(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有する内燃機関のシリンダヘッドに回転自在に支持されたカム軸と、
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なカムキャリアと、
前記カムキャリアの外周面に形成され、バルブの作動特性が互いに異なる第１のカムおよび第２のカムが前記カム軸の軸線方向に並設された可変カム部と、を備え、
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カムの切換えを行う内燃機関の可変動弁装置であって、
前記カムキャリアを互いに隣り合う一方の気筒と他方の気筒に渡って配置し、
前記可変カム部を前記一方の気筒に配置し、
前記カムキャリアが移動してもバルブの作動特性が変化しない固定カムを有する固定カム部を前記カムキャリアに一体に設け、
前記固定カム部を前記他方の気筒に配置し、
前記カムキャリアの前記カム軸の軸線方向への移動によって、前記一方の気筒で前記第１のカムと前記第２のカムとの間でカムの切換えを行い、前記固定カム部で前記他方の気筒のバルブを作動させ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のカムまたは前記第２のカムに接触する円状のローラ部を有するロッカアームを備え、
前記固定カムのカム幅は、前記カムキャリアの前記カム軸の軸線方向への移動量と、前記固定カムに接する前記ローラ部の幅と、を足した寸法より大きい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ように前記カム軸の軸線方向に対向する第１の側壁および第２の側壁を有する凹形状部と、
前記カムキャリアを挟んで対向する第１のアーム部および第２のアーム部を有するカム切換部材と、
前記カムキャリアに対向する前記第１のアーム部の先端部の内側に設けられ、前記第１の側壁に接触することで前記カムキャリアを前記カム軸の軸線方向一方側に移動させる第１の切換部と、
前記カムキャリアに対向する前記第２のアーム部の先端部の内側に設けられ、前記第２の側壁に接触することで前記カムキャリアを前記カム軸の軸線方向他方側に移動させる第２の切換部と、
前記カム軸と平行に延びる回転中心軸を有し、前記カム切換部材を前記回転中心軸周りに揺動させる制御軸とを備え、
前記凹形状部を前記可変カム部と前記固定カム部との間に配置した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】
複数の前記カムキャリアを同一軸線上に互いに隣接して配置し、
前記カムキャリアを回転自在に支持するカムハウジングを前記シリンダヘッドに設け、
互いに隣接する一方の前記カムキャリアの端部と、他方の前記カムキャリアの端部を、１つの前記カムハウジングで支持したことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか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、バルブ作動特性の互いに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ることにより、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（特許文献１参照）。
【０００３】
この可変動弁装置は、気筒毎にカムキャリアを備えるとともに、１つの気筒に設けられた１組のカムの間にカムハウジングが配置されており、このカムハウジングにより気筒毎にカムキャリアを回転自在に支持している。
【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、従来の可変動弁装置は、気筒毎にカムキャリアを備えているため、カムキャリアをカム軸に固定するため部品と固定するための工程が気筒数の分だけ必要となってしまうという問題があった。特に、バルブ特性の異なる複数のカムを複数の気筒のうちの一部の気筒に配置する場合、他の気筒ではカムキャリアをカム軸に固定する必要がある。
【０００６】
このため、カムキャリアをカム軸に固定するための圧入等の工程が必要になるという問題があった。したがって、従来の可変動弁装置は、部品点数と製造工程数が多くなってしまっていた。
【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、部品点数と製造工程数を削減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】
本発明は、複数の気筒を有する内燃機関のシリンダヘッドに回転自在に支持されたカム軸と、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なカムキャリアと、前記カムキャリアの外周面に形成され、バルブの作動特性が互いに異なる第１のカムおよび第２のカムが前記カム軸の軸線方向に並設された可変カム部と、を備え、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カムの切換えを行う内燃機関の可変動弁装置であって、前記カムキャリアを互いに隣り合う一方の気筒と他方の気筒に渡って配置し、前記可変カム部を前記一方の気筒に配置し、前記カムキャリアが移動してもバルブの作動特性が変化しない固定カムを有する固定カム部を前記カムキャリアに一体に設け、前記固定カム部を前記他方の気筒に配置し、前記カムキャリアの前記カム軸の軸線方向への移動によって、前記一方の気筒で前記第１のカムと前記第２のカムとの間でカムの切換えを行い、前記固定カム部で前記他方の気筒のバルブを作動させるものから構成されている。
