(57)【要約】【課題】第１のカムから第２のカムへの切換えが確実に行われるとともに、耐久性を向上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は、低速カム４２が被押し付けローラ１１Ａに接触する位置にカムキャリア４が移動した状態における、カム軸３の軸線方向で互いに対向する高速カム４１の端部と被押し付けローラ１１Ａの端部との間の距離Ｄｂを、カム軸３の軸線方向で互いに対向する第２の切換カム４３Ｂの最大カム山部４３Ｄと第２の切換ピン５３Ａとの間の距離Ｄａより大きく設定される。【選択図】図８
2016079970.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のカムが隣接して設置されたカムキャリアと、
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た第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た第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、
前記第１のカムまたは前記第２のカムに接触する接触面を有し、前記カムキャリアと前記バルブとの間に配置されたロッカアームと、を備え、
前記カムキャリアが、前記第１の側壁および前記第２の側壁に対して前記カムキャリアの軸線方向外方に設けられ、前記第１のアーム部または前記第２のアーム部に接触して前記カムキャリアを前記カム軸の軸線方向に移動することを規制する第１の規制部および第２の規制部を有し、
前記第１のアーム部の幅方向側面に、前記第１の規制部に接触する第１の接触部が設けられ、
前記第２のアーム部の幅方向側面に、前記第２の規制部に接触する第２の接触部が設けられ、
前記第１の切換部を前記第１の側壁に接触させること、若しくは、前記第２の切換部を前記第２の側壁に接触させることで、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、前記第１のカムまたは前記第２のカムの一方を前記接触面に接触させ、
前記第１の規制部が前記第１の接触部に接触すること、若しくは、前記第２の規制部が前記第２の接触部に接触することで、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が規制される内燃機関の可変動弁装置において、
前記第１のカムのカム山部が前記第２のカムのカム山部より大きく設定され、
前記第２のカムが前記接触面に接触する位置に前記カムキャリアが移動した状態における、前記カム軸の軸線方向で互いに対向する前記第１のカムの端部と前記接触面の端部との間の距離を、前記カム軸の軸線方向で互いに対向する前記第２の側壁の最大カム山部と前記第２の切換部との間の距離より大きくしたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項２】
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のカムが隣接して設置されたカムキャリアと、
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た第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た第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、
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し、前記カムキャリアと前記バルブとの間に配置されたロッカアームと、を備え、
前記カムキャリアが、前記第１の側壁および前記第２の側壁に対して前記カムキャリアの軸線方向外方に設けられ、前記第１のアーム部または前記第２のアーム部に接触して前記カムキャリアを前記カム軸の軸線方向に移動することを規制する第１の規制部および第２の規制部を有し、
前記第１のアーム部の幅方向側面に、前記第１の規制部に接触する第１の接触部が設けられ、
前記第２のアーム部の幅方向側面に、前記第２の規制部に接触する第２の接触部が設けられ、
前記第１の切換部を前記第１の側壁に接触させること、若しくは、前記第２の切換部を前記第２の側壁に接触させることで、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、前記第１のカムまたは前記第２のカムの一方を前記ローラ部に接触させ、
前記第１の規制部が前記第１の接触部に接触すること、若しくは、前記第２の規制部が前記第２の接触部に接触することで、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が規制される内燃機関の可変動弁装置において、
前記第１のカムのカム山部が前記第２のカムのカム山部より大きく設定され、
前記第２のカムが前記ローラ部に接触する位置に前記カムキャリアが移動した状態における、前記カム軸の軸線方向で互いに対向する前記第１のカムの端部と前記ローラ部の端部との間の距離を、前記カム軸の軸線方向で互いに対向する前記第２の側壁の最大カム山部と前記第２の切換部との間の距離より大きくしたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項３】
前記第２の側壁の最大カム山部は、前記カム軸が第１の回転位置にあるときに前記カム軸の軸線方向で前記第２の切換部と対向する位置まで周方向に延び、
前記第１の回転位置は、前記ローラ部の外周円形状を前記カム軸の軸線方向に投影してできる投影面に前記第１のカムのリフト開始点が接する回転位置であることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項４】
