(57)【要約】  熱処理が必要となる範囲を低減し、これにより、熱処理時にカムシャフトに生ずる歪みを良好に小さく抑えることのできる内燃機関の可変動弁装置を提供する。  所定の往復範囲内で移動することにより可変機構（２０）の動作状態を切り換えるスライドピン（５８）と、カムシャフト（１２）の外周面に設けられ、上記往復範囲の一端から他端に向けてのスライドピン（５８）の移動を案内するガイドレール（６４）とを有する切換機構（２４）を備える。ガイドレール（６４）に係合自在な突起部（５８ｃ）をスライドピン（５８）に備える。突起部（５８ｃ）の頂面（５８ｈ）と当該突起部（５８ｃ）に対向するガイドレール６４の底面（６４ｄ）との接触の規制、および、上記一端から上記他端までの距離を超えるスライドピン５８の移動の規制のうちの少なくとも一方を行う規制手段（５８ｇ、６０ａ、５８ｂ、６０）を備える。
2010103637.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、当該バルブの開弁特性を変更する可変機構と、
前記可変機構の動作状態を切り換える切換機構と、を備え、
前記切換機構は、
所定の往復範囲内で移動することにより前記可変機構の動作状態を切り換える変位部材と、
前記カムが固定されたカムシャフトの外周面に設けられ、前記往復範囲の一端から他端に向けての前記変位部材の移動を案内するガイド部と、
前記変位部材に設けられ、前記ガイド部に係合自在な突起部と、
前記突起部と前記ガイド部とが係合する状態と係合しない状態とを切り換える係合制御手段と、
前記突起部の頂面と当該突起部に対向する前記ガイド部の表面との接触の規制、および、前記一端から前記他端までの距離を超える前記変位部材の移動の規制のうちの少なくとも一方を行う規制手段と、
を含むことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項２】
前記変位部材は、前記可変機構に接触する主軸部を含み、
前記切換機構は、前記主軸部をその軸方向に移動自在かつ回転自在に支持する支持部材を含み、
前記変位部材は、当該主軸部の軸心を中心として回転自在となるように当該主軸部に固定されたアーム部を含み、
前記突起部は、前記アーム部に固定されており、
前記規制手段は、前記支持部に対する前記アーム部の回転量を制限することで、前記突起部の前記頂面と当該突起部に対向する前記ガイド部の前記表面との接触の前記規制を行う手段であ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。
【請求項３】
前記変位部材は、前記可変機構に接触する主軸部を含み、
前記切換機構は、前記主軸部をその軸方向に移動自在かつ回転自在に支持する支持部材を含み、
前記変位部材は、当該主軸部の軸心を中心として回転自在となるように当該主軸部に固定されたアーム部を含み、
前記突起部は、前記アーム部に固定されており、
前記往復範囲の前記他端に前記変位部材が位置している場合に、前記アーム部が前記支持部に当接することにより、前記規制手段による前記一端から前記他端までの距離を超える前記変位部材の移動の規制が実現されていることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項４】
前記規制手段は、前記一端から前記他端までの距離を超える前記変位部材の移動の前記規制を少なくとも行う手段であり、
前記カムシャフトは、前記外周面に段付き形状のガイド壁を前記ガイド部として有し、前記突起部を間に介して当該ガイド壁と対向する部位には壁部を備えていないことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項５】
前記可変機構は、前記カムと同期して揺動する第１ロッカーアームと、前記排気バルブを押動可能な第２ロッカーアームと、を含み、
前記切換機構は、前記第１ロッカーアームおよび前記第２ロッカーアームにそれぞれ形成されたピン孔に挿入自在に配置された切換ピンを有し、当該切換ピンと接触する前記変位部材の前記移動に伴って、前記切換ピンを介して前記第１ロッカーアームと前記第２ロッカーアームとを相互に連結する連結状態と、その連結を解除した非連結状態とに切り換える機構であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の内燃機関の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、バルブの開弁特性を機械的に変更可能とする内燃機関の可変動弁装置が開示されている。この従来の可変動弁装置は、カムとバルブとの間に、ロッカーアームシャフトにより揺動可能にかつ当該シャフトの軸方向に移動可能に支持されたロッカーアームを備えている。また、上記可変動弁装置は、カムシャフトの外周面に螺旋状の案内溝を備えるとともに、当該案内溝に係合自在な突起部を有するゴンドラを備えている。このゴンドラは、カムシャフトにより軸方向に移動可能な態様で保持されており、また、ロッドを介してロッカーアームと接続されている。【０００３】
上記従来の可変動弁装置では、油圧式アクチュエータによりゴンドラを移動させることで、上記突起部と案内溝とが係合し、この係合状態でカムシャフトが回転することによりゴンドラを介してロッカーアームがロッカーアームシャフトの軸方向に移動するようになっている。そして、ロッカーアームが移動することで、バルブを押動するためのカムが切り換わるようになっている。【０００４】
【特許文献１】日本実開昭６２−１８４１１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の可変動弁装置では、上記突起部と上記案内溝とが係合した状態では、カムシャフトの回転に伴って両者が摺動することになる。このため、摺動部位の硬度を十分に確保するために、案内溝に表面処理を施す必要がある。表面処理としては、レーザー焼入れ等の熱処理を行うことがコストおよび製造上の容易性の観点から有効である。【０００６】
熱処理によって硬化が必要となる範囲は、基本的に、部材間の摺動範囲が広くなるほど広くなる。硬化必要範囲が広くなると、熱処理時の入熱範囲を広くし、入熱量を多くする必要が生ずる。しかしながら、熱処理時の入熱範囲が広くなったり入熱量が多くなったりすると、カムシャフトに生ずる歪みが大きくなってしまう。その結果、カムシャフトの曲がり等の変形によって、内燃機関のフリクションロスが増大し、燃費が悪化してしまう。【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、熱処理が必要となる範囲を低減し、これにより、熱処理時にカムシャフトに生ずる歪みを良好に小さく抑えることのできる内燃機関の可変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、内燃機関の可変動弁装置であって、