【発明の効果】
【０００９】
このように本発明によれば、一方の気筒のバルブを作動させる可変カム部と他方の気筒のバルブを作動させる固定カム部とが１つのカムキャリアに設けられているので、隣接する２つの気筒の間でカムキャリアを共有できる。
【００１０】
このため、他方の気筒において一方の気筒のカムキャリアと別体のカムキャリアを設けることを不要にでき、別体のカムキャリアをカム軸に固定するための固定部品や固定工程を不要にできる。この結果、部品点数と製造工程数を削減できる内燃機関の可変動弁装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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を示す図であり、車両の前後方向で切っ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正面図である。
【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の分解斜視図である。
【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の側面図である。
【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カムキャリアが第１の位置に切換えられた状態を示す正面図である。
【図６】図６は、図５のＩ−Ｉ方向矢視断面図である。
【図７】図７は、図５のＩＩ−ＩＩ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カムキャリアが第２の位置に切換えられた状態を示す正面図である。
【図９】図９は、図８のＩＩＩ−ＩＩＩ方向矢視断面図である。
【図１０】図１０は、図８のＩＶ−ＩＶ方向矢視断面図である。
【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１の位置に切換えられた状態を示す背面図である。
【図１２】図１２は、図４の内燃機関の可変動弁装置におけるカムキャリアが第１の位置に切換えられた状態を示すＶ−Ｖ方向矢視断面図である。
【図１３】図１３は、図４の内燃機関の可変動弁装置におけるカムキャリアが第２の位置に切換えられた状態を示すＶ−Ｖ方向矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
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１０の可変動弁装置２は、シリンダヘッド１およびヘッドカバー１Ａに内蔵されている。シリンダヘッド１は、内燃機関１０を構成する図示しないシリンダブロックの上部に取付けられており、シリンダヘッド１の上部にはヘッドカバー１Ａが取付けられている。
【００１４】
図１から図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４と、カムキャリア４の上方に設置されたカム切換機構５とを備えており、可変動弁装置２は、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。
【００１５】
シリンダヘッド１は、排気バルブ側のカム軸３０、排気カム４０および排気バルブ３９等を備えている。ここで、可変動弁装置２は、吸気側のカム軸３に設けられている。吸気バルブ１３は本発明のバルブを構成する。
【００１６】
（ロッカアーム）
図４に示すように、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が用いられる。ロッカアーム１１は、アーム基端部１１Ｃの下面に凹部が形成されており、ロッカアーム１１は、ハイドロリックラッシュアジャスタ（ＨＬＡ）１２のピボット１２Ａの上に接触するように設置されている。ロッカアーム１１の中央には、ローラ部としての円状の被押し付けローラ１１Ａがピン１１Ｂで支持されている。
【００１７】
図３に示すように、被押し付けローラ１１Ａは、ロッカアーム１１の上面から突出しており、被押し付けローラ１１Ａは、カムキャリア４の高速カム４１と低速カム４２との何れかに接触する。ここで、高速カム４１は、本発明の第１のカムを構成し、低速カム４２は、本発明の第２のカムを構成する。
【００１８】
図４に示すように、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の上端に接触する。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、吸気バルブ１３は、バルブスプリング１４により吸気ポート１５と燃焼室１６とを閉じる方向に付勢されている（吸気バルブ閉状態）。ロッカアーム１１がカムキャリア４により押されたときは、吸気バルブ１３がバルブスプリング１４の付勢力に抗して押し下げられ（リフトされ）、吸気ポート１５と燃焼室１６とが開通する（吸気バルブ開状態）。
