WO2018147337A1 - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents

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WO2018147337A1
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美博 ▲高▼田
大 片岡
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本田技研工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a variable valve gear that switches the operating characteristics of a valve in an internal combustion engine.
  • a cam carrier with a plurality of cam lobes with different cam profiles that determine valve operating characteristics on its outer peripheral surface is fitted to the camshaft so that relative rotation is prohibited and slidable in the axial direction, and this cam carrier moves in the axial direction.
  • a variable valve apparatus that changes the valve operating characteristics by causing different cam lobes to act on the valve (see, for example, Patent Document 1).
  • a shift lead groove that is a spiral groove is formed in a cam carrier (cam) that is slidably fitted to a camshaft.
  • the switching pin operation pin
  • the cam carrier rotates while being guided in the axial direction and moved in the axial direction to switch the cam that operates on the internal combustion engine valve (gas exchange valve).
  • the switching pin operates as a hydraulic piston.
  • the tip of the switching pin groove enters and engages with a shift lead groove that protrudes and rotates by hydraulic pressure, and the cam carrier rotates by engaging the switching pin with the rotating shift lead groove. While shifting in the axial direction.
  • the switching pin engaged with the shift lead groove slides the cam carrier in the axial direction by slidingly contacting a curved wall surface of one of the groove side walls on both sides of the shift lead groove. Therefore, when the switching pin enters the shift lead groove formed on the outer peripheral surface of the cam carrier that rotates at high speed, it comes into contact with the curved wall surface of one groove side wall of the shift lead groove obliquely.
  • the switching pin If the switching pin abuts against the shift groove side wall surface of the shift lead groove after the switching pin has sufficiently entered the shift lead groove, the switching pin receives the shift groove side wall surface at a sufficiently long portion on the tip side.
  • the sliding contact area is large, the load applied to the switching pin is small, and the cam carrier can be smoothly shifted by being easily engaged with the shift lead groove.
  • the switching pin when the switching pin comes into contact with the shift groove side wall surface of the shift lead groove at an early point when the switching pin starts to enter the shift lead groove, the switching pin receives the shift groove side wall surface only at a short portion of the tip. There is a case where an excessive load is concentrated on the tip of the switching pin, the load applied to the switching pin is large, and the behavior of the switching pin is undesirable for a smooth shift of the cam carrier that sometimes repels the switching pin. May happen.
  • the present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to smoothly apply the cam carrier with a small mechanical load applied to the switching pin regardless of the timing at which the switching pin enters the shift lead groove of the cam carrier. This is to provide a variable valve operating device for an internal combustion engine that can shift the engine.
  • a variable valve gear includes: A camshaft rotatably supported on a cylinder head of an internal combustion engine, and a cylindrical member that is fitted to the outer periphery of the camshaft so as to be prohibited from relative rotation and movable in the axial direction.
  • a plurality of different cam lobes are formed adjacent to each other in the axial direction, and a lead groove cylindrical portion in which a shift lead groove formed in a channel shape is formed by a groove bottom surface and groove side wall surfaces on both sides of the groove bottom surface is integrated.
  • a cam carrier provided therein, a switching pin that advances and retreats to and from the shift lead groove, and the switching pin is urged by a spring to engage with the shift lead groove to rotate the cam carrier.
  • a variable valve operating system comprising a cam switching mechanism that shifts by being guided in the axial direction while switching a cam lobe that operates on a valve of an internal combustion engine, On the groove side wall surface of the lead groove cylindrical portion that is slidably pressed against the switching pin of the shift lead groove, the shift end is completed from the shift start inflection site where the cam carrier starts shifting.
  • a shift groove side wall surface to the inflection part is formed, a shift intermediate part is set at a predetermined part between the shift start inflection part and the shift end inflection part on the shift groove side wall surface, A shift groove sidewall portion having a wall surface of the shift groove sidewall between the shift start inflection portion and the shift end inflection portion in the circumferential direction is formed in the lead groove cylindrical portion, and the shift groove sidewall portion
  • the shift start inflection part extends to the shift start inflection part in the axial direction from the axial position of the shift start inflection part and in the circumferential direction from the circumferential position of the shift intermediate part.
  • a specific shift groove sidewall portion is formed in a region where the shift shift sidewall portion is gradually deepened in the circumferential direction from the circumferential position of the shift intermediate portion toward the groove bottom surface.
  • An inclined outer peripheral surface is formed.
  • the switch pin is The tip of the switching pin is positioned along the surface perpendicular to the axial direction of the axial position of the shift start inflection site in the rotating shift groove side wall portion, and the tip of the switching pin is not in contact with the shift groove side wall surface.
  • the switching pin retreats against the spring and smoothly goes back up the inclined outer peripheral surface, gets over the outer peripheral surface of the shift groove side wall, and enters the shift lead groove again.
  • the shift start inflection portion reaches the switching pin, and the cam carrier is smoothly shifted as described above.
  • this variable valve operating apparatus can always reduce the burden applied to the switching pin and smoothly shift the cam carrier regardless of the timing when the switching pin enters the shift lead groove of the cam carrier. It is possible to smoothly change the valve operating characteristics by applying different cam lobes to the valve.
  • the lead groove cylindrical portion of the cam carrier has a steady lead groove that makes a round in the circumferential direction at a fixed position in the axial direction adjacent to the shift lead groove in the axial direction.
  • the stationary lead groove can be joined at the shift end inflection portion.
  • each of the two shift lead grooves with different shift directions has a steady lead groove.
  • the common steady lead groove can be provided between the two shift lead grooves, and the axial width of the lead groove cylindrical portion is suppressed to prevent the cam carrier from becoming large. be able to.
  • the shift intermediate portion may be located at an axial position away from the shift start inflection portion in the axial direction by a half or more of the lead groove width of the shift lead groove.
  • the shift intermediate portion is at an axial position that is more than half of the lead groove width of the shift lead groove in the axial direction from the shift start inflection portion, a substantially right triangle shape of the side wall portion of the specific shift groove is formed.
  • the axial width of the inclined outer peripheral surface is gradually increased to about half or more of the lead groove width to reduce the possibility of the switching pin entering the inclined outer peripheral surface stepping off the inclined outer peripheral surface.
  • the load applied to the switching pin can be reduced by avoiding as much as possible the load from being concentrated on the peripheral edge of the switching pin due to the switching pin stepping off the inclined outer peripheral surface.
  • the depth of the inclined outer peripheral surface from the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the lead groove at the shift start inflection site may be at least half of the depth of the lead groove.
  • the depth of the shift start inflection portion on the inclined outer peripheral surface from the outer peripheral surface of the lead groove cylindrical portion is more than half of the lead groove depth, the inclination of the inclined outer peripheral surface of the specific shift groove side wall portion The angle can be easily set large. Therefore, when the shift start inflection part of the shift groove side wall surface of the rotating shift lead groove reaches the switching pin, the shift groove side wall surface comes into contact with the tip of the switching pin.
  • the sliding contact area of the switching pin with the shift groove sidewall surface Faz increases rapidly. The burden on the switching pin can be reduced.
  • the shift groove side wall surface is slidably contactable with the switching pin within a rotation angle of the cam carrier in which a common base circle of the plurality of cam lobes having different cam profiles acts on the valve.
  • Side wall surfaces may be formed in the lead groove cylindrical portion.
  • the shift groove side wall surface is formed so as to be slidable to the switching pin within the rotation angle of the cam carrier in which the common base circle of the plurality of cam lobes having different cam profiles acts on the valve.
  • the cam carrier can be shifted without hindrance.
  • the present invention is the shift groove side wall portion having the shift groove side wall surface for shifting the cam carrier by the switching pin in the lead groove cylindrical portion, and the shift groove side wall surface side in the axial direction from the axial position of the shift inflection site.
  • the specific shift groove side wall portion on the shift groove side wall surface side in the circumferential direction from the circumferential position of the shift intermediate part between the shift start inflection part and the shift end inflection part on the shift groove side wall surface is the periphery of the shift intermediate part.
  • An inclined outer peripheral surface is formed that gradually becomes deeper toward the bottom of the lead groove from the direction position toward the lead groove bottom, and reaches the shift start inflection site, regardless of the timing when the switching pin enters the shift lead groove of the cam carrier.
  • the load applied to the switching pin can always be reduced and the cam carrier can be shifted smoothly, and the valve operating characteristics can be changed smoothly by applying different cam lobes to the valve. Rukoto can.
  • FIG. 1 is a right side view of an internal combustion engine provided with a variable valve gear according to a first embodiment of the present invention. It is the left view which removed the partial cover of the internal combustion engine.
  • FIG. 3 is a left side view in which a part of the internal combustion engine is omitted and a cross section is taken at a part of a valve. It is the top view which removed the cylinder head cover and looked at the cylinder head from the upper part. Furthermore, it is the top view which removed the camshaft holder and looked at the cylinder head from the upper direction. Furthermore, the camshaft is removed together with the cam carrier, and the cylinder head is viewed from above.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII in FIG. 4.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 2. It is a perspective view which shows only the main elements of an intake side cam switching mechanism and an exhaust side cam switching mechanism. It is a perspective view of a switching pin. It is a disassembled perspective view of an intake side switching drive shaft and a first switching pin. It is the perspective view which assembled
  • An internal combustion engine E provided with a variable valve operating apparatus 40 (see FIG. 3) according to the present embodiment is a water-cooled single-cylinder four-stroke internal combustion engine and includes a valve-operating mechanism having a 4-valve type DOHC structure.
  • the directions of front, rear, left and right are based on a normal standard in which the straight direction of the motorcycle is the front, and in the drawings, FR is the front, RR is the rear, LH is the left, RH indicates the right side.
  • an internal combustion engine E is coupled on a crank chamber 1c of a crankcase 1 with a cylinder block 2 having one cylinder 2a, and an upper portion of the cylinder block 2 via a gasket.
  • An engine main body including a cylinder head 3 and a cylinder head cover 4 that covers the cylinder head 3.
  • the cylinder axis Lc which is the central axis of the cylinder 2 a of the cylinder block 2, is slightly inclined rearward, and the cylinder block 2, the cylinder head 3, and the cylinder head cover 4 stacked on the crankcase 1 are slightly rearward from the crankcase 1. It extends upward in a tilted posture.
  • An oil pan 5 that forms an oil pan chamber 1 o extends below the crankcase 1.
  • the main shaft 11 and the countershaft 12 of the transmission M are arranged in parallel to the crankshaft 10 and oriented in the horizontal direction (see FIG. 3).
  • 12 is an output shaft that penetrates the crankcase 1 to the left and protrudes to the outside.
  • the transmission M disposed in the transmission chamber 1m behind the crank chamber 1c is operated by the main shaft 11 and the counter shaft 12 provided with the main gear group 11g and the counter gear group 12g, respectively, and a transmission operation mechanism.
  • a shift change mechanism 15 having a shift drum 16 and shift forks 17a and 17b is provided (see FIG. 3).
  • the piston 20 and the crankshaft 10 reciprocating in the cylinder 2a of the cylinder block 2 are connected to the piston pin 20p and the crankpin 10p by connecting rods 21 supported at both ends so that the crank mechanism is connected. It is composed.
  • the internal combustion engine E includes a variable valve device 40 having a DOHC structure in a four-valve system.
  • the cylinder head 3 has a combustion chamber 30 corresponding to the cylinder 2a and facing the top surface of the piston 20 in the cylinder axial direction.
  • the port 31i is curved forward and extends obliquely upward, and the two exhaust ports 31e are curved and extended backward.
  • the two intake ports 31i, 31i merge on the upstream side, a throttle body 22 is interposed in an intake passage which is an extension thereof, and the upstream side of the intake passage of the throttle body 22 is opened.
  • a spark plug 23 is attached to the center of the ceiling wall of the combustion chamber 30 with its tip facing the combustion chamber 30.
  • An intake valve 41 and an exhaust valve 51 that are slidably supported by valve guides 32i and 32e that are integrally fitted to the cylinder head 3 are driven by a variable valve device 40 provided in the internal combustion engine E, thereby The intake opening of the port 31i and the exhaust opening of the exhaust port 31e are opened and closed in synchronization with the rotation of the crankshaft 10.
  • the variable valve operating device 40 is provided in a valve operating chamber 3 c formed by the cylinder head 3 and the cylinder head cover 4.
  • the cylinder head 3 includes a front side wall 3Fr, a rear side wall 3Rr, and left and right left side walls 3L, A rectangular shape is formed by the right side wall 3R, and the valve chamber 3c is partitioned by a bearing wall 3U formed parallel to the left side wall 3L, and a gear chamber 3g is formed on the left side of the bearing wall 3U.
  • the valve operating chamber 3c is located above the combustion chamber 30, and is partitioned into left and right chambers by bearing walls 3V.
  • the bearing wall 3U that partitions the gear chamber 3g is formed with bearing concave surfaces 3Ui and 3Ue that form a semicircular arc surface in the front and rear, and the upper end surface of the bearing wall 3V that partitions the valve chamber 3c is a semicircular arc in the front and rear.
  • the bearing concave surfaces 3Vi and 3Ve which form a surface are formed, and a plug fitting cylindrical portion 3Vp into which the spark plug 23 is fitted is formed at the center.
  • An intake-side camshaft 42 (FIG. 7) and a pair of left and right exhaust valves 51, 51 are directed in the left-right direction and arranged on the left-right pair of intake valves 41, 41 in the left-right direction.
  • the disposed exhaust camshaft 52 (FIG. 7) is sandwiched between bearing walls 3U, 3V perpendicular to the axial direction (left-right direction) of the cylinder head 3 and camshaft holders 33, 34 (FIGS. 4, 10). Thus, it is supported rotatably.
  • intake-side camshaft 42 has a journal portion 42 ⁇ / b> B having an enlarged diameter at the left end portion, and flange portions 42 ⁇ / b> A and 42 ⁇ / b> C are formed on the left and right sides of journal portion 42 ⁇ / b> B.
  • a spline shaft portion 42D having spline external teeth formed on the outer peripheral surface extends to the right side of the right flange portion 42C.
  • the intake-side camshaft 42 has a hole 42h extending along the central axis from the right end surface to the inside of the journal portion 42B through the inside of the spline shaft portion 42D, and in the radial direction from the left end portion of the oil supply passage 42h.
  • an oil supply communication hole 42ha is formed up to the outer peripheral surface of the journal part 42B, and in the spline shaft part 42D, the cam communication oil hole 42hb, the bearing communication oil hole 42hc, The communication oil hole 42hb is drilled.
  • the left cam communication oil hole 42hb, the central bearing communication oil hole 42hc, and the right cam communication oil hole 42hb are formed by three cam outer peripheral grooves 42bv formed around the outer peripheral surface of the spline shaft portion 42D, and the outer periphery of the bearing.
  • the groove 42cv and the cam outer peripheral groove 42bv are opened (see FIG. 10).
  • a plug member 45 is press-fitted at the right end of the oil supply passage 42h and closed.
  • inner circumferential oil grooves 3Uiv and 3Uev are formed in bearing concave surfaces 3Ui and 3Ue for bearing the intake side camshaft 42 and the exhaust side camshaft 52 in the bearing portion 3UA of the cylinder head 3, respectively.
  • the camshaft holder 33 has a common oil passage 33s formed by drilling in the front-rear direction along the upper surface of the holder, and the common oil passage 33s is connected to the intake camshaft 42 and the exhaust. It passes in common above the bearing concave surfaces 33i and 33e for bearing the side camshaft 52.
  • the common oil passage 33s passes through a bolt hole of a fastening bolt 38d described later.
  • Branch oil passages 33it and 33et branched from the common oil passage 33s are bored toward the mating surface with the bearing portion 3UA of the cylinder head 3 (see FIG. 7).
  • the branch oil passage 33it communicates with an inner peripheral oil groove 3Uiv opened on the rear side of the bearing concave surface 3Ui on the cylinder head 3, and the branch oil passage 33et is a bearing concave surface on the cylinder head 3 side. It communicates with the inner peripheral oil groove 3Uev opened on the front side of 3Ue.
  • the common oil passage 33s communicates with the vertical oil passage 33r at the rear end, and the vertical oil passage 33r communicates with the vertical oil passage 3Ur on the bearing wall 3U side of the cylinder head 3.
  • the oil passing through the vertical oil passage 3Ur of the cylinder head 3 flows into the common oil passage 33s via the vertical oil passage 33r on the camshaft holder 33 side, and is distributed from the common oil passage 33s to the branch oil passages 33it and 33et. Then, the oil is supplied to the front and rear inner peripheral oil grooves 3Uiv and 3Uev to lubricate the bearings of the intake side camshaft 42 and the exhaust side camshaft 52.
  • an oil supply communication hole 42ha is provided in the journal portion 42B of the intake side camshaft 42, and the oil supply communication hole 42ha is opened in the inner peripheral oil groove 3Uiv.
  • the oil is supplied from the groove 3Uiv to the oil supply passage 42h of the intake camshaft 42 through the oil supply communication hole 42ha.
  • an oil supply communication hole 52ha is provided in the journal portion 52B of the exhaust camshaft 52, the oil supply communication hole 52ha opens into the inner peripheral oil groove 3Uev, and the oil passes through the oil supply communication hole 52ha from the inner peripheral oil groove 3Uev. Then, the oil is supplied to the oil supply passage 52h of the exhaust camshaft 52.
  • the oil supplied to the oil supply passage 42h from the oil supply communication hole 42ha of the journal portion 42B of the intake side camshaft 42 includes a cam communication oil hole 42hb, a bearing communication oil hole 42hc, and a cam communication oil hole. 42hb is discharged to the outer peripheral surface of the spline shaft portion 42D. Oil supplied to the oil supply passage 52h from the oil supply communication hole 52ha of the journal portion 52B of the exhaust camshaft 52 is discharged to the outer peripheral surface of the spline shaft portion 52D from a similar communication oil hole (not shown).
  • the intake side cam carrier 43 which is a cylindrical member, is spline-fitted to the spline shaft portion 42D of the intake side camshaft 42. Accordingly, the intake side cam carrier 43 is prohibited from relative rotation with respect to the intake side camshaft 42 and is fitted so as to be slidable in the axial direction. Oil discharged from the cam communication oil hole 42hb, the bearing communication oil hole 42hc, and the cam communication oil hole 42hb is supplied to the spline fitting portion (see FIG. 10).
  • the intake-side cam carrier 43 has a low-speed cam lobe 43A with a small cam crest and a small valve lift on the outer peripheral surface and a high-speed cam lob 43B with a high cam crest and a large valve lift on the left and right in the axial direction.
  • a pair of journal cylindrical portions 43C having a predetermined width are formed on the left and right sides, respectively.
