本發(fā)明涉及用于例如發(fā)動(dòng)機(jī)等的氣門系統(tǒng)中的可變氣門機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

可連續(xù)地改變氣門正時(shí)的可變氣門正時(shí)(VVT)機(jī)構(gòu)被用作可以改變發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門或排氣門的升程特性的可變氣門機(jī)構(gòu)。PCT申請(qǐng)No.2010-520395的日文公開(JP-A-2010-520395)描述了一種切換凸輪式機(jī)構(gòu)，該切換凸輪式機(jī)構(gòu)構(gòu)造成使得包括多個(gè)凸輪的凸輪架(凸輪單元)圍繞凸輪軸設(shè)置，并且通過使凸輪架沿凸輪軸的軸向方向(凸輪軸向方向)滑動(dòng)來選擇所述凸輪中的任意凸輪。

在上述可變氣門機(jī)構(gòu)中，在凸輪架的外周上設(shè)置有螺旋導(dǎo)引槽，并且伺服機(jī)構(gòu)的接合元件(以下稱作轉(zhuǎn)換銷)與凸輪架的螺旋導(dǎo)引槽接合。通過這種構(gòu)型，當(dāng)凸輪架與凸輪軸一體地旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)換銷沿著螺旋導(dǎo)引槽相對(duì)移動(dòng)。因此，凸輪架實(shí)際上沿凸輪軸向方向滑動(dòng)從而維持導(dǎo)引槽與轉(zhuǎn)換銷之間的接合。

如圖8中所示，螺旋導(dǎo)引槽G整體形成為Y形槽，使得形成在凸輪架C的外周上而沿周向方向延伸的S形槽g1和反S形槽g2彼此接合。當(dāng)凸輪架C朝向圖8中的左側(cè)移動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)換銷P插入S形槽g1中，從而轉(zhuǎn)換銷P沿著槽g1朝向圖中的右側(cè)相對(duì)移動(dòng)。此外，如圖9的展開圖所示，Y形導(dǎo)引槽G需要至少2×S+D的寬度。此處，S指示為了通過S形槽g1和反S形槽g2切換凸輪而沿凸輪軸向方向的滑動(dòng)量，并且D指示轉(zhuǎn)換銷P的直徑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門系統(tǒng)要求具有緊湊化。在上述凸輪架C中，“Y”形導(dǎo)引槽G的寬度無疑會(huì)變大，這樣會(huì)有礙緊湊化。

此外，在上述技術(shù)中，為了使凸輪架C向左側(cè)移動(dòng)，需要轉(zhuǎn)換銷P與S形槽g1接合，而為了使凸輪架C移動(dòng)到右側(cè)，需要另一轉(zhuǎn)換銷P與反S形槽g2接合。由于這個(gè)原因，需要兩套伺服機(jī)構(gòu)，或者通過一套伺服機(jī)構(gòu)來操作兩個(gè)轉(zhuǎn)換銷P的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，這樣導(dǎo)致成本增加。

本發(fā)明提供了一種在用于發(fā)動(dòng)機(jī)等的可變氣門機(jī)構(gòu)中在實(shí)現(xiàn)凸輪單元的緊湊化的同時(shí)抑制了成本的增加的技術(shù)。

本發(fā)明的一方面提供了一種可變氣門機(jī)構(gòu)，所述可變氣門機(jī)構(gòu)包括凸輪軸、凸輪單元、導(dǎo)引部分和轉(zhuǎn)換銷。所述凸輪單元呈筒形形狀并且圍繞所述凸輪軸設(shè)置。所述凸輪單元包括多個(gè)凸輪。所述凸輪單元構(gòu)造成隨著所述凸輪軸的旋轉(zhuǎn)而在凸輪軸向方向上滑動(dòng)從而選擇所述多個(gè)凸輪中的一個(gè)凸輪。所述凸輪軸向方向?yàn)樗鐾馆嗇S的軸向方向。所述導(dǎo)引部分設(shè)置在所述凸輪單元的外周上。所述轉(zhuǎn)換銷構(gòu)造成從外部與所述導(dǎo)引部分接合。所述導(dǎo)引部分包括導(dǎo)板、第一止擋件和第二止擋件。所述導(dǎo)板設(shè)置在所述凸輪單元的所述外周上而使得所述導(dǎo)板沿所述凸輪單元的周向方向延伸。所述導(dǎo)板包括位于所述導(dǎo)板的基部側(cè)的第一部分以及位于所述導(dǎo)板的梢部側(cè)的第二部分，所述第二部分從所述第一部分沿所述凸輪軸的旋轉(zhuǎn)方向延伸。所述導(dǎo)板在所述第一部分處以樞轉(zhuǎn)的方式受支承。所述導(dǎo)板構(gòu)造成進(jìn)行擺動(dòng)而使得所述第二部分向所述凸輪軸向方向上的第一側(cè)和第二側(cè)中的一側(cè)傾斜。所述第一止擋件構(gòu)造成從所述第一側(cè)與所述第二部分抵接而使得所述第一止擋件保持所述導(dǎo)板處于以預(yù)定角度朝向所述第一側(cè)傾斜的第一位置。所述第二止擋件構(gòu)造成從所述第二側(cè)與所述第二部分抵接而使得所述第二止擋件保持所述導(dǎo)板處于以預(yù)定角度朝向所述第二側(cè)傾斜的第二位置。所述第一部分包括兩個(gè)臂，所述兩個(gè)臂分別朝向所述第一側(cè)和所述第二側(cè)突出。所述兩個(gè)臂構(gòu)造成通過與所述轉(zhuǎn)換銷接合而使所述導(dǎo)板擺動(dòng)。

