JPH06307216A - High and low speed switching mechanism in valve system of internal combustion engine - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To make the valve timing accurate by preventing the shift of the valve timing by means of a high and low speed switching mechanism in the valve system of an internal combustion engine and to increase the valve lift to be generated by a high speed cam. CONSTITUTION:The allowable projecting amount of a cam nose part 37 of a high speed cam 35 not affecting the timing of an intake/exhaust valve is increased by the phase wherein the cam nose part 37 of the high speed cam 35 from the valve lift starting to the valve lifting is rotated later than a cam nose part 34 of the low speed cam 32 in the operating state of the low speed cam 32, thereby the adverse effect on the timing can not be easily avoided. On the other hand, the cam nose part 37 of the high speed cam 35 is retreated to the part where the valve opening and closing is not affected until the valve lift and synchronized with the cam nose part 34 of the low speed cam 32.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は内燃機関の吸排気弁を
カムの回転により開閉させる動弁装置に係り、特に、低
速用カムと高速用カムとを切り換える機構に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a valve operating device for opening and closing an intake / exhaust valve of an internal combustion engine by rotating a cam, and more particularly to a mechanism for switching between a low speed cam and a high speed cam.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、開示されている直接駆動式動弁装
置においてカムシャフトを利用した可変カム機構は以下
の２種類に大別できる。2. Description of the Related Art Conventionally, the variable cam mechanism utilizing a cam shaft in the disclosed direct drive type valve operating device can be roughly classified into the following two types.

【０００３】例えば特開昭６２−１３１９０７号公報
や特開平２−２２３６１６号公報や実開平３−７７００
５号公報に示すように、可変用のカムピースがカムシャ
フトに対し相対的に空回りし、ピン等がこの可変用カム
ピース対し挿脱されて同カムピースがロック状態と非ロ
ック状態とを取り得るように切換えられる形式のもの。For example, Japanese Patent Laid-Open No. 62-131907, Japanese Patent Laid-Open No. 2-223616, and Japanese Utility Model Laid-Open No. 3-7700.
As shown in Japanese Patent Publication No. 5, a variable cam piece idles relative to a cam shaft, and a pin or the like is inserted into or removed from the variable cam piece so that the cam piece can be in a locked state or an unlocked state. A type that can be switched.

【０００４】例えば特開平１−１５７２１１号公報や
特開平１−１６７４０５号公報に示すように、可変用カ
ムピースのカムノーズ部がカムシャフトの回転中心に対
し直交する方向へ移動する形式のもの。For example, as shown in JP-A-1-157211 and JP-A-1-167405, the cam nose portion of the variable cam piece moves in a direction orthogonal to the rotation center of the cam shaft.

【０００５】これらのものの問題点を整理すると以下の
ようになる。 前記の形式にかかる可変カム機構の問題点 高速回転するカムシャフトに対し非回転状態のカムピー
スをピン等の挿脱により一体化して同期回転させる場
合、ピンやカムピースが相当大きな衝撃力を受け、異常
摩耗や破損を起こして実用上機能し得る設計ができな
い。また、カムピースとカムシャフトとの間の相対回転
速度差が大きいため、ピンが挿入時に跳ね返されて切換
えを行えない不具合が発生する。The problems of these items are summarized as follows. Problems of the variable cam mechanism related to the above type When a non-rotating cam piece is rotated integrally with a high-speed rotating cam shaft by inserting and removing pins, etc., the pins and cam pieces receive a significant impact force, causing abnormalities. It cannot be designed so that it can be worn or damaged and can function in practice. In addition, since the relative rotational speed difference between the cam piece and the cam shaft is large, there is a problem that the pin bounces when inserted and switching cannot be performed.

【０００６】このように相対回転速度差が大きいことに
起因する基本的課題を回避するため、カムピースとカム
シャフトとを同期回転させた状態で切り換える前記の
形式の可変カム機構が提案されている。In order to avoid the basic problem resulting from such a large difference in relative rotational speed, there has been proposed a variable cam mechanism of the above-mentioned type for switching the cam piece and the cam shaft in a synchronously rotating state.

【０００７】 前記の形式にかかる可変カム機構の問題点 まず、この形式のものの構造の要点をまとめると、第１
に、カムピースとカムシャフトとが相対的に回転できな
いように回り止め機構を有し、この回り止め機構に沿っ
てカムノーズ部がカムシャフトの半径方向に移動する構
造、第２に、切換え時に油圧力によりカムノーズ部が突
き出され、カムノーズ部に設けられた穴にカムシャフト
のほぼ軸線方向にピンを挿入して固定する構造、第３
に、カムピースがカムシャフトへの組付性を考慮してほ
ぼカムノーズ部とカムベース円部とで半分割され、カム
シャフトに組付け後これらを締結する構造、等を特徴と
して備えている。Problems of Variable Cam Mechanism According to the Above-mentioned Form First, the main points of the structure of this form are summarized as follows.
Has a detent mechanism to prevent the cam piece and the cam shaft from rotating relative to each other, and the cam nose portion moves in the radial direction of the cam shaft along the detent mechanism. Second, the hydraulic pressure at the time of switching. The cam nose portion is projected by the cam nose portion, and the pin is inserted into and fixed to the hole provided in the cam nose portion substantially in the axial direction of the cam shaft.
In addition, the cam piece is roughly half-divided into the cam nose portion and the cam base circular portion in consideration of the assemblability to the cam shaft, and the assembly is assembled to the cam shaft and then fastened.

【０００８】しかし、カムピースが半割りであるため、
構造的にカムピースの剛性が低く、油圧によりカムピー
スが変形し易い。その変形や、カムピースの摺動面での
間隙による傾きなどから、ピンとカムノーズ部側の挿入
穴との間の心出しが難しくなり、ピン挿入による切換え
に時間を要する。そのため、ピン挿入終了までカムピー
ス自体が油圧を受け、その油圧が原因して、カムピース
は吸排気弁からの開弁反力を受けても滑らかに元の閉状
態に戻ることができない。この時、カムシャフトと一体
化された低速用カムと移動可能な高速用可変カムとは数
学的に不連続な面となってバルブリフタを押し下げ、弁
の異常運動を起こして異音を発生する等の問題が生じ
る。However, since the cam piece is divided in half,
The cam piece is structurally low in rigidity and is easily deformed by hydraulic pressure. Due to the deformation and inclination due to the gap on the sliding surface of the cam piece, it is difficult to center the pin and the insertion hole on the cam nose portion side, and it takes time to switch the pin. Therefore, the cam piece itself receives the hydraulic pressure until the pin insertion is completed, and due to the hydraulic pressure, the cam piece cannot smoothly return to the original closed state even when receiving the valve opening reaction force from the intake and exhaust valves. At this time, the low-speed cam integrated with the cam shaft and the movable high-speed variable cam become mathematically discontinuous surfaces to push down the valve lifter, causing abnormal movement of the valve and producing abnormal noise. Problem arises.

【０００９】この問題を回避するためには早く確実に切
り換えることが必要となってくる。そのために、カムピ
ースにおけるピン挿入穴の間隙を大きくしてピンを挿入
し易くしたり、カムピースの摺動面での間隙を大きく設
定してカムノーズ部の突き出し速度を大きくする等の手
段が必要となる。In order to avoid this problem, it is necessary to switch quickly and surely. Therefore, it is necessary to increase the clearance of the pin insertion hole in the cam piece to facilitate the insertion of the pin, or to increase the projection speed of the cam nose portion by setting the clearance on the sliding surface of the cam piece large. .

【００１０】しかし、これらの間隙を大きくすると、カ
ムシャフトのトルク変動により、ピンやカムピースが受
ける衝撃力は大きくなり、それらの摩耗が大きくなって
機構の信頼性上重大な障害が生じる。However, if these gaps are made large, the impact force applied to the pins and the cam pieces due to the torque fluctuation of the cam shaft becomes large, and their wear becomes large, resulting in a serious obstacle to the reliability of the mechanism.

【００１１】このトルク変動に起因する問題は、ピン挿
入形式でその挿入間隙をなくすことができないので、基
本的に回避し得ない課題であり、この間隙設定が大変重
要となる。The problem caused by this torque fluctuation is basically an unavoidable problem because the insertion gap cannot be eliminated by the pin insertion method, and this gap setting is very important.

