(57)【要約】【課題】カムピースの磨耗またはカムピースが押し付けられる内燃機関の所定部位の磨耗を抑制することができる可変動弁装置を提供する。【解決手段】可変動弁装置（５）は、複数のカム（２１，２２）を有し機関弁（１００）を駆動するカムの切替え時にカム軸（１０）の軸線方向にカム軸に対して移動するとともに、軸線方向に対して傾斜した第１傾斜面（５２）と第１傾斜面に接続した第２傾斜面（５３）とを有するカムピース（２０）と、機関弁を駆動するカムの切替え終了後に第１傾斜面に圧力を与え、カムの切替え時に第２傾斜面に圧力を与える圧力付与部材（４０）とを備え、第１傾斜面は、カムの切替え終了後に圧力付与部材から受ける圧力を軸線方向に分解した分力の方向がカムピースを内燃機関の所定部位（１３０，１３１）に押し付ける方向になるように、軸線方向に対して傾斜し、第１傾斜面の傾斜角度は第２傾斜面の傾斜角度よりも小さい。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の機関弁を駆動するカムとして複数のカムを有し、前記機関弁を駆動する前記カムの切替え時にカム軸の軸線方向に前記カム軸に対して移動するとともに、前記軸線方向に対して傾斜した第１傾斜面と前記第１傾斜面に接続した第２傾斜面とを有するカムピースと、
前記機関弁を駆動する前記カムの切替え終了後に前記第１傾斜面に圧力を与え、前記カムの切替え時に前記第２傾斜面に圧力を与える圧力付与部材と、を備え、
前記第１傾斜面は、前記カムの切替え終了後に前記圧力付与部材から受ける前記圧力を前記軸線方向に分解した分力の方向が前記カムピースを前記内燃機関の所定部位に押し付ける方向になるように、前記軸線方向に対して傾斜し、
前記第１傾斜面の傾斜角度は前記第２傾斜面の傾斜角度よりも小さい、可変動弁装置。
【請求項２】
前記カムピースは前記軸線方向に対して傾斜した溝方向を有する溝を備え、
前記カムの切替え時において前記溝に係合する溝係合部材をさらに備える請求項１記載の可変動弁装置。
【請求項３】
前記第１傾斜面および前記第２傾斜面は、前記カムピースの前記カム軸に対向する面に設けられた凹部に形成され、
前記圧力付与部材は、前記第１傾斜面および前記第２傾斜面に当接する当接部材と、前記カム軸に設けられた穴に配置され、前記当接部材を前記カム軸の前記軸線方向に垂直な方向に付勢する付勢部材と、を備える請求項１または請求項２に記載の可変動弁装置。
【請求項４】
前記内燃機関の前記所定部位はカムキャップである請求項１〜３のいずれか１項に記載の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変動弁装置、特に内燃機関に用いられる可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、可変動弁装置として、内燃機関の機関弁を駆動するカムの種類を切替えるカム切替え式の可変動弁装置が知られている。このような可変動弁装置として、例えば特許文献１には、カムプロフィールの異なるカムを有するカムピースをカム軸に配置し、カムピースをカム軸の軸線方向に移動させることでカムを切替える可変動弁装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−４２７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に例示されているようなカム切替え式の可変動弁装置を、カムの切替え終了後において、内燃機関の所定部位にカムピースを押し付けることでカムピースのカム軸に対する軸線方向の位置を保持するように改良した場合、カムピースはカム軸の回りを回転しながら内燃機関の所定部位に押し付けられることになる。この場合、カムピースの内燃機関の所定部位への押し付け力が適切でない場合には、カムピースまたは内燃機関の所定部位の磨耗が大きくなるおそれがある。
【０００５】
本発明は、カムピースの磨耗またはカムピースが押し付けられる内燃機関の所定部位の磨耗を抑制することができる可変動弁装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る可変動弁装置は、内燃機関の機関弁を駆動するカムとして複数のカムを有し、前記機関弁を駆動する前記カムの切替え時にカム軸の軸線方向に前記カム軸に対して移動するとともに、前記軸線方向に対して傾斜した第１傾斜面と前記第１傾斜面に接続した第２傾斜面とを有するカムピースと、前記機関弁を駆動する前記カムの切替え終了後に前記第１傾斜面に圧力を与え、前記カムの切替え時に前記第２傾斜面に圧力を与える圧力付与部材と、を備え、前記第１傾斜面は、前記カムの切替え終了後に前記圧力付与部材から受ける前記圧力を前記軸線方向に分解した分力の方向が前記カムピースを前記内燃機関の所定部位に押し付ける方向になるように、前記軸線方向に対して傾斜し、前記第１傾斜面の傾斜角度は前記第２傾斜面の傾斜角度よりも小さい。
