JP5904135B2

JP5904135B2 - Engine valve gear

Info

Publication number: JP5904135B2
Application number: JP2013021318A
Authority: JP
Inventors: 章智 ▲高▼木; 敏正小谷
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2013-02-06
Filing date: 2013-02-06
Publication date: 2016-04-13
Anticipated expiration: 2033-02-06
Also published as: JP2014152653A

Description

本発明は、エンジンの動弁装置に関し、詳しくは、エンジンへの搭載性が改善されたエンジンの動弁装置に関する。 The present invention relates to a valve operating apparatus for an engine, and more particularly, to a valve operating apparatus for an engine with improved mountability on the engine.

従来、エンジンの運転状態に応じて吸排気弁のリフト量や開閉タイミング等の動弁特性を切り替えることが可能に構成されたエンジンの動弁装置が知られている。この動弁装置は、エンジンのクランク軸に連動して回転するカム軸と、このカム軸に対し軸方向に移動可能に外嵌されてカム軸と一体回転するカム要素とを備える。カム要素はクランク軸の軸方向に沿って連設されたカムプロファイルが相互に異なる複数のカムを含み、吸気弁又は排気弁毎に設けられる。カム要素が軸方向に移動してカムフォロワを押圧するカムが切り替わることにより吸排気弁の動弁特性がカムプロファイルに応じて切り替わる。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an engine valve operating device configured to be able to switch valve operating characteristics such as a lift amount and opening / closing timing of an intake / exhaust valve according to an operating state of the engine. This valve operating apparatus includes a camshaft that rotates in conjunction with a crankshaft of an engine, and a cam element that is externally fitted to the camshaft so as to be movable in the axial direction and rotates integrally with the camshaft. The cam element includes a plurality of cams having different cam profiles arranged along the axial direction of the crankshaft, and is provided for each intake valve or exhaust valve. When the cam element moves in the axial direction and the cam that presses the cam follower is switched, the valve operating characteristics of the intake and exhaust valves are switched according to the cam profile.

特許文献１に開示される動弁装置は、カム要素を軸方向に移動させる手段として、カム要素の軸方向の一端側に設けられ、軸方向の突出量が周方向に沿って変化する軸方向カムを含む端面カム部材と、この端面カム部材の軸方向カムに接触する接触位置と接触しない非接触位置との間で移動可能に設けられ、接触位置に移動した状態で前記カム要素に軸方向の押圧力を付与して前記カム要素を軸方向に移動させる操作ピンとを備えている。 The valve gear disclosed in Patent Literature 1 is provided on one end side in the axial direction of the cam element as means for moving the cam element in the axial direction, and the axial direction in which the protruding amount in the axial direction varies along the circumferential direction. An end face cam member including a cam and a position where the end face cam member is in contact with the axial cam and a non-contact position where the end face cam member is not in contact are provided so as to be movable. And an operation pin for moving the cam element in the axial direction by applying a pressing force of.

米国特許公開公報２０１１／０２２６２０５US Patent Publication 2011/0226205

カム要素を軸方向に移動させるためにカム要素の軸方向の一端側に端面カム部材を設けると、端面カム部材の軸方向カムの軸方向の突出量だけ、相互に隣接するカム要素間の軸方向距離を長くしなければならない。そのため、動弁装置を、相互に隣接するバルブ間の軸方向距離（バルブピッチ）や相互に隣接する気筒間の軸方向距離（気筒ピッチ）が比較的長い大型のエンジンにしか搭載できず、エンジンの小型化が図れないという問題がある。 When the end face cam member is provided on one end side in the axial direction of the cam element in order to move the cam element in the axial direction, the shaft between the cam elements adjacent to each other by the axial protrusion amount of the axial cam of the end face cam member. The direction distance must be increased. For this reason, the valve operating device can be mounted only on a large engine having a relatively long axial distance (valve pitch) between adjacent valves and an axial distance (cylinder pitch) between adjacent cylinders. There is a problem that the miniaturization cannot be achieved.

そこで、本発明は、相互に隣接するカム要素間の軸方向距離が短くされて、エンジンへの搭載性が改善されたエンジンの動弁装置の提供を目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a valve operating apparatus for an engine in which the axial distance between cam elements adjacent to each other is shortened and the mountability to the engine is improved.

前記課題を解決するためのものとして、本発明は、エンジンの運転状態に応じて吸排気弁の動弁特性を切り替え可能なエンジンの動弁装置であって、エンジンのクランク軸に連動して回転するカム軸と、前記カム軸に対し軸方向に移動可能に外嵌されてカム軸と一体回転すると共に、前記クランク軸の軸方向に沿って連設されたカムプロファイルが相互に異なる第１カム及び第２カムを含むカム要素と、前記カム要素の軸方向の一端側に設けられ、軸方向の突出量が周方向に沿って変化する軸方向カムを含む端面カム部材と、前記端面カム部材の軸方向カムに接触する接触位置と接触しない非接触位置との間で移動可能に設けられ、前記接触位置に移動した状態で前記カム要素に軸方向の第１押圧力を付与して前記カム要素を軸方向に移動させる強制移動部材と、前記カム要素の内周面における前記第１カム及び第２カムに対応する位置に、前記カム要素の周方向に沿って形成され、径方向内側に突出する凸部を介して軸方向に区画された第１凹溝及び第２凹溝と、前記カム軸の外周面から径方向外側に突出するように付勢された状態で前記カム軸に設けられ、前記カム要素が前記強制移動部材によって軸方向に移動される前の状態で前記第１凹溝に嵌合する一方、前記カム要素が軸方向に移動された後の状態で前記第２凹溝に嵌合する嵌合部材とを備え、前記第２凹溝は、前記カム要素が前記第１押圧力によって軸方向に所定量移動されたときに、前記凸部を乗り越えた前記嵌合部材と接触することにより、前記第１押圧力と同じ軸方向成分を有する第２押圧力を前記カム要素に付与する傾斜面を有し、前記軸方向カムの軸方向の突出量が、前記第１凹溝に嵌合している状態の前記嵌合部材の中心と、前記第２凹溝に嵌合している状態の前記嵌合部材の中心との間の軸方向距離よりも小さい値に設定されていることを特徴とするエンジンの動弁装置である（請求項１）。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is an engine valve operating device capable of switching the valve operating characteristics of an intake / exhaust valve according to the operating state of the engine, and rotates in conjunction with the crankshaft of the engine. Cam shafts that are externally fitted to the cam shaft so as to be movable in the axial direction and rotate integrally with the cam shaft, and cam profiles that are continuously provided along the axial direction of the crankshaft are different from each other. A cam element including a second cam; an end face cam member including an axial cam provided on one end side in the axial direction of the cam element, the axial projection amount changing along a circumferential direction; and the end face cam member The cam is provided so as to be movable between a contact position that contacts the axial cam and a non-contact position that does not contact the cam, and a first pressing force in the axial direction is applied to the cam element while moving to the contact position. Move the element in the axial direction And a forcibly moving member and a convex portion formed along the circumferential direction of the cam element at a position corresponding to the first cam and the second cam on the inner circumferential surface of the cam element and projecting radially inward. A first groove and a second groove defined in the axial direction and provided on the cam shaft in a state of being biased so as to protrude radially outward from an outer peripheral surface of the cam shaft, Fitting that fits into the first groove in a state before being moved in the axial direction by the forcible moving member, and that fits into the second groove in a state after the cam element has been moved in the axial direction. The second concave groove, when the cam element is moved by a predetermined amount in the axial direction by the first pressing force, by contacting the fitting member that has overcome the convex portion, A second pressing force having the same axial direction component as the first pressing force is applied to the cam element. And an axial protrusion of the axial cam is fitted into the center of the fitting member in a state of being fitted into the first groove and the second groove. A valve operating apparatus for an engine, wherein the valve operating apparatus is set to a value smaller than an axial distance between the center of the fitting member in a state where the fitting member is in the open state (Claim 1).

本発明によれば、エンジンの運転状態に応じて吸排気弁の動弁特性を切り替え可能なエンジンの動弁装置において、嵌合部材と第１凹溝及び第２凹溝とにより、カム要素に連接された第１カム及び第２カムをカムフォロワに対して位置決めするためのディテント機構が構成される。 According to the present invention, in a valve operating apparatus for an engine capable of switching the valve operating characteristics of an intake / exhaust valve in accordance with the operating state of the engine, the cam element is formed by the fitting member, the first groove and the second groove. A detent mechanism for positioning the connected first cam and second cam with respect to the cam follower is configured.

例えば第１カムから第２カムへの切り替えが行われる場合を考える。まず、端面カム部材の軸方向カムと強制移動部材との接触により、カム要素に軸方向の第１押圧力が付与されてカム要素が軸方向に移動される。これにより、第１凹溝に嵌合していた嵌合部材が第１凹溝から抜け出て凸部を乗り越え、第２凹溝の傾斜面と接触する。次に、この嵌合部材と傾斜面との接触により、前記第１押圧力と同じ軸方向成分を有する第２押圧力がカム要素に付与されてカム要素が引き続き軸方向に移動される。これにより、嵌合部材は前記第２押圧力を発生させつつ傾斜面から第２凹溝に移動して第２凹溝に嵌合する。そのため、第２カムがカムフォロワに対して位置決めされ、カムの切り替えが終了する。 For example, consider a case where switching from the first cam to the second cam is performed. First, by the contact between the axial cam of the end face cam member and the forced movement member, the cam element is moved in the axial direction by applying a first pressing force in the axial direction to the cam element. As a result, the fitting member fitted in the first groove exits from the first groove, gets over the protrusion, and comes into contact with the inclined surface of the second groove. Next, due to the contact between the fitting member and the inclined surface, a second pressing force having the same axial component as the first pressing force is applied to the cam element, and the cam element is continuously moved in the axial direction. As a result, the fitting member moves from the inclined surface to the second groove while generating the second pressing force, and is fitted into the second groove. Therefore, the second cam is positioned with respect to the cam follower, and the cam switching is completed.

