〜２９の第２のカム３２は、第１のカム３１とはバルブリフト特性が異なる形状に形成されている。また、１気筒あたり二つ設けられている第２のカム３２，３２のうち、カムシャフト本体２１の前側に位置する一方の第２のカム３２Ａは、図３に示すように、第１のカム３１と同様にベース円部３２Ａａと頂部３２Ａｂとを有している。ベース円部３２Ａａの曲率半径は、第１のカム３１のベース円部３１ａの曲率半径と同一である。頂部３２Ａｂは、図４中に破線で示すように、第１のカム３１の頂部３１ｂよりバルブリフト量が少なくなる形状に形成されている。
【００３３】
１気筒あたり二つ設けられている第２のカム３２，３２のうち、カムシャフト本体２１の後側に位置する他方の第２のカム３２Ｂは、カムシャフト本体２１と同一軸線上に位置する円柱状に形成されている。この第２のカム３２Ｂの曲率半径は、第１のカム３１のベース円部３１ａの曲率半径と同一である。すなわち、この第２のカム３２Ｂは、バルブリフト量が０になる形状に形成されている。
【００３４】
切替用カム３０は、後述するロッカーアーム５をカムシャフト３の軸線方向へ駆動する駆動装置６の動力源となるものである。この切替用カム３０は、図５に示すように、カムシャフト本体２１の大径部３３に形成されている。この大径部３３は、カムシャフト本体２１の軸線方向の中央部に位置付けられており、他の部位より外径が大きくなる円柱状に形成されている。切替用カム３０は、この大径部３３の外周面に開口するカム溝３３ａ，３３ｂからなる前進用カム３４と後退用カム３５とによって構成されている。
【００３５】
前進用カム３４と後退用カム３５は、カムシャフト本体２１の軸線方向に並ぶ状態で形成されている。この実施の形態による前進用カム３４と後退用カム３５は、図６に示すように、これら両カム３４，３５の間でカムシャフト本体２１の軸線方向とは直交する仮想平面（図示せず）を対称面として面対称に形成されている。これらの前進用カム３４と後退用カム３５は、それぞれ３つの機能部によって構成されている。この３つの機能部とは、カムシャフト本体２１の軸線方向に推力を発生させるための傾斜部３６と、この傾斜部３６の両端に接続された開始端側直線部３７および終了端側直線部３８である。図６に示す切替用カム３０の進行方向は、図６中に矢印Ｒで示すように、図６の下部が上方に移動する方向である。
【００３６】
傾斜部３６は、前進用カム３４と後退用カム３５における図５中に二点鎖線Ａで囲まれた範囲内の部位であり、カムシャフト本体２１の軸線方向と回転方向とに延びている。図５において、カムシャフト本体２１の回転方向Ｒは、図５の下部が上方に移動する方向である。また、傾斜部３６は、開始端側直線部３７に接続される加速部３６ａと、終了端側直線部３８に接続される減速部３６ｂとを有している。
【００３７】
前進用カム３４の傾斜部３６と、後退用カム３５の傾斜部３６とは、互いに逆方向に傾斜している。前進用カム３４の傾斜部３６は、回転方向Ｒの上流側（図６においては下側）に向かうにしたがって次第にカムシャフト３の前側Ｆに位置する形状に形成されている。後退用カム３５の傾斜部分３６は、回転方向Ｒの上流側に向かうにしたがって次第にカムシャフト３の後側Ｂに位置する形状に形成されている。前進用カム３４の傾斜部３６の深さと、後退用カム３５の傾斜部３６の深さは一定である。
【００３８】
傾斜部３６の一端から他端に達するために必要なカムシャフト３の回転角である切替動作角ｄ（図４参照）は、一つの気筒において吸気弁４が閉じている期間に相当するカムシャフト３の回転角を最大として可及的大きく設定することが望ましい。ここでいう吸気弁４が閉じている期間とは、図４中に「吸気弁閉」として示す期間である。この実施の形態による切替動作角ｄは、カムシャフトが約１／２回転する約１８０°に設定されている。
【００３９】
前進用カム３４と後退用カム３５とにそれぞれ設けられている開始端側直線部３７と終了端側直線部３８は、傾斜部３６の両端からカムシャフト本体２１の回転方向と平行な方向のみに延びている。これらの２種類の直線部３７，３８のうち、開始端側直線部３７は、傾斜部３６よりカムシャフト本体２１の回転方向の下流側に形成されている。前進用カム３４の回転方向の下流側は、図５においては、前進用カム３４の後端側（図５の左側）である。後退用カム３５の回転方向の下流側は、図５においては、後退用カム３５の前端側（図５の右側）である。終了端側直線部３８は、傾斜部３６よりカムシャフト本体２１の回転方向の上流側に形成されている。
【００４０】
開始端側直線部３７における傾斜部３６とは反対側に位置する開始端部３７ａは、図７および図９に示すように、回転方向の下流側（図７においては反時計方向）に向かうにしたがって深さが次第に浅くなる形状に形成されている。また、開始端側直線部３７における傾斜部３６に接続する終了端部３７ｂの開口幅（カムシャフト本体２１の軸線方向の幅）は、図６に示すように、傾斜部３６に向かうにしたがって次第に狭くなり、傾斜部３６との境界になる部位において傾斜部３６の開口幅と一致している。
【００４１】
終了端側直線部３８における傾斜部３６とは反対側に位置する終了端部３８ａは、図８および図９に示すように、回転方向の上流側（図８においては時計方向）に向かうにしたがって深さが次第に浅くなる形状に形成されている。すなわち、この終了端側直線部３８における傾斜部３６とは反対側に位置する終了端部３８ａの深さと、開始端側直線部３７における傾斜部３６とは反対側に位置する開始端部３７ａの深さは、傾斜部３６からカムシャフト本体２１回転方向に離れるにしたがって次第に浅くなる。開始端側直線部３７の開始端と、終了端側直線部３８の終了端は、深さが０になり、大径部３３の外周面と同一周面上に位置している。
【００４２】
上述したロッカーアーム５は、図１０に示すように、カムシャフト３の動弁用カム２２〜２９毎（吸気弁４毎）に設けられており、カムシャフト３の近傍に位置する気筒毎のロッカーシャフト４１〜４４を介してシリンダヘッド２に支持されている。ロッカーシャフト４１〜４４には、図１１に示すように、それぞれ２個のロッカーアーム５が取付けられている。ロッカーシャフト４１〜４４は、それぞれ円筒によって形成されており、シリンダヘッド２の軸受部２ａに軸線方向へ移動自在に支持されている。
【００４３】
これらのロッカーシャフト４１〜４４は、後述する駆動装置６（図１０参照）の一部を構成するものであり、上述した切替用カム３０を駆動源として生じた推力によって軸線方向に移動する。ロッカーシャフト４１〜４４の軸線方向の位置は、切替用カム３０の前進用カム３４と後退用カム３５とによって定められる。以下においては、１番気筒用のロッカーシャフトを第１のロッカーシャフト４１といい、２番気筒用のロッカーシャフトを第２のロッカーシャフト４２という。また、３番気筒用のロッカーシャフトを第３のロッカーシャフト４３といい、４番気筒用のロッカーシャフトを第４のロッカーシャフト４４という。
【００４４】
ロッカーアーム５は、図１１に示すように、第１〜第４のロッカーシャフト４１〜４４が一端部を貫通するロッカーアーム本体４５と、このロッカーアーム本体４５に設けられた押圧子４６およびローラ４７とによって構成されている。ロッカーアーム本体４５は、第１〜第４のロッカーシャフト４１〜４４にこのロッカーシャフト４１〜４４を中心として揺動自在に支持されている。また、ロッカーアーム本体４５は、第１〜第４のロッカーシャフト４１〜４４に取付けられた一対のＥリング４８によって挟まれている。Ｅリング４８は、ロッカーアーム５の第１〜第４のロッカーシャフト４１〜４４に対する軸線方向への移動を規制している。すなわち、ロッカーアーム５は、第１〜第４のロッカーシャフト４１〜４４と軸線方向へ一体に移動する状態で第１〜第４のロッカーシャフト４１〜４４に揺動自在に支持されている。
