可變氣門機構的製作方法

2023-05-24 08:20:12 2

本發明涉及用於例如發動機等的氣門系統中的可變氣門機構。

背景技術：

可連續地改變氣門正時的可變氣門正時(VVT)機構被用作可以改變發動機的進氣門或排氣門的升程特性的可變氣門機構。PCT申請No.2010-520395的日文公開(JP-A-2010-520395)描述了一種切換凸輪式機構，該切換凸輪式機構構造成使得包括多個凸輪的凸輪架(凸輪單元)圍繞凸輪軸設置，並且通過使凸輪架沿凸輪軸的軸向方向(凸輪軸向方向)滑動來選擇所述凸輪中的任意凸輪。

在上述可變氣門機構中，在凸輪架的外周上設置有螺旋導引槽，並且伺服機構的接合元件(以下稱作轉換銷)與凸輪架的螺旋導引槽接合。通過這種構型，當凸輪架與凸輪軸一體地旋轉時，轉換銷沿著螺旋導引槽相對移動。因此，凸輪架實際上沿凸輪軸向方向滑動從而維持導引槽與轉換銷之間的接合。

如圖8中所示，螺旋導引槽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。當凸輪架C朝向圖8中的左側移動時，轉換銷P插入S形槽g1中，從而轉換銷P沿著槽g1朝向圖中的右側相對移動。此外，如圖9的展開圖所示，Y形導引槽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量，並且D指示轉換銷P的直徑。

技術實現要素：

同時，發動機的氣門系統要求具有緊湊化。在上述凸輪架C中，「Y」形導引槽G的寬度無疑會變大，這樣會有礙緊湊化。

此外，在上述技術中，為了使凸輪架C向左側移動，需要轉換銷P與S形槽g1接合，而為了使凸輪架C移動到右側，需要另一轉換銷P與反S形槽g2接合。由於這個原因，需要兩套伺服機構，或者通過一套伺服機構來操作兩個轉換銷P的結構變得複雜，這樣導致成本增加。

本發明提供了一種在用於發動機等的可變氣門機構中在實現凸輪單元的緊湊化的同時抑制了成本的增加的技術。

本發明的一方面提供了一種可變氣門機構，所述可變氣門機構包括凸輪軸、凸輪單元、導引部分和轉換銷。所述凸輪單元呈筒形形狀並且圍繞所述凸輪軸設置。所述凸輪單元包括多個凸輪。所述凸輪單元構造成隨著所述凸輪軸的旋轉而在凸輪軸向方向上滑動從而選擇所述多個凸輪中的一個凸輪。所述凸輪軸向方向為所述凸輪軸的軸向方向。所述導引部分設置在所述凸輪單元的外周上。所述轉換銷構造成從外部與所述導引部分接合。所述導引部分包括導板、第一止擋件和第二止擋件。所述導板設置在所述凸輪單元的所述外周上而使得所述導板沿所述凸輪單元的周向方向延伸。所述導板包括位於所述導板的基部側的第一部分以及位於所述導板的梢部側的第二部分，所述第二部分從所述第一部分沿所述凸輪軸的旋轉方向延伸。所述導板在所述第一部分處以樞轉的方式受支承。所述導板構造成進行擺動而使得所述第二部分向所述凸輪軸向方向上的第一側和第二側中的一側傾斜。所述第一止擋件構造成從所述第一側與所述第二部分抵接而使得所述第一止擋件保持所述導板處於以預定角度朝向所述第一側傾斜的第一位置。所述第二止擋件構造成從所述第二側與所述第二部分抵接而使得所述第二止擋件保持所述導板處於以預定角度朝向所述第二側傾斜的第二位置。所述第一部分包括兩個臂，所述兩個臂分別朝向所述第一側和所述第二側突出。所述兩個臂構造成通過與所述轉換銷接合而使所述導板擺動。

