JP2011226432A - 可変動弁機構 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関のバルブ作動モードを切り替える可変動弁機構において、メンテナンス頻度を増すことなく、バルブ作動モードの切り替え精度を良好に維持する。
【解決手段】各吸気カム２１，２２がカムシャフト１１の軸方向で一体的に移動可能であり、カムシャフト１１と一体的に回転するタイミングカム２６と、このタイミングカム２６から受けた駆動力を各吸気カム２１，２２の前記軸方向の移動に変換する機械式の連動機構２０Ａとを備え、連動機構２０Ａの各アーム部材３１，３２が互いに係合することで、これらの一方から他方への動力伝達が可能となり、各アーム部材３１，３２が前記係合を解除することで、これらの間の動力伝達が不能となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関のバルブ作動モードを切り替える可変動弁機構に関する。

従来、一機関弁に対してプロファイルの異なる複数のカムロブを有するカム軸を備えると共に、ロッカーアームをカム軸方向で移動可能とし、ロッカーアームにおける機関弁を作動させるカムフォロアに各カムロブの何れかを当接させることで、機関弁を異なるパターンで作動させる可変動弁機構において、カムシャフトに設けたタイミングカム（ポンプ用カム）によりポンププランジャを駆動し、ポンプ室内に発生した作動油圧によりロッカーアームを軸方向移動させる摺動軸をスライド移動させることで、バルブ駆動カムを切り替えるものがある（例えば特許文献１参照）。これは、ロッカーアームの非作動時には電磁式開閉弁を開放して作動油圧を制御することで、バルブ作動モードの切り替え制御を行うものである。

実開昭６１−２００４０４号公報

ところで、上記従来の技術のように、カム軸に設けた駆動部（タイミングカム）を利用して機構を作動させるために、動力伝達媒体として油圧を用いる場合には、バルブ作動モードの切り替えタイミングか否かにかかわらず、カムシャフトが回転する度に作動油が流動することとなる。このため、バルブ作動モードの切り替え精度を良好に保つには、作動油の管理が厳しくなる等、メンテナンス頻度が増すことがある。

そこで本発明は、内燃機関のバルブ作動モードを切り替える可変動弁機構において、メンテナンス頻度を増すことなく、バルブ作動モードの切り替え精度を良好に維持することを目的とする。

上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、一機関弁（６）に対してプロファイルの異なる複数のカムロブ（２１，２２）を有するカム軸（１１）を備え、前記機関弁（６）を作動させるカムフォロア（１３ｄ）に前記各カムロブ（２１，２２）の何れかを当接させることで、前記機関弁（６）を異なるパターンで作動させる可変動弁機構（２０，１２０）において、前記各カムロブ（２１，２２）が前記カム軸（１１）の軸方向で一体的に移動可能であり、前記カム軸（１１）と一体的に回転する駆動部（２６）と、この駆動部（２６）から受けた駆動力を前記各カムロブ（２１，２２）の前記軸方向の移動に変換する機械式の連動機構（２０Ａ，１２０Ａ）とを備え、前記連動機構（２０Ａ，１２０Ａ）が、相互に独立して作動可能な複数の連動部材（３１，３２）を有し、前記各連動部材（３１，３２）が互いに係合することで、これらの一方から他方への動力伝達が可能となり、前記各連動部材（３１，３２）が前記係合を解除することで、これらの間の動力伝達が不能となることを特徴とする。
請求項２に記載した発明は、前記連動機構（２０Ａ，１２０Ａ）が、前記各連動部材（３１，３２）の少なくとも一方に係脱してこれら各連動部材（３１，３２）間の動力伝達の可否を切り替える連結部材（３３）と、この連結部材（３３）を移動せしめるアクチュエータ（３４，３４’）とを有し、前記連結部材（３３）を介して前記各連動部材（３１，３２）が互いに係合して一体的に作動することを特徴とする。
請求項３に記載した発明は、前記連結部材（３３）が、前記各連動部材（３１，３２）を揺動可能に支持する支持軸（２９）の軸方向で移動することで、前記各連動部材（３１，３２）の少なくとも一方に係脱することを特徴とする。
請求項４に記載した発明は、前記各連動部材（３１，３２）が、前記支持軸（２９）を挿通すると共に前記支持軸（２９）の軸方向で互いに隣接する支持ボス（３１ａ，３２ａ）をそれぞれ有し、前記連結部材（３３）が、前記支持軸（２９）にその径方向に沿って設けられた貫通孔（３３ａ）に挿入保持され、前記各支持ボス（３１ａ，３２ａ）における互いに対向する端部には、前記連結部材（３３）を係脱させる溝部（３１ｅ，３１ｅ’，３２ｅ）がそれぞれ形成され、これら各溝部（３１ｅ，３１ｅ’，３２ｅ）間を前記連結部材（３３）が移動可能であることを特徴とする。
請求項５に記載した発明は、前記各溝部（３１ｅ，３２ｅ）の一方は、前記連結部材（３３）における前記支持軸（２９）の軸方向での幅よりも浅く、前記各溝部（３１ｅ，３２ｅ）の他方は、前記連結部材（３３）における前記支持軸（２９）の軸方向での幅よりも深く形成されることを特徴とする。
請求項６に記載した発明は、前記支持軸（２９）が前記連結部材（３３）と共に軸方向移動可能であり、この支持軸（２９）の端部に前記アクチュエータ（３４）が係合して前記支持軸（２９）を軸方向移動させることを特徴とする。
請求項７に記載した発明は、前記駆動部（２６）が、クランクシャフトから駆動力を受ける従動部（１９）に一体形成されることを特徴とする。
請求項８に記載した発明は、前記各カムロブ（２１，２２）が一体化されてカム群（２３）を形成し、前記カム軸（１１）内に前記軸方向で移動可能に挿通されると共に一端部が前記カム群（２３）に連結されるロッド（２８）を備え、前記ロッド（２８）の他端部が前記カム軸（１１）の前記駆動部（２６）側に位置すると共にこの端部から突出し、このロッド（２８）の他端部と前記駆動部（２６）とに渡って前記各連動部材（３１，３２）が配置されることを特徴とする。
請求項９に記載した発明は、前記支持軸（２９）の軸方向視で、前記各連動部材（３１，３２）の一方における前記駆動部（２６）の接点（Ｔ１）から揺動中心（Ｃ４）までの距離（Ｌ１）と、前記各連動部材（３１，３２）の他方における揺動中心（Ｃ４）から前記ロッド（２８）の接点（Ｔ２）までの距離（Ｌ２）とが、互いに略同一に設定されることを特徴とする。
請求項１０に記載した発明は、前記カム群（２３）を前記ロッド（２８）に向けて付勢する第一付勢手段（２３ａ）と、前記各連動部材（３１，３２）の少なくとも一方を前記ロッド（２８）に向けて付勢する第二付勢手段（３２ｄ）とを有し、前記第二付勢手段（３２ｄ）が前記ロッド（２８）を介して前記カム群（２３）に付与する付勢力よりも、前記第一付勢手段（２３ａ）が前記カム群（２３）に付与する付勢力の方が大きく設定されることを特徴とする。
請求項１１に記載した発明は、前記各カムロブ（２１，２２）が一体化されてカム群（２３）を形成し、前記カム軸（１１）内に前記軸方向で移動可能に挿通されると共に一端部が前記カム群（２３）に連結されるロッド（２８）を備え、このロッド（２８）の他端部と前記駆動部（２６）とに渡って前記各連動部材（３１，３２）が配置され、前記支持軸（２９）には、前記連結部材（３３）による前記各連動部材（３１，３２）同士の係合が解かれた際に前記各連動部材（３１，３２）の内の前記ロッド（２８）に係合するものの動きを固定する固定手段（３３，３６）が設けられることを特徴とする。