  • the adjacent low speed side cam lobe 43A and high speed side cam lobe 43B have the same outer diameter of the basic circle of the cam profile and are at the same circumferential position.
  • lead groove 44 circulates on the left side of left side low speed cam lobe 43A in the left side low speed side cam lobe 43A and high speed side cam lobe 43B. It has a formed lead groove cylindrical portion 43D, and has a right end cylindrical portion 43E on the right side of the right side high speed cam lobe 43B in the set of the right side low speed side cam lobe 43A and the high speed side cam lobe 43B.
  • the outer diameter of the lead groove cylindrical portion 43D is smaller than the outer diameter of the base circle of the same diameter of the low speed side cam lobe 43A and the high speed side cam lobe 43B (see FIG. 10).
  • the lead groove 44 of the lead groove cylindrical portion 43D is formed with an annular steady lead groove 44c that circulates in the circumferential direction in an annular shape at a fixed position in the axial direction, and branches left and right from the steady lead groove 44c to the left and right in the axial direction.
  • a left shift lead groove 44l and a right shift lead groove 44r are spirally formed to a position separated by a predetermined distance (see FIGS. 4 and 10).
  • journal oil supply holes 43 ⁇ / b> Ca and 43 ⁇ / b> Cb are formed in the journal cylindrical portion 43 ⁇ / b> C of the intake cam carrier 43 in two axial directions to communicate the inside and the outside of the cylinder.
  • Cam oil supply holes 43Ah and 43Bh communicating from the inside to the outside of the cam surface of the basic circle are also formed in the low speed side cam lobe 43A and the high speed side cam lobe 43B, respectively (see FIGS. 9 and 10).
  • the intake side cam carrier 43 and the exhaust side cam carrier 53 rotate clockwise in a side view shown in FIG. 9, and the cam surface of the high speed side cam lobe 43B shown in FIG. 9 of the rotating intake side cam carrier 43 will be described later.
  • the intake rocker arm 72 is slid in contact with the intake rocker arm 72 and the intake valve 41 is operated.
  • the cam surface of the cam crest of the high speed side cam lobe 43B has a side where the cam surface pressure is increased by first sliding contact with the intake rocker arm 72 and a side where the cam surface pressure is decreased after sliding contact with the intake rocker arm 72.
  • the cam oil supply hole 43Bh of the high speed side cam lobe 43B opens to a position closer to the cam surface pressure increasing side than the cam surface pressure decreasing side of the cam crest of the basic circle cam surface of the high speed side cam lobe 43B. It has been drilled.
  • the cam oil supply hole 43Ah of the low speed side cam lobe 43A is also drilled so as to open at a position close to the side where the cam surface pressure increases on the cam surface of the basic circle of the low speed side cam lobe 43A.
  • the cam oil supply holes in the low speed side cam lobe 53A and the high speed side cam lobe 53B of the exhaust side cam carrier 53 are also drilled so as to open at a position close to the side where the cam surface pressure increases on the cam surface of the basic circle of the low speed side cam lobe 43A.
  • a cap member 46 having a bottomed cylindrical shape is fitted and covered on the right end cylindrical portion 43E of the intake side cam carrier 43.
  • An intake side driven gear 47 is coaxially fitted to the left side flange portion 42A of the intake side camshaft 42 from the left side and is fastened together by two screws 48,48.
  • the intake side cam carrier 43 is spline-fitted to the spline shaft portion 42 ⁇ / b> D of the intake side camshaft 42, and the right end cylindrical portion 43 ⁇ / b> E of the intake side cam carrier 43 is covered with the cap member 46.
  • the journal portion 42B of the intake side camshaft 42 is supported between the bearing concave surface 3Ui formed on the bearing wall 3U of the cylinder head 3 and the bearing concave surface 33i of the semicircular arc surface of the camshaft holder 33 so as to be rotatably supported.
  • the journal cylindrical portion 43C of the intake side cam carrier 43 is sandwiched between a bearing concave surface 3Vi formed on the bearing wall 3V of the cylinder head 3 and a bearing concave surface 34i of the semicircular arc surface of the camshaft holder 34, and is rotatably supported.
  • the intake camshaft 42 is axially positioned such that the left and right flange portions 42A and 42C of the journal portion 42B sandwich the bearing wall 3U of the cylinder head 3 and the camshaft holder 33, and is attached to the left flange portion 42A.
  • the intake-side driven gear 47 is located in the gear chamber 3g.
  • the intake-side cam carrier 43 that is spline-fitted to the spline shaft portion 42D of the intake-side camshaft 42 that is axially positioned and rotated in this manner can move in the axial direction while rotating together with the intake-side camshaft 42. is there.
  • the intake side cam carrier 43 is opposed to the left side with the bearing wall 3V and the camshaft holder 34 sandwiched between the journal cylindrical portion 43C having a predetermined width in the axial direction and the bearing wall 3V of the cylinder head 3 and the camshaft holder 34.
  • the high speed side cam lobe 43B and the low speed side cam lobe 43A facing the right side abut against the bearing wall 3V and the camshaft holder 34, thereby restricting the movement of the intake side cam carrier 43 in the axial direction (see FIG. 10).
  • the oil in the oil supply passage 42h of the intake side camshaft 42 flows from the cam communication oil hole 42hb, the bearing communication oil hole 42hc, the cam communication oil hole 42hb to the cam outer peripheral grooves 42bv, the bearing outer peripheral grooves 42cv, Each of the cam outer grooves 42bv is discharged to lubricate the spline fitting portion with the intake side cam carrier 43 on the outer periphery of the spline shaft portion 42D, and the bearing communication oil hole 42hc of the journal portion 42B of the intake side camshaft 42
  • There are two bearing oil supply holes 43Ca, 43C in the bearing-side cylindrical portion 43C of the intake side cam carrier 43 which is in the same axial position as the wall 3V and the camshaft holder 34 and moves in the axial direction corresponding to the bearing communication oil hole 42hc.
  • cam communication oil holes 42hb and 42hb on both sides of the bearing communication oil hole 42hc of the intake side camshaft 42 are in the same axial position as the intake valves 41 and 41 (and intake rocker arms 72 and 72 described later), respectively.
  • the intake side cam carrier 43 is shifted to the left, the high speed side cam lobes 43B and 43B are at the same axial position (see FIG. 5), and when the intake side cam carrier 43 is shifted to the right, the low speed side cam lobes 43A and 43A are at the same axial position.
  • the cam oil supply holes 43Ah, 43Ah of the low speed side cam lobes 43A, 43A are opposed to the cam communication oil holes 42hb, 42hb of the intake side camshaft 42, and the low speed side cam lobes 43A, 43A Oil is supplied to the cam surface to lubricate the sliding contact portions with the intake rocker arms 72 and 72. As described above, oil can be supplied to the sliding contact portion between the cam lobes 43A and 43B and the intake rocker arm 72 and lubricated at the time of either left or right shift.
  • the exhaust side camshaft 52 has the same shape as the intake side camshaft 42, and the left flange portion 52A, the journal portion 52B, the right flange portion 52C, and the spline shaft portion 52D It is formed in order.
  • the exhaust side cam carrier 53 that is spline-fitted to the spline shaft portion 52D of the exhaust side camshaft 52, like the intake side cam carrier 43, has a low cam crest on its outer peripheral surface and a low valve lift amount.
  • a pair of high-speed cam lobes 53B having a large cam crest and a large valve lift adjacent to the left and right in the axial direction are respectively formed on the left and right sides of a cylindrical portion 53C having a predetermined width in the axial direction. Yes.
  • the adjacent low speed side cam lobe 53A and high speed side cam lobe 53B have the same outer diameter of the basic circle of the cam profile.
  • the exhaust side cam carrier 53 differs from the intake side cam carrier 43 in that the lead groove is formed in two places, and the left side of the low-speed side cam lobe 53A of the left side group is placed on the left side. It has a lead groove cylindrical portion 53D formed so that the lead groove 54 circulates, and has a lead groove cylindrical portion 53E formed so that the right lead groove 55 circulates on the right side of the high-speed cam lobe 53B of the right set. A right end cylindrical portion 53F is provided on the right side of the lead groove cylindrical portion 53E.
  • the outer diameters of the lead groove cylindrical portions 53D and 53E are smaller than the outer diameters of the base circles of the same diameter of the low speed side cam lobe 53A and the high speed side cam lobe 53B.
  • an annular steady lead groove that makes one round in the circumferential direction at a fixed axial position close to the left end surface of the exhaust-side cam carrier 53.
  • 54c is formed, and a right shift lead groove 54r is spirally formed to a position branching to the right from the steady lead groove 54c and spaced a predetermined distance to the right in the axial direction.
  • the lead groove 55 of the right lead groove cylindrical portion 53E is formed with an annular steady lead groove 55c that makes a round in the circumferential direction at a fixed position in the axial direction, and branches to the left from the steady lead groove 55c to a predetermined distance to the left in the axial direction.
  • a left shift lead groove 55l is formed spirally to a distant position.
  • a cap member 56 having a bottomed cylindrical shape is fitted and covered on the right end cylindrical portion 53F (see FIG. 11) of the exhaust side cam carrier 53.
  • an exhaust side driven gear 57 is coaxially fitted from the left side to the left flange portion 52A of the exhaust side camshaft 52 and is integrally fastened by two screws 58, 58 (see FIGS. 4 and 5). .
  • the exhaust side cam carrier 53 is spline-fitted to the spline shaft portion 52D of the exhaust side camshaft 52 and the right end cylindrical portion 53F of the exhaust side cam carrier 53 is covered with the cap member 56.
  • the journal portion 52B of the exhaust camshaft 52 is sandwiched between the bearing concave surface 3Ue formed on the bearing wall 3U of the cylinder head 3 shown in FIG. 6 and the bearing concave surface of the semicircular arc surface of the camshaft holder 33 so as to be rotatably supported.
  • journal cylindrical portion 53C of the exhaust cam carrier 53 is sandwiched between the bearing concave surface 3Ve formed on the bearing wall 3V of the cylinder head 3 and the bearing concave surface of the semicircular arc surface of the camshaft holder 34 and is rotatably supported. (State of FIG. 4).
  • the exhaust camshaft 52 is axially positioned so that the left and right flange portions 52A, 52C of the journal portion 52B sandwich the bearing wall 3U of the cylinder head 3 and the camshaft holder 33, and is attached to the left flange portion 52A.
  • the exhaust-side driven gear 57 is located in the gear chamber 3g.
  • the exhaust-side cam carrier 53 that is spline-fitted to the spline shaft portion 52D of the exhaust-side camshaft 52 that is positioned and rotated in the axial direction in this way can move in the axial direction while rotating together with the exhaust-side camshaft 52. is there.
  • the exhaust-side cam carrier 53 is opposed to the left side with the bearing wall 3V and the camshaft holder 34 sandwiched between the journal cylindrical portion 53C having a predetermined width in the axial direction and the bearing wall 3V of the cylinder head 3 and the camshaft holder 34.
  • the high-speed cam lobe 53B and the low-speed cam lobe 53A facing to the right contact the bearing wall 3V and the camshaft holder 34, thereby restricting the movement of the exhaust-side cam carrier 53 in the axial direction.
  • oil supply path for lubricating the spline fitting portion of the exhaust side camshaft 52 and the exhaust side cam carrier 53 and other bearings is substantially the same as the structure of the intake side camshaft 42 and the intake side cam carrier 43.
  • the intake side driven gear 47 attached to the left side flange portion 42A of the intake side camshaft 42 and the exhaust side driven gear 57 attached to the left side flange portion 52A of the exhaust side camshaft 52 are arranged side by side in the gear chamber 3g. It is installed.
  • an idle gear 61 that meshes with both the front and rear intake side driven gears 47 and the exhaust side driven gear 57 having the same diameter is provided below between the two.
  • the idle gear 61 has a larger diameter than the intake side driven gear 47 and the exhaust side driven gear 57, and as shown in FIG. 10, the gear chamber 3g is provided between the left side wall 3L of the cylinder head 3 and the bearing wall 3U. Is supported rotatably by a cylindrical support shaft 65 extending through the shaft through a bearing 63.
  • the cylindrical support shaft 65 passes through the left side wall 3L and is fixed to the bearing wall 3U by a bolt 64.
  • the cylindrical support shaft 65 is fixed by clamping the inner race of the bearing 63 between the bearing 63 and the bearing wall 3U via the collar member 65a and tightening it with a bolt 64.
  • the idle gear 61 has a cylindrical boss portion 61b that fits in the outer race of the bearing 63 protruding to the right side, and an idle chain sprocket 62 is fitted on the outer periphery of the cylindrical boss portion 61b. ing.
  • the idle chain sprocket 62 has a large outer diameter that is substantially the same diameter as the idle gear 61.
  • the idle chain sprocket 62 having a large diameter has a bearing at the upper end of the bearing wall 3U that supports the journal portion 42B of the intake camshaft 42 and the journal portion 52B of the exhaust camshaft 52. It is in the same axial direction (left-right direction) position as the bearing portion 3UA that forms the concave surfaces 3Ui and 3Ue, and is located below the bearing portion 3UA.
  • the camshaft holder 33 includes a bearing concave surface 3Ui, 3Ue of the bearing portion 3UA of the cylinder head 3 and a journal portion 42B of the intake side camshaft 42 and a journal portion 52B of the exhaust side camshaft 52.
  • the shaft is supported by 33i and 33e.
  • the camshaft holder 33 has fastening portions 33a and 33b having bolt holes on both the front and rear sides sandwiching the intake side camshaft 42 and fastened by fastening bolts 38a and 38b.
  • Fastening portions 33c and 33d having holes are fastened by fastening bolts 38c and 38d.
  • the bearing wall 3U of the cylinder head 3 and the camshaft holder 33 are axially inward (right side) between the intake side camshaft 42 and the exhaust side camshaft 52. As shown in FIG.
  • the bulging parts 3UB and 33B which bulge are formed, respectively.
  • the bulging portions 3UB and 33B bulge to a position where the lower idle chain sprocket 62 is avoided on the inner side (right side) in the axial direction.
  • the lead of the intake cam carrier 43 is bulged.
  • the groove cylindrical portion 43D is provided close to the front and rear in the same axial position as the groove cylindrical portion 43D.
  • the two inner fastening bolts 38b, 38c fasten fastening portions 33b, 33c provided in the bulging portion 33B see FIGS. 4 and 7).
  • the camshaft holder 34 supporting the journal cylindrical portion 43C of the intake side cam carrier 43 and the journal cylindrical portion 53C of the exhaust side cam carrier 53 between the bearing walls 3V supports the journal cylindrical portion 43C.
  • the front and rear sides are fastened by fastening bolts 39a and 39b, and the front and rear sides are fastened by fastening bolts 39c and 39d across the journal cylindrical portion 53C.
  • an ignition plug fitting insertion cylinder portion 34p connected to the ignition plug fitting insertion cylinder portion 3Vp of the bearing wall 3V is formed (see FIG. 4).
  • a cam chain 66 is wound around a large-diameter idle chain sprocket 62.
  • the cam chain 66 on the other hand, is attached to a small-diameter drive chain sprocket 67 fitted to the lower crankshaft 10. It is wrapped around.
  • the cam chain 66 wound around the idle chain sprocket 62 and the drive chain sprocket 67 is given a tension by a cam chain tensioner guide 68 and is guided by the cam chain guide 69 to rotate.
  • the rotation of the crankshaft 10 is transmitted to the idle chain sprocket 62 via the cam chain 66, the idle chain sprocket 62 rotates with the idle gear 61, and the rotation of the idle gear 61 meshes with the idle gear 61. Since the driven gear 47 and the exhaust side driven gear 57 are rotated, the intake side driven gear 47 rotates integrally with the intake side camshaft 42, and the exhaust side driven gear 57 rotates integrally with the exhaust side camshaft 52.
  • FIG. 11 is a perspective view showing only main elements of the intake side cam switching mechanism 70 and the exhaust side cam switching mechanism 80 of the variable valve operating apparatus 40.
  • An intake side cam carrier 43 and an exhaust side cam carrier 53 are spline-fitted to an intake side cam shaft 42 and an exhaust side cam shaft 52 that rotate in synchronization with the crankshaft 10, respectively.
  • An intake-side switching drive shaft 71 of the intake-side cam switching mechanism 70 is disposed in parallel with the intake-side camshaft 42 diagonally below the intake-side camshaft 42, and the exhaust-side An exhaust side switching drive shaft 81 of the cam switching mechanism 80 is disposed in parallel with the exhaust side cam shaft 52.
  • the intake side switching drive shaft 71 and the exhaust side switching drive shaft 81 are supported by the cylinder head 3.
  • the cylindrical portion 3A oriented in the left-right direction in the valve operating chamber 3c of the cylinder head 3 extends straight from the bearing wall 3U through the bearing wall 3V to the right side wall 3R at a slightly forward position from the center. Is formed.
  • a cylindrical portion 3B oriented in the left-right direction in the valve operating chamber 3c of the cylinder head 3 is formed in a straight line on the inner surface of the rear side wall 3Rr from the bearing wall 3U through the bearing wall 3V to the right side wall 3R.
  • the intake-side switching drive shaft 71 is inserted into the axial hole of the cylindrical portion 3A so as to be slidable in the axial direction
  • the exhaust-side switching drive shaft 81 is inserted into the axial hole of the cylindrical portion 3B so as to be slidable in the axial direction. It is.
  • the cylindrical portion 3A is missing at two locations corresponding to the left and right intake valves 41, 41, and the intake side switching drive shaft 71 is exposed.
  • Intake rocker arms 72 and 72 are pivotally supported on the exposed portion of the intake side switching drive shaft 71 so as to be swingable (see FIG. 8). That is, the intake side switching drive shaft 71 also serves as a rocker arm shaft.
  • the tip end portion of intake rocker arm 72 abuts on the upper end portion of intake valve 41, and the upper end surface of intake rocker arm 72 is curved on the low speed side cam lobe 43 ⁇ / b> A or the high speed side by the movement of intake side cam carrier 43.
  • One of the cam lobes 43B comes into sliding contact. Therefore, when the intake side cam carrier 43 rotates, either the low speed side cam lobe 43A or the high speed side cam lobe 43B swings the intake rocker arm 72 in accordance with the profile, and presses the intake valve 41 to inject the intake valve port of the combustion chamber 30. open.
  • the cylindrical portion 3B is lost at two locations corresponding to the left and right exhaust valves 51, 51, and the exhaust side switching drive shaft 81 is exposed.
  • the exhaust rocker arm 82 is pivotally supported by the exposed portion of the exhaust side switching drive shaft 81 so as to be swingable (see FIG. 6). That is, the exhaust side switching drive shaft 81 also serves as a rocker arm shaft.