【０００７】
本発明に係る可変動弁装置によれば、カムの切替え終了後において、カムピースを内燃機関の所定部位に押し付けることができる。それにより、カムの切替え終了後において、カムピースのカム軸に対する軸線方向の位置を保持することができる。また、第１傾斜面の傾斜角度が第２傾斜面の傾斜角度よりも小さいことから、カムの切替え終了後に第１傾斜面に圧力付与部材から付与される圧力を軸線方向に分解した分力の大きさを、カムの切替え時に第２傾斜面に圧力付与部材から付与される圧力を軸線方向に分解した分力の大きさよりも小さくすることができる。それにより、第１傾斜面の傾斜角度が第２傾斜面の傾斜角度と同じ場合に比較して、カムの切替え終了後にカムピースを内燃機関の所定部位に押し付ける力を小さくすることができる。その結果、カムピースの磨耗またはカムピースが押し付けられる内燃機関の所定部位の磨耗を抑制することができる。
【０００８】
上記構成において、前記カムピースは前記軸線方向に対して傾斜した溝方向を有する溝を備え、上記構成は前記カムの切替え時において前記溝に係合する溝係合部材をさらに備えていてもよい。この構成によれば、カムの切替え時において溝係合部材が溝に係合することで、カムピースをカム軸の軸線方向に移動させることができる。
【０００９】
上記構成において、前記第１傾斜面および前記第２傾斜面は、前記カムピースの前記カム軸に対向する面に設けられた凹部に形成され、前記圧力付与部材は、前記第１傾斜面および前記第２傾斜面に当接する当接部材と、前記カム軸に設けられた穴に配置され、前記当接部材を前記カム軸の前記軸線方向に垂直な方向に付勢する付勢部材と、を備えていてもよい。この構成によれば、圧力付与部材をカムピースおよびカム軸の内部に収容することができる。それにより可変動弁装置をコンパクトにすることができる。
【００１０】
上記構成において、前記内燃機関の前記所定部位はカムキャップでもよい。この構成によれば、カムピースの磨耗またはカムキャップの磨耗を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、カムピースの磨耗またはカムピースが押し付けられる内燃機関の所定部位の磨耗を抑制することができる可変動弁装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１（ａ）は可変動弁装置を示す模式図である。図１（ｂ）はカムピースの内部を示す模式的断面図である。図１（ｃ）はカムピースの第１凹部および第２凹部を説明するための模式的断面図である。
【図２】図２は、図１（ａ）の状態からカムピースがカム軸に対して軸線方向に移動した様子を示す模式図である。
【図３】図３（ａ）は溝の詳細を説明するための模式図である。図３（ｂ）〜図３（ｄ）は溝係合部材の溝への係合態様を説明するための模式図である。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｃ）は、カムの切替え時および切替え終了後における第１傾斜面および第２傾斜面と圧力付与部材との係合関係を説明するための模式的断面図である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｃ）は第１傾斜面および第２傾斜面の詳細を説明するための模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態を説明する。
【実施例１】
【００１４】
本発明の実施例１に係る可変動弁装置５について説明する。図１（ａ）は可変動弁装置５を示す模式図である。可変動弁装置５は、カム軸１０と、カムピース２０と、溝係合装置３０とを備えている。カムピース２０は、複数のカム（第１カム２１および第２カム２２）と、溝２３を有する溝形成部２４とを備えている。溝係合装置３０は、溝係合部材３１と駆動部３２とを備えている。可変動弁装置５は、内燃機関に配備されている。この内燃機関は、機関弁１００と、ロッカーアーム１１０と、軸受（第１軸受１２０および第２軸受１２１）と、カムキャップ（第１カムキャップ１３０および第２カムキャップ１３１）とを備えている。なお、図１（ａ）は機関弁１００を駆動するカムが第２カム２２の場合における可変動弁装置５を模式的に示している。