在如上所述構造的可變氣門機構中，首先，在導板位於凸輪單元的外周上的第一位置處的情況下，當轉換銷從外部與導板接合時，隨著凸輪單元的旋轉，轉換銷在導板的第二側面上從梢部側滑動至基部側，從而經由導板使凸輪單元朝向第一側滑動。然後，轉換銷與導板的從基部側部分朝向第二側突出的臂接合，以使導板朝向第二位置擺動。

此外，在導板位於第二位置的時候，轉換銷在導板的第一側面上從梢部側滑動至基部側以使凸輪單元朝向第二側滑動。此後，轉換銷與導板的從基部側部分朝向第一側突出的臂接合，以使導板朝向第一位置擺動。

也就是說，導板傾斜的方向在第一位置與第二位置之間變化，從而通過導板與轉換銷之間的接合使凸輪單元以往復運動的方式朝向凸輪軸向方向上的第一側和第二側滑動。此時，轉換銷在凸輪單元的外周上朝向凸輪軸向方向上的第一側和第二側相對地往復運動。

因此，當用以切換凸輪的凸輪單元的滑動量由S指示並且轉換銷的直徑由D指示時，轉換銷在凸輪單元的外周上的相對移動需要的沿凸輪軸向方向的長度大致為S+D。因此，與需要至少2×S+D的長度的相關技術相比，實現了凸輪單元的緊湊化。

此外，導板傾斜的方向在凸輪單元朝向沿凸輪軸向方向的第一側移動的時候與凸輪單元朝向第二側即上述第一側的相反側移動的時候這二者之間有所不同。因此，僅需要一個轉換銷與導板接合。就此而言，與需要兩個轉換銷的相關技術相比能夠實現成本的降低，並且即使設置有位置發生改變的導板，也能夠抑制成本的增加。

在所述可變氣門機構中，所述第一止擋件可以構造成以使所述導板朝向所述第一側以銳角傾斜的狀態保持處於所述第一位置的所述導板下。所述第二止擋件可以構造成以使所述導板朝向所述第二側以銳角傾斜的狀態保持處於所述第二位置的所述導板。因為傾斜角度較小，因此可以減小轉換銷沿著導板的側面滑動時產生的摩擦力。鑑於此，優選的是傾斜角度為例如45°或更小。

在所述可變氣門機構中，所述第二部分可以包括位於所述第一側的第一側面以及位於所述第二側的第二側面。所述第一側面可以設置有第一抵接表面，所述第一抵接表面構造成與所述第一止擋件進行面接觸；並且，所述第二側面設置有第二抵接表面，所述第二抵接表面構造成與所述第二止擋件進行面接觸。通過該構型，當抵接表面中的任一者與第一止擋件和第二止擋件中相應的一者發生面接觸時，能夠使導板穩定地保持處於第一位置和第二位置中的相應位置。

所述可變氣門機構還可包括球構件和偏壓構件。所述導板可以包括突出部。所述球構件可以構造成與所述突出部抵接。所述偏壓構件可以構造成將所述球構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。所述球構件可以構造成當所述導板被偏壓成相對於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按壓所述第一傾斜表面以將所述導板朝向所述第一位置偏壓。所述球構件可以構造成當所述導板被偏壓成相對於所述中間位置更靠近所述第二位置時按壓所述第二傾斜表面以將所述導板朝向所述第二位置偏壓。

依照根據本發明的可變氣門機構，與轉換銷接合的導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運動的方式朝向凸輪軸向方向上的第一側和第二側滑動。因此，不像相關技術中的Y形導槽那樣需要大的寬度(沿凸輪軸向方向的長度)，從而實現了凸輪單元的緊湊化。此外，能夠通過同一轉換銷使凸輪單元朝向第一側和第二側滑動，由此使得能夠抑制成本的增加。

附圖說明

下面將參照附圖對本發明的示例性實施方式的特徵、優點以及技術和工業意義進行描述，相同的附圖標記在附圖中表示相同的元件，並且在附圖中:

圖1是配備有根據實施方式的可變氣門機構的發動機氣門系統的示意性構型圖；

圖2是以放大的方式示出了給定缸體中的根據實施方式的進氣側氣門系統的立體圖；

圖3是根據實施方式的繞進氣凸輪軸設置的凸輪單元的橫截面圖；

圖4A是根據實施方式的鎖定機構的縱向截面的視圖；

圖4B是根據實施方式的鎖定機構的縱向截面的視圖；

圖5是示意性地示出了根據實施方式的凸輪切換機構的主要部分的視圖，並且實線指示了導板處於第一位置的情況而虛線指示了導板處於第二位置的情況；

圖6A是描述凸輪單元通過轉換銷與導板之間的接合而滑動的視圖；

圖6B是描述根據實施方式的凸輪單元通過轉換銷與導板之間的接合而滑動的視圖；

圖6C是描述根據實施方式的凸輪單元通過轉換銷與導板之間的接合而滑動的視圖；

圖7是根據實施方式的用以偏壓導板的機構的說明性視圖；

圖8是示出了相關技術中設置在凸輪架中的Y形導引槽的立體圖；以及

圖9是示出了相關技術中導引槽所需的寬度的展開圖。

具體實施方式

以下將參照附圖對本發明的可變氣門機構應用於發動機的氣門系統的實施方式進行描述。作為示例，本發明實施方式的發動機1為直列式四缸汽油發動機1。如圖1中示意性地示出，四個氣缸——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，即沿發動機1的前後方向(圖1中的箭頭所指示的左右方向)。

當從圖1的上方觀察時，凸輪殼體2設置在發動機1的上部(氣缸蓋)上以容置進氣門10和排氣門11的氣門系統。即如由圖1中的虛線指示的，沿發動機的前後方向排成一行的四個缸體3各自設置有兩個進氣門10和兩個排氣門11，所述兩個進氣門10和兩個排氣門11分別由進氣凸輪軸12和排氣凸輪軸13驅動。

進氣凸輪軸12和排氣凸輪軸13的各自的前端(圖1中的左端)設置有相應的可變氣門正時(VVT)機構14，所述可變氣門正時(VVT)機構14連續地改變氣門正時。進氣凸輪軸12包括凸輪切換機構(可變氣門機構的示例)，該凸輪切換機構通過切換驅動進氣門10的凸輪41、42來改變進氣門10的升程特性(參見圖2)。為每個缸體3均設置有凸輪切換機構。

例如，如以放大的方式示出了第二缸體3(#2)的圖2中所示，為每個缸體3中的兩個進氣門10中的每個進氣門都設置有具有不同輪廓的兩個凸輪41、42，使得兩個凸輪41、42中的任一者經由搖臂15驅動其對應的進氣門10。兩個凸輪41、42沿進氣凸輪軸12的軸線X的方向(凸輪軸向方向)相鄰地設置。在圖2中，左側(第一側)的凸輪41是具有相對較小的凸輪凸角的低升程凸輪41，並且右側(第二側)的凸輪42是具有相對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，並且形成為彼此連續的弧形表面。圖2示出了如下狀態：其中，選擇了低升程凸輪41，並且搖臂15的輥與低升程凸輪41的基圓區域抵接，從而輥15a被進氣門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與基圓區域如此抵接的狀態下，進氣門10不提升。

儘管本文中未示出，但是當進氣凸輪軸12以箭頭R指示的方向旋轉時，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根據凸輪凸角的輪廓驅動進氣門10，使得進氣門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。

接下來將對凸輪切換機構的構型進行描述。在本實施方式中，經由搖臂15來提升進氣門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，兩個凸輪41、42一體地形成為呈環形形狀並且沿其軸線X方向配裝至筒形套筒43的端部，由此構成凸輪單元4。凸輪單元4(或套筒43)圍繞進氣凸輪軸12可滑動地設置。

如圖3中垂直於軸線X的橫截面所示，在凸輪單元4的套筒43的內周形成有花鍵內齒，並且花鍵的內齒與形成在進氣凸輪軸12的外周上的花鍵外齒嚙合。即，凸輪單元4(套筒43)與進氣凸輪軸12花鍵接合，並且凸輪單元4與進氣凸輪軸12一體地旋轉和在進氣凸輪軸12上沿軸線X方向滑動。由於所述滑動，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，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置有用於導引轉換銷51的導板45，如以下所描述的。如圖3中所示，導板45沿周向方向延伸同時大致沿著凸輪單元4的外周表面彎曲。此外，如稍後將描述的，導板45擺動以向軸線X方向上的第一側或第二側傾斜。

