WO2017170920A1 - 可変動弁装置 - Google Patents

可変動弁装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2017170920A1
WO2017170920A1 PCT/JP2017/013384 JP2017013384W WO2017170920A1 WO 2017170920 A1 WO2017170920 A1 WO 2017170920A1 JP 2017013384 W JP2017013384 W JP 2017013384W WO 2017170920 A1 WO2017170920 A1 WO 2017170920A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cam
switching
intake
exhaust
camshaft
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/013384
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
美博 ▲高▼田
大 片岡
一紀 菊池
Original Assignee
本田技研工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 本田技研工業株式会社 filed Critical 本田技研工業株式会社
Priority to DE112017001693.2T priority Critical patent/DE112017001693B4/de
Priority to US16/089,900 priority patent/US10480357B2/en
Publication of WO2017170920A1 publication Critical patent/WO2017170920A1/ja

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02Valve drive
    • F01L1/04Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047Camshafts
    • F01L1/053Camshafts overhead type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02Valve drive
    • F01L1/04Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047Camshafts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02Valve drive
    • F01L1/04Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/08Shape of cams
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/26Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder
    • F01L1/267Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder with means for varying the timing or the lift of the valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • 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
    • F01L13/0036Modifications 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 the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02Valve drive
    • F01L1/04Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047Camshafts
    • F01L2001/0471Assembled camshafts
    • F01L2001/0473Composite camshafts, e.g. with cams or cam sleeve being able to move relative to the inner camshaft or a cam adjusting rod
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02Valve drive
    • F01L1/04Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047Camshafts
    • F01L2001/0476Camshaft bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • 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
    • F01L13/0036Modifications 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 the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
    • F01L2013/0052Modifications 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 the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction with cams provided on an axially slidable sleeve

