JP7003172B2

JP7003172B2 - 可変動弁装置

Info

Publication number: JP7003172B2
Application number: JP2020062508A
Authority: JP
Inventors: 美博 ▲高▼田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2022-01-20
Anticipated expiration: 2040-03-31
Also published as: DE102021106473A1; JP2021161903A

Description

本発明は、内燃機関におけるバルブの作動特性を切替える可変動弁装置に関する。

バルブ作動特性を決めるカムプロファイルが異なる複数のカムロブが外周面に形成されたカムキャリアが、カムシャフトに相対回転を禁止され軸方向に摺動可能に嵌合され、カムキャリアの外周面に形成されたリード溝に切替ピンが係合することで、カムキャリアが回転しながら軸方向に案内されてシフトし、バルブに作動するカムロブを切替えてバルブ作動特性を変える可変動弁装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７－１８０４００号公報

特許文献１に開示された可変動弁装置は、切替ピンにカム機構を構成して係合する切替駆動シャフトを有し、切替駆動シャフトの移動がカム機構を介して切替ピンを進退させるカム切替機構を有する。

切替駆動シャフトが移動すると、カム切替機構によりカム機構を介して切替ピンが進行してカムキャリアのリード溝に係合し、カムキャリアを回転しながら軸方向に案内して、バルブに作動するカムロブを切替える。

カムキャリアの外周面に形成されたリード溝は、周方向に延びた外周溝であり、切替ピンの係合により軸方向にシフトすべく軸方向に偏移しながら周方向に延びている。
したがって、回転しているカムキャリアのリード溝に向けて適切なタイミングで切替ピンが進行して係合する必要がある。

しかし、特許文献１に開示された可変動弁装置では、切替駆動シャフトの移動がカム機構を介して切替ピンを進行させるので、切替駆動シャフトをカムシャフトの回転に合わせてタイミング良く移動させたとしても切替ピンが進行してリード溝に係合するまでに極めて僅かのタイムラグがあり、機関回転数が高速回転化した内燃機関の場合、高速で回転するカムキャリアに切替ピンの動作が追従しきれずに、リード溝に対して切替ピンが適切なタイミングで進行できず、カム切替作動を速やかにかつ円滑に行うことが難しくなる。

本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、機関回転数が高速回転化した場合でも、カム切替の作動性を向上させることができる可変動弁装置を供する点にある。

上記目的を達成するために、本発明は、
内燃機関のシリンダヘッドに回転自在に設けられたカムシャフトと、
前記カムシャフトの外周に、相対回転を禁止され軸方向に摺動可能に嵌合する円筒状部材であって、外周面にカムプロファイルの異なる複数のカムロブが軸方向に隣接して形成されるとともに、外周面に周回するようにリード溝が形成されたカムキャリアと、
前記リード溝に係合・離脱可能に進退する切替ピンと、
前記切替ピンを進行方向に付勢する付勢手段と、
前記カムシャフトに平行に配置されて前記付勢手段により付勢された前記切替ピンが当接するカム面を有する切替駆動シャフトと、
を備え、
前記切替駆動シャフトの軸方向の移動が前記カム面に当接する前記切替ピンを進退させ、前記切替ピンが進行して係合した前記リード溝により前記カムキャリアが回転しながら軸方向に案内されてシフトし、バルブに作動するカムロブを切替えるカム切替機構を構成する可変動弁装置において、
前記切替ピンの前記付勢手段による進行を禁止する進行禁止状態と前記切替ピンの進行を許可する進行許可状態とを選択可能な切替ピン進行制御機構を有し、
前記切替ピン進行制御機構は、
前記切替ピンの所定の円柱部の中央に括れ部が形成され、
一対の前記切替ピンが前記切替駆動シャフトの軸方向に並んで配置され、
一対の前記切替ピンの間にストッパ部材が互いの間を移動可能に配設され、
前記ストッパ部材は、退行した一方の前記切替ピンの括れ部に係合しているときは、進行した他方の前記切替ピンの括れ部から離脱して一方の前記切替ピンを進行禁止状態とし、
前記切替駆動シャフトの移動によりカム面を介して他方の前記切替ピンが退行したときに、前記ストッパ部材が一方の前記切替ピンの括れ部から離脱し、他方の前記切替ピンの括れ部に移動して係合することで、一方の前記切替ピンを進行許可状態とすることを特徴とする可変動弁装置を提供する。

この構成によれば、切替駆動シャフトの軸方向の移動で、付勢手段に付勢され切替駆動シャフトのカム面に当接した切替ピンを進退させるカム切替機構とともに、切替ピンの付勢手段による進行を禁止する進行禁止状態と切替ピンの進行を許可する進行許可状態とを選択可能な切替ピン進行制御機構を有し、切替駆動シャフトの軸方向に並んで配置された括れ部を有する一対の切替ピンの互いの間に、ストッパ部材が移動可能に配設され、ストッパ部材が退行した一方の切替ピンの括れ部に係合しているときは、進行した他方の切替ピンの括れ部から離脱して一方の切替ピンを進行禁止状態とし、切替駆動シャフトの移動によりカム面を介して他方の切替ピンが退行したときに、ストッパ部材が一方の切替ピンの括れ部から離脱し、他方の切替ピンの括れ部に移動して係合することで、一方の切替ピンを進行許可状態とする。

そのため、切替駆動シャフトの移動によりカム面を介して他方の切替ピンが退行するまでは、一方の切替ピンは括れ部にストッパ部材が係合して進行禁止状態にあり、他方の切替ピンが退行したタイミングで一方の切替ピンの括れ部に係合していたストッパ部材が離脱して進行許可状態となった時点で、一方の切替ピンは付勢手段の付勢力により速やかに進行し、リード溝に円滑に係合させることができ、切替ピンのリード溝への係合タイミングの精度を向上させることができる。
したがって、機関回転数が高速回転化した場合でも、カム切替の作動性を向上させることができる。

本発明の好適な実施形態では、
一対の前記切替ピンは、互いに隣接して平行に配置される。

この構成によれば、一対の切替ピンは、互いに隣接して平行に配置されるので、一対の切替ピン間に配設されるストッパ部材を含め、切替ピン進行制御機構が小型でコンパクトに構成でき、ストッパ部材の移動が速やかに完了し、切替ピンの進退を円滑に行うことができる。

本発明の好適な実施形態では、
前記切替ピンの前記括れ部は、前記切替ピンの進退方向に対して垂直方向視で両側が凹曲面をなし、
前記ストッパ部材は、前記切替ピンの進退方向に対して垂直方向視で両側が凸曲面の長円形状または円形をなす。

この構成によれば、切替ピンの括れ部は切替ピンの進退方向に対して垂直方向視で両側が凹曲面をなし、ストッパ部材は切替ピンの進退方向に対して垂直方向視で両側が凸曲面の長円形状または円形をなすので、一方の切替ピンの括れ部の凹曲面にストッパ部材の凸曲面が接して係合しているとき、ストッパ部材は他方の切替ピンの円柱部に接して、一方の切替ピンは付勢手段により付勢され状態で進行禁止状態にある。
ここで、切替駆動シャフトの移動によりカム面を介して他方の切替ピンが退行したとき、ストッパ部材は他方の切替ピンの括れ部に対向することで移動可能となり、付勢手段により付勢された一方の切替ピンの括れ部の凹曲面がストッパ部材の凸曲面を押圧することで、ストッパ部材を一方の切替ピンの括れ部から押し出して離脱し、他方の切替ピンの括れ部に係合させることができる。

このように、切替ピンの括れ部を凹曲面に形成し、ストッパ部材の両側を凸曲面に形成することで、ストッパ部材の移動による離脱・係合を特別な移動機構を用いることなく行うことができ、切替ピン進行制御機構を簡単な構造で構成できる。