【００１９】
（カム軸）
図１から図３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不図示の軸受部とカムハウジング７１、７２とに回転自在に支持されている。カム軸３の一端部には図示しないカムスプロケットが設けられており、このカムスプロケットには図示しないタイミングチェーンが巻き掛けられている。タイミングチェーンは、図示しないクランクシャフトの図示しないクランクスプロットに巻き掛けられており、タイミングチェーンは、クランクシャフトの回転をカム軸３に伝達する。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。
【００２０】
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１０の一部を構成するシリンダヘッド１を有する内燃機関１０の左右方向（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。
【００２１】
図１に示すように、カムハウジング７１、７２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。図２に示すように、カムハウジング７１は、カム軸３の一方の端部と他方の端部にそれぞれ設けられ、カムハウジング７２は、カム軸３の中央部に設けられている。
【００２２】
図２において、吸気バルブ１３は、２本１組で１つの燃焼室１６毎に設けられている。本実施形態の内燃機関１０は、第１気筒＃１、第２気筒＃２、第３気筒＃３、第４気筒＃４が直列に配置された直列４気筒エンジンからなり、吸気バルブ１３は、４組で８本設けられる。
【００２３】
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。
【００２４】
図１２、図１３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が設けられている。この位置決め機構３２は、カム軸３の外周面に形成され、かつ、このカム軸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、スプリング３４によってカム軸３の半径方向外側に付勢されるように設置されたボール３５と、カムキャリア４の内周面に形成される第１の位置決め用溝４６と、第２の位置決め用溝４７と、から構成される。
【００２５】
（カムキャリア）
図２、図３において、カム軸３には２つのカムキャリア４がカム軸３の軸線方向に並んで設けられている。一方のカムキャリア４は、カム軸３の軸線方向において互いに隣接する第１気筒＃１と第２気筒＃２に渡って配置されている。他方のカムキャリア４は、カム軸３の軸線方向において互いに隣接する第３気筒＃３と第４気筒＃４に渡って配置されている。２つのカムキャリア４は同様に構成されている。
【００２６】
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、カムキャリア４は、カム軸３と一体に回転するとともに、カム軸３に対して軸線方向に移動自在となる。
【００２７】
２つのカムキャリア４は可変カム部４４をそれぞれ備えており、この可変カム部４４は、第２気筒＃２および第３気筒＃３の吸気バルブ１３を作動する位置にそれぞれ配置されている。可変カム部４４の外周面にはバルブ作動特性の異なる高速カム４１および低速カム４２が軸線方向に並んで一体に設けられている。
【００２８】
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、被押し付けローラ１１Ａと接触し、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、被押し付けローラ１１Ａと接触する。
【００２９】
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。
【００３０】
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。カムキャリア４が回転したとき、ベース円部４１Ａ、４２Ａは被押し付けローラ１１Ａを押し下げない、すなわち、吸気バルブ１３を押し下げない。ノーズ部４１Ｂ、４２Ｂは被押し付けローラ１１Ａを押し下げる、すなわち、吸気バルブ１３をリフトする。
【００３１】
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。
【００３２】
このため、高速カム４１によって吸気バルブ１３を作動する場合には、低速カム４２によって吸気バルブ１３を作動する場合に比べて吸気バルブ１３の開放時間を長くできるとともに、リフト量を大きくすることができ、燃焼室１６により多くの吸入空気を吸気できる。
【００３３】
したがって、低速カム４２によって吸気バルブ１３を作動させる第２の位置よりも、高速カム４１によって吸気バルブ１３を作動させる第１の位置のほうが、内燃機関１０の出力が増大する。可変動弁装置２は運転状況に応じてカムキャリア４を移動させることによって、被押し付けローラ１１Ａに接触するカムを高速カム４１、または低速カム４２の何れかから選択し、吸気バルブ１３のリフト状態を変化させる。
