(57)【要約】【課題】  駆動ステージの切換時に意図しない駆動ステージが確立されることを防止した可変動弁機構を提供する。【解決手段】  第２ロッカアーム６ｂには、第２ガイド孔８ｂと外部とを連通するエア給排孔１３が軸方向中央に穿設されるとともに、第２ガイド孔８ｂを軸方向中央で区画する仕切り１４が形成されている。中リフトの駆動ステージから低リフトの駆動ステージに切り換える場合、第１油圧供給路１２ａへの油圧の供給を継続したまま、第２油圧供給路１２ａにも油圧を供給することにより、第２連結ピン９ｂを第２ロッカアーム６ｂ内に没入させる。この際、第２ガイド孔８ｂ内に仕切り１４が形成されているため、第１連結ピン９ａ側に流れた空気は、第１連結ピン９ａを第１ガイド孔８ａに押し込むことなく、エア給排孔１３から外部に排出される。【選択図】      図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リフトの異なる３つ以上のカムが並設されたカムシャフトと、
前記カムのリフトをバルブに伝達すべく、当該カムに対応して配置された３つ以上の伝達部材と、
受圧面に導入される油圧によって軸方向に駆動され、連結位置と非連結位置との間で移動することにより、互いに隣接する伝達部材の連結／非連結を切り換える複数本の連結ピンと
を備え、
前記連結ピンのうち２本がそれぞれの反受圧面を対向させるかたちで同軸上に配置されるとともに、当該連結ピンの移動に伴って空気が導入／排出されるエア給排孔が両連結ピンの間に設けられた可変動弁装置であって、
前記２本の連結ピンの間に仕切りが形成されたことを特徴とする可変動弁装置。
【請求項２】
リフトの異なる３つ以上のカムが並設されたカムシャフトと、
前記カムのリフトをバルブに伝達すべく、当該カムに対応して配置された３つ以上の伝達部材と、
受圧面に導入される油圧によって軸方向に駆動され、連結位置と非連結位置との間で移動することにより、互いに隣接する伝達部材の連結／非連結を切り換える複数本の連結ピンと
を備え、
前記連結ピンのうち２本がそれぞれの反受圧面を対向させるかたちで配置されるとともに、当該連結ピンの移動に伴って空気が導入／排出されるエア給排孔が両連結ピンの間に設けられた可変動弁装置であって、
前記２本の連結ピンの軸心が所定量オフセットされたことを特徴とする可変動弁装置。
【請求項３】
前記２本の連結ピンは、軸方向視で互いに重ならないことを特徴とする、請求項２記載の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧によって駆動され、連結位置と非連結位置との間で移動することにより、伝達部材（分割型ロッカアーム等）の連結／非連結を切り換える複数の連結ピンを備えた可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リフトの異なる複数のカムが並設されたカムシャフトと、カムに対応して配置された複数のロッカアームとを備え、複数の駆動ステージ間でバルブリフトの切換を行うべく、隣接するロッカアームを油圧駆動の連結ピンで適宜連結するように構成された可変動弁機構が知られている（特許文献１参照）。この種の可変動弁機構では、その一端に作用するコイルばねの弾発力でホームポジションを維持している連結ピンの他端に油圧を作用させることにより、コイルばねの弾発力に抗して連結ピンを移動させるように構成されている。バルブリフトを３つの駆動ステージ間で切り換える可変動弁機構の場合、２本の連結ピンを用いて３つのロッカアームを適宜連結する必要があるが、これらの連結ピンは、ロッカアームへのレイアウト上、同軸上に配置されることが一般的である。
【０００３】