請求項１に記載した発明によれば、駆動部と各カムロブとを機械式の連動機構を介して連動させることで、油圧を介してカムロブを作動させる場合と比べて、メンテナンス頻度を増すことなくバルブ作動モードの切り替えの精度を良好に維持することができる。また、連動機構の各連動部材を互いに係脱させてこれらの間の動力伝達の可否を切り替えることで、モード切り替えタイミングではない通常運転時における連動機構の無駄な動きを抑えることができる。
請求項２，３に記載した発明によれば、アクチュエータで連結部材を移動させて連動機構の作動を切り替えることで、連動機構の作動精度を高めることができる。また、アクチュエータは連結部材を支持軸の軸方向で移動させるのみですむので、アクチュエータひいてはエンジンの小型化を図ることができる。
請求項４に記載した発明によれば、連結部材を各溝部に跨るように配置することで、各連動部材間の動力伝達を可能にすると共に、連結部材を一方の溝部内に没入させることで、各連動部材間の動力伝達を不能にできる。また、連結部材を各支持ボス間に配置することで、この連結部材を外部に露出させず、連結部材の作動を良好に維持できる。
請求項５に記載した発明によれば、連結部材を浅い溝部側に移動することで、連結部材を各溝部に跨るように配置して各連動部材間の動力伝達を可能にできると共に、連結部材を深い溝部側に移動することで、連結部材を深い溝部内に没入させて各連動部材間の動力伝達を不能にできる。また、アクチュエータによるキーの移動制御も容易にできる。
請求項６に記載した発明によれば、支持軸を介して連結部材を軸方向移動させるので、専用の作動部材を不要として連結部材を各溝部間で移動でき、部品点数の削減を図ることができる。
請求項７に記載した発明によれば、駆動部専用の支持部材を不要にでき、部品点数の削減を図ることができる。
請求項８に記載した発明によれば、カム群をカム軸上で移動させるスライドカム式の可変動弁機構において、カム軸内に挿通するロッドの突出端部と駆動部とを同一側に配置すると共に、これらを繋ぐように各連動部材を配置することで、駆動部からカム群までの動力伝達経路を短縮でき、カム切り替え精度の向上を図ることができる。
請求項９に記載した発明によれば、各連動部材の長さを同一にしてこれらの共用化を図ることができる。
請求項１０に記載した発明によれば、カム群を付勢する第一付勢手段よりもカム群に対する付勢力の小さい第二付勢手段により、各連動部材の少なくとも一方を付勢することで、当該連動部材及びロッドの遊びを抑えてその振動等を抑制できる。
請求項１１に記載した発明によれば、連結部材の移動により各連動部材同士を係合させてカム作動モードを切り替えた後、連結部材のさらなる移動により各連動部材同士の係合を解除すると共に、固定手段によりロッドに係合する連動部材の動きを固定することで、カム作動モードの切り替え後は駆動部の影響を受けずに切り替え後のカム作動モードを維持することができる。

本発明の実施形態におけるエンジンのシリンダヘッドの右側面図である。 上記エンジンのカムシャフトの軸線に沿う断面図であり、（ａ）は低速回転域の状態、（ｂ）は高速回転域の状態をそれぞれ示す。 上記エンジンの可変動弁機構の要部部品の分解斜視図である。 上記可変動弁機構の要部の通常運転時の左側面図である。 上記可変動弁機構の低速回転域での通常運転時における図２の要部に相当する作用説明図である。 上記可変動弁機構の高速回転域での通常運転時における図２の要部に相当する作用説明図である。 上記可変動弁機構の要部のモード切り替え時の左側面図である。 上記可変動弁機構のモード切り替えタイミングにおける図２の要部に相当する作用説明図である。 本発明の第二実施形態における可変動弁機構の低速回転域での通常運転時の左側面図である。 図９に示す可変動弁機構のモード切り替え時の左側面図である。 図９に示す可変動弁機構の高速回転域での通常運転時の左側面図である。

＜第一実施形態＞
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ以下に説明するエンジンを搭載する車両における向きと同一とする。前記エンジンは、クランクケース上にシリンダを起立させ、このシリンダの後方から吸気すると共に前方へ排気する基本構成を有する。以下の説明に用いる図中適所には、前記車両の前方を示す矢印ＦＲ、左方を示す矢印ＬＨ、上方を示す矢印ＵＰが示されている。

図１は、例えば自動二輪車等の鞍乗り型車両の原動機である四ストロークＯＨＣ二バルブ単気筒エンジン（内燃機関、以下、単にエンジンという）のシリンダヘッド２の右側面図である。シリンダヘッド２上にはヘッドカバー３が取り付けられ、これらシリンダヘッド２及びヘッドカバー３により動弁室４が形成される。この動弁室４内には、吸排気バルブ６，７を有する動弁装置５が収容される。なお、図中符号Ｃ２はシリンダヘッド２下方のシリンダボアの中心軸線（シリンダ軸線）を示す。

シリンダヘッド２の前後には吸排気ポート８，９が形成され、これら吸排気ポート８，９の燃料室側開口が吸排気バルブ６，７により開閉される。吸排気バルブ６，７は、吸排気ポート８，９の燃焼室側開口に整合する弁体６ａ，７ａから動弁室４側へ棒状のステム６ｂ，７ｂを延出してなる。各ステム６ｂ，７ｂは、バルブガイド６ｃ，７ｃを介してシリンダヘッド２に往復動可能に保持される。

各ステム６ｂ，７ｂの動弁室４側の先端部にはリテーナ６ｄ，７ｄが取り付けられ、これら各リテーナ６ｄ，７ｄとシリンダヘッド２に形成した座面との間にバルブスプリング６ｅ，７ｅが縮設される。これら各バルブスプリング６ｅ，７ｅの弾発力により、吸排気バルブ６，７が上方（吸排気ポート８，９の燃焼室側開口を閉塞する側）に付勢される。一方、各バルブスプリング６ｅ，７ｅの付勢力に抗して吸排気バルブ６，７が下方にストロークすることで、吸排気ポート８，９の燃焼室側開口が開放する。

各ステム６ｂ，７ｂは、側面視Ｖ字状をなすようにシリンダ軸線Ｃ２に対して傾斜して配置される。各ステム６ｂ，７ｂの間には、左右方向に沿うカムシャフト１１が配置される。カムシャフト１１は、その中心軸線（カム軸線）Ｃ３を中心に回転可能なように、シリンダヘッド２及びカムホルダ（不図示）に支持される。カムシャフト１１は、エンジンの運転時には例えばチェーン式の伝動機構を介して、クランクシャフト（不図示）と連係して回転駆動する。

カムシャフト１１は、吸気側又は排気側のロッカーアーム１３，１７を介して、吸排気バルブ６，７をそれぞれ開閉作動させる。各ロッカーアーム１３，１７は、カムシャフト１１の斜め上前方及び斜め上後方にこれと平行に配設されたロッカーアームシャフト１４，１８に、それぞれ揺動可能に支持される。

吸気側ロッカーアーム１３は、ロッカーアームシャフト１４を挿通する円筒状の基部１３ａと、この基部１３ａからカムシャフト１１の上方に向けて延びる入力側アーム１３ｂと、基部１３ａから吸気バルブ６のステム６ｂ先端に向けて延びる出力側アーム１３ｃとを一体に有する。

同様に、排気側ロッカーアーム１７は、ロッカーアームシャフト１８を挿通する円筒状の基部１７ａと、この基部１７ａからカムシャフト１１の上方に向けて延びる入力側アーム１７ｂと、基部１７ａから排気バルブ７のステム７ｂ先端に向けて延びる出力側アーム１７ｃとを一体に有する。

各入力側アーム１３ｂ，１７ｂの先端部には、カムシャフト１１上に支持されたカムロブ（以下、単にカムという）の外周面（カム面）に転接するカムローラ１３ｄ，１７ｄがそれぞれ支持される。各出力側アーム１３ｃ，１７ｃの先端部には、各バルブ６，７のステム先端に当接するタペットボルト１３ｅ，１７ｅがそれぞれ支持される。

図２を参照し、カムシャフト１１の左端部には、比較的大径のカムドリブンスプロケット１９が同軸かつ一体回転可能に取り付けられる。このカムドリブンスプロケット１９と前記クランクシャフトに設けた比較的小径のカムドライブスプロケット（不図示）とに、無端状のカムチェーン１９ａが巻き掛けられる。

