(57)【要約】【課題】潤滑オイル切れを抑止し、潤滑オイルを確実に供給することで潤滑を確実に行うことのできるバルブ制御機構を提供すること。【解決手段】本発明のバルブ制御機構は、一対の第一カム及び第二カムを有するカムシャフトと、第一カムによって駆動される第一ロッカーアームと、第二カムによって駆動される第二ロッカーアーム３と、第一ロッカーアーム及び第二ロッカーアーム３を連結させる連結ピンと、第二ロッカーアーム３をカムシャフト側に常に付勢する付勢手段とを備えている。付勢手段が、第二ロッカーアーム３を付勢するリテーナ１１と、リテーナ１１を第二ロッカーアーム側に付勢する弾性部材１３とからなり、リテーナ１１が、その上面にピン１１ａを有し、ピン１１ａによって第二ロッカーアーム３とリテーナ１１との間に隙間が形成されている。【選択図】　　　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブの少なくとも一方の開閉を制御するバルブ制御機構において、
異なるカムプロフィールを有する一対の第一カム及び第二カムを各シリンダに対応させて有するカムシャフトと、前記第一カムによって駆動され、かつ、制御するバルブを直接駆動する第一ロッカーアームと、前記第二カムによって駆動される第二ロッカーアームと、前記第一ロッカーアーム及び前記第二ロッカーアームを連結させる連結ピンと、前記第二ロッカーアームを前記カムシャフト側に常に付勢する付勢手段とを備えており、
前記付勢手段が、前記第二ロッカーアームを付勢するリテーナを収納する円筒部と、該円筒部内に収納されて前記リテーナを前記第二ロッカーアーム側に付勢する弾性部材とからなり、
前記リテーナが、その上面に前記第二ロッカーアームと直接接触するピンを有し、該ピンが前記リテーナに対して前記第二ロッカーアーム側にさらに付勢されており、前記ピンによって前記第二ロッカーアームと前記リテーナとの間に隙間が形成されていることを特徴とするバルブ制御機構。
【請求項２】
内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブの少なくとも一方の開閉を制御するバルブ制御機構において、
異なるカムプロフィールを有する一対の第一カム及び第二カムを各シリンダに対応させて有するカムシャフトと、前記第一カムによって駆動され、かつ、制御するバルブを直接駆動する第一ロッカーアームと、前記第二カムによって駆動される第二ロッカーアームと、前記第一ロッカーアーム及び前記第二ロッカーアームを連結させる連結ピンと、前記第二ロッカーアームを前記カムシャフト側に常に付勢する付勢手段とを備えており、
前記付勢手段が、前記第二ロッカーアームと接触するリテーナを収納する円筒部と、該円筒部内に収納されて前記リテーナを前記第二ロッカーアーム側に付勢する弾性部材とからなり、
前記リテーナが、その外周面に螺旋状の溝部を有し、前記弾性部材が、前記テーナの付勢方向に巻軸が配されたコイルスプリングであることを特徴とするバルブ制御機構。
【請求項３】
内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブの少なくとも一方の開閉を制御するバルブ制御機構において、
異なるカムプロフィールを有する一対の第一カム及び第二カムを各シリンダに対応させて有するカムシャフトと、前記第一カムによって駆動され、かつ、制御するバルブを直接駆動する第一ロッカーアームと、前記第二カムによって駆動される第二ロッカーアームと、前記第一ロッカーアーム及び前記第二ロッカーアームを連結させる連結ピンと、前記第二ロッカーアームを前記カムシャフト側に常に付勢する付勢手段とを備えており、
前記付勢手段が、前記第二ロッカーアームと接触するリテーナを収納する円筒部と、該円筒部内に収納されて前記リテーナを前記第二ロッカーアーム側に付勢する弾性部材と、前記円筒部に潤滑オイルを導くオイルガイドとからなり、