【００４５】
ロッカーアーム５の押圧子４６は、吸気弁４の先端部を押圧するためのもので、ロッカーアーム本体４５の揺動端部に一体に形成されている。この押圧子４６は、図１１に示すように、第１〜第４のロッカーシャフト４１〜４４の軸線方向に所定の長さを有する形状に形成されている。この長さは、第１のカム３１と第２のカム３２の形成間隔以上の長さに形成されている。この形成間隔とは、第１のカム３１のカム幅方向（軸線方向）の中心と、第２のカム３２のカム幅方向の中心との距離、すなわち両カム３１，３２の形成ピッチである。
【００４６】
ロッカーアーム５のローラ４７は、ロッカーアーム５の中間部分に回転自在に支持されている。ローラ４７の軸線は、第１〜第４のロッカーシャフト４１〜４４の軸線と平行である。このローラ４７は、第１のカム３１または第２のカム３２に接触して回転する位置に設けられている。ロッカーアーム５が第１〜第４のロッカーシャフト４１〜４４とともに軸線方向の一方に移動することにより、ローラ４７が第１のカム３１と第２のカム３２とのうちいずれか一方のカムに接触する。また、ロッカーアーム５がロッカーシャフト４１〜４４とともに軸線方向の他方に移動することにより、ローラ４７が他方のカムに接触する。
【００４７】
このようなロッカーアーム５と第１〜第４のロッカーシャフト４１〜４４の軸線方向へ移動は、後述する駆動装置６（図１０参照）によって行われる。駆動装置６は、詳細は後述するが、第１〜第４のロッカーシャフト４１〜４４を軸線方向に駆動し、ロッカーアーム５をローラ４７が第１のカム３１と接触する第１の位置と、ローラ４７が第２のカム３２に接触する第２の位置とのいずれか一方の位置に位置付ける。駆動装置６がこのように第１〜第４のロッカーシャフト４１〜４４を駆動する時期は、各気筒において、第１のカム３１と第２のカム３２のバルブリフト量が共に０である期間内の所定の時期である。第１のカム３１と第２のカム３２のバルブリフト量が０になる期間は、図４中に吸気弁閉として示す期間である。
【００４８】
駆動装置６は、図１０および図１１に示すように、第１〜第４のロッカーシャフト４１〜４４毎を含む第１〜第４の連結機構５１〜５４と、カムシャフト本体２１の軸線方向の中央部を動力源として推力を発生させる推力発生部５５とを備えている。
第１〜第４の連結機構５１〜５４は、推力発生部５５で生じた推力を気筒毎にロッカーアーム５に伝えるためのものである。
【００４９】
この実施の形態による第１〜第４の連結機構５１〜５４は、図１２および図１３に示すように、第１〜第４のロッカーシャフト４１〜４４と、これらの第１〜第４のロッカーシャフト４１〜４４毎（気筒毎）の連結部材５６〜５９とによって構成されている。以下においては、第１の連結機構５１に備えられている連結部材５６を第１の連結部材５６といい、第２の連結機構５２に備えられている連結部材５７を第２の連結部材５７という。また、第３の連結機構５３に備えられている連結部材５８を第３の連結部材５８といい、第４の連結機構５４に備えられている連結部材５９を第４の連結部材５９という。これらの連結部材５６〜５９の一端部には、後述する第１〜第４のスライダ６１〜６４のアーム部６１ａ〜６４ａが取付けられている。
【００５０】
第１の連結部材５６は、図１５に示すように、第１および第２のロッカーシャフト４１，４２の中空部内を通されており、図１７Ａに示すように、第１のロッカーシャフト４１に圧入式の固定用ピン６５によって固定されている。第１の連結部材５６の後端部には、図１８に示すように、第１のスライダ６１のアーム部６１ａが固定用ピン６５によって固定されている。
【００５１】
第２の連結部材５７は、図１５に示すように、第１および第２のロッカーシャフト４１，４２の中空部内を通されており、図１７Ｂに示すように、第２のロッカーシャフト４２に圧入式の固定用ピン６５によって固定されている。第２の連結部材５７の後端部には、図１８に示すように、第２のスライダ６２のアーム部６２ａが固定用ピン６５によって固定されている。
【００５２】
第３の連結部材５８は、図１６に示すように、第３および第４のロッカーシャフト４３，４４の中空部内を通されており、図１７Ｃに示すように、第３のロッカーシャフト４３に圧入式の固定用ピン６５によって固定されている。第３の連結部材５８の前端部には、図１９に示すように、第３のスライダ６３のアーム部６３ａが固定用ピン６５によって固定されている。
【００５３】
第４の連結部材５９は、図１６に示すように、第３および第４のロッカーシャフト４３，４４の中空部内を通されており、図１７Ｄに示すように、第４のロッカーシャフト４４に圧入式の固定用ピン６５によって固定されている。第４の連結部材５９の前端部には、図１９に示すように、第４のスライダ６４のアーム部６４ａが固定用ピン６５によって固定されている。すなわち、第１〜第４の連結部材５６〜５９は、第１〜第４のスライダ６１〜６４のアーム部６１ａ〜６４ａとロッカーシャフト４１〜４４とを気筒毎に連結している。
【００５４】
また、この実施の形態による第１〜第４の連結部材５６〜５９は、第１〜第４のロッカーシャフト４１〜４４のうち、第１〜第４のスライダ６１〜６４のアーム部６１ａ〜６４ａとの間に他の気筒のロッカーシャフトが位置するロッカーシャフトに対しては、他の気筒のロッカーシャフトの中空部内を通して結合されている。すなわち、第１の連結部材は、第１のスライダ６１のアーム部６１ａとの間に第２のロッカーシャフト４２が位置する第１のロッカーシャフト４１に、第２のロッカーシャフト４２の中空部内を通して結合されている。また、第３の連結部材は、第３のスライダ６３のアーム部６３ａとの間に第３のロッカーシャフト４３が位置する第４のロッカーシャフト４４に、第３のロッカーシャフト４３の中空部内を通して結合されている。
【００５５】
第１〜第４の連結部材５６〜５９は、図１７Ａ〜図１７Ｄに示すように、それぞれ断面半円状の棒体によって形成されている。第１の連結部材５６と第２の連結部材５７は、互いに重ねられて断面円形の状態で第１および第２のロッカーシャフト４１，４２の中空部内に通されている。この実施の形態による第１および第２の連結部材５６，５７は、第１および第２のロッカーシャフト４１，４２の中空部内に嵌合している。
第３の連結部材５８と第４の連結部材５９は、互いに重ねられて断面円形の状態で第３および第４のロッカーシャフト４３，４４の中空部内に通されている。この実施の形態による第３および第４の連結部材５８，５９は、第３および第４のロッカーシャフト４３，４４の中空部内に嵌合している。
【００５６】
推力発生部５５は、カムシャフト本体２１の回転を軸線方向の往復運動に変換する機能を有している。この変換は、カムシャフト本体２１の前進用カム３４および後退用カム３５と、前進用カム３４に選択的に接触する前進用カムフォロア６６（図２０および図２１参照）と、後退用カム３５に選択的に接触する後退用カムフォロア６７（図１８および図２１参照）とによって行われる。前進用カムフォロア６６と後退用カムフォロア６７は、前進用カム３４および後退用カム３５の中に挿入可能な円柱状のピン６６ａ，６７ａによって形成されており、後述する第１〜第４のスライダ６１〜６４にそれぞれピン６６ａ，６７ａの軸線方向へ移動自在に保持されている。
