(57)【要約】【課題】  作動状態を切換えるピストンの破損等のトラブルを未然に防止して信頼性を向上させた上で、ピストンの製造コストを低減して、ひいては動弁装置全体の製造コストを低減できる内燃機関の動弁装置を提供する。【解決手段】  吸気被動ロッカアーム１１に低速シリンダ部１６及び高速シリンダ部を併設し、各シリンダ部１６に摺動自在に配置したピストン位置に応じて、低速駆動ロッカアーム３２又は高速駆動ロッカアームを選択的に押圧操作させると共に、低速シリンダ部１６のピストンを、油圧を受ける小径の下部ピストン１８ａと低速駆動ロッカアーム３２に押圧操作される大径の上部ピストン１８ｂとに２分割した上で、上部ピストン１８ｂを下部ピストン１８ａより剛性の高い素材で製作する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端が吸気弁又は排気弁の一方に連係され、第１ロッカシャフトに揺動自在に支承される第１のロッカアームと、
前記第１のロッカアームに隣接して前記第１ロッカシャフトに揺動自在に支承され、第１のカムにより駆動される第２のロッカアームと、
先端が吸気弁又は排気弁の他方に連係され、前記第１ロッカシャフトと平行に配置された第２ロッカシャフトに揺動自在に支承される第４のロッカアームと、
前記第４のロッカアームに隣接して前記第２ロッカシャフトに揺動自在に支承され、第３のカムにより駆動される第５のロッカアームと、
前記第１のロッカアームに形成された第１シリンダに摺動自在に装着された第１ピストンと、
前記第４のロッカアームに形成された第３シリンダに摺動自在に装着された第３ピストンと、
前記第２のロッカアームから延設されて前記第１ピストンに係合可能に設けられた第１係合突起と、
前記第５のロッカアームから延設されて前記第３ピストンに係合可能に設けられた第３係合突起と、
前記第１及び第３ピストンの位置を前記第１及び第３係合突起に対する係合位置と非係合位置との間でそれぞれ切換える第１及び第３切換機構と、
前記第１及び第３切換機構の切換を制御する制御手段とを備え、
前記第１及び第３ピストンは、前記第１及び第３係合突起に係合する第１部分と、前記第１及び第３係合突起に係合しない第２部分とに、それぞれ上下に２分割されていることを特徴とする内燃機関の動弁装置。
【請求項２】
先端が吸気弁又は排気弁の一方に連係され、ロッカシャフトに揺動自在に支承される第１のロッカアームと、
前記第１のロッカアームの一側に隣接して前記ロッカシャフトに揺動自在に支承され、低速用の第１のカムにより駆動される第２のロッカアームと、
前記第１のロッカアームの他側に隣接して前記ロッカシャフトに揺動自在に支承され、高速用の第２のカムにより駆動される第３のロッカアームと、
前記第１のロッカアームに形成された第１シリンダに摺動自在に装着された第１ピストンと、
前記第１のロッカアームに前記第１シリンダと隣接して形成された第２シリンダに摺動自在に装着された第２ピストンと、
前記第２のロッカアームから延設されて前記第１ピストンに係合可能に設けられた第１係合突起と、
前記第３のロッカアームから延設されて前記第２ピストンに係合可能に設けられた第２係合突起と、
前記第１及び第２ピストンの位置を前記第１及び第２係合突起に対する係合位置と非係合位置との間でそれぞれ切換える第１及び第２切換機構と、
前記第１及び第２切換機構の切換を制御する制御手段とを備え、
前記第１ピストンは、前記第１係合突起に係合する第１部分と、前記第１係合突起に係合しない第２部分とに、上下に２分割されていることを特徴とする内燃機関の動弁装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１のロッカアームが前記第１のカムにより駆動される第１モード、前記第１のロッカアームが前記第２のカムにより駆動される第２モード、及び前記第１のロッカアームが非作動となる第３モードの何れか１つのモードとなるように前記第１及び第２切換機構の切換を制御することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項４】
先端が吸気弁又は排気弁の一方に連係され、第１ロッカシャフトに揺動自在に支承される第１のロッカアームと、
前記第１のロッカアームの一側に隣接して前記第１ロッカシャフトに揺動自在に支承され、低速用の第１のカムにより駆動される第２のロッカアームと、
前記第１のロッカアームの他側に隣接して前記第１ロッカシャフトに揺動自在に支承され、高速用の第２のカムにより駆動される第３のロッカアームと、
先端が吸気弁又は排気弁の他方に連係され、前記第１ロッカシャフトと平行に配置された第２ロッカシャフトに揺動自在に支承される第４のロッカアームと、
前記第４のロッカアームに隣接して前記第２ロッカシャフトに揺動自在に支承され、第３のカムにより駆動される第５のロッカアームと、
前記第１のロッカアームに形成された第１シリンダに摺動自在に装着された第１ピストンと、
前記第１のロッカアームに前記第１シリンダと隣接して形成された第２シリンダに摺動自在に装着された第２ピストンと、
前記第４のロッカアームに形成された第３シリンダに摺動自在に装着された第３ピストンと、
前記第２のロッカアームから延設されて前記第１ピストンに係合可能に設けられた第１係合突起と、
前記第３のロッカアームから延設されて前記第２ピストンに係合可能に設けられた第２係合突起と、
前記第５のロッカアームから延設されて前記第３ピストンに係合可能に設けられた第３係合突起と、
前記第１、第２及び第３ピストンの位置を前記第１、第２及び第３係合突起に対する係合位置と非係合位置との間でそれぞれ切換える第１、第２及び第３切換機構と、
前記第１、第２及び第３切換機構の切換を制御する制御手段とを備え、
前記第１及び第３ピストンは、前記第１及び第３係合突起に係合する第１部分と、前記第１及び第３係合突起に係合しない第２部分とに、それぞれ上下に２分割されていることを特徴とする内燃機関の動弁装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第１のロッカアームが前記第１のカムにより駆動され、且つ前記第４のロッカアームが前記第３のカムにより駆動される第１モード、前記第１のロッカアームが前記第２のカムにより駆動され、且つ前記第４のロッカアームが前記第３のカムにより駆動される第２モード、及び前記第１及び第４のロッカアームが非作動となる第３モードの何れか１つのモードとなるように前記第１、第２及び第３切換機構の切換を制御することを特徴とする請求項４記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項６】
先端が吸気弁又は排気弁の一方に連係され、ロッカシャフトに揺動自在に支承されて第４のカムにより駆動される第６のロッカアームと、
前記第６のロッカアームに隣接して前記ロッカシャフトに揺動自在に支承され、前記第４のカムとカム形状の異なる第５のカムにより駆動される第７のロッカアームと、
前記第６又は第７のロッカアームの一方に形成された第４シリンダに摺動自在に装着された第４ピストンと、
前記第６又は第７のロッカアームの他方から延設されて前記第４ピストンに係合可能に設けられた第４係合突起と、
前記第４ピストンの位置を前記第４係合突起に対する係合位置と非係合位置との間で切換える第４切換機構と、
前記第４切換機構の切換を制御する制御手段とを備え、
前記第４ピストンは、前記第４係合突起に係合する第１部分と、前記第４係合突起に係合しない第２部分とに、上下に２分割されていることを特徴とする内燃機関の動弁装置。
【請求項７】
前記第２部分は、前記第１部分よりも剛性の低い素材が用いられていることを特徴とする請求項１、２、４、６の何れか１項に記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項８】
前記第２部分は、前記対応するシリンダに収納且つ摺動すると共に、前記第１部分よりも小径に形成されていることを特徴とする請求項１、２、４、６の何れか１項に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】
本発明は内燃機関（以下、エンジンという）の動弁装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