前記リテーナが、前記円筒部内の潤滑オイルを該リテーナと前記第二ロッカーアームとの接触面上に供給するオイル供給孔を該接触面上に有していることを特徴とするバルブ制御機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブの少なくとも一方の開閉を制御するバルブ制御機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の吸排気バルブは、カムシャフトを用いたバルブ制御機構によって制御されるのが一般的である。近年になって、吸排気バルブの開閉タイミングやリフト量を可変制御する機構も実用化されている。これらの制御においては、開閉するバルブに対して二組のカム−ロッカーアームを用意し、バルブ開閉に有効なカム−ロッカーアームの組を切り替える構造が用いられている（特許文献１参照）。二つのロッカーアームが連結されているか、連結されていないかでバルブタイミングやリフト量が変わる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１９３４２５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような場合、一方のローカーアームはバルブスプリングでバルブ閉状態に相当する状態に復帰させることが可能であるが、もう一方のロッカーアームは、特別な機構を用いてバルブ閉状態に相当する状態に復帰させる必要がある。つまり、二つのロッカーアームが連結されていない場合、バルブスプリングで復帰されないロッカーアームは、バルブ開閉とは無関係に揺動する（ロストモーションを行う）。このとき、ロッカーアームは、バルブ側（カムとは反対側）から常に付勢される。
【０００５】
ロッカーアームにはリテーナが接触し、このリテーナを介してロッカーアームが付勢されるが、この接触面でオイル切れが生じやすく、摩耗が進行しやすい。カムとロッカーアームとの接触面の場合はカムが回転するので潤滑オイルが摺動面に引き込まれる。しかし、上述したリテーナとロッカーアームとでは、どちらも回転する部材ではないため、その接触面（摺動面）におけるオイル切れが生じやすい。従って、本発明の目的は、上述したような摺動面におけるオイル切れを防止し、提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１〜３に記載のバルブ制御機構は、内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブの少なくとも一方の開閉を制御するもので、異なるカムプロフィールを有する一対の第一カム及び第二カムを各シリンダに対応させて有するカムシャフトと、第一カムによって駆動され、かつ、制御するバルブを直接駆動する第一ロッカーアームと、第二カムによって駆動される第二ロッカーアームと、第一ロッカーアーム及び第二ロッカーアームを連結させる連結ピンと、第二ロッカーアームをカムシャフト側に常に付勢する付勢手段とを共通の構成として備えている。
【０００７】
そして、請求項１に記載のバルブ制御機構においては、付勢手段が、第二ロッカーアームを付勢するリテーナを収納する円筒部と、この円筒部内に収納されてリテーナを第二ロッカーアーム側に付勢する弾性部材とからなり、リテーナが、その上面に第二ロッカーアームと直接接触するピンを有し、このピンがリテーナに対して第二ロッカーアーム側にさらに付勢されており、ピンによって第二ロッカーアームとリテーナとの間に隙間が形成されている。
【０００８】
一方、請求項２に記載のバルブ制御機構においては、付勢手段が、第二ロッカーアームと接触するリテーナを収納する円筒部と、この円筒部内に収納されてリテーナを第二ロッカーアーム側に付勢する弾性部材とからなり、リテーナが、その外周面に螺旋状の溝部を有し、弾性部材が、リテーナの付勢方向に巻軸が配されている。
【０００９】
