(57)【要約】【課題】切替前後のリフト曲線を互いに交差させられるようにする。【解決手段】可変動弁機構１は、カムシャフト１０と、カムシャフト１０に外嵌されたカムロブ２０と、切替装置３９とを備えている。切替装置３９は、カムシャフト１０にカムロブ２０を連結しないことで非連結状態Ｓｏにする。そして、非連結状態Ｓｏにおいて、カムロブ２０がバルブ８８側から受ける進角方向Ｄ１のトルクにより、カムシャフト１０に対するカムロブ２０の相対角度であるカムロブ角度θが所定の第一角度θ１になった時に、カムシャフト１０にカムロブ２０を連結することで、第一連結状態Ｓ１に切り替える。また、非連結状態Ｓｏにおいて、カムロブ２０がバルブ８８側から受ける遅角方向Ｄ２のトルクにより、カムロブ角度θが第一角度θ１よりも遅角側の第二角度θ２になった時に、カムシャフト１０にカムロブ２０を連結することで、第二連結状態Ｓ２に切り替える。【選択図】図２
2018112160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の回転に従い回転するカムシャフト（１０）と、カムシャフト（１０）に外嵌されて回転時にバルブ（８８）を駆動するカムロブ（２０）と、切替装置（３９）とを備え、
切替装置（３９）は、
カムシャフト（１０）にカムロブ（２０）を連結しないことで、カムシャフト（１０）に対してカムロブ（２０）が相対回転可能な非連結状態（Ｓｏ）にし、
非連結状態（Ｓｏ）において、カムロブ（２０）がバルブ（８８）側から受ける進角方向（Ｄ１）のトルクにより、カムシャフト（１０）に対するカムロブ（２０）の相対角度であるカムロブ角度（θ）が所定の第一角度（θ１）になった時に、カムシャフト（１０）にカムロブ（２０）を連結することで、所定のタイミングでバルブ（８８）が駆動される第一連結状態（Ｓ１）に切り替え、
非連結状態（Ｓｏ）において、カムロブ（２０）がバルブ（８８）側から受ける遅角方向（Ｄ２）のトルクにより、カムロブ角度（θ）が第一角度（θ１）よりも遅角側の第二角度（θ２）になった時に、カムシャフト（１０）にカムロブ（２０）を連結することで、前記所定のタイミングよりも遅いタイミングでバルブ（８８）が駆動される第二連結状態（Ｓ２）に切り替えるように構成された内燃機関の可変動弁機構。
【請求項２】
カムロブ角度（θ）を、第一角度（θ１）から第二角度（θ２）までに規制する規制機構（３０）を備えた請求項１記載の内燃機関の可変動弁機構。
【請求項３】
バルブ（８８）を閉じる方向に付勢するバルブスプリング（８０）を備え、
前記進角方向（Ｄ１）のトルクは、バルブ（８８）のリフト量が減少するリフト量減少時（Ｔｂ３）に受ける、バルブスプリング（８０）の付勢力を含む力によるトルクであり、
前記遅角方向（Ｄ２）のトルクは、リフト量減少時（Ｔｂ３）以外の時に受けるトルクである請求項１又は２記載の内燃機関の可変動弁機構。
【請求項４】
切替装置（３９）は、
カムシャフト（１０）に取り付けられた切替ピン（４０）と、切替ピン（４０）をそのピン長方向に変位させる変位装置（５０）とを備え、
変位装置（５０）は、
切替ピン（４０）をカムシャフト（１０）内に収まる非連結位置（ｐｏ）に変位させることで非連結状態（Ｓｏ）にし、
非連結状態（Ｓｏ）においてカムロブ角度（θ）が第一角度（θ１）になった時に、切替ピン（４０）を、非連結位置（ｐｏ）よりもピン長方向一方側の、カムシャフト（１０）とカムロブ（２０）との間を跨ぐようになる第一連結位置（ｐ１）に変位させることで第一連結状態（Ｓ１）に切り替え、
非連結状態（Ｓｏ）においてカムロブ角度（θ）が第二角度（θ１）になった時に、切替ピン（４０）を、非連結位置（ｐｏ）よりもピン長方向他方側の、カムシャフト（１０）とカムロブ（２０）との間を跨ぐようになる第二連結位置（ｐ２）に変位させることで第二連結状態（Ｓ２）に切り替えるように構成された請求項１〜３のいずれか一項に記載の可変動弁機構。
【請求項５】