前記第２の側壁の最大カム山部は、前記カム軸が第２の回転位置にあるときに前記カム軸の軸線方向で前記第２の切換部と対向する位置まで周方向に延び、
前記第２の回転位置は、前記ローラ部の外周円形状を前記カム軸の軸線方向に投影してできる投影面に前記第１のカムのリフト終了点が接する回転位置であることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項５】
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のカムが隣接して設置されたカムキャリアと、
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た第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た第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支持軸と、
前記支持軸を駆動するアクチュエータと、
前記第１のカムまたは前記第２のカムに接触する接触面を有し、前記カムキャリアと前記バルブとの間に配置されたロッカアームと、を備え、
前記カムキャリアが、前記第１の側壁および前記第２の側壁に対して前記カムキャリアの軸線方向外方に設けられ、前記カム切換部材の一の側面に接触して前記カムキャリアを前記カム軸の軸線方向で一方向に移動することを規制する規制部を有し、
前記カム切換部材の幅方向の一の側面には、前記規制部に接触する接触部が設けられる内燃機関の可変動弁装置において、
前記規制部と前記接触部との接触面を、前記支持軸の揺動範囲内において、一定の位置、且つ一定の面積としたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項６】
前記アクチュエータは、第１のアーム部または前記第２のアーム部に連結されて前記カム切換部材を揺動させるプランジャを有することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項７】
前記規制部は、前記カムキャリアと同心で前記カムキャリアの半径方向外方に広がる円板状に形成され、
前記接触部は、前記支持軸と同心の円弧の外縁形状に形成され、且つ、前記規制部に向って突出したことを特徴とする請求項５または請求項６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、カムロブがカム軸の軸線方向一方側に移動した際に、カムハウジングの端面でカムロブを受け止めることにより、移動後のカムロブの位置を規定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１３３８０９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、カムロブがカム軸の軸線方向一方側に移動してカムハウジングの端面に衝突した後、カムロブが衝突の反動でカム軸の軸線方向他方側に跳ね返るおそれがある。
【０００６】
カムロブがカム軸の軸線方向他方側に跳ね返ると、切換え前のカムが再びバルブを作動させてしまうため、カムの切換えが確実に行われず、可変動弁装置の耐久性が悪化するという問題がある。
【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、カムの切換えが確実に行うことができ、耐久性を向上させ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ものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、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のカムが隣接して設置されたカムキャリアと、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た第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た第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、前記第１のカムまたは前記第２のカムに接触する接触面を有し、前記カムキャリアと前記バルブとの間に配置されたロッカアームと、を備え、前記カムキャリアが、前記第１の側壁および前記第２の側壁に対して前記カムキャリアの軸線方向外方に設けられ、前記第１のアーム部または前記第２のアーム部に接触して前記カムキャリアを前記カム軸の軸線方向に移動することを規制する第１の規制部および第２の規制部を有し、前記第１のアーム部の幅方向側面に、前記第１の規制部に接触する第１の接触部が設けられ、前記第２のアーム部の幅方向側面に、前記第２の規制部に接触する第２の接触部が設けられ、前記第１の切換部を前記第１の側壁に接触させること、若しくは、前記第２の切換部を前記第２の側壁に接触させることで、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、前記第１のカムまたは前記第２のカムの一方を前記接触面に接触させ、前記第１の規制部が前記第１の接触部に接触すること、若しくは、前記第２の規制部が前記第２の接触部に接触することで、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が規制される内燃機関の可変動弁装置において、前記第１のカムのカム山部が前記第２のカムのカム山部より大きく設定され、前記第２のカムが前記接触面に接触する位置に前記カムキャリアが移動した状態における、前記カム軸の軸線方向で互いに対向する前記第１のカムの端部と前記接触面の端部との間の距離を、前記カム軸の軸線方向で互いに対向する前記第２の側壁の最大カム山部と前記第２の切換部との間の距離より大きくした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、カムキャリアの移動により第１のカムから第２のカムに切換えられた際に、カムキャリアの第２の規制部に第２の接触部が衝突した反動でカムキャリアが逆方向に移動したとき、ロッカアームの接触面から第２のカムが外れて第１のカムに接触面が異常接触することを防止できる。よって、第１のカムから第２のカムへの切換えが確実に行われるとともに、可変動弁装置の耐久性を向上できる。