【００５７】
第１〜第４のスライダ６１〜６４は、図１２、図１３、図１８および図１９に示すように、上述したアーム部６１ａ〜６４ａと、前進用カムフォロア６６および後退用カムフォロア６７を保持するためのスライド部６１ｂ〜６４ｂとによって構成されている。スライド部６１ｂ〜６４ｂは、断面円弧状を呈する板によって形成されている。第１のスライダ６１を構成するアーム部６１ａとスライド部６１ｂとは、一体に形成されている。第２のスライダ６２を構成するアーム部６２ａとスライド部６２ｂとは、一体に形成されている。第３のスライダ６３を構成するアーム部６３ａとスライド部６３ｂとは、一体に形成されている。第４のスライダ６４を構成するアーム部６４ａとスライド部６４ｂとは、一体に形成されている。
【００５８】
スライド部６１ｂ〜６４ｂは、図２２に示すように、凹曲面６１ｃ〜６４ｃがカムシャフト本体２１の大径部３３の外周面に近接して対向する状態でこの大径部３３の近傍に配置されている。すなわち、この実施の形態によるスライド部６１ｂ〜６４ｂは、カムシャフト本体２１における前進用カム３４および後退用カム３５が設けられた大径部３３と対向する位置に、カムシャフト本体２１の軸線方向へ移動可能な状態でカムシャフト本体２１の回転方向に並べて配置されている。
【００５９】
また、スライド部６１ｂ〜６４ｂにおけるカムシャフト本体２１の回転方向の両端は、カムシャフト本体２１の軸線方向に延びる形状に形成されており、他のスライド部６１ｂ〜６４ｂと対向している。このため、スライド部６１ｂ〜６４ｂは、隣り合う他の２個のスライド部６１ｂ〜６４ｂに対してカムシャフト本体２１の軸線方向に移動可能である。
第１〜第４のスライダ６１〜６４のアーム部６１ａ〜６４ａは、図１８および図１９に示すように、スライド部６１ｂ〜６４ｂからカムシャフト本体２１の径方向の外側へ延びる形状に形成されている。
【００６０】
この実施の形態によるアーム部６１ａ〜６４ａには、図１８および図１９に示すように、第１〜第４の連結部材５６〜５９に取付けられた状態において、２本の連結部材の合面６８と同一平面上に位置する端面６９が形成されている。すなわち、アーム部６１ａ〜６４ａは、他のスライダのアーム部と端面６９どうしが対向する状態で第１〜第４の連結部材５６〜５９に取付けられている。第１のスライダ６１のアーム部６１ａは、第１の連結部材５６に取付けられている。すなわち、第１のスライダ６１は、第１の連結部材５６と第１のロッカーシャフト４１とを介して１番気筒用の二つのロッカーアーム５に連結されている。
【００６１】
第２のスライダ６２のアーム部６２ａは、第２の連結部材５７に取付けられている。すなわち、第２のスライダ６２は、第２の連結部材５７と第２のロッカーシャフト４２とを介して２番気筒用の二つのロッカーアーム５に連結されている。
第３のスライダ６３のアーム部６３ａは、第３の連結部材５８に取付けられている。すなわち、第３のスライダ６３は、第３の連結部材５８と第３のロッカーシャフト４３とを介して３番気筒用の二つのロッカーアーム５に連結されている。
第４のスライダ６４のアーム部６４ａは、第４の連結部材５９に取付けられている。すなわち、第４のスライダ６４は、第４の連結部材５９と第４のロッカーシャフト４４とを介して４番気筒用の二つのロッカーアーム５に連結されている。
【００６２】
また、第１〜第４のスライダ６１〜６４のスライド部６１ｂ〜６４ｂは、図２２に示すように、この実施の形態による４気筒エンジンの点火順序と対応する順序でカムシャフト本体２１の回転方向Ｒに並べられている。スライド部６１ｂ〜６４ｂにおけるカムシャフト本体２１の回転方向Ｒの位置は、図４に示すように、各気筒において第１のカム３１と第２のカム３２のバルブリフト量が共に０になる時期に切替用カム３０の傾斜部３６と対向する位置である。傾斜部３６の回転方向Ｒの位置は、カムシャフト本体２１の回転に伴って変わる。このため、傾斜部３６は、スライド部６１ｂと対向した後に、スライド部６３ｂと、スライド部６４ｂと、スライド部６２ｂとにこの順序で対向する。
【００６３】
これらの４個のスライド部６１ｂ〜６４ｂは、図２２に示すように、カムシャフト本体２１を囲む位置で円筒状を呈する形状に組み合わせられた状態でカバー７１が被せられている。カバー７１は、円筒状に組み合わせられた４個のスライド部６１ｂ〜６４ｂをカムシャフト本体２１の周囲近傍に保持するためのものである。この実施の形態によるカバー７１は、図２３に示すように、大径部７２と、この大径部７２の両端に設けられた小径部７３とを有する円筒状に形成されている。また、このカバー７１は、カムシャフト本体２１の径方向へ２つに分割可能に形成されている。
【００６４】
大径部７２の内径は、図２２に示すように、この大径部７２の内周面が第１〜第４のスライダ６１〜６４の凸曲面６１ｄ〜６４ｄにクリアランス分だけ離間する大きさに形成されている。この大径部７２の軸線方向の長さは、両端の小径部７３，７３の間にカムシャフト本体２１の大径部３３が収容される大きさに形成されている。すなわち、小径部７３は、カムシャフト本体２１の大径部３３と軸線方向において対向する。この実施の形態によるカバー７１の軸線方向の長さは、図１０に示すように、２番気筒の動弁用カム２５と、３番気筒の動弁用カム２６とに挟まれる長さに形成されている。
【００６５】
このカバー７１の大径部７２には、複数のスリット７４と複数の穴７５とが形成されている。複数のスリット７４は、前進用カムフォロア６６および後退用カムフォロア６７を通すためのもので、大径部７２の周方向の４箇所に形成されている。前進用カムフォロア６６および後退用カムフォロア６７は、図２２に示すように、このスリット７４を通ってカバー７１の外に突出している。
複数の穴７５は、第１〜第４のスライダ６１〜６４のアーム部６１ａ〜６４ａを通すためのものである。これらのスリット７４と穴７５は、第１〜第４のスライダ６１〜６４がカムシャフト本体２１の軸線方向に移動することを許容するために、この軸線方向に長く形成されている。
【００６６】
第１〜第４のスライダ６１〜６４に保持された前進用カムフォロア６６と後退用カムフォロア６７は、図１２に示すように、カムシャフト本体２１の軸線方向に所定の間隔をおいて並べられているとともに、スライド部６１ｂ〜６４ｂをカムシャフト本体２１の径方向に貫通している。前進用カムフォロア６６と後退用カムフォロア６７との間隔は、図２１に示すように、前進用カム３４の終了端部３８ａと後退用カム３５の開始端部３７ａとの間隔と一致している。なお、この終了端部３８ａと開始端部３７ａとの間隔は、前進用カム３４の開始端部３７ａと後退用カム３５の終了端部３８ａとの間隔とも一致している。
【００６７】
前進用カムフォロア６６と後退用カムフォロア６７の保持は、図２４Ａ〜図２４Ｆに示すように、スライド部６１ｂ〜６４ｂに形成された貫通孔７６と、スライド部６１ｂ〜６４ｂに設けられた係合部材７７とを用いて行われている。貫通孔７６は、前進用カムフォロア６６および後退用カムフォロア６７が長手方向（カムシャフト本体２１の径方向）に移動自在に嵌合する形状に形成されている。
この実施の形態による係合部材７７は、Ｃ字状に形成されたスナップリングによって構成されており、貫通孔７６の孔壁面に形成された第１の環状溝７６ａの中に収容されて支持されている。
【００６８】