【００１５】
図１（ａ）において左側は車両の右前輪（Ｆｒ）側であり、右側は右後輪（Ｒｒ）側である。本実施例に係る可変動弁装置５は、カム軸１０の一端側がＦｒ側に位置し、カム軸１０の他端側がＲｒ側に位置するように、車両に搭載された内燃機関に配備されている。但し可変動弁装置５の配置態様は、このような図１（ａ）に示す配置態様に限定されるものではなく、例えばカム軸１０の一端側が左前輪側に位置し、他端側が左後輪側に位置する配置態様でもよく、その他の配置態様でもよい。
【００１６】
カム軸１０は、第１軸受１２０および第２軸受１２１によって軸支されている。第１カムキャップ１３０は、カム軸１０を第１軸受１２０に保持するためのキャップである。第２カムキャップ１３１は、カム軸１０を第２軸受１２１に保持するためのキャップである。カム軸１０は、内燃機関のクランクシャフトの動力がベルト等の動力伝達部材によって伝達されることで軸線１１を回転中心線として回転する。これ以降、カム軸１０の軸線１１に沿った方向を軸線方向と称する。図１（ａ）において左右方向がカム軸１０の軸線方向になっている。
【００１７】
カムピース２０は、カム軸１０に配置されている。具体的にはカムピース２０は、カム軸１０の軸線方向にカム軸１０に対して移動可能にカム軸１０に配置されている。本実施例に係るカムピース２０は、機関弁１００を駆動するカムの切替え時において、溝係合装置３０の溝係合部材３１からの力を受けてカム軸１０の軸線方向にカム軸１０に対して移動する。
【００１８】
図２は、図１（ａ）の状態からカムピース２０がカム軸１０に対して軸線方向に移動して、機関弁１００を駆動するカムが第１カム２１に切替わった様子を模式的に示している。図１（ａ）および図２に示すように、カムピース２０がカム軸１０に対して軸線方向に移動することで、機関弁１００を駆動するカムを切り替えることができる。具体的には、機関弁１００を駆動するカムを第１カム２１（図２）と第２カム２２（図１（ａ））との間で切替えることができる。
【００１９】
図１（ａ）を参照して、カムピース２０は、カム軸１０に対して回転不能にカム軸１０に配置されている。具体的にはカム軸１０の少なくともカムピース２０が摺動する部分にはスプライン１２が形成されており、カムピース２０のカム軸１０の内周面にもスプライン１２に対応したスプラインが形成されている。この構成によって、カム軸１０が回転したときにカムピース２０はカム軸１０と一体となって回転することができるとともに、カムピース２０はカム切替え時においてカム軸１０の軸線方向にカム軸１０に対して移動することができる。なおカムピース２０のカム軸１０に対する軸線方向の移動を許容しつつカムピース２０のカム軸１０に対する回転を抑止する機構は、本実施例のようなスプライン１２を用いた機構に限定されるものではない。
【００２０】
第１カム２１は、第２カム２２よりもＦｒ側に配置されている。本実施例に係る内燃機関は、１つの気筒に２つの機関弁１００を備えている。そのため、第１カム２１および第２カム２２は各機関弁１００に対応するように、１つの気筒に対して２個づつ設けられている。本実施例に係る溝形成部２４は、一方の機関弁１００に対応した第２カム２２（Ｆｒ側の第２カム２２）と他方の機関弁１００に対応した第１カム２１（Ｒｒ側の第１カム２１）とによって挟持されている。溝形成部２４の溝２３は、溝形成部２４の外周面に形成されている。溝２３の詳細は、後述する図３において説明する。
【００２１】
本実施例において第１カム２１および第２カム２２（以下、両者をカムと総称する場合がある）が駆動する機関弁１００の種類は、吸気弁である。但し、機関弁１００の種類はこれに限定されるものではなく、排気弁であってもよい。またカムは、ロッカーアーム１１０を介して機関弁１００を駆動している。すなわちロッカーアーム１１０は、カムの動力を機関弁１００に伝達するカム動力伝達部材としての機能を有している。
【００２２】
なおカムによる機関弁１００の駆動方式は、本実施例のようなロッカーアーム式の駆動方式に限定されるものではない。カムによる機関弁１００の他の駆動方式として、直動式の駆動方式等、種々の駆動方式を用いることができる。カムによる機関弁１００の駆動方式として、直動式の駆動方式を用いる場合、カム動力伝達部材としてバルブリフタを用いることができる。但し、カム動力伝達部材の構成は、カムの動力を機関弁１００に伝達可能なものであれば、ロッカーアーム１１０、バルブリフタ等に限定されるものではない。
