(57)【要約】  この発明は、バルブの開弁特性を変更可能な内燃機関の動弁機構において、部品点数の増加を招くことなく、また、摺動によるフリクション増加を伴うことなく、簡素化された構成を用いてバルブの開弁特性を良好に変更させることを可能とする。  カム１４、１６とバルブ１８との間に配置されたロッカーアーム３２、３４の連結／分離を切り換える切換機構２４を備える。スライドピン５８が切換ピンの退出方向の変位端Ｐｍａｘ２に達した場合に、切換ピン４８、５４Ｌ、５４Ｒに作用するリターンスプリング５６の付勢力を、カムシャフト１２から離れた状態で、スライドピン５８に設けられた切欠部５８ｅとロックピン７０との係合部によって受け止める。
2010052769.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カムとバルブとの間に配置され、当該カムの作用力をバルブに伝達するための複数の伝達部材を有し、当該複数の伝達部材が相互に連結／分離されることによってバルブの開弁特性を変更する可変機構と、
前記複数の伝達部材の連結／分離を切り換える切換手段と、を備え、
前記切換手段は、
前記可変機構に進退自在に取り付けられ、前記複数の伝達部材を連結状態または分離状態とするための切換ピンと、
前記切換ピンをその進出方向に付勢する付勢手段と、
前記切換ピンの進退動作に連動して変位可能であって前記切換ピンを介して前記付勢手段が発する付勢力を受ける変位部材を有し、カムの回転力を利用して前記変位部材を介して前記切換ピンをその退出方向に変位させるピン駆動機構と、を含み、
前記ピン駆動機構は、前記変位部材が前記切換ピンの退出方向の変位端に達した場合に、前記切換ピンに作用する前記付勢手段の付勢力を、カムと連動して回転する回転体から離れた状態で受け止める受止部を更に含むことを特徴とする内燃機関の動弁装置。
【請求項２】
前記複数の伝達部材は、カムにより揺動させられる第１揺動部材と、バルブに連動して揺動する第２揺動部材と、を含み、
前記切換ピンは、前記第１揺動部材および前記第２揺動部材の一方に進退自在に支持され、前記第１揺動部材および前記第２揺動部材の他方に設けられた係合孔に挿脱されることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項３】
前記ピン駆動機構は、
カムと連動して回転する前記回転体の外周面に形成され、前記変位部材の変位を案内する螺旋状溝と、
前記変位部材に設けられ、前記螺旋状溝に挿脱自在な突起部と、
内燃機関の静止部材に固定された固定部と前記変位部材に当接自在な当接部とを有し、前記当接部を前記変位部材に当接させることによって前記突起部を前記螺旋状溝に挿入させる挿入制御手段と、を更に含み、
前記受止部は、前記変位部材と前記当接部の間に設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項４】
前記変位部材が前記変位端に達した場合に、前記変位部材と前記当接部とが係合することを受けて、前記突起部が前記回転体から離れることを特徴とする請求項３記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項５】
前記当接部は、前記変位部材に当接自在な当接ピンであり、
前記変位部材は、当該変位部材が前記変位端に達した場合に前記当接ピンに対向する位置に切欠部を含み、
前記受止部は、前記当接ピンと前記切欠部との係合部であることを特徴とする請求項３または４記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項６】
前記螺旋状溝は、当該螺旋状溝により案内される前記変位部材が前記変位端に達した後において、前記回転体の回転に伴って当該螺旋状溝が徐々に浅くなる浅溝部を含むことを特徴とする請求項３乃至５の何れか１項記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項７】
前記浅溝部は、当該浅溝部の終端からの少なくとも一部の区間もしくは当該浅溝部の全区間がカムの非ベース円区間内に位置するように設定されていることを特徴とする請求項６記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項８】
前記浅溝部は、当該浅溝部の終端がカムのベース円区間と対応するように設定されていることを特徴とする請求項６記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項９】
前記当接ピンと接触する前記切欠部の接触部の断面形状が、前記当接ピン側に向かって凸となるＲ断面形状であることを特徴とする請求項５項記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項１０】
前記当接ピンは、先端に向かって細くなるテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項５または９記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項１１】
前記接触部は、前記当接ピンとの間で前記付勢手段が発する付勢力を受け止める状態が保持される際には前記当接ピンの非テーパ状の部位と係合し、一方、前記当接ピンと前記切欠部との係合を解除する動作が開始された後に前記テーパ状の部位と係合することを特徴とする請求項９または１０記載の内燃機関の動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の動弁装置に係り、特に、バルブの開弁特性を変更可能な内燃機関の動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、２種類のカムが設けられたカムキャリアを気筒毎に設け、回転駆動されるカム主軸に対して当該カムキャリアを軸方向に移動させることにより、各気筒のバルブ駆動用カムを切り換える内燃機関の動弁機構が開示されている。より具体的には、この従来の動弁機構では、各カムキャリアの外周面の両端に、螺旋状に形成されたガイド溝をそれぞれ備えている。また、当該ガイド溝に挿脱される駆動ピンを駆動する電動アクチュエータを各ガイド溝に対して備えるようにしている。【０００３】
上記従来の動弁機構によれば、ガイド溝に対して駆動ピンを挿入することで、カムキャリアを軸方向に対して移動させることができ、これにより、各気筒のバルブ駆動用カムを切り換えてバルブのリフト量を変更することができる。また、上記従来の動弁機構は、駆動ピンがガイド溝に挿入されていない状態でカムキャリアの軸方向位置を保持できるようにするための保持機構を備えている。より具体的には、そのような保持機構は、カム主軸の半径方向に向けてバネで付勢されるボールをカム主軸内に備えるとともに、当該ボールの一部をカムキャリアの内周面に形成されたテーパ面に嵌め込ませることにより実現されている。【０００４】
【特許文献１】日本特表２００６−５２０８６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、上記従来の動弁機構では、駆動ピンがガイド溝に挿入されていない状態でカムキャリアの軸方向位置を保持するための保持機構を、カムキャリアの軸方向位置を切り換えるための機構に対して別途備えるようにしている。このため、部品点数が比較的多くなってしまうという問題があった。【０００６】
また、上記従来の保持機構の構成では、ボールとテーパ面とによるカムキャリアの軸方向位置の保持を解除して当該カムキャリアの軸方向位置を前回と逆方向に制御する場合には、ボールとテーパ面との係合を解除するための力（ボールをカム主軸内に退出させる力）が必要となる。このような場合に上記従来の動弁機構では、前回使用していない方のガイド溝と駆動ピンとを使用して、カムキャリアの軸方向位置の保持を解除するようにしている。つまり、上記従来の構成は、当該保持を解除するための力を得るという観点からも、カムキャリアの両端にガイド溝および駆動ピンを備える必要があり、これも部品点数を増やす要因となっていた。【０００７】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、バルブの開弁特性を変更可能な内燃機関の動弁装置において、部品点数の増加を招くことなく、また、摺動によるフリクション増加を伴うことなく、簡素化された構成を用いてバルブの開弁特性を良好に変更させ得る内燃機関の動弁装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、内燃機関の動弁装置であって、
