可变气门机构的制作方法

本发明涉及一种用于例如发动机的气门系统或类似物的可变气门机构，并且具体地，涉及一种切换凸轮的可变气门机构，其中，通过使凸轮单元沿轴向方向(凸轮轴向方向)滑动来选择多个凸轮中的任意一个凸轮，该凸轮单元围绕凸轮轴设置。

背景技术：

通常，作为能够改变发动机的进气门或排气门的升降特性的可变气门机构，广泛使用能够连续地改变气门正时的可变气门正时(variablevalvetiming(vvt))。此外，如日本专利申请公开no.2010-520395(jp2010-520395a)中所描述的，例如，公众已知一种切换凸轮式的可变气门机构，其中，设置有多个凸轮的凸轮架(凸轮单元)围绕凸轮轴设置，并且通过使凸轮架沿凸轮轴的轴向方向滑动来选择凸轮中的任意一个凸轮。

在根据常规示例的可变气门机构中，在凸轮架的外周上设置有螺旋导引凹槽，并且伺服机构的接合元件(下文称为转换销)从外侧与该导引凹槽接合。在该构造中，当凸轮架与凸轮轴作为一个整体旋转时，转换销沿着导引凹槽相对运动。这事实上保持导引凹槽与转换销之间的接合，并且因此，凸轮架沿着凸轮轴向方向滑动。

更具体地，如图8中所示，常规示例中的导引凹槽g整体上构造成y形状，使得形成于凸轮架c的外周上而沿周向方向延伸的s形状的凹槽g1和反向的s形状的凹槽g2彼此相接。当凸轮架c朝向图8中的左侧移动时，转换销p插入s形状的凹槽g1中，并且转换销p沿着凹槽g1朝向图8中的右侧相对移动。

技术实现要素：

存在使发动机的气门系统结构紧凑的需求(即，存在减小发动机的气门系统的尺寸的需求)。然而，在常规示例的凸轮架c中，y形状的导引凹槽g的宽度倾向于是较大的，这导致难以减小气门系统的尺寸。原因如下。即，如图9的展开图中所示，当s表示在使用s形状的凹槽g1和反向的s形状的凹槽g2的情况下用于凸轮之间的切换的滑动量并且d表示转换销p的直径时，该y形状的导引凹槽g需要至少2×s+d的宽度。

此外，在常规示例中，为了使凸轮架c移至左侧，需要使转换销p与s形状的凹槽g1相接合，并且为了使凸轮架c移至右侧，需要使转换销p与反向的s形状的凹槽g2相接合。因此，这需要两个伺服机构，或者需要复杂的结构以通过一个伺服机构来操作两个转换销p。这导致成本增加。

本发明使得能够减小用于发动机等的可变阀机构中的凸轮单元的尺寸，并同时抑制成本增加。

在本发明的一方面中，导引凹槽设置为x形状，其中，一对导引部从导引凹槽的沿着导引凹槽的宽度方向(下文中又称为凹槽宽度方向)的各个侧表面突出以使得该导引部面向彼此。与诸如常规示例中的导引凹槽的y形状的导引凹槽相比，导引凹槽的宽度减小。此外，导引凹槽在宽度方向上分为两个部分，并且该两个部分沿凸轮轴旋转的方向(以及与凸轮轴旋转的方向相反的方向)远离彼此移位，从而允许转换销在该一对导引部之间穿过。

本发明的一方面涉及一种可变气门机构，所述可变气门机构包括：凸轮单元，所述凸轮单元呈筒形形状并且包括多个凸轮，所述凸轮单元围绕凸轮轴设置；以及转换销。通过使所述转换销从外侧与设置在所述凸轮单元的外周上的导引凹槽接合以使所述凸轮单元随着所述凸轮轴的旋转在所述凸轮轴的轴向方向(即，凸轮轴向方向)上滑动而对设置在所述凸轮单元中的所述多个凸轮中的任意一个凸轮进行选择。

所述导引凹槽包括一对导引部，所述一对导引部设置在所述导引凹槽的在所述导引凹槽的宽度方向上的各个侧表面上，所述一对导引部面对彼此突出。所述导引凹槽构造成使得：通过使用所述一对导引部中的位于第一侧上的导引部使所述转换销朝向与所述第一侧相对的第二侧相对移动而使所述凸轮单元朝向所述第一侧滑动；以及通过使用所述一对导引部中的位于所述第二侧上的导引部使所述转换销朝向所述第一侧相对移动而使所述凸轮单元朝向所述第二侧滑动。