【００２３】
溝係合装置３０は、カムの切替え時においてカムピース２０を軸線方向に移動させる装置である。溝係合装置３０の具体的構成は、カムピース２０を軸線方向に移動させることが可能なものであれば特に限定されるものではないが、本実施例に係る溝係合装置３０は、前述したように溝係合部材３１と駆動部３２とを備えている。
【００２４】
溝係合部材３１は、カムの切替え時において溝２３に係合する部材である。溝係合部材３１の具体的構成は、溝２３に係合可能なものであれば特に限定されるものではない。本実施例においては、溝係合部材３１の一例として、棒形状のピンを用いる。
【００２５】
駆動部３２は、溝係合部材３１を駆動する装置である。駆動部３２は、溝係合部材３１が溝２３に係合した場合にカム軸１０の軸線方向に移動しないように、内燃機関の所定の部位によって支持されている。駆動部３２を支持する内燃機関の所定の部位は、特に限定されるものではなく、シリンダヘッド、シリンダヘッドカバー等を用いることができる。本実施例に係る駆動部３２は、内燃機関のシリンダヘッドに固定される形で内燃機関によって支持されているものとする。
【００２６】
駆動部３２は、溝係合部材３１が駆動部３２に対して出没するように溝係合部材３１を駆動する。駆動部３２の具体的構成は、特に限定されるものではないが、本実施例においては、一例として、ソレノイドアクチュエータを用いる。ソレノイドアクチュエータは、制御装置（図示せず）からの指示を受けて作動し、溝係合部材３１を駆動部３２に対して出没させる。
【００２７】
駆動部３２を制御する制御装置としては、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）を用いることができる。この制御装置は、カム軸１０の位置を検出するカムポジションセンサおよび内燃機関のクランクシャフトの位置を検出するクランクポジションセンサの検出結果に基づいて溝２３の位置を取得し、カム切替え時において溝係合部材３１が溝２３に係合するように駆動部３２を制御する。溝係合装置３０は、この制御装置も構成要件の一つに含んでいる。
【００２８】
図１（ｂ）は、カムピース２０の内部を示す模式的断面図である。具体的には図１（ｂ）は、溝形成部２４のカム軸１０に対向する部分の近傍を模式的に断面図示している。可変動弁装置５は、圧力付与部材４０を備えている。圧力付与部材４０は、当接部材４１と、付勢部材４２とを備えている。当接部材４１は、カムピース２０のカム軸１０に対向する面に当接する部材である。本実施例においては当接部材４１の一例として、球を用いる。
【００２９】
付勢部材４２は、当接部材４１をカム軸１０の軸線方向に垂直な方向（図１（ｂ）においては上方）に付勢する部材である。本実施例に係るカム軸１０にはカム軸１０の軸線方向に垂直な方向を深さ方向とする穴１３が形成されており、付勢部材４２はこの穴１３に配置されている。なお穴１３の径は、当接部材４１の径よりも大きく設定されている。本実施例においては付勢部材４２の一例として、バネを用いる。
【００３０】
カムピース２０のカム軸１０に対向する面には、第１凹部５０および第２凹部５１が設けられている。図１（ｃ）は、カムピース２０の第１凹部５０および第２凹部５１を説明するための模式的断面図である。第１凹部５０および第２凹部５１には、それぞれカム軸１０の軸線方向に対して傾斜した第１傾斜面５２と、第１傾斜面５２に接続した第２傾斜面５３とが形成されている。第１傾斜面５２の傾斜角度は、第２傾斜面５３の傾斜角度よりも小さく設定されている。なお本実施例に係る第１凹部５０および第２凹部５１は、カムピース２０の溝形成部２４の部分に形成されている。但し第１凹部５０および第２凹部５１が形成されている部位は、これに限定されるものではなく、例えば第１凹部５０および第２凹部５１はカムピース２０のカムの部分に形成されていてもよく、溝形成部２４とカムの部分とに亘って形成されていてもよい。
【００３１】
付勢部材４２によって付勢された当接部材４１は、機関弁１００を駆動するカムの切替終了後に第１傾斜面５２に当接する。それにより、圧力付与部材４０はカムの切替え終了後において第１傾斜面５２に圧力を与えることができる。また、付勢部材４２によって付勢された当接部材４１は、カムの切替え時には第２傾斜面５３に当接する。それにより、圧力付与部材４０はカムの切替え時において第２傾斜面５３に圧力を与えることができる。すなわち、本実施例に係る圧力付与部材４０は、カムの切替え終了後に第１傾斜面５２に圧力を与え、カムの切替え時に第２傾斜面５３に圧力を与える部材である。このような部材であれば、圧力付与部材４０の具体的構成は、本実施例のような当接部材４１と付勢部材４２とを備える構成に限定されるものではない。また当接部材４１の具体的構成も球に限定されるものではなく、付勢部材４２の具体的構成もバネに限定されるものではない。