本発明の好適な実施形態では、
前記切替駆動シャフトは、棒状をなし、その側面が抉られて前記カム面が形成され、
前記カム面は、軸方向に平行な中央底面と、同中央底面の軸方向両側の傾斜面と、同傾斜面の軸方向外側の軸方向に平行な外側側面とからなり、
前記付勢手段により進行方向に付勢された前記切替ピンは、
前記切替駆動シャフトの前記カム面の前記中央底面に当接することで進行位置になり、
前記切替駆動シャフトの前記カム面の前記外側側面に当接することで退行位置になり、
前記切替駆動シャフトの移動により前記カム面の前記傾斜面に摺接することで進退する。

この構成によれば、一方の切替ピンが切替駆動シャフトのカム面の外側側面に当接して退行位置にあり、他方の切替ピンが切替駆動シャフトのカム面の中央底面に当接して進行位置にあるとき、ストッパ部材が退行した一方の切替ピンの括れ部に係合して一方の切替ピンを進行禁止状態としている。
切替駆動シャフトが移動して、一方の切替ピンがカム面の外側側面から離れ、傾斜面および中央底面に対向するようになってもストッパ部材が一方の切替ピンの括れ部に係合して進行禁止状態としており、付勢手段により進行可能な進行待機状態というべき状態である。

さらに、切替駆動シャフトが移動すると、他方の切替ピンがカム面の傾斜面に摺接して退行し、同切替ピンの括れ部がストッパ部材に対向すると、ストッパ部材が一方の切替ピンの括れ部から離脱して他方の切替ピンの括れ部に係合するので、進行待機状態にあった一方の切替ピンを付勢手段の付勢力により速やかに進行させることができ、カム切替の作動性を向上させることができる。

本発明は、切替駆動シャフトの軸方向の移動で、付勢手段に付勢され切替駆動シャフトのカム面に当接した切替ピンを進退させるカム切替機構とともに、切替ピンの付勢手段による進行を禁止する進行禁止状態と切替ピンの進行を許可する進行許可状態とを選択可能な切替ピン進行制御機構を有し、切替駆動シャフトの軸方向に並んで配置された括れ部を有する一対の切替ピンの互いの間に、ストッパ部材が移動可能に配設され、ストッパ部材が退行した一方の切替ピンの括れ部に係合しているときは、進行した他方の前記切替ピンの括れ部から離脱して円柱部に接して一方の切替ピンを進行禁止状態とし、切替駆動シャフトの移動によりカム面を介して他方の切替ピンが退行したときに、ストッパ部材が一方の切替ピンの括れ部から離脱し、他方の切替ピンの括れ部に移動して係合することで、一方の切替ピンを進行許可状態とする。

本発明の一実施の形態に係る可変動弁装置を備える内燃機関が搭載される自動二輪車の全体側面図である。同内燃機関の左側面図である。同内燃機関の上面図である。同内燃機関のシリンダヘッド等の輪郭を２点鎖線で示して、内部の動弁機構の要部を透かして示した左側面図である。シリンダヘッドカバーを外して上側シリンダヘッドを上面視した上面図である。吸気側カム切替機構と排気側カム切替機構の一部省略して主要な要部のみを示す斜視図である。吸気側カムキャリアの斜視図である。吸気側カムキャリアのリード溝円筒部のリード溝の展開図である。図８のIX-IX矢視によるリード溝の断面図である第１切替ピンの側面図である。リード溝に第１切替ピンが係合した状態を示す断面図である。吸気側切替ピン進行制御機構の動作開始時の状態を示す図である。同吸気側切替ピン進行制御機構の次の一動作過程の状態を示す図である。同吸気側切替ピン進行制御機構のさらに次の一動作過程の状態を示す図である。同吸気側切替ピン進行制御機構の動作停止時の状態を示す図である。吸気側カム切替機構の主要部の動作開始時の状態を示す図である。同吸気側カム切替機構の主要部の次の一動作過程の状態を示す図である。同吸気側カム切替機構の主要部のさらに次の一動作過程の状態を示す図である。同吸気側カム切替機構の主要部のさらに次の一動作過程の状態を示す図である。同吸気側カム切替機構の主要部の動作停止時の状態を示す図である。吸気側切替ピン進行制御機構のストッパ部材の変形例を適用した吸気側切替ピン進行制御機構の主要部を示す図である。吸気側切替ピン進行制御機構のストッパ部材のさらに別の変形例を適用した吸気側切替ピン進行制御機構の主要部を示す図である。

以下、本発明に係る一実施の形態について図１ないし図１３Ｅに基づいて説明する。
図１は、本発明を適用した一実施の形態に係る可変動弁装置を備える内燃機関が搭載される鞍乗型車両である自動二輪車500の側面図である。
なお、本明細書および特許請求の範囲において、前後左右の向きは、本実施の形態に係る自動二輪車500の直進方向を前方とする通常の基準に従うものとし、図面において、ＦＲは前方を，ＲＲは後方を、ＬＨは左方を，ＲＨは右方を示すものとする。

自動二輪車500の車体フレームは、前輪506を軸支するフロントフォーク505を操向可能に支承するヘッドパイプ502から後方斜め下向きに左右一対のメインフレーム503が左右に分岐して延出している。
メインフレーム503の前部は下方にエンジンハンガー部503ａが垂下しており、メインフレーム503の後部は屈曲してピボットフレーム部503ｂが下方に延出している。
メインフレーム503の中央の後寄りにシートレール504が連結されて後方に延びている。

ピボットフレーム部503ｂにピボット軸507により前端を軸支されたスイングアーム508が後方に延び、スイングアーム508の後端に後輪509が軸支されている。
スイングアーム508とピボットフレーム部503ｂとの間にはリンク機構510が設けられ、リンク機構510の一部とシートレール504との間にリヤクッション511が介装されている。

車体フレームには、メインフレーム503のエンジンハンガー部503ａとピボットフレーム部503ｂとの間でパワーユニットＰｕが懸架されており、パワーユニットＰｕの変速機Ｍのカウンタシャフトである出力軸に嵌着された走行駆動スプロケット512と後輪509の後車軸に嵌着された走行被動スプロケット513との間に走行駆動チェーン514が架渡されている。

メインフレーム503には前半にエアクリーナ522、後半に燃料タンク516が架設されており、燃料タンク516の後方には、メインシート517とピリオンシート518がシートレール504に支持されて設けられている。

パワーユニットＰｕの前半を占める内燃機関Ｅは、クランク横置きの直列４気筒の水冷式４ストローク内燃機関であり、シリンダを適度に前傾した姿勢で車体フレームに搭載されている。
内燃機関Ｅのクランクシャフト10は、車体幅方向（左右方向）に指向してクランクケース１に軸支され、クランクケース１はクランクシャフト10の後方に変速機Ｍを一体に備えている。

図２を参照して、内燃機関Ｅは、上記クランクケース１の上に、４本のシリンダを直列に配列したシリンダブロック２と、シリンダブロック２の上部にガスケットを介して結合されるシリンダヘッド３と、シリンダヘッド３の上部に被せられるシリンダヘッドカバー４とから構成される機関本体を備える。

シリンダブロック２のシリンダボアの中心軸線であるシリンダ軸線Ｌｃは、前方に傾いており、クランクケース１の上に重ねられるシリンダブロック２，シリンダヘッド３，シリンダヘッドカバー４は、クランクケース１から若干前傾した姿勢で上方に延出している。
また、クランクケース１の下方には、オイルパン５が下方に膨出して設けられている。

クランクケース１は、上下割りで構成され、上側クランクケース１Ｕと下側クランクケース１Ｌの割り面に挟まれてクランクシャフト10が軸支されている。
該クランクケース１は、クランクシャフト10の後方に変速機Ｍを内蔵しており、変速機Ｍを構成するメインシャフト11とカウンタシャフト12がクランクシャフト10と平行に車体幅方向に指向してクランクケース１に軸支されている（図２参照）。