所述凸轮单元包括设置成不相对于所述凸轮单元枢转的不可动件以及设置成能够相对于所述凸轮单元枢转的可动件。所述导引凹槽在所述导引凹槽的宽度方向上分成两部分，位于所述第一侧上的所述导引部设置在所述不可动件中，并且位于所述第二侧上的所述导引部设置在所述可动件中。所述可动件能够在第一位置与第二位置之间相对于所述不可动件进行移位，所述第一位置为所述可动件沿所述凸轮轴旋转的方向枢转(即，朝向凸轮旋转方向上的前侧枢转)到达的位置，并且所述第二位置为所述可动件沿与所述凸轮轴旋转的方向相反的方向枢转(即，朝向凸轮旋转方向上的后侧枢转)到达的位置。设置有构造成朝向所述第一位置迫压所述可动件的第一迫压构件。

在如以上所述地构造的可变气门机构中，首先，当凸轮单元的可动件相对于凸轮单元的不可动件移动并且被置于该可动件沿凸轮轴旋转的方向枢转到达的第一位置处时，该转换销与导引凹槽的位于第一侧上的侧表面接合。通过此构造，随着凸轮轴和凸轮单元的旋转，转换销在沿着位于第一侧上的侧表面滑动的同时通过位于第一侧上的导引部而朝向第二侧相对移动。这使得能够使凸轮单元滑向沿(与凹槽宽度方向相同的)凸轮轴向方向的第一侧。

此时，可动件被置于第一位置处，并且位于第二侧上的被设置在可动件中的导引部相对于位于第一侧上的被设置在不可动件中的导引部而移向沿旋转方向的前侧。相应地，该一对导引部之间的距离增大。因此，尽管该导引凹槽的宽度减小，但转换销仍可从该一对导引部之间穿过，从而使得该转换销从导引凹槽的宽度方向上的第一侧相对移动至第二侧。

当该转换销与导引凹槽的位于第二侧上的侧表面接合时，随着凸轮轴和凸轮单元的旋转，该转换销在沿着位于第二侧上的侧表面滑动的同时通过位于第二侧上的导引部而朝向第一侧相对移动。因此，凸轮单元滑向沿凸轮轴向方向的第二侧。此外，当转换销因此按压位于第二侧上的导引部时，可动件枢转向旋转方向上的后侧从而移位至第二位置。由于位于第二侧上的导引部相对于位于第一侧上的导引部而移向沿旋转方向的后侧，因此导引部之间的距离变大。因此，转换销能够从该导引部之间穿过，从而使得该转换销从导引凹槽的宽度方向上的第二侧相对移动至第一侧。

也就是说，当转换销与具有x形状的导引凹槽的位于第一侧上的侧表面或位于第二侧上的侧表面接合并且该转换销通过导引部从第一侧相对移动至第二侧或从第二侧相对移动至第一侧时，能够使凸轮单元以往复运动的方式沿凸轮轴向方向滑动。因此，当凸轮单元的滑动量由s表示并且转换销的直径由d表示时，转换销的相对移动所需的导引凹槽的宽度(沿凸轮轴向方向的长度)约为s+d，并且因此，与需要至少2×s+d的长度的常规示例相比，凸轮单元具有减小的尺寸。

此外，为了使凸轮单元移动至第一侧，转换销与导引凹槽的位于第一侧上的侧表面接合，并且为了使凸轮单元移动至与第一侧相反的第二侧，转换销与导引凹槽的位于第二侧上的侧表面接合。也就是说，当凸轮单元所移向的那一侧改变时，仅转换销所接合的导引凹槽的侧表面改变为位于第一侧上的侧表面或位于第二侧上的侧表面。这样，仅需要一个转换销。因此，与需要两个转换销的常规示例相比，能够实现成本的降低。于是，尽管在凸轮单元中设置有可动件，也能够抑制成本的增加。

相对于不可动件朝向沿旋转方向的前侧迫压可动件的第一迫压构件可以构造成例如通过使用发动机的润滑系统的液压来操作。该第一迫压构件可以由设置在可动件与不可动件之间的弹簧构件构成。这简化了结构，从而有利于抑制成本的增加。