Definitions

  • the present invention relates to a variable valve gear that switches the operating characteristics of a valve in an internal combustion engine.
  • a cam carrier in which multiple cam lobes with different cam profiles that determine valve operating characteristics are formed on the outer peripheral surface is fitted to the camshaft so that relative rotation is prohibited and slidable in the axial direction, and this cam carrier moves in the axial direction.
  • a guide groove (lead groove) is formed so as to circulate in a cam carrier that is slidably fitted to a camshaft supported by a cylinder head.
  • a pair of side wall surfaces facing each other in the guide groove form a first switching cam and a second switching cam, respectively, and the first switching pin is in contact with the first switching cam so that the first cam lobe serves as the valve.
  • the cam carrier moves to the second position where the second cam lobe acts on the valve.
  • the first switching pin and the second switching pin are each formed with a hydraulic circuit on which hydraulic pressure acts at the end portions of the first switching pin and the second switching pin so that the first switching pin and the second switching pin advance and retreat so as to engage and disengage from the guide groove.
  • first switching pin and the second switching pin advance and retract alternately and one of them engages with the guide groove, the other needs to be separated from the guide groove.
  • first switching pin and the second switching pin are driven by hydraulic pressure, it is not always easy to advance and retract alternately, and malfunction is likely to occur. Therefore, the first switching pin and the second switching pin are juxtaposed in parallel, a rack is formed on the side surfaces facing each other, and a gear that meshes with both racks at the same time is interposed therebetween so that this gear rotates. When one of the first switching pin and the second switching pin proceeds, the other is surely retracted to prevent malfunction.
  • a cam switching mechanism for operating the valve by switching the first cam lobe and the second cam lobe by alternately moving the first switching pin and the second switching pin forward and backward to move the cam carrier is a cylinder head cover above the cam carrier. Is provided.
  • the cam switching mechanism of Patent Document 1 has a structure in which a first switching pin and a second switching pin are alternately advanced and retracted with a gear interposed therebetween, and a hydraulic circuit that drives the first switching pin and the second switching pin has a first switching. It is formed in each end part of a pin and a 2nd switching pin, respectively, and is a structure bulky as a whole.
  • the present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to provide a variable valve operating device in which a cam switching mechanism is provided without projecting the upper part of the internal combustion engine upward.
  • a variable valve gear includes: Two camshafts rotatably supported by the cylinder head of the internal combustion engine, the crankshaft of the internal combustion engine, and the outer periphery of the camshaft are coaxially prohibited from relative rotation and slidable in the axial direction.
  • a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine comprising: a cam switching mechanism that switches a cam lobe that operates on the valve; At least one of the cam switching mechanisms is disposed between the central axes of the two camshafts and closer to the crankshaft than the central axis.
  • the cam switching mechanism is disposed between the central axes of the two camshafts and closer to the crankshaft side than the central axis, the width of the internal combustion engine is suppressed, and the upper part of the internal combustion engine is Without projecting upward, it is possible to easily secure a space for mounting on the vehicle.
  • the cam carrier is displaceable in an axial direction thereof, and a lead groove is formed to circulate around an outer peripheral surface, and the cam switching mechanism is engaged with the lead groove of the cam carrier.
  • the switching drive that includes a switching pin that advances and retracts so as to be detachable and a switching drive shaft that has a cam mechanism that moves the switching pin forward and backward to engage and disengage from the lead groove, and operates the lead groove and the switching pin.
  • the shaft is linked to each other so that the cam lobe that operates on the valve can be switched.
  • the cam switching mechanism causes the switching pin to advance and retract through the cam mechanism, and the switching pin advances and engages the lead groove in the axial direction while the cam carrier rotates.
  • a mechanism that switches the cam lobe that is guided and moves, and that operates on the valve. By driving the switching drive shaft, the switching pin can be advanced and retracted to engage and disengage from the lead groove, reducing the number of parts and simplifying the structure. can do.
  • the switching drive shaft is arranged in parallel with the camshaft.
  • the cam lobe operates on a valve via a rocker arm, and the rocker arm is pivotally supported on the switching drive shaft.
  • the switching drive shaft of the cam switching mechanism is used to pivotally support the rocker arm, the number of parts can be reduced, the structure can be simplified and the configuration can be made compact.
  • the cam carrier includes an intake side cam carrier that operates an intake valve and an exhaust side cam carrier that operates an exhaust valve
  • the camshaft includes the intake side cam carrier.
  • An intake side camshaft that fits and supports an exhaust side camshaft that fits and supports the exhaust side cam carrier
  • the cam switching mechanism includes an intake side cam switching mechanism that moves the intake side cam carrier in an axial direction
  • An exhaust-side cam switching mechanism that moves the exhaust-side cam carrier in the axial direction, and at least one of the intake-side cam switching mechanism and the exhaust-side cam switching mechanism includes a central axis of the intake-side camshaft and a cylinder axis Between the intake side plane parallel to the exhaust gas and the exhaust side cam shaft including the central axis of the exhaust side camshaft and parallel to the cylinder axis.
  • At least one of the intake-side cam switching mechanism and the exhaust-side cam switching mechanism includes a central axis of the intake-side camshaft and includes an intake-side plane parallel to the cylinder axis and a central axis of the exhaust-side camshaft. Since it is disposed between the exhaust side plane parallel to the axis, the size of the internal combustion engine can be prevented by suppressing the width in the front-rear direction or the left-right direction of the internal combustion engine.
  • the cam switching mechanism is disposed between the central axes of the two camshafts and on the crankshaft side of the central axis, the width of the internal combustion engine is suppressed, and the upper part of the internal combustion engine is directed upward. A space to be mounted on the vehicle can be easily secured without overhanging.
  • FIG. 1 is a right side view of an internal combustion engine provided with a variable valve gear according to a first embodiment of the present invention. It is the left view which removed the partial cover of the internal combustion engine.
  • FIG. 3 is a left side view in which a part of the internal combustion engine is omitted and a cross section is taken at a part of a valve. It is the top view which removed the cylinder head cover and looked at the cylinder head from the upper part. Furthermore, it is the top view which removed the camshaft holder and looked at the cylinder head from the upper direction. Furthermore, the camshaft is removed together with the cam carrier, and the cylinder head is viewed from above.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII in FIG. 4.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 2. It is a perspective view which shows only the main elements of an intake side cam switching mechanism and an exhaust side cam switching mechanism. It is a perspective view of a switching pin. It is a disassembled perspective view of an intake side switching drive shaft and a first switching pin. It is the perspective view which assembled
  • the internal combustion engine E provided with the variable valve operating apparatus 40 according to the present embodiment is a water-cooled single-cylinder four-stroke internal combustion engine, and is a motorcycle (not shown) having a 4-valve DOHC structure valve operating mechanism. Installed.
  • the directions of front, rear, left and right are based on a normal standard in which the straight direction of the motorcycle is the front, and in the drawings, FR is the front, RR is the rear, LH is the left, RH indicates the right side.
  • the internal combustion engine E is mounted horizontally on the vehicle with the crankshaft 10 oriented in the vehicle width direction (left-right direction) of the vehicle.
  • the crankcase 1 that supports the crankshaft 10 oriented in the left-right direction forms a crank chamber 1c in which the crankshaft 10 is disposed, and a transmission M is located behind the crank chamber 1c.
  • an oil pan chamber 1o that stores oil by being partitioned by a substantially horizontal partition wall 1h is integrally formed below the crank chamber 1c.
  • an internal combustion engine E is connected to a cylinder block 2 having a single cylinder 2a on a crank chamber 1c of the crankcase 1 and to the upper part of the cylinder block 2 via a gasket.
  • the engine main body is comprised of a cylinder head 3 and a cylinder head cover 4 that covers the top of the cylinder head 3.
  • the cylinder axis Lc which is the central axis of the cylinder 2 a of the cylinder block 2, is slightly inclined rearward, and the cylinder block 2, the cylinder head 3, and the cylinder head cover 4 stacked on the crankcase 1 are slightly rearward from the crankcase 1. It extends upward in a tilted posture.
  • An oil pan 5 that forms the oil pan chamber 1 o extends below the crankcase 1.
  • the main shaft 11 and the countershaft 12 of the transmission M are arranged in parallel to the crankshaft 10 and oriented in the horizontal direction (see FIG. 3).
  • 12 is an output shaft that penetrates the crankcase 1 to the left and protrudes to the outside.
  • the transmission M disposed in the transmission chamber 1m behind the crank chamber 1c includes the main shaft 11 and the counter shaft 12 provided with a main gear group 11g and a counter gear group 12g, respectively.
  • a shift change mechanism 15 having a shift drum 16 and shift forks 17a, 17b, 17c operated by a shift operation mechanism is provided.
  • the piston 20 and the crankshaft 10 reciprocating in the cylinder 2a of the cylinder block 2 are connected to each piston pin 20p and the crankpin 10p by connecting rods 21 supported at both ends.
  • the mechanism is configured.
  • the internal combustion engine E includes a variable valve device 40 having a DOHC structure in a four-valve system.
  • the cylinder head 3 has a combustion chamber 30 corresponding to the cylinder 2a and facing the top surface of the piston 20 in the cylinder axial direction, and an intake port 31i is provided from the combustion chamber 30. Two are curved forward and extend obliquely upward, and two exhaust ports 31e are curved and extended backward.
  • the two intake ports 31i, 31i merge on the upstream side, a throttle body 22 is interposed in an intake passage which is an extension thereof, and the upstream side of the intake passage of the throttle body 22 is opened.
  • a spark plug 23 is attached to the center of the ceiling wall of the combustion chamber 30 with its tip facing the combustion chamber 30.
  • An intake valve 41 and an exhaust valve 51 that are slidably supported by valve guides 32i and 32e that are integrally fitted to the cylinder head 3 are driven by a variable valve device 40 provided in the internal combustion engine E, thereby The intake opening of the port 31i and the exhaust opening of the exhaust port 31e are opened and closed in synchronization with the rotation of the crankshaft 10.
  • the variable valve operating device 40 is provided in a valve operating chamber 3 c formed by the cylinder head 3 and the cylinder head cover 4.
  • the cylinder head 3 includes a front side wall 3Fr, a rear side wall 3Rr, and left and right left side walls 3L, A rectangular shape is formed by the right side wall 3R, and a valve chamber 3c is partitioned by a bearing wall 3U formed parallel to the left side wall 3L to form a gear chamber 3g on the left side.
  • the valve operating chamber 3c is located above the combustion chamber 30, and is partitioned into left and right chambers by bearing walls 3V.
  • the bearing wall 3U that partitions the gear chamber 3g is formed with bearing concave surfaces 3Ui and 3Ue that form a semicircular arc surface in the front and rear, and the upper end surface of the bearing wall 3V that partitions the valve chamber 3c is a semicircular arc in the front and rear.
  • the bearing concave surfaces 3Vi and 3Ve which form a surface are formed, and a plug fitting cylindrical portion 3Vp into which the spark plug 23 is fitted is formed at the center.
  • An intake side camshaft 42 disposed on the left and right pair of intake valves 41, 41 in the left-right direction and a pair of left and right exhaust valves 51, 51 are disposed in the left-right direction.
  • the exhaust-side camshaft 52 is rotatably supported so as to be sandwiched between the bearing walls 3U, 3V perpendicular to the axial direction (left-right direction) of the cylinder head 3 and the camshaft holders 33, 34 (FIGS. 4 and 4). 10).
  • intake-side camshaft 42 has a bearing portion 42B whose left end is enlarged in diameter, and flange portions 42A and 42C are formed on the left and right sides of bearing portion 42B.
  • a spline shaft portion 42D having spline external teeth formed on the outer peripheral surface extends to the right side of the right flange portion 42C.
  • the intake side camshaft 42 has a hole 42h extending along the central axis from the right end surface through the spline shaft portion 42D to the inside of the bearing portion 42B, and radiates from the left end portion of the oil supply passage 42h.
  • An oil supply communication hole 42ha is formed in the direction to the outer peripheral surface of the bearing part 42B, and in the spline shaft part 42D, the cam communication oil hole 42hb and the bearing communication oil hole 42hc are arranged in the radial direction from the oil supply passage 42h in the three axial directions. , Cam communication oil hole 42hb is drilled. As shown in FIG.
  • the left cam communication oil hole 42hb, the central bearing communication oil hole 42hc, and the right cam communication oil hole 42hb are formed in three lines that circulate around the outer peripheral surface of the spline shaft portion 42D.
  • the cam outer circumferential groove 42bv, the bearing outer circumferential groove 42cv, and the cam outer circumferential groove 42bv are opened.
  • a plug member 45 is press-fitted at the right end of the oil supply passage 42h and closed.
  • inner circumferential oil grooves 3Uiv and 3Uev are formed in bearing concave surfaces 3Ui and 3Ue for bearing the intake side camshaft 42 and the exhaust side camshaft 52 in the bearing portion 3UA of the cylinder head 3, respectively.
  • a common oil passage 33s is formed in the camshaft holder 33 in the front-rear direction along the upper surface of the holder, and the common oil passage 33s is formed on the intake side camshaft 42 and the exhaust side. It passes over the bearing concave surfaces 33i and 33e bearing the camshaft 52 in common.
  • the common oil passage 33s passes through a bolt hole of a fastening bolt 38d described later.
  • Branch oil passages 33it and 33et branched from the common oil passage 33s are bored toward the mating surface with the bearing portion 3UA of the cylinder head 3 (see FIG. 7).
  • the branch oil passage 33it communicates with an inner peripheral oil groove 3Uiv opened on the rear side of the bearing concave surface 3Ui on the cylinder head 3, and the branch oil passage 33et is a bearing concave surface on the cylinder head 3 side. It communicates with the inner peripheral oil groove 3Uev opened on the front side of 3Ue.
  • the common oil passage 33s communicates with the vertical oil passage 33r at the rear end, and the vertical oil passage 33r communicates with the vertical oil passage 3Ur on the bearing wall 3U side of the cylinder head 3.
  • the oil passing through the vertical oil passage 3Ur of the cylinder head 3 flows into the common oil passage 33s via the vertical oil passage 33r on the camshaft holder 33 side, and is distributed from the common oil passage 33s to the branch oil passages 33it and 33et. Then, the oil is supplied to the front and rear inner peripheral oil grooves 3Uiv and 3Uev to lubricate the bearings of the intake side camshaft 42 and the exhaust side camshaft 52.
  • the oil supply communication hole 42ha of the bearing portion 42B of the intake side camshaft 42 opens into the inner peripheral oil groove 3Uiv (see FIGS. 7 and 10), and the oil passes through the oil supply communication hole 42ha from the inner peripheral oil groove 3Uiv. Then, the oil is supplied to the oil supply passage 42h of the intake camshaft 42.
  • the oil supply communication hole 52ha of the bearing portion 52B of the exhaust camshaft 52 opens into the inner peripheral oil groove 3Uev (see FIG. 7), and the oil passes through the oil supply communication hole 52ha from the inner peripheral oil groove 3Uev. The oil is supplied to the oil supply passage 52h of the exhaust camshaft 52.
  • the oil supplied to the oil supply passage 42h from the oil supply communication hole 42ha of the bearing portion 42B of the intake side camshaft 42 includes a cam communication oil hole 42hb, a bearing communication oil hole 42hc, and a cam communication oil. It is discharged from the hole 42hb to the outer peripheral surface of the spline shaft portion 42D.
  • the oil supplied to the oil supply passage 52h from the oil supply communication hole 52ha of the bearing portion 52B of the exhaust camshaft 52 is discharged from the same communication oil hole (not shown) to the outer peripheral surface of the spline shaft portion 52D.
  • the intake side cam carrier 43 which is a cylindrical member, is spline-fitted to the spline shaft portion 42D of the intake side camshaft 42. Accordingly, the intake side cam carrier 43 is prohibited from relative rotation with respect to the intake side camshaft 42 and is fitted so as to be slidable in the axial direction. Oil discharged from the cam communication oil hole 42hb, the bearing communication oil hole 42hc, and the cam communication oil hole 42hb is supplied to the spline fitting portion (see FIG. 10).
  • the intake side cam carrier 43 has a right side surface with which the left end portion of the intake side cam carrier 43 of the right side flange portion 42 ⁇ / b> C of the bearing portion 42 ⁇ / b> B, which is an enlarged diameter portion of the intake side camshaft 42, contacts.
  • a recess 42Ch into which the left end can be inserted is formed. While the necessary movement space of the intake side cam carrier 43 is secured by the recess 42Ch formed on the right side surface of the supported portion 42B of the intake side camshaft 42, the supported portion 42B of the intake side camshaft 42 is moved to the intake side cam carrier.
  • the intake camshaft 42 can be set short by moving toward the 43 side.
  • first cam lobes 43A and second cam lobes 43B having different cam profiles on the outer peripheral surface are adjacent to each other in the axial direction, and sandwich a cylindrical portion 43C to be supported having a predetermined width in the axial direction.
  • Each pair is formed on the left and right.
  • the first cam lobe 43A and the second cam lobe 43B adjacent to each other have the same outer diameter of the basic circle of the cam profile at the same circumferential position (see FIG. 8).
  • lead groove 44 circulates on the left side of left first cam lobe 43A in the left first cam lobe 43A and second cam lobe 43B. It has a formed lead groove cylindrical portion 43D, and has a right end cylindrical portion 43E on the right side of the right second cam lobe 43B in the pair of the right first cam lobe 43A and the second cam lobe 43B.
  • the outer diameter of the lead groove cylindrical portion 43D is smaller than the outer diameter of the same base circle of the first cam lobe 43A and the second cam lobe 43B (see FIG. 10).
  • the lead groove 44 of the lead groove cylindrical portion 43D is formed with an annular lead groove 44c that circulates in the circumferential direction in an annular shape at a predetermined position in the axial direction, and branches from the annular lead groove 44c to the left and right to a predetermined distance in the axial direction left and right.
  • a left shift lead groove 44l and a right shift lead groove 44r are formed spirally to a distant position (see FIGS. 4 and 10).
  • the left shift lead groove 44l is formed close to the left end surface of the intake side cam carrier 43. Therefore, the end portion of the intake side cam carrier 43 can be made as short as possible, and the axial width of the intake side cam carrier 43 itself can be kept small.
  • the left end portion of the intake cam carrier 43 when the left end portion of the intake cam carrier 43 is inserted into the recess 42Ch formed on the right side surface of the bearing portion 42B of the intake cam shaft 42, the left end surface of the intake cam carrier 43 is A part of the left shift lead groove 44l formed close to the groove is also inserted into the recess 42Ch, but the other part of the left shift lead groove 44l is exposed without entering the recess 42Ch. There is no hindrance to the engagement of the switching pin 73, and the cam can be switched.
  • bearing oil supply holes 43 ⁇ / b> Ca and 43 ⁇ / b> Cb communicating with the inside and the outside of the cylinder are formed in two axial directions in the bearing-supported cylindrical portion 43 ⁇ / b> C of the intake side cam carrier 43.
  • the first and second cam lobes 43A and 43B are also formed with cam oil supply holes 43Ah and 43Bh communicating from the inside to the outside of the cam surface of the basic circle (see FIGS. 9 and 10).