クランクケース１のミッション室には、変速機Ｍのメインシャフト11とカウンタシャフト12とが、クランクシャフト10と平行に左右水平方向に指向して配設されており（図３参照）、カウンタシャフト12はクランクケース１を左方に貫通して外部に突出して出力シャフトとなっている。

シリンダヘッド３の後側面には、各気筒毎に延出する吸気管がスロットルボディ521を介して前記エアクリーナ522に接続されている（図1参照）。
また、シリンダヘッド３の前側面には、各気筒毎に排気管525が延出し、各排気管525は下方に延びて後方に屈曲してオイルパン５の右側を後方に延びている。

本内燃機関Ｅは、４バルブ方式でDOHC構造の可変動弁装置40をシリンダヘッド３に備えている。
本内燃機関Ｅのシリンダヘッド３は、シリンダ軸線方向（シリンダ軸線Ｌｃの軸線方向）に上下２分割されており、シリンダブロック２の上に重ねられる下側シリンダヘッド３Ｌと、同下側シリンダヘッド３Ｌの上に重ねられる上側シリンダヘッド３Ｕとからなる（図２，図４参照）。

図４を参照して、下側シリンダヘッド３Ｌは、気筒毎に、燃焼室30から吸気ポート31ｉが２本後方に湾曲し斜め上方に延出するとともに、排気ポート31ｅが２本前方に湾曲して延出している。
下側シリンダヘッド３Ｌには、吸気ポート31ｉの燃焼室30への吸気開口および排気ポート31ｅの燃焼室30への排気開口をそれぞれ開閉する吸気バルブ41と排気バルブ51が、クランクシャフト10の回転に同期して往復摺動可能に支持されている。

この下側シリンダヘッド３Ｌは、シリンダブロック２とともに上側クランクケース１Ｕにスタッドボルト７により一体に締結される（図４，図５参照）。
下側シリンダヘッド３Ｌの上に重ねられる上側シリンダヘッド３Ｕは、上面視である図５を参照して、左右に長尺の前側壁３Ｆｒ，後側壁３Ｒｒと前後に短尺の左側壁３Ｌｈ，右側壁３Ｒｈにより矩形枠壁をなす。

上側シリンダヘッド３Ｕの矩形枠内は、右側壁３Ｒｈに沿って平行に形成された軸受壁３vrにより右側の狭いカムチェーン室３ｃと左側の動弁室３ｄに仕切られ、動弁室３ｄは、さらに左右側壁３Ｌｈ，３Ｒｈに平行な４つの軸受壁３ｖにより５つの室に仕切られている。
各軸受壁３ｖは、各気筒の燃焼室30の中央の上方に位置し、前後方向中央に点火プラグを嵌挿するプラグ嵌挿筒部３vpが形成されている。

可変動弁装置40は、シリンダヘッド３とシリンダヘッドカバー４により形成される動弁室３ｄ内に設けられる。
図４および図５を参照して、直列４気筒の各気筒に設けられる左右１対の吸気バルブ41，41は、左右方向に直列に４対配列され、この４対の吸気バルブ41，41の上を１本の吸気側カムシャフト42が左右方向に指向して配設されて、上側シリンダヘッド３Ｕの軸受壁３ｖ，３vrの半円弧面をなす軸受３vvに嵌合しカムシャフトホルダ33に挟まれるようにして回転自在に軸支される。

同様に、各気筒の左右方向に直列に設けられる左右１対の排気バルブ51，51は、左右方向に直列に４対配列され、この４対の排気バルブ51，51の上を１本の排気側カムシャフト52が左右方向に指向して配設されて、上側シリンダヘッド３Ｕの軸受壁３ｖ，３vrの軸受にカムシャフトホルダ33に挟まれるようにして回転自在に軸支される。
排気側カムシャフト52は、吸気側カムシャフト42の前方に平行に配設される。

図５を参照して、吸気側カムシャフト42は、右端近傍に軸受壁３vrに軸支される被軸受部42ａを有し、被軸受部42ａの両側のフランジにより軸受壁３vrを挟んで軸方向の位置決めがなされ、同被軸受部42ａより左側は外周面にスプライン外歯が形成されたスプライン軸部42ｂが動弁室３ｄの４つの軸受壁３ｖを貫通して長尺に延出している。
吸気側カムシャフト42のカムチェーン室３ｃ内に突出した右端のフランジには、吸気側被動ギア47が嵌着されている。

同様に、排気側カムシャフト52は、右端近傍に軸受壁３vrに軸支される被軸受部52ａを有し、被軸受部52ａの両側のフランジにより軸受壁３vrを挟んで軸方向の位置決めがなされ、同被軸受部52ａより左側は外周面にスプライン軸部52ｂが動弁室３ｄの４つの軸受壁３ｖを貫通して長尺に延出している。
排気側カムシャフト52のカムチェーン室３ｃ内に突出した右端のフランジには、排気側被動ギア57が嵌着されている。

吸気側カムシャフト42のスプライン軸部42ｂには、円筒状部材である吸気側カムキャリア43が４個スプライン嵌合して配列される。
４個の吸気側カムキャリア43は、それぞれ吸気側カムシャフト42に対して相対回転を禁止されて軸方向に摺動可能に嵌合する。
同様に、排気側カムシャフト52のスプライン軸部52ｂには、円筒状部材である排気側カムキャリア53が４個スプライン嵌合して配列され、４個の排気側カムキャリア53は、それぞれ排気側カムシャフト52に対して相対回転を禁止されて軸方向に摺動可能に嵌合する。

図６は、吸気側カム切替機構と排気側カム切替機構の一部省略して主要な要部のみを示す斜視図であり、図７は、吸気側カムキャリア43の斜視図である。
図７を参照して、各吸気側カムキャリア43は、外周面にカムプロファイルの異なる一対のリフト量の大きい高速側カムロブ43Ａとリフト量の小さい低速側カムロブ43Ｂが軸方向左右に隣接したものが、軸方向で所定幅の被軸受円筒部43Ｃを間に挟んで左右に１組ずつそれぞれ形成されている。
隣接する高速側カムロブ43Ａと低速側カムロブ43Ｂは、各カムプロファイルの基礎円の外径が互いに等しく、基礎円は同じ周方向位置にある。

各吸気側カムキャリア43は、高速側カムロブ43Ａと低速側カムロブ43Ｂの右側の組のうち右側の低速側カムロブ43Ｂより右側に、リード溝44が周回するように形成されたリード溝円筒部43Ｄを有する。
リード溝円筒部43Ｄの外径は、高速側カムロブ43Ａと低速側カムロブ43Ｂの同径の基礎円の外径より僅かに小さい。

リード溝円筒部43Ｄのリード溝44は、軸方向定位置で周方向に一周する定常リード溝44ｃが形成されるとともに、定常リード溝44ｃから左右に枝分かれして軸方向左右に所定距離離れた位置まで螺旋状に左シフトリード溝44ｌと右シフトリード溝44ｒが形成されている。

図８は、リード溝円筒部43Ｄのリード溝44（左シフトリード溝44ｌ，定常リード溝44ｃ，右シフトリード溝44ｒ）の展開図である。
図８を参照して、右シフトリード溝44ｒの溝側壁面Ｆ_１，Ｆ_２のうち第１切替ピン73に摺接して押圧される側の溝側壁面Ｆ_１および左シフトリード溝44ｌの第２切替ピン74に摺接して押圧される側の溝側壁面Ｆ_１の各溝側壁面Ｆ_１，Ｆ_１には、切替ピン73，74により吸気側カムキャリア43がシフトを開始するシフト開始変曲部位Ｐａからシフトを終了するシフト終了変曲部位Ｐｚまでの間のシフト作用が働くシフト溝側壁面Ｆaz，Ｆazが形成されている。
シフトリード溝44ｒ，44ｌは、シフト終了変曲部位Ｐｚで定常リード溝44ｃに合流する。