【００１０】
このため、カムの切換えが確実に行うことができ、可変動弁装置の耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の第１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、本発明の第１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、本発明の第１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、本発明の第１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、本発明の第１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、本発明の第１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、本発明の第１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。
【図１４】図１４は、本発明の第２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１５】図１５は、図１４のＶＩ−ＶＩ方向矢視断面図である。
【図１６】図１６は、図１４のＶＩＩ−ＶＩＩ方向矢視断面図である。
【図１７】図１７は、本発明の第３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断面図である。
【図１８】図１８は、本発明の第１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と第２の切換カムのカムプロファイルである。
【図１９】図１９は、本発明の第２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と第２の切換カムのカムプロファイルである。
【図２０】図２０は、本発明の第３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と第２の切換カムのカムプロファイルである。
【図２１】図２１は、本発明の第１実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置におけるカム切換機構のプランジャのストローク直前の状態を示す断面図である。
【図２２】図２２は、本発明の第１実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置におけるカム切換機構のプランジャのストローク中間の状態を示す断面図である。
【図２３】図２３は、本発明の第１実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置におけるカム切換機構のプランジャのストローク完了直前の状態を示す断面図である。
【図２４】図２４は、本発明の第４実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置におけるカム切換部材の斜視図である。
【図２５】図２５は、本発明の第４実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置におけるカム切換部材の平面図である。
【図２６】図２６は、本発明の第４実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置におけるカム切換部材の正面図である。
【図２７】図２７は、本発明の第４実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置におけるカム切換機構の正面図である。
【図２８】図２８は、本発明の第４実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置におけるカム切換機構のプランジャのストローク直前の状態を示す断面図である。
【図２９】図２９は、本発明の第４実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置におけるカム切換機構のプランジャのストローク中間の状態を示す断面図である。
【図３０】図３０は、本発明の第４実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置におけるカム切換機構のプランジャのストローク完了直前の状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１実施形態）
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および図１８は、本発明に係る第１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。
【００１４】
（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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
（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、接触面かつ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。