  • the intake-side cam carrier 43 and the exhaust-side cam carrier 53 rotate clockwise in a side view shown in FIG. 9, and the cam surface of the second cam lobe 43B shown in FIG. 9 of the rotating intake-side cam carrier 43 will be described later.
  • the intake rocker arm 72 is slid in contact with the intake rocker arm 72 and the intake valve 41 is operated.
  • the cam surface of the cam crest of the second cam lobe 43B has a side where the cam surface pressure increases first by sliding against the intake rocker arm 72 and a side where the cam surface pressure decreases after sliding against the intake rocker arm 72.
  • the cam oil supply hole 43Bh of the second cam lobe 43B opens at a position closer to the cam surface pressure increasing side than the cam surface pressure decreasing side of the cam crest of the cam surface of the basic circle of the second cam lobe 43B. It has been drilled.
  • the cam oil supply hole 43Ah of the first cam lobe 43A is also bored so as to open at a position near the side where the cam surface pressure increases on the cam surface of the basic circle of the first cam lobe 43A.
  • the cam oil supply holes in the first cam lobe 53A and the second cam lobe 53B of the exhaust side cam carrier 53 are also bored so as to open at a position near the side where the cam surface pressure increases on the cam surface of the basic circle of the first cam lobe 43A.
  • a cap member 46 having a bottomed cylindrical shape is fitted and covered on the right end cylindrical portion 43E of the intake side cam carrier 43.
  • an intake side driven gear 47 is coaxially fitted from the left side to the left flange portion 42A of the intake side camshaft 42 and fastened together by two screws 48, 48 (see FIG. 10).
  • the intake side cam carrier 43 is spline-fitted to the spline shaft portion 42D of the intake side camshaft 42 and the right end cylindrical portion 43E of the intake side cam carrier 43 is covered with the cap member 46.
  • the bearing portion 42B of the side camshaft 42 is rotatably supported by being sandwiched between a bearing concave surface 3Ui formed on the bearing wall 3U of the cylinder head 3 and a bearing concave surface 33i of the semicircular arc surface of the camshaft holder 33.
  • a cylindrical portion 43C of the intake side cam carrier 43 is supported between the bearing concave surface 3Vi formed on the bearing wall 3V of the cylinder head 3 and the bearing concave surface 34i of the semicircular arc surface of the camshaft holder 34 so as to be rotatably supported. .
  • the intake camshaft 42 is axially positioned such that the left and right flange portions 42A and 42C of the bearing portion 42B sandwich the bearing wall 3U of the cylinder head 3 and the camshaft holder 33, and is attached to the left flange portion 42A.
  • the intake side driven gear 47 is positioned in the gear chamber 3g.
  • the intake-side cam carrier 43 that is spline-fitted to the spline shaft portion 42D of the intake-side camshaft 42 that is axially positioned and rotated in this manner can move in the axial direction while rotating together with the intake-side camshaft 42. is there.
  • the intake side cam carrier 43 has a cylindrical portion 43C having a predetermined width in the axial direction that is supported by the bearing wall 3V of the cylinder head 3 and the camshaft holder 34.
  • the opposing second cam lobe 43B and the first cam lobe 43A facing to the right abut against the bearing wall 3V and the camshaft holder 34, thereby restricting the axial movement of the intake side cam carrier 43 (see FIG. 10).
  • the oil in the oil supply passage 42h of the intake side camshaft 42 flows from the cam communication oil hole 42hb, the bearing communication oil hole 42hc, the cam communication oil hole 42hb to the cam outer peripheral grooves 42bv, the bearing outer peripheral grooves 42cv,
  • Each of the spline shafts 42D is discharged into the cam outer circumferential groove 42bv to lubricate the spline fitting portion with the intake side cam carrier 43 on the outer periphery of the spline shaft portion 42D.
  • the bearing wall 3V and the camshaft holder 34 are in the same axial position, and the bearing-side cylindrical portion 43C of the intake-side cam carrier 43 that moves in the axial direction corresponding to the bearing communication oil hole 42hc has two bearing oil supply holes 43Ca. 43Cb, when the intake side cam carrier 43 is shifted to the left, as shown in FIG. 5, one bearing oil supply hole 43Cb faces the bearing communication oil hole 42hc, and during the right shift, the other bearing oil supply hole 43Ca is connected to the bearing communication. Because it faces the oil hole 42hc, the bearings at any shift Oil can be supplied and lubricated to the bearing concave surfaces 3Vi and 34i through either the oil supply hole 43Ca or the bearing oil supply hole 43Cb.
  • spherical engagement recesses are formed in the axial positions of the bearing oil supply holes 43Ca and 43Cb on the inner peripheral surface of the intake cam carrier 43, respectively.
  • the engagement ball urged by the coil spring built in the axial direction position of the bearing communication oil hole 42hc in the intake side camshaft 42 protrudes from the outer peripheral surface of the intake side camshaft 42 so as to be able to protrude and retract. It may be positioned by engaging with any of the engaging recesses.
  • the two engagement recesses and the engagement ball can be provided at any position in the axial direction of the intake side cam carrier 43 and the intake side camshaft 42 as long as the above positional relationship is maintained.
  • cam communication oil holes 42hb and 42hb on both sides of the bearing communication oil hole 42hc of the intake side camshaft 42 are in the same axial position as the intake valves 41 and 41 (and intake rocker arms 72 and 72 described later), respectively.
  • the second cam lobes 43B and 43B are at the same axial position (see FIG. 5)
  • the first cam lobes 43A and 43A are at the same axial position.
  • the exhaust side camshaft 52 has the same shape as the intake side camshaft 42, and the left flange portion 52A, the bearing portion 52B, the right flange portion 52C, and the spline shaft portion 52D are provided. It is formed in order.
  • the exhaust-side cam carrier 53 that is spline-fitted to the spline shaft portion 52D of the exhaust-side camshaft 52 has a pair of first cam lobes 53A having different cam profiles on the outer peripheral surface in the same manner as the intake-side cam carrier 43.
  • Two cam lobes 53B adjacent to the left and right in the axial direction are formed in pairs on the left and right, respectively, with a supported cylindrical portion 53C having a predetermined width in the axial direction.
  • the first cam lobe 53A and the second cam lobe 53B adjacent to each other have the same outer diameter of the basic circle of the cam profile.
  • the exhaust side cam carrier 53 has a lead groove formed in two locations, and the left side of the first cam lobe 53A in the left set.
  • the lead groove cylindrical portion 53D is formed so that the left lead groove 54 circulates, and the right lead groove 55 is formed so as to circulate on the right side of the second cam lobe 53B of the right set.
  • 53E, and a right end cylindrical portion 53F is provided on the right side of the lead groove cylindrical portion 53E.
  • the outer diameters of the lead groove cylindrical portions 53D and 53E are smaller than the outer diameters of the basic circles having the same diameter of the first cam lobe 53A and the second cam lobe 53B.
  • the lead groove 54 of the left lead groove cylindrical portion 53D is formed with an annular lead groove 54c that makes a round in the circumferential direction at a predetermined axial position close to the left end surface of the exhaust cam carrier 53.
  • a right shift lead groove 54r is spirally formed to a position branching to the right from the annular lead groove 54c and spaced a predetermined distance to the right in the axial direction.
  • the lead groove 55 of the right lead groove cylindrical portion 53E is formed with an annular lead groove 55c that makes a round in the circumferential direction at a predetermined position in the axial direction, is branched to the left from the annular lead groove 55c, and is separated by a predetermined distance to the left in the axial direction.
  • a left shift lead groove 55l is spirally formed.
  • a cap member 56 having a bottomed cylindrical shape is fitted and covered on the right end cylindrical portion 53F (see FIG. 11) of the exhaust-side cam carrier 53. Further, an exhaust side driven gear 57 is coaxially fitted from the left side to the left flange portion 52A of the exhaust side camshaft 52 and is integrally fastened by two screws 58, 58 (see FIGS. 4 and 5). .
  • the exhaust side cam carrier 53 is spline-fitted to the spline shaft portion 52D of the exhaust side camshaft 52 and the right end cylindrical portion 53F of the exhaust side cam carrier 53 is covered with the cap member 56. 6 is supported between the bearing concave surface 3Ue formed on the bearing wall 3U of the cylinder head 3 and the bearing concave surface of the semicircular arc surface of the camshaft holder 33 so that the bearing portion 52B of the exhaust camshaft 52 shown in FIG.
  • the supported cylindrical portion 53C of the exhaust cam carrier 53 is sandwiched between the bearing concave surface 3Ve formed on the bearing wall 3V of the cylinder head 3 and the bearing concave surface of the semicircular arc surface of the camshaft holder 34 so as to be rotatable. Is supported (see FIG. 4).
  • the exhaust camshaft 52 is axially positioned so that the left and right flange portions 52A and 52C of the bearing portion 52B sandwich the bearing wall 3U of the cylinder head 3 and the camshaft holder 33, and is attached to the left flange portion 52A.
  • the exhaust-side driven gear 57 is located in the gear chamber 3g.
  • the exhaust-side cam carrier 53 that is spline-fitted to the spline shaft portion 52D of the exhaust-side camshaft 52 that is positioned and rotated in the axial direction in this way can move in the axial direction while rotating together with the exhaust-side camshaft 52. is there.
  • the exhaust-side cam carrier 53 is supported on the left side with the bearing wall 3 ⁇ / b> V and the camshaft holder 34 sandwiched between the bearing wall 3 ⁇ / b> V of the cylinder head 3 and the camshaft holder 34 because the bearing-supported cylindrical portion 53 ⁇ / b> C has a predetermined width in the axial direction.
  • the movement of the exhaust cam carrier 53 in the axial direction is restricted by the second cam lobe 53B facing the first cam lobe 53A facing the right side contacting the bearing wall 3V and the camshaft holder 34.
  • oil supply path for lubricating the spline fitting portion of the exhaust side camshaft 52 and the exhaust side cam carrier 53 and other bearings is substantially the same as the structure of the intake side camshaft 42 and the intake side cam carrier 43.
  • the intake side driven gear 47 attached to the left side flange portion 42A of the intake side camshaft 42 and the exhaust side driven gear 57 attached to the left side flange portion 52A of the exhaust side camshaft 52 are arranged side by side in the gear chamber 3g. It is installed.
  • an idle gear 61 that meshes with both the intake-side driven gear 47 and the exhaust-side driven gear 57 of the same diameter before and after this is provided below the two.
  • the idle gear 61 has a larger diameter than the intake side driven gear 47 and the exhaust side driven gear 57, and as shown in FIG. 10, the gear chamber 3g is provided between the left side wall 3L of the cylinder head 3 and the bearing wall 3U.
  • the shaft is rotatably supported via a bearing 63 on a cylindrical support shaft 65 extending through the shaft.
  • the cylindrical support shaft 65 passes through the left side wall 3L and is fixed to the bearing wall 3U by a bolt 64.
  • the cylindrical support shaft 65 is fixed by clamping the inner race of the bearing 63 between the bearing 63 and the bearing wall 3U via the collar member 65a and tightening it with a bolt 64.
  • the idle gear 61 has a cylindrical boss portion 61b that fits in the outer race of the bearing 63 protruding to the right side, and an idle chain sprocket 62 is fitted on the outer periphery of the cylindrical boss portion 61b. ing.
  • the idle chain sprocket 62 has a large outer diameter that is substantially the same diameter as the idle gear 61.
  • the large-diameter idle chain sprocket 62 has an upper end of a bearing wall 3U that supports the bearing portion 42B of the intake side camshaft 42 and the bearing portion 52B of the exhaust side camshaft 52.
  • a bearing wall 3U that supports the bearing portion 42B of the intake side camshaft 42 and the bearing portion 52B of the exhaust side camshaft 52.
  • the bearing concave portion 3Ui, 3Ue (FIG. 7) of the bearing portion 3UA of the cylinder head 3 is sandwiched between the bearing portion 42B of the intake camshaft 42 and the bearing portion 52B of the exhaust camshaft 52 between the bearing concave surfaces 33i, 33e.
  • the supporting camshaft holder 33 is fastened by fastening bolts 38a and 38b with fastening sites 33a and 33b having bolt holes on both sides of the intake side camshaft 42, and an exhaust side camshaft 52.
  • Fastening portions 33c and 33d having bolt holes on both the front and rear sides are fastened by fastening bolts 38c and 38d.
  • the bearing wall 3U of the cylinder head 3 and the camshaft holder 33 are axially inward (right side) between the intake side camshaft 42 and the exhaust side camshaft 52. As shown in FIG. The bulging parts 3UB and 33B which bulge are formed.
  • the bulging portions 3UB and 33B bulge to a position where the lower idle chain sprocket 62 is avoided on the inner side (right side) in the axial direction.
  • the lead of the intake cam carrier 43 is bulged.
  • the groove cylindrical portion 43D is provided close to the front and rear in the same axial position as the groove cylindrical portion 43D.
  • the two inner fastening bolts 38b, 38c fasten fastening portions 33b, 33c provided in the bulging portion 33B see FIGS. 4 and 7).
  • the camshaft holder 34 that pivotally supports the bearing-side cylindrical portion 43C of the intake-side cam carrier 43 and the bearing-side cylindrical portion 53C of the exhaust-side cam carrier 53 between the bearing walls 3V. Both front and rear sides are fastened by fastening bolts 39a and 39b across the bearing cylindrical portion 43C, and both front and rear sides are fastened by fastening bolts 39c and 39d across the bearing cylindrical portion 53C.
  • a plug fitting cylindrical portion 34p connected to the plug fitting cylindrical portion 3Vp of the bearing wall 3V is formed (see FIG. 4).
  • a cam chain 66 is wound around a large-diameter idle chain sprocket 62.
  • the cam chain 66 on the other hand, is attached to a small-diameter drive chain sprocket 67 fitted to the lower crankshaft 10. It is wrapped around.
  • the cam chain 66 wound around the idle chain sprocket 62 and the drive chain sprocket 67 is given tension by the cam chain tensioner guide 68 and is guided by the cam chain guide 69 to rotate (see FIG. 2).
  • the rotation of the crankshaft 10 is transmitted to the idle chain sprocket 62 via the cam chain 66, the idle chain sprocket 62 rotates with the idle gear 61, and the rotation of the idle gear 61 meshes with the idle gear 61. Since the driven gear 47 and the exhaust side driven gear 57 are rotated, the intake side driven gear 47 rotates integrally with the intake side camshaft 42, and the exhaust side driven gear 57 rotates integrally with the exhaust side camshaft 52.
  • FIG. 11 is a perspective view showing only main elements of the intake side cam switching mechanism 70 and the exhaust side cam switching mechanism 80 of the variable valve operating apparatus 40.
  • An intake side cam carrier 43 and an exhaust side cam carrier 53 are spline-fitted to an intake side cam shaft 42 and an exhaust side cam shaft 52 that rotate in synchronization with the crankshaft 10, respectively.
  • An intake-side switching drive shaft 71 of the intake-side cam switching mechanism 70 is disposed in parallel with the intake-side camshaft 42 diagonally below the intake-side camshaft 42, and the exhaust-side An exhaust side switching drive shaft 81 of the cam switching mechanism 80 is disposed in parallel with the exhaust side cam shaft 52.
  • the intake side switching drive shaft 71 and the exhaust side switching drive shaft 81 are supported by the cylinder head 3.
  • the cylindrical portion 3A oriented in the left-right direction in the valve operating chamber 3c of the cylinder head 3 extends straight from the bearing wall 3U through the bearing wall 3V to the right side wall 3R at a slightly forward position from the center. Is formed.
  • a cylindrical portion 3B oriented in the left-right direction in the valve operating chamber 3c of the cylinder head 3 is formed in a straight line on the inner surface of the rear side wall 3Rr from the bearing wall 3U through the bearing wall 3V to the right side wall 3R.
  • the intake-side switching drive shaft 71 is inserted into the axial hole of the cylindrical portion 3A so as to be slidable in the axial direction
  • the exhaust-side switching drive shaft 81 is inserted into the axial hole of the cylindrical portion 3B so as to be slidable in the axial direction. It is.
  • the two portions corresponding to the left and right intake valves 41, 41 are missing at both sides of the cylindrical portion 3 ⁇ / b> A across the bearing wall 3 ⁇ / b> V, and the intake side switching drive shaft 71 is exposed.
  • the intake rocker arms 72 and 72 are pivotally supported by the exposed portion of the intake side switching drive shaft 71 so as to be swingable. That is, the intake side switching drive shaft 71 also serves as a rocker arm shaft.
  • the tip end portion of intake rocker arm 72 abuts on the upper end portion of intake valve 41, and the first cam lobe 43 ⁇ / b> A or second camber 43 is moved to the curved upper end surface of intake rocker arm 72 by the movement of intake side cam carrier 43.
  • One of the cam lobes 43B comes into sliding contact. Therefore, when the intake cam carrier 43 rotates, either the first cam lobe 43A or the second cam lobe 43B swings the intake rocker arm 72 according to the profile, and presses the intake valve 41 to thereby intake valve opening of the combustion chamber 30. open.
  • the distal end portion of exhaust rocker arm 82 abuts on the upper end portion of exhaust valve 51 and the curved upper end surface of exhaust rocker arm 82 is moved to the first cam lobe 53A or second by the movement of exhaust side cam carrier 53.
  • One of the cam lobes 53B comes into sliding contact. Therefore, when the exhaust cam carrier 53 rotates, either the first cam lobe 53A or the second cam lobe 53B swings the exhaust rocker arm 82 according to the profile, and presses the exhaust valve 51 to exhaust the exhaust valve port of the combustion chamber 30. open.
  • 3As and 3As are formed protruding toward the lead groove cylindrical portion 43D.
  • An inner hole of the cylindrical boss 3As penetrates the cylindrical portion 3A.
  • a first switching pin 73 and a second switching pin 74 are slidably inserted into the inner holes of the left and right cylindrical boss portions 3As, 3As, respectively.
  • the tip opening portion from which the first switching pin 73 (and the second switching pin 74) of the cylindrical boss portion 3As projects is a circle having the maximum cam crest diameter of the first cam lobe 43A and the second cam lobe 43B. And overlap in the axial direction (FIG. 8).
  • the intake side switching drive shaft 71 can be disposed as close as possible to the intake side camshaft 42, and the internal combustion engine E can be downsized.
  • the distal end cylindrical portion 73a and the proximal end cylindrical portion 73b are connected in a straight line by the intermediate connecting rod portion 73c.
  • the proximal cylindrical portion 73b has a smaller outer diameter than the distal cylindrical portion 73a.
  • an engagement end 73ae having a reduced diameter protrudes from the distal end cylindrical portion 73a.
  • An end surface of the base end cylindrical portion 73b on the side of the intermediate connecting rod portion 73c forms a conical end surface 73bt. Note that the end surface of the base end cylindrical portion 73b on the side of the intermediate connecting rod portion 73c may have a spherical shape.
  • the second switching pin 74 has the same shape as the first switching pin 73.
  • a long hole 71a that penetrates the shaft center is formed on the left side, and a circular hole 71b that penetrates the shaft center is formed at the left end of the long hole 71a.
  • the width of the long hole 71a is slightly larger than the diameter of the intermediate connecting rod portion 73c of the first switching pin 73, and the inner diameter of the circular hole 71b is slightly larger than the outer diameter of the base end cylindrical portion 73b. Smaller than the diameter.
  • one open end surface of the long hole 71a of the intake-side switching drive shaft 71 has a flat surface 71Cp that is fringed and inclined and linearly extends, and is recessed in a predetermined shape at a predetermined position in the middle thereof.
  • a cam surface 71C composed of the formed concave curved surface 71Cv is formed.
  • the first switching pin 73 is slidably engaged through the long hole 71a of the intake side switching drive shaft 71 through the intermediate connecting rod portion 73c.
  • the first switching pin 73 is assembled to the intake side switching drive shaft 71 as follows.
  • a coil spring 75 is provided around the first switching pin 73.
  • the coil spring 75 has an inner diameter larger than the outer diameter of the proximal cylindrical portion 73b and an outer diameter outside the distal cylindrical portion 73a. Since the first switching pin 73 is inserted into the coil spring 75 from the proximal cylindrical portion 73 b side, the end surface of the distal cylindrical portion 73 a on the intermediate connecting rod portion 73 c side comes into contact with the end portion of the coil spring 75.
  • the intake side switching drive shaft 71 is inserted into the shaft hole of the cylindrical portion 3A of the cylinder head 3 so that the circular hole 71b is coaxial with the inner hole of the cylindrical boss portion 3As formed in the cylindrical portion 3A.
  • the first switching pin 73 around which the coil spring 75 is provided is inserted into the inner hole of the cylindrical boss 3As from the base cylindrical part 73b side, the coil spring 75 is inserted into the inner hole of the cylindrical boss 3As.