【００３２】
図３（ａ）は溝２３の詳細を説明するための模式図である。具体的には図３（ａ）は、溝２３を溝形成部２４の周方向に展開した状態を模式的に図示している。図３（ａ）において溝形成部２４の回転方向（これはカム軸１０の回転方向でもある）は、上方向である。溝２３は、カム軸１０の軸線方向に対して垂直な溝方向を有する第１垂直部２５、第２垂直部２７および第３垂直部２９を有している。また溝２３は、カム軸１０の軸線方向に対して傾斜した溝方向を有する第１傾斜部２６および第２傾斜部２８を有している。第１垂直部２５、第１傾斜部２６、第２垂直部２７、第２傾斜部２８および第３垂直部２９は、この順に接続している。
【００３３】
機関弁１００を駆動するカムが第１カム２１から第２カム２２に切り替わる場合、溝係合部材３１は、第１垂直部２５、第１傾斜部２６および第２垂直部２７を順に係合する。機関弁１００を駆動するカムが第２カム２２から第１カム２１に切り替わる場合、溝係合部材３１は、第２垂直部２７、第２傾斜部２８および第３垂直部２９を順に係合する。
【００３４】
図３（ｂ）〜図３（ｄ）は溝係合部材３１の溝２３への係合態様を説明するための模式図である。図３（ｂ）〜図３（ｄ）の上段には、溝係合部材３１が溝２３に係合した様子が模式的に図示されており、下段には機関弁１００を駆動するカムが切り替わる様子が模式的に図示されている。上段の図においてカムピース２０の溝形成部２４の回転方向は、上方向である。
【００３５】
図３（ｂ）に示すように、機関弁１００を駆動するカムを第１カム２１から第２カム２２に切替える場合、制御装置からの指示を受けた駆動部３２は溝係合部材３１を駆動部３２から突出させることで、溝係合部材３１を第１垂直部２５のいずれかの箇所に係合させる。第１垂直部２５に係合した溝係合部材３１は、カム軸１０の回転に伴って溝２３に対して相対的に移動する。図３（ｃ）に示すように、溝係合部材３１が第１傾斜部２６に係合した場合、カムピース２０は第１傾斜部２６が溝係合部材３１から受けるカム軸１０の軸線方向の力によって、Ｆｒ側に移動する。このカムピース２０のカム軸１０の軸線方向の移動は、図３（ｄ）に示すように溝係合部材３１が第１傾斜部２６への係合を終了して第２垂直部２７への係合を開始するまで継続される。溝係合部材３１が第２垂直部２７に係合した場合、制御装置からの指示を受けた駆動部３２は溝係合部材３１を駆動部に没入させることで溝係合部材３１の溝２３への係合を終了させる。以上のようにして、機関弁１００を駆動するカムは第１カム２１から第２カム２２へ切替わる。
【００３６】
一方、機関弁１００を駆動するカムを第２カム２２から第１カム２１へ切替える場合（図示は省略する）、制御装置からの指示を受けた駆動部３２は溝係合部材３１を駆動部３２から突出させることで、溝係合部材３１を第２垂直部２７のいずれかの箇所に係合させる。第２垂直部２７に係合した溝係合部材３１は、カム軸１０の回転に伴って溝２３に対して相対的に移動する。溝係合部材３１が第２傾斜部２８に係合した場合、カムピース２０は第２傾斜部２８が溝係合部材３１から受けるカム軸１０の軸線方向の力によって、Ｒｒ側に移動する。このカムピース２０のカム軸１０の軸線方向の移動は、溝係合部材３１が第２傾斜部２８への係合を終了して第３垂直部２９への係合を開始するまで継続される。溝係合部材３１が第３垂直部２９に係合した場合、制御装置からの指示を受けた駆動部３２は溝係合部材３１を駆動部に没入させることで溝係合部材３１の溝２３への係合を終了させる。以上のようにして、機関弁１００を駆動するカムは第２カム２２から第１カム２１へ切替わる。
【００３７】
以上のように溝形成部２４の溝２３は、溝係合部材３１が溝２３に係合することで機関弁１００を駆動するカムが第１カム２１と第２カム２２との間で切替わるような構造を有している。このような構造を有するものであれば、溝２３の具体的構造は、図３（ａ）に示す構造に限定されるものではない。
【００３８】