  • the distal end portion of exhaust rocker arm 82 abuts on the upper end portion of exhaust valve 51, and the curved upper end surface of exhaust rocker arm 82 is moved to low speed side cam lobe 53A or the high speed side by movement of exhaust side cam carrier 53.
  • One of the cam lobes 53B comes into sliding contact. Therefore, when the exhaust side cam carrier 53 rotates, either the low speed side cam lobe 53A or the high speed side cam lobe 53B swings the exhaust rocker arm 82 according to the profile, and presses the exhaust valve 51 to exhaust the exhaust valve port of the combustion chamber 30. open.
  • 3As and 3As are formed protruding from the cylindrical portion 3A toward the lead groove cylindrical portion 43D.
  • An inner hole of the cylindrical boss 3As penetrates the cylindrical portion 3A.
  • a first switching pin 73 and a second switching pin 74 are slidably inserted into the inner holes of the left and right cylindrical boss portions 3As, 3As, respectively.
  • the leading end opening from which the first switching pin 73 and the second switching pin 74 of the cylindrical boss portion 3As project is a circle of the maximum diameter of the cam crest of the low speed side cam lobe 43A and the high speed side cam lobe 43B. 8 are overlapped when viewed in the axial direction.
  • the intake side switching drive shaft 71 can be disposed as close as possible to the intake side camshaft 42, and the internal combustion engine E can be downsized.
  • an intermediate connecting rod portion 73c connects a distal end cylindrical portion 73a and a proximal end cylindrical portion 73b in a straight line.
  • the proximal cylindrical portion 73b has a smaller outer diameter than the distal cylindrical portion 73a.
  • an engagement end 73ae having a reduced diameter protrudes from the distal end cylindrical portion 73a.
  • An end surface of the base end cylindrical portion 73b on the side of the intermediate connecting rod portion 73c forms a conical end surface 73bt. Note that the end surface of the base end cylindrical portion 73b on the side of the intermediate connecting rod portion 73c may have a spherical shape.
  • the second switching pin 74 has the same shape as the first switching pin 73.
  • a long hole 71a that penetrates the shaft center is formed on the left side, and a circular hole 71b that penetrates the shaft center is formed at the left end of the long hole 71a.
  • the width of the long hole 71a is slightly larger than the diameter of the intermediate connecting rod portion 73c of the first switching pin 73, and the inner diameter of the circular hole 71b is slightly larger than the outer diameter of the base end cylindrical portion 73b. Smaller than the diameter.
  • one open end surface of the long hole 71a of the intake-side switching drive shaft 71 has a flat surface 71Cp that is fringed and inclined and linearly extends, and is recessed in a predetermined shape at a predetermined position in the middle thereof.
  • a cam surface 71C composed of the formed concave curved surface 71Cv is formed.
  • the first switching pin 73 engages with the long hole 71a of the intake side switching drive shaft 71 through the intermediate connecting rod portion 73c so as to be slidable (see FIG. 14).
  • the first switching pin 73 is assembled to the intake side switching drive shaft 71 as follows.
  • a coil spring 75 is provided around the first switching pin 73.
  • the coil spring 75 has an inner diameter larger than the outer diameter of the proximal cylindrical portion 73b and an outer diameter outside the distal cylindrical portion 73a. Since the first switching pin 73 is inserted into the coil spring 75 from the proximal cylindrical portion 73 b side, the end surface of the distal cylindrical portion 73 a on the intermediate connecting rod portion 73 c side comes into contact with the end portion of the coil spring 75.
  • the intake side switching drive shaft 71 is inserted into the shaft hole of the cylindrical portion 3A of the cylinder head 3 so that the circular hole 71b is coaxial with the inner hole of the cylindrical boss portion 3As formed in the cylindrical portion 3A.
  • the first switching pin 73 around which the coil spring 75 is provided is inserted into the inner hole of the cylindrical boss 3As from the base cylindrical part 73b side, the coil spring 75 is inserted into the inner hole of the cylindrical boss 3As.
  • the first switching pin 73 is slidably fitted (see FIG. 8), and the proximal end cylindrical portion 73b penetrates the circular hole 71b of the intake side switching drive shaft 71 inserted into the shaft hole of the cylindrical portion 3A. (See FIG. 13).
  • the intermediate connecting rod portion 73c of the first switching pin 73 is located at a position corresponding to the long hole 71a of the intake side switching drive shaft 71.
  • the intermediate connecting rod portion 73c enters the elongated hole 71a while the coil spring 75 is compressed.
  • the first switching pin 73 is a cam in which the conical end surface 73 bt of the base end cylindrical portion 73 b is the opening end surface of the long hole 71 a of the intake side switching drive shaft 71 by the biasing force of the coil spring 75.
  • the first switching pin 73 is assembled by being pressed and engaged with the surface 71C.
  • the intermediate connecting rod portion 73c passes through the long hole 71a of the intake side switching drive shaft 71, and is biased by the coil spring 75, so that the conical end surface 73bt of the proximal end cylindrical portion 73b is inhaled.
  • the side switching drive shaft 71 is assembled in a state of being pressed and engaged with the cam surface 71C which is the opening end surface of the long hole 71a. Therefore, when the intake-side switching drive shaft 71 moves in the axial direction, the cam surface 71C on which the conical end surface 73bt of the proximal end cylindrical portion 73b of the first switching pin 73 that is in the axial fixed position slides slides.
  • the first switching pin 73 is advanced and retracted in the direction perpendicular to the axial direction by being guided by the shape of the cam surface 71C.
  • the linear cam mechanism Ca is configured.
  • the first switching pin 73 In the linear cam mechanism Ca, when the conical end surface 73bt of the first switching pin 73 contacts the flat surface 71Cp of the cam surface 71C of the intake side switching drive shaft 71, the first switching pin 73 is in the retracted position, When the intake side switching drive shaft 71 moves and the conical end surface 73bt comes into contact with the concave curved surface 71Cv of the cam surface 71C, the first switching pin 73 advances by the biasing force of the coil spring 75.
  • the second switching pin 74 has the same shape as the first switching pin 73, passes through the same long hole 71 a of the intake side switching drive shaft 71 in the same manner, and the urging force of the coil spring 75 causes the proximal cylindrical portion 74 b to The conical end surface 74bt is pressed and engaged with the cam surface 71C to constitute the linear motion cam mechanism Ca (see FIG. 14).
  • the first switching pin 73 and the second switching pin 74 are engaged with the intake side switching drive shaft 71 and assembled, the second switching pin 74 is assembled first.
  • a movement restriction hole 71z that is a long hole of a predetermined length is formed in the axial direction on the right side of the portion where the intake rocker arm 72 on the right side of the intake side switching drive shaft 71 is pivotally supported.
  • the movement restriction pin 76 inserted into the small hole 3Ah drilled in the cylindrical portion 3A of the cylinder head 3 passes through the movement restriction hole 71z, so that the intake-side switching drive shaft 71 moves in the axial direction. It is restricted to movement between predetermined positions (see FIG. 4).
  • FIG. 14 shows a state in which the center of the concave curved surface 71Cv of the cam surface 71C of the intake side switching drive shaft 71 is at the position of the first switching pin 73, and the first switching pin 73 is conical end surface on the concave curved surface 71Cv.
  • the second switching pin 74 is in a position retreated by contacting the flat surface 71Cp of the cam surface 71C.
  • the conical end surface 73bt of the first switching pin 73 retreats up and down the inclined surface of the concave curved surface 71Cv from the center of the concave curved surface 71Cv, and comes into contact with the flat surface 71Cp.
  • the conical end surface 74bt descends from the flat surface 71Cp on the inclined surface of the concave curved surface 71Cv and comes into contact with the center of the concave curved surface 71Cv. In this way, the first switching pin 73 and the second switching pin 74 can be alternately advanced and retracted by the movement of the intake side switching drive shaft 71 in the axial direction.
  • the cylindrical boss 3Bs is formed so as to protrude toward the lead groove cylindrical portion 53D, and at the center of the cylindrical portion 3B on the right side of the bearing wall 3V, on the right side of the exhaust rocker arm 82, the lead groove cylinder of the exhaust side cam carrier 53 is formed.
  • a cylindrical boss 3Bs is formed at a position corresponding to the portion 53E so as to protrude toward the lead groove cylindrical portion 53E.
  • the exhaust side switching drive shaft 81 is formed with elongated holes 81a 1 and 81a 2 penetrating the shaft center at portions separated from the left end and the right side, respectively.
  • 1 and 81a 2 are formed with circular holes 81b 1 and 81b 2 penetrating the shaft center at the left end.
  • the widths of the long holes 81a 1 and 81a 2 and the inner diameters of the circular holes 81b 1 and 81b 2 are the same as the long holes 71a and the circular holes 71b of the intake side switching drive shaft 71.
  • One open end of the long holes 81a 1 of the left exhaust side switching drive shaft 81 is edged and the flat surface 81Cp extending linearly inclined, concave surface 81Cv formed recessed in a predetermined shape on the left side It constitutes a cam surface 81C 1 comprising a.
  • one opening end face of the long hole 81a 2 of the right exhaust side switch drive shaft 81 includes a flat surface 81Cp extending linearly inclined been trimmed, formed recessed in a predetermined shape on its right side concave constitutes a cam surface 81C 2 formed of a curved surface 81Cv.
  • the left and right elongated holes 81a 1 and 81a 2 and the left and right cam surfaces 81C 1 and 81C 2 of the exhaust side switching drive shaft 81 are formed symmetrically.
  • the first switching pin 83 is slidably engaged with the left long hole 81a 1 of the exhaust side switching drive shaft 81 through the intermediate connecting rod portion 83c, and the cam surface 81C is engaged. 1 constitutes a linear cam mechanism Cb.
  • a second switching pin 84 is slidably engaged, the translation cam mechanism Cc is constituted by the cam surface 81C 2 (FIG. 6, see FIG.
  • the assembling procedure is performed in the same manner as when assembling the intake side switching drive shaft 71 and the first switching pin 73 using the circular holes 81b 1 and 81b 2 .
  • the first switching pin 83 and the second switching pin 84 are assembled at the same time.
  • the movement limiting hole 81z is long hole of a predetermined length right in the axial direction next to the right of the long hole 81a 2 of the exhaust-side switching drive shaft 81 is formed, drilled in the cylindrical portion 3B of the cylinder head 3
  • the movement restricting pin 86 fitted in the small hole 3Bh passes through the movement restricting hole 81z, so that the movement of the exhaust side switching drive shaft 81 in the axial direction is restricted to the movement between predetermined positions (see FIG. 6). ).
  • Figure 15 is a right side of the flat surface 81Cp of the left cam surface 81C 1 of the exhaust-side switching drive shaft 81 shows a state in which the position of the first switching pin 83, the first switching pin 83 is a flat surface 81Cp to have a conical end surface 83bt a position regressed in contact with, the second switching pin 84 at this time is that the conical end face 83bt the concave surface 81Cv of right cam surface 81C 2 in contact with the advancing position (Fig. 6 reference).
  • the first switching pin 83 advances while the conical end surface 83bt abuts the inclined surface of the concave curved surface 81Cv from the flat surface 81Cp to the center of the downward concave curved surface 81Cv,
  • the conical end surface 84bt retreats from the center of the concave curved surface 81Cv with the inclined surface of the concave curved surface 81Cv coming into contact with the rising flat surface 81Cp.
  • the first switching pin 83 and the second switching pin 84 can be alternately advanced and retracted by the movement of the exhaust side switching drive shaft 81 in the axial direction.
  • the intake side cam switching mechanism 70 and the exhaust side cam switching mechanism 80 described above are located closer to the crankshaft 10 than the center axis line Ci of the intake side camshaft 42 and the center axis line Ce of the exhaust side camshaft 52, as shown in FIG.
  • One intake side cam switching mechanism 70 includes a central axis Ci of the intake camshaft 42 and includes an intake side plane Si parallel to the cylinder axis Lc and a central axis Ce of the exhaust camshaft 52. It is arranged between the exhaust side plane Se parallel to the axis Lc.
  • an intake side hydraulic actuator 77 that moves the intake side switching drive shaft 71 in the axial direction protrudes from the right side wall 3 ⁇ / b> R of the cylinder head 3, and an exhaust side switching drive shaft 81.
  • An exhaust side hydraulic actuator 87 that moves in the axial direction protrudes in line with the rear side of the intake side hydraulic actuator 77.
  • FIG. 16 shows the operation processes of the main members of the intake cam switching mechanism 70 in order over time.
  • the state shown in (1) of FIG. 16 is the valve operating characteristic set in the cam profile of the high-speed cam lobe 43B when the intake-side cam carrier 43 is in the left position and the high-speed cam lobe 43B acts on the intake rocker arm 72. In accordance with the intake valve 41.
  • the intake-side switching drive shaft 71 is also in the left position, the concave curved surface 71Cv of the cam surface 71C is at the position of the first switching pin 73, and the first switching pin 73 is in contact with the concave curved surface 71Cv to advance.
  • the intake side cam carrier 43 is engaged with the steady lead groove 44c of the lead groove cylindrical portion 43D.
  • the second switching pin 74 retreats in contact with the flat surface 71Cp of the cam surface 71C and is separated from the lead groove 44. Accordingly, the intake-side cam carrier 43 that rotates by spline fitting to the intake-side camshaft 42 has the first switching pin 73 engaged with the steady lead groove 44c formed over the circumference in the circumferential direction. It does not move in the axial direction and is maintained at a predetermined position.
  • the second switching pin 74 abuts on the concave curved surface 71Cv and further advances to the right shift lead of the lead groove cylindrical portion 53D. It engages with the groove 44r (see (4) in FIG. 16).
  • the intake side cam carrier 43 is guided by the right shift lead groove 44r and moves to the right in the axial direction while rotating (see (4) and (4) in FIG. See 5)).
  • the second switching pin 74 is engaged with the steady lead groove 44c, so that the intake cam carrier 43 is maintained at the predetermined position moved to the right (FIG. 16).
  • the low-speed cam lobe 43A acts on the intake rocker arm 72, and the intake valve 41 operates according to the valve operating characteristics set in the cam profile of the low-speed cam lobe 43A. To do.
  • the cam lobe acting on the intake valve 41 can be switched from the high speed side cam lobe 43B to the low speed side cam lobe 43A.
  • the second switching pin 74 retreats and leaves the steady lead groove 44c, and the first switching pin 73 advances and shifts to the left.
  • the intake side cam carrier 43 is moved to the left by being engaged with the lead groove 44l and guided by the left shift lead groove 44l, and the cam lobe acting on the intake valve 41 is switched from the low speed side cam lobe 43A to the high speed side cam lobe 43B. be able to.
  • the state shown in (1) of FIG. 17 is the valve operating characteristic set in the cam profile of the high-speed cam lobe 53B when the exhaust-side cam carrier 53 is in the left position and the high-speed cam lobe 53B acts on the intake rocker arm 72. In accordance with the intake valve 41.
  • the exhaust side switching drive shaft 81 is also in the left position, and the first switching pin 83 is in contact with the flat surface 81Cp of the left cam surface 81C1 and retreats away from the left lead groove 54, so that the right cam concave surface 81Cv of surface 81C 2 is in the position of second switching pins 84, stationary lead groove 55c of the right lead grooves 55 of the exhaust cam carrier 53 second switching pin 84 is advanced in contact with the concave surface 81Cv
  • the exhaust side cam carrier 53 is maintained in a predetermined position without moving in the axial direction.
  • the second switching pin 84 is guided by the inclined surface of the concave curved surface 81Cv, and the first switching pin 83 is moved to the flat surface 81Cp.
  • the first switching pin 83 and the second switching pin 84 are separated from the lead grooves 54 and 55 by substantially the same distance (see ((2) in FIG. 17). 3), then, instead of the second switching pin 84 contacting the flat surface 81Cp and further retreating, the first switching pin 83 contacts the concave curved surface 81Cv and proceeds further to shift the left lead groove 54 to the right. It engages with the lead groove 54r (see (4) in FIG. 17).
  • the exhaust cam carrier 53 When the first switching pin 83 is engaged with the right shift lead groove 54r, the exhaust cam carrier 53 is guided to the right shift lead groove 54r and moves to the right in the axial direction while rotating (see (4), (FIG. 17). 5)).
  • the first switching pin 83 When the exhaust side cam carrier 53 moves to the right, the first switching pin 83 is engaged with the steady lead groove 54c, so that the exhaust side cam carrier 53 is maintained at the predetermined position moved to the right (FIG. 17).
  • the low-speed cam lobe 53A acts on the exhaust rocker arm 82 instead of the high-speed cam lobe 53B, and the exhaust valve 51 operates according to the valve operating characteristics set in the cam profile of the low-speed cam lobe 53A. To do.
  • the cam lobe acting on the exhaust valve 51 can be switched from the high speed side cam lobe 53B to the low speed side cam lobe 53A.
  • the first switching pin 83 and the second switching pin 84 are retracted and separated from the steady lead groove 54c. Advances and engages with the left shift lead groove 55l and is guided by the left shift lead groove 55l to move the exhaust side cam carrier 53 to the left, and the cam lobe acting on the exhaust valve 51 is moved from the low speed side cam lobe 43A. It is possible to switch to the high speed side cam lobe 43B.
  • shift lead grooves 44l and 44r formed in the lead groove cylindrical portion 43D of the intake side cam carrier 43 and shift lead grooves 55l and 54r of the lead groove cylindrical portions 53D and 53E of the exhaust side cam carrier 53 are formed.
  • a specific shift groove side wall Tab is formed in each shift groove side wall Taz.
  • FIG. 18 is a perspective view of a main part in which the lead groove cylindrical portion 43D of the intake side cam carrier 43 is enlarged together with the spline shaft portion 42D of the intake side camshaft 42.
  • the lead groove cylindrical portion 43D is formed with a steady lead groove 44c that makes a round in the circumferential direction at a fixed position in the axial direction, branches to the left and right from the steady lead groove 44c, and extends in a spiral shape.
  • a left shift lead groove 44l and a right shift lead groove 44r which extend a certain distance in the circumferential direction, are formed.
  • the shift lead grooves 44l and 44r are formed in a channel shape by the groove bottom surface G and the groove side wall surfaces F 1 and F 2 on both sides of the groove bottom surface G.
  • FIG. 19 is a development view of the lead groove 44 (the left shift lead groove 44l, the steady lead groove 44c, and the right shift lead groove 44r) of the lead groove cylindrical portion 43D. Referring to FIGS. 18 and 19, the groove side wall surface F 1 and the right shift lead groove on the side pressed against the first switching pin 73 out of the groove side wall surfaces F 1 and F 2 of the left shift lead groove 44l.