運転領域に応じた最適なエンジン出力特性を実現するために、吸排気弁の開弁期間やリフト量の切換等を行うようにした種々のエンジンが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載されたエンジンでは、ロッカシャフトに支承した被動ロッカアームを低速用の第１のカムにより揺動させて吸気弁を開閉駆動すると共に、この被動ロッカアームに隣接してロッカシャフトに支承した駆動ロッカアームを高速用の第２のカムにより揺動させている。被動ロッカアームに形成したシリンダ内には油圧により摺動自在にピストンを配置する一方、駆動ロッカアームには揺動に伴ってピストンに係合可能な係合突起を形成している。
【０００３】
例えば機関の低回転域では、被動ロッカアームのピストンを下方位置に切換えて駆動ロッカアームの係合突起を空振りさせることで、被動ロッカアームにより第１のカムの形状に倣って吸気弁を開閉駆動し、一方，機関の高回転域では、被動ロッカアームのピストンを上方位置に切換えて駆動ロッカアームの係合突起により押圧操作することで、駆動ロッカアームと共に被動ロッカアームを揺動させて第２のカムの形状に倣って吸気弁を開閉駆動する。
【特許文献１】特開２００１−４１０１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記ピストンの上部は駆動ロッカアームの係合突起により押圧操作されて、被動ロッカアーム全体を慣性質量に抗して揺動させることから、主に油圧を受けるだけのピストンの下部に比較して高い剛性が要求される。ピストンの破損は動弁装置の切換不能に直結することから、上記特許文献１のエンジンでは、ピストンの上部に要求される特性を満足可能な素材でピストン全体を製作している。必然的にピストン単体での製造コストが上昇し、ピストンは各気筒の被動ロッカアーム毎に必要なため、動弁装置全体の製造コストに及ぼす影響も無視できなかった。
【０００５】
本発明の目的は、作動状態を切換えるピストンの破損等のトラブルを未然に防止して信頼性を向上させた上で、ピストンの製造コストを低減して、ひいては動弁装置全体の製造コストを低減することができる内燃機関の動弁装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、先端が吸気弁又は排気弁の一方に連係され、第１ロッカシャフトに揺動自在に支承される第１のロッカアームと、第１のロッカアームに隣接して第１ロッカシャフトに揺動自在に支承され、第１のカムにより駆動される第２のロッカアームと、先端が吸気弁又は排気弁の他方に連係され、第１ロッカシャフトと平行に配置された第２ロッカシャフトに揺動自在に支承される第４のロッカアームと、第４のロッカアームに隣接して第２ロッカシャフトに揺動自在に支承され、第３のカムにより駆動される第５のロッカアームと、第１のロッカアームに形成された第１シリンダに摺動自在に装着された第１ピストンと、第４のロッカアームに形成された第３シリンダに摺動自在に装着された第３ピストンと、第２のロッカアームから延設されて第１ピストンに係合可能に設けられた第１係合突起と、第５のロッカアームから延設されて第３ピストンに係合可能に設けられた第３係合突起と、第１及び第３ピストンの位置を第１及び第３係合突起に対する係合位置と非係合位置との間でそれぞれ切換える第１及び第３切換機構と、第１及び第３切換機構の切換を制御する制御手段とを備え、第１及び第３ピストンは、第１及び第３係合突起に係合する第１部分と、第１及び第３係合突起に係合しない第２部分とに、それぞれ上下に２分割されているものである。
【０００７】
従って、第１及び第３切換機構により第１及び第３ピストンが係合位置と非係合位置との間で切換えられ、第１及び第３ピストンが係合位置のときには、第１ピストンに第２のロッカアームの第１係合突起が係合して、第１のロッカアームが第１のカムの形状に倣って吸気弁又は排気弁の一方を開閉駆動すると共に、第３ピストンに第５のロッカアームの第３係合突起が係合して、第４のロッカアームが第３のカムの形状に倣って吸気弁又は排気弁の他方を開閉駆動する。又、第１及び第３ピストンが非係合位置のときには、各ピストンに係合突起が係合せずに、第１及び第４のロッカアームが対応する吸気弁又は排気弁を閉弁保持する。よって、以上の切換に応じて内燃機関の運転状態が切換えられる。
【０００８】
そして、第１ピストンの第１部分は、第２のロッカアームの揺動毎に第１係合突起と係合すると共に、第１係合突起の係合に伴って第１のロッカアーム全体を慣性質量に抗して揺動させ、第３ピストンの第１部分は、第５のロッカアームの揺動毎に第３係合突起と係合すると共に、第３係合突起の係合に伴って第４のロッカアーム全体を慣性質量に抗して揺動させることから、第１係合突起や第３係合突起と係合しない第２部分とは異なる機械的性質が要求される。第１及び第３ピストンが第１部分と第２部分とに２分割されることで、それぞれの要求に応じた素材を各部分に適用可能となり、例えば、第１及び第３係合突起と係合しても破損する虞がない素材で第１部分を製作すると共に、より安価な素材で第２部分を製作することが可能となる。
【０００９】
請求項２の発明は、先端が吸気弁又は排気弁の一方に連係され、ロッカシャフトに揺動自在に支承される第１のロッカアームと、第１のロッカアームの一側に隣接してロッカシャフトに揺動自在に支承され、低速用の第１のカムにより駆動される第２のロッカアームと、第１のロッカアームの他側に隣接して前記ロッカシャフトに揺動自在に支承され、高速用の第２のカムにより駆動される第３のロッカアームと、第１のロッカアームに形成された第１シリンダに摺動自在に装着された第１ピストンと、第１のロッカアームに第１シリンダと隣接して形成された第２シリンダに摺動自在に装着された第２ピストンと、第２のロッカアームから延設されて第１ピストンに係合可能に設けられた第１係合突起と、第３のロッカアームから延設されて第２ピストンに係合可能に設けられた第２係合突起と、第１及び第２ピストンの位置を第１及び第２係合突起に対する係合位置と非係合位置との間でそれぞれ切換える第１及び第２切換機構と、第１及び第２切換機構の切換を制御する制御手段とを備え、第１ピストンは、第１係合突起に係合する第１部分と、第１係合突起に係合しない第２部分とに、上下に２分割されているものである。
【００１０】
従って、第１及び第２切換機構により第１及び第２ピストンが係合位置と非係合位置との間で切換えられ、第１のロッカアームは第１ピストンに第２のロッカアームの第１係合突起が係合したときには、低速用の第１のカムの形状に倣って吸気弁又は排気弁の一方を開閉駆動し、第２のピストンに第３のロッカアームの第２係合突起が係合したときには、高速用の第２のカムの形状に倣って吸気弁又は排気弁の一方を開閉駆動し、第１及び第２ピストンの何れにも係合突起が係合しないときには、吸気弁又は排気弁の一方を閉弁保持し、以上の切換に応じて内燃機関の運転状態が切換えられる。
【００１１】
そして、第１ピストンの第１部分は、第２のロッカアームの揺動毎に第１係合突起と係合すると共に、第１係合突起の係合に伴って第１のロッカアーム全体を慣性質量に抗して揺動させることから、第１係合突起と係合しない第２部分とは異なる機械的性質が要求される。第１及び第３ピストンが第１部分と第２部分とに２分割されることで、それぞれの要求に応じた素材を各部分に適用可能となり、例えば、第１係合突起と係合しても破損する虞がない素材で第１部分を製作すると共に、より安価な素材で第２部分を製作することが可能となる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項２において、制御手段が、第１のロッカアームが第１のカムにより駆動される第１モード、第１のロッカアームが第２のカムにより駆動される第２モード、及び第１のロッカアームが非作動となる第３モードの何れか１つのモードとなるように第１及び第２切換機構の切換を制御するものである。
従って、第１モードでは第１のロッカアームが第１のカムにより駆動されて、第１のカムの形状に倣って吸気弁又は排気弁の一方を開閉駆動し、第２モードでは第１のロッカアームが第２のカムにより駆動されて、第２のカムの形状に倣って吸気弁又は排気弁の一方を開閉駆動し、第３モードでは第１のロッカアームが非作動とされて吸気弁又は排気弁の一方を閉弁保持する。
【００１３】