ここで、前記動弁装置５の吸気側には、吸気バルブ６のバルブ開閉タイミングやリフト量を変化させる可変動弁機構２０が構成される。可変動弁機構２０は、例えばエンジン回転数が６０００ｒｐｍ未満の低速回転域ではカムシャフト１１における低速回転用のカムを用いて吸気バルブ６を開閉作動させると共に（図２（ａ）参照）、エンジン回転数が６０００ｒｐｍ以上の高速回転域ではカムシャフト１１における高速回転用のカムを用いて吸気バルブ６を開閉作動させる（図２（ｂ）参照）。すなわち、カムシャフト１１は、前記低速回転域用の低速吸気カム２１及び高速回転域用の高速吸気カム２２、並びに単一の排気カム２５の計三つのカムを有する。

各吸気カム２１，２２は、カムシャフト１１のシャフト本体１１ａと別体をなす一体のカム群２３として構成される。カム群２３は、シャフト本体１１ａの外周に例えばスプライン嵌合により支持され、シャフト本体１１ａに対してカム軸方向（カム軸線Ｃ３に沿う方向）で相対移動可能かつカム軸中心（カム軸線Ｃ３中心）で相対回転不能である。

各吸気カム２１，２２は、低速吸気カム２１を右側、高速吸気カム２２を左側として互いにカム軸方向で隣接するように配置される。

カム群２３及び後述するプッシュロッド２８は、エンジンの低速回転域での運転時又は運転停止時にはカム軸方向で左方への移動位置にある（図２（ａ）参照）。このとき、低速吸気カム２１のカム面にロッカーアーム１３のカムローラ１３ｄが転接又は当接し、低速吸気カム２１の外周パターンに応じてロッカーアーム１３を揺動させて吸気バルブ６を開閉させる。

一方、カム群２３及びプッシュロッド２８は、エンジンの高速回転域での運転時には、カム軸方向で右方への移動位置にある（図２（ｂ）参照）。このとき、高速吸気カム２２のカム面にロッカーアーム１３のカムローラ１３ｄが転接し、高速吸気カム２２の外周パターンに応じてロッカーアーム１３を揺動させて吸気バルブ６を開閉させる。

図１を併せて参照し、各吸気カム２１，２２は、カム軸方向視（カム軸線Ｃ３に沿う矢視）でカム軸線Ｃ３中心の真円状の外周面を形成するベース円部２４ａと、カムシャフト１１の所定の回転位置でベース円部２４ａの外周面よりも外周側に突出するカム山部２４ｂとを有する。

これら各吸気カム２１，２２の何れかのベース円部２４ａにロッカーアーム１３のカムローラ１３ｄが転接又は当接することで、吸気バルブ６が全閉（リフト量０）のバルブ閉状態となり、カム山部２４ｂにカムローラ１３ｄが転接又は当接することで、吸気バルブ６が所定量開いた（所定量リフトした）バルブ開状態となる。なお、排気カム２５も同様の構成を有する。

図２を参照し、可変動弁機構２０は、例えばカムドリブンスプロケット１９の左側面に一体形成されてカムシャフト１１と一体的に回転するタイミングカム２６と、このタイミングカム２６から駆動力を受けて揺動するベルクランク２７と、カムシャフト１１内にカム軸方向で移動可能に挿通されてベルクランク２７からの入力によりカム群２３を軸方向移動させるプッシュロッド２８を備える。

図４，７を併せて参照し、タイミングカム２６は、カム軸方向視でカム軸線Ｃ３中心の真円状の外周面を形成するベース円部２６ａと、カムシャフト１１の所定の回転位置でベース円部２６ａの外周面よりも外周側に突出するカム山部２６ｂとを有する。このタイミングカム２６の外周面（カム面）に、ベルクランク２７の入力側アーム部材３１の先端部が上方から当接する。

図２を参照し、ベルクランク２７は、タイミングカム２６から入力されたカム径方向（カム軸線Ｃ３に直交する方向）の力をカム軸方向の力に変換するもので、例えばカムシャフト１１左端の斜め上左側にカムシャフト１１と略直交するように配置された支持軸２９に揺動可能に支持される。なお、図中符号Ｃ４は支持軸２９の中心軸線（ベルクランク２７の揺動中心）を示す。

図３を併せて参照し、ベルクランク２７は、支持軸２９からタイミングカム２６のカム面に至る前記入力側アーム部材３１と、支持軸２９からプッシュロッド２８の左端に至る出力側アーム部材３２とに分割構成される。

入力側アーム部材３１は、支持軸２９を挿通する円筒状の支持ボス３１ａと、この支持ボス３１ａからタイミングカム２６の上方に向けて略水平に右方へ延びるアーム本体３１ｂとを一体に有する。アーム本体３１ｂの先端部３１ｃは下方に屈曲し、この先端部３１ｃがタイミングカム２６のカム面に上方から当接する。なお、前記したアーム本体３１ｂの向きは、タイミングカム２６のベース円部２６ａ外周に先端部３１ｃが接した状態（揺動前状態）のものである（図２（ａ）参照）。

一方、出力側アーム部材３２は、支持軸２９を挿通する円筒状の支持ボス３２ａと、この支持ボス３２ａからプッシュロッド２８の左方に向けて斜め下左側へ延びるアーム本体３２ｂとを一体に有する。アーム本体３２ｂの先端部３２ｃは右方に屈曲し、この先端部３２ｃがプッシュロッド２８の左端に左方から当接する。なお、前記したアーム本体３２ｂの向きは、前記左方への移動位置にあるプッシュロッド２８左端に先端部３２ｃが接した状態（揺動前状態）のものである（図２（ａ）参照）。

各アーム部材３１，３２は、支持軸２９を中心に互いに独立して揺動可能であるが、各アーム部材３１，３２が支持軸２９を貫通するキー３３を介して互いに係合することで、各アーム部材３１，３２が支持軸２９を中心に一体的に揺動可能となる。

そして、各アーム部材３１，３２がキー３３を介して互いに係合し、タイミングカム２６の駆動により各アーム部材３１，３２が一体的に揺動することで、タイミングカム２６から入力側アーム部材３１に入力されたカム径方向上方への力が、出力側アーム部材３２からプッシュロッド２８へカム軸方向右方への力として伝達される。

図２を参照し、プッシュロッド２８は、その右端部をカムシャフト１１の右側部内に位置させると共に、左端部をカムシャフト１１の左方に突出させる。プッシュロッド２８の右端部は、カム径方向に沿う係止ピン２８ａを介してカム群２３に係合する。このプッシュロッド２８の右端部が、係止ピン２８ａを介してカム群２３を右方へ押圧可能である。

一方、プッシュロッド２８の左端部には、出力側アーム部材３２の先端部３２ｃが左方から当接する。この出力側アーム部材３２の先端部３２ｃが、プッシュロッド２８の左端部を右方へ押圧可能である。

そして、タイミングカム２６の駆動により各アーム部材３１，３２を介してプッシュロッド２８が右方へ押圧されることで、係止ピン２８ａを介してカム群２３も右方へ押圧され、もってバルブ駆動に用いるカムが切り替わる。

図２，４，７を参照し、ベルクランク２７の入力側アーム部材３１は、支持軸２９を挿通する捻りコイルバネ３１ｄの弾発力により、先端部３１ｃをタイミングカム２６のカム面に押し付けるように付勢される。同様に、ベルクランク２７の出力側アーム部材３２は、支持軸２９を挿通する捻りコイルバネ３２ｄの弾発力により、先端部３２ｃをプッシュロッド２８の左端に押し付けるように付勢される。

一方、カム群２３は、その右方に隣接する圧縮コイルバネ２３ａの弾発力により、カム軸方向左方に向けて、自身をプッシュロッド２８（係止ピン２８ａ）に押し付けるように付勢される。圧縮コイルバネ２３ａによる付勢力は、出力側アーム部材３２用の捻りコイルバネ３２ｄがプッシュロッド２８を介してカム群２３に入力する付勢力よりも大きくなるように設定される。