【００１８】
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。
【００１９】
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）。
【００２０】
（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、７３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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
図１に示すように、カムハウジング７１、７３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、第２気筒＃２に対応するカムキャリア４の外周部と、第３気筒＃３に対応するカムキャリア４の外周部、および第４気筒＃４に対応するカムキャリア４Ａの外周部にそれぞれ設けられている。
【００２４】
また、カムハウジング７３は、第１気筒＃１に対応するカムキャリア４Ａの外周部に設けられている。カムキャリア４Ａはカム軸３に圧入等により固定されている。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
この位置決め機構３２は、カム軸３の外周面に形成されるカム軸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。
【００２９】
ボール３５は、カムキャリア４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の何れかに嵌合される。
【００３０】
（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。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２気筒＃２と第３気筒＃３にそれぞれ設けられている。これら２つのカムキャリア４は同様に構成されている。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。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、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。
【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。
【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。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。
【００３７】
すなわち、本実施形態の高速カム４１のノーズ部４１Ｂは、低速カム４２のノーズ部４２Ｂ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。ノーズ部４１Ｂおよびノーズ部４２Ｂは、本発明のカム山部を構成している。
【００３８】
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により大きくの吸入空気を吸気できる。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【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、吸気バルブ１３のリフトタイミングが規定される。
【００４２】
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。
【００４３】
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の移動に応じていずれかに嵌合されることで、カムキャリア４を第１の位置、もしくは、第２の位置に位置決めさせる。
【００４４】
なお、低速カム４２においてノーズ部４２Ｂの半径はベース円部４２Ａと同じに形成されている。これにより、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（図２参照）において吸気バルブ１３が作動せず、第２気筒＃２および第３気筒＃３が気筒休止状態になる。
【００４５】
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。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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
（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２気筒＃２用および第３気筒＃３（図２参照）用の２つが設けられている。
【００５１】
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。
【００５２】
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２気筒＃２（図２、図３参照）に対応する位置と第３気筒＃３（図２、図３参照）に対応する位置にそれぞれ設けられている。
【００５３】
すなわち、可変動弁装置２は、第２気筒＃２（図２、図３参照）用のカムキャリア４および制御軸５５と、第３気筒＃３（図２、図３参照）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。制御軸５５は、カムハウジング７１の上部に形成された制御軸支持部７１Ａにより回転自在に支持されている。
