JP2010156238A - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フリーカムの一端面に設けられる係止部に係脱可能に係合する係合ピンが、カムシャフトに対する軸線まわりの相対回転を不能としてカムシャフトに連結されるとともにカムシャフトの軸線からオフセットした位置に配置される内燃機関の可変動弁装置において、係合ピンの係止部への係合時の強度を確保しつつフリーカムの大型化を回避する。
【解決手段】複数の係合ピン５３，５４，５５がカムシャフト２９の軸線を中心とする仮想円上にその周方向に間隔をあけて配置され、複数の係止部５６，５７，５８が、カムシャフト２９に対するフリーカム５０の周方向相対位置を一定としたときに各係合ピン５３〜５５を個別に係合せしめるようにしてフリーカム５０の一端面に設けられる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、フリーカムがカムシャフトに相対回転可能に支承され、前記カムシャフトの軸方向に沿う前記フリーカムの一端面に係止部が設けられ、該係止部に係脱可能に係合するようにして前記カムシャフトの軸方向に移動可能な係合ピンが、前記カムシャフトに対する軸線まわりの相対回転を不能として前記カムシャフトに連結されるとともに該カムシャフトの軸線からオフセットした位置に配置される内燃機関の可変動弁装置に関する。

カムシャフトに相対回転可能に支承されるフリーカムに、前記カムシャフトに対する回転位相を機関の運転状態に対応して変化させるための２つの係合ピンを択一的に係合せしめることで、カムシャフトとともにフリーカムを回転させるようにした内燃機関の可変動弁装置が、特許文献１で知られている。
特開２００６−１７０１１７号公報

上記特許文献１で開示されるものでは、カムシャフトにフリーカムを相対回転不能に連結するにあたって１本の係合ピンを用いて降り、係合時の強度を確保するために係合ピンが大径化し、係合ピンを係合させる係止部を有するフリーカムが大型化している。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、係合ピンの係止部への係合時の強度を確保しつつフリーカムの大型化を回避し得るようにした内燃機関の可変動弁装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、フリーカムがカムシャフトに相対回転可能に支承され、前記カムシャフトの軸方向に沿う前記フリーカムの一端面に係止部が設けられ、該係止部に係脱可能に係合するようにして前記カムシャフトの軸方向に移動可能な係合ピンが、前記カムシャフトに対する軸線まわりの相対回転を不能として前記カムシャフトに連結されるとともに該カムシャフトの軸線からオフセットした位置に配置される内燃機関の可変動弁装置において、複数の前記係合ピンが前記カムシャフトの軸線を中心とする仮想円上にその周方向に間隔をあけて配置され、複数の前記係止部が、前記カムシャフトに対する前記フリーカムの周方向相対位置を一定としたときに前記各係合ピンを個別に係合せしめるようにして前記フリーカムの前記一端面に設けられることを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に加えて、前記カムシャフトの軸線に直交する平面への投影図上で二等辺三角形の各頂点位置に３個の前記係合ピンが配置されることを特徴とする。

さらに請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明の構成に加えて、前記係止部に通じる環状の油溝が前記フリーカムの内周に設けられ、前記油溝に外端を通じさせて前記カムシャフトの半径方向に延びる連通孔が前記カムシャフトに設けられ、該連通孔の内端に通じる油通路が前記カムシャフトの軸方向に延びて該カムシャフト内に形成されることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、複数の係合ピンがカムシャフトの軸線を中心とする仮想円上の周方向に間隔をあけた位置に配置され、複数の係止部が、カムシャフトに対するフリーカムの周方向相対位置を一定としたときに各係合ピンを個別に係合せしめるようにしてフリーカムの一端面に設けられるので、カムシャフトに対するフリーカムの周方向相対位置が一定の状態で複数の係合ピンを介してフリーカムをカムシャフトに相対回転不能に連結することができ、フリーカムの大型化を回避しつつ連結時の強度を確保することができる。

また請求項２記載の発明によれば、３個の係合ピンが、カムシャフトの軸線に直交する平面への投影図上で二等辺三角形の各頂点位置に配置されるので、３個の係合ピンおよび３個の係止部の相対配置を容易に定めることができる。

さらに請求項３記載の発明によれば、カムシャフト内に形成される油通路に導入される潤滑油が、カムシャフトの半径方向に延びる連通孔と、フリーカムの内周に設けられる環状の油溝とを介して係止部に導かれるので、簡単な構成で係合ピンの係止部への係合部を潤滑することができる。

以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。

図１〜図９は本発明の実施の形態を示すものであり、図１は高速運転状態での内燃機関の要部縦断面図、図２はヘッドカバーを省略した状態での図１の２矢視平面図、図３は図１の３−３線拡大断面図、図４はフリーカムの一端面を示す図、図５は図４の５−５線断面図、図６は図４の６矢示部拡大図、図７は図６の７−７線断面図、図８は図１の８矢示部拡大図、図９は低速運転状態での図１に対応した縦断面図である。