請求項４の発明は、先端が吸気弁又は排気弁の一方に連係され、第１ロッカシャフトに揺動自在に支承される第１のロッカアームと、第１のロッカアームの一側に隣接して第１ロッカシャフトに揺動自在に支承され、低速用の第１のカムにより駆動される第２のロッカアームと、第１のロッカアームの他側に隣接して第１ロッカシャフトに揺動自在に支承され、高速用の第２のカムにより駆動される第３のロッカアームと、先端が吸気弁又は排気弁の他方に連係され、第１ロッカシャフトと平行に配置された第２ロッカシャフトに揺動自在に支承される第４のロッカアームと、第４のロッカアームに隣接して第２ロッカシャフトに揺動自在に支承され、第３のカムにより駆動される第５のロッカアームと、第１のロッカアームに形成された第１シリンダに摺動自在に装着された第１ピストンと、第１のロッカアームに第１シリンダと隣接して形成された第２シリンダに摺動自在に装着された第２ピストンと、第４のロッカアームに形成された第３シリンダに摺動自在に装着された第３ピストンと、第２のロッカアームから延設されて第１ピストンに係合可能に設けられた第１係合突起と、第３のロッカアームから延設されて第２ピストンに係合可能に設けられた第２係合突起と、第５のロッカアームから延設されて第３ピストンに係合可能に設けられた第３係合突起と、記第１、第２及び第３ピストンの位置を第１、第２及び第３係合突起に対する係合位置と非係合位置との間でそれぞれ切換える第１、第２及び第３切換機構と、第１、第２及び第３切換機構の切換を制御する制御手段とを備え、第１及び第３ピストンが、第１及び第３係合突起に係合する第１部分と、第１及び第３係合突起に係合しない第２部分とに、それぞれ上下に２分割されているものである。
【００１４】
従って、第１及び第２切換機構により第１及び第２ピストンが係合位置と非係合位置との間で切換えられ、第１のロッカアームは第１ピストンに第２のロッカアームの第１係合突起が係合したときには、低速用の第１のカムの形状に倣って吸気弁又は排気弁の一方を開閉駆動し、第２ピストンに第３のロッカアームの第２係合突起が係合したときには、高速用の第２のカムの形状に倣って吸気弁又は排気弁の一方を開閉駆動し、第１及び第２ピストンの何れにも係合突起が係合しないときには、吸気弁又は排気弁の一方を閉弁保持する。
【００１５】
又、第３切換機構により第３ピストンが係合位置と非係合位置との間で切換えられ、第４のロッカアームは第３ピストンに第５のロッカアームの第３係合突起が係合したときには、第３のカムの形状に倣って吸気弁又は排気弁の他方を開閉駆動し、第３ピストンに第５のロッカアームの第３係合突起が係合しないときには、吸気弁又は排気弁の他方を閉弁保持する。よって、以上の切換に応じて内燃機関の運転状態が切換えられる。
【００１６】
そして、第１ピストンの第１部分は、第２のロッカアームの揺動毎に第１係合突起と係合すると共に、第１係合突起の係合に伴って第１のロッカアーム全体を慣性質量に抗して揺動させ、第３ピストンの第１部分は、第５のロッカアームの揺動毎に第３係合突起と係合すると共に、第３係合突起の係合に伴って第４のロッカアーム全体を慣性質量に抗して揺動させることから、第１係合突起や第３係合突起と係合しない第２部分とは異なる機械的性質が要求される。第１及び第３ピストンが第１部分と第２部分とに２分割されることで、それぞれの要求に応じた素材を各部分に適用可能となり、例えば、第１及び第３係合突起と係合しても破損する虞がない素材で第１部分を製作すると共に、より安価な素材で第２部分を製作することが可能となる。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項４において、制御手段が、第１のロッカアームが第１のカムにより駆動され、且つ第４のロッカアームが第３のカムにより駆動される第１モード、第１のロッカアームが第２のカムにより駆動され、且つ第４のロッカアームが第３のカムにより駆動される第２モード、及び第１及び第４のロッカアームが非作動となる第３モードの何れか１つのモードとなるように第１、第２及び第３切換機構の切換を制御するものである。
【００１８】
従って、第１モードでは第１のロッカアームが第１のカムにより駆動されて、第１のカムの形状に倣って吸気弁又は排気弁の一方を開閉駆動し、且つ第４のロッカアームが第３のカムにより駆動されて、第３のカムの形状に倣って吸気弁又は排気弁の他方を開閉駆動する。第２モードでは第１のロッカアームが第２のカムにより駆動されて、第２のカムの形状に倣って吸気弁又は排気弁の一方を開閉駆動し、且つ第４のロッカアームが第３のカムにより駆動されて、第３のカムの形状に倣って吸気弁又は排気弁の他方を開閉駆動する。第３モードでは第１及び第４のロッカアームが非作動とされて吸気弁及び排気弁を共に閉弁保持する。
【００１９】
請求項６の発明は、先端が吸気弁又は排気弁の一方に連係され、ロッカシャフトに揺動自在に支承されて第４のカムにより駆動される第６のロッカアームと、第６のロッカアームに隣接してロッカシャフトに揺動自在に支承され、第４のカムとカム形状の異なる第５のカムにより駆動される第７のロッカアームと、第６又は第７のロッカアームの一方に形成された第４シリンダに摺動自在に装着された第４ピストンと、第６又は第７のロッカアームの他方から延設されて第４ピストンに係合可能に設けられた第４係合突起と、第４ピストンの位置を第４係合突起に対する係合位置と非係合位置との間で切換える第４切換機構と、第４切換機構の切換を制御する制御手段とを備え、第４ピストンは、第４係合突起に係合する第１部分と、第４係合突起に係合しない第２部分とに、上下に２分割されているものである。
【００２０】
従って、第４切換機構により第４ピストンが係合位置と非係合位置との間で切換えられ、第６のロッカアームは第４ピストンに第４係合突起が係合しないときには、第４のカムの形状に倣って吸気弁又は排気弁の一方を開閉駆動し、第４ピストンに第４係合突起が係合したときには、第５のカムの形状に倣って吸気弁又は排気弁の一方を開閉駆動し、以上の切換に応じて内燃機関の運転状態が切換えられる。
【００２１】
そして、第４ピストンの第１部分は、第７のロッカアームの揺動毎に第４係合突起と係合すると共に、第４係合突起の係合に伴って第６のロッカアーム全体を慣性質量に抗して揺動させることから、第４係合突起と係合しない第２部分とは異なる機械的性質が要求される。第４ピストンが第１部分と第２部分とに２分割されることで、それぞれの要求に応じた素材を各部分に適用可能となり、例えば、第４係合突起と係合しても破損する虞がない素材で第１部分を製作すると共に、より安価な素材で第２部分を製作することが可能となる。
【００２２】
請求項７の発明は、請求項１、２、４、６において、第２部分が、第１部分よりも剛性の低い素材が用いられているものである。
従って、ピストンの第１部分は、係合突起と係合すると共にロッカアーム全体を揺動させることから第２部分に比較して高い剛性が要求されるが、第１部分に剛性の高い素材を用いた上で、第２部分にはより剛性の低い素材、つまり安価な素材が用いられるため、ピストン全体を剛性の高い素材で製作する場合に比較して製造コストが低減される。
【００２３】
請求項８の発明は、請求項１、２、４、６において、第２部分が対応するシリンダに収納且つ摺動すると共に、第１部分よりも小径に形成されているものである。
従って、例えば切換機構によりピストンに油圧を作用させて係合位置と非係合位置との間で切換える場合等には、油圧を受けるピストンの第２部分を過度に大径化するとピストン切換が緩慢になるため、第２部分を小径化することが望ましく、一方、これに対してピストンの第１部分は対応するロッカアームの係合突起を確実に係合させるために、ある程度の径を確保する必要があるが、第２部分を第１部分より小径に形成することにより、第１部分及び第２部分に対するそれぞれの要求を満足させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように請求項１〜７の発明の内燃機関の動弁装置によれば、作動状態を切換えるピストンの破損等のトラブルを未然に防止して信頼性を向上させた上で、ピストンの製造コストを低減して、ひいては動弁装置全体の製造コストを低減することができる。
請求項８の発明の内燃機関の動弁装置によれば、請求項１、２、４、６に加えて、第２部分の小径化によりピストンを迅速に切換可能とし、良好な応答性をもって作動状態の切換を完了してドライバビリティを向上できると共に、第１部分の大径化により係合突起を確実に切換可能とし、作動状態の切換を確実なものとして信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
［第１実施形態］
以下、本発明を具体化したエンジンの動弁装置の第１実施形態を説明する。尚、本実施形態は、請求項１〜５，７，８の実施形態に相当する。
