(57)【要約】【課題】例えば吸気カムシャフト１２にカムユニット４を外挿し、その外周に設けたガイド部にシフトピン５１を係合させることによって、軸線Ｘ方向にスライドさせるようにしたカム切替方式の可変動弁機構において、カムユニット４のコンパクト化を図る。【解決手段】カムユニット４の外周に周方向に延びるようにガイドプレート４５を設け、その基端部４５ａを軸支して、先端部４５ｂが軸線Ｘ方向の一側または他側に傾斜するように切り替える。ガイドプレート４５の先端部４５ｂに一側および他側からそれぞれ当接し、第１および第２の位置に保持する第１および第２のストッパを備える。ガイドプレート４５の基端部４５ａには、軸線Ｘ方向の一側および他側にそれぞれ張り出して、シフトピン５１との係合によりガイドプレート４５を揺動させる腕部４５ｅ，４５ｆを設ける。【選択図】図５
2017082699.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のカムユニットをカムシャフトに外挿し、当該カムユニットの外周に設けたガイド部に外方からシフトピンを係合させて、カムシャフトの回転に伴い、当該カムシャフトの軸方向であるカム軸方向にスライドさせることにより、当該カムユニットに設けられた複数のカムのうちのいずれかを選択可能とした可変動弁機構であって、
前記ガイド部は、
前記カムユニットの外周において周方向に延びるように設けられ、基端側の部分が軸支される一方、この基端側の部分からカムシャフトの回転する向きに延びる先端側の部分が、カム軸方向の一側または他側のいずれかに傾斜するように揺動するガイドプレートと、
前記先端側の部分にカム軸方向の一側から当接して、前記ガイドプレートを前記一側に所定角度傾斜した第１の位置に保持する第１のストッパと、
前記先端側の部分にカム軸方向の他側から当接して、前記ガイドプレートを前記他側に所定角度傾斜した第２の位置に保持する第２のストッパと、
を備えており、
前記ガイドプレートの基端側の部分には、カム軸方向の一側および他側にそれぞれ張り出して、前記シフトピンとの係合により当該ガイドプレートを揺動させる腕部が設けられていることを特徴とする可変動弁機構。
【請求項２】
請求項１に記載の可変動弁機構において、
前記第１および第２のストッパはそれぞれ、前記第１および第２の位置において前記ガイドプレートを前記一側または他側にそれぞれ鋭角に傾斜した状態に保持する、可変動弁機構。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかに記載の可変動弁機構において、
前記ガイドプレートの先端側の部分における前記一側および他側の側面にはそれぞれ、前記第１および第２のストッパと面接触するように当接面が形成されている、可変動弁機構。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の可変動弁機構において、
前記ガイドプレートに設けられた突部に当接するボール部材と、
前記突部に向かって前記ボール部材を押圧する付勢部材と、を備え、
前記突部は、
前記ガイドプレートが、前記第１および第２の位置の中間位置から第１の位置寄りに偏位していれば、前記ボール部材によって押圧されてガイドプレートを、前記第１の位置に向かうように付勢する第１の傾斜面と、
前記ガイドプレートが前記中間位置から第２の位置寄りに偏位していれば、前記ボール部材によって押圧されてガイドプレートを、前記第２の位置に向かうように付勢する第２の傾斜面と、を有する、可変動弁機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばエンジンの動弁系などに用いられる可変動弁機構に関し、特に、カムシャフトに外挿したカムユニットを軸方向（カム軸方向）にスライドさせて、複数のカムのうちのいずれかを選択するようにしたカム切替方式のものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来よりエンジンの吸気バルブや排気バルブのリフト特性を変更可能な可変動弁機構としては、バルブタイミングを連続的に変更可能なＶＶＴ（Variable Valve Timing）が広く用いられている。また、例えば特許文献１に記載されているように、複数のカムが設けられたカムキャリア（カムユニット）をカムシャフトに外挿し、その軸方向（カム軸方向）にスライドさせることにより、いずれかのカムを選択するようにしたカム切替方式のものも公知である。
【０００３】
前記従来例の可変動弁機構においては、カムキャリアの外周に螺旋状のガイド溝を設けて、その外方からサーボ機構の係合要素（以下、シフトピンという）を係合させるようにしている。こうすると、カムシャフトと一体にカムキャリアが回転するときに、相対的にはそのガイド溝に沿ってシフトピンが移動するようになり、このことによって実際には、そのガイド溝とシフトピンとの係合が維持されるように、カムキャリアがカム軸方向にスライドする。