つまり、カムの切り替え時、ディテント機構の嵌合部材は切り替え元の第１カムに対応する第１凹溝から切り替え先の第２カムに対応する第２凹溝に相対移動するが、その相対移動の途中で、その相対移動の推進力となる押圧力が、軸方向カムと強制移動部材との接触により発生する第１押圧力から、嵌合部材と傾斜面との接触により発生する第２押圧力に移行する。これにより、前記嵌合部材が第１凹溝から第２凹溝に相対移動する期間の全部に亘って第１押圧力を発生させる必要がなくなり、前記期間の初期のみ第１押圧力を発生させればよくなる。そのため、本発明では、軸方向カムの軸方向の突出量（つまり軸方向カムの操作量）が、第１凹溝に嵌合している状態の嵌合部材の中心と第２凹溝に嵌合している状態の嵌合部材の中心との間の軸方向距離（これを「凹溝ピッチ」という）よりも小さい値に設定されている。 That is, when the cam is switched, the fitting member of the detent mechanism moves relatively from the first groove corresponding to the first cam of the switching source to the second groove corresponding to the second cam of the switching destination. On the way, the second pressing force generated by the contact between the fitting member and the inclined surface is changed from the first pressing force generated by the contact between the axial cam and the forced moving member. Transition to pressure. As a result, it is not necessary to generate the first pressing force over the entire period in which the fitting member moves relative to the second concave groove from the first concave groove, and the first pressing force is generated only in the initial period. It will be better. Therefore, in the present invention, the axial protrusion amount of the axial cam (that is, the operation amount of the axial cam) is fitted in the center of the fitting member and the second concave groove in the state of being fitted in the first concave groove. It is set to a value smaller than the axial distance (referred to as “concave groove pitch”) between the centers of the fitting members in the joined state.

従来は、ディテント機構の嵌合部材が第１凹溝から第２凹溝に相対移動する期間の全部に亘って第１押圧力を発生させる必要があったので、軸方向カムの軸方向の突出量が凹溝ピッチと同じ値に設定されていた。その結果、相互に隣接するカム要素間の軸方向距離が長くなり、動弁装置をバルブピッチや気筒ピッチが比較的長い大型のエンジンにしか搭載できなかった。 Conventionally, it has been necessary to generate the first pressing force over the entire period in which the fitting member of the detent mechanism relatively moves from the first concave groove to the second concave groove. The amount was set to the same value as the groove pitch. As a result, the axial distance between cam elements adjacent to each other is increased, and the valve gear can be mounted only on a large engine having a relatively long valve pitch or cylinder pitch.

これに対し、本発明では、軸方向カムの軸方向の突出量を凹溝ピッチよりも小さい値に設定できるので、相互に隣接するカム要素間の軸方向距離を短くでき、動弁装置をバルブピッチや気筒ピッチが比較的短い小型のエンジンにも搭載できる。 On the other hand, in the present invention, since the axial projection amount of the axial cam can be set to a value smaller than the groove pitch, the axial distance between adjacent cam elements can be shortened, and the valve operating device can be It can also be installed in small engines with relatively short pitch and cylinder pitch.

以上により、本発明によれば、エンジンの運転状態に応じて吸排気弁の動弁特性を切り替え可能なエンジンの動弁装置において、カム要素を軸方向に移動させるためにカム要素の軸方向の一端側に端面カム部材が設けられていても、相互に隣接するカム要素間の軸方向距離が短くなり、エンジンへの搭載性が改善される。 As described above, according to the present invention, in the valve operating apparatus for an engine capable of switching the valve operating characteristics of the intake / exhaust valve according to the operating state of the engine, the cam element is moved in the axial direction to move the cam element in the axial direction. Even if the end face cam member is provided on the one end side, the axial distance between adjacent cam elements is shortened, and the mountability to the engine is improved.

本発明において、好ましくは、前記軸方向カムの軸方向の突出量が、前記第１凹溝に嵌合している状態の前記嵌合部材の中心と、前記凸部を乗り越えて前記傾斜面と接触し始めた状態の前記嵌合部材の中心との間の軸方向距離よりも大きい値に設定されている（請求項２）。 In the present invention, it is preferable that an axial protrusion amount of the axial cam is a center of the fitting member in a state where the axial cam is fitted in the first concave groove, and the inclined surface overcoming the convex portion. It is set to a value larger than the axial distance from the center of the fitting member in a state of starting contact (Claim 2).

前記請求項１に係る発明では、軸方向カムの軸方向の突出量の最大値が規定されるのに対し、この請求項２に係る発明では、軸方向カムの軸方向の突出量の最小値が規定される。すなわち、前記最小値は、第１凹溝に嵌合している状態の嵌合部材の中心と、第１凹溝と第２凹溝との間の凸部を乗り越えて第２凹溝の傾斜面と接触し始めた状態（つまり第２押圧力が発生し始めた状態）の嵌合部材の中心との間の軸方向距離（これを「第２押圧力発生所要距離」という）である。 In the invention according to claim 1, the maximum value of the axial protrusion amount of the axial cam is defined, whereas in the invention according to claim 2, the minimum value of the axial protrusion amount of the axial cam is defined. Is defined. That is, the minimum value is the inclination of the second groove over the center of the fitting member fitted in the first groove and the convex portion between the first groove and the second groove. This is the axial distance from the center of the fitting member in a state of starting to contact the surface (that is, a state in which the second pressing force starts to be generated) (this is referred to as “second pressing force generation required distance”).

この構成によれば、ディテント機構の嵌合部材が第１凹溝から第２凹溝に相対移動する期間中、嵌合部材と傾斜面との接触により第２押圧力が発生するまでは、必ず軸方向カムと強制移動部材との接触により第１押圧力が発生しているので、カムの切り替え時に第２押圧力が未だ発生していないのに第１押圧力の発生が終了するという問題が生じず、第１押圧力から第２押圧力への移行が確実に行われて、カム要素が円滑に連続して移動される。 According to this configuration, during the period in which the fitting member of the detent mechanism is relatively moved from the first concave groove to the second concave groove, the second pressing force is always generated until the second pressing force is generated by the contact between the fitting member and the inclined surface. Since the first pressing force is generated by the contact between the axial cam and the forcible moving member, the generation of the first pressing force is terminated even though the second pressing force has not yet been generated when the cam is switched. It does not occur, the transition from the first pressing force to the second pressing force is performed reliably, and the cam element is moved smoothly and continuously.

本発明において、好ましくは、前記傾斜面は、前記カム要素の軸心に対して３０°〜４５°の傾斜角に形成されている（請求項３）。 In this invention, Preferably, the said inclined surface is formed in the inclination angle of 30 degrees-45 degrees with respect to the axial center of the said cam element (Claim 3).

この構成によれば、傾斜面とカム要素の軸心とがなす角度が３０°以上なので、十分大きい第２押圧力が発生し、カムの切り替えが短時間で終了する。また、傾斜面とカム要素の軸心とがなす角度が４５°以下なので、第２押圧力発生所要距離が十分短くなり、軸方向カムの軸方向の突出量がより一層小さくなる。 According to this configuration, since the angle formed between the inclined surface and the axis of the cam element is 30 ° or more, a sufficiently large second pressing force is generated, and the cam switching is completed in a short time. Further, since the angle formed by the inclined surface and the axis of the cam element is 45 ° or less, the required distance for generating the second pressing force is sufficiently short, and the axial protrusion amount of the axial cam is further reduced.

本発明は、エンジンの運転状態に応じて吸排気弁の動弁特性を切り替え可能なエンジンの動弁装置において、カム要素を軸方向に移動させるためにカム要素の軸方向の一端側に端面カム部材が設けられていても、相互に隣接するカム要素間の軸方向距離が短くなり、エンジンへの搭載性が改善されるから、カムを切り替えるカムシフト機構を具備する動弁装置の技術の発展向上に寄与する。 The present invention relates to an engine valve device capable of switching the valve operating characteristics of an intake / exhaust valve according to the operating state of an engine, and an end face cam on one end side in the axial direction of the cam element in order to move the cam element in the axial direction. Even if members are provided, the axial distance between cam elements adjacent to each other is shortened and the mountability to the engine is improved. Therefore, the development of the technology of the valve gear having a cam shift mechanism for switching the cam is improved. Contribute to.

本発明の実施形態に係るエンジンの動弁装置の正面図である。It is a front view of the valve operating apparatus of the engine which concerns on embodiment of this invention. 図１の矢印Ａから見た前記動弁装置の排気カムシャフト及び操作ピン駆動装置の側面図である。FIG. 2 is a side view of an exhaust camshaft and an operation pin driving device of the valve gear as viewed from an arrow A in FIG. 1. 前記排気カムシャフトのカム軸及びカム要素の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the cam shaft and cam element of the exhaust camshaft. 前記カム要素の内周面に形成された凹溝及び傾斜面を示す部分拡大図である。It is the elements on larger scale which show the ditch | groove and the inclined surface which were formed in the internal peripheral surface of the said cam element. 前記カム要素及び端面カム部材の模式図である。It is a schematic diagram of the said cam element and an end surface cam member. 前記カム要素及び端面カム部材の側面図である。It is a side view of the said cam element and an end surface cam member. 前記カム要素及び端面カム部材の斜視図である。It is a perspective view of the said cam element and an end surface cam member. 凹溝ピッチ及び第２押圧力発生所要距離の説明図である。It is explanatory drawing of a ditch | groove pitch and a 2nd pressing force generation required distance.

以下、図面に基いて本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（１）全体構成
本実施形態において、本発明は、図１に示すエンジンの動弁装置１に適用されている。図１に示す動弁装置１は、排気弁２用の動弁装置であって、スイングアーム式のロッカーアーム３を備える。ロッカーアーム３は、バルブクリアランスを自動調整するラッシュアジャスタ４で支持された支点３ａと、排気カムシャフト５のカム６で押圧されるカムフォロワ７が設けられた力点３ｂと、排気弁２を押圧する作用点３ｃとを有する。動弁装置１はエンジンのシリンダヘッド（図示せず）に配設されている。 (1) Overall Configuration In the present embodiment, the present invention is applied to the valve gear 1 for an engine shown in FIG. A valve operating apparatus 1 shown in FIG. 1 is a valve operating apparatus for an exhaust valve 2 and includes a swing arm type rocker arm 3. The rocker arm 3 presses the exhaust valve 2 and the fulcrum 3a supported by the lash adjuster 4 that automatically adjusts the valve clearance, the force point 3b provided with the cam follower 7 pressed by the cam 6 of the exhaust camshaft 5, and the exhaust valve 2. Point 3c. The valve gear 1 is disposed in an engine cylinder head (not shown).

図２に示すように、本実施形態に係るエンジンＥは、図外のクランク軸の延びる方向に４つの気筒Ｃ（第１気筒Ｃ１〜第４気筒Ｃ４）が直列に配置された直列４気筒エンジンである。また、エンジンＥは、１つの気筒Ｃあたり２つの吸気弁（図示せず）及び２つの排気弁２が設けられた多弁式エンジンである。 As shown in FIG. 2, the engine E according to this embodiment is an in-line four-cylinder engine in which four cylinders C (first cylinder C1 to fourth cylinder C4) are arranged in series in a direction in which a crankshaft (not shown) extends. It is. The engine E is a multi-valve engine provided with two intake valves (not shown) and two exhaust valves 2 per cylinder C.