  • the first switching pin 73 is slidably fitted (see FIG. 8), and the proximal end cylindrical portion 73b penetrates the circular hole 71b of the intake side switching drive shaft 71 inserted into the shaft hole of the cylindrical portion 3A. (See FIG. 13).
  • the intermediate connecting rod portion 73c of the first switching pin 73 is located at a position corresponding to the long hole 71a of the intake side switching drive shaft 71.
  • the intermediate connecting rod portion 73c enters the elongated hole 71a while the coil spring 75 is compressed.
  • the first switching pin 73 is a cam in which the conical end surface 73 bt of the base end cylindrical portion 73 b is the opening end surface of the long hole 71 a of the intake side switching drive shaft 71 by the biasing force of the coil spring 75.
  • the first switching pin 73 is assembled by being pressed and engaged with the surface 71C.
  • the intermediate connecting rod portion 73c passes through the long hole 71a of the intake side switching drive shaft 71, and is biased by the coil spring 75, so that the conical end surface 73bt of the proximal end cylindrical portion 73b is inhaled. Since the cam surface 71C, which is the opening end surface of the long hole 71a of the side switching drive shaft 71, is assembled in a state of being pressed and engaged, when the intake side switching drive shaft 71 moves in the axial direction, it is in a fixed position in the axial direction.
  • a linear motion cam mechanism Ca that moves forward and backward is configured.
  • the first switching pin 73 In the linear cam mechanism Ca, when the conical end surface 73bt of the first switching pin 73 contacts the flat surface 71Cp of the cam surface 71C of the intake side switching drive shaft 71, the first switching pin 73 is in the retracted position, When the intake side switching drive shaft 71 moves and the conical end surface 73bt comes into contact with the concave curved surface 71Cv of the cam surface 71C, the first switching pin 73 advances by the biasing force of the coil spring 75.
  • the second switching pin 74 has the same shape as the first switching pin 73, passes through the same long hole 71 a of the intake side switching drive shaft 71 in the same manner, and the urging force of the coil spring 75 causes the proximal cylindrical portion 74 b to The conical end surface 74bt is pressed and engaged with the cam surface 71C to constitute the linear motion cam mechanism Ca (see FIG. 14).
  • the first switching pin 73 and the second switching pin 74 are engaged with the intake side switching drive shaft 71 and assembled, the second switching pin 74 is assembled first.
  • a movement restricting hole 71z that is a long hole of a predetermined length is formed in the axial direction on the right side of the portion where the right intake rocker arm 72 of the intake side switching drive shaft 71 is pivotally supported.
  • the movement restricting pin 76 fitted in the small hole 3Ah drilled in the cylindrical portion 3A of the cylinder head 3 penetrates the movement restricting hole 71z, thereby the axial direction of the intake side switching drive shaft 71 Movement is restricted to movement between predetermined positions.
  • FIG. 14 shows a state in which the center of the concave curved surface 71Cv of the cam surface 71C of the intake side switching drive shaft 71 is at the position of the first switching pin 73, and the first switching pin 73 is conical end surface on the concave curved surface 71Cv.
  • the second switching pin 74 is in a position retreated by contacting the flat surface 71Cp of the cam surface 71C.
  • the conical end surface 73bt of the first switching pin 73 retreats up and down the inclined surface of the concave curved surface 71Cv from the center of the concave curved surface 71Cv, and comes into contact with the flat surface 71Cp.
  • the conical end surface 74bt descends from the flat surface 71Cp on the inclined surface of the concave curved surface 71Cv and comes into contact with the center of the concave curved surface 71Cv. In this way, the first switching pin 73 and the second switching pin 74 can be alternately advanced and retracted by the movement of the intake side switching drive shaft 71 in the axial direction.
  • a coil spring 75 is interposed between the leading end cylindrical portions 73a and 74a and the intake side switching drive shaft 71.
  • a coil spring may be interposed between the end surfaces of the end cylindrical portions 73b and 74b (the end surface opposite to the conical end surfaces 73b and 74bt) and the bottom surface of the hole formed in the cylindrical portion 3A.
  • a cylindrical boss is formed at a position corresponding to the lead groove cylindrical portion 53D of the exhaust cam carrier 53 on the left side of the exhaust rocker arm 82 in the center of the cylindrical portion 3B on the left side of the bearing wall 3V in the cylinder head 3.
  • the portion 3Bs is formed so as to protrude toward the lead groove cylindrical portion 53D (FIGS. 4 and 5), and at the center of the cylindrical portion 3B on the right side of the bearing wall 3V, on the right side of the exhaust rocker arm 82,
  • a cylindrical boss portion 3Bs is formed to project toward the lead groove cylindrical portion 53E at a location corresponding to the lead groove cylindrical portion 53E.
  • the exhaust-side switching drive shaft 81 is formed with elongated holes 81a 1 and 81a 2 penetrating through the axial center at portions separated from the left end and the right side, and the elongated holes 81a 1 and 81a. 2 is formed with circular holes 81b 1 and 81b 2 penetrating the center of the shaft.
  • the widths of the long holes 81a 1 and 81a 2 and the inner diameters of the circular holes 81b 1 and 81b 2 are the same as the long holes 71a and the circular holes 71b of the intake side switching drive shaft 71.
  • One open end of the long holes 81a 1 of the left exhaust side switching drive shaft 81 is edged and the flat surface 81Cp extending linearly inclined, concave surface 81Cv formed recessed in a predetermined shape on the left side It constitutes a cam surface 81C 1 comprising a.
  • one opening end face of the long hole 81a 2 of the right exhaust side switch drive shaft 81 includes a flat surface 81Cp extending linearly inclined been edging a predetermined shape on its right side constitutes a cam surface 81C 2 formed of a recessed formed concave surface 81Cv to.
  • the left and right elongated holes 81a 1 and 81a 2 and the left and right cam surfaces 81C 1 and 81C 2 of the exhaust side switching drive shaft 81 are formed symmetrically.
  • the first switching pin 83 is slidably engaged with the left long hole 81a 1 of the exhaust side switching drive shaft 81 through the intermediate connecting rod portion 83c, and the cam surface 81C is engaged. 1 constitutes a linear cam mechanism Cb.
  • a second switching pin 84 is slidably engaged, the translation cam mechanism Cc is constituted by the cam surface 81C 2 (FIG. 6, see FIG.
  • the assembling procedure is performed in the same manner as when assembling the intake side switching drive shaft 71 and the first switching pin 73 using the circular holes 81b 1 and 81b 2 .
  • the first switching pin 83 and the second switching pin 84 are assembled at the same time.
  • the movement limiting hole 81z is long hole of a predetermined length right in the axial direction next to the right of the long hole 81a 2 of the exhaust-side switching drive shaft 81 is formed, drilled in the cylindrical portion 3B of the cylinder head 3
  • the movement restriction pin 86 (FIG. 6) fitted in the small hole 3Bh passes through the movement restriction hole 81z, so that the movement in the axial direction of the exhaust side switching drive shaft 81 is restricted to movement between predetermined positions. .
  • Figure 15 is a right side of the flat surface 81Cp of the left cam surface 81C 1 of the exhaust-side switching drive shaft 81 shows a state in which the position of the first switching pin 83, the first switching pin 83 is a flat surface 81Cp to have a conical end surface 83bt a position regressed in contact with, the second switching pin 84 at this time is that the conical end face 83bt the concave surface 81Cv of right cam surface 81C 2 in contact with the advancing position (Fig. 6 reference).
  • the first switching pin 83 advances while the conical end surface 83bt abuts the inclined surface of the concave curved surface 81Cv from the flat surface 81Cp to the center of the downward concave curved surface 81Cv,
  • the conical end surface 84bt retreats from the center of the concave curved surface 81Cv with the inclined surface of the concave curved surface 81Cv coming into contact with the rising flat surface 81Cp.
  • the first switching pin 83 and the second switching pin 84 can be alternately advanced and retracted by the movement of the exhaust side switching drive shaft 81 in the axial direction.
  • the intake side cam switching mechanism 70 and the exhaust side cam switching mechanism 80 described above are located closer to the crankshaft 10 than the center axis line Ci of the intake side camshaft 42 and the center axis line Ce of the exhaust side camshaft 52, as shown in FIG.
  • One intake side cam switching mechanism 70 includes a central axis Ci of the intake camshaft 42 and includes an intake side plane Si parallel to the cylinder axis Lc and a central axis Ce of the exhaust camshaft 52. It is arranged between the exhaust side plane Se parallel to the axis Lc.
  • an intake side hydraulic actuator 77 that moves the intake side switching drive shaft 71 in the axial direction protrudes from the right side wall 3 ⁇ / b> R of the cylinder head 3, and an exhaust side switching drive shaft 81.
  • An exhaust side hydraulic actuator 87 that moves in the axial direction protrudes in line with the rear side of the intake side hydraulic actuator 77.
  • FIG. 16 shows the operation processes of the main members of the intake cam switching mechanism 70 in order over time.
  • the state shown in (1) of FIG. 16 is the valve operating characteristic set in the cam profile of the second cam lobe 43B when the intake cam carrier 43 is in the left position and the second cam lobe 43B acts on the intake rocker arm 72. In accordance with the intake valve 41.
  • the intake-side switching drive shaft 71 is also in the left position, the concave curved surface 71Cv of the cam surface 71C is at the position of the first switching pin 73, and the first switching pin 73 is in contact with the concave curved surface 71Cv to advance.
  • the intake side cam carrier 43 is engaged with the annular lead groove 44c of the lead groove cylindrical portion 43D.
  • the second switching pin 74 retreats in contact with the flat surface 71Cp of the cam surface 71C and is separated from the lead groove 44. Therefore, since the intake side cam carrier 43 that rotates by spline fitting with the intake side camshaft 42 is engaged with the first switching pin 73 in the annular lead groove 44c formed over the circumference in the circumferential direction. It does not move in the axial direction and is maintained at a predetermined position.
  • the second switching pin 74 abuts on the concave curved surface 71Cv and further advances to the right shift lead of the lead groove cylindrical portion 53D. It engages with the groove 44r (see (4) in FIG. 16).
  • the intake side cam carrier 43 When the second switching pin 74 is engaged with the right shift lead groove 44r, the intake side cam carrier 43 is guided by the right shift lead groove 44r and moves to the right in the axial direction while rotating (see (4) and (4) in FIG. See 5)).
  • the second switching pin 74 When the intake side cam carrier 43 moves to the right, the second switching pin 74 is engaged with the annular lead groove 44c, so that the intake side cam carrier 43 is maintained at the predetermined position moved to the right (FIG. 16).
  • the first cam lobe 43A acts on the intake rocker arm 72, and the intake valve 41 operates in accordance with the valve operating characteristic set in the cam profile of the first cam lobe 43A. To do.
  • the cam lobe acting on the intake valve 41 can be switched from the second cam lobe 43B to the first cam lobe 43A.
  • the second switching pin 74 retreats away from the annular lead groove 44c, and the first switching pin 73 advances and shifts to the left.
  • the intake cam carrier 43 is engaged with the lead groove 44l and guided to the left shift lead groove 44l to move to the left, and the cam lobe acting on the intake valve 41 is switched from the first cam lobe 43A to the second cam lobe 43B. be able to.
  • the state shown in (1) of FIG. 17 is the valve operating characteristic set in the cam profile of the second cam lobe 53B when the exhaust side cam carrier 53 is in the left position and the second cam lobe 53B acts on the intake rocker arm 72. In accordance with the intake valve 41.
  • the exhaust side switching drive shaft 81 is also in the left position, and the first switching pin 83 is in contact with the flat surface 81Cp of the left cam surface 81C1 and retreats away from the left lead groove 54, so that the right cam concave surface 81Cv of the surfaces 81C 2 is in the position of the second switching pin 84, the right lead groove 55 of the second switching pin 84 is advanced in contact with the concave surface 81Cv exhaust cam carrier 53 an annular lead groove 55c
  • the exhaust side cam carrier 53 is maintained in a predetermined position without moving in the axial direction.
  • the second switching pin 84 is guided by the inclined surface of the concave curved surface 81Cv, and the first switching pin 83 is moved to the flat surface 81Cp.
  • the first switching pin 83 and the second switching pin 84 are separated from the lead grooves 54 and 55 by substantially the same distance (see ((2) in FIG. 17). 3), then, instead of the second switching pin 84 contacting the flat surface 81Cp and further retreating, the first switching pin 83 contacts the concave curved surface 81Cv and proceeds further to shift the left lead groove 54 to the right. It engages with the lead groove 54r (see (4) in FIG. 17).
  • the exhaust cam carrier 53 When the first switching pin 83 is engaged with the right shift lead groove 54r, the exhaust cam carrier 53 is guided to the right shift lead groove 54r and moves to the right in the axial direction while rotating (see (4), (FIG. 17). See 5)).
  • the first switching pin 83 engages with the annular lead groove 54c, so that the exhaust side cam carrier 53 is maintained at a predetermined position moved to the right (FIG. 17).
  • the first cam lobe 53A acts on the exhaust rocker arm 82, and the exhaust valve 51 operates according to the valve operating characteristics set in the cam profile of the first cam lobe 53A. To do.
  • the cam lobe acting on the exhaust valve 51 can be switched from the second cam lobe 53B to the first cam lobe 53A.
  • the first switching pin 83 and the second switching pin 84 retreat and leave the annular lead groove 54c, and the second switching pin 84 is moved.
  • the exhaust cam carrier 53 moves to the left as guided by the left shift lead groove 55l and moves to the left, and the cam lobe acting on the exhaust valve 51 is moved from the first cam lobe 43A to the first cam lobe 43A. It is possible to switch to 2 cam lobe 43B.
  • the intake side cam switching mechanism 70 and the exhaust side cam switching mechanism 80 include a cylinder head on the crankshaft 10 side from the central axis Ci of the intake side camshaft 42 and the central axis Ce of the exhaust side camshaft 52. 3 and the intake side cam switching mechanism 70 is located between the central axes Ci and Ce. Therefore, the front-rear width of the internal combustion engine E is suppressed, and the intake side cam switching mechanism 70 and the exhaust side cam switching mechanism 80 are used.
  • the cylinder head cover 4 at the upper part of E does not protrude upward, and a space for mounting on the vehicle can be easily secured. In particular, it is suitable for mounting on a motorcycle having no room above the internal combustion engine.
  • the intake side cam switching mechanism 70 of the intake side cam switching mechanism 70 and the exhaust side cam switching mechanism 80 includes the central axis Ci of the intake side camshaft 42 and is parallel to the cylinder axis Lc. Since it is disposed between the plane Si and the exhaust side plane Se including the central axis Ce of the exhaust side camshaft 52 and parallel to the cylinder axis Lc, the width in the front-rear direction of the internal combustion engine E is suppressed and An increase in size can be prevented.
  • the intake-side cam switching mechanism 70 and the exhaust-side cam switching mechanism 80 are directly operated by moving the intake-side switching drive shaft 71 and the exhaust-side switching drive shaft 81 in the axial direction (left-right direction).
  • the first switching pins 73 and 83 and the second switching pins 74 and 84 can be moved back and forth in the direction perpendicular to the axial direction by the moving cam mechanisms Ca, Cb, and Cc, and the structure can be simplified by reducing the number of parts. Can do.
  • the intake side switching drive shaft 71 By arranging the intake side switching drive shaft 71 in parallel with the intake side camshaft 42, the distance between both axes can be reduced, and by arranging the exhaust side switching drive shaft 81 in parallel with the exhaust side camshaft 52, both axes The space can be reduced, and the increase in size of the internal combustion engine E can be suppressed.
  • variable valve operating apparatus is obtained by changing the arrangement of the exhaust side cam switching mechanism 80 in the variable valve operating apparatus 40 of the first embodiment, and the other structure is the same as that of the variable valve operating apparatus 40.
  • the same reference numerals are used for the members.
  • the exhaust-side cam switching mechanism 80 together with the intake-side cam switching mechanism 70, includes an intake-side plane Si including the central axis Ci of the intake-side camshaft 42 and parallel to the cylinder axis Lc, and the exhaust-side camshaft.
  • the exhaust side plane Se is disposed between the central axis Ce of the 52 and parallel to the cylinder axis Lc.
  • the exhaust side switching drive shaft 81 passes through the cylindrical portion 3B formed near the cylinder axis Lc of the cylinder head 3 so as to be slidable in the left-right direction, and the cylindrical portion 3B.
  • a cylindrical boss portion 3Bs is formed to project toward the lead groove cylindrical portion 53D.
  • a first switching pin 83 is slidably fitted into the lead groove cylindrical portion 53D, and the first switching pin 83 is an exhaust side switching drive shaft.
  • 81 is engaged through a linear cam mechanism, and the engagement end 83ae of the tip cylindrical portion 83a of the first switching pin 83 is slidably engaged with the lead groove 54 of the exhaust cam carrier 53.
  • the tip opening portion from which the first switching pin 83 (and the second switching pin 84) of the cylindrical boss 3 ⁇ / b> Bs projects is a circle with the maximum diameter of the cam crest of the first cam lobe 53 ⁇ / b> A and the second cam lobe 53 ⁇ / b> B. And in the axial direction (FIG. 18). Therefore, the exhaust side switching drive shaft 81 can be disposed as close as possible to the exhaust side camshaft 52, and the internal combustion engine E can be downsized.
  • the exhaust rocker arm 82 is also pivotally supported by the exhaust side switching drive shaft 81, the tip of the exhaust rocker arm 82 abuts on the upper end of the exhaust valve 51, and the exhaust cam on the curved upper end surface of the exhaust rocker arm 82 As the carrier 53 moves, either the first cam lobe 53A or the second cam lobe 53B comes into sliding contact.
  • the exhaust side cam switching mechanism 80 is formed symmetrically with the intake side cam switching mechanism 70 together with the exhaust rocker arm 82.
  • the exhaust side cam switching mechanism 80 and the intake side cam switching mechanism 70 both include the intake side plane Si including the central axis Ci of the intake side cam shaft 42 and parallel to the cylinder axis Lc and the central axis Ce of the exhaust side cam shaft 52. Since it is disposed between the exhaust side plane Se parallel to the axis Lc, the width of the internal combustion engine E in the front-rear direction can be further suppressed, and the internal combustion engine E can be prevented from being enlarged.
  • variable valve apparatus concerning embodiment concerning this invention was demonstrated, the aspect of this invention is not limited to the said embodiment, It implements in various aspects in the range of the summary of this invention. Including things.
  • the switching drive shaft is moved in the axial direction so that the switching pin is advanced and retracted by the linear cam mechanism.
  • the switching pin may be advanced and retracted in a direction perpendicular to the axial direction by rotating the surface.
  • the hydraulic actuator is used to drive the switching drive shaft, an electromagnetic solenoid, an electric motor, or the like may be used.
  • E Internal combustion engine, M ... Transmission, DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Crankcase, 2 ... Cylinder block, 2a ... Cylinder, 3 ... Cylinder head, 4 ... Cylinder head cover, 10 ... Crankshaft, 11 ... Main shaft, 12 ... Countershaft, 15 ... Shifting change mechanism, 40 ... Variable valve gear, 41 ... Intake valve, 42 ... Intake side camshaft, 43 ... Intake side cam carrier, 43A ... First cam lobe, 43B ... Second cam lobe, 43C ... Bearing-supported cylindrical part, 43D ... Lead groove cylinder 44, lead groove, 51 ... Exhaust valve, 52 ... Exhaust side camshaft, 53 ...
  • Exhaust side cam carrier 53A ... First cam lobe, 53B ... Second cam lobe, 53C ... Beared cylindrical part, 53D ... Lead groove cylindrical part, 53E ... Lead groove cylindrical 54 ... Left lead groove, 55 ... Right lead groove, 70 ... Intake side cam switching mechanism, 71 ... Intake side switching drive shaft, 72 ... Intake rocker arm, 73 ... First switching pin, 74 ... Second switching pin, 75 ... Coil spring, Ca ... Linear motion cam mechanism, 80 ... exhaust side cam switching mechanism, 81 ... exhaust side switching drive shaft, 82 ... exhaust rocker arm, 83 ... first switching pin, 84 ... second switching pin, 85 ... coil spring, Cb, Cc ... linear motion cam mechanism.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