所述一对导引部中的每个导引部可以包括导引表面部分，所述导引表面部分构造成使得所述导引表面部分的突出量从所述导引部的突出端部朝向所述凸轮轴旋转的方向上的前侧逐渐减小；以及面向彼此的所述突出端部之间的距离在所述导引凹槽的宽度方向上可以小于所述转换销的外直径。通过此构造，转换销通过导引凹槽的位于第一侧或第二侧上的侧表面上的导引表面部分而被顺利地导引至突出端部。此外，在突出端部处，转换销的中心容易越过导引凹槽的沿宽度方向的中心位置朝向位于相对侧上的相对的侧表面相对移动。

凸轮轴和凸轮单元中的一者可以设置有朝向该凸轮轴和凸轮单元中的另一者突出的突出部，并且该凸轮轴和凸轮单元中的该另一者可以设置有锁止构件，以使得该锁止构件被第二迫压构件朝向该突出部按压，并且该锁止构件于凸轮单元滑动中的中央位置处移动越过突出部。通过此构造，例如，在凸轮单元从第一侧滑动至第二侧的情况下，当凸轮单元经过中央位置时，锁止构件移动越过突出部，并且在此之后，凸轮单元滑向第二侧而不返回至第一侧。

在根据本发明的以上方面的可变气门机构中，通过使转换销与导引凹槽的位于第一侧或第二侧上的侧表面相接合而使凸轮单元以往复运动的方式滑动。因此，与常规示例中的y形状的导引凹槽相比，所述导引凹槽不需要具有很大的宽度(很大的沿凸轮轴向方向的长度)。因此，能够减小凸轮单元的尺寸(也就是说，凸轮单元具有减小的尺寸)。此外，能够通过一个转换销使凸轮单元以往复运动的方式滑动，从而使得能够抑制成本的增加。

附图说明

下文将参照附图对本发明的示例性实施方式的特征、优势和技术意义及工业意义进行描述，附图中的相同的编号表示相同的元件，在附图中：

图1为发动机的气门系统的示意性构造图，该气门系统设置有根据本发明的实施方式的可变气门机构；

图2为以放大的方式示出进气侧气门系统的一部分的立体图，该部分涉及给定的气缸；

图3为围绕进气凸轮轴设置的凸轮单元的横截面图；

图4为凸轮单元的纵剖面的视图；

图5为示出由凸轮单元的可动件的枢转导致的导引凹槽的变化的视图；

图6为示出由转换销与导引凹槽之间的接合导致的凸轮单元朝向第一侧的滑动的视图；

图7为与图5对应的、示出凸轮单元朝向第二侧的滑动的视图；

图8为示出常规示例中的设置在凸轮架中的y形状的导引凹槽的立体图；以及

图9为示出常规示例中的导引凹槽的所需宽度的展开视图。

具体实施方式

下文将参照附图描述实施方式，在该实施方式中，本发明应用于发动机的气门系统。作为示例，本发明实施方式的发动机1为直列式四缸汽油发动机1。如图1中示意性地示出，四个气缸——即第一气缸至第四气缸3(#1至#4)——沿气缸体(未示出)的纵向方向布置，即沿发动机1的前后方向(图1中的箭头所指示的左右方向)。

当从图1中的上方看时，凸轮壳体2被置于发动机1的上部(气缸盖)中，从而容置用于进气门10和排气门11的气门系统。也就是说，如图1中的虚线所表示的，沿发动机1的前后方向排成一行的四个气缸3各自设置有两个进气门10和两个排气门11，该两个进气门10和两个排气门11分别由进气凸轮轴12和排气凸轮轴13驱动。

进气凸轮轴12和排气凸轮轴13中的每一者的前端(图1中的左端)设置有能够连续地改变气门正时的可变气门正时系统(vvt)14。此外，进气凸轮轴12设置有凸轮切换机构(本发明的可变气门机构的示例)，该凸轮切换机构通过在驱动进气门10的凸轮41和42之间进行切换来改变进气门10的升降特性(参见图2)。该凸轮切换机构设置用于每个气缸3。

图2以放大的方式示出作为示例的第二气缸3(#2)。如图2所示，针对各个气缸3中的两个进气门10中的每一个进气门都设置有具有不同的轮廓的两个凸轮41、42，以使得两个凸轮41、42中的任意一个凸轮经由摇臂15来驱动对应的进气门10。两个凸轮41、42设置为在进气凸轮轴12的轴线x的方向(凸轮轴向方向)上彼此邻接。在图2中，位于左侧(第一侧)上的凸轮41为具有相对较小的凸轮凸角的低升程凸轮41，并且位于右侧(第二侧)上的凸轮42为具有相对较大的凸轮凸角的高升程凸轮42。

