(57)【要約】【課題】カムを切換える機構を簡素化しつつ、２つの切換ピンがカムキャリアのガイド溝の一対の側壁と強く干渉するのを防止して、可変動弁機構の信頼性を高め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】第１切換ピン５１または第２切換ピン５２の一方がガイド溝４３内に挿入される際に、他方の挿入方向先端部は、常にカムキャリア４の外周面４Ａよりもカム軸３の半径方向外側に位置するとともにカムキャリア４の外周面４Ａとの間に隙間ｓを形成する。第１切換ピン５１の挿入方向先端部５１Ｄと第２切換ピン５２の挿入方向先端部５２Ｄとがカムキャリア４の外周面４Ａよりもカム軸３の半径方向外側で常にすれ違うように設定される。第１切換ピン５１および第２切換ピン５２の往復移動のストロークＬ１をカムキャリア４の外周面４Ａからガイド溝４３の底面４３Ｇまでの距離Ｌ２の２倍以上に設定する。【選択図】図５
2016017451.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方向へ移動可能であり、外周面にバルブの作動特性が異なるように形成された複数のカムが互いに隣接するように配置されたカムキャリアと、を備え、前記カムキャリアを前記カム軸の軸方向へ移動させてバルブを作動させる前記カムを切り換える内燃機関の可変動弁装置において、
前記複数のカムは、第１カムと第２カムであり、
前記カムキャリアは、前記第１カムによって前記バルブを作動させる第１位置と、前記第２カムによって前記バルブを作動させる第２位置とに移動可能であり、
前記カムキャリアの外周面に当該カムキャリアを周回するようにガイド溝が形成され、
前記ガイド溝は、互いに対向する一対の側壁のうち一方が、前記カムキャリアを前記第１位置へ移動させる第１切換カムであり、前記一対の側壁のうちの他方が、前記カムキャリアを前記第２位置へ移動させる第２切換カムであり、
前記ガイド溝内に挿入可能であり、かつ前記カム軸の半径方向に往復移動可能な第１切換ピンと第２切換ピンとが前記カム軸の軸方向に沿って並列に配置され、
前記第１切換ピンは、前記第１切換カムと接触可能であり、前記第２切換ピンは、前記第２切換カムと接触可能であり、
前記第１切換ピンと前記第２切換ピンとを、前記カム軸の半径方向に沿って互いに逆向きに移動させる連結機構によって連結し、
前記第１切換ピンまたは前記第２切換ピンの一方が前記ガイド溝内に挿入される際に、前記第１切換ピンまたは前記第２切換ピンの他方の挿入方向先端部は、常に前記カムキャリアの前記外周よりも前記カム軸の半径方向外側に位置するとともに前記カムキャリアの前記外周面との間に隙間を形成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】
前記第１切換ピンの挿入方向先端部と前記第２切換ピンの挿入方向先端部とが前記カムキャリアの前記外周面よりも前記カム軸の半径方向外側で常にすれ違うように設定されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項３】
前記第１切換ピンおよび前記第２切換ピンの往復移動のストロークを前記カムキャリアの前記外周面から前記ガイド溝の底面までの距離の２倍以上と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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブ作動特性の互いに異なる複数個のカムを備えるカムキャリアをカム軸の軸方向へ移動させる内燃機関の可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の可変動弁装置としては、バルブ作動特性の異なる複数のカムを外周に備えるカムキャリアをカム軸の軸方向へ移動させてバルブを作動させるカムを切り換える可変動弁装置が知られている（特許文献１参照）。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２つの切換ピンの一方を、カムキャリアの外周に形成された螺旋状のガイド溝内に抜き差しすることでカムキャリアを軸方向に移動させるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
しかしながら、従来の可変動弁装置では、カムキャリアを往復移動させるため、２つの切換ピンに対して個別にガイド溝を形成する必要があり、カムを切換える機構が複雑化する問題があった。また、上記の可変動弁装置では、カムキャリアの外周に溝幅の狭い螺旋状のガイド溝を加工することが困難であった。
【０００５】
