(57)【要約】【課題】  この発明は、可変動弁装置に関し、可変制御から一定制御へ、或いは一定制御から可変制御へのバルブの開弁特性の切り換えが可能な可変動弁装置において、切り換え時に迅速な切り換え動作を実現することを目的とする。【解決手段】  両弁可変制御と片弁可変制御とを切り換えるための切換手段として、アーム結合機構７２を備える。片弁可変制御は、大リフトアーム７０と第２揺動カムアーム４０Ｒとがピン７６によって結合された状態で実現される。第２バルブ１６Ｒを押動する第２揺動カムアーム４０Ｒには、ピン７６が挿入されるピン穴８０が形成されている。ピン穴８０の位置は、NOx低減目的で片弁可変制御を開始させたい作用角に制御されているときに、ピン切り換え動作が実行できるように設定されている。また、第２駆動カム１４のカム高さは、第１駆動カム１２のカム高さに比して高くなるように設定されている。【選択図】      図４
2007016766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバルブのうちの少なくとも１つの切換対象バルブの開弁特性を可変制御から一定制御に或いは一定制御から可変制御に変更可能な可変動弁装置であって、
主カムと前記バルブとの間に介在し、当該主カムの押圧力を前記バルブに伝達する揺動部材と、
前記揺動部材の体勢を所定の範囲で制御することにより、前記切換対象バルブの開弁特性を可変制御する開弁特性可変手段と、
前記切換対象バルブの開弁特性を一定制御する開弁特性固定手段と、
前記可変制御から前記一定制御に、或いは前記一定制御から前記可変制御に、前記切換対象バルブの開弁特性を切り換える切換手段とを備え、
前記切換手段は、前記切換対象バルブの開弁特性の切り換えを必要とする運転領域に対応する前記揺動部材の体勢で、前記切換対象バルブの開弁特性を切り換えできるように構成されていることを特徴とする可変動弁装置。
【請求項２】
前記切換対象バルブの開弁特性の切り換えを必要とする運転領域は、NOx低減または燃費向上を目的とする低エンジン回転領域または低負荷領域であることを特徴とする請求項１記載の可変動弁装置。
【請求項３】
前記開弁特性可変手段は、前記主カムと前記切換対象バルブとの間に設けられた中間部材と、当該中間部材の位置を変化させる制御手段とを備え、
前記中間部材は、前記切換対象バルブを含む複数のバルブに対して共用されており、
前記主カムとは別に第２カムを備え、
前記開弁特性固定手段は、前記第２カムの回転と同期して揺動する入力アームを備え、
前記切換手段は、前記切換対象バルブを押動する前記揺動部材と前記入力アームとの結合またはその結合の解除を行うものであり、
前記第２カムのプロフィールは、前記主カムに比してカム高さが高くなるように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の可変動弁装置。
【請求項４】
前記切換手段は、前記切換対象バルブの開弁特性の切り換えを必要とする運転領域が所定の範囲に渡って存在する場合に、当該所定の範囲内において前記切換対象バルブの作用角およびまたはリフト量が最小となるような前記揺動部材の体勢で、前記切換対象バルブの開弁特性を切り換えできるように構成されていることを特徴とする請求項３記載の可変動弁装置。
【請求項５】
前記切換手段は、前記切換対象バルブの開弁特性の切り換えを必要とする運転領域が所定の範囲に渡って存在する場合に、当該所定の範囲内において前記切換対象バルブの作用角およびまたはリフト量が最大となるような前記揺動部材の体勢で、前記切換対象バルブの開弁特性を切り換えできるように構成されていることを特徴とする請求項３記載の可変動弁装置。
【請求項６】
前記開弁特性可変手段は、前記主カムと前記切換対象バルブとの間に設けられた中間部材と、当該中間部材の位置を変化させる制御手段とを備え、
前記中間部材は、前記切換対象バルブを含む複数のバルブに対して共用されており、
前記主カムとは別に第２カムを備え、
前記開弁特性固定手段は、前記第２カムの回転と同期して揺動する入力アームを備え、
前記切換手段は、ピンを備え、前記切換対象バルブを押動する前記揺動部材と前記入力アームとの間で、当該ピンを結合またはその結合の解除を行うものであり、
前記切換対象バルブを押動する前記揺動部材および前記入力アームの何れか一方に、前記ピンが挿入されるピン穴が設けられており、
前記ピン穴の入口部分に、前記ピン穴に出し入れされる前記ピンを案内するガイド面が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の可変動弁装置。
【請求項７】
前記ガイド面は、前記ピン穴の入口に近づくほど、前記ピン穴の軸線に対する傾斜角度が小さくなっていることを特徴とする請求項６記載の可変動弁装置。
【請求項８】
前記第２カムのプロフィールは、当該第２カムにより実現される前記切換対象バルブの位相が前記主カムにより実現されるバルブの位相と異なるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項記載の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、可変動弁装置に係り、特に、バルブの開弁特性を機械的に変更可能な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な内燃機関の可変動弁装置が開示されている。この可変動弁装置では、カム軸に２つの回転カムが配置され、同一気筒に配置された２つの吸気バルブのうち、第１吸気バルブは第１回転カムによって開閉駆動され、第２吸気バルブは第２回転カムによって開閉駆動されるようになっている。そして、第１回転カムと第１吸気バルブとの間、及び第２回転カムと第２吸気バルブとの間には、それぞれ四節リンク機構から構成される可変動弁伝達機構が配置されている。
【０００３】
上記可変動弁装置の四節リンク機構は、回転カムに当接する入力部を有する入力アーム、入力アームに揺動可能に連結される伝達アーム、伝達アームと揺動可能に連結されるとともに回転制御軸周りに揺動可能とされ、回転カムから伝達される駆動力を吸気バルブの開閉を行う出力部へ伝達する揺動アーム、及び、回転制御軸を回転中心として回転駆動するとともに、入力アームと揺動可能に連結されるコントロールアーム、から構成されている。四節リンク機構の姿勢を制御して回転カムと入力部との相対位置を変更することで、吸気バルブの開弁特性を機械的に変更することができる。