これにより、タイミングカム２６からの駆動力によりプッシュロッド２８を右方に移動させた場合を除き、カム群２３が前記左方への移動位置に保持され、エンジンが低速回転域の運転状態を維持する。他方、タイミングカム２６からの駆動力によりプッシュロッド２８を右方に移動させると共に、後述するノック機構３５の作用によりカム群２３を前記右方への移動位置に保持した場合には、エンジンが高速回転域の運転状態を維持する。

図３を参照し、キー３３は、支持軸２９の軸方向中間部に支持軸２９の径方向に沿って形成された貫通孔３３ａ内に挿入保持される。キー３３は、支持軸２９の径方向に沿う棒状をなし、その両端部が支持軸２９の外周に突出した状態で支持軸２９に固定される。

キー３３は、各アーム部材３１，３２における互いに支持軸２９の軸方向で隣接する各支持ボス３１ａ，３２ａの間に配置される。各支持ボス３１ａ，３２ａは、例えば入力側アーム部材３１のものが支持軸２９の軸方向前側に、出力側アーム部材３２のものが支持軸２９の軸方向後側にそれぞれ位置するように配置される。各支持ボス３１ａ，３２ａにおける互いに対向する端部には、キー３３両側の突出部を係脱させるべく支持軸２９の径方向に沿うキー溝３１ｅ，３２ｅがそれぞれ形成される。

図４，７を併せて参照し、入力側アーム部材３１のキー溝３１ｅは、キー３３における支持軸２９の軸方向幅よりも浅く形成される。一方、出力側アーム部材３２のキー溝３２ｅは、キー３３における支持軸２９の軸方向幅よりも深く形成される。このキー溝３２ｅ内にキー３３が没入することで、各アーム部材３１，３２同士の係合が解除され、キー溝３２ｅからキー３３が所定量抜き出てキー溝３１ｅ内に入り込むことで、各アーム部材３１，３２が互いに係合する。なお、キー溝３１ｅがキー溝３２ｅと同様の深さに形成されるものであってもよい。

ここで、入力側アーム部材３１がタイミングカム２６のベース円部２６ａの外周に接すると共に、出力側アーム部材３２が前記左方への移動位置にあるプッシュロッド２８の左端に接した状態（図２（ａ）参照）、又は入力側アーム部材３１がタイミングカム２６のカム山部２６ｂの中腹部の外周に接すると共に、出力側アーム部材３２が前記右方への移動位置にあるプッシュロッド２８の左端に接した状態（図２（ｂ）参照）、のそれぞれに相当する各アーム部材３１，３２の相対角度において、各キー溝３１ｅ，３２ｅが支持軸２９の軸方向視で互いに重なる。この状態で、キー溝３２ｅに対してキー３３が出没すると共に、キー溝３１ｅに対してキー３３が係脱する。

図４，７を参照し、各アーム部材３１，３２はシリンダヘッド２に対して支持軸２９の軸方向で移動不能であり、支持軸２９はシリンダヘッド２及び各アーム部材３１，３２に対して軸方向で移動可能である。この支持軸２９の例えば後端部には、シリンダヘッド２に取り付けられたアクチュエータ３４が係合する。

アクチュエータ３４は、支持軸２９の軸方向に沿う円筒状のソレノイド３４ａの中心部に棒状のプランジャ３４ｂをストローク可能に保持する。ソレノイド３４ａはシリンダヘッド２に固定され、このソレノイド３４ａ及びシリンダヘッド２に対してプランジャ３４ｂがストロークする。プランジャ３４ｂの前端部（先端部）は支持軸２９の後端部に係合し、このプランジャ３４ｂの往復動により支持軸２９が軸方向でストロークする。

プランジャ３４ｂはソレノイド３４ａに対して後方に向けて付勢され、ソレノイド３４ａの非通電時にはプランジャ３４ｂ及び支持軸２９が後方に移動する。一方、ソレノイド３４ａの通電時にはプランジャ３４ｂ及び支持軸２９が前方に移動する。
これらアクチュエータ３４、支持軸２９、キー３３、各アーム部材３１，３２、プッシュロッド２８及び係止ピン２８ａを主に、タイミングカム２６とカム群２３とを連動させる機械式の連動機構２０Ａが構成される。

いま、アクチュエータ３４を非通電状態としてプランジャ３４ｂ及び支持軸２９を後方にストロークさせると、これに伴いキー３３が後方にストロークして入力側アーム部材３１のキー溝３１ｅから離脱し、このキー３３が出力側アーム部材３２のキー溝３２ｅ内に没入する（図４参照）。このとき、各アーム部材３１，３２の係合が解かれてこれらが個別に揺動可能となり、タイミングカム２６の駆動により入力側アーム部材３１が揺動しても、タイミングカム２６からの駆動力がプッシュロッド２８及びカム群２３に伝達されることはない。すなわち、入力側アーム部材３１のみが個別に揺動する。

一方、各キー溝３１ｅ，３２ｅが支持軸２９の軸方向視で互いに重なるときに、アクチュエータ３４を通電状態としてプランジャ３４ｂ及び支持軸２９を前方にストロークさせると、これに伴いキー３３が前方にストロークして出力側アーム部材３２のキー溝３２ｅから所定量離脱し、このキー３３が入力側アーム部材３１のキー溝３１ｅに係合する（図７参照）。このとき、キー３３が各キー溝３１ｅ，３２ｅに跨って係合することで、各アーム部材３１，３２を一体揺動可能に係合させる。この状態で、タイミングカム２６の駆動により入力側アーム部材３１が揺動すると、これに伴い出力側アーム部材３２も揺動し、タイミングカム２６からの駆動力がプッシュロッド２８及びカム群２３に伝達される。

図２を参照し、支持軸２９の軸方向視において、入力側アーム部材３１における揺動中心（軸線Ｃ４）からタイミングカム２６との接点Ｔ１までの距離Ｌ１と、出力側アーム部材３２における揺動中心（軸線Ｃ４）からプッシュロッド２８との接点Ｔ２までの距離Ｌ２とは、互いに同一となるよう設定される。また、支持軸２９の軸方向視における各キー溝３１ｅ，３２ｅの各アーム本体３１ｂ，３１ｂに対する角度は互いに同一であり、これら各キー溝３１ｅ，３２ｅの深さを除けば、各アーム部材３１，３２を反転させてこれらを共用可能である（図３参照）。

プッシュロッド２８の中間部には、例えばノック式ボールペン等に代表される周知のノック機構３５が配設される。そして、ベルクランク２７がプッシュロッド２８を右方にストロークさせてカム群２３を前記右方への移動位置を過ぎたオーバーストローク位置まで一旦移動させた後には、ノック機構３５の作用により、プッシュロッド２８及びカム群２３が前記右方への移動位置に保持される。この状態で、各アーム部材３１，３２の係合が解かれれば、タイミングカム２６により常時揺動する入力側アーム部材３１に対して出力側アーム部材３２が揺動しなくなり、プッシュロッド２８及びカム群２３が前記右方への移動位置に保持されると共に、モード切り替えタイミングではない通常運転時における連動機構２０Ａの無駄な動きが抑えられる。

以下、可変動弁機構２０の作用について説明する。
図２（ａ）を参照し、いま、カム群２３及びプッシュロッド２８が前記左方への移動位置（低速吸気カム２１にカムローラ１３ｄを転接させる位置）にあり、かつ支持軸２９及びキー３３が後方に移動して各アーム部材３１，３２同士の係合を解除した状態（図４，５参照）にあるとき、カム群２３及びプッシュロッド２８を前記右方への移動位置に移動させる際には、まず、入力側アーム部材３１がタイミングカム２６のベース円部２６ａ外周に当接した状態で、アクチュエータ３４の作動により支持軸２９を前方にスライドさせる（図７参照）。これにより、出力側アーム部材３２のキー溝３２ｅ内に没したキー３３が前方に移動し、このキー３３が各キー溝３１ｅ，３２ｅに跨って係合する。