在如上所述構(gòu)造的可變氣門機(jī)構(gòu)中，首先，在導(dǎo)板位于凸輪單元的外周上的第一位置處的情況下，當(dāng)轉(zhuǎn)換銷從外部與導(dǎo)板接合時(shí)，隨著凸輪單元的旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)換銷在導(dǎo)板的第二側(cè)面上從梢部側(cè)滑動(dòng)至基部側(cè)，從而經(jīng)由導(dǎo)板使凸輪單元朝向第一側(cè)滑動(dòng)。然后，轉(zhuǎn)換銷與導(dǎo)板的從基部側(cè)部分朝向第二側(cè)突出的臂接合，以使導(dǎo)板朝向第二位置擺動(dòng)。

此外，在導(dǎo)板位于第二位置的時(shí)候，轉(zhuǎn)換銷在導(dǎo)板的第一側(cè)面上從梢部側(cè)滑動(dòng)至基部側(cè)以使凸輪單元朝向第二側(cè)滑動(dòng)。此后，轉(zhuǎn)換銷與導(dǎo)板的從基部側(cè)部分朝向第一側(cè)突出的臂接合，以使導(dǎo)板朝向第一位置擺動(dòng)。

也就是說，導(dǎo)板傾斜的方向在第一位置與第二位置之間變化，從而通過導(dǎo)板與轉(zhuǎn)換銷之間的接合使凸輪單元以往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式朝向凸輪軸向方向上的第一側(cè)和第二側(cè)滑動(dòng)。此時(shí)，轉(zhuǎn)換銷在凸輪單元的外周上朝向凸輪軸向方向上的第一側(cè)和第二側(cè)相對(duì)地往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

因此，當(dāng)用以切換凸輪的凸輪單元的滑動(dòng)量由S指示并且轉(zhuǎn)換銷的直徑由D指示時(shí)，轉(zhuǎn)換銷在凸輪單元的外周上的相對(duì)移動(dòng)需要的沿凸輪軸向方向的長(zhǎng)度大致為S+D。因此，與需要至少2×S+D的長(zhǎng)度的相關(guān)技術(shù)相比，實(shí)現(xiàn)了凸輪單元的緊湊化。

此外，導(dǎo)板傾斜的方向在凸輪單元朝向沿凸輪軸向方向的第一側(cè)移動(dòng)的時(shí)候與凸輪單元朝向第二側(cè)即上述第一側(cè)的相反側(cè)移動(dòng)的時(shí)候這二者之間有所不同。因此，僅需要一個(gè)轉(zhuǎn)換銷與導(dǎo)板接合。就此而言，與需要兩個(gè)轉(zhuǎn)換銷的相關(guān)技術(shù)相比能夠?qū)崿F(xiàn)成本的降低，并且即使設(shè)置有位置發(fā)生改變的導(dǎo)板，也能夠抑制成本的增加。

在所述可變氣門機(jī)構(gòu)中，所述第一止擋件可以構(gòu)造成以使所述導(dǎo)板朝向所述第一側(cè)以銳角傾斜的狀態(tài)保持處于所述第一位置的所述導(dǎo)板下。所述第二止擋件可以構(gòu)造成以使所述導(dǎo)板朝向所述第二側(cè)以銳角傾斜的狀態(tài)保持處于所述第二位置的所述導(dǎo)板。因?yàn)閮A斜角度較小，因此可以減小轉(zhuǎn)換銷沿著導(dǎo)板的側(cè)面滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力。鑒于此，優(yōu)選的是傾斜角度為例如45°或更小。

在所述可變氣門機(jī)構(gòu)中，所述第二部分可以包括位于所述第一側(cè)的第一側(cè)面以及位于所述第二側(cè)的第二側(cè)面。所述第一側(cè)面可以設(shè)置有第一抵接表面，所述第一抵接表面構(gòu)造成與所述第一止擋件進(jìn)行面接觸；并且，所述第二側(cè)面設(shè)置有第二抵接表面，所述第二抵接表面構(gòu)造成與所述第二止擋件進(jìn)行面接觸。通過該構(gòu)型，當(dāng)?shù)纸颖砻嬷械娜我徽吲c第一止擋件和第二止擋件中相應(yīng)的一者發(fā)生面接觸時(shí)，能夠使導(dǎo)板穩(wěn)定地保持處于第一位置和第二位置中的相應(yīng)位置。

所述可變氣門機(jī)構(gòu)還可包括球構(gòu)件和偏壓構(gòu)件。所述導(dǎo)板可以包括突出部。所述球構(gòu)件可以構(gòu)造成與所述突出部抵接。所述偏壓構(gòu)件可以構(gòu)造成將所述球構(gòu)件朝向所述突出部按壓。所述突出部可以包括第一傾斜表面和第二傾斜表面。所述球構(gòu)件可以構(gòu)造成當(dāng)所述導(dǎo)板被偏壓成相對(duì)于所述第一位置與所述第二位置之間的中間位置更靠近所述第一位置時(shí)按壓所述第一傾斜表面以將所述導(dǎo)板朝向所述第一位置偏壓。所述球構(gòu)件可以構(gòu)造成當(dāng)所述導(dǎo)板被偏壓成相對(duì)于所述中間位置更靠近所述第二位置時(shí)按壓所述第二傾斜表面以將所述導(dǎo)板朝向所述第二位置偏壓。