動弁装置１は、エンジンＥの運転状態に応じて、排気カムシャフト５のカム６を切り替えることにより、排気弁２のリフト量や開閉タイミング等の動弁特性を切り替えることが可能に構成されている。なお、本発明は、吸気弁用の動弁装置にも適用可能であるが、本実施形態では、排気弁２用の動弁装置に適用した場合を例にして説明する。 The valve gear 1 is configured to be able to switch the valve characteristics such as the lift amount and opening / closing timing of the exhaust valve 2 by switching the cam 6 of the exhaust camshaft 5 according to the operating state of the engine E. Yes. Although the present invention can be applied to a valve gear for an intake valve, in the present embodiment, a case where the present invention is applied to a valve gear for an exhaust valve 2 will be described as an example.

排気カムシャフト５は、クランク軸に連動して回転するカム軸８と、このカム軸８に対し、スプライン９ａ，９ｂ（図４及び図５参照）を介してクランク軸の軸方向（図２の左右方向）に移動可能に外嵌されてカム軸８と一体回転するカム要素１０とを備える。カム要素１０は軸方向に沿って連設されたカムプロファイルが相互に異なるＡカム６Ａ及びＢカム６Ｂを含み、排気弁２毎に設けられている。カム要素１０が軸方向に移動してロッカーアーム３のカムフォロワ７を押圧するカム６が切り替わることにより排気弁２の動弁特性がカムプロファイルに応じて切り替わる。 The exhaust camshaft 5 is connected to a camshaft 8 that rotates in conjunction with the crankshaft, and the camshaft 8 is connected to the camshaft 8 via splines 9a and 9b (see FIGS. 4 and 5). And a cam element 10 that is externally fitted so as to be movable in the left-right direction) and rotates integrally with the cam shaft 8. The cam element 10 includes an A cam 6A and a B cam 6B having mutually different cam profiles provided along the axial direction, and is provided for each exhaust valve 2. When the cam element 10 moves in the axial direction and the cam 6 that presses the cam follower 7 of the rocker arm 3 is switched, the valve operating characteristic of the exhaust valve 2 is switched according to the cam profile.

前述したように、本実施形態では、１つの気筒Ｃあたり２つの排気弁２が設けられているので、カム要素１０もまた１つの気筒Ｃあたり２つのカム要素１０が設けられている。２つの排気弁２に対応する２つのカム要素１０は所定の間隔を空けて軸方向に並んで設けられ、軸方向に延びる円筒状の延長部１１で相互に連結されている。本実施形態では、この２つのカム要素１０が相互に連結されたものをカムユニット１２と称する。つまり、１つの気筒Ｃあたり１つのカムユニット１２が設けられている。 As described above, in the present embodiment, since the two exhaust valves 2 are provided per cylinder C, the cam element 10 is also provided with two cam elements 10 per cylinder C. The two cam elements 10 corresponding to the two exhaust valves 2 are provided side by side in the axial direction at a predetermined interval, and are connected to each other by a cylindrical extension portion 11 extending in the axial direction. In the present embodiment, the two cam elements 10 connected to each other are referred to as a cam unit 12. That is, one cam unit 12 is provided for each cylinder C.

図３に示すように、カムユニット１２は前記延長部１１においてシリンダヘッドに立設された軸受部３０により軸方向に移動可能かつ周方向に回転可能に軸受けされている。すなわち軸受部３０は２つのカム要素１０間に配置されている。軸受部３０は、シリンダヘッドに一体形成された支持壁３１と、この支持壁３１に締結固定されたカムキャップ３２とで構成されている。 As shown in FIG. 3, the cam unit 12 is supported by the bearing portion 30 erected on the cylinder head in the extension portion 11 so as to be movable in the axial direction and rotatable in the circumferential direction. That is, the bearing portion 30 is disposed between the two cam elements 10. The bearing portion 30 includes a support wall 31 integrally formed with the cylinder head, and a cam cap 32 fastened and fixed to the support wall 31.

カム要素１０ないしカムユニット１２を軸方向に移動させる手段として、図４〜図７に示すように、カム要素１０の軸方向の一端側（カムユニット１２でいえばカムユニット１２の軸方向の両端側）に端面カム部材１３が設けられている。この端面カム部材１３は軸方向の突出量が周方向に沿って変化する軸方向カム１３ａを含んでいる。また、図２及び図５に示すように、前記端面カム部材１３に対して進出及び後退が可能な強制移動部材としての操作ピン２１が備えられている。この操作ピン２１は操作ピン駆動装置としての電磁弁（ソレノイドバルブ）２０のプランジャである。そのため、操作ピン２１は、電磁弁２０のＯＮ又はＯＦＦにより、端面カム部材１３の軸方向カム１３ａに接触する接触位置と接触しない非接触位置との間で移動可能に設けられている。前記電磁弁２０はシリンダヘッドに組み付けられて位置が固定されている。 As a means for moving the cam element 10 or the cam unit 12 in the axial direction, as shown in FIGS. 4 to 7, one end side of the cam element 10 in the axial direction (the cam unit 12 in the axial direction of the cam unit 12). The end face cam member 13 is provided on the side. The end face cam member 13 includes an axial cam 13a in which the amount of axial protrusion varies along the circumferential direction. Further, as shown in FIGS. 2 and 5, an operation pin 21 is provided as a forcible moving member capable of moving forward and backward with respect to the end face cam member 13. The operation pin 21 is a plunger of an electromagnetic valve (solenoid valve) 20 as an operation pin driving device. Therefore, the operation pin 21 is provided so as to be movable between a contact position that contacts the axial cam 13a of the end cam member 13 and a non-contact position that does not contact when the electromagnetic valve 20 is turned ON or OFF. The electromagnetic valve 20 is assembled to the cylinder head and fixed in position.

例えば電磁弁２０がＯＮになると、操作ピン２１が端面カム部材１３に対して進出して軸方向カム１３ａに接触する状態となる（接触位置）。このとき、操作ピン２１は、軸方向カム１３ａの軸方向の突出量がゼロである基部に接触する。その後、カム要素１０の回転に伴い軸方向カム１３ａと操作ピン２１との接触点が軸方向カム１３ａの軸方向の突出量が大きい頂部に移動する。これにより、操作ピン２１は位置が固定されているから、カム要素１０が操作ピン２１から軸方向の押圧力（すなわち第１押圧力）を付与されて操作ピン２１から離間する側へ軸方向に移動される。軸方向カム１３ａの軸方向の突出量Ｋ（図５参照）は軸方向カム１３ａの操作量に相当する。一方、電磁弁２０がＯＦＦになると、操作ピン２１が端面カム部材１３から後退して軸方向カム１３ａに接触しない状態となる（非接触位置）。 For example, when the solenoid valve 20 is turned ON, the operation pin 21 advances with respect to the end face cam member 13 and comes into contact with the axial cam 13a (contact position). At this time, the operation pin 21 comes into contact with the base portion where the axial protrusion amount of the axial cam 13a is zero. Thereafter, as the cam element 10 rotates, the contact point between the axial cam 13a and the operation pin 21 moves to the apex where the axial protrusion amount of the axial cam 13a is large. Thereby, since the position of the operation pin 21 is fixed, the cam element 10 is given an axial pressing force (that is, the first pressing force) from the operation pin 21 and is axially moved away from the operation pin 21. Moved. The axial protrusion amount K (see FIG. 5) of the axial cam 13a corresponds to the operation amount of the axial cam 13a. On the other hand, when the solenoid valve 20 is turned off, the operation pin 21 is retracted from the end face cam member 13 and is not in contact with the axial cam 13a (non-contact position).

図３に示すように、本実施形態に係る動弁装置１には、カム要素１０に連接されたＡカム６Ａ及びＢカム６Ｂをロッカーアーム３のカムフォロワ７に対して位置決めするためのディテント機構４０が設けられている。このディテント機構４０は、カム軸８の外周面から径方向外側に突出するように付勢された状態で前記カム軸８に設けられた嵌合部材としてのボール部材４３と、カム要素１０の内周面における前記Ａカム６Ａ及びＢカム６Ｂに対応する位置に、カム要素１０の周方向に沿って形成されたＡ凹溝５１及びＢ凹溝５２とを有する。 As shown in FIG. 3, the valve operating apparatus 1 according to this embodiment includes a detent mechanism 40 for positioning the A cam 6 A and the B cam 6 B connected to the cam element 10 with respect to the cam follower 7 of the rocker arm 3. Is provided. The detent mechanism 40 includes a ball member 43 as a fitting member provided on the cam shaft 8 in a state of being biased so as to protrude radially outward from the outer peripheral surface of the cam shaft 8, An A groove 51 and a B groove 52 formed along the circumferential direction of the cam element 10 are provided at positions corresponding to the A cam 6A and the B cam 6B on the circumferential surface.

前記ボール部材４３は、カム軸８に径方向に形成された深穴４１に収容されたスプリング４２により径方向外側に付勢されている。前記凹溝５１，５２は、図４に示すように、径方向内側に突出する凸部５５を介して軸方向に区画されている。前記凹溝５１，５２は、カム要素１０の軸方向の移動によりカム６が切り替えられたときに前記ボール部材４３が嵌合し得る大きさに形成され、その幅や深さや断面形状等が相互に同じに形成されている。 The ball member 43 is urged radially outward by a spring 42 accommodated in a deep hole 41 formed in the camshaft 8 in the radial direction. As shown in FIG. 4, the concave grooves 51 and 52 are partitioned in the axial direction via a convex portion 55 projecting radially inward. The concave grooves 51 and 52 are formed in such a size that the ball member 43 can be fitted when the cam 6 is switched by the axial movement of the cam element 10, and the width, depth, cross-sectional shape, etc. Are formed the same.

本実施形態では、カム要素１０が操作ピン２１によって軸方向に移動される前の状態でボール部材４３が嵌合する凹溝（Ａ凹溝５１又はＢ凹溝５２）を第１凹溝と称し、カム要素１０が軸方向に移動された後の状態でボール部材４３が嵌合する凹溝（Ｂ凹溝５２又はＡ凹溝５１）を第２凹溝と称する。 In the present embodiment, the groove (A groove 51 or B groove 52) into which the ball member 43 is fitted before the cam element 10 is moved in the axial direction by the operation pin 21 is referred to as a first groove. The concave groove (B concave groove 52 or A concave groove 51) into which the ball member 43 is fitted after the cam element 10 is moved in the axial direction is referred to as a second concave groove.