【０００４】
また、上記従来の可変動弁装置は、第２吸気バルブの開弁特性を可変制御から一定制御へ、或いは一定制御から可変制御へ切り換えるための切り換え機構を備えている。より具体的には、上記可変動弁装置には、第１吸気バルブに係る四節リンク機構（第１リンク機構）と第２吸気バルブに係る四節リンク機構（第２リンク機構）とを連結する連結機構と、連結解除時に第２リンク機構の姿勢を第２吸気バルブの作用角が最大値もしくは最小値になる姿勢に保持するための機構とが設けられている。連結機構は、各四節リンク機構のコントロールアームに形成された貫通穴と、貫通穴内に挿入される連結ピンとから構成されている。また、連結解除時に第２リンク機構の姿勢を保持する機構は、固定プレートに形成された貫通穴と、第２リンク機構のコントロールアーム（第２コントロールアーム）に形成された貫通穴と、前記の連結ピンとから構成されている。
【０００５】
連結ピンは、常に第２コントロールアームの貫通穴に係合しており、第２コントロールアームの貫通穴に係合したまま、第１リンク機構のコントロールアーム（第１コントロールアーム）側にも、固定プレート側にも移動できるようになっている。連結ピンが第１コントロールアーム側に移動し、第１コントロールアームの貫通穴に挿入されることで、第２コントロールアームは第１コントロールアームと連結ピンを介して連結される。コントロールアーム同士が連結されることで、第１リンク機構と第２リンク機構とは常に同一の姿勢をとることになる。したがって、この場合は、第１バルブと第２バルブとを同一の開弁特性に制御することができる。
【０００６】
逆に、連結ピンが固定プレート側に移動し、固定プレートの貫通穴に挿入されることで、第２コントロールアームは固定プレートと連結ピンを介して連結される。第２コントロールアームと固定プレートが連結されることで、第２リンク機構の姿勢は一定の姿勢に固定されることになる。この場合は、第１リンク機構の姿勢を制御して回転カムと入力部との相対位置を変更することで、第２バルブの開弁特性を固定した状態で、第１バルブの開弁特性のみを機械的に変更することができる。
【０００７】
つまり、上記可変動弁装置によれば、第１吸気バルブと第２吸気バルブの開弁特性を同一とする場合（両弁可変制御）と、第１吸気バルブと第２吸気バルブの開弁特性を相違させる場合（片弁可変制御）とを選択的に実行することができる。これにより、第１吸気バルブと第２吸気バルブとの開弁特性、特に各バルブのリフト量を相違させることによって、吸入流量を相違させ、燃焼室内において旋回流（スワール流）を発生させることが可能となり、燃焼室内における燃焼の安定化を図ることが可能となる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１００５５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記従来の技術には、両弁可変制御から片弁可変制御に切り換える際、第２リンク機構の姿勢を、現在の第２吸気バルブの作用角から一旦作用角の最大値もしくは最小値が得られる姿勢となるようにするという記載がある。このような手法によって両弁可変制御と片弁可変制御とを切り換える際には、現在の運転領域における作用角からその最大値もしくは最小値に制御する必要がある。また、切り換え後に、可変制御される側である第１吸気バルブを、これらの吸気バルブ間で有効な吸入流量の差を出すために必要なリフト量にまで移動させる必要がある。
【００１０】
このように、両弁可変制御から片弁可変制御に切り換える際には、それなりの動作時間を要することとなる。また、その切り換え時には、内燃機関のトルクが急激に変化しないように、点火時期や燃料噴射量を制御する必要があり、燃費悪化が懸念される。しかしながら、上記従来の技術では、そのような切り換え動作時間を短縮させるという点について、何らの配慮がされていない。この点、上記従来の技術は、未だ検討の余地を残すものであった。
【００１１】
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、可変制御から一定制御へ、或いは一定制御から可変制御へのバルブの開弁特性の切り換えが可能な可変動弁装置において、切り換え時に迅速な切り換え動作を実現し得る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】
【００１２】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、複数のバルブのうちの少なくとも１つの切換対象バルブの開弁特性を可変制御から一定制御に或いは一定制御から可変制御に変更可能な可変動弁装置であって、
主カムと前記バルブとの間に介在し、当該主カムの押圧力を前記バルブに伝達する揺動部材と、
前記揺動部材の体勢を所定の範囲で制御することにより、前記切換対象バルブの開弁特性を可変制御する開弁特性可変手段と、
前記切換対象バルブの開弁特性を一定制御する開弁特性固定手段と、
前記可変制御から前記一定制御に、或いは前記一定制御から前記可変制御に、前記切換対象バルブの開弁特性を切り換える切換手段とを備え、
前記切換手段は、前記切換対象バルブの開弁特性の切り換えを必要とする運転領域に対応する前記揺動部材の体勢で、前記切換対象バルブの開弁特性を切り換えできるように構成されていることを特徴とする。
【００１３】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記切換対象バルブの開弁特性の切り換えを必要とする運転領域は、NOx低減または燃費向上を目的とする低エンジン回転領域または低負荷領域であることを特徴とする。
【００１４】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、前記開弁特性可変手段は、前記主カムと前記切換対象バルブとの間に設けられた中間部材と、当該中間部材の位置を変化させる制御手段とを備え、
前記中間部材は、前記切換対象バルブを含む複数のバルブに対して共用されており、