この状態で、入力側アーム部材３１がタイミングカム２６のカム山部２６ｂに乗り上げて揺動すると（図８参照）、これに伴い出力側アーム部材３２が揺動してプッシュロッド２８を右方に押圧し、プッシュロッド２８と共にカム群２３を右方に移動させる（図２（ｂ）参照）。出力側アーム部材３２は、入力側アーム部材３１がタイミングカム２６のカム山部２６ｂの頂部に乗り上げるまで揺動したときには、プッシュロッド２８及びカム群２３を前記右方への移動位置を過ぎたオーバーストローク位置まで移動させる。

この後、入力側アーム部材３１がタイミングカム２６のカム山部２６ｂの中腹部に下るまで揺動すると、プッシュロッド２８及びカム群２３がノック機構３５の作用により前記右方への移動位置に保持される。この後に、アクチュエータ３４が作動前の状態に戻って支持軸２９及びキー３３を後方に移動させることで、キー３３を出力側アーム部材３２のキー溝３２ｅ内に没入させて各アーム部材３１，３２同士の係合を解除する（図４参照）。

すると、出力側アーム部材３２は、捻りコイルバネ３２ｄの付勢力により前記右方への移動位置にあるプッシュロッド２８の左端に当接した状態に保たれると共に、入力側アーム部材３１はタイミングカム２６の駆動を受けて個別に揺動可能となる（図６参照）。以上により、バルブ作動モードの低速側から高速側への切り替えが完了する。

次に、図２（ｂ）を参照し、カム群２３及びプッシュロッド２８が前記右方への移動位置（高速吸気カム２２にカムローラ１３ｄを転接させる位置）にあり、かつ各アーム部材３１，３２同士の係合が解除されてこれらが個別に揺動可能である状態（図４，６参照）にあるとき、カム群２３及びプッシュロッド２８を前記左方への移動位置に移動させる際には、まず、入力側アーム部材３１がタイミングカム２６のカム山部２６ｂの中腹部外周に乗り上げた状態で、アクチュエータ３４の作動により支持軸２９を前方にスライドさせる（図７参照）。これにより、出力側アーム部材３２のキー溝３２ｅ内に没したキー３３が前方に移動し、このキー３３が各キー溝３１ｅ，３２ｅに跨って係合する。

この状態で、入力側アーム部材３１がタイミングカム２６のカム山部２６ｂの頂部外周に乗り上げるまで揺動すると（図８参照）、これに伴い出力側アーム部材３２が揺動してプッシュロッド２８を右方に押圧し、プッシュロッド２８及びカム群２３を前記右方への移動位置を過ぎたオーバーストローク位置まで移動させる。

この後、入力側アーム部材３１がタイミングカム２６のカム山部２６ｂを下るように揺動すると、ノック機構３５の作用が解かれたプッシュロッド２８及びカム群２３が圧縮コイルバネ２３ａの付勢力を受けて左方へ移動する。これらプッシュロッド２８及びカム群２３が前記左方への移動位置に至った後に、アクチュエータ３４が作動前の状態に戻って支持軸２９及びキー３３を後方に移動させることで、キー３３を出力側アーム部材３２のキー溝３２ｅ内に没入させて各アーム部材３１，３２同士の係合を解除する（図４参照）。

すると、出力側アーム部材３２は、捻りコイルバネ３２ｄの付勢力により前記左方への移動位置にあるプッシュロッド２８の左端に当接した状態に保たれると共に、入力側アーム部材３１はタイミングカム２６の駆動を受けて個別に揺動可能となる（図５参照）。以上により、バルブ作動モードの高速側から低速側への切り替えが完了する。

以上説明したように、上記実施形態における可変動弁機構２０は、一機関弁（吸気バルブ６）に対してプロファイルの異なる複数のカムロブ（吸気カム２１，２２）を有するカムシャフト１１を備え、吸気バルブ６を作動させるカムフォロア（カムローラ１３ｄ）に各吸気カム２１，２２の何れかを当接させることで、吸気バルブ６を異なるパターンで作動させるものにおいて、各吸気カム２１，２２がカムシャフト１１の軸方向で一体的に移動可能であり、カムシャフト１１と一体的に回転するタイミングカム２６と、このタイミングカム２６から受けた駆動力を各吸気カム２１，２２の前記軸方向の移動に変換する機械式の連動機構２０Ａとを備え、連動機構２０Ａが、相互に独立して作動可能な複数のアーム部材３１，３２を有し、各アーム部材３１，３２が互いに係合することで、これらの一方から他方への動力伝達が可能となり、各アーム部材３１，３２が前記係合を解除することで、これらの間の動力伝達が不能となるものである。

この構成によれば、タイミングカム２６と各吸気カム２１，２２とを機械式の連動機構２０Ａを介して連動させることで、油圧を介して吸気カムを作動させる場合と比べて、メンテナンス頻度を増すことなくバルブ作動モードの切り替えの精度を良好に維持することができる。また、連動機構２０Ａの各アーム部材３１，３２を互いに係脱させてこれらの間の動力伝達の可否を切り替えることで、モード切り替えタイミングではない通常運転時における連動機構２０Ａの無駄な動きを抑えることができる。

また、上記可変動弁機構２０は、連動機構２０Ａが、各アーム部材３１，３２の少なくとも一方（入力側アーム部材３１）に係脱してこれら各アーム部材３１，３２間の動力伝達の可否を切り替えるキー３３と、このキー３３を移動せしめるアクチュエータ３４とを有し、キー３３を介して各アーム部材３１，３２が互いに係合して一体的に作動すると共に、このキー３３が、各アーム部材３１，３２を揺動可能に支持する支持軸２９の軸方向で移動することで、各アーム部材３１，３２の少なくとも一方（入力側アーム部材３１）に係脱するものである。

この構成によれば、アクチュエータ３４でキー３３を移動させて連動機構２０Ａの作動を切り替えることで、連動機構２０Ａの作動精度を高めることができる。また、アクチュエータ３４はキー３３を支持軸２９の軸方向で移動させるのみですむので、アクチュエータ３４ひいてはエンジンの小型化を図ることができる。なお、キー３３が出力側アーム部材３２に係脱するものであったり、キー３３に代わり各アーム部材３１，３２の両方に係脱する連結部材を有する構成であってもよい。このとき、連結部材は支持軸の軸方向で移動するものに限らない。

また、上記可変動弁機構２０は、各アーム部材３１，３２が、支持軸２９を挿通すると共に支持軸２９の軸方向で互いに隣接する支持ボス３１ａ，３２ａをそれぞれ有し、キー３３が、支持軸２９にその径方向に沿って設けられた貫通孔３３ａに挿入保持され、各支持ボス３１ａ，３２ａにおける互いに対向する端部には、キー３３を係脱させるキー溝３１ｅ，３２ｅがそれぞれ形成され、これら各キー溝３１ｅ，３２ｅ間をキー３３が移動可能とされるものである。

この構成によれば、キー３３を各キー溝３１ｅ，３２ｅに跨るように配置することで、各アーム部材３１，３２間のトルク伝達を可能にすると共に、キー３３を一方のキー溝３２ｅ内に没入させることで、各アーム部材３１，３２間のトルク伝達を不能にできる。また、キー３３を各支持ボス３１ａ，３２ａ間に配置することで、このキー３３を外部に露出させず、キー３３の作動を良好に維持できる。

また、上記可変動弁機構２０は、各キー溝３１ｅ，３２ｅの一方（キー溝３１ｅ）は、キー３３における支持軸２９の軸方向での幅よりも浅く、各キー溝３１ｅ，３２ｅの他方（キー溝３２ｅ）は、キー３３における支持軸２９の軸方向での幅よりも深く形成されるものである。

この構成によれば、キー３３を浅いキー溝３１ｅ側に移動することで、このキー３３を各キー溝３１ｅ，３２ｅに跨るように配置して各アーム部材３１，３２間のトルク伝達を可能にできると共に、キー３３を深いキー溝３２ｅ側に移動することで、このキー３３を深いキー溝３２ｅ内に没入させて各アーム部材３１，３２間のトルク伝達を不能にできる。また、アクチュエータ３４によるキー３３の移動制御も容易にできる。