また、従来の内燃機関の可変動弁装置は、２つの切換ピンに対して単一のガイド溝をカムキャリアに形成した場合、２つの切換ピンが個別のアクチュエータでそれぞれ駆動されているので、アクチュエータの誤作動によって２つの切換ピンが同時にガイド溝に挿入されるおそれがあった。
【０００６】
具体的には、一方の切換ピンがガイド溝から抜かれる前に、他方の切換ピンがガイド溝に挿入された場合、２つの切換ピンが同時にガイド溝内に挿入されてしまうため、２つの切換ピンがカムキャリアのガイド溝の一対の側壁と強く干渉するおそれがあった。
【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、カムを切換える機構を簡素化しつつ、２つの切換ピンがカムキャリアのガイド溝の一対の側壁と強く干渉するのを防止して、可変動弁機構の信頼性を高め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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１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、前記カム軸に対して同軸となるように設けられ、前記カム軸と一体に回転し、かつ前記カム軸の軸方向へ移動可能であり、外周面にバルブの作動特性が異なるように形成された複数のカムが互いに隣接するように配置されたカムキャリアと、を備え、前記カムキャリアを前記カム軸の軸方向へ移動させてバルブを作動させる前記カムを切り換える内燃機関の可変動弁装置において、前記複数のカムは、第１カムと第２カムであり、前記カムキャリアは、前記第１カムによって前記バルブを作動させる第１位置と、前記第２カムによって前記バルブを作動させる第２位置とに移動可能であり、前記カムキャリアの外周面に当該カムキャリアを周回するようにガイド溝が形成され、前記ガイド溝は、互いに対向する一対の側壁のうち一方が、前記カムキャリアを前記第１位置へ移動させる第１切換カムであり、前記一対の側壁のうちの他方が、前記カムキャリアを前記第２位置へ移動させる第２切換カムであり、前記ガイド溝内に挿入可能であり、かつ前記カム軸の半径方向に往復移動可能な第１切換ピンと第２切換ピンとが前記カム軸の軸方向に沿って並列に配置され、前記第１切換ピンは、前記第１切換カムと接触可能であり、前記第２切換ピンは、前記第２切換カムと接触可能であり、前記第１切換ピンと前記第２切換ピンとを、前記カム軸の半径方向に沿って互いに逆向きに移動させる連結機構によって連結し、前記第１切換ピンまたは前記第２切換ピンの一方が前記ガイド溝内に挿入される際に、前記第１切換ピンまたは前記第２切換ピンの他方の挿入方向先端部は、常に前記カムキャリアの前記外周面よりも前記カム軸の半径方向外側に位置するとともに前記カムキャリアの前記外周面との間に隙間を形成することを特徴とする。
【０００９】
本発明の第２態様としては、前記第１切換ピンの挿入方向先端部と前記第２切換ピンの挿入方向先端部とが前記カムキャリアの前記外周面よりも前記カム軸の半径方向外側で常にすれ違うように設定されることが好ましい。
【００１０】
本発明の第３態様としては、前記第１切換ピンおよび前記第２切換ピンの往復移動のストロークを前記カムキャリアの前記外周面から前記ガイド溝の底面までの距離の２倍以上とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
このように上記の第１態様によれば、第１カムと第２カムを切り換える機構を、第１切換カムと第２切換カムを一対の側壁とする単一のガイド溝と、第１切換カムに接触可能な第１切換ピンと、第２切換カムに接触可能な第２切換ピンと、で構成でき、第１切換ピンと第２切換ピンとのそれぞれに個別にガイド溝を形成する必要がないので、カムを切換える機構を簡素化することができる。
【００１２】
また、第１切換ピンと第２切換ピンとを連結機構により互いに逆向きに移動させることで第１カムまたは第２カムに切り換えを行っているので、カムを切換える機構を簡素化することができる。
【００１３】
また、第１切換ピンまたは第２切換ピンの一方がガイド溝内に挿入される際に、第１切換ピンまたは第２切換ピンの他方の挿入方向先端部は、常にカムキャリアの外周面よりもカム軸の半径方向外側に位置するとともにカムキャリアの外周面との間に隙間を形成する。
【００１４】
これにより、第１切換ピンと第２切換ピンとがカムキャリアのガイド溝内に同時に挿入されて、ガイド溝の一対の側壁に接触することを防止することができる。
【００１５】
この結果、カムを切換える機構を簡素化しつつ、２つの切換ピンがカムキャリアのガイド溝の一対の側壁と強く干渉するのを防止して、可変動弁機構の信頼性を高めることができる。