さらに、請求項３に記載のバルブ制御装置においては、付勢手段が、第二ロッカーアームと接触するリテーナを収納する円筒部と、この円筒部内に収納されてリテーナを第二ロッカーアーム側に付勢する弾性部材と、円筒部に潤滑オイルを導くオイルガイドとからなり、リテーナが、円筒部内の潤滑オイルを該リテーナと第二ロッカーアームとの接触面上に供給するオイル供給孔を該接触面上に有している。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明のバルブ制御機構の実施形態について、図面を参照しつつ以下に説明する。まず、本発明（請求項１〜３に記載の発明）のバルブ制御機構の基本となる構造について説明する。図１には、吸気バルブと、この吸気バルブのタイミング・リフト量を変える機構部分のみを示してある。なお、バルブタイミングに関しては、他のタイミング可変機構を併用することも可能である。ここでは、異なるカムプロフィールを有するカムを二種類用意し、どちらを有効とするかを切り替えることで、バルブリフト量（及び開閉タイミング）が切り替えられる。
【００１１】
本実施形態のバルブ制御機構が組み込まれるエンジンは直列４気筒エンジンである。そして、各シリンダ毎に一対の吸気バルブ１が配される。一対の吸気バルブ１は、一つの第一ロッカーアーム２によって開閉される。本実施形態では、第一ロッカーアーム２と一対の吸気バルブ１とは互いに当接されている（いわゆるバルブクリアランスは設定され得る）。各第一ロッカーアーム２に隣接して、第二ロッカーアーム３がそれぞれ配設されている。この部分を、図２及び図３を参照して詳しく説明する。
【００１２】
図２に示されるように、第一ロッカーアーム２及び第二ロッカーアーム３は隣り合わせて配設されている。図２では、図を見やすくするために、二つのロッカーアームの間の距離を多少広くして示してある。実際の第一ロッカーアーム２と第二ロッカーアーム３との距離は、図２中上方に示されているカムシャフト４の第一カム４０と第二カム４１との距離に等しい。第二カム４１の方が、第一カム４０よりも外形がひとまわり大きくされている（バルブリフト量が大きくなるように形成されている）。第一ロッカーアーム２及び第二ロッカーアーム３は、揺動支点となるシャフト９（図３参照）が挿通される挿通孔２０，３０をそれぞれ有している。
【００１３】
また、第一ロッカーアーム２及び第二ロッカーアーム３は、上述した第一カム４０及び第二カム４１とそれぞれ接触するローラーベアリング２１，３１を有している。そして、第一ロッカーアーム２は、その端部が二股に形成されており、それぞれの先端に吸気バルブ１を押し下げるアームエンド部２２を有している。第一ロッカーアーム２は、バルブスプリング１０（図３参照）によって上方に付勢される。第二ロッカーアーム３は、後述するロストモーションリテーナ（以下単に、リテーナと言う）１１によって上方に付勢されている。リテーナ１１は、付勢手段として機能しており、円筒部１２の内部に収納され、リテーナスプリング（弾性部材）１３によって図３上方に第二ロッカーアームのローラーベアリング３１を付勢している。
【００１４】
第一ロッカーアーム２は挿通孔２０の上方側にピン挿通孔２３を有しており、ピン挿通孔２３は第一ロッカーアーム２の揺動平面に対して垂直に形成されている。ピン挿通孔２３には連結ピン５が挿通されている。また、第二ロッカーアーム３も挿通孔３０の上方側にピン挿通部３３を有しており、ピン挿通部３３は円筒を半分にした形態を有している。第一ロッカーアーム２及び第二ロッカーアーム３がカム４０，４１によって押し下げられていない状態のときには、ピン挿通部３３の内面は、ピン挿通孔２３の内面の延長上に位置している。
【００１５】
連結ピン５は、通常時はスプリング６によってその先端がピン挿通孔２３の内部に位置するようにされている。この状態であると、第一ロッカーアーム２は第一カム４０によって駆動され、これによって吸気バルブ１が駆動される。このとき、第二ロッカーアーム３は第二カム４１によって駆動されるが、単にそれ自身だけで揺動するロストモーションを行っており、吸気バルブ１の駆動とは無縁となっている。しかし、図２中点線によって示されているように、後述する機構によって連結ピン５が第二ロッカーアーム３側に突出されると、連結ピン５の先端は第二ロッカーアーム３のピン挿通部３３に嵌り、第一ロッカーアーム２と第二ロッカーアーム３とが一体化された状態となる。