【００３４】
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、高速カム４１および低速カム４２のベース円部４１Ａ、４２Ａは、軸線方向に面一に形成された連続面となっている。
【００３５】
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、吸気バルブ１３のリフトタイミングが規定される。
【００３６】
図２、図３において、カムキャリア４には固定カム部４９が一体にそれぞれ設けられており、この固定カム部４９は、第１気筒＃１および第４気筒＃４の吸気バルブ１３を作動する位置に配置されている。固定カム部４９の外周面には、カムキャリア４が移動してもバルブの作動特性が変化しない固定カム４８が設けられている。固定カム４８は、基礎となるベース円部４８Ａと、ベース円部４８Ａよりも半径方向外側に突出したノーズ部４８Ｂとを備える。
【００３７】
図５、図８において、固定カム４８のカム幅Ｗ１は、カムキャリア４のカム軸３の軸線方向への移動量Ｄ１と、固定カム４８に接する被押し付けローラ１１Ａの幅Ｗ２と、を足した寸法より大きく設定されている。換言すると、固定カム４８のカム幅Ｗ１は、高速カム４１と低速カム４２を合わせたカム幅と同じ、または、大きく設定されている。
【００３８】
これにより、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、の間でカムキャリア４が移動量Ｄ１だけ移動しても、固定カム４８は常にロッカアーム１１の被押し付けローラ１１Ａに接触し続け、第１気筒＃１および第４気筒＃４において吸気バルブ１３を作動させる。したがって、第１気筒＃１および第４気筒＃４ではカムの切換えは行われない。
【００３９】
図１２、図１３に示すように、第１の位置決め用溝４６と第２の位置決め用溝４７は、カムキャリア４の内周面におけるスプライン内歯４５（図３参照）が形成された領域に隣接する領域を周回するように形成されている。
【００４０】
これらの第１の位置決め用溝４６および第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がカムキャリア４の移動に応じて、何れかに嵌合されることで、カムキャリア４を第１の位置、または、第２の位置に位置決めさせる。
【００４１】
なお、低速カム４２においてノーズ部４２Ｂの半径をベース円部４２Ａと同じにした場合、カムキャリア４を第２の位置に切換えたときに、第２気筒＃２および第３気筒＃３の吸気バルブ１３を作動しないようにし、第２気筒＃２および第３気筒＃３を気筒休止状態にすることができる。
【００４２】
図２、図３、図５、図８に示すように、カムキャリア４の外周面には、本発明の凹形状部を構成するガイド溝４３が周回して連続するように形成されている。ガイド溝４３は、可変カム部４４と固定カム部４９の間に配置されている。換言すると、ガイド溝４３は、互いに隣り合う第１気筒＃１と第２気筒＃２の間、および、互いに隣り合う第３気筒＃３と第４気筒＃４の間に配置されている。
【００４３】
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。
【００４４】
ここで、第１の切換カム４３Ａは、本発明の第１の側壁を構成し、第２の切換カム４３Ｂは、本発明の第２の側壁を構成する。
【００４５】
第１の切換カム４３Ａおよび第２の切換カム４３Ｂのそれぞれは、カム軸３の軸線方向の幅が最小となる最小カム山部４３Ｃを備えており、最小カム山部４３Ｃは、フラット面である。
【００４６】
また、第１の切換カム４３Ａおよび第２の切換カム４３Ｂのそれぞれは、カム軸３の軸線方向の幅が最大となる最大カム山部４３Ｄと、最小カム山部４３Ｃと最大カム山部４３Ｄとの間を連絡する傾斜カム山部４３Ｅとを備えている。
【００４７】
また、第１の切換カム４３Ａの最小カム山部４３Ｃ、最大カム山部４３Ｄおよび傾斜カム山部４３Ｅと、第２の切換カム４３Ｂの最小カム山部４３Ｃ、最大カム山部４３Ｄおよび傾斜カム山部４３Ｅとの位相は、カム軸３の円周方向において、例えば、１８０°ずれている。なお、このずれ角は、これに限定されるものではない。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。
【００４８】
本実施形態では２つのカムキャリア４が２つのカムハウジング７１と１つのカムハウジング７２とで回転自在に支持されている。第１気筒＃１および第２気筒＃２に対応するカムキャリア４は、カムハウジング７１、７２により回転自在に支持されている。
【００４９】
このカムキャリア４は、カム軸３の軸線方向で第１気筒＃１の２つの吸気バルブ１３の間に配置されたカムハウジング７１により一端部が支持されており、カム軸３の軸線方向で第２気筒＃２と第３気筒＃３の間に配置されたカムハウジング７２の第２気筒＃２側の部位により他端部が支持されている。カムハウジング７２の第２気筒＃２側の部位が支持するカムキャリア４の他端部は、高速カム４１および低速カム４２が一体で設けられた可変カム部４４よりも第３気筒＃３側の部位である。