【００１２】次に、ピンをカムノーズ部に挿入する関係
上ピンの外径を大きくすることができないため、ピン挿
入に大きな油圧が必要となり、通常のエンジン用オイル
ポンプでは駆動できず、エンジン全体の改造規模も大き
くなってコストが高くなる。また、部品精度を極めて高
くする必要があり、そのためには組付部品の選択が必要
となる等、コストそのものも大きな障害となる。Next, since the outer diameter of the pin cannot be increased due to the fact that the pin is inserted into the cam nose portion, a large hydraulic pressure is required for inserting the pin, which cannot be driven by an ordinary engine oil pump, and the entire engine cannot be driven. The scale of remodeling is also large and the cost is high. Further, it is necessary to make the precision of the parts extremely high, and for that purpose, it is necessary to select an assembly part, and the cost itself becomes a big obstacle.

【００１３】[0013]

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来機構
は種々の問題点を有しているが、本発明は前記の形式
のものにあって、下記の問題点を解消せんとするもので
ある。As described above, the conventional mechanism has various problems, but the present invention, which is of the type described above, intends to solve the following problems. is there.

【００１４】即ち、低速用カムの作動状態における弁リ
フトに比較して高速用カムの作動状態における弁リフト
をより一層大きくするためには、例えば、カムシャフト
の回転中心から高速用カムのカムノーズ部までの半径と
同じく低速用カムのカムノーズ部までの半径との間の差
をより大きくすることが考えられる。この場合、カムシ
ャフトの回転により高速用カムのカムノーズ部に与えら
れる遠心力も大きくなるため、高速用カムのカムノーズ
部がカムシャフトの回転中心側に引き戻される力とこの
遠心力との間の力の釣り合いが変化し、高速用カムのカ
ムノーズ部がカムシャフトの回転中心側に移動する速度
が遅くなり、低速用カムのカムノーズ部の回転に対して
高速用カムのカムノーズ部が追従できない。従って、低
速用カムの作動状態で弁リフト開始時には高速用カムの
カムノーズ部の退避が十分に行われず、弁開動作が高速
用カムのカムノーズ部の影響を受けて円滑に行われな
い。That is, in order to further increase the valve lift in the operating state of the high speed cam as compared with the valve lift in the operating state of the low speed cam, for example, the cam nose portion of the high speed cam from the center of rotation of the cam shaft. It is conceivable to increase the difference between the radius up to and the radius up to the cam nose portion of the low speed cam. In this case, the centrifugal force applied to the cam nose portion of the high-speed cam due to the rotation of the cam shaft also becomes large, so that the centrifugal force between the force that pulls the cam nose portion of the high-speed cam back toward the center of rotation of the cam shaft and the centrifugal force. The balance changes, the speed at which the cam nose portion of the high speed cam moves toward the center of rotation of the cam shaft becomes slow, and the cam nose portion of the high speed cam cannot follow the rotation of the cam nose portion of the low speed cam. Therefore, the cam nose portion of the high speed cam is not sufficiently retracted when the valve lift is started in the operating state of the low speed cam, and the valve opening operation is not smoothly performed under the influence of the cam nose portion of the high speed cam.

【００１５】本発明はこのようなバルブタイミングのず
れを防止してバルブタイミングを正確にし、それに伴い
高速用カムによる弁リフトをより大きくすることを目的
としている。An object of the present invention is to prevent such deviation of the valve timing to make the valve timing accurate, and to increase the valve lift by the high speed cam accordingly.

【００１６】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明にかかる内燃機関
の動弁装置における高低速切換機構においては、クラン
クシャフトと同期して回転するカムシャフト上に低速用
カムと高速用カムとが並設されているとともに、この高
速用カムのカムノーズ部がカムシャフトの回転中心に直
交する半径方向へ低速カムのカムノーズ部に対し移動可
能になっている。運転状態に応じてこの高速用カムのカ
ムノーズ部を移動させる手段が設けられ、この高速用カ
ム移動手段により、カムシャフトの回転中心に対する高
速用カムのカムノーズ部の位置を変更した低速用カム作
動状態と高速用カム作動状態とに切換え得るようになっ
ている。これらのカムの回転運動は連動機構により内燃
機関の吸気弁又は排気弁の開閉運動として伝達されるよ
うになっている。In a high / low speed switching mechanism in a valve operating system for an internal combustion engine according to the present invention, a low speed cam and a high speed cam are juxtaposed on a cam shaft which rotates in synchronization with a crankshaft. At the same time, the cam nose portion of the high-speed cam is movable with respect to the cam nose portion of the low-speed cam in the radial direction orthogonal to the rotation center of the cam shaft. A means for moving the cam nose portion of the high speed cam in accordance with the operating state is provided, and the high speed cam moving means changes the position of the cam nose portion of the high speed cam with respect to the rotation center of the cam shaft. And a high-speed cam operating state can be switched. The rotational movement of these cams is transmitted by the interlocking mechanism as opening / closing movement of the intake valve or the exhaust valve of the internal combustion engine.

【００１７】低速用カムの作動状態で、弁リフト開始時
には、高速用カムのカムノーズ部を低速用カムのカムノ
ーズ部に対し所定角度遅らすように回転させて両カムノ
ーズ部間に位相ずれを生じさせる手段が設けられてい
る。また、弁リフト中には、高速用カムのカムノーズ部
を低速用カムのカムノーズ部に対し前記所定角度進める
ように回転させて両カムノーズ部を互いに同期させる手
段が設けられている。さらに、弁リフト時には、カムシ
ャフトの回転中心から高速用カムのカムノーズ部までの
半径を同じく低速用カムのカムノーズ部までの半径と比
較して等しくするか又は小さくする手段が設けられてい
る。A means for rotating the cam nose portion of the high speed cam so as to delay the cam nose portion of the low speed cam by a predetermined angle when the valve lift is started in the operating state of the low speed cam so as to cause a phase shift between the cam nose portions. Is provided. Further, during the valve lift, there is provided means for rotating the cam nose portion of the high speed cam with respect to the cam nose portion of the low speed cam so as to advance the cam nose portion by the predetermined angle so as to synchronize the both cam nose portions with each other. Further, at the time of valve lift, there is provided means for making the radius from the rotation center of the cam shaft to the cam nose portion of the high speed cam equal to or smaller than the radius to the cam nose portion of the low speed cam.

【００１８】[0018]

【作用】従って、低速用カム作動状態で、弁リフト開始
時から弁リフト時までの間において、高速用カムのカム
ノーズ部が低速用カムのカムノーズ部よりも遅れて回転
する位相ずれだけ、吸排気弁の開閉タイミングに影響を
及ぼさない高速用カムのカムノーズ部の許容突出量が大
きくなり、同タイミングへの悪影響を回避し易い。その
一方で、弁リフト時までには高速用カムのカムノーズ部
が弁開閉に影響を及ぼさないところまで退避して低速用
カムのカムノーズ部と同期する。Therefore, in the low speed cam operating state, the cam nose portion of the high speed cam rotates later than the cam nose portion of the low speed cam between the start of the valve lift and the valve lift. The allowable protrusion amount of the cam nose portion of the high-speed cam that does not affect the valve opening / closing timing becomes large, and it is easy to avoid the adverse effect on the timing. On the other hand, by the time of valve lift, the cam nose portion of the high speed cam retracts to a position where it does not affect the opening and closing of the valve and synchronizes with the cam nose portion of the low speed cam.

【００１９】[0019]

【実施例】以下、本発明の一実施例にかかる内燃機関の
動弁装置を図面を参照して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A valve operating system for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【００２０】本実施例は４サイクル直列４気筒エンジン
に具体化され、図１に概略的に示す各気筒において、１
はシリンダ、２はピストン、３は燃焼室、４は吸気ポー
ト、５は吸気弁、６は排気ポート、７は排気弁、８は燃
料噴射ノズル、９は点火プラグである。本実施例の動弁
装置１０としては、直接駆動式ＤＯＨＣが採用され、各
気筒において吸気側カムシャフト１１には高速用カム移
動手段を含む一対の吸気側高低速切換カム機構１３が取
り付けられているとともに、排気側カムシャフト１２に
は高速用カム移動手段を含む一対の排気側高低速切換カ
ム機構１４が取り付けられている。前記吸気弁５及び排
気弁７はそれぞれ各気筒において一対ずつ設けられ、一
対の吸気弁５は一対の吸気側高低速切換カム機構１３に
対応しているとともに、一対の排気弁７は一対の排気側
高低速切換カム機構１４に対応している。This embodiment is embodied in a 4-cycle in-line 4-cylinder engine, and in each cylinder shown schematically in FIG.
Is a cylinder, 2 is a piston, 3 is a combustion chamber, 4 is an intake port, 5 is an intake valve, 6 is an exhaust port, 7 is an exhaust valve, 8 is a fuel injection nozzle, and 9 is a spark plug. A direct drive type DOHC is adopted as the valve operating system 10 of this embodiment, and a pair of intake side high / low speed switching cam mechanisms 13 including high speed cam moving means are attached to the intake side cam shaft 11 in each cylinder. At the same time, a pair of exhaust side high / low speed switching cam mechanisms 14 including high speed cam moving means are attached to the exhaust side cam shaft 12. A pair of the intake valve 5 and the exhaust valve 7 are provided in each cylinder, the pair of intake valves 5 correspond to the pair of intake-side high / low speed switching cam mechanisms 13, and the pair of exhaust valves 7 include the pair of exhausts. It corresponds to the side high / low speed switching cam mechanism 14.