リード溝円筒部43Ｄのリード溝44は、溝底面Ｇと同溝底面Ｇの両側の溝側壁面Ｆ_１，Ｆ_２とでチャンネル状に構成され、溝底面Ｇの両側の溝側壁面Ｆ_１，Ｆ_２は、リード溝円筒部43Ｄの外周面（および溝底面Ｇ）に直角な垂直面をなすが、本リード溝44の場合、溝側壁面Ｆ_１のうち少なくともシフト開始変曲部位Ｐａからシフト終了変曲部位Ｐｚまでの間のシフト溝側壁面Ｆazは、リード溝円筒部43Ｄの外周面と鋭角をなす傾斜面をなす（図９参照）。

この吸気側カムキャリア43が、吸気側カムシャフト42のスプライン軸部42ｂに、４個順次スプライン嵌合されて、所定間隔を空けて吸気側カムシャフト42上に配列される（図５参照）。
こうして４個の吸気側カムキャリア43が配設された吸気側カムシャフト42が、図５に示されるように、上側シリンダヘッド３Ｕの軸受壁３vrおよび４つの軸受壁３ｖの後側の各軸受３vvに軸支される。
吸気側カムシャフト42の被軸受部42ａが軸受壁３vrに支持され、各吸気側カムキャリア43の被軸受円筒部43Ｃが各軸受壁３ｖに支持される。

他方、排気側カムシャフト52のスプライン軸部52ｂにスプライン嵌合する排気側カムキャリア53も、吸気側カムキャリア43と同じ形状をしており、高速側カムロブ53Ａと低速側カムロブ53Ｂと被軸受円筒部53Ｃおよびリード溝円筒部53Ｄが形成され、リード溝円筒部53Ｄには、定常リード溝54ｃと右シフトリード溝54ｒと左シフトリード溝54ｌが形成される（図５，図６参照）。

この排気側カムキャリア53が４個順次スプライン軸部52ｂにスプライン嵌合した排気側カムシャフト52が、図５に示されるように、上側シリンダヘッド３Ｕの軸受壁３vrおよび４つの軸受壁３ｖの前側の各軸受３vvに軸支される。
排気側カムシャフト52の被軸受部52ａが軸受壁３vrに支持され、各排気側カムキャリア53の被軸受円筒部53Ｃが各軸受壁３ｖに支持される。

以上のようにして、上側シリンダヘッド３Ｕの軸受壁３vrおよび４つの軸受壁３ｖに、吸気側カムシャフト42（および吸気側カムキャリア43）と排気側カムシャフト52（および排気側カムキャリア53）が支持されると、軸受壁３vrおよび４つの軸受壁３ｖの上にそれぞれ重ねられるカムシャフトホルダ33（図４参照）により、吸気側カムシャフト42（および吸気側カムキャリア43）と排気側カムシャフト52（および排気側カムキャリア53）が挟まれて回転自在に軸受される。

すなわち、４個の吸気側カムキャリア43は吸気側カムシャフト42とともに回転しながら軸方向に摺動可能に軸支され、４個の排気側カムキャリア53も排気側カムシャフト52とともに回転しながら軸方向に摺動可能に軸支される。

吸気側カムシャフト42の右端に取り付けられた吸気側被動ギア47と排気側カムシャフト52の右端に取り付けられた排気側被動ギア57は、同径であり、カムチェーン室３ｃに後と前に並んで配設されており、図４に示されるように、吸気側被動ギア47と排気側被動ギア57の双方に噛合する大径のアイドルギア61が、両者の間の下方に回転自在に軸支されている。
このアイドルギア61に下方のクランクシャフト10の動力がカムチェーン66等を介して伝達される。

図６を参照して、吸気側カムシャフト42の前斜め下方に吸気側カム切替機構70の吸気側切替駆動シャフト71が吸気側カムシャフト42と平行に配設されるとともに、排気側カムシャフト52の前斜め下方に排気側カム切替機構80の排気側切替駆動シャフト81が排気側カムシャフト52と平行に配設される。

吸気側切替駆動シャフト71および排気側切替駆動シャフト81は、上側シリンダヘッド３Ｕに支持される。
図５および図６を参照して、上側シリンダヘッド３Ｕには、動弁室３ｄに左右方向に指向した筒状部３Ａが、中央より若干後寄りの位置に軸受壁３vrから４つの軸受壁３ｖを貫いて一直線に形成されている。

同様に、上側シリンダヘッド３Ｕには、動弁室３ｄに左右方向に指向した筒状部３Ｂが、前側壁３Ｆｒの内面に軸受壁３vrから４つの軸受壁３ｖを貫いて一直線に形成されている（図５参照）。
筒状部３Ａの軸孔に吸気側切替駆動シャフト71が軸方向に摺動自在に嵌挿され、筒状部３Ｂの軸孔に排気側切替駆動シャフト81が軸方向に摺動自在に嵌挿される。

筒状部３Ａにおける軸受壁３ｖを挟んだ両側位置で、左右の吸気バルブ41，41にそれぞれ対応する２カ所が欠損して吸気側切替駆動シャフト71が露出しており、この吸気側切替駆動シャフト71の露出した部分に吸気ロッカアーム72，72が揺動自在に軸支される（図５参照）。
すなわち、吸気側切替駆動シャフト71はロッカアームシャフトを兼ねる。

図４および図６を参照して、吸気ロッカアーム72の先端部は、吸気バルブ41の上端部に当接し、吸気ロッカアーム72の湾曲した上端面には吸気側カムキャリア43の軸方向の移動により高速側カムロブ43Ａまたは低速側カムロブ43Ｂのいずれかが摺接する。
したがって、吸気側カムキャリア43が回転すると、高速側カムロブ43Ａまたは低速側カムロブ43Ｂのいずれかが、そのプロファイルに従って吸気ロッカアーム72を揺動し、吸気バルブ41を押圧して燃焼室30の吸気弁口を開く。

同様に、筒状部３Ｂにおける軸受壁３ｖを挟んだ両側位置で、左右の排気バルブ51，51にそれぞれ対応する２カ所が欠損して排気側切替駆動シャフト81が露出しており、この排気側切替駆動シャフト81の露出した部分に，排気ロッカアーム82が揺動自在に軸支される（図５，図６参照）。
すなわち、排気側切替駆動シャフト81はロッカアームシャフトを兼ねる。

図４および図６を参照して、排気ロッカアーム82の先端部は、排気バルブ51の上端部に当接し、排気ロッカアーム82の湾曲した上端面には排気側カムキャリア53の移動により高速側カムロブ53Ａまたは低速側カムロブ53Ｂのいずれかが摺接する。
したがって、排気側カムキャリア53が回転すると、高速側カムロブ53Ａまたは低速側カムロブ53Ｂのいずれかが、そのプロファイルに従って排気ロッカアーム82を揺動し、排気バルブ51を押圧して燃焼室30の排気弁口を開く。

図５および図１３Ａを参照して、筒状部３Ａにおける吸気側カムキャリア43のリード溝円筒部43Ｄに対応する箇所に、左右に隣接して２つの円筒ボス部３As，３Asがリード溝円筒部43Ｄに向けて突出して形成されている。
円筒ボス部３Asの内側の穴は、底を有している。
この左右の円筒ボス部３As，３Asの各内側の孔には、それぞれコイルばね75，75が挿入された上に、第１切替ピン73と第２切替ピン74が摺動自在に嵌挿される。

図１０を参照して、第１切替ピン73は、軸方向に外径の異なる円柱形状に形成されている。
第１切替ピン73は、同径の先端側円柱部73ａと基端円柱部73ｂが、小径の連結円柱部73ｃにより連結されており、先端側円柱部73ａより先端に係合端部73ｄが突出している。
第１切替ピン73の先端側円柱部73ａは、その外周面の中央に括れ部73ｘが環状に形成されている。
括れ部73ｘは、図１３Ａで示すように両側が凹曲面をなす（図１０参照）。