前記主カムとは別に第２カムを備え、
前記開弁特性固定手段は、前記第２カムの回転と同期して揺動する入力アームを備え、
前記切換手段は、前記切換対象バルブを押動する前記揺動部材と前記入力アームとの結合またはその結合の解除を行うものであり、
前記第２カムのプロフィールは、前記主カムに比してカム高さが高くなるように構成されていることを特徴とする。
【００１５】
また、第４の発明は、第３の発明において、前記切換手段は、前記切換対象バルブの開弁特性の切り換えを必要とする運転領域が所定の範囲に渡って存在する場合に、当該所定の範囲内において前記切換対象バルブの作用角およびまたはリフト量が最小となるような前記揺動部材の体勢で、前記切換対象バルブの開弁特性を切り換えできるように構成されていることを特徴とする。
【００１６】
また、第５の発明は、第３の発明において、前記切換手段は、前記切換対象バルブの開弁特性の切り換えを必要とする運転領域が所定の範囲に渡って存在する場合に、当該所定の範囲内において前記切換対象バルブの作用角およびまたはリフト量が最大となるような前記揺動部材の体勢で、前記切換対象バルブの開弁特性を切り換えできるように構成されていることを特徴とする。
【００１７】
また、第６の発明は、第１または第２の発明において、前記開弁特性可変手段は、前記主カムと前記切換対象バルブとの間に設けられた中間部材と、当該中間部材の位置を変化させる制御手段とを備え、
前記中間部材は、前記切換対象バルブを含む複数のバルブに対して共用されており、
前記主カムとは別に第２カムを備え、
前記開弁特性固定手段は、前記第２カムの回転と同期して揺動する入力アームを備え、
前記切換手段は、ピンを備え、前記切換対象バルブを押動する前記揺動部材と前記入力アームとの間で、当該ピンを結合またはその結合の解除を行うものであり、
前記切換対象バルブを押動する前記揺動部材および前記入力アームの何れか一方に、前記ピンが挿入されるピン穴が設けられており、
前記ピン穴の入口部分に、前記ピン穴に出し入れされる前記ピンを案内するガイド面が形成されていることを特徴とする。
【００１８】
また、第７の発明は、第６の発明において、前記ガイド面は、前記ピン穴の入口に近づくほど、前記ピン穴の軸線に対する傾斜角度が小さくなっていることを特徴とする。
【００１９】
また、第８の発明は、第１乃至第７の発明の何れかにおいて、前記第２カムのプロフィールは、当該第２カムにより実現される前記切換対象バルブの位相が前記主カムにより実現されるバルブの位相と異なるように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
第１の発明によれば、切換対象バルブの開弁特性の可変範囲における最大値もしくは最小値で切り換えを行う場合に比して、切り換え動作に必要な動作時間を効果的に短縮することができる。
【００２１】
切換対象バルブの開弁特性の切り換えを必要とする運転領域がNOx低減または燃費向上を目的とする低エンジン回転領域または低負荷領域である場合に、切換対象バルブの開弁特性の可変範囲における最大値もしくは最小値で切り換えが行われるとすると、切り換え動作に要する時間が長くなる。これに対し、第２の発明によれば、そのような動作時間を効果的に短縮することができる。
【００２２】
中間部材が切換対象バルブを含む複数のバルブに対して共用されている場合には、駆動カムとして主カムが選択されていると、それらのバルブは、主カムによって同一の開弁特性となるように駆動される。このような場合において、切換対象バルブの開弁特性の切り換えを必要とする運転領域に対応する揺動部材の体勢で、切換対象バルブの開弁特性を切り換えようとした場合に、第２カムのカム高さが主カムのカム高さと同じであると、第２カムによって駆動される切換対象バルブのリフト量を、主カムによって駆動される他のバルブより大きなリフト量に制御することができなくなってしまう。これに対し、第３の発明によれば、第２カムによって制御し得る切換対象バルブのリフト量の上限値が中間部材の存在によって影響を受けることなく、所望の運転領域に対応する揺動部材の体勢で、切換対象バルブの開弁特性を切り換えることが可能となる。
【００２３】
上記第３の発明によれば、切換動作完了した時点で、切換対象バルブのリフト量を瞬時に所望の大リフト量の変化させることができる。そのうえで、第４の発明の設定によれば、切換動作完了後に、可変制御される他のバルブを十分に小さなリフト量にまで制御するための動作時間を更に短縮することができる。
【００２４】
第５の発明によれば、切換対象バルブの開弁特性が一定制御に変更された後においては、切換対象バルブ以外のバルブは、第５の発明における所定の範囲内において切換対象バルブよりも作用角およびまたはリフト量が小さい領域で可変することになる。これにより、第２カムと入力アームとの間に隙間が生ずるのを防止でき、リフト動作時に、第２カムと入力アームとの間で、音や衝撃荷重が生じるのを防止することができる。
【００２５】
第６の発明によれば、ピンの軸線とピン穴の軸線とが一致していない状態であっても、ガイド面によってピンが案内される際に、揺動部材が回転し、ピンの軸線とピン穴の軸線とが一致するようになり、ピンの結合が可能となる。このため、本発明によれば、切り換え動作に必要な動作時間を効果的に短縮することができる。
【００２６】
第７の発明によれば、ピンの連結が解除される際の揺動部材の移動速度を減速させることができる。このため、本発明によれば、そのようなピンの連結解除時に、部材同士が接触して音や衝撃荷重が生ずるのを防止することができる。
【００２７】
第８の発明によれば、第２カムにより駆動される切換対象バルブと、主カムにより駆動される他のバルブとの開弁位相を、バルブの位相を変化させるための機構を用いることなく、変化させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
実施の形態１．
［可変動弁装置の構成］
図１は、本発明の実施の形態１の可変動弁装置１において、駆動カムとバルブとの間に介在する機構を説明するための図である。ここでは、内燃機関の個々の気筒に２つの吸気弁と２つの排気弁とが備わっているものとする。そして、図１に示す構成は、単一の気筒に配設された２つの吸気弁、或いは２つの排気弁を駆動する装置として機能するものとする。