本実施形態のエンジンは気筒当たり４弁を有するＶ型６気筒ガソリン機関として構成され、特に高いエンジン出力を実現する高速モード、通常のエンジン出力に対応する低速モード、片側バンクの気筒を休筒させる休筒モードの間で切換可能に構成されている。このため、両バンクの動弁装置はそれぞれ低速モードと高速モードとの切換機構を備え、加えて片側のバンクは休筒機構を備えている。そこで、まず、休筒機構を備えるバンク（以下、休筒バンクといい、反対側を非休筒バンクという）の構成を説明する。
【００２６】
《休筒バンク》
図１〜８は休筒バンクのシリンダヘッドを示しており、図１はシリンダヘッドを示す平面図、図２は１気筒分の動弁装置の詳細を示す部分拡大平面図、図３は図２のＡ−Ａ線に相当する低速カム及び排気カムの作動時を示す断面図、図４は図２のＡ−Ａ線に相当する低速カム及び排気カムの休止時を示す断面図、図５は図２のＢ−Ｂ線に相当する高速カムの休止時を示す断面図、図６は図２のＢ−Ｂ線に相当する高速カムの作動時を示す断面図、図７はカムに対する駆動ロッカアーム及び被動ロッカアームの位置関係を示す部分拡大平面図、図８は図７のＣ−Ｃ線断面図である。ここで、図１の上下がエンジンの前後方向であり、シリンダヘッドの右側が吸気側、左側が排気側に相当し、当該シリンダヘッドの右方に非休筒バンクのシリンダヘッドが配置されるものとする。
【００２７】
図２，３，７に示すように、シリンダヘッド１上の左右略中央には動弁装置の１本のカムシャフト２が前後方向に延びるように配置されており、カムシャフト２は図示しないシリンダヘッドジャーナル部により各ジャーナル部２ａを支承されてクランク軸により同期して回転駆動される。カムシャフト２の上方右側には吸気ロッカシャフト３（第１ロッカシャフト）が配設され、カムシャフト２の上方左側には排気ロッカシャフト４（第２ロッカシャフト）が配設され、これらのロッカシャフト３，４はカムシャフト２と平行な姿勢でボルト５により適宜シリンダヘッド１上に固定されている。
【００２８】
各気筒はカムシャフト２に沿って前後方向に列設されており、以下、その内の１気筒の動弁装置について述べるが、他の気筒も全く同一構成である。図７に示すように、カムシャフト２の隣合う一対のジャーナル部２ａの間には、前側より低速側吸気カム６（第１のカムであり、以下、低速カムと略す）、排気カム７（第３のカム）、休止カム８、高速側吸気カム９（第２のカムであり、以下、高速カムと略す）の順に１気筒分のカムが形成されている。以下、これらのカム６〜９により駆動される吸気側及び排気側動弁装置の構成、及び動弁装置を切換えるためのオイル通路の構成を順次説明する。
【００２９】
〈吸気側動弁装置〉
図２，３に示すように、吸気ロッカシャフト３には吸気被動ロッカアーム１１（第１のロッカアーム）のボス部１２に形成された軸受孔１２ａが嵌め込まれ、吸気ロッカシャフト３を中心として吸気被動ロッカアーム１１全体が揺動し得る。ボス部１２からは二股状をなす２本のバルブ側アーム部１３が右方に向けて延設され、各バルブ側アーム部１３の先端にはバルブクリアランス調整用のアジャストボルト１４が設けられて、それぞれシリンダヘッド１上の図示しない吸気弁と対応している。
【００３０】
図７，８に示すように、ボス部１２からは左方に向けて１本のカム側アーム部１５が延設され、カム側アーム部１５の先端に形成された摺接部１５ａは上記休止カム８上に当接している。この休止カム８上にカム側アーム部１５の摺接部１５ａを当接させた状態から吸気被動ロッカアーム１１が時計回りに揺動すると、バルブ側アーム部１３のアジャストボルト１４を介して吸気弁がバルブスプリングに抗して開弁される。以下、この吸気被動ロッカアーム１１や後述する低速駆動ロッカアーム３２及び高速駆動ロッカアーム３８等の吸気側の動弁装置を構成する部材の揺動方向を、時計回りを開弁方向、反時計回りを閉弁方向と定義する。
【００３１】
図２，３，５に示すように、吸気被動ロッカアーム１１のボス部１２上には円筒状の低速シリンダ部１６及び高速シリンダ部１７が一体的に併設されている。低速シリンダ部１６には断面円形状をなす小径の下部シリンダ１６ａ（第１及び第３シリンダ）及び大径の上部シリンダ１６ｂ（第１及び第３シリンダ）が上下方向に連続して形成され、下部シリンダ１６ａの下端は上記ボス部１２の軸受孔１２ａの内周面に開口し、上部シリンダ１６ｂの上端は上方に開口している。
【００３２】
下部シリンダ１６ａ内には下部ピストン１８ａ（第１及び第３ピストン、第２部分）が配設され、下部ピストン１８ａは図示しない規制ピンにより下部シリンダ１６ａの軸線を中心とした回転を規制された状態で、下部シリンダ１６ａ内を上下方向に摺動し得る。又、上部シリンダ１６ｂ内には上部ピストン１８ｂ（第１及び第３ピストン、第１部分）が配設され、上部シリンダ１６ｂ内を上下方向に摺動し得る。上部ピストン１８ｂは下部ピストン１８ａに比較して剛性及び耐摩耗性の高い素材で製作されている。
【００３３】
上部シリンダ１６ｂの開口部には蓋体１９が圧入されてスナップリング２０により抜け止めされ、上部シリンダ１６ｂ内において蓋体１９と上部ピストン１８ｂとの間には圧縮ばね２１が介装されている。図３に示すように、下部ピストン１８ａ及び上部ピストン１８ｂは圧縮ばね２１により常に下方に付勢されており、下部ピストン１８ａの下面を上記吸気ロッカシャフト３の外周面に当接させた下方位置に保持されている。又、図４に示すように、この下方位置から圧縮ばね２１に抗してシリンダ１６ａ，１６ｂ内で下部ピストン１８ａ及び上部ピストン１８ｂが上方に摺動すると、上部ピストン１８ｂの上部が蓋体１９の下部に当接して上方位置に切換えられる。
【００３４】
上記低速シリンダ部１６の左側面、つまりカムシャフト２に面した側には操作窓２２が形成される一方、上記下部ピストン１８ａの左側面には逃げ部２３が凹設されている。そして、図４に示すピストン１８ａ，１８ｂの上方位置では、操作窓２２を介して下部ピストン１８ａの逃げ部２３が左方に向けて露出し、図３に示す下方位置では、操作窓２２を介して上部ピストン１８ｂの外周面が左方に向けて露出する。
【００３５】
一方、図５に示すように、上記高速シリンダ部１７には断面円形状をなすシリンダ１７ａ（第２シリンダ）が上下方向に形成され、シリンダ１７ａの下端は上記ボス部１２の軸受孔１２ａの内周面に開口し、シリンダ１７ａの上端は上方に開口している。シリンダ１７ａ内にはピストン２５（第２ピストン）が配設され、ピストン２５は図示しない規制ピンによりシリンダ１７ａの軸線を中心とした回転を規制された状態で、シリンダ１７ａ内を上下方向に摺動し得る。ピストン２５の径は低速シリンダ部１６の下部ピストン１８ａの径より大きく、上部ピストン１８ｂの径とほぼ等しく設定されると共に、ピストン２５には上部ピストン１８ｂと同一の素材が適用されて、同等の剛性が確保されている。
【００３６】
そして、低速シリンダ部１６と同様に、シリンダ１７ａの開口部にはスナップリング２６により蓋体２７が固定されて、蓋体２７とピストン２５との間には圧縮ばね２８が介装されている。図５に示すように、ピストン２５は圧縮ばね２８により常に下方に付勢されており、下面を吸気ロッカシャフト３の外周面に当接させた下方位置に保持されている。又、図６に示すように、この下方位置から圧縮ばね２８に抗してシリンダ１７ａ内でピストン２５が上方に摺動すると、ピストン２５の上部が蓋体２７の下部に当接して上方位置に切換えられる。
【００３７】
高速シリンダ部１７の左側面には操作窓２９が形成される一方、ピストン２５の左側面には逃げ部３０が凹設されており、図５に示すピストン２５の下方位置では、操作窓２９を介してピストン２５の逃げ部３０が左方に向けて露出し、図６に示す上方位置では、操作窓２９を介してピストン２５の外周面が露出する。高速シリンダ部１７の圧縮ばね２８は、上記低速側シリンダ１６の圧縮ばね２１に比較して小径である代わりに全長が長く設定されて所定のピストン２５への付勢力を確保しており、高速シリンダ部１７の軸心に対してオフセットして配置されると共に、圧縮に伴う屈曲を防止するためにピストン２５上に形成されたばね孔２５ａ内に保持されている。
【００３８】
一方、図２，３に示すように、吸気ロッカシャフト３上の吸気被動ロッカアーム１１の前側には低速駆動ロッカアーム３２（第２のロッカアーム）のボス部３３が揺動可能に支承されている。ボス部３３の右側には下方に向けて付勢部３３ａが突設され、この付勢部３３ａに連結された図示しない付勢ばねにより低速駆動ロッカアーム３２全体が閉弁方向に付勢されて、図７に示すように左側に設けられたローラ３５を上記低速カム６上に当接させている。