係合端部73ｄは、その外周面が先端面73dfに向かって拡径する外周円錐面73dtを形成している。
係合端部73ｄの先端面73dfの周縁は面取り加工がされている。
第１切替ピン73の基端円柱部73ｂの連結円柱部73ｃ側の端面は、球面をなす球状端面73bfとなっている。
第２切替ピン74も第１切替ピン73と同じ形状をしている。

第１切替ピン73は、係合端部73ｄが吸気側カムキャリア43のリード溝円筒部43Ｄのリード溝44に係合する。
図１１に示されるように、第１切替ピン73の係合端部73ｄの外周円錐面73dtの先端面73dfに対する傾斜角は、右シフトリード溝44ｒの溝側壁面Ｆ_１のうちシフト開始変曲部位Ｐａからシフト終了変曲部位Ｐｚまでの間の傾斜面であるシフト溝側壁面Ｆazのリード溝円筒部43Ｄの外周面に対する傾斜角と略等しい。

図１１に実線で示すように、第１切替ピン73の係合端部73ｄが右シフトリード溝44ｒに正常に係合した場合は、第１切替ピン73の係合端部73ｄの外周円錐面73dtが、回転する右シフトリード溝44ｒの傾斜したシフト溝側壁面Ｆazに接して押圧し、吸気側カムキャリア43を右方にシフトするので、第１切替ピン73の係合端部73ｄは右シフトリード溝44ｒに食い込むように溝内方に力を受け確実に係合する。

第１切替ピン73の係合端部73ｄが右シフトリード溝44ｒに入り始めたところで、右シフトリード溝44ｒの傾斜したシフト溝側壁面Ｆazに係合端部73ｄの先端が衝接して、第１切替ピン73が多少傾いたとしても、図１１に２点鎖線で示すように、リード溝円筒部43Ｄの外周面とシフト溝側壁面Ｆazが交わる溝開口縁Ｆ_１ｅが、第１切替ピン73の係合端部73ｄの外周円錐面73dtに接して押圧するため、第１切替ピン73は、右シフトリード溝44ｒの溝内方に引き込まれる方向に力を受けて、右シフトリード溝44ｒの外側にはじかれことなく、速やかに右シフトリード溝44ｒに係合し、カム切替機構の作動性を向上させることができる。

なお、第１切替ピン73の係合端部73ｄは、先端面73dfの周縁が面取り加工がされているので、右シフトリード溝44ｒへの進入時に、右シフトリード溝44ｒの溝開口縁やシフト溝側壁面Ｆazとの当たりを良好にすることができる。

図１２Ａを参照して、吸気側切替駆動シャフト71は、円柱棒状をなし、側面が抉られてカム面71Ｃが形成されている。
同カム面71Ｃは、軸方向に平行な中央底面71Ｃａと、同中央底面71Ｃａの軸方向両側の傾斜面71Ｃｂと、同傾斜面71Ｃｂの軸方向外側の軸方向に平行な外側側面71Ｃｃとからなる。
中央底面71Ｃａと傾斜面71Ｃｂと外側側面71Ｃｃは、連続して形成されている。

そして、吸気側切替駆動シャフト71には、軸中心を貫通する軸方向に長尺の長孔71ａがカム面71Ｃに形成されている。
長孔71ａの幅は、第１切替ピン73の連結円柱部73ｃの径より若干大きいが、基端円柱部73ｂの径より小さい。
なお、中央底面71Ｃａおよび傾斜面71Ｃｂの長孔71ａを挟んだ両側の面は、長孔71ａに向かって若干傾斜している。

また、図１２Ａに示されるように、長孔71ａが左側に延長した長孔延長部71aaの左端に軸中心を貫通する円孔71ｈが形成されている。
円孔71ｈの内径は、第１切替ピン73の基端円柱部73ｂの外径より若干大きい。
第１切替ピン73を吸気側切替駆動シャフト71に組み付ける際に、第１切替ピン73の基端円柱部73ｂを円孔71ｈに貫通し、連結円柱部73ｃが長孔延長部71aaに挿入するように吸気側切替駆動シャフト71をスライドさせることで、吸気側切替駆動シャフト71のカム面71Ｃに対応する位置に第１切替ピン73を組み付けることができる。
第２切替ピン74も同様に組み付けることができる。

第１切替ピン73は、連結円柱部73ｃが吸気側切替駆動シャフト71の長孔71ａを貫通し、コイルばね75により付勢されて基端円柱部73ｂの球状端面73bfが吸気側切替駆動シャフト71の長孔71ａの開口端面であるカム面71Ｃに押圧された状態に組付けられる。
したがって、吸気側切替駆動シャフト71が軸方向に移動すると、軸方向定位置にあって軸方向と直交する方向に摺動する第１切替ピン73の基端円柱部73ｂの球状端面73bfがカム面71Ｃに当接し、カム面71Ｃの形状に案内されて第１切替ピン73が軸方向と直角方向に進退する直動カム機構Ｃａが構成されている。

第１切替ピン73と平行に配設される第２切替ピン74も吸気側切替駆動シャフト71の同じカム面71Ｃの形状に案内されて軸方向と直角方向に進退する。
同様に、排気側切替駆動シャフト81も第１切替ピン83および第２切替ピン84を軸方向と直角方向に進退させる直動カム機構Ｃｂを構成している。

図５および図６を参照して、上側シリンダヘッド３Ｕの左側壁３Ｌｈには、吸気側切替駆動シャフト71を軸方向に移動させる吸気側油圧アクチュエータ77が動弁室３ｄ内に突出して設けられるとともに、排気側切替駆動シャフト81を軸方向に移動させる排気側油圧アクチュエータ87が動弁室３ｄ内に吸気側油圧アクチュエータ77の前方に並んで突出して設けられる。

吸気側油圧アクチュエータ77は、吸気側アクチュエータハウジング78の円孔状のハウジング内室に、有底円筒状をなす吸気側アクチュエータ駆動体79が吸気側切替駆動シャフト71の軸方向（左右方向）に往復摺動可能に嵌合されており、吸気側切替駆動シャフト71の左端部が吸気側アクチュエータ駆動体79に嵌着されて一体に移動する。

同様に、排気側油圧アクチュエータ87は、排気側アクチュエータハウジング88の円孔状のハウジング内室に、有底円筒状をなす排気側アクチュエータ駆動体89が左右方向に往復摺動可能に嵌合されており、排気側切替駆動シャフト81の左端部が排気側アクチュエータ駆動体89に嵌着されて一体に移動する。

上側シリンダヘッド３Ｕの前側壁３Ｆｒの前面の左端合せ面には、リニアソレノイドバルブ91が取り付けられる。
リニアソレノイドバルブ91は、電磁コイル内をプランジャが移動する電磁ソレノイド92の延長にスリーブ93が設けられている。

このリニアソレノイドバルブ91によりスリーブ93から吸気側油圧アクチュエータ77と排気側油圧アクチュエータ87に圧油が供給されて、吸気側切替駆動シャフト71と排気側切替駆動シャフト81が軸方向に移動される。

図１２Ａに示されるように、第１切替ピン73と第２切替ピン74は、吸気側切替駆動シャフト71の共通の長孔71ａを貫通して互いに隣接して平行に並んで配設される。
図１２Ａは、吸気側切替駆動シャフト71のカム面71Ｃのうち中央底面71Ｃａにコイルばね75により付勢された第１切替ピン73の基端円柱部73ｂが当接して、第１切替ピン73が進行位置にあり、カム面71Ｃのうち一方（左方）の外側側面71Ｃｃにコイルばね75により付勢された第２切替ピン74の基端円柱部74ｂが当接して、第２切替ピン74が退行位置にある状態を示している。