規制機構（３０）は、カムロブ（２０）に設けられてその周方向に延びる規制溝（３２）と、カムシャフト（１０）に固定されて規制溝（３２）の内側に突出した規制ピン（３１）とを備え、カムロブ角度（θ）が第一角度（θ１）になった時に規制溝（３２）の遅角方向（Ｄ２）側の内端面（３２ａ）が規制ピン（３１）に当接し、カムロブ角度（θ）が第二角度（θ２）になった時に規制溝（３２）の進角方向（Ｄ１）側の内端面（３２ｂ）が規制ピン（３１）に当接するように構成された請求項２記載の内燃機関の可変動弁機構。
【請求項６】
切替ピン（４０）は、大径部（４３）と、大径部（４３）からピン長方向一方に延びる、大径部（４３）よりも径が小さい第一小径部（４１）と、大径部（４３）からピン長方向他方に延びる、大径部（４３）よりも径が小さい第二小径部（４２）とを備え、
変位装置（５０）は、大径部（４３）をピン長方向一方と他方とに押圧するように構成された請求項４記載の内燃機関の可変動弁機構。
【請求項７】
変位装置（５０）は、切替ピン（４０）をピン長方向一方に油圧で押圧する第一油圧装置（５１）と、切替ピン（４０）をピン長方向他方に油圧で押圧する第二油圧装置（５２）とを備えた請求項４又は６記載の内燃機関の可変動弁機構。
【請求項８】
カムロブ（２０）とバルブ（８８）との間にロッカアーム（６０，７０）を備え、
カムロブ（２０）は、ロッカアーム（６０，７０）を介してバルブ（８８）を駆動するように構成された請求項１〜７のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁機構。
【請求項９】
ロッカアーム（７０）は、カムロブ（２０）に駆動されて揺動する第一アーム（７１）と、揺動時にバルブ（８８）を駆動する第二アーム（７２）と、第一アーム（７１）と第二アーム（７２）とを一緒に揺動するように連結したアーム連結状態とその連結を解除したアーム非連結状態とに切り替えるアーム切替装置（７３）とを備えた請求項８記載の内燃機関の可変動弁機構。
【請求項１０】
カムロブ（２０）は、第一アーム（７１）を駆動する大リフトカム（２７）と、第二アーム（７２）を駆動する小リフトカム（２８）とを備え、
アーム連結状態の時は、大リフトカム（２７）のプロフィールに従いバルブ（８８）を駆動し、アーム非連結状態の時は、小リフトカム（２８）のプロフィールに従い連結状態の時よりも小さい最大リフト量又は作用角でバルブ（８８）を駆動するように構成された請求項９記載の内燃機関の可変動弁機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のバルブを駆動すると共に、内燃機関の運転状況に応じてバルブの駆動状態を変更する可変動弁機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１２に示す従来例（特許文献１）の可変動弁機構９０は、第一カムに駆動される第一アーム９１と、第二カムに駆動されると共に揺動時にバルブを駆動する第二アーム９２とを備えている。そして、第一アーム９１と第二アーム９２とを連結状態にすることで、第一カムのプロフィールに従いバルブを駆動し、非連結状態にすることで、第二カムのプロフィールに従いバルブを駆動する。特許文献２の可変動弁機構も上記と同様の構造を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１５／０２４０６７０号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１５／０２６７５７４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような構造では、図１３(ａ)に示すように、連結状態ｓ１のリフト曲線以下に、非連結状態ｓ２のリフト曲線を収める必要がある。そのため、両状態ｓ１，Ｓ２のリフト曲線を互いに交差させることができない。もし仮に交差させようとした場合、図１３(ｂ)や図１３(ｃ)に太線で示すように、連結状態ｓ１のリフト曲線が、ふた山形になってしまうからである。そのため、位相変更に制約ができる。
【０００５】