【００２９】
図１に示すように、本可変動弁装置１のカム軸１０には、１気筒当たり２つの駆動カム１２、１４が設けられている。そして、一方の駆動カム（第１駆動カム）１２を中心として左右対称に２つのバルブ１６Ｌ、１６Ｒが配置されている。第１駆動カム１２と各バルブ１６Ｌ、１６Ｒとの間には、第１駆動カム１２の回転運動に各バルブ１６Ｌ、１６Ｒのリフト運動を連動させる可変動弁機構２０Ｌ、２０Ｒがそれぞれ設けられている。
【００３０】
もう一方の駆動カム（第２駆動カム１４）は、第１駆動カム１２との間で第２バルブ１６Ｒを挟むようにして配置されている。第２駆動カム１４と第２バルブ１６Ｒとの間には、第２駆動カム１４の回転運動に第２バルブ１６Ｒのリフト運動を連動させる固定動弁機構３０が設けられている。本可変動弁装置１は、第２バルブ１６Ｒのリフト運動の連動先を可変動弁機構２０Ｒと固定動弁機構３０との間で選択的に切り換えることができるようになっている。
【００３１】
（１）可変動弁機構の詳細構成
次に、先ず、図２を参照して、可変動弁機構２０Ｌ、２０Ｒの詳細な構成について説明する。図２は、図１に示す可変動弁機構２０をカム軸１０の軸方向から見た図である。尚、左右の可変動弁機構２０Ｌ、２０Ｒは、基本的には、第１駆動カム１２に関して対称形であるので、ここでは左右の可変動弁機構２０Ｌ、２０Ｒを区別することなくその構成を説明する。また、本明細書および図面では、左右の可変動弁機構２０Ｌ、２０Ｒを区別しないときには、単に可変動弁機構２０と表記する。同様に、可変動弁機構２０Ｌ、２０Ｒの各構成部品やバルブ１６Ｌ、１６Ｒ等の対称に配置されている部品については、特に区別をする必要がある時以外は、左右を区別するＬ、Ｒの記号は付けないものとする。
【００３２】
図２に示すように、本可変動弁措置１では、ロッカーアーム３２はバルブ１６によって支持されている。可変動弁機構２０は、第１駆動カム１２とロッカーアーム３２との間に介在し、第１駆動カム１２の回転運動とロッカーアーム３２の揺動運動との連動状態を連続的に変化させるようになっている。
【００３３】
可変動弁機構２０は、以下に説明するように、制御軸３４、制御アーム３６、リンクアーム３８、揺動カムアーム４０、第１ローラ４２、および第２ローラ４４を主たる構成部材として構成されている。制御軸３４はカム軸１０に平行に配置されている。制御軸３４の回転角度は、図示しないアクチュエータ（例えばモータ等）によって任意の角度に制御することができる。
【００３４】
制御アーム３６は、ボルト４６（図１参照）によって制御軸３４に一体的に固定されている。制御アーム３６は、制御軸３４の径方向に突出しており、その突出部に弧状のリンクアーム３８が取り付けられている。リンクアーム３８の後端部は、ピン４８によって制御アーム３６に回転自在に連結されている。ピン４８の位置は制御軸３４の中心から偏心しており、このピン４８がリンクアーム３８の揺動支点となる。
【００３５】
揺動カムアーム４０は、制御軸３４に揺動可能に支持され、その先端を第１駆動カム１２の回転方向の上流側に向けて配置されている。揺動カムアーム４０における駆動カム１２に対向する側には、第２ローラ４４に接触するスライド面５０が形成されている。スライド面５０は、第２ローラ４４が揺動カムアーム４０の先端側から制御軸３４の軸中心側に向かって移動するほど、第１駆動カム１２との間隔が徐々に狭まるような曲面で形成されている。また、スライド面５０の反対側には、揺動カム面５２が形成されている。揺動カム面５２は、揺動カムアーム４０の揺動中心からの距離が一定となるように形成された非作用面５２aと、非作用面５２aから離れた位置ほど制御軸３４の軸中心からの距離が遠くなるように形成された作用面５２bとで構成されている。
【００３６】
揺動カムアーム４０のスライド面５０と第１駆動カム１２の周面との間には、第１ローラ４２と第２ローラ４４が配置されている。より具体的には、第１ローラ４２は、第１駆動カム１２の周面と接触し、第２ローラ４４は、揺動カムアーム４０のスライド面５０に接触するように配置されている。第１ローラ４２と第２ローラ４４は、共に前述のリンクアーム３８の先端部に固定された連結軸５４によって回転自在に支持されている。リンクアーム３８は、ピン４８を支点として揺動できるので、これらのローラ４２、４４もピン４８から一定距離を保ちながらスライド面５０および第１駆動カム１２の周面に沿って揺動することができる。
【００３７】
また、揺動カムアーム４０には、図示しないロストモーションスプリングが掛けられている。ロストモーションスプリングは圧縮バネであり、ロストモーションスプリングからの付勢力は、スライド面５０が第２ローラ４４を付勢し、更に、第１ローラ４２を第１駆動カム１２に押し当てる力として作用する。これにより、第１ローラ４２および第２ローラ４４は、スライド面５０と第１駆動カム１２の周面とに両側から挟み込まれた状態で位置決めされる。尚、ロストモーションスプリングは、上記の圧縮バネに限らず、例えば、ねじりバネであってもよい。
【００３８】
揺動カムアーム４０の下方には、前述のロッカーアーム３２が配置されている。ロッカーアーム３２には、揺動カム面５２に対向するようにロッカーローラ５６が配置されている。ロッカーローラ５６は、ロッカーアーム３２の中間部に回転自在に取り付けられている。ロッカーアーム３２の一端は、バルブ１６のバルブシャフト５８によって支持されており、ロッカーアーム３２の他端は、油圧式ラッシュアジャスタ６０によって回転自在に支持されている。リフト作動の際において、バルブシャフト５８は、図示しないバルブスプリングによって、閉方向、すなわち、ロッカーアーム３２を押し上げる方向に付勢されており、更に、ロッカーローラ５６は、この付勢力と油圧式ラッシュアジャスタ６０によって揺動カムアーム４０の揺動カム面５２に押し当てられている。
【００３９】
上述した可変動弁機構２０の構成によれば、第１駆動カム１２の回転に伴って、第１駆動カム１２の押圧力が第１ローラ４２および第２ローラ４４を介してスライド面５０に伝達される。その結果、揺動カム面５２とロッカーローラ５６との接点が非作用面５２aから作用面５２bにまで及ぶと、ロッカーアーム３２が押し下げられ、バルブ１６が開弁する。
【００４０】