【００５４】
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。
【００５５】
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を介してカム切換え部材５１を揺動させる。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
ヘッドカバー１Ａの上壁は、オイルセパレータ室６３側に膨れ出ており、制御軸５５は、この膨れ出た部分よりもカム軸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。
【００６２】
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。
【００６３】
図３、図５、図７、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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。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。
【００７７】
図８において、低速カム４２が被押し付けローラ１１Ａに接触する位置にカムキャリア４が移動した状態における、カム軸３の軸線方向で互いに対向する高速カム４１の端部と被押し付けローラ１１Ａの端部との間の距離Ｄｂが、カム軸３の軸線方向で互いに対向する第２の切換カム４３Ｂの最大カム山部４３Ｄと第２の切換ピン５３Ａとの間の距離Ｄａより大きく設定されている。
【００７８】
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。
【００７９】
（高速カム４１による運転と低速カム４２による運転との切換え）
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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２のストッパ部６４Ｂが位置Ｐ２から位置Ｐ１に移動量Ｍ１だけ移動する。また、第１のストッパ部６４Ａも第２のストッパ部６４Ｂとともに移動して第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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。ここで、カム軸３が回転すると、図８、図９、図１１、図１８に示すように、カム軸３の軸線方向への押し付けローラ１１Ａの投影面１１Ｓに高速カム４１のリフト開始点４１Ｓが接するよりも前に、第２の切換ピン５３Ａが第２の切換カム４３Ｂに接触する。そして、第２の切換ピン５３Ａが第２の切換カム４３Ｂの最大カム山部４３Ｄに差し掛かって、カムキャリア４の移動が終了する。このとき、カム軸３の軸線方向への被押し付けローラ１１Ａの投影面１１Ｓには、高速カム４１のベース円部４１Ａが接している。すなわち、カムキャリア４の移動は、カム軸３の軸線方向への被押し付けローラ１１Ａの投影面１１Ｓに高速カム４１のベース円部４１Ａが接している間に完了している。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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Ｍ１だけ移動して第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２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。
【００９３】
このように、高速カム４１による運転時には、図１１に示すように、第１のストッパ部６４Ａが第１のアーム部５２の第１の接触部５２Ｂに接触することで、カムキャリア４が慣性力により第１の位置から更にカム軸３の軸線方向に移動することが規制される。
【００９４】
また、低速カム４２による運転時には、図８に示すように、第２のストッパ部６４Ｂが第２のアーム部５３の第２の接触部５３Ｂに接触することで、カムキャリア４が慣性力により第２の位置から更にカム軸３の軸線方向に移動することが規制される。ただし、第２のストッパ部６４Ｂが第２のアーム部５３の第２の接触部５３Ｂに接触した際に、第２のストッパ部６４Ｂが第２の接触部５３Ｂに勢い良く衝突すると、この衝突による反動で、カムキャリア４が逆方向に移動する。
【００９５】
実施形態の可変動弁装置２によれば、図８に示すように、低速カム４２が被押し付けローラ１１Ａに接触する位置にカムキャリア４が移動した状態における、カム軸３の軸線方向で互いに対向する高速カム４１の端部と被押し付けローラ１１Ａの端部との間の距離Ｄｂを、カム軸３の軸線方向で互いに対向する第２の切換カム４３Ｂの最大カム山部４３Ｄと第２の切換ピン５３Ａとの間の距離Ｄａより大きく設定している。
【００９６】
このため、カムキャリア４の移動により高速カム４１から低速カム４２に切換えられた際に、カムキャリア４の第２のストッパ部６４Ｂに第２のアーム部５３の第２の接触部５３Ｂが衝突した反動でカムキャリア４が逆方向に移動したとき、ロッカアーム１１の接触面としての被押し付けローラ１１Ａから低速カム４２が外れて高速カム４１に被押し付けローラ１１Ａが異常接触することを防止できる。具体的には、カムキャリア４が逆方向に移動したとき、高速カム４１のノーズ部４１Ｂがロッカアーム１１の被押し付けローラ１１Ａに端面同士で接触することを防止できる。よって、高速カム４１から低速カム４２への切換えが確実に行われるとともに、可変動弁装置２の耐久性を向上できる。
【００９７】