低升程凸轮41的基圆与高升程凸轮42的基圆具有相同的直径并且形成为彼此连续的弧形表面。图2示出如下的状态：其中，选择了低升程凸轮41，摇臂15的辊15a接触低升程凸轮41的基圆区域，并且辊15a通过进气门10的气门弹簧10a的反作用力而被按压抵靠低升程凸轮41。在摇臂15的辊15a如此接触该基圆区域的状态下，进气门10不提升。

当进气凸轮轴12沿箭头r指示的方向旋转时，低升程凸轮41的凸轮凸角按压辊15a而向下推动摇臂15，尽管在此未示出。这引起摇臂15根据凸轮凸角的轮廓来驱动进气门10，并且因此，如图2中的虚线所示，进气门10克服气门弹簧10a的反作用力而提升。

在本实施方式中，如以上所述，经由摇臂15提升进气门10的凸轮在低升程凸轮41和高升程凸轮42之间切换。也就是说，除图2之外，还如图3和图4中所示，两个凸轮41、42一体地形成为环形并且沿其轴线x的方向配装至圆筒形套筒43的端部，从而构成凸轮单元4。凸轮单元4(套筒43)以可滑动的方式绕进气凸轮轴12设置。

如在图3中的垂直于轴线x的横截面中所示出的，在凸轮单元4的套筒43的内周上形成有键槽内齿，该键槽内齿与形成于进气凸轮轴12的外周上的键槽外齿相啮合。也就是说，凸轮单元4(套筒43)通过键槽连接至进气凸轮轴12。凸轮单元4与进气凸轮轴12一体旋转，并且凸轮单元4在进气凸轮轴12上沿轴线x的方向滑动从而使得凸轮单元4切换至低升程位置或高升程位置。

此外，如图3和图4中所示，在套筒43的在轴线x的方向上的第二侧(图4中的右侧)中形成有直径减小部43a，并且绕直径减小部43a设置有环形的可动件44。也就是说，套筒43为不能相对于凸轮单元4枢转的不可动件(即，设置成不相对于凸轮单元4枢转的不可动件)，并且可动件44配装至套筒43以使得可动件44能够相对于凸轮单元4枢转(即，可动件44设置成可相对于凸轮单元4枢转)。如图3所示，在套筒43与可动件44之间设置有螺旋弹簧45，并且该螺旋弹簧45通过螺旋弹簧45的弹性力迫压可动件44使得可动件44相对于套筒43朝向进气凸轮轴12旋转的方向(下文又称为凸轮旋转方向)上的前侧枢转。

更具体地，在套筒43的直径减小部43a的外周上形成有沿周向方向延伸的凹槽43b，凹槽44a形成在可动件44的内周上而面向凹槽43b，从而形成用于螺旋弹簧45的容置腔。螺旋弹簧45的一端(凸轮旋转方向上的前端)接触可动件44上的凹槽44a的一端，并且螺旋弹簧45的另一端(凸轮旋转方向上的后端)接触套筒43上的凹槽43b的另一端以使得可动件44被螺旋弹簧45的弹性力朝向凸轮旋转方向上的前侧迫压。

为了使如此构造的凸轮单元4沿着进气凸轮轴12在轴线x的方向上滑动，如下文所述，在凸轮单元4的外周上设置有待与转换销51接合的导引凹槽46。如图5以及图2至图4所示，导引凹槽46设置成在凸轮单元4的整个外周上沿周向方向延伸，并且一对导引部46a、46b突出成面向彼此。导引部46a、46b设置在导引凹槽46的在导引凹槽46的宽度方向(与x轴向方向相同，并且在下文中又称为凹槽宽度方向)上的各个侧表面上。导引部46a、46b设置为大致呈x形状。

也就是说，如图2所示，每个气缸3设置有致动器5并且致动器5设置成布置在进气凸轮轴12的上方。致动器5构造成用以驱动转换销51以使得转换销51往复运动(即，转换销51前进和后退)。由凸轮壳体2经由例如沿轴线x的方向延伸的支柱52来支承致动器5。致动器5通过电磁螺线管来驱动转换销51。当致动器5处于通电状态时，转换销51朝向导引凹槽46移动(即，转换销51前进)以与导引凹槽46接合。

当转换销51前进而与导引凹槽46的位于宽度方向上的第一侧或第二侧上的侧表面接合时，转换销51随着进气凸轮轴12的旋转在凸轮单元4的外周上沿周向方向相对移动并且还在导引凹槽46的宽度方向上移动，即，以斜对的方式移动，随后将参照图6对此进行描述。此时，凸轮单元4实际上在相对于转换销51旋转的同时沿轴线x的方向相对于转换销51滑动。