カム要素１０ないしカムユニット１２を軸方向に移動させてカム６を切り替えるとき、ディテント機構４０のボール部材４３が切り替え元のカム（Ａカム６Ａ又はＢカム６Ｂ）に対応する第１凹溝（Ａ凹溝５１又はＢ凹溝５２）から抜け出て、切り替え先のカム（Ｂカム６Ｂ又はＡカム６Ａ）に対応する第２凹溝（Ｂ凹溝５２又はＡ凹溝５１）に嵌合することにより、カム要素１０ないしカムユニット１２の軸方向の移動が規制され、カム６がカムフォロワ７に対して位置決めされる。 When the cam 6 is switched by moving the cam element 10 or the cam unit 12 in the axial direction, the ball member 43 of the detent mechanism 40 has a first groove (A) corresponding to the switching source cam (A cam 6A or B cam 6B). By slipping out of the groove 51 or B groove 52) and fitting into the second groove (B groove 52 or A groove 51) corresponding to the switching destination cam (B cam 6B or A cam 6A) The movement of the cam element 10 or the cam unit 12 in the axial direction is restricted, and the cam 6 is positioned with respect to the cam follower 7.

例えば、図３及び図５は、Ｂカム６Ｂがカムフォロワ７を押圧している状態を示している（なお、図３及び図５は、後述する「第３カムユニット」を示している。）。このとき、カムユニット１２は、図３及び図５において左に移動しており、右側のカム要素１０が軸受部３０に近接している。ディテント機構４０のボール部材４３は、スプリング４２による外方への付勢力によりＢカム６Ｂに対応するＢ凹溝５２に嵌合している（すなわちＢ凹溝５２が第１凹溝である）。この状態から、図５の左の電磁弁２０がＯＮになって、カムユニット１２が図３及び図５において右に移動すると、カムフォロワ７を押圧するカム６がＢカム６ＢからＡカム６Ａに切り替わる。このとき、図３及び図５において左側のカム要素１０が軸受部３０に近接し、ディテント機構４０のボール部材４３は、Ｂ凹溝５２から抜け出てＡカム６Ａに対応するＡ凹溝５１に相対移動し、スプリング４２による外方への付勢力によりＡ凹溝５１に嵌合する（すなわちＡ凹溝５１が第２凹溝である）。この逆の動作もこれに準じて同様である。 For example, FIGS. 3 and 5 show a state in which the B cam 6B presses the cam follower 7 (note that FIGS. 3 and 5 show a “third cam unit” to be described later). At this time, the cam unit 12 moves to the left in FIGS. 3 and 5, and the right cam element 10 is close to the bearing portion 30. The ball member 43 of the detent mechanism 40 is fitted into the B concave groove 52 corresponding to the B cam 6B by the outward urging force of the spring 42 (that is, the B concave groove 52 is the first concave groove). From this state, when the left solenoid valve 20 in FIG. 5 is turned ON and the cam unit 12 moves to the right in FIGS. 3 and 5, the cam 6 that presses the cam follower 7 is switched from the B cam 6B to the A cam 6A. . At this time, the left cam element 10 in FIG. 3 and FIG. 5 is close to the bearing portion 30, and the ball member 43 of the detent mechanism 40 comes out of the B concave groove 52 and is relative to the A concave groove 51 corresponding to the A cam 6A. It moves and fits into the A groove 51 by the outward urging force of the spring 42 (that is, the A groove 51 is the second groove). The reverse operation is the same as above.

（２）特徴的構成
図４に示すように、カム要素１０の内周面に２つの凹溝５１，５２に対応して２つの傾斜面５３，５４が周方向に形成されている。２つの傾斜面５３，５４は２つの凹溝５１，５２間に形成されている。Ａ傾斜面５３はＡ凹溝５１に連続して形成され、Ｂ傾斜面５４はＢ凹溝５２に連続して形成されている。 (2) Characteristic Configuration As shown in FIG. 4, two inclined surfaces 53 and 54 are formed in the circumferential direction corresponding to the two concave grooves 51 and 52 on the inner peripheral surface of the cam element 10. The two inclined surfaces 53 and 54 are formed between the two concave grooves 51 and 52. The A inclined surface 53 is formed continuously with the A groove 51 and the B inclined surface 54 is formed continuously with the B groove 52.

つまり、図３及び図５を参照して前述したように、Ｂカム６ＢからＡカム６Ａへのカム６の切り替え時、Ｂ凹溝５２が第１凹溝であり、Ａ凹溝５１が第２凹溝である場合は、第２凹溝であるＡ凹溝５１に連続してＡ傾斜面５３が形成されている。逆に、Ａカム６ＡからＢカム６Ｂへのカム６の切り替え時、Ａ凹溝５１が第１凹溝であり、Ｂ凹溝５２が第２凹溝である場合は、第２凹溝であるＢ凹溝５２に連続してＢ傾斜面５４が形成されている。 That is, as described above with reference to FIGS. 3 and 5, when the cam 6 is switched from the B cam 6B to the A cam 6A, the B groove 52 is the first groove, and the A groove 51 is the second groove. In the case of the concave groove, the A inclined surface 53 is formed continuously with the A concave groove 51 which is the second concave groove. Conversely, when the cam 6 is switched from the A cam 6A to the B cam 6B, if the A groove 51 is the first groove and the B groove 52 is the second groove, it is the second groove. A B inclined surface 54 is formed continuously to the B concave groove 52.

２つの傾斜面５３，５４は、その幅や傾斜角（傾斜面５３，５４とカム要素１０の軸心とがなす角度）や断面形状等が相互に鏡像のように対称に形成されている。そのため、２つの傾斜面５３，５４が交わる稜線である凸部５５は、軸方向において、２つの凹溝５１，５２間の中間に位置している。 The two inclined surfaces 53 and 54 are formed so that their widths and inclination angles (angles between the inclined surfaces 53 and 54 and the axis of the cam element 10), cross-sectional shapes, and the like are mirror images of each other. Therefore, the convex part 55 which is a ridge line where the two inclined surfaces 53 and 54 intersect is located in the middle between the two concave grooves 51 and 52 in the axial direction.

カム６の切り替え時、第１凹溝５１又は５２から抜け出たディテント機構４０のボール部材４３は、第２凹溝５２又は５１に嵌合するまでの期間中、スプリング４２による外方への付勢力により前記傾斜面５３，５４と連続して接触し、前記傾斜面５３，５４は前記ボール部材４３から外方への付勢力を連続して受ける。これにより、前記期間の前半部（概ねボール部材４３が凸部５５を乗り越える前）は、ボール部材４３と傾斜面５３又は５４との接触により、操作ピン２１と軸方向カム１３ａとの接触によりカム要素１０に付与される軸方向の第１押圧力と反対の軸方向成分（すなわち操作ピン２１へ近接する側への軸方向成分）を有する押圧力がカム要素１０に付与される。一方、前記期間の後半部（概ねボール部材４３が凸部５５を乗り越えた後）は、ボール部材４３と傾斜面５４又は５３との接触により、前記第１押圧力と同じ軸方向成分（すなわち操作ピン２１から離間する側への軸方向成分）を有する押圧力（すなわち第２押圧力）がカム要素１０に付与される。 When the cam 6 is switched, the ball member 43 of the detent mechanism 40 that has slipped out of the first concave groove 51 or 52 is biased outwardly by the spring 42 during the period until it is fitted into the second concave groove 52 or 51. Accordingly, the inclined surfaces 53 and 54 continuously receive the outward biasing force from the ball member 43. Thereby, the first half of the period (generally before the ball member 43 gets over the convex portion 55) is camped by the contact between the operation pin 21 and the axial cam 13a due to the contact between the ball member 43 and the inclined surface 53 or 54. A pressing force having an axial component opposite to the first axial pressing force applied to the element 10 (that is, an axial component toward the side close to the operation pin 21) is applied to the cam element 10. On the other hand, the latter half of the period (generally after the ball member 43 has climbed over the convex portion 55), the contact between the ball member 43 and the inclined surface 54 or 53 causes the same axial component (that is, the operation) A pressing force (that is, a second pressing force) having an axial component toward the side away from the pin 21 is applied to the cam element 10.

図８を参照してさらに詳しく説明する。図８は図４をさらに拡大し模式的に描いたものである。この図８において、符号４３ｉは、Ａ凹溝５１に嵌合しているボール部材、符号４３ｉｉは、Ａ凹溝５１から抜け出て凸部５５を乗り越えた直後のボール部材、符号４３ｉｉｉは、凸部５５を乗り越えたあとＢ凹溝５２に嵌合しているボール部材を示し、符号Ｘｉ，Ｘｉｉ，Ｘｉｉｉは、それぞれのボール部材４３ｉ，４３ｉｉ，４３ｉｉｉの中心を示す。 This will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 8 is an enlarged view of FIG. 4 schematically. In FIG. 8, reference numeral 43 i denotes a ball member fitted in the A groove 51, reference numeral 43 ii denotes a ball member that has just slipped out of the A groove 51 and got over the protrusion 55, and reference numeral 43 iii denotes a protrusion. 55 shows the ball member fitted in the B concave groove 52 after getting over 55, and the symbols Xi, Xii, and Xiii indicate the centers of the respective ball members 43i, 43ii, and 43iii.

図８において、Ａ凹溝５１に嵌合しているボール部材（４３ｉ）が、Ａ凹溝５１から抜け出て凸部５５を乗り越え（４３ｉｉ）、Ｂ凹溝５２に嵌合する（４３ｉｉｉ）場合、つまりＡカム６ＡからＢカム６Ｂへの切り替えが行われる場合を考える。なお、図８では、便宜上、ボール部材４３がカム要素１０に対して左から右へ移動するように描いているが、実際はカム要素１０がボール部材４３に対して右から左へ移動する。 In FIG. 8, when the ball member (43 i) fitted in the A concave groove 51 comes out of the A concave groove 51, gets over the convex portion 55 (43 ii), and fits in the B concave groove 52 (43 iii), That is, consider a case where switching from the A cam 6A to the B cam 6B is performed. In FIG. 8, for the sake of convenience, the ball member 43 is depicted as moving from the left to the right with respect to the cam element 10, but actually the cam element 10 moves with respect to the ball member 43 from the right to the left.