【０００４】
詳しくは図８に示すように、前記従来例のガイド溝Ｇは、カムキャリアＣの外周においてそれぞれ周方向に延びるように形成されたＳ字状の溝ｇ１と逆Ｓ字状の溝ｇ２とが合流し、全体としてＹ字状に形成されている。そして、この図８の左側にカムキャリアＣを移動させるときには、Ｓ字状の溝ｇ１にシフトピンＰを挿入し、この溝ｇ１に沿ってシフトピンＰを相対的には図の右側に移動させるようにする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１０−５２０３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、エンジンの動弁系にはコンパクト化の要請があるところ、前記従来例のカムキャリアＣではＹ字状のガイド溝Ｇの幅が大きくなり易いことが、コンパクト化の障害になっていた。すなわち、図９には展開図で示すように、Ｙ字状のガイド溝Ｇは、Ｓ字状の溝ｇ１および逆Ｓ字状の溝ｇ２によってそれぞれカムを切り替えるためのスライド量をＳとし、シフトピンＰの直径をＤとすると、少なくとも２×Ｓ＋Ｄの幅が必要になるからである。
【０００７】
また、前記従来例では、カムキャリアＣを左側に移動させるために、Ｓ字状の溝ｇ１に係合させるシフトピンＰと、カムキャリアＣを右側に移動させるために、逆Ｓ字状の溝ｇ２と係合させるシフトピンＰとが別々に必要になるので、２個のサーボ機構が必要であったり、或いは１個のサーボ機構で２つのシフトピンＰを動作させるために、その構造が複雑になったりして、コストアップを招くという難もある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、エンジンなどの可変動弁機構においてコストアップを抑制しながら、カムユニットのコンパクト化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、円筒状のカムユニットをカムシャフトに外挿し、当該カムユニットの外周に設けたガイド部に外方からシフトピンを係合させて、カムシャフトの回転に伴い当該カムシャフトの軸方向（カム軸方向）にスライドさせることにより、当該カムユニットに設けられた複数のカムのうちのいずれかを選択可能とした可変動弁機構を対象とする。
【００１０】
そして、前記ガイド部には、前記カムユニットの外周において周方向に延びるように設けられ、その基端側の部分が軸支される一方、ここからカムシャフトの回転する向きに延びる先端側の部分が、カム軸方向の一側または他側のいずれかに傾斜するように揺動するガイドプレートと、前記先端側の部分にカム軸方向の一側から当接して、前記ガイドプレートを前記一側に所定角度傾斜した第１の位置に保持する第１のストッパと、前記先端側の部分にカム軸方向の他側から当接して、前記ガイドプレートを前記他側に所定角度傾斜した第２の位置に保持する第２のストッパと、を備えており、さらに、前記ガイドプレートの基端側の部分には、カム軸方向の一側および他側にそれぞれ張り出して、前記シフトピンとの係合により当該ガイドプレートを揺動させる腕部を設けている。
【００１１】
前記のように構成された可変動弁機構では、まず、カムユニットの外周においてガイドプレートが第１の位置にあるときに、その外方からシフトピンを係合させると、カムユニットの回転に伴いシフトピンがガイドプレートの他側面を先端側から基端側まで摺動し、このガイドプレートを介してカムユニットを一側にスライドさせる。そして、シフトピンは、ガイドプレートの基端側の部分から他側に張り出している腕部と係合して、ガイドプレートを第２の位置に向かうように揺動させる。
【００１２】
また、ガイドプレートが第２の位置にあるときには、その一側面を先端側から基端側までシフトピンが摺動することによって、カムユニットを他側にスライドさせた後に、このシフトピンが、ガイドプレートの基端側の部分から一側に張り出している腕部と係合して、ガイドプレートを第１の位置に向かうように揺動させる。
【００１３】
すなわち、第１および第２の位置の間でガイドプレートの傾斜する向きを変えて、このガイドプレートとシフトピンとの係合によりカムユニットを、カム軸方向の一側および他側に往復スライドさせるようにしており、このときにシフトピンはカムユニットの外周において相対的にカム軸方向の一側および他側に往復することになる。
【００１４】
このことから、カムを切り替えるためのカムユニットのスライド量をＳとし、シフトピンの直径をＤとすれば、カムユニットの外周においてシフトピンの相対移動に必要なカム軸方向の長さは概ねＳ＋Ｄとなる。よって、上述したように少なくとも２×Ｓ＋Ｄの長さが必要な従来例に比べて、カムユニットのコンパクト化が図られる。
【００１５】
