WO2017061130A1 - エンジンの動弁装置 - Google Patents

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WO2017061130A1
WO2017061130A1 PCT/JP2016/050786 JP2016050786W WO2017061130A1 WO 2017061130 A1 WO2017061130 A1 WO 2017061130A1 JP 2016050786 W JP2016050786 W JP 2016050786W WO 2017061130 A1 WO2017061130 A1 WO 2017061130A1
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cam
valve
recess
cam follower
switching
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PCT/JP2016/050786
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Inventor
安雄 岡本
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ヤマハ発動機株式会社
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    • F01L1/181Centre pivot rocking arms
    • F01L1/182Centre pivot rocking arms the rocking arm being pivoted about an individual fulcrum, i.e. not about a common shaft
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    • F01L13/0015Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0063Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of cam contact point by displacing an intermediate lever or wedge-shaped intermediate element, e.g. Tourtelot

Definitions

  • the present invention relates to a valve operating apparatus for an engine provided with a switching mechanism for switching a drive mode of an intake valve or an exhaust valve of the engine.
  • Patent Document 1 Conventionally, as a valve gear capable of switching the drive mode of an intake valve or exhaust valve of an engine, there is one described in Patent Document 1, for example.
  • the valve operating apparatus of the engine disclosed in Patent Document 1 has two types of rocker arms that change the rotation of the camshaft cam to a reciprocating motion and transmit it to an intake valve or an exhaust valve, and a drive mode of the intake valve or the exhaust valve. And a switching mechanism for switching.
  • the cam is composed of a first cam having a relatively large valve lift amount and a second cam having a relatively small valve lift amount.
  • the two types of rocker arms are constituted by a first rocker arm that is swung by being pushed by a first cam, and a second rocker arm that is swingably provided at a position where the second cam can be pushed.
  • the second rocker arm has a pressing portion that presses the intake valve or the exhaust valve.
  • the switching mechanism includes a slide pin that selectively connects the two types of rocker arms described above, an actuator that applies hydraulic pressure to the slide pin, a return spring that returns the slide pin into one rocker arm, and the like. This switching mechanism switches between a form in which the first rocker arm and the second rocker arm are connected to each other and swings together, and a form in which the connection between the two rocker arms is released.
  • rocker arms have pin holes for passing slide pins.
  • the pin hole extends in the axial direction of the swing shaft of the rocker arm. Further, the pin hole of the first rocker arm and the pin hole of the second rocker arm are formed at positions aligned on the same axis line in a state in which the positions of the rocker arms in the swing direction coincide with each other.
  • the driving force is transmitted from the first cam to the intake valve or the exhaust valve via the first rocker arm and the second rocker arm.
  • the driving force is not transmitted from the first rocker arm to the second rocker arm, and the driving force is transferred from the second cam to the second rocker. It is transmitted to the intake valve or the exhaust valve via the arm. For this reason, in this valve operating apparatus of the engine, the drive mode of the intake valve or the exhaust valve is switched by changing the position of the slide pin.
  • the negative acceleration acts on the rocker arm, so that the frictional force is reduced.
  • the slide pin moves from the coupling position to the non-coupling position when the frictional force is reduced and the slide pin becomes movable by the spring force of the return spring.
  • a so-called “repelling phenomenon” is performed in the process of releasing the connection state between the first rocker arm and the second rocker arm and in the process of shifting from the non-connection state to the connection state. May occur.
  • This repelling phenomenon means that the connection state of both rocker arms is released when the intake valve or exhaust valve is not closed, and the second rocker arm and intake valve or exhaust valve are suddenly closed by the spring force of the valve spring. It is a phenomenon that is returned to the position.
  • the first cause is that the rocker arm swings in a state where the fitting of the slide pin is insufficient when the rocker arm shifts from the non-connected state to the connected state.
  • the reason why the slide pin is not sufficiently fitted is that, when the slide pin is slightly fitted to the rocker arm, the rocker arm may be pushed by the cam and start swinging.
  • a load is applied to the slide pin fitting portion while the intake valve or the exhaust valve is opened.
  • a repelling phenomenon occurs.
  • the second cause is when the rocker arm transitions from the connected state to the non-connected state, and when the intake valve or the exhaust valve is open, the frictional force acting on the slide pin is reduced, and the slide pin It is considered that the fitting is released by the spring force of the return spring.
  • the present invention has been made to meet such a demand, and a transmission component for switching the drive mode of the intake valve or the exhaust valve operates reliably by a predetermined operation amount at an appropriate time, and the repelling phenomenon is caused.
  • An object of the present invention is to provide a valve operating device for an engine that does not occur.
  • an engine valve operating apparatus includes a camshaft having a valve drive cam for driving an intake valve or an exhaust valve, and reciprocating motion of the valve drive cam.
  • a rocker arm having a function of converting and transmitting to the intake valve or the exhaust valve, a synchronous cam that rotates in synchronization with the valve drive cam, and a cam follower that is pushed and moved by the synchronous cam.
  • the synchronous cam pushes the cam follower when the intake valve or the exhaust valve is closed, and the switching mechanism moves from the valve drive cam to the A switching unit that switches the drive mode by moving a switching component that is a part of a valve system that reaches the car arm, and a transmission component that transmits the movement of the cam follower to the switching component.
  • a drive unit that drives the switching component in a direction in which the drive mode is switched via a component; and a spring-biased presser that engages a recess formed in the transmission component; and A positioning mechanism for positioning at a predetermined position defined by the recess, and the recess engages with the first presser in a state where the transmission component is moved to a position where the first drive mode is realized.
  • the second recess with which the pressing element engages when the transmission component is moved to a position where the second drive mode is realized, and the first recess and the second With recess -Decided Me interval is greater than the amount of movement when the transmission element is moved by being driven by the synchronous cam.
  • the synchronous cam pushes the cam follower to drive and move the transmission component.
  • the first recess and the second recess move with respect to the presser as the transmission component moves.
  • the operation in which the synchronous cam pushes the cam follower ends in the middle of the presser engaging with the first or second recess. For this reason, the synchronous cam finishes pushing the cam follower in the middle of pressing the part of the opening edge side of the first or second recess by the spring force of the spring member.
  • the transmission component for changing the drive mode reliably operates by a predetermined operating amount at an appropriate time, so that a so-called repelling phenomenon as in the prior art does not occur.
  • a valve gear can be provided.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a valve operating apparatus for an engine according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a front view of the main part.
  • FIG. 3 is a plan view of the main part.
  • FIG. 4 is a perspective view of a main part.
  • FIG. 5 is a side view of the main part.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the rocker arm.
  • FIG. 6 shows a connected state in which the first rocker arm and the second rocker arm are connected.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the rocker arm.
  • FIG. 7 shows an unconnected state in which the first rocker arm and the second rocker arm are not connected.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the drive unit.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the drive unit.
  • FIG. 9A is a cross-sectional view of the positioning mechanism.
  • FIG. 9A shows a state before the start of movement.
  • FIG. 9B is a cross-sectional view of the positioning mechanism.
  • FIG. 9B shows a state where the pressing element exceeds the boundary portion between the one concave portion and the other concave portion.
  • FIG. 9C is a cross-sectional view of the positioning mechanism.
  • FIG. 9C shows a state at the time when the operation of the synchronous cam pushing the cam follower is completed.
  • FIG. 9D is a cross-sectional view of the positioning mechanism.
  • FIG. 9D shows a state where the positioning is completed.
  • FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of the drive unit.
  • FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of the drive unit.
  • FIG. 12 is a plan view for explaining the configuration of the connecting lever.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of the drive unit.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line AA of the drive unit in FIG.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the switching unit. 14 is a cross-sectional view of the switching unit taken along line BB in FIG.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of the drive unit.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view taken along line AA of the drive unit in FIG.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of the switching unit.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view taken along the line BB of the switching unit in FIG.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of the drive unit.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view taken along line AA of the drive unit in FIG.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of the switching unit.
  • 18 is a cross-sectional view of the switching unit taken along line BB in FIG.
  • FIG. 19 is a plan view for explaining the configuration of the camshaft and the switching unit according to the second embodiment.
  • FIG. 19 also shows a cross-sectional view of the drive unit.
  • FIG. 20 is a plan view for explaining the configuration of the camshaft and the switching unit according to the second embodiment. In FIG. 20, a cross-sectional view of the drive unit is also drawn.
  • FIG. 20 is a plan view for explaining the configuration of the camshaft and the switching unit according to the second embodiment. In FIG. 20, a cross-sectional view of the drive unit is also drawn.
  • FIG. 21 is a plan view for explaining the configuration of the camshaft and switching unit according to the third embodiment.
  • FIG. 21 also shows a cross-sectional view of the drive unit.
  • FIG. 22 is a plan view for explaining the configuration of the camshaft and the switching unit according to the third embodiment. In FIG. 22, a cross-sectional view of the drive unit is also drawn.
  • a valve operating apparatus 1 shown in FIG. 1 is installed in a DOHC type four-cylinder engine 2 mounted on a vehicle (not shown).
  • This valve operating apparatus 1 has a switching mechanism for switching between an all-cylinder operation mode in which four cylinders are operated normally and a partial cylinder operation mode (pause mode) in which two of the four cylinders are deactivated. 3 is provided.
  • the switching mechanism 3 is provided in two of the four cylinders, details of which will be described later.
  • the switching mechanism 3 can be provided, for example, in the first cylinder and the fourth cylinder located at both ends of the cylinder row, and can be provided in the second cylinder and the third cylinder located in the center portion of the cylinder row. it can.
  • the switching mechanism 3 constitutes a part of the valve operating apparatus 1 and includes one side where the intake valve 4 is located and the other side where the exhaust valve 5 is located. And both are provided.
  • the valve operating apparatus 1 converts the rotations of the intake camshaft 7 and the exhaust camshaft 8 provided in the cylinder head 6 into reciprocating motions by the rocker arms 9, respectively. And drive.
  • the portion that drives the intake valve 4 and the portion that drives the exhaust valve 5 in the valve operating device 1 have the same structure. Therefore, in the following, members having the same configuration on the intake valve 4 side and the exhaust valve 5 side will be described with respect to the members on the exhaust valve 5 side, and the members on the intake valve 4 side will be assigned the same reference numerals. The description is omitted.
  • the intake camshaft 7 and the exhaust camshaft 8 include a camshaft body 11 rotatably supported by the cylinder head 6, and a valve driving cam 12 and a synchronization cam 13 provided on the camshaft body 11, respectively. Yes.
  • the intake camshaft 7 and the exhaust camshaft 8 are simply referred to as a camshaft 14 as a whole.
  • the camshaft body 11 is formed in a rod shape with a circular cross section.
  • the valve drive cam 12 is composed of a base circle portion 12a and a nose portion 12b.
  • the base circular portion 12a has a shape that becomes a part of a cylinder located on the same axis as the camshaft main body 11, and is formed in such a size that the valve lift amount of the intake valve 4 or the exhaust valve 5 becomes zero.
  • the nose portion 12b is formed in a shape that protrudes from the base circle portion 12a outward in the radial direction by a predetermined protrusion amount in a cross-sectional mountain shape.
  • the synchronous cam 13 defines the timing when the switching mechanism 3 performs the switching operation and serves as a power source.
  • the synchronous cam 13 includes a base circle portion 13 a and a nose portion 13 b and is provided at a position adjacent to the valve driving cam 12.
  • the synchronous cam 13 rotates in synchronization with the valve driving cam 12.
  • the base circular portion 13 a of the synchronous cam 13 is formed in a shape that becomes a part of a cylinder located on the same axis as the camshaft main body 11.
  • the nose portion 13b of the synchronous cam 13 is formed in a shape that protrudes from the base circle portion 13a outward in the radial direction by a predetermined protrusion amount in a cross-sectional mountain shape.
  • the positional relationship between the valve drive cam 12 and the synchronization cam 13 with respect to the rotation direction of the camshaft 14 is such that the switching mechanism 3 is operated by the synchronization cam 13 when the valve drive cam 12 closes the intake valve 4 or the exhaust valve 5.
  • the switching mechanism 3 is operated at any timing within the timing when the base circular portion 12 a of the valve drive cam 12 is in contact with the rocker arm 9. What is necessary is just to set so that it may act
  • Two intake valves 4 and two exhaust valves 5 are provided for each cylinder, and are respectively supported by the cylinder head 6 so as to be movable.
  • the two intake valves 4, 4 are arranged at a predetermined interval in the axial direction of the intake camshaft 7.
  • the two exhaust valves 5 and 5 are arranged at a predetermined interval in the axial direction of the exhaust camshaft 8.
  • the intake valve 4 includes a valve body 4a that opens and closes an intake port 15 of the cylinder head 6, and a valve shaft 4b that extends from the valve body 4a into the valve operating chamber 16 of the cylinder head 6.
  • the exhaust valve 5 includes a valve body 5 a that opens and closes the exhaust port 17 of the cylinder head 6, and a valve shaft 5 b that extends from the valve body 5 a into the valve operating chamber 16 of the cylinder head 6.
  • a valve spring 18 that biases the intake valve 4 and the exhaust valve 5 in a closing direction is provided between the tip ends of the valve shafts 4 b and 5 b and the cylinder head 6.
  • cap-shaped shims 19 are provided at the distal ends of the valve shafts 4b and 5b, respectively.
  • the upstream end of the intake port 15 opens to one side of the cylinder head 6.
  • the downstream end of the intake port 15 opens to the combustion chamber 20 for each cylinder.
  • the upstream end of the exhaust port 17 opens to the combustion chamber 20.
  • the downstream end of the exhaust port 17 opens to the other side of the cylinder head 6.
  • a spark plug (not shown) is provided at the center of the combustion chamber 20.
  • the switching mechanism 3 includes a switching unit 21 having a rocker arm 9 that drives the intake valve 4 and the exhaust valve 5, and a cam follower 22 that moves by being pushed by the synchronous cam 13 described above. And a positioning mechanism 24 positioned at the top in FIG.
  • the switching unit 21 switches the drive mode of the intake valve 4 or the exhaust valve 5 when a switching component 21A (see FIG. 6), which is a part of a component constituting a valve operating system described later, moves.
  • the drive unit 23 includes a transmission component 25 composed of a plurality of members positioned between the cam follower 22 and the rocker arm 9.
  • the transmission component 25 is configured to be able to transmit the movement of the cam follower 22.
  • the drive unit 23 drives the switching component 21 ⁇ / b> A, which is a part of the components constituting the valve train, in a direction in which the drive mode is switched via the transmission component 25.
  • the rocker arm 9 is formed of a plurality of members as shown in FIGS.
  • the plurality of members are a first rocker arm 27 having a roller 26 that contacts the valve driving cam 12, and the first rocker arm 27 is disposed at a position adjacent to the axial direction of the camshaft 14.
  • the first rocker arm 27 includes a right arm piece 27b and a left arm piece 27c connected in a U-shape (see FIG. 2) in a front view by a connecting piece 27a (see FIG. 5). have.
  • One end of the first rocker arm 27 is swingably supported by the rocker shaft 34.
  • the rocker shaft 34 is attached to a support member 35 (see FIG. 1) fixed to the cylinder head 6 so as to be parallel to the camshaft 14.
  • the rocking end portion of the first rocker arm 27 has a cylindrical shaft 36 as shown in FIGS. 6 and 7, and supports the roller 26 through the cylindrical shaft 36.
  • the axis of the cylindrical shaft 36 is parallel to the axis of the rocker shaft 34.
  • the roller 26 is rotatably supported on the cylindrical shaft 36 by a bearing 37.
  • the hollow portion of the cylindrical shaft 36 extends in the axial direction of the camshaft 14 so as to cross the first rocker arm 27.
  • a first switching pin 31 is movably fitted in the hollow portion.
  • the hollow portion of the cylindrical shaft 36 is referred to as a first pin hole 38.
  • the length of the first switching pin 31 is the same as the length of the first pin hole 38.
  • the length of the first switching pin 31 may be longer or shorter than the first pin hole 38 as long as the first switching pin 31 is configured to avoid fitting with an adjacent pin hole when not connected, which will be described later.
  • FIG. 2 Between the cylinder head 6 and a connecting piece 27a, which is a swinging end portion of the first rocker arm 27 and connects the right arm piece 27b and the left arm piece 27c in a U shape in front view, FIG. As shown in FIG. 2, a return spring member 39 is provided.
  • the spring member 39 urges the first rocker arm 27 in a direction in which the roller 26 is pressed against the valve driving cam 12. Therefore, the first rocker arm 27 swings against the spring force of the spring member 39 when pushed by the valve drive cam 12.