図４（ａ）〜図４（ｃ）は、カムの切替え時および切替え終了後における第１傾斜面５２および第２傾斜面５３と圧力付与部材４０との係合関係を説明するための模式的断面図である。具体的には図４（ａ）は、当接部材４１がカムの切替え終了後において第１凹部５０の第１傾斜面５２に当接した状態を模式的に断面図示している。図４（ａ）において、機関弁１００を駆動するカムは第１カム２１である。図４（ｂ）は、機関弁１００を駆動するカムが第１カム２１から第２カム２２に切り替わる途中（すなわちカム切替え時）の状態を模式的に断面図示している。図４（ｃ）は、当接部材４１がカムの切替え終了後において第２凹部５１の第１傾斜面５２に当接した状態を模式的に断面図示している。図４（ｃ）において、機関弁１００を駆動するカムは第２カム２２である。
【００３９】
図４（ａ）に示すように、機関弁１００を駆動するカムの第２カム２２から第１カム２１への切替えが終了した後において、付勢部材４２によって付勢された当接部材４１が第１凹部５０の第１傾斜面５２に当接することで、圧力付与部材４０は第１凹部５０の第１傾斜面５２に圧力を与えている。
【００４０】
機関弁１００を駆動するカムが第１カム２１から第２カム２２へ切替わる場合、カムピース２０は図４（ａ）の位置からカム軸１０に対してＦｒ側に移動する。その結果、当接部材４１は、第１凹部５０の第２傾斜面５３に当接する。次いで、カムピース２０がＦｒ側に移動した場合、当接部材４１は穴１３の中に移動する。図４（ｂ）において、第１凹部５０と第２凹部５１との間の突出した部分（以下、突出部と称する場合がある）によって当接部材４１が穴１３の中に押し込まれた様子が図示されている。カムピース２０が図４（ｂ）の位置からカム軸１０に対してさらにＦｒ側に移動した場合、当接部材４１は第２凹部５１の第２傾斜面５３に当接し、その後、図４（ｃ）に示すように第２凹部５１の第１傾斜面５２に当接する。当接部材４１が第２凹部５１の第１傾斜面５２に当接した場合、機関弁１００を駆動するカムの第１カム２１から第２カム２２への切替えは終了する。
【００４１】
なお、機関弁１００を駆動するカムが第２カム２２から第１カム２１へ切替わる場合、当接部材４１は、図４（ａ）〜図４（ｃ）で説明したのとは逆の行程を辿ることになる。すなわち機関弁１００を駆動するカムが第２カム２２から第１カム２１へ切替わる場合、カムピース２０はカム軸１０に対してＲｒ側に移動する。この場合、当接部材４１は、図４（ｃ）に示すように第２凹部５１の第１傾斜面５２に当接した状態から、第２凹部５１の第２傾斜面５３に当接する状態に変化し、その後、第１凹部５０と第２凹部５１との間の突出部、および第１凹部５０の第２傾斜面５３に順に当接し、図４（ａ）に示すように第１凹部５０の第１傾斜面５２に当接する。
【００４２】
図５（ａ）〜図５（ｃ）は、第１傾斜面５２および第２傾斜面５３の詳細を説明するための模式的断面図である。具体的には図５（ａ）は当接部材４１が第１凹部５０の第１傾斜面５２に当接した状態を模式的に断面図示し、図５（ｂ）は当接部材４１が第１凹部５０の第２傾斜面５３に当接した状態を模式的に断面図示し、図５（ｃ）は当接部材４１が第２凹部５１の第１傾斜面５２に当接した状態を模式的に断面図示している。なお図５（ａ）〜図５（ｃ）において、断面図のハッチングは省略されている。また当接部材４１は、想像線で図示されている。
【００４３】
第１凹部５０および第２凹部５１の第１傾斜面５２は、カムの切替え終了後に圧力付与部材４０から受ける圧力をカム軸１０の軸線方向に分解した分力の方向がカムピース２０を内燃機関の所定部位（本実施例ではカムキャップ）に押し付ける方向になるように、カム軸１０の軸線方向に対して傾斜している。
【００４４】
第１傾斜面５２の傾斜角度について具体的に説明する。図５（ａ）に示すように、機関弁１００を駆動するカムの第２カム２２から第１カム２１への切替え終了後において、第１凹部５０の第１傾斜面５２は、当接部材４１から圧力Ａ１を受ける。この圧力Ａ１をカム軸１０の軸線方向に垂直な方向に分解した垂直分力がａｙによって図示され、圧力Ａ１をカム軸１０の軸線方向に分解した水平分力がａｘ１によって図示されている。この水平分力ａｘ１の方向がカムピース２０を第２カムキャップ１３１に押し付ける方向になるように、第１凹部５０の第１傾斜面５２は傾斜している。その結果、機関弁１００を駆動するカムの第２カム２２から第１カム２１への切替え終了後において、この水平分力ａｘ１によって、カムピース２０を第２カムキャップ１３１に押し付けることができる（図２参照）。
【００４５】