【００３９】
低速駆動ロッカアーム３２のローラ３５の上側位置からは操作アーム部３６（第１及び第３係合突起）がカムシャフト２の軸線に沿って後方に延設され、操作アーム部３６の先端は右方側に位置する上記吸気被動ロッカアーム１１に向けてＬ字状に曲折されて、低速シリンダ部１６の操作窓２２と対応している。低速駆動ロッカアーム３２は回転中の低速カム６上でローラ３５を転動させながら低速カム６の形状に倣って揺動し、低速カム６のベース円区間（リフト量０の区間）では、図４に実線で示すように閉弁方向に揺動して操作アーム部３６の先端を操作窓２２から左方に離脱させ、低速カム６のリフト区間では、図４に２点鎖線で示すように開弁方向に揺動して操作アーム部３６の先端を操作窓２２内に挿入する。
【００４０】
又、吸気ロッカシャフト３上の吸気被動ロッカアーム１１の後側には高速駆動ロッカアーム３８（第３のロッカアーム）のボス部３９が揺動可能に支承され、上記低速駆動ロッカアーム３２と同様に、高速駆動ロッカアーム３８は付勢部３９ａを介して図示しない付勢ばねにより閉弁方向に付勢されて、図７に示すように左側に設けられたローラ４０を上記高速カム９上に当接させている。
【００４１】
高速駆動ロッカアーム３８のローラ４０の上側位置からは操作アーム部４１（第２係合突起）がカムシャフト２の軸線に沿って前方に延設され、操作アーム部４１の先端は右方側に位置する上記吸気被動ロッカアーム１１に向けてＬ字状に曲折されて、高速シリンダ部１７の操作窓２９と対応している。上記低速駆動ロッカアーム３２と同じく高速駆動ロッカアーム３８は高速カム９上でローラ４０を転動させながら高速カム９の形状に倣って揺動し、高速カム９のベース円区間では、図５に実線で示すように閉弁方向に揺動して操作アーム部４１の先端を操作窓２９から左方に離脱させ、高速カム９のリフト区間では、図５に２点鎖線で示すように開弁方向に揺動して操作アーム部４１の先端を操作窓２９内に挿入する。
【００４２】
〈排気側動弁装置〉
一方、排気側の動弁装置は吸気側の動弁装置に対して、吸気被動ロッカアーム１１の高速シリンダ部１７及びこれと対応する高速駆動ロッカアーム３８を省略しており、以下に構成を説明する。
【００４３】
図２，３に示すように、上記排気ロッカシャフト４には排気被動ロッカアーム４３（第４のロッカアーム）のボス部４４の軸受孔４４ａが嵌め込まれ、排気ロッカシャフト４を中心として排気被動ロッカアーム４３全体が揺動し得る。ボス部４４からは二股状をなす２本のバルブ側アーム部４５が左方に向けて延設され、各バルブ側アーム部４５の先端に設けられたアジャストボルト４６は、それぞれシリンダヘッド１上の図示しない排気弁と対応している。
【００４４】
図７に示すように、吸気被動ロッカアーム１１のボス部１２と排気被動ロッカアーム４３のボス部４４とはカムシャフト２を挟んで左右両側に配置されると共に、カムシャフト２の軸方向において両ボス部１２，４４の一部は互いに重合している。図７，８に示すように、ボス部４４からは右方に向けて１本のカム側アーム部４７が延設され、カム側アーム部４７の先端に形成された摺接部４７ａは、吸気被動ロッカアーム１１側の摺接部１５ａとの干渉を避けた状態で上記休止カム８上に当接している。
【００４５】
そして、この状態から排気被動ロッカアーム４３が反時計回りに揺動すると、バルブ側アーム部４５のアジャストボルト４６を介して排気弁がバルブスプリングに抗して開弁される。以下、この排気被動ロッカアーム４３や後述する排気駆動ロッカアーム４９等の排気側の動弁装置を構成する部材の揺動方向を、反時計回りを開弁方向、時計回りを閉弁方向と定義する。
【００４６】
図２，３に示すように、排気被動ロッカアーム４３のボス部４４上には円筒状のシリンダ部４８が一体的に設けられ、図３に示すように、当該シリンダ部４８は吸気被動ロッカアーム１１側の低速シリンダ部１６に対して左右対称の同一構成となっている。
よって、低速シリンダ部１６と同一の部材番号を付してシリンダ部４８の概略を述べると、シリンダ部４８の下部シリンダ１６ａ内には下部ピストン１８ａが、上部シリンダ１６ｂ内には上部ピストン１８ｂがそれぞれ上下方向に摺動自在に配設されている。これらのピストン１８ａ，１８ｂは圧縮ばね２１により下方に付勢され、図３に示す下方位置では、下部ピストン１８ａの下面が排気ロッカシャフト４の外周面に当接すると共に、シリンダ部４８の操作窓２２から上部ピストン１８ｂの外周面が右方に向けて露出し、図４に示す上方位置では、操作窓２２から上部ピストン１８ａの逃げ部２３が右方に向けて露出する。
【００４７】
そして、これらの排気側のシリンダ部４８に内装される下部ピストン１８ａ、上部ピストン１８ｂ、蓋体１９、圧縮ばね２１等の各部材は、吸気側の低速シリンダ部１６に内装される各部材と共用化されている。
一方、図２，３に示すように、排気ロッカシャフト４上の排気被動ロッカアーム４３の前側には排気駆動ロッカアーム４９（第５のロッカアーム）が揺動可能に支承され、当該排気駆動ロッカアーム４９は吸気側の低速駆動ロッカアーム３２に対して左右対称の同一構成となっている。
【００４８】
よって、低速駆動ロッカアーム３２と同一の部材番号を付して排気駆動ロッカアーム４９の概略を述べると、排気駆動ロッカアーム４９は付勢部３３ａを介して図示しない付勢ばねにより閉弁方向に付勢されて、右側に設けられたローラ３５を上記排気カム７上に当接させている。排気駆動ロッカアーム４９からは後方に操作アーム部３６が延設され、操作アーム部３６の先端は左方側に向けてＬ字状に曲折されて排気被動ロッカアーム４３のシリンダ部４８の操作窓２２と対応している。排気駆動ロッカアーム４９はローラ３５を転動させながら排気カム７の形状に倣って揺動し、排気カム７のベース円区間では、図４に実線で示すように閉弁方向に揺動して操作アーム部３６の先端を操作窓２２から右方に離脱させ、排気カム７のリフト区間では、図４に２点鎖線で示すように開弁方向に揺動して操作アーム部３６の先端を操作窓２２内に挿入する。
以上で休筒バンクの１気筒の動弁装置についての説明を終えるが、上記のように他の気筒も全く同一構成となっている。
【００４９】
〈オイル通路〉
図１，２に示すように、吸気ロッカシャフト３には軸方向に沿って休筒モード用オイル通路５１及び高速モード用オイル通路５２が形成され、両オイル通路５１，５２の前後両端は吸気ロッカシャフト３の前端面及び後端面に開口している。休筒モード用オイル通路５１の前端はプラグ５３により閉塞され、後端にはＬ字状の金属パイプ５４の一端が圧入固定されている。又、高速モード用オイル通路５２の前端はシリンダヘッド１に形成された図示しないオイル供給路を介して高速モード用オイルコントロールバルブ５５（以下、ＯＣＶという）に接続されており、後端はプラグ５６により閉塞されている。
【００５０】
又、排気ロッカシャフト４には軸方向に沿って休筒モード用オイル通路５７が形成され、このオイル通路５７の前後両端は排気ロッカシャフト４の前端面及び後端面に開口している。休筒モード用オイル通路５７の前端はシリンダヘッド１に形成された図示しないオイル供給路を介して休筒モード用ＯＣＶ５８に接続され、後端にはＬ字状の金属パイプ５９の一端が圧入固定されている。吸気側及び排気側の金属パイプ５４、５９の他端は所定間隔をおいて相対向し、ゴム製のホース６０の両端が嵌め込まれて相互に接続されている。
【００５１】
高速モード用及び休筒モード用ＯＣＶ５５，５８は、エンジンに備えられた図示しない潤滑用オイルポンプからオイル供給を受ける一方、車両に搭載されたＥＣＵ６１（制御手段であり、エンジン制御ユニットの略称）により切換制御されて、高速モード用オイル通路５２や休筒モード用オイル通路５７に適宜オイルを供給する。
図２，３に示すように、吸気ロッカシャフト３には各気筒の吸気被動ロッカアーム１１の低速シリンダ部１６と対応するように３箇所（図では１箇所を示す）に連通路６３が形成され、各連通路６３の下端は休筒モード用オイル通路５１と連通し、各連通路６３の上端は吸気ロッカシャフト３の外周面に開口して各低速シリンダ部１６の下部シリンダ１６ａ内と連通している。
【００５２】
図２，５に示すように、吸気ロッカシャフト３には各気筒の吸気被動ロッカアーム１１と高速シリンダ部１７と対応するように３箇所（図では１箇所を示す）に連通路６４が形成され、各連通路６４の下端は高速モード用オイル通路５２と連通し、各連通路６４の上端は吸気ロッカシャフト３の外周面に開口して各高速シリンダ部１７のシリンダ１７ａ内と連通している。