カムとバルブとの間に配置され、当該バルブの開弁特性を変更する可変機構と、
前記可変機構の動作状態を切り換える切換機構と、を備え、
前記切換機構は、
所定の往復範囲内で移動することにより前記可変機構の動作状態を切り換える変位部材と、
前記カムが固定されたカムシャフトの外周面に設けられ、前記往復範囲の一端から他端に向けての前記変位部材の移動を案内するガイド部と、
前記変位部材に設けられ、前記ガイド部に係合自在な突起部と、
前記突起部と前記ガイド部とが係合する状態と係合しない状態とを切り換える係合制御手段と、
前記突起部の頂面と当該突起部に対向する前記ガイド部の表面との接触の規制、および、前記一端から前記他端までの距離を超える前記変位部材の移動の規制のうちの少なくとも一方を行う規制手段と、
を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、
前記変位部材は、前記可変機構に接触する主軸部を含み、
前記切換機構は、前記主軸部をその軸方向に移動自在かつ回転自在に支持する支持部材を含み、
前記変位部材は、当該主軸部の軸心を中心として回転自在となるように当該主軸部に固定されたアーム部を含み、
前記突起部は、前記アーム部に固定されており、
前記規制手段は、前記支持部に対する前記アーム部の回転量を制限することで、前記突起部の前記頂面と当該突起部に対向する前記ガイド部の前記表面との接触の前記規制を行う手段であ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、
前記変位部材は、前記可変機構に接触する主軸部を含み、
前記切換機構は、前記主軸部をその軸方向に移動自在かつ回転自在に支持する支持部材を含み、
前記変位部材は、当該主軸部の軸心を中心として回転自在となるように当該主軸部に固定されたアーム部を含み、
前記突起部は、前記アーム部に固定されており、
前記往復範囲の前記他端に前記変位部材が位置している場合に、前記アーム部が前記支持部に当接することにより、前記規制手段による前記一端から前記他端までの距離を超える前記変位部材の移動の規制が実現されていることを特徴とする。【００１１】
また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、
前記規制手段は、前記一端から前記他端までの距離を超える前記変位部材の移動の前記規制を少なくとも行う手段であり、
前記カムシャフトは、前記外周面に段付き形状のガイド壁を前記ガイド部として有し、前記突起部を間に介して当該ガイド壁と対向する部位には壁部を備えていないことを特徴とする。【００１２】
また、第５の発明は、第１乃至第４の発明の何れかにおいて、
前記可変機構は、前記カムと同期して揺動する第１ロッカーアームと、前記排気バルブを押動可能な第２ロッカーアームと、を含み、
前記切換機構は、前記第１ロッカーアームおよび前記第２ロッカーアームにそれぞれ形成されたピン孔に挿入自在に配置された切換ピンを有し、当該切換ピンと接触する前記変位部材の前記移動に伴って、前記切換ピンを介して前記第１ロッカーアームと前記第２ロッカーアームとを相互に連結する連結状態と、その連結を解除した非連結状態とに切り換える機構であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明によれば、突起部の頂面と当該突起部に対向するカムシャフトの表面との接触の規制、および、所定の往復範囲の一端から他端までの距離を超える変位部材の移動の規制のうちの少なくとも一方を行う規制手段を備えていることにより、変位部材がガイド部により案内されて移動する際の突起部とガイドレールとの摺動部位を効果的に減らすことが可能となる。このため、熱処理時の入熱範囲および入熱量を効果的に低減することができるので、カムシャフトに生ずる歪みを良好に小さく抑えることが可能となる。その結果、カムシャフトの曲がり等の変形を抑制することができるので、内燃機関のフリクションロスが増大するのを防止することができる。【００１４】
第２の発明によれば、回転体であるカムシャフトとの当接に頼らない部位において、変位部材の回転を規制することができる。つまり、変位部材とカムシャフトとの摺動を伴わずに、突起部の頂面とその頂面に対向するガイド部の表面との接触を回避可能な構成を得ることができる。【００１５】
第３の発明によれば、新たな部品追加を必要とせずに、上記一端から上記他端までの距離を超える変位部材の移動の規制を実現することができる。【００１６】
第４の発明によれば、突起部を間に介してガイド壁と対向する部位に壁部を備えないようにしたことにより、突起部と接触するガイド壁のみを対象とした、レーザー焼入れ等の熱処理を行い易くすることができる。【００１７】
第５の発明によれば、変位部材と連動して動作する切換ピンを利用して２種類のロッカーアームの連結／非連結を切り換える切換機構を備えた構成において、上記第１乃至第４の発明による優れた効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１の内燃機関の可変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】弁稼動状態時（通常のリフト動作時）の制御状態を示す図である。
【図８】弁停止動作の開始時の制御状態を示す図である。
【図９】スライド動作の完了時の制御状態を示す図である。
【図１０】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１１】図１に示す切換機構に施された特徴的な構成を説明するための図である。
【図１２】規制手段を備えていない場合における、カムシャフトの回転に対するスライドピンの動作を説明するための図である。
【図１３】規制手段を備えていない場合におけるスライドピンの軸方向移動時の動作を説明するための図である。
【図１４】規制手段を備えていない場合におけるガイドレールの硬度必要範囲（熱処理範囲）を説明するための図である。
【図１５】規制手段を備えている場合における、カムシャフトの回転に対するスライドピンの動作を説明するための図である。
【図１６】規制手段を備えている場合におけるガイドレールの硬度必要範囲（熱処理範囲）を説明するための図である。