  • the second rocker arm 28 includes a first arm body 28a and a second arm body 28b located on both sides of the first rocker arm 27, and the first arm body 28a. And a connecting piece 28c for connecting the swinging end portions of the second arm main body 28b.
  • One end portions of the first arm main body 28a and the second arm main body 28b are swingably supported by the rocker shaft 34.
  • the connecting piece 28 c is formed in a shape extending in the axial direction of the camshaft 14. At both ends in the longitudinal direction of the connecting piece 28c, pressing portions 40 that press the shims 19 of the intake valve 4 or the exhaust valve 5 are formed.
  • the second rocker arm 28 simultaneously pushes two intake valves 4 or exhaust valves 5 per cylinder.
  • a second pin hole 41 is formed in the intermediate portion of the first arm body 28a.
  • a third pin hole 42 is formed in an intermediate portion of the second arm main body 28b.
  • the second pin hole 41 and the third pin hole 42 extend in the axial direction of the camshaft 14 so as to cross the first arm main body 28a and the second arm main body 28b.
  • the distance between the center line of the second pin hole 41 and the third pin hole 42 and the axis of the rocker shaft 34 is the center line of the first pin hole 38 of the first rocker arm 27 and the rocker shaft 34. It is consistent with the distance between the axis.
  • the first pin hole 38, the second pin hole 41, and the third pin hole 42 have a swing angle of the first rocker arm 27 and a swing angle of the second rocker arm 28 in advance. It is positioned on the same axis in a state where a predetermined angle is obtained. This predetermined angle is an angle when the intake valve 4 or the exhaust valve 5 is closed. Therefore, the second pin hole 41 and the third pin hole 42 are positioned on the same axis as the first pin hole 38 when the valve lift amount of the intake valve 4 or the exhaust valve 5 becomes zero.
  • the hole diameters of the second pin hole 41 and the third pin hole 42 coincide with the hole diameter of the first pin hole 38.
  • a second switching pin 32 is movably fitted in the second pin hole 41, and a spring member 43 that biases the second switching pin 32 toward the first rocker arm 27. Is provided.
  • a third switching pin 33 is movably fitted in the third pin hole 42.
  • the length of the third switching pin 33 is the same as the length of the third pin hole 42. However, the length of the third switching pin 33 may be longer or shorter than the third pin hole 42 as long as the third switching pin 33 is configured to avoid fitting with an adjacent pin hole when not connected, which will be described later.
  • An end of the third switching pin 33 opposite to the first rocker arm 27 faces a pressing member 44 of the drive unit 23 described later.
  • the drive unit 23 has a function of pressing the third switching pin 33 toward the first rocker arm 27 using the pressing member 44.
  • the first to third switching pins 31 to 33 are arranged such that the first to third pin holes 38, 41, and 42 are aligned on the same axis in a state where the pressing member 44 does not press the third switching pin 33.
  • the spring member 43 is pushed by the spring force and moves to the coupling position.
  • the connection position is a position where the first switching pin 31 and the second switching pin 32 straddle the first rocker arm 27 and the second rocker arm 28.
  • the cylinder having the switching mechanism 3 is in a dormant mode.
  • the first to third switching pins 31 to 33 are used in the present invention to mean “a switching part 21A that is a part of a part that constitutes a valve operating system from the valve driving cam to the rocker arm”. Is configured.
  • the operation mode in which the first rocker arm 27 and the second rocker arm 28 are connected is the “first driving mode” in the present invention, and the first rocker arm 27 is connected.
  • the operation mode in which the connection state between the first rocker arm 28 and the second rocker arm 28 is released is the “second drive mode” in the present invention.
  • the pressing member 44 is formed in a cylindrical shape, and is movably fitted in the shaft hole 45 of the support member 35 fixed to the cylinder head 6.
  • the support member 35 includes a base portion 46 that supports the rocker shaft 34, and a drive portion housing 47 that protrudes from the base portion 46.
  • the drive portion housing 47 is formed integrally with the base portion 46 or is formed separately from the base portion 46 and attached to the base portion 46.
  • the shaft hole 45 is formed in the base 46.
  • One end portion of the pressing member 44 facing the third switching pin 33 is formed in a disk shape having a predetermined size.
  • the end face of the one end facing the third switching pin 33 is formed flat so that it can swing integrally with the second arm main body 28b in a state where the third switching pin 33 is in contact.
  • the size of the one end portion is a size that always faces the third switching pin 33 that swings integrally with the second arm main body 28b.
  • a connecting lever 51 (described later) of the driving unit 23 is rotatably connected to the pressing member 44 via a first connecting pin 52.
  • the pressing member 44 moves forward and backward relative to the second arm main body 28b when the connecting lever 51 swings. For this reason, the pressing member 44 reciprocates between the forward movement position shown in FIG. 7 and the backward movement position shown in FIG.
  • the connecting lever 51 connected to the pressing member 44 is connected to one end of a rotating shaft 53 described later via a driving lever 54.
  • the connecting lever 51 is rotatably supported on a base portion 46 (not shown) by a support shaft 55.
  • the support shaft 55 passes through a central portion in the longitudinal direction of the connecting lever 51 and is fixed to the base portion 46.
  • the axis of the support shaft 55 is parallel to the axis of the rotation shaft 53.
  • One end of the connecting lever 51 is rotatably connected to the pressing member 44 by a first connecting pin 52.
  • the above-described “switching component 21 ⁇ / b> A” (third switching pin 33) is operated by the connecting lever 51 via the pressing member 44.
  • the other end of the connecting lever 51 is rotatably connected to the rotating end of the driving lever 54 by a second connecting pin 56.
  • the drive lever 54 is fixed to the rotation shaft 53.
  • the axes of the first connecting pin 52 and the second connecting pin 56 are parallel to the axes of the rotating shaft 53 and the support shaft 55.
  • the length L1 on one end side of the connecting lever 51 is the same as the length L2 on the other end side in FIG.
  • the operation amount of the connecting lever 51 can be appropriately changed by changing the ratio of the lengths L1 and L2.
  • the length L ⁇ b> 1 is a distance between the axis of the support shaft 55 and the axis of the first connecting pin 52.
  • the length L ⁇ b> 2 is a distance between the axis of the support shaft 55 and the axis of the second connecting pin 56.
  • the rotation shaft 53 is connected to the pressing member 44 via the connecting lever 51 and the driving lever 54, so that the rotation shaft 53 rotates to rotate the pressing member 44 from the rotation shaft 53.
  • the movement is transmitted to. More specifically, when the rotation shaft 53 is rotated, the drive lever 54 and the coupling lever 51 are swung in synchronization with the rotation operation of the rotation shaft 53, and the pressing member 44 is connected to the camshaft 14. Move in the axial direction to move to the forward or backward position. That is, the turning motion of the turning shaft 53 is converted into a reciprocating motion by the drive lever 54 and the connecting lever 51 and transmitted to the above-described “switching component 21A” (third switching pin 33).
  • the connecting lever 51, the driving lever 54, the pressing member 44 described above, and the like constitute the conversion mechanism 57 in the invention of claim 5.
  • the rotating shaft 53 constitutes a part of the drive unit 23.
  • the drive unit 23 according to this embodiment is configured by combining a plurality of members including the rotation shaft 53. As shown in FIGS. 3 and 4, the drive unit 23 in the axial direction of the rocker shaft 34 It is provided at an adjacent position.
  • the driving unit 23 shown in FIG. 2 to FIG. 5 shows only the members that operate so that the configuration can be easily understood.
  • the drive unit 23 includes a rotation shaft 53 in which the above-described drive lever 54 is provided at one end (the lower end in FIG. 5), and between the rotation shaft 53 and the cam follower 22.
  • the reversing mechanism 59 having the moving member 58 located at the position, the conversion mechanism 57 including the driving lever 54, and the like.
  • the rotation shaft 53 is perpendicular to both the axial direction of the camshaft 14 (the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 5) and the moving direction of the cam follower 22 (the left-right direction in FIG. 5) (FIG. 5). Is supported by the housing 47 so as to be freely rotatable.
  • the moving direction of the cam follower 22 is simply referred to as “first direction”
  • the axial direction of the camshaft 14 is simply referred to as “second direction”.
  • the rotation shaft 53 is positioned at a position facing the cam surface of the synchronous cam 13.
  • a concave portion forming member 61 of the positioning mechanism 24 to be described later is provided at the other end portion (the upper end portion in FIG. 5) of the rotation shaft 53.
  • a first projecting piece 62 and a second projecting piece 63 are provided at an intermediate portion in the axial direction of the rotation shaft 53.
  • the first projecting piece 62 projects from the rotation shaft 53 in one direction orthogonal to the axial direction.
  • the second protruding piece 63 protrudes from the rotation shaft 53 in the direction opposite to the first protruding piece 62.
  • the rotating shaft 53 is mounted on the housing 47 in a state where the first projecting piece 62 and the second projecting piece 63 are aligned in the axial direction of the camshaft 14.
  • the first projecting piece 62 and the second projecting piece 63 are accommodated in a space S formed in the housing 47.
  • Side surfaces of the first projecting piece 62 and the second projecting piece 63 facing the camshaft 14 constitute a cam surface 65 that comes into contact with a slide pin 64 described later.
  • the cam surface 65 includes a steeply inclined portion 65a and a gently inclined portion 65b.
  • the steeply inclined portion 65 a is formed on the base end side of the first and second projecting pieces 62 and 63.
  • the gently inclined portion 65b is formed on the protruding end side of the first and second projecting pieces 62 and 63.
  • the steeply inclined portion 65a of the first protruding piece 62 and the steeply inclined portion 65a of the second protruding piece 63 form an inner wall of a recess 66 that can accommodate a slide pin 64 described later. ing.
  • the recess 66 is formed by two steeply inclined portions 65 a and 65 a and a part of the rotation shaft 53.
  • the axis C ⁇ b> 1 of the rotation shaft 53 and the axis C ⁇ b> 2 of the slide pin 64 are located on the same plane P.
  • the first projecting piece 62 and the second projecting piece 63 are in a position that is substantially plane-symmetric with respect to the plane P. Further, in FIG. 10 and FIG.
  • the cam follower 22 is drawn by a solid line and a two-dot chain line.
  • a solid line indicates the cam follower 22 that has been pressed by the synchronous cam 13 and stopped at the pressing end position.
  • the two-dot chain line indicates the cam follower 22 that stops at the pressing start position before being pressed by the synchronous cam 13.
  • a cam follower 22 As shown in FIG. 8, a cam follower 22, a moving member 58, and a slide pin 64 are provided between the first projecting piece 62 and the second projecting piece 63 and the synchronous cam 13. .
  • the cam follower 22 is formed in a cylindrical shape, and is supported by the housing 47 so as to be movable in a first direction which is a direction in which the cam follower 22 approaches or separates from the axis of the camshaft 14.
  • the cam follower 22 has a pressing start position (see FIGS. 13 and 17) at which one end surface (an end surface facing the synchronizing cam 13) is pressed by the nose portion 13b of the synchronizing cam 13, and a pressing at which the pressing by the synchronizing cam 13 ends. It reciprocates between the end positions (see FIGS. 8 and 15).
  • the timing when the nose portion 13b of the synchronous cam 13 presses the cam follower 22 is the timing when the roller 26 of the first rocker arm 27 contacts the base circle portion 12a of the valve drive cam 12 (the intake valve 4 or the exhaust valve 5 is closed). Time). In other words, this time is a time when the driving force for driving the intake valve 4 and the exhaust valve 5 is not transmitted to the first to third switching pins 31 to 33 of the switching mechanism 3.
  • the moving member 58 disposed between the cam follower 22 and the first and second projecting pieces 62 and 63 has the second direction described above (the left-right direction in FIG. 8). And is supported by the housing 47 so as to be movable in the second direction.
  • the above-described rotation shaft 53 is disposed at a position facing the cam follower 22 with the moving member 58 interposed therebetween, and is rotatable to the housing 47 about an axis extending in a direction orthogonal to the first direction and the second direction. It is supported.
  • the housing 47 is formed with a cylinder hole 67 formed of a non-through hole extending in a second direction from one side of the housing 47.
  • the opening of the cylinder hole 67 is closed by a plug member 68.
  • the moving member 58 is slidably fitted in the cylinder hole 67.
  • One end of the cam follower 22 faces the center of the cylinder hole 67 in the axial direction.
  • the cylinder hole 67 communicates with the space S in which the first projecting piece 62 and the second projecting piece 63 are accommodated.
  • a first oil passage 71 is connected to the bottom 67 a located at the innermost end of the cylinder hole 67.
  • a second oil passage 72 is connected to the cylinder hole 67 in the vicinity of the plug member 68.
  • the first and second oil passages 71 and 72 constitute a part of the actuator 73 that drives the moving member 58.
  • the actuator 73 constitutes the reversing mechanism 59 together with the moving member 58 and the slide pin 64
  • the actuator 73 drives the moving member 58 in one direction or the other in the second direction by hydraulic pressure.
  • the actuator 73 according to this embodiment includes first and second pistons 74 and 75 provided in the moving member 58, a switching valve 76 connected to the first and second oil passages 71 and 72, and this switching.
  • a hydraulic pump 77 for supplying hydraulic pressure to the valve 76 is provided.
  • the first piston 74 is provided at one end of the moving member 58.
  • the second piston 75 is provided at the other end of the moving member 58.
  • the switching valve 76 is connected to the cylinder hole 67 via first and second oil passages 71 and 72.
  • the switching valve 76 operates automatically or manually, and switches between a mode in which the hydraulic pressure is supplied to the first piston 74 and a mode in which the hydraulic pressure is supplied to the second piston 75.
  • the hydraulic pump 77 is driven by the engine 2 or an electric motor (not shown) to discharge hydraulic oil.
  • the moving member 58 moves toward the plug member 68 when hydraulic pressure is applied to the first piston 74.
  • the moving member 58 moves toward the bottom 67 a of the cylinder hole 67 as shown in FIG. 17 when hydraulic pressure is applied to the second piston 75.
  • the moving member 58 moves in the second direction as described above when the cam follower 22 faces the base circular portion 13a of the synchronous cam 13.
  • a compression coil spring 78 is provided between the second piston 75 and the plug member 68 to urge the moving member 58 in one direction in the second direction.
  • the compression coil spring 78 is provided to prevent the hydraulic pressure from being cut off and becoming uncontrollable.
  • two concave grooves 58a, 58a are formed, and a slide pin 64 that is pushed by the cam follower 22 is provided.
  • the recessed groove 58a extends a predetermined length in the second direction on the outer peripheral portion of the moving member 58.
  • the predetermined length is a length that allows the cam follower 22 to enter the recessed groove 58a even when the moving member 58 is at both end positions on the bottom 67a side and the plug member 68 side as shown in FIGS.
  • the concave groove 58 a is formed on one side and the other side of the moving member 58 in the radial direction.
  • the bottom surface of the groove 58a is formed flat.
  • the slide pin 64 is formed in a columnar shape that is thinner than the cam follower 22 and is supported by the moving member 58 so as to be movable in the first direction while penetrating the central portion of the moving member 58 in the first direction.
  • One end surface of the slide pin 64 can always come into contact with the other end surface of the cam follower 22 in the process in which the moving member 58 moves from one end to the other end in the cylinder hole 67.
  • the slide pin 64 is interposed between the cam follower 22 and the first projecting piece 62 when the moving member 58 moves to one side in the second direction (to the bottom 67a side of the cylinder hole 67). As shown in FIG. 13, the slide pin 64 moves between the cam follower 22 and the second projecting piece 63 when the moving member 58 moves to the other side in the second direction (to the plug member 68 side). Intervene. When the cam follower 22 pushes the slide pin 64 in a state where the other end surface of the slide pin 64 faces the first projecting piece 62 or the second projecting piece 63, the first projecting piece 62 or the second projecting piece 63 is moved. It is pushed by the slide pin 64.
  • the length of the slide pin 64 is such that the cam follower 22 is pushed by the synchronous cam 13 and moves to the pressing end position, whereby the first projecting piece 62 or the second projecting piece 63 is separated from the cam follower 22. It is the length to press.
  • one of the first projecting piece 62 and the second projecting piece 63 in which the slide pin 64 is interposed between the cam follower 22 (the first projecting piece 62 indicated by a solid line in FIG. 8). ) Receives a pressing force from the cam follower 22 pressed by the synchronous cam 13 via the slide pin 64. The one projecting piece that has received this pressing force rotates the rotating shaft 53 in the direction in which the projecting piece is pressed (clockwise in FIG. 8). For this reason, the rotating shaft 53 rotates when a pressing force is transmitted from the cam follower 22.