しかも、前記のようにカムユニットをカム軸方向の一側に移動させるときと、反対の他側に移動させるときとでは、ガイドプレートの傾斜する向きが変わっているので、このガイドプレートと係合させるシフトピンは１つでよい。このことから、２つのシフトピンが必要な従来例と比べてコストの低減が図られ、前記のように位置の切り替えられるガイドプレートを設けていても、コストアップを抑制できる。
【００１６】
ここで、前記第１の位置または第２の位置において、ガイドプレートがカム軸方向の一側および他側へそれぞれ傾斜する角度は、鋭角であればよいが、傾斜角度が小さいほど、ガイドプレートの側面に沿ってシフトピンが摺動するときの摩擦力を小さくできるので、傾斜角度は例えば４５°以下とするのが好ましい。
【００１７】
また、前記ガイドプレートの先端側の部分には、前記一側および他側の側面にそれぞれ前記第１および第２のストッパと面接触するように当接面を形成するのが好ましい。こうすれば、そのいずれかの当接面が第１または第２のストッパと面接触することによって、ガイドプレートを安定的に第１および第２の位置に保持することができる。
【００１８】
そうして安定的に保持するために、より好ましくは前記ガイドプレートを前記第１の位置または第２の位置に向かって付勢するようにしてもよい。すなわち、例えばガイドプレートには突部を設けるとともに、この突部に向かってボール部材を押圧するように、例えばバネのような付勢部材を備える。
【００１９】
そして、前記突部の第１の傾斜面は、ガイドプレートが前記第１および第２の位置の中間位置から第１の位置寄りに偏位しているときに、前記ボール部材によって押圧されて、ガイドプレートを第１の位置に向かって付勢するように傾斜させる。一方、突部の第２の傾斜面は、ガイドプレートが前記第１および第２の位置の中間位置から第２の位置寄りに偏位しているときに、前記ボール部材によって押圧されて、ガイドプレートを第２の位置に向かって付勢するように傾斜させる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る可変動弁機構によると、シフトピンの係合するガイドプレートを第１および第２の位置に切り替えて、カムユニットをカム軸方向の一側および他側に往復スライドさせるようにしたので、従来例のＹ字状のガイド溝のように大きな幅（カム軸方向の長さ）を必要とせず、カムユニットのコンパクト化が図られる。しかも、同じシフトピンによってカムユニットを一側および他側の双方にスライドさせることができるので、コストアップも抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態に係る可変動弁機構を装備したエンジンの動弁系の概略構成図である。
【図２】所定気筒における吸気側の動弁系を拡大して示す斜視図である。
【図３】吸気カムシャフトに外挿されたカムユニットの横断面図である。
【図４】ロック機構について示すカムユニットの縦断面図である。
【図５】カム切替機構の要部を模式的に示す図であって、ガイドプレートが第１の位置にある場合を実線で、第２の位置にある場合を仮想線で、それぞれ示す。
【図６】シフトピンとガイドプレートとの係合によるカムユニットのスライドを説明する図である。
【図７】ガイドプレートを付勢する機構の説明図である。
【図８】従来例のカムキャリアに設けられたＹ字状のガイド溝を示す斜視図である。
【図９】従来例のガイド溝に必要な幅を表した展開図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明をエンジンの動弁系に適用した実施の形態について、図面を参照して説明する。本実施の形態のエンジン１は、一例として直列４気筒のガソリンエンジン１であって、図１には模式的に示すように第１〜第４の４つの気筒３（＃１〜＃４）がシリンダブロック（図示せず）の長手方向、即ちエンジン１の前後方向（矢印で示す図１の左右方向）に並んでいる。
【００２３】
図１には上方から見て示すように、エンジン１の上部（シリンダヘッド）にはカムハウジング２が配設されて、吸気バルブ１０および排気バルブ１１の動弁系を収容している。すなわち、図１には破線で示すように、エンジン１の前後方向に一列に並んで設けられた４つの気筒３のそれぞれに、２つの吸気バルブ１０および２つの排気バルブ１１が設けられており、それらが吸気カムシャフト１２および排気カムシャフト１３によって駆動されるようになっている。
【００２４】
それら吸気カムシャフト１２および排気カムシャフト１３の前端（図１の左端）部にはそれぞれ、バルブタイミングを連続的に変更可能なＶＶＴ（Variable Valve Timing）１４が設けられている。さらに、吸気カムシャフト１２には気筒３毎に、吸気バルブ１０を駆動するカム４１，４２（図２を参照）を切り替えて、そのリフト特性を変更するカム切替機構（本発明の可変動弁機構）が設けられている。
【００２５】