即，如圖2中所示，每個缸體3設置有構造成以往復運動的方式驅動轉換銷51的致動器5，且致動器5設置為布置在進氣凸輪軸12的上方。致動器5經由沿軸線X方向延伸的支柱52被凸輪殼體2支承。致動器5通過電磁螺線管驅動轉換銷51，並且在通電狀態下轉換銷51進給以與導板45接合。

當轉換銷51向前移動而與導板45接合時，隨著進氣凸輪軸12的旋轉轉換銷51在凸輪單元4的外周表面上沿周向方向相對移動，並且還沿著導板45朝向沿軸線X方向的第一側移動，即斜對地移動。以下將參照圖5、圖6對此進行描述。此時，凸輪單元4實際上相對於轉換銷51沿軸線X方向滑動同時相對於轉換銷51旋轉。

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

此外，為了使轉換銷51與導板45如此平順地接合，在導板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，並且外直徑朝向沿周向方向遠離導板45的基部端45a(沿進氣凸輪軸12旋轉的方向R位於後側的基部側部分)和遠離導板45的梢部端45b的一側逐漸地增大。

外直徑朝向沿周向方向遠離導板45的梢部端45b的那一側增加的部分是轉換銷51與導板45接合的時候的導入區域43a。當轉換銷51在導入區域43a中向前移動使得其末端被壓抵套筒43的外周表面時，隨著進氣凸輪軸12的旋轉轉換銷51逐漸地向前移動，從而使得轉換銷51與導板45平順地接合。

與此同時，外直徑朝向沿周向方向遠離導板45的基部端45a的那一側增加的部分是導出區域43b，在該導出區域43b中轉換銷51離開導板45後退。在導出區域43b中，隨著進氣凸輪軸12的旋轉，轉換銷51的末端逐漸地被套筒43的外周表面推回。當致動器5關斷時，轉換銷51回退至轉換銷不與導板45接合的位置。

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

在下文中，在參照圖5進行描述的情況下，為了方便起見沿軸線X方向的第一側和第二側分別也被稱作左側和右側。在如上所述擺動的導板45的梢部端45b的左側形成有抵接表面45c，從而使得抵接表面45c與高升程凸輪42的位於其左側的側面進行面接觸。由此，導板45被穩定地保持處於基於凸輪單元4的外周上的與軸線X垂直的方向(圖5中上下方向)以預定角度(銳角，優選例如25°至45°)向左傾斜的第一位置處。

類似地，在導板45的梢部端45b的右側形成有抵接表面45d，以與低升程凸輪41的位於其右側的側面進行面接觸。由此，導板45也被穩定地保持處於以預定角度θ向右傾斜的第二位置處。換句話說，在該實施方式中，兩個凸輪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板45的梢部側的抵接表面45c、45d相抵接從而保持導板45。

通過這種構型，如圖5中實線指示的，在導板45位於第一位置的情況下，當轉換銷51與導板45的右側側面接合時，隨著進氣凸輪軸12和凸輪單元4的旋轉，轉換銷51在凸輪單元4的外周表面上沿周向方向相對移動，並且還沿著導板45朝向沿軸線X方向的第一側移動，即如圖中箭頭指示的斜對地移動。

此時，如稍後參照圖6A至圖6C進行描述的，隨著凸輪單元4的旋轉轉換銷51從右側按壓導板45。由此，實際上轉換銷51通過這樣使凸輪單元4向左滑動。為了通過使凸輪單元4如上所述滑動從而從低升程凸輪41切換至高升程凸輪42，凸輪單元4僅滑動所述兩個凸輪41、42之間的距離S(沿軸線X方向的尺寸)。