例如，如图2中所示，在凸轮单元4被置于低升程位置处的情况下，当致动器5开启时，转换销51前进并且与导引凹槽46的位于轴线x的方向上的第一侧(图2中的左侧)上的侧表面接合。随着进气凸轮轴12如箭头r所指示的那样旋转，转换销51沿着导引凹槽46的位于第一侧上的侧表面相对移动，并且因此，转换销51实际上朝向图中的左侧按压凸轮单元4使得凸轮单元4滑动。

此外，在本实施方式中，导引凹槽46设置在凸轮单元4的套筒43和可动件44上。也就是说，导引凹槽46于凹槽宽度方向上的中心处被分成位于套筒43侧(左侧)上的和位于可动件44侧(右侧)上的两个部分，如图5所示。如上文参照图3等描述的，当可动件44相对于套筒43枢转时，导引凹槽46的两个侧表面之间的位置关系改变。

下文中，在参照图5和图6进行描述的情况下，导引凹槽46的沿宽度方向(轴线x的方向)的第一侧被称作左侧，并且第二侧被称作右侧，以便于描述。首先，如图5的中央所示，位于导引凹槽46的左右侧表面上的导引部46a、46b包括导引表面部46a2、46b2，导引表面部46a2、46b2构造成使得导引表面部46a2、46b2的突出量从各自的突出端部46a1、46b1朝向凸轮旋转方向上的前侧(图中的上侧)逐渐减小。此外，面向彼此的突出端部46a1、46b1之间的在凹槽宽度方向上的距离d0小于转换销51的外直径d(参见图6中的下侧)。

需指出的是，如以上参照图3所描述的，可动件44可相对于凸轮单元4的套筒43枢转，并且可动件44在第一位置与第二位置之间枢转。第一位置为在图5中的上侧所示的、可动件44沿凸轮旋转方向相对于套筒43向前枢转所到达的位置。第二位置为在图5中的下侧所示的、可动件44沿凸轮旋转方向相对于套筒43向后枢转所到达的位置。此外，由螺旋弹簧45朝向凸轮旋转方向上的前侧即朝向第一位置迫压可动件44。

因此，如图5中的上侧所示，位于导引凹槽46的右侧侧表面上的导引部46b的突出端部46b1相对于位于左侧侧表面上的导引部46a的突出端部46a1被置于沿凸轮旋转方向的前侧。由于突出端部46a1、46b1在沿着凸轮旋转方向的前后方向上这样远离彼此移位，因此，面向彼此的突出端部46a1、46b1之间的距离d大于沿凹槽宽度方向的距离d0，更具体地，大于转换销51的外直径d。

因此，在本实施方式中，如以下将参照图6进行的描述，当转换销51与导引凹槽46的右侧侧表面或左侧侧表面接合而使凸轮单元4滑动时，转换销51在该一对导引部46a、46b之间(即，突出端部46a1、46b1之间)穿过。也就是说，例如，如图6中的上侧所示，当转换销51与的导引凹槽46的左侧侧表面接合时，转换销51随着进气凸轮轴12和凸轮单元4的旋转、沿着左侧导引表面部46a2滑动并且如图6中的中央所示到达突出端部46a1。

然后，转换销51在两个突出端部46a1、46b1之间穿过，两个突出端部46a1、46b1定位成使得两个突出端部46a1、46b1之间的距离d较大，并且如图6中的下侧所示，转换销51朝向导引凹槽46的右侧相对移动。当转换销51沿导引凹槽46的宽度方向相对移动时，凸轮单元4滑动。为了从低升程凸轮41切换至高升程凸轮42，凸轮单元4滑过两个凸轮41、42之间的距离s(在轴线x方向上的长度)。

也就是说，如图6中的下侧所示，需要使转换销51在凸轮单元4的外周表面上向右侧的相对移动量与两个凸轮41、42之间的距离s相等。因此，当转换销51的直径为d时，导引凹槽46的宽度(在轴线x方向上的长度)需要设定为约s+d，以使凸轮单元4滑动而从低升程凸轮41切换为高升程凸轮42。