この係合部材７７の自然状態における内径は、前進用カムフォロア６６および後退用カムフォロア６７の外径より小さく形成されている。また、この係合部材７７は、その内部を前進用カムフォロア６６および後退用カムフォロア６７が通ることが可能な大きさに弾性変形可能なものである。第１の環状溝７６ａは、図２４Ｂに示すように、このように係合部材７７が弾性変形してその外径が大きくなることを許容する大きさに形成されている。この第１の環状溝７６ａの溝深さは、係合部材７７の線径以上の深さに形成されている。
【００６９】
前進用カムフォロア６６と後退用カムフォロア６７の外周部分には、それぞれ第２の環状溝７８と第３の環状溝７９とが所定の間隔をおいて形成されている。これらの第２および第３の環状溝７８，７９は、図２４Ａおよび図２４Ｃに示すように、係合部材７７の内周部が係合可能な形状に形成されている。これらの第２および第３の環状溝７８，７９の溝深さは、係合部材７７の線径の１／２以下とすることが望ましい。
【００７０】
これらのカムフォロア側の第２および第３の環状溝７８，７９のうち、図２４において上側に位置する第２の環状溝７８の位置は、図２４Ａに示すように、この第２の環状溝７８に係合部材７７が係合した状態で前進用カムフォロア６６および後退用カムフォロア６７が前進用カム３４または後退用カム３５の最も深い部位まで挿入される位置である。以下においては、このように前進用カム３４または後退用カム３５に挿入される前進用カムフォロア６６および後退用カムフォロア６７の位置を単に「使用位置」という。
【００７１】
他方の第３の環状溝７９の位置は、図２４Ｃに示すように、この第３の環状溝７９に係合部材７７が係合した状態で前進用カムフォロア６６および後退用カムフォロア６７が前進用カム３４または後退用カム３５から出る位置である。以下においては、このように前進用カム３４または後退用カム３５から出る前進用カムフォロア６６および後退用カムフォロア６７の位置を単に「退避位置」という。すなわち、前進用カムフォロア６６および後退用カムフォロア６７をそれぞれ形成するピン６６ａ，６７ａは、カム溝３３ａ，３３ｂに挿入される使用位置と、カム溝３３ａ，３３ｂから出る退避位置とのいずれか一方の位置に、第１〜第４のスライダ６１〜６４に設けられた係合部材７７により位置決めされる。
【００７２】
これらの前進用カムフォロア６６（ピン６６ａ）と後退用カムフォロア６７（ピン６７ａ）とにおける使用位置から退避位置へ向かう方向の端部には、図２２に示すように、アクチュエータ８１が接続されている。このアクチュエータ８１は、ピン６６ａ，６７ａの使用位置から退避位置へ向かう方向の端部を押圧して、ピン６６ａとピン６７ａとのうちいずれか一方を選択的に使用位置に位置付けるものである。アクチュエータ８１は、第１〜第４のスライダ６１〜６４毎（気筒毎）に設けられており、シリンダヘッド２に支持されている。
【００７３】
この実施の形態によるアクチュエータ８１は、図２５および図２６に示すように、前進用プランジャ８２と後退用プランジャ８３とを備えている。図２５は、各アクチュエータ８１の前進用プランジャ８２と後退用プランジャ８３がカムシャフト本体２１の軸線方向とは直交する方向（図２５の紙面と平行な方向）に並ぶ状態で描いてある。しかし、前進用プランジャ８２と後退用プランジャ８３は、図２６に示すように、実際にはカムシャフト本体２１の軸線方向に並べられている。
【００７４】
前進用プランジャ８２は、前進用カムフォロア６６を押圧するためのものである。後退用プランジャ８３は、後退用カムフォロア６７を押圧するためのものである。前進用プランジャ８２は、円柱状に形成されて前進用油圧シリンダ８４のピストンを構成しており、油圧によって初期位置から移動し、退避位置に位置している前進用カムフォロア６６を押す。前進用カムフォロア６６は、前進用プランジャ８２によって押されることにより使用位置に移動する。
【００７５】
後退用プランジャ８３は、円柱状に形成されて後退用油圧シリンダ８５のピストンを構成しており、油圧によって初期位置から移動し、退避位置に位置している後退用カムフォロア６７を押す。後退用カムフォロア６７は、後退用プランジャ８３によって押されることにより使用位置に移動する。
前進用プランジャ８２と後退用プランジャ８３の外径は、図２６に示すように、前進用カムフォロア６６および後退用カムフォロア６７が前進用カム３４と後退用カム３５とによって押されてカムシャフト本体２１の軸線方向に往復するときのストロークＬより大きく形成されている。
【００７６】
前進用油圧シリンダ８４と後退用油圧シリンダ８５は、図２５に示すように、それぞれ切替バルブ８６を介して油圧ポンプ８７に接続されている。切替バルブ８６は、アクチュエータ８１毎（気筒毎）に設けられており、各アクチュエータ８１の前進用油圧シリンダ８４と後退用油圧シリンダ８５とに接続されている。これらの４個の切替バルブ８６は、予め定めた動作時間だけ油圧を前進用油圧シリンダ８４または後退用油圧シリンダ８５に供給し、この動作時間が経過した後、前進用油圧シリンダ８４または後退用油圧シリンダ８５との間の油圧回路を開放状態とする。ここでいう開放状態とは、前進用プランジャ８２が前進用カムフォロア６６によって押されて初期位置に復帰可能な状態や、後退用プランジャ８３が後退用カムフォロア６７によって押されて初期位置に復帰可能な状態をいう。この切替バルブ８６の動作は、制御装置８８によって制御される。
【００７７】
制御装置８８は、運転形態判別部８９とバルブ駆動部９０とを有している。運転形態判別部８９は、目標とする運転形態を判別する機能を有している。この判別は、人為的に操作される運転形態選択スイッチ（図示せず）の動作に基づいて行ったり、エンジンの現在の運転状態を予め定めた判別用運転パターンと比較して行うことができる。この運転形態判別部８９によって判別される運転形態は、後述する第１の運転形態と第２の運転形態とのうちいずれか一方の運転形態である。第１の運転形態は、通常の運転形態である。第２の運転形態は、通常の運転形態より出力が小さくなるとともに燃料消費量が少なくなる運転形態である。
【００７８】
バルブ駆動部９０は、運転形態判別部８９によって判別された第１の運転形態または第２の運転形態が実現される状態を目標として切替バルブ８６を動作させる。バルブ駆動部９０は、第２の運転形態から第１の運転形態に切替える場合、切替バルブ８６を動作させ、全てのアクチュエータ８１の前進用油圧シリンダ８４に油圧ポンプ８７から油圧が供給される状態とする。また、バルブ駆動部９０は、第１の運転形態から第２の運転形態に切替える場合、切替バルブ８６を動作させ、全てのアクチュエータ８１の後退用油圧シリンダ８５に油圧ポンプ８７から油圧が供給される状態とする。
【００７９】
次に、上述したように構成された動弁装置１の動作を説明する。ここでは先ず、通常時の運転形態である第１の運転形態から第２の運転形態に切替わるときの動作を説明する。この動弁装置１において、運転形態の切替えは、目標とする運転形態が現在の運転形態と異なる場合に制御装置８８が切替バルブ８６を動作させることにより実施される。この動弁装置１において、第１の運転形態が採られているときは、図１０に示すように、第１のカム３１にロッカーアーム５のローラ４７が接触している。また、第１の運転形態において、第１〜第４のスライダ６１〜６４は、図２７Ａに示すように、カムシャフト本体２１の前側（図において右側）に位置している。
【００８０】