一方、図５（ｃ）に示すように、機関弁１００を駆動するカムの第１カム２１から第２カム２２への切替え終了後において、第２凹部５１の第１傾斜面５２は、当接部材４１から圧力Ａ１を受ける。この圧力Ａ１をカム軸１０の軸線方向に垂直な方向に分解した垂直分力がａｙによって図示され、圧力Ａ１をカム軸１０の軸線方向に分解した水平分力がａｘ１によって図示されている。この図５（ｃ）の水平分力ａｘ１の方向がカムピース２０を第１カムキャップ１３０に押し付ける方向になるように、第２凹部５１の第１傾斜面５２は傾斜している。その結果、機関弁１００を駆動するカムの第１カム２１から第２カム２２への切替え終了後において、この水平分力ａｘ１によって、カムピース２０を第１カムキャップ１３０に押し付けることができる（図１（ａ）参照）。
【００４６】
なお、本実施例において第１凹部５０および第２凹部５１は、第１凹部５０と第２凹部５１との間の突出部の頂点を挟んで左右対称に形成されている。そのため、第１凹部５０の第１傾斜面５２の傾斜角度の大きさは、第２凹部５１の第１傾斜面５２の傾斜角度の大きさと同じである。その結果、図５（ｃ）の水平分力ａｘ１は、図５（ａ）の水平分力ａｘ１とは大きさが同じで向きが反対になっている。
【００４７】
図５（ｂ）に示すように、機関弁１００を駆動するカムの第１カム２１から第２カム２２への切替え時において、第１凹部５０の第２傾斜面５３は、当接部材４１から圧力Ａ２を受ける。この圧力Ａ２をカム軸１０の軸線方向に垂直な方向に分解した垂直分力がａｙによって図示され、圧力Ａ２をカム軸１０の軸線方向に分割した水平分力がａｘ２によって図示されている。
【００４８】
ここで、前述したように、第１傾斜面５２の傾斜角度は第２傾斜面５３の傾斜角度よりも小さく設定されている。そのため、図５（ａ）の水平分力ａｘ１は、図５（ｂ）の水平分力ａｘ２よりも小さくなっている。このように第１傾斜面５２の傾斜角度が第２傾斜面５３の傾斜角度よりも小さいことによって、カムの切替え終了後に圧力付与部材４０からカムピース２０に与えられるカム軸１０の軸線方向の分力（水平分力ａｘ１）の大きさを、カムの切替え時に圧力付与部材４０からカムピース２０に与えられるカム軸１０の軸線方向の分力（水平分力ａｘ２）の大きさよりも小さくすることができる。
【００４９】
なお機関弁１００を駆動するカムの第１カム２１から第２カム２２への切替え時において、当接部材４１は第２凹部５１の第２傾斜面５３に当接する。ここで、本実施例に係る第２凹部５１の第２傾斜面５３の傾斜角度の大きさは、第１凹部５０の第２傾斜面５３の傾斜角度の大きさと同じであるため、第２凹部５１の第２傾斜面５３が当接部材４１から受ける圧力は、図５（ｂ）のＡ２と大きさは同じで向きが反対の力である。その結果、第２凹部５１の第２傾斜面５３が当接部材４１から受ける圧力の水平分力ａｘ２は、図５（ｂ）の水平分力ａｘ２と同じ大きさで向きが反対である。
【００５０】
第２凹部５１の第１傾斜面５２の傾斜角度も第２凹部５１の第２傾斜面５３の傾斜角度よりも小さいため、第２凹部５１の第１傾斜面５２が当接部材４１から受ける水平分力ａｘ１の大きさは第２凹部５１の第２傾斜面５３が当接部材４１から受ける水平分力ａｘ２の大きさよりも小さくなる。
【００５１】
なお、本実施例において第１凹部５０および第２凹部５１は、第１凹部５０と第２凹部５１との間の突出部の頂点を挟んで左右対称に形成されているが、これに限定されるものではない。第１凹部５０および第２凹部５１は、このような左右対称の形状でなくてもよい。また、第１凹部５０の第１傾斜面５２の傾斜角度の大きさと第２凹部５１の第１傾斜面５２の傾斜角度の大きさとは異なる値であってもよく、第１凹部５０の第２傾斜面５３の傾斜角度の大きさと第２凹部５１の第２傾斜面５３の傾斜角度の大きさとは異なる値であってもよい。
【００５２】
続いて可変動弁装置５の作用効果について説明する。可変動弁装置５によれば、図５において説明したように、水平分力ａｘ１によってカムの切替え終了後において、カムピース２０を内燃機関の所定部位に押し付けることができる。具体的には、カムの切替え終了後において、カムピース２０をカムキャップに押し付けることができる。より具体的には、図１（ａ）に示すように、機関弁１００を駆動するカムの第１カム２１から第２カム２２への切替え終了後に、カムピース２０のＦｒ側の第１カム２１を第１カムキャップ１３０に押し付けることができる。また図２に示すように、機関弁１００を駆動するカムの第２カム２２から第１カム２１への切替え終了後に、カムピース２０のＲｒ側の第２カム２２を第２カムキャップ１３１に押し付けることができる。それにより、カムの切替え終了後において、カムピース２０のカム軸に対する軸線方向の位置を保持することができる。