先ず図１〜図３において、この内燃機関は、自動二輪車等の小型車両に適用される単気筒のものであり、その機関本体１５の一部を構成するシリンダヘッド１６に、第１および第２吸気弁１８，１９と、単一の排気弁２０とが開閉作動可能に配設され、第１および第２吸気弁１８，１９はシリンダヘッド１６との間にそれぞれ介装される弁ばね２１，２２で閉弁方向に付勢され、前記排気弁２０はシリンダヘッド１６との間に介装される弁ばね２３で閉弁方向に付勢される。

前記シリンダヘッド１６には、該シリンダヘッド１６との間に動弁室２４を形成するヘッドカバー１７が結合されており、第１吸気弁１８、第２吸気弁１９および排気弁２０を開閉駆動する動弁装置２５が動弁室に収容される。

前記動弁装置２５は、第１吸気弁１８に連動、連結される第１吸気側ロッカアーム２６と、第２吸気弁１９に連動、連結される第２吸気側ロッカアーム２７と、前記排気弁２０に連動、連結される排気側ロッカアーム２８と、第１吸気側ロッカアーム２６、第２吸気側ロッカアーム２７および排気側ロッカアーム２８を揺動させて第１吸気弁１８、第２吸気弁１９および排気弁２０を開閉作動せしめることを可能としつつ第１および第２吸気弁１８，１９と排気弁２０との間に配置されるカムシャフト２９とを備え、第１および第２吸気弁１８，１９にそれぞれ連動、連結される第１および第２吸気側ロッカアーム２６，２７ならびに排気弁２０に連動、連結される排気側ロッカアーム２８が単一の前記カムシャフト２９の回転に従動し得るようにしてＳＯＨＣ型に構成される。

前記シリンダヘッド１６には、前記カムシャフト２９の一端部を回転自在に支承する第１カムホルダ３１と、前記カムシャフト２９の他端側の部分を回転自在に支承する第２カムホルダ３２とが、前記カムシャフト２９の軸線方向に間隔をあけて一体に設けられる。第１カムホルダ３１には、前記カムシャフト２９の一端部を挿入せしめるようにして外端を閉じた第１支持孔３３が設けられ、カムシャフト２９の一端部外周および第１支持孔３３の内周間に第１ボールベアリング３５が介装される。また第２カムホルダ３２には、カムシャフト２９の他端側の部分を貫通せしめる第２支持孔３４が設けられ、カムシャフト２９の外面および第２支持孔３４の内面間に第２ボールベアリング３６が介装される。

第２カムホルダ３２から突出したカムシャフト２９の他端部には被動スプロケット３７が固定されており、この被動スプロケット３７にカムチェーン３８が巻き掛けられることにより、カムシャフト２９が回転駆動される。

第１吸気弁１８のステムエンドに当接するタペットねじ３９が一端部に螺合される第１吸気側ロッカアーム２６、ならびに第２吸気弁１９のステムエンドに当接するタペットねじ４０が一端部に螺合される第２吸気側ロッカアーム２７の中間部は、前記カムシャフト２９の一側方で第１および第２カムホルダ３１，３２間に設けられる吸気側ロッカシャフト４２によって揺動可能に支承される。また排気弁２０のステムエンドに当接するタペットねじ４１が一端部に螺合される排気側ロッカアーム２８の中間部は、前記カムシャフト２９を前記吸気側ロッカシャフト４２との間に挟む位置で第１および第２カムホルダ３１，３２間に設けられる排気側ロッカシャフト４３で揺動可能に支承される。

被動スプロケット３７を第２カムホルダ３２との間に挟む位置で前記カムシャフト２９には吸気カム４６が一体に設けられており、第２吸気側ロッカアーム２７の他端部に軸支されたローラ４７が吸気カム４６に転がり接触する。これによって第２吸気側ロッカアーム２７はカムシャフト２９の回転に応じて揺動し、第２吸気弁１９は吸気カム４６のカムプロフィルに応じた作動特性で開閉駆動される。また吸気カム４６を第２カムホルダ３２との間に挟む位置でカムシャフト２９には排気カム４８が一体に設けられており、排気側ロッカアーム２８の他端部に軸支されたローラ４９が排気カム４８に転がり接触する。これによって排気側ロッカアーム２８はカムシャフト２９の回転に応じて揺動し、排気弁２０は排気カム４８のカムプロフィルに応じた作動特性で開閉駆動される。