そこで、切替前後のリフト曲線を互いに交差させられるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の内燃機関の可変動弁機構は、内燃機関の回転に従い回転するカムシャフトと、カムシャフトに外嵌されて回転時にバルブを駆動するカムロブと、切替装置とを備え、切替装置は、カムシャフトにカムロブを連結しないことで、カムシャフトに対してカムロブが相対回転可能な非連結状態にし、非連結状態において、カムロブがバルブ側から受ける進角方向のトルクにより、カムシャフトに対するカムロブの相対角度であるカムロブ角度が所定の第一角度になった時に、カムシャフトにカムロブを連結することで、所定のタイミングでバルブが駆動される第一連結状態に切り替え、非連結状態において、カムロブがバルブ側から受ける遅角方向のトルクにより、カムロブ角度が第一角度よりも遅角側の第二角度になった時に、カムシャフトにカムロブを連結することで、前記所定のタイミングよりも遅いタイミングでバルブが駆動される第二連結状態に切り替えるように構成されている。
【０００７】
可変動弁機構の上記以外の構成要素は、特に限定されないが、非連結状態から第一連結状態及び第二連結状態への切替をより確実かつスムーズに行える点で、可変動弁機構は、カムロブ角度を、第一角度から第二角度までに規制する規制機構を備えていることが好ましい。
【０００８】
前記トルクは、特に限定されず、例えば、ロストモーションスプリングの付勢力によるトルクであってもよいが、より強力なトルクが得られる点で、次の態様が好ましい。可変動弁機構は、バルブを閉じる方向に付勢するバルブスプリングを備えている。前記進角方向のトルクは、バルブのリフト量が減少するリフト量減少時に受ける、バルブスプリングの付勢力を含む力によるトルクである。前記遅角方向のトルクは、リフト量減少時以外の時に受けるトルクである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、カムロブ角度を変更するため、第一連結状態のリフト曲線と第二連結状態のリフト曲線とを互いに交差させることができる。また、カムロブは、バルブ側から受ける進角方向のトルクを利用して進角方向に変位し、バルブ側から受ける遅角方向のトルクを利用して遅角方向に変位するため、カムロブを進角方向や遅角方向に変位させるための動力装置を別途設ける必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】(ａ)は実施例１の可変動弁機構を示す斜視図、(ｂ)は同可変動弁機構の一部を切断してみた斜視図である。
【図２】同可変動弁機構において、(ａ)は非連結状態から第一連結状態への切替時を示す側面図、(ｂ)は非連結状態から第二連結状態への切替時を示す側面図である。
【図３】同可変動弁機構において、(ａ)は第一連結状態及び第二連結状態でのリフト曲線を示すグラフ、(ｂ)はカムロブに加わるトルクの変化を示すグラフである。
【図４】同可変動弁機構の第二連結状態から第一連結状態への切替時において、(ａ)は第二連結状態を示す側面図、(ｂ)は非連結状態になったときを示す側面図である。
【図５】同切替時の非連結状態において、(ａ)はノーズ時中期の終わりを示す側面図、(ｂ)はノーズ時後期を示す側面図である。
【図６】同切替時において、(ａ)は非連結状態でカムロブ角度が第一角度になった時を示す側面図、(ｂ)は第一連結状態に切り替わった時を示す側面図である。
【図７】同可変動弁機構の第一連結状態から第二連結状態への切替時において、(ａ)は第一連結状態を示す側面図、(ｂ)は非連結状態になった時を示す側面図である。
【図８】同切替時の非連結状態において、(ａ)はベース円時を示す側面図、(ｂ)はノーズ時前期を示す側面図である。
【図９】同切替時において、(ａ)は非連結状態でカムロブ角度が第二角度になった時を示す側面図、(ｂ)は第二連結状態に切り替わった時を示す側面図である。
【図１０】実施例２の可変動弁機構を示す斜視図である。
【図１１】同可変動弁機構のリフト曲線を示すグラフである。
【図１２】従来例の可変動弁機構を示す斜視図である。
【図１３】(ａ)は同可変動弁機構のリフト曲線を示すグラフ、(ｂ)(ｃ)はそのリフト曲線を仮に交差させようとした場合を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