【００１６】
この状態となると、第二カム４１の方が第一カム４０よりもひとまわり大きく（バルブリフト量が大きくなるように）形成されているので、吸気バルブ１は第二カム４１によって駆動されることとなる。なお、ピン挿通部３３は、湾曲したヘラ状の形態を有しており、第二ロッカーアーム３が挿通孔３０を中心に揺動されて下方に押し下げられたときに連結ピン５がピン挿通孔２３から突出されていれば連結ピン５とピン挿通部３３とが当接する。この結果、連結ピン５を介して、第一ロッカーアーム２は第二ロッカーアーム３の動きに追従し、第二カム４１によって吸気バルブ１が開かれる。その後、第二ロッカーアーム３のローラーベアリング３１が上方に復帰するときには連結ピン５とピン挿通部３３との接触は必ずしも継続されず、リテーナ１１によって第二ロッカーアーム３３が独立して復帰され、吸気バルブ１はバルブスプリング１０によって閉じられる。
【００１７】
連結ピン５のスライドは、図１に示されるコントロールロッド７によって行われる。コントロールロッド７は、シリンダの配列方向に配されている。即ち、カムシャフト４と平行に配されている。各シリンダ毎に連結ピン５をスライドさせる機構が構築されるが、この機構は各シリンダ毎で同じであるため、図１中最も左方の部分を例に説明する。コントロールロッド７には、一対の鍔状のストッパ７０が固定されている。この一対のストッパ７０の間には、スライド可能なスライド部材７１が配設されている。スライド部材７１は、スプリング７２によって、図１中左方に付勢されている。
【００１８】
スライド部材７１からは、アーム部７１ａが延設されている。アーム部７１ａの先端は、スプリング６によって図１中右方に付勢されている連結ピン５の基端側と当接している（非動作時は非接触でもよく、その方が摩耗が少ないので好ましい）。連結ピン５は、コントロールロッド７と平行に位置している。コントロールロッド７全体は、その全長の複数箇所でシリンダヘッド側に形成された保持部８において保持されている。
【００１９】
また、コントロールロッド７のスライド量は、ストッパ７０と保持部８との当接で制限されている。コントロールロッド７の一端には、中間部材７７を介して負圧アクチュエータ７８のロッドが結合されている。負圧アクチュエータ７８によって、中間部材７７を介してコントロールロッド７を図１中左方に引っ張ると、コントロールロッド７全体をその軸方向にスライドさせることができる。なお、負圧アクチュエータを直接コントロールロッド７と結合させても良い（ここでは、周辺部材の配置スペースの関係から中間部材７７を利用した）。このようにして、コントロールロッド７全体を図１中左方に移動させると、各スプリング７２によって、スライド部材７１も図１中左方に付勢される。
【００２０】
そして、連結ピン５が第二ロッカーアーム３自体に当接していない箇所から順に、第一ロッカーアーム２と第二ロッカーアーム３とが連結ピン５によって連結される。各シリンダ毎に、ロッカーアーム２，３の上下動のタイミングは異なるが、このようにスプリング６，７２を用いることで、連結ピン５をピン挿通孔２３からピン挿通部３３に順次突出させ、第二ロッカーアーム３によるバルブ駆動を行うことができる。負圧アクチュエータ７８内に大気圧を導入すればコントロールロッド７の位置が復帰して連結ピン５がスプリング６によって戻され、第一ロッカーアーム２と第二ロッカーアーム３との連結が解除される。このようにすることで、有効なカムとロッカーアームとを切り替え、可変バルブ制御を行うことが可能となる。
【００２１】