カムとバルブとの間に配置され、当該カムの作用力をバルブに伝達するための複数の伝達部材を有し、当該複数の伝達部材が相互に連結／分離されることによってバルブの開弁特性を変更する可変機構と、
前記複数の伝達部材の連結／分離を切り換える切換手段と、を備え、
前記切換手段は、
前記可変機構に進退自在に取り付けられ、前記複数の伝達部材を連結状態または分離状態とするための切換ピンと、
前記切換ピンをその進出方向に付勢する付勢手段と、
前記切換ピンの進退動作に連動して変位可能であって前記切換ピンを介して前記付勢手段が発する付勢力を受ける変位部材を有し、カムの回転力を利用して前記変位部材を介して前記切換ピンをその退出方向に変位させるピン駆動機構と、を含み、
前記ピン駆動機構は、前記変位部材が前記切換ピンの退出方向の変位端に達した場合に、前記切換ピンに作用する前記付勢手段の付勢力を、カムと連動して回転する回転体から離れた状態で受け止める受止部を更に含むことを特徴とする。【０００９】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記複数の伝達部材は、カムにより揺動させられる第１揺動部材と、バルブに連動して揺動する第２揺動部材と、を含み、
前記切換ピンは、前記第１揺動部材および前記第２揺動部材の一方に進退自在に支持され、前記第１揺動部材および前記第２揺動部材の他方に設けられた係合孔に挿脱されることを特徴とする。【００１０】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記ピン駆動機構は、
カムと連動して回転する前記回転体の外周面に形成され、前記変位部材の変位を案内する螺旋状溝と、
前記変位部材に設けられ、前記螺旋状溝に挿脱自在な突起部と、
内燃機関の静止部材に固定された固定部と前記変位部材に当接自在な当接部とを有し、前記当接部を前記変位部材に当接させることによって前記突起部を前記螺旋状溝に挿入させる挿入制御手段と、を更に含み、
前記受止部は、前記変位部材と前記当接部の間に設けられていることを特徴とする。【００１１】
また、第４の発明は、第３の発明において、
前記変位部材が前記変位端に達した場合に、前記変位部材と前記当接部とが係合することを受けて、前記突起部が前記回転体から離れることを特徴とする。【００１２】
また、第５の発明は、第３または第４の発明において、
前記当接部は、前記変位部材に当接自在な当接ピンであり、
前記変位部材は、当該変位部材が前記変位端に達した場合に前記当接ピンに対向する位置に切欠部を含み、
前記受止部は、前記当接ピンと前記切欠部との係合部であることを特徴とする。【００１３】
また、第６の発明は、第３乃至第５の発明の何れかにおいて、
前記螺旋状溝は、当該螺旋状溝により案内される前記変位部材が前記変位端に達した後において、前記回転体の回転に伴って当該螺旋状溝が徐々に浅くなる浅溝部を含むことを特徴とする。【００１４】
また、第７の発明は、第６の発明において、
前記浅溝部は、当該浅溝部の終端からの少なくとも一部の区間もしくは当該浅溝部の全区間がカムの非ベース円区間内に位置するように設定されていることを特徴とする。【００１５】
また、第８の発明は、第６の発明において、
前記浅溝部は、当該浅溝部の終端がカムのベース円区間と対応するように設定されていることを特徴とする。【００１６】
また、第９の発明は、第５の発明において、
前記当接ピンと接触する前記切欠部の接触部の断面形状が、前記当接ピン側に向かって凸となるＲ断面形状であることを特徴とする。【００１７】
また、第１０の発明は、第５または第９の発明において、
前記当接ピンは、先端に向かって細くなるテーパ状に形成されていることを特徴とする。【００１８】
また、第１１の発明は、第９または第１０の発明において、
前記接触部は、前記当接ピンとの間で前記付勢手段が発する付勢力を受け止める状態が保持される際には前記当接ピンの非テーパ状の部位と係合し、一方、前記当接ピンと前記切欠部との係合を解除する動作が開始された後に前記テーパ状の部位と係合することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
第１の発明によれば、切換ピンを変位させる変位部材が切換ピンの退出方向の変位端に達した状態において、進出方向に付勢される切換ピンを、カムと連動して回転する回転体から離れた状態で受け止めて、当該切換ピンの軸方向位置を保持することができるようになる。また、本発明によれば、切換ピンの軸方向位置（すなわち、バルブの開弁特性の制御位置）を保持するための機構を別途備える必要なしに、ピン駆動機構によって当該切換ピンの軸方向位置を保持できるようになる。このため、本発明によれば、部品点数の増加を招くことなく、また、摺動によるフリクション増加を伴うことなく、簡素化された構成を用いてバルブの開弁特性を良好に変更させることが可能となる。【００２０】
第２の発明によれば、カムにより揺動させられる第１揺動部材と、バルブに連動して揺動する第２揺動部材とを備え、これらの揺動部材の連結状態または分離状態を切換ピンによって切り換える構成において、部品点数の増加を招くことなく、また、摺動によるフリクション増加を伴うことなく、簡素化された構成を用いてバルブの開弁特性を良好に変更させることが可能となる。【００２１】
第３の発明によれば、上記回転体に形成された螺旋状溝と、上記変位部材に設けられ、螺旋状溝に挿脱自在な突起部と、を備える構成において、当該突起部を螺旋状溝に挿入するための当接部と上記変位部材とを利用して、進出方向に付勢される切換ピンを、カムと連動して回転する回転体から離れた状態で受け止めて、当該切換ピンの軸方向位置を保持することができるようになる。【００２２】
第４の発明によれば、変位部材と当接部とを係合させる動作を行うことによって、摺動によるフリクションを回避すべく、突起部を上記回転体から離れさせることができるようになる。【００２３】
第５の発明によれば、変位部材に当接自在な当接ピンと、変位部材に設けられた切欠部とを係合を利用して、部品点数の増加を招くことなく、十分に簡素化された構成を用いて切換ピンの軸方向位置を保持することができるようになる。【００２４】
第６の発明によれば、変位部材が上記変位端に達した状態において、上記回転体の回転に伴って突起部が浅溝部によって案内されることで、カムの回転力を利用して他の動力を必要とせずに、螺旋状溝から突起部を取り外すことが可能となる。【００２５】
第７の発明によれば、付勢手段の付勢力が変位部材に伝わらなくなる（もしくは伝わりにくくなる）区間を利用して、突起部が浅溝部を通過していく過程で溝が徐々に浅くなっても、付勢手段の付勢力によって突起部が浅溝部から外れてしまうのを確実に回避することが可能となる。このため、バルブの開弁特性の制御安定性を良好に確保することができる。【００２６】
第８の発明によれば、複数の伝達部材が静止状態にあるカムのベース円区間中に、突起部を螺旋状溝から取り出すことができるので、切換ピンをその退出方向に変位させる動作を行っているベース円区間中において、当該動作を中止させることが可能となる。このため、本発明によれば、バルブの開弁特性の変更要求の発令後に直ちに当該要求を解除する要求が発令された場合に、バルブの開弁特性の変更を伴わずに、上記変更要求を迅速に解除できるようになる。【００２７】
第９の発明によれば、接触部と当接ピンとの接触が点接触となるので、当接ピンを抜く動作を行う際の摩擦を低減することができる。このため当接ピンを抜く際の応答性を良好に確保することができるとともに、応答のばらつきを低減することもできる。【００２８】
第１０の発明によれば、付勢手段の付勢力を受ける変位部材の荷重を利用して、当接ピンをその退出方向に抜く動作をアシストすることができるようになる。このため、当接ピンを抜く際の応答性を良好に高めることができる。【００２９】