切替装置は、特に限定されず、例えば、カムロブ角度が第一角度になった時にカムシャフトにカムロブを連結する第一ピンと、カムロブ角度が第二角度になった時にカムシャフトにカムロブを連結する第二ピンとを別個に備えていてもよいが、構造がシンプルになる点で、次の態様が好ましい。切替装置は、カムシャフトに取り付けられた切替ピンと、切替ピンをそのピン長方向に変位させる変位装置とを備えている。変位装置は、切替ピンをカムシャフト内に収まる非連結位置に変位させることで非連結状態にし、非連結状態においてカムロブ角度が第一角度になった時に、切替ピンを、非連結位置よりもピン長方向一方側の、カムシャフトとカムロブとの間を跨ぐようになる第一連結位置に変位させることで第一連結状態に切り替え、非連結状態においてカムロブ角度が第二角度になった時に、切替ピンを、非連結位置よりもピン長方向他方側の、カムシャフトとカムロブとの間を跨ぐようになる第二連結位置に変位させることで第二連結状態に切り替えるように構成されている。
【００１２】
規制機構は、特に限定されず、例えば、カムロブの側面に設けられたカムロブ側突起と、それに当接する、カムシャフトに設けられたカムロブ側突起とからなるものであってもよいが、規制機構がカムロブの内側に収まる点で、次の態様が好ましい。規制機構は、カムロブに設けられてその周方向に延びる規制溝と、カムシャフトに固定されて規制溝の内側に突出した規制ピンとを備え、カムロブ角度が第一角度になった時に規制溝の遅角方向側の内端面が規制ピンに当接し、カムロブ角度が第二角度になった時に規制溝の進角方向側の内端面が規制ピンに当接するように構成されている。
【００１３】
切替ピンは、特に限定されず、例えば、径がピン長方向に一定の円柱形状であってもよいが、変位装置で押圧し易くなる点で、次の態様が好ましい。切替ピンは、大径部と、大径部からピン長方向一方に延びる、大径部よりも径が小さい第一小径部と、大径部からピン長方向他方に延びる、大径部よりも径が小さい第二小径部とを備えている。変位装置は、大径部をピン長方向一方と他方とに押圧するように構成されている。
【００１４】
変位装置は、特に限定されず、例えば、切替ピンをピン長方向一方に付勢するスプリングと、ピン長方向他方向に押圧する油圧装置とを備えていてもよいが、構造がシンプル、かつ、ピン長方向に対称にし易くなる点で、次の態様が好ましい。変位装置は、切替ピンをピン長方向一方に油圧で押圧する第一油圧装置と、切替ピンをピン長方向他方に油圧で押圧する第二油圧装置とを備えている。
【００１５】
カムロブは、バルブを直接押す直打式のものであってもよいが、バルブリフト量を大きくしたい場合等には、次の態様にするとよい。可変動弁機構は、カムロブとバルブとの間にロッカアームを備えている。カムロブは、ロッカアームを介してバルブを駆動するように構成されている。
【００１６】
ロッカアームは、可変機能を備えないものであってもよいが、位相切替以外の可変機能をも可変動弁機構に持たせたい場合には、次の態様にするとよい。ロッカアームは、カムロブに駆動されて揺動する第一アームと、揺動時にバルブを駆動する第二アームと、第一アームと第二アームとを一緒に揺動するように連結したアーム連結状態とその連結を解除したアーム非連結状態とに切り替えるアーム切替装置とを備えている。
【００１７】
アーム連結状態及びアーム非連結状態は、特に限定されず、例えば、アーム連結状態は、バルブを駆動する駆動状態であり、アーム非連結状態は、その駆動を休止する休止状態であってもよいが、最大リフト量又は作用角を変更した場合には、次の態様にするとよい。カムロブは、第一アームを駆動する大リフトカムと、第二アームを駆動する小リフトカムとを備えている。可変動弁機構は、アーム連結状態の時は、大リフトカムのプロフィールに従いバルブを駆動し、アーム非連結状態の時は、小リフトカムのプロフィールに従い連結状態の時よりも小さい最大リフト量又は作用角でバルブを駆動するように構成されている。
【実施例１】
【００１８】