２本の連結ピン（第１，第２連結ピン）が同軸上に配置された可変動弁機構では、両連結ピンの端面に油圧を供給するための油圧供給路（第１，第２油圧供給路）を２つの側方ロッカアーム（第１，第２側方ロッカアーム）にそれぞれ設け、コイルばねとエア給排孔とを中央ロッカアーム（バルブ駆動用ロッカアーム）に設ける構成を採ることが多い。この場合、両油圧供給路から油圧が供給されると、第１，第２連結ピンが中央ロッカアーム内に嵌入することで両側方ロッカアームと中央ロッカアームとが分離し、低リフトの駆動ステージが確立される。また、第１油圧供給路のみから油圧が供給されると、コイルばねの弾発力によって第２連結ピンが第２側方ロッカアーム側に進入することで中央ロッカアームと第２側方ロッカアームとが連結され、中リフトの駆動ステージが確立される。また一方、第２油圧供給路のみに油圧が供給されると、コイルばねの弾発力によって第１連結ピンが第１側方ロッカアーム側に進入することで中央ロッカアームと第１側方ロッカアームとが連結され、高リフトの駆動ステージが確立される。
【特許文献１】特許第３２９９３６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した可変動弁機構では、油圧供給路に油圧が供給されて一方の連結ピンが中央のロッカアーム側に移動する際に、意図しない駆動ステージが一時的に確立される虞があった。例えば、駆動ステージを中リフトから低リフトに切り換える場合には、第２油圧供給路から第２連結ピンに油圧を供給したまま、第１油圧供給路から第１連結ピンにも油圧を供給することになる。これにより、第１連結ピンも中央ロッカアーム内に嵌入することになるが、このときに、第１連結ピンが非常に高い速度で移動するため、両連結ピンの間に存在していた空気によって第２連結ピンが第２側方ロッカアーム側に押され、高リフトの駆動ステージが確立されてしまうのである。
【０００５】
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、駆動ステージの切換時に意図しない駆動ステージが確立されることを防止した可変動弁機構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】
【０００６】
請求項１の発明は、リフトの異なる３つ以上のカムが並設されたカムシャフトと、前記カムのリフトをバルブに伝達すべく、当該カムに対応して配置された３つ以上の伝達部材と、受圧面に導入される油圧によって軸方向に駆動され、連結位置と非連結位置との間で移動することにより、互いに隣接する伝達部材の連結／非連結を切り換える複数本の連結ピンとを備え、前記連結ピンのうち２本がそれぞれの反受圧面を対向させるかたちで同軸上に配置されるとともに、当該連結ピンの移動に伴って空気が導入／排出されるエア給排孔が両連結ピンの間に設けられた可変動弁装置であって、前記２本の連結ピンの間に仕切りが形成されたことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２の発明は、リフトの異なる３つ以上のカムが並設されたカムシャフトと、前記カムのリフトをバルブに伝達すべく、当該カムに対応して配置された３つ以上の伝達部材と、受圧面に導入される油圧によって軸方向に駆動され、連結位置と非連結位置との間で移動することにより、互いに隣接する伝達部材の連結／非連結を切り換える複数本の連結ピンとを備え、前記連結ピンのうち２本がそれぞれの反受圧面を対向させるかたちで配置されるとともに、当該連結ピンの移動に伴って空気が導入／排出されるエア給排孔が両連結ピンの間に設けられた可変動弁装置であって、前記２本の連結ピンの軸心が所定量オフセットされたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３の発明は、請求項２に記載の可変動弁装置において、前記２本の連結ピンは、軸方向視で互いに重ならないことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、同軸上に配置された一対の連結ピンの一方が高速で移動しても、両連結ピン間の空気は仕切りに遮られることで他方の連結ピンを押すことなくエア給排孔から排出され、意図しない駆動ステージが確立され難くなる。また、請求項２の発明によれば、対向して配置された一対の連結ピンの一方が高速で移動しても、両連結ピン間の空気はオフセットによって他方の連結ピンを押し難くなり、意図しない駆動ステージが確立されることが抑制される。また、請求項３の発明によれば、対向して配置された一対の連結ピンの一方が高速で移動しても、両連結ピン間の空気が他方の連結ピンをより押し難くなり、意図しない駆動ステージが確立されることが更に抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明をＤＯＨＣ４バルブ型エンジンの吸気側可変動弁機構に適用した実施形態を詳細に説明する。