なお、図１８〜図２０において、横軸は、カム軸３の回転角度を示し、縦軸は、上段にカムキャリア４のカムプロファイルと、下段に第２の切換カム４３Ｂのカムプロファイルを示している。また、カムキャリア４のカムプロファイルとして、低速カム４２のカムプロファイル（実線で示す）に重ねて高速カム４１のカムプロファイル（破線で示す）を示している。カムキャリア４と被押し付けローラ１１Ａとの接点、および、第２の切換カム４３Ｂと第２の切換ピン５３Ａとの接点は動かず、カムキャリア４のカムプロファイルと第２の切換カム４３Ｂのカムプロファイルが同時に紙面の右から左方向に進んでいくことで、カム軸３が回転したときにそれぞれのカムプロファイルがそれぞれの接点に作用する様子が表される。
【００９８】
図１８において、第２の切換カム４３Ｂのリフト状態が最大カム山部４３Ｄとなったときに、カムキャリア４が第１の位置から第２の位置に切換えられる。この切換の後で高速カム４１のノーズ部４１Ｂが被押し付けローラ１１Ａの側面を通過するが、このとき、カムキャリア４の第２のストッパ部６４Ｂに第２のアーム部５３の第２の接触部５３Ｂが衝突した反動でカムキャリア４が逆方向に移動することが起きても、本実施形態では、高速カム４１のノーズ部４１Ｂがロッカアーム１１の被押し付けローラ１１Ａに接触することを防止できる。
【００９９】
（第２実施形態）
図１４、図１５、図１６、図１９は、本発明に係る第２実施形態の内燃機関の可変動弁装置を示す図である。図１４、図１５、図１６において、カム軸３は第１の回転位置θ１にあり、この第１の回転位置θ１は、被押し付けローラ１１Ａの外周円形状をカム軸３の軸線方向に投影してできる投影面１１Ｓに高速カム４１のリフト開始点４１Ｓが接する回転位置である。そして、カム軸３が第１の回転位置θ１にあるとき、第２の切換カム４３Ｂの最大カム山部４３Ｄは、カム軸３の軸線方向で第２のアーム部５３と対向する位置まで周方向に延びている。ここで、高速カム４１のリフト開始点４１Ｓとは、このリフト開始点４１Ｓが被押し付けローラ１１Ａに差し掛かると吸気バルブ１３のリフトが開始される点である。
【０１００】
これにより、図１９に示すように、カム軸３の回転位置が、高速カム４１がロッカアーム１１を介したバルブリフトを開始する第１の回転位置θ１になり、高速カム４１が被押し付けローラ１１Ａの側面を通過し始めるときに、カムキャリア４が大きく反動した場合でも、第２のアーム部５３が第２の切換カム４３Ｂの最大カム山部４３Ｄに当たってカムキャリア４の移動が規制されるので、高速カム４１のノーズ部４１Ｂロッカアーム１１の被押し付けローラ１１Ａに接触することを防止できる。
【０１０１】
（第３実施形態）
図１７、図２０は、本発明に係る第３実施形態の内燃機関の可変動弁装置を示す図である。
【０１０２】
図１７において、カム軸３は第２の回転位置θ２にあり、この第１の回転位置は、被押し付けローラ１１Ａの外周円形状をカム軸３の軸線方向に投影してできる投影面１１Ｓに高速カム４１のリフト終了点４１Ｅが接する回転位置である。そして、カム軸３が第２の回転位置θ２にあるとき、第２の切換カム４３Ｂの最大カム山部４３Ｄは、カム軸３の軸線方向で第２のアーム部５３と対向する位置まで周方向に延びている。ここで、高速カム４１のリフト終了点４１Ｅとは、このリフト終了点４１Ｅが被押し付けローラ１１Ａに差し掛かると吸気バルブ１３リフトが終了する点である。
【０１０３】
これにより、図２０に示すように、カム軸３の回転位置が、高速カム４１がロッカアーム１１を介したバルブリフトを終了する第２の回転位置θ２となり、高速カム４１が被押し付けローラ１１Ａの側面を通過する区間全域でカムキャリア４が大きく反動した場合でも、第２のアーム部５３の第２の接触部５３Ｂが最大カム山部４３Ｄに当たってカムキャリア４の移動が規制されるので、ロッカアーム１１の被押し付けローラ１１Ａが高速カム４１に接触することを防止できる。
【０１０４】
（第４実施形態）
以下、第４実施形態について説明する。図２４〜図３０は、本発明に係る第４実施形態の内燃機関の可変動弁装置を示す図である。なお、第１実施形態から第３実施形態と同様の構成部材には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１０５】
前述の第１実施形態の内燃機関の可変動弁装置では、例えば、図３に示すように、カムキャリア４の第１のストッパ部６４Ａは第１の規制部を構成しており、この第１のストッパ部６４Ａにカム切換部材５１の第１の接触部５２Ｂが接触することで、カムキャリア４のカム軸３の軸線方向への移動が規制されるようになっている。
【０１０６】
また、カムキャリア４の第２のストッパ部６４Ｂは第２の規制部を構成しており、第２のストッパ部６４Ｂにカム切換部材５１の第２の接触部５３Ｂが接触することで、カムキャリア４のカム軸３の軸線方向への移動が規制されるようになっている。
【０１０７】
前述の第１実施形態では、カムの切換のためにアーム部５２が揺動する過程で、アーム部５２の第１の接触部５２Ｂまたは第２の接触部５３Ｂと、カムキャリア４の第１のストッパ部６４Ａまたは第２のストッパ部６４Ｂとの接触面の接触面積および接触位置が変化してしまう。
【０１０８】
具体的には、図２１に示すように、制御軸５５を駆動するアクチュエータ６１のプランジャ６１Ａが退動方向にストロークする直前においては、第１のアーム部５２の第１の接触部５２Ｂの全体がカムキャリア４の第１のストッパ部６４Ａに接触しているため、第１の接触部５２Ｂと第１のストッパ部６４Ａとの接触面Ｓ（斜線で示す）の面積が最も大きい。
【０１０９】
その後、図２２に示すように、アクチュエータ６１のプランジャ６１Ａがストローク中間位置まで退動すると、接触面Ｓの面積が減少し、その位置も変化する。
【０１１０】