【００５０】
また、第３気筒＃３および第４気筒＃４に対応するカムキャリア４は、カム軸３の軸線方向で第４気筒＃４の２つの吸気バルブ１３の間に配置されたカムハウジング７１により他端部が支持されており、カム軸３の軸線方向で第２気筒＃２と第３気筒＃３の間に配置されたカムハウジング７２の第３気筒＃３側の部位により一端部が支持されている。カムハウジング７２の第３気筒＃３側の部位が支持するカムキャリア４の一端部は、高速カム４１および低速カム４２が一体で設けられた可変カム部４４よりも第２気筒＃２側の部位である。
【００５１】
このように、１つのカムハウジング７２により、第１気筒＃１および第２気筒＃２に対応するカムキャリア４の他端部と、第３気筒＃３および第４気筒＃４に対応するカムキャリア４の一端部との両方が同時に支持される。
【００５２】
（カム切換機構）
図５〜図１１において、カム切換機構５は、カム切換部材５１を備えており、カム切換部材５１は、カムキャリア４を挟んで対向する第１のアーム部５２および第２のアーム部５３を有する。なお、カム切換部材５１は、第１気筒＃１および第２気筒＃２に対応するカムキャリア４用と、第３気筒＃３および第４気筒＃４に対応するカムキャリア４用の２つが設けられている。
【００５３】
カム切換部材５１は、カム軸３の軸線方向視においてＶ字形状に形成されており、（図６、図７、図９、図１０参照）、カム切換部材５１を構成する第１のアーム部５２および第２のアーム部５３の基端５４は、連続している。
【００５４】
第１のアーム部５２および第２のアーム部５３の基端５４は、制御軸５５に取付けられている。制御軸５５は、第１気筒＃１および第２気筒＃２に対応する位置と、第３気筒＃３および第４気筒＃４に対応する位置とにそれぞれ設けられている。
【００５５】
すなわち、可変動弁装置２は、第１気筒＃１および第２気筒＃２用のカムキャリア４および制御軸５５と、第３気筒＃３および第４気筒＃４用のカムキャリア４および制御軸５５を有している。制御軸５５は、カム軸３、３０と平行に延びる回転中心軸５５Ａを有し、カム切換部材５１を回転中心軸５５Ａ周りに揺動させる。
【００５６】
第１気筒＃１および第２気筒＃２に対応する制御軸５５は、カムハウジング７１、７２の上部に形成された制御軸支持部７１Ａ、７２Ａにより回転自在に支持されている。
【００５７】
第１気筒＃１および第２気筒＃２に対応する制御軸５５は、カム軸３の軸線方向で第１気筒＃１の２つの吸気バルブ１３の間に配置されたカムハウジング７１の制御軸支持部７１Ａにより一端部が支持されており、カム軸３の軸線方向で第２気筒＃２と第３気筒＃３の間に配置されたカムハウジング７２の制御軸支持部７２Ａにより他端部が支持されている。
【００５８】
第３気筒＃３および第４気筒＃４に対応する制御軸５５は、カム軸３の軸線方向で第４気筒＃４の２つの吸気バルブ１３の間に配置されたカムハウジング７１の制御軸支持部７１Ａにより他端部が支持されており、カム軸３の軸線方向で第２気筒＃２と第３気筒＃３の間に配置されたカムハウジング７２の制御軸支持部７２Ａにより一端部が支持されている。
【００５９】
したがって、１つのカムハウジング７２により、第１気筒＃１および第２気筒＃２に対応する制御軸５５の他端部と、第３気筒＃３および第４気筒＃４に対応する制御軸５５の一端部との両方が同時に支持される。制御軸５５の外周部にはスペーサ７４が装着されており、このスペーサ７４は、カム切換部材５１とカムハウジング７１の間、およびカム切換部材５１とカムハウジング７２の間にそれぞれ設けられている。スペーサ７４は、カム軸３の軸線方向におけるカム切換部材５１の位置を保持している。
【００６０】
ヘッドカバー１Ａにはアクチュエータ６１が取付けられており、このアクチュエータ６１は、各カム切換部材５１の第１のアーム部５２に対向して配置されている。ここで、可変動弁装置２は２つのカム切換部材５１を備えているため、アクチュエータ６１も２つ設けられている。アクチュエータ６１は、カム切換え部材５１の第１のアーム部５２に対向して配置されている。
【００６１】
アクチュエータ６１はプランジャ６１Ａを有しており、このプランジャ６１Ａは、第１のアーム部５２の先端部の外側に形成された連結部５２Ｃに連結されている。このため、アクチュエータ６１は、プランジャ６１Ａによって第１のアーム部５２を介してカム切り換え部材５１を揺動させる。カム切換え部材５１が揺動すると制御軸５５が一体で揺動する。したがって、第２気筒＃２の吸気バルブ１３と、第３気筒＃３の吸気バルブ１３は、各アクチュエータ６１によりそれぞれ独立してリフト状態が制御される。
【００６２】
図１において、ヘッドカバー１Ａの上部にはハウジング６２が取付けられており、ハウジング６２は、カム軸３の一端部から他端部に向かって延びている。ハウジング６２の内部にはオイルセパレータ室６３が形成されており、オイルセパレータ室６３は、ハウジング６２の内周面とヘッドカバー１Ａの上面とによって囲まれる空間から構成される。
【００６３】
オイルセパレータ室６３には、例えば、図示しない衝突壁がカム軸３の一端部から他端部に向かって交互に配置されている。ヘッドカバー１Ａからオイルセパレータ室６３に導入されるブローバイガスは、衝突壁に衝突することでブローバイガスに含まれるオイルが分離される。