  • the shift lead grooves 44l and 44r merge with the steady lead groove 44c at the shift end inflection portion Pz.
  • the shift groove side wall portion Taz (the portion indicated by a dark dotted pattern in FIG. 19) having the shift groove side wall surface Faz in the lead groove cylindrical portion 43 ⁇ / b> D as a wall surface is provided with the specific shift groove side wall portion Tab ( 19) (the portion indicated by the lattice hatch in FIG. 19).
  • the specific shift groove side wall Tab is located on the shift groove side wall surface Faz side in the axial direction from the axial position Xa of the shift start inflection site Pa, and from the shift start inflection site Pa on the shift groove side wall surface Faz.
  • This is a substantially right triangle portion on the shift groove side wall surface Faz side in the circumferential direction from the circumferential position Yb of the shift intermediate portion Pb up to the portion Pz.
  • the specific shift groove side wall Tab is formed with an inclined outer peripheral surface S that gradually becomes deeper toward the bottom of the lead groove in the circumferential direction from the circumferential position Yb of the shift intermediate part Pb and reaches the shift start inflection part Pa. Yes.
  • the shift intermediate portion Pb is located at an axial position away from the shift start inflection portion Pa in the axial direction by a distance w ( ⁇ W / 2) that is at least half the lead groove width W of the shift lead groove 44. It is in. Further, as shown in FIG. 20, the depth d from the outer peripheral surface of the lead groove cylindrical portion 43D at the shift start inflection site Pa of the inclined outer peripheral surface S is substantially half or more of the lead groove depth D. That is, the depth d ⁇ D / 2 of the shift start inflection site Pa.
  • the specific shift groove side wall Tab is formed substantially symmetrically in both the left shift lead groove 44l and the right shift lead groove 44r (see FIGS. 4, 5, and 19). Further, similar specific shift groove side wall portions Tab are also formed on the shift groove side wall portions Taz of the shift lead grooves 54r and 55l of the lead groove cylindrical portions 53D and 53E of the exhaust side cam carrier 53 (FIG. 4, FIG. 4). (See FIG. 5).
  • FIG. 16 The action of the specific shift groove side wall Tab having the inclined outer peripheral surface S is shown in FIG. 16 in which the second switching pin 74 is engaged with the right shift lead groove 44r and the intake side cam carrier 43 is moved to the right in the axial direction.
  • the above operation process will be described as an example with reference to FIGS. 20 and 21.
  • FIG. 16 The above operation process will be described as an example with reference to FIGS. 20 and 21.
  • FIG. 20 and 21 show the shift groove side wall surface Faz and the shift groove side wall portion Taz mainly pressed by the second switching pin 74 in sliding contact with the right shift lead groove 44r which is a part of the lead groove cylindrical portion 43D. They are a side view and a plan view, respectively, developed in a straight line, with the rotation angles corresponding to each other, and the relative positional relationship between the right shift lead groove 44r and the second switching pin 74 is expressed by the intake side cam carrier 43.
  • the rotation and axial movement of the second switching pin 74 are fixed and the second switching pin 74 is turned and axially moved. That is, in FIG. 20 and FIG. 21, the intake side cam carrier 43 actually rotates and moves in the axial direction in the direction of the dashed white arrow.
  • the shift start inflection site Pa of the shift groove side wall surface Faz of the specific shift groove side wall Tab rotating is the second switching.
  • the movement of the second switching pin 74 when reaching the pin 74 is shown simultaneously as the second switching pins 74 1 , 74 2 , 74 3 , 74 4 at the positions moved at appropriate time intervals.
  • a second switching pin 74 1 is sufficiently enters the right shift lead grooves 44r, i.e., the second switch pin 74 1 is deeper penetration than the depth d from the outer peripheral surface of the lead groove cylindrical portion 43D of the shift start inflection site Pa inclined outer peripheral surface S.
  • the second switching pin 74 2 collides with the shift groove side wall Faz particular shifting groove side wall Tab, immediately after the abutment, in addition to the progress of the second switching pin 74 2, because certain shifting groove side wall Tab has an inclined outer peripheral surface S, the sliding contact area between the second switching pin 74 second shift groove side wall Faz increases rapidly. Therefore, the excessive load to the tip of the switching pin requires less intensive the hanging exerted on the 2 second switching pin 74 is avoided burden, undesirable behavior as repelled by the second switching pin 74 2 is prevented Is done.
  • FIG. 21 shows a case where the second switching pin 74 has entered the shift lead groove shallowly.
  • FIG. 21 shows the rotation of the specific shift groove side wall Tab that rotates when the second switching pin 74 advances and slightly enters the right shift lead groove 44r. The movement of the second switching pin 74 when the shift start inflection portion Pa of the shift groove side wall surface Faz reaches the second switching pin 74 is shown.
  • a second switching pin 74 1 has slightly enters the right shift lead grooves 44r, i.e., the shift start inflection site when Pa reaches the second switching pin 74 1, the second switching pin 74 1, the depth d from the outer peripheral surface of the lead groove cylindrical portion 43D of a tip of the inclined outer peripheral surface S shift start inflection site Pa a case such as that entering shallower, second distal switching pin 74 2 in the course next time, in the axial direction of the axial position Xa of the shift start inflection site Pa in the shift groove side wall Taz rotating not be abuts the shifting groove side wall Faz located along a plane perpendicular, instead sliding contact with the inclined outer peripheral surface S of the particular shifting groove side wall Tab, it second switching pin 74 2 to move left and right No, retreat in the radial direction against the spring 75 and go back on the inclined outer peripheral surface S
  • the second switching pin 74 3 by the elapsed following time Noriutsuri the outer peripheral surface of the lead groove cylindrical portion 43D, yet next time, the second switching pin 74 4, over the outer peripheral surface of the lead groove cylindrical portion 43D Then, it again enters the right shift lead groove 44r by the biasing force of the spring 75. Therefore, the next time at which the second switching pin 74 4 has sufficiently entered the right shift lead grooves 44r, shift start inflection site Pa reaches the switching pin, through the process as shown in FIG. 20, the intake The side cam carrier 43 is smoothly shifted to the right.
  • the tip of the second switching pin 74 does not abut against the shift groove side wall surface Faz, but is biased by the spring 75 and slidably contacted with the inclined outer peripheral surface of the specific shift groove side wall portion Tab. An excessive load is not concentrated on the tip of the pin 74, and the load applied to the second switching pin 74 is small.
  • the burden on the second switching pin 74 is always small regardless of the timing at which the second switching pin 74 enters the right shift lead groove 44 r of the intake side cam carrier 43.
  • the intake side cam carrier 43 can be smoothly shifted to the right.
  • a single steady lead groove 44c is arranged in parallel between the left shift lead groove 44l and the right shift lead groove 44r. Therefore, the cam carrier 43 can be prevented from being enlarged by suppressing the axial width of the lead groove cylindrical portion 43D.
  • the right shift lead side wall portion Tab has a substantially right triangle shape.
  • the second switching pin 74 that has entered the sloped outer peripheral surface S gradually changes the axial width of the sloped outer peripheral surface S to approximately half or more of the lead groove width W. The possibility of stepping off is reduced, and it is avoided as much as possible that the load is concentrated on the peripheral edge of the tip of the second switching pin 74 due to the second switching pin 74 stepping off the inclined outer peripheral surface S. The burden applied to the second switching pin 74 can be reduced.
  • the inclined outer peripheral surface S of the specific shift groove side wall portion Tab Since the depth d from the outer peripheral surface of the lead groove cylindrical portion 43D of the shift start inflection site Pa on the inclined outer peripheral surface S is more than half of the lead groove depth D, the inclined outer peripheral surface S of the specific shift groove side wall portion Tab.
  • the inclination angle can be easily set large. Therefore, when the shift start inflection site Pa of the shift groove sidewall surface Faz of the rotating shift lead groove reaches the second switching pin 74, the shift groove sidewall surface Faz is Even if it hits the tip of the switching pin, in addition to the progress of the second switching pin 74 immediately after the hitting, the shift groove of the second switching pin 74 is caused by the steep inclination of the inclined outer peripheral surface S of the side wall portion Tab of the specific shift groove. Since the sliding contact area with the side wall surface Faz increases rapidly, the burden on the second switching pin 74 can be reduced.