内燃機関の可変動弁装置は、カムシャフト(42,52)の外周に、相対回転を禁止され軸方向に摺動可能に嵌合する円筒状カムキャリア(43,53)を備える。カムキャリア(43,53)は、その外周面にカムプロファイルの異なる複数のカムロブ(43A,43B,43B,53B)を軸方向に隣接して形成される。カムキャリア(43,53)を軸方向に移動して機関バルブ(41,51)に作動するカムロブを切替えるカム切替機構(70,80)が設けられ、カム切替機構(70,80)の少なくとも一方は、2本のカムシャフト(42,52)の各中心軸線(Ci,Ce)の間で、かつ中心軸線(Ci,Ce)より機関のクランクシャフト(10)側に配設される。

Description

可変動弁装置
 本発明は、内燃機関におけるバルブの作動特性を切替える可変動弁装置に関する。
 バルブ作動特性を決めるカムプロファイルが異なる複数のカムロブが外周面に形成されたカムキャリアが、カムシャフトに相対回転を禁止され軸方向に摺動可能に嵌合され、このカムキャリアを軸方向に移動することで、異なるカムロブをバルブに作動してバルブ作動特性を変える可変動弁装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
日本国特開2014-134165号公報
 特許文献1に開示された可変動弁装置では、シリンダヘッドに軸支されるカムシャフトに摺動可能に嵌合するカムキャリアに、周回するようにガイド溝(リード溝)が形成されており、同ガイド溝に切替ピンが係合することで、ガイド溝に案内されてカムキャリアが回転しながら軸方向に移動し、バルブを作動するカムロブを切替えることができる。
 詳説すると、ガイド溝の互いに対向する一対の側壁面がそれぞれ第1切替カムと第2切替カムを形成して、第1切替カムに第1切替ピンが接することでカムキャリアを第1カムロブがバルブに作用する第1位置に移動し、第2切替カムに第2切替ピンが接することカムキャリアを第2カムロブがバルブに作用する第2位置に移動する。
 第1切替ピンと第2切替ピンは、ガイド溝に係合・離脱すべく進退するように、第1切替ピンと第2切替ピンの端部にはそれぞれ油圧が作用する油圧回路が形成されている。
 第1切替ピンと第2切替ピンは、交互に進退して一方がガイド溝に係合するときは他方はガイド溝から離脱する必要がある。
 しかし、第1切替ピンと第2切替ピンは油圧により駆動されるので、交互に進退させることが必ずしも容易でなく誤作動し易い。
 そこで、第1切替ピンと第2切替ピンを平行に並置し、互いの対向する側面にラックを形成し、両ラックに同時に噛合するギアを間に介装することで、このギアが回転することにより第1切替ピンと第2切替ピンの一方が進行すると、他方が確実に退行するようにして誤作動を防止している。
 このような第1切替ピンと第2切替ピンを交互に進退してカムキャリアを移動して前記第1カムロブと第2カムロブを切替えてバルブに作動させるカム切替機構が、カムキャリアの上方のシリンダヘッドカバーに設けられている。
 特許文献1のカム切替機構は、第1切替ピンと第2切替ピンを間にギアを介装して交互に進退させる構造とともに、第1切替ピンと第2切替ピンを駆動する油圧回路が第1切替ピンと第2切替ピンの各端部にそれぞれ形成されており、全体で嵩張る構造である。
 かかる嵩張るカム切替機構が内燃機関の最上部のシリンダヘッドカバーに設けられているので、内燃機関本体が上方に大きく張り出し、車両に搭載する場合に、そのスペースを確保することが必要となる。
 特に自動二輪車等の小型車両においては、そのスペース確保が容易ではない。
 本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、内燃機関上部を上方に張り出すことなくカム切替機構を配設する可変動弁装置を供する点にある。
 上記目的を達成するために、本発明に係る可変動弁装置は、
 内燃機関のシリンダヘッドに回転自在に軸支された2本のカムシャフトと、内燃機関のクランクシャフトと、前記カムシャフトの外周に、それと同軸的に相対回転を禁止され軸方向に摺動可能に嵌合する円筒状部材であって、外周面に、機関バルブ作動用の、カムプロファイルの異なる複数のカムロブが軸方向に隣接して形成されたカムキャリアと、前記カムキャリアを軸方向に移動して前記バルブに作動するカムロブを切替えるカム切替機構と、を備えた内燃機関の可変動弁装置において、
 前記カム切替機構の少なくとも一方は、前記2本のカムシャフトの各中心軸線の間で、かつ中心軸線より前記クランクシャフトの側に配設されることを特徴とする。
 この構成によれば、カム切替機構が、2本のカムシャフトの各中心軸線の間で、かつ中心軸線よりクランクシャフト側に配設されるので、内燃機関の幅を抑制し、内燃機関の上部を上方に張り出させることがなく、車両への搭載するスペースを容易に確保することができる。
 本発明の好適な実施形態では、前記カムキャリアはその軸方向に変位可能で、外周面に周回するようにリード溝が形成され、前記カム切替機構は、前記カムキャリアの前記リード溝に係合・離脱可能に進退する切替ピンと、前記切替ピンを進退させて前記リード溝に係合・離脱させるカム機構を有する切替駆動シャフトとを備え、前記リード溝と、前記切替ピンを作動させる前記切替駆動シャフトとは、前記バルブに作動するカムロブを切替え可能に相互に連携している。
 この構成によれば、カム切替機構が、切替駆動シャフトの駆動がカム機構を介して切替ピンを進退させ、切替ピンが進行して係合したリード溝により、カムキャリアが回転しながら軸方向に案内されて移動し、バルブに作動するカムロブを切替える機構で、切替駆動シャフトの駆動により切替ピンを進退させてリード溝に係合・離脱することができ、部品点数を少なくして構造を簡素化することができる。
 本発明の好適な実施形態では、前記切替駆動シャフトは、前記カムシャフトと平行に配置される。
 この構成によれば、カムシャフトと平行に切替駆動シャフトを配置することで、両軸間を小さくでき、内燃機関の大型化を抑制することができる。
 本発明の好適な実施形態では、前記カムロブは、ロッカアームを介してバルブに作動し、前記ロッカアームは前記切替駆動シャフトに揺動自在に軸支する。
 この構成によれば、ロッカアームを軸支するのに、カム切替機構の切替駆動シャフトを利用しているので、部品点数を少なくし、構造を簡素化してコンパクトに構成することができる。
 本発明の好適な実施形態によれば、前記カムキャリアは、吸気バルブを作動する吸気側カムキャリアと排気バルブを作動する排気側カムキャリアとからなり、前記カムシャフトは、前記吸気側カムキャリアを嵌合支持する吸気側カムシャフトと前記排気側カムキャリアを嵌合支持する排気側カムシャフトとからなり、前記カム切替機構は、前記吸気側カムキャリアを軸方向に移動する吸気側カム切替機構と前記排気側カムキャリアを軸方向に移動する排気側カム切替機構とからなり、前記吸気側カム切替機構と前記排気側カム切替機構の少なくとも一方は、前記吸気側カムシャフトの中心軸線を含みシリンダ軸線に平行な吸気側平面と前記排気側カムシャフトの中心軸線を含みシリンダ軸線に平行な排気側平面との間に配設される。
 この構成によれば、吸気側カム切替機構と排気側カム切替機構の少なくとも一方は、吸気側カムシャフトの中心軸線を含みシリンダ軸線に平行な吸気側平面と排気側カムシャフトの中心軸線を含みシリンダ軸線に平行な排気側平面との間に配設されるので、内燃機関の前後方向または左右方向の幅を抑制して内燃機関の大型化を防止することができる。
 本発明は、カム切替機構が、2本のカムシャフトの各中心軸線の間で、かつ中心軸線よりクランクシャフト側に配設されるので、内燃機関の幅を抑制し、内燃機関上部を上方に張り出させることがなく、車両への搭載するスペースを容易に確保することができる。
本発明の第1の実施の形態に係る可変動弁装置を備えた内燃機関の右側面図である。 同内燃機関の一部カバーを外した左側面図である。 同内燃機関の一部省略し一部バルブの処で断面とした左側面図である。 シリンダヘッドカバーを外しシリンダヘッドを上方から視た上面図である。 さらにカムシャフトホルダを外し同シリンダヘッドを上方から視た上面図である。 さらにカムキャリアとともにカムシャフトを外し同シリンダヘッドを上方から視た上面図である。 図4におけるVII-VII線矢視断面図である。 シリンダヘッドカバーを加えた図4におけるVIII-VIII線矢視断面図である。 シリンダヘッドカバーを加えた図4におけるIX-IX線矢視断面図である。 図2におけるX-X矢視断面図である。 吸気側カム切替機構と排気側カム切替機構の主要な要素のみを示す斜視図である。 切替ピンの斜視図である。 吸気側切替駆動シャフトと第1切替ピンの分解斜視図である。 吸気側切替駆動シャフトに第1切替ピンと第2切替ピンを組付けた斜視図である。 排気側切替駆動シャフトに第1切替ピンを組付けた斜視図である。 吸気側カム切替機構の主要部材の動作過程を経時的に順に示した説明図である。 排気側カム切替機構の主要部材の動作過程を経時的に順に示した説明図である。 第2の実施の形態に係る可変動弁装置を備えた内燃機関の一部省略し一部切替ピンの処で断面とした左側面図である。
 以下、本発明に係る第1の実施の形態について図1ないし図17に基づいて説明する。
 本実施の形態に係る可変動弁装置40を備えた内燃機関Eは、水冷式の単気筒4ストローク内燃機関であり、4バルブ方式のDOHC構造の動弁機構を備えている図示しない自動二輪
車に搭載される。
 なお、本明細書の説明において、前後左右の向きは、自動二輪車の直進方向を前方とする通常の基準に従うものとし、図面において、FRは前方を,RRは後方を、LHは左方を,RHは右方を示すものとする。
 内燃機関Eは、クランクシャフト10を車両の車幅方向(左右方向)に指向させて横置きに車両に搭載される。
 この左右方向に指向したクランクシャフト10を軸支するクランクケース1は、図3を参照して、クランクシャフト10が配置されるクランク室1cを形成するとともに、クランク室1cの後方には変速機Mを収容するミッション室1mが形成され、クランク室1cの下方には略水平な仕切壁1hで仕切られてオイルを貯留するオイルパン室1oが一体に形成される構造をしている。
 図1ないし図3を参照して、内燃機関Eは、上記クランクケース1のクランク室1cの上に、1本のシリンダ2aを有するシリンダブロック2と、シリンダブロック2の上部にガスケットを介して結合されるシリンダヘッド3と、シリンダヘッド3の上部に被せられるシリンダヘッドカバー4とから構成される機関本体を備える。
 シリンダブロック2のシリンダ2aの中心軸線であるシリンダ軸線Lcは、若干後方に傾いており、クランクケース1の上に重ねられるシリンダブロック2,シリンダヘッド3,シリンダヘッドカバー4は、クランクケース1から若干後傾した姿勢で上方に延出している。
 また、クランクケース1の下方には、前記オイルパン室1oを形成するオイルパン5が延出している。
 クランクケース1のミッション室1mには、変速機Mのメインシャフト11とカウンタシャフト12とが、クランクシャフト10と平行に左右水平方向に指向して配設されており(図3参照)、カウンタシャフト12はクランクケース1を左方に貫通して外部に突出して出力シャフトとなっている。
 図3に示されるように、クランク室1cの後方のミッション室1mに配設される変速機Mは、メインギヤ群11gおよびカウンタギヤ群12gがそれぞれ設けられた前記メインシャフト11およびカウンタシャフト12と、変速操作機構により操作されるシフトドラム16およびシフトフォーク17a,17b,17cを有する変速切換え機構15とを備える。
 図3を参照して、シリンダブロック2のシリンダ2a内を往復動するピストン20とクランクシャフト10は、各々のピストンピン20pとクランクピン10pとに両端を支承されたコネクティングロッド21により連結されてクランク機構を構成している。
 本内燃機関Eは、4バルブ方式でDOHC構造の可変動弁装置40を備えている。
 図3を参照して、シリンダヘッド3には、シリンダ2aに対応して、シリンダ軸線方向でピストン20の頂面に対向して燃焼室30が構成され、燃焼室30からは、吸気ポート31iが2本前方に湾曲し斜め上方に延出するとともに、排気ポート31eが2本後方に湾曲して延出している。
 2本の吸気ポート31i,31iは、上流側で合流し、その延長である吸気通路にはスロットルボディ22が介装され、スロットルボディ22の吸気通路上流側は開放されている。
 燃焼室30の天井壁中央には点火プラグ23が先端を燃焼室30に臨ませて取り付けられる。
 シリンダヘッド3に一体に嵌着されたバルブガイド32i,32eにそれぞれ摺動可能に支持される吸気バルブ41および排気バルブ51は、内燃機関Eに備えられる可変動弁装置40により駆動されて、吸気ポート31iの吸気開口および排気ポート31eの排気開口をクランクシャフト10の回転に同期して開閉する。
 可変動弁装置40は、シリンダヘッド3とシリンダヘッドカバー4により形成される動弁室3c内に設けられる。
 可変動弁装置40の一部を外しシリンダヘッド3を上方から視た上面図である図6を参照して、シリンダヘッド3は、前後の前側壁3Fr,後側壁3Rrと左右の左側壁3L,右側壁3Rにより矩形状をなし、左側壁3Lに寄って平行に形成された軸受壁3Uにより動弁室3cを仕切って左側にギア室3gを形成している。
 また、動弁室3cは燃焼室30の上方に位置し、軸受壁3Vにより左右の室に仕切られている。
 ギア室3gを仕切る軸受壁3Uの上端面には、前後に半円弧面をなす軸受凹面3Ui,3Ueが形成され、動弁室3c内を仕切る軸受壁3Vの上端面には、前後に半円弧面をなす軸受凹面3Vi,3Veが形成されるとともに、中央に点火プラグ23を嵌挿するプラグ嵌挿筒部3Vpが形成されている。
 左右1対の吸気バルブ41,41の上を左右方向に指向して配設された吸気側カムシャフト42と左右1対の排気バルブ51,51の上を左右方向に指向して配設された排気側カムシャフト52が、シリンダヘッド3の軸方向(左右方向)に垂直な軸受壁3U,3Vとカムシャフトホルダ33,34に挟まれるようにして回転自在に軸支される(図4,図10参照)。
 図5および図10を参照して、吸気側カムシャフト42は、左端部が拡径した被軸受部42Bを有し、被軸受部42Bの左右にフランジ部42A,42Cが形成されている。
 右側フランジ部42Cの右側に外周面にスプライン外歯を形成したスプライン軸部42Dが延出している。
 吸気側カムシャフト42には、右端面からスプライン軸部42Dの内部を経て被軸受部42Bの内部まで中心軸に沿って給油路42hが穿穴されており、給油路42hの左端部からは放射方向に被軸受部42Bの外周面まで給油連通孔42haが形成されるとともに、スプライン軸部42Dでは軸方向に3か所ほど給油路42hから放射方向にカム連通油孔42hb,軸受連通油孔42hc,カム連通油孔42hbが穿孔されている。
 図10に示されるように、左側のカム連通油孔42hb,中央の軸受連通油孔42hc,右側のカム連通油孔42hbは、スプライン軸部42Dの外周面に周回するように形成された3条のカム外周溝42bv,軸受外周溝42cv,カム外周溝42bvにそれぞれ開口している。
 給油路42hの右端は栓部材45が圧入されて閉塞されている。
 シリンダヘッド3の軸受部3UAにおける吸気側カムシャフト42と排気側カムシャフト52を軸受する軸受凹面3Ui,3Ueには、図6および図7に示されるように、内周油溝3Uiv,3Uevが形成されている。
 一方、カムシャフトホルダ33には、図7を参照して、ホルダ上面に沿って前後方向に穿孔して共通油路33sが形成されており、共通油路33sは吸気側カムシャフト42と排気側カムシャフト52を軸受する各軸受凹面33i,33eの上方を共通に通っている。
 なお、共通油路33sは、後記する締結ボルト38dのボルト孔を途中経由している。
 この共通油路33sから分岐した枝油路33it,33etが、シリンダヘッド3の軸受部3UAとの合せ面に向けて穿設されている(図7参照)。
 図7に示されるように、枝油路33itは、シリンダヘッド3側の軸受凹面3Uiの後部側に開口した内周油溝3Uivに連通し、枝油路33etは、シリンダヘッド3側の軸受凹面3Ueの前部側に開口した内周油溝3Uevに連通する。
 共通油路33sは、後端で垂直油路33rと連通し、垂直油路33rはシリンダヘッド3の軸受壁3U側の垂直油路3Urに連通する。
 したがって、シリンダヘッド3の垂直油路3Urを通ったオイルは、カムシャフトホルダ33側の垂直油路33rを介して共通油路33sに流入し、共通油路33sから枝油路33it,33etに分配されて、前後の内周油溝3Uiv,3Uevに供給されて、吸気側カムシャフト42と排気側カムシャフト52の軸受を潤滑する。
 さらに、吸気側カムシャフト42の被軸受部42Bの給油連通孔42haは内周油溝3Uivに開口しており(図7,図10参照)、オイルは内周油溝3Uivから給油連通孔42haを通って吸気側カムシャフト42の給油路42hに供給される。
 同様に、排気側カムシャフト52の被軸受部52Bの給油連通孔52haは内周油溝3Uevに開口しており(図7参照)、オイルは内周油溝3Uevから給油連通孔52haを通って排気側カムシャフト52の給油路52hに供給される。
 そして、図10を参照して、吸気側カムシャフト42の被軸受部42Bの給油連通孔42haから給油路42hに供給されたオイルは、カム連通油孔42hb,軸受連通油孔42hc,カム連通油孔42hbからスプライン軸部42Dの外周面に排出される。
 排気側カムシャフト52の被軸受部52Bの給油連通孔52haから給油路52hに供給されたオイルは、図示しない同様の連通油孔からスプライン軸部52Dの外周面に排出される。
 吸気側カムシャフト42のスプライン軸部42Dには、円筒状部材である吸気側カムキャリア43がスプライン嵌合する。
 したがって、吸気側カムキャリア43は、吸気側カムシャフト42に対して相対回転を禁止されて軸方向に摺動可能に嵌合する。
 このスプライン嵌合部にカム連通油孔42hb,軸受連通油孔42hc,カム連通油孔42hbから排出されたオイルが供給される(図10参照)。
 図10に示されるように、吸気側カムシャフト42の拡径部である被軸受部42Bの右側フランジ部42Cの吸気側カムキャリア43の左端部が当接する右側面に、吸気側カムキャリア43の左端部が挿入可能な凹部42Chが形成されている。
 吸気側カムシャフト42の被軸受部42Bの右側面に形成された凹部42Chにより吸気側カムキャリア43の必要な移動スペースを確保しながら、吸気側カムシャフト42の被軸受部42Bを吸気側カムキャリア43側に寄せて吸気側カムシャフト42を短く設定できる。
 吸気側カムキャリア43は、外周面にカムプロファイルの異なる一対の第1カムロブ43Aと第2カムロブ43Bが軸方向左右に隣接したものが、軸方向で所定幅の被軸受円筒部43Cを間に挟んで左右に1組ずつそれぞれ形成されている。
 隣接する第1カムロブ43Aと第2カムロブ43Bは、カムプロファイルの基礎円の外径は互いに等しく同じ周方向位置にある(図8参照)。
 図5および図10を参照して、吸気側カムキャリア43は、左側の第1カムロブ43Aと第2カムロブ43Bの組のうち左側の第1カムロブ43Aより左側に、リード溝44が周回するように形成されたリード溝円筒部43Dを有し、右側の第1カムロブ43Aと第2カムロブ43Bの組のうち右側の第2カムロブ43Bより右側に、右端円筒部43Eを有する。
 リード溝円筒部43Dの外径は、第1カムロブ43Aと第2カムロブ43Bの同径の基礎円の外径より小さい(図10参照)。
 リード溝円筒部43Dのリード溝44は、軸方向所定位置で円環状に周方向に一周する環状リード溝44cが形成されるとともに、環状リード溝44cから左右に枝分かれして軸方向左右に所定距離離れた位置まで螺旋状に左シフトリード溝44lと右シフトリード溝44rが形成されている(図4,図10参照)。
 左シフトリード溝44lは、吸気側カムキャリア43の左端面に近接して形成されている。
 したがって、吸気側カムキャリア43の端部をできるだけ短くして吸気側カムキャリア43自体の軸方向幅を小さく抑えることができる。
 図10に示されるように、吸気側カムシャフト42の被軸受部42Bの右側面に形成された凹部42Chに吸気側カムキャリア43の左端部が挿入されたとき、吸気側カムキャリア43の左端面に近接して形成された左シフトリード溝44lの一部も凹部42Chに挿入されるが、左シフトリード溝44lのその他の部分は凹部42Chに入らずに露出しているので、後記する第1切替ピン73の係合には支障はなく、カム切替えが可能である。
 図10を参照して、吸気側カムキャリア43の被軸受円筒部43Cには、軸方向2カ所に円筒の内外を連通する軸受給油孔43Ca,43Cbが形成されている。