  • the first projecting piece 62 and the second projecting piece 63 swing around a rotation shaft 53 in a so-called seesaw shape. For this reason, one projecting piece (the first projecting piece 62 in FIG. 8) pushed by the slide pin 64 is inclined in a direction in which the tip is separated from the cam follower 22. At this time, the other protruding piece (second protruding piece 63 in FIG. 8) is inclined in a direction in which the tip approaches the cam follower 22.
  • the other projecting piece is inclined so as to gradually approach the cam follower 22 from the rotating shaft 53 toward the tip.
  • the other projecting piece inclined in this way moves together with the moving member 58 in the direction in which the slide pin 64 that has pushed the one projecting piece faces the other projecting piece (the direction in which the plug member 68 is located in FIG. 8).
  • the cam follower returning cam 79 functions.
  • the cam follower return cam 79 presses the slide pin 64 together with the cam follower 22 toward the cam shaft 14 to return the cam follower 22.
  • the other protruding piece functions as the return cam 79, the sliding pin 64 is brought into contact with the cam surface 65 described above, whereby the moving direction of the sliding pin 64 is changed.
  • cam surface 65 substantially functions as the cam follower return cam 79.
  • the moving member 58 moves when the slide pin 64 is not pushed by the cam follower 22. This is because if the slide pin 64 is pushed by the cam follower 22, the slide pin 64 cannot move to the cam follower 22 side along the cam follower return cam 79 described above. For this reason, the moving member 58 waits without moving until two conditions described later are satisfied, and moves after the two conditions are satisfied.
  • the first condition is that hydraulic pressure is applied.
  • the second condition is that the cam follower 22 faces the base circle portion 13 a of the synchronous cam 13.
  • the third switching pin 33 transmits the movement of the cam follower 22 through the slide pin 64, the rotation shaft 53, the drive lever 54, the connecting lever 51, and the transmission member 25 such as the pressing member 44. Then, it is driven in a direction in which the drive mode of the intake valve 4 or the exhaust valve 5 is switched.
  • the transmission component 25 is positioned at a predetermined position by a positioning mechanism 24 described later.
  • the predetermined position here means a position where the first rocker arm 27 and the second rocker arm 28 are connected (position where the first drive mode is realized), the first rocker arm 27, This is a position where the second rocker arm 28 is disconnected (position where the second drive mode is realized).
  • the positioning mechanism 24 includes a recess 81 formed in the recess forming member 61 of the rotation shaft 53, a presser 82 that engages with the recess 81, and the presser 82 as a recess.
  • the spring member 83 is pressed against the spring 81.
  • the recess forming member 61 is fixed to the shaft end portion of the rotation shaft 53 so as to rotate integrally with the rotation shaft 53, and is substantially a part of the rotation shaft 53. For this reason, the recessed part 81 is formed in the rotating shaft 53 (power transmission component 25).
  • the pressing element 82 and the spring member 83 are inserted and held in the non-through hole 84 of the housing 47 as shown in FIGS. 9A to 9D.
  • the pressing element 82 according to this embodiment is constituted by a ball.
  • the spring member 83 according to this embodiment is constituted by a compression coil spring.
  • the concave portion 81 is constituted by a first concave portion 81a and a second concave portion 81b that are arranged apart from each other by a predetermined angle in the rotation direction of the rotation shaft 53.
  • the first recess 81a is configured so that the pressing element 82 is in a state where the transmission component 25 is moved to a position where the first rocker arm 27 and the second rocker arm 28 are connected (the rotating shaft 53 is rotated).
  • the second recess 81b is a pressing element 82 in a state where the transmission component 25 has moved to a position where the first rocker arm 27 and the second rocker arm 28 are disconnected (the rotation shaft 53 is turned).
  • the positioning mechanism 24 positions the transmission component 25 at a predetermined position defined by the first or second recess 81a, 81b.
  • the first recess 81a and the second recess 81b each have a slope 85 whose opening width gradually decreases from the opening edge toward the bottom.
  • the rotation shaft 53 is driven by the synchronous cam 13 to rotate until the pressing element 82 contacts the inclined surface 85.
  • the position where the rotation shaft 53 (the transmission component 25) is driven and moved by the synchronous cam 13 is a position where the pressing element 82 contacts the inclined surface 85 of the first or second recess 81a, 81b (FIG. 9C).
  • the thrust F acts in the direction in which the first and second recesses 81a and 81b further move (counterclockwise in FIG. 9C).
  • the rotation shaft 53 is further rotated by the thrust F and reaches a positioning position (see FIG. 9D) defined by the first or second recesses 81a and 81b.
  • the spring force of the spring member 83 that urges the pressing element 82 is set to such a magnitude that the transmission component 25 moves to the predetermined positioning position by the thrust F described above during the time when the intake valve 4 or the exhaust valve 5 is closed. ing.
  • the spring force is set to a magnitude that generates a position holding force in a state where the pressing element 82 is engaged with the first recess 81a or the second recess 81b.
  • the position holding force is a force that holds the rotating shaft 53 (the transmission component 25) at the positioning position defined by the recess 81.
  • the position holding force is set to a magnitude that prevents the rotating shaft 53 from rotating with another force different from the operating force generated when the synchronous cam 13 pushes the cam follower 22.
  • the slide pin 64 functions as the first projecting piece 62 or the second projecting piece 62.
  • the force which pushes the protrusion 63 of this can be mentioned.
  • the “size that the rotation shaft 53 does not rotate” is a size that the first drive mode and the second drive mode are not switched.
  • the first drive mode is an all-cylinder operation mode in which the first rocker arm 27 and the second rocker arm 28 are connected.
  • the second drive mode is a partial cylinder operation mode in which the first rocker arm 27 and the second rocker arm 28 are disconnected.
  • valve gear 1 of the engine 2 configured as described above will be described with reference to FIG. 8, FIG. 9A to FIG. 9D, FIG.
  • the drive unit 23 of the switching mechanism 3 is in the state shown in FIG. That is, the moving member 58 of the drive unit 23 is moved to one end side (the bottom 67a side of the cylinder hole 67) by the hydraulic pressure in the second oil passage 72. Further, the drive lever 54 and the rotation shaft 53 are rotated clockwise in FIGS. 9A and 14.
  • the pressing member 44 is located at the retracted position, and the first to third switching pins 31 to 33 are located at the connecting position.
  • the first rocker arm 27 and the second rocker arm 28 are connected to each other and swing together.
  • the valve gear 1 of the engine 2 starts to operate when the rotation of a crankshaft (not shown) is transmitted to the camshaft 14.
  • a crankshaft (not shown)
  • the valve drive cam 12 and the synchronization cam 13 rotate.
  • the rotation of the valve drive cam 12 is transmitted from the first rocker arm 27 to the second rocker arm 28 via the first switching pin 31 and the second switching pin 32,
  • the valve 4 or the exhaust valve 5 is driven.
  • the cam follower 22 is located at the pressing end position, the synchronous cam 13 idles without pressing the cam follower 22.
  • hydraulic pressure is first supplied to the first piston 74 manually or automatically at an arbitrary time (see FIG. 13).
  • the moving member 58 is urged by hydraulic pressure to the other end side (the left side in FIG. 13 and the plug member 68 side) which is the opposite side to the current position in FIG.
  • the hydraulic pressure acts on the moving member 58 in this way, the moving member 58 moves toward the plug member 68 against the spring force of the spring member 78, and the slide pin 64 of the second projecting piece 63 moves along with this movement. It hits the cam surface 65.
  • the slide pin 64 rises along the steeply inclined portion 65a of the cam surface 65 and pushes the cam follower 22. Must move to.
  • the nose portion 13 b of the synchronization cam 13 faces the cam follower 22
  • the movement of the cam follower 22 in the direction to return to the pressing start position is restricted by the synchronization cam 13. For this reason, while the movement of the cam follower 22 is restricted in this way, even if hydraulic pressure is applied to the moving member 58, the moving member 58 further moves from the state where the slide pin 64 hits the second projecting piece 63. It does not move to the plug member 68 side.
  • the second protrusion 63 is not pushed and tilted by the slide pin 64.
  • the reason for this is that, as shown in FIG. 9A, the pressing element 82 is engaged with the first recess 81a, and the rotation of the rotation shaft 53 is restricted. Therefore, the pressing member 44 is held at the retracted position, and the first to third switching pins 31 to 33 are held at the coupling position.
  • the slide pin 64 moves to a position indicated by a two-dot chain line C through a position indicated by a two-dot chain line B in FIG.
  • the position indicated by the two-dot chain line B here is a position where the slide pin 64 comes into contact with the gently inclined portion 65b, and the axis C1 of the rotation shaft 53 and the axis C2 of the slide pin 64 are in the same plane P. It is a position to be placed on top.
  • the position indicated by a two-dot chain line C is a position where the cam follower 22 returns to the pressing start position. Therefore, when the moving member 58 moves in a state where the cam follower 22 faces the base circle portion 13a of the synchronous cam 13, the cam follower 22 is pushed by the slide pin 64 and returns to the pressing start position, and the state shown in FIG. Become.
  • the camshaft 14 is rotating even when the moving member 58 and the slide pin 64 are moving as described above. For this reason, the nose portion 13b of the synchronous cam 13 may push the cam follower 22 in a state where the slide pin 64 is in contact with the steeply inclined portion 65a as indicated by a two-dot chain line A in FIG. In such a case, the slide pin 64 is pushed by the cam follower 22 to slide down the steeply inclined portion 65a, and the moving member 58 moves backward against the hydraulic pressure.
  • the cam follower 22 After the cam follower 22 is returned from the pressing end position to the pressing start position side (FIG. 13), it is pressed again by the nose portion 13b of the synchronous cam 13 that continues to rotate.
  • the cam follower 22 is pushed by the nose portion 13b of the synchronous cam 13 when the intake valve 4 or the exhaust valve 5 is closed and the first to third switching pins 31 to 33 of the switching mechanism 3 are movable. Is the time.
  • the cam follower 22 As shown in FIG. 15, the cam follower 22 is moved to the pressing end position by being pressed by the nose portion 13 b of the synchronous cam 13.
  • the pressing member 44 is held at the advanced position, and the first to third switching pins 31 to 33 are not in operation. Held in the coupled position.
  • the synchronous cam 13 rotates while the cam follower 22 is positioned at the pressing start position (see FIG. 17)
  • the nose portion 13b of the synchronous cam 13 comes into contact with the cam follower 22, so that the cam follower 22 moves toward the pressing end position. Pushed in the direction.
  • the cam follower 22 moves to the pressing end position shown in FIG.
  • the nose portion 13 b of the synchronous cam 13 pushes the cam follower 22 when the base circle portion 12 a of the valve drive cam 12 is in contact with the roller 28.
  • the slide pin 64 moves in the same direction as the cam follower 22 and is pressed against the first projecting piece 62.
  • the rotation shaft 53 rotates clockwise from the position shown in FIG. 17 to the position shown in FIG.
  • the pressing member 82 exits from the second recess 81b and enters the first recess 81a.
  • the rotating shaft 53 further rotates after the driving by the synchronous cam 13 is finished by the thrust F acting when the pressing element 82 pushes the inclined surface 85 of the first recess 81a.
  • the rotation shaft 53 is positioned at the positioning position defined by the first recess 81a.
  • the transmission component 25 for changing the drive mode reliably operates by a predetermined operation amount at an appropriate time, so that a so-called repelling phenomenon as in the conventional case occurs. It is possible to provide a valve operating apparatus for an engine that does not have the above. Since the repelling phenomenon does not occur in this way, the intake valve 4 or the exhaust valve 5 may be suddenly closed and damaged, or the first to third switching pins 31 to 33 may be damaged by an excessive load. Absent.
  • the valve operating apparatus 1 shown in this embodiment if a manufacturing error of the transmission component 25 from the cam follower 22 to the rotation shaft 53 is large, the first or second projecting piece 62, 63 is pushed by the slide pin 64. As a result, the amount of operation when the rotation shaft 53 rotates may vary.
  • the positioning interval A between the first concave portion 81a and the second concave portion 81b is based on the movement amount B when the transmission component 25 moves by being driven by the synchronous cam 13. Therefore, the influence of the manufacturing error is reduced, and the operation amount of the rotating shaft 53 becomes substantially constant.
  • the operating amount of the rotating shaft 53 is larger than the operating amount when the first or second projecting piece 62, 63 is pushed by the slide pin 64 and the rotating shaft 53 rotates, the nose of the synchronous cam 13 is obtained.
  • the height of the part 13b can be suppressed low, and the drive part 23 can be comprised compactly.
  • the first and second recesses 81a, 81b have a slope 85 whose opening width gradually decreases from the opening edge toward the bottom.
  • the position where the rotating shaft 53 (the transmission component 25) is moved by being driven by the synchronous cam 13 is a position where the pressing element 82 contacts the inclined surface 85 of the first or second recess 81a, 81b.
  • the transmission component 25 is further moved by the thrust F acting when the pressing element 82 pushes the inclined surface 85, and reaches the positioning position defined by the first or second recess 81a, 81b.
  • the spring force of the spring member 83 that urges the pressing element 82 according to this embodiment is such that the transmission component 25 moves to a predetermined positioning position by the thrust F during the time when the intake valve 4 or the exhaust valve 5 is closed. Is set to Therefore, according to this embodiment, since the switching operation of the drive mode is completed within the time when the intake valve 4 or the exhaust valve 5 is closed, the valve operating apparatus for the engine with high reliability of the switching operation is provided. be able to.
  • the spring force of the spring member 83 that urges the pressing element 82 is such that the transmission part 25 is defined by the recess 81 in a state where the pressing element 82 is engaged with the first recess 81a or the second recess 81b.
  • the size is set such that a position holding force for holding at the determined positioning position is generated.
  • the position holding force is set to such a magnitude that the first drive mode and the second drive mode are not switched by another force different from the operating force generated when the synchronous cam 13 pushes the cam follower 22. ing. For this reason, since the position of the transmission component 25 is fixed when the synchronous cam 13 is not pushing the cam follower 22, unintended operation of the switching mechanism 3, damage due to the operation of the switching mechanism 3, or malfunction of the engine 2 occurs. Can be prevented.
  • the drive unit 23 includes a rotation shaft 53, a conversion mechanism 57, and a reversing mechanism 59.
  • the rotating shaft 53 rotates when a pressing force is transmitted from the cam follower 22.
  • the reversing mechanism 59 alternately switches the direction in which the rotation shaft 53 rotates between one and the other.
  • the conversion mechanism 57 converts the rotational motion of the rotational shaft 53 into a reciprocating motion and transmits it to a part of the parts (third switching pin 33) constituting the valve system.
  • the components that transmit the pressing force from the synchronous cam 13 to the rotating shaft 53, the components of the reversing mechanism 59, and the components that constitute the converting mechanism 57 are arranged side by side in the axial direction of the rotating shaft 53. it can. For this reason, the valve operating apparatus of the engine in which the drive part 23 was formed compactly can be provided.
  • first projecting piece 62 and the second projecting piece 63 one projecting piece having the slide pin 64 interposed between the cam follower 22 and the cam follower 22 pushed by the synchronous cam 13 is used.
  • the rotating shaft 53 is rotated in a direction in which the one projecting piece is pressed by receiving a pressing force via the slide pin 64.
  • the other projecting piece is configured such that the slide pin 64 that presses the one projecting piece moves together with the moving member 58 in a direction toward the other projecting piece, thereby pressing the slide pin 64 together with the cam follower 22 toward the cam shaft. It functions as a cam follower return cam 79 that returns 22.
  • the cam follower 22 can be returned to the pressing start position using the first and second projecting pieces 62 and 63 that convert the reciprocating motion of the cam follower 22 into a rotational motion. For this reason, since a mechanism for returning the cam follower 22 to the pressing start position is not required, the number of components can be reduced and the drive unit 23 can be formed compactly.
  • the engine valve operating apparatus according to the present invention can be configured as shown in FIGS. 19 and 20. 19 and 20, members identical or equivalent to those described with reference to FIGS. 1 to 18 are assigned the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.
  • the valve operating apparatus for an engine according to this embodiment is different from the valve operating apparatus shown in the above-described embodiment in the configurations of the camshaft 14 and the switching unit 21 of the switching mechanism 3, and the other configurations are the same.
  • first cam 102 and a second cam 103 having different valve lift amounts of the intake valve 4 or the exhaust valve 5 in order to adopt two types of drive modes.
  • the first cam 102 and the second cam 103 are arranged in the axial direction of the camshaft 14.
  • the second cam 103 is disposed only on one side of the first cam 102 and is in contact with the first cam 102.
  • the first cam 102 and the second cam 103 have base circular portions 102a and 103a and nose portions 102b and 103b.
  • the outer diameter of the base circle 102a of the first cam 102 is equal to the outer diameter of the base circle 103a of the second cam 103.