【００２１】図２に示す気筒ユニット１５は各気筒にお
いて吸気側及び排気側それぞれに組付けられるものであ
り、この気筒ユニット１５についての以下の説明は吸気
側及び排気側に共通する。The cylinder unit 15 shown in FIG. 2 is assembled on each of the intake side and the exhaust side in each cylinder, and the following description of the cylinder unit 15 is common to the intake side and the exhaust side.

【００２２】一対の高低速切換カム機構１３−１３間ま
たは１４−１４間でシャフト本体１６の中央部にジャー
ナル１７が設けられ、これらの高低速切換カム機構１
３，１４の外側でシャフト本体１６の連結端部１８の外
周に連結筒１９が圧入されて固定されている。シャフト
本体１６内にはその軸線方向へメインシリンダ２０が貫
設され、ジャーナル１７に形成された給油孔２１がこの
シリンダ２０に連通している。このシリンダ２０内には
一対の高低速切換カム機構１３，１４に対応して異形ピ
ストン２２が挿嵌され、この両異形ピストン２０はシリ
ンダ２０内でシャフト本体１６の軸線方向へ移動し得る
ようになっている。A journal 17 is provided at the center of the shaft body 16 between the pair of high / low speed switching cam mechanisms 13-13 or 14-14.
The connecting cylinder 19 is press-fitted and fixed to the outer periphery of the connecting end portion 18 of the shaft body 16 outside the shafts 3, 14. A main cylinder 20 is provided through the shaft body 16 in the axial direction thereof, and an oil supply hole 21 formed in the journal 17 communicates with the cylinder 20. Deformed pistons 22 are fitted in the cylinder 20 in correspondence with the pair of high and low speed switching cam mechanisms 13 and 14, so that the deformed pistons 20 can move in the cylinder 20 in the axial direction of the shaft body 16. Has become.

【００２３】異形ピストン２２においては、図４に示す
ように、その一端部にピストン本体２３が形成され、こ
のピストン本体２３から他端にわたり両壁部２４間に給
油溝２５が形成されている。ピストン本体２３上には切
欠部２６が給油溝２５に隣接して形成されている。この
給油溝２５の内底部で、深い凹部２７がピストン本体２
３に隣接して設けられ、この凹部２７から異形ピストン
２２の他端側にわたり斜状押圧面２８が給油溝２５の深
さをしだいに浅くするように形成されている。なお、両
壁部２４上に面取り２９が形成されている。In the deformed piston 22, as shown in FIG. 4, a piston main body 23 is formed at one end thereof, and an oil supply groove 25 is formed between both wall portions 24 from the piston main body 23 to the other end. A notch 26 is formed on the piston body 23 adjacent to the oil supply groove 25. At the inner bottom of the oil supply groove 25, a deep recess 27 is formed in the piston main body 2.
3, an oblique pressing surface 28 is formed from the recess 27 to the other end side of the deformed piston 22 so that the depth of the oil supply groove 25 gradually becomes shallow. A chamfer 29 is formed on both wall portions 24.

【００２４】シャフト本体１６の連結端部１８内にプラ
グ３０が圧入されて固定されている。このプラグ３０の
内側とピストン本体２３内との間にリターンスプリング
３１が嵌め込まれ、異形ピストン２２はこのリターンス
プリング３１の弾性力によりシャフト本体１６の中央部
側へ付勢されている。A plug 30 is press-fitted and fixed in the connecting end portion 18 of the shaft body 16. A return spring 31 is fitted between the inside of the plug 30 and the inside of the piston body 23, and the deformed piston 22 is urged toward the center of the shaft body 16 by the elastic force of the return spring 31.

【００２５】シャフト本体１６の外周にはジャーナル１
７の両側で低速用カム３２が一体形成され、図３に示す
ようにこの低速用カム３２の外周にはベース円部３３と
カムノーズ部３４とが一連に形成されている。この低速
用カム３２と連結筒１９との間で筒状の高速用カム３５
がシャフト本体１６の外周に挿嵌されて低速用カム３２
の端面に接触して並設されている。この高速用カム３５
の外周にもベース円部３６とカムノーズ部３７とが一連
に形成され、高速用カム３５のベース円部３６が低速用
カム３２のベース部３３に隣接しているとともに、高速
用カム３５のカムノーズ部３７が低速用カム３２のカム
ノーズ部３４に隣接している。A journal 1 is provided on the outer periphery of the shaft body 16.
A low speed cam 32 is integrally formed on both sides of the low speed cam 7, and a base circle portion 33 and a cam nose portion 34 are formed in series on the outer periphery of the low speed cam 32 as shown in FIG. A tubular high-speed cam 35 is provided between the low-speed cam 32 and the connecting cylinder 19.
Is inserted into the outer periphery of the shaft body 16 and the low speed cam 32
Are arranged in parallel with each other. This high speed cam 35
A base circle portion 36 and a cam nose portion 37 are also formed in series on the outer periphery of the high speed cam 35 so that the base circle portion 36 of the high speed cam 35 is adjacent to the base portion 33 of the low speed cam 32 and the cam nose of the high speed cam 35 is formed. The portion 37 is adjacent to the cam nose portion 34 of the low speed cam 32.

【００２６】この高速用カム３５の内側でシャフト本体
１６にサブシリンダ３８がシャフト本体１６の軸心に対
し直交する半径方向に延びるように貫設され、このサブ
シリンダ３８は前記メインシリンダ２０に連通してい
る。このサブシリンダ３８にサブピストン３９が嵌合さ
れて半径方向へ移動可能になっている。このサブピスト
ン３９には一対のアーム４０が突設され、この両アーム
４０間でローラ４１が支軸４２により回転可能に支持さ
れている。この両アーム４０は前記異形ピストン２２の
両壁部２４間で凹部２７内に挿入され、ローラ４１が凹
部２７の内底面に当接している。異形ピストン２２の両
壁部２４がアーム４０に当たるため、異形ピストン２２
は回転しない。この両壁部２４上に面取り２９があるた
め、両アーム４０を給油溝２５内に挿入し易い。Inside the high-speed cam 35, a sub-cylinder 38 is provided in the shaft body 16 so as to extend in a radial direction orthogonal to the axis of the shaft body 16, and the sub-cylinder 38 communicates with the main cylinder 20. is doing. A sub-piston 39 is fitted in the sub-cylinder 38 and is movable in the radial direction. A pair of arms 40 is projectingly provided on the sub-piston 39, and a roller 41 is rotatably supported by a support shaft 42 between the arms 40. The arms 40 are inserted into the recess 27 between the wall portions 24 of the deformed piston 22, and the roller 41 is in contact with the inner bottom surface of the recess 27. Since both wall portions 24 of the deformed piston 22 hit the arm 40, the deformed piston 22
Does not rotate. Since there are chamfers 29 on both wall portions 24, both arms 40 can be easily inserted into the oil supply groove 25.

【００２７】高速用カム３５のカムノーズ部３７の内側
において押付けピン４３が挿入され、この押付けピン４
３とサブピストン３９との間にリターンスプリング４４
が嵌め込まれてその弾性力により押付けピン４３がカム
ノーズ部３７の内側に圧接されている。また、サブシリ
ンダ３９の中心上で高速用カム３５のベース円部３６の
内側において、押付けピン４５が挿入され、この押付け
ピン４５とシャフト本体１６との間にリターンスプリン
グ４６が嵌め込まれて押付けピン４５がベース円部３６
の内側に圧接されている。従って、高速用カム３５はシ
ャフト本体１６及び異形ピストン２２に対しサブピスト
ン３９と両リターンスプリング４４，４６と両押付けピ
ン４３，４５とにより支えられてシャフト本体１６の半
径方向へ低速用カム３２に沿って移動可能になる。な
お、異形ピストン２２の切欠部２６はサブピストン３９
との干渉を避けるためのものである。A pressing pin 43 is inserted inside the cam nose portion 37 of the high speed cam 35.
3 and the sub-piston 39 between the return spring 44
Is pressed in and the pressing pin 43 is pressed against the inside of the cam nose portion 37 by its elastic force. A pressing pin 45 is inserted inside the base circle portion 36 of the high speed cam 35 on the center of the sub-cylinder 39, and a return spring 46 is fitted between the pressing pin 45 and the shaft body 16 to press the pressing pin 45. 45 is the base circle part 36
Is pressed inside. Therefore, the high-speed cam 35 is supported by the sub-piston 39, both return springs 44 and 46, and both pressing pins 43 and 45 with respect to the shaft body 16 and the deformed piston 22, and is moved to the low-speed cam 32 in the radial direction of the shaft body 16. It becomes possible to move along. The cutout portion 26 of the deformed piston 22 has a sub-piston 39.
This is to avoid interference with.