【図１７】スライドピンの軸方向移動の規制を行う規制手段を採用したことによる更なる効果を説明するための図である。
【図１８】本発明の実施の形態２におけるガイドレールの形状を説明するための斜視図である。
【図１９】ガイドレールと突起部との関係を表した断面図である。
【図２０】突起部のテーパ部の大きさの好適な決定手法を説明するための図である。
【図２１】図１８（Ｂ）に示すガイドレールにより案内されて行われるスライドピンの軸方向移動時の動作を説明するための図（ガイドレールの展開図）である。
【図２２】図１８（Ｂ）に示すガイドレールの硬度必要範囲（熱処理範囲）を説明するための図である。
【図２３】図１８（Ｂ）に示す形状のガイドレールを採用したことにより得られる効果を説明するための図である。
【図２４】図１８（Ｂ）に示すガイドレールの好適な加工手法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  内燃機関
１０  可変動弁装置
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
２４  切換機構
２６  ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
３２  第１ロッカーアーム
３４Ｌ、３４Ｒ  第２ロッカーアーム
４６  第１ピン孔
４８  第１切換ピン
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、８４  スライドピン
５８ａ  円柱部
５８ｂ  アーム部
５８ｃ、８４ｃ  突起部
５８ｄ  押圧面
５８ｅ  切欠部
５８ｆ  案内面
５８ｇ、６０ａ、６０ｂ  ストッパーピン
５８ｈ、８４ｈ  突起部の頂面
６０  支持部材
６２、８２  大径部
６４、８０  ガイドレール
６４ａ  基端
６４ｂ  終端
６４ｃ  浅底部
６４ｄ、８０ｄ  底面
６４ｅ、８０ｅ  荷重受け面
６４ｆ  対向面
６６  アクチュエータ
６８  ソレノイド
６８ａ  駆動軸
７０  ロックピン
Ｐｍａｘ１、Ｐｍａｘ２  変位端
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
実施の形態１．
先ず、図１乃至図１７を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。
［可変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の可変動弁装置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。【００２１】
本実施形態の可変動弁装置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。【００２２】
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）。【００２３】
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。【００２４】
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（弁停止状態）を意味するものとする。【００２５】
また、本実施形態の可変動弁装置１０は、各可変機構２０を駆動して、バルブ１８の動作状態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。【００２６】
（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。【００２７】
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。【００２８】
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。【００２９】
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。【００３０】
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。【００３１】
（切換機構の構成）
次に、図５および図６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／非連結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の動作状態を弁稼動状態と弁停止状態との間で切り換えることができるようになっている。【００３２】
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。【００３３】
図５に示すように、第１ローラの第１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。【００３４】
一方、第２ロッカーアーム３４Ｌ側の第２ローラ４０の第２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の第２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。【００３５】
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。【００３６】
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。【００３７】
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。【００３８】
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１４、１６の回転動力を利用して、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。【００３９】
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。【００４０】
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のガイドレール６４が形成されている。ここでは、ガイドレール６４は、螺旋状の溝として形成されている。尚、ガイドレール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。【００４１】
また、切換機構２４は、突起部５８ｃをガイドレール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。【００４２】