  • the nose portion 102 b of the first cam 102 is formed in a shape in which the valve lift amount of the intake valve 4 or the exhaust valve 5 is larger than the nose portion 103 b of the second cam 103.
  • the rocker arm 9 used in the valve gear 101 is supported by the rocker shaft 34 so as to be movable in the axial direction, and is also supported by the rocker shaft 34 so as to be swingable.
  • the rocking end of the rocker arm 9 is provided with a pressing portion 40 for pressing the intake valve 4 or the exhaust valve 5.
  • the pressing portion 40 is formed in a shape having a predetermined length in the axial direction of the rocker shaft 34. The length of the pressing portion 40 is equal to or longer than the interval (formation pitch) between the first cam 102 and the second cam 103.
  • the rocker arm 9 includes a roller 26 that rotates in contact with the first cam 102 or the second cam 103, and a connecting piece 104 that protrudes in the axial direction of the rocker shaft 34.
  • the connecting piece 104 is coupled to the connecting member 105 of the driving unit 23.
  • the connecting member 105 is rotatably connected to the driving lever 54 of the driving unit 23, and is supported by the housing 47 so as to move forward and backward with respect to the rocker arm 9.
  • the connecting member 105 is formed with a first recess 81a and a second recess 81b with which the pressing element 82 of the positioning mechanism 24 is engaged.
  • the first recess 81a and the second recess 81b according to this embodiment are provided side by side in the moving direction of the connecting member 105 on one side of the connecting member 105 that moves in parallel.
  • the positioning interval A between the first recess 81a and the second recess 81b is larger than the movement amount B when the transmission component 25 is driven by the synchronous cam 13 to move.
  • the rocker arm 9 has the first cam 102 and the second cam 102 when the rotation shaft 53 of the drive unit 23 rotates in one direction and the connecting member 105 moves to the retracted position shown in FIG. 19.
  • the cam 103 moves to a position corresponding to one of the cams (second cam 103 in FIG. 19).
  • the rocker arm 9 includes the first cam 102 and the second cam 103 when the rotation shaft 53 rotates to the other side and the connecting member 105 moves to the advance position. It moves to a position corresponding to the other cam (first cam 102 in FIG. 20).
  • the rocker arm 9 constitutes the “switching component 21 ⁇ / b> A that is a part of the components that constitute the valve system from the valve driving cam to the rocker arm” according to the present invention.
  • the first drive mode in which the valve lift amount of the intake valve 4 or the exhaust valve 5 is relatively large and the valve drive amount of the intake valve 4 or the exhaust valve 5 are relatively small. It is possible to provide a valve gear for an engine capable of accurately switching between the two drive modes.
  • the engine valve operating apparatus according to the present invention can be configured as shown in FIGS. 21 and 22, members identical or equivalent to those described with reference to FIGS. 1 to 20 are given the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted as appropriate.
  • the valve gear of the engine shown in this embodiment is different from the valve gear shown in the second embodiment described above in the configuration of the camshaft 14 and the switching portion 21 of the switching mechanism 3, and the other configurations are the same. It is.
  • the valve operating apparatus 111 shown in FIG. 21 includes a first cam 102 and a second cam 103 having different valve lift amounts of the intake valve 4 or the exhaust valve 5 in order to adopt two types of drive modes.
  • the first cam 102 and the second cam 103 are arranged in the axial direction of the camshaft body 11.
  • the nose portion 102 b of the first cam 102 is formed in a shape in which the valve lift amount of the intake valve 4 or the exhaust valve 5 is larger than the nose portion 103 b of the second cam 103.
  • the first cam 102 and the second cam 103 are attached to the camshaft body 11 via a cylindrical slider 112.
  • the slider 112 is fitted to the outer peripheral portion of the camshaft main body 11 by, for example, a spline (not shown) with the camshaft main body 11 being inserted into the hollow portion.
  • the slider 112 is supported by the camshaft body 11 so as to be movable in the axial direction in a state where relative movement in the rotational direction is restricted.
  • the first cam 102 and the second cam 103 are respectively fixed to the slider 112 in a state where the slider 112 penetrates the shaft center portion.
  • An annular plate flange 113 is provided at one end of the slider 112 in the axial direction.
  • the flange 113 is positioned on the same axis as the slider 112.
  • the flange 113 is connected to the connecting member 114 of the drive unit 23.
  • the connecting member 114 is rotatably connected to the drive lever 54 of the drive unit 23, and is supported by the housing 47 so as to move forward and backward with respect to the first cam 102 and the second cam 103. Yes.
  • a connecting piece 115 is provided at the tip of the connecting member 114.
  • the connecting piece 115 has a groove 116 into which the above-described flange 113 is slidably fitted.
  • the connecting member 114 is formed with a first recess 81 a and a second recess 81 b of the positioning mechanism 24. These first and second recesses 81a and 81b are provided side by side in the moving direction of the connecting member on one side of the connecting member that moves in parallel.
  • the positioning interval A between the first recess 81a and the second recess 81b is larger than the movement amount B when the transmission component 25 is driven by the synchronous cam 13 to move.
  • the connecting member 114 moves to the retracted position as shown in FIG. 112, the first cam 102, and the second cam 103 move in one axial direction (to the right in FIG. 21) with respect to the camshaft body 11. Further, as the drive lever 54 swings in the opposite direction, the connecting member 114 moves to the forward position as shown in FIG. 22, and the slider 112, the first cam 102, and the second cam 103 are moved. Moves to the other axial direction with respect to the camshaft body 11.
  • the rocker arm 9 is swingably supported by the rocker shaft 34 in a state where movement in the axial direction is restricted.
  • a roller 26 that rotates in contact with the first cam 102 or the second cam 103 is provided at an intermediate portion of the rocker arm 9.
  • the rocking end of the rocker arm 9 is provided with a pressing portion 40 that presses the intake valve 4 or the exhaust valve 5.
  • the number of intake valves 4 or exhaust valves 5 driven by the rocker arm 9 is not limited by the configuration of the switching unit 21.
  • the rocker arm 9 according to this embodiment is configured to drive one intake valve 4 or exhaust valve 5 per cylinder, or to drive two intake valves 4 or exhaust valves 5 per cylinder. Can do.
  • the first cam 102 and the second cam 103 are used in the present invention to mean “a switching part 21A that is a part of a part that constitutes a valve operating system from the valve driving cam to the rocker arm”. Is configured.
  • the rotation shaft 53 of the switching mechanism 3 rotates in one direction, so that the roller 26 contacts the second cam 103 and the first cam 102 leaves the roller 26.
  • the rocker arm 9 is pushed by the second cam 103 and swings.
  • a valve operating apparatus for an engine in which the driving mode of the intake valve 4 or the exhaust valve 5 is switched by the movement of the first cam 102 and the second cam 103. Can do.
  • the pressing member 82 of the positioning mechanism 24 is configured by a ball.
  • the shape of the pressing member 82 is not limited to a ball and can be changed as appropriate.
  • the presser 82 can be formed in a shape in which the cross-sectional shape is raised to a half-moon shape.
  • SYMBOLS 1 Valve operating apparatus, 2 ... Engine, 3 ... Switching mechanism, 4 ... Intake valve, 5 ... Exhaust valve, 9 ... Rocker arm, 11 ... Camshaft main body, 12 ... Valve drive cam, 13 ... Synchronous cam, 14 ... Camshaft, 21 ... switching section, 21A ... switching part, 22 ... cam follower, 23 ... drive section, 24 ... positioning mechanism, 27 ... first rocker arm, 28 ... second rocker arm, 31 ... first switching pin , 32 ... second switching pin, 33 ... third switching pin, 38 ... first pin hole, 41 ... second pin hole, 42 ... third pin hole, 44 ... pressing member, 53 ... rotation Shaft 54...