  • the operation and effect of the specific shift groove sidewall Tab having the inclined outer peripheral surface S when the second switching pin 74 is engaged with the right shift lead groove 44r and the intake cam carrier 43 is moved to the right in the axial direction.
  • the first switching pin 73 is engaged with the left shift lead groove 44l and the intake side cam carrier 43 is moved to the left in the axial direction, it is formed on the shift groove side wall portion Taz of the left shift lead groove 44l.
  • the specific shift groove side wall Tab can operate in the same manner and achieve the same effect.
  • the specific shift groove side wall Tab formed in each shift groove side wall Taz of the shift lead grooves 54r and 55l can operate in the same manner and achieve the same effect.
  • the intake side cam carrier 43 has a shift groove side wall surface within a rotation angle of the intake side cam carrier 43 in which a common basic circle of the low speed side cam lobe 43A and the high speed side cam lobe 43B having different cam profiles acts on the intake valve 41.
  • the Faz is configured to be slidable on the switching pins 73 and 74 and shiftable. Therefore, when the common base circle of the low speed side cam lobe 43A and the high speed side cam lobe 43B is acting on the intake valve 41, the intake side cam carrier 43 can be shifted without hindrance.
  • the exhaust side cam carrier 53 is similarly configured.
  • FIG. 22 shows only the lead groove cylindrical portion 91D of the cam carrier 91 that is slidably fitted to the camshaft 90.
  • the lead groove cylindrical portion 91D is a steady lead as in the intake side cam carrier 43.
  • a left shift lead groove 92l and a right shift lead groove 92r branched from the groove 92c and the steady lead groove 92c to the left and right are formed, and each shift groove side wall portion Taz of the shift lead grooves 92l and 92r has an inclined outer peripheral surface S.
  • Shift groove sidewall portions Tab are formed.
  • left side wall comprises a groove side wall surface F 1 of the side to be pressed in sliding contact with the first switching pin out of the groove side wall surface F 1, F 2 of the left shift lead groove 92l 94L
  • right side wall 94R with a groove side wall surface F 1 of the side to be pressed in sliding contact with the second switching pin out of the groove side wall surface F 1, F 2 of the right shift lead groove 92 r, further a stationary lead groove 92c
  • the side walls 93L and 93R on both sides are formed by cutting all at the same time.
  • the side walls 93L and 93R on both sides constituting the steady lead groove 92c are provided with tapered tip side wall portions Tc and Tc.
  • the tip side wall portions Tc and Tc and the left and right side walls 94L and 94R are provided on the side walls of the specific shift groove.
  • Inclined outer peripheral surfaces Sc, Sc, Sl, Sr are formed on the same peripheral surface as the inclined outer peripheral surface S formed in Tab.
  • the inclined outer peripheral surfaces S and S of the specific shift groove sidewalls Tab and Tab outside the left and right shift lead grooves 44l and 44r and the inclined outer peripheral surfaces Sc and Sc of the tip side wall portions Tc and Tc inside the left and right shift lead grooves 44l and 44r are
  • the lead groove cylindrical portion 91D has the same circumferential position, is formed on the same circumferential surface, and four inclined outer circumferential surfaces S, S, Sc, Sc are simultaneously formed by one cutting tool. Can do.
  • the inclined outer peripheral surfaces S, S of the specific shift groove side wall portions Tab, Tab can be easily processed and formed simultaneously with one cutting tool, and the manufacturing cost can be reduced.
  • variable valve apparatus concerning embodiment concerning this invention was demonstrated, the aspect of this invention is not limited to the said embodiment, It implements in various aspects in the range of the summary of this invention. Including things.
  • E Internal combustion engine, M ... Transmission, 3 ... Cylinder head, 3A, 3B ... Cylindrical part, 3c ... Valve chamber, 40 ... Variable valve gear, 41 ... intake valve, 42 ... intake side camshaft, 42A ... left flange, 42B ... journal, 42C ... right flange, 42D ... spline shaft, 43 ... Intake side cam carrier, 43A ... Low speed side cam lobe, 43B ... High speed side cam lobe, 43C ... Beared cylindrical part, 43D ... Lead groove cylindrical part, 43E ... Right end cylindrical part, 44 ... Lead groove, 44c ... Normal lead groove, 44l ... Left shift lead groove, 44r ...
  • cam carrier 91D ... lead groove cylindrical portion, 92c ... steady lead groove, 92l ... left shift lead groove, 92r ... right shift lead groove, 93L, 93R ... side wall, 94L ... left side wall, 94R ... Right side wall, Tc: tip side wall, Sc: inclined outer peripheral surface.

Landscapes

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Abstract

内燃機関可変動弁装置40は、カムシャフト42に支持されるカムキャリア43と、カムキャリア43のシフトリード溝44l,44rに係合・離脱可能に進退するシフト用切替ピン73,74とを備え、各シフトリード溝は、カムキャリア43のシフト開始変曲部位Paからシフト終了変曲部位Pzまでの間のシフト溝側壁面Fazをもつシフト溝側壁部Tazを備え、該側壁部Tazは、シフト開始変曲部位Paの軸方向位置Xaより軸方向でシフト中間部位Pb側で、かつシフト開始変曲部位Paからシフト終了変曲部位Pzまでの間のシフト中間部位Pbの周方向位置Ybより周方向でシフト開始変曲部位Pa側に特定シフト溝側壁部Tabを有し、該側壁部Tabには、所定シフト中間部位Pbの周方向位置Ybより溝底面Gに向けて徐々に深くなってシフト開始変曲部位Paに至る傾斜外周面Sが形成され、シフトリード溝に切替ピンが突入するタイミングに無関係に切替ピンへの少ない負担でカムキャリアをシフトできる。

Description

内燃機関の可変動弁装置
 本発明は、内燃機関におけるバルブの作動特性を切替える可変動弁装置に関する。
 バルブ作動特性を決めるカムプロファイルの異なる複数のカムロブを外周面に形成したカムキャリアが、カムシャフトに相対回転を禁止されて軸方向に摺動可能に嵌合され、このカムキャリアを軸方向に移動することで、異なるカムロブをバルブに作用させてバルブ作動特性を変える可変動弁装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
日本国特許第3980699号公報
 特許文献1に開示された可変動弁装置では、カムシャフトに摺動可能に嵌合するカムキャリア(カム)に、螺旋状の溝であるシフトリード溝(行程曲線)が形成されており、同シフトリード溝に切替ピン(操作ピン)が係合することで、カムキャリアが回転しながら軸方向に案内されて軸方向に移動し、内燃機関バルブ(ガス交換弁)に作動するカムを切替えることができる。
 切替ピンは液圧ピストンとして作動し、液圧により突出して回転するシフトリード溝に先端を進入して係合し、回転するシフトリード溝に切替ピンが係合することで、カムキャリアは回転しながら軸方向にシフトする。
 シフトリード溝に係合した切替ピンは、シフトリード溝の両側の溝側壁のうち一方の溝側壁の湾曲した壁面に摺接することで、カムキャリアを軸方向にシフトさせる。
 したがって、高速で回転するカムキャリアの外周面に形成されたシフトリード溝に、切替ピンが進入すると、シフトリード溝の一方の溝側壁の湾曲した壁面に斜めに衝接することになる。
 切替ピンがシフトリード溝に十分進入された後に、切替ピンがシフトリード溝のシフト溝側壁面に衝接すれば、切替ピンは先端側の十分な長さの部分でシフト溝側壁面を受けることができ、摺接面積が大きいので、切替ピンに加わる負担が小さく、シフトリード溝に無理なく係合して円滑にカムキャリアをシフトすることができる。
 しかし、切替ピンがシフトリード溝に進入し始めた早い時点で、切替ピンがシフトリード溝のシフト溝側壁面に衝接すると、切替ピンは先端の短い僅かな部分のみでシフト溝側壁面を受けることがあり、切替ピンの先端に無理な負荷が集中的に掛かり、切替ピンに加わる負担が大きく、ときに切替ピンがはじかれるようなカムキャリアの円滑なシフトには好ましくない切替ピンの挙動が起こることがある。
 本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、カムキャリアのシフトリード溝に切替ピンが進入するタイミングに関係なく、切替ピンに加わる力学的負担が小さく円滑にカムキャリアをシフトできる内燃機関の可変動弁装置を供する点にある。
 上記目的を達成するために、本発明に係る可変動弁装置は、
 内燃機関のシリンダヘッドに回転自在に軸支されたカムシャフトと、前記カムシャフトの外周に相対回転を禁止され軸方向に移動可能に嵌合する円筒状部材であって、外周面にカムプロファイルの異なる複数のカムロブが軸方向に隣接して形成されるとともに、溝底面と同溝底面の両側の溝側壁面とでチャンネル状に構成されるシフトリード溝が形成されたリード溝円筒部を一体に備えたカムキャリアと、前記シフトリード溝に係合・離脱可能に進退する切替ピンと、前記切替ピンがばねにより付勢されて進行して前記シフトリード溝に係合することにより前記カムキャリアが回転しながら軸方向に案内されてシフトし、内燃機関のバルブに作動するカムロブが切替えられるカム切替機構とを備えた可変動弁装置において、
 前記リード溝円筒部における前記シフトリード溝の前記切替ピンに摺接して押圧される側の前記溝側壁面には、前記カムキャリアがシフトを開始するシフト開始変曲部位からシフトを終了するシフト終了変曲部位までの間のシフト溝側壁面が形成されており、前記シフト溝側壁面における前記シフト開始変曲部位から前記シフト終了変曲部位までの間の所定部位にシフト中間部位が設定され、前記リード溝円筒部には、周方向で前記シフト開始変曲部位と前記シフト終了変曲部位との間の前記シフト溝側壁面を壁面として有するシフト溝側壁部が形成され、前記シフト溝側壁部には、前記シフト開始変曲部位の軸方向位置より軸方向で前記シフト中間部位側で、かつ前記シフト中間部位の周方向位置より周方向で前記シフト開始変曲部位に延びる領域に特定シフト溝側壁部が形成され、前記特定シフト溝側壁部は、前記シフト中間部位の周方向位置より前記溝底面に向けて周方向に徐々に深くなって前記シフト開始変曲部位に至る傾斜外周面が形成されていることを特徴とする。
 この構成によれば、切替ピンが進行してシフトリード溝にシフト開始変曲部位の深さ以上に進入した後に、シフト溝側壁面のシフト開始変曲部位が切替ピンに達した場合には、切替ピンの先端に特定シフト溝側壁部におけるシフト溝側壁面が衝接するが、衝接の直後から、切替ピンの進行に加えて特定シフト溝側壁部の傾斜外周面により切替ピンとシフト溝側壁面の摺接面積が急増するため、切替ピンの先端に無理な負荷が集中的に掛かることが避けられ、切替ピンに加わる負担が小さく、また切替ピンの好ましくない挙動が防止され、カムキャリアを軸方向に円滑に案内してシフトすることができる。
 また、切替ピンが進行してシフトリード溝にシフト開始変曲部位の深さに進入する前に、シフト溝側壁面のシフト開始変曲部位が切替ピンに達した場合には、切替ピンは、回転するシフト溝側壁部におけるシフト開始変曲部位の軸方向位置の軸方向に垂直な面に沿って位置して、シフト溝側壁面に衝接することなく、切替ピンの先端が特定シフト溝側壁部の傾斜外周面に摺接することになり、切替ピンはばねに抗して退行して傾斜外周面を円滑に遡り、シフト溝側壁部の外周面を乗り越えて、あらためてシフトリード溝に進入するので、次回には切替ピンがシフトリード溝に十分に進入したところで、シフト開始変曲部位が切替ピンに達し、前記したように、カムキャリアは円滑にシフトされる。
 そして、切替ピンの先端は、シフト溝側壁面に衝接することがなく、ばねに付勢されて特定シフト溝側壁部の傾斜外周面にばねに付勢されて摺接されるので、切替ピンの先端に無理な負荷が集中的に掛かることがなく、切替ピンに加わる負担が小さい。
 以上のように、本可変動弁装置は、カムキャリアのシフトリード溝に切替ピンが進入するタイミングに関係なく、常に切替ピンに加わる負担が小さくし、かつ円滑にカムキャリアをシフトすることができ、異なるカムロブをバルブに作用させてバルブ作動特性を円滑に変えることができる。
 前記構成において、前記カムキャリアの前記リード溝円筒部には、軸方向の定位置で周方向に一周する定常リード溝が、前記シフトリード溝と軸方向に隣合ってされ、前記シフトリード溝は、前記前記シフト終了変曲部位で前記定常リード溝に合流するようにすることができる。
 この構成によれば、シフトリード溝に係合してカムキャリアをシフトした切替ピンが定常リード溝に移行して係合するので、シフト方向の異なる2本のシフトリード溝のそれぞれに定常リード溝を並設する必要はなく、共通の定常リード溝を2本のシフトリード溝の間に1本設けることができ、リード溝円筒部の軸方向幅を抑制してカムキャリアの大型化を防止することができる。
 リード溝円筒部における定常リード溝が周方向に加工される時に、湾曲したシフト溝側壁面を有するシフト溝側壁部の角部である特定シフト溝側壁部の傾斜外周面を、周方向に同時に加工することが可能で、製造コストを削減することができる。
 前記構成において、前記シフト中間部位は、前記シフト開始変曲部位から軸方向に前記シフトリード溝のリード溝幅の半分以上離れた軸方向位置にあるようにすることができる。
 この構成によれば、シフト中間部位が、シフト開始変曲部位から軸方向にシフトリード溝のリード溝幅の半分以上離れた軸方向位置にあるので、特定シフト溝側壁部の概ね直角三角形状をなす傾斜外周面の軸方向幅をリード溝幅の略半分以上の大きさにまで徐々に拡大して、傾斜外周面の上に進入した切替ピンが傾斜外周面を踏み外す可能性を少なくしており、切替ピンが傾斜外周面を踏み外すことによる切替ピンの先端の周縁部に負荷が集中的に掛かることを可及的に回避して、切替ピンに加わる負担を軽減することができる。
 前記構成において、前記傾斜外周面の前記シフト開始変曲部位における前記リード溝円筒部の外周面からの深さは、リード溝深さの半分以上あるようにすることができる。
 この構成によれば、傾斜外周面におけるシフト開始変曲部位のリード溝円筒部の外周面からの深さが、リード溝深さの半分以上あるので、特定シフト溝側壁部の傾斜外周面の傾斜角度を大きく設定することが容易にでき、よって、回転するシフトリード溝のシフト溝側壁面のシフト開始変曲部位が切替ピンに達したときに、シフト溝側壁面が切替ピンの先端に衝接しても、衝接の直後から切替ピンの進行に加えて、特定シフト溝側壁部Tabの傾斜外周面Sの急傾斜により、切替ピンのシフト溝側壁面Fazとの摺接面積が急増するため、切替ピンに加わる負担を小さくすることができる。
 前記構成において、カムプロファイルの異なる複数の前記カムロブの共通の基礎円がバルブに作用する前記カムキャリアの回動角度内で、前記シフト溝側壁面が前記切替ピンに摺接可能に、前記シフト溝側壁面が前記リード溝円筒部に形成されるようにすることができる。
 この構成によれば、カムプロファイルの異なる複数のカムロブの共通の基礎円がバルブに作用するカムキャリアの回動角度内で、シフト溝側壁面が切替ピンに摺接可能に形成されるので、複数のカムロブの共通の基礎円がバルブに作用しているときに、カムキャリアを支障なくシフトさせることができる。