これらの第１〜第４のスライダ６１〜６４のスライド部６１ｂ〜６４ｂに設けられている前進用カムフォロア６６と後退用カムフォロア６７は、第１の運転形態や第２の運転形態が採られているときは、図２４Ｃに示すように、第３の環状溝７９に係合部材７７が係合することにより退避位置に保持されている。第１の運転形態において、前進用カムフォロア６６は、図２７Ａに示すように、カムシャフト本体２１の軸線方向において、前進用カム３４の終了端側直線部３８と同一位置に位置している。第１の運転形態において、後退用カムフォロア６７は、カムシャフト本体２１の軸線方向において、後退用カム３５の開始端側直線部３７と同一位置に位置している。
【００８１】
第１の運転形態から第２の運転形態に切替えられる場合は、先ず、全てのアクチュエータ８１の後退用油圧シリンダ８５に切替バルブ８６から油圧が供給される。このように後退用油圧シリンダ８５に油圧が供給されると、後退用プランジャ８３が後退用カムフォロア６７を回転中のカムシャフト本体２１に向けて押す。後退用カムフォロア６７は、後退用油圧シリンダ８５に油圧が供給されることにより、この油圧によってカムシャフト本体２１に向けて付勢される。
【００８２】
この押圧時に後退用カムフォロア６７が後退用カム３５の開始端側直線部３７と対向していた場合、この後退用カムフォロア６７は、押圧により開始端側直線部３７内に直接入る。この後退用カムフォロア６７は、油圧によって開始端側直線部３７の溝底に押し付けられた状態でカムシャフト本体２１の回転に伴って開始端側直線部３７内を進む。
【００８３】
一方、この押圧時に後退用カムフォロア６７がカムシャフト本体２１の大径部３３の外周面と対向していた場合、この後退用カムフォロア６７は、油圧によってこの外周面に押し付けられる。この後退用カムフォロア６７は、カムシャフト本体２１が更に回転することにより後退用カム３５の開始端側直線部３７に入る。開始端側直線部３７の深さは、カムシャフト本体２１の回転方向の下流側に向かうにしたがって次第に深くなる。このため、この後退用カムフォロア６７は、大径部３３の外周面から後退用カム３５の開始端側直線部３７に入ることによって、第１〜第４のスライダ６１〜６４の各スライド部６１ｂ〜６４ｂに対してカムシャフト本体２１側に移動する。
【００８４】
すなわち、後退用カムフォロア６７は、図２４Ｂに示すように、係合部材７７を拡径させて係合部材７７と第３の環状溝７９との係合状態を解消しながらスライド部６１ｂ〜６４ｂに対してカムシャフト本体２１側に移動する。そして、この後退用カムフォロア６７は、油圧によって開始端側直線部３７の溝底に押し付けられた状態でカムシャフト本体２１の回転に伴って後開始端側直線部３７内を進む。
【００８５】
この後退用カムフォロア６７がカムシャフト本体２１の回転に伴って開始端側直線部３７の終了端部まで進むと、図２４Ａに示すように、係合部材７７が第２の環状溝７８に係合する。係合部材７７が第２の環状溝７８に係合することによって、後退用カムフォロア６７が使用位置に保持される。
このように使用位置に保持された後退用カムフォロア６７は、カムシャフト本体２１が更に回転することによって、図２７Ｂに示すように、後退用カム３５の開始端側直線部３７から傾斜部３６に入り、この傾斜部３６の側壁に押される。
【００８６】
このように後退用カムフォロア６７が傾斜部３６に入る時期は、この後退用カムフォロア６７と対応する気筒において第１のカム３１と第２のカム３２のバルブリフト量が共に０になる期間内である。後退用カムフォロア６７が傾斜部３６の側壁により押されることによって、この後退用カムフォロア６７を支持するスライダ６１〜６４がカムシャフト本体２１の軸線方向において後方に移動する。以下においては、このようなカムシャフト本体２１の軸線方向への部材の移動を単に「スライド」という。
【００８７】
後退用カム３５の傾斜部３６は、上述したように後退用カムフォロア６７をスライドさせた後、カムシャフト本体２１の回転に伴ってさらに回転方向の下流側に進む。そして、この傾斜部３６は、上述した後退用カムフォロア６７を有するスライダより回転方向の下流側に位置する次のスライダの後退用カムフォロア６７をスライドさせる。先にスライドした後退用カムフォロア６７が１番気筒用のものであった場合は、次に３番気筒用の後退用カムフォロア６７がスライドされる。
すなわち、第１〜第４のスライダ６１〜６４は、カムシャフト本体２１が回転することにより順次スライドする。このスライドは、図２７Ｃに示すように、全ての第１〜第４のスライダ６１〜６４の後退用カムフォロア６７が傾斜部３６から終了端側直線部３８に入るまで行われる。
【００８８】
第１〜第４のスライダ６１〜６４は、第１〜第４の連結部材５６〜５９と第１〜第４のカムシャフト４１〜４４とを介して各気筒のロッカーアーム５に連結されている。このため、上述したように第１〜第４のスライダ６１〜６４がスライドすることにより、各気筒においてロッカーアーム５が第１〜第４のスライダ６１〜６４と同一方向にスライドする。すなわち、第１の運転形態から第２の運転形態に切り替えられた場合、ロッカーアーム５は、図１０に示す位置から、ローラ４７が第２のカム３２に接触する位置まで同図において左側に移動する。この結果、このエンジンは、第２のカム３２のカムプロフィールに基づいて運転される。
【００８９】
制御装置８８は、後退用油圧シリンダ８５に油圧を供給するために切替バルブ８６を動作させてから予め定めた動作時間が経過した後に、切替バルブ８６を動作させて後退用油圧シリンダ８５の油圧回路を開放状態とする。上述した動作時間としては、例えば、後退用油圧シリンダ８５に油圧が供給されたときから、後退用カムフォロア６７が後退用カム３５の終了端側直線部３８に達するまでに必要な時間とすることができる。
【００９０】
終了端側直線部３８の深さは、カムシャフト本体２１の回転方向の下流側に向かうにしたがって次第に浅くなる。このため、終了端側直線部３８に入った後退用カムフォロア６７は、カムシャフト本体２１の回転に伴って終了端側直線部３８の溝底によって押される。このように押された後退用カムフォロア６７は、図２４Ｂおよび図２４Ｃに示すように、係合部材７７を拡径させて係合部材７７と第２の環状溝７８との係合状態を解消しながらスライド部６１ｂ〜６４ｂに対してカムシャフト本体２１から離間する方向に移動する。
【００９１】
このとき、後退用カムフォロア６７は、後退用プランジャ８３を初期位置に向けて押す。そして、後退用カムフォロア６７は、カムシャフト本体２１が更に回転することにより、後退用カム３５から出て大径部３３の外周面に摺接する。また、このときには、後退用プランジャ８３が初期位置に戻される。
このように後退用カムフォロア６７が大径部３３の外周面に摺接することにより、図２４Ｃに示すように、係合部材７７が第３の環状溝７９に係合し、後退用カムフォロア６７が退避位置に保持される。
【００９２】
このエンジンの運転形態が第２の運転形態から第１の運転形態に切替えられる場合は、制御装置８８による制御によって切替バルブ８６が動作し、前進用油圧シリンダ８４に油圧が供給される。そして、前進用プランジャ８２が油圧によって押されて前進用カムフォロア６６を押す。前進用カムフォロア６６は、上述した後退用カムフォロア６７と同様に動作し、第１のカム３１と第２のカム３２のバルブリフト量が共に０になる期間内に第１〜第４のスライダ６１〜６４をスライドさせる。このときの移動方向は、カムシャフト本体２１の軸線方向において前方であって、図１０において右方である。この結果、各気筒のロッカーアーム５のローラ４７が図１０に示すように第１のカム３１に接触する状態となり、エンジンの運転形態が第２の運転形態から第１の運転形態に切り替えられる。前進用カムフォロア６６は、運転形態の切替えが終了した後、前進用カム３４によりカムシャフト本体２１の径方向の外側に向けて押されることによって退避位置に戻され、係合部材７７によって退避位置に保持される。