また、可変動弁機構２０の構成によれば、制御軸３４の回転角度を変化させると、スライド面５０上における第２ローラ４４の位置が変化し、リフト動作時の揺動カムアーム４０の揺動範囲が変化する。より具体的には、制御軸３４を図２における反時計回り方向に回転させると、スライド面５０上における第２ローラ４４の位置が揺動カムアーム４０の先端側に移動する。そうすると、第１駆動カム１２の押圧力が伝達されることで揺動カムアーム４０が揺動動作を開始した後に、現実にロッカーアーム３２が押圧され始めるまでに要する揺動カムアーム４０の回転角度は、制御軸３４が図２における反時計回り方向に回転するほど大きくなる。つまり、可変動弁機構２０によれば、制御軸３４を図２における反時計回り方向に回転させることにより、バルブ１６の作用角およびリフト量を小さくすることができ、また、制御軸３４をその逆の方向に回転させることにより、バルブ１６の作用角およびリフト量を大きくすることができる。
【００４１】
（２）固定動弁機構の詳細構成
次に、上記の図１に加え、図３をも参照して、固定動弁機構３０の詳細な構成について説明する。
図１に示すように、固定動弁機構３０は、第２駆動カム１４と第２揺動カムアーム４０Ｒとの間に介在している。固定動弁機構３０は、第２揺動カムアーム４０Ｒの揺動運動を第２駆動カム１４の回転運動に連動させるものであり、第２駆動カム１４によって駆動される大リフトアーム７０と、大リフトアーム７０を第２揺動カムアーム４０Ｒに結合するアーム結合機構７２（図３参照）とを備えている。
【００４２】
大リフトアーム７０は、制御軸３４上に第２揺動カムアーム４０Ｒと並んで配置され、第２揺動カムアーム４０Ｒとは独立して回転可能となっている。大リフトアーム７０には、第２駆動カム１４の周面に接触する入力ローラ７４が回転可能に支持されている。大リフトアーム７０には図示しないロストモーションスプリングが掛けられており、そのバネ力は、入力ローラ７４を第２駆動カム１４の周面に押し当てる付勢力として作用している。
【００４３】
図３は、図１に示す可変動弁機構２０および固定動弁機構３０の分解斜視図である。図３に示すように、大リフトアーム７０には、第２揺動カムアーム４０Ｒに向けて出し入れ可能なピン７６が備えられている。大リフトアーム７０には、第２揺動カムアーム４０Ｒ側に開口部を有する油圧室７８が形成されており、ピン７６はこの油圧室７８内に嵌め込まれている。油圧室７８には、図示しない油圧通路を介して作動油が供給される。このような構成によって油圧室７８内の油圧が高められた場合に、ピン７６は、その油圧によって油圧室７８から第２揺動カムアーム４０Ｒに向けて押し出されるようになっている。
【００４４】
一方、第２揺動カムアーム４０Ｒには、大リフトアーム７０側に開口部を有するピン穴８０が形成されている。ピン７６とピン穴８０は、制御軸３４を中心とする同じ円弧上に配置されている。これにより、第２揺動カムアーム４０Ｒが大リフトアーム７０に対して所定の回転角度に位置したとき、ピン穴８０の位置とピン７６の位置とが一致するようになっている。ピン穴８０内には、その奥側からリターンスプリング８２とピストン８４とが配置される。
【００４５】
上記の構成によれば、ピン穴８０の位置とピン７６の位置とが一致したとき、ピン７６はピストン８４に当接する。このとき、リターンスプリング８２がピストン８４を押す力よりも、油圧室７８内の油圧がピン７６を押す力の方が大きければ、ピン７６は、ピストン８４をピン穴８０の奥に押し込むようにしてピン穴８０内に進入する。ピン７６がピン穴８０内に挿入されることで、揺動カムアーム４０Ｒと大リフトアーム７０は、ピン７６を介して結合されることになる。つまり、上記のピン７６、作動油が供給される油圧室７８、ピン穴８０、リターンスプリング８２、およびピストン８４によって、アーム結合機構７２が構成されている。
【００４６】
本可変動弁装置１では、ピン７６とピン穴８０とは、揺動カムアーム４０Ｒが大リフトアーム７０に対して所定の回転角度に位置したとき、互いの位置が一致するようになっている。ピン７６とピン穴８０の各位置が重なると、ピン７６がピン穴８０に挿入され、大リフトアーム７０は、第２揺動カムアーム４０Ｒに結合される。本可変動弁装置１では、アーム結合機構７２によって大リフトアーム７０を第２揺動カムアーム４０Ｒに結合することで、第２バルブ１６Ｒのリフト運動の連動先を可変動弁機構２０Ｒから固定動弁機構３０へ切り換えることができる。逆に、アーム結合機構７２による大リフトアーム７０と第２揺動カムアーム４０Ｒの結合を解除することで、第２バルブ１６Ｒのリフト運動の連動先を固定動弁機構３０から可変動弁機構２０Ｒへ切り換えることができる。
【００４７】
大リフトアーム７０と第２揺動カムアーム４０Ｒとが結合されていない場合、カム軸１０の回転運動は、第１駆動カム１２から第１ローラ４２および第２ローラ４４を介して、第１揺動カムアーム４０Ｌおよび第２揺動カムアーム４０Ｒのそれぞれのスライド面５０に伝達される。従って、この場合は、制御軸３４の回転に連動させて、第１バルブ１６Ｌおよび第２バルブ１６Ｒの作用角およびリフト量が同一特性となるように制御することができる（両弁可変制御）。
【００４８】
一方、大リフトアーム７０と第２揺動カムアーム４０Ｒとが結合されている場合、第２揺動カムアーム４０Ｒには、カム軸１０の回転運動が第２駆動カム１４から大リフトアーム７０を介して伝達される。大リフトアーム７０と第２揺動カムアーム４０Ｒとは、制御軸３４を回転させ、スライド面５０Ｒ上における第２ローラ４４Ｒの位置を、図４を参照して後述する位置まで移動させた状態で結合される。このため、この場合の第２バルブ１６Ｒの開弁特性は、第２駆動カム１４、大リフトアーム７０および第２揺動カムアーム４０Ｒの形状及び位置関係によって機械的に決まり、制御軸３４の回転角度に関係なく常に一定の開弁特性に固定される。これに対し、第１揺動カムアーム４０Ｌには、第１駆動カム１２から第１ローラ４２および第２ローラ４４Ｌを介してカム軸１０の回転運動が伝達される。従って、この場合の第１バルブ１６Ｌの開弁特性は、大リフトアーム７０と揺動カムアーム４０Ｒとが結合されていない場合と同様、制御軸３４の回転角度に連動して変化することになる。
【００４９】