【００１６】
上記の第２態様によれば、第１切換ピンと第２切換ピンとがカム軸の半径方向に往復移動する際に、第１切換ピンの挿入方向先端部と第２切換ピンの挿入方向先端部とをカムキャリアの外周面よりもカム軸の半径方向外側の同じ高さに位置させることができる。
【００１７】
このため、第１切換ピンの挿入方向先端部と第２切換ピンの挿入方向先端部とがカムキャリアの外周面よりもカム軸の半径方向外側の同じ高さに位置した状態を経由して、第１切換ピンまたは第２切換ピンの一方が、カムキャリアのガイド溝内に挿入される。
【００１８】
したがって、第１切換ピンの先端部と第２切換ピンの先端部とが同時にガイド溝内に位置することを防止できるので、２つの切換ピンがカムキャリアのガイド溝の一対の側壁と強く干渉するのを防止することができる。
【００１９】
上記の第３態様によれば、第１切換ピンと第２切換ピンとのすれ違い位置であるストロークの中間位置を、カムキャリアの外周面よりもカム軸の半径方向外側に位置させることができる。
【００２０】
このため、第１切換ピンと第２切換ピンとを往復移動方向でカムキャリアの外周面よりもカム軸の半径方向外側ですれ違うように確実に設定できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置を備えたシリンダヘッドの断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置の分解斜視図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置におけるカムキャリアを示す斜視図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置における第１切換ピンを挿入する穴を軸方向に切断した状態を示す断面図である。
【図５】図５は、図４のV−V断面図である。
【図６−１】図６−１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位置（高速カムを選択した位置）に移動した状態を示す斜視図である。
【図６−２】図６−２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切換ピンと第２切換ピンとがすれ違う時の状態を示す斜視図である。
【図６−３】図６−３は、本発明の実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置におけるカムキャリアが第２位置（低速カムを選択した位置）に向けて移動を開始した状態を示す斜視図である。
【図６−４】図６−４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が第２位置（低速カムを選択した位置）に移動した状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明の実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置の詳細を図面に基づいて説明する。
（可変動弁装置の概略構成）
【００２３】
図１に示すように、本発明の実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置２は、内燃機関のシリンダヘッド１に内蔵されている。シリンダヘッド１は、ヘッド本体１Ａとヘッドカバー１Ｂとを備えている。
【００２４】
図２に示すように、可変動弁装置２は、カム軸３と、カムキャリア４と、カムキャリア４の上方に配置されたカム切換部５と、を備え、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り換えを行うようになっている。また、図１に示すように、このシリンダヘッド１には、この他に、排気バルブ側のカム軸３０や排気カム４０などを備えている。
（ロッカアーム）
【００２５】
図１および図２に示すように、本実施形態では、カムキャリア４の回転に伴い揺動するタイプのロッカアーム１１が用いられている。このロッカアーム１１は、一端部１１Ｃ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配置されている。
【００２６】
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。この被押圧ローラ１１Ａは、ロッカアーム１１の上面から突出しており、カムキャリア４の高速カム４１と低速カム４２とのいずれかに当接するようになっている。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の上端に当接するようになっている。