この場合、カム要素１０の軸方向の移動距離は、切り替え元の第１凹溝５１と切り替え先の第２凹溝５２との間の軸方向距離（すなわち凹溝ピッチ）Ｌに等しい。ここで、前記凹溝ピッチＬは、図示したように、第１凹溝５１に嵌合している状態のボール部材４３ｉの中心Ｘｉと、第２凹溝５２に嵌合している状態のボール部材４３ｉｉｉの中心Ｘｉｉｉとの間の軸方向距離であると定義される。 In this case, the moving distance of the cam element 10 in the axial direction is equal to the axial distance (that is, the groove pitch) L between the first groove 51 as the switching source and the second groove 52 as the switching destination. Here, as shown in the figure, the concave groove pitch L is the center Xi of the ball member 43i fitted in the first concave groove 51 and the ball fitted in the second concave groove 52. It is defined as the axial distance between the member 43iii and the center Xiii.

図８において、ボール部材４３ｉｉの位置は、第２押圧力発生開始位置である。すなわち、第２押圧力発生開始位置は、Ａカム６ＡからＢカム６Ｂへの切り替え時、切り替え先の第２凹溝５２に連続するＢ傾斜面５４とボール部材４３との接触により第２押圧力（第１押圧力と同様、操作ピン２１から離間する側への軸方向成分を有する押圧力）が発生するボール部材４３の位置のうち最も切り替え元の第１凹溝５１に近い位置である。換言すれば、第２押圧力発生開始位置は、図８において凸部５５を左から右へ乗り越えてＢ傾斜面５４と接触し始めた状態にあるボール部材４３ｉｉの位置である。 In FIG. 8, the position of the ball member 43ii is the second pressing force generation start position. That is, the second pressing force generation start position is determined by the contact between the B inclined surface 54 that is continuous with the second concave groove 52 that is the switching destination and the ball member 43 when switching from the A cam 6A to the B cam 6B. Of the positions of the ball member 43 where a pressing force having an axial component toward the side away from the operation pin 21 is generated as in the case of the first pressing force, the position is closest to the first concave groove 51 that is the switching source. In other words, the second pressing force generation start position is the position of the ball member 43ii in a state where it has started to come in contact with the B inclined surface 54 over the convex portion 55 from left to right in FIG.

本実施形態においては、第２押圧力発生開始位置は、図８においてボール部材４３が凸部５５を左から右へ乗り越えた直後に、始めて、ボール部材４３ｉｉの中心Ｘｉｉからボール部材４３ｉｉと傾斜面５４との接触点に降ろした線分が傾斜面５４に対して垂直となる位置であると規定される。前記線分が傾斜面５４に対して垂直となることにより、カム６の切り替え期間の後半部において、第１押圧力と同じ軸方向成分を有する第２押圧力が発生する。 In the present embodiment, the second pressing force generation start position starts from the center Xii of the ball member 43ii and the inclined surface from the center Xii of the ball member 43ii, immediately after the ball member 43 gets over the convex portion 55 from left to right in FIG. It is defined that the line drawn down at the contact point with 54 is a position perpendicular to the inclined surface 54. When the line segment is perpendicular to the inclined surface 54, a second pressing force having the same axial component as the first pressing force is generated in the latter half of the switching period of the cam 6.

第１凹溝５１に嵌合している状態のボール部材（４３ｉ）が前記第２押圧力発生開始位置（４３ｉｉ）まで相対移動する軸方向距離（すなわち第２押圧力発生所要距離）は、（Ｌ／２）＋Ｌ’で与えられる。ここで、（Ｌ／２）は、第１凹溝５１に嵌合している状態のボール部材（４３ｉ）が凸部５５の軸方向の位置まで相対移動する軸方向距離である（前述したように、凸部５５は軸方向において２つの凹溝５１，５２間の中間に位置している。）。また、Ｌ’は、凸部５５の軸方向の位置にあるボール部材４３が第２押圧力発生開始位置（４３ｉｉ）まで相対移動する軸方向距離である。ここで、Ｌ’は、ボール部材４３の直径をφ、傾斜面５４の傾斜角（傾斜面５４とカム要素１０の軸心とがなす角度）をθとした場合に、（φ／２）×ｓｉｎθで与えられる。すなわち、前記第２押圧力発生所要距離は、図示したように、第１凹溝５１に嵌合している状態のボール部材４３ｉの中心Ｘｉと、前記凸部５５を乗り越えてＢ傾斜面５４と接触し始めた状態のボール部材４３ｉｉの中心Ｘｉｉとの間の軸方向距離であると定義される。 The axial distance that the ball member (43i) fitted in the first concave groove 51 relatively moves to the second pressing force generation start position (43ii) (that is, the second pressing force generation required distance) is ( L / 2) + L ′. Here, (L / 2) is an axial distance in which the ball member (43i) fitted in the first concave groove 51 is relatively moved to the axial position of the convex portion 55 (as described above). In addition, the convex portion 55 is located in the middle between the two concave grooves 51 and 52 in the axial direction. L ′ is an axial distance in which the ball member 43 located at the axial position of the convex portion 55 relatively moves to the second pressing force generation start position (43ii). Here, L ′ is (φ / 2) × when the diameter of the ball member 43 is φ and the inclination angle of the inclined surface 54 (the angle formed by the inclined surface 54 and the axis of the cam element 10) is θ. It is given by sin θ. That is, the required distance for generating the second pressing force is, as shown in the figure, the center Xi of the ball member 43i in a state of being fitted in the first concave groove 51, and the B inclined surface 54 over the convex portion 55. It is defined as the axial distance from the center Xii of the ball member 43ii in a state of starting contact.

そして、本実施形態では、前記端面カム部材１３の軸方向カム１３ａの軸方向の突出量Ｋ（図５参照）が、前記凹溝ピッチＬよりも小さい値に形成されている。すなわち、軸方向カム１３ａの操作量は、最大でも、前記凹溝ピッチＬ未満の値に設定されている。 In the present embodiment, the axial protrusion amount K (see FIG. 5) of the axial cam 13a of the end face cam member 13 is formed to a value smaller than the concave groove pitch L. That is, the operation amount of the axial cam 13a is set to a value less than the groove pitch L at the maximum.

また、本実施形態では、前記端面カム部材１３の軸方向カム１３ａの軸方向の突出量Ｋが、前記第２押圧力発生所要距離（Ｌ／２）＋Ｌ’よりも大きい値に形成されている。すなわち、軸方向カム１３ａの操作量は、最小でも、前記第２押圧力発生所要距離（Ｌ／２）＋Ｌ’以上の値に設定されている。 Further, in the present embodiment, the axial protrusion amount K of the axial cam 13a of the end face cam member 13 is formed to be larger than the second required pressing force generation distance (L / 2) + L ′. . That is, the operation amount of the axial cam 13a is set to a value equal to or greater than the second required pressing force generation distance (L / 2) + L ′.

また、本実施形態では、傾斜面５３，５４の傾斜角θが３０°に設定されている。すなわち、傾斜面５３，５４は、カム要素１０の軸心に対して３０°の角度に形成されている。 In the present embodiment, the inclination angle θ of the inclined surfaces 53 and 54 is set to 30 °. That is, the inclined surfaces 53 and 54 are formed at an angle of 30 ° with respect to the axis of the cam element 10.

また、本実施形態では、前記端面カム部材１３に対して操作ピン２１を進出及び後退させる電磁弁２０が、相互に隣接する２つのカムユニット１２で共有化されている。 Further, in the present embodiment, the electromagnetic valve 20 that advances and retracts the operation pin 21 with respect to the end face cam member 13 is shared by the two cam units 12 adjacent to each other.

すなわち、図２に示すように、第１気筒Ｃ１のカムユニット（「第１カムユニット」という。以下これに準じて同じ。）１２と第２カムユニット１２とで１つの電磁弁（第１カムユニット１２を図２において右に移動させ、第２カムユニット１２を左に移動させる電磁弁）２０を共有し、第２カムユニット１２と第３カムユニット１２とで１つの電磁弁（第２カムユニット１２を図２において右に移動させ、第３カムユニット１２を左に移動させる電磁弁）２０を共有し、第３カムユニット１２と第４カムユニット１２とで１つの電磁弁（第３カムユニット１２を図２において右に移動させ、第４カムユニット１２を左に移動させる電磁弁）２０を共有している。 That is, as shown in FIG. 2, one solenoid valve (first cam) is composed of a cam unit (referred to as “first cam unit” hereinafter) 12 and the second cam unit 12 of the first cylinder C1. In FIG. 2, the solenoid valve 20 that moves the unit 12 to the right and moves the second cam unit 12 to the left is shared, and the second cam unit 12 and the third cam unit 12 have one solenoid valve (second cam). 2 share a solenoid valve 20 that moves the unit 12 to the right and moves the third cam unit 12 to the left in FIG. 2, and the third cam unit 12 and the fourth cam unit 12 have one solenoid valve (third cam). The solenoid valve 20) that moves the unit 12 to the right in FIG. 2 and moves the fourth cam unit 12 to the left is shared.

なお、第１カムユニット１２を図２において左に移動させる電磁弁２０及び第４カムユニット１２を右に移動させる電磁弁２０はそれぞれ単独で設けられている。すなわち、本実施形態に係る４気筒エンジンＥにおいて計５つの電磁弁２０が設けられている（図２において右から順に「第１電磁弁２０」…「第５電磁弁２０」という。また、その操作ピンを右から順に「第１操作ピン２１」…「第５操作ピン２１」という。）。 Note that the solenoid valve 20 that moves the first cam unit 12 to the left in FIG. 2 and the solenoid valve 20 that moves the fourth cam unit 12 to the right are provided independently. That is, a total of five solenoid valves 20 are provided in the four-cylinder engine E according to the present embodiment (referred to as “first solenoid valve 20” to “fifth solenoid valve 20” in order from the right in FIG. 2). The operation pins are called “first operation pin 21” to “fifth operation pin 21” in order from the right).

また、図２には、１つの気筒Ｃあたり相互に隣接する２つの排気弁２間の軸方向距離、つまりバルブピッチと、相互に隣接する気筒Ｃ間の軸方向距離、つまり気筒ピッチとが併せて示されている。 FIG. 2 also shows the axial distance between two exhaust valves 2 adjacent to each other per cylinder C, that is, the valve pitch, and the axial distance between cylinders C adjacent to each other, that is, the cylinder pitch. Is shown.