前記排気カム４８を前記吸気カム４６との間に挟む位置で前記カムシャフト２９には、フリーカム５０が軸方向位置を一定としつつ相対回転可能に支承されており、第１吸気側ロッカアーム２６の他端部に軸支されたローラ５１がフリーカム５０に転がり接触する。このフリーカム５０がカムシャフト２９に対して相対回転自在であるときには、第１吸気側ロッカアーム２７は吸気側ロッカシャフト４２の軸線まわりに揺動することはなく、第１吸気弁１８は閉弁休止したままである。またフリーカム５０がカムシャフト２９に相対回転不能に連結され、フリーカム５０がカムシャフト２９とともに回転するときには、第１吸気側ロッカアーム２６がカムシャフト２９の回転に応じて揺動し、第１吸気弁１８はフリーカム５０のカムプロフィルに応じた作動特性で開閉駆動される。

而して機関が高速運転状態であるときには、前記フリーカム５０がカムシャフト２９とともに回転する状態にあり、この状態では第１吸気弁１８がフリーカム５０のカムプロフィルに応じた作動特性で開閉作動し、第２吸気弁１９は吸気カム４６のカムプロフィルに応じた作動特性で開閉作動する。また機関が低速運転状態になると、フリーカム５０はカムシャフト２９のまわりに空転することになり、第２吸気弁１９は吸気カム４６のカムプロフィルに応じた作動特性で開閉作動するものの、第１吸気弁１８は閉弁休止したままとなる。

前記フリーカム５０および第１カムホルダ３１間で前記カムシャフト２９には、フリーカム５０の軸方向一端面に対向する可動部材５２が、軸方向移動を可能とするとともに軸線まわりの相対回転を不能として支承されるものであり、この実施の形態では、可動部材５２は、前記カムシャフト２９を同軸に囲繞して該カムシャフト２９にスプライン結合される円筒部５２ａと、該円筒部５２ａの前記フリーカム５０側端部から半径方向外方に張り出す鍔部５２ｂとを一体に有する。

前記可動部材５２の前記鍔部５２ｂには、カムシャフト２９の軸線からオフセットした位置に配置される複数個たとえば３個である第１〜第３係合ピン５３，５４，５５が前記フリーカム５０側に突出するようにして植設される。それらの係合ピン５３〜５５は、横断面円形にして同径に形成されるものであり、カムシャフト２９との相対回転を不能とした可動部材５２とともにカムシャフト２９の軸線方向に移動可能であり、前記可動部材５２の鍔部５２ｂに設けられる。

図４〜図７を併せて参照して、前記フリーカム５０の軸方向一端面には、前記可動部材５２に設けられた第１〜第３係合ピン５３〜５５を係脱可能に係合させる複数個たとえば３個である第１〜第３係止部５６，５７，５８が設けられるものであり、第１〜第３係止部５６〜５８および第１〜第３係合ピン５３〜５５は、前記カムシャフト２９の軸線を中心とする仮想円Ｃ上に間隔をあけて配置される。

しかも第１〜第３係止部５６〜５８は、カムシャフト２９に対するフリーカム５０の周方向相対位置が一定であるときに第１〜第３係合ピン５３〜５５を個別に係合せしめるものであり、カムシャフト２９の軸線に直交する平面への投影図上で二等辺三角形Ｔの各頂点位置に第１〜第３係合ピン５３〜５５が配置され、第１〜第３係止部５６〜５８も、第１〜第３係合ピン５３〜５５の配置に対応して配置される。

ところでフリーカム５０は、吸気カム４６および排気カム４８と同様にして、カムシャフト２９の軸線を中心とする円弧状のベース円部５０ａと、該ベース円部５０ａよりも外側方に突出するようにしてベース円部５０ａの周方向両端に連なる高位部５０ｂとを外周に有するものであるが、第１〜第３係止部５６〜５８の少なくとも１つ、この実施の形態では第２係止部５７が、前記高位部５０ｂに対応する部分でフリーカム５０の前記軸方向一端面に設けられる。

第１〜第３係止部５６，５７，５８は、第１〜第３係合ピン５３，５４，５５の先端部をそれぞれ嵌合せしめることを可能として前記カムシャフト２９の回転方向５９に長く延びる円弧状の溝部５６ａ，５７ａ，５８ａと、前記係合ピン５３〜５５の先端部をそれぞれ係合せしめることを可能として前記回転方向５９に沿う前記溝部５６ａ，５７ａ，５８ａの前端に連なる円形凹部５６ｂ，５７ｂ，５８ｂとを有するとともに、前記円形凹部５６ｂ〜５８ｂの深さを前記溝部５６ａ〜５８ａの深さよりも大きくするように形成される。