  • Driving lever 57 Conversion mechanism 58. Moving member 59. Reversing mechanism 62. First protrusion 63. Second protrusion 64. Slide pin 65 65 Cam surface 73 ... Actuator, 74 ... First piston, 75 ... Second piston 79 ... Cam follower return cam, 81 ... Recess, 81a ... First recess, 81b ... Second recess, 82 ... Presser, 83 ... Spring member, 85 ... Slope, 102 ... First cam, 103 ... First 2 cams, 112... Slider.

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Abstract

 カムシャフトと、ロッカーアーム(9)と、弁駆動用カムと同期して回転する同期カム(13)と、同期カム(13)によってカムフォロア(22)が押されたときに吸気弁または排気弁(5)の駆動形態を切替える切替機構(3)とを備える。同期カム(13)は、吸気弁または排気弁が閉じている時期にカムフォロア(22)を押す。切替機構(3)は、動弁系を構成する部品の一部である切替部品21Aが移動して駆動形態が切替えられる切替部(21)と、伝動部品(25)を介して切替部品(21A)を駆動する駆動部(22)と、伝動部品(25)の凹部(81)に係合するばね付勢式の押圧子(82)を有する位置決め機構(24)とを備える。凹部(81)は、前記第1の駆動形態で押圧子(82)が係合する第1の凹部(81a)と、第2の駆動形態で押圧子(82)が係合する第2の凹部(81b)とからなる。第1の凹部(81a)と第2の凹部(81b)とによる位置決め間隔が、伝動部品(25)が同期カム(13)によって駆動されて移動するときの移動量よりも大きい。 吸気弁または排気弁の駆動形態を切替えるための伝動部品が適正な時期に予め定めた作動量だけ動作し、はじかれ現象が生じることがないエンジンの動弁装置を提供できる。

Description

エンジンの動弁装置
 本発明は、エンジンの吸気弁または排気弁の駆動形態を切替える切替機構を備えたエンジンの動弁装置に関する。
 従来、エンジンの吸気弁や排気弁の駆動形態を切替えることが可能な動弁装置としては、例えば特許文献1に記載されているものがある。
 特許文献1に開示されたエンジンの動弁装置は、カムシャフトのカムの回転を往復運動に変えて吸気弁や排気弁に伝達する2種類のロッカーアームと、吸気弁または排気弁の駆動形態を切替える切替機構とを備えている。カムは、バルブリフト量が相対的に多い第1のカムと、バルブリフト量が相対的に少ない第2のカムとによって構成されている。
 2種類のロッカーアームは、第1のカムによって押されて揺動する第1のロッカーアームと、第2のカムが押圧可能な位置に揺動自在に設けられた第2のロッカーアームとによって構成されている。第2のロッカーアームは、吸気弁または排気弁を押圧する押圧部を有している。
 切替機構は、上述した2種類のロッカーアームを選択的に連結するスライドピンと、このスライドピンに油圧を加えるアクチュエータと、スライドピンを一方のロッカーアーム内に戻すリターンスプリングなどによって構成されている。この切替機構は、第1のロッカーアームと第2のロッカーアームとが互いに連結されて一体に揺動する形態と、これら両ロッカーアームの連結が解除される形態とを切替えるものである。
 これらのロッカーアームには、スライドピンを通すためのピン孔がそれぞれ形成されている。このピン孔は、ロッカーアームの揺動軸の軸線方向に延びている。また、第1のロッカーアームのピン孔と、第2のロッカーアームのピン孔は、両ロッカーアームの揺動方向の位置が一致する状態で同一軸線上に並ぶ位置に形成されている。
 スライドピンは、油圧で押されることによって、リターンスプリングのばね力に抗して上述したピン孔内をロッカーアームの揺動軸の軸線方向に移動する。この油圧によって押されて移動したスライドピンは、油圧が消失することによって、リターンスプリングのばね力で元の一方のロッカーアーム内に戻る。
 第1のロッカーアームと第2のロッカーアームとは、スライドピンがこれら両者に跨る連結位置に移動することによって互いに連結される。この連結状態は、スライドピンが元の一方のロッカーアーム内に収容される非連結位置にリターンスプリングのばね力で移動することによって解除される。
 スライドピンが連結位置に位置しているときは、第1のカムから第1のロッカーアームおよび第2のロッカーアームを介して吸気弁または排気弁に駆動力が伝達される。一方、スライドピンが非連結位置に位置しているときは、駆動力が第1のロッカーアームから第2のロッカーアームに伝達されることはなく、駆動力が第2のカムから第2のロッカーアームを介して吸気弁または排気弁に伝達される。このため、このエンジンの動弁装置においては、スライドピンの位置が変わることによって、吸気弁または排気弁の駆動形態が切替えられる。
 特許文献1に示す動弁装置において、第1のロッカーアームと第2のロッカーアームとを連結状態としたい場合、スライドピンにこれを押す油圧を加える。スライドピンが移動できる時期は、第1のロッカーアームと第2のロッカーアームの揺動角が同一となり、両アームのピン孔が同一軸線上に並ぶ時期である。ピン孔がずれた時期では、スライドピンが移動できないので、両アームは連結されない。両アームの揺動角が同一となる時期は、吸気弁または排気弁が閉じている時期である。
 一方、スライドピンは、連結位置に移動して第1のロッカーアームから第2のロッカーアームに駆動力が伝達される状態においては、この駆動力に相当する力でピン孔の孔壁面に押し付けられる。この駆動状態でスライドピンとピン孔の孔壁面との接触部分に生じる摩擦力が大きい場合は、この摩擦力によってスライドピンの移動が規制される。このようにスライドピンに大きな摩擦力が作用する駆動状態で油圧を解除し、スライドピンをリターンスプリングのばね力で非連結位置に戻そうとしても、連結位置から非連結位置に向けて移動することはできない。
 特許文献1に示す動弁装置において、第1のロッカーアームと第2のロッカーアームとの連結状態を解除したい場合は、先ず、連結位置にあるスライドピンに加えられている油圧が解除される。スライドピンは、第1のロッカーアームから第2のロッカーアームへ駆動力が伝達されている場合などで上述した摩擦力が相対的に大きい場合は、油圧が解除されたとしても移動することはない。しかし、この摩擦力は、両ロッカーアームが揺動する過程で条件によっては小さくなる時期がある。このような時期は、例えば吸気弁または排気弁が少しリフトした時期である。この場合はバルブスプリングの反力も小さいので摩擦力も小さい。また、吸気弁または排気弁の最大リフト付近の時期においても、ロッカーアームに負の加速度が作用するので摩擦力が小さくなる。スライドピンは、摩擦力が低下してリターンスプリングのばね力によって移動できる状態になったときに、連結位置から非連結位置に移動する。
特開2009-264199号公報
 特許文献1に開示されている駆動装置では、第1のロッカーアームと第2のロッカーアームとの連結状態が解除される過程および非連結状態から連結状態へ移行する過程でいわゆる「はじかれ現象」が発生することがあった。このはじかれ現象とは、吸気弁または排気弁が閉じていない状態で両ロッカーアームの連結状態が解除され、第2のロッカーアームと吸気弁または排気弁とがバルブスプリングのばね力で急激に閉じ位置に戻される現象である。
 はじかれ現象が発生する原因は、後述するように二つ考えられる。第1の原因は、ロッカーアームが非連結状態から連結状態へ移行する際に、スライドピンの嵌合が不充分な状態でロッカーアームが揺動することにある。スライドピンの嵌合が不充分になる理由は、スライドピンがロッカーアームにわずかに嵌合した時期に、ロッカーアームがカムによって押されて揺動を始めることがあるからである。このようにスライドピンの嵌合が不充分な状態でロッカーアームが揺動を開始すると、吸気弁または排気弁が開いた状態でスライドピン嵌合部に荷重が加えられることになる。この荷重でスライドピンの嵌合が外れることによって、はじかれ現象が発生する。
 第2の原因は、ロッカーアームが連結状態から非連結状態へ移行する際であって、吸気弁または排気弁が開いている時期に、スライドピンに作用する摩擦力が小さくなって、スライドピンの嵌合がリターンスプリングのばね力により外れることであると考えられる。
 このはじかれ現象が生じると、第2のロッカーアームや吸気弁または排気弁に衝撃荷重が加えられる。このはじかれ現象が頻繁に発生すると、第2のロッカーアームや吸気弁または排気弁が損傷するおそれがある。
 このため、従来のこの種のエンジンの動弁装置においては、上述したスライドピンのような伝動部品が所定の時期に一定の作動量で作動し、上述したはじかれ現象の発生を防止することが要請されている。
 本発明はこのような要請に応えるためになされたもので、吸気弁または排気弁の駆動形態を切替えるための伝動部品が適正な時期に予め定めた作動量だけ確実に動作し、はじかれ現象が生じることがないエンジンの動弁装置を提供することを目的とする。
 この目的を達成するために、本発明に係るエンジンの動弁装置は、吸気弁または排気弁を駆動するための弁駆動用カムを有するカムシャフトと、前記弁駆動用カムの回転を往復運動に変換して前記吸気弁または前記排気弁に伝達する機能を有するロッカーアームと、前記弁駆動用カムと同期して回転する同期カムと、前記同期カムによって押されて移動するカムフォロアを有し、このカムフォロアが前記同期カムによって押されたときに前記吸気弁または前記排気弁の駆動形態を予め定めた第1の駆動形態と第2の駆動形態とのうちいずれか一方の駆動形態に切替える切替機構とを備え、前記同期カムは、前記吸気弁または前記排気弁が閉じている時期に前記カムフォロアを押すものであり、前記切替機構は、前記弁駆動用カムから前記ロッカーアームに至る動弁系を構成する部品の一部である切替部品が移動することにより前記駆動形態が切替えられる切替部と、前記カムフォロアの動きを前記切替部品に伝達する伝動部品を含み、この伝動部品を介して前記切替部品を前記駆動形態が切替えられる方向に駆動する駆動部と、前記伝動部品に形成された凹部に係合するばね付勢式の押圧子を有し、前記伝動部品を前記凹部で規定された所定の位置に位置決めする位置決め機構とを備え、前記凹部は、前記第1の駆動形態が実現される位置に前記伝動部品が移動した状態で前記押圧子が係合する第1の凹部と、前記第2の駆動形態が実現される位置に前記伝動部品が移動した状態で前記押圧子が係合する第2の凹部とによって構成され、前記第1の凹部と前記第2の凹部とによる位置決め間隔は、前記伝動部品が前記同期カムによって駆動されて移動するときの移動量よりも大きいものである。
 本発明に係るエンジンの動弁装置においては、吸気弁または排気弁が閉じている時期に、同期カムがカムフォロアを押すことによって、伝動部品が駆動されて移動する。このとき、伝動部品の移動に伴って第1の凹部および第2の凹部が押圧子に対して移動する。同期カムがカムフォロアを押す動作は、押圧子が第1または第2の凹部に係合する途中で終了する。このため、押圧子が第1または第2の凹部の開口縁側の一部をばね部材のばね力で押している途中で、同期カムがカムフォロアを押し終わることになる。
 このように押圧子が第1または第2の凹部の開口縁側の一部を押すと、伝動部品に更に移動方向の先方に向けて押す推力が作用する。この結果、伝動部品は、同期カムがカムフォロアを押す動作が終了した後、上述した推力によって押されて更に進み、押圧子が第1または第2の凹部に完全に係合することにより、第1または第2の凹部によって規定される位置に位置決めされる。
 このように伝動部品が位置決めされることにより、吸気弁または排気弁の駆動形態が第1の駆動形態と第2の駆動形態とのうちいずれか一方の駆動形態に切替えられる。
 したがって、本発明によれば、駆動形態を変えるための伝動部品が適正な時期に予め定めた一定の作動量だけ確実に作動するから、従来のようないわゆるはじかれ現象が生じることがないエンジンの動弁装置を提供することができる。
図1は、第1の実施の形態によるエンジンの動弁装置の断面図である。 図2は、要部の正面図である。 図3は、要部の平面図である。 図4は、要部の斜視図である。 図5は、要部の側面図である。 図6は、ロッカーアームの断面図である。図6は、第1のロッカーアームと第2のロッカーアームとが連結された連結状態を示す。 図7は、ロッカーアームの断面図である。図7は、第1のロッカーアームと第2のロッカーアームとが連結されていない非連結状態を示す。 図8は、駆動部の断面図である。図8は、図5における駆動部のA-A線断面図である。 図9Aは、位置決め機構の断面図である。図9Aは、移動開始前の状態を示している。 図9Bは、位置決め機構の断面図である。図9Bは、押圧子が一方の凹部と他方の凹部との境界部分を越える状態を示している。 図9Cは、位置決め機構の断面図である。図9Cは、同期カムがカムフォロアを押す動作が終了した時点の状態を示している。 図9Dは、位置決め機構の断面図である。図9Dは、位置決めが完了した状態を示している。 図10は、駆動部の要部を拡大して示す断面図である。 図11は、駆動部の要部を拡大して示す断面図である。 図12は、連結用レバーの構成を説明するための平面図である。 図13は、駆動部の断面図である。図13は、図5における駆動部のA-A線断面図である。 図14は、切替部の断面図である。図14は、図5における切替部のB-B線断面図である。 図15は、駆動部の断面図である。図15は、図5における駆動部のA-A線断面図である。 図16は、切替部の断面図である。図16は、図5における切替部のB-B線断面図である。 図17は、駆動部の断面図である。図17は、図5における駆動部のA-A線断面図である。 図18は、切替部の断面図である。図18は、図5における切替部のB-B線断面図である。 図19は、第2の実施の形態によるカムシャフトと切替部の構成を説明するための平面図である。図19中には、駆動部の断面図も描いてある。 図20は、第2の実施の形態によるカムシャフトと切替部の構成を説明するための平面図である。図20中には、駆動部の断面図も描いてある。 図21は、第3の実施の形態によるカムシャフトと切替部の構成を説明するための平面図である。図21中には、駆動部の断面図も描いてある。 図22は、第3の実施の形態によるカムシャフトと切替部の構成を説明するための平面図である。図22中には、駆動部の断面図も描いてある。
(第1の実施の形態)
 以下、本発明に係るエンジンの動弁装置の一実施の形態を図1~図18によって詳細に説明する。
 図1に示す動弁装置1は、車両(図示せず)に搭載されるDOHC型4気筒エンジン2に装備されるものである。この動弁装置1は、4つの気筒が通常通りに運転される全気筒運転形態と、4つの気筒のうち2つの気筒が休止する部分気筒運転形態(休止形態)とを切替えるために、切替機構3を備えている。
 この切替機構3は、詳細は後述するが、4つの気筒のうち、2つの気筒に設けられている。切替機構3は、例えば、気筒列の両端部に位置する1番気筒と4番気筒とに設けることができるし、気筒列の中央部に位置する2番気筒と3番気筒とに設けることができる。
 この実施の形態による切替機構3は、図1に示すように、動弁装置1の一部を構成するもので、吸気弁4が位置する一側部と、排気弁5が位置する他側部との両方にそれぞれ設けられている。この動弁装置1は、上述した運転形態において、シリンダヘッド6に設けられた吸気カムシャフト7および排気カムシャフト8の回転をそれぞれロッカーアーム9によって往復運動に変換して吸気弁4と排気弁5とを駆動するものである。
 この動弁装置1における吸気弁4を駆動する部分と、排気弁5を駆動する部分とは、同一の構造である。このため、以下においては、吸気弁4側と排気弁5側とにおいて構成が同等の部材については、排気弁5側の部材について説明し、吸気弁4側の部材については、同一符号を付して説明を省略する。
 吸気カムシャフト7と排気カムシャフト8は、シリンダヘッド6に回転自在に支持されたカムシャフト本体11と、このカムシャフト本体11に設けられた弁駆動用カム12および同期カム13とをそれぞれ備えている。なお、以下においては、吸気カムシャフト7と排気カムシャフト8とを総じて単にカムシャフト14という。
 カムシャフト本体11は、断面形状が円形の棒状に形成されている。弁駆動用カム12は、図5に示すように、ベース円部12aとノーズ部12bとによって構成されている。ベース円部12aは、カムシャフト本体11と同一軸線上に位置する円柱の一部となる形状であって、吸気弁4または排気弁5のバルブリフト量が0になる大きさに形成されている。ノーズ部12bは、ベース円部12aから径方向の外側へ断面山形状に予め定めた突出量だけ突出する形状に形成されている。
 同期カム13は、切替機構3が切替動作を行う時期を規定するとともに動力源になるものである。この同期カム13は、図5に示すように、ベース円部13aとノーズ部13bとによって構成されており、弁駆動用カム12と隣り合う位置に設けられている。この同期カム13は、弁駆動用カム12と同期して回転する。同期カム13のベース円部13aは、カムシャフト本体11と同一軸線上に位置する円柱の一部となる形状に形成されている。同期カム13のノーズ部13bは、ベース円部13aから径方向の外側へ断面山形状に予め定めた突出量だけ突出する形状に形成されている。
 カムシャフト14の回転方向に対する弁駆動用カム12と同期カム13との位置関係は、弁駆動用カム12が吸気弁4または排気弁5を閉じている時期に同期カム13によって切替機構3が作動されるよう設定される。すなわち図5に示すように、カムシャフト本体11を軸線方向から見たとき、弁駆動用カム12のベース円部12aがロッカーアーム9に接している時期内のいずれかのタイミングで切替機構3がノーズ部13bによって作動されるよう設定すればよい。
 吸気弁4と排気弁5は、1気筒当たり2本ずつ設けられており、それぞれシリンダヘッド6に移動自在に支持されている。2本の吸気弁4,4は、吸気カムシャフト7の軸線方向に所定の間隔をおいて並べられている。2本の排気弁5,5は、排気カムシャフト8の軸線方向に所定の間隔をおいて並べられている。
 吸気弁4は、シリンダヘッド6の吸気ポート15を開閉する弁体4aと、この弁体4aからシリンダヘッド6の動弁室16内に延びる弁軸4bとによって構成されている。排気弁5は、シリンダヘッド6の排気ポート17を開閉する弁体5aと、この弁体5aからシリンダヘッド6の動弁室16内に延びる弁軸5bとによって構成されている。弁軸4b,5bの先端部とシリンダヘッド6との間には、吸気弁4および排気弁5を閉じる方向に付勢するバルブスプリング18が設けられている。また、弁軸4b,5bの先端部には、キャップ状のシム19がそれぞれ設けられている。
 吸気ポート15の上流端は、シリンダヘッド6の一側部に開口している。吸気ポート15の下流端は、気筒毎の燃焼室20に開口している。排気ポート17の上流端は、燃焼室20に開口している。排気ポート17の下流端は、シリンダヘッド6の他側部に開口している。燃焼室20の中央部には点火プラグ(図示せず)が設けられている。
 この実施の形態による切替機構3は、図4に示すように、吸気弁4や排気弁5を駆動するロッカーアーム9を有する切替部21と、上述した同期カム13に押されて移動するカムフォロア22を有する駆動部23と、図4において最も上に位置する位置決め機構24などを備えている。