一例として第２気筒３（＃２）について図２に拡大して示すように、各気筒３毎の２つの吸気バルブ１０にそれぞれ対応して、プロフィールの異なる２つのカム４１，４２が設けられており、そのいずれかがロッカアーム１５を介して吸気バルブ１０を駆動するようになっている。２つのカム４１，４２は、吸気カムシャフト１２の軸線Ｘの方向（カム軸方向）に隣接して設けられ、図２では左側（一側）のカム４１が相対的にカムロブの小さな低リフトカム４１であり、右側（他側）のカム４２が相対的にカムロブの大きな高リフトカム４２である。
【００２６】
これら低リフトカム４１および高リフトカム４２のベース円は同径であり、互いに連続する円弧面として形成されている。図２においては、低リフトカム４１に切り替えられた状態を示しており、そのベース円区間にロッカアーム１５のローラ１５ａが当接して、吸気バルブ１０のバルブスプリング１０ａの反力によって押し付けられている。このようにベース円区間にロッカアーム１５のローラ１５ａが当接している状態では、吸気バルブ１０はリフトしていない。
【００２７】
そして、矢印Ｒの向きに吸気カムシャフト１２が回転することによって、図示はしないが、低リフトカム４１のカムロブがローラ１５ａを押圧し、ロッカアーム１５を押し下げるようになる。これによりロッカアーム１５は、カムロブのプロフィールに従って吸気バルブ１０を駆動するようになり、バルブスプリング１０ａの反力に抗して吸気バルブ１０が、図２に仮想線で示すようにリフトする。
【００２８】
−カム切替機構の構成−
本実施の形態では、前記のようにロッカアーム１５を介して吸気バルブ１０をリフトさせるカムを、前記の低リフトカム４１または高リフトカム４２のいずれかに切り替える。すなわち、前記図２の他、図３および図４にも示すように、２つのカム４１，４２は一体としてリング状に形成され、円筒状のスリーブ４３の軸線Ｘ方向の端部に嵌合されて、カムユニット４を構成している。そして、そのカムユニット４（スリーブ４３）が吸気カムシャフト１２にスライド可能に外挿されている。
【００２９】
図３には、軸線Ｘに直交する横断面で示すように、カムユニット４のスリーブ４３の内周にはスプラインの内歯が形成され、吸気カムシャフト１２の外周に形成されたスプラインの外歯と噛み合っている。つまり、カムユニット４（スリーブ４３）は吸気カムシャフト１２に対しスプライン結合されていて、これと一体に回転するとともに、軸線Ｘの方向にはスライドするようになっている。このスライドによってカムユニット４は、低リフトカム４１の選択される低リフト位置と、高リフトカム４２の選択される高リフト位置とに切り替えられる。
【００３０】
そのようにカムユニット４をスライドさせるために、軸線Ｘ方向の中間部分においてスリーブ４３の外周（カムユニット４の外周）には、以下に述べるようにシフトピン５１をガイドするガイドプレート４５が設けられている。図３に表れているようにガイドプレート４５は、カムユニット４の外周面に概ね沿うように湾曲しながら周方向に延びるとともに、後述するが、軸線Ｘ方向の一側または他側に傾斜するように揺動する。
【００３１】
すなわち、図２に表れているように、吸気カムシャフト１２の上方には各気筒３毎に、シフトピン５１を進退駆動するアクチュエータ５が配設されて、例えば軸線Ｘ方向に延びるステー５２によってカムハウジング２に支持されている。このアクチュエータ５は、電磁ソレノイドによってシフトピン５１を駆動するものであり、そのオン状態ではシフトピン５１が進出して、前記ガイドプレート４５と係合するようになる。
【００３２】
そうしてシフトピン５１が進出してガイドプレート４５と係合すると、以下に図５、６を参照して説明するように、吸気カムシャフト１２の回転に伴い、カムユニット４の外周面において相対的にはシフトピン５１が周方向に移動しながら、ガイドプレート４５に沿って軸線Ｘ方向の一側にも、即ち斜めに移動するようになる。このとき実際には、シフトピン５１に対してカムユニット４が回転しながら軸線Ｘ方向にスライドする。
【００３３】
例えば図２に表れているようにガイドプレート４５の先端側（図の上側）が軸線Ｘ方向の一側（図の左側）に傾斜している場合、アクチュエータ５がオンされると、これにより進出されたシフトピン５１がガイドプレート４５の軸線Ｘ方向他側（図の右側）の側面に係合する。そして、同図に矢印Ｒとして示す吸気カムシャフト１２の回転に伴い、シフトピン５１がカムユニット４を軸線Ｘ方向一側（図の左側）に押圧し、スライドさせることになる。
【００３４】
また、そのようにシフトピン５１をガイドプレート４５とスムーズに係合させるために、前記の図３に表れているようにカムユニット４のスリーブ４３の外周面は、ガイドプレート４５の近傍において外径が徐々に変化している。すなわち、スリーブ４３の外形状は、図３において仮想線で示す真円形状を基本としながらも、ガイドプレート４５の基端部４５ａ（吸気カムシャフト１２の回転する向きＲの後側に位置する基端側の部分）および先端部４５ｂからそれぞれ周方向に離れるに連れて徐々に外径が大きくなっている。
【００３５】