第１１の発明によれば、当接ピンを切欠部と係合させた状態を保持する際に、当該保持動作時に接触部をテーパ状の部位と接触させておく場合と比べ、当該保持動作の維持に要する動力を低減することができ、また、当接ピンと切欠部との係合を解除する動作が開始された後には、テーパ状の部位を利用して、当接ピンを速やかに抜くことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態１の内燃機関１の動弁装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図２】図１に示す可変機構を、バルブの基端部側から見下ろした図である。
【図３】第１ロッカーアームをロッカーシャフトの軸方向（図２中の矢視Ａの方向）から見た図である。
【図４】第２ロッカーアームを図３と同じくロッカーシャフトの軸方向（矢視Ａの方向）から見た図である。
【図５】図１に示す切換機構の詳細な構成を説明するための図である。
【図６】切換機構をカムシャフトの軸方向（図５中の矢視Ｂの方向）から見た図である。
【図７】螺旋状溝が形成されたカムシャフトの大径部を展開して表した図である。
【図８】通常のリフト動作時の制御状態を示す図である。
【図９】弁停止動作の開始時の制御状態を示す図である。
【図１０】スライド動作の完了時の制御状態を示す図である。
【図１１】スライドピンをロックピンによって保持する保持動作時の制御状態を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態２における螺旋状溝の設定を説明するための展開図である。
【図１３】本発明の実施の形態３の構成との対比のために参照する実施の形態１の係合部の拡大図である。
【図１４】本発明の実施の形態３における係合部の構成を表した図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  内燃機関
１０  動弁装置
１２  カムシャフト
１４  主カム
１４ａ  ベース円部
１４ｂ  ノーズ部
１６  副カム
１８  バルブ
２０  可変機構
２２  バルブスプリング
２４  切換機構
２６  ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
２８  クランクポジションセンサ
３０  ロッカーシャフト
３２  第１ロッカーアーム
３４Ｌ、３４Ｒ  第２ロッカーアーム
３６  第１ローラ
３８  コイルスプリング
４０  第２ローラ
４２  ラッシュアジャスタ
４４  第１支軸
４６  第１ピン孔
４８  第１切換ピン
５０Ｌ、５０Ｒ  第２支軸
５２Ｌ、５２Ｒ  第２ピン孔
５４Ｌ、５４Ｒ  第２切換ピン
５６  リターンスプリング
５８、９０  スライドピン
５８ａ  円柱部
５８ｂ  アーム部
５８ｃ  突起部
５８ｄ  押圧面
５８ｅ、９０ｅ  切欠部
５８ｆ  案内面
６０  支持部材
６２  大径部
６４、８０  螺旋状溝
６４ａ、８０ａ  基端
６４ｂ、８０ｂ  終端
６４ｃ、８０ｃ  浅溝部
６６  アクチュエータ
６８  ソレノイド
６８ａ  駆動軸
７０、９２  ロックピン
７２  スプリング
７４  支持部材
７６  ストッパー
７８  スプリング
９０ｇ  接触部
９２ａ  テーパ部
９２ｂ  ストレート部
Ｐｍａｘ１、Ｐｍａｘ２  変位端
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
実施の形態１．
先ず、図１乃至図１１を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。
［動弁装置の全体構成］
図１は、本発明の実施の形態１の内燃機関１の動弁装置１０の全体構成を概略的に示す図である。
ここでは、内燃機関１は、４つの気筒（＃１〜＃４）を有し、＃１→＃３→＃４→＃２の順で爆発行程が行われる直列４気筒型エンジンであるものとする。また、内燃機関１の個々の気筒には、２つの吸気バルブと２つの排気バルブとが備わっているものとする。そして、図１に示す構成は、各気筒に配設された２つの吸気バルブ、或いは２つの排気バルブを駆動する機構として機能するものとする。【００３３】
本実施形態の動弁装置１０は、カムシャフト１２を備えている。カムシャフト１２は、図示省略するクランクシャフトに対してタイミングチェーンまたはタイミングベルトによって連結され、クランクシャフトの１／２の速度で回転するように構成されている。カムシャフト１２には、１気筒当たり１つの主カム１４と２つの副カム１６とが形成されている。主カム１４は、２つの副カム１６の間に配置されている。【００３４】
主カム１４は、カムシャフト１２と同軸の円弧状のベース円部１４ａ（図３参照）と、当該ベース円の一部を半径方向外側に向かって膨らませるように形成されたノーズ部１４ｂ（図３参照）とを備えている。また、本実施形態では、副カム１６は、ベース円部のみを有するカム（ゼロリフトカム）として構成されている（図４参照）。【００３５】
各気筒のカム１４、１６とバルブ１８との間には、可変機構２０が介在している。すなわち、カム１４、１６の作用力は、可変機構２０を介して２つのバルブ１８へ伝達されるようになっている。バルブ１８は、カム１４、１６の作用力とバルブスプリング２２の付勢力とを利用して開閉されるようになっている。尚、図１に示す状態は、＃１気筒のバルブ１８が主カム１４の作用力を受けて開弁した状態を表している。【００３６】
可変機構２０は、主カム１４の作用力をバルブ１８へ伝達する状態と副カム１６の作用力をバルブ１８へ伝達する状態とを切り換えることにより、バルブ１８の開弁特性を変更する機構である。尚、本実施形態においては、副カム１６はゼロリフトカムであるため、副カム１６の作用力がバルブ１８へ伝達される状態とは、バルブ１８が開閉しない状態（バルブ休止状態）を意味するものとする。【００３７】
また、本実施形態の動弁装置１０は、各可変機構２０を駆動して、バルブの開弁特性を切り換えるための切換機構２４を気筒毎に備えている。切換機構２４は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２６からの駆動信号に従って駆動されるようになっている。ＥＣＵ２６は、内燃機関１の運転状態を制御するための電子制御ユニットであり、クランクポジションセンサ２８等の出力信号に基づいて切換機構２４を制御する。クランクポジションセンサ２８は、内燃機関１の出力軸（クランクシャフト）の回転速度を検出するセンサである。【００３８】
（可変機構の構成）
次に、図２乃至図４を参照して、可変機構２０の詳細な構成を説明する。
図２は、図１に示す可変機構２０を、バルブ１８の基端部側から見下ろした図である。
可変機構２０は、カムシャフト１２と平行に配置されたロッカーシャフト３０を備えている。図２に示すように、ロッカーシャフト３０には、１つの第１ロッカーアーム３２と、一対の第２ロッカーアーム３４Ｒ、３４Ｌとが回転自在に取り付けられている。第１ロッカーアーム３２は、２つの第２ロッカーアーム３４Ｒ、３４Ｌの間に配置されている。尚、本明細書では、左右の第２ロッカーアーム３４Ｒ、３４Ｌを特に区別しないときには、単に第２ロッカーアーム３４と表記する場合がある。【００３９】
図３は、第１ロッカーアーム３２をロッカーシャフト３０の軸方向（図２中の矢視Ａの方向）から見た図であり、図４は、第２ロッカーアーム３４を図３と同じくロッカーシャフト３０の軸方向（矢視Ａの方向）から見た図である。
図３に示すように、第１ロッカーアーム３２におけるロッカーシャフト３０の反対側の端部には、主カム１４と接することができる位置に、第１ローラ３６が回転可能に取り付けられている。第１ロッカーアーム３２は、ロッカーシャフト３０に取り付けられたコイルスプリング３８によって、第１ローラ３６が主カム１４と常に当接するように付勢されている。上記のように構成された第１ロッカーアーム３２は、主カム１４の作用力とコイルスプリング３８の付勢力との協働により、ロッカーシャフト３０を支点として揺動するようになる。【００４０】