そして、図２３に示すように、アクチュエータ６１のプランジャ６１Ａがストローク完了直前位置まで更に退動すると、第１の接触部５２Ｂと第１のストッパ部６４Ａとは接触せず、第２のアーム部５３の第２の接触部５３Ｂの全体が、第１のストッパ部６４Ａの紙面上手前側の第２のストッパ部６４Ｂに接触する。このとき、第２の接触部５３Ｂと第２のストッパ部６４Ｂとの接触面の大きさは図２１の接触面Ｓと等しいが、接触面の位置は接触面Ｓから変化している。
【０１１１】
このように、アクチュエータ６１のプランジャ６１Ａが退動方向にストロークするに連れて、第１の接触部５２Ｂと第１のストッパ部６４Ａとの接触面Ｓの接触面積が減少するとともに、接触位置が変化する。
【０１１２】
このため、プランジャ６１Ａが油圧によりストロークしてカム切換部材５１が揺動する過程で、接触面Ｓの接触面積および接触位置が変化したことで、接触面Ｓの摩擦力が変化してしまう。接触面Ｓの摩擦力が変化すると、この摩擦力によりアクチュエータ６１のプランジャ６１Ａに作用する荷重も変化する。
【０１１３】
したがって、プランジャ６１Ａのストローク速度、すなわちカム切換部材５１の揺動速度が一定速度または一定加速度にならないため、アクチュエータ６１の制御が複雑になってしまう。
【０１１４】
特に、カムキャリア４の位置決め精度を向上するため、カムキャリア４が第１の位置または第２の位置にあるときに、位置決め機構３２のボール３５を第１の位置決め用溝４６または第２の位置決め用溝４７の傾斜部に位置するようにした場合、接触面Ｓでの摩擦力が大きく変化してしまうため、アクチュエータ６１の制御が一層複雑になってしまう。
【０１１５】
具体的には、位置決め機構３２のスプリング３４の復元力により、第１の接触部５２Ｂまたは第２の接触部５３Ｂを第１のストッパ部６４Ａまたは第２のストッパ部６４Ｂに圧接させることでガタツキを無くし、カムキャリア４の位置決め精度を向上させることができるが、この場合、接触面Ｓでの摩擦力が大きく変化してしまう。
【０１１６】
そこで、図２４〜図２７に示すように、第４実施形態のカム切換部材５１Ａは、第１実施形態の第１の接触部５２Ｂおよび第２の接触部５３Ｂに代えて、接触部としての第１の円弧状接触部８１および第２の円弧状接触部８２を備えている。
【０１１７】
図２４〜図２７において、カム切換部材５１Ａ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、支持軸としての制御軸５５に固定される筒状部８３と、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。
【０１１８】
筒状部８３の軸線方向の端面は、スペーサ接触面８３Ａ、８３Ｂを形成しており、このスペーサ接触面８３Ａ、８３Ｂは、制御軸５５に外装されたスペーサ７４の端面に接触する。スペーサ７４は、制御軸５５に作用する軸線方向の荷重を受けるとともに、カム切換部材５１Ａの軸線方向の位置を規定している。また、スペーサ接触面８３Ａ、８３Ｂは、カム切換部材５１Ａが揺動するときに、スペーサ７４の端面に対して摺動する。
【０１１９】
第１のアーム部５２および第２のアーム部５３の基端部８４は連続しており、この基端部８４は、筒状部８３の下部に設けられている。第１のアーム部５２には連結部５２Ｃが設けられ、この連結部５２Ｃは、アクチュエータ６１のプランジャ６１Ａが連結されている。アクチュエータ６１は、プランジャ６１Ａの進動および退動によってカム切換部材５１Ａを揺動させる。
【０１２０】
カム切換部材５１Ａの幅方向の一の側面、すなわちカム切換部材５１Ａの基端部８４の第１のストッパ部６４Ａに対向する側の端面には、規制部としての第１のストッパ部６４Ａに接触する第１の円弧状接触部８１が設けられている。また、カム切換部材５１Ａの幅方向の他の側面、すなわちカム切換部材５１Ａの基端部８４の第２のストッパ部６４Ｂに対向する側の端面には、規制部としての第２のストッパ部６４Ｂに接触する第２の円弧状接触部８２が設けられている。第１の円弧状接触部８１の外縁部８１Ａおよび第２の円弧状接触部８２の外縁部８２Ａは、第１のアーム部５２の基端側と第２のアーム部５３の基端側とに連続している。
【０１２１】
第１の円弧状接触部８１は、第１のストッパ部６４Ａに向って第１のアーム部５２および第２のアーム部５３から突出している。第１の円弧状接触部８１が突出していることで、第１のアーム部５２の第１のストッパ部６４Ａ側の端面には、第１の円弧状接触部８１との境界に段差５２Ｄが形成されている。また、第２のアーム部５３の第１のストッパ部６４Ａ側の端面には、第１の円弧状接触部８１との境界に段差５３Ｄが形成されている。
【０１２２】
また、第１の円弧状接触部８１は、制御軸５５の回転中心軸５５Ａと同心で半径Ｒ１１の円弧の外縁形状に形成されている。第１の円弧状接触部８１の半径Ｒ１１は、軸線方向から見て、第１の円弧状接触部８１と第１のストッパ部６４Ａとが重なるように設定されている。
【０１２３】
このため、カムキャリア４が第１の位置に移動するとき、第１の円弧状接触部８１は第１のストッパ部６４Ａに接触し、第１のアーム部５２および第２のアーム部５３は第１のストッパ部６４Ａに接触しない。
【０１２４】
第２の円弧状接触部８２は、第２のストッパ部６４Ｂに向って第１のアーム部５２および第２のアーム部５３から突出している。第２の円弧状接触部８２が突出していることで、第１のアーム部５２の第２のストッパ部６４Ｂ側の端面には、第２の円弧状接触部８２との境界に段差５２Ｅが形成されている。また、第２のアーム部５３の第２のストッパ部６４Ｂ側の端面には、第２の円弧状接触部８２との境界に段差５３Ｅが形成されている。
【０１２５】
また、第２の円弧状接触部８２は、制御軸５５の回転中心軸５５Ａと同心で半径Ｒ１１の円弧の外縁形状に形成されている。第２の円弧状接触部８２の半径Ｒ１１は、軸線方向から見て、第２の円弧状接触部８２と第２のストッパ部６４Ｂとが重なるように設定されている。
【０１２６】
このため、カムキャリア４が第２の位置に移動するとき、第２の円弧状接触部８２は、第２のストッパ部６４Ｂに接触し、第１のアーム部５２および第２のアーム部５３は、第２のストッパ部６４Ｂに接触しない。