また、上記可変動弁機構２０は、支持軸２９がキー３３と共に軸方向移動可能であり、この支持軸２９の端部にアクチュエータ３４が係合して支持軸２９を軸方向移動させるものである。

この構成によれば、支持軸２９を介してキー３３を軸方向移動させるので、専用の作動部材を不要としてキー３３を各キー溝３１ｅ，３２ｅ間で移動でき、部品点数の削減を図ることができる。

また、上記可変動弁機構２０は、タイミングカム２６が、クランクシャフトから駆動力を受ける従動部（カムドリブンスプロケット１９）に一体形成されるものである。

この構成によれば、タイミングカム２６専用の支持部材を不要にでき、部品点数の削減を図ることができる。

また、上記可変動弁機構２０は、各吸気カム２１，２２が一体化されてカム群２３を形成し、カムシャフト１１内に前記軸方向で移動可能に挿通されると共に一端部がカム群２３に連結されるプッシュロッド２８を備え、プッシュロッド２８の他端部がカムシャフト１１のタイミングカム２６側に位置すると共にこの端部から突出し、このプッシュロッド２８の他端部とタイミングカム２６とに渡って各アーム部材３１，３２が配置されるものである。
この構成によれば、カム群２３をカムシャフト１１上で移動させるスライドカム式の可変動弁機構２０において、カムシャフト１１内に挿通するプッシュロッド２８の突出端部とタイミングカム２６とを同一側に配置すると共に、これらを繋ぐように各アーム部材３１，３２を配置することで、タイミングカム２６からカム群２３までの動力伝達経路を短縮でき、カム切り替え精度の向上を図ることができる。

また、上記可変動弁機構２０は、支持軸２９の軸方向視で、各アーム部材３１，３２の一方（入力側アーム部材３１）におけるタイミングカム２６の接点Ｔ１から揺動中心（軸線Ｃ４）までの距離Ｌ１と、各アーム部材３１，３２の他方（出力側アーム部材３２）における揺動中心（軸線Ｃ４）からプッシュロッド２８の接点Ｔ２までの距離Ｌ２とが、互いに略同一に設定されるものである。

この構成によれば、各アーム部材３１，３２の長さを同一にしてこれらの共用化を図ることができる。

また、上記可変動弁機構２０は、カム群２３をプッシュロッド２８に向けて付勢する圧縮コイルバネ２３ａと、各アーム部材３１，３２の少なくとも一方（出力側アーム部材３２）をプッシュロッド２８に向けて付勢する捻りコイルバネ３２ｄとを有し、捻りコイルバネ３２ｄがプッシュロッド２８を介してカム群２３に付与する付勢力よりも、圧縮コイルバネ２３ａがカム群２３に付与する付勢力が大きく設定されるものである。

この構成によれば、カム群２３を付勢する圧縮コイルバネ２３ａよりもカム群２３に対する付勢力の小さい捻りコイルバネ３２ｄにより、各アーム部材３１，３２の少なくとも一方を付勢することで、当該アーム部材及びプッシュロッド２８の遊びを抑えてその振動等を抑制できる。

＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態について、図２，３，５，６，８を援用し図９〜１１を参照して説明する。
第二実施形態の可変動弁機構１２０は、第一実施形態のものに対して、プッシュロッド２８からノック機構３５を無くす一方、支持軸２９の前端部をシリンダヘッド２に設けたボス部２ａに保持し、かつボス部２ａの後方にて支持軸２９にロックキー３６を固設し、このロックキー３６をボス部２ａ端に設けたロックキー溝３７に係脱させることで、カム群２３を前記右方への移動位置に保持可能とする点で特に異なる。その他の、第一実施形態と同一部分には同一符号を付して、その説明を省略する。

図９を参照し、各アーム部材３１，３２を支持する支持軸２９は、第一実施形態のものに対して前方に延長し、その前端部が前記ボス部２ａ内に軸方向移動可能に挿通保持される。ボス部２ａの後方には、支持軸２９を径方向で貫通するロックキー３６が設けられる。ロックキー３６は、支持軸２９の径方向に沿う棒状をなし、その両端部が支持軸２９の外周に突出した状態で支持軸２９に固定される。

支持軸２９は、アクチュエータ３４’の作動により、軸方向で前後に移動可能である。支持軸２９の前部を貫通するロックキー３６は、低速回転域での運転時には支持軸２９の後方移動に伴いボス部２ａ後端の後方に所定量離間し、モード切り替えタイミングでは支持軸２９と共に所定量前方に移動してボス部２ａの後端部に近接する（図１０参照）。モード切り替えタイミングでは、キー３３が各キー溝３１ｅ’，３２ｅに跨って係合し、各アーム部材３１，３２が一体的に揺動可能となる。

また、ロックキー３６は、高速回転域での運転時には、ボス部２ａの後端部に近接した状態から支持軸２９と共にさらに前方に移動する（図１１参照）。ボス部２ａの後端には、ロックキー３６両側の突出部を係脱させるべく支持軸２９の径方向に沿うロックキー溝３７が形成される。ロックキー溝３７は、出力側アーム部材３２が所定の揺動状態にあり、かつこれに伴いキー溝３２ｅに係合したキー３３及び支持軸２９が所定の回転角度にあるときに、支持軸２９と共に前進するロックキー３６を係合可能である。

ここで、各アーム部材３１，３２は、それぞれ第一実施形態のものに対してほぼ左右対称の構成を有する。すなわち、入力側アーム部材３１が後側、出力側アーム部材３２が前側に位置する。各支持ボス３１ａ，３２ａは、入力側アーム部材３１のものが後側、出力側アーム部材３２が前側に位置して互いに支持軸２９の軸方向で隣接する。

第二実施形態のキー溝３１ｅ’は、第一実施形態のキー溝３１ｅに対して深さを増したものである。具体的には、キー溝３１ｅ’は、キー３３における支持軸２９の軸方向幅よりも深く形成される。なお、キー溝３２ｅは第一実施形態のものと同様のものである。
そして、各キー溝３１ｅ’，３２ｅの何れかにキー３３が没入することで、各アーム部材３１，３２同士の係合が解除され、各キー溝３１ｅ’，３２ｅに跨ってキー３３が係合することで、各アーム部材３１，３２が互いに係合する。

またここで、入力側アーム部材３１がタイミングカム２６のベース円部２６ａの外周に接すると共に、出力側アーム部材３２が前記左方への移動位置にあるプッシュロッド２８の左端に接した状態（図２（ａ）参照）、又は入力側アーム部材３１がタイミングカム２６のカム山部２６ｂの頂部の外周に接すると共に、出力側アーム部材３２が前記右方への移動位置にあるプッシュロッド２８の左端に接した状態（図２（ｂ）参照）、のそれぞれに相当する各アーム部材３１，３２の相対角度において、各キー溝３１ｅ’，３２ｅが支持軸２９の軸方向視で互いに重なる。この状態で、各キー溝３１ｅ’，３２ｅに対してキー３３が出没して係脱する。

また、各アーム部材３１，３２がキー３３を介して一体的に係合、揺動してプッシュロッド２８を前記右方への移動位置に移動させたときには、ロックキー３６とロックキー溝３７とが支持軸２９の軸方向視で互いに重なり、ロックキー溝３７に対してロックキー３６が係合可能となる。

ロックキー３６がロックキー溝３７に係合したときには、キー３３が入力側アーム部材３１のキー溝３１ｅ’から離脱して出力側アーム部材３２のキー溝３２ｅ内に没入し、各アーム部材３１，３２同士の係合が解除されてこれらが相対揺動可能となる。このとき、出力側アーム部材３２がプッシュロッド２８及びカム群２３を前記右方への移動位置に保持した状態でロックされる。一方、入力側アーム部材３１はフリーとなってタイミングカム２６に合わせて個別に揺動可能となる。すなわち、キー３３及びロックキー３６は、各アーム部材３１，３２同士の係合を解除した際に出力側アーム部材３２の動きを固定する固定手段を構成するといえる。