そうしてガイドプレート４５の先端部４５ｂから周方向に離れるほど外径の大きくなっている部分は、シフトピン５１をガイドプレート４５と係合させるときの導入区間４３ａである。この導入区間４３ａにおいてシフトピン５１を進出させて、その先端をスリーブ４３の外周面に押し付けておけば、吸気カムシャフト１２の回転に連れてシフトピン５１が徐々に進出してゆき、スムーズにガイドプレート４５と係合する。
【００３６】
一方、ガイドプレート４５の基端部４５ａから周方向に離れるほど外径の大きくなっている部分は、シフトピン５１をガイドプレート４５から後退させる導出区間４３ｂである。この導出区間４３ｂにおいては吸気カムシャフト１２の回転に連れて、シフトピン５１の先端がスリーブ４３の外周面によって徐々に押し戻されることになり、アクチュエータ５をオフにしておけば、シフトピン５１はガイドプレート４５と係合しない位置まで後退する。
【００３７】
前記ガイドプレート４５についてより詳しくは、図５に模式的に示すように、ガイドプレート４５の基端部４５ａは、カムユニット４のスリーブ４３に嵌め込まれた支軸４６によって軸支されている。そして、その基端部４５ａから吸気カムシャフト１２の回転する向きに延びるガイドプレート４５の先端側の部分（即ち、吸気カムシャフト１２の回転する向きの前側に位置する先端側の部分）が、軸線Ｘ方向の一側または他側（図５の左側または右側）に傾斜するように、基端部４５ａの周りに揺動する。
【００３８】
以下、図５を参照して説明する場合に便宜上、軸線Ｘ方向の一側および他側を単に左側および右側と呼称すると、前記のように揺動するガイドプレート４５の先端部４５ｂの左側には、その左側に位置する高リフトカム４２の側面に面接触するように、当接面４５ｃが形成されている。これによりガイドプレート４５は、カムユニット４の外周において軸線Ｘに直交する方向（図５の上下方向）を基準として、左側に所定角度θ（例えば２５〜４５°が好ましいが、鋭角であればよい）傾斜した第１の位置に安定的に保持される。
【００３９】
同様にガイドプレート４５の先端部４５ｂの右側には、その右側に位置する低リフトカム４１の側面に面接触するように、当接面４５ｄが形成されており、これによりガイドプレート４５は右側にも前記所定角度θ、傾斜した第２の位置に安定的に保持される。換言すれば、本実施の形態では２つのカム４１，４２を、ガイドプレート４５の先端側の当接面４５ｃ，４５ｄに当接して保持する第１および第２のストッパとして利用している。
【００４０】
このような構成により、図５に実線で示すようにガイドプレート４５が第１の位置にあるときに、シフトピン５１をガイドプレート４５の右側面に係合させれば、吸気カムシャフト１２およびカムユニット４の回転に伴い、当該カムユニット４の外周面において相対的にはシフトピン５１が周方向に移動しながら、ガイドプレート４５に沿って軸線Ｘ方向の一側にも、即ち、図に矢印で示すように斜めに移動するようになる。
【００４１】
このとき実際には、図６を参照して後述するように、カムユニット４の回転に伴いシフトピン５１がガイドプレート４５を右側から押圧し、これを介してカムユニット４を左側にスライドさせる。こうしてカムユニット４をスライドさせて、低リフトカム４１から高リフトカム４２に切り替えるためには、それら２つのカム４１，４２同士の間隔Ｓ（軸線Ｘ方向の寸法）だけ、カムユニット４をスライドさせればよい。
【００４２】
すなわち、図５に示すようにカムユニット４の外周面におけるシフトピン５１の右側（軸線Ｘ方向他側）への相対移動量は、前記２つのカム４１，４２同士の間隔Ｓと同じになる。よって、図５に示すようにシフトピン５１の直径をＤとすれば、前記のようにカムユニット４をスライドさせて、低リフト位置から高リフト位置へ切り替えるためには、カムユニット４の外周面において軸線Ｘの方向に概ねＳ＋Ｄの寸法（幅）があればよい。
【００４３】
本実施の形態では、そうして低リフトカム４１または高リフトカム４２に切り替えたときにそれぞれ、カムユニット４の位置（低リフト位置、高リフト位置）を保持するためのロック機構６が設けられている。すなわち、前記の図４に表れているようにカムユニット４のスリーブ４３の内周面には、軸線Ｘ方向（図４の左右方向）の中央付近に２つの環状溝４３ｃ，４３ｄが並んで形成され、その間に残存するように形成される環状突部４３ｅが軸線Ｘ方向のほぼ中央に位置している。
【００４４】
そして、カムユニット４が前記低リフト位置または高リフト位置にあるときに、前記の環状溝４３ｃ，４３ｄにそれぞれ係合するように、吸気カムシャフト１２には、その外周において出没可能にロック部材６１が配設されている。例えばロック部材６１はロックボールであり、吸気カムシャフト１２の外周面に開口する断面円形状の孔部１２ａに収容されて、コイルスプリング６２によって外方に押圧されている。つまり、ロック部材６１は、吸気カムシャフト１２の孔部１２ａから径方向外方に対向するスリーブ４３の内周面に向かって押し付けられている。
【００４５】