次に、本発明の実施例を示す。但し、本発明は実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の構成や形状を任意に変更して実施することもできる。
【００１９】
図１に示すように、実施例１の可変動弁機構１は、内燃機関の２つのバルブ８８に対して設置されている。その２つのバルブ８８は、吸気用のバルブであってもよいし、排気用のバルブであってもよい。可変動弁機構１は、カムシャフト１０と、カムロブ２０と、規制機構３０と、切替装置３９と、ロッカアーム６０と、バルブスプリング８０とを備えている。
【００２０】
バルブスプリング８０は、バルブ８８のステムに外嵌されており、該ステムに取り付けられたリテーナ８９を介して、バルブ８８を閉じる方向に付勢している。カムシャフト１０は、内燃機関が２回転する毎に１回転する。カムシャフト１０には、切替装置３９の一部を構成する第一油路５１ａと第二油路５２ａとが設けられている。以下では、カムシャフト１０の回転方向を進角方向Ｄ１といい、その反対方向を遅角方向Ｄ２という。
【００２１】
カムロブ２０は、カムシャフト１０に外嵌されている。カムロブ２０には、一方のバルブ８８を駆動する一方のカム２６と、他方のバルブ８８を駆動する他方のカム２６とが設けられている。一方及び他方の各カム２６は、断面形状が円形のベース円２６ａと、ベース円２６ａから突出したノーズ２６ｂとからなる。カムロブ２０は、回転時に、各カム２６でロッカアーム６０を介してバルブ８８を周期的に押圧することで、バルブスプリング８０との協働でバルブ８８を開閉する。
【００２２】
ロッカアーム６０は、各カム２６とバルブ８８との間に介装されている。ロッカアーム６０は、その基端部が、ピボット６７によって揺動可能に支持されており、長さ方向中間部にカム２６に当接するローラ６２を備えている。ロッカアーム６０の先端部は、バルブ８８のステムエンドに当接している。
【００２３】
図２(ａ)は非連結状態Ｓｏにおいて、カムロブ角度θが所定の第一角度θ１になった状態を示している。非連結状態Ｓｏは、カムシャフト１０にカムロブ２０を連結しない、カムシャフト１０に対してカムロブ２０が相対回転可能な状態である。カムロブ角度θは、カムシャフト１０に対するカムロブ２０の遅角方向Ｄ２の相対角度である。
【００２４】
規制機構３０は、規制溝３２と、規制ピン３１とを備えている。規制溝３２は、カムロブ２０に設けられており、その周方向に延びている。規制ピン３１は、カムシャフト１０に固定されて規制溝３２の内側に突出している。規制溝３２の遅角方向Ｄ２側の内端面である第一内端面３２ａは、規制ピン３１に当接することで、カムロブ角度θが第一角度θ１よりも小さくならないように規制する。
【００２５】
切替装置３９は、切替ピン４０と、変位装置５０とを備えている。切替ピン４０は、カムシャフト１０を径方向に貫通したシャフト穴１４に挿入されている。カムロブ２０には、その内周面から外周面にまで貫通した第一穴２１と第二穴２２とが設けられている。第一穴２１及び第二穴２２の内径は、シャフト穴１４の内径よりも小さい。第一穴２１の中心線は、カムロブ角度θが第一角度θ１になった時にシャフト穴１４の中心線と揃う。第一穴２１内におけるカムロブ２０の外周面寄り部分には第一ストッパ２３が取り付けられている。
【００２６】
切替ピン４０は、大径部４３と、大径部４３から該切替ピン４０のピン長方向一方に延びる第一小径部４１と、大径部４３からピン長方向他方に延びる第二小径部４２とを備えている。大径部４３の外径は、シャフト穴１４の内径と略等しい。第一小径部４１の外径は、第一穴２１の内径と略等しい。第二小径部４２の外径は、第二穴２２の内径と略等しい。
【００２７】
切替ピン４０は、非連結位置ｐｏと、第一連結位置ｐ１とに変位可能に構成されている。非連結位置ｐｏは、切替ピン４０がカムシャフト１０内に収まるようになる位置である。切替ピン４０が非連結位置ｐｏに変位すると非連結状態Ｓｏになる。第一連結位置ｐ１は、カムロブ角度θが第一角度θ１の状態において、第一小径部４１が第一穴２１に挿入されることで、切替ピン４０がシャフト穴１４と第一穴２１との間を跨ぐようになる位置である。切替ピン４０が第一連結位置ｐ１に変位すると第一連結状態Ｓ１に切り替わる。第一連結状態Ｓ１は、カムロブ角度θが第一角度θ１の状態でカムシャフト１０にカムロブ２０を連結した状態である。