上記した各アーム部材３１，３２の揺動制御は、リニアソレノイドとしても機能するアクチュエータ３４’が支持軸２９を所定量ずつ軸方向移動させることで行われる。なお、アクチュエータ３４’は、第一実施形態のアクチュエータ３４と同様の基本構成を有するものとする。
これらアクチュエータ３４’、支持軸２９、キー３３、各アーム部材３１，３２、プッシュロッド２８及び係止ピン２８ａを主に、タイミングカム２６とカム群２３とを連動させる機械式の連動機構１２０Ａが構成される。

いま、アクチュエータ３４’の作動によりプランジャ３４ｂ及び支持軸２９を後方にストロークさせると、これに伴いキー３３が後方にストロークして出力側アーム部材３２のキー溝３２ｅから離脱し、このキー３３が入力側アーム部材３１のキー溝３１ｅ’内に没入する。このとき、各アーム部材３１，３２同士の係合が解かれてこれらが個別に揺動可能となり、タイミングカム２６の駆動により入力側アーム部材３１が揺動しても、タイミングカム２６からの駆動力がプッシュロッド２８及びカム群２３に伝達されることはない。すなわち、入力側アーム部材３１のみが個別に揺動する。

一方、各キー溝３１ｅ’，３２ｅが支持軸２９の軸方向視で互いに重なるときに、アクチュエータ３４’の作動によりプランジャ３４ｂ及び支持軸２９を前方に所定量ストロークさせると、これに伴いキー３３が入力側アーム部材３１のキー溝３１ｅ’から所定量離脱し、このキー３３が出力側アーム部材３２のキー溝３２ｅ内に所定量入り込む。このとき、キー３３が各キー溝３１ｅ’，３２ｅに跨って係合することで、各アーム部材３１，３２が一体揺動可能に係合する。この状態で、タイミングカム２６の駆動により入力側アーム部材３１が揺動すると、これに伴い出力側アーム部材３２も揺動し、タイミングカム２６からの駆動力がプッシュロッド２８及びカム群２３に伝達される。

その後、出力側アーム部材３２がプッシュロッド２８及びカム群２３を前記右方への移動位置に移動させたときに、アクチュエータ３４’の作動によりプランジャ３４ｂ及び支持軸２９を前方にさらにストロークさせると、これに伴いキー３３が入力側アーム部材３１のキー溝３１ｅ’から離脱して出力側アーム部材３２のキー溝３２ｅ内に没入すると共に、ロックキー３６がロックキー溝３７に係合する。このとき、各アーム部材３１，３２同士の係合が解かれると共に、ロックキー３６及びロックキー溝３７並びにキー３３及びキー溝３２ｅの作用により、出力側アーム部材３２がプッシュロッド２８及びカム群２３を前記右方への移動位置に保持した状態でロックされ、かつ入力側アーム部材３１がフリーとなってタイミングカム２６に合わせて個別に揺動可能となる。

以下、可変動弁機構１２０の作用について説明する。
図２（ａ）を参照し、いま、カム群２３及びプッシュロッド２８が前記左方への移動位置（低速吸気カム２１にカムローラ１３ｄを転接させる位置）にあり、かつ支持軸２９及びキー３３が後方に移動して各アーム部材３１，３２同士の係合を解除した状態（図５，９参照）にあるとき、カム群２３及びプッシュロッド２８を前記右方への移動位置に移動させる際には、まず、入力側アーム部材３１がタイミングカム２６のベース円部２６ａ外周に当接した状態で、アクチュエータ３４’の作動により支持軸２９を前方に所定量スライドさせる。これにより、入力側アーム部材３１のキー溝３１ｅ’内に没したキー３３が前方に所定量移動し、このキー３３が各キー溝３１ｅ’，３２ｅに跨って係合する（図１０参照）。

この状態で、入力側アーム部材３１がタイミングカム２６のカム山部２６ｂに乗り上げて揺動すると（図８参照）、これに伴い出力側アーム部材３２が揺動してプッシュロッド２８を右方に押圧し、プッシュロッド２８と共にカム群２３を右方に移動させる（図２（ｂ）参照）。出力側アーム部材３２は、入力側アーム部材３１がタイミングカム２６のカム山部２６ｂの頂部に乗り上げるまで揺動したときには、プッシュロッド２８及びカム群２３を前記右方への移動位置まで移動させる。

この状態で、アクチュエータ３４’の作動により支持軸２９を前方にさらにスライドさせると（図１１参照）、各キー溝３１ｅ’，３２ｅに跨って係合していたキー３３が前方にさらに移動し、入力側アーム部材３１のキー溝３１ｅ’から離脱すると共に出力側アーム部材３２のキー溝３２ｅ内に没入する。またこのとき、ロックキー３６がロックキー溝３７内に没入してボス部２ａに対して係合する。

すると、出力側アーム部材３２は、ロックキー３６及びロックキー溝３７並びにキー３３及びキー溝３２ｅの作用により、プッシュロッド２８及びカム群２３を前記右方への移動位置に移動させた揺動状態に保持される。この時点で、各アーム部材３１，３２同士の係合が解除され、入力側アーム部材３１がタイミングカム２６の駆動力を受けて個別に揺動可能となる（図６参照）。以上により、バルブ作動モードの低速側から高速側への切り替えが完了する。

次に、図２（ｂ）を参照し、カム群２３及びプッシュロッド２８が前記右方への移動位置（高速吸気カム２２にカムローラ１３ｄを転接させる位置）にあり、かつ支持軸２９及びキー３３が前方に移動して各アーム部材３１，３２同士の係合を解除した状態（図６，１１参照）にあるとき、カム群２３及びプッシュロッド２８を前記左方への移動位置に移動させる際には、まず、入力側アーム部材３１がタイミングカム２６のカム山部２６ｂの頂部外周に乗り上げた状態で、アクチュエータ３４’の作動により支持軸２９を後方に所定量スライドさせる。これにより、出力側アーム部材３２のキー溝３２ｅ内に没したキー３３が後方に所定量移動し、このキー３３が各キー溝３１ｅ’，３２ｅに跨って係合する（図１０参照）。またこのとき、ロックキー３６がロックキー溝３７から離脱してボス部２ａに対する係合を解除する。

この状態で、入力側アーム部材３１がタイミングカム２６のベース円部２６ａ外周に当接する角度まで揺動すると（図８参照）、これに伴い出力側アーム部材３２が揺動してプッシュロッド２８を左方へ移動可能とし、プッシュロッド２８と共にカム群２３を左方に移動可能とする（図２（ａ）参照）。出力側アーム部材３２は、入力側アーム部材３１がタイミングカム２６のベース円部２６ａ外周に当接するまで揺動したときには、プッシュロッド２８及びカム群２３を前記左方への移動位置まで移動可能とする。

この状態で、アクチュエータ３４’の作動により支持軸２９を後方にさらにスライドさせると（図９参照）、各キー溝３１ｅ’，３２ｅに跨って係合していたキー３３が後方にさらに移動し、出力側アーム部材３２のキー溝３２ｅから離脱すると共に入力側アーム部材３１のキー溝３１ｅ’内に没入する。

すると、各アーム部材３１，３２同士の係合が解除され、出力側アーム部材３２は圧縮コイルバネ２３ａの付勢力を受けてプッシュロッド２８及びカム群２３を前記左方への移動位置に移動させた揺動状態に保持されると共に、入力側アーム部材３１はタイミングカム２６の駆動力を受けて個別に揺動可能となる（図６参照）。以上により、バルブ作動モードの高速側から低速側への切り替えが完了する。

以上説明したように、上記実施形態における可変動弁機構１２０も、第一実施形態のものと同様、タイミングカム２６と各吸気カム２１，２２とを機械式の連動機構１２０Ａを介して連動させることで、油圧を介して吸気カムを作動させる場合と比べて、メンテナンス頻度を増すことなくバルブ作動モードの切り替えの精度を良好に維持することができる。また、連動機構１２０Ａの各アーム部材３１，３２を互いに係脱させてこれらの間の動力伝達の可否を切り替えることで、モード切り替えタイミングではない通常運転時における連動機構１２０Ａの無駄な動きを抑えることができる。