在本实施方式中，锁止机构6设置用以在将低升程凸轮41切换为高升程凸轮42或将高升程凸轮42切换为低升程凸轮41时保持凸轮单元4的位置(低升程位置或高升程位置)。也就是说，如图4所示，两个环形凹槽43c、43d并排形成在凸轮单元4的套筒43的内周表面上的沿轴线x方向(图4中的左右方向)的中央附近，并且，形成为保持在两个环形凹槽43c、43d之间的环形突出部43e大体设置在沿轴线x方向的中央。

锁止构件61以可伸缩的方式设置在进气凸轮轴12的外周上以在凸轮单元4被置于低升程位置或高升程位置处时与环形凹槽43c、43d中的对应的一个环形凹槽相接合。例如，锁止构件61为锁止球。锁止构件61被容置在孔部12a中并且被螺旋弹簧62向外按压，该孔部12a具有圆形截面形状并且开在进气凸轮轴12的外周表面上。也就是说，锁止构件61被从进气凸轮轴12的孔部12a按压向套筒43的内周表面，套筒43设置在锁止构件61的径向外侧并且面向锁止构件61。

对于这种构造，如图4中的上侧所示，当凸轮单元4被置于沿轴线x方向的第二侧(图4中的右侧)上的低升程位置处时，锁止构件61与环形凹槽43c接合。如图4中的下侧所示，当凸轮单元4被置于沿轴线x方向的第一侧(图4中的左侧)上的高升程位置处时，锁止构件61与环形凹槽43d接合。此外，如以上参照图6进行的描述，当凸轮单元4从低升程位置滑动至高升程位置时，锁止机构6中的锁止构件61移动越过环形突出部43e。

也就是说，随着凸轮单元4的滑动，锁止机构61首先被环形突出部43e向下推压并且克服螺旋弹簧62的弹性力而向下移动远离环形凹槽43c。尽管未示出，但是当凸轮单元4经过低升程位置与高升程位置之间的中央位置时，锁止机构61移动越过环形突出部43e，并且随后，锁止机构61通过螺旋弹簧62的弹性力而配合至环形凹槽43d中。因此，凸轮单元4进一步朝向左侧滑动。

需指出的是，在本实施方式中，导引凹槽46的深度如图3所示在与导引部46b相对应的部分处最大，并且深度从该部分沿周向方向向远处逐渐减小。深度朝向凸轮旋转方向上的前侧减小的部分46c为引入区域46c，在该引入区域46c中，转换销51开始与导引凹槽46接合，而深度朝向凸轮旋转方向上的后侧减小的部分46d为引出区域46d，在该引出区域46d中，转换销51从导引凹槽46中退出。

下文参照图6和图7对凸轮切换机构的操作进行描述。首先，在发动机1的操作期间，当如以上参照图2所描述的选择低升程凸轮41时，经由摇臂15驱动的进气门10的升程和持续时间相对较小。此时，如图6中的上侧所示，凸轮单元4中的可动件44被置于第一位置处，并且凸轮单元4的右侧导引部46b相对于左侧导引部46a被置于凸轮旋转方向上的前侧(图6中的上侧)。

当在此状态下开启致动器5以切换至高升程凸轮42时，转换销51前进从而与导引凹槽46的左侧侧表面接合。在此情况下，初步使转换销51前进到引入区域46c中，引入区域46c形成为相对较浅以使得转换销51的末端压靠导引凹槽46的底表面(即，引入区域46c的底表面)。因此，随着进气凸轮轴12的旋转，转换销51逐步推进而顺利地与导引凹槽46的左侧侧表面接合。

如图6中从上侧至中央所示，当凸轮单元4进一步旋转时，转换销51在导引凹槽46的左侧侧表面上的导引表面部46a2上滑动，并且因此，转换销51到达导引部46a的突出端部46a1。同时，转换销51实际上经由导引表面部46a2而将凸轮单元4朝向左侧按压以使凸轮单元4滑动。因此，与凸轮单元4的套筒43的内周上的环形凹槽43c相接合的锁止构件61(参见图4中的上侧)被环形突出部43e向下推压。

也就是说，如图6中的中央所示，当转换销51到达导引部46a的突出端部46a1时，转换销51的中心越过导引凹槽46的沿宽度方向的中心位置朝向右侧相对移动，并且此时，锁止构件61移动越过环形突出部43e。已移动越过环形突出部43e的锁止构件61通过螺旋弹簧62的弹性力而配合至环形凹槽43d中。因此，凸轮单元4进一步朝向左侧滑动。