【００９３】
このように構成された多気筒エンジンの動弁装置１においては、気筒毎の第１〜第４のスライダ６１〜６４がカムシャフト本体２１の回転方向に並ぶ状態で配置されている。これらの第１〜第４のスライダ６１〜６４は、運転形態が切替えられるときに１組の前進用カム３４と後退用カム３５とを駆動源として順次スライドする。このため、この実施の形態によれば、前進用カム３４と後退用カム３５とを気筒毎に備える場合と較べると、カムシャフト本体２１を短く形成でき、エンジンの小型化を図ることができる。
【００９４】
第１〜第４のスライダ６１〜６４がスライドする期間（カムシャフト本体２１の回転角度）は、これらの第１〜第４のスライダ６１〜６４と対応する気筒において第１および第２のカム３１，３２のバルブリフト量が共に０になる期間内であれば、制約を受けることはない。すなわち、第１〜第４のスライダ６１〜６４がスライドする期間は、複数の気筒の吸気弁４または排気弁７が同時に閉じている期間と較べると、長くとることができる。
【００９５】
このため、前進用カム３４と後退用カム３５は、カムシャフト本体２１が高速で回転する場合であっても、前進用カムフォロア６６と後退用カムフォロア６７とが円滑に移動する形状に形成することができる。このことは、運転形態を切替えるときにエンジン回転数に制約を受けることがないことを意味する。
したがって、この実施の形態によれば、エンジンの運転形態を切替えるにあたって、エンジンの小型化を図りながら、エンジン運転域の全域において切替動作を行うことが可能な多気筒エンジンの動弁装置を提供することができる。
【００９６】
この実施の形態による前進用カム３４および後退用カム３５は、カムシャフト本体２１の外周面に開口するカム溝３３ａ，３３ｂによって形成されている。
カム溝３３ａ，３３ｂは、それぞれ、傾斜部３６と、この傾斜部３６の両端からそれぞれ回転方向と平行な方向に延びるとともに、傾斜部３６から回転方向に離れるにしたがって深さが次第に浅くなる開始端側直線部３７および終了端側直線部３８を有している。
【００９７】
前進用カムフォロア６６と後退用カムフォロア６７は、スライダ６１〜６４のスライド部６１ｂ〜６４ｂをカムシャフト本体２１の径方向に貫通するピン６６ａ，６７ａによって形成されている。
これらのピン６６ａ，６７ａは、カム溝３３ａ，３３ｂに挿入される使用位置と、カム溝３３ａ，３３ｂから出る退避位置とのいずれか一方の位置に、第１〜第４のスライダ６１〜６４に設けられた係合部材７７により位置決めされる。
また、ピン６６ａ，６７ａの使用位置から退避位置へ向かう方向の端部には、ピン６６ａとピン６７ａとのうちいずれか一方のピンを選択的に押圧して使用位置に位置付けるアクチュエータ８１が接続されている。
【００９８】
この実施の形態において、前進用カムフォロア６６または後退用カムフォロア６７は、アクチュエータ８１により押されてカム溝３３ａ，３３ｂに入ることにより退避位置から使用位置に移動する。使用位置に移動した前進用カムフォロア６６または後退用カムフォロア６７は、係合部材７７によって使用位置に保持される。
この前進用カムフォロア６６または後退用カムフォロア６７は、係合部材７７によって使用位置に保持された状態で前進用カム３４または後退用カム３５の傾斜部３６を進み、スライダ６１〜６４をカムシャフト本体２１の軸線方向に押す。その後、前進用カム３４または後退用カム３５は、傾斜部３６から終了端側直線部３８に進み、この終了端側直線部３８を通過するときに、カム溝３３ａ，３３ｂの底によってカムシャフト本体２１の径方向の外側に押される。このように前進用カムフォロア６６または後退用カムフォロア６７が押されることにより、係合部材７７の係合状態が解除される。前進用カムフォロア６６または後退用カムフォロア６７は、終了端側直線部３８を通過して前進用カム３４または後退用カム３５から出てカムシャフト本体２１の大径部３３の外周面に接触することにより、係合部材７７によって退避位置に保持される。
【００９９】
この実施の形態によれば、前進用カムフォロア６６と後退用カムフォロア６７が係合部材７７によって使用位置または退避位置に保持される。このため、これらの前進用カムフォロア６６と後退用カムフォロア６７の位置を定めるためにカムフォロアをアクチュエータに常に接触させる機構を第１〜第４のスライダ６１〜６４に設ける場合と較べると、スライダ６１〜６４が軽量かつコンパクトに形成される。
第１〜第４のスライダ６１〜６４の軽量化と小型化とが図られると、動弁装置１を小型エンジンに搭載することが可能になる。また、第１〜第４のスライダ６１〜６４の移動時の慣性力が小さくなるから、運転形態を切替えることが可能なエンジン回転数をより一層高くすることができる。すなわち、運転形態を切替える制御を行うにあたって、自由度が高くなる。
【０１００】
前進用カムフォロア６６と後退用カムフォロア６７は、係合部材７７によって使用位置に保持された状態で前進用カム３４または後退用カム３５の中を進む。このため、切替動作中にアクチュエータ８１による押圧力が消失したとしても切替動作が中断することなく終了するから、切替動作の信頼性が高い動弁装置を提供することができる。
【０１０１】
前進用カムフォロア６６と後退用カムフォロア６７は、前進用カム３４または後退用カム３５の終了端側直線部３８によってカムシャフト本体２１の径方向の外側に向けて押され、これらのカム３４，３５の外に出る。すなわち、前進用カムフォロア６６または後退用カムフォロア６７は、第１〜第４のスライダ６１〜６４がスライドした後、前進用カム３４または後退用カム３５によって使用位置から退避位置に強制的に移動させられる。
【０１０２】
このため、低温時などの潤滑油の粘度が低く摩擦抵抗が大きくなる場合であっても、前進用カムフォロア６６または後退用カムフォロア６７が正しい時期に退避位置に戻される。この実施の形態による動弁装置１においては、これらのカムフォロア６６，６７が速やかに退避位置に戻ることができるために、次の切替え動作を迅速に行うことが可能になり、運転形態を切替える制御の自由度が高くなる。このように前進用カムフォロア６６と後退用カムフォロア６７の退避位置への復帰速度が高いと、サイクル休止を行うことが可能になる。
【０１０３】
この実施の形態による第１〜第４のロッカーシャフト４１〜４４は、円筒によって形成されて気筒毎に設けられるとともに、シリンダヘッド２に軸線方向へ移動自在に支持されている。ロッカーアーム５は、第１〜第４のロッカーシャフト４１〜４４に対する軸線方向への移動が規制されて第１〜第４のロッカーシャフト４１〜４４と共に軸線方向へ一体に移動する状態で第１〜第４のロッカーシャフト４１〜４４に揺動自在に支持されている。第１〜第４のスライダ６１〜６４は、カムシャフト本体２１における前進用カム３４および後退用カム３５が設けられた部分と対向している。また、第１〜第４のスライダ６１〜６４は、前進用カムフォロア６６および後退用カムフォロア６７を支持するスライド部６１ｂ〜６４ｂと、このスライド部６１ｂ〜６４ｂから突出したアーム部６１ａ〜６４ａとを備えている。
【０１０４】
気筒毎の第１〜第４の連結機構５１〜５４は、第１〜第４のスライダのアーム部６１ａ〜６４ａと第１〜第４のロッカーシャフト４１〜４４とを気筒毎に連結する気筒毎の第１〜第４の連結部材５６〜５９と、この連結部材が結合された第１〜第４のロッカーシャフト４１〜４４とによって構成されている。