しかも前記溝部５６ａ〜５８ａは、前記円形凹部５６ｂ〜５８ｂの直径Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３よりも広い幅を有する幅広部分５６ａａ，５７ａａ，５８ａａと、前記回転方向５９に沿う前記幅広部分５６ａａ〜５８ａａの前端および前記円形凹部５６ｂ〜５８ｂ間を結ぶ幅狭部分５６ａｂ，５７ａｂ，５８ａｂとから成り、前記幅広部分５６ａａ，５７ａａ，５８ａａの幅方向中心と、前記円形凹部５６ｂ〜５８ｂの中心とは前記仮想円Ｃｕｅｎｉ配置される。而して前記幅狭部分５６ａｂ〜５８ａｂは、前記幅広部分５６ａａ〜５８ａａの幅方向中心および前記円形凹部５６ｂ〜５８ｂの中心を通る円弧状の中心線すなわち仮想円Ｃから等距離だけ離間するようにして前記中心線に対して略対称に形成されるものであり、この実施の形態では幅狭部分５６ａｂ〜５８ａｂの幅はフリーカム５０の周方向に沿って一定に設定されるが、円形凹部５６ｂ〜５８ｂ側に向かうにつれて幅が狭くなるように幅狭部分５６ａｂ〜５８ａｂが形成されていてもよい。しかも各幅狭部分５６ａｂ〜５８ａｂの少なくとも前記円形凹部５６ｂ〜５８ｂに連なる部分は、円形凹部５６ｂ〜５８ｂの直径Ｄ１〜Ｄ３に等しい幅を有するように形成される。

また第１〜第３係止部５６〜５８のうち１つの係止部、たとえば第１係止部５６の前記円形凹部５６ｂの直径Ｄ１は、残余の係止部すなわち第２および第３係止部５７，５８の前記円形凹部５７ｂ，５８ｂの直径Ｄ２，Ｄ３よりも小さく設定されており、Ｄ２＝Ｄ３である。

前記可動部材５２は、機関本体１５に取付けられるアクチュエータとしてのソレノイド６１が発揮する動力によってフリーカム５０から離反する側すなわちフリーカム５０のカムシャフト２９への連結を解除する側に押圧駆動され、カムシャフト２９を囲むコイルばね６２が発揮する弾発力によってフリーカム５０に近接する側すなわちフリーカム５０をカムシャフト２９に相対回転不能に連結する側に付勢される。

図８を併せて参照して、前記カムシャフト２９は、中空の筒状に形成されており、該カムシャフト２９の一直径線上に位置する一対のガイド孔６３，６３が軸線方向に長く延びてカムシャフト２９に設けられる。一方、前記可動部材５２の円筒部５２ａには、その一直径線上に位置する一対の連結孔６４，６４が設けられており、前記両ガイド孔６３，６３を貫通して前記円筒部５２ａの前記両連結孔６４，６４に挿通、連結される連結ピン６５の中央部が、前記カムシャフト２９内に軸方向移動可能に挿入されるシャフト６６に連結される。

前記コイルばね６２の一端は、機関本体１５側に受けられるものであり、この実施の形態ではカムシャフト２９の一端部および機関本体１５のシリンダヘッド１６間に介装される第１ボールベアリング３５の外周円の内側に第１リテーナ７２を介して受けられるものであり、このコイルばね６２の可動部材５２側端部を受ける第２リテーナ７３が、少なくとも前記両連結孔６４…の外端を覆うようにして前記円筒部５２ａを囲繞して前記可動部材５２に装着される。すなわち第２リテーナ７３は、両連結孔６４…の外端を覆うようにして前記円筒部５２ａを囲繞する円筒部７３ａと、可動部材５２の鍔部５２ｂで受けられるようにして円筒部７３ａの前記鍔部５２ｂ側端部から半径方向外側方に張り出す鍔部７３ｂとを一体に有し、鍔部７３ｂにコイルばね６２の他端部が当接する。而して可動部材５２はコイルばね６２のばね力によってフリーカム５０側に付勢され、カムシャフト２９内のシャフト６６も可動部材５２と同方向に付勢される。

なおカムシャフト２９の前記可動部材５２よりも一端側にフランジ部（図示せず）が設けられ、そのフランジ部と、前記可動部材５２側の第２リテーナ７３との間にコイルばね６２が介設されるようにしてもよい。

図１に注目して、前記ソレノイド６１は、その出力軸６１ａを前記カムシャフト２９の他端に対向させるようにして前記シリンダヘッド１６および前記ヘッドカバー１７の結合面間に固定配置され、前記カムシャフト２９内には、前記シャフト６６および前記出力軸６１ａ間に介在するノック機構６７の大部分が収容される。

前記ノック機構６７は、前記カムシャフト２９の他端側に挿入、固定される円筒状の固定カム６８と、該固定カム６８内に挿入される押圧カム６９と、固定カム６８および押圧カム６９の一端に対向する変位カム７０とで構成される従来周知のものであり、押圧カム６９の他端が、該押圧カム６９および固定カム６８間に縮設されるばね７１のばね力によってソレノイド６１の出力軸６１ａに当接され、コイルばね６２のばね力で付勢されたシャフト６６は前記変位カム７０に当接する。