隣接して平行に配設される第１切替ピン73と第２切替ピン74の間には、円柱状をしたストッパ部材101が互いの間を移動可能に配設される。
ストッパ部材101は、円柱の中心軸を第１切替ピン73と第２切替ピン74の軸線に対して垂直方向で、上側シリンダヘッド３Ｕの筒状部３Ａにおける第１切替ピン73と第２切替ピン74が嵌挿される円筒ボス部３As，３As間の壁を貫通した貫通孔に、移動自在に嵌合される（図１３Ａ参照）。

第１切替ピン73と第２切替ピン74のそれぞれに形成された括れ部73ｘ，74ｘと、第１切替ピン73と第２切替ピン74の間を移動するストッパ部材101とにより吸気側切替ピン進行制御機構100が構成され、吸気側切替ピン進行制御機構100はストッパ部材101がそれぞれの括れ部73ｘ，74ｘに係合して進行禁止状態にしたり、括れ部73ｘ，74ｘから離脱して進行許可状態とする。
この吸気側切替ピン進行制御機構100の動作過程を図１２Ａ，図１２Ｂ，図１２Ｃ，図１２Ｄに従って説明するが、第１切替ピン83と第２切替ピン84およびストッパ部材111を備える排気側切替ピン進行制御機構110も同様に動作する。

ストッパ部材101は、第１切替ピン73の先端側円柱部73ａと第２切替ピン74の先端側円柱部74ａとの間を移動し、図１２Ａに示す状態は、退行した第２切替ピン74の先端側円柱部74ａの括れ部74ｘにストッパ部材101が係合し、進行した第１切替ピン73の先端側円柱部73ａの括れ部73ｘ以外の外周面に接している（図１３Ａ参照）。
したがって、ストッパ部材101は第１切替ピン73と第２切替ピン74に挟まれて移動できず、第２切替ピン74の先端側円柱部74ａの括れ部74ｘへの係合が維持され、第２切替ピン74は進行禁止状態にある。

すなわち、第２切替ピン74は、基端円柱部74ｂの球状端面74bfがカム面71Ｃの左側の外側側面71Ｃｃに当接して退行位置にあって進行禁止状態にあり、第１切替ピン73は、基端円柱部73ｂの球状端面73bfがカム面71Ｃの中央底面71Ｃａに当接して進行位置にある。

この状態から吸気側切替駆動シャフト71が左方に移動すると、図１２Ｂを参照して、第２切替ピン74は、ストッパ部材101が括れ部74ｘに係合して進行禁止状態のままで、基端円柱部74ｂの球状端面74bfが左側の外側側面71Ｃｃから外れてカム面71Ｃから離れた退行位置に維持されている（図１３Ｂ参照）。

この第２切替ピン74の状態は、ストッパ部材101が括れ部74ｘから離脱すればコイルばね75の付勢力により進行できる進行待機状態にある。
他方、第１切替ピン73は、未だ球状端面73bfがカム面71Ｃの中央底面71Ｃａに当接して進行位置にある。

この状態から吸気側切替駆動シャフト71がさらに左方に移動すると、図１２Ｃを参照して、第２切替ピン74は進行禁止状態のままで、基端円柱部74ｂの球状端面73bfがカム面71Ｃの中央底面71Ｃａに対向する位置にあって、なお退行位置で進行待機状態にある。
他方、第１切替ピン73は、カム面71Ｃの中央底面71Ｃａから傾斜面71Ｃｂに当接面が移ることで、進行位置から退行を始めている。

第１切替ピン73が退行を始めた状態では、図１２Ｃに示されるように、ストッパ部材101は第１切替ピン73の先端側円柱部73ａの括れ部73ｘ以外の外周面に接しており（図１３Ｃ参照）、したがって、ストッパ部材101は第２切替ピン74の先端側円柱部74ａの括れ部74ｘに係合した状態に維持され、未だ進行待機状態にある。

そして、この状態から吸気側切替駆動シャフト71がさらに左方に移動すると、図１２Ｄを参照して、第１切替ピン73は、カム面71Ｃの傾斜面71Ｃｂを上りながら退行し、基端円柱部74ｂが外側側面71Ｃｃに当接すると、第１切替ピン73は退行位置となる。

第１切替ピン73が退行位置になると、第２切替ピン74の括れ部74ｘに係合していたストッパ部材101は第１切替ピン73の括れ部73ｘに対向して移動可能となり、コイルばね75により付勢された第２切替ピン74の括れ部74ｘの凹曲面がストッパ部材101の円柱円周面の凸曲面を押圧することで、図１２Ｄに示されるように、ストッパ部材101を第２切替ピン74の括れ部74ｘから押し出して離脱し、第１切替ピン73の括れ部73ｘに係合する（図１３Ｄ参照）。

ストッパ部材101が第２切替ピン74の括れ部74ｘから離脱し、第２切替ピン74の進行が許可されたとき、進行待機状態にあった第２切替ピン74は、進行が許可されることで、コイルばね75のばね力により速やかに進行して基端円柱部74ｂがカム面71Ｃの中央底面71Ｃａに当接して進行位置に至る。

このように、第１切替ピン73と第２切替ピン74の括れ部73ｘ，74ｘを図１３Ａに示す側面視（切替ピンの進退方向に対して垂直方向視）で凹曲面に形成し（図１０参照）、ストッパ部材101の両側を同じ側面視で凸曲面に形成することで、ストッパ部材の移動による離脱・係合を特別な移動機構を用いることなく行うことができ、吸気側切替ピン進行制御機構100を簡単な構造で構成できる。

以上の動作は、第１切替ピン73が進行位置で第２切替ピン74が退行位置にあるときから、吸気側切替駆動シャフト71が左方に移動することで、第１切替ピン73が退行し、第２切替ピン74が進行する動作行程であったが、逆に吸気側切替駆動シャフト71が右方に移動することで、第１切替ピン73と第２切替ピン74は逆に動作して、第１切替ピン73が進行し、第２切替ピン74が退行する。

吸気側カム切替機構70により吸気側カムキャリア43を移動して、高速側カムロブ43Ａと低速側カムロブ43Ｂを切替えて吸気ロッカアーム72に作用させるときの吸気側カム切替機構70の動きを、図１３Ａ，図１３Ｂ，図１３Ｃ，図１３Ｄ，図１３Ｅの各図に従って説明する。
図１３Ａ，図１３Ｂ，図１３Ｃ，図１３Ｄ，図１３Ｅは、吸気側カム切替機構70の主要部材の動作過程を経時的に順に示している。

図１３Ａに示す状態は、吸気側カムキャリア43が右側位置（右方ＲＨの位置）にあって、高速側カムロブ43Ａが吸気ロッカアーム72に作用して、高速側カムロブ43Ａのカムプロファイルに設定されたバルブ作動特性に従って吸気バルブ41が動作している。

このとき、吸気側切替ピン進行制御機構100は、図１２Ａに示す状態にある。
すなわち、吸気側切替駆動シャフト71が右側位置にあって、第２切替ピン74は、基端円柱部74ｂがカム面71Ｃの左側の外側側面71Ｃｃに当接して退行位置にあって進行禁止状態にあり、第１切替ピン73は、基端円柱部73ｂがカム面71Ｃの中央底面71Ｃａに当接して進行して、吸気側カムキャリア43のリード溝円筒部43Ｄの定常リード溝44ｃに係合している。
第２切替ピン74は、カム面71Ｃの外側側面71Ｃｃに当接して退行しリード溝44から離れている。

したがって、吸気側カムシャフト42にスプライン嵌合して回転する吸気側カムキャリア43は、周方向に一周に亘って形成された定常リード溝44ｃに第１切替ピン73が係合し、軸方向に移動せず所定位置に維持され、高速側カムロブ43Ａにより吸気バルブ41が動作している。