【００２７】
なお、吸気バルブ１３は、シリンダヘッド１に対して軸方向に進退可能に設けられ、バルブスプリング１４により引き上げる方向（吸気ポートと燃焼室とを閉じる方向）に付勢されている。
（カム軸）
【００２８】
図１に示すように、カム軸３は、ヘッド本体１Ａの上部に配置された軸受け部となるロアカムハウジング６とアッパカムハウジング７とに回転自在に支持されている。また、このカム軸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。
【００２９】
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１Ｂで覆われてシリンダヘッド１内に内蔵されている。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。
【００３０】
本実施形態において、このカム軸３は、内燃機関としてのエンジンの前後方向（図２に矢印で示す方向）に沿って延びるように配置されている。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。
【００３１】
図２、図４および図５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方向に隣接する近傍の領域に、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、この収納凹部３３内に収納されるスプリング３４と、この収納凹部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配置されたボール３５と、を備えている。
【００３２】
図５に示すように、このボール３５は、後述するカムキャリア４に形成された第１位置用位置決め溝４６または第２位置用位置決め溝４７に係止されるようになっている。
（カムキャリア）
【００３３】
図２および図３に示すように、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いる。このカムキャリア４の内周面には、カム軸３のスプライン外歯３１と噛み合うスプライン内歯４５が形成されている。このため、カム軸３とカムキャリア４とは、一体に回転するとともに、カムキャリア４がカム軸３に対して軸方向へ移動可能となっている。
【００３４】
また、カムキャリア４の内周面におけるスプライン内歯４５が形成された領域に隣接する領域には、第１位置用位置決め溝４６と第２位置用位置決め溝４７が周回するように形成されている。
【００３５】
これら第１位置用位置決め溝４６と第２位置用位置決め溝４７は、カム軸３側に設けられた位置決め機構３２のボール３５が係止されることで、カムキャリア４を図６−１に示す第１位置Ａおよび図６−４に示す第２位置Ｂとの間でクリック動作により位置決めさせる。
【００３６】
図２および図３に示すように、カムキャリア４は、周面にバルブ作動特性の異なる、第１カムとしての高速カム４１と、第２カムとしての低速カム４２とが軸方向に並んで一体に設けられている。
【００３７】
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配置されている。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。
【００３８】
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を作動させる図６−１に示す第１位置Ａと、低速カム４２によって吸気バルブ１３を作動させる図６−４に示す第２位置Ｂとに移動可能である。
【００３９】
図３に示すように、高速カム４１は、基礎となるベース円部４１Ａと、ベース円部４１Ａよりも半径方向外側へ突出したノーズ部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より半径方向外側へ向けて高速カム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、を備える。
【００４０】
これら高速カム４１と低速カム４２は、軸方向に沿って隣接して配置されている。しかも、これらベース円部４１Ａ、４２Ａは、軸方向に面一に形成された連続面である。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配置されている。カム軸３に対する高速カム４１と低速カム４２の配置により、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。
【００４１】