依照根據(jù)本發(fā)明的可變氣門機(jī)構(gòu)，與轉(zhuǎn)換銷接合的導(dǎo)板在第一位置與第二位置之間切換，從而使凸輪單元以往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式朝向凸輪軸向方向上的第一側(cè)和第二側(cè)滑動(dòng)。因此，不像相關(guān)技術(shù)中的Y形導(dǎo)槽那樣需要大的寬度(沿凸輪軸向方向的長(zhǎng)度)，從而實(shí)現(xiàn)了凸輪單元的緊湊化。此外，能夠通過同一轉(zhuǎn)換銷使凸輪單元朝向第一側(cè)和第二側(cè)滑動(dòng)，由此使得能夠抑制成本的增加。

附圖說明

下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的特征、優(yōu)點(diǎn)以及技術(shù)和工業(yè)意義進(jìn)行描述，相同的附圖標(biāo)記在附圖中表示相同的元件，并且在附圖中:

圖1是配備有根據(jù)實(shí)施方式的可變氣門機(jī)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)氣門系統(tǒng)的示意性構(gòu)型圖；

圖2是以放大的方式示出了給定缸體中的根據(jù)實(shí)施方式的進(jìn)氣側(cè)氣門系統(tǒng)的立體圖；

圖3是根據(jù)實(shí)施方式的繞進(jìn)氣凸輪軸設(shè)置的凸輪單元的橫截面圖；

圖4A是根據(jù)實(shí)施方式的鎖定機(jī)構(gòu)的縱向截面的視圖；

圖4B是根據(jù)實(shí)施方式的鎖定機(jī)構(gòu)的縱向截面的視圖；

圖5是示意性地示出了根據(jù)實(shí)施方式的凸輪切換機(jī)構(gòu)的主要部分的視圖，并且實(shí)線指示了導(dǎo)板處于第一位置的情況而虛線指示了導(dǎo)板處于第二位置的情況；

圖6A是描述凸輪單元通過轉(zhuǎn)換銷與導(dǎo)板之間的接合而滑動(dòng)的視圖；

圖6B是描述根據(jù)實(shí)施方式的凸輪單元通過轉(zhuǎn)換銷與導(dǎo)板之間的接合而滑動(dòng)的視圖；

圖6C是描述根據(jù)實(shí)施方式的凸輪單元通過轉(zhuǎn)換銷與導(dǎo)板之間的接合而滑動(dòng)的視圖；

圖7是根據(jù)實(shí)施方式的用以偏壓導(dǎo)板的機(jī)構(gòu)的說明性視圖；

圖8是示出了相關(guān)技術(shù)中設(shè)置在凸輪架中的Y形導(dǎo)引槽的立體圖；以及

圖9是示出了相關(guān)技術(shù)中導(dǎo)引槽所需的寬度的展開圖。

具體實(shí)施方式

以下將參照附圖對(duì)本發(fā)明的可變氣門機(jī)構(gòu)應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門系統(tǒng)的實(shí)施方式進(jìn)行描述。作為示例，本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)1為直列式四缸汽油發(fā)動(dòng)機(jī)1。如圖1中示意性地示出，四個(gè)氣缸——即第一氣缸至第四氣缸3(#1至#4)——沿氣缸體(未示出)的縱向方向布置，即沿發(fā)動(dòng)機(jī)1的前后方向(圖1中的箭頭所指示的左右方向)。

當(dāng)從圖1的上方觀察時(shí)，凸輪殼體2設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)1的上部(氣缸蓋)上以容置進(jìn)氣門10和排氣門11的氣門系統(tǒng)。即如由圖1中的虛線指示的，沿發(fā)動(dòng)機(jī)的前后方向排成一行的四個(gè)缸體3各自設(shè)置有兩個(gè)進(jìn)氣門10和兩個(gè)排氣門11，所述兩個(gè)進(jìn)氣門10和兩個(gè)排氣門11分別由進(jìn)氣凸輪軸12和排氣凸輪軸13驅(qū)動(dòng)。

進(jìn)氣凸輪軸12和排氣凸輪軸13的各自的前端(圖1中的左端)設(shè)置有相應(yīng)的可變氣門正時(shí)(VVT)機(jī)構(gòu)14，所述可變氣門正時(shí)(VVT)機(jī)構(gòu)14連續(xù)地改變氣門正時(shí)。進(jìn)氣凸輪軸12包括凸輪切換機(jī)構(gòu)(可變氣門機(jī)構(gòu)的示例)，該凸輪切換機(jī)構(gòu)通過切換驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門10的凸輪41、42來改變進(jìn)氣門10的升程特性(參見圖2)。為每個(gè)缸體3均設(shè)置有凸輪切換機(jī)構(gòu)。

例如，如以放大的方式示出了第二缸體3(#2)的圖2中所示，為每個(gè)缸體3中的兩個(gè)進(jìn)氣門10中的每個(gè)進(jìn)氣門都設(shè)置有具有不同輪廓的兩個(gè)凸輪41、42，使得兩個(gè)凸輪41、42中的任一者經(jīng)由搖臂15驅(qū)動(dòng)其對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣門10。兩個(gè)凸輪41、42沿進(jìn)氣凸輪軸12的軸線X的方向(凸輪軸向方向)相鄰地設(shè)置。在圖2中，左側(cè)(第一側(cè))的凸輪41是具有相對(duì)較小的凸輪凸角的低升程凸輪41，并且右側(cè)(第二側(cè))的凸輪42是具有相對(duì)較大凸輪凸角的高升程凸輪42。

低升程凸輪41和高升程凸輪42的基圓具有相同的直徑，并且形成為彼此連續(xù)的弧形表面。圖2示出了如下狀態(tài)：其中，選擇了低升程凸輪41，并且搖臂15的輥與低升程凸輪41的基圓區(qū)域抵接，從而輥15a被進(jìn)氣門10的氣門彈簧10a的反作用力按壓抵靠低升程凸輪41。在搖臂15的輥15a與基圓區(qū)域如此抵接的狀態(tài)下，進(jìn)氣門10不提升。