これにより、図４の上段に示すようにカムユニット４が軸線Ｘ方向他側（図４の右側）の低リフト位置にあるときには、ロック部材６１が環状溝４３ｃに係合してカムユニット４の位置を保持するようになる。また、図４の下段に示すようにカムユニット４が、軸線Ｘ方向一側（図４の左側）の高リフト位置にあるときには、ロック部材６１が環状溝４３ｄに係合してカムユニット４の位置を保持するようになる。
【００４６】
再び図５を参照して、ガイドプレート４５の基端部４５ａには、前記のようにカムユニット４をスライドさせた後に、シフトピン５１と係合してガイドプレート４５を揺動させるように腕部４５ｅ，４５ｆが設けられている。これらの腕部４５ｅ，４５ｆは、ガイドプレート４５の基端部４５ａから左側および右側に張り出すとともに、ガイドプレート４５の側面に連続する緩やかな凹曲面を有しており、この凹曲面の曲率はシフトピン５１の外周面の曲率と概ね同じとされている。
【００４７】
そして、上述したように例えば第１の位置にあるガイドプレート４５の右側面にシフトピン５１が係合して、カムユニット４を左側にスライドさせた後に、図６を参照して後述するようにシフトピン５１は、ガイドプレート４５の基端部４５ａ右側の腕部４５ｆと係合して、これをカムユニット４の回転する向きの後側（図５の下側）に押す。これによりガイドプレート４５は、その基端部４５ａの支軸４６の周りに揺動して、第２の位置に切り替えられる。
【００４８】
なお、図５に仮想線で示すようにガイドプレート４５が第２の位置にあるときには、図示はしないが、その左側面にシフトピン５１を係合させることによって、カムユニット４を右側にスライドさせることができる。その後、シフトピン５１はガイドプレート４５の基端部４５ａ左側の腕部４５ｅと係合し、図５の下側に押すことによってガイドプレート４５を揺動させて、第１の位置に切り替えるようになる。
【００４９】
本実施の形態のガイドプレート４５には、前記のようにして切り替えられる第１および第２の位置にそれぞれ付勢する機構も設けられている。すなわち、図７の上段には、図５のVII-VII線における断面で示すように、ガイドプレート４５の基端部４５ａには、カムユニット４のスリーブ４３の外周面に向かって（図７では下方に向かって）突出する断面三角形状の突部４５ｇが設けられている。
【００５０】
この突部４５ｇは、その突端がガイドプレート４５の長手方向の中心線上に位置し、ガイドプレート４５の幅方向の一側（図７の左側）および他側（図７の右側）にそれぞれ第１および第２の傾斜面４５ｇ１，４５ｇ２を有している。そして、ガイドプレート４５が第１および第２の位置の間で切り替えられるときに、前記突部４５ｇの第１および第２の傾斜面４５ｇ１，４５ｇ２には、スリーブ４３の外周に出没可能に設けられたボール部材４７が押し付けられる。
【００５１】
詳しくは前記ボール部材４７は、カムユニット４のスリーブ４３の外周面に開口する断面円形状の孔部４３ｆに収容されて、コイルスプリング４８（バネ部材）によって外方に押圧されている。そして、図７の上段に示すようにガイドプレート４５が第１の位置寄り（図の右寄り）に偏位していれば、突部４５ｇの第１の傾斜面４５ｇ１（図の左側の傾斜面）をボール部材４７が押圧し、ガイドプレート４５を第１の位置に向かうように付勢する。
【００５２】
反対に、ガイドプレート４５が第２の位置寄り（図７の左寄り）に偏位していれば、図７の下段に示すように突部４５ｇの第２の傾斜面４５ｇ２（図の右側の傾斜面）をボール部材４７が押圧し、ガイドプレート４５を第２の位置に向かうように付勢する。こうしてガイドプレート４５は、突部４５ｇの第１および第２の傾斜面４５ｇ１，４５ｇ２にそれぞれボール部材４７から加わる押圧力を受けて、第１および第２の位置に向かうように付勢される。
【００５３】
−カム切替機構の動作−
上述したカム切替機構の動作について以下、図５〜７を参照して説明する。まず、エンジン１の運転中に、図２を参照して上述したように低リフトカム４１が選択されているときには、これによりロッカアーム１５を介して駆動される吸気バルブ１０のリフト量および作用角が相対的に小さなものとなっている。このとき、図５に表れているようにカムユニット４においてガイドプレート４５は第１の位置にあり、その先端側が軸線Ｘ方向の一側（以下、左側）に傾斜している。
【００５４】
この状態で高リフトカム４２に切り替えるためにアクチュエータ５をオンすると、そのシフトピン５１が進出して、図６の上段に示すようにガイドプレート４５の軸線Ｘ方向の他側（以下、右側）の側面と係合する。詳しくはシフトピン５１の先端は、まず、カムユニット４のスリーブ４３の外周における導入区間４３ａに当接し、そのカムユニット４の回転に連れて徐々に進出してゆき、スムーズにガイドプレート４５と係合するようになる。
【００５５】