また、図２および図３に示すように、カムキャリア４の外周面４Ａには、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の側壁は、カムキャリア４を図６−１に示す第１位置Ａへ移動させる第１切換カム４３Ａである。また、これら一対の側壁のうちの他方の側壁は、カムキャリア４を図６−４に示す第２位置Ｂへ移動させる第２切換カム４３Ｂである。
【００４２】
図３に示すように、ガイド溝４３は、溝幅が最大となる最大溝幅部４３Ｃと、溝幅が最小となる最小溝幅部４３Ｄと、最大溝幅部４３Ｃと最小溝幅部４３Ｄとの間を連絡する溝幅変化部４３Ｅと、を備える。
【００４３】
最小溝幅部４３Ｄは、後述する第１切換ピン５１および第２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切換ピン５１および第２切換ピン５２のうち１つが通過可能空間を有する溝幅に形成されている。
（カム切換部）
【００４４】
図２に示すように、カム切換部５は、第１切換ピン５１と、第２切換ピン５２と、第１切換ピン５１をヘッドカバー１Ｂの下面から突出する方向へ付勢するスプリング５４と、プラグ５５Ａ、５５Ｂとを備える。
【００４５】
また、図４に示すように、カム切換部５は、プラグ５６を備える。これら第１切換ピン５１と第２切換ピン５２は、ヘッドカバー１Ｂに対して、カム軸３の半径方向に往復移動可能であり、ガイド溝４３に挿入可能な位置に配置されている。
【００４６】
そして、これら第１切換ピン５１と第２切換ピン５２とは、カム軸３の軸方向に沿って並列に配置されている。第１切換ピン５１は、突出した状態で第１切換カム４３Ａと接触可能であり、第２切換ピン５２は、突出した状態で第２切換カム４３Ｂと接触可能である。
【００４７】
また、カム切換部５は連結機構５７を備え、この連結機構５７は、第１切換ピン５１と第２切換ピン５２をカム軸３の半径方向に沿って互いに逆向きに移動させるようになっている。
【００４８】
連結機構５７は、図２に示すように、第１切換ピン５１の側面に形成された第１ラック５１Ｂと、この第１ラック５１Ｂに対向する第２切換ピン５２に形成された第２ラック５２Ｂと、第１ラック５１Ｂと第２ラック５２Ｂとに同時に噛み合うピニオンギヤ５３と、を備える。
【００４９】
図５に示すように、第１ラック５１Ｂは、第１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凹部５１Ａの底面に形成されている。第２ラック５２Ｂは、第２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凹部５２Ａの底面に形成されている。
【００５０】
第１凹部５１Ａにおけるそれぞれの往復移動方向の両端は、ピニオンギヤ５３と当接して第１切換ピン５１の移動範囲を規制する側壁５１Ｃ、５１Ｃが形成されている。第２凹部５２Ａにおけるそれぞれの往復移動方向の両端は、ピニオンギヤ５３と当接して第２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。
【００５１】
ヘッドカバー１Ｂには筒状の切換ピン収容部１Ｃが設けられており、この切換ピン収容部１Ｃには、第１切換ピン５１および第２切換ピン５２が収容されている。切換ピン収容部１Ｃは、この切換ピン収容部１Ｃをカム軸３の半径方向に貫通するように第１ピン穴５８Ａおよび第２ピン穴５８Ｂが互いに平行をなすように形成されている。
【００５２】
第１切換ピン５１は第１ピン穴５８Ａに摺動可能に挿入され、第２切換ピン５２は第２ピン穴５８Ｂに摺動可能に挿入されている。
【００５３】
第１ピン穴５８Ａと第２ピン穴５８Ｂとは、軸方向の中間位置においてギヤ配置空間５８Ｃで連通されている。ヘッドカバー１Ｂには、ギヤ配置空間５８Ｃの側方（第１ピン穴５８Ａ、第２ピン穴５８Ｂと直交する方向）からギヤ挿入口５９がギヤ配置空間５８Ｃに連通するように形成されている。
【００５４】
第１切換ピン５１は、第１ピン穴５８Ａに挿入されている。第２切換ピン５２は、第２ピン穴５８Ｂに挿入されている。そして、第１ピン穴５８Ａは、第１切換ピン５１の上にスプリング５４が挿入された状態でプラグ５５Ａにより閉塞されている。
【００５５】
また、第２ピン穴５８Ｂは、第２切換ピン５２が挿入された状態でプラグ５５Ｂにより閉塞されている。ヘッドカバー１Ｂの側面に形成されたギヤ挿入口５９からは、ピニオンギヤ５３がギヤ配置空間５８Ｃに向けて挿入されている。
【００５６】
ピニオンギヤ５３は、第１切換ピン５１の第１ラック５１Ｂと、第２切換ピン５２の第２ラック５２Ｂと、の間に、互いに噛み合うように配置されている。
【００５７】