（３）カムの切り替え動作
例えば、図２は、全ての電磁弁２０がＯＦＦであり、全ての操作ピン（プランジャ）２１が端面カム部材１３から後退（図２において上方に移動）している状態を示している。また、第１カムユニット１２は図２において左に移動し、第２カムユニット１２は右に移動し、第３カムユニット１２は左に移動し、第４カムユニット１２は右に移動している。これにより全気筒ＣにおいてＢカム６Ｂがカムフォロワ７を押圧している。つまり、相互に隣接するカムユニット１２は、図２において左右が逆に配置されている。そして、第１カムユニット１２と第２カムユニット１２との軸方向の間隔が狭くなり、第２カムユニット１２と第３カムユニット１２との軸方向の間隔が広くなり、第３カムユニット１２と第４カムユニット１２との軸方向の間隔が狭くなっている。 (3) Cam switching operation For example, in FIG. 2, all the solenoid valves 20 are OFF, and all the operation pins (plungers) 21 are retracted (moved upward in FIG. 2) from the end face cam member 13. Is shown. Further, the first cam unit 12 moves to the left in FIG. 2, the second cam unit 12 moves to the right, the third cam unit 12 moves to the left, and the fourth cam unit 12 moves to the right. . As a result, the B cam 6B presses the cam follower 7 in all the cylinders C. That is, the cam units 12 adjacent to each other are arranged in the opposite directions in FIG. Then, the axial interval between the first cam unit 12 and the second cam unit 12 is reduced, and the axial interval between the second cam unit 12 and the third cam unit 12 is increased. The axial interval with the fourth cam unit 12 is narrow.

この状態から、第２電磁弁２０と第４電磁弁２０とがＯＮになり、第２操作ピン２１と第４操作ピン２１とが図２において下方に移動すると、第２操作ピン２１は第１カムユニット１２の左の端面カム部材１３の軸方向カム１３ａ及び第２カムユニット１２の右の端面カム部材１３の軸方向カム１３ａと接触し、第１カムユニット１２を右に、第２カムユニット１２を左に移動させ、第４操作ピン２１は第３カムユニット１２の左の端面カム部材１３の軸方向カム１３ａ及び第４カムユニット１２の右の端面カム部材１３の軸方向カム１３ａと接触し、第３カムユニット１２を右に、第４カムユニット１２を左に移動させる。これにより全気筒ＣにおいてＢカム６ＢからＡカム６Ａへの切り替えが行われる。そして、第１カムユニット１２と第２カムユニット１２との軸方向の間隔が広くなり、第２カムユニット１２と第３カムユニット１２との軸方向の間隔が狭くなり、第３カムユニット１２と第４カムユニット１２との軸方向の間隔が広くなる。 From this state, when the second solenoid valve 20 and the fourth solenoid valve 20 are turned ON and the second operation pin 21 and the fourth operation pin 21 move downward in FIG. 2, the second operation pin 21 is in the first state. The cam unit 12 is in contact with the axial cam 13a of the left end cam member 13 and the axial cam 13a of the right end cam member 13 of the second cam unit 12, so that the first cam unit 12 is on the right and the second cam unit 12 is on the right. 12, the fourth operating pin 21 contacts the axial cam 13a of the left end cam member 13 of the third cam unit 12 and the axial cam 13a of the right end cam member 13 of the fourth cam unit 12. Then, the third cam unit 12 is moved to the right and the fourth cam unit 12 is moved to the left. As a result, the switching from the B cam 6B to the A cam 6A is performed in all cylinders C. Then, the axial interval between the first cam unit 12 and the second cam unit 12 is widened, the axial interval between the second cam unit 12 and the third cam unit 12 is narrowed, and the third cam unit 12 The axial distance from the fourth cam unit 12 is increased.

このとき、各カムユニット１２のディテント機構４０のボール部材４３は、Ｂカム６Ｂに対応するＢ凹溝５２からＡカム６Ａに対応するＡ凹溝５１まで相対移動する。そして、本実施形態では、端面カム部材１３の軸方向カム１３ａの軸方向の突出量Ｋ（図５参照）が、凹溝ピッチＬよりも小さい値に形成されているが、第２押圧力発生所要距離（Ｌ／２）＋Ｌ’よりも大きい値に形成されているので、前記ボール部材４３の相対移動の期間中、第１凹溝５２から抜け出たボール部材４３が少なくとも第２押圧力発生開始位置に到達するまでは、第２操作ピン２１及び第４操作ピン２１と軸方向カム１３ａとの接触により第１押圧力が発生し、この第１押圧力によって各カムユニット１２が第２操作ピン２１及び第４操作ピン２１から離間する側へ移動される。 At this time, the ball member 43 of the detent mechanism 40 of each cam unit 12 relatively moves from the B groove 52 corresponding to the B cam 6B to the A groove 51 corresponding to the A cam 6A. In the present embodiment, the axial protrusion amount K (see FIG. 5) of the axial cam 13a of the end cam member 13 is formed to be smaller than the groove pitch L, but the second pressing force is generated. Since the distance is formed to be larger than the required distance (L / 2) + L ′, the ball member 43 that has escaped from the first concave groove 52 during the relative movement of the ball member 43 starts to generate at least the second pressing force. Until the position is reached, a first pressing force is generated by the contact between the second operating pin 21 and the fourth operating pin 21 and the axial cam 13a, and each cam unit 12 is moved to the second operating pin by the first pressing force. 21 and the fourth operating pin 21 are moved away from each other.

次いで、前記ボール部材４３の相対移動の期間中、前記第２押圧力発生開始位置を通過したボール部材４３が第２凹溝５１に到達するまでは、第２凹溝５１に連続するＡ傾斜面５３において第２押圧力が発生するから、ボール部材４３とＡ傾斜面５３との接触により第２押圧力が発生し、この第２押圧力によって各カムユニット１２が引き続き第２操作ピン２１及び第４操作ピン２１から離間する側へ移動される。Ａ傾斜面５３は第２凹溝５１に連続して形成されているので、ボール部材４３は第２押圧力を発生させつつＡ傾斜面５３から第２凹溝５１に移動して第２凹溝５１に嵌合する。これにより、Ａカム６Ａがカムフォロワ７に位置決めされ、カム６の切り替えが終了する。 Next, during the period of relative movement of the ball member 43, the A inclined surface continues to the second concave groove 51 until the ball member 43 that has passed the second pressing force generation start position reaches the second concave groove 51. Since the second pressing force is generated at 53, the second pressing force is generated by the contact between the ball member 43 and the A inclined surface 53, and each cam unit 12 continues to the second operation pin 21 and the second pressing force by the second pressing force. 4 Moved away from the operation pin 21. Since the A inclined surface 53 is formed continuously with the second concave groove 51, the ball member 43 moves from the A inclined surface 53 to the second concave groove 51 while generating the second pressing force, and the second concave groove 51. 51. Thereby, the A cam 6A is positioned on the cam follower 7, and the switching of the cam 6 is completed.

（４）作用等
以上のように、本実施形態では、エンジンＥのクランク軸に連動して回転するカム軸８と、カム軸８に対し軸方向に移動可能に外嵌されてカム軸８と一体回転すると共に、クランク軸の軸方向に沿って連設されたカムプロファイルが相互に異なるＡカム６Ａ及びＢカム６Ｂを含むカム要素１０とを有し、エンジンＥの運転状態に応じて、排気カムシャフト５のカム６を切り替えることにより、排気弁２の動弁特性を切り替え可能なカムシフト機構を具備するエンジンＥの動弁装置１において、次のような構成を採用した。 (4) Operation, etc. As described above, in this embodiment, the camshaft 8 that rotates in conjunction with the crankshaft of the engine E, and the camshaft 8 that is externally fitted to the camshaft 8 so as to be movable in the axial direction. The cam element 10 includes a cam element 10 including an A cam 6A and a B cam 6B that are integrally rotated along the axial direction of the crankshaft and have different cam profiles. The following configuration is employed in the valve operating apparatus 1 of the engine E including the cam shift mechanism that can switch the valve operating characteristics of the exhaust valve 2 by switching the cam 6 of the cam shaft 5.

カム要素１０の軸方向の一端側に、軸方向の突出量が周方向に沿って変化する軸方向カム１３ａを含む端面カム部材１３を設けた。端面カム部材１３の軸方向カム１３ａに接触する接触位置と接触しない非接触位置との間で移動可能に設けられ、接触位置に移動した状態でカム要素１０に軸方向の第１押圧力を付与してカム要素１０を軸方向に移動させる強制移動部材としての操作ピン２１を備えた。 On one end side of the cam element 10 in the axial direction, an end face cam member 13 including an axial cam 13a in which the protruding amount in the axial direction changes along the circumferential direction is provided. The end cam member 13 is provided so as to be movable between a contact position in contact with the axial cam 13a and a non-contact position in which the end face cam member 13 does not contact, and applies a first axial pressing force to the cam element 10 in a state of moving to the contact position. Thus, an operation pin 21 as a forcible moving member for moving the cam element 10 in the axial direction is provided.

カム要素１０の内周面におけるＡカム６Ａ及びＢカム６Ｂに対応する位置に、カム要素１０の周方向に沿って形成され、径方向内側に突出する凸部５５を介して軸方向に区画されたＡ凹溝５１及びＢ凹溝５２と、カム軸８の外周面から径方向外側に突出するように付勢された状態でカム軸８に設けられ、カム要素１０が操作ピン２１によって軸方向に移動される前の状態で第１凹溝としてのＡ凹溝５１又はＢ凹溝５２に嵌合する一方、カム要素１０が軸方向に移動された後の状態で第２凹溝としてのＢ凹溝５２又はＡ凹溝５１に嵌合するボール部材４３とを備えた。 Formed along the circumferential direction of the cam element 10 at positions corresponding to the A cam 6A and the B cam 6B on the inner circumferential surface of the cam element 10, and is partitioned in the axial direction via a convex portion 55 protruding radially inward. The A groove 51 and the B groove 52 are provided on the cam shaft 8 so as to protrude radially outward from the outer peripheral surface of the cam shaft 8, and the cam element 10 is axially moved by the operation pin 21. Is fitted into the A-groove 51 or B-groove 52 as the first groove in the state before being moved to the position B, while B as the second groove is in the state after the cam element 10 has been moved in the axial direction. And a ball member 43 fitted into the concave groove 52 or the A concave groove 51.