この状態から吸気側切替駆動シャフト71が左方向ＬＨに移動して、吸気側切替ピン進行制御機構100が図１２Ｂに示す状態になると、吸気側カム切替機構70は、図１３Ｂに示す状態となる。
すなわち、第２切替ピン74は、ストッパ部材101が括れ部74ｘに係合して進行禁止状態のままで、基端円柱部74ｂが左側の外側側面71Ｃｃから外れてカム面71Ｃから離れた退行位置でコイルばね75の付勢力により速やかに進行できる進行待機状態にあり、第１切替ピン73は、未だ球状端面73bfがカム面71Ｃの中央底面71Ｃａに当接して進行位置にある。

したがって、吸気側カム切替機構70は、進行した第１切替ピン73が吸気側カムキャリア43の定常リード溝44ｃに係合した状態に維持され、高速側カムロブ43Ａにより吸気バルブ41が動作している。

この状態から吸気側切替駆動シャフト71がさらに左方向ＬＨに移動して、吸気側切替ピン進行制御機構100が図１２Ｃに示す状態になると、吸気側カム切替機構70は、図１３Ｃに示す状態となる。
すなわち、第２切替ピン74は進行禁止状態のままで、基端円柱部74ｂの球状端面73bfがカム面71Ｃの中央底面71Ｃａに対向する位置にあって、なお退行位置で進行待機状態にあり、第１切替ピン73は、カム面71Ｃの中央底面71Ｃａから傾斜面71Ｃｂに当接面が移ることで、進行位置から退行を始めている。
したがって、吸気側カム切替機構70は、第１切替ピン73が退行して、吸気側カムキャリア43の定常リード溝44ｃから抜け出ようとしている。

この状態から吸気側切替駆動シャフト71がさらに左方向ＬＨに移動して、吸気側切替ピン進行制御機構100が図１２Ｄに示す状態になると、吸気側カム切替機構70は、図１３Ｄに示す状態となる。
すなわち、第１切替ピン73は、カム面71Ｃの傾斜面71Ｃｂを上りながら退行し、基端円柱部74ｂが外側側面71Ｃｃに当接し、第１切替ピン73は退行位置となると、第１切替ピン73は、吸気側カムキャリア43の定常リード溝44ｃから完全に抜け出している。

第１切替ピン73が退行位置になると、ストッパ部材101は第２切替ピン74の括れ部74ｘから離脱して第１切替ピン73の括れ部73ｘに係合するので、進行待機状態にあった第２切替ピン74は、ストッパ部材101の第２切替ピン74の括れ部74ｘから離脱により進行が許可されることで、コイルばね75のばね力により速やかに進行する。

進行が許可された第２切替ピン74は、速やかに進行するので、吸気側カムキャリア43の左シフトリード溝44ｌにおける進入するのに適切でない周方向範囲Ｚabを避けた軸方向に偏移しない周方向範囲（図８参照）に、タイミングを合わせて進入させることが容易にでき、第２切替ピン74を左シフトリード溝44ｌに円滑に係合することができる。

第２切替ピン74を左シフトリード溝44ｌに係合した状態で、吸気側カムキャリア43がさらに回転すると、第２切替ピン74は左シフトリード溝44ｌのシフト開始変曲部位Ｐａからシフト終了変曲部位Ｐｚまでの間のシフト溝側壁面Ｆazに接することになり、吸気側カムキャリア43は回転しながら左方ＬＨにシフトする。

図１３Ｅに示すように、第２切替ピン74が左シフトリード溝44ｌから定常リード溝44ｃに移って係合し、吸気側カムキャリア43は左方ＬＨにシフトすると、高速側カムロブ43Ａに代わって低速側カムロブ43Ｂが吸気ロッカアーム72に作用して、低速側カムロブ43Ｂのカムプロファイルに設定されたバルブ作動特性に従って吸気バルブ41が動作する。

また、この状態から、逆に吸気側切替駆動シャフト71を右方に移動することで、第２切替ピン74が退行して定常リード溝44ｃから離れ、第１切替ピン73が進行して右シフトリード溝44ｒに係合して、右シフトリード溝44ｒに案内されて吸気側カムキャリア43は右方に移動し、吸気バルブ41に作用するカムロブを、低速側カムロブ43Ｂから高速側カムロブ43Ａに切り替えることができる。
なお、排気側カム切替機構80も排気側切替駆動シャフト81の移動により、吸気側カム切替機構70と同様に、カム切替動作が行われる。

以上、詳細に説明した本発明に係る可変動弁装置の一実施の形態では、以下に記す効果を奏する。
図１３Ｄに示すように、吸気側切替駆動シャフト71の移動によりカム面71Ｃを介して第１切替ピン73が退行するまでは、第２切替ピン74は括れ部74ｘにストッパ部材101が係合して進行禁止状態にあり、第１切替ピン73が退行したタイミングで第２切替ピン74の括れ部74ｘに係合していたストッパ部材101が離脱して進行許可状態となった時点で、第２切替ピン74はコイルばね75のばね力により速やかに進行し、左シフトリード溝44ｌの進入するのに適切でない周方向範囲Ｚabを避けた軸方向に偏移しない周方向範囲に円滑に係合させることができ、切替ピンのリード溝への係合タイミングの精度を向上させることができる。
したがって、機関回転数が高速回転化した場合でも、カム切替の作動性を向上させることができる。

図１２Ａに示すように、一対の第１切替ピン73と第２切替ピン74は、互いに隣接して平行に配置されるので、一対の第１切替ピン73と第２切替ピン74の間に配設されるストッパ部材101を含め、吸気側切替ピン進行制御機構100が小型でコンパクトに構成でき、ストッパ部材101の移動が速やかに完了し、第１切替ピン73と第２切替ピン74の進退を円滑に行うことができる。

図１０に示すように、第１切替ピン73と第２切替ピン74の括れ部73ｘ，74ｘは図１３Ａで示す側面視（切替ピンの進退方向に対して垂直方向視）で両側が凹曲面をなし（図１０参照）、ストッパ部材101は同じ側面視で両側が凸曲面の円形をなすので、吸気側切替駆動シャフト71の移動によりカム面71Ｃを介して第１切替ピン73が退行したとき、ストッパ部材101は第１切替ピン73の括れ部73ｘに対向することで移動可能となり、コイルばね75により付勢された第２切替ピン74の括れ部の凹曲面がストッパ部材101の凸曲面を押圧することで、ストッパ部材101を第２切替ピン74の括れ部74ｘから押し出して離脱し、第１切替ピン73の括れ部73ｘに係合させることができる。

このように、第１切替ピン73と第２切替ピン74の括れ部73ｘ，74ｘは側面視で両側が凹曲面をなし、ストッパ部材101は側面視で両側が凸曲面に形成することで、ストッパ部材101の移動による離脱・係合を特別な移動機構を用いることなく行うことができ、吸気側切替ピン進行制御機構100を簡単な構造で構成できる。

以上の実施の形態における吸気側切替ピン進行制御機構100のストッパ部材101は、円柱状をなして、側面視で両側が凸曲面をなすものであったが、このストッパ部材101の変形例であるストッパ部材201を用いた吸気側切替ピン進行制御機構200を図１４に示し説明する。
なお、ストッパ部材201以外の部材は、前記実施の形態と同じ符号を用いている。

本ストッパ部材201は球体であり、側面視で両側が凸曲面をなしている。
球体のストッパ部材201は、前記ストッパ部材101と同じように第１切替ピン73と第２切替ピン74の間を移動し、吸気側切替ピン進行制御機構200は、ストッパ部材201がそれぞれの括れ部73ｘ，74ｘに係合して第１，第２切替ピン74を進行禁止状態にしたり、括れ部73ｘ，74ｘから離脱して第１，第２切替ピン74を進行許可状態とする。

ストッパ部材のさらに別の変形例であるストッパ部材301を用いた吸気側切替ピン進行制御機構300を図１５に示す。
なお、ストッパ部材301以外の部材は、前記実施の形態と同じ符号を用いている。