また、上記可変動弁機構１２０は、キー３３が、各支持ボス３１ａ，３２ａ端部のキー溝３１ｅ’，３２ｅ間を一方側から他方側へ移動可能であり、支持軸２９には、キー３３による各アーム部材３１，３２同士の係合が解かれた際に各アーム部材３１，３２の内のプッシュロッド２８に係合するものの動きを固定する固定手段（キー３３及びロックキー３６）が設けられるものである。

この構成によれば、キー３３の移動により各アーム部材３１，３２同士を係合させてカム作動モードを切り替えた後、キー３３のさらなる移動により各アーム部材３１，３２同士の係合を解除すると共に、キー３３及びロックキー３６によりプッシュロッド２８に係合する出力側アーム部材３２の動きを固定することで、カム作動モードの切り替え後はタイミングカム２６の影響を受けずに切り替え後のカム作動モードを維持することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、エンジンの排気側に可変動弁機構を設けてもよい。また、ロッカーアームがカムローラに代わりカムロブを摺接させるスリッパ面を有するものであってもよい。さらに、クランクケースの前方にシリンダを略水平に突出させた構成のエンジンや複数気筒エンジン等、種々のエンジンに適用してもよい。
そして、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、当該発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。

６ 吸気バルブ（機関弁）
１１ カムシャフト（カム軸）
１３ｄ カムローラ（カムフォロア）
１９ カムドリブンスプロケット（従動部）
２０，１２０ 可変動弁機構
２０Ａ，１２０Ａ 連動機構
２１ 低速吸気カム（カムロブ）
２２ 高速吸気カム（カムロブ）
２３ カム群
２３ａ 圧縮コイルバネ（第一付勢手段）
２６ タイミングカム（駆動部）
２８ プッシュロッド（ロッド）
２９ 支持軸
３１ 入力側アーム部材（連動部材）
３１ａ，３２ａ 支持ボス
３１ｅ，３１ｅ’，３２ｅ キー溝（溝部）
３２ 出力側アーム部材（連動部材）
３２ｄ 捻りコイルバネ（第二付勢手段）
３３ キー（連結部材、固定手段）
３３ａ 貫通孔
３４，３４’ アクチュエータ
３６ ロックキー（固定手段）
Ｔ１，Ｔ２ 接点
Ｌ１，Ｌ２ 距離
Ｃ４ 揺動中心

Claims (11)

1. 一機関弁（６）に対してプロファイルの異なる複数のカムロブ（２１，２２）を有するカム軸（１１）を備え、前記機関弁（６）を作動させるカムフォロア（１３ｄ）に前記各カムロブ（２１，２２）の何れかを当接させることで、前記機関弁（６）を異なるパターンで作動させる可変動弁機構（２０，１２０）において、
   前記各カムロブ（２１，２２）が前記カム軸（１１）の軸方向で一体的に移動可能であり、前記カム軸（１１）と一体的に回転する駆動部（２６）と、この駆動部（２６）から受けた駆動力を前記各カムロブ（２１，２２）の前記軸方向の移動に変換する機械式の連動機構（２０Ａ，１２０Ａ）とを備え、
   前記連動機構（２０Ａ，１２０Ａ）が、相互に独立して作動可能な複数の連動部材（３１，３２）を有し、前記各連動部材（３１，３２）が互いに係合することで、これらの一方から他方への動力伝達が可能となり、前記各連動部材（３１，３２）が前記係合を解除することで、これらの間の動力伝達が不能となることを特徴とする可変動弁機構。
2. 前記連動機構（２０Ａ，１２０Ａ）が、前記各連動部材（３１，３２）の少なくとも一方に係脱してこれら各連動部材（３１，３２）間の動力伝達の可否を切り替える連結部材（３３）と、この連結部材（３３）を移動せしめるアクチュエータ（３４，３４’）とを有し、前記連結部材（３３）を介して前記各連動部材（３１，３２）が互いに係合して一体的に作動することを特徴とする請求項１に記載の可変動弁機構。
3. 前記連結部材（３３）が、前記各連動部材（３１，３２）を揺動可能に支持する支持軸（２９）の軸方向で移動することで、前記各連動部材（３１，３２）の少なくとも一方に係脱することを特徴とする請求項２に記載の可変動弁機構。
4. 前記各連動部材（３１，３２）が、前記支持軸（２９）を挿通すると共に前記支持軸（２９）の軸方向で互いに隣接する支持ボス（３１ａ，３２ａ）をそれぞれ有し、
   前記連結部材（３３）が、前記支持軸（２９）にその径方向に沿って設けられた貫通孔（３３ａ）に挿入保持され、
   前記各支持ボス（３１ａ，３２ａ）における互いに対向する端部には、前記連結部材（３３）を係脱させる溝部（３１ｅ，３１ｅ’，３２ｅ）がそれぞれ形成され、
   これら各溝部（３１ｅ，３１ｅ’，３２ｅ）間を前記連結部材（３３）が移動可能であることを特徴とする請求項３に記載の可変動弁機構。
5. 前記各溝部（３１ｅ，３２ｅ）の一方は、前記連結部材（３３）における前記支持軸（２９）の軸方向での幅よりも浅く、前記各溝部（３１ｅ，３２ｅ）の他方は、前記連結部材（３３）における前記支持軸（２９）の軸方向での幅よりも深く形成されることを特徴とする請求項４に記載の可変動弁機構。
6. 前記支持軸（２９）が前記連結部材（３３）と共に軸方向移動可能であり、この支持軸（２９）の端部に前記アクチュエータ（３４）が係合して前記支持軸（２９）を軸方向移動させることを特徴とする請求項３から５の何れか１項に記載の可変動弁機構。
7. 前記駆動部（２６）が、クランクシャフトから駆動力を受ける従動部（１９）に一体形成されることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の可変動弁機構。
8. 前記各カムロブ（２１，２２）が一体化されてカム群（２３）を形成し、
   前記カム軸（１１）内に前記軸方向で移動可能に挿通されると共に一端部が前記カム群（２３）に連結されるロッド（２８）を備え、
   前記ロッド（２８）の他端部が前記カム軸（１１）の前記駆動部（２６）側に位置すると共にこの端部から突出し、
   このロッド（２８）の他端部と前記駆動部（２６）とに渡って前記各連動部材（３１，３２）が配置されることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の可変動弁機構。
9. 前記支持軸（２９）の軸方向視で、前記各連動部材（３１，３２）の一方における前記駆動部（２６）の接点（Ｔ１）から揺動中心（Ｃ４）までの距離（Ｌ１）と、前記各連動部材（３１，３２）の他方における揺動中心（Ｃ４）から前記ロッド（２８）の接点（Ｔ２）までの距離（Ｌ２）とが、互いに略同一に設定されることを特徴とする請求項３から６の何れか１項に記載の可変動弁機構。
10. 前記カム群（２３）を前記ロッド（２８）に向けて付勢する第一付勢手段（２３ａ）と、前記各連動部材（３１，３２）の少なくとも一方を前記ロッド（２８）に向けて付勢する第二付勢手段（３２ｄ）とを有し、
    前記第二付勢手段（３２ｄ）が前記ロッド（２８）を介して前記カム群（２３）に付与する付勢力よりも、前記第一付勢手段（２３ａ）が前記カム群（２３）に付与する付勢力の方が大きく設定されることを特徴とする請求項８に記載の可変動弁機構。
11. 前記各カムロブ（２１，２２）が一体化されてカム群（２３）を形成し、前記カム軸（１１）内に前記軸方向で移動可能に挿通されると共に一端部が前記カム群（２３）に連結されるロッド（２８）を備え、このロッド（２８）の他端部と前記駆動部（２６）とに渡って前記各連動部材（３１，３２）が配置され、
    前記支持軸（２９）には、前記連結部材（３３）による前記各連動部材（３１，３２）同士の係合が解かれた際に前記各連動部材（３１，３２）の内の前記ロッド（２８）に係合するものの動きを固定する固定手段（３３，３６）が設けられることを特徴とする請求項４に記載の可変動弁機構。

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