第２凹溝としてのＢ凹溝５２又はＡ凹溝５１は、カム要素１０が第１押圧力によって軸方向に所定量移動されたときに、凸部５５を乗り越えたボール部材４３と接触することにより、第１押圧力と同じ軸方向成分を有する第２押圧力をカム要素１０に付与するＢ傾斜面５４又はＡ傾斜面５３を有している。 The B concave groove 52 or the A concave groove 51 as the second concave groove is in contact with the ball member 43 that has overcome the convex portion 55 when the cam element 10 is moved by a predetermined amount in the axial direction by the first pressing force. Thus, it has the B inclined surface 54 or the A inclined surface 53 that gives the cam element 10 a second pressing force having the same axial component as the first pressing force.

そして、軸方向カム１３ａの軸方向の突出量Ｋが、第１凹溝としてのＡ凹溝５１又はＢ凹溝５２に嵌合している状態のボール部材４３の中心と、第２凹溝としてのＢ凹溝５２又はＡ凹溝５１に嵌合している状態のボール部材４３の中心との間の軸方向距離（凹溝ピッチ）Ｌよりも小さい値に設定した。 And the axial protrusion amount K of the axial cam 13a is the center of the ball member 43 in a state of being fitted to the A groove 51 or the B groove 52 as the first groove, and the second groove. It was set to a value smaller than the axial distance (concave groove pitch) L from the center of the ball member 43 in a state of being fitted in the B concave groove 52 or the A concave groove 51.

本実施形態によれば、カム要素１０の軸方向の一端側に、軸方向の突出量が周方向に沿って変化する軸方向カム１３ａを含む端面カム部材１３が設けられたエンジンＥの動弁装置１において、ボール部材４３とＡ凹溝５１及びＢ凹溝５２とにより、カム要素１０に連接されたＡカム６Ａ及びＢカム６Ｂをカムフォロワ７に対して位置決めするためのディテント機構４０が構成される。 According to the present embodiment, the valve valve of the engine E in which the end face cam member 13 including the axial cam 13a in which the protruding amount in the axial direction changes along the circumferential direction is provided on one axial end side of the cam element 10. In the apparatus 1, a detent mechanism 40 for positioning the A cam 6 A and the B cam 6 B connected to the cam element 10 with respect to the cam follower 7 is configured by the ball member 43 and the A concave groove 51 and the B concave groove 52. The

例えば、図８に示したように、Ａカム６ＡからＢカム６Ｂへの切り替えが行われる場合、まず、端面カム部材１３の軸方向カム１３ａと操作ピン２１との接触により、カム要素１０に軸方向の第１押圧力が付与されてカム要素１０が軸方向に移動される。これにより、第１凹溝（Ａ凹溝）５１に嵌合していたボール部材４３が第１凹溝５１から抜け出て凸部５５を乗り越え、第２凹溝（Ｂ凹溝）５２のＢ傾斜面５４と接触する。次に、このボール部材４３とＢ傾斜面５４との接触により、第１押圧力と同じ軸方向成分を有する第２押圧力がカム要素１０に付与されてカム要素１０が引き続き軸方向に移動される。これにより、ボール部材４３は第２押圧力を発生させつつＢ傾斜面５４から第２凹溝５２に移動して第２凹溝５２に嵌合する。そのため、Ｂカム６Ｂがカムフォロワ７に対して位置決めされ、カム６の切り替えが終了する。 For example, as shown in FIG. 8, when switching from the A cam 6 A to the B cam 6 B is performed, first, the cam element 10 is pivoted by the contact between the axial cam 13 a of the end cam member 13 and the operation pin 21. The first pressing force in the direction is applied, and the cam element 10 is moved in the axial direction. Thereby, the ball member 43 fitted in the first groove (A groove) 51 slips out of the first groove 51 and gets over the convex portion 55, and the B inclination of the second groove (B groove) 52. Contact the surface 54. Next, due to the contact between the ball member 43 and the B inclined surface 54, a second pressing force having the same axial component as the first pressing force is applied to the cam element 10, and the cam element 10 is continuously moved in the axial direction. The Thereby, the ball member 43 moves from the B inclined surface 54 to the second concave groove 52 while generating the second pressing force, and is fitted into the second concave groove 52. Therefore, the B cam 6B is positioned with respect to the cam follower 7, and the switching of the cam 6 is completed.

つまり、Ａカム６ＡからＢカム６Ｂへのカム６の切り替え時、ディテント機構４０のボール部材４３は切り替え元のＡカムすなわち第１カム６Ａに対応する第１凹溝５１から切り替え先のＢカムすなわち第２カム６Ｂに対応する第２凹溝５２に相対移動するが、その相対移動の途中で、その相対移動の推進力となる押圧力が、軸方向カム１３ａと操作ピン２１との接触により発生する第１押圧力から、ボール部材４３とＢ傾斜面５４との接触により発生する第２押圧力に移行する。これにより、ボール部材４３が第１凹溝５１から第２凹溝５２に相対移動する期間の全部に亘って第１押圧力を発生させる必要がなくなり、前記期間の初期のみ第１押圧力を発生させればよくなる。そのため、本実施形態では、軸方向カム１３ａの軸方向の突出量（つまり軸方向カム１３ａの操作量）Ｋを、第１凹溝５１に嵌合している状態のボール部材４３ｉの中心Ｘｉと第２凹溝５２に嵌合している状態のボール部材４３ｉｉｉの中心Ｘｉｉｉとの間の軸方向距離（つまり凹溝ピッチ）Ｌよりも小さい値に設定している。 That is, when the cam 6 is switched from the A cam 6A to the B cam 6B, the ball member 43 of the detent mechanism 40 is switched from the first concave groove 51 corresponding to the switching A cam, that is, the first cam 6A, The relative movement of the second concave groove 52 corresponding to the second cam 6B occurs. During the relative movement, a pressing force serving as a driving force for the relative movement is generated by the contact between the axial cam 13a and the operation pin 21. The first pressing force is shifted to the second pressing force generated by the contact between the ball member 43 and the B inclined surface 54. As a result, it is not necessary to generate the first pressing force over the entire period in which the ball member 43 moves relative to the second concave groove 52 from the first concave groove 51, and the first pressing force is generated only in the initial period. If you let it. Therefore, in this embodiment, the axial protrusion amount (that is, the operation amount of the axial cam 13a) K of the axial cam 13a is set to the center Xi of the ball member 43i in a state of being fitted in the first concave groove 51. It is set to a value smaller than the axial distance (that is, the groove pitch) L between the ball member 43iii and the center Xiii of the ball member 43iii fitted in the second groove 52.

従来は、ディテント機構４０のボール部材４３が第１凹溝５１から第２凹溝５２に相対移動する期間の全部に亘って第１押圧力を発生させる必要があったので、軸方向カム１３ａの軸方向の突出量Ｋを凹溝ピッチＬと同じ値に設定していた。その結果、相互に隣接するカム要素１０間の軸方向距離が長くなり、動弁装置１をバルブピッチや気筒ピッチが比較的長い大型のエンジンにしか搭載できなかった。 Conventionally, since it has been necessary to generate the first pressing force over the entire period during which the ball member 43 of the detent mechanism 40 is relatively moved from the first concave groove 51 to the second concave groove 52, the axial cam 13a The protruding amount K in the axial direction was set to the same value as the groove pitch L. As a result, the axial distance between cam elements 10 adjacent to each other is increased, and the valve gear 1 can be mounted only on a large engine having a relatively long valve pitch or cylinder pitch.

これに対し、本実施形態では、軸方向カム１３ａの軸方向の突出量Ｋを凹溝ピッチＬよりも小さい値に設定できるので、相互に隣接するカム要素１０間の軸方向距離を短くでき、動弁装置１をバルブピッチや気筒ピッチが比較的短い小型のエンジンＥにも搭載できる。 On the other hand, in the present embodiment, since the axial protrusion amount K of the axial cam 13a can be set to a value smaller than the groove pitch L, the axial distance between adjacent cam elements 10 can be shortened, The valve gear 1 can be mounted on a small engine E having a relatively short valve pitch or cylinder pitch.

以上により、本実施形態によれば、エンジンＥの運転状態に応じて排気弁２の動弁特性を切り替え可能なエンジンＥの動弁装置１において、カム要素１０を軸方向に移動させるためにカム要素１０の軸方向の一端側に端面カム部材１３が設けられていても、相互に隣接するカム要素１０間の軸方向距離が短くなり、エンジンＥへの搭載性が改善される。 As described above, according to the present embodiment, the cam for moving the cam element 10 in the axial direction in the valve operating device 1 of the engine E that can switch the valve operating characteristics of the exhaust valve 2 according to the operating state of the engine E. Even if the end face cam member 13 is provided on one end side in the axial direction of the element 10, the axial distance between the cam elements 10 adjacent to each other is shortened, and the mountability to the engine E is improved.

また、本実施形態では、軸方向カム１３ａの軸方向の突出量Ｋが、第１凹溝としてのＡ凹溝５１又はＢ凹溝５２に嵌合している状態のボール部材４３の中心と、凸部５５を乗り越えてＢ傾斜面５４又はＡ傾斜面５３と接触し始めた状態のボール部材４３の中心との間の軸方向距離（第２押圧力発生所要距離）（Ｌ／２）＋Ｌ’よりも大きい値に設定した。 Further, in the present embodiment, the axial protrusion amount K of the axial cam 13a is the center of the ball member 43 in a state of being fitted to the A groove 51 or the B groove 52 as the first groove, Axial distance (second pressing force generation required distance) (L / 2) + L ′ between the center of the ball member 43 in a state of overcoming the convex portion 55 and starting to contact the B inclined surface 54 or the A inclined surface 53 A larger value was set.

この構成によれば、ディテント機構４０のボール部材４３が第１凹溝（Ａ凹溝５１又はＢ凹溝５２）から第２凹溝（Ｂ凹溝５２又はＡ凹溝５１）に相対移動する期間中、ボール部材４３とＢ傾斜面５４又はＡ傾斜面５３との接触により第２押圧力が発生するまでは、必ず軸方向カム１３ａと操作ピン２１との接触により第１押圧力が発生しているので、カム６の切り替え時に第２押圧力が未だ発生していないのに第１押圧力の発生が終了するという問題が生じず、第１押圧力から第２押圧力への移行が確実に行われて、カム要素１０が円滑に連続して移動される。 According to this configuration, the period during which the ball member 43 of the detent mechanism 40 moves relatively from the first concave groove (A concave groove 51 or B concave groove 52) to the second concave groove (B concave groove 52 or A concave groove 51). The first pressing force is always generated by the contact between the axial cam 13a and the operation pin 21 until the second pressing force is generated by the contact between the ball member 43 and the B inclined surface 54 or the A inclined surface 53. Therefore, when the cam 6 is switched, the second pressing force is not yet generated, but there is no problem that the generation of the first pressing force ends, and the transition from the first pressing force to the second pressing force is ensured. Once done, the cam element 10 is moved smoothly and continuously.