【００２８】
変位装置５０は、第一油圧装置５１を備えている。第一油圧装置５１は、第一油路５１ａと第一油圧室５１ｂとを備えている。第一油路５１ａは、第一油圧室５１ｂに油を供給するための油路である。第一油圧室５１ｂは、シャフト穴１４における大径部４３よりもピン長方向他方側（第二小径部４２側）に油が満たされることで形成される。第一油圧室５１ｂの油圧は、大径部４３を第一小径部４１側に押圧する。
【００２９】
図２(ｂ)は非連結状態Ｓｏにおいて、カムロブ角度θが第一角度θ１よりも大きい第二角度θ２になった状態を示している。規制溝３２の進角方向Ｄ１側の内端面である第二内端面３２ｂは、規制ピン３１に当接することで、カムロブ角度θが第二角度θ２よりも大きくならないように規制する。第二穴２２の中心線は、カムロブ角度θが第二角度θ２になった時にシャフト穴１４の中心線と揃う。第二穴２２内におけるカムロブ２０の外周面寄り部分には第二ストッパ２４が取り付けられている。
【００３０】
切替ピン４０は、第二連結位置ｐ２に変位可能に構成されている。第二連結位置ｐ２は、カムロブ角度θが第二角度θ２の状態において、第二小径部４２が第二穴２２に挿入されることで、切替ピン４０がシャフト穴１４と第二穴２２との間を跨ぐようになる位置である。切替ピン４０が第二連結位置ｐ２に変位すると第二連結状態Ｓ２に切り替わる。第二連結状態Ｓ２は、カムロブ角度θが第二角度θ２の状態でカムシャフト１０にカムロブ２０を連結した状態である。
【００３１】
変位装置５０は、第二油圧装置５２を備えている。第二油圧装置５２は、第二油路５２ａと第二油圧室５２ｂとを備えている。第二油路５２ａは、第二油圧室５２ｂに油を供給するための油路である。第二油圧室５２ｂは、シャフト穴１４における大径部４３よりもピン長方向一方側（第一小径部４１側）に油が満たされることで形成される。第二油圧室５２ｂの油圧は、大径部４３を第二小径部４２側に押圧する。
【００３２】
図３(ａ)は、第一連結状態Ｓ１のリフト曲線と、第二連結状態Ｓ２のリフト曲線とを示している。横軸はカムシャフト１０の回転角度であり、縦軸はバルブ８８のリフト量である。可変動弁機構１は、第一連結状態Ｓ１の時は、所定のタイミングでバルブ８８を駆動し、第二連結状態Ｓ２の時は、前記所定のタイミングよりも遅いタイミングでバルブ８８を駆動する。
【００３３】
図３(ｂ)は、カムロブ２０に加わるトルクを示している。横軸はカムロブ２０の回転角度であり、縦軸は、上側がカムロブ２０に加わる遅角方向Ｄ２のトルクであり、下側がカムロブ２０に加わる進角方向Ｄ１のトルクである。二点差線で示す曲線は、バルブ８８のリフト量（リフト曲線）を示している。
【００３４】
以下では、ベース円２６ａが作用するときを「ベース円時Ｔａ」といい、ノーズ２６ｂが作用する時を「ノーズ時Ｔｂ」という。また、ノーズ時Ｔｂにおいて、バルブ８８のリフト量が増大する時を、「ノーズ時前期Ｔｂ１」といい、バルブ８８のリフト量が減少する時を、「ノーズ時後期Ｔｂ３」といい、ノーズ時前期Ｔｂ１とノーズ時後期Ｔｂ３との間のリフト量が増減しない時を、「ノーズ時中期Ｔｂ２」という。
【００３５】
ノーズ時前期Ｔｂ１には、バルブスプリング８０の付勢力等により、カムロブ２０に遅角方向Ｄ２のトルクが加わる。他方、ノーズ時後期Ｔｂ３には、バルブスプリング８０の付勢力等により、カムロブ２０に進角方向Ｄ１のトルクが加わる。ベース円時Ｔａやノーズ時中期Ｔｂ２には、カムロブ２０に加わるトルクは略零になるが、厳密には、ロッカアーム６０との摩擦等によりカムロブ２０に遅角方向Ｄ２のトルクが若干加わる。よって、カムロブ２０に遅角方向Ｄ２のトルクが加わる遅角移動区間は、ノーズ時後期Ｔｂ３を除く全ての区間Ｔａ，Ｔｂ１，Ｔｂ２である。他方、カムロブ２０に進角方向のトルクが加わる進角移動区間は、ノーズ時後期Ｔｂ３のみである。
【００３６】