【００５３】
また、第１傾斜面５２の傾斜角度が第２傾斜面５３の傾斜角度よりも小さいことから、カムの切替え終了後に第１傾斜面５２に圧力付与部材４０から付与される圧力を軸線方向に分解した水平分力ａｘ１の大きさを、カムの切替え時に第２傾斜面５３に圧力付与部材４０から付与される圧力を軸線方向に分解した水平分力ａｘ２の大きさよりも小さくすることができる。それにより、第１傾斜面５２の傾斜角度が第２傾斜面５３の傾斜角度と同じ場合に比較して、カムの切替え終了後にカムピース２０を内燃機関の所定部位に押し付ける力を小さくすることができる。その結果、カムピース２０の磨耗またはカムピース２０が押し付けられる内燃機関の所定部位の磨耗を抑制することができる。具体的には、本実施例においては、カムピース２０の磨耗またはカムキャップの磨耗を抑制することができる。より具体的には、Ｆｒ側の第１カム２１または第１カムキャップ１３０の磨耗を抑制することができ、Ｒｒ側の第２カム２２または第２カムキャップ１３１の磨耗を抑制することができる。
【００５４】
また第２傾斜面５３の傾斜角度は第１傾斜面５２の傾斜角度よりも大きいことから、カムの切替え時におけるカムピース２０の軸線方向の移動を促進させることもできる。具体的には、機関弁１００を駆動するカムを第１カム２１から第２カム２２へ切替える場合において当接部材４１が第２凹部５１の第２傾斜面５３に当接した場合、カムピース２０は第２凹部５１の第２傾斜面５３からＦｒ方向の水平分力ａｘ２を受ける。それにより、カムピース２０のＦｒ側への移動を促進させることができる。また、機関弁１００を駆動するカムを第２カム２２から第１カム２１へ切替える場合において当接部材４１が第１凹部５０の第２傾斜面５３に当接した場合、カムピース２０は第１凹部５０の第２傾斜面５３からＲｒ方向の水平分力ａｘ２を受ける。それにより、カムピース２０のＲｒ側への移動を促進させることができる。
【００５５】
また可変動弁装置５によれば、カムピース２０は、カム軸１０の軸線方向に対して傾斜した溝方向を有する溝２３（第１傾斜部２６および第２傾斜部２８）を備え、可変動弁装置５はカムの切替え時において溝２３に係合する溝係合部材３１を備えていることから、カムの切替え時において溝係合部材３１が溝２３に係合することで、カムピース２０をカム軸の軸線方向に移動させることができる。なお、カムの切替え時においてカムピース２０をカム軸１０の軸線方向に移動させる機構は、本実施例のような、溝２３と溝２３に係合する溝係合部材３１とを備える機構に限定されるものではない。例えば、カムピース２０は溝２３を備えておらず、可変動弁装置５は溝係合部材３１に代えて、カムピース２０をカム軸１０の軸線方向に移動させるアクチュエータを備えていてもよい。可変動弁装置５がこのような構造であっても、カムの切替え時においてカムピース２０をカム軸１０に対して軸線方向に移動させることは可能である。
【００５６】
また可変動弁装置５によれば、第１傾斜面５２および第２傾斜面５３は、カムピース２０のカム軸１０に対向する面に設けられた凹部（第１凹部５０および第２凹部５１）に形成され、圧力付与部材４０は、第１傾斜面５２および第２傾斜面５３に当接する当接部材４１と、カム軸１０に設けられた穴１３に配置されて当接部材４１を軸線方向に垂直な方向に付勢する付勢部材４２と、を備えていることから、圧力付与部材４０をカムピース２０およびカム軸１０の内部に収容することができる。それにより可変動弁装置５をコンパクトにすることができる。
【００５７】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００５８】
５  可変動弁装置
１０  カム軸
１３  穴
２０  カムピース
２１  第１カム
２２  第２カム
２３  溝
２４  溝形成部
３０  溝係合装置
３１  溝係合部材
３２  駆動部
４０  圧力付与部材
４１  当接部材
４２  付勢部材
５０  第１凹部
５１  第２凹部
５２  第１傾斜面
５３  第２傾斜面
【図１】
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【図２】
2013234601.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013234601.tif 000006
【図５】
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