一方、図４に示すように、第２ロッカーアーム３４におけるロッカーシャフト３０の反対側の端部には、バルブ１８の基端部（詳細には、バルブステムの基端部）が当接している。また、第２ロッカーアーム３４の中央部位には、第２ローラ４０が回転可能に取り付けられている。尚、第２ローラ４０の外径は、第１ローラ３６の外径と同等である。【００４１】
また、第２ロッカーアーム３４の他端においては、ロッカーシャフト３０がラッシュアジャスタ４２を介して内燃機関１の静止部材であるカムキャリア（或いはシリンダヘッド等）に支持されているものとする。このため、第２ロッカーアーム３４は、ラッシュアジャスタ４２から押し上げ力を受けることによって、副カム１６に向けて付勢されている。尚、副カムが本実施形態のゼロリフトカムと異なりノーズ部を備えるリフトカムである場合には、第２ロッカーアーム３４は、副カムがバルブ１８をリフトさせている時は、バルブスプリング２２によって副カムに押し付けられることになる。【００４２】
また、第１ローラ３６に対する第２ローラ４０の位置は、第１ローラ３６が主カム１４のベース円部１４ａと当接（図３参照）し、かつ、第２ローラ４０が副カム１６のベース円部と当接（図４参照）している時に、第２ローラ４０の軸心と第１ローラ３６の軸心とが図２に示すように、同一直線Ｌ上に位置するように定められている。【００４３】
（切換機構の構成）
次に、図５乃至図７を参照して、切換機構２４の詳細な構成を説明する。
切換機構２４は、第１ロッカーアーム３２と第２ロッカーアーム３４との連結／分離を切り換えるための機構であり、これにより、主カム１４の作用力が第２ロッカーアーム３４に伝達される状態と、当該作用力が第２ロッカーアーム３４に伝達されない状態とを切り換えて、バルブ１８の開弁特性を切り換えることができるようになっている。【００４４】
図５は、図１に示す切換機構２４の詳細な構成を説明するための図である。尚、図５においては、ローラ３６、４０の軸心位置で切断した断面を用いて可変機構２０を表している。また、説明を分かり易くする観点から、可変機構２０の搭載位置に対するカムシャフト１２の搭載位置を、カムシャフト１２の軸方向位置を除き実際の搭載位置と異ならせた状態で表している。【００４５】
図５に示すように、第１ローラの支軸４４の内部には、その軸方向に貫通するように第１ピン孔４６が形成されており、第１ピン孔４６の両端は、第１ロッカーアーム３２の両側面に開口している。第１ピン孔４６には、円柱状の第１切換ピン４８が摺動自在に挿入されている。第１切換ピン４８の外径は、第１ピン孔４６の内径と略同等であり、第１切換ピン４８の軸方向の長さは、第１ピン孔４６の長さと略同等である。【００４６】
一方、第２ロッカーアーム３４Ｌ側の第２ローラ４０の支軸５０Ｌの内部には、第１ロッカーアーム３２と反対側の端部が閉塞され、かつ、第１ロッカーアーム３２側の端部が開口された第２ピン孔５２Ｌが形成されている。また、第２ロッカーアーム３４Ｒ側の第２ローラ４０の支軸５０Ｒの内部には、その軸方向に貫通するように第２ピン孔５２Ｒが形成されており、第２ピン孔５２Ｒの両端は、第２ロッカーアーム３４Ｒの両側面に開口している。第２ピン孔５２Ｒ、５２Ｌの内径は、第１ピン孔４６の内径と同等である。【００４７】
第２ピン孔５２Ｌには、円柱状の第２切換ピン５４Ｌが摺動自在に挿入されている。また、第２ピン孔５２Ｌの内部には、第２切換ピン５４Ｌを第１ロッカーアーム３２方向（以下、「切換ピンの進出方向」と称する）に向けて付勢するリターンスプリング５６が配置されている。第２切換ピン５４Ｌの外径は、第２ピン孔５２Ｌの内径と略同等である。また、第２切換ピン５４Ｌの軸方向の長さは、第２ピン孔５２Ｌより短くされており、第２切換ピン５４Ｌが第２ピン孔５２Ｌ内に向けて押された状態で、第２切換ピン５４Ｌの先端が第２ロッカーアーム３４Ｌの側面から僅かに突出するように調整されている。また、リターンスプリング５６は、実装された状態において、第１ロッカーアーム３２に向けて第２切換ピン５４Ｌを常時付勢するように構成されているものとする。【００４８】
第２ピン孔５２Ｒには、円柱状の第２切換ピン５４Ｒが摺動自在に挿入されている。第２切換ピン５４Ｒの外径は、第２ピン孔５２Ｒの内径と略同等であり、第２切換ピン５４Ｒの軸方向の長さは、第２ピン孔５２Ｒの長さと略同等である。【００４９】
以上の３つのピン孔４６、５２Ｌ、５２Ｒの相対位置は、第１ローラ３６が主カム１４のベース円部１４ａと当接（図３参照）し、かつ、第２ローラ４０が副カム１６のベース円部と当接（図４参照）している時に、３つのピン孔４６、５２Ｌ、５２Ｒの軸心が同一直線上に位置するように決定されている。【００５０】
ここで、上記図５とともに新たに図６を参照して、切換機構２４の説明を継続する。
図６は、切換機構２４をカムシャフト１２の軸方向（図５中の矢視Ｂの方向）から見た図である。尚、図６以降の図においては、ロックピン７０とソレノイド６８との関係を簡略化して図示している。
切換機構２４は、カムの回転力を利用して、切換ピン４８、５４Ｌ、５４Ｒを第２ロッカーアーム３４Ｌ側に向けて（切換ピンの退出方向に）変位させるためのスライドピン５８を備えている。スライドピン５８は、図５に示すように、第２切換ピン５４Ｒの端面と当接する端面を有する円柱部５８ａを備えている。円柱部５８ａは、カムキャリアに固定された支持部材６０によって、軸方向に進退自在であって、周方向に回転自在に支持されている。【００５１】
第２切換ピン５４Ｌの先端は、リターンスプリング５６の付勢力（反力）によって第１切換ピン４８の一端に押し付けられることになる。それに応じて、上記３つのピン孔４６、５２Ｌ、５２Ｒの軸心が同一直線上に位置している状況下では、第１切換ピン４８の他端が第２切換ピン５４Ｒの一端に押し付けられることになる。そして、更に、第２切換ピン５４Ｒの他端がスライドピン５８の円柱部５８ａの端面に押し付けられるようになる。このように、上記特定の状況下では、スライドピン５８には、リターンスプリング５６の付勢力が作用するようになっている。尚、第２ロッカーアーム３４Ｒが主カム１４からの作用力を受けて揺動する際に、第２切換ピン５４Ｒと円柱部５８ａとの当接が途切れないように各構成要素の形状や寸法が設定されている。【００５２】
また、円柱部５８ａにおける第２切換ピン５４Ｒと反対側の端部には、当該円柱部５８ａの半径方向外側に向けて突出するように、棒状のアーム部５８ｂが設けられている。すなわち、当該アーム部５８ｂは、当該円柱部５８ａの軸心を中心として回転自在に構成されている。アーム部５８ｂの先端部は、図６に示すように、カムシャフト１２の周面と対向する位置まで延びるように構成されている。また、アーム部５８ｂの先端部には、カムシャフト１２の周面に向けて突出するように突起部５８ｃが設けられている。【００５３】
カムシャフト１２における突起部５８ｃと対向する外周面には、当該カムシャフト１２よりも大きな外径を有する大径部６２が形成されている。大径部６２の周面には、周方向に延びる螺旋状溝６４が形成されている。螺旋状溝６４の幅は、突起部５８ｃの外径より若干大きく形成されている。【００５４】
また、切換機構２４は、突起部５８ｃを螺旋状溝６４に挿入させるためのアクチュエータ６６を備えている。より具体的には、アクチュエータ６６は、ＥＣＵ２６からの指令に基づいてデューティ制御されるソレノイド６８と、当該ソレノイド６８の駆動軸６８ａと当接するロックピン７０とを備えている。ロックピン７０は、円筒状に形成されている。【００５５】
ロックピン７０には、ソレノイド６８の推力に抗する付勢力を発するスプリング７２の一端が掛け留められており、当該スプリング７２の他端は、静止部材であるカムキャリアに固定された支持部材７４に掛け留められている。このような構成によれば、ＥＣＵ２６からの指令に基づくソレノイド６８の駆動時には、ソレノイド６８の推力がスプリング７２の付勢力に打ち勝つことで、ロックピン７０を進出させることができ、一方、ソレノイド６８の駆動が停止されると、スプリング７２の付勢力によってロックピン７０および駆動軸６８ａを速やかに所定位置に退出させられるようになる。また、ロックピン７０は、支持部材７４によってその半径方向への移動が拘束されている。このため、ロックピン７０がその半径方向から力を受けることがあっても、ロックピン７０が当該方向に移動しないようにすることができる。【００５６】