【００１１】
［第１実施形態］
図１は第１実施形態に係る可変動弁機構の斜視図であり、図２は第１実施形態に係る可変動弁機構の側面図であり、図３は第１実施形態に係る可変動弁機構の模式的構造図である。
【００１２】
≪第１実施形態の構成≫
図１，図２に示すように、エンジンのシリンダヘッド１（図１には図示せず）には、各シリンダについて一対の吸気バルブ２ａ，２ｂが設けられている。これら吸気バルブ２ａ，２ｂは、クランクシャフトの１／２の回転速度で回転するカムシャフト３に一体形成された３つのカム４ａ〜４ｃと、カムシャフト３の下方にカムシャフト３と平行に延設されたロッカシャフト５に揺動可能かつ相対角変位可能に枢支された３つのロッカアーム６ａ〜６ｃとの働きによって開閉駆動される。
【００１３】
図３に示すように、カムシャフト３には、作動角およびリフト量が相対的に大きい１つの高リフトカム４ａと、作動角およびリフト量が相対的に小さい低リフトカム４ｂと、高リフトカム４ａと低リフトカム４ｂとの中間的な作動角およびリフト量を与えられた中リフトカム４ｃとが一体に形成されている。そして、ロッカシャフト５上に互いに隣接して列設された３つのロッカアーム６ａ〜６ｃの各遊端（ローラ式カムフォロワ１５ａ〜１５ｃ）に、各カム４ａ〜４ｅがそれぞれ対応している。
【００１４】
高リフトカム４ａが対応する第１ロッカアーム（第１側方ロッカアーム）６ａは、シリンダヘッド１と一体をなす部分との間に設けられたコイルスプリング７の弾発力により、高リフトカム４ａとの摺接状態を常時維持するようにされている。
【００１５】
低リフトカム４ｂが対応する第２ロッカアーム（中央ロッカアーム）６ｂは、閉弁方向へ常時ばね付勢された両吸気バルブ２ａ，２ｂのステム端がその最遊端に当接している。
【００１６】
中リフトカム４ｃが対応する第３ロッカアーム（第２側方ロッカアーム）６ｃは、シリンダヘッド１と一体をなす部分との間に設けられたコイルスプリング（図示せず）の弾発力により、中リフトカム４ｃとの摺接状態を常時維持するようにされている。
【００１７】
互いに隣接した第１〜第３ロッカアーム６ａ〜６ｃの内部には第１〜第３ガイド孔８ａ〜８ｃが同軸上に穿設されており、これらガイド孔８ａ〜８ｃには、第１〜第３ロッカアーム６ａ〜６ｃを相対角変位し得る状態と、一体的に揺動し得る状態とに切換えるための第１，第２連結ピン９ａ，９ｂが嵌挿されている。また、第２ロッカアーム６ｂには第１，第２連結ピン９ａ，９ｂを第１，第３ロッカアーム６ａ，６ｂ側に付勢すべく、第１，第２リターンスプリング１０ａ，１０ｂがそれぞれ内装されている。
【００１８】
第１，第２連結ピン９ａ，９ｂは、その長さが第１，第３ガイド孔８ａ，８ｃの深さより大きく設定されている。したがって、第１，第２リターンスプリング１０ａ，１０ｂの弾発力によって第１，第２連結ピン９ａ，９ｂが第１，第３ガイド孔８ａ，８ｃ内に進入した場合、第１，第３ロッカアーム６ａ，６ｃが第２ロッカアーム６ｂとそれぞれ連結されることになる。
【００１９】
第１ロッカアーム６ａには、第１連結ピン９ａの端面に油圧（エンジン油圧）を供給すべく、第１油路１１ａが形成されている。また、第３ロッカアーム６ｃには、第２連結ピン９ｂの端面に油圧を供給すべく、第２油路１１ｂが形成されている。第１油路１１ａから油圧が供給されると、第１連結ピン９ａは軸方向に移動して第２ガイド孔８ｂ内に完全に没入する。同様に、第２油路１１ｂから油圧が供給されると、第２連結ピン９ｂは軸方向に移動して第２ガイド孔８ｂ内に完全に没入する。
【００２０】
ロッカシャフト５には、第１油路１１ａに連通する第１油圧供給路１２ａと、第２油路１１ｂに連通する第２油圧供給路１２ｂとが内設されている。図２に示すように、第１，第２油圧供給路１２ａ，１２ｂに対しては、エンジンＥＣＵ２１からの駆動指令に応じて、電磁スプール弁（油圧制御手段）２２によって油圧が個々に供給制御される。