【００２８】この気筒ユニット１５は吸気側及び排気側
それぞれで気筒数だけ用意される。そして、隣合う両ユ
ニット１５間で連結筒１９を兼用して各気筒ユニット１
５が互いに連結され、４組の吸気側高低速切換カム機構
１３を備えた吸気側カムシャフト１１と、４組の排気側
高低速切換カム機構１４を備えた排気側カムシャフト１
２になる。This cylinder unit 15 is prepared for each of the intake side and the exhaust side by the number of cylinders. Then, each cylinder unit 1 is also used as the connecting cylinder 19 between both adjacent units 15.
5 are connected to each other and an intake side camshaft 11 having four sets of intake side high / low speed switching cam mechanisms 13 and an exhaust side camshaft 1 having four sets of exhaust side high / low speed switching cam mechanisms 14
It becomes 2.

【００２９】図１及び図５に示すように、シリンダ１の
ヘッド上にある半割状軸受部４７にシャフト本体１６の
ジャーナル１７が支持されている。シリンダ１のヘッド
にあるリフタボア４８にバルブリフタ４９が摺動可能に
支持され、このバルブリフタ４９上のシム５０が低速用
カム３２及び高速用カム３５に接触し得るようになって
いる。シリンダ１のヘッドとバルブリフタ４９との間に
バルブスプリング５１が嵌め込まれ、このバルブスプリ
ング５１の弾性力により吸排気弁５，７が吸排気ポート
４，６を閉じるようになっている。なお、このバルブリ
フタ４９とバルブスプリング５０とにより、吸排気弁
５，７の開閉のための連動機構が構成されている。As shown in FIGS. 1 and 5, the journal 17 of the shaft body 16 is supported by a half-split bearing portion 47 on the head of the cylinder 1. A valve lifter 49 is slidably supported by a lifter bore 48 in the head of the cylinder 1, and a shim 50 on the valve lifter 49 can contact the low speed cam 32 and the high speed cam 35. A valve spring 51 is fitted between the head of the cylinder 1 and the valve lifter 49, and the elastic force of the valve spring 51 causes the intake and exhaust valves 5 and 7 to close the intake and exhaust ports 4 and 6. The valve lifter 49 and the valve spring 50 constitute an interlocking mechanism for opening / closing the intake / exhaust valves 5, 7.

【００３０】図３に示すように、高速用カム３５の外周
面に沿う内周面の形状は、その内周面に対向するシャフ
ト本体１６の外周形状と、低速用カム３２の外周面の形
状との間の相対的な関係により決定され、低速用カム３
２により吸排気弁５，７を開閉する場合に高速用カム３
５が幾何学的に吸排気弁５，７を開閉できないようにす
ればよい。つまり、図９及び図６に示すように、押付け
ピン４３，４５においてリターンスプリング４４，４６
が最も収縮した状態で、シャフト本体１６の回転中心か
ら押付けピン４３，４５の最外面までの径Ｌと低速用カ
ム３２の外周面の半径Ｒとの間の差以内に、高速用カム
３５の厚みＴが設定されている。また、シャフト本体１
６の外周形状については、押付けピン４３，４５の取付
部分以外、シャフト本体１６の回転中心と同一中心の真
円形状に形成されて大量生産性が考慮されている。そし
て、高速用カム３５の内周面においては、シャフト本体
１６の回転中心を通り両押付けピン４３，４５間を結ぶ
中心線に対し線対称であって、シャフト本体１６の外周
面に接触する点ａ，ｂ間のガイド面５２が平面状をな
し、この点ａ，ｂ間の長さは低速用カム３２に対する高
速用カム３５の最大移動範囲以上に設定されている。こ
の点ａ，ｂでガイド面５２に連続するガイド面５３はシ
ャフト本体１６の外周面に沿うことができる円弧形状に
なっている。さらに、両押付けピン４３，４５に接触す
るガイド面５４，５５はそれらに合わせて円弧形状をな
し、前記各ガイド面５３に対し滑らかに連続している。As shown in FIG. 3, the shape of the inner peripheral surface along the outer peripheral surface of the high speed cam 35 is such that the outer peripheral shape of the shaft main body 16 and the outer peripheral surface of the low speed cam 32 face the inner peripheral surface. The low speed cam 3 is determined by the relative relationship between
High speed cam 3 when opening and closing intake and exhaust valves 5, 7 by 2
5 may geometrically prevent the intake and exhaust valves 5 and 7 from opening and closing. That is, as shown in FIG. 9 and FIG. 6, the return springs 44, 46 in the pressing pins 43, 45
In the most contracted state, within a difference between the diameter L from the rotation center of the shaft body 16 to the outermost surfaces of the pressing pins 43 and 45 and the radius R of the outer peripheral surface of the low speed cam 32, The thickness T is set. Also, the shaft body 1
The outer peripheral shape of 6 is formed in a perfect circular shape having the same center as the rotation center of the shaft body 16 except for the mounting portions of the pressing pins 43 and 45, and mass productivity is taken into consideration. The inner peripheral surface of the high-speed cam 35 is line-symmetric with respect to the center line connecting the pressing pins 43 and 45 through the center of rotation of the shaft body 16 and is in contact with the outer peripheral surface of the shaft body 16. The guide surface 52 between a and b has a planar shape, and the length between the points a and b is set to be equal to or larger than the maximum movement range of the high speed cam 35 with respect to the low speed cam 32. The guide surface 53, which is continuous with the guide surface 52 at the points a and b, has an arc shape that can follow the outer peripheral surface of the shaft body 16. Further, the guide surfaces 54 and 55 that come into contact with the pressing pins 43 and 45 have an arcuate shape in accordance with them, and are smoothly continuous with the respective guide surfaces 53.

【００３１】図示しないが、前記シャフト本体１６の給
油孔２１に油圧レギュレータが連結され、電磁切換弁の
操作により油圧レギュレータへの給油が制御されて給油
孔２１からメインシリンダ２０やサブシリンダ３８内へ
供給される油圧が調節されるようになっている。Although not shown, a hydraulic regulator is connected to the oil supply hole 21 of the shaft body 16, and the oil supply to the hydraulic pressure regulator is controlled by the operation of the electromagnetic switching valve so that the oil is supplied from the oil supply hole 21 into the main cylinder 20 or the sub-cylinder 38. The supplied hydraulic pressure is adjusted.

【００３２】まず、低い制御油圧下で低速用カム３２に
より吸排気弁５，７を開閉させる場合について詳述す
る。吸気側高低速切換カム機構１３または排気側高低速
切換カム機構１４が図５及び図６の状態にある時、吸排
気弁５，７は閉じる。この状態では、低速用カム３２の
ベース円部３２とシム５０との間に微小設定隙間が与え
られているが、高速用カム３５のベース円部３６はリタ
ーンスプリング４６の反力を押付けピン４５を介して受
けるので、シム５０と接触しながら回転する。しかし、
リターンスプリング４６の反力はバルブスプリング５１
の弾性力に比較して充分に小さいので、このベース円部
３３により吸排気弁５，７が開くことはない。First, the case where the intake / exhaust valves 5, 7 are opened / closed by the low speed cam 32 under a low control oil pressure will be described in detail. When the intake side high / low speed switching cam mechanism 13 or the exhaust side high / low speed switching cam mechanism 14 is in the state of FIGS. 5 and 6, the intake / exhaust valves 5, 7 are closed. In this state, a small setting gap is provided between the base circle portion 32 of the low speed cam 32 and the shim 50, but the base circle portion 36 of the high speed cam 35 presses the reaction force of the return spring 46 against the pressing pin 45. Since it is received via, it rotates while being in contact with the shim 50. But,
The reaction force of the return spring 46 is the valve spring 51.
Since the elastic force is sufficiently smaller than the elastic force, the base circular portion 33 does not open the intake and exhaust valves 5, 7.