そして、カムユニット４がさらに回転すると、図６の上段から中段にかけて示すようにガイドプレート４５の右側面をシフトピン５１が摺動し、このガイドプレート４５を介してカムユニット４を左側に押圧してスライドさせる。この際、カムユニット４のロック機構６では、図４の上段に表れているように、カムユニット４（スリーブ４３）の内周面の環状溝４３ｃに係合していたロック部材６１が、環状突部４３ｅを乗り越えて、図４の下段に表れているように隣の環状溝４３ｄに移動する。
【００５６】
こうしてカムユニット４が高リフト位置にスライドすると、ローラ１５ａの押し付けられる高リフトカム４２によって、ロッカアーム１５が押し下げられるようになり、吸気バルブ１０は大きなリフト量および作用角で動作する。なお、そうしてカムユニット４が低リフト位置から高リフト位置にスライドする間、ロッカアーム１５のローラ１５ａは、低リフトカム２１および高リフトカム４２のベース円区間に押し付けられている。
【００５７】
また、そうしてカムユニット４が低リフト位置から高リフト位置にスライドする間、シフトピン５１はガイドプレート４５の右側面に沿って摺動し、その後、図６の中段に示すようにガイドプレート４５の基端部４５ａの右側の腕部４５ｆと係合して、これを押圧する。これによりガイドプレート４５は、その基端部４５ａの支軸４６の周りに揺動して、図６の下段に示すように第２の位置に切り替えられる。
【００５８】
さらに、そうしてガイドプレート４５が第１の位置から第２の位置に切り替えられるときには、図７に示すように、ガイドプレート４５の基端部４５ａに設けられた突部４５ｇがボール部材４７を乗り越える。すなわち、ガイドプレート４５が第１の位置にあるときには、図７の上段に示すようにボール部材４７が突部４５ｇの第１の傾斜面４５ｇ１を押圧し、ガイドプレート４５を第１の位置に向かうように付勢している。
【００５９】
そして、前記のようにガイドプレート４５が揺動されると、図７の中段に示すように、突部４５ｇがコイルスプリング４８の押圧力に抗してボール部材４７を押し下げ、これを乗り越えてゆく。その後、ガイドプレート４５が第２の位置に切り替われば、図７の下段に示すようにボール部材４７は、突部４５ｇの第２の傾斜面４５ｇ２を押圧するようになり、これによりガイドプレート４５は第２の位置に向かって付勢される。
【００６０】
前記のようにしてガイドプレート４５を第２の位置に切り替えた後にシフトピン５１は、前記図６の下段に表れているようにガイドプレート４５の腕部４５ｆから離脱し、カムユニット４の回転に連れてガイドプレート４５の基端部４５ａから離れてゆく。このときにアクチュエータ５をオフにすれば、シフトピン５１はカムユニット４の外周面の導出区間４３ｂにおいて徐々に押し戻され、ガイドプレート４５と係合しない位置まで後退する。よって、その後、再びアクチュエータ５をオンしてシフトピン５１を進出させるまでは、当該シフトピン５１がガイドプレート４５と干渉することはない。
【００６１】
なお、詳しい説明は省略するが、上述したように低リフトカム４１が選択されているときとは反対に、高リフトカム４２が選択されている状態でアクチュエータ５がオンされると、進出したシフトピン５１が第２の位置にあるガイドプレート４５の軸線Ｘ方向一側面と係合して、その基端部４５ａまで摺動することにより、カムユニット４を高リフト位置から軸線Ｘ方向他側の低リフト位置までスライドさせる。これにより、再び低リフトカム４１が選択されて、吸気バルブ１０は小さなリフト量および作用角で動作するようになる。
【００６２】
以上、説明したように本実施の形態に係る可変動弁機構によると、低リフトカム４１および高リフトカム４２を有するカムユニット４を吸気カムシャフト１２に外挿し、このカムユニット４の外周に設けたガイドプレート４５にシフトピン５１を係合させることによって軸線Ｘ方向の一側、他側にスライドさせる。これにより、低リフトカム４１、高リフトカム４２のいずれかを選択して、吸気バルブ１０のリフト特性を低リフトまたは高リフトに切り替えることができる。
【００６３】
そうしてシフトピン５１を係合させるガイドプレート４５は、その基端部４５ａの周りに揺動し、軸線Ｘ方向の一側、他側のいずれかに傾斜するように切り替えられる。よって、このガイドプレート４５にシフトピン５１を係合させて、前記のようにカムユニット４を軸線Ｘ方向の一側および他側に往復スライドさせるとき、当該カムユニット４の外周において相対的にはシフトピン５１が軸線Ｘ方向の他側および一側に往復することになる。
【００６４】
このことから、図５に表れているようにカムユニット４のスライド量をＳとし、シフトピンの直径をＤとすれば、カムユニット４の外周においてガイドプレート４５が揺動する幅（一側の高リフトカム４２と他側の低リフトカム４１との間隔）は、概ねＳ＋Ｄでよく、従来公知のＹ字状のガイド溝Ｇ（図８を参照）の幅（２×Ｓ＋Ｄ）に比べて小さくなる。よって、カムユニット４のコンパクト化が図られる。
【００６５】