而して該ノック機構６７は、ソレノイド６１が出力軸６１ａを軸方向に突出させるように作動する毎に、変位カム７０および前記シャフト６６を軸方向に作動せしめ、それによってシャフト６６とともに移動する可動部材５２がフリーカム５０から離反する側に移動することになる。

前記シリンダヘッド１６には、図９で示すように、前記可動部材５２が前記フリーカム５０から離反する側に移動する際に、前記フリーカム５０に当接して該フリーカム５０を制動するブレーキ手段７５が設けられる。

このブレーキ手段７５は、前記カムシャフト２９の軸線と平行な方向にスライド作動可能として前記シリンダヘッド１６に支承されるとともに前記可動部材５２を回転可能に保持するスライダ７６と、前記可動部材５２とは反対側から前記フリーカム５０の軸方向他面に弾発的に当接し得るようにして前記スライダ７６に締結される板ばね７７とを備える。

前記スライダ７６は、前記可動部材５２の鍔部５２ｂの外周部を回転可能に保持するものであり、カムシャフト２９の軸線方向に間隔をあけた２箇所に設けられる長孔７８，７８に、スライダ７６の上面に当接、係合する段付きボルト７９，７９が挿通され、それらの段付きボルト７９，７９がシリンダヘッド１６に螺合される。

前記板ばね７７は、フリーカム５０の外周部に対向する円弧部７７ａを有してねじ部材８１およびナット８２またはリベット等によってスライダ７６に締結されるものであり、円弧部７７ａの周方向一端部には、前記フリーカム５０側に向けて突出する突部８３が突設される。一方、フリーカム５０の軸方向他面において前記高位部５０ｂに対応する部分には、前記突部８３を嵌合せしめることを可能として一定の凹部８４，８４が周方向に間隔をあけて設けられる。

このような構成のブレーキ手段７５において、可動部材５２がフリーカム５０から離反する側に移動すると、板ばね７７がフリーカム５０に近接移動して該フリーカム５０の軸方向他面に弾発接触することで制動力を発揮することになり、前記突部８３が両凹部８４…の１つに嵌合してフリーカム５０の回転力を弱め、さらに一方の前記凹部８４から離脱した前記突部８３が他方の凹部８４に嵌合することでフリーカム５０が回転を停止することになる。

図５で明示するように、前記フリーカム５０の内周には、第１〜第３係止部５６〜５８に通じる環状の油溝８５が設けられ、しかも第１係止部５６に対応する部分で前記フリーカム５０には、前記油溝８５に内端を通じさせる通路８６がその外端をフリーカム５０の外周に開口するようにして設けられる。

また前記カムシャフト２９には、前記油溝８５に外端を通じさせて該カムシャフト２９の半径方向に延びる複数の連通孔８７…が、それらの連通孔８７…のうち２つが前記通路８６と同軸となるようにして設けられ、それらの連通孔８７…の内端に通じる油通路８８が、前記シャフト６６の外周に設けられる溝等をその一部としつつカムシャフト２９の軸方向に延びて該カムシャフト２９内に形成され、シリンダヘッド１６に設けられる通路８９に前記油通路８８が連通される。

さらにヘッドカバー１７には、カムシャフト２９の軸線と直交する方向に延びる通路９０が前記シリンダヘッド１６の通路８９に通じるようにして設けられ、通路９０に通じる噴出孔９１，９１が、カムシャフト２９側に向けて上方から潤滑油を噴出するようにしてヘッドカバー１７に設けられる。

ところで、前記フリーカム５０の前記油溝８５には、前記通路８６と同軸である２つの連通孔８７…のうち通路８６から遠い側の連通孔８７に挿通される抜け止めピン９２が嵌合される。一方、前記カムシャフト２９には、図８で明示するように、フリーカム５０側に臨む環状段部２９ａが形成され、該段部２９ａとの間に環状のワッシャ９３を介在させた前記フリーカム５０の前記油溝８５に前記抜け止めピン９２が嵌合されることによってカムシャフト２９の軸方向に沿う前記フリーカム５０の位置が定められる。

而して抜け止めピン９２を油溝８５に嵌合するにあたっては、先ず前記通路８６と同軸である２つの連通孔８７…のうち通路８６から遠い側の連通孔８７に抜け止めピン９２を挿入しておき、その抜け止めピン９２の外端カムシャフト２９の外周面よりも内方に位置させた状態でフリーカム５０をカムシャフト２９の外周に装着し、その後で、抜け止めピン９２をその外端部が油溝８５に嵌合するようにして治具によってカムシャフト２９の半径方向外方に押し出す。その後、カムシャフト２９内にシャフト６６が挿入されることによって、１つの連通孔８７に内端側を挿入するとともに外端側を油溝８５に嵌合した状態の抜け止めピン９２が、カムシャフト２９から抜け出ることが阻止される。