【００３３】一方、シャフト本体１６の半径方向に沿っ
て高速用カム３５が突出し、そのカムノーズ部３７とシ
ャフト本体１６との間の間隙が最大になる。その場合、
押付けピン４３がリターンスプリング４４の伸長に伴い
カムノーズ部３７のガイド面に５４に押圧されるので、
高速用カム３５が安定し、そのカムノーズ部３７と低速
用カム３２のカムノーズ部３４との間の位相が互いにず
れることはない。On the other hand, the high-speed cam 35 projects along the radial direction of the shaft body 16, and the gap between the cam nose portion 37 and the shaft body 16 is maximized. In that case,
Since the pressing pin 43 is pressed by the guide surface of the cam nose portion 37 by the extension 54 of the return spring 44,
The high speed cam 35 is stabilized, and the phases of the cam nose portion 37 and the cam nose portion 34 of the low speed cam 32 do not deviate from each other.

【００３４】サブシリンダ３８において、サブピストン
３９に与えられる油圧は調圧弁（図示せず）により制御
され、リターンスプリング４４がその油圧以上の弾性力
を有しているため、押付けピン４３の動きは固定されな
い。In the sub-cylinder 38, the hydraulic pressure applied to the sub-piston 39 is controlled by a pressure regulating valve (not shown), and the return spring 44 has an elastic force higher than the hydraulic pressure. Not fixed.

【００３５】シャフト本体１６は矢印方向へ回転し、図
７から図１０に示す状態に順次至る。図７に示す状態で
は、各カムノーズ部３４，３７がシム５０の上面に対し
平行な平面上にある。この状態では、両押付けピン４
３，４５に対し外力が何ら働かないので、高速用カム３
５のベース円部３６及びカムノーズ部３７が低速用カム
３２のベース円部３３及びカムノーズ部３４からほぼ同
程度突出して中立の状態にある。The shaft body 16 rotates in the direction of the arrow, and the states shown in FIGS. 7 to 10 are sequentially reached. In the state shown in FIG. 7, the cam nose portions 34 and 37 are on a plane parallel to the upper surface of the shim 50. In this state, both pressing pins 4
Since no external force acts on 3,45, high speed cam 3
The base circle portion 36 and the cam nose portion 37 of No. 5 project from the base circle portion 33 and the cam nose portion 34 of the low speed cam 32 to the same extent and are in a neutral state.

【００３６】図７に示す状態から約４５度程度回転した
リフト開始状態を図８に示す。この状態では、例えば低
速用カム３２の作動回転域の上限回転数に近い運転域
で、高速用カム３５の移動が低速用カム３２の回転速度
に追随できない場合も予想される。そのため、低速用カ
ム３２のカムノーズ部３４と高速用カム３５のカムノー
ズ部３７とがシム５０上の接線を共有する状態で、カム
ノーズ部３７の中心線３７ａがカムノーズ部３４の中心
線３４ａに対し角度θだけずれるように、カムノーズ部
３７がカムノーズ部３４に対し遅れて回転し、それらが
滑らかに連続する。従って、吸排気弁５，７の開きが高
速用カム３５に影響されることなく低速用カム３２のみ
により正常に行われる。そして、押付けピン４３がリタ
ーンスプリング４４を収縮させてサブピストン３９内に
最も挿入されたとき、押付けピン４３が高速用カム３５
の回り止めとして働き、前記位相ずれが最大となる。FIG. 8 shows a lift start state in which the lift is rotated about 45 degrees from the state shown in FIG. In this state, for example, it is expected that the movement of the high-speed cam 35 cannot follow the rotation speed of the low-speed cam 32 in an operating range close to the upper limit rotation speed of the low-speed cam 32. Therefore, in a state where the cam nose portion 34 of the low speed cam 32 and the cam nose portion 37 of the high speed cam 35 share the tangent line on the shim 50, the center line 37a of the cam nose portion 37 forms an angle with the center line 34a of the cam nose portion 34. The cam nose portion 37 rotates with a delay from the cam nose portion 34 so as to be offset by θ, and they smoothly continue. Therefore, the opening and closing of the intake / exhaust valves 5 and 7 is normally performed only by the low speed cam 32 without being influenced by the high speed cam 35. When the pressing pin 43 contracts the return spring 44 and is most inserted into the sub-piston 39, the pressing pin 43 is pressed by the high-speed cam 35.
It acts as a rotation stop for the phase shift and maximizes the phase shift.

【００３７】この時点では、バルブスプリング５１の反
力によりカムノーズ部３７の中心線３７ａの方向に働く
分力が相当大きくなっているため、この分力にベース円
部３６側のリターンスプリング４６の反力が対抗し、高
速用カム３６が滑らかに移動して退避する。At this point in time, the reaction force of the valve spring 51 causes the component force acting in the direction of the center line 37a of the cam nose portion 37 to become considerably large. Therefore, the component force acting on the return spring 46 on the base circle portion 36 side is counteracted by this component force. The forces oppose each other, and the high speed cam 36 smoothly moves and retreats.

【００３８】吸排気弁５，７が最も開いたリフト状態を
図９に示す。この状態に至るリフト中に、高速用カム３
５のカムノーズ部３７が低速用カム３２のカムノーズ部
３４に対し前記角度θだけ進めるように回転しながら、
高速用カム３５が前述したように滑らかに退避する。従
って、前記位相ずれがなくなるにつれて、低速用カム３
２のカムノーズ部３４に対する高速用カム３５のカムノ
ーズ部３７の突出がなくなり、両カムノーズ部３４，３
７がシム５０上で合致し、シャフオ本体１６の回転中心
からカムノーズ部３７までの半径が同じくカムノーズ部
３４までの半径と比較して等しくなるか又は小さくな
る。FIG. 9 shows a lifted state in which the intake and exhaust valves 5 and 7 are most opened. During the lift to reach this state, the high speed cam 3
While rotating the cam nose portion 37 of No. 5 so as to advance the cam nose portion 34 of the low speed cam 32 by the angle θ,
The high speed cam 35 retracts smoothly as described above. Therefore, as the phase shift disappears, the low speed cam 3
The cam nose portion 37 of the high-speed cam 35 does not protrude from the cam nose portion 34 of No. 2 and both cam nose portions 34, 3
7 on the shim 50, the radius from the center of rotation of the shaft body 16 to the cam nose portion 37 becomes equal to or smaller than the radius to the cam nose portion 34.

【００３９】前述したように、シャフト本体１６の外周
面とこれに合う高速用カム３５の内周面のガイド面５３
とが共に円弧状であるため、それらの間の接触面積が広
くなって充分な油膜によるダンピング（共振点における
振動の振幅低減）が期待できる。従って、異音等の不具
合が何ら生じない。As described above, the guide surface 53 of the outer peripheral surface of the shaft main body 16 and the inner peripheral surface of the high-speed cam 35 which matches the outer peripheral surface thereof.
Since both and are arcuate, the contact area between them is widened, and sufficient damping by the oil film (reduction of vibration amplitude at the resonance point) can be expected. Therefore, no trouble such as abnormal noise occurs.

【００４０】また、押付けピン４３と、それに合う高速
用カム３５のカムノーズ部３７のガイド面５４とが共に
円弧状であり、しかも高速用カム３５の各ガイド面５
３，５４が滑らかに連続しているため、押付けピン４３
の中心線が高速用カム３５のカムノーズ部３７の中心線
３７ａ上に合致し、低速用カム３２のカムノーズ部３４
に対する高速用カム３５のカムノーズ部３７の位相ずれ
が確実に解消される。Further, both the pressing pin 43 and the guide surface 54 of the cam nose portion 37 of the high speed cam 35 which matches the pressing pin 43 are arcuate, and each guide surface 5 of the high speed cam 35 is also formed.
Since 3, 54 are smoothly continuous, the pressing pin 43
Is aligned with the center line 37a of the cam nose portion 37 of the high speed cam 35, and the cam nose portion 34 of the low speed cam 32 is
The phase shift of the cam nose portion 37 of the high speed cam 35 with respect to is reliably eliminated.

【００４１】図１０の想像線で示す中立状態（図７の状
態からさらにシャフト本体１６が１８０度回転した状
態）から、高速用カム３５のベース円部３６がシム５０
上に接触し始める状態を図１０の実線で示す。この状態
でも、両カムノーズ部３４，３７間の位相ずれは生ず
る。この時も前述した場合と同様に作用するので、高速
用カム３５は滑らかに移動してそのカムノーズ部３７が
低速用カム３２のカムノーズ部３４から突出する。From the neutral state (state in which the shaft body 16 is further rotated 180 degrees from the state in FIG. 7) shown by the imaginary line in FIG. 10, the base circular portion 36 of the high speed cam 35 is shim 50.
The state where the upper contact starts is shown by the solid line in FIG. Even in this state, a phase shift occurs between the cam nose portions 34 and 37. At this time as well, since the operation is similar to that described above, the high speed cam 35 moves smoothly and the cam nose portion 37 thereof projects from the cam nose portion 34 of the low speed cam 32.