気筒毎の第１〜第４の連結部材５６〜５９は、気筒毎の第１〜第４のロッカーシャフト４１〜４４のうち、第１〜第４のスライダ６１〜６４のアーム部６１ａ〜６４ａとの間に他の気筒用のロッカーシャフト４２，４３が位置する第１および第４のロッカーシャフト４１，４４に対しては、他のロッカーシャフト４２，４３の中空部内を通して結合されている。
【０１０５】
この実施の形態によれば、円筒からなる第１〜第４のロッカーシャフト４１〜４４の中空部内を利用して第１〜第４の連結部材５６〜５９が配置されているから、第１〜第４の連結機構５１〜５４がコンパクトに形成される。このため、動弁装置１が小型に形成されるから、更なるエンジンの小型化を図ることができる。
【０１０６】
この実施の形態において、上述した他のロッカーシャフト４２，４３の中空部内を通される第１および第４の連結部材５６，５９と、他のロッカーシャフト４２，４３を第２および第３のスライダ６２，６３のアーム部６２ａ，６３ａに連結する第２および第３の連結部材５７，５９とは、それぞれ断面半円状の棒体によって形成されている。また、これらの第１〜第４の連結部材５６〜５９は、互いに重ねられて断面円形の状態で他のロッカーシャフト４２，４３の中空部内に通されている。この実施の形態においては、第１および第２の連結部材５６，５７が第１および第２のロッカーシャフト４１，４２内を通されて、第３および第４の連結部材５８，５９が第３および第４のロッカーシャフト４３，４４内を通されている。
【０１０７】
この実施の形態によれば、第１〜第４の連結部材５６〜５９を形成するに当たり、第１〜第４のロッカーシャフト４１〜４４の中空部内のスペースを最大限に使用可能な大きさに形成することができる。このため、剛性が高い第１〜第４の連結部材５６〜５９を使用して第１〜第４のスライダ６１〜６４と第１〜第４のロッカーシャフト４１〜４４とを接続することができるから、第１〜第４のスライダ６１〜６４の移動が正確に第１〜第４のロッカーシャフト４１〜４４に伝達される。したがって、この実施の形態によれば、運転形態の切替えを正確に行うことが可能な多気筒エンジンの動弁装置を提供することができる。
【０１０８】
この実施の形態によるシリンダヘッド２は、４気筒エンジンのものである。吸気弁４または排気弁７は、１気筒当たり２個設けられている。第１のカム３１および第２のカム３２は、１本のカムシャフト本体２１に４気筒分設けられている。前進用カム３４と後退用カム３５は、カムシャフト本体２１の軸線方向の中央部に設けられている。気筒毎に形成された第１〜第４のスライダ６１〜６４は、それぞれカムシャフト本体２１の外周面に近接した状態で対向する凹曲面６１ｃ〜６４ｃを有し、かつカムシャフト本体２１の回転方向の両端が他のスライダ６１〜６４と対向している。
【０１０９】
この実施の形態によれば、第１〜第４のスライダ６１〜６４がカムシャフト本体２１を囲みかつカムシャフト本体２１に可及的接近する状態で配置される。第１〜第４のスライダ６１〜６４は、カムシャフト本体２１の軸線方向において、カムシャフト本体２１の軸線方向中央部と同じ位置に配置される。このため、これらの第１〜第４のスライダ６１〜６４と各気筒のロッカーアーム５とを連結する気筒毎の第１〜第４の連結機構５１〜５４は、各スライダ６１〜６４からカムシャフト本体２１の軸線方向の一方と他方とに振り分けて配置されるから、カムシャフト本体２１から大きく離間することなく配置される。
したがって、この実施の形態によれば、駆動装置６をカムシャフト本体２１の近傍にコンパクトに構成することができるから、より一層小型化された多気筒エンジンの動弁装置を提供することができる。
【０１１０】
この実施の形態による係合部材７７は、第１〜第４のスライダ６１〜６４に支持されたスナップリングによって構成されている。このスナップリングは、前進用カムフォロア６６と後退用カムフォロア６７とを構成するピン６６ａ，６７ａに形成された第２および第３の環状溝７８，７９に係合可能な形状に形成されている。
この実施の形態によれば、ピン６６ａ，６７ａが使用位置と退避位置との間で移動するときにスナップリングが弾性変形し、係合状態が解除される。この係合状態を解除する動作は、自動で行われる。
【０１１１】
このため、前進用カムフォロア６６と後退用カムフォロア６７の係合状態を解除するための専門の機構は不要であるから、これらのカムフォロア６６，６７を使用位置と退避位置とに保持する機構の簡素化を図ることができる。したがって、第１〜第４のスライダ６１〜６４のより一層の小型化を図ることができ、更に小型化された多気筒エンジンの動弁装置を提供することができる。
【０１１２】
（第２の実施の形態）
本発明に係る多気筒エンジンの動弁装置は、図２８に示すように構成することができる。図２８において、前記図１〜図２７によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
【０１１３】
図２８に示す動弁装置１００は、２気筒エンジン用のものである。この動弁装置１のカムシャフト１０１は、１番気筒の２つの吸気弁４（図示せず）または排気弁７（図示せず）を駆動するための２つの動弁用カム２２，２３と、２番気筒の２つの吸気弁４（図示せず）または排気弁７（図示せず）を駆動するための２つの動弁用カム２４，２５とを備えている。１番気筒用の動弁用カム２２，２３と、２番気筒用の動弁用カム２４，２５との間には、切替用カム３０が設けられている。
【０１１４】
また、この動弁装置１００の１番気筒用の第１のロッカーシャフト４１と、２番気筒用の第２のロッカーシャフト４２には、それぞれ二つのロッカーアーム５が揺動自在かつ軸線方向への相対移動が規制された状態で取付けられている。
第１のロッカーシャフト４１と第２のロッカーシャフト４２は、シリンダヘッド２（図示せず）に軸線方向へ移動自在に支持されている。第１のロッカーシャフト４１の一端部（カムシャフト本体２１の後側となる後端部）には、第１のスライダ６１が直接連結されている。第２のロッカーシャフト４２の一端部（カムシャフト本体２１の前側となる前端部）には、第２のスライダ６２が直接連結されている。
【０１１５】
第１および第２のロッカーシャフト４１，４２と第１および第２のスライダ６１，６２との連結部は、第１および第２のロッカーシャフト４１，４２に形成された環状溝１０２に第１および第２のスライダ６１，６２のアーム部６１ａ，６１ｂが係合する構造が採られている。
第１のスライダ６１のスライド部６１ｂと、第２のスライダ６２のスライド部６２ｂとは、カムシャフト本体２１の大径部３３を挟んで互いに対向する位置に位置付けられている。
【０１１６】
この実施の形態に示す動弁装置１００においても、第１および第２のカム３１，３２のバルブリフト量が０になる期間の略全域を利用して第１および第２のスライダ６１，６２を個別にスライドさせることができる。したがって、この実施の形態を採る場合であっても、第１の実施の形態を採るときと同等の効果が得られる。
【０１１７】
（第３の実施の形態）
カムフォアを退避位置または使用位置に保持するための係合部材は、図２９Ａ〜図２９Ｅに示すように構成することができる。
この実施の形態による第１〜第４のスライダ６１〜６４のスライド部６１ｂ〜６４ｂには、図２９Ａ〜図２９Ｅに示すように、四角柱状の凸体１１１が設けられている。なお、図２９は、便宜上、この実施の形態の構成を適用した第４のスライダ６４が描いてある。