即，如圖5中所示，轉換銷51在凸輪單元4的外周表面上向右側(沿軸線X方向的第二側)的相對移動量與兩個凸輪41、42之間的距離S相同。因此，如圖5中所示，當轉換銷51的直徑為D時，為了如上所述使凸輪單元4滑動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)應該設定成在凸輪單元4的外周表面上沿軸線X方向大約為S+D。

在該實施方式中，設置有鎖定機構6，以在將低升程凸輪41切換至高升程凸輪42或將高升程凸輪42切換至低升程凸輪41時保持凸輪單元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)上的中央並排形成有兩個環形槽43c、43d，並且形成為保持在兩個環形槽43c、43d之間的環形突出部43e大致安置在沿軸線X方向的中央。

鎖定構件61以可伸縮的方式布置在進氣凸輪軸12的外周上，從而在凸輪單元4位於低升程位置或高升程位置時與環形槽43c、43d中對應的一個環形槽接合。例如，鎖定構件61是鎖定球。鎖定構件61容置在孔12a中並且被螺旋彈簧62向外按壓，該孔12a呈圓形截面形狀並且開口於進氣凸輪軸12的外周表面上。即，鎖定構件61被從進氣凸輪軸12的孔12a徑向向外地按壓向與其相對的套筒43的內周表面。

由此，如圖4A中所示，當凸輪單元4位於沿軸線X方向的第二側(圖4A中右側)的低升程位置時，鎖定構件61與環形槽43c接合，從而保持凸輪單元4的位置。此外，如圖4B中所示，當凸輪單元4位於在沿軸線X方向的第一側(圖4B中左側)的高升程位置時，鎖定構件61與環形槽43d接合，從而保持凸輪單元4的位置。

再次參照圖5，導板45的基部端45a設置有臂45e、45f以與轉換銷51接合併且在凸輪單元4如上所述滑動之後使導板45擺動。這些臂45e、45f從導板45的基部端45a分別向左和向右突出，並且具有與導板45的相應側面連續的逐漸凹入的彎曲表面。凹入的彎曲表面的曲率與轉換銷51的外周表面的曲率大致相同。

在轉換銷51與布置在第一位置處的導板45的右側側面接合併且使凸輪單元4如上所述向左滑動之後，轉換銷51與導板45的基部端45a的右臂45f接合，從而沿凸輪單元4旋轉的方向向後按壓右臂45f(圖5中的下側)，如稍後參照圖6A至圖6C描述的。由此，導板45繞基部端45a的主軸46擺動從而切換至第二位置。

應指出的是，當導板45布置在如圖5中的虛線指示的第二位置處時，轉換銷51可以與導板45的左側側面接合，從而使凸輪單元4向右滑動，但本文中未示出。此後，在圖5中，轉換銷51與導板45的基部端45a的左臂45e接合，從而將左臂45e向下按壓。因而，導板45擺動從而切換至第一位置。

本實施方式的導板45還設置有用於將導板45朝向要如上所述切換的第一位置和第二位置偏壓的機構。即，如示出沿著圖5中的線VII-VII截取的截面的圖7中的上側所示，導板45的基部端45a設置有突出部45g，該突出部45g具有三角形截面並且朝向凸輪單元4的套筒43的外周表面突出(圖7中向下)。

突出部45g的梢部位於導板45的沿其縱向方向的中心線上，並且在沿導板45的寬度方向的第一側(圖7中左側)和第二側(圖7的右側)分別具有第一傾斜表面45g1和第二傾斜表面45g2。當導板45在第一位置與第二位置之間切換時，在套筒43的外周上可伸縮地設置的球構件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，球構件47容置於孔43f中並且被螺旋彈簧48(彈簧構件)向外按壓，該孔43f具有圓形截面形狀並且開口於凸輪單元4的套筒43的外周表面上。如圖7中上側所示，當導板45被偏壓靠近第一位置(靠近圖中右側)時，球構件47按壓突出部45g的第一傾斜表面45g1(圖中左側傾斜表面)，從而將導板45朝第一位置偏壓。