以上説明したように、本可変動弁装置１によれば、大リフトアーム７０と第２揺動カムアーム４０Ｒとが結合されている状態で、第１バルブ１６Ｌのみの開弁特性を可変制御することが可能になる（片弁可変制御）。尚、本可変動弁装置１は、上記の通り、バルブ１６のリフト量および作用角を共に連続的に変更可能な動弁装置である。以下、本明細書中では、特に断わることがない場合には、バルブ１６の「リフト量および作用角」と記載すべき箇所を、単に、バルブ１６の「作用角」または「リフト量」と略することがある。
【００５０】
（３）本実施形態におけるピン穴位置およびカムプロフィールの設定
図４は、図１に示す可変動弁装置１におけるピン穴８０位置の設定を説明するための図である。より具体的には、図４（Ａ）は本実施形態の可変動弁装置１と対比するために参照する可変動弁装置Ａにおけるピン穴位置の設定を、図４（Ｂ）は本実施形態の可変動弁装置１におけるピン穴８０位置の設定を、それぞれ示している。尚、この対比のために参照する可変動弁装置Ａは、ピン穴位置の設定および第２駆動カムのカム高さの設定を除き、本実施形態の可変動弁装置１と同様に構成されているものとする。また、ここでは、ロッカーローラ５６と第２揺動カムアーム４０Ｒとの接触点を、「ローラ接触点X」と称し、第２揺動カムアームＲの非作用面５２aと作用面５２bとの境界点を、「リフト開始点Y」と称する。また、第２揺動カムアーム４０Ｒの回転中心Pとロッカーローラ５６の回転中心Qとを結ぶ直線と、当該回転中心Pとリフト開始点Yとを結ぶ直線とのなす角度を「アーム角度θ」と称する。
【００５１】
第１駆動カム１２および第２駆動カム１４が設けられるカム軸１０の生産性という観点では、第１駆動カム１２および第２駆動カム１４のカムプロフィールは、同一となるように構成されているのが望ましい。図４（Ａ）に示す可変動弁装置Ａは、第１駆動カムおよび第２駆動カムがそのように構成されたものである。可変動弁装置Ａにおいて、第２揺動カムアーム側の第２ローラは、両弁可変制御および片側可変制御の何れの状態にあっても、常に第１駆動カムの押圧力を第２揺動カムアームのスライド面に伝達させようとしている。このため、第１駆動カムおよび第２駆動カムのカム高さが同一とされている場合には、固定動弁機構により得られるリフト量が、可変動弁機構により可変されるリフト量の最大値より小さくなる状態でピン穴位置が設定されていると、固定動弁機構により駆動されるバルブが最大リフト量に達した後に、更に可変動弁機構によって駆動されてしまうこととなる。その結果、片弁可変制御が成立しなくなってしまう。
【００５２】
従って、片弁可変制御時において、可変動弁機構による作用角の可変範囲を最大限に確保しつつ、固定側である第２バルブの作用角を独立に制御するためには、ピン穴の設定位置を、第２揺動カムアームの体勢が可変動弁機構による作用角の可変範囲の最大値もしくはそれ以上の作用角となる位置とする必要がある。図４（Ａ）に示す可変動弁装置Ａは、そのような配慮がなされたピン穴位置の設定を示すものである。
【００５３】
より具体的には、図４（Ａ）は、第２揺動カムアームに駆動カムの押圧力が作用していない状態を示している。また、図４（Ａ）は、第２揺動カムアームの体勢が、最大の作用角が得られる体勢となるように制御軸によって制御された状態を示している。可変動弁装置Ａでは、第２揺動カムアームの体勢がそのような状態にあるときに、ピンとピン穴の位置とが一致するように、第２揺動カムアーム上における当該ピン穴の位置が設定されている。この状態におけるアーム角度θを、θ1とする。ピン穴位置をそのように設定すれば、２つのバルブのリフト量の差を十分に大きくすることで、より効果的なスワール流の形成が可能となる。
【００５４】
これに対し、本実施形態の可変動弁装置１では、以下に説明するような配慮を施すことを目的として、ピン穴８０の位置が決定されている。すなわち、内燃機関では、例えば、バルブ１６の作用角が100〜200°CA程度となるような低負荷運転領域または低エンジン回転数領域において、NOx排出量を低減させる目的で、燃焼室内に効果的なスワール流を発生させるために、片弁可変制御を行いたいという要求が出されることがある。また、内燃機関では、例えば、燃費向上を目的として、同様に、低負荷運転領域または低エンジン回転数領域において、片弁可変制御を行いたいという要求が出されることがある。そのような要求を受けて、内燃機関では、両弁可変制御から片弁可変制御へ切り換える領域が、NOx低減目的として、或いは、燃費効果を指標として、所定の低エンジン回転数領域または低負荷領域となるように設定される。
【００５５】
本可変動弁装置１では、図４（Ｂ）に示すように、アーム角度θが上記角度θ1に比して大きい角度θ2にある状態で、言い換えれば、可変動弁機構１０が有するバルブ１６の可変範囲における中間の作用角となるように、第２揺動カムアーム４０Ｒの体勢が制御軸３４によって制御された状態で、ピン７６とピン穴８０の位置とが一致するように、第２揺動カムアーム４０Ｒ上における当該ピン穴８０の位置が設定されている。つまり、両弁可変制御から片弁可変制御への切り換え動作（以下、単に、「ピン切り換え動作」と称することがある）が必要となる運転領域に対応する作用角が得られる体勢に第２揺動カムアーム４０Ｒがあるときに、そのようなピン切り換え動作が実行できるように、ピン穴８０の位置が設定されている。
【００５６】
より具体的には、本実施形態では、作用角が100〜200°CA程度に制御されているときに、つまり、NOx低減目的などで片弁可変制御を開始させたい作用角に制御されているときに、ピン切り換え動作が実行できるように、ピン穴８０の位置を設定することとしている。更に、ピン切り換え動作が必要な範囲（例えば、ここでは作用角が100〜200°CA程度となる範囲）のうち、最も小さい作用角側で（上記の場合には、作用角が100°CAとなる体勢に第２揺動カムアーム４０Ｒがあるときに）ピン切り換え動作ができるようにピン穴８０の位置が決められている。
【００５７】
また、本可変動弁装置１では、図４（Ｂ）に示すように、第２駆動カム１４のカム高さが第１駆動カム１２のカム高さより高くなるように、これらの駆動カム１２、１４のプロフィールが設定されている。具体的には、第２駆動カム１４のカム高さは、ピン結合時に、第２バルブ１６Ｒの作用角が、可変動弁機構１０により駆動される第１バルブ１６Ｌの作用角の最大値以上の値となるように構成されている。