盡管本文中未示出，但是當(dāng)進(jìn)氣凸輪軸12以箭頭R指示的方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，低升程凸輪41的凸輪凸角按壓輥15a從而向下推搖臂15。這樣使得搖臂15根據(jù)凸輪凸角的輪廓驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門10，使得進(jìn)氣門10克服氣門彈簧10a的反作用力而提升，如圖2中的虛線所示。

接下來將對(duì)凸輪切換機(jī)構(gòu)的構(gòu)型進(jìn)行描述。在本實(shí)施方式中，經(jīng)由搖臂15來提升進(jìn)氣門10的凸輪在低升程凸輪41與高升程凸輪42之間切換，如以上所描述的。即，如圖2、圖3、圖4A、圖4B中所示，兩個(gè)凸輪41、42一體地形成為呈環(huán)形形狀并且沿其軸線X方向配裝至筒形套筒43的端部，由此構(gòu)成凸輪單元4。凸輪單元4(或套筒43)圍繞進(jìn)氣凸輪軸12可滑動(dòng)地設(shè)置。

如圖3中垂直于軸線X的橫截面所示，在凸輪單元4的套筒43的內(nèi)周形成有花鍵內(nèi)齒，并且花鍵的內(nèi)齒與形成在進(jìn)氣凸輪軸12的外周上的花鍵外齒嚙合。即，凸輪單元4(套筒43)與進(jìn)氣凸輪軸12花鍵接合，并且凸輪單元4與進(jìn)氣凸輪軸12一體地旋轉(zhuǎn)和在進(jìn)氣凸輪軸12上沿軸線X方向滑動(dòng)。由于所述滑動(dòng)，凸輪單元4在選擇低升程凸輪41的低升程位置與選擇高升程凸輪42的高升程位置之間切換。

為了使凸輪單元4如此滑動(dòng)，在套筒43的外周(凸輪單元4的外周)上在軸線X方向上的中間部分中設(shè)置有用于導(dǎo)引轉(zhuǎn)換銷51的導(dǎo)板45，如以下所描述的。如圖3中所示，導(dǎo)板45沿周向方向延伸同時(shí)大致沿著凸輪單元4的外周表面彎曲。此外，如稍后將描述的，導(dǎo)板45擺動(dòng)以向軸線X方向上的第一側(cè)或第二側(cè)傾斜。

即，如圖2中所示，每個(gè)缸體3設(shè)置有構(gòu)造成以往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換銷51的致動(dòng)器5，且致動(dòng)器5設(shè)置為布置在進(jìn)氣凸輪軸12的上方。致動(dòng)器5經(jīng)由沿軸線X方向延伸的支柱52被凸輪殼體2支承。致動(dòng)器5通過電磁螺線管驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換銷51，并且在通電狀態(tài)下轉(zhuǎn)換銷51進(jìn)給以與導(dǎo)板45接合。

當(dāng)轉(zhuǎn)換銷51向前移動(dòng)而與導(dǎo)板45接合時(shí)，隨著進(jìn)氣凸輪軸12的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換銷51在凸輪單元4的外周表面上沿周向方向相對(duì)移動(dòng)，并且還沿著導(dǎo)板45朝向沿軸線X方向的第一側(cè)移動(dòng)，即斜對(duì)地移動(dòng)。以下將參照?qǐng)D5、圖6對(duì)此進(jìn)行描述。此時(shí)，凸輪單元4實(shí)際上相對(duì)于轉(zhuǎn)換銷51沿軸線X方向滑動(dòng)同時(shí)相對(duì)于轉(zhuǎn)換銷51旋轉(zhuǎn)。

例如，如圖2中所示，在導(dǎo)板45的梢部側(cè)(圖中的上側(cè))朝向軸線X方向上的第一側(cè)(圖中的左側(cè))傾斜的情況下，當(dāng)致動(dòng)器5開啟時(shí)，由此進(jìn)給的轉(zhuǎn)換銷51與導(dǎo)板45的在軸線X方向上的第二側(cè)(圖中的右側(cè))上的側(cè)面接合。隨著進(jìn)氣凸輪軸12如由圖2中箭頭R指示的旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)換銷51將凸輪單元4朝向沿軸線X方向的第一側(cè)(圖中的左側(cè))按壓從而使凸輪單元4滑動(dòng)。

此外，為了使轉(zhuǎn)換銷51與導(dǎo)板45如此平順地接合，在導(dǎo)板45的附近凸輪單元4的套筒43的外周表面的外徑逐漸地變化，如圖3中所示。即，套筒43的外形基本上是如圖3中虛線指示的正圓形狀，并且外直徑朝向沿周向方向遠(yuǎn)離導(dǎo)板45的基部端45a(沿進(jìn)氣凸輪軸12旋轉(zhuǎn)的方向R位于后側(cè)的基部側(cè)部分)和遠(yuǎn)離導(dǎo)板45的梢部端45b的一側(cè)逐漸地增大。

外直徑朝向沿周向方向遠(yuǎn)離導(dǎo)板45的梢部端45b的那一側(cè)增加的部分是轉(zhuǎn)換銷51與導(dǎo)板45接合的時(shí)候的導(dǎo)入?yún)^(qū)域43a。當(dāng)轉(zhuǎn)換銷51在導(dǎo)入?yún)^(qū)域43a中向前移動(dòng)使得其末端被壓抵套筒43的外周表面時(shí)，隨著進(jìn)氣凸輪軸12的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換銷51逐漸地向前移動(dòng)，從而使得轉(zhuǎn)換銷51與導(dǎo)板45平順地接合。