【００４２】図１０に示す状態からさらに回転すると、
図６に示す状態に戻る。以上詳述したように、高速用カ
ム３５の影響を何ら受けずに、低い制御油圧下で低速用
カム３２のみを作動させて、吸排気弁５，７を開閉する
ことができる。Further rotation from the state shown in FIG.
It returns to the state shown in FIG. As described in detail above, the intake / exhaust valves 5, 7 can be opened and closed by operating only the low speed cam 32 under a low control hydraulic pressure without being affected by the high speed cam 35.

【００４３】次に、高い制御油圧下で高速用カム３５に
より吸排気弁５，７を開閉させる場合について詳述す
る。図１１及び図１２に示すように、メインシリンダ２
０及びサブシリンダ３８内の制御油圧が高くなると、サ
ブピストン３９が両リターンスプリング４４，４６の弾
性力に抗して押されて移動し、さらにこのサブピストン
３９により押付けピン４３が押されて高速用カム３５の
カムノーズ部３７のガイド面５４に合致する。従って、
同カムノーズ部３７が押付ピン４３により支えられる。
この時、ローラ４１もサブピストン３９とともに移動
し、異形ピストン２２の凹部２７から離れる。そのた
め、異形ピストン２２のピストン本体２３がリターンス
プリング３１の弾性力に抗して押されて異形ピストン２
２が移動し、ローラ４１が凹部２７から押圧面２８上に
載る。この場合、両押付けピン４３，４５が高速用カム
３５のカムノーズ部３７のガイド面５４とベース円部３
６のガイド面５５とにそれぞれ押し付けられるため、高
速用カム３５は低速用カム３２に対し一体化されてそれ
らの間の相対移動がなくなる。従って、高速用カム３５
のカムノーズ部３７がシム５０に接触して同カムノーズ
部３７に力が働いても、がたつきによる異常摩耗や異音
等の不具合は発生しない。Next, the case where the intake / exhaust valves 5, 7 are opened and closed by the high speed cam 35 under a high control oil pressure will be described in detail. As shown in FIGS. 11 and 12, the main cylinder 2
0 and the control hydraulic pressure in the sub-cylinder 38 becomes high, the sub-piston 39 is pushed against the elastic forces of the return springs 44 and 46 to move, and the sub-piston 39 pushes the pressing pin 43 to accelerate the movement. It matches the guide surface 54 of the cam nose portion 37 of the working cam 35. Therefore,
The cam nose portion 37 is supported by the pressing pin 43.
At this time, the roller 41 also moves together with the sub-piston 39 and separates from the recess 27 of the odd-shaped piston 22. Therefore, the piston body 23 of the deformed piston 22 is pushed against the elastic force of the return spring 31 and the deformed piston 2
2 moves, and the roller 41 rests on the pressing surface 28 from the recess 27. In this case, the pressing pins 43 and 45 are connected to the guide surface 54 of the cam nose portion 37 of the high speed cam 35 and the base circle portion 3.
Since they are pressed against the guide surfaces 55 of 6, the high speed cam 35 is integrated with the low speed cam 32 and the relative movement between them is eliminated. Therefore, the high speed cam 35
Even if the cam nose portion 37 comes into contact with the shim 50 and a force is exerted on the cam nose portion 37, abnormal wear or abnormal noise due to rattling does not occur.

【００４４】前記押圧面２８がシャフト本体１６の回転
中心に対しなす傾斜角度が大きいほど、ローラ４１をカ
ムノーズ部３７側へより近付けることができるため、異
形ピストン２２の移動量は少なくて済む。しかし、この
場合には、図１３に示すリフト時、バルブスプリング５
１の反力が押圧面２８に働くので、異形ピストン２２を
制御油圧に抗して押し戻す分力が大きくなる欠点が生じ
る。そのため、この分力とリターンスプリング３１の反
力との合力に打ち勝つ制御油圧を必要とする。従って、
押圧面２８の傾斜角度を約２０度以下に抑えることで、
通常圧のオイルポンプを利用できる。The larger the angle of inclination of the pressing surface 28 with respect to the center of rotation of the shaft body 16, the closer the roller 41 can be made to the cam nose portion 37 side, and the smaller the amount of movement of the deformed piston 22 is. However, in this case, during the lift shown in FIG.
Since the reaction force of 1 acts on the pressing surface 28, there is a disadvantage that the component force for pushing the deformed piston 22 back against the control hydraulic pressure becomes large. Therefore, a control hydraulic pressure that overcomes the resultant force of this component force and the reaction force of the return spring 31 is required. Therefore,
By suppressing the inclination angle of the pressing surface 28 to about 20 degrees or less,
A normal pressure oil pump is available.

【００４５】逆に、この高速用カム３５の作動状態から
前記低速用カム３２の作動状態に切り換える場合には、
単に高い制御油圧から低い制御油圧にするだけで各リタ
ーンスプリング３１，４４，４６の反力により図１１の
状態から図５の状態に直ちに戻る。On the contrary, when switching from the operating state of the high speed cam 35 to the operating state of the low speed cam 32,
The reaction force of each of the return springs 31, 44, 46 immediately returns from the state of FIG. 11 to the state of FIG. 5 simply by changing the control oil pressure from high to low.

【００４６】本実施例は下記の効果を有する。 （イ）制御油圧を変えるだけで、シリンダ２０，３８内
でピストン２２，３９が移動して高速用カム３５に対す
る押付けピン４３，４５の作用状態が切り換わるので、
その切換えを確実に行うことができる。This embodiment has the following effects. (A) Since the pistons 22 and 39 move in the cylinders 20 and 38 and the operating states of the pressing pins 43 and 45 with respect to the high speed cam 35 are switched simply by changing the control oil pressure,
The switching can be reliably performed.

【００４７】（ロ）低速から高速への切り換え時、図９
に示すように高速用カム３５のカムノーズ部３７がシム
５０に接触しているため状態では、バルブスプリング５
１の反力がこのカムノーズ部３７に与えられるため、メ
インシリンダ２０やサブシリンダ３８に例え高い制御油
圧が与えられても、その制御油圧によりサブピストン３
９をカムノーズ部３７側に移動させる力がバルブスプリ
ング５１の反力に打ち負け、高速用カム３５を切り換え
ることはできない。また、高速から低速への切り換え
時、図１３に示すように高速用カム３５のカムノーズ部
３７がシム５０に接触している状態では、メインシリン
ダ２０やサブシリンダ３８を例え高い制御油圧から低い
制御油圧にしても、カムノーズ部３７にバルブスプリン
グ５１の反力が働いているため、異形ピストン２２上の
押圧面２８とローラ４１との間でバルブスプリング５１
の反力により生じる接触圧がリターンスプリング３１の
反力に打ち勝ち、高速用カム３５を切り換えることはで
きない。しかし、このカムノーズ部３７がシム５０から
離れ始めてバルブスプリング５１の反力がカムノーズ部
３７に与える影響が小さくなった状態で、高低速間の切
り換えは可能となる。即ち、高速用カム３５のベース円
部３６がシム５０に接触している状態でのみ切り換え得
る有利性がある。従って、高速用カム３５のカムノーズ
部３７がバルブリフタ４９に接触する状態での切換えを
避けるための切り換えタイミング機構が不要になる。(B) When switching from low speed to high speed, FIG.
Since the cam nose portion 37 of the high speed cam 35 is in contact with the shim 50 as shown in FIG.
Since the reaction force of 1 is applied to the cam nose portion 37, even if a high control oil pressure is applied to the main cylinder 20 and the sub cylinder 38, the sub piston 3 is driven by the control oil pressure.
The force that moves 9 toward the cam nose portion 37 side defeats the reaction force of the valve spring 51, and the high speed cam 35 cannot be switched. Further, at the time of switching from high speed to low speed, when the cam nose portion 37 of the high speed cam 35 is in contact with the shim 50 as shown in FIG. 13, the main cylinder 20 and the sub cylinder 38 are controlled from high control oil pressure to low control oil. Even if hydraulic pressure is applied, the reaction force of the valve spring 51 acts on the cam nose portion 37, so that the valve spring 51 is pressed between the pressing surface 28 on the deformed piston 22 and the roller 41.
The contact pressure generated by the reaction force of 8 overcomes the reaction force of the return spring 31, and the high speed cam 35 cannot be switched. However, when the cam nose portion 37 begins to separate from the shim 50 and the influence of the reaction force of the valve spring 51 on the cam nose portion 37 becomes small, switching between high speed and low speed becomes possible. That is, there is an advantage that the switching can be performed only when the base circle portion 36 of the high speed cam 35 is in contact with the shim 50. Therefore, a switching timing mechanism for avoiding switching when the cam nose portion 37 of the high speed cam 35 is in contact with the valve lifter 49 is unnecessary.