 本発明は、リード溝円筒部における切替ピンによりカムキャリアをシフトさせるシフト溝側壁面を有するシフト溝側壁部のうち、シフト開始変曲部位の軸方向位置より軸方向でシフト溝側壁面側で、かつシフト溝側壁面のシフト開始変曲部位からシフト終了変曲部位までの間のシフト中間部位の周方向位置より周方向でシフト溝側壁面側の特定シフト溝側壁部は、シフト中間部位の周方向位置より周方向にリード溝底に向けて徐々に深くなってシフト開始変曲部位に至る傾斜外周面が形成されているので、カムキャリアのシフトリード溝に切替ピンが進入するタイミングに関係なく、常に切替ピンに加わる負担を小さくし、かつ円滑にカムキャリアをシフトすることができ、異なるカムロブをバルブに作用させてバルブ作動特性を円滑に変えることができる。
本発明の第1の実施の形態に係る可変動弁装置を備えた内燃機関の右側面図である。 同内燃機関の一部カバーを外した左側面図である。 同内燃機関の一部省略し一部バルブの処で断面とした左側面図である。 シリンダヘッドカバーを外しシリンダヘッドを上方から視た上面図である。 さらにカムシャフトホルダを外し同シリンダヘッドを上方から視た上面図である。 さらにカムキャリアとともにカムシャフトを外し同シリンダヘッドを上方から視た上面図である。 図4におけるVII-VII線矢視断面図である。 シリンダヘッドカバーを加えた図4におけるVIII-VIII線矢視断面図である。 シリンダヘッドカバーを加えた図4におけるIX-IX線矢視断面図である。 図2におけるX-X矢視断面図である。 吸気側カム切替機構と排気側カム切替機構の主要な要素のみを示す斜視図である。 切替ピンの斜視図である。 吸気側切替駆動シャフトと第1切替ピンの分解斜視図である。 吸気側切替駆動シャフトに第1切替ピンと第2切替ピンを組付けた斜視図である。 排気側切替駆動シャフトに第1切替ピンを組付けた斜視図である。 吸気側カム切替機構の主要部材の動作過程を経時的に順に示した説明図である。 排気側カム切替機構の主要部材の動作過程を経時的に順に示した説明図である。 吸気側カムキャリアのリード溝円筒部を吸気側カムシャフトのスプライン軸部とともに拡大して示した要部斜視図である。 吸気側カムキャリアのリード溝円筒部のリード溝の展開図である。 シフト溝側壁部に衝接直前の切替ピンがシフトリード溝に深く進入したときの切替ピンの動きを経時的に示した説明図である。 シフト溝側壁部に衝接直前の切替ピンがシフトリード溝に浅く進入したときの切替ピンの動きを経時的に示した説明図である。 カムキャリアのリード溝円筒部の変形例を示す要部斜視図である。
 以下、本発明に係る一実施の形態について図1ないし図21に基づいて説明する。
 本実施の形態に係る可変動弁装置40(図3参照)を備えた内燃機関Eは、水冷式の単気筒4ストローク内燃機関であり、4バルブ方式のDOHC構造の動弁機構を備えている図示しない自動二輪車に搭載される。
 なお、本明細書の説明において、前後左右の向きは、自動二輪車の直進方向を前方とする通常の基準に従うものとし、図面において、FRは前方を,RRは後方を、LHは左方を,RHは右方を示すものとする。
 図1ないし図3を参照して、内燃機関Eは、クランクケース1のクランク室1cの上に、1本のシリンダ2aを有するシリンダブロック2と、シリンダブロック2の上部にガスケットを介して結合されるシリンダヘッド3と、シリンダヘッド3の上部に被せられるシリンダヘッドカバー4とから構成される機関本体を備える。
 シリンダブロック2のシリンダ2aの中心軸線であるシリンダ軸線Lcは、若干後方に傾いており、クランクケース1の上に重ねられるシリンダブロック2,シリンダヘッド3,シリンダヘッドカバー4は、クランクケース1から若干後傾した姿勢で上方に延出している。
 また、クランクケース1の下方には、オイルパン室1oを形成するオイルパン5が延出している。
 クランクケース1のミッション室1mには、変速機Mのメインシャフト11とカウンタシャフト12とが、クランクシャフト10と平行に左右水平方向に指向して配設されており(図3参照)、カウンタシャフト12はクランクケース1を左方に貫通して外部に突出して出力シャフトとなっている。
 クランク室1cの後方のミッション室1mに配設される変速機Mは、メインギヤ群11gおよびカウンタギヤ群12gがそれぞれ設けられた前記メインシャフト11および前記カウンタシャフト12と、変速操作機構により操作されるシフトドラム16およびシフトフォーク17a,17bを有する変速切換え機構15とを備える(図3参照)。
 図3を参照して、シリンダブロック2のシリンダ2a内を往復動するピストン20とクランクシャフト10は、ピストンピン20pとクランクピン10pとに両端を支承されたコネクティングロッド21により連結されてクランク機構を構成している。
 本内燃機関Eは、4バルブ方式でDOHC構造の可変動弁装置40を備えている。
 図3を参照して、シリンダヘッド3には、シリンダ2aに対応して、シリンダ軸線方向でピストン20の頂面に対向して燃焼室30が構成され、燃焼室30からは、2本の吸気ポート31iが前方に湾曲し斜め上方に延出するとともに、2本の排気ポート31eが後方に湾曲して延出している。
 2本の吸気ポート31i,31iは、上流側で合流し、その延長である吸気通路にはスロットルボディ22が介装され、スロットルボディ22の吸気通路上流側は開放されている。
 燃焼室30の天井壁中央には点火プラグ23が先端を燃焼室30に臨ませて取り付けられる。
 シリンダヘッド3に一体に嵌着されたバルブガイド32i,32eにそれぞれ摺動可能に支持される吸気バルブ41および排気バルブ51は、内燃機関Eに備えられる可変動弁装置40により駆動されて、吸気ポート31iの吸気開口および排気ポート31eの排気開口をクランクシャフト10の回転に同期して開閉する。
 可変動弁装置40は、シリンダヘッド3とシリンダヘッドカバー4により形成される動弁室3c内に設けられる。
 可変動弁装置40の一部を外しシリンダヘッド3を上方から視た上面図である図6を参照して、シリンダヘッド3は、前後の前側壁3Fr,後側壁3Rrと左右の左側壁3L,右側壁3Rにより矩形状をなし、左側壁3Lに寄って平行に形成された軸受壁3Uにより動弁室3cを仕切って、軸受壁3Uの左側にギア室3gを形成している。
 また、動弁室3cは燃焼室30の上方に位置し、軸受壁3Vにより左右の室に仕切られている。
 ギア室3gを仕切る軸受壁3Uの上端面には、前後に半円弧面をなす軸受凹面3Ui,3Ueが形成され、動弁室3c内を仕切る軸受壁3Vの上端面には、前後に半円弧面をなす軸受凹面3Vi,3Veが形成されるとともに、中央に点火プラグ23を嵌挿するプラグ嵌挿筒部3Vpが形成されている。
 左右1対の吸気バルブ41,41の上を左右方向に指向して配設された吸気側カムシャフト42(図7)と左右1対の排気バルブ51,51の上を左右方向に指向して配設された排気側カムシャフト52(図7)が、シリンダヘッド3の軸方向(左右方向)に垂直な軸受壁3U,3Vとカムシャフトホルダ33,34(図4、図10)に挟まれるようにして回転自在に支持される。
 図5,図10および図11を参照して、吸気側カムシャフト42は、左端部に拡径したジャーナル部42Bを有し、ジャーナル部42Bの左右にフランジ部42A,42Cが形成されている。
 右側フランジ部42Cの右側に外周面にスプライン外歯を形成したスプライン軸部42Dが延出している。
 吸気側カムシャフト42には、右端面からスプライン軸部42Dの内部を経てジャーナル部42Bの内部まで中心軸に沿って給油路42hが穿穴されており、給油路42hの左端部からは放射方向にジャーナル部42Bの外周面まで給油連通孔42haが形成されるとともに、スプライン軸部42Dでは軸方向に3か所ほど給油路42hから放射方向にカム連通油孔42hb,軸受連通油孔42hc,カム連通油孔42hbが穿孔されている。
 左側のカム連通油孔42hb,中央の軸受連通油孔42hc,右側のカム連通油孔42hbは、スプライン軸部42Dの外周面に周回するように形成された3条のカム外周溝42bv,軸受外周溝42cv,カム外周溝42bvにそれぞれ開口している(図10参照)。
 給油路42hの右端は栓部材45が圧入されて閉塞されている。
 シリンダヘッド3の軸受部3UAにおける吸気側カムシャフト42と排気側カムシャフト52を軸受する軸受凹面3Ui,3Ueには、図6および図7に示されるように、内周油溝3Uiv,3Uevが形成されている。
 一方、カムシャフトホルダ33には、図7を参照して、ホルダ上面に沿って前後方向に穿孔して共通油路33sが形成されており、共通油路33sは、吸気側カムシャフト42と排気側カムシャフト52を軸受する各軸受凹面33i,33eの上方を共通に通っている。
 なお、共通油路33sは、後記する締結ボルト38dのボルト孔を途中経由している。
 この共通油路33sから分岐した枝油路33it,33etが、シリンダヘッド3の軸受部3UAとの合せ面に向けて穿設されている(図7参照)。
 図7に示されるように、枝油路33itは、シリンダヘッド3側の軸受凹面3Uiの後部側に開口した内周油溝3Uivに連通し、枝油路33etは、シリンダヘッド3側の軸受凹面3Ueの前部側に開口した内周油溝3Uevに連通する。
 共通油路33sは、後端で垂直油路33rと連通し、垂直油路33rはシリンダヘッド3の軸受壁3U側の垂直油路3Urに連通する。
 したがって、シリンダヘッド3の垂直油路3Urを通ったオイルは、カムシャフトホルダ33側の垂直油路33rを介して共通油路33sに流入し、共通油路33sから枝油路33it,33etに分配されて、前後の内周油溝3Uiv,3Uevに供給されて、吸気側カムシャフト42と排気側カムシャフト52の軸受を潤滑する。
 図7,図10に示されるように、吸気側カムシャフト42のジャーナル部42Bに給油連通孔42haが設けられ、給油連通孔42haは内周油溝3Uivに開口しており、オイルは内周油溝3Uivから給油連通孔42haを通って吸気側カムシャフト42の給油路42hに供給される。
 同様に、排気側カムシャフト52のジャーナル部52Bに給油連通孔52haが設けられ、給油連通孔52haは内周油溝3Uevに開口しており、オイルは内周油溝3Uevから給油連通孔52haを通って排気側カムシャフト52の給油路52hに供給される。
 そして、図10を参照して、吸気側カムシャフト42のジャーナル部42Bの給油連通孔42haから給油路42hに供給されたオイルは、カム連通油孔42hb,軸受連通油孔42hc,カム連通油孔42hbからスプライン軸部42Dの外周面に排出される。
 排気側カムシャフト52のジャーナル部52Bの給油連通孔52haから給油路52hに供給されたオイルは、図示しない同様の連通油孔からスプライン軸部52Dの外周面に排出される。
 吸気側カムシャフト42のスプライン軸部42Dには、円筒状部材である吸気側カムキャリア43がスプライン嵌合する。
 したがって、吸気側カムキャリア43は、吸気側カムシャフト42に対して相対回転を禁止されて軸方向に摺動可能に嵌合する。
 このスプライン嵌合部にカム連通油孔42hb,軸受連通油孔42hc,カム連通油孔42hbから排出されたオイルが供給される(図10参照)。
 吸気側カムキャリア43は、外周面にカム山が低くバルブリフト量の小さい低速側カムロブ43Aとカム山が高くバルブリフト量の大きい高速側カムロブ43Bが軸方向左右に隣接したものが、軸方向で所定幅のジャーナル円筒部43Cを間に挟んで左右に1組ずつそれぞれ形成されている。
 図8、図11から分かるように、隣接する低速側カムロブ43Aと高速側カムロブ43Bは、カムプロファイルの基礎円の外径は互いに等しく同じ周方向位置にある。
 図5および図10を参照して、吸気側カムキャリア43は、左側の低速側カムロブ43Aと高速側カムロブ43Bの組のうち左側の低速側カムロブ43Aより左側に、リード溝44が周回するように形成されたリード溝円筒部43Dを有し、右側の低速側カムロブ43Aと高速側カムロブ43Bの組のうち右側の高速側カムロブ43Bより右側に、右端円筒部43Eを有する。
 リード溝円筒部43Dの外径は、低速側カムロブ43Aと高速側カムロブ43Bの同径の基礎円の外径より小さい(図10参照)。
 リード溝円筒部43Dのリード溝44は、軸方向定位置で円環状に周方向に一周する環状の定常リード溝44cが形成されるとともに、定常リード溝44cから左右に枝分かれして軸方向左右に所定距離離れた位置まで螺旋状に左シフトリード溝44lと右シフトリード溝44rが形成されている(図4,図10参照)。
 図10を参照して、吸気側カムキャリア43のジャーナル円筒部43Cには、軸方向2カ所に円筒の内外を連通する軸受給油孔43Ca,43Cbが形成されている。
 また、低速側カムロブ43Aおよび高速側カムロブ43Bにも内側から基礎円のカム面の外側に連通するカム給油孔43Ah,43Bhがそれぞれ形成されている(図9,図10参照)。
 吸気側カムキャリア43および排気側カムキャリア53は、図9に示す側面視で時計回りに回転し、回転する吸気側カムキャリア43の図9に示される高速側カムロブ43Bのカム面は、後記する吸気ロッカアーム72に摺接して吸気ロッカアーム72を揺動し吸気バルブ41を作動する。
 高速側カムロブ43Bのカム山のカム面には、先に吸気ロッカアーム72に摺接してカム面圧が上昇する側とその後で吸気ロッカアーム72に摺接してカム面圧が下降する側とがあるが、高速側カムロブ43Bのカム給油孔43Bhは、高速側カムロブ43Bの基礎円のカム面のうちカム山のカム面圧が下降する側よりカム面圧が上昇する側に近い位置に開口するように穿設されている。
 低速側カムロブ43Aのカム給油孔43Ahも同様に、低速側カムロブ43Aの基礎円のカム面のうちカム面圧が上昇する側に近い位置に開口するように穿設されている。
 また排気側カムキャリア53の低速側カムロブ53Aおよび高速側カムロブ53Bにおけるカム給油孔も同様である。
 図10を参照して、吸気側カムキャリア43の右端円筒部43Eには、有底円筒状をしたキャップ部材46が嵌合して被せられる。
 また、吸気側カムシャフト42の左側フランジ部42Aには、吸気側被動ギア47が同軸に左側から嵌合して2本のねじ48,48により一体に締結される。
 図10に示されるように、吸気側カムシャフト42のスプライン軸部42Dに吸気側カムキャリア43をスプライン嵌合し、吸気側カムキャリア43の右端円筒部43Eにキャップ部材46を被せた状態で、吸気側カムシャフト42のジャーナル部42Bがシリンダヘッド3の軸受壁3Uに形成された軸受凹面3Uiとカムシャフトホルダ33の半円弧面の軸受凹面33iに挟まれて回転自在に軸支されるとともに、吸気側カムキャリア43のジャーナル円筒部43Cがシリンダヘッド3の軸受壁3Vに形成された軸受凹面3Viとカムシャフトホルダ34の半円弧面の軸受凹面34iに挟まれて回転自在に支持される。
 吸気側カムシャフト42は、ジャーナル部42Bの左右のフランジ部42A,42Cがシリンダヘッド3の軸受壁3Uとカムシャフトホルダ33を挟むようにして軸方向の位置決めがなされており、左側フランジ部42Aに取り付けられた吸気側被動ギア47はギア室3g内に位置する。
 このように軸方向の位置決めがなされて回転する吸気側カムシャフト42のスプライン軸部42Dにスプライン嵌合された吸気側カムキャリア43は、吸気側カムシャフト42とともに回転しながら軸方向に移動可能である。
 吸気側カムキャリア43は、軸方向で所定幅のジャーナル円筒部43Cがシリンダヘッド3の軸受壁3Vとカムシャフトホルダ34により軸受されるので、軸受壁3Vとカムシャフトホルダ34を挟んで左側に対向する高速側カムロブ43Bと右側に対向する低速側カムロブ43Aが、軸受壁3Vとカムシャフトホルダ34に当接することにより吸気側カムキャリア43の軸方向の移動が規制される(図10参照)。
 図10を参照して、吸気側カムシャフト42の給油路42h内のオイルは、カム連通油孔42hb,軸受連通油孔42hc,カム連通油孔42hbから各カム外周溝42bv,軸受外周溝42cv,カム外周溝42bvにそれぞれ吐出されてスプライン軸部42Dの外周の吸気側カムキャリア43とのスプライン嵌合部を潤滑するとともに、吸気側カムシャフト42のジャーナル部42Bの軸受連通油孔42hcは、軸受壁3Vとカムシャフトホルダ34と同じ軸方向位置にあり、同軸受連通油孔42hcに対応して軸方向に移動する吸気側カムキャリア43の被軸受円筒部43Cには2つの軸受給油孔43Ca,43Cbがあり、吸気側カムキャリア43の左シフト時は図5に示すように一方の軸受給油孔43Cbが軸受連通油孔42hcに対向し、右シフト時は他方の軸受給油孔43Caが軸受連通油孔42hcに対向するので、いずれのシフト時も軸受給油孔43Caまたは軸受給油孔43Cbのいずれかを介して軸受凹面3Vi,34iにオイルが供給され潤滑することができる。
 また、吸気側カムシャフト42の軸受連通油孔42hcの両側のカム連通油孔42hb,42hbは、それぞれ吸気バルブ41,41(および後記する吸気ロッカアーム72,72)と同じ軸方向位置にあって、吸気側カムキャリア43の左シフト時には、高速側カムロブ43B,43Bが同じ軸方向位置となり(図5参照)、吸気側カムキャリア43の右シフト時には、低速側カムロブ43A,43Aが同じ軸方向位置となる。
 したがって、吸気側カムキャリア43が左シフトしたときは、図10に示されるように、高速側カムロブ43B,43Bのカム給油孔43Bh,43Bhが吸気側カムシャフト42のカム連通油孔42hb,42hbに対向して、高速側カムロブ43B,43Bのカム面にオイルが供給され吸気ロッカアーム72,72との摺接部を潤滑する。
 吸気側カムキャリア43が右シフトしたときは、低速側カムロブ43A,43Aのカム給油孔43Ah,43Ahが吸気側カムシャフト42のカム連通油孔42hb,42hbに対向して低速側カムロブ43A,43Aのカム面にオイルが供給され吸気ロッカアーム72,72との摺接部を潤滑する。
 このように、左右いずれのシフト時もカムロブ43A,43Bと吸気ロッカアーム72との摺接部にオイルを供給して潤滑することができる。
 一方で、図5に示されるように、排気側カムシャフト52は、吸気側カムシャフト42と同じ形状をしており、左側フランジ部52A,ジャーナル部52B,右側フランジ部52C,スプライン軸部52Dが順に形成されている。
 そして、排気側カムシャフト52のスプライン軸部52Dにスプライン嵌合される排気側カムキャリア53は、吸気側カムキャリア43と同じように、外周面にカム山が低くバルブリフト量の小さい低速側カムロブ53Aとカム山が高くバルブリフト量の大きい高速側カムロブ53Bが軸方向左右に隣接したものが、軸方向で所定幅の被軸受円筒部53Cを間に挟んで左右に1組ずつそれぞれ形成されている。
 隣接する低速側カムロブ53Aと高速側カムロブ53Bは、カムプロファイルの基礎円の外径は互いに等しい。
 しかし、図11を参照して、排気側カムキャリア53は、吸気側カムキャリア43と異なり、リード溝が2カ所に分かれて形成されており、左側の組の低速側カムロブ53Aの左側に、左側リード溝54が周回するように形成されたリード溝円筒部53Dを有し、右側の組の高速側カムロブ53Bの右側に右側リード溝55が周回するように形成されたリード溝円筒部53Eを有し、このリード溝円筒部53Eの右側に右端円筒部53Fを有する。
 リード溝円筒部53D,53Eの外径は、低速側カムロブ53Aと高速側カムロブ53Bの同径の基礎円の外径より小さい。
 図4および図5を参照して、左側のリード溝円筒部53Dのリード溝54には、排気側カムキャリア53の左端面に近接する軸方向定位置で周方向に一周する環状の定常リード溝54cが形成され、定常リード溝54cから右に枝分かれして軸方向右に所定距離離れた位置まで螺旋状に右シフトリード溝54rが形成されている。
 右側のリード溝円筒部53Eのリード溝55には、軸方向定位置で周方向に一周する環状の定常リード溝55cが形成され、定常リード溝55cから左に枝分かれして軸方向左に所定距離離れた位置まで螺旋状に左シフトリード溝55lが形成されている。
 排気側カムキャリア53の右端円筒部53F(図11参照)には、図5に示されるように、有底円筒状をしたキャップ部材56が嵌合して被せられる。
 また、排気側カムシャフト52の左側フランジ部52Aには、排気側被動ギア57が同軸に左側から嵌合して2本のねじ58,58により一体に締結される(図4,図5参照)。
 図5に示されるように、排気側カムシャフト52のスプライン軸部52Dに排気側カムキャリア53をスプライン嵌合し、排気側カムキャリア53の右端円筒部53Fにキャップ部材56を被せた状態で、排気側カムシャフト52のジャーナル部52Bが、図6に示されるシリンダヘッド3の軸受壁3Uに形成された軸受凹面3Ueとカムシャフトホルダ33の半円弧面の軸受凹面に挟まれて回転自在に支持されるとともに、排気側カムキャリア53のジャーナル円筒部53Cがシリンダヘッド3の軸受壁3Vに形成された軸受凹面3Veとカムシャフトホルダ34の半円弧面の軸受凹面に挟まれて回転自在に支持される(図4の状態)。
 排気側カムシャフト52は、ジャーナル部52Bの左右のフランジ部52A,52Cがシリンダヘッド3の軸受壁3Uとカムシャフトホルダ33を挟むようにして軸方向の位置決めがなされており、左側フランジ部52Aに取り付けられた排気側被動ギア57はギア室3g内に位置する。
 このように軸方向の位置決めがなされて回転する排気側カムシャフト52のスプライン軸部52Dにスプライン嵌合された排気側カムキャリア53は、排気側カムシャフト52とともに回転しながら軸方向に移動可能である。
 排気側カムキャリア53は、軸方向で所定幅のジャーナル円筒部53Cがシリンダヘッド3の軸受壁3Vとカムシャフトホルダ34により軸受されるので、軸受壁3Vとカムシャフトホルダ34を挟んで左側に対向する高速側カムロブ53Bと右側に対向する低速側カムロブ53Aが、軸受壁3Vとカムシャフトホルダ34に当接することにより排気側カムキャリア53の軸方向の移動が規制される。
 なお、排気側カムシャフト52と排気側カムキャリア53のスプライン嵌合部やその他の軸受を潤滑するオイルの供給経路は、吸気側カムシャフト42と吸気側カムキャリア43の構造と略同じである。
 吸気側カムシャフト42の左側フランジ部42Aに取り付けられた吸気側被動ギア47と排気側カムシャフト52の左側フランジ部52Aに取り付けられた排気側被動ギア57は、ギア室3gに前後に並んで配設されている。
 図2に示されるように、前後の同径の吸気側被動ギア47と排気側被動ギア57の双方に噛合するアイドルギア61が、両者の間の下方に設けられる。