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。【００４３】
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をガイドレール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がガイドレール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。【００４４】
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がガイドレール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。【００４５】
カムシャフト１２のガイドレール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。【００４６】
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とがすべて非連結とされた状態となる。【００４７】
本実施形態では、カムシャフト１２の軸方向におけるガイドレール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の軸方向におけるガイドレール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、ガイドレール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。【００４８】
更に、本実施形態のガイドレール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の回転に伴ってガイドレール６４が徐々に浅くなる浅底部６４ｃが設けられている。尚、ガイドレール６４における浅底部６４ｃ以外の部位の深さは一定である。【００４９】
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、上記浅底部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。【００５０】
また、切欠部５８ｅは、突起部５８ｃがガイドレール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。【００５１】
［本実施形態の可変動弁装置の動作］
次に、図７乃至図１０を参照して、可変動弁装置１０の動作について説明する。
（弁稼動状態時）
図７は、弁稼動状態時（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７（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７（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。【００５２】
（弁停止動作開始時（スライド動作の開始時））
図８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。【００５３】
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の変位区間がベース円区間内となるように、ガイドレール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８（Ｂ）に示すように、突起部５８ｃがガイドレール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、ガイドレール６４に挿入された突起部５８ｃが当該ガイドレール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８（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。【００５４】
（スライド動作の完了時）
図９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、ガイドレール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９（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９（Ｂ）に示すように、ガイドレール６４内における突起部５８ｃの位置は、未だ浅底部６４ｃに達していない。【００５５】
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とが非連結と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のリフト動作が閉弁位置で停止状態となる。【００５６】
（変位部材の保持動作時）
図１０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９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底部６４ｃに差し掛かる。その結果、浅底部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、浅底部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。【００５７】
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１０（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１０（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とが非連結とされた状態、すなわち、弁停止状態が維持されるようになる。【００５８】
（弁復帰動作時）
弁停止状態から弁稼動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１０に示す制御状態において、ＥＣＵ２６が所定のタイミング（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）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。【００５９】