図４に示すように、ピニオンギヤ５３は、ギヤ軸部５３Ａが、ヘッドカバー１Ｂ側に設けた軸受部５８Ｄと、プラグ５６に設けた軸受部５６Ａと、に回転自在に軸支されている。
【００５８】
ヘッドカバー１Ｂには、第１ピン穴５８Ａの上部に連通する第１オイル通路６０が形成されている。この第１オイル通路６０は、ヘッドカバー１Ｂに形成されたオイルギャラリ６１に連通している。
【００５９】
ヘッドカバー１Ｂには第２オイル通路６２が形成されており、この第２オイル通路６２は、ヘッドカバー１Ｂに形成されたオイルギャラリ６３に連通するとともに、第２ピン穴５８Ｂの上部に連通している。
【００６０】
これらオイルギャラリ６１、６３は、図示しないオイルポンプに連通するように形成されている。そして、これらオイルギャラリ６１、６３は、例えば電磁弁などを用いる図示しない油圧切換機構によりいずれか一方に油圧が供給されるように切り換えが可能となっている。このため、図５に示すように、連結機構５７の動作により、第１切換ピン５１および第２切換ピン５２のいずかがヘッドカバー１Ｂの切換ピン収容部１Ｃの下面からカムキャリア４側に突出するようになっている。
【００６１】
ここで、本実施形態では、第１切換ピン５１および第２切換ピン５２が同時にガイド溝４３の一対の側壁に挟み込まれることを回避するため、図５に示すように、第１切換ピン５１、第２切換ピン５２およびガイド溝４３の寸法や相対位置等について、以下のように設定されている。
【００６２】
第１切換ピン５１または第２切換ピン５２の一方がガイド溝４３内に挿入される際に、第１切換ピン５１または第２切換ピン５２の他方の挿入方向先端部は、常にカムキャリア４の外周面４Ａよりもカム軸の半径方向外側に位置するとともにカムキャリア４の外周面４Ａとの間に隙間ｓを形成するように設定されている。
【００６３】
すなわち、第１切換ピン５１がガイド溝４３内に挿入される際に、第２切換ピン５２の挿入方向先端部５２Ｄが、カムキャリア４の外周面４Ａよりもカム軸３の半径方向外側に位置するとともに第２切換ピン５２とカムキャリア４の外周面４Ａとの間に隙間ｓを形成するように設定されている。同様に、第２切換ピン５２がガイド溝４３内に挿入される際に、第１切換ピン５１の挿入方向先端部５１Ｄは、カムキャリア４の外周面４Ａよりもカム軸３の半径方向外側に位置するとともに第１切換ピン５１とカムキャリア４の外周面４Ａとの間に隙間ｓを形成するように設定されている。
【００６４】
また、第１切換ピン５１の挿入方向先端部５１Ｄと第２切換ピン５２の挿入方向先端部５２Ｄとがカムキャリア４の外周面４Ａよりもカム軸３の半径方向外側で常にすれ違うように設定されている。換言すると、第１切換ピン５１の挿入方向先端部５１Ｄと第２切換ピン５２の挿入方向先端部５２Ｄとのすれ違い位置は、カムキャリア４の外周面４Ａよりもカム軸３の半径方向外側となっている。
【００６５】
また、第１切換ピン５１および第２切換ピン５２の往復移動のストロークＬ１をカムキャリア４の外周面４Ａからガイド溝４３の底面４３Ｇまでの距離Ｌ２の２倍以上に設定している。
【００６６】
また、カム軸３の半径方向において、第１切換ピン５１および第２切換ピン５２を収容する切換ピン収容部１Ｃの下端からカムキャリア４の外周面４Ａまでの距離Ｌ３は、カムキャリア４の外周面４Ａからガイド溝４３の底面４３Ｇまでの距離Ｌ２よりも大きく設定されている。
【００６７】
なお、第１切換ピン５１、第２切換ピン５２およびガイド溝４３の寸法や相対位置に関する上記の設定は、これら各部材の寸法公差、組み付け誤差および熱膨張等を考慮して行われている。
（可変動弁装置の作用・動作）
【００６８】
以下、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への切り換えの動作について説明する。
【００６９】
図６−１は、可変動弁装置２において高速カム４１が選択されて運転されている状態を示している。このような状態におけるカムキャリア４の位置を第１位置Ａとする。この状態では、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。このとき、第１切換ピン５１は、図５に示すように、ガイド溝４３の最小溝幅部４３Ｄを通過するような配置となっている。このとき、カム軸３側に設けられたボール３５は、カムキャリア４側の第１位置用位置決め溝４６に係合した状態となっている。
【００７０】
このような高速カム４１が選択されている状態から図６−４に示すように低速カム４２が選択される状態（カムキャリア４が第２位置Ｂにある状態）に切り換える場合は、第２切換ピン５２をガイド溝４３内に挿入されるようにヘッドカバー１Ｂ側から突出させる。第２切換ピン５２を突出させるには、図示しない油圧切換機構により、オイルギャラリ６３から第２オイル通路６２を介して第２ピン穴５８Ｂに油圧を加える。これにより第２切換ピン５２は、ガイド溝４３へ向けて突出する方向に駆動される。