與此同時(shí)，外直徑朝向沿周向方向遠(yuǎn)離導(dǎo)板45的基部端45a的那一側(cè)增加的部分是導(dǎo)出區(qū)域43b，在該導(dǎo)出區(qū)域43b中轉(zhuǎn)換銷51離開導(dǎo)板45后退。在導(dǎo)出區(qū)域43b中，隨著進(jìn)氣凸輪軸12的旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)換銷51的末端逐漸地被套筒43的外周表面推回。當(dāng)致動(dòng)器5關(guān)斷時(shí)，轉(zhuǎn)換銷51回退至轉(zhuǎn)換銷不與導(dǎo)板45接合的位置。

以下將更具體地描述導(dǎo)板45。如圖5中示意性地示出，導(dǎo)板45的基部端45a被配裝在凸輪單元4的套筒43中的主軸46樞轉(zhuǎn)地支承。于是，導(dǎo)板45繞基部端45a擺動(dòng)使得導(dǎo)板45的從基部端45a沿進(jìn)氣凸輪軸12旋轉(zhuǎn)的方向延伸的梢部側(cè)部分(該梢部側(cè)部分位于進(jìn)氣凸輪軸12旋轉(zhuǎn)的方向上的前側(cè))向沿軸線X方向的第一側(cè)或第二側(cè)(圖5中的左側(cè)或右側(cè))傾斜。

在下文中，在參照?qǐng)D5進(jìn)行描述的情況下，為了方便起見沿軸線X方向的第一側(cè)和第二側(cè)分別也被稱作左側(cè)和右側(cè)。在如上所述擺動(dòng)的導(dǎo)板45的梢部端45b的左側(cè)形成有抵接表面45c，從而使得抵接表面45c與高升程凸輪42的位于其左側(cè)的側(cè)面進(jìn)行面接觸。由此，導(dǎo)板45被穩(wěn)定地保持處于基于凸輪單元4的外周上的與軸線X垂直的方向(圖5中上下方向)以預(yù)定角度(銳角，優(yōu)選例如25°至45°)向左傾斜的第一位置處。

類似地，在導(dǎo)板45的梢部端45b的右側(cè)形成有抵接表面45d，以與低升程凸輪41的位于其右側(cè)的側(cè)面進(jìn)行面接觸。由此，導(dǎo)板45也被穩(wěn)定地保持處于以預(yù)定角度θ向右傾斜的第二位置處。換句話說，在該實(shí)施方式中，兩個(gè)凸輪41、42用作第一止擋件和第二止擋件，所述第一止擋件和第二止擋件與導(dǎo)板45的梢部側(cè)的抵接表面45c、45d相抵接從而保持導(dǎo)板45。

通過這種構(gòu)型，如圖5中實(shí)線指示的，在導(dǎo)板45位于第一位置的情況下，當(dāng)轉(zhuǎn)換銷51與導(dǎo)板45的右側(cè)側(cè)面接合時(shí)，隨著進(jìn)氣凸輪軸12和凸輪單元4的旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)換銷51在凸輪單元4的外周表面上沿周向方向相對(duì)移動(dòng)，并且還沿著導(dǎo)板45朝向沿軸線X方向的第一側(cè)移動(dòng)，即如圖中箭頭指示的斜對(duì)地移動(dòng)。

此時(shí)，如稍后參照?qǐng)D6A至圖6C進(jìn)行描述的，隨著凸輪單元4的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換銷51從右側(cè)按壓導(dǎo)板45。由此，實(shí)際上轉(zhuǎn)換銷51通過這樣使凸輪單元4向左滑動(dòng)。為了通過使凸輪單元4如上所述滑動(dòng)從而從低升程凸輪41切換至高升程凸輪42，凸輪單元4僅滑動(dòng)所述兩個(gè)凸輪41、42之間的距離S(沿軸線X方向的尺寸)。

即，如圖5中所示，轉(zhuǎn)換銷51在凸輪單元4的外周表面上向右側(cè)(沿軸線X方向的第二側(cè))的相對(duì)移動(dòng)量與兩個(gè)凸輪41、42之間的距離S相同。因此，如圖5中所示，當(dāng)轉(zhuǎn)換銷51的直徑為D時(shí)，為了如上所述使凸輪單元4滑動(dòng)以從低升程位置切換至高升程位置，沿軸線X方向的尺寸(寬度)應(yīng)該設(shè)定成在凸輪單元4的外周表面上沿軸線X方向大約為S+D。

在該實(shí)施方式中，設(shè)置有鎖定機(jī)構(gòu)6，以在將低升程凸輪41切換至高升程凸輪42或?qū)⒏呱掏馆?2切換至低升程凸輪41時(shí)保持凸輪單元4的位置(低升程位置、高升程位置)。即，如在圖4A、圖4B中所示，在凸輪單元4的套筒43的內(nèi)周表面上靠近軸線X方向(圖4A、圖4B中的左右方向)上的中央并排形成有兩個(gè)環(huán)形槽43c、43d，并且形成為保持在兩個(gè)環(huán)形槽43c、43d之間的環(huán)形突出部43e大致安置在沿軸線X方向的中央。

鎖定構(gòu)件61以可伸縮的方式布置在進(jìn)氣凸輪軸12的外周上，從而在凸輪單元4位于低升程位置或高升程位置時(shí)與環(huán)形槽43c、43d中對(duì)應(yīng)的一個(gè)環(huán)形槽接合。例如，鎖定構(gòu)件61是鎖定球。鎖定構(gòu)件61容置在孔12a中并且被螺旋彈簧62向外按壓，該孔12a呈圓形截面形狀并且開口于進(jìn)氣凸輪軸12的外周表面上。即，鎖定構(gòu)件61被從進(jìn)氣凸輪軸12的孔12a徑向向外地按壓向與其相對(duì)的套筒43的內(nèi)周表面。