【０１２７】
第１の円弧状接触部８１はスペーサ接触面８３Ａと同一平面となるように形成されている。また、第２の円弧状接触部８２はスペーサ接触面８３Ｂと同一平面となるように形成されている。
【０１２８】
これにより、第１の円弧状接触部８１および第２の円弧状接触部８２は、スペーサ接触面８３Ａ、８３Ｂと同時加工により形成することができる。また、ロッカアーム１１に対するカム切換部材５１Ａの軸線方向の位置精度を向上させることができる。
【０１２９】
図２７において、カムキャリア４の第１のストッパ部６４Ａおよびその背面側に配置された第２のストッパ部６４Ｂは、カムキャリア４と同心でカムキャリア４の半径方向外方に広がる半径Ｒ１２のフランジ状、すなわち円板状に形成されている。このため、第１の円弧状接触部８１と第１のストッパ部６４Ａとの接触面Ｓ１は、カム切換部材５１Ａの揺動中心である制御軸５５の回転中心軸５５Ａから半径Ｒ１１の円弧と、カムキャリア４の回転中心Ｏ１から半径Ｒ１２の円弧とで囲まれた領域および形状となる。なお、第２の円弧状接触部８２も第１の円弧状接触部８１と同様に構成されているため、第２のストッパ部６４Ｂと第２の円弧状接触部８２との図示しない接触面も、接触面Ｓ１と同様に形成される。
【０１３０】
次に、作用効果について説明する。
本実施形態では、第１の円弧状接触部８１と第１のストッパ部６４Ａとにより、２つの円弧で囲まれた領域および形状の接触面Ｓ１が形成される。
【０１３１】
これにより、図２８に示すように、アクチュエータ６１のプランジャ６１Ａが退動方向にストロークする直前においては、図２８中で第２の円弧状接触部８２の背面側の第１の円弧状接触部８１と第１のストッパ部６４Ａとが接触面Ｓ１で接触する。
【０１３２】
その後、図２９に示すように、アクチュエータ６１のプランジャ６１Ａがストローク中間位置まで退動した状態においても、第１の円弧状接触部８１と第１のストッパ部６４Ａとが接触面Ｓ１で接触する。
【０１３３】
そして、図３０に示すように、アクチュエータ６１のプランジャ６１Ａがストローク完了直前位置まで更に退動した状態においても、第１の円弧状接触部８１と第１のストッパ部６４Ａとが接触面Ｓ１で接触する。
【０１３４】
このように、本実施形態では、第１のストッパ部６４Ａと第１の円弧状接触部８１との接触面Ｓ１を、制御軸５５の揺動範囲内において、一定の位置、且つ一定の面積としている。このため、接触面Ｓ１における第１の円弧状接触部８１と第１のストッパ部６４Ａとの摩擦力を一定にできる。
【０１３５】
したがって、カム切換部材５１Ａが揺動する際に接触面Ｓ１での摩擦力によりアクチュエータ６１に作用する負荷を一定にできる。この結果、カム切換部材５１Ａを駆動するアクチュエータ６１の制御を容易にすることができる。
【０１３６】
なお、図示を省略するが、アクチュエータ６１のプランジャ６１Ａが図３０に示す位置からストローク完了位置まで更に退動した状態では、第１の円弧状接触部８１と第１のストッパ部６４Ａとが接触しなくなる代わりに、第２の円弧状接触部８２と第２のストッパ部６４Ｂとが接触し、その接触面および接触位置が一定に保たれる。
【０１３７】
また、本実施形態では、アクチュエータ６１はプランジャ６１Ａを有し、プランジャ６１Ａは、第１のアーム部５２に連結されている。また、アクチュエータ６１は、プランジャ６１Ａによってカム切換部材５１Ａを揺動させている。
【０１３８】
このため、アクチュエータ６１のプランジャ６１Ａがカム切換部材５１Ａを揺動させる際に、プランジャ６１Ａには、接触面Ｓ１での一定の摩擦力による一定の負荷が作用する。このため、プランジャ６１Ａを一定速度または一定加速度でストロークすることができ、容易にアクチュエータ６１の制御を行うことができる。
【０１３９】
また、本実施形態では、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と同心でカムキャリア４の半径方向外方に広がる円板状に形成されている。更に、第１の円弧状接触部８１および第２の円弧状接触部８２は、制御軸５５と同心の円弧状に形成され、且つ、第１のストッパ部６４Ａおよび第２のストッパ部６４Ｂに向かって突出している。
【０１４０】
このため、カム切換部材５１Ａが揺動する際に、接触面Ｓ１の位置、面積および形状を不変にできるので、接触面Ｓ１での摩擦力を一定にすることができる。
【０１４１】
本発明の第１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】
【０１４２】
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（接触面、ローラ部）、１１Ｓ...投影面（ローラ部の外周円形状をカム軸の軸線方向に投影してできる投影面）、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、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（制御軸、支持軸）、５５Ａ...回転中心軸、６１...アクチュエータ、６１Ａ...プランジャ、６４Ａ...第１のストッパ部（第１の規制部、規制部）、６４Ｂ...第２のストッパ部（第２の規制部、規制部）、７１...カムハウジング、８１...第１の円弧状接触部（接触部）、８２...第２の円弧状接触部（接触部）、Ｄｂ...距離（第１のカムの端部とローラ部の端部との間の距離）、Ｄａ...距離（第２の側壁の最大カム山部と第２の切換部との間の距離）、Ｓ１...接触面、θ１...第１の回転位置、θ２...第２の回転位置
【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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