本発明の要部となる、リテーナ１１による第二ロッカーアーム３の付勢について説明する。まず第一実施形態（請求項１に対応する実施形態）について説明する。図３に示されるように、第二ロッカーアーム３はロストモーションのためにリテーナ１１によって図３中下方より付勢されている。上述したように、第二ロッカーアーム３とリテーナ１１との摺動面にオイル切れが生じやすい。そこで、本実施形態においては、図４に示されるように、リテーナ１１が、その上面にピン１１ａを有している。このピン１１ａは、リテーナ１１の上面に形成された穴部１１ｂ内に収納されており、スプリング１１ｃによって付勢されることでリテーナ１１の上面からやや突出した状態とされている。
【００２２】
スプリング１１ｃによって付勢されることで、このピン１１ａの上面が第二ロッカーアーム３の表面と接触されており、この結果、第二ロッカーアーム３とリテーナ１１との間に僅かな隙間を形成させている。なお、円筒部１２の内面上端部近傍には周方向に溝が形成されており、この溝内にリング状のストッパ１２ａが嵌合されている。このストッパ１２ａの内径がリテーナ１１の最大外径よりも小さくされており、リテーナ１１が円筒部１２から飛び出すのを抑止している。
【００２３】
このように、ピン１１ａを用いて第二ロッカーアーム３とリテーナ１１との間に僅かな隙間を形成させることで、この隙間に潤滑オイルを貯留させやすくし、オイル切れを抑止している。この結果、潤滑オイルを確実に供給することで潤滑を確実に行うことのできるバルブ制御機構を実現することができる。
【００２４】
次に、第二実施形態（請求項２に対応する実施形態）について説明する。本実施形他においては、図５に示されるように、リテーナ１１の上面と第二ロッカーアーム３とは直接接している。しかし、リテーナ１１の外周面（円筒部１２の内面との接触部）に、螺旋状の溝１１ｄが形成されている。なお、円筒部１２の内部に配されたリテーナスプリング１３によってリテーナ１１を付勢しているのは上述した実施形態と同様である。
【００２５】
円筒部１２の内部には、潤滑オイルが貯留され、この貯留された潤滑オイルはリテーナ１１の押し下げ時に上述した溝１１ｄを経由してリテーナ１１の上面、即ち、リテーナ１１と第二ロッカーアーム３との摺動面に供給される。これによって、第二ロッカーアーム３とリテーナ１１との間のオイル切れを抑止し、潤滑オイルを確実に供給することで潤滑を確実に行うことのできるバルブ制御機構を実現することができる。
【００２６】
さらに、本実施形態の場合は、潤滑オイルが溝１１ｄ内を移動するのに伴って、潤滑オイルの粘性や、リテーナ１１外周面−円筒部１２内面間の摩擦抵抗分布、溝１１ｄ内の潤滑オイルの流れ等の影響によってリテーナ１１が不定期ではあるが回転する。リテーナ１１が回転することで、リテーナ１１と第二ロッカーアーム３との摺動部位が変化することとなり、摩耗部位が一カ所に集中するようなことがなくなり、摩耗が均一化される。
【００２７】
また、リテーナ１１が回転することで、リテーナ１１と第二ロッカーアーム３との間に潤滑オイルが供給されやすくなり、潤滑がより確実に行われるようになる。さらに、リテーナスプリング１３はコイルスプリングであり、その伸縮に際して僅かではあるがリテーナ１１を回転させる力が発生する。この回転力は、上述したリテーナ１１の回転に伴う利点をより一層効果的に実現する上で都合がよい。
【００２８】
次に、第三実施形態（請求項３に対応する実施形態）について説明する。本実施形態においては、図６に示されるように、円筒部１２の内部に潤滑オイルを導くオイルガイド１２ｂが形成されている。オイルガイド１２ｂは、円筒部１２よりも上方に形成された傾斜面で、その最下部が円筒部１２の開口縁部に位置している。オイルガイド１２ｂは、図３における一点鎖線部分に形成されている。上方から滴下する潤滑オイルは、オイルガイド１２ｂによって、リテーナ１１と第二ロッカーアーム３との摺動面及び円筒部１２の内部に供給される。
【００２９】