【００５３】
又、図２，３に示すように、排気ロッカシャフト４には各気筒の排気被動ロッカアーム４３のシリンダ部４８と対応するように３箇所（図では１箇所を示す）に連通路６５が形成され、各連通路６５の下端は休筒モード用オイル通路５７と連通し、各連通路６５の上端は排気ロッカシャフト４の外周面に開口して各シリンダ部４８の下部シリンダ１６ａ内と連通している。
【００５４】
ここで、本実施形態では上記休筒モード用オイル通路５１、休筒モード用ＯＣＶ５８、連通路６３により、吸気被動ロッカアーム１１の低速シリンダ部１６の下部ピストン１８ａ及び上部ピストン１８ｂを切換えるための第１切換機構が構成され、高速モード用オイル通路５２、高速モード用ＯＣＶ５５、連通路６４により、吸気被動ロッカアーム１１の高速シリンダ部１７のピストン２５を切換えるための第２切換機構が構成され、休筒モード用オイル通路５７、休筒モード用ＯＣＶ５８、連通路６５により、排気被動ロッカアーム４３のシリンダ部４８の下部ピストン１８ａ及び上部ピストン１８ｂを切換えるための第３切換機構が構成されている。
【００５５】
《非休筒バンク》
一方、非休筒バンクの動弁装置は休筒機構を備えずに、低速モードと高速モードとの切換機構のみを備えている。具体的な構成を述べると、吸気側では、吸気被動ロッカアーム１１の低速シリンダ部１６及び低速駆動ロッカアーム３２が省略され（高速シリンダ部１７及び高速駆動ロッカアーム３８は残されている）、吸気被動ロッカアーム１１は低速駆動ロッカアーム３２を介することなく直接的に低速カム６により揺動して常時吸気弁を開閉駆動している。
【００５６】
又、排気側では、排気被動ロッカアーム４３のシリンダ部４８及び排気駆動ロッカアーム４９が省略され、排気被動ロッカアーム４３は排気駆動ロッカアーム４９を介することなく直接的に排気カム７により揺動して常時排気弁を開閉駆動している。尚、このように吸排気の被動ロッカアーム１１，４３が常時揺動することから、カムシャフト２の休止カム８も省かれている。又、休筒機構の省略に伴って吸気ロッカシャフト３及び排気ロッカシャフト４の休筒モード用オイル通路５１，５７も省かれている。
【００５７】
次に、以上のように構成されたエンジンの動弁装置の作動状況を説明する。
ＥＣＵ６１によるＯＣＶ５５，５８の切換制御はエンジン回転速度Ｎeに基づいて行われ、例えばエンジン回転速度Ｎeが第１の閾値Ｎe1未満でエンジンへの出力要求が十分に低い回転域では休筒モードを実行し、第１の閾値Ｎe1から第２の閾値Ｎe2（＞Ｎe1）の間で通常のエンジン出力が要求される回転域では低速モードを実行し、第２の閾値Ｎe2以上で特に高いエンジン出力が要求される回転域では高速モードを実行する。そこで、各モード毎に動弁装置の作動状況を順次説明する。
【００５８】
〈低速モード〉
休筒バンクにおいて、ＥＣＵ６１は高速モード用ＯＣＶ５５及び休筒モード用ＯＣＶ５８を切換制御して、休筒モード用オイル通路５１及び高速モード用オイル通路５２へのオイル供給をそれぞれ中止する。
【００５９】
その結果、図３に示すように吸気被動ロッカアーム１１の低速シリンダ部１６及び排気被動ロッカアーム４３のシリンダ部４８では、それぞれ圧縮ばね２１の付勢力により下部ピストン１８ａ及び上部ピストン１８ｂが下方位置に保持されて、上部ピストン１８ｂの外周面が操作窓２２を介して露出する。又、図５に示すように、吸気被動ロッカアーム１１の高速シリンダ部１７では、圧縮ばね２８の付勢力によりピストン２５が下方位置に保持されて、その逃げ部３０が操作窓２９を介して露出する。
【００６０】
一方、エンジンの運転中は常に低速駆動ロッカアーム３２、高速駆動ロッカアーム３８、排気駆動ロッカアーム４９が対応するカム６，７，９の形状に倣って揺動し、揺動に伴って各操作アーム部３６，４１の先端を被動ロッカアーム１１，４３の操作窓２２，２９内に対して挿脱させている。
そして、高速駆動ロッカアーム３８は、高速シリンダ部１７の操作窓２９から露出した逃げ部３０に先端を挿脱させながら単独で空振りし、以下に述べる低速駆動ロッカアーム３２や排気駆動ロッカアーム４９のように被動ロッカアーム１１，４３を揺動操作することはない。
【００６１】
又、低速駆動ロッカアーム３２及び排気駆動ロッカアーム４９は、開弁方向への揺動時に低速シリンダ部１６及びシリンダ部４８の操作窓２２から露出した上部ピストン１８ｂの外周面を押圧することで、対応する被動ロッカアーム１１，４３を開弁方向に揺動させて吸気弁及び排気弁を開弁させる。又、低速駆動ロッカアーム３２及び排気駆動ロッカアーム４９の閉弁方向への揺動時には、吸排気弁の閉弁に伴うバルブスプリングの付勢力を受けて対応する被動ロッカアーム１１，４３が閉弁方向に揺動する。
【００６２】
結果として吸気被動ロッカアーム１１は低速駆動ロッカアーム３２と共に揺動して、低速カム６の形状に倣って吸気弁を開閉駆動し、排気被動ロッカアーム４３は排気駆動ロッカアーム４９と共に揺動して、排気カムの形状に倣って排気弁を開閉駆動する。
一方、非休筒バンクにおいて、ＥＣＵ６１は高速モード用ＯＣＶ５５により高速モード用オイル通路５２へのオイル供給を中止するため、休筒バンクと同じく高速駆動ロッカアーム３８が空振りし、低速カム６の形状に倣って吸気弁が開閉駆動され、排気カム７の形状に倣って排気弁が開閉駆動される。よって、この低速モードでは、低速カム６及び排気カム７を用いて通常の回転域で要求されるエンジン出力が実現される。
【００６３】
〈休筒モード〉
休筒バンク及び非休筒バンクにおいて、ＥＣＵ６１は上記高速モード用オイル通路５２へのオイル供給を中止したまま、休筒バンクにおいて、休筒モード用ＯＣＶ５８によりオイルを供給する。
【００６４】
休筒モード用ＯＣＶ５８からのオイルは排気ロッカシャフト４の休筒モード用オイル通路５７内を前側から後側へと流通して、各連通路６５を経て排気被動ロッカアーム４３の下部シリンダ１６ａ内に供給され、更に金属パイプ５４，５９及びホース６０を通過した後に吸気ロッカシャフト３の休筒モード用オイル通路５１内を後側から前側へと流通して、各連通路６３を経て吸気被動ロッカアーム１１の下部シリンダ１６ａ内に供給される。
【００６５】
吸気被動ロッカアーム１１及び排気被動ロッカアーム４３の下部シリンダ１６ａ及び上部シリンダ１６ｂ内では、供給されたオイルの油圧を受けて下部ピストン１８ａ及び上部ピストン１８ｂが圧縮ばね２１に抗しながら上方に摺動して上方位置に切換えられ、下部ピストン１８ａの逃げ部２３が操作窓２２を介して露出する。従って、低速駆動ロッカアーム３２及び排気駆動ロッカアーム４９は、対応する被動ロッカアーム１１，４３の操作窓２２から露出した逃げ部２３に先端を挿脱させながら単独で空振りし、各被動ロッカアーム１１，４３に対する揺動操作を中止する。
【００６６】
上記のように高速駆動ロッカアーム３８も空振りしているため、結果として休筒バンクの各気筒では、バルブスプリングの付勢力により吸排気弁が閉弁保持され、吸気被動ロッカアーム１１及び排気被動ロッカアーム４３はカム側アーム１５，４７の摺接部１５ａ，４７ａを休止カム８上に当接させた状態で閉弁側の位置に保持される。
一方、非休筒バンクでは、上記低速モードと同様に各気筒の作動が継続されており、当該バンクで発生するトルクにより車両の運転が継続されると共に、休筒バンクでの各気筒の休筒により燃費節減が実現される。
【００６７】
〈高速モード〉
休筒バンクにおいて、ＥＣＵ６１は休筒モード用ＯＣＶ５８により休筒モード用オイル通路５１へのオイル供給を中止すると共に、高速モード用ＯＣＶ５５により高速モード用オイル通路５２にオイルを供給する。
【００６８】
その結果、上記低速モードと同じく、吸気被動ロッカアーム１１の低速シリンダ部１６及び排気被動ロッカアーム４３のシリンダ部４８において上部ピストン１８ｂの外周面が操作窓２２を介して露出する。
一方、高速モード用オイル通路５２のオイルは連通路６４を経て各気筒の吸気被動ロッカアーム１１における高速シリンダ部１７のシリンダ１７ａ内に供給される。シリンダ１７ａ内では供給されたオイルの油圧を受けてピストン２５が圧縮ばね２８に抗しながら上方に摺動して上方位置に切換えられ、ピストン２５の外周面が操作窓２９を介して露出する。
【００６９】
その結果、排気側では低速モードと同じく、排気カム７の形状に倣って排気駆動ロッカアーム４９と共に排気被動ロッカアーム４３が揺動し、排気弁が排気カム７の形状に倣って開閉駆動される。