また、ソレノイド６８は、ロックピン７０がスライドピン５８のアーム部５８ｂの先端部の押圧面（突起部５８ｃが設けられた面と反対側の面）５８ｄを螺旋状溝６４に向けて押圧可能な位置において、カムキャリア等の静止部材に固定されているものとする。言い換えれば、押圧面５８ｄは、ロックピン７０によって突起部５８ｃが螺旋状溝６４に向けて押されることができるような形状および位置に設けられている。【００５７】
スライドピン５８のアーム部５８ｂは、カムシャフト１２側の大径部６２とストッパー７６とによって拘束された範囲内で、円柱部５８ａの軸心を中心として回転可能に設定されている。そして、アーム部５８ｂが当該範囲内にあり、かつ、スライドピン５８の軸方向位置が後述する変位端Ｐｍａｘ１にある場合には、ソレノイド６８により駆動されるロックピン７０がアーム部５８ｂの押圧面５８ｄに確実に当接できるように、各構成要素の位置関係が設定されている。また、アーム部５８ｂには、当該アーム部５８ｂをストッパー７６に向けて付勢するスプリング７８が取り付けられている。尚、このようなスプリング７８は、ソレノイド６８の非駆動時にスライドピン５８の自重によってアーム部５８ｂが螺旋状溝６４に嵌まり込むことが想定されない場合等には、必ずしも備えていなくてもよい。【００５８】
カムシャフト１２の螺旋状溝６４における螺旋の向きは、その内部に突起部５８ｃが挿入された状態でカムシャフト１２が図６に示す所定の回転方向に回転する場合に、スライドピン５８がリターンスプリング５６の付勢力に抗して切換ピン４８、５４Ｌ、５４Ｒをその退出方向に押し退けてロッカーアーム３２、３４に近づく方向に変位するように、設定されている。【００５９】
ここで、リターンスプリング５６の付勢力によって、第２切換ピン５４Ｌが第２ピン孔５２Ｌおよび第１ピン孔４６の双方に挿入された状態となり、かつ、第１切換ピン４８が第１ピン孔４６および第２ピン孔５２Ｒの双方に挿入された状態となっている時のスライドピン５８の位置を、「変位端Ｐｍａｘ１」と称する。この変位端Ｐｍａｘ１にスライドピン５８が位置している時には、第１ロッカーアーム３２と第２ロッカーアーム３４Ｒ、３４Ｌとがすべて連結された状態となる。そして、切換ピン４８等がスライドピン５８からの力を受けることによって、第２切換ピン５４Ｌ、第１切換ピン４８、および第２切換ピン５４Ｒがそれぞれ第２ピン孔５２Ｌ、第１ピン孔４６、および第２ピン孔５２Ｒのみに挿入された状態となっている時のスライドピン５８の位置を、「変位端Ｐｍａｘ２」と称する。すなわち、この変位端Ｐｍａｘ２にスライドピン５８が位置している時には、第１ロッカーアーム３２と第２ロッカーアーム３４Ｒ、３４Ｌとがすべて分離された状態となる。【００６０】
本実施形態では、カムシャフト１２の軸方向における螺旋状溝６４の基端６４ａの位置は、スライドピン５８が上記変位端Ｐｍａｘ１に位置する時の突起部５８ｃの位置と一致するように設定されている。そして、カムシャフト１２の軸方向における螺旋状溝６４の終端６４ｂの位置は、スライドピン５８が上記変位端Ｐｍａｘ２に位置する時の突起部５８ｃの位置と一致するように設定されている。つまり、本実施形態では、螺旋状溝６４によって突起部５８ｃが案内される範囲内で、スライドピン５８が変位端Ｐｍａｘ１からＰｍａｘ２の間で変位可能となるように構成されている。【００６１】
更に、本実施形態の螺旋状溝６４には、図６に示すように、スライドピン５８が変位端Ｐｍａｘ２に達した後における終端６４ｂ側の所定区間として、カムシャフト１２の回転に伴って螺旋状溝６４が徐々に浅くなる浅溝部６４ｃが設けられている。尚、螺旋状溝６４における浅溝部６４ｃ以外の部位の深さは一定である。【００６２】
また、本実施形態のアーム部５８ｂには、押圧面５８ｄの一部を切り欠いて凹状に形成された切欠部５８ｅが設けられている。押圧面５８ｄは、スライドピン５８が変位端Ｐｍａｘ１からＰｍａｘ２に変位する間、ロックピン７０と当接した状態が維持されるように設けられている。そして、切欠部５８ｅは、スライドピン５８が上記変位端Ｐｍａｘ２に位置している状態において、上記浅溝部６４ｃの作用によって突起部５８ｃが大径部６２の表面に取り出された時に、ロックピン７０と係合可能な部位に設けられている。【００６３】
また、切欠部５８ｅは、突起部５８ｃが螺旋状溝６４に挿入される方向にアーム部５８ｂが回転するのを規制可能であって、スライドピン５８が切換ピンの進出方向に移動するのを規制可能な態様で、ロックピン７０と係合するように形成されている。より具体的には、切欠部５８ｅには、ロックピン７０が当該切欠部５８ｅ内に入り込んでいくにつれ、スライドピン５８が大径部６２から離れるように案内する案内面５８ｆが備えられている。【００６４】
［クランク角度に対する螺旋状溝の範囲の設定］
図７は、螺旋状溝６４が形成されたカムシャフト１２の大径部６２を展開して表した図である。より具体的には、図７は、螺旋状溝６４における各ポイントを内燃機関１のクランク角度と対応付けて表した図である。尚、図７においては、圧縮上死点をクランク角度０°ＣＡとしている。【００６５】
図７において、符号「Ｖｏ」は、吸気バルブの開き時期を、符号「Ｖｃ」は、吸気バルブの閉じ時期を、それぞれ示している。従って、主カム１４によって吸気バルブが駆動されるとした場合において、当該主カム１４のベース円区間およびリフト区間は、図７に示す通りとなる。【００６６】
また、図７において、符号「Ｓ１」は、突起部５８ｃが螺旋状溝６４に挿入された場合において、切換ピンの進出方向へのスライドピン５８の変位が開始されるタイミングを示しており、符号「Ｓ２」は、当該退出方向へのスライドピン５８の当該変位が終了されるタイミングを示している。本実施形態では、そのようなスライドピン５８の変位区間（Ｓ１〜Ｓ２までの区間）が、ベース円区間内に位置するように、螺旋状溝６４が設定されている。【００６７】
また、図７において、符号「Ｌ」は、螺旋状溝６４が徐々に浅くなる上記浅溝部６４ｃの開始タイミングを示しており、符号「Ｅ」は、ソレノイド６８の駆動に伴ってロックピン７０が切欠部５８ｅと係合することによって、リターンスプリング５６の付勢力に対抗してスライドピン５８を保持する機能が、螺旋状溝６４からロックピン７０に移り終えるタイミングを示している。【００６８】
本実施形態では、図７に示すように、螺旋状溝６４が徐々に浅くなる浅溝部６４ｃにおける終端６４ｂ側からの大部分が、ベース円区間ではなく、リフト区間（非ベース円区間）に位置するように、螺旋状溝６４が設定されている。【００６９】
［本実施形態の動弁装置の動作］
次に、図８乃至図１１を参照して、動弁装置１０の動作について説明する。
（通常のリフト動作時）
図８は、通常のリフト動作時の制御状態を示す図である。
この場合には、図８（Ｂ）に示すように、ソレノイド６８の駆動がＯＦＦとされており、これにより、スライドピン５８は、カムシャフト１２から離れた状態で、リターンスプリング５６の付勢力を受けて、変位端Ｐｍａｘ１に位置している。この状態では、図８（Ａ）に示すように、第１ロッカーアーム３２と２つの第２ロッカーアーム３４とが切換ピン４８、５４Ｌを介して連結されている。その結果、主カム１４の作用力が第１ロッカーアーム３２から左右の第２ロッカーアーム３４Ｒ、３４Ｌを介して双方のバルブ１８に伝達されるようになる。このため、主カム１４のプロフィールに従って、通常のバルブ１８のリフト動作が行われるようになる。【００７０】
（弁停止動作開始時（スライド動作の開始時））
図９は、弁停止動作の開始時の制御状態を示す図である。
弁停止動作は、例えば、内燃機関１のフューエルカット要求等の所定の弁停止動作の実行要求がＥＣＵ２６によって検知された際に行われる。このような弁停止動作は、カムシャフト１２の回転力を利用してスライドピン５８によって切換ピン４８、５４Ｌ、５４Ｒをその退出方向に変位させる動作であるため、これらの切換ピン４８、５４Ｌ、５４Ｒの軸心が同一直線状に位置する時、すなわち、第１ロッカーアーム３２が揺動していない時に行われる必要がある。【００７１】