【００２１】
第２ロッカアーム６ｂには、第２ガイド孔８ｂと外部とを連通するエア給排孔１３が軸方向中央に穿設されるとともに、第２ガイド孔８ｂを軸方向中央で区画する仕切り１４が形成されている。なお、エア給排孔１３には、第１，第２連結ピン９ａ，９ｂの作動に伴って、第２ガイド孔８ｂと外部との間でオイルミスト等のオイル分を含んだ空気が流通する。
【００２２】
≪第１実施形態の作用≫
可変動弁機構は、エンジンＥＣＵ２１からの駆動指令に基づき、電磁スプール弁２２が第１，第２油圧供給路１２ａ，１２ｂおよび第１，第２油路１１ａ，１１ｂを介して第１，第２連結ピン９ａ，９ｂの端面に対して油圧を供給または開放させることによって作動し、バルブリフトの異なる３つの駆動ステージを確立する。
【００２３】
第１，第２油圧供給路１２ａ，１２ｂへ油圧を供給すると、図４に示すように、第１，第２連結ピン９ａ，９ｂがともに第２ガイド孔８ｂに没入し、第１〜第３ロッカアーム６ａ〜６ｃがそれぞれ独立して揺動する。これにより、第２ロッカアーム６ｂは、低リフトカム４ｂのプロフィールによって揺動することになり、低リフトの駆動ステージが確立される。
【００２４】
また、第１油圧供給路１２ａに油圧を供給し、第２油圧供給路１２ｂの油圧を開放すると、図５に示すように、第２リターンスプリング１０ｂに付勢された第２連結ピン９ｂが第３ガイド孔８ｃ側に進入し、第２ロッカアーム６ｂと第３ロッカアーム６ｃとが第２連結ピン９ｂによって連結される。これにより、第２ロッカアーム６ｂは、中リフトカム４ｃのプロフィールによって揺動することになり、中リフトの駆動ステージが確立される。
【００２５】
また、第２油圧供給路１２ｂに油圧を供給し、第１油圧供給路１２ａの油圧を開放すると、図６に示すように、第１リターンスプリング１０ｂに付勢された第１連結ピン９ａが第１ガイド孔８ａ側に進入し、第２ロッカアーム６ｂと第１ロッカアーム６ａとが第１連結ピン９ａによって連結される。これにより、第２ロッカアーム６ｂは、高リフトカム４ａのプロフィールによって揺動することになり、高リフトの駆動ステージが確立される。
【００２６】
＜駆動ステージの切り換え＞
本実施形態の可変動弁機構では、第１油圧供給路１２ａと第２油圧供給路１２ｂとに対して油圧を適宜供給あるいは開放することで、駆動ステージの切り換えを行う。例えば、中リフトの駆動ステージから低リフトの駆動ステージに切り換える場合、第１油圧供給路１２ａへの油圧の供給を継続したまま、第２油圧供給路１２ａにも油圧を供給することにより、第２連結ピン９ｂを第２ロッカアーム６ｂ内に没入させる。この際、第２連結ピン９ｂが非常に高い速度で移動するため、第２ガイド孔８ｂ内の空気が第１連結ピン９ａ側に流れることになる。
【００２７】
ところが、本実施形態では、第２ガイド孔８ｂ内に仕切り１４が形成されているため、図７に矢印で示すように、第１連結ピン９ａ側に流れた空気は、仕切り１４に衝突して流れ方向を変化させられ、第１連結ピン９ａを第１ガイド孔８ａに押し込むことなく、エア給排孔１３から外部に排出される。その結果、意図しない高リフトの駆動ステージが瞬間的にも確立されなくなり、円滑なエンジン制御を実現することができた。なお、当然のことながら、高リフトの駆動ステージから低リフトの駆動ステージに切り換える場合にも、意図しない中リフトの駆動ステージが確立されなくなる。
【００２８】
［第２実施形態］
図８は第２実施形態に係る可変動弁機構の要部を示す模式的構造図である。第２実施形態については、連結ピンの配置以外は上述した第１実施形態と同様の構成が採られているため、相違点のみ説明する。
【００２９】
図８に示すように、第２実施形態の可変動弁機構では、第１連結ピン９ａと第２連結ピン９ｂとは、それぞれの反受圧面を対向させるかたちで、かつ、軸方向視で互いに重ならないように配置されている。両連結ピン９ａ，９ｂの間にはエア給排孔１３が配置されており、このエア給排孔１３には、第１連結ピン９ａが嵌合する第２ガイド孔８ｂと第２連結ピン９ｂが嵌合する第３ガイド孔８ｃとが連通している。