 切替部21は、後述する動弁系を構成する部品の一部である切替部品21A(図6参照)が移動することにより吸気弁4または排気弁5の駆動形態を切替える。駆動部23は、詳細は後述するが、カムフォロア22とロッカーアーム9との間に位置する複数の部材からなる伝動部品25を含んでいる。この伝動部品25は、カムフォロア22の動きを伝達可能に構成されている。駆動部23は、動弁系を構成する部品の一部である切替部品21Aを、伝動部品25を介して駆動形態が切替えられる方向に駆動する。
 ロッカーアーム9は、図2~図4に示すように、複数の部材によって形成されている。これらの複数の部材とは、弁駆動用カム12に接触するローラ26を有する第1のロッカーアーム27と、この第1のロッカーアーム27とはカムシャフト14の軸線方向に隣り合う位置に配置された第2のロッカーアーム28と、これらの第1のロッカーアーム27と第2のロッカーアーム28とを選択的に連結するための第1~第3の切替ピン31~33(図6,7参照)などである。
 第1のロッカーアーム27は、図1~図5に示すように、連結片27a(図5参照)により正面視U字状(図2参照)に連結された右側アーム片27bと左側アーム片27cを有している。この第1のロッカーアーム27の一端部は、ロッカーシャフト34に揺動自在に支持されている。ロッカーシャフト34は、カムシャフト14と平行になる状態でシリンダヘッド6に固定された支持部材35(図1参照)に取付けられている。第1のロッカーアーム27の揺動端部は、図6および図7に示すように筒状軸36を有し、この筒状軸36を介してローラ26を支持している。筒状軸36の軸線は、ロッカーシャフト34の軸線と平行である。ローラ26は、筒状軸36に軸受37によって回転自在に支持されている。
 筒状軸36の中空部は、第1のロッカーアーム27を横切るようにカムシャフト14の軸線方向に延びている。この中空部内には、第1の切替ピン31が移動自在に嵌合している。以下においては、この筒状軸36の中空部を第1のピン孔38という。この実施の形態において第1の切替ピン31の長さは、第1のピン孔38の長さと同一である。しかし、第1の切替ピン31の長さは、後述する非連結時に隣り合うピン孔との嵌合が回避できる構成であれば、第1のピン孔38より長くても短くても構わない。
 第1のロッカーアーム27の揺動端部であって、右側アーム片27bと左側アーム片27cを正面視U字状に連結する連結片27aと、シリンダヘッド6との間には、図1、図2に示すように、復帰用ばね部材39が設けられている。このばね部材39は、ローラ26が弁駆動用カム12に押し付けられる方向へ第1のロッカーアーム27を付勢している。このため、第1のロッカーアーム27は、弁駆動用カム12によって押されることによりばね部材39のばね力に抗して揺動する。
 第2のロッカーアーム28は、図3に示すように、第1のロッカーアーム27の両側に位置する第1のアーム本体28aおよび第2のアーム本体28bと、これらの第1のアーム本体28aと第2のアーム本体28bの揺動端部どうしを連結する連結片28cとを有している。第1のアーム本体28aと第2のアーム本体28bの一端部は、ロッカーシャフト34に揺動自在に支持されている。連結片28cは、図2に示すように、カムシャフト14の軸線方向に延びる形状に形成されている。この連結片28cの長手方向の両端部には、吸気弁4または排気弁5のシム19を押圧する押圧部40が形成されている。この第2のロッカーアーム28は、1気筒あたり2本ある吸気弁4または排気弁5を同時に押すものである。
 第1のアーム本体28aの中間部には、図6および図7に示すように、第2のピン孔41が形成されている。第2のアーム本体28bの中間部には、第3のピン孔42が形成されている。これらの第2のピン孔41と第3のピン孔42は、第1のアーム本体28aと第2のアーム本体28bを横切るようにカムシャフト14の軸線方向に延びている。第2のピン孔41および第3のピン孔42の中心線とロッカーシャフト34の軸心との間の距離は、第1のロッカーアーム27の第1のピン孔38の中心線とロッカーシャフト34の軸心との間の距離と一致している。すなわち、第1のピン孔38と、第2のピン孔41および第3のピン孔42とは、第1のロッカーアーム27の揺動角度と第2のロッカーアーム28の揺動角度とが予め定めた角度となった状態で同一軸線上に位置付けられる。この予め定めた角度とは、吸気弁4または排気弁5が閉じているときの角度である。このため、第2のピン孔41と第3のピン孔42は、吸気弁4または排気弁5のバルブリフト量が0になるときに第1のピン孔38と同一軸線上に位置付けられる。
 第2のピン孔41と第3のピン孔42の孔径は、第1のピン孔38の孔径と一致している。第2のピン孔41には、第2の切替ピン32が移動自在に嵌合しているとともに、この第2の切替ピン32を第1のロッカーアーム27に向けて付勢するばね部材43が設けられている。
 第3のピン孔42には、第3の切替ピン33が移動自在に嵌合している。この第3の切替ピン33の長さは、第3のピン孔42の長さと同一である。しかし、第3の切替ピン33の長さは、後述する非連結時に隣り合うピン孔との嵌合が回避できる構成であれば、第3のピン孔42より長くても短くても構わない。第3の切替ピン33における第1のロッカーアーム27とは反対側の端部は、後述する駆動部23の押圧部材44と対向している。駆動部23は、この押圧部材44を使用して第3の切替ピン33を第1のロッカーアーム27に向けて押す機能を有している。
 第1~第3の切替ピン31~33は、押圧部材44が第3の切替ピン33を押していない状態で第1~第3のピン孔38,41,42が同一軸線上に並ぶことによって、図6に示すように、ばね部材43のばね力によって押されて連結位置に移動する。この連結位置とは、第1の切替ピン31と第2の切替ピン32とが第1のロッカーアーム27と第2のロッカーアーム28とに跨る位置である。
 第1の切替ピン31と第2の切替ピン32が連結位置に移動することによって、第3の切替ピン33の一端部が第2のアーム本体28bから突出し、押圧部材44に当接する。第1~第3の切替ピン31~33が連結位置に移動することによって、第1のロッカーアーム27と第2のロッカーアーム28とが連結され、一体となって揺動する。すなわち、弁駆動用カム12の回転が第1のロッカーアーム27と第2のロッカーアーム28とによって往復運動に変換され、吸気弁4または排気弁5が駆動される。この場合、切替機構3を有する気筒は運転形態になる。このとき、第3の切替ピン33は、押圧部材44に押し付けられた状態で第2のロッカーアーム28の揺動に伴って移動する。
 一方、押圧部材44が第3の切替ピン33を押すと、図7に示すように、第1の切替ピン31と第2の切替ピン32とが第1のロッカーム27と第2のロッカーアーム28とに跨がることがない非連結位置に移動する。第1および第2の切替ピン31,32が非連結位置に移動することによって、第1のロッカーアーム27と第2のロッカーアーム28の連結状態が解除される。この場合は、第1のロッカーアーム27と第2のロッカーアーム28とが個別に揺動可能になるから、第1のロッカーアーム27が弁駆動用カム12によって押されて揺動するだけで、第2のロッカーアーム28は揺動することがない。このため、吸気弁4または排気弁5が閉じた状態に保たれるから、切替機構3を有する気筒が休止形態になる。
 この実施の形態においては、第1~第3の切替ピン31~33によって、本発明でいう「弁駆動用カムからロッカーアームに至る動弁系を構成する部品の一部である切替部品21A」が構成されている。また、この実施の形態においては、第1のロッカーアーム27と第2のロッカーアーム28とが連結される運転形態が本発明でいう「第1の駆動形態」であり、第1のロッカーアーム27と第2のロッカーアーム28との連結状態が解除された運転形態が本発明でいう「第2の駆動形態」である。
 押圧部材44は、図6および図7に示すように、円柱状に形成されており、シリンダヘッド6に固定された支持部材35の軸孔45に移動自在に嵌合している。支持部材35は、図1に示すように、ロッカーシャフト34を支持する基部46と、この基部46から突出する駆動部用ハウジング47とを有している。駆動部用ハウジング47は、基部46に一体成型されるか、基部46とは別体に形成されて基部46に取付けられる。軸孔45は、基部46に穿設されている。
 この押圧部材44における第3の切替ピン33と対向する一端部は、予め定めた大きさを有する円板状に形成されている。この一端部における第3の切替ピン33と対向する端面は、第3の切替ピン33が接触した状態で第2のアーム本体28bと一体に揺動できるように、平坦に形成されている。この一端部の大きさは、第2のアーム本体28bと一体に揺動する第3の切替ピン33と必ず対向する大きさである。
 この押圧部材44には、駆動部23の後述する連結用レバー51が第1の連結ピン52を介して回動自在に連結されている。押圧部材44は、連結用レバー51が揺動することによって、第2のアーム本体28bに対して前進したり後退したりする。このため、押圧部材44は、図7に示す前進位置と、図6に示す後退位置との間で往復する。
 この押圧部材44に連結された連結用レバー51は、後述する回動軸53の一端部に駆動用レバー54を介して連結されている。連結用レバー51は、図12に示すように、支軸55によって基部46(図示せず)に回動自在に支持されている。支軸55は、連結用レバー51の長手方向の中央部を貫通し、基部46に固定されている。支軸55の軸線は、回動軸53の軸線と平行である。
 この連結用レバー51の一端部は、押圧部材44に第1の連結ピン52によって回動自在に連結されている。このため、上述した「切替部品21A」(第3の切替ピン33)は、この連結用レバー51によって押圧部材44を介して作動される。
 連結用レバー51の他端部は、駆動用レバー54の回動端部に第2の連結ピン56によって回動自在に連結されている。駆動用レバー54は、回動軸53に固定されている。第1の連結ピン52と第2の連結ピン56の軸線は、回動軸53および支軸55の軸線と平行である。
 連結用レバー51の一端部側の長さL1は、図12においては、他端部側の長さL2と同じである。しかし、L1とL2の長さの比を変えることで適宜連結用レバー51の動作量を変えることができる。長さL1は、支軸55の軸心と第1の連結ピン52の軸心との間の距離である。長さL2は、支軸55の軸心と第2の連結ピン56の軸心との間の距離である。
 このように連結用レバー51と駆動用レバー54とを介して回動軸53が押圧部材44に連結されているから、回動軸53が回動することにより、回動軸53から押圧部材44に動きが伝達される。詳述すると、回動軸53が回動することにより、回動軸53の回動動作と同期して駆動用レバー54および連結用レバー51が揺動するとともに、押圧部材44がカムシャフト14の軸線方向に移動して前進位置または後退位置に移動する。すなわち、回動軸53の回動運動が駆動用レバー54と連結用レバー51とによって往復運動に変換され、上述した「切替部品21A」(第3の切替ピン33)に伝達される。この実施の形態においては、連結用レバー51と、駆動用レバー54と、上述した押圧部材44などによって、請求項5記載の発明でいう変換機構57が構成されている。
 回動軸53は、駆動部23の一部を構成するものである。この実施の形態による駆動部23は、回動軸53を含めて複数の部材を組み合わせて構成されており、図3および図4に示すように、ロッカーシャフト34の軸線方向において、ロッカーアーム9と隣り合う位置に設けられている。図2~図5に示す駆動部23は、構成を理解し易いように、動作する部材のみが描かれている。
 駆動部23は、図5に示すように、上述した駆動用レバー54が一端部(図5においては下端部)に設けられた回動軸53と、この回動軸53とカムフォロア22との間に位置する移動部材58を有する反転機構59と、駆動用レバー54を含む変換機構57などによって構成されている。
 回動軸53は、カムシャフト14の軸線方向(図5においては紙面と直交する方向)と、カムフォロア22の移動方向(図5においては左右方向)との両方向に対して直交する方向(図5においては上下方向)に延びる状態でハウジング47に回動自在に支持されている。以下においては、カムフォロア22の移動方向を単に「第1の方向」といい、カムシャフト14の軸線方向を単に「第2の方向」という。また、回動軸53は、同期カム13のカム面と対向する位置に位置付けられている。回動軸53の他端部(図5においては上端部)には、後述する位置決め機構24の凹部形成部材61が設けられている。
 回動軸53の軸線方向の中間部には、図8に示すように、第1の突片62と第2の突片63とが設けられている。第1の突片62は、回動軸53からその軸線方向とは直交する一方に突出している。第2の突片63は、回動軸53から第1の突片62とは反対方向に突出している。
 回動軸53は、これらの第1の突片62と第2の突片63とがカムシャフト14の軸線方向に並ぶ状態でハウジング47に装着されている。第1の突片62と第2の突片63は、ハウジング47に形成された空間Sの中に収容されている。第1の突片62と第2の突片63とにおけるカムシャフト14と対向する側面は、後述するスライドピン64と接するカム面65を構成している。このカム面65は、図10に示すように、急傾斜部65aと緩傾斜部65bとによって構成されている。急傾斜部65aは、第1および第2の突片62,63の基端側に形成されている。緩傾斜部65bは、第1および第2の突片62,63の突出端側に形成されている。
 第1の突片62の急傾斜部65aと第2の突片63の急傾斜部65aとは、図11に示すように、後述するスライドピン64を収容可能な凹部66の内側壁を形成している。凹部66は、2つの急傾斜部65a,65aと回動軸53の一部とによって形成されている。図11においては、回動軸53の軸心C1と、スライドピン64の軸線C2とが同一の平面P上に位置している。図11の状態において第1の突片62と第2の突片63は、この平面Pに対してほぼ面対称となる位置にある。さらに、図10と図11とにおいては、カムフォロア22を実線と二点鎖線とによって描いてある。実線は、同期カム13によって押されて押圧終了位置で停止したカムフォロア22を示す。二点鎖線は、同期カム13によって押される以前に押圧開始位置で停止しているカムフォロア22を示す。
 これらの第1の突片62および第2の突片63と同期カム13との間には、図8に示すように、カムフォロア22と、移動部材58と、スライドピン64とが設けられている。
 カムフォロア22は、円柱状に形成されており、ハウジング47にカムシャフト14の軸心に対して接近あるいは離間する方向である第1の方向へ移動自在に支持されている。
 このカムフォロア22は、その一端面(同期カム13と対向する端面)が同期カム13のノーズ部13bによって押される押圧開始位置(図13および図17参照)と、同期カム13による押圧が終了する押圧終了位置(図8および図15参照)との間で往復する。同期カム13のノーズ部13bがカムフォロア22を押圧する時期は、弁駆動用カム12のベース円部12aに第1のロッカーアーム27のローラ26が接触する時期(吸気弁4または排気弁5が閉じている時期)である。言い換えれば、この時期は、切替機構3の第1~第3の切替ピン31~33に吸気弁4や排気弁5を駆動するための駆動力が伝達されることがない時期である。
 このカムフォロア22と第1の突片62および第2の突片63との間に配置された移動部材58は、図8に示すように、上述した第2の方向(図8においては左右方向)に長い円柱状に形成されており、ハウジング47に第2の方向へ移動自在に支持されている。上述した回動軸53は、移動部材58を挟んでカムフォロア22と対向する位置に配置され、第1の方向および第2の方向と直交する方向に延びる軸線を中心としてハウジング47に回動自在に支持されている。
 ハウジング47には、このハウジング47の一側部から第2の方向に延びる非貫通孔からなるシリンダ孔67が形成されている。このシリンダ孔67の開口部は、栓部材68によって閉塞されている。移動部材58は、シリンダ孔67の中に摺動自在に嵌合している。シリンダ孔67の軸線方向の中央部には、カムフォロア22の一端部が臨んでいる。また、このシリンダ孔67は、第1の突片62および第2の突片63が収容された空間Sに連通されている。
 シリンダ孔67の最も奥に位置する底部67aには、第1のオイル通路71が接続されている。また、シリンダ孔67における栓部材68の近傍には、第2のオイル通路72が接続されている。これらの第1および第2のオイル通路71,72は、移動部材58を駆動するアクチュエータ73の一部を構成するものである。
 アクチュエータ73は、上述した移動部材58およびスライドピン64とともに反転機構59を構成するものである。
 アクチュエータ73は、油圧によって移動部材58を第2の方向の一方または他方に駆動するものである。この実施の形態によるアクチュエータ73は、移動部材58に設けられた第1および第2のピストン74,75と、第1および第2のオイル通路71,72に接続された切替弁76と、この切替弁76に油圧を供給する油圧ポンプ77などを備えている。第1のピストン74は、移動部材58の一端部に設けられている。第2のピストン75は、移動部材58の他端部に設けられている。切替弁76は、シリンダ孔67に第1および第2のオイル通路71,72を介して接続されている。この切替弁76は、自動あるいは手動で動作するもので、油圧が第1のピストン74に供給される形態と、油圧が第2のピストン75に供給される形態とを切替える。
 油圧ポンプ77は、エンジン2または電動モータ(図示せず)によって駆動されて作動油を吐出する。
 移動部材58は、図13に示すように、第1のピストン74に油圧が加えられることによって、栓部材68側に移動する。また、この移動部材58は、第2のピストン75に油圧が加えられることによって、図17に示すように、シリンダ孔67の底部67a側に移動する。このように移動部材58が第2の方向に移動するときは、カムフォロア22が同期カム13のベース円部13aに対向するときである。
 第2のピストン75と栓部材68との間には、移動部材58を第2の方向の一方へ付勢するための圧縮コイルばね78が設けられている。この圧縮コイルばね78は、油圧の供給が絶たれて制御不能になることを避けるために装備されている。
 移動部材58の長手方向の中央部には、2つの凹溝58a,58aが形成されているとともに、カムフォロア22によって押されるスライドピン64が設けられている。凹溝58aは、移動部材58の外周部を第2の方向に所定長延びている。所定長とは、図8、図13のように移動部材58が底部67a側と栓部材68側の両終端位置にあってもカムフォロア22が凹溝58a内に進入可能になる長さである。また、この凹溝58aは、移動部材58の径方向の一方と他方とに形成されている。凹溝58aの底面は、平坦に形成されている。
 スライドピン64は、カムフォロア22より細い円柱状に形成されており、移動部材58の中央部を第1の方向に貫通する状態で移動部材58に第1の方向へ移動自在に支持されている。このスライドピン64の一端面は、移動部材58がシリンダ孔67内の一端から他端へ移動する過程で常にカムフォロア22の他端面と接触可能である。
 スライドピン64は、移動部材58が第2の方向の一方へ(シリンダ孔67の底部67a側へ)に移動することにより、カムフォロア22と第1の突片62との間に介在する。また、スライドピン64は、図13に示すように、移動部材58が第2の方向の他方へ(栓部材68側へ)移動することによって、カムフォロア22と第2の突片63との間に介在する。スライドピン64の他端面が第1の突片62または第2の突片63と対向する状態でカムフォロア22がスライドピン64を押すことによって、第1の突片62または第2の突片63がスライドピン64によって押される。スライドピン64の長さは、このようにカムフォロア22が同期カム13により押されて押圧終了位置に移動することによって、第1の突片62または第2の突片63をカムフォロア22から離間する方向へ押圧する長さである。