しかも、前記のようにカムユニット４を軸線Ｘ方向の一側に移動させるときと、反対に他側に移動させるときとでは、ガイドプレート４５の傾斜する向きが変わっているので、このガイドプレート４５と係合させるシフトピン５１は１つでよい。この点で、２つのシフトピンが必要なもの（図８、９を参照して上述した従来例）に比べてコストダウンが可能であり、ガイドプレート４５を設けていてもコストアップにはならない。
【００６６】
また、本実施の形態では、ガイドプレート４５の先端部４５ｂの両側にそれぞれ当接面４５ｃ，４５ｄを形成し、これを低リフトカム４１または高リフトカム４２の側面に面接触させて、ガイドプレート４５を第１の位置または第２の位置に安定的に保持するようにしている。この際、ガイドプレート４５は、その基端部４５ａの突部４５ｇがボール部材４７によって押圧されて、第１の位置または第２の位置に向かって付勢される。
【００６７】
このようにしてガイドプレート４５を安定的に第１の位置または第２の位置に保持することができるので、シフトピン５１が係合する際のショックによってガイドプレート４５が跳ねたり、振動したりすることが抑制される。また、ガイドプレート４５やシフトピン５１に無理な力が加わることも抑制される。
【００６８】
さらに、前記第１および第２の位置においてガイドプレート４５は、カムユニット４の外周面上で軸線Ｘに直交する方向（図５の上下方向）から所定角度θ、例えば２５〜４５°傾斜している。即ち、傾斜角度θが大きくないので、ガイドプレート４５の側面に係合したシフトピン５１が、カムユニット４の回転に伴い当該ガイドプレート４５の側面に沿って摺動するときの摩擦力も小さくなる。
【００６９】
−他の実施形態−
本発明は、前記実施の形態に記載された構成に限定されるものではない。前記実施の形態はあくまで例示に過ぎず、本発明の構成は勿論、用途などについても限定しない。例えば、前記実施の形態では、カムユニット４のスリーブ４３の外周において軸線Ｘ方向の中央付近にガイドプレート４５を配設しているが、これに限らず、一側または他側の端部に寄せて配設してもよい。また、ガイドプレート４５を軸支するのは、その基端部４５ａ以外であってもよい。
【００７０】
また、前記実施の形態では、スリーブ４３の外周にガイドプレート４５を配設しているが、これにも限定されず、スリーブ４３とは別体の円筒状部材の外周にガイドプレート４５を配設して、この円筒状部材をスリーブ４３の一側または他側の端部に連結してもよい。この場合は、低リフトカム４１、高リフトカム４２およびスリーブ４３に加えて、前記円筒状部材も含めてカムユニット４が構成される。
【００７１】
また、前記実施の形態ではガイドプレート４５の先端部４５ｂの両側の当接面４５ｃ、４５ｄをそれぞれ高リフトカム４２および低リフトカム４１に当接させて、第１および第２の位置に保持するようにしているが、これにも限定されない。例えば第１および第２のストッパとしてカム４１，４２を利用するのではなく、スリーブ４３の外周面に突出部を設けて、第１および第２のストッパとすることもできる。
【００７２】
さらに、前記実施の形態では、エンジン１のＤＯＨＣタイプの動弁系において、吸気バルブ１０のリフト特性を切り替えるカム切替機構について説明しているが、これにも限定されず、排気バルブ１１のリフト特性を切り替えるカム切替機構にも本発明を適用することができる。また、ＤＯＨＣタイプの動弁系にも限定されず、本発明は、例えばＳＯＨＣタイプの動弁系にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、カム切替方式の可変動弁機構において、カムユニットをコンパクトに構成できるので、例えば自動車に搭載されるエンジンに適用して効果が高い。
【符号の説明】
【００７４】
１        エンジン
２        カムハウジング
３        気筒
４        カムユニット
４１    低リフトカム（第２のストッパ）
４２    高リフトカム（第１のストッパ）
４３    スリーブ
４５    ガイドプレート（ガイド部）
４５ａ  基端部（基端側の部分）
４５ｂ  先端部（先端側の部分）
４５ｃ，４５ｄ    当接面
４５ｅ，４５ｆ    腕部
４５ｇ  突部
４５ｇ１    第１の傾斜面
４５ｇ２    第２の傾斜面
４７    ボール部材
５        アクチュエータ
５１    シフトピン
１０      吸気バルブ
１２      吸気カムシャフト
Ｘ        吸気カムシャフトの軸線（カム軸方向）
【図１】
2017082699.tif 000003
【図２】
2017082699.tif 000004
【図３】
2017082699.tif 000005
【図４】
2017082699.tif 000006
【図５】
2017082699.tif 000007
【図６】
2017082699.tif 000008
【図７】
2017082699.tif 000009
【図８】
2017082699.tif 000010
【図９】
2017082699.tif 000011