【００３０】
第２実施形態では、例えば、中リフトの駆動ステージから低リフトの駆動ステージに切り換える場合、第１油圧供給路１２ａへの油圧の供給を継続したまま、第２油圧供給路１２ａにも油圧を供給することにより、第２連結ピン９ｂを第２ロッカアーム６ｂ内に没入させる。この際、第２連結ピン９ｂが非常に高い速度で移動するため、第２ガイド孔８ｂ内の空気が第１連結ピン９ａ側に流れることになる。
【００３１】
ところが、本実施形態では、第１連結ピン９ａと第２連結ピン９ｂとが（すなわち、第２ガイド孔８ｂと第３ガイド孔８ｃとが）軸方向視で互いに重ならないように配置されているため、図９に矢印で示すように、第１連結ピン９ａ側に流れた空気は、第２ガイド孔８ｂの底面に衝突して流れ方向を変化させられ、第１連結ピン９ａを第１ガイド孔８ａに押し込むことなく、エア給排孔１３から外部に排出される。その結果、意図しない高リフトの駆動ステージが瞬間的にも確立されなくなり、円滑なエンジン制御を実現することができた。なお、当然のことながら、高リフトの駆動ステージから低リフトの駆動ステージに切り換える場合にも、意図しない中リフトの駆動ステージが確立されなくなる。
【００３２】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態は本発明を３つの駆動ステージを有するエンジンの可変動弁機構に適用したものであるが、４つ以上の駆動ステージを有する可変動弁機構に適用してもよいし、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等、種々のエンジンの可変動弁機構に適用してもよい。また、上記第２実施形態では、第１，第２連結ピンが軸方向視で互いに重ならないように配置されるものとしたが、一部重なっていても所定の効果を得ることができる。その他、可変動弁機構の具体的構成等についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１実施形態に係る可変動弁機構の斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る可変動弁機構の側面図である。
【図３】第１実施形態に係る可変動弁機構の模式的構造図である。
【図４】第１実施形態に係る可変動弁機構の低リフトの駆動ステージにおける断面図である。
【図５】第１実施形態に係る可変動弁機構の中リフトの駆動ステージにおける断面図である。
【図６】第１実施形態に係る可変動弁機構の高リフトの駆動ステージにおける断面図である。
【図７】第１実施形態における駆動ステージの切換作動を示す説明図である。
【図８】第２実施形態に係る可変動弁機構の要部を示す模式的構造図である。
【図９】第２実施形態における駆動ステージの切換作動を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１      シリンダヘッド
２ａ    吸気バルブ（バルブ）
２ｂ    吸気バルブ（バルブ）
３      カムシャフト
４ａ    高リフトカム（カム）
４ｂ    低リフトカム（カム）
４ｃ    中リフトカム（カム）
５      ロッカシャフト
６ａ    第１ロッカアーム（伝達部材）
６ｂ    第２ロッカアーム（伝達部材）
６ｃ    第３ロッカアーム（伝達部材）
９ａ    第１連結ピン
９ｂ    第２連結ピン
１２ａ  第１油圧供給路
１２ａ  第２油圧供給路
１２ｂ  第２油圧供給路
１３    エア給排孔
１４    仕切り
【図１】
2008121585.tif 000003
【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】
2008121585.tif 000008
【図７】
2008121585.tif 000009
【図８】
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【図９】
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