 また、第1カムロブ43Aおよび第2カムロブ43Bにも内側から基礎円のカム面の外側に連通するカム給油孔43Ah,43Bhがそれぞれ形成されている(図9,図10参照)。
 吸気側カムキャリア43および排気側カムキャリア53は、図9に示す側面視で時計回りに回転し、回転する吸気側カムキャリア43の図9に示される第2カムロブ43Bのカム面は、後記する吸気ロッカアーム72に摺接して吸気ロッカアーム72を揺動し吸気バルブ41を作動する。
 第2カムロブ43Bのカム山のカム面には、先に吸気ロッカアーム72に摺接してカム面圧が上昇する側とその後で吸気ロッカアーム72に摺接してカム面圧が下降する側とがあるが、第2カムロブ43Bのカム給油孔43Bhは、第2カムロブ43Bの基礎円のカム面のうちカム山のカム面圧が下降する側よりカム面圧が上昇する側に近い位置に開口するように穿設されている。
 第1カムロブ43Aのカム給油孔43Ahも同様に、第1カムロブ43Aの基礎円のカム面のうちカム面圧が上昇する側に近い位置に開口するように穿設されている。
 また排気側カムキャリア53の第1カムロブ53Aおよび第2カムロブ53Bにおけるカム給油孔も同様である。
 吸気側カムキャリア43の右端円筒部43Eには、有底円筒状をしたキャップ部材46が嵌合して被せられる。
 また、吸気側カムシャフト42の左側フランジ部42Aには、吸気側被動ギア47が同軸に左側から嵌合して2本のねじ48,48により一体に締結される(図10参照)。
 図10を参照して、吸気側カムシャフト42のスプライン軸部42Dに吸気側カムキャリア43をスプライン嵌合し、吸気側カムキャリア43の右端円筒部43Eにキャップ部材46を被せた状態で、吸気側カムシャフト42の被軸受部42Bがシリンダヘッド3の軸受壁3Uに形成された軸受凹面3Uiとカムシャフトホルダ33の半円弧面の軸受凹面33iに挟まれて回転自在に軸支されるとともに、吸気側カムキャリア43の被軸受円筒部43Cがシリンダヘッド3の軸受壁3Vに形成された軸受凹面3Viとカムシャフトホルダ34の半円弧面の軸受凹面34iに挟まれて回転自在に軸支される。
 吸気側カムシャフト42は、被軸受部42Bの左右のフランジ部42A,42Cがシリンダヘッド3の軸受壁3Uとカムシャフトホルダ33を挟むようにして軸方向の位置決めがなされており、左側フランジ部42Aに取り付けられた吸気側被動ギア47はギア室3g内に位置する。
 このように軸方向の位置決めがなされて回転する吸気側カムシャフト42のスプライン軸部42Dにスプライン嵌合された吸気側カムキャリア43は、吸気側カムシャフト42とともに回転しながら軸方向に移動可能である。
 吸気側カムキャリア43は、軸方向で所定幅の被軸受円筒部43Cがシリンダヘッド3の軸受壁3Vとカムシャフトホルダ34により軸受されるので、軸受壁3Vとカムシャフトホルダ34を挟んで左側に対向する第2カムロブ43Bと右側に対向する第1カムロブ43Aが、軸受壁3Vとカムシャフトホルダ34に当接することにより吸気側カムキャリア43の軸方向の移動が規制される(図10参照)。
図10を参照して、吸気側カムシャフト42の給油路42h内のオイルは、カム連通油孔42hb,軸受連通油孔42hc,カム連通油孔42hbから各カム外周溝42bv,軸受外周溝42cv,カム外周溝42bvにそれぞれ吐出されてスプライン軸部42Dの外周の吸気側カムキャリア43とのスプライン嵌合部を潤滑するとともに、吸気側カムシャフト42の被軸受部42Bの軸受連通油孔42hcは、軸受壁3Vとカムシャフトホルダ34と同じ軸方向位置にあり、同軸受連通油孔42hcに対応して軸方向に移動する吸気側カムキャリア43の被軸受円筒部43Cには2つの軸受給油孔43Ca,43Cbがあり、吸気側カムキャリア43の左シフト時は図5に示すように一方の軸受給油孔43Cbが軸受連通油孔42hcに対向し、右シフト時は他方の軸受給油孔43Caが軸受連通油孔42hcに対向するので、いずれのシフト時も軸受給油孔43Caまたは軸受給油孔43Cbのいずれかを介して軸受凹面3Vi,34iにオイルが供給され潤滑することができる。
 なお、吸気側カムキャリア43の軸方向移動を規制して位置決めするのに、吸気側カムキャリア43の内周面における軸受給油孔43Ca,43Cbの軸方向位置にそれぞれ球面状の係合凹部を形成し、吸気側カムシャフト42内の軸受連通油孔42hcの軸方向位置に内装されたコイルばねにより付勢された係合ボールが、吸気側カムシャフト42の外周面から出没自在に突出して2つの係合凹部のいずれかに係合して位置決めされるようにしてもよい。
 2つの係合凹部と係合ボールは、上記位置関係を保てば、吸気側カムキャリア43と吸気側カムシャフト42の軸方向のどの位置にでも設けることができる。
 また、吸気側カムシャフト42の軸受連通油孔42hcの両側のカム連通油孔42hb,42hbは、それぞれ吸気バルブ41,41(および後記する吸気ロッカアーム72,72)と同じ軸方向位置にあって、吸気側カムキャリア43の左シフト時には、第2カムロブ43B,43Bが同じ軸方向位置となり(図5参照)、吸気側カムキャリア43の右シフト時には、第1カムロブ43A,43Aが同じ軸方向位置となる。
 したがって、吸気側カムキャリア43が左シフトしたときは、図10に示されるように、第2カムロブ43B,43Bのカム給油孔43Bh,43Bhが吸気側カムシャフト42のカム連通油孔42hb,42hbに対向して、第2カムロブ43B,43Bのカム面にオイルが供給され吸気ロッカアーム72,72との摺接部を潤滑する。
 吸気側カムキャリア43が右シフトしたときは、第1カムロブ43A,43Aのカム給油孔43Ah,43Ahが吸気側カムシャフト42のカム連通油孔42hb,42hbに対向して第1カムロブ43A,43Aのカム面にオイルが供給され吸気ロッカアーム72,72との摺接部を潤滑する。
 このように、左右いずれのシフト時もカムロブ43A,43Bと吸気ロッカアーム72との摺接部にオイルを供給して潤滑することができる。
 図5に示すように、一方で、排気側カムシャフト52は、吸気側カムシャフト42と同じ形状をしており、左側フランジ部52A,被軸受部52B,右側フランジ部52C,スプライン軸部52Dが順に形成されている。
 そして、排気側カムシャフト52のスプライン軸部52Dにスプライン嵌合される排気側カムキャリア53は、吸気側カムキャリア43と同じように、外周面にカムプロファイルの異なる一対の第1カムロブ53Aと第2カムロブ53Bが軸方向左右に隣接したものが、軸方向で所定幅の被軸受円筒部53Cを間に挟んで左右に1組ずつそれぞれ形成されている。
 隣接する第1カムロブ53Aと第2カムロブ53Bは、カムプロファイルの基礎円の外径は互いに等しい。
 しかし、図4および図11を参照して、排気側カムキャリア53は、吸気側カムキャリア43と異なり、リード溝が2カ所に分かれて形成されており、左側の組の第1カムロブ53Aの左側に、左側リード溝54が周回するように形成されたリード溝円筒部53Dを有し、右側の組の第2カムロブ53Bの右側に右側リード溝55が周回するように形成されたリード溝円筒部53Eを有し、このリード溝円筒部53Eの右側に右端円筒部53Fを有する。
 リード溝円筒部53D,53Eの外径は、第1カムロブ53Aと第2カムロブ53Bの同径の基礎円の外径より小さい。
 図4および図5を参照して、左側のリード溝円筒部53Dのリード溝54は、排気側カムキャリア53の左端面に近接する軸方向所定位置で周方向に一周する環状リード溝54cが形成され、環状リード溝54cから右に枝分かれして軸方向右に所定距離離れた位置まで螺旋状に右シフトリード溝54rが形成されている。
 右側のリード溝円筒部53Eのリード溝55は、軸方向所定位置で周方向に一周する環状リード溝55cが形成され、環状リード溝55cから左に枝分かれして軸方向左に所定距離離れた位置まで螺旋状に左シフトリード溝55lが形成されている。
 排気側カムキャリア53の右端円筒部53F(図11参照)には、有底円筒状をしたキャップ部材56が嵌合して被せられる。
 また、排気側カムシャフト52の左側フランジ部52Aには、排気側被動ギア57が同軸に左側から嵌合して2本のねじ58,58により一体に締結される(図4,図5参照)。
 図5を参照して、排気側カムシャフト52のスプライン軸部52Dに排気側カムキャリア53をスプライン嵌合し、排気側カムキャリア53の右端円筒部53Fにキャップ部材56を被せた状態で、図6に示される排気側カムシャフト52の被軸受部52Bをシリンダヘッド3の軸受壁3Uに形成された軸受凹面3Ueとカムシャフトホルダ33の半円弧面の軸受凹面に挟まれて回転自在に軸支されるとともに、排気側カムキャリア53の被軸受円筒部53Cをシリンダヘッド3の軸受壁3Vに形成された軸受凹面3Veとカムシャフトホルダ34の半円弧面の軸受凹面に挟まれて回転自在に軸支される(図4参照)。
 排気側カムシャフト52は、被軸受部52Bの左右のフランジ部52A,52Cがシリンダヘッド3の軸受壁3Uとカムシャフトホルダ33を挟むようにして軸方向の位置決めがなされており、左側フランジ部52Aに取り付けられた排気側被動ギア57はギア室3g内に位置する。
 このように軸方向の位置決めがなされて回転する排気側カムシャフト52のスプライン軸部52Dにスプライン嵌合された排気側カムキャリア53は、排気側カムシャフト52とともに回転しながら軸方向に移動可能である。
 排気側カムキャリア53は、軸方向で所定幅の被軸受円筒部53Cがシリンダヘッド3の軸受壁3Vとカムシャフトホルダ34により軸受されるので、軸受壁3Vとカムシャフトホルダ34を挟んで左側に対向する第2カムロブ53Bと右側に対向する第1カムロブ53Aが、軸受壁3Vとカムシャフトホルダ34に当接することにより排気側カムキャリア53の軸方向の移動が規制される。
 なお、排気側カムシャフト52と排気側カムキャリア53のスプライン嵌合部やその他の軸受を潤滑するオイルの供給経路は、吸気側カムシャフト42と吸気側カムキャリア43の構造と略同じである。
 吸気側カムシャフト42の左側フランジ部42Aに取り付けられた吸気側被動ギア47と排気側カムシャフト52の左側フランジ部52Aに取り付けられた排気側被動ギア57は、ギア室3gに前後に並んで配設されている。
 図2に示されるように、この前後の同径の吸気側被動ギア47と排気側被動ギア57の双方に噛合するアイドルギア61が、両者の間の下方に設けられる。
 アイドルギア61は、吸気側被動ギア47および排気側被動ギア57より大径のギアであり、図10に示されるように、シリンダヘッド3の左側壁3Lと軸受壁3Uとの間にギア室3gを貫通して架設される円筒状支軸65にベアリング63を介して回転自在に軸支されている。
 円筒状支軸65は左側壁3Lを貫通してボルト64により軸受壁3Uに固定される。
 円筒状支軸65は、大径部端面がベアリング63のインナレースをカラー部材65aを介して軸受壁3Uとの間に挟み、ボルト64により締付けて固定される。
 図10を参照して、アイドルギア61は、ベアリング63のアウタレースに嵌合する円筒ボス部61bが右側に突出して形成されており、この円筒ボス部61bの外周にアイドルチェーンスプロケット62が嵌着されている。
 アイドルチェーンスプロケット62は、アイドルギア61と略同径の大きな外径を有する。
 この大径のアイドルチェーンスプロケット62は、図7および図10に示されるように、吸気側カムシャフト42の被軸受部42Bおよび排気側カムシャフト52の被軸受部52Bを支持する軸受壁3Uの上端の軸受凹面3Ui,3Ueを形成する軸受部3UAと同じ軸方向(左右方向)位置にあって、軸受部3UAの下方に位置する。
 シリンダヘッド3の軸受部3UAの軸受凹面3Ui,3Ue(図7)に吸気側カムシャフト42の被軸受部42Bと排気側カムシャフト52の被軸受部52Bを、軸受凹面33i,33eで挟んで軸支するカムシャフトホルダ33は、図4に示すように、吸気側カムシャフト42を挟んで前後両側のボルト孔を有する締結部位33a,33bが締結ボルト38a,38bにより締結され、排気側カムシャフト52を挟んで前後両側のボルト孔を有する締結部位33c,33dが締結ボルト38c,38dにより締結される。
 シリンダヘッド3の軸受部3UAの下方に大径のアイドルチェーンスプロケット62が配置されるので、4本の締結ボルト38a,38b,38c,38dのうち前後外側2本の締結ボルト38a,38dは、アイドルチェーンスプロケット62を間に挟んで両側の締結部位33a,33dを締結する(図4,図7参照)。
 また、シリンダヘッド3の軸受壁3Uとカムシャフトホルダ33には、図4および図5に示されるように、吸気側カムシャフト42と排気側カムシャフト52との間に軸方向内側(右側)に膨出した膨出部3UB,33Bが形成されている。
 この膨出部3UB,33Bは、下方のアイドルチェーンスプロケット62を軸方向内側(右側)に避けた位置まで膨出しており、図4および図5に示されるように、吸気側カムキャリア43のリード溝円筒部43Dと軸方向位置を同じくして互いに前後に近接して設けられている。
 前記4本の締結ボルト38a,38b,38c,38dのうち内側2本の締結ボルト38b,38cは、この膨出部33Bに設けられた締結部位33b,33cを締結する(図4,図7参照)。
 図4を参照して、吸気側カムキャリア43の被軸受円筒部43Cと排気側カムキャリア53の被軸受円筒部53Cを軸受壁3Vとの間に挟んで軸支するカムシャフトホルダ34は、被軸受円筒部43Cを挟んで前後両側を締結ボルト39a,39bにより締結され、被軸受円筒部53Cを挟んで前後両側を締結ボルト39c,39dにより締結される。
 カムシャフトホルダ34の中央には、軸受壁3Vのプラグ嵌挿筒部3Vpに連結するプラグ嵌挿筒部34pが形成されている(図4参照)。
 図2を参照して、大径のアイドルチェーンスプロケット62にはカムチェーン66が巻き掛けられ、同カムチェーン66は、一方で、下方のクランクシャフト10に嵌着された小径の駆動チェーンスプロケット67に巻き掛けられている。
 アイドルチェーンスプロケット62と駆動チェーンスプロケット67に巻き掛けられたカムチェーン66は、カムチェーンテンショナガイド68により張力を与えられ、カムチェーンガイド69にガイドされて回動する(図2参照)。
 したがって、クランクシャフト10の回転が、カムチェーン66を介してアイドルチェーンスプロケット62に伝達されて、アイドルチェーンスプロケット62をアイドルギア61とともに回転し、アイドルギア61の回転がアイドルギア61と噛合する吸気側被動ギア47と排気側被動ギア57を回転させるので、吸気側被動ギア47が吸気側カムシャフト42と一体に回転し、排気側被動ギア57が排気側カムシャフト52と一体に回転する。
 図11は、可変動弁装置40の吸気側カム切替機構70と排気側カム切替機構80の主要な要素のみを示す斜視図である。
 クランクシャフト10に同期して回転する吸気側カムシャフト42と排気側カムシャフト52に、それぞれ吸気側カムキャリア43と排気側カムキャリア53がスプライン嵌合している。
 吸気側カムシャフト42の後斜め下方に吸気側カム切替機構70の吸気側切替駆動シャフト71が吸気側カムシャフト42と平行に配設されるとともに、排気側カムシャフト52の後斜め下方に排気側カム切替機構80の排気側切替駆動シャフト81が排気側カムシャフト52と平行に配設される。
 吸気側切替駆動シャフト71および排気側切替駆動シャフト81は、シリンダヘッド3に支持される。
 図6を参照して、シリンダヘッド3の動弁室3cに左右方向に指向した筒状部3Aが、中央より若干前寄り位置に軸受壁3Uから軸受壁3Vを貫いて右側壁3Rまで一直線に形成されている。
 また、シリンダヘッド3の動弁室3cに左右方向に指向した筒状部3Bが、後側壁3Rrの内面に軸受壁3Uから軸受壁3Vを貫いて右側壁3Rまで一直線に形成されている。
 筒状部3Aの軸孔に吸気側切替駆動シャフト71が軸方向に摺動自在に嵌挿され、筒状部3Bの軸孔に排気側切替駆動シャフト81が軸方向に摺動自在に嵌挿される。
 図7,図8に示すように、筒状部3Aにおける軸受壁3Vを挟んだ両側位置で、左右の吸気バルブ41,41にそれぞれ対応する2カ所が欠損して吸気側切替駆動シャフト71が露出しており、この吸気側切替駆動シャフト71の露出した部分に吸気ロッカアーム72,72が揺動自在に軸支される。
 すなわち、吸気側切替駆動シャフト71はロッカアームシャフトを兼ねる。
 図11を参照して、吸気ロッカアーム72の先端部は、吸気バルブ41の上端部に当接し、吸気ロッカアーム72の湾曲した上端面には吸気側カムキャリア43の移動により第1カムロブ43Aまたは第2カムロブ43Bのいずれかが摺接する。
 したがって、吸気側カムキャリア43が回転すると、第1カムロブ43Aまたは第2カムロブ43Bのいずれかが、そのプロファイルに従って吸気ロッカアーム72を揺動し、吸気バルブ41を押圧して燃焼室30の吸気弁口を開く。
 同様に、筒状部3Bにおける軸受壁3Vを挟んだ両側位置で、左右の排気バルブ51,51にそれぞれ対応する2カ所が欠損して排気側切替駆動シャフト81が露出しており、この排気側切替駆動シャフト81の露出した部分に,排気ロッカアーム82が揺動自在に軸支される(図6参照)。
 すなわち、排気側切替駆動シャフト81はロッカアームシャフトを兼ねる。
 図11を参照して、排気ロッカアーム82の先端部は、排気バルブ51の上端部に当接し、排気ロッカアーム82の湾曲した上端面には排気側カムキャリア53の移動により第1カムロブ53Aまたは第2カムロブ53Bのいずれかが摺接する。
 したがって、排気側カムキャリア53が回転すると、第1カムロブ53Aまたは第2カムロブ53Bのいずれかが、そのプロファイルに従って排気ロッカアーム82を揺動し、排気バルブ51を押圧して燃焼室30の排気弁口を開く。
 図5および図6を参照して、筒状部3Aの軸受壁3U寄りの位置で、吸気側カムキャリア43のリード溝円筒部43Dに対応する箇所に、左右に隣接して2つの円筒ボス部3As,3Asがリード溝円筒部43Dに向けて突出して形成されている。
 円筒ボス部3Asの内側の孔は、筒状部3Aを貫通している。
 この左右の円筒ボス部3As,3Asの各内側の孔には、それぞれ第1切替ピン73と第2切替ピン74が摺動自在に嵌挿される。
 図8を参照して、円筒ボス部3Asの第1切替ピン73(および第2切替ピン74)が突出する先端開口部は、第1カムロブ43Aおよび第2カムロブ43Bのカム山の最大径の円と軸方向視(図8)で重なる。
 すなわち、カム山の小さい第1カムロブ43Aの最大径の円が円筒ボス部3Asの先端開口部と重なる。
 よって、吸気側カムシャフト42に吸気側切替駆動シャフト71をできるだけ近づけて配設することができ、内燃機関Eの小型化を図ることができる。
 図12を参照して、第1切替ピン73は、先端円柱部73aと基端円柱部73bとを中間連結棒部73cが一直線に連結している。
 先端円柱部73aより基端円柱部73bは外径が小さい。
 また、先端円柱部73aには縮径した係合端73aeがさらに突出している。
 基端円柱部73bの中間連結棒部73c側の端面は円錐状をした円錐端面73btを形成している。
 なお、基端円柱部73bの中間連結棒部73c側の端面は、球面状をしていてもよい。
 第2切替ピン74も第1切替ピン73と同じ形状を有している。
 一方で、吸気側切替駆動シャフト71は、図13に示されるように、左側に軸中心を貫通する長孔71aが形成され、同長孔71aの左端に軸中心を貫通する円孔71bが形成されている。
 長孔71aの幅は、第1切替ピン73の中間連結棒部73cの径より若干大きく、円孔71bの内径は、基端円柱部73bの外径より若干大きいが、先端円柱部73aの外径よりは小さい。
 図13を参照して、吸気側切替駆動シャフト71の長孔71aの一方の開口端面は、縁取りされて傾斜して直線的に延びる平坦面71Cpと、その途中所定位置に所定の形状に凹んで形成された凹曲面71Cvとからなるカム面71Cを構成している。
 図14に示すように、第1切替ピン73は、吸気側切替駆動シャフト71の長孔71aに中間連結棒部73cが貫通して摺動可能に係合する。
 吸気側切替駆動シャフト71に第1切替ピン73を組付けるには、次のようにする。
 図13に示されるように、第1切替ピン73にコイルばね75を周設するが、コイルばね75は、内径が基端円柱部73bの外径より大きく、外径が先端円柱部73aの外径より小さいので、コイルばね75に第1切替ピン73を基端円柱部73b側から挿入すると、先端円柱部73aの中間連結棒部73c側の端面がコイルばね75の端部に当接する。