【００７１】
そして、第２切換ピン５２が突出する動作を行うと、図６−２に示すように、第１切換ピン５１は、ピニオンギヤ５３の回転にともないガイド溝４３からヘッドカバー１Ｂ側へ引っ込む動作を行う。
【００７２】
その後、第２切換ピン５２は、第１切換ピン５１がガイド溝４３から抜け出てカムキャリア４の外周面４Ａから隙間ｓだけカム軸３の外周方向に離隔した位置で、第１切換ピン５１とすれ違った後、図６−３に示すようにガイド溝４３に挿入される。これにより、第１切換ピン５１と第２切換ピン５２とが同時にガイド溝４３に挿入されることがない。
【００７３】
第２切換ピン５２がガイド溝４３内に挿入されると、カムキャリア４は、第２切換ピン５２と接触する第２切換カム３４Ｂによる作用により、カムキャリア４を第２位置Ｂまで移動させる。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６−４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。
【００７４】
このようにカムキャリア４がカム軸３に対して変位するときに、カム軸３側のボール３５が図５に示す第１位置用位置決め溝４６から外れて、第２位置用位置決め溝４７に移動して係合した状態となる。この結果、カムキャリア４は、カム軸３に対して低速カム４２が選択された位置（第２位置Ｂ）で固定される。
【００７５】
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位置Ｂにある場合において、高速カム４１への切り換えを行うまでの間は、第２切換ピン５２は、ガイド溝４３の最小溝幅部４３Ｄを通過するような配置となっている。
【００７６】
一方、低速カム４２から高速カム４１へ切り換える場合は、図４に示すように、オイルギャラリ６１から第１オイル通路６０を介して第１ピン穴５８Ａの上部に油圧を加えることにより、第１切換ピン５１をヘッドカバー１Ｂの下面から突出させる。第１切換ピン５１の第１ラック５１Ｂの移動に伴ってピニオンギヤ５３が回転する。これに伴い、第２ラック５２Ｂは、第１ラック５１Ｂと反対方向に移動する。すなわち、第２切換ピン５２は、ヘッドカバー１Ｂの下面に対して引っ込む方向への動作を行う。そして、第１切換ピン５１に対してガイド溝４３の第１切換カム４３Ａが接触した状態で回転することにより、カムキャリア４は図９−１に示す第１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に切り換わる。
【００７７】
図５に示すように、本実施形態では、第１切換ピン５１の第１凹部５１Ａおよび第２切換ピン５２の第２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。これら側壁５１Ｃ、５２Ｃは、ピニオンギヤ５３と当接して第１切換ピン５１および第２切換ピン５２の移動範囲を規制するストッパとしての機能を果たしている。
【００７８】
以上説明したように、本実施形態では、高速カム４１と低速カム４２を切り換える機構を、第１切換カム４３Ａと第２切換カム４３Ｂを一対の側壁とする単一のガイド溝４３と、第１切換カム４３Ａに接触可能な第１切換ピン５１と、第２切換カム４３Ｂに接触可能な第２切換ピン５２と、で構成できる。すなわち、第１切換ピン５１と第２切換ピン５２とのそれぞれに個別にガイド溝を形成する必要がない。このため、本実施形態に係る可変動弁装置２では、カムを切り換える機構を簡素化することができる。
【００７９】
また、第１切換ピン５１と第２切換ピン５２とを連結機構５７により互いに逆向きに移動させることで高速カム４１または低速カム４２に切り換えを行っているので、カムを切換える機構を簡素化することができる。
【００８０】
また、第１切換ピン５１または第２切換ピン５２の一方がガイド溝４３内に挿入される際に、第１切換ピン５１または第２切換ピン５２の他方の挿入方向先端部は、常にカムキャリア４の外周面４Ａよりもカム軸３の半径方向外側に位置するとともにカムキャリア４の外周面４Ａとの間に隙間ｓを形成する。
【００８１】
これにより、第１切換ピン５１と第２切換ピン５２とがカムキャリア４のガイド溝４３内に同時に挿入されて、ガイド溝４３の一対の側壁に接触することを防止することができる。
【００８２】
この結果、カムを切換える機構を簡素化しつつ、第１切換ピン５１と第２切換ピン５２がカムキャリア４のガイド溝４３の一対の側壁と強く干渉するのを防止して、可変動弁機構の信頼性を高めることができる。
【００８３】