次にこの実施の形態の作用について説明すると、可動部材５２に設けられる第１〜第３係合ピン５３〜５５が、カムシャフト２９の軸線を中心とする仮想円Ｃ上にその周方向に間隔をあけて配置され、それらの係合ピン５３〜５５を個別に係合させ得る第１〜第３係止部５６〜５８が、カムシャフト２９に対するフリーカム５０の周方向相対位置を一定としたときに各係合ピン５３〜５５を個別に係合せしめるようにしてフリーカム５０の軸方向一端面に設けられるので、カムシャフト２９に対するフリーカム５０の周方向相対位置が一定の状態で第１〜第３係合ピン５３〜５５を介してフリーカム５０をカムシャフト２９に相対回転不能に連結することができ、フリーカム５０の大型化を回避しつつ連結時の強度を確保することができる。

しかもカムシャフト２９の軸線に直交する平面への投影図上で二等辺三角形Ｔの各頂点位置に第１〜第３係合ピン５３〜５５が配置されるので、３個の係合ピン５３〜５５および３個の係止部５５〜５８の相対配置を容易に定めることができる。

またフリーカム５０が、カムシャフト２９の軸線を中心とする円弧状のベース円部５０ａと、該ベース円部５０ａより外側方に突出するようにして前記ベース円部５０ａの周方向両端に連なる高位部５０ｂとを外周に有するものであり、高位部５０ｂに対応する部分でフリーカム５０の前記一端面に複数の第１〜第３係止部５６〜５８の少なくとも１つである第２係止部５７が設けられるので、フリーカム５０の大型化を回避しつつ充分な係合強度を確保することができる。

また第１〜第３係止部５５〜５６に通じる環状の油溝８５がフリーカム５０の内周に設けられ、油溝８５に外端を通じさせてカムシャフト２９の半径方向に延びる連通孔８７がカムシャフト２９に設けられ、該連通孔８７の内端に通じる油通路８８がカムシャフト２９の軸方向に延びて該カムシャフト２９内に形成されるので、簡単な構成で係合ピン５３〜５５の係止部５６〜５８への係合部を潤滑することができる。

ところで第１〜第３係止部５６〜５８は、第１〜第３係合ピン５３〜５５の先端部を嵌合せしめることを可能としてカムシャフト２９の回転方向５９に長く延びる円弧状の溝部５６ａ，５７ａ，５８ａと、第１〜第３係合ピン５３〜５５の先端部を係合せしめることを可能として回転方向５９に沿う前記溝部５６ａ，５７ａ，５８ａの前端に連なる円形凹部５６ｂ，５７ｂ，５８ｂとを有するとともに、円形凹部５６ｂ〜５８ｂの深さを溝部５６ａ〜５８ａの深さよりも大きくして形成されるものであるので、カムシャフト２９とともに回転する第１〜第３係合ピン５３〜５５およびフリーカム５０間に相対回転速度差がある状態で、第１〜第３係合ピン５３〜５５をフリーカム５０側に移動させてフリーカム５０をカムシャフト２９に相対回転不能に連結する際に、第１〜第３係合ピン５３〜５５を溝部５６ａ，５７ａ，５８ａに嵌合せしめて円形凹部５６ｂ，５７ｂ，５８ｂ側にガイドするようにして第１〜第３係止部５６〜５８への第１〜第３係合ピン５３〜５５の係合を円滑化することができる。しかも円形凹部５６ｂ〜５８ｂの深さが溝部５６ａ〜５８ａの深さよりも大きいので、円形凹部５６ｂ〜５８ｂおよび溝部５６ａ〜５８ａ間に段部が生じており、第１〜第３係合ピン５３〜５５が円形凹部５６ｂ〜５８ｂに係合している状態では第１〜第３係合ピン５３〜５５は円形凹部５６ｂ〜５８ｂ内でのみ移動可能であり、円形凹部５６ｂ〜５８ｂの内周面および第１〜第３係合ピン５３〜５５の外周面間の間隙を小さく設定することで第１〜第３係合ピン５３〜５５を円形凹部５６ｂ〜５８ｂ内に保持し、フリーカム５０に作用する荷重の方向が反転しても打音が生じることがないようにすることができる。さらに横断面円形の第１〜第３係合ピン５３〜５５を円形凹部５６ｂ〜５８ｂに係合させるので、第１〜第３係合ピン５３〜５５および円形凹部５６ｂ〜５８ｂの加工精度を高め、第１〜第３係合ピン５３〜５５の円形凹部５６ｂ〜５８ｂ内での保持をより確実なものとして打音の発生をより確実に防止することができる。