図７を参照して既述したように、本実施形態では、切換ピンの退出方向へのスライドピン５８の変位区間（Ｓ１〜Ｓ２までの区間）がベース円区間内となるように、螺旋状溝６４が設定されている。このため、ＥＣＵ２６が所定の弁停止動作の実行要求を検知した場合において、最初にベース円区間が到来する気筒から順にソレノイド６８を駆動することによって、図９（Ｂ）に示すように、突起部５８ｃが螺旋状溝６４に挿入され、各気筒の弁停止動作が順に開始するようになる。そして、螺旋状溝６４に挿入された突起部５８ｃが当該螺旋状溝６４によって案内されることで、カムシャフト１２の回転力を利用して、図９（Ａ）に示すように、変位端Ｐｍａｘ２側に向けて、スライドピン５８のスライド動作が開始するようになる。【００７２】
（スライド動作の完了時）
図１０は、スライド動作の完了時の制御状態を示す図である。
スライド動作の実行中には、螺旋状溝６４の側面に突起部５８ｃが当接することによって、リターンスプリング５６の付勢力が受け止められた状態で、スライドピン５８が変位端Ｐｍａｘ２に向けて移動していく。図１０（Ａ）は、スライドピン５８が変位端Ｐｍａｘ２に到達して弁停止要求時のスライド動作が完了したタイミング、すなわち、第１切換ピン４８および第２切換ピン５４Ｌがそれぞれ第１ピン孔４６および第２ピン孔５２Ｌ内に収まるようになったことで、第１ロッカーアーム３２と第２ロッカーアーム３４Ｒ、３４Ｌとの連結が解除されたタイミングを示している。また、このタイミングでは、図１０（Ｂ）に示すように、螺旋状溝６４内における突起部５８ｃの位置は、未だ浅溝部６４ｃに達していない。【００７３】
上記のようにスライド動作が完了し、第１ロッカーアーム３２と第２ロッカーアーム３４Ｒ、３４Ｌとが分離された状態になると、主カム１４の回転に伴って、コイルスプリング３８によって主カム１４に向けて付勢された第１ロッカーアーム３２が単独で揺動することになる。このため、２つの第２ロッカーアーム３４には、主カム１４の作用力が伝達されなくなる。また、第２ロッカーアーム３４が当接する副カム１６は、ゼロリフトカムであるため、主カム１４の作用力が伝達されなくなった第２ロッカーアーム３４には、バルブ１８を駆動するための力が与えられなくなる。その結果、主カム１４の回転に関係なく、第２ロッカーアーム３４が静止状態となるので、バルブ１８のリフト動作が休止状態となる。【００７４】
尚、第１ロッカーアーム３２のみが揺動する場合には、第１切換ピン４８と第２切換ピン５４Ｌ、５４Ｒとの軸心がずれることになる。第１ロッカーアーム３２と第２ロッカーアーム３４との円滑な動作を確保するためには、そのようなずれが生ずる際に、第１切換ピン４８の端面の一部と第２切換ピン５４Ｌ、５４Ｒの端面の一部とが互いに当接している必要がある。このため、本実施形態では、第１切換ピン４８および第２切換ピン５４Ｌ、５４Ｒの端面の形状や寸法は、上記条件を満たすように定められている。【００７５】
（変位部材の保持動作時）
図１１は、スライドピン５８をロックピン７０によって保持する保持動作時の制御状態を示す図である。
上記図１０に示すスライド動作完了時から更にカムシャフト１２が回転すると、突起部５８ｃは、溝が徐々に浅くなる浅溝部６４ｃに差し掛かる。その結果、浅溝部６４ｃの作用によって、スライドピン５８がカムシャフト１２から離れる方向に回転させられるようになる。そして、浅溝部６４ｃによって溝が浅くなるにつれ、ロックピン７０がその退出方向に少し変位する。その後、ソレノイド６８によって駆動され続けているロックピン７０が切欠部５８ｅに一致するようになるまでスライドピン５８が更に回転すると、ロックピン７０と当接するスライドピン５８側の部位が押圧面５８ｄから切欠部５８ｅへと切り替わる。【００７６】
その結果、ロックピン７０が切欠部５８ｅに係合するようになる。これにより、図１１（Ｂ）に示すように、スライドピン５８は、突起部５８ｃがカムシャフト１２から離れた状態で、かつ、ロックピン７０によってリターンスプリング５６の付勢力を受け止める状態で保持されるようになる。このため、この保持動作中において、図１１（Ａ）に示すように、第１ロッカーアーム３２と第２ロッカーアーム３４とが分離された状態、すなわち、弁停止状態が維持されるようになる。【００７７】
（弁復帰動作時）
弁停止状態から通常のリフト動作が行われる状態に戻すための弁復帰動作は、例えば、フューエルカットからの復帰要求等の所定の弁復帰動作の実行要求がＥＣＵ２６によって検知された際に行われる。このような弁復帰動作は、図１１に示す制御状態において、ＥＣＵ２６が所定のタイミングでソレノイド６８への通電をＯＦＦとすることが開始される。ソレノイド６８への通電がＯＦＦとされると、スライドピン５８の切欠部５８ｅとロックピン７０との係合が解かれることになる。その結果、リターンスプリング５６の付勢力に抗して第１切換ピン４８および第２切換ピン５４Ｌをそれぞれ第１ピン孔４６および第２ピン孔５２Ｌに留めておく力が消滅することになる。【００７８】
このため、切換ピン４８、５４Ｌ、５４Ｒの位置が一致するベース円区間が到来すると、リターンスプリング５６の付勢力によって、切換ピン４８、５４Ｌが進出方向に移動し、第１ロッカーアーム３２と２つの第２ロッカーアーム３４とが切換ピン４８、５４Ｌを介して連結された状態、すなわち、主カム１４の作用力によってバルブ１８のリフト動作が可能な状態に復帰することになる。また、リターンスプリング５６の付勢力によって切換ピン４８、５４Ｌが進出方向に移動するのに伴って、第２切換ピン５４Ｒを介して、スライドピン５８が変位端Ｐｍａｘ２から変位端Ｐｍａｘ１に戻されるようになる。【００７９】
また、ソレノイド６８をＯＦＦとする上記所定タイミングとは、切換ピン４８等が移動可能となるベース円区間の開始タイミング（図７におけるＶｃ）よりもソレノイド６８の動作に要する所定時間分だけ早いタイミングのことである。本実施形態では、弁復帰動作の開始要求が出された場合に、上記所定のタイミングが到来する気筒から順次ソレノイド６８の通電をＯＦＦにするようにしている。また、弁復帰動作の開始要求が出された際に、既に上記所定のタイミングを経過している気筒であっても、リフト区間中（第１ロッカーアーム３２のみが揺動している区間中）にある気筒については、直ちにソレノイド６８の通電をＯＦＦとするようにしている。このような制御によれば、当該気筒におけるリフト区間の終了後に切換ピン４８等やスライドピン５８を即座に移動させられるように準備しておくことができる。また、弁復帰動作の開始要求が出された際に、既に上記所定のタイミングを経過している気筒であって、ベース円区間中にある気筒については、次回の上記所定タイミングが到来するタイミングでソレノイド６８の通電をＯＦＦとするようにしている。【００８０】
上記所定タイミングの設定と異なり、ソレノイド６８の通電をＯＦＦとするタイミングがリフト区間の開始直前のベース円区間に設定されていると、ソレノイド６８の通電がＯＦＦとされたことを受けて切換ピン５４Ｌ、４８がそれぞれピン孔４６、５２Ｒに挿入され掛った際に第１ロッカーアーム３２の揺動動作が開始されてしまい、挿入途中の切換ピン５４Ｌ、４８が第１ロッカーアーム３２や第２ロッカーアーム３４Ｒによってはじかれてしまうという問題が生じ得る。これに対し、上記所定タイミングを用いることとすれば、上記問題を回避し、弁復帰動作を確実に行えるようになる。尚、エンジン回転数が高くなるにつれ、単位時間当たりのクランク角度変化が大きくなる。このため、上記所定タイミングは、エンジン回転数が高くなるにつれ、より早められるように設定されている。【００８１】
［実施の形態１の動弁装置の効果］
以上説明した本実施形態の動弁装置１０によれば、ソレノイド６８の通電のＯＮ、ＯＦＦとカムシャフト１２の回転力とリターンスプリング５６の付勢力とを利用して、スライドピン５８の軸方向位置を変位端Ｐｍａｘ１からＰｍａｘ２の間で移動させることで、通常のリフト動作状態と弁停止状態との間でバルブ１８の開弁特性を切り換えることが可能となる。【００８２】