【００６４】
オイルが分離されたブローバイガスは、オイルセパレータ室６３から図示しないブローバイガス排出管を通して図示しない吸気管に導入された後、吸気管から燃焼室１６に導入され、燃焼室１６で燃焼される。
【００６５】
ここで、ブローバイガスは、燃焼室１６から内燃機関の図示しないクランクケース内に漏出した未燃焼の混合気や燃焼ガスであり、ブローバイガスは、クランクケースから図示しないブローバイガス導入管を通してオイルセパレータ室６３に導入される。
【００６６】
図１において、ヘッドカバー１Ａの上壁１ａにはオイルセパレータ室６３側に膨れ出る膨出部１ｂが形成されており、制御軸５５は、膨出部１ｂよりもカム軸３側に設置される。これにより、制御軸５５は、ヘッドカバー１Ａおよびハウジング６２によって二重に覆われる。
【００６７】
図３、図７、図１１において、カムキャリア４に対向する第１のアーム部５２の先端部の内側には第１の切換ピン５２Ａが設けられており、カム切換部材５１が一方向に揺動したときに、第１の切換ピン５２Ａは、ガイド溝４３に挿入される。
【００６８】
図３、図５、図１０において、カムキャリア４に対向する第２のアーム部５３の先端部の内側には第２の切換ピン５３Ａが設けられており、カム切換部材５１が他方向に揺動したときに、第２の切換ピン５３Ａは、ガイド溝４３に挿入される。
【００６９】
図３において、第２の切換ピン５３Ａは第１の切換ピン５２Ａに対してカム軸３の軸線方向に離隔している。
【００７０】
カム軸３の軸線方向における第１の切換ピン５２Ａの中心軸と第２の切換ピン５３Ａの中心軸との距離は、高速カム４１の幅方向中心軸と低速カム４２の幅方向中心軸との距離と同じである。
【００７１】
すなわち、カム軸３の軸線方向における第１の切換ピン５２Ａの中心軸と第２の切換ピン５３Ａの中心軸との距離は、高速カム４１と低速カム４２とのピッチと同じである。
【００７２】
図２、図３、図５、図８、図１１において、カムキャリア４の外周部には第１のストッパ部６４Ａおよび第２のストッパ部６４Ｂが設けられている。第１のストッパ部６４Ａおよび第２のストッパ部６４Ｂは、第１の切換カム４３Ａおよび第２の切換カム４３Ｂに対してカムキャリア４の軸線方向外方に設けられており、第１のストッパ部６４Ａおよび第２のストッパ部６４Ｂは、カムキャリア４の半径方向外方に広がるようにフランジ状に形成される。
【００７３】
なお、第１のストッパ部６４Ａおよび第２のストッパ部６４Ｂは、同一形状に形成されており、第１のストッパ部６４Ａおよび第２のストッパ部６４Ｂの半径方向外端の高さは、同一である。
【００７４】
ここで、第１のストッパ部６４Ａおよび第２のストッパ部６４Ｂは、鋳造等によりカムキャリア４と一体成形してもよい。このようにすれば、カムキャリア４の生産性を向上できる。また、第１のストッパ部６４Ａおよび第２のストッパ部６４Ｂは、カムキャリア４と別体成形してカムキャリア４に後付けしたものでもよい。
【００７５】
第１のストッパ部６４Ａおよび第２のストッパ部６４Ｂは、第１のアーム部５２または第２のアーム部５３と接触することによって、カムキャリア４が所定の位置を超えてカム軸３の軸線方向に移動し過ぎることを規制する機能を有する。
【００７６】
具体的には、図１１において、第１のアーム部５２の幅方向側面は、第１のストッパ部６４Ａに対向して第１のストッパ部６４Ａに接触する第１の接触部５２Ｂを有する。第１の接触部５２Ｂは、第１のストッパ部６４Ａに対向する第１のアーム部５２の幅方向側面から第１のストッパ部６４Ａ側に突出しており、第１のアーム部５２の先端部は幅広に形成される。
【００７７】
また、図５において、第２のアーム部５３は、第２のストッパ部６４Ｂに対向して第２のストッパ部６４Ｂに接触する第２の接触部５３Ｂを有する。第２の接触部５３Ｂは、第１のストッパ部６４Ａに対向する第２のアーム部５３の幅方向側面から第２のストッパ部６４Ｂ側に突出しており、第２のアーム部５３の先端部は幅広に形成される。
【００７８】
カム切換部材５１は、制御軸５５と一体で一方向に揺動したときに、第１のアーム部５２の第１の切換ピン５２Ａがガイド溝４３に挿入され、第２のアーム部５３の第２の切換ピン５３Ａがガイド溝４３から離脱される。
【００７９】
また、カム切換部材５１は、制御軸５５と一体で他方向に揺動したときに、第２のアーム部５３の第２の切換ピン５３Ａがガイド溝４３に挿入され、第１のアーム部５２の第１の切換ピン５２Ａがガイド溝４３から離脱される。
【００８０】
図３に示すように、第１の切換ピン５２Ａがガイド溝４３に挿入されたときに、カム軸３の軸線方向において第１のストッパ部６４Ａと重なるように第１のアーム部５２に第１の接触部５２Ｂが設けられる。
【００８１】
また、第１のストッパ部６４Ａおよび第２のストッパ部６４Ｂの半径方向外端の高さが同一であることから、第２の切換ピン５３Ａがガイド溝４３に挿入されたときに、カム軸３の軸線方向において第２のストッパ部６４Ｂと重なるように第２のアーム部５３に第２の接触部５３Ｂが設けられる。
【００８２】
なお、第１の切換ピン５２Ａは、本発明の第１の切換部を構成し、第２の切換ピン５３Ａは、本発明の第２の切換部を構成する。
【００８３】