 アイドルギア61は、吸気側被動ギア47および排気側被動ギア57より大径のギアであり、図10に示されるように、シリンダヘッド3の左側壁3Lと軸受壁3Uとの間にギア室3gを貫通して架設される円筒状支軸65にベアリング63を介して回転自在に支持されている。
 円筒状支軸65は左側壁3Lを貫通してボルト64により軸受壁3Uに固定される。
 円筒状支軸65は、大径部端面がベアリング63のインナレースをカラー部材65aを介して軸受壁3Uとの間に挟み、ボルト64により締付けて固定される。
 図10を参照して、アイドルギア61は、ベアリング63のアウタレースに嵌合する円筒ボス部61bが右側に突出して形成されており、この円筒ボス部61bの外周にアイドルチェーンスプロケット62が嵌着されている。
 アイドルチェーンスプロケット62は、アイドルギア61と略同径の大きな外径を有する。
 大径のこのアイドルチェーンスプロケット62は、図7および図10に示されるように、吸気側カムシャフト42のジャーナル部42Bおよび排気側カムシャフト52のジャーナル部52Bを支持する軸受壁3Uの上端の軸受凹面3Ui,3Ueを形成する軸受部3UAと同じ軸方向(左右方向)位置にあって、軸受部3UAの下方に位置する。
 図4を参照して、カムシャフトホルダ33は、シリンダヘッド3の軸受部3UAの軸受凹面3Ui,3Ueに吸気側カムシャフト42のジャーナル部42Bと排気側カムシャフト52のジャーナル部52Bを、軸受凹面33i,33eで挟んで軸支する。そして、カムシャフトホルダ33は、吸気側カムシャフト42を挟んで前後両側のボルト孔を有する締結部位33a,33bが締結ボルト38a,38bにより締結され、排気側カムシャフト52を挟んで前後両側のボルト孔を有する締結部位33c,33dが締結ボルト38c,38dにより締結される。
 シリンダヘッド3の軸受部3UAの下方に大径のアイドルチェーンスプロケット62が配置されるので、図4,図7に示されるように、4本の締結ボルト38a,38b,38c,38dのうち前後外側2本の締結ボルト38a,38dは、アイドルチェーンスプロケット62を間に挟んで両側の締結部位33a,33dを締結する。
 また、シリンダヘッド3の軸受壁3Uとカムシャフトホルダ33には、図4および図5に示されるように、吸気側カムシャフト42と排気側カムシャフト52との間に軸方向内側(右側)に膨出した膨出部3UB,33Bがそれぞれ形成されている。
 この膨出部3UB,33Bは、下方のアイドルチェーンスプロケット62を軸方向内側(右側)に避けた位置まで膨出しており、図4および図5に示されるように、吸気側カムキャリア43のリード溝円筒部43Dと軸方向位置を同じくして互いに前後に近接して設けられている。
 前記4本の締結ボルト38a,38b,38c,38dのうち内側2本の締結ボルト38b,38cは、この膨出部33Bに設けられた締結部位33b,33cを締結する(図4,図7参照)。
 図4を参照して、吸気側カムキャリア43のジャーナル円筒部43Cと排気側カムキャリア53のジャーナル円筒部53Cを軸受壁3Vとの間に挟んで支持するカムシャフトホルダ34は、ジャーナル円筒部43Cを挟んで前後両側を締結ボルト39a,39bにより締結され、ジャーナル円筒部53Cを挟んで前後両側を締結ボルト39c,39dにより締結される。
 カムシャフトホルダ34の中央には、軸受壁3Vの点火プラグ嵌挿筒部3Vpに連結する点火プラグ嵌挿筒部34pが形成されている(図4参照)。
 図2を参照して、大径のアイドルチェーンスプロケット62にはカムチェーン66が巻き掛けられ、同カムチェーン66は、一方で、下方のクランクシャフト10に嵌着された小径の駆動チェーンスプロケット67に巻き掛けられている。
 アイドルチェーンスプロケット62と駆動チェーンスプロケット67に巻き掛けられたカムチェーン66は、カムチェーンテンショナガイド68により張力を与えられ、カムチェーンガイド69にガイドされて回動する。
 したがって、クランクシャフト10の回転が、カムチェーン66を介してアイドルチェーンスプロケット62に伝達されて、アイドルチェーンスプロケット62をアイドルギア61とともに回転し、アイドルギア61の回転がアイドルギア61と噛合する吸気側被動ギア47と排気側被動ギア57を回転させるので、吸気側被動ギア47が吸気側カムシャフト42と一体に回転し、排気側被動ギア57が排気側カムシャフト52と一体に回転する。
 図11は、可変動弁装置40の吸気側カム切替機構70と排気側カム切替機構80の主要な要素のみを示す斜視図である。
 クランクシャフト10に同期して回転する吸気側カムシャフト42と排気側カムシャフト52に、それぞれ吸気側カムキャリア43と排気側カムキャリア53がスプライン嵌合している。
 吸気側カムシャフト42の後斜め下方に吸気側カム切替機構70の吸気側切替駆動シャフト71が吸気側カムシャフト42と平行に配設されるとともに、排気側カムシャフト52の後斜め下方に排気側カム切替機構80の排気側切替駆動シャフト81が排気側カムシャフト52と平行に配設される。
 吸気側切替駆動シャフト71および排気側切替駆動シャフト81は、シリンダヘッド3に支持される。
 図6を参照して、シリンダヘッド3の動弁室3cに左右方向に指向した筒状部3Aが、中央より若干前寄り位置に軸受壁3Uから軸受壁3Vを貫いて右側壁3Rまで一直線に形成されている。
 また、シリンダヘッド3の動弁室3cに左右方向に指向した筒状部3Bが、後側壁3Rrの内面に軸受壁3Uから軸受壁3Vを貫いて右側壁3Rまで一直線に形成されている。
 筒状部3Aの軸孔に吸気側切替駆動シャフト71が軸方向に摺動自在に嵌挿され、筒状部3Bの軸孔に排気側切替駆動シャフト81が軸方向に摺動自在に嵌挿される。
 筒状部3Aにおける軸受壁3Vを挟んだ両側位置で、左右の吸気バルブ41,41にそれぞれ対応する2カ所で筒状部3Aが欠損して、吸気側切替駆動シャフト71が露出しており、この吸気側切替駆動シャフト71の露出した部分に吸気ロッカアーム72,72が揺動自在に軸支される(図8参照)。
 すなわち、吸気側切替駆動シャフト71はロッカアームシャフトを兼ねる。
 図11を参照して、吸気ロッカアーム72の先端部は、吸気バルブ41の上端部に当接し、吸気ロッカアーム72の湾曲した上端面には吸気側カムキャリア43の移動により低速側カムロブ43Aまたは高速側カムロブ43Bのいずれかが摺接する。
 したがって、吸気側カムキャリア43が回転すると、低速側カムロブ43Aまたは高速側カムロブ43Bのいずれかが、そのプロファイルに従って吸気ロッカアーム72を揺動し、吸気バルブ41を押圧して燃焼室30の吸気弁口を開く。
 同様に、筒状部3Bにおける軸受壁3Vを挟んだ両側位置で、左右の排気バルブ51,51にそれぞれ対応する2カ所で筒状部3Bが欠損して排気側切替駆動シャフト81が露出しており、この排気側切替駆動シャフト81の露出した部分に,排気ロッカアーム82が揺動自在に軸支される(図6参照)。
 すなわち、排気側切替駆動シャフト81はロッカアームシャフトを兼ねる。
 図11を参照して、排気ロッカアーム82の先端部は、排気バルブ51の上端部に当接し、排気ロッカアーム82の湾曲した上端面には排気側カムキャリア53の移動により低速側カムロブ53Aまたは高速側カムロブ53Bのいずれかが摺接する。
 したがって、排気側カムキャリア53が回転すると、低速側カムロブ53Aまたは高速側カムロブ53Bのいずれかが、そのプロファイルに従って排気ロッカアーム82を揺動し、排気バルブ51を押圧して燃焼室30の排気弁口を開く。
 図5および図6を参照して、筒状部3Aの軸受壁3U寄りの位置で、吸気側カムキャリア43のリード溝円筒部43Dに対応する箇所に、左右に隣接して2つの円筒ボス部3As,3Asがリード溝円筒部43Dに向けて筒状部3Aから突出して形成されている。
 円筒ボス部3Asの内側の孔は、筒状部3Aを貫通している。
 この左右の円筒ボス部3As,3Asの各内側の孔には、それぞれ第1切替ピン73と第2切替ピン74が摺動自在に嵌挿される。
 図8を参照して、円筒ボス部3Asの第1切替ピン73および第2切替ピン74が突出する先端開口部は、低速側カムロブ43Aおよび高速側カムロブ43Bのカム山の最大径の円と図8における軸方向視で重なる。
 すなわち、カム山の小さい低速側カムロブ43Aの最大径の円が円筒ボス部3Asの先端開口部と重なる。
 よって、吸気側カムシャフト42に吸気側切替駆動シャフト71をできるだけ近づけて配設することができ、内燃機関Eの小型化を図ることができる。
 図12を参照して、第1切替ピン73は、先端円柱部73aと基端円柱部73bとを中間連結棒部73cが一直線に連結している。先端円柱部73aより基端円柱部73bは外径が小さい。
 また、先端円柱部73aには縮径した係合端73aeがさらに突出している。基端円柱部73bの中間連結棒部73c側の端面は円錐状をした円錐端面73btを形成している。
 なお、基端円柱部73bの中間連結棒部73c側の端面は、球面状をしていてもよい。
 第2切替ピン74も第1切替ピン73と同じ形状を有している。
 一方で、吸気側切替駆動シャフト71は、図13に示されるように、左側に軸中心を貫通する長孔71aが形成され、同長孔71aの左端に軸中心を貫通する円孔71bが形成されている。
 長孔71aの幅は、第1切替ピン73の中間連結棒部73cの径より若干大きく、円孔71bの内径は、基端円柱部73bの外径より若干大きいが、先端円柱部73aの外径よりは小さい。
 図13を参照して、吸気側切替駆動シャフト71の長孔71aの一方の開口端面は、縁取りされて傾斜して直線的に延びる平坦面71Cpと、その途中所定位置に所定の形状に凹んで形成された凹曲面71Cvとからなるカム面71Cを構成している。
 第1切替ピン73は、吸気側切替駆動シャフト71の長孔71aに中間連結棒部73cが貫通して摺動可能に係合する(図14参照)。
 吸気側切替駆動シャフト71に第1切替ピン73を組付けるには、次のようにする。
 図13に示されるように、第1切替ピン73にコイルばね75を周設するが、コイルばね75は、内径が基端円柱部73bの外径より大きく、外径が先端円柱部73aの外径より小さいので、コイルばね75に第1切替ピン73を基端円柱部73b側から挿入すると、先端円柱部73aの中間連結棒部73c側の端面がコイルばね75の端部に当接する。
 そして、シリンダヘッド3の筒状部3Aの軸孔に吸気側切替駆動シャフト71を挿入し、その円孔71bが筒状部3Aに形成された円筒ボス部3Asの内側の孔と同軸になるようにしておき、コイルばね75が周設された第1切替ピン73を円筒ボス部3Asの内側の孔に基端円柱部73b側から挿入すると、円筒ボス部3Asの内側の孔にコイルばね75ごと第1切替ピン73が摺動可能に嵌挿され(図8参照)、さらに筒状部3Aの軸孔に挿入された吸気側切替駆動シャフト71の円孔71bを基端円柱部73bが貫通する(図13参照)。
 第1切替ピン73の基端円柱部73bが吸気側切替駆動シャフト71の円孔71bを貫通しても、コイルばね75は貫通できず、コイルばね75は端部が円孔71bの開口端面に当接して先端円柱部73aの端面との間で圧縮される。
 この基端円柱部73bが円孔71bを貫通した状態で、第1切替ピン73の中間連結棒部73cが吸気側切替駆動シャフト71の長孔71aに対応する位置にあるので、吸気側切替駆動シャフト71を左方に移動すると、コイルばね75が圧縮された状態で中間連結棒部73cが長孔71aに入っていく。
 すると、図14に示されるように、第1切替ピン73はコイルばね75の付勢力により基端円柱部73bの円錐端面73btが、吸気側切替駆動シャフト71の長孔71aの開口端面であるカム面71Cに押圧されて係合することで、第1切替ピン73が組付けられる。
 このように、第1切替ピン73は、中間連結棒部73cが吸気側切替駆動シャフト71の長孔71aを貫通し、コイルばね75により付勢されて基端円柱部73bの円錐端面73btが吸気側切替駆動シャフト71の長孔71aの開口端面であるカム面71Cに押圧され係合された状態に組付けられる。したがって、吸気側切替駆動シャフト71が軸方向に移動すると、軸方向定位置にあって摺動する第1切替ピン73の基端円柱部73bの円錐端面73btが当接するカム面71Cが摺動し、カム面71Cの形状に案内されて第1切替ピン73が軸方向と直角方向に進退する。これによって直動カム機構Caが構成されている。
 直動カム機構Caは、第1切替ピン73の円錐端面73btが、吸気側切替駆動シャフト71のカム面71Cのうち平坦面71Cpに当接するときは、第1切替ピン73は後退位置にあり、吸気側切替駆動シャフト71が移動してカム面71Cのうち凹曲面71Cvに円錐端面73btが当接するようになると、コイルばね75の付勢力により第1切替ピン73は進行するものである。
 第2切替ピン74も第1切替ピン73と同じ形状を有して、同じように吸気側切替駆動シャフト71の同じ長孔71aを貫通し、コイルばね75の付勢力により基端円柱部74bの円錐端面74btがカム面71Cに押圧されて係合し、直動カム機構Caを構成して組付けられる(図14参照)。
 なお、第1切替ピン73と第2切替ピン74を吸気側切替駆動シャフト71に係合して組付けるときは、第2切替ピン74の方を先に組付ける。
 なお、吸気側切替駆動シャフト71の右側の吸気ロッカアーム72が軸支される部位の右側に、図11に示されるように、軸方向に所定長さの長孔である移動規制孔71zが形成されており、シリンダヘッド3の筒状部3Aに穿孔された小孔3Ahに嵌挿された移動規制ピン76が移動規制孔71zを貫通することで、吸気側切替駆動シャフト71の軸方向の移動が所定位置間の移動に規制される(図4参照)。
 図14に示されるように、第1切替ピン73と第2切替ピン74は、吸気側切替駆動シャフト71の共通の長孔71aを貫通して互いに平行に並んで配設される。
 図14は、吸気側切替駆動シャフト71のカム面71Cのうち凹曲面71Cvの中央が、第1切替ピン73の位置にある状態を示しており、第1切替ピン73が凹曲面71Cvに円錐端面73btを当接して進行した位置にあり、第2切替ピン74はカム面71Cのうち平坦面71Cpに当接して退行した位置にある。
 この状態から吸気側切替駆動シャフト71が右方に移動すると、第1切替ピン73は円錐端面73btが凹曲面71Cvの中央から凹曲面71Cvの傾斜面を上り退行して平坦面71Cpに当接し、第2切替ピン74は円錐端面74btが平坦面71Cpから凹曲面71Cvの傾斜面を下り進行して凹曲面71Cvの中央に当接する。
 このように、吸気側切替駆動シャフト71の軸方向の移動により第1切替ピン73と第2切替ピン74を交互に進退させることができる。
 図4ないし図6を参照して、シリンダヘッド3における軸受壁3Vの左側の筒状部3Bの中央で排気ロッカアーム82の左側に、排気側カムキャリア53のリード溝円筒部53Dに対応する箇所に、円筒ボス部3Bsがリード溝円筒部53Dに向けて突出して形成されるとともに、軸受壁3Vの右側の筒状部3Bの中央で排気ロッカアーム82の右側に、排気側カムキャリア53のリード溝円筒部53Eに対応する箇所に、円筒ボス部3Bsがリード溝円筒部53Eに向けて突出して形成されている。
 排気側切替駆動シャフト81は、図11および図15に示すように、左側端部と右側に離れた部位に、それぞれ軸中心を貫通する長孔81a,81aが形成され、同長孔81a,81aの左端に軸中心を貫通する円孔81b,81bが形成されている。
 長孔81a,81aの幅および円孔81b,81bの内径は、前記吸気側切替駆動シャフト71の長孔71aおよび円孔71bと同じである。
 排気側切替駆動シャフト81の左側の長孔81aの一方の開口端面は、縁取りされて傾斜して直線的に延びる平坦面81Cpと、その左寄りに所定の形状に凹んで形成された凹曲面81Cvとからなるカム面81Cを構成している。
 また、排気側切替駆動シャフト81の右側の長孔81aの一方の開口端面は、縁取りされて傾斜して直線的に延びる平坦面81Cpと、その右寄りに所定の形状に凹んで形成された凹曲面81Cvとからなるカム面81Cを構成している。
 排気側切替駆動シャフト81の左右の長孔81a,81aおよび左右のカム面81C,81Cは、左右対称に形成されている。
 図15を参照して、排気側切替駆動シャフト81の左側の長孔81aには、第1切替ピン83が、中間連結棒部83cが貫通して摺動可能に係合し、カム面81Cにより直動カム機構Cbが構成される。
 同様に、排気側切替駆動シャフト81の右側の長孔81aには、第2切替ピン84が、摺動可能に係合し、カム面81Cにより直動カム機構Ccが構成される(図6,図11参照)。
 組付け手順は、円孔81b,81bを利用して、前記吸気側切替駆動シャフト71と第1切替ピン73の組付けときと同じように行われる。
 第1切替ピン83と第2切替ピン84は同時に組付けられる。
 なお、排気側切替駆動シャフト81の右側の長孔81aの右隣りに軸方向に所定長さの長孔である移動規制孔81zが形成されており、シリンダヘッド3の筒状部3Bに穿孔された小孔3Bhに嵌挿された移動規制ピン86が移動規制孔81zを貫通することで、排気側切替駆動シャフト81の軸方向の移動が所定位置間の移動に規制される(図6参照)。
 図15は、排気側切替駆動シャフト81の左側のカム面81Cのうち右側の平坦面81Cpが、第1切替ピン83の位置にある状態を示しており、第1切替ピン83が平坦面81Cpに円錐端面83btを当接して退行した位置にあり、このとき第2切替ピン84は、右側のカム面81Cのうち凹曲面81Cvに円錐端面83btを当接して進行した位置にある(図6参照)。
 この状態から排気側切替駆動シャフト81が右方に移動すると、第1切替ピン83は円錐端面83btが平坦面81Cpから凹曲面81Cvの傾斜面を下り凹曲面81Cvの中央に当接して進行し、第2切替ピン84は円錐端面84btが凹曲面81Cvの中央から凹曲面81Cvの傾斜面を上り平坦面81Cpに当接して退行する。
 このように、排気側切替駆動シャフト81の軸方向の移動により第1切替ピン83と第2切替ピン84を交互に進退させることができる。
 以上の吸気側カム切替機構70と排気側カム切替機構80は、図8に示されるように、吸気側カムシャフト42の中心軸線Ciおよび排気側カムシャフト52の中心軸線Ceよりクランクシャフト10側に配設されるとともに、一方の吸気側カム切替機構70は、吸気側カムシャフト42の中心軸線Ciを含みシリンダ軸線Lcに平行な吸気側平面Siと排気側カムシャフト52の中心軸線Ceを含みシリンダ軸線Lcに平行な排気側平面Seとの間に配設されている。
 シリンダヘッド3の右側壁3Rには、図1,図4に示すように、吸気側切替駆動シャフト71を軸方向に移動する吸気側油圧アクチュエータ77が突設されるとともに、排気側切替駆動シャフト81を軸方向に移動する排気側油圧アクチュエータ87が吸気側油圧アクチュエータ77の後方に並んで突設されている。
 吸気側カム切替機構70により吸気側カムキャリア43を移動して、低速側カムロブ43Aと高速側カムロブ43Bを切替えて吸気ロッカアーム72に作用させるときの吸気側カム切替機構70の動きを、図16の説明図に基づいて説明する。
 図16は、吸気側カム切替機構70の主要部材の動作過程を経時的に順に示している。
 図16の(1)に示す状態は、吸気側カムキャリア43が左側位置にあって、高速側カムロブ43Bが吸気ロッカアーム72に作用して、高速側カムロブ43Bのカムプロファイルに設定されたバルブ作動特性に従って吸気バルブ41が動作している。
 このとき、吸気側切替駆動シャフト71も左側位置にあって、カム面71Cのうち凹曲面71Cvが第1切替ピン73の位置にあって、第1切替ピン73が凹曲面71Cvに当接して進行し吸気側カムキャリア43のリード溝円筒部43Dの定常リード溝44cに係合している。
 第2切替ピン74は、カム面71Cの平坦面71Cpに当接して退行しリード溝44から離れている。
 したがって、吸気側カムシャフト42にスプライン嵌合して回転する吸気側カムキャリア43は、周方向に一周に亘って形成された定常リード溝44cに第1切替ピン73が係合しているので、軸方向に移動せず所定位置に維持されている。
 この状態から吸気側油圧アクチュエータ77により吸気側切替駆動シャフト71が右方向に移動すると、第1切替ピン73は凹曲面71Cvの傾斜面に案内されて退行し、第2切替ピン74は平坦面71Cpから凹曲面71Cvの傾斜面に案内されて進行し(図16の(2)参照)、第1切替ピン73と第2切替ピン74がリード溝44から略同じ距離離れ(図16の(3)参照)、次いで、第1切替ピン73が平坦面71Cpに当接してさらに退行する代わりに、第2切替ピン74が凹曲面71Cvに当接してさらに進行してリード溝円筒部53Dの右シフトリード溝44rに係合する(図16の(4)参照)。
 第2切替ピン74が右シフトリード溝44rに係合すると、吸気側カムキャリア43は、右シフトリード溝44rに案内されて回転しながら軸方向右側に移動する(図16の(4),(5)参照)。
 吸気側カムキャリア43が右方に移動すると、第2切替ピン74は定常リード溝44cに係合することになるので、吸気側カムキャリア43は右方に移動した所定位置で維持され(図16の(5)参照)、このとき、高速側カムロブ43Bに代わって低速側カムロブ43Aが吸気ロッカアーム72に作用して、低速側カムロブ43Aのカムプロファイルに設定されたバルブ作動特性に従って吸気バルブ41が動作する。
 このように、吸気側切替駆動シャフト71を右方に移動することで、吸気バルブ41に作用するカムロブを、高速側カムロブ43Bから低速側カムロブ43Aに切り替えることができる。
 また、この状態から、逆に吸気側切替駆動シャフト71を左方に移動することで、第2切替ピン74が退行して定常リード溝44cから離れ、第1切替ピン73が進行して左シフトリード溝44lに係合して、左シフトリード溝44lに案内されて吸気側カムキャリア43は左方に移動し、吸気バルブ41に作用するカムロブを、低速側カムロブ43Aから高速側カムロブ43Bに切り替えることができる。
 次に、排気側カム切替機構80の動きを、図17の説明図に基づいて説明する。
 図17の(1)に示す状態は、排気側カムキャリア53が左側位置にあって、高速側カムロブ53Bが吸気ロッカアーム72に作用して、高速側カムロブ53Bのカムプロファイルに設定されたバルブ作動特性に従って吸気バルブ41が動作している。