また、リテーナ１１と第二ロッカーアーム３との接触面上には、円筒部１２の内部に貯留された潤滑オイルを接触面上に供給するオイル供給孔１１ｅが穿孔されている。円筒部１２内部に貯留された潤滑オイルは、リテーナ１１の往復に伴って、オイル供給孔１１ｅから接触面上に供給される。これによって、第二ロッカーアーム３とリテーナ１１との間のオイル切れを抑止し、潤滑オイルを確実に供給することで潤滑を確実に行うことのできるバルブ制御機構を実現することができる。
【００３０】
上述した第二実施形態や第三実施形態においては、第二ロッカーアーム３のリテーナ１１との接触面に、図７に示されるような斜行溝３４を形成させても良い。このようにすることで、潤滑オイルが接触面に供給されやすくなり、より一層確実に潤滑を行うことができる。また、このような斜行溝３４を形成させることで、リテーナ１１と第二ロッカーアーム３との接触点を広範囲に変化させることができ、リテーナ１１や第二ロッカーアーム３の摩耗が局所的に生じるのを防止することもできる。
【００３１】
なお、斜行溝３４として第二ロッカーアーム３の移動方向に対して斜めに溝を配置することで、接触状態が円滑に変化するようにしている。例えば、溝を上述した移動方向に対して直角に形成させてしまうと、接触点が溝の片方の縁部から他方の縁部に移行するときに（接触点が溝をまたぐときに）接触状態がガタついてしまう。斜行溝３４とすることでこれを抑止することができる。
【００３２】
本発明のバルブ制御機構は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態は、任意に組み合わせて使用することが可能である。また、オイル切れを防止するために、図８に示されるような機構と組み合わせても良い。図８の機構は、第二ロッカーアーム３の挿通孔３０に第二ロッカーアーム３のローラーベアリング３１側を上方に付勢するスプリング３５を組み込んだものである。このようにすることで、リテーナ１１と第二ロッカーアーム３との間に隙間を形成させて、潤滑オイルがこの隙間に供給されやすくして潤滑オイル切れを抑止する。なお、この場合は、隙間が形成されるため、図４において説明したようなストッパ１２ａが円筒部１２の内面上端近傍にセットされている。また、上述した実施形態では、吸気バルブの制御機構に組み込んだ場合を例にして説明したが、排気バルブに対して適用しても良いし、吸排気バルブの双方に対して同時に適用しても良い。
【００３３】
【発明の効果】
本発明のバルブ制御機構によれば、第二ロッカーアームとリテーナとの間の接触面における潤滑オイル切れを抑止し、潤滑オイルを確実に供給することで潤滑を確実に行うことのできるバルブ制御機構を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバルブ制御機構の基本的構造を示す構成図である。
【図２】ロッカーアーム部分を拡大して示す分解斜視図である。
【図３】ロッカーアーム部分を拡大して示す側断面図である。
【図４】本発明のバルブ制御機構の第一実施形態におけるリテーナ周辺部分の断面図である。
【図５】本発明のバルブ制御機構の第二実施形態におけるリテーナ周辺部分の断面図である。
【図６】本発明のバルブ制御機構の第三実施形態におけるリテーナ周辺部分の断面図である。
【図７】第二ロッカーアームの変形例であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は底面図である。
【図８】バルブ機構の変形例を示す側断面図である。
【符号の説明】
１…吸気バルブ、２…第一ロッカーアーム、３…第二ロッカーアーム、４…カムシャフト、５…連結ピン、１０…バルブスプリング、１１…リテーナ、１１ａ…ピン、１１ｂ…穴部、１１ｃ…スプリング、１１ｄ…溝、１１ｅ…オイル供給孔、１２…円筒部、１２ａ…ストッパ、１２ｂ…オイルガイド、１３…リテーナスプリング（弾性部材）、３４…斜行溝、４０…第一カム、４１…第二カム。
【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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