由此，如圖4A中所示，當(dāng)凸輪單元4位于沿軸線X方向的第二側(cè)(圖4A中右側(cè))的低升程位置時(shí)，鎖定構(gòu)件61與環(huán)形槽43c接合，從而保持凸輪單元4的位置。此外，如圖4B中所示，當(dāng)凸輪單元4位于在沿軸線X方向的第一側(cè)(圖4B中左側(cè))的高升程位置時(shí)，鎖定構(gòu)件61與環(huán)形槽43d接合，從而保持凸輪單元4的位置。

再次參照?qǐng)D5，導(dǎo)板45的基部端45a設(shè)置有臂45e、45f以與轉(zhuǎn)換銷51接合并且在凸輪單元4如上所述滑動(dòng)之后使導(dǎo)板45擺動(dòng)。這些臂45e、45f從導(dǎo)板45的基部端45a分別向左和向右突出，并且具有與導(dǎo)板45的相應(yīng)側(cè)面連續(xù)的逐漸凹入的彎曲表面。凹入的彎曲表面的曲率與轉(zhuǎn)換銷51的外周表面的曲率大致相同。

在轉(zhuǎn)換銷51與布置在第一位置處的導(dǎo)板45的右側(cè)側(cè)面接合并且使凸輪單元4如上所述向左滑動(dòng)之后，轉(zhuǎn)換銷51與導(dǎo)板45的基部端45a的右臂45f接合，從而沿凸輪單元4旋轉(zhuǎn)的方向向后按壓右臂45f(圖5中的下側(cè))，如稍后參照?qǐng)D6A至圖6C描述的。由此，導(dǎo)板45繞基部端45a的主軸46擺動(dòng)從而切換至第二位置。

應(yīng)指出的是，當(dāng)導(dǎo)板45布置在如圖5中的虛線指示的第二位置處時(shí)，轉(zhuǎn)換銷51可以與導(dǎo)板45的左側(cè)側(cè)面接合，從而使凸輪單元4向右滑動(dòng)，但本文中未示出。此后，在圖5中，轉(zhuǎn)換銷51與導(dǎo)板45的基部端45a的左臂45e接合，從而將左臂45e向下按壓。因而，導(dǎo)板45擺動(dòng)從而切換至第一位置。

本實(shí)施方式的導(dǎo)板45還設(shè)置有用于將導(dǎo)板45朝向要如上所述切換的第一位置和第二位置偏壓的機(jī)構(gòu)。即，如示出沿著圖5中的線VII-VII截取的截面的圖7中的上側(cè)所示，導(dǎo)板45的基部端45a設(shè)置有突出部45g，該突出部45g具有三角形截面并且朝向凸輪單元4的套筒43的外周表面突出(圖7中向下)。

突出部45g的梢部位于導(dǎo)板45的沿其縱向方向的中心線上，并且在沿導(dǎo)板45的寬度方向的第一側(cè)(圖7中左側(cè))和第二側(cè)(圖7的右側(cè))分別具有第一傾斜表面45g1和第二傾斜表面45g2。當(dāng)導(dǎo)板45在第一位置與第二位置之間切換時(shí)，在套筒43的外周上可伸縮地設(shè)置的球構(gòu)件47被壓抵突出部45g的第一傾斜表面45g1或第二傾斜表面45g2。

更具體地，球構(gòu)件47容置于孔43f中并且被螺旋彈簧48(彈簧構(gòu)件)向外按壓，該孔43f具有圓形截面形狀并且開口于凸輪單元4的套筒43的外周表面上。如圖7中上側(cè)所示，當(dāng)導(dǎo)板45被偏壓靠近第一位置(靠近圖中右側(cè))時(shí)，球構(gòu)件47按壓突出部45g的第一傾斜表面45g1(圖中左側(cè)傾斜表面)，從而將導(dǎo)板45朝第一位置偏壓。

相反地，當(dāng)導(dǎo)板45被偏壓靠近第二位置(靠近圖7中左側(cè))時(shí)，球構(gòu)件47按壓突出部45g的第二傾斜表面45g2(圖中右側(cè)傾斜表面)，從而將導(dǎo)板45朝向第二位置偏壓，如圖7下側(cè)所示。當(dāng)導(dǎo)板45接受到由球構(gòu)件47施加至突出部45g的第一傾斜表面45g1的按壓力時(shí)，導(dǎo)板45被朝向第一位置偏壓。此外，當(dāng)導(dǎo)板45接受到由球構(gòu)件47施加至突出部45g的第二傾斜表面45g2的按壓力時(shí)，導(dǎo)板45被朝向第二位置偏壓。

以下將參照?qǐng)D5至圖7對(duì)凸輪切換機(jī)構(gòu)的操作進(jìn)行描述。首先，在發(fā)動(dòng)機(jī)1的運(yùn)行期間，當(dāng)如上文參照?qǐng)D2描述的選擇低升程凸輪41時(shí)，經(jīng)由搖臂15驅(qū)動(dòng)的進(jìn)氣門10的升程量和工作角度相對(duì)較小。此時(shí)，如圖5中所示，凸輪單元4中的導(dǎo)板45位于第一位置，并且其梢部側(cè)向沿軸線X方向的第一側(cè)(在下文中稱作左側(cè))傾斜。