図３において、カム軸３の軸線方向における第１のストッパ部６４Ａと第２のストッパ部６４Ｂとの間の距離は、カム軸３の軸線方向における高速カム４１または低速カム４２の幅と、カム軸３の軸線方向における第１のアーム部５２の先端部または第２のアーム部５３の先端部の幅とを足した距離に形成される。
【００８４】
次に、作用を説明する。以下、図５〜図１３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。図５〜図１３において、矢印Ｒ１方向がカム軸３の回転方向である。
【００８５】
（高速カム４１による運転と低速カム４２による運転との切り換え）
高速カム４１による運転時には、図５、図６、図７、図１１に示すように、アクチュエータ６１のプランジャの６１Ａの進動により、カム切換部材５１を制御軸５５と一体で一方向に揺動させる。このとき、第１のアーム部５２の第１の切換ピン５２Ａがガイド溝４３に挿入される。
【００８６】
カムキャリア４の第１の切換カム４３Ａは、最大カム山部４３Ｄと最小カム山部４３Ｃとの間を連絡してカム軸３の軸線方向に膨れ出る傾斜カム山部４３Ｅを備えている。これにより、カムキャリア４が第２の位置にあるときに第１の切換ピン５２Ａがガイド溝４３に挿入されると、第１の切換ピン５２Ａが第１の切換カム４３Ａの最小カム山部４３Ｃに接触した後、傾斜カム山部４３Ｅに接触してカムキャリア４に軸線方向右方（図１１の左方）の力が作用する。
【００８７】
このため、カムキャリア４は、第１の切換ピン５２Ａにより第１の切換カム４３Ａが図１１の左方に押し付けられることで第１の位置まで移動する。このとき、低速カム４２のベース円部４２Ａおよび高速カム４１のベース円部４１Ａがロッカアーム１１の被押し付けローラ１１Ａに対して接触している区間内にカムキャリア４の移動が完了する。
【００８８】
このように第１の切換ピン５２Ａをカム軸３の軸線方向に移動させることにより、第１の切換ピン５２Ａが第１の切換カム４３Ａの最小カム山部４３Ｃから傾斜カム山部４３Ｅを通して最大カム山部４３Ｄに接触してカムキャリア４を第１の位置に移動させる。
【００８９】
また、このようにカムキャリア４がカム軸３に対して第１の位置に移動するときに、カム軸３側のボール３５が図１２、図１３に示す第２の位置決め用溝４７から外れて、第１の位置決め用溝４６に移動して嵌合した状態となる。この結果、カムキャリア４は、カム軸３に対して高速カム４１が選択された第１の位置に固定される。
【００９０】
また、このように高速カム４１が選択されてカムキャリア４が第１の位置にある場合において、図８、図９、図１０に示すように低速カム４２への切換えを行うまでの間は、第１の切換ピン５２Ａは、図１１に示すように、ガイド溝４３の最大カム山部４３Ｄに対向して高速カム４１の位置が保たれ、高速カム４１が作動し続ける。
【００９１】
また、図１１に示すように、カムキャリア４がカム軸３に対して第１の位置に移動すると、第１のストッパ部６４Ａが位置Ｐ２から位置Ｐ１に移動量Ｄ１だけ移動し、第１のアーム部５２の第１の接触部５２Ｂに接触する。これにより、カムキャリア４が慣性力により第１の位置を超えてカム軸３の軸線方向に移動し過ぎることが規制される。
【００９２】
一方、低速カム４２による運転時には、図８、図９、図１０に示すように、アクチュエータ６１のプランジャの６１Ａの退動により、カム切換部材５１を制御軸５５と一体で他方向に揺動させる。このとき、第２のアーム部５３の第２の切換ピン５３Ａがガイド溝４３に挿入され、第１のアーム部５２の第１の切換ピン５２Ａがガイド溝４３から離脱する。
【００９３】
カムキャリア４の第２の切換カム４３Ｂは、最大カム山部４３Ｄと最小カム山部４３Ｃとの間を連絡してカム軸３の軸線方向に膨れ出る傾斜カム山部４３Ｅを備えている。これにより、カムキャリア４が第１の位置にあるときに第２の切換ピン５３Ａがガイド溝４３に挿入されると、カムキャリア４の回転に伴って、第２の切換ピン５３Ａが第１の切換カム４３Ａの最小カム山部４３Ｃに接触した後、傾斜カム山部４３Ｅに接触してカムキャリア４に軸線方向左方（図８の左方）の力が作用する。
【００９４】
このため、カムキャリア４は、第２の切換ピン５３Ａにより第２の切換カム４３Ｂが図８の左方に押し付けられることで第２の位置まで移動する。このとき、低速カム４２のベース円部４２Ａおよび高速カム４１のベース円部４１Ａがロッカアーム１１の被押し付けローラ１１Ａに対して接触している区間内にカムキャリア４の移動が完了する。
【００９５】
このように第２の切換ピン５３Ａをカム軸３の軸線方向に移動させることにより、第２の切換ピン５３Ａが第２の切換カム４３Ｂの最小カム山部４３Ｃから傾斜カム山部４３Ｅを通して最大カム山部４３Ｄに接触してカムキャリア４を第２の位置に移動させる。
【００９６】
また、このようにカムキャリア４がカム軸３に対して第２の位置に移動するときに、カム軸３側のボール３５が図１２、図１３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に移動して嵌合した状態となる。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が選択された第２の位置に固定される（図８参照）。このとき、図１０に示すように、第１のアーム部５２の第１の切換ピン５２Ａは、ガイド溝４３から離脱する。
【００９７】