【００５８】
上述したピン切り換え動作は、以下の手順で行われるものである。すなわち、先ず、現在の内燃機関の運転状態における第２揺動カムアーム４０Ｒの作用角体勢から、ピン穴８０の位置とピン７６の位置が重なり合う作用角体勢に、制御軸３４を駆動して移動させるための動作時間T1が必要となる。そして、ピン切り換え動作が完了し、第２揺動カムアーム４０Ｒと大リフトアーム７０とが結合されると、第２バルブ１６Ｒのリフト運動は直ちに固定動弁機構３０による動作に切り換わることになる。しかし、可変動弁機構１０により駆動される第１バルブ１６Ｌについては、ピン切り換え動作が完了した後に、狙いのスワール流の発生を実現するための小作用角体勢にまで第１揺動カムアーム４０Ｌを移動させるための動作時間T2が必要となる。
【００５９】
本可変動弁装置１の構成によれば、上述したように、ピン切り換え動作が必要な作用角体勢に第２揺動カムアーム４０Ｒがあるときに、ピン切り換え動作が行われる。このため、可変動弁機構１０による作用角可変範囲の最大値にピン穴位置が設定されている可変動弁装置Ａ（図４（Ａ））に比して、動作時間T1を短縮させることができる。そして、可変動弁装置１では、第２駆動カム１４のカム高さが第１駆動カム１２のカム高さよりも高くなるように構成されている。このため、片弁可変制御時に一定値となるように駆動される第２バルブ１６Ｒの作用角を、可変動弁機構１０が出し得る最大リフト量と同じかそれ以上の大きさに設定することが可能となる。付け加えると、本実施形態では、２つの駆動カム１２、１４の高さを異ならせる手法で、そのような第２バルブ１６Ｒの特性を実現することとしているため、ピン切り換え動作の完了時に、第２バルブ１６Ｒを狙いの大作用角にまで瞬時に変化させることができる。
【００６０】
既述したように、ピン結合後には、第１揺動カムアーム４０Ｌの作用角体勢を、ピン結合動作を行った作用角体勢から狙いのスワールを実現できる小作用角体勢にまで移動させるための動作時間T2が必要となる。本可変動弁装置１によれば、可変動弁機構１０による作用角可変範囲の最大値にピン穴位置が設定されている可変動弁装置Ａ（図４（Ａ））に比して、そのような動作時間T2をも短縮することができる。
【００６１】
また、十分なスワール流を発生させるためには、２つのバルブ１４Ｒ、１４Ｌのリフト量の差をより大きくすることが効果的であるため、ピン結合後に、そのような狙いのスワール流を実現するために制御される第１揺動カムアーム４０Ｌの作用角体勢は、十分に小さな作用角体勢となる。本可変動弁装置１では、上記の如く、ピン切り換え動作が必要な範囲のうちの最小の作用角側で、ピン切り換え動作ができるようにピン穴８０の位置が決められている。このため、第１揺動カムアーム４０Ｌの作用角体勢を、目標とする十分な小作用角体勢にまで速やかに変化させることができる。つまり、上述した動作時間T2をより効果的に短縮することが可能となる。
【００６２】
尚、上述した実施の形態１においては、バルブ１６Ｌが前記第１の発明における「切換対象バルブ」に、揺動カムアーム４０が前記第１の発明における「揺動部材」に、制御軸３４、制御アーム３６、リンクアーム３８、第１ローラ４２、第２ローラ４４、およびスライド面５０が前記第１の発明における「開弁特性可変手段」に、大リフトアーム７０が前記第１の発明における「開弁特性固定手段」に、アーム結合機構７２が前記第１の発明における「切換手段」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、第１ローラ４２および第２ローラ４４が前記第３の発明における「中間部材」に、制御軸３４、制御アーム３６、およびリンクアーム３８が前記第３の発明における「制御手段」に、第２駆動カム１４が前記第３の発明における「第２カム」に、大リフトアーム７０が前記第３の発明における「入力アーム」に、それぞれ相当している。
【００６３】
実施の形態２．
次に、図５乃至図８を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
図５は、本実施の形態２における可変動弁装置９０の構成を説明するための図である。本実施形態の可変動弁装置９０は、カム軸９２の構成が異なる点を除き、上述した実施の形態１における可変動弁装置１と同様である。すなわち、可変動弁装置９０においても、両弁可変制御から片弁可変制御への切り換え動作（ピン切り換え動作）が必要となる運転領域に対応する作用角が得られる体勢に第２揺動カムアーム４０Ｒがあるときに、ピン切り換え動作が実行できるように、ピン穴８０の位置が設定されている。
【００６４】
また、図５に示すように、可変動弁装置９０では、実施の形態１と同様に、第１駆動カム９４のカム高さに対して、第２駆動カム９６のカム高さが高くなるように構成されている。更に、第１駆動カム９４と第２駆動カム９６とは、カム軸９２に対する取り付け角度が異なるように構成されている。具体的には、第２駆動カム９６は、第１駆動カム９４に対し、進角側に所定の角度αだけずらした位置に固定されている。
【００６５】
図６は、図５に示す可変動弁装置９０によって実現されるバルブ１６の開弁特性を示す図である。上述した可変動弁装置９０の構成によれば、片弁可変制御時に、大リフトアーム７０および第２揺動カムアーム４０Ｒを介して一定の開弁特性となるように、第２駆動カム９６によって駆動される第２バルブ１６Ｒの開弁時期を、可変制御される第１バルブ１６Ｌの開弁時期に比して早めることができる。このようなカム軸９２の設定によれば、先ず第２バルブ１６Ｒが開くことにより筒内が負圧になった後に、小作用角に制御されている第１バルブ１６Ｌが開くようにすることができる。これにより、小作用角側である第１バルブ１６Ｌが開いた際の吸気の流速を高めることができ、効果的なスワール流を発生させることが可能となる。また、そのような効果を、バルブ１６の位相を変化させるための機構（VVT機構）を用いることなく実現することができる。
【００６６】
ところで、上述した実施の形態２においては、第２駆動カム９６を、第１駆動カム９４に対し、進角側に所定の角度αだけずらした位置に固定することとしているが、本発明において、２つのカムの位相を異ならせる手法は、これに限定されるものではない。図７は、そのような変形例の構成を説明するための図である。図７に示す可変動弁装置１００では、上記図５に示す可変動弁装置９０と異なり、第１駆動カム１０２は、第２駆動カム１０４に対し、進角側に所定の角度βだけずらした位置に固定されている。