また溝部５６ａ〜５８ａが、円形凹部５６ｂ〜５８ｂの直径よりも広い幅を有する幅広部分５６ａａ，５７ａａ，５８ａａと、カムシャフト２９の回転方向５９に沿う幅広部分５６ａａ〜５８ａａの前端および前記円形凹部５６ｂ〜５８ｂ間を結ぶ幅狭部分５６ａｂ，５７ａｂ，５８ａｂとから成り、幅狭部分５６ａｂ，５７ａｂ，５８ａｂが、少なくとも円形凹部５６ｂ〜５８ｂに連なる部分では該円形凹部５６ｂ〜５８ｂの直径に等しい幅を有するように形成されるので、溝部５６ａ〜５８ａに嵌合した第１〜第３係合ピン５３〜５５を円形凹部５６ｂ〜５８ｂ側に円滑に導くことができる。

しかも幅広部分５６ａａ〜５８ａａの幅方向中心と、円形凹部５６ｂ〜５８ｂの中心とが、カムシャフト２９の軸線を中心とする仮想円Ｃ上に配置されており、幅狭部分５６ａｂ〜５８ａｂが、前記仮想円Ｃから等距離だけ離間するように形成されるので、円形凹部５６ｂ〜５８ｂの中心に第１〜第３係合ピン５３〜５５を導くことができるようにして、円形凹部５６ｂ〜５８ｂの内径を第１〜第３係合ピン５３〜５５の外径により近づけて設定することを可能とし、第１〜第３係合ピン５３〜５５の円形凹部５６ｂ〜５８ｂ内での保持をより確実なものとすることができる。

さらに同径である第１〜第３係合ピン５３〜５５に対応して第１〜第３係止部５６〜５８がフリーカム５０に設けられるので、各係合ピン５３〜５５および各係止部５６〜５８を小型化してフリーカム５０の大型化を回避するとともにフリーカム５０の軽量化を図ることができる。しかも第１〜第３係止部５６〜５８のうち第１係止部５６の円形凹部５６ｂの直径Ｄ１が、残余の係止部である第２および第３係止部５７，５８の円形凹部５７ｂ，５８ｂの直径Ｄ２，Ｄ３よりも小さく設定されるので、第１係止部５６の円形凹部５６ｂでの第１係合ピン５３の位置決め精度すなわちフリーカム５０および可動部材５２の相対位置の位置決め精度を良好とし、円形凹部５６ｂの側面に第１係合ピン５３が当接することで発生する打音を低減しつつ、他の第２および第３係合ピン５４，５５を他の第２および第３係止部５７，５８の円形凹部５７ｂ，５８ｂに嵌まり易くすることができる。

さらに動弁装置２５が、吸気弁１８，１９および排気弁２０に共通である単一の前記カムシャフト２９が吸気弁１８，１９および排気弁２０間に配置されるようにしたＳＯＨＣ型に構成されるとともに自動二輪車等の小型車両に適用されるので、打音を低減して乗員に不快感を与えることがないようにしつつ小型車両に適合した小型の内燃機関とすることができる。

ところで前記可動部材５２には、ソレノイド６１がその作動時に第１〜第３係合ピン５３〜５５のフリーカム５０との係合を解除する側に該可動部材５２を移動せしめるようにして連結され、コイルばね６２が発揮するばね力によって第１〜第３係合ピン５３〜５５をフリーカム５０に係合させる側に可動部材５２が付勢されるので、図９で示すように、可動部材５２をフリーカム５０から離反する側にカムシャフト２９の軸方向に作動せしめることで、フリーカム５０をカムシャフト２９の周囲に空転させてカムシャフト２９から第１吸気側ロッカアーム２６に動力を伝達しない状態と、図１で示すように、フリーカム５０をカムシャフト２９とともに回転させてカムシャフト２９から第１吸気側ロッカアーム２６に動力を伝達する状態とを切換えて機関弁の作動特性を変化させるようにしており、比較的軽量とすることができる可動部材５２を軸方向に駆動すればよいので、ソレノイド６１の負荷を軽減し、ソレノイド６１の小型化を図ることができる。

しかも前記コイルばね６２が、機関本体１５側すなわちカムシャフト２９の一端部およびシリンダヘッド１６間に介装される第１ボールベアリング３５と、可動部材５２との間に介設されるので、コイルばね６２を比較的大径化することで弾発付勢力を確保しつつ、カムシャフト２９の周囲の空きスペースを利用しつつ第１ボールベアリング３５の可動部材５２側の平らな側面を利用してコイルばね６２の受け面を簡易に構成することができる。