 そして、シリンダヘッド3の筒状部3Aの軸孔に吸気側切替駆動シャフト71を挿入し、その円孔71bが筒状部3Aに形成された円筒ボス部3Asの内側の孔と同軸になるようにしておき、コイルばね75が周設された第1切替ピン73を円筒ボス部3Asの内側の孔に基端円柱部73b側から挿入すると、円筒ボス部3Asの内側の孔にコイルばね75ごと第1切替ピン73が摺動可能に嵌挿され(図8参照)、さらに筒状部3Aの軸孔に挿入された吸気側切替駆動シャフト71の円孔71bを基端円柱部73bが貫通する(図13参照)。
 第1切替ピン73の基端円柱部73bが吸気側切替駆動シャフト71の円孔71bを貫通しても、コイルばね75は貫通できず、コイルばね75は端部が円孔71bの開口端面に当接して先端円柱部73aの端面との間で圧縮される。
 この基端円柱部73bが円孔71bを貫通した状態で、第1切替ピン73の中間連結棒部73cが吸気側切替駆動シャフト71の長孔71aに対応する位置にあるので、吸気側切替駆動シャフト71を左方に移動すると、コイルばね75が圧縮された状態で中間連結棒部73cが長孔71aに入っていく。
 すると、図14に示されるように、第1切替ピン73はコイルばね75の付勢力により基端円柱部73bの円錐端面73btが、吸気側切替駆動シャフト71の長孔71aの開口端面であるカム面71Cに押圧されて係合することで、第1切替ピン73が組付けられる。
 このように、第1切替ピン73は、中間連結棒部73cが吸気側切替駆動シャフト71の長孔71aを貫通し、コイルばね75により付勢されて基端円柱部73bの円錐端面73btが吸気側切替駆動シャフト71の長孔71aの開口端面であるカム面71Cに押圧され係合された状態に組付けられるので、吸気側切替駆動シャフト71が軸方向に移動すると、軸方向定位置にあって摺動する第1切替ピン73の基端円柱部73bの円錐端面73btが当接するカム面71Cが摺動し、カム面71Cの形状に案内されて第1切替ピン73が軸方向と直角方向に進退する直動カム機構Caが構成されている。
 直動カム機構Caは、第1切替ピン73の円錐端面73btが、吸気側切替駆動シャフト71のカム面71Cのうち平坦面71Cpに当接するときは、第1切替ピン73は後退位置にあり、吸気側切替駆動シャフト71が移動してカム面71Cのうち凹曲面71Cvに円錐端面73btが当接するようになると、コイルばね75の付勢力により第1切替ピン73は進行するものである。
 第2切替ピン74も第1切替ピン73と同じ形状を有して、同じように吸気側切替駆動シャフト71の同じ長孔71aを貫通し、コイルばね75の付勢力により基端円柱部74bの円錐端面74btがカム面71Cに押圧されて係合し、直動カム機構Caを構成して組付けられる(図14参照)。
 なお、第1切替ピン73と第2切替ピン74を吸気側切替駆動シャフト71に係合して組付けるときは、第2切替ピン74の方を先に組付ける。
 なお、図4に示すように、吸気側切替駆動シャフト71の右側の吸気ロッカアーム72が軸支される部位の右側に軸方向に所定長さの長孔である移動規制孔71zが形成されており(図11参照)、シリンダヘッド3の筒状部3Aに穿孔された小孔3Ahに嵌挿された移動規制ピン76が移動規制孔71zを貫通することで、吸気側切替駆動シャフト71の軸方向の移動が所定位置間の移動に規制される。
 図14に示されるように、第1切替ピン73と第2切替ピン74は、吸気側切替駆動シャフト71の共通の長孔71aを貫通して互いに平行に並んで配設される。
 図14は、吸気側切替駆動シャフト71のカム面71Cのうち凹曲面71Cvの中央が、第1切替ピン73の位置にある状態を示しており、第1切替ピン73が凹曲面71Cvに円錐端面73btを当接して進行した位置にあり、第2切替ピン74はカム面71Cのうち平坦面71Cpに当接して退行した位置にある。
 この状態から吸気側切替駆動シャフト71が右方に移動すると、第1切替ピン73は円錐端面73btが凹曲面71Cvの中央から凹曲面71Cvの傾斜面を上り退行して平坦面71Cpに当接し、第2切替ピン74は円錐端面74btが平坦面71Cpから凹曲面71Cvの傾斜面を下り進行して凹曲面71Cvの中央に当接する。
 このように、吸気側切替駆動シャフト71の軸方向の移動により第1切替ピン73と第2切替ピン74を交互に進退させることができる。
 なお、第1,第2切替ピン73,74を進行方向に付勢するのに、先端円柱部73a,74aと吸気側切替駆動シャフト71との間にコイルばね75が介装されたが、基端円柱部73b,74bの端面(円錐端面73b,74btと反対側の端面)と筒状部3Aに形成された穴の底面との間にコイルばねを介装してもよい。
 図6を参照して、シリンダヘッド3における軸受壁3Vの左側の筒状部3Bの中央で排気ロッカアーム82の左側に、排気側カムキャリア53のリード溝円筒部53Dに対応する箇所に、円筒ボス部3Bsがリード溝円筒部53D(図4、図5)に向けて突出して形成されるとともに、軸受壁3Vの右側の筒状部3Bの中央で排気ロッカアーム82の右側に、排気側カムキャリア53のリード溝円筒部53Eに対応する箇所に、円筒ボス部3Bsがリード溝円筒部53Eに向けて突出して形成されている。
 排気側切替駆動シャフト81は、図11に示すように、左側端部と右側に離れた部位に、それぞれ軸中心を貫通する長孔81a,81aが形成され、同長孔81a,81aの左端に軸中心を貫通する円孔81b,81bが形成されている。
 長孔81a,81aの幅および円孔81b,81bの内径は、前記吸気側切替駆動シャフト71の長孔71aおよび円孔71bと同じである。
 排気側切替駆動シャフト81の左側の長孔81aの一方の開口端面は、縁取りされて傾斜して直線的に延びる平坦面81Cpと、その左寄りに所定の形状に凹んで形成された凹曲面81Cvとからなるカム面81Cを構成している。
 また、図11に示すように、排気側切替駆動シャフト81の右側の長孔81aの一方の開口端面は、縁取りされて傾斜して直線的に延びる平坦面81Cpと、その右寄りに所定の形状に凹んで形成された凹曲面81Cvとからなるカム面81Cを構成している。
 排気側切替駆動シャフト81の左右の長孔81a,81aおよび左右のカム面81C,81Cは、左右対称に形成されている。
 図15を参照して、排気側切替駆動シャフト81の左側の長孔81aには、第1切替ピン83が、中間連結棒部83cが貫通して摺動可能に係合し、カム面81Cにより直動カム機構Cbが構成される。
 同様に、排気側切替駆動シャフト81の右側の長孔81aには、第2切替ピン84が、摺動可能に係合し、カム面81Cにより直動カム機構Ccが構成される(図6,図11参照)。
 組付け手順は、円孔81b,81bを利用して、前記吸気側切替駆動シャフト71と第1切替ピン73の組付けときと同じように行われる。
 第1切替ピン83と第2切替ピン84は同時に組付けられる。
 なお、排気側切替駆動シャフト81の右側の長孔81aの右隣りに軸方向に所定長さの長孔である移動規制孔81zが形成されており、シリンダヘッド3の筒状部3Bに穿孔された小孔3Bhに嵌挿された移動規制ピン86(図6)が移動規制孔81zを貫通することで、排気側切替駆動シャフト81の軸方向の移動が所定位置間の移動に規制される。
 図15は、排気側切替駆動シャフト81の左側のカム面81Cのうち右側の平坦面81Cpが、第1切替ピン83の位置にある状態を示しており、第1切替ピン83が平坦面81Cpに円錐端面83btを当接して退行した位置にあり、このとき第2切替ピン84は、右側のカム面81Cのうち凹曲面81Cvに円錐端面83btを当接して進行した位置にある(図6参照)。
 この状態から排気側切替駆動シャフト81が右方に移動すると、第1切替ピン83は円錐端面83btが平坦面81Cpから凹曲面81Cvの傾斜面を下り凹曲面81Cvの中央に当接して進行し、第2切替ピン84は円錐端面84btが凹曲面81Cvの中央から凹曲面81Cvの傾斜面を上り平坦面81Cpに当接して退行する。
 このように、排気側切替駆動シャフト81の軸方向の移動により第1切替ピン83と第2切替ピン84を交互に進退させることができる。
 以上の吸気側カム切替機構70と排気側カム切替機構80は、図8に示されるように、吸気側カムシャフト42の中心軸線Ciおよび排気側カムシャフト52の中心軸線Ceよりクランクシャフト10側に配設されるとともに、一方の吸気側カム切替機構70は、吸気側カムシャフト42の中心軸線Ciを含みシリンダ軸線Lcに平行な吸気側平面Siと排気側カムシャフト52の中心軸線Ceを含みシリンダ軸線Lcに平行な排気側平面Seとの間に配設されている。
 図1,図4を参照して、シリンダヘッド3の右側壁3Rには、吸気側切替駆動シャフト71を軸方向に移動する吸気側油圧アクチュエータ77が突設されるとともに、排気側切替駆動シャフト81を軸方向に移動する排気側油圧アクチュエータ87が吸気側油圧アクチュエータ77の後方に並んで突設されている。
 吸気側カム切替機構70により吸気側カムキャリア43を移動して、第1カムロブ43Aと第2カムロブ43Bを切替えて吸気ロッカアーム72に作用させるときの吸気側カム切替機構70の動きを、図16の説明図に基づいて説明する。
 図16は、吸気側カム切替機構70の主要部材の動作過程を経時的に順に示している。
 図16の(1)に示す状態は、吸気側カムキャリア43が左側位置にあって、第2カムロブ43Bが吸気ロッカアーム72に作用して、第2カムロブ43Bのカムプロファイルに設定されたバルブ作動特性に従って吸気バルブ41が動作している。
 このとき、吸気側切替駆動シャフト71も左側位置にあって、カム面71Cのうち凹曲面71Cvが第1切替ピン73の位置にあって、第1切替ピン73が凹曲面71Cvに当接して進行し吸気側カムキャリア43のリード溝円筒部43Dの環状リード溝44cに係合している。
 第2切替ピン74は、カム面71Cの平坦面71Cpに当接して退行しリード溝44から離れている。
 したがって、吸気側カムシャフト42にスプライン嵌合して回転する吸気側カムキャリア43は、周方向に一周に亘って形成された環状リード溝44cに第1切替ピン73が係合しているので、軸方向に移動せず所定位置に維持されている。
 この状態から吸気側油圧アクチュエータ77により吸気側切替駆動シャフト71が右方向に移動すると、第1切替ピン73は凹曲面71Cvの傾斜面に案内されて退行し、第2切替ピン74は平坦面71Cpから凹曲面71Cvの傾斜面に案内されて進行し(図16の(2)参照)、第1切替ピン73と第2切替ピン74がリード溝44から略同じ距離離れ(図16の(3)参照)、次いで、第1切替ピン73が平坦面71Cpに当接してさらに退行する代わりに、第2切替ピン74が凹曲面71Cvに当接してさらに進行してリード溝円筒部53Dの右シフトリード溝44rに係合する(図16の(4)参照)。
 第2切替ピン74が右シフトリード溝44rに係合すると、吸気側カムキャリア43は、右シフトリード溝44rに案内されて回転しながら軸方向右側に移動する(図16の(4),(5)参照)。
 吸気側カムキャリア43が右方に移動すると、第2切替ピン74は環状リード溝44cに係合することになるので、吸気側カムキャリア43は右方に移動した所定位置で維持され(図16の(5)参照)、このとき、第2カムロブ43Bに代わって第1カムロブ43Aが吸気ロッカアーム72に作用して、第1カムロブ43Aのカムプロファイルに設定されたバルブ作動特性に従って吸気バルブ41が動作する。
 このように、吸気側切替駆動シャフト71を右方に移動することで、吸気バルブ41に作用するカムロブを、第2カムロブ43Bから第1カムロブ43Aに切り替えることができる。
 また、この状態から、逆に吸気側切替駆動シャフト71を左方に移動することで、第2切替ピン74が退行して環状リード溝44cから離れ、第1切替ピン73が進行して左シフトリード溝44lに係合して、左シフトリード溝44lに案内されて吸気側カムキャリア43は左方に移動し、吸気バルブ41に作用するカムロブを、第1カムロブ43Aから第2カムロブ43Bに切り替えることができる。
 次に、排気側カム切替機構80の動きを、図17の説明図に基づいて説明する。
 図17の(1)に示す状態は、排気側カムキャリア53が左側位置にあって、第2カムロブ53Bが吸気ロッカアーム72に作用して、第2カムロブ53Bのカムプロファイルに設定されたバルブ作動特性に従って吸気バルブ41が動作している。
 このとき、排気側切替駆動シャフト81も左側位置にあって、第1切替ピン83は左側のカム面81C1の平坦面81Cpに当接して退行して左側リード溝54から離れており、右側のカム面81Cのうち凹曲面81Cvが第2切替ピン84の位置にあって、第2切替ピン84が凹曲面81Cvに当接して進行し排気側カムキャリア53の右側リード溝55の環状リード溝55cに係合して、排気側カムキャリア53は軸方向に移動せず所定位置に維持されている。
 この状態から排気側油圧アクチュエータ87により排気側切替駆動シャフト81が右方向に移動すると、第2切替ピン84は凹曲面81Cvの傾斜面に案内されて退行し、第1切替ピン83は平坦面81Cpから凹曲面81Cvの傾斜面に案内されて進行し(図17の(2)参照)、第1切替ピン83と第2切替ピン84がリード溝54,55から略同じ距離離れ(図17の(3)参照)、次いで、第2切替ピン84が平坦面81Cpに当接してさらに退行する代わりに、第1切替ピン83が凹曲面81Cvに当接してさらに進行して左側リード溝54の右シフトリード溝54rに係合する(図17の(4)参照)。
 第1切替ピン83が右シフトリード溝54rに係合すると、排気側カムキャリア53は、右シフトリード溝54rに案内されて回転しながら軸方向右側に移動する(図17の(4),(5)参照)。
 排気側カムキャリア53が右方に移動すると、第1切替ピン83は環状リード溝54cに係合することになるので、排気側カムキャリア53は右方に移動した所定位置で維持され(図17の(5)参照)、このとき、第2カムロブ53Bに代わって第1カムロブ53Aが排気ロッカアーム82に作用して、第1カムロブ53Aのカムプロファイルに設定されたバルブ作動特性に従って排気バルブ51が動作する。
 このように、排気側切替駆動シャフト81を右方に移動することで、排気バルブ51に作用するカムロブを、第2カムロブ53Bから第1カムロブ53Aに切り替えることができる。
 また、この状態から、逆に排気側切替駆動シャフト81を左方に移動することで、第1切替ピン83第2切替ピン84が退行して環状リード溝54cから離れ、第2切替ピン84が進行して左シフトリード溝55lに係合して、左シフトリード溝55lに案内されて排気側カムキャリア53は左方に移動し、排気バルブ51に作用するカムロブを、第1カムロブ43Aから第2カムロブ43Bに切り替えることができる。
 以上、詳細に説明した本発明に係る可変動弁装置の一実施の形態では、以下に記す効果を奏する。
 図8に示されるように、吸気側カム切替機構70と排気側カム切替機構80が、吸気側カムシャフト42の中心軸線Ciおよび排気側カムシャフト52の中心軸線Ceよりクランクシャフト10側のシリンダヘッド3に配設され、吸気側カム切替機構70は中心軸線Ci,Ceの間にあるので、内燃機関Eの前後幅を抑制し、吸気側カム切替機構70および排気側カム切替機構80により内燃機関Eの上部のシリンダヘッドカバー4を上方に張り出させることがなく、車両への搭載するスペースを容易に確保することができる。
 特に、内燃機関の上方に余裕がない自動二輪車に搭載するのに適している。
 図8に示されるように、吸気側カム切替機構70と排気側カム切替機構80のうち吸気側カム切替機構70は、吸気側カムシャフト42の中心軸線Ciを含みシリンダ軸線Lcに平行な吸気側平面Siと排気側カムシャフト52の中心軸線Ceを含みシリンダ軸線Lcに平行な排気側平面Seとの間に配設されるので、内燃機関Eの前後方向の幅を抑制して内燃機関Eの大型化を防止することができる。
 図11に示されるように、吸気側カム切替機構70および排気側カム切替機構80は、吸気側切替駆動シャフト71および排気側切替駆動シャフト81が軸方向(左右方向)に移動することで、直動カム機構Ca,Cb,Ccにより第1切替ピン73,83と第2切替ピン74,84を軸方向と直角な方向に進退させることができ、部品点数を少なくして構造を簡素化することができる。
 吸気側カムシャフト42と平行に吸気側切替駆動シャフト71を配置することで、両軸間を小さくでき、また排気側カムシャフト52と平行に排気側切替駆動シャフト81を配置することで、両軸間を小さくでき、内燃機関Eの大型化を抑制することができる。
 図11に示されるように、ロッカアーム72,82を軸支するのに、カム切替機構70,80の切替駆動シャフト71,81を利用しているので、部品点数を少なくし、構造を簡素化してコンパクトに構成することができる。
 次に、第2の実施の形態に係る可変動弁装置について図18に示し説明する。
 本可変動弁装置は、前記第1の実施の形態の可変動弁装置40における排気側カム切替機構80の配置を変えたものであり、その他の構造は、可変動弁装置40と同じであり、部材の符号は同じものを用いる。
 図18を参照して、本排気側カム切替機構80は、吸気側カム切替機構70とともに、吸気側カムシャフト42の中心軸線Ciを含みシリンダ軸線Lcに平行な吸気側平面Siと排気側カムシャフト52の中心軸線Ceを含みシリンダ軸線Lcに平行な排気側平面Seとの間に配設される。
 すなわち、排気側カム切替機構80は、排気側切替駆動シャフト81がシリンダヘッド3のシリンダ軸線Lc寄りに形成された筒状部3Bを左右方向に摺動自在に貫通しており、筒状部3Bに円筒ボス部3Bsがリード溝円筒部53Dに向けて突出して形成され、リード溝円筒部53Dに第1切替ピン83が摺動自在に嵌挿され、第1切替ピン83は排気側切替駆動シャフト81と直動カム機構を介して係合し、第1切替ピン83の先端円柱部83aの係合端83aeが排気側カムキャリア53のリード溝54に摺動自在に係合する。
 図18を参照して、円筒ボス部3Bsの第1切替ピン83(および第2切替ピン84)が突出する先端開口部は、第1カムロブ53Aおよび第2カムロブ53Bのカム山の最大径の円と軸方向視(図18)で重なる。
 よって、排気側カムシャフト52に排気側切替駆動シャフト81をできるだけ近づけて配設することができ、内燃機関Eの小型化を図ることができる。
 排気ロッカアーム82も排気側切替駆動シャフト81に揺動自在に軸支され、排気ロッカアーム82の先端部は、排気バルブ51の上端部に当接し、排気ロッカアーム82の湾曲した上端面には排気側カムキャリア53の移動により第1カムロブ53Aまたは第2カムロブ53Bのいずれかが摺接する。
 この排気側カム切替機構80は排気ロッカアーム82とともに、吸気側カム切替機構70と前後対称に形成されている。
 排気側カム切替機構80と吸気側カム切替機構70が、ともに吸気側カムシャフト42の中心軸線Ciを含みシリンダ軸線Lcに平行な吸気側平面Siと排気側カムシャフト52の中心軸線Ceを含みシリンダ軸線Lcに平行な排気側平面Seとの間に配設されるので、内燃機関Eの前後方向の幅を一層抑制することができ、内燃機関Eの大型化を防止することができる。
 以上、本発明に係る実施の形態に係る可変動弁装置について説明したが、本発明の態様は、上記実施の形態に限定されず、本発明の要旨の範囲で、多様な態様で実施されるものを含むものである。
 例えば、本実施の形態では、カム切替機構において、切替駆動シャフトを軸方向に移動することで、直動カム機構により切替ピンを進退させていたが、切替駆動シャフトを回動することで、カム面の回動により切替ピンを軸方向と直角な方向に進退させるようにしてもよい。
 また、切替駆動シャフトを駆動するのに、油圧アクチュエータを用いたが、電磁ソレノイドや電動モータ等を使用してもよい。
 E…内燃機関、M…変速機、
 1…クランクケース、2…シリンダブロック、2a…シリンダ、3…シリンダヘッド、4…シリンダヘッドカバー、10…クランクシャフト、11…メインシャフト、12…カウンタシャフト、15…変速切換え機構、
 40…可変動弁装置、41…吸気バルブ、42…吸気側カムシャフト、43…吸気側カムキャリア、43A…第1カムロブ、43B…第2カムロブ、43C…被軸受円筒部、43D…リード溝円筒部、44…リード溝、
 51…排気バルブ、52…排気側カムシャフト、53…排気側カムキャリア、53A…第1カムロブ、53B…第2カムロブ、53C…被軸受円筒部、53D…リード溝円筒部、53E…リード溝円筒部、54…左側リード溝、55…右側リード溝、
 70…吸気側カム切替機構、71…吸気側切替駆動シャフト、72…吸気ロッカアーム、73…第1切替ピン、74…第2切替ピン、75…コイルばね、Ca…直動カム機構、
 80…排気側カム切替機構、81…排気側切替駆動シャフト、82…排気ロッカアーム、83…第1切替ピン、84…第2切替ピン、85…コイルばね、Cb,Cc…直動カム機構。