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２の切換ピン５３Ａは、ガイド溝４３の最大カム山部４３Ｄに対向して低速カム４２の位置が保たれ、低速カム４２が作動し続ける。
【００９８】
また、図８に示すように、カムキャリア４がカム軸３に対して第２の位置に移動すると、第２のストッパ部６４Ｂが位置Ｐ１から位置Ｐ２に移動量Ｄ１だけ移動し、第２のアーム部５３の第２の接触部５３Ｂに接触するため、カムキャリア４が慣性力により第１の位置を超えてカム軸３の軸線方向に移動し過ぎることが規制される。
【００９９】
実施形態の可変動弁装置２によれば、カムキャリア４は、互いに隣り合う第１気筒＃１と第２気筒＃２に渡って配置され、また、第３気筒＃３と第４気筒＃４に渡って配置されている。可変カム部４４はこれらの気筒のうち一方の気筒である第２気筒＃２、第３気筒＃３に配置されている。
【０１００】
また、固定カム部４９は、カムキャリア４に一体に設けられ、かつ、これらの気筒のうち他方の気筒である第１気筒＃１、第４気筒＃４に配置されており、カムキャリア４が移動してもバルブの作動特性が変化しない固定カム４８を有する。
【０１０１】
そして、カムキャリア４のカム軸３の軸線方向への移動によって、第２気筒＃２および第３気筒＃３で高速カム４１と低速カム４２の間でカムの切換えを行い、固定カム部４９で第１気筒＃１および第４気筒＃４の吸気バルブ１３を作動させる。
【０１０２】
これにより、第２気筒＃２の吸気バルブ１３を作動させる可変カム部４４と第１気筒＃１の吸気バルブ１３を作動させる固定カム部４９とが１つのカムキャリア４に設けられており、また、第３気筒＃３の吸気バルブ１３を作動させる可変カム部４４と第４気筒＃４の吸気バルブ１３を作動させる固定カム部４９とが１つのカムキャリア４に設けられているので、互いに隣接する第１気筒＃１と第２気筒＃２との間でカムキャリア４を共有でき、互いに隣接する第３気筒＃３と第４気筒＃４との間でカムキャリア４を共有できる。
【０１０３】
これにより、第１気筒＃１において第２気筒＃２のカムキャリア４と別体のカムキャリアを設けることを不要にでき、第４気筒＃４において第３気筒＃３のカムキャリア４と別体のカムキャリアを設けることを不要にできる。このため、別体のカムキャリアをカム軸３に固定するための固定部品や固定工程を不要にできる。
【０１０４】
この結果、部品点数と製造工程数を削減できる内燃機関の可変動弁装置２を提供できる。
【０１０５】
また、本実施形態の可変動弁装置２によれば、高速カム４１または低速カム４２に接触する円状の被押し付けローラ１１Ａを有するロッカアーム１１を備え、固定カム４８のカム幅Ｗ１は、カムキャリア４のカム軸３の軸線方向への移動量Ｄ１と、固定カム４８に接する被押し付けローラ１１Ａの幅Ｗ２と、を足した寸法より大きい。
【０１０６】
これにより、カムキャリア４がカム軸３の軸線方向に移動したときに、固定カム４８が被押し付けローラ１１Ａから外れることを防止できる。
【０１０７】
また、本実施形態の可変動弁装置２によれば、ガイド溝４３を可変カム部４４と固定カム部４９との間に配置している。ここで、本実施形態の可変動弁装置２では、カムキャリア４の可変カム部４４と固定カム部４９との間は、互いに隣り合う２つの気筒の間であるため、ガイド溝４３を配置できるスペースがある。
【０１０８】
これにより、ガイド溝４３を可変カム部４４と固定カム部４９との間に配置することで、ガイド溝４３およびカム切換部材等を効率的に配置しつつ、可変動弁装置２を小型化および重量低減することができる。
【０１０９】
また、本実施形態の可変動弁装置２によれば、複数のカムキャリア４を同一軸線上に互いに隣接して配置し、カムキャリア４を回転自在に支持するカムハウジング７２をシリンダヘッド１に設け、１つのカムハウジング７２は、互いに隣接する一方のカムキャリア４の端部と、他方のカムキャリア４の端部を、同時に支持している。
【０１１０】
これにより、１つのカムハウジング７２で２つのカムキャリア４の端部を支持できるため、カムハウジング７の個数を削減することができ、可変動弁装置２を小型化および重量低減することができる。
【０１１１】
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】
【０１１２】
１…シリンダヘッド、２…可変動弁装置、３…カム軸、４…カムキャリア、５…カム切換機構、１０…内燃機関、１１…ロッカアーム、１１Ａ…被押し付けローラ（ローラ部）、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…第１の切換カム（第１の側壁）、４３Ｂ…第２の切換カム（第２の側壁）、４４…可変カム部、４８…固定カム、４９…固定カム部、５１…カム切換部材、５２…第１のアーム部、５３…第２のアーム部、５５…制御軸、５５Ａ…回転中心軸、７１，７２…カムハウジング、Ｄ１…移動量、Ｗ１…カム幅、Ｗ２…幅（ローラの幅）
【図１】
0006331926.tif 000002
【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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