また、本実施形態では、前記傾斜面５３，５４は、カム要素１０の軸心に対して３０°の角度θに形成されている。 In the present embodiment, the inclined surfaces 53 and 54 are formed at an angle θ of 30 ° with respect to the axis of the cam element 10.

この構成によれば、傾斜面５３，５４とカム要素１０の軸心とがなす角度θが３０°なので、十分大きい第２押圧力が発生し、カム６の切り替えが短時間で終了する。 According to this configuration, since the angle θ formed between the inclined surfaces 53 and 54 and the axis of the cam element 10 is 30 °, a sufficiently large second pressing force is generated, and the switching of the cam 6 is completed in a short time.

なお、傾斜面５３，５４とカム要素１０の軸心とがなす角度θを３０°を超えて大きくすると、より一層第２押圧力が大きくなり、カム６の切り替えがより一層短時間で終了するので好ましいが、その上限は４５°とする。傾斜面５３，５４とカム要素１０の軸心とがなす角度θが４５°以下であれば、第２押圧力発生所要距離（Ｌ／２）＋Ｌ’が十分短くなり、軸方向カム１３ａの軸方向の突出量Ｋがより一層小さくなるからである。すなわち、Ｌ’は（φ／２）×ｓｉｎθで与えられるところ、θを４５°以下とすることによりｓｉｎθの値が小さくなり、最終的に（Ｌ／２）＋Ｌ’の値が小さくなるからである。 When the angle θ formed by the inclined surfaces 53 and 54 and the axis of the cam element 10 is increased beyond 30 °, the second pressing force is further increased, and the switching of the cam 6 is completed in a shorter time. Therefore, the upper limit is set to 45 °. If the angle θ formed by the inclined surfaces 53 and 54 and the axis of the cam element 10 is 45 ° or less, the second pressing force generation required distance (L / 2) + L ′ is sufficiently short, and the axis of the axial cam 13a is reduced. This is because the protruding amount K in the direction is further reduced. That is, L ′ is given by (φ / 2) × sin θ, and by reducing θ to 45 ° or less, the value of sin θ becomes small, and finally the value of (L / 2) + L ′ becomes small. is there.

また、本実施形態では、端面カム部材１３に対して操作ピン２１を進出及び後退させる電磁弁２０が、相互に隣接する２つのカムユニット１２で共有化されている。つまり、相互に隣接する２つのカムユニット１２間に電磁弁２０を２つ配置するのではなく１つだけ配置している。これによっても、相互に隣接するカムユニット１２間の軸方向距離を短くでき、動弁装置１を気筒ピッチが比較的短い小型のエンジンにも搭載できる。 In the present embodiment, the electromagnetic valve 20 that advances and retracts the operation pin 21 relative to the end face cam member 13 is shared by the two cam units 12 adjacent to each other. That is, two electromagnetic valves 20 are not arranged between two cam units 12 adjacent to each other, but only one electromagnetic valve 20 is arranged. Also by this, the axial distance between the cam units 12 adjacent to each other can be shortened, and the valve gear 1 can be mounted on a small engine having a relatively short cylinder pitch.

なお、前記実施形態では、本発明を排気弁２用の動弁装置１に適用したが、これに代えて又はこれと共に、本発明を吸気弁用の動弁装置に適用してもよい。 In the above embodiment, the present invention is applied to the valve gear 1 for the exhaust valve 2, but the present invention may be applied to a valve gear for an intake valve instead of or together with this.

また、図８において、凹溝ピッチＬの算出及び第２押圧力発生所要距離（Ｌ／２）＋Ｌ’の算出に際し、電磁弁２０をＯＮとしたときの操作ピン２１と軸方向カム１３ａとの最初の接触位置のバラツキや、ボール部材４３の直径φのバラツキ等、公差や製造誤差を考慮して算出してもよい。 Further, in FIG. 8, when calculating the groove pitch L and calculating the second required pressing force generation distance (L / 2) + L ′, the operation pin 21 and the axial cam 13a when the solenoid valve 20 is turned on are calculated. It may be calculated in consideration of tolerances and manufacturing errors such as variations in the initial contact position and variations in the diameter φ of the ball member 43.

１動弁装置
２排気弁
５排気カムシャフト
６カム
６ＡＡカム（第１カム又は第２カム）
６ＢＢカム（第１カム又は第２カム）
８カム軸
１０カム要素
１３端面カム部材
１３ａ軸方向カム
２０電磁弁
２１操作ピン（強制移動部材）
４０ディテント機構
４３ボール部材（嵌合部材）
５１Ａ凹溝（第１凹溝又は第２凹溝）
５２Ｂ凹溝（第１凹溝又は第２凹溝）
５３Ａ傾斜面（傾斜面）
５４Ｂ傾斜面（傾斜面）
５５凸部
Ｅエンジン
Ｋ軸方向カムの軸方向の突出量
Ｌ凹溝ピッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Valve operating apparatus 2 Exhaust valve 5 Exhaust cam shaft 6 Cam 6A A cam (1st cam or 2nd cam)
6B B cam (first cam or second cam)
8 Cam shaft 10 Cam element 13 End face cam member 13a Axial cam 20 Solenoid valve 21 Operation pin (forced movement member)
40 Detent mechanism 43 Ball member (fitting member)
51 A groove (first groove or second groove)
52 B groove (first groove or second groove)
53 A Inclined surface (Inclined surface)
54 B inclined surface (inclined surface)
55 Convex E Engine K Axial protrusion of axial cam L Groove pitch

Claims

エンジンの運転状態に応じて吸排気弁の動弁特性を切り替え可能なエンジンの動弁装置であって、
エンジンのクランク軸に連動して回転するカム軸と、
前記カム軸に対し軸方向に移動可能に外嵌されてカム軸と一体回転すると共に、前記クランク軸の軸方向に沿って連設されたカムプロファイルが相互に異なる第１カム及び第２カムを含むカム要素と、
前記カム要素の軸方向の一端側に設けられ、軸方向の突出量が周方向に沿って変化する軸方向カムを含む端面カム部材と、
前記端面カム部材の軸方向カムに接触する接触位置と接触しない非接触位置との間で移動可能に設けられ、前記接触位置に移動した状態で前記カム要素に軸方向の第１押圧力を付与して前記カム要素を軸方向に移動させる強制移動部材と、
前記カム要素の内周面における前記第１カム及び第２カムに対応する位置に、前記カム要素の周方向に沿って形成され、径方向内側に突出する凸部を介して軸方向に区画された第１凹溝及び第２凹溝と、
前記カム軸の外周面から径方向外側に突出するように付勢された状態で前記カム軸に設けられ、前記カム要素が前記強制移動部材によって軸方向に移動される前の状態で前記第１凹溝に嵌合する一方、前記カム要素が軸方向に移動された後の状態で前記第２凹溝に嵌合する嵌合部材とを備え、
前記第２凹溝は、前記カム要素が前記第１押圧力によって軸方向に所定量移動されたときに、前記凸部を乗り越えた前記嵌合部材と接触することにより、前記第１押圧力と同じ軸方向成分を有する第２押圧力を前記カム要素に付与する傾斜面を有し、
前記軸方向カムの軸方向の突出量が、前記第１凹溝に嵌合している状態の前記嵌合部材の中心と、前記第２凹溝に嵌合している状態の前記嵌合部材の中心との間の軸方向距離よりも小さい値に設定されていることを特徴とするエンジンの動弁装置。 A valve operating device for an engine capable of switching valve operating characteristics of an intake / exhaust valve according to an operating state of the engine,
A camshaft that rotates in conjunction with the engine crankshaft;
A first cam and a second cam that are externally fitted to the cam shaft so as to be movable in the axial direction, rotate integrally with the cam shaft, and have different cam profiles provided along the axial direction of the crank shaft. Including a cam element;
An end face cam member including an axial cam that is provided on one end side in the axial direction of the cam element and in which an axial protrusion amount varies along a circumferential direction;
The end cam member is provided so as to be movable between a contact position that contacts the axial cam and a non-contact position that does not contact the end cam member, and applies a first axial pressing force to the cam element in a state of moving to the contact position. A forcibly moving member for moving the cam element in the axial direction;
Formed along the circumferential direction of the cam element at positions corresponding to the first cam and the second cam on the inner circumferential surface of the cam element, and is partitioned in the axial direction through a convex portion protruding radially inward. A first groove and a second groove,
The cam shaft is urged so as to protrude radially outward from the outer circumferential surface of the cam shaft, and the cam element is moved in the axial direction by the forcible moving member and the first A fitting member that fits into the second groove while being fitted in the groove, while the cam element is moved in the axial direction,
When the cam element is moved by a predetermined amount in the axial direction by the first pressing force, the second concave groove comes into contact with the fitting member that has overcome the convex portion, and thereby the first pressing force and An inclined surface that applies a second pressing force having the same axial component to the cam element;
The amount of protrusion in the axial direction of the axial cam is the center of the fitting member that is fitted in the first groove, and the fitting member that is fitted in the second groove. A valve operating device for an engine, wherein the valve operating device is set to a value smaller than an axial distance from the center of the engine.

請求項１に記載のエンジンの動弁装置において、
前記軸方向カムの軸方向の突出量が、前記第１凹溝に嵌合している状態の前記嵌合部材の中心と、前記凸部を乗り越えて前記傾斜面と接触し始めた状態の前記嵌合部材の中心との間の軸方向距離よりも大きい値に設定されていることを特徴とするエンジンの動弁装置。 The valve gear for an engine according to claim 1,
The axial protrusion amount of the axial cam is the center of the fitting member in a state of being fitted in the first concave groove, and the state of the state of starting to contact the inclined surface over the convex portion. A valve operating apparatus for an engine, wherein the valve operating apparatus is set to a value larger than an axial distance between the center of the fitting member.

請求項１又は２に記載のエンジンの動弁装置において、
前記傾斜面は、前記カム要素の軸心に対して３０°〜４５°の傾斜角に形成されていることを特徴とするエンジンの動弁装置。 The valve gear for an engine according to claim 1 or 2,
The valve operating device for an engine according to claim 1, wherein the inclined surface is formed at an inclination angle of 30 ° to 45 ° with respect to an axis of the cam element.