 このため、第1の突片62と第2の突片63とのうち、カムフォロア22との間にスライドピン64が介在する一方の突片(図8においては実線で示す第1の突片62)は、同期カム13によって押されたカムフォロア22からスライドピン64を介して押圧力を受ける。この押圧力を受けた一方の突片は、この突片が押される方向(図8においては時計方向)へ回動軸53を回す。このため、回動軸53は、カムフォロア22から押圧力が伝達されることによって回る。
 第1の突片62と第2の突片63は、回動軸53を中心にして所謂シーソー状に揺動するものである。このため、スライドピン64によって押された一方の突片(図8においては第1の突片62)は、その先端がカムフォロア22から離間する方向に傾斜する。このとき、他方の突片(図8においては第2の突片63)は、先端がカムフォロア22に接近する方向に傾斜する。
 すなわち、他方の突片は、回動軸53から先端に向かうにしたがって次第にカムフォロア22に接近するように傾斜する。このように傾斜した他方の突片は、一方の突片を押したスライドピン64が他方の突片に向かう方向(図8においては栓部材68が位置する方向)へ移動部材58とともに移動することによって、カムフォロア復帰用カム79として機能する。このカムフォロア復帰用カム79は、スライドピン64をカムフォロア22とともにカムシャフト14に向けて押圧してカムフォロア22を戻すものである。この他方の突片が復帰用カム79として機能するときは、上述したカム面65にスライドピン64が接触することによって、スライドピン64の移動方向が変えられる。このことは、カム面65が実質的にカムフォロア復帰用カム79として機能することを意味する。
 移動部材58が移動し、上述した復帰用カム79によってスライドピン64が押されると、このスライドピン64がカムフォロア22を押し上げて押圧終了位置から押圧開始位置に戻す(図13参照)。
 移動部材58が移動するときは、スライドピン64がカムフォロア22によって押されていないときである。この理由は、スライドピン64がカムフォロア22によって押されていると、スライドピン64が上述したカムフォロア復帰用カム79に沿ってカムフォロア22側へ移動することができないからである。このため、移動部材58は、後述する2つの条件が満たされるまで移動することなく待機し、2つの条件が満たされた後に移動する。2つの条件のうち、第1の条件は、油圧が加えられていることである。第2の条件は、カムフォロア22が同期カム13のベース円部13aと対向していることである。
 移動部材58が第2の方向の一方(シリンダ孔67の底部67a側)に移動した状態でスライドピン64が第1の突片62を押すことによって、回動軸53が図8において時計方向に回る。一方、移動部材58が第2の方向の他方(栓部材68側)に移動した状態でスライドピン64が第2の突片63を押すことによって、回動軸53が図8において反時計方向に回る。このため、反転機構59は、回動軸53が回る方向を一方と他方とに交互に切替えるものとなる。
 回動軸53が回ると、この回転が上述した変換機構57によって往復運動に変換されて第3の切替ピン33に伝達される。言い換えれば、第3の切替ピン33は、カムフォロア22の動きがスライドピン64と、回動軸53と、駆動用レバー54と、連結用レバー51および押圧部材44などの伝動部品25を介して伝達され、吸気弁4または排気弁5の駆動形態が切替えられる方向に駆動される。
 伝動部品25は、後述する位置決め機構24によって、所定の位置に位置決めされる。ここでいう所定の位置とは、第1のロッカーアーム27と第2のロッカーアーム28とが連結状態になる位置(第1の駆動形態が実現される位置)と、第1のロッカーアーム27と第2のロッカーアーム28とが非連結状態になる位置(第2の駆動形態が実現される位置)である。
 位置決め機構24は、図4および図5に示すように、回動軸53の凹部形成部材61に形成された凹部81と、この凹部81に係合する押圧子82と、この押圧子82を凹部81に押し付けるばね部材83とによって構成されている。凹部形成部材61は、回動軸53の軸端部に回動軸53と一体に回動する状態で固定されており、実質的に回動軸53の一部となるものである。このため、凹部81は、回動軸53(伝動部品25)に形成されていることになる。押圧子82とばね部材83は、図9A~図9Dに示すように、ハウジング47の非貫通孔84の中に挿入されて保持されている。この実施の形態による押圧子82は、ボールによって構成されている。また、この実施の形態によるばね部材83は、圧縮コイルばねによって構成されている。
 凹部81は、図9A~図9Dに示すように、回動軸53の回転方向に所定の角度だけ離れて並ぶ第1の凹部81aと第2の凹部81bとによって構成されている。第1の凹部81aは、第1のロッカーアーム27と第2のロッカーアーム28とが連結状態になる位置に伝動部品25が移動した状態(回動軸53が回った状態)で押圧子82が係合する。第2の凹部81bは、第1のロッカーアーム27と第2のロッカーアーム28とが非連結状態になる位置に伝動部品25が移動した状態(回動軸53が回った状態)で押圧子82が係合する。このため、位置決め機構24は、第1または第2の凹部81a,81bで規定された所定の位置に伝動部品25を位置決めする。
 第1の凹部81aと第2の凹部81bとによる位置決め間隔A(図9A参照)は、伝動部品25が同期カム13によって駆動されて移動するときの移動量(回動軸53の回転角)よりも大きい。この移動量を例えば回動軸53が同期カム13によって駆動されて回るときの角度B(図8の各2等分線のなす角)とすると、位置決め間隔A=角度B+追加角度αになる。
 第1の凹部81aと第2の凹部81bは、それぞれ開口縁から底に向かうにしたがって次第に開口幅が狭くなる斜面85を有している。回動軸53は、同期カム13によって駆動されることにより、押圧子82が斜面85に当接するまで回転する。このため、回動軸53(伝動部品25)が同期カム13によって駆動されて移動する位置は、押圧子82が第1または第2の凹部81a,81bの斜面85に当接する位置である(図9C参照)。このように押圧子82が斜面85を押すと、第1および第2の凹部81a,81bが更に移動する方向(図9Cにおいては反時計方向)に推力Fが作用する。このため、回動軸53は、この推力Fによって更に回転して第1または第2の凹部81a,81bで規定された位置決め位置(図9D参照)に至る。
 押圧子82を付勢するばね部材83のばね力は、吸気弁4または排気弁5が閉じている時期内に伝動部品25が上述した推力Fによって所定の位置決め位置に移動する大きさに設定されている。また、このばね力は、押圧子82が第1の凹部81aまたは第2の凹部81bに係合した状態で、位置保持力が発生する大きさに設定されている。この位置保持力とは、回動軸53(伝動部品25)を凹部81で規定された位置決め位置に保持する力である。また、この位置保持力は、同期カム13がカムフォロア22を押すことにより発生する作動力とは異なる他の力では回動軸53が回ることがない大きさに設定されている。ここでいう「他の力」としては、例えば、第1の突片62または第2の突片63がカムフォロア復帰用カム79として機能するときにスライドピン64が第1の突片62または第2の突片63を押す力を挙げることができる。また、「回動軸53が回ることがない大きさ」とは、第1の駆動形態と第2の駆動形態とが切替わることがない大きさである。第1の駆動形態は、第1のロッカーアーム27と第2のロッカーアーム28とが連結状態となる全気筒運転形態である。第2の駆動形態とは、第1のロッカーアーム27と第2のロッカーアーム28とが非連結状態となる部分気筒運転形態である。
 次に、このように構成されたエンジン2の動弁装置1の動作を図8、図9A~図9D、図13~図18などを用いて説明する。ここでは、先ず、エンジン2の運転形態が切替機構3によって全気筒運転形態から部分気筒運転形態に切替えられるときの動作について説明する。切替機構3の駆動部23は、全気筒運転形態が採られているときは、図8に示す状態になっている。すなわち、駆動部23の移動部材58が第2のオイル通路72内の油圧によって一端部側(シリンダ孔67の底部67a側)に移動している。また、駆動用レバー54と回動軸53は、図9Aおよび図14において時計方向に回されている。駆動用レバー54がこのように回されていることにより、押圧部材44が後退位置に位置し、第1~第3の切替ピン31~33が連結位置に位置している。この場合、第1のロッカーアーム27と第2のロッカーアーム28は、互いに連結されて一体に揺動する。
 このエンジン2の動弁装置1は、クランク軸(図示せず)の回転がカムシャフト14に伝達されることにより動作を開始する。クランク軸の回転がカムシャフト14に伝達されると、弁駆動用カム12と同期カム13とが回転する。全気筒運転形態においては、弁駆動用カム12の回転が第1のロッカーアーム27から第1の切替ピン31と第2の切替ピン32とを介して第2のロッカーアーム28に伝達され、吸気弁4または排気弁5が駆動される。このとき同期カム13は、カムフォロア22が押圧終了位置に位置しているために、カムフォロア22を押すことなく空転する。
 全気筒運転形態から部分気筒運転形態に切替えるためには、先ず、任意の時期に手動であるいは自動でアクチュエータ73によって第1のピストン74に油圧を供給する(図13参照)。このとき、移動部材58は、図13において現在の位置とは反対側である他端部側(図13おいては左側であって栓部材68側)に油圧によって付勢される。移動部材58にこのように油圧が作用すると、移動部材58がばね部材78のばね力に抗して栓部材68側に移動し、この移動に伴ってスライドピン64が第2の突片63のカム面65に当たる。スライドピン64が第2の突片63に当たった状態から移動部材58がさらに油圧によって移動するためには、スライドピン64がカム面65の急傾斜部65aに沿って昇り、カムフォロア22を押す方向へ移動しなければならない。
 同期カム13のノーズ部13bがカムフォロア22と対向している場合は、カムフォロア22の押圧開始位置に戻る方向への移動が同期カム13によって規制される。このため、このようにカムフォロア22の移動が規制されている間は、移動部材58に油圧が加えられたとしても、スライドピン64が第2の突片63に当たった状態から移動部材58がさらに栓部材68側に移動することはない。
 油圧を供給したまま上記の状態からさらに同期カム13が回転してベース円部13aがカムフォロア22に対向したとき、あるいは移動部材58に油圧が加えられたときに同期カム13のベース円部13aがカムフォロア22と対向していた場合は、カムフォロア22が押圧開始位置に戻る方向へ移動可能である。このため、この場合は、移動部材58に油圧が加えられることにより、移動部材58がばね部材78のばね力に抗してシリンダ孔67内をさらに栓部材68側へ移動する。また、スライドピン64が図10中に二点鎖線Aで示すように急傾斜部65aに押し付けられて滑り、同期カム13に接近する方向に移動する。このときに第2の突片63がスライドピン64によって押されて傾斜することはない。この理由は、図9Aに示すように、押圧子82が第1の凹部81aに係合しており、回動軸53の回動が規制されているからである。このため、押圧部材44は、後退位置に保持されるとともに、第1~第3の切替ピン31~33は、連結位置に保持される。
 移動部材58が油圧によってさらに移動すると、スライドピン64が図10中に二点鎖線Bで示す位置を経て二点鎖線Cで示す位置に移動する。ここでいう二点鎖線Bで示す位置とは、緩傾斜部65bにスライドピン64が接触する位置であって、回動軸53の軸心C1とスライドピン64の軸線C2とが同一の平面P上に配置される位置である。二点鎖線Cで示す位置とは、カムフォロア22が押圧開始位置に戻る位置である。このため、カムフォロア22が同期カム13のベース円部13aと対向している状態で移動部材58が移動すると、カムフォロア22がスライドピン64によって押されて押圧開始位置に戻り、図13に示す状態になる。
 移動部材58とスライドピン64が上述したように移動しているときにもカムシャフト14は回転している。このため、スライドピン64が図10中に二点鎖線Aで示すように急傾斜部65aに接触している状態で同期カム13のノーズ部13bがカムフォロア22を押すことがある。このような場合は、スライドピン64がカムフォロア22によって押されて急傾斜部65aを滑り降り、移動部材58が油圧に抗して後退する。
 また、スライドピン64が図10中に二点鎖線Bで示す位置に移動した状態で同期カム13のノーズ部13bがカムフォロア22を押すと、図11に示すように、第2の突片63がスライドピン64によって押されて回動軸53が図において反時計方向に回る。そして、スライドピン64の先端部が凹部66内に退避する。このとき、スライドピン64の上下方向に僅かな隙間d1が形成され、スライドピン64が回動軸53を押すことはない。この状態で同期カム13のベース円部13aがカムフォロア22と対向するようになると、移動部材58が油圧によって押されてさらに移動し、図11中に二点鎖線Dで示すように、スライドピン64が第2の突片63の緩傾斜部65bと重なる位置に移動し、カムフォロア22を押圧開始位置に向けて押す。
 カムフォロア22は、押圧終了位置から押圧開始位置側に戻された後(図13)、回転を継続している同期カム13のノーズ部13bによって再び押される。カムフォロア22が同期カム13のノーズ部13bによって押されるときは、吸気弁4または排気弁5が閉じているときであって、切替機構3の第1~第3の切替ピン31~33が移動可能なときである。このカムフォロア22は、図15に示すように、同期カム13のノーズ部13bにより押されることによって、押圧終了位置に移動する。
 このようにカムフォロア22が移動することによって、スライドピン64が第2の突片63を最終的な位置まで押圧し、回動軸53が第1の突片62を押す時とは逆方向(図15においては反時計方向)に回る。第2の突片63がスライドピン64によって押されて回動軸53が回るときは、図9A~図9Dに示すように、回動軸53の回転に伴って位置決め機構24の第1の凹部81aおよび第2の凹部81bが押圧子82に対して移動する。すなわち、図9Aに示す状態にある回動軸53が回転を開始すると、先ず、図9Bに示すように、第1の凹部81aの斜面85が押圧子82を押し、押圧子82が第1の凹部81aと第2の凹部81bとの境界部分を越える。そして、回動軸53が更に回転することにより、押圧子82が第2の凹部81bに入るようになる。
 この場合の同期カム13がカムフォロア22を押す動作は、押圧子82が第2の凹部81bに完全に係合するより先に、すなわち係合する途中で終了する。このため、図9Cに示すように、押圧子82が第2の凹部81bの開口縁側の一部となる斜面85をばね部材83のばね力で押している途中で、同期カム13がカムフォロア22を押し終わることになる。このように押圧子82が第2の凹部81bの開口縁側の一部を押すと、回動軸53に更に回転方向の先方に向けて押す推力Fが作用する。この結果、回動軸53は、同期カム13がカムフォロア22を押す動作が終了した後、上述した推力Fによって押されて更に進む。
 そして、図9Dに示すように、押圧子82が第2の凹部81bに完全に係合することにより、回動軸53は、第2の凹部81bによって規定される位置に位置決めされる。このように回動軸53が位置決めされることにより、図16に示すように、駆動用レバー54が同方向に揺動して押圧部材44が前進位置に移動するとともに、第1~第3の切替ピン31~33が非連結位置に移動する。このとき、第1~第3の切替ピン31~33は、移動が可能な状態であるから、押圧部材44によって押されて円滑に移動する。この結果、第1のロッカーアーム27と第2のロッカーアーム28との連結状態が解除される。この場合は、弁駆動用カム12の回転に伴って第1のロッカーアーム27のみが揺動し、第2のロッカーアーム28は停止する。第2のロッカーアーム28が停止することにより、吸気弁4または排気弁5が閉じて停止した状態(休止状態)に保持される。このため、エンジン2の運転形態が切替機構3によって全気筒運転形態から部分気筒運転形態に切替えられる。
 エンジン2の運転形態をこのように吸気弁4または排気弁5が休止する部分気筒運転形態から全気筒運転形態に切替えるためには、図17に示すように、アクチュエータ73によって第2のオイル通路72に油圧を加える。油圧の供給をこのように切替えると、同期カム13のベース円部13aがカムフォロア22と対向しているときに移動部材58が油圧によってシリンダ孔67の底部67a側に移動する。
 そして、この移動部材58の移動に伴って、傾斜している第1の突片62にスライドピン64が押し付けられながら滑り、同期カム13に接近する方向へ移動する。このようにスライドピン64が移動することによりカムフォロア22が押圧終了位置から押圧開始位置に戻される。
 このとき、位置決め機構24の作用によって回動軸53が回ることはないから、図18に示すように、押圧部材44は前進位置に保持され、第1~第3の切替ピン31~33は非連結位置に保持される。
 カムフォロア22が押圧開始位置に位置している状態(図17参照)で、同期カム13が回転すると、同期カム13のノーズ部13bがカムフォロア22と接触することにより、カムフォロア22が押圧終了位置に向かう方向へ押される。そして、カムフォロア22が図8に示す押圧終了位置に移動する。同期カム13のノーズ部13bがカムフォロア22を押すときは、弁駆動用カム12のベース円部12aがローラ28に接触しているときである。
 そして、カムフォロア22の移動に伴ってスライドピン64がカムフォロア22と同一方向に移動し、第1の突片62に押し付けられる。図17に示す第1の突片62がスライドピン64によって押されると、回動軸53が図17に示す位置から図8に示す位置に図において時計方向に回る。このときには、押圧子82が第2の凹部81bから出て第1の凹部81aに入る。そして、押圧子82が第1の凹部81aの斜面85を押すことにより作用する推力Fによって、同期カム13による駆動が終了した後に回動軸53が更に回転する。この結果、回動軸53が第1の凹部81aによって規定される位置決め位置に位置決めされる。
 このように回動軸53が回ることにより、駆動用レバー54が図18に示す位置から図14に示す位置へ同図において時計方向に揺動する。このように駆動用レバー54が揺動するときは、吸気弁4または排気弁5が閉じていて第1のアーム本体28aと第2のアーム本体28bに駆動力が伝達されていないとき(第1~第3の切替ピン31~33の移動が規制されることがないとき)である。
 駆動用レバー54がこのように揺動することにより、押圧部材44が図14に示す後退位置に移動し、第1~第3の切替ピン31~33がばね部材43のばね力により連結位置に移動する。
 このように第1~第3の切替ピン31~33が連結位置に移動することにより、第1のロッカーアーム27と第2のロッカーアーム28とが連結される。この結果、吸気弁4または排気弁5が弁駆動用カム12によって駆動されるようになり、エンジン2の運転形態が全気筒運転形態に移行する。
 このため、この実施の形態によれば、駆動形態を変えるための伝動部品25が適正な時期に予め定めた一定の作動量だけ確実に作動するから、従来のようないわゆるはじかれ現象が生じることがないエンジンの動弁装置を提供することができる。このようにはじかれ現象が生じることがないために、吸気弁4または排気弁5が急激に閉じて破損したり、第1~第3の切替ピン31~33が過大な負荷によって破損することもない。
 この実施の形態で示した動弁装置1においては、カムフォロア22から回動軸53に至る伝動部品25の製造誤差が大きいと、第1または第2の突片62,63がスライドピン64によって押されて回動軸53が回転するときの作動量にばらつきが生じることがある。しかし、この実施の形態による動弁装置1は、第1の凹部81aと第2の凹部81bとによる位置決め間隔Aが、伝動部品25が同期カム13によって駆動されて移動するときの移動量Bよりも大きいために、製造誤差の影響が小さくなり、回動軸53の作動量が略一定になる。また、回動軸53の作動量は、第1または第2の突片62,63がスライドピン64によって押されて回動軸53が回転するときの作動量より大きいから、同期カム13のノーズ部13bの高さを低く抑えることができ、駆動部23をコンパクトに構成することができる。