因此，如图6中从中央到下侧所示，转换销51在面向彼此的突出端部46a1、46b1之间穿过并且从导引凹槽46的左侧相对移动至右侧。尽管未示出，当凸轮单元4因此滑动至高升程位置时，摇臂15被高升程凸轮42向下推压。因此，进气门10操作成使得进气门10的升程和持续时间较大。需指出的是，在凸轮单元4从低升程位置滑动至高升程位置时，摇臂15的辊15a被按压抵靠低升程凸轮41和高升程凸轮42的基圆区域。

如以上所述已相对移动至导引凹槽46的右侧侧表面的转换销51随着凸轮单元4的旋转而移动远离导引部46b，如图6中的下侧所示。如果致动器5在此时关闭，则转换销51逐渐移动回导引凹槽46的引出区域46d并且缩回至其中转换销51不与导引凹槽46接合的位置处。因此，在此之后，直到致动器5被再次开启以使转换销51前进，转换销51才与导引凹槽46相互干涉。

随后，参照图7对从高升程凸轮42切换至低升程凸轮41的操作(即，在已经如上文所述地选择了高升程凸轮42并且将凸轮从高升程凸轮42切换至低升程凸轮41的情况下实施的操作)进行描述。在图7中同样，将导引凹槽46的沿宽度方向(轴线x方向)的第一侧称作左侧，并且将第二侧称作右侧，以便于描述。由于凸轮单元4被置于高升程位置处，因此当致动器5开启时，转换销51前进并且如图7中的上侧所示与导引凹槽46的右侧侧表面接合。

随后，如图7中的中央所示，随着进气凸轮轴12和凸轮单元4的旋转，转换销51沿着导引凹槽46的右侧侧表面上的导引表面部46b2滑动，从而向右侧按压凸轮单元4并使凸轮单元4向右侧滑动。此时，转换销51朝向右侧按压导引表面部46b2，并且另外，转换销51朝向凸轮旋转方向上的后侧(图7中的下侧)按压导引表面部46b2。因此，可动件44克服螺旋弹簧45的弹性力而朝向凸轮旋转方向上的后侧枢转。

如图7中的下侧所示，当可动件44因此而枢转时，位于导引凹槽46的右侧侧表面上的导引部46b被置于第二位置(另参见图5中的下侧)，即相对于左侧侧表面上的导引部46a位于凸轮旋转方向上的后侧。因此，突出端部46a1、46b1在沿着凸轮旋转方向的前后方向上远离彼此移位，并且因此，面向彼此的突出端部46a1、46b1之间的距离变得较大，并且转换销51在突出端部46a1、46b1之间穿过。

当转换销51在导引部46a、46b的突出端部46a1、46b1之间穿过时，锁止构件61以与凸轮单元4的位置从低升程位置切换至高升程位置的方式类似的方式移动越过环形突出部43e而配合至位于凸轮单元4的套筒43的内周上的环形凹槽43c中。因此，凸轮单元4进一步滑向右侧，使得已从突出端部46a1、46b1之间穿过的转换销51相对移动至导引凹槽46的左侧。

尽管未示出，但是当凸轮单元4因此从高升程位置滑动至低升程位置时，摇臂15被低升程凸轮41向下推压。因此，进气门10操作成使得进气门10的升程和持续时间较小。需指出的是，当转换销51如上文所述在突出端部46a1、46b1之间穿过并因此停止按压右侧导引表面部46b2时，可动件44通过螺旋弹簧45的弹性力而沿凸轮旋转方向向前枢转并且返回至第一位置。

在上述本实施方式的可变气门机构中，包括低升程凸轮41和高升程凸轮42的凸轮单元4围绕进气凸轮轴12设置，并且转换销51与设置在凸轮单元4的外周上的导引凹槽46接合以使凸轮单元4朝向轴线x方向上的第一侧(一侧)或第二侧(另一侧)滑动。因此，通过选择低升程凸轮41和高升程凸轮42中的一者，进气门10的升程可以在低升程状态和高升程状态之间切换。

当凸轮单元4朝向轴线x方向上的第一侧或第二侧滑动时，转换销51与导引凹槽46的位于沿宽度方向的第一侧上的侧表面接合或与导引凹槽46的位于沿宽度方向的第二侧上的侧表面接合，并且转换销51通过位于第一侧上的导引部46a而从第一侧相对移动至第二侧，或者转换销51通过位于第二侧上的导引部46b而从第二侧相对移动至第一侧，从而能够使凸轮单元4沿轴线x方向以往复运动的方式朝向第一侧和第二侧滑动。