次に第二連結状態Ｓ２から第一連結状態Ｓ１への切替について説明する。図４(ａ)に示す第二連結状態Ｓ２において、第一油圧室５１ｂの油圧を上げると共に、第二油圧室５２ｂの油圧を下げる。それにより、ベース円時Ｔａや図４(ｂ)に示すノーズ時中期Ｔｂ２等の、カムロブ２０から切替ピン４０に加わるトルクが略零になる区間で、切替ピン４０が第一小径部４１側に変位する。その変位は、第一小径部４１の端面がカムロブ２０の内周面に当接することで止まる。それにより、切替ピン４０が非連結位置ｐｏに変位して、可変動弁機構１が非連結状態Ｓｏになる。
【００３７】
非連結状態Ｓｏになった後も、図５(ａ)に示すように、規制ピン３１が第二内端面３２ｂを押圧することで、ノーズ時中期Ｔｂ２の終わりまでは、カムロブ２０はカムシャフト１０と一緒に回転する。図５(ｂ)に示すノーズ時後期Ｔｂ３には、カムロブ２０がバルブスプリング８０の付勢力等による進角方向Ｄ１のトルクによりカムシャフト１０よりも速く進角方向Ｄ１に回転する。よって、カムシャフト１０に対してカムロブ２０が進角方向Ｄ１に相対回転して、カムロブ角度θが減少する。
【００３８】
その相対回転は、図６(ａ)に示すように、カムロブ角度θが第一角度θ１にまで減少した時に、第一内端面３２ａが規制ピン３１に当接することで止まる。その当接した状態の時に、図６(ｂ)に示すように、第一油圧室５１ｂの油圧で、切替ピン４０が第一小径部４１側に変位する。その変位は、第一小径部４１の端面が第一ストッパ２３に当接することで止まる。それにより、切替ピン４０が第一連結位置ｐ１に変位して、可変動弁機構１が第一連結状態Ｓ１に切り替わる。
【００３９】
次に第一連結状態Ｓ１から第二連結状態Ｓ２への切替について説明する。図７(ａ)に示す第一連結状態Ｓ１において、第一油圧室５１ｂの油圧を下げると共に第二油圧室５２ｂの油圧を上げる。それにより、図７(ｂ)に示すベース円時Ｔａやノーズ時中期Ｔｂ２等の、カムロブ２０から切替ピン４０に加わるトルクが略零になる区間で、切替ピン４０が第二小径部４２側に変位する。その変位は、第二小径部４２の端面がカムロブ２０の内周面に当接することで止まる。それにより、切替ピン４０が非連結位置ｐｏに変位して、可変動弁機構１が非連結状態Ｓｏになる。
【００４０】
非連結状態Ｓｏになった後も、図８(ａ)に示すように、カムロブ２０は慣性力及びカムシャフト１０との摩擦でカムシャフト１０と一緒に共回りをするが、ベース円時Ｔａには、カムロブ２０はロッカアーム６０との摩擦によりカムシャフト１０に対して遅角方向Ｄ２に若干相対回転する。よって、カムロブ角度θが若干大きくなる。また、図８(ｂ)に示すノーズ時前期Ｔｂ１には、カムロブ２０は、バルブスプリング８０の付勢力等による遅角方向Ｄ２のトルクにより、カムシャフト１０に対して遅角方向Ｄ２に相対回転する。その相対回転は、図９(ａ)に示すように、カムロブ角度θが第二角度θ２にまで増加した時に、第二内端面３２ｂが規制ピン３１に当接することで止まる。その当接した状態の時に、図９(ｂ)に示すように、第二油圧室５２ｂの油圧で、切替ピン４０が第二小径部４２側に変位する。その変位は、第二小径部４２の端面が第二ストッパ２４に当接することで止まる。それにより、切替ピン４０が第二連結位置ｐ２に変位して、可変動弁機構１が第二連結状態Ｓ２に切り替わる。
【００４１】
本実施例によれば、次の効果が得られる。
［Ａ］カムロブ角度θを変更するため、第一連結状態Ｓ１のリフト曲線と第二連結状態Ｓ２のリフト曲線とを互いに交差させることができる。そのため、各リフト曲線の設計自由度が向上して、最適設計が可能になることで、燃費低減や出力向上に寄与する。
［Ｂ］カムロブ２０は、バルブ８８側から受ける進角方向Ｄ１のトルクを利用して進角方向Ｄ１に変位し、バルブ８８側から受ける遅角方向Ｄ２のトルクを利用して遅角方向Ｄ２に変位するため、カムロブ２０を進角方向Ｄ１や遅角方向Ｄ２に変位させるための動力装置を別途設ける必要がない。
［Ｃ］カムシャフト１０及びカムロブ２０に規制機構３０及び切替装置３９が内蔵される為、周辺部品の搭載性への影響が少ない。
【実施例２】
【００４２】