この凸体１１１は、スライド部６１ｂ〜６４ｂからカムシャフト本体２１の径方向の外側に向けて突出している。この凸体１１１には、図２９Ｄに示すように、円柱状のピン６６ａ，６７ａからなる前進用カムフォロア６６と後退用カムフォロア６７とが設けられている。前進用カムフォロア６６および後退用カムフォロア６７は、凸体１１１に形成された２つのピン孔１１２，１１３に移動自在に嵌合している。これらのピン孔１１２，１１３は、カムシャフト本体２１の軸線方向とは直交する方向に延びて凸体１１１およびスライド部６１ｂ〜６４ｂを貫通している。２つのピン孔１１２，１１３は、カムシャフト本体２１の軸線方向に所定の間隔をおいて並ぶ位置に形成されている。
【０１１８】
この実施の形態による前進用カムフォロア６６と後退用カムフォロア６７の外周部には、使用位置側環状溝１１４と退避位置側環状溝１１５とが所定の間隔をおいて形成されている。これらの使用位置側環状溝１１４と退避位置側環状溝１１５の溝幅は、第１の実施の形態で示す第２および第３の環状溝７８，７９の溝幅より広く形成されている。
凸体１１１におけるカムシャフト本体２１の軸線方向に延びる一対の側面には、図２９Ｃに示すように、固定用ボルト１１６によって板ばね１１７とストッパープレート１１８とがそれぞれ取付けられている。
【０１１９】
また、この側面には、凸体１１１を貫通する２つの貫通孔１２１（図２９Ｅ参照）が開口している。これらの貫通孔１２１は、ピン孔１１２，１１３の一部と交差する位置に形成されている。これらの貫通孔１２１の一端の開口部には、ボール１２２が挿入されている。このボール１２２は、凸体１１１に固定された板ばね１１７によって貫通孔１２１の他端に向けて（前進用カムフォロア６６または後退用カムフォロア６７に向けて）付勢されている。ボール１２２は、板ばね１１７と前進用カムフォロア６６または後退用カムフォロア６７とに挟まれている。
【０１２０】
このため、このボール１２２は、前進用カムフォロア６６と後退用カムフォロア６７が凸体１１１に対して移動することにより、使用位置側環状溝１１４または退避位置側環状溝１１５に係入する。ボール１２２が使用位置側環状溝１１４に係合することにより、前進用カムフォロア６６または後退用カムフォロア６７が使用位置に保持される。また、ボール１２２が退避位置側環状溝１１５に係合することによって、前進用カムフォロア６６または後退用カムフォロア６７が退避位置に保持される。この実施の形態においては、このボール１２２が請求項７記載の発明でいう「係合部材」に相当する。また、この実施の形態においては、板ばね１１７が請求項７記載の発明でいう「ばね部材」に相当する。
【０１２１】
この実施の形態によれば、前進用カムフォロア６６と後退用カムフォロア６７とが使用位置と退避位置との間で移動するときに板ばね１１７が弾性変形し、ボール１２２と使用位置側環状溝１１４または退避位置側環状溝１１５との係合状態が解除される。この係合状態を解除する動作は、自動で行われる。このため、前進用カムフォロア６６と後退用カムフォロア６７の係合状態を解除するための専用の機構は不要であるから、これらのカムフォロア６６，６７を使用位置と退避位置とに保持する機構の簡素化を図ることができる。したがって、この実施の形態においても、第１〜第４のスライダ６１〜６４のより一層の小型化を図ることができ、更に小型化された多気筒エンジンの動弁装置を提供することができる。
【０１２２】
上述した第１〜第３の実施の形態を採る場合の前進用カムフォロア６６と後退用カムフォロア６７は、それぞれ第２および第３の環状溝７８，７９や使用位置側環状溝１１４、退避位置側環状溝１１５などが形成されている。また、係合部材７７（スナップリングやボール１２２）は、１本の前進用カムフォロア６６や後退用カムフォロア６７に対して１個ずつ設けられている。しかし、本発明は、このような限定にとらわれることはない。すなわち、係合部材７７と、この係合部材７７が係合する環状溝の数や、係合部材７７が設けられる部材は、適宜変更することができる。例えば、前進用カムフォロア６６または後退用カムフォロア６７に環状溝を１つだけ形成し、この環状溝に係合可能な２つの係合部材７７を第１〜第４のスライダ６１〜６４にそれぞれ設けてもよい。また、係合部材７７を前進用カムフォロア６６または後退用カムフォロア６７に１つあるいは２つ設け、この係合部材７７と係合する環状溝を第１〜第４のスライダ６１〜６４に２つあるいは１つ設けることもできる。
【符号の説明】
【０１２３】
１…動弁装置、２…シリンダヘッド、４…吸気弁、５…ロッカーアーム、６…駆動装置、７…排気弁、２１…カムシャフト本体、３１…第１のカム（第１の弁駆動用カム）、３２…第２のカム（第２の弁駆動用カム）、３３ａ，３３ｂ…カム溝、３４…前進用カム、３５…後退用カム、３６…傾斜部、３７…開始端側直線部、３８…終了端側直線部、４１…第１のロッカーシャフト、４２…第２のロッカーシャフト、４３…第３のロッカーシャフト、４４…第４のロッカーシャフト、５１…第１の連結機構、５２…第２の連結機構、５３…第３の連結機構、５４…第４の連結機構、５６…第１の連結部材、５７…第２の連結部材、５８…第３の連結部材、５９…第４の連結部材、６１〜６４…第１〜第４のスライダ、６１ａ〜６４ａ…アーム部、６１ｂ〜６４ｂ…スライド部、６１ｃ〜６４ｃ…凹曲面、６６…前進用カムフォロア、６７…後退用カムフォロア、６６ａ，６７ａ…ピン、７７…係合部材、７８…第２の環状溝、７９…第３の環状溝、８１…アクチュエータ、１１７…板ばね、１２２…ボール。
【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１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１７Ｄ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２４Ｃ】
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【図２４Ｄ】
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【図２４Ｅ】
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【図２４Ｆ】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２７Ｃ】
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【図２８】
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【図２９Ａ】
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【図２９Ｂ】
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【図２９Ｃ】
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【図２９Ｄ】
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【図２９Ｅ】
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【国際調査報告】
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