 このとき、排気側切替駆動シャフト81も左側位置にあって、第1切替ピン83は左側のカム面81C1の平坦面81Cpに当接して退行して左側リード溝54から離れており、右側のカム面81Cのうち凹曲面81Cvが第2切替ピン84の位置にあって、第2切替ピン84が凹曲面81Cvに当接して進行し排気側カムキャリア53の右側リード溝55の定常リード溝55cに係合して、排気側カムキャリア53は軸方向に移動せず所定位置に維持されている。
 この状態から排気側油圧アクチュエータ87により排気側切替駆動シャフト81が右方向に移動すると、第2切替ピン84は凹曲面81Cvの傾斜面に案内されて退行し、第1切替ピン83は平坦面81Cpから凹曲面81Cvの傾斜面に案内されて進行し(図17の(2)参照)、第1切替ピン83と第2切替ピン84がリード溝54,55から略同じ距離離れ(図17の(3)参照)、次いで、第2切替ピン84が平坦面81Cpに当接してさらに退行する代わりに、第1切替ピン83が凹曲面81Cvに当接してさらに進行して左側リード溝54の右シフトリード溝54rに係合する(図17の(4)参照)。
 第1切替ピン83が右シフトリード溝54rに係合すると、排気側カムキャリア53は、右シフトリード溝54rに案内されて回転しながら軸方向右側に移動する(図17の(4),(5)参照)。
 排気側カムキャリア53が右方に移動すると、第1切替ピン83は定常リード溝54cに係合することになるので、排気側カムキャリア53は右方に移動した所定位置で維持され(図17の(5)参照)、このとき、高速側カムロブ53Bに代わって低速側カムロブ53Aが排気ロッカアーム82に作用して、低速側カムロブ53Aのカムプロファイルに設定されたバルブ作動特性に従って排気バルブ51が動作する。
 このように、排気側切替駆動シャフト81を右方に移動することで、排気バルブ51に作用するカムロブを、高速側カムロブ53Bから低速側カムロブ53Aに切り替えることができる。
 また、この状態から、逆に排気側切替駆動シャフト81を左方に移動することで、第1切替ピン83および第2切替ピン84が退行して定常リード溝54cから離れ、第2切替ピン84が進行して左シフトリード溝55lに係合して、左シフトリード溝55lに案内されて排気側カムキャリア53は左方に移動し、排気バルブ51に作用するカムロブを、低速側カムロブ43Aから高速側カムロブ43Bに切り替えることができる。
 本可変動弁装置40では、吸気側カムキャリア43のリード溝円筒部43Dに形成されるシフトリード溝44l,44rおよび排気側カムキャリア53のリード溝円筒部53D,53Eのシフトリード溝55l,54rの各シフト溝側壁部Tazに、図18に示すように特定シフト溝側壁部Tabが形成されている。
 図18は、吸気側カムキャリア43のリード溝円筒部43Dを、吸気側カムシャフト42のスプライン軸部42Dとともに拡大して示した要部斜視図である。
 リード溝円筒部43Dには、軸方向定位置で周方向に一周する定常リード溝44cが形成されるとともに、定常リード溝44cから左右に枝分かれして螺旋状に延びたのちに軸方向左右定位置で周方向に一定距離延びた左シフトリード溝44lと右シフトリード溝44rが形成されている。
 なお、シフトリード溝44l,44rは、溝底面Gと同溝底面Gの両側の溝側壁面F,Fとでチャンネル状に構成されている。
 図19は、リード溝円筒部43Dのリード溝44(左シフトリード溝44l,定常リード溝44c,右シフトリード溝44r)の展開図である。
 図18および図19を参照して、左シフトリード溝44lの溝側壁面F,Fのうち第1切替ピン73に摺接して押圧される側の溝側壁面Fおよび右シフトリード溝44rの第2切替ピン74に摺接して押圧される側の溝側壁面Fのそれぞれの溝側壁面Fには、切替ピン73,74により吸気側カムキャリア43がシフトを開始するシフト開始変曲部位Paからシフトを終了するシフト終了変曲部位Pzまでの間のシフト作用が働くシフト溝側壁面Faz,Fazが形成されている。
 シフトリード溝44l,44rは、シフト終了変曲部位Pzで定常リード溝44cに合流する。
 図19を参照して、リード溝円筒部43Dにおけるシフト溝側壁面Fazを壁面として有するシフト溝側壁部Taz(図19で濃い散点模様で示す部分)には、前記特定シフト溝側壁部Tab(図19で格子ハッチで示す部分)が含まれている。特定シフト溝側壁部Tabは、シフト開始変曲部位Paの軸方向位置Xaより軸方向でシフト溝側壁面Faz側であり、かつシフト溝側壁面Fazのシフト開始変曲部位Paからシフト終了変曲部位Pzまでの間のシフト中間部位Pbの周方向位置Ybより周方向でシフト溝側壁面Faz側の概ね直角三角形状の部分である。この特定シフト溝側壁部Tabには、シフト中間部位Pbの周方向位置Ybより周方向にリード溝底に向けて徐々に深くなってシフト開始変曲部位Paに至る傾斜外周面Sが形成されている。
 シフト中間部位Pbは、図20に示されるように、シフト開始変曲部位Paから軸方向にシフトリード溝44のリード溝幅Wの半分以上の距離w(≧W/2)離れた軸方向位置にある。
 また、図20に示されるように、傾斜外周面Sのシフト開始変曲部位Paにおけるリード溝円筒部43Dの外周面からの深さdは、リード溝深さDの略半分以上ある。すなわち、シフト開始変曲部位Paの深さd≧D/2である。
 特定シフト溝側壁部Tabは、左シフトリード溝44lと右シフトリード溝44rの双方に略左右対称に形成されている(図4,図5,図19参照)。
 また、排気側カムキャリア53のリード溝円筒部53D,53Eのシフトリード溝54r,55lの各シフト溝側壁部Tazにも、それぞれ同様の特定シフト溝側壁部Tabが形成されている(図4,図5参照)。
 傾斜外周面Sを有する特定シフト溝側壁部Tabの作用を、第2切替ピン74が右シフトリード溝44rに係合して、吸気側カムキャリア43を軸方向右側に移動させる図16に示された前記動作過程を例に、図20および図21に基づいて説明する。
 図20および図21は、リード溝円筒部43Dの一部である右シフトリード溝44rにおける主に第2切替ピン74が摺接して押圧されるシフト溝側壁面Fazおよびシフト溝側壁部Tazを、それぞれ直線的に展開して示した側面図と平面図であり、互いに回転角度を対応させて示しており、右シフトリード溝44rと第2切替ピン74の相対位置関係を、吸気側カムキャリア43の回転および軸方向移動を固定して第2切替ピン74の方を旋回移動および軸方向移動させて示している。
 すなわち、図20および図21において、実際は、破線白抜き矢印の方向に吸気側カムキャリア43は、回転および軸方向移動するものである。
 図20は、第2切替ピン74が進行して右シフトリード溝44rに十分に進入した後に、回転する特定シフト溝側壁部Tabのシフト溝側壁面Fazのシフト開始変曲部位Paが第2切替ピン74に達する場合における第2切替ピン74の動きを、適当な時間間隔で移動した位置における第2切替ピン74,74,74,74として同時に示している。
 図20を参照して、まず第2切替ピン74にシフト開始変曲部位Paが達する直前に、第2切替ピン74が右シフトリード溝44rに十分に進入しており、すなわち、第2切替ピン74は、傾斜外周面Sのシフト開始変曲部位Paにおけるリード溝円筒部43Dの外周面からの深さdより深く進入している。
 そのため、次の時間経過で、第2切替ピン74は、特定シフト溝側壁部Tabのシフト溝側壁面Fazに衝接し、衝接の直後から、第2切替ピン74の進行に加えて、特定シフト溝側壁部Tabが傾斜外周面Sを有するので、第2切替ピン74のシフト溝側壁面Fazとの摺接面積が急増する。したがって、切替ピンの先端に無理な負荷が集中的に掛かることが避けられて第2切替ピン74に加わる負担が小さく済むとともに、第2切替ピン74のはじかれるような好ましくない挙動が防止される。
 このように第2切替ピン74が無理のない安定した状態で、第2切替ピン74にシフト溝側壁面Fazが摺接され、吸気側カムキャリア43は回転しながら軸方向に円滑に案内される。
 次の時間経過で、第2切替ピン74にはシフト溝側壁面Fazが摺接面積を十分維持されたまま摺接され、第2切替ピン74に加わる負担が小さく維持された状態で、さらに吸気側カムキャリア43は回転しながら軸方向に案内されて円滑に軸方向にシフトすることができる。
 そして、次の時間経過では、第2切替ピン74をシフト終了変曲部位Pzが通過して、第2切替ピン74は定常リード溝44cに入り、吸気側カムキャリア43の右シフトは完了し、吸気バルブ41に作用するカムロブを、高速側カムロブ43Bから低速側カムロブ43Aに切り替えることができる。
 第2切替ピン74がシフトリード溝に浅く進入した場合を示す図21は、第2切替ピン74が進行して右シフトリード溝44rに僅かに進入したところで、回転する特定シフト溝側壁部Tabのシフト溝側壁面Fazのシフト開始変曲部位Paが第2切替ピン74に達する場合における第2切替ピン74の動きを示している。
 図21の場合は、第2切替ピン74にシフト開始変曲部位Paが達する直前に、第2切替ピン74が右シフトリード溝44rに少し進入しており、すなわち、シフト開始変曲部位Paが第2切替ピン74に達したときに、第2切替ピン74が、傾斜外周面Sの尖端であるシフト開始変曲部位Paのリード溝円筒部43Dの外周面からの深さdより浅く進入しているような場合であり、次の時間経過で第2切替ピン74の先端は、回転するシフト溝側壁部Tazにおけるシフト開始変曲部位Paの軸方向位置Xaの軸方向に垂直な面に沿って位置してシフト溝側壁面Fazに衝接することはなく、代わりに特定シフト溝側壁部Tabの傾斜外周面Sに摺接し、第2切替ピン74は左右に移動することなく、ばね75に抗して径方向に退行して傾斜外周面Sを遡る。
 そして、次の時間経過で第2切替ピン74はリード溝円筒部43Dの外周面に乗り移り、さらに次の時間経過では、第2切替ピン74は、リード溝円筒部43Dの外周面を乗り越えて、あらためて右シフトリード溝44rにばね75の付勢力により進入する。
 そのため、次回には第2切替ピン74が右シフトリード溝44rに十分に進入したところで、シフト開始変曲部位Paが切替ピンに達し、前記図20に示されたような過程を経て、吸気側カムキャリア43は円滑に右シフトされる。
 したがって、第2切替ピン74の先端は、シフト溝側壁面Fazに衝接することがなく、ばね75に付勢されて特定シフト溝側壁部Tabの傾斜外周面に摺接されるので、第2切替ピン74の先端に無理な負荷が集中的に掛かることがなく、第2切替ピン74に加わる負担が小さい。
 以上、図20および図21に示されるように、吸気側カムキャリア43の右シフトリード溝44rに第2切替ピン74が進入するタイミングに関係なく、常に第2切替ピン74に加わる負担が小さく、吸気側カムキャリア43を円滑に右方にシフトすることができる。
 左シフトリード溝44lと右シフトリード溝44rのそれぞれに別個の定常リード溝を並設するのではなく、左シフトリード溝44lと右シフトリード溝44rの間に定常リード溝44cを1本並設するので、リード溝円筒部43Dの軸方向幅を抑制してカムキャリア43の大型化を防止することができる。
 シフト中間部位Pbが、シフト開始変曲部位Paから軸方向に右シフトリード溝44rのリード溝幅Wの略半分以上離れた軸方向位置にあるので、特定シフト溝側壁部Tabの概ね直角三角形状をなす傾斜外周面Sの軸方向幅をリード溝幅Wの略半分以上の大きさにまで徐々に拡大して、傾斜外周面Sの上に進入した第2切替ピン74が傾斜外周面Sを踏み外す可能性を少なくしており、第2切替ピン74が傾斜外周面Sを踏み外すことによる第2切替ピン74の先端の周縁部に負荷が集中的に掛かることを可及的に回避して、第2切替ピン74に加わる負担を軽減することができる。
 傾斜外周面Sにおけるシフト開始変曲部位Paのリード溝円筒部43Dの外周面からの深さdが、リード溝深さDの半分以上あるので、特定シフト溝側壁部Tabの傾斜外周面Sの傾斜角度を大きく設定することが容易にでき、よって、回転するシフトリード溝のシフト溝側壁面Fazのシフト開始変曲部位Paが第2切替ピン74に達したときに、シフト溝側壁面Fazが切替ピンの先端に衝接しても、衝接の直後から第2切替ピン74の進行に加えて、特定シフト溝側壁部Tabの傾斜外周面Sの急傾斜により、第2切替ピン74のシフト溝側壁面Fazとの摺接面積が急増するため、第2切替ピン74に加わる負担を小さくすることができる。
 以上、第2切替ピン74が右シフトリード溝44rに係合して、吸気側カムキャリア43を軸方向右側に移動させるときの傾斜外周面Sを有する特定シフト溝側壁部Tabの作用および効果を説明したが、第1切替ピン73が左シフトリード溝44lに係合して吸気側カムキャリア43を軸方向左側に移動させるときも、左シフトリード溝44lのシフト溝側壁部Tazに形成された特定シフト溝側壁部Tabは、同様に作用し同様の効果を奏することができる。
 また、排気側カムキャリア53のシフトについても、シフトリード溝54r,55lの各シフト溝側壁部Tazに形成された特定シフト溝側壁部Tabは、同様に作用し同様の効果を奏することができる。
 なお、吸気側カムキャリア43は、カムプロファイルの異なる低速側カムロブ43Aと高速側カムロブ43Bの共通の基礎円が吸気バルブ41に作用する吸気側カムキャリア43の回動角度内で、シフト溝側壁面Fazが切替ピン73,74に摺接してシフト可能に構成されている。
 したがって、低速側カムロブ43Aと高速側カムロブ43Bの共通の基礎円が吸気バルブ41に作用しているときに、吸気側カムキャリア43を支障なくシフトさせることができる。
 排気側カムキャリア53についても同様に構成されている。
 カムキャリアのリード溝円筒部の変形例を、図22に示し説明する。
 図22には、カムシャフト90に摺動自在に嵌合するカムキャリア91のリード溝円筒部91Dのみを示しており、リード溝円筒部91Dは、前記吸気側カムキャリア43と同様に、定常リード溝92cと定常リード溝92cから左右に枝分かれした左シフトリード溝92lと右シフトリード溝92rが形成され、さらにシフトリード溝92l,92rの各シフト溝側壁部Tazに、傾斜外周面Sを有する特定シフト溝側壁部Tab(図22で格子ハッチで示す部分)が形成されている。
 図22に示すリード溝円筒部91Dは、左シフトリード溝92lの溝側壁面F,Fのうち第1切替ピンに摺接して押圧される側の溝側壁面Fを備える左側壁94Lと、右シフトリード溝92rの溝側壁面F,Fのうち第2切替ピンに摺接して押圧される側の溝側壁面Fを備える右側壁94Rと、さらに、定常リード溝92cを構成する両側の側壁93L,93Rとを、すべて同時に切削加工して形成したものである。
 定常リード溝92cを構成する両側の側壁93L,93Rは先細になった先端側壁部Tc,Tcを備え、先端側壁部Tc,Tcおよび両側の左右側壁94L,94Rには、前記特定シフト溝側壁部Tabに形成された傾斜外周面Sと同一周面上に傾斜外周面Sc,Sc,Sl,Srが形成されている。
 左右シフトリード溝44l,44rの外側の特定シフト溝側壁部Tab,Tabの傾斜外周面S,Sおよび左右シフトリード溝44l,44rの内側の先端側壁部Tc,Tcの傾斜外周面Sc,Scは、リード溝円筒部91Dの同じ周方向位置にあって、同一周面上に形成されており、4つの傾斜外周面S,S,Sc,Scを、1つの切削加工具により同時に加工形成することができる。
 すなわち、特定シフト溝側壁部Tab,Tabの傾斜外周面S,Sを、1つの切削加工具により同時に加工形成することが容易にでき、製造コストを削減することができる。
 以上、本発明に係る実施の形態に係る可変動弁装置について説明したが、本発明の態様は、上記実施の形態に限定されず、本発明の要旨の範囲で、多様な態様で実施されるものを含むものである。
 E…内燃機関、M…変速機、
 3…シリンダヘッド、3A,3B…筒状部、3c…動弁室、
 40…可変動弁装置、
 41…吸気バルブ、42…吸気側カムシャフト、42A…左側フランジ部,42B…ジャーナル部、42C…右側フランジ部、42D…スプライン軸部、
 43…吸気側カムキャリア、43A…低速側カムロブ、43B…高速側カムロブ、43C…被軸受円筒部、43D…リード溝円筒部、43E…右端円筒部、44…リード溝、44c…定常リード溝、44l…左シフトリード溝、44r…右シフトリード溝、
 51…排気バルブ、52…排気側カムシャフト、52A…左側フランジ部,52B…ジャーナル部、52C…右側フランジ部、52D…スプライン軸部、
 53…排気側カムキャリア、53A…低速側カムロブ、53B…高速側カムロブ、53C…被軸受円筒部、53D…リード溝円筒部、53E…リード溝円筒部、54…左側リード溝、54c…定常リード溝、54r…右シフトリード溝、55…右側リード溝、55c…定常リード溝、55l…左シフトリード溝、
 70…吸気側カム切替機構、71…吸気側切替駆動シャフト、71C…カム面、72…吸気ロッカアーム、73…第1切替ピン、74…第2切替ピン、75…コイルばね、Ca…直動カム機構、
 80…排気側カム切替機構、81…排気側切替駆動シャフト、81C,81C…カム面、82…排気ロッカアーム、83…第1切替ピン、84…第2切替ピン、85…コイルばね、Cb,Cc…直動カム機構、
 Faz…シフト溝側壁面、Pa…シフト開始変曲部位、Pb…シフト中間部位、Pz…シフト終了変曲部位、
 Taz…シフト溝側壁部、Tab…特定シフト溝側壁部、S…傾斜外周面、
 90…カムシャフト、91…カムキャリア、91D…リード溝円筒部、92c…定常リード溝、92l…左シフトリード溝、92r…右シフトリード溝、93L,93R…側壁、94L…左側壁、94R…右側壁、Tc…先端側壁部、Sc…傾斜外周面。

Claims (5)

  1.  内燃機関(E)のシリンダヘッド(3)に回転自在に支持されたカムシャフト(42, 52)と、
     前記カムシャフト(42, 52)の外周に相対回転を禁止され軸方向に移動可能に嵌合する円筒状部材であって、外周面にカムプロファイルの異なる複数のカムロブ(43A,43B; 53A,53B)が軸方向に隣接して形成されるとともに、溝底面(G)と同溝底面(G)の両側の溝側壁面(F1,F2)とでチャンネル状に構成されるシフトリード溝(44l,44r; 54l,55r)が形成されたリード溝円筒部(43D; 53D)を一体に備えたカムキャリア(43; 53)と、
     前記シフトリード溝(44l,44r; 54l,55r)に係合・離脱可能に進退する切替ピン(73,74; 83,84)と、
     前記切替ピン(73,74; 83,84)がばね(75; 85)により付勢されて進行して前記シフトリード溝(44l,44r; 54l,55r)に係合することにより前記カムキャリア(43; 53)が回転しながら軸方向に案内されてシフトし、内燃機関(E)のバルブ(41; 51)に作用する前記カムロブ(43A,43B; 53A,53B)が切替えられるカム切替機構(70)と、
     を備えた可変動弁装置において、
     前記リード溝円筒部(43D; 53D)における前記シフトリード溝(44l,44r; 54l,55r)の前記切替ピン(73,74; 83,84)に摺接して押圧される側の前記溝側壁面(F1)には、前記カムキャリア(43; 53)がシフトを開始するシフト開始変曲部位(Pa)からシフトを終了するシフト終了変曲部位(Pz)までの間のシフト溝側壁面(Faz)が形成されており、
     前記シフト溝側壁面(Faz)における前記シフト開始変曲部位(Pa)から前記シフト終了変曲部位(Pz)までの間の所定部位にシフト中間部位(Pb)が設定され、
     前記リード溝円筒部(43D; 53D)には、周方向で前記シフト開始変曲部位(Pa)と前記シフト終了変曲部位(Pz)との間の前記シフト溝側壁面(Faz)を壁面として有するシフト溝側壁部(Taz)が形成され、
     前記シフト溝側壁部(Taz)には、前記シフト開始変曲部位(Pa)の軸方向位置(Xa)より軸方向で前記シフト中間部位(Pb)側で、かつ前記シフト中間部位(Pb)の周方向位置(Yb)より周方向で前記シフト開始変曲部位(Pa)に延びる領域に特定シフト溝側壁部(Tab)が形成され、
     前記特定シフト溝側壁部(Tab)は、前記シフト中間部位(Pb)の周方向位置(Yb)より前記溝底面(G)に向けて周方向に徐々に深くなって前記シフト開始変曲部位(Pa)に至る傾斜外周面(S)が形成されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
  2.  前記カムキャリア(43)の前記リード溝円筒部(43D)には、軸方向の定位置で周方向に一周する定常リード溝(44c)が、前記シフトリード溝(44l,44r)と軸方向に隣り合って並設され、
     前記シフトリード溝(44l,44r)は、前記シフト終了変曲部位(Pz)で前記定常リード溝(44c)に合流することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の可変動弁装置。
  3.  前記シフト中間部位(Pb)は、前記シフト開始変曲部位(Pa)から軸方向に前記シフトリード溝(44l,44r)のリード溝幅(W)の半分以上離れた軸方向位置にあることを特徴とする請求項1または請求項2記載の内燃機関の可変動弁装置。
  4.  前記傾斜外周面(S)の前記シフト開始変曲部位(Pa)における前記リード溝円筒部(43D)の外周面からの深さ(d)は、リード溝深さ(D)の半分以上あることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項記載の内燃機関の可変動弁装置。
  5.  カムプロファイルの異なる複数の前記カムロブ(43A,43B)の共通の基礎円がバルブ(41)に作用する前記カムキャリア(43)の回動角度内で、前記シフト溝側壁面(Faz)が前記切替ピン(73,74)に摺接可能に前記リード溝円筒部(43D)に形成されることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項記載の内燃機関の可変動弁装置。
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