図１０に示す実施例２の可変動弁機構２は、実施例１と比較して、次に示す点で相違し、その他の点で同様である。カムロブ２０の各カム２６は、大リフトカム２７と、小リフトカム２８とを備えている。大リフトカム２７は、大リフトカムベース円２７ａと、大リフトカムノーズ２７ｂとを備えている。小リフトカム２８は、小リフトカムベース円２８ａと、小リフトカムノーズ２８ｂとを備えている。
【００４３】
ロッカアーム７０は、第一アーム７１と第二アーム７２とアーム切替装置７３とを備えている。第一アーム７１と第二アーム７２とは、ロッカシャフト７９に揺動可能に支持されている。第一アーム７１は、大リフトカム２７に駆動されて揺動する。第二アーム７２は、小リフトカム２８に駆動されて揺動し、揺動時にバルブ８８を駆動する。
【００４４】
アーム切替装置７３は、アーム切替ピン７４と、介在ピン７５と、スプリング７７と、油圧装置７８とを備えている。アーム切替ピン７４は、第一アーム７１と第二アーム７２との間を跨ぐアーム連結位置と、跨がないアーム非連結位置とに変位可能になっている。スプリング７７は、その弾性力でアーム切替ピン７４をアーム連結位置側に付勢する。油圧装置７８は、その油圧で介在ピン７５を介してアーム切替ピン７４をアーム非連結位置側に押圧する。
【００４５】
油圧装置７８は、その油圧を相対的に低い低圧（油圧ＯＦＦ）にすることで、スプリング７７の付勢力によりアーム切替ピン７４をアーム連結位置に変位させる。それにより、大リフトカム２７が第一アーム７１及び第二アーム７２を介してバルブ８８を駆動する大リフト状態になる。大リフト状態の時は、大リフトカム２７のプロフィールに従いバルブ８８が駆動される。また、油圧装置７８は、油圧を相対的に高い高圧（油圧ＯＮ）にすることで、該油圧によりアーム切替ピン７４をアーム非連結位置に変位させる。それにより、小リフトカム２８が、第二アーム７２を介してバルブ８８を駆動する小リフト状態になる。小リフト状態の時は、小リフトカム２８のプロフィールに従いバルブ８８が駆動される。
【００４６】
図１１には、可変動弁機構２のリフト曲線を示している。第一連結状態で大リフト状態になると第一連結大リフト状態Ｓ１＋になり、同第一連結状態で小リフト状態になると第一連結小リフト状態Ｓ１−になる。また、第二連結状態で大リフト状態になると第二連結大リフト状態Ｓ２＋になり、同第二連結状態で小リフト状態になると第二連結小リフト状態Ｓ２−になる。
【００４７】
各大リフト状態Ｓ１＋，Ｓ２＋の最大リフト量は、各小リフト状態Ｓ１−，Ｓ２−の最大リフト量よりも大きい。また、各大リフト状態Ｓ１＋，Ｓ２＋の作用角は、各小リフト状態Ｓ１−，Ｓ２−の作用角よりも大きい。
【００４８】
本実施例によれば、切替装置３９でバルブ駆動のタイミングを変更できると共に、アーム切替装置７３で最大リフト量及び作用角を変更することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１    可変動弁機構（実施例１）
２    可変動弁機構（実施例２）
１０    カムシャフト
２０    カムロブ
２７    第一カム
２８    第二カム
３０    規制機構
３１    規制ピン
３２    規制溝
３２ａ  第一内端面
３２ｂ  第二内端面
３９    切替装置
４０    切替ピン
４１    第一小径部
４２    第二小径部
４３    大径部
５０    変位装置
５１    第一油圧装置
５２    第二油圧装置
６０    ロッカアーム
７０    ロッカアーム
７１    第一アーム
７２    第二アーム
７３    アーム切替装置
８０    バルブスプリング
８８    バルブ
Ｄ１  進角方向
Ｄ２  遅角方向
θ    カムロブ角度
θ１  第一角度
θ２  第二角度
ｐｏ  非連結位置
ｐ１  第一連結位置
ｐ２  第二連結位置
Ｓｏ  非連結状態
Ｓ１  第一連結状態
Ｓ２  第二連結状態
【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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