【００４８】（ハ）低速用カム３２の作動状態で、低速
用カム３２に対する高速用カム３５の位相ずれを許容し
ているので、高速用カム３５の動きが円滑になってバル
ブリフタ４９に影響を与えず、異常開弁や異音発生がな
くなる。(C) Since the phase shift of the high speed cam 35 with respect to the low speed cam 32 is allowed in the operating state of the low speed cam 32, the movement of the high speed cam 35 is smoothed and the valve lifter 49 is affected. Without giving, abnormal valve opening and abnormal noise are eliminated.

【００４９】（ニ）高速用カム３５の作動状態で、バル
ブスプリング５１の反力を利用してサブピストン３９の
ローラ４１を異形ピストン２２の押圧面２８に圧接して
いるので、基本的に従来例と異なり、高速用カム３５の
カムノーズ部３７とこの押圧面２８との間でがたつきが
なくなって摩耗等を防止でき、信頼性が極めて高くな
る。(D) Since the roller 41 of the sub-piston 39 is pressed against the pressing surface 28 of the deformed piston 22 by utilizing the reaction force of the valve spring 51 while the high-speed cam 35 is in operation, it is basically conventional. Unlike the example, there is no rattling between the cam nose portion 37 of the high-speed cam 35 and the pressing surface 28, wear and the like can be prevented, and reliability becomes extremely high.

【００５０】（ホ）シャフト本体１６の外形を大きくし
てその内部に異形ピストン２２やサブピストン３９を挿
嵌したので、それらのピストン２２，３９の外形を大き
くしてその切り換え作動力を大きくすることができ、低
い制御油圧でもそれらのピストン２２，３９の切り換え
作動が可能になる。(E) Since the outer shape of the shaft body 16 is enlarged and the deformed piston 22 and the sub-piston 39 are inserted therein, the outer shapes of the pistons 22 and 39 are enlarged to increase the switching operation force. It is possible to switch between the pistons 22 and 39 even at a low control oil pressure.

【００５１】（ヘ）吸気側及び排気側のカムシャフト１
１，１２を変更するだけでよく、しかも異形ピストン２
２やサブピストン３９の外形を大きく設定しても全体の
サイズを基本的に変えずに済むので、シリンダヘッドの
基本的サイズの変更が不要となり、従来のエンジンにそ
のまま組み付けることが簡単である。現在量産化されて
いる可変カム機構はいずれもロッカアームを応用したタ
イプであり、これと比較してシリンダヘッド全高で１５
ｍｍ程度コンパクト化できる。(F) Intake side and exhaust side camshafts 1
It is only necessary to change 1 and 12, and the deformed piston 2
Even if the outer shape of 2 or the sub piston 39 is set to be large, the size of the entire cylinder does not need to be basically changed. Therefore, it is not necessary to change the basic size of the cylinder head, and it is easy to assemble the conventional engine as it is. The variable cam mechanism currently mass-produced is a type that applies a rocker arm. Compared with this, the total height of the cylinder head is 15
It can be made compact about mm.

【００５２】（ト）バルブスプリング５１の反力を異形
ピストン２２の押圧面２８で受けて高速用カム３５を低
速用カム３２に対しロックしているので、高速用カム３
５のカムノーズ部３７とこの押圧面２８との間にある押
付けピン４３及びリターンスプリング４４及びサブピス
トン３９の精度が高くなくてもそれらのがたつきを吸収
でき、組付時部品選別の必要がなくなること、低い制御
油圧により切り換え作動できるので、特別なオイルポン
プを設置する必要がないこと、シャフト本体１６内で異
形ピストン２２やサブピストン３９の外形を大きくでき
るので、それらのピストン２２，３９の作動力を大きく
するための特殊な加工が不要になること、吸気側及び排
気側の気筒ユニット１５を気筒数に応じて連結するだけ
で良いため、構造が簡単であること、前述したように従
来のエンジンにそのまま簡単に組付けることができるの
で、改造費用が安くなること、前述したようにシリンダ
ヘッドの基本的サイズの変更が不要となるので、エンジ
ンサイズを拡大する必要がなく軽量化できること、など
の理由により低コスト化を図ることができる。(G) Since the high speed cam 35 is locked to the low speed cam 32 by receiving the reaction force of the valve spring 51 by the pressing surface 28 of the deformed piston 22, the high speed cam 3 is locked.
Even if the pressing pin 43, the return spring 44, and the sub-piston 39 between the cam nose portion 37 and the pressing surface 28 of FIG. No need to install a special oil pump because it can be switched over with a low control oil pressure, and the outer shapes of the deformed piston 22 and the sub-piston 39 in the shaft body 16 can be enlarged, so that the pistons 22 and 39 can be No special processing is required to increase the operating force, and since the intake side and exhaust side cylinder units 15 only need to be connected according to the number of cylinders, the structure is simple. Since it can be easily mounted on the engine of the cylinder as it is, the modification cost will be low. Since changes's is not necessary, can be lighter without the need to enlarge the engine size, it is possible to reduce the cost reasons such as.

【００５３】本実施例では以上のような種々の利点を有
するが、特に、低速用カム３２の作動状態では下記のよ
うな優れた効果を奏する。即ち、図８に示すように、低
速用カム３２のカムノーズ部３４がバルブリフタ４９に
接触し始めるリフト開始時には、高速用カム３５のカム
ノーズ部３７が低速用カム３２のカムノーズ部３４より
も小さい速度で回転して回転角度θだけ遅れ、それらの
間に位相ずれを生じさせる。そして、リフト中には、高
速用カム３５のカムノーズ部３７が低速用カム３２のカ
ムノーズ部３４よりも大きな速度で回転して前記回転角
度θだけ進め、両カムノーズ部３４，３７を互いに合致
させて両カム３２，３５を同期させる。さらに、図９に
示すリフト時には、シャフト本体１６の回転中心から高
速用カム３５のカムノーズ部３７までの半径が同じく低
速用カム３２のカムノーズ部３４までの半径よりも等し
いか又は小さくなる。従って、高速用カム３５のカムノ
ーズ部３７がバルブリフタ４９の動きに影響を与えず、
低速用カム３２の作動状態でバルブタイミングが正確に
なる。このように高速用カム３５のカムノーズ部３７の
影響が少ないと、高速用カム３５の作動状態で、そのカ
ムノーズ部３７を低速用カム３２のカムノーズ部３４か
ら大きく突出させて吸排気弁５，７のリフトを大きくす
ることもできる。The present embodiment has various advantages as described above, but particularly in the operating state of the low speed cam 32, the following excellent effects are exhibited. That is, as shown in FIG. 8, when the cam nose portion 34 of the low speed cam 32 starts to come into contact with the valve lifter 49, the cam nose portion 37 of the high speed cam 35 is moved at a speed smaller than that of the low speed cam 32. It rotates and delays by the rotation angle θ, causing a phase shift between them. Then, during the lift, the cam nose portion 37 of the high speed cam 35 rotates at a speed higher than that of the cam nose portion 34 of the low speed cam 32 and advances by the rotation angle θ, so that both cam nose portions 34, 37 are aligned with each other. Both cams 32 and 35 are synchronized. Further, during the lift shown in FIG. 9, the radius from the rotation center of the shaft body 16 to the cam nose portion 37 of the high speed cam 35 is equal to or smaller than the radius to the cam nose portion 34 of the low speed cam 32. Therefore, the cam nose portion 37 of the high speed cam 35 does not affect the movement of the valve lifter 49,
The valve timing becomes accurate in the operating state of the low speed cam 32. When the influence of the cam nose portion 37 of the high speed cam 35 is small as described above, the cam nose portion 37 is largely projected from the cam nose portion 34 of the low speed cam 32 in the operating state of the high speed cam 35 so that the intake / exhaust valves 5, 7 are provided. You can also increase the lift.