より具体的には、弁停止要求が出された際に、ソレノイド６８の通電をＯＮとして突起部５８ｃを螺旋状溝６４に挿入することで、カムシャフト１２の回転力を利用するスライドピン５８によって、切換ピン４８等を切換ピンの退出方向に移動させることができる。その結果、一度のベース円区間中に、第１ロッカーアーム３２と２つの第２ロッカーアーム３４とを連結状態から分離状態に速やかに切り換えることが可能となる。これにより、バルブ１８のリフト動作を停止させることができる。また、弁復帰要求が出された際に、ソレノイドの通電をＯＦＦとしてスライドピン５８とロックピン７０との係合を解除することで、リターンスプリング５６の付勢力を利用して、切換ピン４８等やスライドピン５８を切換ピンの進出方向に移動させることができる。その結果、一度のベース円区間中に、第１ロッカーアーム３２と２つの第２ロッカーアーム３４とを分離状態から連結状態に速やかに切り換えることが可能となるとともに、弁停止動作を開始させられる元の位置（Ｐｍａｘ１）にスライドピン５８を戻すことができる。これにより、バルブ１８のリフト動作を復帰させることができる。【００８３】
また、上記動弁装置１０によれば、スライドピン５８のスライド動作が完了する変位端Ｐｍａｘ２にスライドピン５８が達した後に、ロックピン７０を切欠部５８ｅと係合させることにより、リターンスプリング５６の付勢力によって変位端Ｐｍａｘ２から変位端Ｐｍａｘ１側に向けて変位しないようにスライドピン５８を保持する機能を、突起部５８ｃと係合する螺旋状溝６４の側面から切欠部５８ｅと係合するロックピン７０に移し変えることができるようになる。ロックピン７０と切欠部５８ｅとが係合することでスライドピン５８が保持された状態では、既述したように、突起部５８ｃがカムシャフト１２から離れた状態となるように設定されている。これにより、弁停止動作の完了後にスライドピン５８の保持が軸方向に関して静止状態にあるロックピン７０に変更されることにより、回転するカムシャフト１２との摺動に伴うフリクションや摩耗の発生を回避することができる。より具体的には、フリクションが無くなることで、内燃機関１の燃費を向上させることができ、また、スライドピン５８の摩耗が無くなることで、切換ピン４８等の制御位置が安定するので、バルブ１８の開弁特性の良好な切換性を確保することができるようになる。更に付け加えると、本実施形態の動弁装置１０の構成によれば、突起部５８ｃの挿入を行うために備えられているソレノイド６８と一体的に動作するロックピン７０と、切換ピン４８等を移動させる目的で備えられているスライドピン５８に設けられた切欠部５８ｅとの間で、上記保持機能が実現される。このため、部品点数の増加を招くことなく、簡素化された構成を用いてバルブ１８の開弁特性を良好に切り換えることのできる動弁装置１０を得ることができる。【００８４】
また、上述したように、弁停止制御中には、突起部５８ｃがカムシャフト１２から離れた状態でロックピン７０によって保持されている。従って、弁復帰動作時には、ソレノイド６８の通電をＯＦＦとするだけで、スライドピン５８の動作としては、切換ピンの進出方向への一方向かつ１つの動作によって、バルブ１８のリフト動作を復帰させられるようになる。このため、上記切換機構２４の構成によれば、弁復帰動作の応答性を良好に向上させることができる。【００８５】
また、上記螺旋状溝６４には、溝が徐々に浅くなる浅溝部６４ｃが設けられている。このため、切換ピンの退出方向へのスライドピン５８の変位が終了した後に、カムシャフト１２の回転力を利用して他の動力を必要とせずに、螺旋状溝６４から突起部５８ｃを取り外すことが可能となる。【００８６】
また、上記螺旋状溝６４は、図７に示すように、螺旋状溝６４が徐々に浅くなる浅溝部６４ｃにおける終端６４ｂ側からの大部分が、ベース円区間ではなく、リフト区間に位置するように設定されている。このリフト区間では、主カム１４の作用力を受けて第１ロッカーアーム３２が揺動する。その結果、３つの切換ピン４８、５４Ｌ、５４Ｒの位置が互いにずれることになり、リターンスプリング５６の付勢力を受ける第２切換ピン５４Ｌの一部が第１切換ピン４８だけでなく第１ロッカーアーム３２の側面にも接するようになるので、リターンスプリング５６の付勢力がスライドピン５８に伝わらなくなる。つまり、上記螺旋状溝６４の設定によれば、突起部５８ｃが浅溝部６４ｃを通過していく過程で溝が徐々に浅くなっても、リターンスプリング５６の付勢力によって突起部５８ｃが浅溝部６４ｃから外れてしまうのを確実に回避することができる。このため、バルブ１８の開弁特性の制御安定性を良好に確保することができる。【００８７】
また、本実施形態では、気筒毎に切換機構２４を備えている。これにより、内燃機関１の負荷等に応じて、最適な気筒数を切り換えて運転することが可能となる。また、一部の気筒においてソレノイド６８等の切換機構２４の構成要素に異常が生じた場合には、残りの気筒を任意に動かして退避走行を行うことが可能となる。【００８８】
ところで、上述した実施の形態１においては、スライドピン５８に切欠部５８ｅが設けられており、当該切欠部５８ｅとロックピン７０との係合部によって、スライドピン５８がカムシャフト１２から離れた位置において、リターンスプリング５６の付勢力を受け止めるように構成されている。しかしながら、本発明において、付勢手段が発する付勢力を受け止める係合部は、このような態様に限定されるものではない。すなわち、例えば、スライドピン５８がカムシャフト１２から離れた位置において、スライドピン５８のアーム部５８ｂとの間でリターンスプリング５６の付勢力を受け止められるように、ロックピン７０の廻り止め等の配慮をしたうえでロックピン７０側に、切欠部５８ｅと同様の切欠部を設けてもよい。【００８９】
また、上述した実施の形態１においては、図７に示す螺旋状溝６４の設定では、当該螺旋状溝６４が徐々に浅くなる浅溝部６４ｃにおける終端６４ｂ側からの大部分がリフト区間に位置するように設定されている。しかしながら、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、浅溝部の全区間がリフト区間に位置するように設定されていてもよい。【００９０】
尚、上述した実施の形態１においては、主カム１４が前記第１の発明における「カム」に、第１ロッカーアーム３２および第２ロッカーアーム３４が前記第１の発明における「複数の伝達部材」に、ＥＣＵ２６、ピン孔４６、５２Ｌ、５２Ｒ、切換ピン４８、５４Ｌ、５４Ｒ、リターンスプリング５６、スライドピン５８、支持部材６０、大径部６２の螺旋状溝６４、およびアクチュエータ６６（ソレノイド６８、ロックピン７０、スプリング７２、および支持部材７４）が前記第１の発明における「切換手段」に、切換ピン４８、５４Ｌが前記第１の発明における「切換ピン」に、リターンスプリング５６が前記第１の発明における「付勢手段」に、スライドピン５８が前記第１の発明における「変位部材」に、ＥＣＵ２６、スライドピン５８、支持部材６０、大径部６２の螺旋状溝６４、およびアクチュエータ６６（ソレノイド６８、ロックピン７０、スプリング７２、および支持部材７４）が前記第１の発明における「ピン駆動機構」に、そして、スライドピン５８の切欠部５８ｅとロックピン７０との係合部が前記第１の発明における「受止部」に、それぞれ相当している。
また、上述した実施の形態１においては、第１ロッカーアーム３２が前記第２の発明における「第１揺動部材」に、第２ロッカーアーム３４が前記第２の発明における「第２揺動部材」に、そして、ピン孔４６、５２Ｌ、５２Ｒが前記第２の発明における「係合孔」に、それぞれ相当している。
また、上述した実施の形態１においては、ソレノイド６８と内燃機関１の静止部材（カムキャリア）との固定部が前記第３の発明における「固定部」に、ロックピン７０が前記第３の発明における「当接部」に、そして、ＥＣＵ２６およびアクチュエータ６６（ソレノイド６８、ロックピン７０、スプリング７２、および支持部材７４）が前記第３の発明における「挿入制御手段」に、それぞれ相当している。
また、上述した実施の形態１においては、ロックピン７０が前記第５の発明における「当接ピン」に相当している。【００９１】
実施の形態２．
次に、図１２を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施形態の動弁装置１０の構成は、カムシャフト１２の大径部６２に設けられた螺旋状溝８０の設定が上記図７に示す螺旋状溝６４の設定と異なる点を除き、上述した実施の形態１の動弁装置１０と同様であるものとする。【００９２】
図１２は、本発明の実施の形態２における螺旋状溝８０の設定を説明するための展開図である。