また中空の筒状に形成されるカムシャフト２９に、該カムシャフト２９の一直径線上に位置する一対のガイド孔６３…が軸線方向に長く延びて設けられ、可動部材５２が、カムシャフト２９を同軸に囲繞するとともに一直径線上に位置する一対の連結孔６４…が設けられる円筒部５２ａと、該円筒部５２ａの前記フリーカム５０側端部から半径方向外方に張り出す鍔部５２ｂとを一体に有し、両ガイド孔６３…を貫通して円筒部５２ａの前記両連結孔６４…に挿通、連結される連結ピン６５の中央部が、ソレノイド６１に連結されてカムシャフト２９内に軸方向移動可能に挿入されるシャフト６６に連結され、前記コイルばね６２の前記可動部材５２側端部を受ける第２リテーナ７３が、少なくとも連結孔６４…の外端を覆うようにして円筒部５２ａを囲繞しつつ可動部材５２に装着されるので、ソレノイド６１の作動に応じて可動部材５２を軸方向に駆動する構造の少なくとも一部を中空のカムシャフト２９内にコンパクトに構成することを可能とするとともに、コイルばね６２の可動部材５２側端部を受ける第２リテーナ７３を利用した簡単かつ部位品点数の少ない構造で連結ピン６５の抜け止めを達成することができる。

また機関本体１５のシリンダヘッド１６には、図９で示すように、可動部材５２がフリーカム５０から離反する側に移動する際にフリーカム５０に当接して該フリーカム５０を制動するブレーキ手段７５が設けられるので、可動部材５２がフリーカム５０から離反する側に移動する際にフリーカム５０をブレーキ手段７５で制動することにより、カムシャフト２９との連結が解除された後もフリーカム５０がカムシャフト２９の回転に応じてつれ回りするこを防止することができ、ストッパでフリーカム５０の回転を止めるのではなく制動するので、フリーカム５０の停止時に騒音が生じることも防止することができる。

しかもブレーキ手段７５は、コイルばね６２によってフリーカム５０側に付勢されている可動部材５２とともに移動するものであり、ブレーキ手段７５の板ばね７７がフリーカム５０の軸方向他面に当接する際には、前記コイルばね６２が発揮する弾発付勢力よって板ばね７７はフリーカム５０に穏やかに当接することができ、板ばね７７のフリーカム５０への当接による打音を小さく抑えることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の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を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

たとえばカムシャフトの軸線を中心とする仮想円上であってカムシャフトの軸線に対して点対称ではない位置にそれぞれ２つである係止部および係合ピンを配置することも可能であり、また前記仮想円上にある４つの係合ピンを角部とした四辺形が正方形とならないようにしてそれぞれ４つである係止部および係合ピンを配置するようにしてもよい。

高速運転状態での内燃機関の要部縦断面図である。 ヘッドカバーを省略した状態での図１の２矢視平面図である。 図１の３−３線拡大断面図である。 フリーカムの一端面を示す図である。 図４の５−５線断面図である。 図４の６矢示部拡大図である。 図６の７−７線断面図である。 図１の８矢示部拡大図である。 低速運転状態での図１に対応した縦断面図である。

符号の説明

２９・・・カムシャフト
５０・・・フリーカム
５３，５４，５５・・・係合ピン
５６，５７，５８・・・係止部
８５・・・油溝
８７・・・連通孔
８８・・・油通路
Ｃ・・・仮想円

Claims (3)

1. フリーカム（５０）がカムシャフト（２９）に相対回転可能に支承され、前記カムシャフト（２９）の軸方向に沿う前記フリーカム（５０）の一端面に係止部（５６，５７，５８）が設けられ、該係止部（５６〜５８）に係脱可能に係合するようにして前記カムシャフト（２９）の軸方向に移動可能な係合ピン（５３，５４，５５）が、前記カムシャフト（２９）に対する軸線まわりの相対回転を不能として前記カムシャフト（２９）に連結されるとともに該カムシャフト（２９）の軸線からオフセットした位置に配置される内燃機関の可変動弁装置において、複数の前記係合ピン（５３〜５５）が前記カムシャフト（２９）の軸線を中心とする仮想円（Ｃ）上にその周方向に間隔をあけて配置され、複数の前記係止部（５６〜５８）が、前記カムシャフト（２９）に対する前記フリーカム（５０）の周方向相対位置を一定としたときに前記各係合ピン（５３〜５５）を個別に係合せしめるようにして前記フリーカム（５０）の前記一端面に設けられることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
2. 前記カムシャフト（２９）の軸線に直交する平面への投影図上で二等辺三角形の各頂点位置に３個の前記係合ピン（５３〜５５）が配置されることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の可変動弁装置。
3. 前記係止部（５５〜５６）に通じる環状の油溝（８５）が前記フリーカム（５０）の内周に設けられ、前記油溝（８５）に外端を通じさせて前記カムシャフト（２９）の半径方向に延びる連通孔（８７）が前記カムシャフト（２９）に設けられ、該連通孔（８７）の内端に通じる油通路（８８）が前記カムシャフト（２９）の軸方向に延びて該カムシャフト（２９）内に形成されることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の可変動弁装置。

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