本ストッパ部材301は断面が長円形状をなす柱体であり、側面視（切替ピンの進退方向に対して垂直方向視）で両側が凸曲面をなしている。
側面視と同じ断面形状が長円形状をなす柱体であるストッパ部材301は、前記ストッパ部材101，201と同じように第１切替ピン73と第２切替ピン74の間を移動し、吸気側切替ピン進行制御機構300は、ストッパ部材301がそれぞれの括れ部73ｘ，74ｘに係合して第１，第２切替ピン74を進行禁止状態にしたり、括れ部73ｘ，74ｘから離脱して第１，第２切替ピン74を進行許可状態とする。

以上、本発明に係る実施の形態に係る可変動弁装置について説明したが、本発明の態様は、上記実施の形態に限定されず、本発明の要旨の範囲で、多様な態様で実施されるものを含むものである。

Ｐｕ…パワーユニット、Ｅ…内燃機関、Ｍ…変速機、
１…クランクケース、２…シリンダブロック、３…シリンダヘッド、３Ｌ…下側シリンダヘッド、３Ｕ…上側シリンダヘッド、３Ｌｈ…左側壁、３FL…左端合せ面、３ｖ…軸受壁、３ｃ…カムチェーン室、３Ａ…筒状部、３As…円筒ボス部、４…シリンダヘッドカバー、５…オイルパン、７…スタッドボルト、10…クランクシャフト、11…メインシャフト、12…カウンタシャフト、30…燃焼室、33…カムシャフトホルダ、
40…可変動弁装置、
41…吸気バルブ、42…吸気側カムシャフト、43…吸気側カムキャリア、43Ａ…高速側カムロブ、43Ｂ…低速側カムロブ、43Ｄ…リード溝円筒部、44…リード溝、44ｃ…定常リード溝、44ｌ…左シフトリード溝、44ｒ…右シフトリード溝、47…吸気側被動ギア、
51…排気バルブ、52…排気側カムシャフト、53…排気側カムキャリア、53Ａ…高速側カムロブ、53Ｂ…低速側カムロブ、53Ｄ…リード溝円筒部、54…リード溝、54ｃ…定常リード溝、54ｌ…左シフトリード溝、54ｒ…右シフトリード溝、57…排気側被動ギア、
61…アイドルギア、62…アイドルチェーンスプロケット、66…カムチェーン、
70…吸気側カム切替機構、71…吸気側切替駆動シャフト、Ｃａ…直動カム機構、72…吸気ロッカアーム、73…第１切替ピン、73ａ…先端側円柱部、73ｖ…被係止溝、73v1，73v2…溝側面、73ｂ…基端円柱部、73bf…球状端面、73ｃ…連結円柱部、73ｄ…係合端部、73dt…外周円錐面、73df…先端面、74…第２切替ピン、75…コイルばね、76…蓋部材、
77…吸気側油圧アクチュエータ、78…吸気側アクチュエータハウジング、79…吸気側アクチュエータ駆動体、
80…排気側カム切替機構、81…排気側切替駆動シャフト、Ｃｂ…カム機構、82…排気ロッカアーム、83…第１切替ピン、84…第２切替ピン、87…排気側油圧アクチュエータ、88…排気側アクチュエータハウジング、89…排気側アクチュエータ駆動体、
91…リニアソレノイドバルブ、92…電磁ソレノイド、
100…吸気側切替ピン進行制御機構、101…ストッパ部材、
110…排気側切替ピン進行制御機構、111…ストッパ部材、
200…吸気側切替ピン進行制御機構、201…ストッパ部材、
300…吸気側切替ピン進行制御機構、301…ストッパ部材。

Claims

内燃機関(E)のシリンダヘッド(3)に回転自在に設けられたカムシャフト(42,52)と、
前記カムシャフト(42,52)の外周に、相対回転を禁止され軸方向に摺動可能に嵌合する円筒状部材であって、外周面にカムプロファイルの異なる複数のカムロブ(43A,43B,53A,53B)が軸方向に隣接して形成されるとともに、外周面に周回するようにリード溝(44,54)が形成されたカムキャリア(43,53)と、
前記リード溝(44,54)に係合・離脱可能に進退する切替ピン(73,74,83,84)と、
前記切替ピン(73,74,83,84)を進行方向に付勢する付勢手段(75,85)と、
前記カムシャフト(42,52)に平行に配置されて前記付勢手段(75,85)により付勢された前記切替ピン(73,74,83,84)が当接するカム面(71C,81C)を有する切替駆動シャフト(71,81)と、
を備え、
前記切替駆動シャフト(71,81)の軸方向の移動が前記カム面(71C,81C)に当接する前記切替ピン(73,74,83,84)を進退させ、前記切替ピン(73,74,83,84)が進行して係合した前記リード溝(44,54)により前記カムキャリア(43,53)が回転しながら軸方向に案内されてシフトし、バルブ(41,51)に作動するカムロブ(43A,43B,53A,53B)を切替えるカム切替機構(70,80)を構成する可変動弁装置において、
前記切替ピン(73,74,83,84)の前記付勢手段(75,85)による進行を禁止する進行禁止状態と前記切替ピン(73,74,83,84)の進行を許可する進行許可状態とを選択可能な切替ピン進行制御機構(100,110)を有し、
前記切替ピン進行制御機構(100,110)は、
前記切替ピン(73,74,83,84)の所定の円柱部(73a,74a,83a,84a)の中央に括れ部(73x,74x,83x,84x)が形成され、
一対の前記切替ピン(73;74,83;84)が前記切替駆動シャフト(71,81)の軸方向に並んで配置され、
一対の前記切替ピン(73;74,83;84)の間にストッパ部材(101,111)が互いの間を移動可能に配設され、
前記ストッパ部材(101,111)は、退行した一方の前記切替ピン(73,83)の括れ部(73x,83x)に係合しているときは、進行した他方の前記切替ピン(74,84)の括れ部(74x,84x)から離脱して一方の前記切替ピン(73,83)を進行禁止状態とし、
前記切替駆動シャフト(71,81)の移動によりカム面(71C,81C)を介して他方の前記切替ピン(74,84)が退行したときに、前記ストッパ部材(101,111)が一方の前記切替ピン(73,83)の括れ部(73x,83x)から離脱し、他方の前記切替ピン(74,84)の括れ部(74x,84x)に移動して係合することで、一方の前記切替ピン(73,83)を進行許可状態とすることを特徴とする可変動弁装置。
一対の前記切替ピン(73;74,83;84)は、互いに隣接して平行に配置されることを特徴とする請求項１に記載の可変動弁装置。
前記切替ピン(73,74,83,84)の前記括れ部(73x,74x,83x,84x)は、前記切替ピンの進退方向に対して垂直方向視で両側が凹曲面をなし、
前記ストッパ部材(101,111)は、前記切替ピンの進退方向に対して垂直方向視で両側が凸曲面の長円形状または円形をなすことを特徴とする請求項２に記載の可変動弁装置。
前記切替駆動シャフト(71,81)は、棒状をなし、その側面が抉られて前記カム面(71C,81C)が形成され、
前記カム面(71C,81C)は、軸方向に平行な中央底面(71Ca,81Ca)と、同中央底面(71Ca,81Ca)の軸方向両側の傾斜面(71Cb,81Cb)と、同傾斜面(71Cb,81Cb)の軸方向外側の軸方向に平行な外側側面(71Cc,81Cc)とからなり、
前記付勢手段(75,85)により進行方向に付勢された前記切替ピン(73,74,83,84)は、
前記切替駆動シャフト(71,81)の前記カム面(71C,81C)の前記中央底面(71Ca,81Ca)に当接することで進行位置になり、
前記切替駆動シャフト(71,81)の前記カム面(71C,81C)の前記外側側面(71Cc,81Cc)に当接することで退行位置になり、
前記切替駆動シャフト(71,81)の移動により前記カム面(71C,81C)の前記傾斜面(71Cb,81Cb)に摺接することで進退することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の可変動弁装置。