Claims (5)

  1.  内燃機関(E)のシリンダヘッド(3)に回転自在に軸支された2本のカムシャフト(42,52)と、
     内燃機関(E)のクランクシャフト(10)と、
     前記カムシャフト(42,52)の外周に、それと同軸的に相対回転を禁止され軸方向に摺動可能に嵌合する円筒状部材であって、外周面に、機関バルブ(41,51)作動用の、カムプロファイルの異なる複数のカムロブ(43A,53A,43B,53B)が軸方向に隣接して形成されたカムキャリア(43,53)と、
     前記カムキャリア(43,53)を軸方向に移動して前記バルブ(41,51)に作動するカムロブ(43A,43B,53A,53B)を切替えるカム切替機構(70,80)と、
     を備えた内燃機関の可変動弁装置において、
     前記カム切替機構(70,80)の少なくとも一方は、前記2本のカムシャフト(42,52)の各中心軸線(Ci,Ce)の間で、かつ中心軸線(Ci,Ce)より前記クランクシャフト(10)の側に配設されることを特徴とする可変動弁装置。
  2.  前記カムキャリア(43,53)はその軸方向に変位可能で、外周面に周回するようにリード溝(44,54,55)が形成され、
     前記カム切替機構(70,80)は、
     前記カムキャリア(43,53)の前記リード溝(44,54,55)に係合・離脱可能に進退する切替ピン(73,74,83,84)と、
     前記切替ピン(73,74,83,84)を進退させて前記リード溝(44,54,55)に係合・離脱させるカム機構(Ca,Cb,Cc)を備える切替駆動シャフト(71,81)とを備え、
     前記リード溝(44,54,55)と、前記切替ピン(73,74,83,84)を作動させる前記切替駆動シャフト(71,81)とは、前記バルブ(41,51)に作動するカムロブ(43A,53A,43B,53B)を切替え可能に相互に連携していることを特徴とする請求項1記載の可変動弁装置。
  3.  前記切替駆動シャフト(71,81)は、前記カムシャフト(42,52)と平行に配置されることを特徴とする請求項2記載の可変動弁装置。
  4.  前記カムロブ(43A,43B,53A,53B)は、ロッカアーム(72,82)を介してバルブ(41,51)に作動し、
     前記ロッカアーム(72,82)は前記切替駆動シャフト(71,81)に揺動自在に軸支されることを特徴とする請求項3記載の可変動弁装置。
  5.  前記カムキャリア(43,53)は、吸気バルブ(41)を作動する吸気側カムキャリア(43)と排気バルブ(51)を作動する排気側カムキャリア(53)とからなり、
     前記カムシャフト(42,52)は、前記吸気側カムキャリア(43)を嵌合支持する吸気側カムシャフト(42)と前記排気側カムキャリア(53)を嵌合支持する排気側カムシャフト(52)とからなり、
     前記カム切替機構(70,80)は、前記吸気側カムキャリア(43)を軸方向に移動する吸気側カム切替機構(70)と前記排気側カムキャリア(53)を軸方向に移動する排気側カム切替機構(80)とからなり、
     前記吸気側カム切替機構(70)と前記排気側カム切替機構(80)の少なくとも一方は、前記吸気側カムシャフト(42)の中心軸線(Ci)を含みシリンダ軸線(Lc)に平行な吸気側平面(Si)と前記排気側カムシャフト(52)の中心軸線(Ce)を含みシリンダ軸線(Lc)に平行な排気側平面(Se)との間に配設されることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項記載の可変動弁装置。
PCT/JP2017/013384 2016-03-31 2017-03-30 可変動弁装置 WO2017170920A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112017001693.2T DE112017001693B4 (de) 2016-03-31 2017-03-30 Variabler Ventiltrieb
US16/089,900 US10480357B2 (en) 2016-03-31 2017-03-30 Variable valve train

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016071898A JP6420783B2 (ja) 2016-03-31 2016-03-31 可変動弁装置
JP2016-071898 2016-03-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017170920A1 true WO2017170920A1 (ja) 2017-10-05

Family

ID=59964799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/013384 WO2017170920A1 (ja) 2016-03-31 2017-03-30 可変動弁装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10480357B2 (ja)
JP (1) JP6420783B2 (ja)
DE (1) DE112017001693B4 (ja)
WO (1) WO2017170920A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6509956B2 (ja) 2017-06-30 2019-05-08 本田技研工業株式会社 可変動弁装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010249123A (ja) * 2009-03-23 2010-11-04 Otics Corp 可変動弁機構
EP2345800A2 (de) * 2010-01-14 2011-07-20 Hydac Electronic GmbH Elektromagnetische Stellvorrichtung
JP2015132225A (ja) * 2014-01-15 2015-07-23 スズキ株式会社 車両用エンジンの可変動弁装置
WO2015141720A1 (ja) * 2014-03-20 2015-09-24 ヤマハ発動機株式会社 多気筒エンジンの動弁装置
WO2015199066A1 (ja) * 2014-06-26 2015-12-30 ヤマハ発動機株式会社 エンジンの動弁装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19833621A1 (de) 1998-07-25 2000-01-27 Porsche Ag Ventilsteuerung für Brennkraftmaschinen
DE102006058690A1 (de) 2006-12-13 2008-07-17 Schaeffler Kg Stellvorrichtung mit Stellelement, insbesondere für Nockenschaltsysteme von Brennkraftmaschinen
EP2487341B1 (en) * 2009-10-06 2014-12-10 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Valve gear for engine
EP2557280A4 (en) 2010-04-07 2013-06-12 Toyota Motor Co Ltd VALVE OPERATOR FOR A COMBUSTION ENGINE
JP6056485B2 (ja) 2013-01-11 2017-01-11 スズキ株式会社 内燃機関の可変動弁装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010249123A (ja) * 2009-03-23 2010-11-04 Otics Corp 可変動弁機構
EP2345800A2 (de) * 2010-01-14 2011-07-20 Hydac Electronic GmbH Elektromagnetische Stellvorrichtung
JP2015132225A (ja) * 2014-01-15 2015-07-23 スズキ株式会社 車両用エンジンの可変動弁装置
WO2015141720A1 (ja) * 2014-03-20 2015-09-24 ヤマハ発動機株式会社 多気筒エンジンの動弁装置
WO2015199066A1 (ja) * 2014-06-26 2015-12-30 ヤマハ発動機株式会社 エンジンの動弁装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017180398A (ja) 2017-10-05
US20190120089A1 (en) 2019-04-25
DE112017001693T5 (de) 2018-12-13
DE112017001693B4 (de) 2023-12-07
JP6420783B2 (ja) 2018-11-07
US10480357B2 (en) 2019-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6688132B2 (ja) 可変動弁装置
JP6685802B2 (ja) 内燃機関
WO2017170922A1 (ja) 可変動弁装置の潤滑構造
JP6726772B2 (ja) 内燃機関の可変動弁装置
JP6400040B2 (ja) 可変動弁装置
JP7040980B2 (ja) 内燃機関のセンサ取付構造
JP6420783B2 (ja) 可変動弁装置
US10598055B2 (en) Variable valve operating apparatus
WO2017170921A1 (ja) 可変動弁装置
US10677112B2 (en) Internal combustion engine
EP1403497B1 (en) Camshaft bearing structure for over-head camshaft type internal combustion engine
JP7003172B2 (ja) 可変動弁装置
JP2001193426A (ja) 内燃機関の動弁装置
JP2012225274A (ja) 鞍乗り型車両の内燃機関

Legal Events

Date Code Title Description
DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17775454

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17775454

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1