又、吸気側では、低速シリンダ部１６及び高速シリンダ部１７のピストン１８ｂ，２５が共に露出して対応する駆動ロッカアーム３２，３８により押圧操作可能な状態にあるが、低速カム６に比較して高速カム９の方がリフト区間（つまり、作動角）が広く、且つリフト量が大きいため、実際に押圧操作するのは高速駆動ロッカアーム３８側となり、低速駆動ロッカアーム３２は空振りする。つまり、この高速モードでは、吸気弁は高速カム９の形状に倣って開閉駆動される。
【００７０】
一方、休筒バンクと同じく、非休筒バンクでも高速モード用オイル通路５２にオイルが供給されて、吸気弁が高速カム９の形状に倣って開閉駆動される。よって、この高速モードでは、低速モードに比較して吸気弁の開弁期間やリフト量を増加させることで、高回転域で要求される高いエンジン出力が実現される。
本実施形態のエンジンの動弁装置は以上のように作動する。そして、本実施形態では、上記のように吸気被動ロッカアーム１１の低速シリンダ部１６、及び排気被動ロッカアーム４３のシリンダ部４８のピストンを、下部ピストン１８ａ及び上部ピストン１８ｂとして上下に２分割して構成した上で、上部ピストン１８ｂを下部ピストン１８ａに比較して剛性及び耐摩耗性の高い素材で製作しており、以下、当該構成による作用効果を詳述する。
【００７１】
主に油圧を受けるだけの下部ピストン１８ａに比較して、上部ピストン１８ｂは低速及び排気駆動ロッカアーム３２，４９の操作アーム部３６により押圧操作されて、被動ロッカアーム１１，４３全体を慣性質量に抗して揺動させることから高い剛性が要求されると共に、揺動毎に操作アーム部３６の先端が衝突することから高い耐摩耗性も要求される。
下部ピストン１８ａ及び上部ピストン１８ｂを一体で製作した場合には、上部ピストン１８ｂに要求される特性を満足可能なようにピストン全体を高価な素材（例えば、浸炭焼入れを施した素材）で製作する必要が生じるが、本実施形態では上部ピストン１８ｂのみに高価な素材を適用して、下部ピストン１８ａにはより安価な素材（例えば、浸炭焼入れを施さない素材）を適用可能となる。よって、上部ピストン１８ｂの破損等のトラブルを未然に防止して動弁装置の信頼性を向上させた上で、各被動ロッカアーム１１，４３のピストンの製造コスト、ひいては動弁装置全体の製造コストを低減することができる。
【００７２】
更に、下部ピストン１８ａ及び上部ピストン１８ｂを２分割した上で、上部ピストン１８ｂに対して下部ピストン１８ａを小径化しているため、以下の作用効果も得られる。
まず、吸気及び排気被動ロッカアーム１１，４３の各ピストン１８ａ，１８ｂ，２５を切換えるためのオイルはエンジンのオイルポンプから供給されるため、ポンプ回転速度が低下するエンジンの低回転域では十分なオイル吐出量が期待できない。よって、吸気被動ロッカアーム１１の高速シリンダ部１７では高回転域（第２の閾値Ｎe2）の十分なオイル吐出量の下で迅速にピストン２５が切換えられるが、吸気被動ロッカアーム１１の低速シリンダ部１６、及び排気被動ロッカアーム４３のシリンダ部４８では低回転域（第１の閾値Ｎe1）の不足気味なオイル吐出量の下でピストン切換が行われる。
【００７３】
ここで、各シリンダ部１６，４８において実際に油圧を受けるのは下部ピストン１８ａであるため、良好な切換応答性を実現するには、下部ピストン１８ａを小径化することが望ましい。
一方、上部ピストン１８ｂは、以下の要因によりある程度の径を確保する必要がある。まず、下部ピストン１８ａを小径とした低速シリンダ部１６及びシリンダ部４８では、ピストン２５が大径の高速シリンダ部１７のように圧縮ばね２８をオフセット配置する余地がないため、必然的に圧縮ばね２１は上部ピストン１８ｂの上側に配置される。上部ピストン１８ｂを下方に付勢するには圧縮ばね２１の径又は長さがある程度必要であるが、ばね長を延長化する手法は、被動ロッカアーム１１，４３の回転中心から上方にシリンダ部１６，４８が大きく突出することになり、動弁装置の慣性質量を増加させてしまう上に、エンジン高の増加にも繋がる。そこで、ばね径を拡大する手法が採られ、このばね径に合わせて上部ピストン１８ｂの大径化が必要となるのである。
【００７４】
又、低速及び排気駆動ロッカアーム３２，４９には吸排気の被動ロッカアーム１１，４３を介して吸排気弁を開弁させるために所定の押圧ストロークが要求されると共に、休筒時において被動ロッカアーム１１，４３の下部ピストン１８ａの逃げ部２３には当該押圧ストローク分を回避可能な深さ（図３の左右寸法）が必要となる。更に、下部ピストン１８ａには逃げ部２３の形成後にも十分な肉厚を要するため、これらの押圧ストローク、逃げ部２３の深さ、肉厚の各要件を満足させるためには、開弁方向に揺動中の駆動ロッカアーム３２，４９をより手前側で上部ピストン１８ｂに当接させる必要があり、必然的に上部ピストン１８ｂの大径化が必要となるのである。
【００７５】
上記のように下部ピストン１８ａ及び上部ピストン１８ｂの径を設定することで、それぞれのピストン１８ａ，１８ｂに対する要求を満足できる。つまり、下部ピストン１８ａを小径化することにより、オイルポンプの吐出量不足により下部シリンダ１６ａ内へのオイル供給が緩慢であっても、下部ピストン１８ａを迅速に上方位置へと摺動でき、良好な応答性をもって低速モードから休筒モードへの切換を完了して、ドライバビリティを向上させることができる。又、上部ピストン１８ｂを大径化することにより、ばね径を拡大して動弁装置の慣性質量及びエンジン高の増加を未然に防止できると共に、十分な押圧ストロークをもって低速及び排気駆動ロッカアーム３２，４９により上部ピストン１８ｂを押圧操作して、休筒モードから低速モードへの切換を確実に行って信頼性を向上することができる。
【００７６】
一方、ピストン１８ａ，１８ｂを上下に２分割した構成は、ピストン１８ａ，１８ｂを円滑に摺動させる点でもメリットがある。即ち、このような異径ピストンを一体化した場合には、相互の軸線を一致させた状態でピストン径に対応して個々のシリンダ１６ａ，１６ｂを形成する必要が生じ、加工が非常に困難なため所期の公差を保ち難い。結果としてピストンクリアランスが増加傾向となり、下部ピストン１８ａではオイル漏れが、上部ピストン１８ｂではかじりによる摺動不良が生じてしまう。本実施形態のように上下のピストン１８ａ，１８ｂを分割した場合には、ピストン径に合わせてシリンダ１６ａ，１６ｂを形成するだけで、双方のシリンダ１６ａ，１６ｂの軸心を一致させる必要がなくなるため加工が容易になり、所期のピストンクリアランスを達成して上記不具合を未然に防止して円滑なピストン摺動を実現でき、この要因も動弁装置の信頼性向上に貢献する。
【００７７】
［第２実施例］
次に、本発明を別のエンジンの動弁装置に具体化した第２実施形態を説明する。本実施形態は、請求項６〜８の実施形態に相当する。
本実施形態の動弁装置は第１実施形態の動弁装置から休筒機構を省略し、低速モードと高速モードとの切換機構のみを備えている。よって、第１実施形態の休筒バンクの構成を基本として、共通箇所は同一の部材番号を付して概略説明に留め、相違点を重点的に説明する。
【００７８】
図９は本実施形態のエンジンの１気筒分の動弁装置の詳細を示す部分拡大平面図、図１０はカムに対する駆動ロッカアーム及び被動ロッカアームの位置関係を示す部分拡大平面図、図１１は図９のＤ−Ｄ線に相当する低速カムの作動時を示す断面図である。
【００７９】
〈吸気側動弁装置〉
吸気ロッカシャフト３に支承された吸気被動ロッカアーム１１（第６のロッカアーム）には左方に向けてカム側アーム部１０１が延設され、カム側アーム部１０１の先端に設けられたローラ１０２をカムシャフト２の低速カム６（第４のカム）上に当接させている。吸気被動ロッカアーム１１は低速カム６上でローラ１０２を転動させながら低速カム６の形状に倣って揺動し、バルブ側アーム部１３を介して図示しない吸気弁を開閉する。
【００８０】
吸気被動ロッカアーム１１には高速シリンダ部１０３が設けられ、この高速シリンダ部１０３は第１実施形態の低速シリンダ部１６と同一構成となっている。即ち、高速シリンダ部１０３の下部シリンダ１６ａ（第４シリンダ）には下部ピストン１８ａ（第４ピストン、第２部分）が、高速シリンダ部１０３の上部シリンダ１６ｂ（第４シリンダ）には上部ピストン１８ｂ（第４ピストン、第１部分）がそれぞれ上下方向に摺動自在に配置されている。下部ピストン１８ａ及び上部ピストン１８ｂは圧縮ばね２１により常に下方に付勢されており、下部ピストン１８ａの下面を上記吸気ロッカシャフト３の外周面に当接させた下方位置では、操作窓２２を介して下部ピストン１８ａの逃げ部２３が左方に向けて露出し、この下方位置から圧縮ばね２１に抗して上方に摺動した上方位置では、上部ピストン１８ｂの外周面が操作窓２２を介して左方に露出する。