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。【００６０】
（まとめ）
以上のように構成された本実施形態の可変動弁装置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、弁稼動状態と弁停止状態との間でバルブ１８の動作状態を切り換えることが可能となる。【００６１】
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をガイドレール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とを連結状態から非連結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、弁停止状態とすることができる。また、弁復帰要求が出された際に、ソレノイド６８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とを非連結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の動作状態を弁稼動状態に復帰させることができる。【００６２】
また、上記可変動弁装置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と係合するガイドレール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。このように、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の動作状態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、本実施形態の可変動弁装置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の動作状態を良好に切り換えることのできる可変動弁装置１０を得ることができる。【００６３】
［実施の形態１の規制手段の具体的な構成］
図１１は、図１に示す切換機構２４に施された特徴的な構成を説明するための図である。より具体的には、図１１（Ａ）は、切換機構２４を図５中の矢視Ｂの方向から見た図であり、図１１（Ｂ）は、切換機構２４を図１１（Ａ）中の矢視Ｃの方向から見た図であり、図１１（Ｃ）は、参考のための切換機構２４の斜視図である。【００６４】
本実施形態の切換機構２４は、スライドピン５８の回転を規制するための手段を備えている。具体的には、図１１（Ａ）に示すように、そのような規制手段を実現するために、切換機構２４は、アーム部５８ｂの根元に固定されたストッパーピン５８ｇを備えるとともに、支持部材６０にストッパーピン５８ｇと当接可能な位置にストッパーピン６０ａを備えている。尚、支持部材６０に取り付けられたもう一方のストッパーピン６０ｂは、ソレノイド６８への通電がＯＦＦとされている際にロックピン７０とスライドピン５８との位置関係を規定するためのものである。また、ここでは、これらのストッパーピン６０ａ、６０ｂによって、スライドピン５８の回転角度が８°に設定されている例を示している。【００６５】
既述したように、スライドピン５８は、ソレノイド６８への通電時にロックピン７０によって押されることにより、円柱部５８ａの軸心を中心として回転する。これにより、突起部５８ｃがガイドレール６４内に挿入される。ストッパーピン６０ａは、図１１（Ａ）に示すように、突起部５８ｃがガイドレール６４内に挿入された状態であって、突起部５８ｃの頂面５８ｈとガイドレール６４の底面６４ｄとの間に所定のクリアランスを有する状態で、ストッパーピン５８ｇと当接できる位置に取り付けられている。【００６６】
上記の構成によれば、突起部５８ｃをガイドレール６４に挿入する際に、スライドピン５８の回転量が規制されるので、突起部５８ｃの頂面５８ｈとガイドレール６４の底面６４ｄとが接触しないようにすることができる。【００６７】
更に、本実施形態の切換機構２４は、スライドピン５８の軸方向の移動を規制するための手段を備えている。具体的には、図１１（Ｂ）に示すように、アーム部５８ｂと支持部材６０との寸法を管理することで、そのような規制手段を実現するようにしている。図１１（Ｂ）に示す状態は、スライドピン５８が弁稼動状態を実現する位置（変位端Ｐｍａｘ１）にある状態を示している。この場合に、アーム部５８ｂと支持部材６０との間の寸法が、スライドピン５８の移動の往復範囲（つまり、変位端Ｐｍａｘ１と変位端Ｐｍａｘ２との距離で、ここでは３．５ｍｍに設定）と等しくなるように、スライドピン５８および支持部材６０の形状が決定されている。【００６８】
上記の構成によれば、スライドピン５８がガイドレール６４に案内されることにより変位端Ｐｍａｘ１から変位端Ｐｍａｘ２に移動し終えた際に、アーム部５８ｂと支持部材６０とが当接するようになり、スライドピン５８が、変位端Ｐｍａｘ２を超えて円柱部５８ａの軸方向に移動するのを規制することができる。【００６９】
［実施の形態１の規制手段の効果］
次に、図１２乃至図１７を参照して、上記規制手段（回転規制および軸方向規制）を備えたことにより得られる効果を、当該規制手段を備えていない構成と比較して説明する。【００７０】
先ず、上記規制手段を備えていない構成について、図１２乃至図１４を参照して説明する。
図１２は、上記規制手段を備えていない場合における、カムシャフト１２の回転に対するスライドピン５８の動作を説明するための図である。また、図１３は、上記規制手段を備えていない場合におけるスライドピン５８の軸方向移動時の動作を説明するための図である。尚、図１３は、ガイドレール６４の展開図である。【００７１】
回転規制を行う上記規制手段を備えていない場合には、図１２に示すように、ソレノイド６８への通電に伴ってスライドピン５８が回転した際に、突起部５８ｃの頂面５８ｈがガイドレール６４の底面６４ｄに接触してしまい、両者の間で摺動が生ずる。【００７２】
また、既述したように、スライドピン５８は、切換ピン４８等を介してリターンスプリング５６の付勢力を受ける。このため、スライドピン５８がガイドレール６４に案内されて変位端Ｐｍａｘ１から変位端Ｐｍａｘ２に移動する際には、図１３に示すように、スライドピン５８の突起部５８ｃは、ガイドレール６４の一方の側面６４ｅに押し付けられた状態で、リターンスプリング５６の付勢力に抗しつつガイドレール６４内を移動するようになる。ここでは、この側面６４ｅを、特に、「荷重受け面６４ｅ」と称し、当該側面６４ｅに対向するガイドレール６４のもう一方の側面を、「対向面６４ｆ」と称する。【００７３】