本実施形態では、第１切換ピン５１の挿入方向先端部５１Ｄと第２切換ピン５２の挿入方向先端部５２Ｄとがカムキャリア４の外周面４Ａよりもカム軸３の半径方向外側で常にすれ違うように設定されている。
【００８４】
これにより、第１切換ピン５１と第２切換ピン５２とがカム軸３の半径方向に往復移動する際に、第１切換ピン５１の挿入方向先端部５１Ｄと第２切換ピン５２の挿入方向先端部５２Ｄとをカムキャリア４の外周面４Ａよりもカム軸３の半径方向外側の同じ高さに位置させることができる。
【００８５】
このため、第１切換ピン５１の挿入方向先端部５１Ｄと第２切換ピン５２の挿入方向先端部５２Ｄとがカムキャリア４の外周面４Ａよりもカム軸３の半径方向外側の同じ高さに位置した状態を経由して、第１切換ピン５１または第２切換ピン５２の一方が、カムキャリア４のガイド溝４３内に挿入される。
【００８６】
したがって、第１切換ピン５１の挿入方向先端部５１Ｄと第２切換ピン５２の挿入方向先端部５２Ｄとが同時にガイド溝４３内に位置することを防止できるので、第１切換ピン５１と第２切換ピン５２がカムキャリア４のガイド溝４３の一対の側壁と強く干渉するのを防止することができる。
【００８７】
本実施形態では、第１切換ピン５１および第２切換ピン５２の往復移動のストロークＬ１を、カムキャリア４の外周面４Ａからガイド溝４３の底面４３Ｇまでの距離Ｌ２の２倍以上に設定している。
【００８８】
これにより、第１切換ピン５１と第２切換ピン５２とのすれ違い位置であるストロークＬ１の中間位置を、カムキャリア４の外周面４Ａよりもカム軸３の半径方向外側に位置させることができる。
【００８９】
このため、第１切換ピン５１と第２切換ピン５２とを往復移動方向でカムキャリア４の外周面４Ａよりもカム軸３の半径方向外側ですれ違うように確実に設定できる。
（その他の実施形態）
【００９０】
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、本実施形態では、第１切換ピン５１および第２切換ピン５２が互い違い方向に移動する動作を連結機構５７で実現しているが、これに限定されるものではなく、他の機構により第１切換ピン５１および第２切換ピン５２が互い違い方向に移動させることも勿論可能である。
【００９１】
上記の実施形態では、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、第２カムをリフト量０となる周面を有する休止カムとすれば、バルブ休止機能も実現可能である。このような構成とすれば、カムを切り換える機構の構造および作動方法を簡素化でき、バルブを休止させることも可能となる。
【００９２】
また、上記の実施形態では、２系統のオイルギャラリ６１、６３を備える構成であるが、スプリング５４を強化して、１系統のオイルギャラリを省略した構成としてもよい。すなわち、スプリング５４が、第１切換ピン５１およびまたは第２切換ピン５２の少なくとも一方にオイルギャラリを連結し、このオイルギャラリから付与される駆動力で第１切換ピン５１およびまたは第２切換ピン５２を軸方向へ動かす駆動力を付与し、この駆動力が除去されたときに、スプリング５４により第１切換ピン５１を強制的にガイド溝４３側へ移動させるように設定してもよい。
【００９３】
この場合、第２切換ピン５２にオイルギャラリ６３を連結し、オイルギャラリ６３から第２切換ピン５２に付与される駆動力（油圧力）が除去された場合、スプリング５４によって第１切換ピン５１がガイド溝４３側に移動する。これにより、カムキャリア４を第１位置へ移動させ、バルブの休止を解除できる。
【符号の説明】
【００９４】
１…シリンダヘッド、１Ｂ…ヘッドカバー、２…可変動弁装置、３…カム軸、４…カムキャリア、５…カム切換部、４１…高速カム（第１カム）、４２…低速カム（第２カム）、４３…ガイド溝、４３Ａ…第１切換カム（一対の側壁の一方または他方）、４３Ｂ…第２切換カム（一対の側壁の一方または他方）、５１…第１切換ピン、５１Ｄ…挿入方向先端部、５２…第２切換ピン、５２Ｄ…挿入方向先端部、５７…連結機構、Ａ…第１位置、Ｂ…第２位置、ｓ…隙間、Ｌ１…ストローク、Ｌ２…距離
【図１】
2016017451.tif 000003
【図２】
2016017451.tif 000004
【図３】
2016017451.tif 000005
【図４】
2016017451.tif 000006
【図５】
2016017451.tif 000007
【図６−１】
2016017451.tif 000008
【図６−２】
2016017451.tif 000009
【図６−３】
2016017451.tif 000010
【図６−４】
2016017451.tif 000011