【００５４】[0054]

【発明の効果】本発明にかる内燃機関の動弁装置によれ
ば、低速用カムの作動状態で、そのカムノーズ部による
弁リフト開始時に高速用カムのカムノーズ部が低速用カ
ムのカムノーズ部よりも遅れて回転するため、その位相
ずれだけ高速用カムのカムノーズ部の突出を許容し、カ
ムシャフトの回転中心から高速用カムのカムノーズ部ま
での半径が同じく低速用カムのカムノーズ部までの半径
よりも例え大きくなっていたとしても、バルブタイミン
グが高速用カムのカムノーズ部に影響されず正確にな
り、しかも高速用カムの作動状態で弁リフトを大きくす
ることができる。According to the valve operating system for an internal combustion engine of the present invention, the cam nose portion of the high speed cam is more than the cam nose portion of the low speed cam when the valve lift is started by the cam nose portion when the low speed cam is operating. Since it rotates with a delay, the cam nose portion of the high speed cam is allowed to protrude by the phase shift, and the radius from the center of rotation of the cam shaft to the cam nose portion of the high speed cam is the same as the radius to the cam nose portion of the low speed cam. Even if it becomes large, the valve timing becomes accurate without being affected by the cam nose portion of the high speed cam, and the valve lift can be increased in the operating state of the high speed cam.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本実施例にかかる内燃機関の動弁装置を示す概
略正面図である。FIG. 1 is a schematic front view showing a valve operating system for an internal combustion engine according to a present embodiment.

【図２】この動弁装置において吸気側及び排気側カムシ
ャフトの一部となる気筒ユニットを示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cylinder unit that is a part of an intake side and an exhaust side camshaft in this valve train.

【図３】図２のＸ−Ｘ線拡大部分断面図である。3 is an enlarged partial sectional view taken along line XX of FIG.

【図４】図２に示す気筒ユニットの一部品である異形ピ
ストンを示す斜視図である。4 is a perspective view showing a deformed piston which is one component of the cylinder unit shown in FIG.

【図５】図２に示す気筒ユニットを気筒数だけ組付けた
吸気側及び排気側カムシャフトにおいてその一部である
気筒ユニットの低速用カム作動状態を示す部分断面図で
ある。5 is a partial cross-sectional view showing a low-speed cam operating state of a cylinder unit, which is a part of the intake side and exhaust side camshafts in which the cylinder units shown in FIG. 2 are assembled by the number of cylinders.

【図６】吸気側及び排気側の高低速切換カム機構におい
て低速用カム及び高速用カムのカムノーズ部が上向きに
なっている状態を示す図５のＹ−Ｙ線部分断面図であ
る。6 is a partial cross-sectional view taken along line YY of FIG. 5, showing a state in which the cam nose portions of the low speed cam and the high speed cam are directed upward in the intake side and exhaust side high / low speed switching cam mechanisms.

【図７】図６の状態からカムが約９０度回転した状態を
示す部分断面図である。FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing a state in which the cam has rotated about 90 degrees from the state shown in FIG.

【図８】図７の状態からカムが約４５度回転して低速用
カムのカムノーズ部に対し高速用カムのカムノーズ部が
位相ずれした弁リフト開始状態を示す部分断面図であ
る。8 is a partial cross-sectional view showing a valve lift starting state in which the cam rotates about 45 degrees from the state of FIG. 7 and the cam nose portion of the high speed cam is out of phase with the cam nose portion of the low speed cam.

【図９】図８の状態からカムがさらに回転して低速用カ
ムのカムノーズ部に対し高速用カムのカムノーズ部が合
致した弁リフト状態を示す部分断面図である。9 is a partial cross-sectional view showing a valve lift state in which the cam further rotates from the state of FIG. 8 and the cam nose portion of the high speed cam matches the cam nose portion of the low speed cam.

【図１０】図９の状態からさらにカムが回転した図６の
直前状態を示す部分断面図である。10 is a partial cross-sectional view showing a state immediately before FIG. 6 in which the cam has further rotated from the state of FIG. 9.

【図１１】図５に示す低速用カム作動状態から高速用カ
ム作動状態に切り換わった気筒ユニットの部分断面図で
ある。FIG. 11 is a partial cross-sectional view of the cylinder unit in which the low speed cam operating state shown in FIG. 5 is switched to the high speed cam operating state.

【図１２】カムノーズ部が上向きの状態にある図１１の
Ｚ−Ｚ線部分断面図である。12 is a partial cross-sectional view taken along line ZZ of FIG. 11 with the cam nose portion facing upward.

【図１３】図１２の状態からカムが回転した弁リフト状
態を示す部分断面図である。13 is a partial cross-sectional view showing a valve lift state in which the cam has rotated from the state of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

５ 吸気弁、７ 排気弁、１０ 動弁装置、１１ 吸気
側カムシャフト、１２排気側カムシャフト、１３ 吸気
側高低速切換カム機構、１４ 排気側高低速切換カム機
構、１５ 吸気側又は排気側の気筒ユニット、１６ シ
ャフト本体、２０ メインシリンダ、２２ 異形ピスト
ン、２３ ピストン本体、２７ 凹部、２８ 押圧面、
３１ リターンスプリング、３２ 低速用カム、３３
ベース円部、３４ カムノーズ部、３５ 高速用カム、
３６ ベース円部、３７ カムノーズ部、３８ サブシ
リンダ、３９ サブピストン、４１ ローラ、４３ 押
付けピン、４４ リターンスプリング、４５ 押付けピ
ン、４６ リターンスプリング、４９ バルブリフタ、
５１ バルブスプリング。5 intake valve, 7 exhaust valve, 10 valve operating device, 11 intake side camshaft, 12 exhaust side camshaft, 13 intake side high / low speed switching cam mechanism, 14 exhaust side high / low speed switching cam mechanism, 15 intake side or exhaust side Cylinder unit, 16 shaft body, 20 main cylinder, 22 deformed piston, 23 piston body, 27 recessed portion, 28 pressing surface,
31 Return Spring, 32 Low Speed Cam, 33
Base circle part, 34 cam nose part, 35 high speed cam,
36 base circle part, 37 cam nose part, 38 sub cylinder, 39 sub piston, 41 roller, 43 pressing pin, 44 return spring, 45 pressing pin, 46 return spring, 49 valve lifter,
51 Valve spring.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 クランクシャフトと同期して回転するカ
ムシャフト上に低速用カムと高速用カムとを並設すると
ともに、この高速用カムのカムノーズ部をカムシャフト
の回転中心に直交する半径方向へ低速用カムのカムノー
ズ部に対し移動可能に設け、運転状態に応じてこの高速
用カムのカムノーズ部を移動させる手段を設けてこの高
速用カム移動手段によりカムシャフトの回転中心に対す
る高速用カムのカムノーズ部の位置を変更した低速用カ
ム作動状態と高速用カム作動状態とに切換え可能にし、 これらのカムの回転運動を内燃機関の吸気弁又は排気弁
の開閉運動として伝達する連動機構を設けた内燃機関の
動弁装置において、 低速用カム作動状態で、前記弁のリフト開始時には高速
用カムのカムノーズ部を低速用カムのカムノーズ部に対
し所定角度遅らすように回転させて両カムノーズ部間に
位相ずれを生じさせる手段を備え、前記弁のリフト中に
は高速用カムのカムノーズ部を低速用カムのカムノーズ
部に対し前記所定角度進めるように回転させて両カムノ
ーズ部を同期させる手段を備え、前記弁のリフト時には
カムシャフトの回転中心から高速用カムのカムノーズ部
までの半径を同じく低速用カムのカムノーズ部までの半
径と比較して等しくするか又は小さくする手段を備えた
ことを特徴とする内燃機関の動弁装置における高低速切
換機構。1. A low-speed cam and a high-speed cam are arranged side by side on a camshaft which rotates in synchronization with a crankshaft, and a cam nose portion of the high-speed cam is arranged in a radial direction orthogonal to a rotation center of the camshaft. The cam nose of the high speed cam is provided so as to be movable with respect to the cam nose of the low speed cam, and means for moving the cam nose of the high speed cam according to the operating state is provided. The internal combustion engine is provided with an interlocking mechanism that enables switching between the low-speed cam operating state and the high-speed cam operating state in which the positions of the parts are changed and that transmits the rotational movement of these cams as the opening / closing movement of the intake valve or the exhaust valve of the internal combustion engine. In the engine valve operating system, when the low speed cam is in operation, the cam nose part of the high speed cam becomes the cam nose part of the low speed cam when the valve lift is started. The cam nose portion of the high speed cam is advanced by the predetermined angle with respect to the cam nose portion of the low speed cam while the valve is being lifted. When the valve is lifted, the radius from the center of rotation of the camshaft to the cam nose of the high speed cam is equal to the radius of the cam nose of the low speed cam. A high / low speed switching mechanism in a valve operating system for an internal combustion engine, characterized in that it is provided with a means for increasing or decreasing.