軸方向移動の規制を行う上記規制手段を備えていない場合には、図１２および図１３に示すように、スライドピン５８がガイドレール６４に沿って変位端Ｐｍａｘ１から変位端Ｐｍａｘ２に移動する斜め区間が終了した際に、突起部５８ｃが対向面６４ｆに衝突してしまう。【００７４】
図１４は、上記規制手段を備えていない場合におけるガイドレール６４の硬度必要範囲（熱処理範囲）を説明するための図である。尚、図１４（Ｂ）は、ガイドレール６４の断面図である。
上述したように、回転規制を行う上記規制手段を備えていない場合には、突起部５８ｃと荷重受け面６４ｅ以外にも、突起部５８ｃの頂面５８ｈとガイドレール６４の底面６４ｄとの間で摺動が生ずる。また、対向面６４ｆについても、ガイドレール６４の直線区間において突起部５８ｃとの上記衝突が生ずる。このため、図１４に示すように、荷重受け面６４ｅだけでなくガイドレール６４の底面６４ｄおよび対向面６４ｆについても、摺動部位の硬度を十分に確保するために表面処理を施す必要がある。尚、そのような表面処理としては、レーザー焼入れによる熱処理を用いることがコストおよび製造上の容易性の観点から有効である。【００７５】
以上のように、上記規制手段を備えていない場合には、スライドピン５８の動作がガイドレール６４により規制されることになるので、ガイドレール６４の全域に熱処理を加える必要が生ずる。このような熱処理によって、硬化が必要となる範囲が広くなると、熱処理時の入熱範囲を広くし、入熱量を多くする必要が生ずる。しかしながら、熱処理時の入熱範囲が広くなったり入熱量が多くなったりすると、カムシャフト１２に生ずる歪みが大きくなってしまう。その結果、カムシャフト１２の曲がり等の変形によって、内燃機関１のフリクションロスが増大し、燃費が悪化してしまう。【００７６】
次に、上記規制手段を備えた本実施形態の構成について、図１５および図１６を参照して説明する。
図１５は、上記規制手段を備えている場合における、カムシャフト１２の回転に対するスライドピン５８の動作を説明するための図である。【００７７】
本実施形態の切換機構２４は、回転規制を行う上記規制手段を備えているので、図１５に示すように、ソレノイド６８への通電に伴ってスライドピン５８が回転した際に、突起部５８ｃの頂面５８ｈとガイドレール６４の底面６４ｄとが接触しなくなる。【００７８】
また、当該規制手段では、スライドピン５８のアーム部５８ｂに設けられたストッパーピン５８ｇと支持部材６０に設けられたストッパーピン６０ａとを利用して、スライドピン５８の回転を規制するようにしている。このような手法とは異なり、例えば、突起部５８ｃの高さをガイドレール６４の深さよりも短くすることによって、突起部５８ｃの頂面５８ｈとガイドレール６４の底面６４ｄとの接触を回避する構成を採用することも考えられる。しかしながら、このような構成の場合には、突起部５８ｃの周辺のアーム部５８ｂとカムシャフト１２の大径部６２との間で摺動が生じてしまう。また、そのような摺動が生ずると、カムシャフト１２側に熱処理を施す部位が増えてしまう。これに対し、本実施形態の回転規制手法によれば、回転体であるカムシャフト１２との当接に頼らない部位において、スライドピン５８の回転を規制することができる。つまり、スライドピン５８とカムシャフト１２との摺動を伴わずにスライドピン５８の回転規制を実現することができる。また、ストッパーピン５８ｇやストッパーピン６０ａはカムシャフト１２に対して十分に小さな部材であるので、カムシャフト１２に熱処理を施すのと比べ、硬度確保のための熱処理を容易に行えるようになる。【００７９】
更に、本切換機構２４は、軸方向移動の規制を行う上記規制手段をも備えているので、図１５に示すように、スライドピン５８がガイドレール６４の斜め区間を通過し終えた際に、突起部５８ｃが対向面６４ｆに接触することがなくなる。【００８０】
より具体的には、当該規制手段では、ガイドレール６４と突起部５８ｃとの間でスライドピン５８の移動範囲を規制するのではなく、スライドピン５８のアーム部５８ｂと支持部材６０との間でスライドピン５８の軸方向移動の規制が行われる。このような軸方向移動の規制手法によれば、回転体であるカムシャフト１２との当接に頼らない部位において、スライドピン５８の軸方向移動を規制することができる。つまり、スライドピン５８とカムシャフト１２との摺動を伴わずにスライドピン５８の軸方向移動の規制を実現することができる。【００８１】
図１６は、上記規制手段を備えている場合におけるガイドレール６４の硬度必要範囲（熱処理範囲）を説明するための図である。
上記の回転規制および軸方向移動の規制を行うことにより、スライドピン５８がガイドレール６４に案内されてカムシャフト１２の軸方向に移動する際の突起部５８ｃとガイドレール６４との摺動部位を効果的に減らすことが可能となる。従って、図１６に示すように、ガイドレール６４における荷重受け面６４ｅ側の斜め区間以外の部位について熱処理を廃止することが可能となる。このため、熱処理時の入熱範囲および入熱量を効果的に低減することができるので、カムシャフト１２に生ずる歪みを良好に小さく抑えることが可能となる。その結果、カムシャフト１２の曲がり等の変形を抑制することができるので、内燃機関１のフリクションロスが増大するのを防止することができる。【００８２】
図１７は、スライドピン５８の軸方向移動の規制を行う上記規制手段を採用したことによる更なる効果を説明するための図である。
軸方向移動の規制を行う上記規制手段が備えられていない場合には、機械加工によってガイドレール６４の形状を創出する際に、荷重受け面６４ｅとともに対向面６４ｆを形成する必要がある。従って、図１７（Ａ）に示すように、ガイドレール６４の溝径と同じ径となる小径のエンドミル（工具）を使用する必要がある。しかしながら、エンドミルの径を十分に確保できないと、歯具寿命が短くなるという問題が生ずる。【００８３】
これに対し、軸方向移動の規制を行う上記規制手段を備えている場合には、スライドピン５８の軸方向移動を規制する目的で上記対向面６４ｆを備えておく必要がなくなる。つまり、機械加工時には、荷重受け面６４ｅ側のガイドレール６４の壁部の形状のみを所定の寸法に従って創出すればよくなる。このため、図１７（Ｂ）に示すように、十分な径を有するエンドミルを用いることができ、ガイドレール６４の加工性を良好に確保することができる。【００８４】