 この実施の形態による第1および第2の凹部81a,81bは、開口縁から底に向かうにしたがって次第に開口幅が狭くなる斜面85を有している。回動軸53(伝動部品25)が同期カム13によって駆動されて移動する位置は、押圧子82が第1または第2の凹部81a,81bの斜面85に当接する位置である。押圧子82が斜面85を押すことにより作用する推力Fによって伝動部品25が更に移動し、第1または第2の凹部81a,81bで規定された位置決め位置に至る。
 このため、この実施の形態においては、押圧子82が凹部81の斜面85を押しながら滑る時に伝動部品25に推力Fが作用するから、伝動部品25の移動が円滑で、吸気弁4または排気弁5の駆動形態の切替えを速やかに行うことができる。したがって、この実施の形態によれば、駆動形態を切替える際の応答性の安定したエンジンの動弁装置を提供することができる。
 この実施の形態による押圧子82を付勢するばね部材83のばね力は、吸気弁4または排気弁5が閉じている時期内に伝動部品25が推力Fによって所定の位置決め位置に移動する大きさに設定されている。
 このため、この実施の形態によれば、吸気弁4または排気弁5が閉じている時期内で駆動形態の切替え動作が完了するから、切替動作の信頼性が高いエンジンの動弁装置を提供することができる。
 この実施の形態による押圧子82を付勢するばね部材83のばね力は、押圧子82が第1の凹部81aまたは第2の凹部81bに係合した状態で、伝動部品25を凹部81で規定された位置決め位置に保持する位置保持力が発生する大きさに設定されている。この位置保持力は、同期カム13がカムフォロア22を押すことにより発生する作動力とは異なる他の力では第1の駆動形態と第2の駆動形態とが切替わることがない大きさに設定されている。
 このため、同期カム13がカムフォロア22を押していない状態においては伝動部品25の位置が固定されるから、意図しない切替機構3の作動や、切替機構3の作動による損傷またはエンジン2の不具合の発生を防止できる。
 この実施の形態による駆動部23は、回動軸53と、変換機構57と、反転機構59とを備えている。回動軸53は、カムフォロア22から押圧力が伝達されることによって回るものである。反転機構59は、回動軸53が回る方向を一方と他方とに交互に切替えるものである。変換機構57は、回動軸53の回動運動を往復運動に変換して動弁系を構成する部品の一部(第3の切替ピン33)に伝達するものである。
 この実施の形態によれば、同期カム13から回動軸53に押圧力を伝達する部品および反転機構59の部品と、変換機構57を構成する部品とを回動軸53の軸線方向に並べて配置できる。このため、駆動部23がコンパクトに形成されたエンジンの動弁装置を提供できる。
 この実施の形態による第1の突片62と第2の突片63とのうち、カムフォロア22との間にスライドピン64が介在する一方の突片は、同期カム13によって押されたカムフォロア22からスライドピン64を介して押圧力を受け、この一方の突片が押される方向へ回動軸53を回す。他方の突片は、一方の突片を押したスライドピン64が他方の突片に向かう方向へ移動部材58とともに移動することによって、スライドピン64をカムフォロア22とともにカムシャフトに向けて押圧してカムフォロア22を戻すカムフォロア復帰用カム79として機能する。
 この実施の形態によれば、カムフォロア22の往復運動を回動運動に変換する第1および第2の突片62,63を利用してカムフォロア22を押圧開始位置に戻すことができる。このため、専らカムフォロア22を押圧開始位置に戻すための機構が不要になるから、部品数が低減されるとともに駆動部23をコンパクトに形成することが可能になる。
(第2の実施の形態)
 本発明に係るエンジンの動弁装置は、図19および図20に示すように構成することができる。図19および図20において、図1~図18によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。この実施の形態によるエンジンの動弁装置は、上述した実施の形態に示す動弁装置とは、カムシャフト14と切替機構3の切替部21の構成が異なり、その他の構成は同等である。
 図19に示す動弁装置101は、2種類の駆動形態を採るために、吸気弁4または排気弁5のバルブリフト量が異なる第1のカム102と第2のカム103とを備えている。これらの第1のカム102と第2のカム103は、カムシャフト14の軸線方向に並べられている。第2のカム103は、第1のカム102の一側方のみに配置され、第1のカム102と接している。第1のカム102と第2のカム103は、ベース円部102a,103aとノーズ部102b,103bを有している。
 第1のカム102のベース円部102aの外径は、第2のカム103のベース円部103aの外径と等しい。第1のカム102のノーズ部102bは、第2のカム103のノーズ部103bより吸気弁4または排気弁5のバルブリフト量が多くなる形状に形成されている。
 この動弁装置101に用いられているロッカーアーム9は、ロッカーシャフト34に軸線方向へ移動自在に支持されているとともに、ロッカーシャフト34に揺動自在に支持されている。ロッカーアーム9の揺動端部には、吸気弁4または排気弁5を押すための押圧部40が設けられている。この押圧部40は、ロッカーシャフト34の軸線方向に所定の長さを有する形状に形成されている。この押圧部40の長さは、第1のカム102と第2のカム103との間隔(形成ピッチ)と同等かそれ以上に長い。
 このロッカーアーム9は、第1のカム102または第2のカム103に接触して回転するローラ26を備えているとともに、ロッカーシャフト34の軸線方向に突出する連結片104を備えている。この連結片104は、駆動部23の連結部材105に結合されている。連結部材105は、駆動部23の駆動用レバー54に回動自在に連結されており、ロッカーアーム9に対して進退するようにハウジング47に移動自在に支持されている。連結部材105には、位置決め機構24の押圧子82が係合する第1の凹部81aと第2の凹部81bが形成されている。この実施の形態による第1の凹部81aと第2の凹部81bは、平行移動する連結部材105の一側部に連結部材105の移動方向に並べて設けられている。これらの第1の凹部81aと第2の凹部81bの位置決め間隔Aは、伝動部品25が同期カム13によって駆動されて移動するときの移動量Bよりも大きい。
 ロッカーアーム9は、図19に示すように、駆動部23の回動軸53が一方に回り、連結部材105が図19に示す後退位置に移動することによって、第1のカム102と第2のカム103とのうち一方のカム(図19においては第2のカム103)と対応する位置に移動する。また、このロッカーアーム9は、図20に示すように、回動軸53が他方に回り、連結部材105が前進位置に移動することによって、第1のカム102と第2のカム103とのうち他方のカム(図20においては第1のカム102)と対応する位置に移動する。
 ロッカーアーム9のローラ26が第2のカム103に接触している状態(図19参照)でカムシャフト14が回転すると、ロッカーアーム9が第2のカム103によって押されて揺動する。一方、ロッカーアーム9のローラ26が第1のカム102に接触している状態(図20参照)でカムシャフト14が回転すると、ロッカーアーム9が第1のカム102によって押されて揺動する。このため、ロッカーアーム9が第2のカム103によって押される位置から第1のカム102によって押される位置に移動することによって、吸気弁4または排気弁5のバルブリフト量が相対的に多くなる。
 この実施の形態においては、ロッカーアーム9によって、本発明でいう「弁駆動用カムからロッカーアームに至る動弁系を構成する部品の一部である切替部品21A」が構成されている。
 この実施の形態によれば、吸気弁4または排気弁5のバルブリフト量が相対的に多くなる第1の駆動形態と、吸気弁4または排気弁5のバルブリフト量が相対的に少なくなる第2の駆動形態とを正確に切替えることが可能なエンジンの動弁装置を提供することができる。
(第3の実施の形態)
 本発明に係るエンジンの動弁装置は、図21および図22に示すように構成することができる。図21および図22において、図1~図20によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
 この実施の形態に示すエンジンの動弁装置は、上述した第2の実施の形態に示す動弁装置とは、カムシャフト14と切替機構3の切替部21の構成が異なり、その他の構成は同等である。
 図21に示す動弁装置111は、2種類の駆動形態を採るために、吸気弁4または排気弁5のバルブリフト量が異なる第1のカム102と第2のカム103とを備えている。これらの第1のカム102と第2のカム103は、カムシャフト本体11の軸線方向に並べられている。第1のカム102のノーズ部102bは、第2のカム103のノーズ部103bより吸気弁4または排気弁5のバルブリフト量が多くなる形状に形成されている。
 この実施の形態による第1のカム102と第2のカム103は、カムシャフト本体11に筒状のスライダ112を介して取付けられている。スライダ112は、カムシャフト本体11が中空部内に挿入された状態でカムシャフト本体11の外周部に例えばスプライン(図示せず)によって嵌合されている。言い換えれば、スライダ112は、カムシャフト本体11に回転方向への相対移動が規制された状態で軸線方向へ移動自在に支持されている。第1のカム102と第2のカム103は、このスライダ112が軸心部に貫通する状態でそれぞれスライダ112に固着されている。
 スライダ112の軸線方向の一端部には、円環板状のフランジ113が設けられている。このフランジ113は、スライダ112と同一軸線上に位置付けられている。このフランジ113は、駆動部23の連結部材114に接続されている。連結部材114は、駆動部23の駆動用レバー54に回動自在に連結されており、第1のカム102および第2のカム103に対して進退するようにハウジング47に移動自在に支持されている。
 連結部材114の先端部には、連結片115が設けられている。連結片115は、上述したフランジ113が摺動自在に嵌合する溝116を有している。また、連結部材114には、位置決め機構24の第1の凹部81aと第2の凹部81bとが形成されている。これらの第1および第2の凹部81a,81bは、平行移動する連結部材の一側部に連結部材の移動方向に並べて設けられている。これらの第1の凹部81aと第2の凹部81bの位置決め間隔Aは、伝動部品25が同期カム13によって駆動されて移動するときの移動量Bよりも大きい。
 この実施の形態によれば、駆動部23の回動軸53が回って駆動用レバー54が一方に揺動することによって、図21に示すように、連結部材114が後退位置に移動し、スライダ112と第1のカム102および第2のカム103とがカムシャフト本体11に対して軸線方向の一方(図21においては右方)に移動する。また、駆動用レバー54が上記とは逆方向に揺動することによって、図22に示すように、連結部材114が前進位置に移動し、スライダ112と第1のカム102および第2のカム103とがカムシャフト本体11に対して軸線方向の他方に移動する。
 この実施の形態によるロッカーアーム9は、ロッカーシャフト34に軸線方向への移動が規制される状態で揺動自在に支持されている。このロッカーアーム9の中間部には、第1のカム102または第2のカム103に接触して回転するローラ26が設けられている。ロッカーアーム9の揺動端部には、吸気弁4または排気弁5を押圧する押圧部40が設けられている。このロッカーアーム9によって駆動される吸気弁4または排気弁5の数は、切替部21の構成に制約を受けることがない。この実施の形態によるロッカーアーム9は、1気筒あたり1本の吸気弁4または排気弁5を駆動する構成としたり、1気筒あたり2本の吸気弁4または排気弁5を駆動する構成を採ることができる。
 この実施の形態においては、第1のカム102および第2のカム103によって、本発明でいう「弁駆動用カムからロッカーアームに至る動弁系を構成する部品の一部である切替部品21A」が構成されている。
 この実施の形態による動弁装置111においては、図21に示すように、切替機構3の回動軸53が一方に回ることによって、第2のカム103にローラ26が接触するとともに第1のカム102がローラ26から離れる。この状態でカムシャフト14が回転することにより、ロッカーアーム9が第2のカム103によって押されて揺動する。
 また、回動軸53が他方に回ることによって、図22に示すように、第2のカム103がローラ26から離れるとともに第1のカム102がローラ26に接触する。この状態でカムシャフト14が回転することによって、ロッカーアーム9が第1のカム102によって押されて揺動する。
 このため、この実施の形態によれば、第1のカム102と第2のカム103とが移動することによって吸気弁4または排気弁5の駆動形態が切替えられるエンジンの動弁装置を提供することができる。
 上述した各実施の形態においては、位置決め機構24の押圧子82をボールによって構成する例を示した。しかし、押圧子82の形状は、ボールに限定されることはなく、適宜変更することが可能である。例えば、押圧子82を断面形状が半月形に盛り上がった形状に形成することもできる。
 1…動弁装置、2…エンジン、3…切替機構、4…吸気弁、5…排気弁、9…ロッカーアーム、11…カムシャフト本体、12…弁駆動用カム、13…同期カム、14…カムシャフト、21…切替部、21A…切替部品、22…カムフォロア、23…駆動部、24…位置決め機構、27…第1のロッカーアーム、28…第2のロッカーアーム、31…第1の切替ピン、32…第2の切替ピン、33…第3の切替ピン、38…第1のピン孔、41…第2のピン孔、42…第3のピン孔、44…押圧部材、53…回動軸、54…駆動用レバー、57…変換機構、58…移動部材、59…反転機構、62…第1の突片、63…第2の突片、64…スライドピン、65…カム面、73…アクチュエータ、74…第1のピストン、75…第2のピストン、79…カムフォロア復帰用カム、81…凹部、81a…第1の凹部、81b…第2の凹部、82…押圧子、83…ばね部材、85…斜面、102…第1のカム、103…第2のカム、112…スライダ。

Claims (6)

  1.  吸気弁または排気弁を駆動するための弁駆動用カムを有するカムシャフトと、
     前記弁駆動用カムの回転を往復運動に変換して前記吸気弁または前記排気弁に伝達する機能を有するロッカーアームと、
     前記弁駆動用カムと同期して回転する同期カムと、
     前記同期カムによって押されて移動するカムフォロアを有し、このカムフォロアが前記同期カムによって押されたときに前記吸気弁または前記排気弁の駆動形態を予め定めた第1の駆動形態と第2の駆動形態とのうちいずれか一方の駆動形態に切替える切替機構とを備え、
     前記同期カムは、前記吸気弁または前記排気弁が閉じている時期に前記カムフォロアを押すものであり、
     前記切替機構は、
     前記弁駆動用カムから前記ロッカーアームに至る動弁系を構成する部品の一部である切替部品が移動することにより前記駆動形態が切替えられる切替部と、
     前記カムフォロアの動きを前記切替部品に伝達する伝動部品を含み、この伝動部品を介して前記切替部品を前記駆動形態が切替えられる方向に駆動する駆動部と、
     前記伝動部品に形成された凹部に係合するばね付勢式の押圧子を有し、前記伝動部品を前記凹部で規定された所定の位置に位置決めする位置決め機構とを備え、
     前記凹部は、
     前記第1の駆動形態が実現される位置に前記伝動部品が移動した状態で前記押圧子が係合する第1の凹部と、
     前記第2の駆動形態が実現される位置に前記伝動部品が移動した状態で前記押圧子が係合する第2の凹部とによって構成され、
     前記第1の凹部と前記第2の凹部とによる位置決め間隔は、前記伝動部品が前記同期カムによって駆動されて移動するときの移動量よりも大きいことを特徴とするエンジンの動弁装置。
  2.  請求項1記載のエンジンの動弁装置において、
     前記凹部は、開口縁から底に向かうにしたがって次第に開口幅が狭くなる斜面を有し、
     前記伝動部品が前記同期カムによって駆動されて移動する位置は、前記押圧子が前記凹部の前記斜面に当接する位置であり、
     前記伝動部品は、前記押圧子が前記斜面を押すことにより生じる推力によって更に移動し、前記凹部で規定された位置決め位置に至ることを特徴とするエンジンの動弁装置。
  3.  請求項2記載のエンジンの動弁装置において、
     前記位置決め機構の前記押圧子を付勢するばね部材のばね力は、吸気弁または排気弁が閉じている時期内に前記伝動部品が前記推力によって所定の位置決め位置に移動する大きさに設定されていることを特徴とするエンジンの動弁装置。
  4.  請求項1ないし請求項3のうちいずれか一つに記載のエンジンの動弁装置において、
     前記位置決め機構の前記押圧子を付勢するばね部材のばね力は、前記押圧子が前記第1の凹部または第2の凹部に係合した状態で、前記伝動部品を前記凹部で規定された位置決め位置に保持する位置保持力が発生する大きさに設定され、
     前記位置保持力は、前記同期カムが前記カムフォロアを押すことにより発生する作動力とは異なる他の力では前記第1の駆動形態と前記第2の駆動形態とが切替わることがない大きさに設定されていることを特徴とするエンジンの動弁装置。
  5.  請求項1ないし請求項4のうちいずれか一つに記載のエンジンの動弁装置において、
     前記駆動部は、
     前記カムフォロアから押圧力が伝達されることによって回る回動軸と、
     前記回動軸が回る方向を一方と他方とに交互に切替える反転機構と、
     前記回動軸の回動運動を往復運動に変換して前記切替部品に伝達する変換機構とを備えていることを特徴とするエンジンの動弁装置。
  6.  請求項5記載のエンジンの動弁装置において、
     前記回動軸は、
     この回動軸の軸線方向とは直交する方向の一方に突出する第1の突片と、
     前記回動軸の軸線方向とは直交する方向の他方に突出する第2の突片とを有し、
     前記反転機構は、前記カムフォロアによって押されるスライドピンと、
     前記スライドピンを前記カムフォロアの移動方向である第1の方向に移動自在に支持し、かつ前記第1の方向とは直交する第2の方向に移動自在に構成された移動部材と、
     前記移動部材を前記第2の方向の一方または他方に駆動するアクチュエータとを備え、
     前記スライドピンは、前記移動部材が前記第2の方向の一方に移動することにより前記カムフォロアと前記第1の突片との間に介在し、かつ前記移動部材が前記第2の方向の他方に移動することによって、前記カムフォロアと前記第2の突片との間に介在するものであり、
     前記第1の突片と第2の突片とのうち、前記カムフォロアとの間に前記スライドピンが介在する一方の突片は、前記同期カムによって押された前記カムフォロアから前記スライドピンを介して押圧力を受け、この一方の突片が押される方向へ前記回動軸を回すものであり、
     他方の突片は、前記一方の突片を押したスライドピンが他方の突片に向かう方向へ前記移動部材とともに移動することによって、前記スライドピンを前記カムフォロアとともに前記カムシャフトに向けて押圧して前記カムフォロアを戻すカムフォロア復帰用カムとして機能するものであることを特徴とするエンジンの動弁装置。
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