【００８１】
そして、本実施形態においても、上部ピストン１８ｂは下部ピストン１８ａに比較して径が大きく、且つ剛性及び耐摩耗性の高い素材で製作されている。
吸気ロッカシャフト３上の吸気被動ロッカアーム１１の後側には高速駆動ロッカアーム３８（第７のロッカアーム）が揺動可能に支承され、高速駆動ロッカアーム３８は図示しない付勢ばねにより閉弁方向に付勢されて、左側に設けられたローラ４０をカムシャフト２の高速カム９（第５のカム）上に当接させている。高速駆動ロッカアーム３８は高速カム９上でローラ４０を転動させながら高速カム９の形状に倣って揺動し、それに伴って操作アーム部４１（第４係合突起）を高速シリンダ部１０３の操作窓２２に対して挿脱する。
【００８２】
〈排気側動弁装置〉
排気ロッカシャフト４に支承された排気ロッカアーム１０５には右方に向けてカム側アーム部１０６が延設され、カム側アーム部１０６の先端に設けられたローラ１０７をカムシャフト２の排気カム７上に当接させている。排気ロッカアーム１０５は排気カム７上でローラ１０７を転動させながら排気カム７の形状に倣って揺動し、バルブ側アーム部１０８を介して図示しない排気弁を開閉する。
【００８３】
〈オイル通路〉
吸気ロッカシャフト３には高速モード用オイル通路５２が形成され、高速モード用オイル通路５２は連通路６４を介して各気筒の吸気被動ロッカアーム１１の高速シリンダ部１０３と連通している。高速モード用オイル通路５２の前端は高速モード用ＯＣＶ５５と接続され、ＥＣＵ６１（制御手段）により高速モード用ＯＣＶ５５が切換制御される。
【００８４】
ここで、本実施形態では上記高速モード用オイル通路５２、高速モード用ＯＣＶ５５、連通路６４により、吸気被動ロッカアーム１１の高速シリンダ部１０３の下部ピストン１８ａ及び上部ピストン１８ｂを切換えるための第４切換機構が構成されている。
次に、以上のように構成されたエンジンの動弁装置の作動状況を説明する。
【００８５】
〈低速モード〉
休筒バンク及び非休筒バンク共に、ＥＣＵ６１は高速モード用ＯＣＶ５５により高速モード用オイル通路５２にオイルを供給する。その結果、図１１に示すように吸気被動ロッカアーム１１の高速シリンダ部１０３では、下部ピストン１８ａ及び上部ピストン１８ｂが上方位置に保持されて操作窓２２から逃げ部２３が露出し、高速駆動ロッカアーム３８は逃げ部２３に先端を挿脱させながら空振りする。よって、吸気被動ロッカアーム１１は低速カム６により揺動して低速カム６の形状に倣って吸気弁を開閉駆動し、一方、排気ロッカアーム１０５は排気カム７により駆動される。
【００８６】
〈高速モード〉
休筒バンク及び非休筒バンク共に、ＥＣＵ６１は高速モード用ＯＣＶ５５により高速モード用オイル通路５２へのオイル供給を中止する。その結果、吸気被動ロッカアーム１１の高速シリンダ部１０３では、下部ピストン１８ａ及び上部ピストン１８ｂが下方位置に切換えられ、操作窓２２から露出した上部ピストン１８ｂの外周面を高速駆動ロッカアーム３８が押圧操作する。よって、吸気被動ロッカアーム１１は高速駆動ロッカアーム３８と共に揺動して、高速カム９の形状に倣って吸気弁を開閉駆動し、一方、排気ロッカアーム１０５は低速モードと同じく排気カム７により駆動される。
【００８７】
以上の構成によって得られる作用効果は第１実施形態と同様であるため詳述はしないが、高い剛性及び耐摩耗性が要求される高速シリンダ部１０３の上部ピストン１８ｂのみに高価な素材を適用して、下部ピストン１８ａに安価な素材を適用するため、上部ピストン１８ｂの破損等のトラブルを未然に防止して動弁装置の信頼性を向上させた上で、吸気被動ロッカアーム１１のピストンの製造コスト、ひいては動弁装置全体の製造コストを低減することができる。
【００８８】
又、上部ピストン１８ｂに対して下部ピストン１８ａを小径化しているため、下部ピストン１８ａを迅速に上方位置へと摺動させて、良好な応答性をもって高速モードから低速モードへの切換を完了できると共に、上部ピストン１８ｂの大径化により、十分な押圧ストロークで高速駆動ロッカアーム３８により上部ピストン１８ａを押圧操作し、低速モードから高速モードへの切換を確実に行うことができる。
【００８９】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記各実施形態では、気筒当たり４弁を有するＶ型６気筒ガソリンエンジンに適用したが、その種別や形式はこれに限らず、例えばディーゼルエンジンに適用したり、気筒当たり２弁の直列４気筒エンジンに適用したりしてもよい。
又、上記第１実施形態では低速モード、高速モード、休筒モードの間で切換可能に動弁装置を構成したが（請求項４の構成）、例えば吸気被動ロッカアーム１１の高速シリンダ部１７及び高速駆動ロッカアーム３８を省略したり（つまり、高速モードへの切換機能を省略した請求項１の構成）、排気被動ロッカアーム４３のシリンダ部４８及び排気駆動ロッカアーム４９を省略したり（つまり、排気側の休筒モードへの切換機能を省略した請求項２の構成）してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】第１実施形態のエンジンの動弁装置が備えられたシリンダヘッドを示す平面図である。
【図２】１気筒分の動弁装置の詳細を示す部分拡大平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に相当する低速カム及び排気カムの作動時を示す断面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線に相当する低速カム及び排気カムの休止時を示す断面図である。
【図５】図２のＢ−Ｂ線に相当する高速カムの休止時を示す断面図である。
【図６】図２のＢ−Ｂ線に相当する高速カムの作動時を示す断面図である。
【図７】カムに対する駆動ロッカアーム及び被動ロッカアームの位置関係を示す部分拡大平面図である。
【図８】図７のＣ−Ｃ線断面図である。
【図９】第２実施形態のエンジンの１気筒分の動弁装置の詳細を示す部分拡大平面図である。
【図１０】カムに対する駆動ロッカアーム及び被動ロッカアームの位置関係を示す部分拡大平面図である。
【図１１】図９のＤ−Ｄ線に相当する低速カムの作動時を示す断面図である。
【符号の説明】
【００９１】
３      吸気ロッカシャフト（第１ロッカシャフト）
４      排気ロッカシャフト（第２ロッカシャフト）
６      低速カム（第１及び第４のカム）
７      排気カム（第３のカム）
９      高速カム（第２及び第５のカム）
１１    吸気被動ロッカアーム（第１及び第６のロッカアーム）
１６ａ  下部シリンダ（第１、第３及び第４シリンダ）
１６ｂ  上部シリンダ（第１、第３及び第４シリンダ）
１７ａ  シリンダ（第２シリンダ）
１８ａ  下部ピストン（第１、第３及び第４ピストン、第２部分）
１８ｂ  上部ピストン（第１、第３及び第４ピストン、第１部分）
２５    ピストン（第２ピストン）
３２    低速駆動ロッカアーム（第２のロッカアーム）
３６    操作アーム部（第１及び第３係合突起）
３８    高速駆動ロッカアーム（第３及び第７のロッカアーム）
４１    操作アーム部（第２及び第４係合突起）
４３    排気被動ロッカアーム（第４のロッカアーム）
４９    排気駆動ロッカアーム（第５のロッカアーム）
５１    休筒モード用オイル通路（第１切換機構）
５２    高速モード用オイル通路（第２及び第４切換機構）
５５    高速モード用ＯＣＶ（第２及び第４切換機構）
５７    休筒モード用オイル通路（第３切換機構）
５８    休筒モード用ＯＣＶ（第１及び第３切換機構）
６１    ＥＣＵ（制御手段）
６３    連通路（第１切換機構）
６４    連通路（第２及び第４切換機構）
６５    連通路（第３切換機構）
【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】
2005090409.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005090409.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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