ところで、上述した実施の形態１においては、アーム部５８ｂと支持部材６０との寸法管理を利用して、スライドピン５８の軸方向移動の規制を行うようにしている。しかしながら、本発明における変位部材の移動の規制を行う規制手段は、このような構成に限定されるものではなく、必要に応じて、当該規制を実現するための部品を追加して実現されるものであってもよい。例えば、スライドピン５８の円柱部５８ａ上の位置であって、スライドピン５８が変位端Ｐｍａｘ２に変位した際に支持部材６０と当接可能な位置に、Ｃリングを取り付けるようにしてもよい。【００８５】
尚、上述した実施の形態１においては、スライドピン５８が前記第１の発明における「変位部材」に、ガイドレール６４が前記第１の発明における「ガイド部」に、アクチュエータ６６が前記第１の発明における「係合制御手段」に、ストッパーピン５８ｇおよびストッパー６０ａ、並びに図１１（Ｂ）に示す寸法に管理されたアーム部５８ｂと支持部材６０が前記第１の発明における「規制手段」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、スライドピン５８の円柱部５８ａが前記第２または第３の発明における「主軸部」に相当している。【００８６】
実施の形態２．
次に、図１８乃至図２４を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施形態の可変動弁装置は、以下に説明する点以外については、上述した実施の形態１の可変動弁装置１０と同様に構成されているものとする。【００８７】
図１８は、本発明の実施の形態２におけるガイドレール８０の形状を説明するための斜視図である。より具体的には、図１８（Ａ）は、対比のために参照する上記実施の形態１のガイドレール６４を示している。このガイドレール６４が有する溝径は、スライドピン５８の突起部５８ｃの径に合わせて設定されたものであり、当該突起部５８ｃの径と同等のものである。【００８８】
一方、図１８（Ｂ）は、本実施形態のガイドレール８０の形状を示している。より具体的には、ガイドレール８０では、突起部８４ｃ（図１９参照）を介して作用するスライドピン８４（図１９参照）の荷重を受ける荷重受け面８０ｅが、段付き形状のガイド壁としてカムシャフト１２の大径部８２の外周面に形成されている。そして、この荷重受け面８０ｅによって突起部８４ｃが案内されることで、スライドピン５８がカムシャフト１２の回転に伴って変位端Ｐｍａｘ１から変位端Ｐｍａｘ２に向けて移動できるように構成されている。【００８９】
また、ガイドレール８０では、図１８（Ｂ）に示すように、突起部８４ｃを間に介して荷重受け面８０ｅと対向する部位に、ガイドレール６４における対向面６４ｆに相当する壁部が設けられていない。更に付け加えると、この対向部位は、突起部８４ｃの頂面８４ｈ（図１９参照）と対向するガイドレール８０の底面８０ｄと同一面となるように形成されている。尚、図１８（Ｂ）において、符号「８０ａ」、「８０ｂ」、および「８０ｃ」を付して示す部位は、それぞれ、ガイドレール８０の基端、終端、および浅底部である。【００９０】
図１９は、ガイドレール８０と突起部８４ｃとの関係を表した断面図である。
図１９に示すように、突起部８４ｃの先端部は、頂面８４ｈ側に向かうにつれて径が小さくなるテーパ状に形成されている。このような構成によれば、突起部８４ｃと荷重受け面８０ｅとの接触範囲を狭くすることができる。これにより、熱処理によるガイドレール８０の硬度確保範囲を狭くすることができる。【００９１】
図２０は、突起部８４ｃのテーパ部の大きさの好適な決定手法を説明するための図である。
図２０に示すように、テーパ部を大きくすることで突起部８４ｃと荷重受け面８０ｅとの接触範囲を狭くしていくと、接触部の面圧が高くなる。逆に、当該接触範囲を広くしていくと、上記面圧は低くなるが、熱処理による入熱範囲および入熱量が増えることで、カムシャフト１２の歪みが大きくなる。従って、図２０に示すように、許容面圧と許容歪みを考慮して、両者をともに許容値内に収めることのできる上記接触範囲が得られるように、突起部８４ｃのテーパ部の大きさを決定することが好適である。【００９２】
図２１は、図１８（Ｂ）に示すガイドレール８０により案内されて行われるスライドピン８４の軸方向移動時の動作を説明するための図（ガイドレール８０の展開図）である。
本実施形態においても、実施の形態１と同様に、切換機構２４に、回転規制を行う上記規制手段が備えられている。これにより、スライドピン８４の移動時に、突起部８４ｃの頂面８４ｈとガイドレール８０の底面８０ｄとが接触しないようにすることができる。【００９３】
また、本実施形態においても、切換機構２４に、軸方向移動の規制を行う上記規制手段が備えられている。これにより、図２１に示すように、スライドピン８４（突起部８４ｃ）がガイドレール８０により案内されて軸方向に移動する際に、当該規制手段によって突起部８４ｃの中心が変位端Ｐｍａｘ２を超えて移動するのを規制することができる。つまり、上記規制手段を備えているので、ガイドレール８０側に荷重受け面８０ｅに対向するガイド壁を備えていなくても、スライドピン８４の移動を支障なく行えるようになる。【００９４】
図２２は、図１８（Ｂ）に示すガイドレール８０の硬度必要範囲（熱処理範囲）を説明するための図である。
本実施形態においても、上記の回転規制および軸方向移動の規制を行うことにより、スライドピン８４がガイドレール８０に案内されてカムシャフト１２の軸方向に移動する際の突起部８４ｃとガイドレール８０との摺動部位を効果的に減らすことが可能となる。従って、図２２に示すように、ガイドレール８０における荷重受け面８０ｅの斜め区間のみについて熱処理を行えば済むようになる。このため、本実施形態においても、熱処理時の入熱範囲および入熱量を効果的に低減することができるので、カムシャフト１２に生ずる歪みを良好に小さく抑えることが可能となる。【００９５】
図２３は、図１８（Ｂ）に示す形状のガイドレール８０を採用したことにより得られる効果を説明するための図である。
本実施形態のガイドレール８０と異なり、上述した実施の形態１のガイドレール６４のように荷重受け面６４ｅに対向する対向面６４ｆが設けられている場合には、レーザー焼入れによる熱処理時に次のような問題が生じ得る。すなわち、レーザー焼入れによって上記図１６に示す硬度必要範囲に対して熱処理を行う際に、当該対向面６４ｆの存在が邪魔となる。このため、荷重受け面６４ｅのみを対象とした熱処理を行うことが難しく、カムシャフト１２の軸芯への入熱量が多くなってしまう。その結果、カムシャフト１２に歪みが生じ易くなってしまう。【００９６】
これに対し、本実施形態のガイドレール８０は、既述したように、上記対向面６４ｆに相当する壁部を有しない。このため、図２３に示すように、レーザー焼入れ時のレーザーの入射角度を十分に傾けることができ、荷重受け面８０ｅに対して垂直にレーザーを照射することが可能となる。これにより、荷重受け面８０ｅのみを対象とした熱処理を行い易くすることができ、カムシャフト１２の軸芯への入熱量を良好に低減することができる。このため、カムシャフト１２の歪みを良好に抑制しつつ、熱処理を行えるようになる。【００９７】