當(dāng)在該狀態(tài)下開啟致動(dòng)器5以切換至高升程凸輪42時(shí)，如圖6A中所示轉(zhuǎn)換銷51進(jìn)給從而與導(dǎo)板45的在沿軸線X方向的第二側(cè)(以下稱為右側(cè))上的側(cè)面接合。更具體地，轉(zhuǎn)換銷51的梢部端首先與凸輪單元4的套筒43的外周上的導(dǎo)入?yún)^(qū)域43a抵接，并且隨著凸輪單元4的旋轉(zhuǎn)逐漸地向前移動(dòng)，從而使得轉(zhuǎn)換銷51與導(dǎo)板45平順地接合。

如圖6B至圖6C中所示，當(dāng)凸輪單元4進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)換銷51在導(dǎo)板45的右側(cè)側(cè)面上滑動(dòng)，并且因此，轉(zhuǎn)換銷51經(jīng)由導(dǎo)板45按壓凸輪單元4以滑動(dòng)方式向左。此時(shí)，在凸輪單元4的鎖定機(jī)構(gòu)6中，如圖4A中所示與在凸輪單元4(套筒43)的內(nèi)周表面上的環(huán)形槽43c接合的鎖定構(gòu)件61移動(dòng)越過環(huán)形突出部43e，然后如圖4B中所示移動(dòng)至相鄰的環(huán)形槽43d。

當(dāng)凸輪單元4如上所述滑動(dòng)至高升程位置時(shí)，通過高升程凸輪42壓抵輥15a將搖臂15向下推。因此，進(jìn)氣門10以大升程量和大工作角度運(yùn)行。應(yīng)指出的是，當(dāng)凸輪單元4從低升程位置滑動(dòng)至高升程位置時(shí)，搖臂15的輥15a被壓抵低升程凸輪41和高升程凸輪42的基圓區(qū)域。

此外，當(dāng)凸輪單元4從低升程位置滑動(dòng)至高升程位置時(shí)，轉(zhuǎn)換銷51沿著導(dǎo)板45的右側(cè)側(cè)面滑動(dòng)。此后，如圖6B中所示，轉(zhuǎn)換銷51與導(dǎo)板45的基部端45a的右臂45f接合從而按壓右臂45f。由此，導(dǎo)板45繞基部端45a的主軸46擺動(dòng)從而如圖6C中所示被切換至第二位置。

此外，如圖7中所示，當(dāng)導(dǎo)板45從第一位置切換至第二位置時(shí)，導(dǎo)板45的基部端45a中設(shè)置的突出部45g移動(dòng)越過球構(gòu)件47。即，如圖7中上側(cè)所示，當(dāng)導(dǎo)板45位于第一位置處時(shí)，球構(gòu)件47按壓突出部45g的第一傾斜表面45g1，從而將導(dǎo)板45朝向第一位置偏壓。

如圖7的中間部分所示，當(dāng)導(dǎo)板45如上所述擺動(dòng)時(shí)，突出部45g克服螺旋彈簧48的按壓力向下推動(dòng)球構(gòu)件47，并且移動(dòng)越過球構(gòu)件47。此后，如圖7中下側(cè)所示，當(dāng)導(dǎo)板45切換至第二位置時(shí)，球構(gòu)件47按壓突出部45g的第二傾斜表面45g2，從而導(dǎo)板45被朝向第二位置偏壓。

在導(dǎo)板45如上所述切換至第二位置之后，隨著凸輪單元4的旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)換銷51如圖6C中所示與導(dǎo)板45的臂45f分離，并且隨后與導(dǎo)板45的基部端45a分離。當(dāng)致動(dòng)器5在此時(shí)被關(guān)斷時(shí)，轉(zhuǎn)換銷51被逐漸地推回凸輪單元4的外周表面上的導(dǎo)出區(qū)域43b中，并且回退至轉(zhuǎn)換銷51不與導(dǎo)板45接合的位置。于是，在那之后，直至致動(dòng)器5再次開啟以使轉(zhuǎn)換銷51進(jìn)給，轉(zhuǎn)換銷51都不干涉導(dǎo)板45。

盡管省略了詳細(xì)的說明，但是與如上所述選擇低升程凸輪41的情況相反，在選擇高升程凸輪42的狀態(tài)下開啟致動(dòng)器5時(shí)，轉(zhuǎn)換銷51向前移動(dòng)與處于第二位置的導(dǎo)板45的沿軸線X方向的第一側(cè)面接合并且滑動(dòng)至基部端45a。由此，凸輪單元4在沿軸線X方向的第二側(cè)從高升程位置滑動(dòng)至低升程位置。因此，再次選擇低升程凸輪41，從而使得進(jìn)氣門10以小升程量和小工作角度運(yùn)行。

根據(jù)如上所述本實(shí)施方式的可變氣門機(jī)構(gòu)，包括低升程凸輪41和高升程凸輪42的凸輪單元4圍繞進(jìn)氣凸輪軸12設(shè)置，并且轉(zhuǎn)換銷51與設(shè)置在凸輪單元4的外周上的導(dǎo)板45接合，從而使凸輪單元4朝向沿軸線X方向的第一側(cè)或第二側(cè)滑動(dòng)。因此，可以選擇低升程凸輪41和高升程凸輪42中的任一者以使進(jìn)氣門10的升程特性在低升程狀態(tài)與高升程狀態(tài)之間改變。

與轉(zhuǎn)換銷51接合的導(dǎo)板45繞其基部端45a擺動(dòng)，從而使得導(dǎo)板45進(jìn)行切換而朝向沿軸線X方向的第一側(cè)和第二側(cè)中的任一側(cè)傾斜。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)換銷51與導(dǎo)板45接合從而使凸輪單元4以往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式朝向沿軸線X方向的第一側(cè)和第二側(cè)滑動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)換銷51在凸輪單元4的外周上朝向沿軸線X方向的第二側(cè)和第一側(cè)相對(duì)地往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