上述した実施の形態１では、上記図７に示すように、螺旋状溝６４が徐々に浅くなる浅溝部６４ｃにおける終端６４ｂ側からの大部分が、リフト区間に位置するように螺旋状溝６４が設定されている。そして、タイミングＥ、すなわち、リターンスプリング５６の付勢力に対抗してスライドピン５８を保持する機能を螺旋状溝６４からロックピン７０に移り終えるタイミングが、リフト区間内に設定されている。このような設定によれば、螺旋状溝６４により案内されて変位端Ｐｍａｘ１から変位端Ｐｍａｘ２に変位したスライドピン５８の突起部５８ｃは、浅溝部６４ｃの作用によって、リフト区間内において螺旋状溝６４から取り出されるようになる。【００９３】
これに対し、図１２に示す螺旋状溝８０の設定では、浅溝部８０ｃが設けられた区間がスライドピン５８の変位区間（Ｓ１〜Ｓ２までの区間）とともにベース円区間内に設定されている。そして、それに伴い、上記タイミングＥについても、ベース円区間内に設定されている。このような設定によれば、螺旋状溝８０により案内されて変位端Ｐｍａｘ１から変位端Ｐｍａｘ２に変位したスライドピン５８の突起部５８ｃは、浅溝部８０ｃの作用によって、ベース円区間内において螺旋状溝８０から取り出されるようになる。【００９４】
弁停止要求を受けて弁停止動作が開始された直後に弁復帰要求が出された場合には、上述した実施の形態１の設定では突起部５８ｃがリフト区間内において取り出されることになるので、弁復帰動作は次回のベース円区間内で行われることとなる。このため、弁停止要求がその発令後に即座に解除された場合であっても、バルブ１８のリフト動作が１サイクル停止されたうえで、次回のリフト区間からバルブ１８のリフト動作が再開されるようになる。【００９５】
これに対し、本実施形態の図１２に示す設定によれば、弁停止要求を受けてスライドピン５８を変位させているベース円区間中に、突起部５８ｃを螺旋状溝８０から取り出すことができるので、当該ベース円区間中に弁復帰要求を反映させて、ロッカーアーム３２、３４を結合状態に戻すことが可能となる。つまり、本実施形態の螺旋状溝８０の設定によれば、弁停止要求の発令後に直ちに弁復帰要求が発令された場合に、バルブ１８のリフト動作を一度も停止することなく、弁停止要求を迅速に解除できるようになる。【００９６】
実施の形態３．
次に、図１３乃至図１４を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
本実施形態の動弁装置１０の構成は、スライドピン９０の切欠部９０ｅとロックピン９２との係合部の構成が異なる点を除き、上述した実施の形態１の動弁装置１０と同様であるものとする。【００９７】
図１３は、本発明の実施の形態３の構成との対比のために参照する実施の形態１の係合部の拡大図である。
図１３に示す構成は、スライドピン５８の切欠部５８ｅの内側面と、単一径からなるロックピン７０の周面とが係合するようになっている。このような係合には、２つの性能が要求されている。すなわち、１つ目は、リターンスプリング５６の付勢力に抗してスライドピン５８を受け止めて保持する性能であり、２つ目は、ロックピン７０を当該係合部から抜き取る際の良好な応答性能である。【００９８】
上記図１３に示す構成によっても、１つ目の性能は十分に満足することができる。しかしながら、この構成では、切欠部５８ｅの内側面とロックピン７０の周面とは線接触であるので、ロックピン７０を抜く際に摩擦の影響が比較的大きくなる。このため、ロックピン７０を抜く際の応答性が良くなく、また、応答のばらつきが大きくなることが懸念される。また、ロックピン７０をその退出方向に付勢する上記スプリング７２の付勢力を高めるようにすれば、ロックピン７０が退出する際の応答性を高めることはできるが、スライドピン５８の保持動作時にロックピン７０を進出状態にしておくためのソレノイド６８の保持電力が増大してしまう。【００９９】
図１４は、本発明の実施の形態３における係合部の構成を表した図である。より具体的には、図１４（Ａ）は、スライドピン９０の切欠部９０ｅにロックピン９２が十分に係合しているスライドピン９０の保持動作時の関係を示し、図１４（Ｂ）は、弁復帰動作時の関係、より具体的には、ロックピン９２が切欠部９０ｅから外れる動作の実行中の関係を示している。【０１００】
図１４に示すように、切欠部９０ｅの内側面に形成された、ロックピン９２との接触部９０ｇは、相手（ロックピン９２）側に向かって凸となるＲ断面形状に形成されている。一方、ロックピン９２の先端には、先端に向かって細くなるテーパ状に形成されたテーパ部９２ａが設けられている。尚、接触部９０ｇの断面の半径Ｒは、単一的なものであってもよく、或いは複合的なものであってもよい。【０１０１】
更に、本実施形態では、図１４（Ａ）に示すように、スライドピン９０の保持動作時には、接触部９０ｇは、ロックピン９２における単一径からなるストレート部９２ｂと接触するようになっている。そして、図１４（Ｂ）に示すように、弁復帰要求が出されてロックピン９２が切欠部９０ｅから外れる動作が進行すると、接触部９０ｇと接触するロックピン９２の部位がストレート部９２ｂからテーパ部９２ａに変化するようになっている。【０１０２】
以上説明した図１４に示す構成によれば、切欠部９０ｅに設けられた接触部９０ｇが相手側に向かって凸となるＲ断面形状とされている。これにより、当該接触部９０ｇとロックピン９２との接触が点接触となるので、弁復帰動作時にロックピン９２を抜く際の摩擦を低減することができる。このため、ロックピン９２を抜く際の応答性を良好に確保することができるとともに、応答のばらつきを低減することもできる。【０１０３】
また、上記図１４に示す構成によれば、ロックピン９２の先端がテーパ化されているので、図１４（Ｂ）に示す弁復帰時には、リターンスプリング５６の付勢力を受けるスライドピン９０の荷重を利用して、ロックピン９２をその退出方向に付勢するスプリング７２（図５参照）をアシストすることができるようになる。このため、ロックピン９２を抜く際の応答性を良好に高めることができる。また、そのようなアシストが可能となるので、スプリング７２のバネ力をより弱く設定してもよく、これにより、スライドピン９０の保持動作時にソレノイド６８が消費する電力を低減することもできる。【０１０４】
また、上記図１４に示す構成によれば、スライドピン９０の保持動作時には、接触部９０ｇがロックピン９２のストレート部９２ｂと接触するようにしている。このため、保持動作時に接触部９０ｇをテーパ部９２ａと接触させておく場合と比べ、当該保持動作時のソレノイド６８の消費電力を低減することができ、また、弁復帰時には、上記のようにテーパ部９２ａを利用して、ロックピン９２を速やかに抜くことができるようになる。【０１０５】
ところで、上述した実施の形態１乃至３においては、副カム１６がゼロリフトカムとして構成されている例について説明を行ったが、本発明における副カムは、ゼロリフトカムに限らず、第２ロッカーアーム３４に作用力を伝達するノーズ部を備えるカムであってもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年2月26日(2010.2.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１１】
前記接触部は、前記当接ピンとの間で前記付勢手段が発する付勢力を受け止める状態が保持される際には前記当接ピンの非テーパ状の部位と係合し、一方、前記当接ピンと前記切欠部との係合を解除する動作が開始された後に前記テーパ状の部位と係合することを特徴とする請求項１０記載の内燃機関の動弁装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
また、第１１の発明は、第１０の発明において、
前記接触部は、前記当接ピンとの間で前記付勢手段が発する付勢力を受け止める状態が保持される際には前記当接ピンの非テーパ状の部位と係合し、一方、前記当接ピンと前記切欠部との係合を解除する動作が開始された後に前記テーパ状の部位と係合することを特徴とする。
【国際調査報告】
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