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

以下將參照圖5至圖7對凸輪切換機構的操作進行描述。首先，在發動機1的運行期間，當如上文參照圖2描述的選擇低升程凸輪41時，經由搖臂15驅動的進氣門10的升程量和工作角度相對較小。此時，如圖5中所示，凸輪單元4中的導板45位於第一位置，並且其梢部側向沿軸線X方向的第一側(在下文中稱作左側)傾斜。

當在該狀態下開啟致動器5以切換至高升程凸輪42時，如圖6A中所示轉換銷51進給從而與導板45的在沿軸線X方向的第二側(以下稱為右側)上的側面接合。更具體地，轉換銷51的梢部端首先與凸輪單元4的套筒43的外周上的導入區域43a抵接，並且隨著凸輪單元4的旋轉逐漸地向前移動，從而使得轉換銷51與導板45平順地接合。

如圖6B至圖6C中所示，當凸輪單元4進一步旋轉時，轉換銷51在導板45的右側側面上滑動，並且因此，轉換銷51經由導板45按壓凸輪單元4以滑動方式向左。此時，在凸輪單元4的鎖定機構6中，如圖4A中所示與在凸輪單元4(套筒43)的內周表面上的環形槽43c接合的鎖定構件61移動越過環形突出部43e，然後如圖4B中所示移動至相鄰的環形槽43d。

當凸輪單元4如上所述滑動至高升程位置時，通過高升程凸輪42壓抵輥15a將搖臂15向下推。因此，進氣門10以大升程量和大工作角度運行。應指出的是，當凸輪單元4從低升程位置滑動至高升程位置時，搖臂15的輥15a被壓抵低升程凸輪41和高升程凸輪42的基圓區域。

此外，當凸輪單元4從低升程位置滑動至高升程位置時，轉換銷51沿著導板45的右側側面滑動。此後，如圖6B中所示，轉換銷51與導板45的基部端45a的右臂45f接合從而按壓右臂45f。由此，導板45繞基部端45a的主軸46擺動從而如圖6C中所示被切換至第二位置。

此外，如圖7中所示，當導板45從第一位置切換至第二位置時，導板45的基部端45a中設置的突出部45g移動越過球構件47。即，如圖7中上側所示，當導板45位於第一位置處時，球構件47按壓突出部45g的第一傾斜表面45g1，從而將導板45朝向第一位置偏壓。

如圖7的中間部分所示，當導板45如上所述擺動時，突出部45g克服螺旋彈簧48的按壓力向下推動球構件47，並且移動越過球構件47。此後，如圖7中下側所示，當導板45切換至第二位置時，球構件47按壓突出部45g的第二傾斜表面45g2，從而導板45被朝向第二位置偏壓。

在導板45如上所述切換至第二位置之後，隨著凸輪單元4的旋轉，轉換銷51如圖6C中所示與導板45的臂45f分離，並且隨後與導板45的基部端45a分離。當致動器5在此時被關斷時，轉換銷51被逐漸地推回凸輪單元4的外周表面上的導出區域43b中，並且回退至轉換銷51不與導板45接合的位置。於是，在那之後，直至致動器5再次開啟以使轉換銷51進給，轉換銷51都不幹涉導板45。

儘管省略了詳細的說明，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的狀態下開啟致動器5時，轉換銷51向前移動與處於第二位置的導板45的沿軸線X方向的第一側面接合併且滑動至基部端45a。由此，凸輪單元4在沿軸線X方向的第二側從高升程位置滑動至低升程位置。因此，再次選擇低升程凸輪41，從而使得進氣門10以小升程量和小工作角度運行。

根據如上所述本實施方式的可變氣門機構，包括低升程凸輪41和高升程凸輪42的凸輪單元4圍繞進氣凸輪軸12設置，並且轉換銷51與設置在凸輪單元4的外周上的導板45接合，從而使凸輪單元4朝向沿軸線X方向的第一側或第二側滑動。因此，可以選擇低升程凸輪41和高升程凸輪42中的任一者以使進氣門10的升程特性在低升程狀態與高升程狀態之間改變。