図２４は、図１８（Ｂ）に示すガイドレール８０の好適な加工手法を説明するための図である。
また、本実施形態においても、軸方向移動の規制を行う上記規制手段を備えていることで、上記対向面６４ｆに相当する壁部を備えておく必要がないので、必要十分な径を有するエンドミルを用いてガイドレール８０を形成することが可能となる。そのうえで、本実施形態では、上記壁部を積極的に備えないようにしているので、図２４に示すように、大径のエンドミルを用いて、上記荷重受け面８０ｅを有するガイドレール８０であって、上記壁部を備えないガイドレール８０の形状を、一度の機械加工によって容易に創出することが可能となる。【００９８】
尚、上述した実施の形態２においては、荷重受け面８０ｅが前記第４の発明における「ガイド壁」に相当している。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年1月25日(2010.1.25)
【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】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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、当該バルブの開弁特性を変更する可変機構と、
前記可変機構の動作状態を切り換える切換機構と、を備え、
前記切換機構は、
所定の往復範囲内で移動することにより前記可変機構の動作状態を切り換える変位部材と、
前記カムが固定されたカムシャフトの外周面に設けられ、前記往復範囲の一端から他端に向けての前記変位部材の移動を案内するガイド部と、
前記変位部材に設けられ、前記ガイド部に係合自在な突起部と、
前記突起部と前記ガイド部とが係合する状態と係合しない状態とを切り換える係合制御手段と、
前記突起部の頂面と当該突起部に対向する前記ガイド部の表面との接触の規制、および、前記一端から前記他端までの距離を超える前記変位部材の移動の規制のうちの少なくとも一方を行う規制手段と、
を含むことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項２】
前記変位部材は、前記可変機構に接触する主軸部を含み、
前記切換機構は、前記主軸部をその軸方向に移動自在かつ回転自在に支持する支持部材を含み、
前記変位部材は、当該主軸部の軸心を中心として回転自在となるように当該主軸部に固定されたアーム部を含み、
前記突起部は、前記アーム部に固定されており、
前記規制手段は、前記支持部材に対する前記アーム部の回転量を制限することで、前記突起部の前記頂面と当該突起部に対向する前記ガイド部の前記表面との接触の前記規制を行う手段であ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。
【請求項３】
前記変位部材は、前記可変機構に接触する主軸部を含み、
前記切換機構は、前記主軸部をその軸方向に移動自在かつ回転自在に支持する支持部材を含み、
前記変位部材は、当該主軸部の軸心を中心として回転自在となるように当該主軸部に固定されたアーム部を含み、
前記突起部は、前記アーム部に固定されており、
前記往復範囲の前記他端に前記変位部材が位置している場合に、前記アーム部が前記支持部材に当接することにより、前記規制手段による前記一端から前記他端までの距離を超える前記変位部材の移動の規制が実現されていることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項４】
前記規制手段は、前記一端から前記他端までの距離を超える前記変位部材の移動の前記規制を少なくとも行う手段であり、
前記カムシャフトは、前記外周面に段付き形状のガイド壁を前記ガイド部として有し、前記突起部を間に介して当該ガイド壁と対向する部位には壁部を備えていないことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項５】
前記可変機構は、前記カムと同期して揺動する第１ロッカーアームと、前記排気バルブを押動可能な第２ロッカーアームと、を含み、
前記切換機構は、前記第１ロッカーアームおよび前記第２ロッカーアームにそれぞれ形成されたピン孔に挿入自在に配置された切換ピンを有し、当該切換ピンと接触する前記変位部材の前記移動に伴って、前記切換ピンを介して前記第１ロッカーアームと前記第２ロッカーアームとを相互に連結する連結状態と、その連結を解除した非連結状態とに切り換える機構であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の内燃機関の可変動弁装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記変位部材は、前記可変機構に接触する主軸部を含み、
前記切換機構は、前記主軸部をその軸方向に移動自在かつ回転自在に支持する支持部材を含み、
前記変位部材は、当該主軸部の軸心を中心として回転自在となるように当該主軸部に固定されたアーム部を含み、
前記突起部は、前記アーム部に固定されており、
前記規制手段は、前記支持部材に対する前記アーム部の回転量を制限することで、前記突起部の前記頂面と当該突起部に対向する前記ガイド部の前記表面との接触の前記規制を行う手段であることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記変位部材は、前記可変機構に接触する主軸部を含み、
前記切換機構は、前記主軸部をその軸方向に移動自在かつ回転自在に支持する支持部材を含み、
前記変位部材は、当該主軸部の軸心を中心として回転自在となるように当該主軸部に固定されたアーム部を含み、
前記突起部は、前記アーム部に固定されており、
前記往復範囲の前記他端に前記変位部材が位置している場合に、前記アーム部が前記支持部材に当接することにより、前記規制手段による前記一端から前記他端までの距離を超える前記変位部材の移動の規制が実現されていることを特徴とする。
【国際調査報告】
2010103637.tif 000027
2010103637.tif 000028
2010103637.tif 000029
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