因此，如以上参照图6所述，当凸轮单元4的滑动量由s表示并且转换销51的直径由d表示时，转换销51的相对运动所需的导引凹槽46的宽度(沿轴线x方向的长度)为大约s+d，该宽度小于相关技术(即，常规示例)中的y形状的导引凹槽g(参见图8)的宽度(2×s+d)。因此，凸轮单元4具有减小的尺寸。

此外，为了使凸轮单元4移动至沿轴线x方向的第一侧，转换销51与导引凹槽46的位于第一侧上的侧表面接合，并且为了使凸轮单元4移动至与该第一侧相反的沿轴线x方向的第二侧，转换销51与导引凹槽46的位于第二侧上的侧表面接合。也就是说，当凸轮单元4所移向的那一侧改变时，仅转换销51所接合的导引凹槽46的侧表面改变为位于第一侧上的侧表面或位于第二侧上的侧表面。因此，仅需要一个转换销51。就此而言，与需要两个转换销的示例(上文参照图8和图9描述的常规示例)相比，能够实现成本的降低，并且尽管在凸轮单元4中设置有可动件44，也能够抑制成本的增加。

此外，在本实施方式中，位于导引凹槽46的各个侧表面上的导引部46a、46b的突出端部46a1、46b1之间的距离(沿凹槽宽度方向的距离d0)小于转换销51的外直径d。因此，当转换销51到达突出端部46a1、46b1时，转换销51的中心相对移动越过导引凹槽46的沿宽度方向的中心位置，并且此时，凸轮单元4经过滑动的中心位置。因此，此时，在凸轮单元4的锁止机构6中，锁止构件61移动越过环形突出部43e，并且凸轮单元4在此之后不返回至其初始侧。

本发明不局限于上述实施方式中所描述的构造。上述实施方式仅为示例，并且本发明的构造、目的等不局限于上述实施方式中的那些。例如，在上述实施方式中，导引凹槽46设置在凸轮单元4的套筒43的外周上、在沿轴线x方向的中央附近的位置处。然而，本发明不局限于此构造，并且导引凹槽46可以设置成接近第一侧或第二侧上的端部。

此外，在上述实施方式中，导引凹槽46设置在套筒43的外周上，然而，本发明不局限于此构造，并且导引凹槽46可以设置在与套筒43分开形成的筒状构件的外周上，并且该筒状构件可以连接至套筒43的位于第一侧或第二侧上的端部。在此情况下，凸轮单元4除了包括低升程凸轮41、高升程凸轮42和套筒43之外还包括筒状构件。

此外，在上述实施方式中，凸轮单元4的套筒43为不可动件，并且可动件44围绕设置于套筒43中的直径减小部43a设置。然而，本发明不局限于此构造。例如，不可动件可以与套筒43分开形成并且配合至套筒43。

此外，在上述实施方式的凸轮单元4中，导引凹槽46于沿宽度方向的中心处划分。然而，本发明不局限于此构造，并且导引凹槽46可以在较中心更接近第一侧或第二侧的位置处划分。此外，位于导引凹槽46的各个侧表面上的该一对导引部46a、46b的突出端部46a1、46b1之间的沿凹槽宽度方向的距离d0小于转换销51的外直径d。然而，本发明不局限于此构造，并且沿凹槽宽度方向的距离d0可以大于转换销51的外直径d。

此外，在上述实施方式中的凸轮单元4中，螺旋弹簧45被用作第一迫压构件，该第一迫压构件相对于套筒43朝向沿凸轮旋转方向的前侧迫压可动件44。然而，该第一迫压构件可以是不同于螺旋弹簧的其他弹簧构件，并且该第一迫压构件不局限于弹簧构件。例如，可动件44可以构造成利用发动机1的润滑系统的液压相对于套筒43朝向沿凸轮旋转方向的前侧被迫压。

此外，上述实施方式涉及用以对发动机1的双顶置凸轮轴(doubleoverheadcamshaft(dohc))型气门系统中的进气门10的升降特性进行切换的凸轮切换机构。然而，本发明不局限于此结构，并且本发明还可以应用于切换排气门11的升降特性的凸轮切换机构。此外，该气门系统不局限于dohc型气门系统，并且本发明还可以应用于单顶置凸轮轴(sohc)型气门系统。

在本发明中，凸轮单元可以构造成紧凑结合在切换凸轮的可变气门机构中。因此，例如，当本发明应用于设置在汽车中的发动机时，本发明是非常有效的。