與轉換銷51接合的導板45繞其基部端45a擺動，從而使得導板45進行切換而朝向沿軸線X方向的第一側和第二側中的任一側傾斜。因此，當轉換銷51與導板45接合從而使凸輪單元4以往復運動的方式朝向沿軸線X方向的第一側和第二側滑動時，轉換銷51在凸輪單元4的外周上朝向沿軸線X方向的第二側和第一側相對地往復運動。

由此，如圖5中所示，當凸輪單元4的滑動量由S指示並且轉換銷的直徑由D指示時，導板45在凸輪單元4的外周上擺動的寬度(第一側的高升程凸輪42與第二側的低升程凸輪41之間的距離)大致為S+D，其小於Y形導引槽G(參見圖8)的寬度(2×S+D)。這樣實現了凸輪單元4的緊湊化。

此外，導板45傾斜的方向在凸輪單元4朝向沿軸線X方向的第一側移動的時候與凸輪單元4朝向第二側即上述第一側的相反側移動的時候這二者之間是不同的。因此，僅需要一個轉換銷51與導板45接合。就此而言，與需要兩個轉換銷的情況(參照圖8和圖9如上描述的相關技術)相比可以實現成本的降低，並且即使設置有導板45，也不會導致成本的增加。

此外，在該實施方式中，導板45的梢部端45b的兩側形成有抵接表面45c、45d，並且當抵接表面45c、45d中的任一者與低升程凸輪41和高升程凸輪42中的相應一者的側面進行面接觸時，導板45被穩定地保持在第一位置和第二位置中的相應的位置處。此時，導板45的基部端45a的突出部45g被球構件47按壓，從而導板45被朝向第一位置和第二位置中的相應的一個位置偏壓。

由於導板45能夠被如上所述穩定地保持在第一位置或第二位置處，因此可以抑制導板45由於轉換銷51與導板45接合時的衝擊而反彈或振動。此外，還可以抑制過大的力施加於導板45和轉換銷51。

此外，在第一位置和第二位置處，導板45在凸輪單元4的外周表面上沿垂直於軸線X的方向(圖5中上下方向)以預定的角度θ例如25°至45°傾斜。即，由於傾斜角θ不大，因此當與導板45的側面接合的轉換銷51隨著凸輪單元4的旋轉而沿著導板45的側面滑動時引起的摩擦力也很小。

-其他實施方式-本發明並不限於以上實施方式中描述的構型。以上實施方式僅是示例，並不限制本發明的構型、目的等。例如，在以上實施方式中，導板45繞沿軸線X方向的中央設置在凸輪單元4的套筒43的外周上。然而，本發明並不限於此，並且導板45可以布置在靠近第一側或第二側的端部的一側。此外，導板45可以由除基部端45a之外的構件以樞轉的方式支承。

此外，在以上實施方式中，導板45設置在套筒43的外周上。然而，本發明並不限於此，並且導板45可以布置在不同於套筒43的筒形構件的外周上，並且筒形構件可以連接至套筒43的位於第一側或第二側的端部。在該情況下，凸輪單元4構造成除了低升程凸輪41、高升程凸輪42和套筒43之外還包括筒形構件。

此外，在以上實施方式中，在導板45的梢部端45b的兩側的抵接表面45c、45d分別與高升程凸輪42和低升程凸輪41中相應的一者相接觸，從而保持導板45處於第一位置和第二位置中相應的一者處，但是本發明並不限於此。例如，可以在套筒43的外周表面上設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，以上實施方式涉及改變發動機1的DOHC型氣門系統中進氣門10的升程特性的凸輪切換機構。然而，本發明並不限於此，並且本發明還可以應用在用於改變排氣門11的升程特性的凸輪切換機構上。此外，氣門系統並不限於DOHC型氣門系統，並且本發明還可以應用於SOHC型氣門系統。

在本發明中，凸輪單元可以緊湊地構造在切換凸輪式可變氣門機構中。因此，當本發明被應用於設置在例如汽車中的發動機時，本發明是非常有效的。