由此，如圖5中所示，當(dāng)凸輪單元4的滑動(dòng)量由S指示并且轉(zhuǎn)換銷的直徑由D指示時(shí)，導(dǎo)板45在凸輪單元4的外周上擺動(dòng)的寬度(第一側(cè)的高升程凸輪42與第二側(cè)的低升程凸輪41之間的距離)大致為S+D，其小于Y形導(dǎo)引槽G(參見圖8)的寬度(2×S+D)。這樣實(shí)現(xiàn)了凸輪單元4的緊湊化。

此外，導(dǎo)板45傾斜的方向在凸輪單元4朝向沿軸線X方向的第一側(cè)移動(dòng)的時(shí)候與凸輪單元4朝向第二側(cè)即上述第一側(cè)的相反側(cè)移動(dòng)的時(shí)候這二者之間是不同的。因此，僅需要一個(gè)轉(zhuǎn)換銷51與導(dǎo)板45接合。就此而言，與需要兩個(gè)轉(zhuǎn)換銷的情況(參照?qǐng)D8和圖9如上描述的相關(guān)技術(shù))相比可以實(shí)現(xiàn)成本的降低，并且即使設(shè)置有導(dǎo)板45，也不會(huì)導(dǎo)致成本的增加。

此外，在該實(shí)施方式中，導(dǎo)板45的梢部端45b的兩側(cè)形成有抵接表面45c、45d，并且當(dāng)?shù)纸颖砻?5c、45d中的任一者與低升程凸輪41和高升程凸輪42中的相應(yīng)一者的側(cè)面進(jìn)行面接觸時(shí)，導(dǎo)板45被穩(wěn)定地保持在第一位置和第二位置中的相應(yīng)的位置處。此時(shí)，導(dǎo)板45的基部端45a的突出部45g被球構(gòu)件47按壓，從而導(dǎo)板45被朝向第一位置和第二位置中的相應(yīng)的一個(gè)位置偏壓。

由于導(dǎo)板45能夠被如上所述穩(wěn)定地保持在第一位置或第二位置處，因此可以抑制導(dǎo)板45由于轉(zhuǎn)換銷51與導(dǎo)板45接合時(shí)的沖擊而反彈或振動(dòng)。此外，還可以抑制過大的力施加于導(dǎo)板45和轉(zhuǎn)換銷51。

此外，在第一位置和第二位置處，導(dǎo)板45在凸輪單元4的外周表面上沿垂直于軸線X的方向(圖5中上下方向)以預(yù)定的角度θ例如25°至45°傾斜。即，由于傾斜角θ不大，因此當(dāng)與導(dǎo)板45的側(cè)面接合的轉(zhuǎn)換銷51隨著凸輪單元4的旋轉(zhuǎn)而沿著導(dǎo)板45的側(cè)面滑動(dòng)時(shí)引起的摩擦力也很小。

-其他實(shí)施方式-本發(fā)明并不限于以上實(shí)施方式中描述的構(gòu)型。以上實(shí)施方式僅是示例，并不限制本發(fā)明的構(gòu)型、目的等。例如，在以上實(shí)施方式中，導(dǎo)板45繞沿軸線X方向的中央設(shè)置在凸輪單元4的套筒43的外周上。然而，本發(fā)明并不限于此，并且導(dǎo)板45可以布置在靠近第一側(cè)或第二側(cè)的端部的一側(cè)。此外，導(dǎo)板45可以由除基部端45a之外的構(gòu)件以樞轉(zhuǎn)的方式支承。

此外，在以上實(shí)施方式中，導(dǎo)板45設(shè)置在套筒43的外周上。然而，本發(fā)明并不限于此，并且導(dǎo)板45可以布置在不同于套筒43的筒形構(gòu)件的外周上，并且筒形構(gòu)件可以連接至套筒43的位于第一側(cè)或第二側(cè)的端部。在該情況下，凸輪單元4構(gòu)造成除了低升程凸輪41、高升程凸輪42和套筒43之外還包括筒形構(gòu)件。

此外，在以上實(shí)施方式中，在導(dǎo)板45的梢部端45b的兩側(cè)的抵接表面45c、45d分別與高升程凸輪42和低升程凸輪41中相應(yīng)的一者相接觸，從而保持導(dǎo)板45處于第一位置和第二位置中相應(yīng)的一者處，但是本發(fā)明并不限于此。例如，可以在套筒43的外周表面上設(shè)置突出部分作為第一止擋件和第二止擋件來代替使用凸輪41、42作為第一止擋件和第二止擋件。

此外，以上實(shí)施方式涉及改變發(fā)動(dòng)機(jī)1的DOHC型氣門系統(tǒng)中進(jìn)氣門10的升程特性的凸輪切換機(jī)構(gòu)。然而，本發(fā)明并不限于此，并且本發(fā)明還可以應(yīng)用在用于改變排氣門11的升程特性的凸輪切換機(jī)構(gòu)上。此外，氣門系統(tǒng)并不限于DOHC型氣門系統(tǒng)，并且本發(fā)明還可以應(yīng)用于SOHC型氣門系統(tǒng)。

在本發(fā)明中，凸輪單元可以緊湊地構(gòu)造在切換凸輪式可變氣門機(jī)構(gòu)中。因此，當(dāng)本發(fā)明被應(yīng)用于設(shè)置在例如汽車中的發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，本發(fā)明是非常有效的。