【００６７】
図８は、図７に示す可変動弁装置１００によって実現されるバルブ１６の開弁特性を示す図である。上述した可変動弁装置１００の構成によれば、片弁可変制御時に、可変動弁機構１０により可変制御される第１バルブ１６Ｌの開弁時期を、固定動弁機構３０により駆動される第２バルブ１６Ｒの開弁時期に比して早めることができる。このようなカム軸１０６の設定によれば、筒内が負圧になる前に、先ず第１バルブ１６Ｌを開弁させることにより、ポンピングロスを効果的に低減させることが可能となる。また、そのような効果を、バルブ１６の位相を変化させるための機構（VVT機構）を用いることなく実現することができる。
【００６８】
実施の形態３．
次に、図９乃至図１１を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
本実施形態の可変動弁装置１１０は、両弁可変制御から片弁可変制御への切り換え動作（ピン切り換え動作）を行う際の第２揺動カムアーム４０Ｒの体勢が異なっている点、および、第１駆動カム１１２に対する第２駆動カム１１４の高さが異なっている点を除き、上述した実施の形態１の可変動弁装置１と同様に構成されている。
【００６９】
図９は、本実施形態の可変動弁装置１１０において、片弁可変制御が実行される運転領域を説明するためのトルク曲線図である。図９に示すように、高負荷高回転領域では、両弁を大作用角とする両弁可変制御が実行され、その他の領域では、バルブ１６Ｌのみを小作用角に可変する片弁可変制御が実行される。上述した実施の形態１においては、そのような片弁可変制御を行う領域のうちの最も小さい作用角側で、ピン切り換え動作を行うこととしている。これに対し、本実施形態の可変動弁装置１１０は、そのような片弁可変制御を行う領域のうちの最も大きい作用角側で、ピン切り換え動作を行うことを特徴としている。
【００７０】
図１０は、片弁可変制御を行う領域のうちの小作用角側で、ピン切り換え動作を行った場合の問題点を説明するための図である。図１０（Ａ）は、揺動カムアーム４０に接する第２ローラ４４が揺動カムアーム４０の先端側に位置している状態、すなわち、小作用角制御状態を示している。図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）に示す状態において、ピン切り換え動作を行うことで片弁可変制御状態とした後に、制御軸３４を回転させて、第２ローラ４４を制御軸３４の軸中心側に移動させた状態、すなわち、大作用角制御状態を示している。この図１０（Ｂ）に示す状態では、作用角固定側の第２駆動カム１４と入力ローラ７４との間に、隙間が生じてしまう。これは、図１０（Ａ）に示す状態において、第２揺動カムアーム４０Ｒと大リフトアーム７０とをピン７６によって連結した後に、第２ローラ４４が移動することによって、第２揺動カムアーム４０Ｒの姿勢が変化し、それに伴って、大リフトアーム７０の姿勢も変化したためである。第２駆動カム１４と入力ローラ７４との間にそのような隙間が生ずると、リフト動作時に、毎回第２駆動カム１４と入力ローラ７４とが接触を繰り返すこととなり、接触時に音や衝撃荷重が生じてしまう。
【００７１】
図１１は、本実施形態におけるピン切り換え動作の設定がなされている場合の動作を説明するための図である。図１１（Ａ）は、片弁可変制御を行う領域のうちの最も大きい作用角が得られる位置に、第２ローラ４４が位置している状態を示している。本実施形態では、上述したように、この状態においてピン切り換え動作が実行できるように、第２揺動カムアーム４０Ｒ上にピン穴１１６が設けられている。図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）に示す状態において、ピン切り換え動作を行うことで片弁可変制御状態とした後に、制御軸３４を回転させて、第２ローラ４４を揺動カムアーム４０の先端側に移動させた状態、すなわち、小作用角制御状態を示している。この図１１（Ｂ）に示す状態では、作用角可変可変側の第１揺動カムアーム４０Ｌの方は、第２ローラ４４との接触が維持されることとなるが、作用角固定側の第２揺動カムアーム４０Ｒと第２ローラ４４との間には、第２ローラ４４が制御軸３４から離れる方向に移動することにより、隙間が生じることとなる。
【００７２】
以上説明したように、本実施形態の設定によれば、ピン切り換え動作が実行された作用角よりも常に小さい作用角側で、片弁可変制御が実行されることとなる。このため、片弁可変制御時に、第２揺動カムアーム４０Ｒと第２ローラ４４との間に隙間が生ずるが、上記図１０に示す構成のように、第２駆動カム１４と入力ローラ７４との間には隙間が生じないため、リフト動作時に、音や衝撃荷重が生ずることはない。
【００７３】
実施の形態４．
次に、図１２乃至図１７を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。
図１２は、本発明の実施の形態４の可変動弁装置１２０の構成を説明するための図である。図１２に示すように、本実施形態の可変動弁装置１２０では、以下の点を除き、上述した実施の形態１の可変動弁装置１と同様に構成されている。すなわち、それらの相違点とは、第１ローラ４２を押動するための第１駆動カム１２と、入力ローラ７４を押動するための第２駆動カム１２２とが同一のプロフィールを有している点、および、アーム結合機構１２４の構成が異なっている点である。
【００７４】
より具体的には、本実施形態のアーム結合機構１２４では、第２揺動カムアーム１２６Ｒの体勢が最大の作用角が得られる体勢となったときに、ピン７６の軸線とピン穴１２８の軸線とが一致するように構成されている。図１２に示す状態は、そのように構成されたピン穴１２８に対して、第２揺動カムアーム１２６Ｒの体勢が最大の作用角よりも所定値だけ小さい作用角が得られる体勢となっている状態、つまり、ピン７６の軸線とピン穴１２８の軸線とが不一致となっている状態を示している。本実施形態のアーム結合機構１２４は、このような図１２に示す状態において、ピン切り換え動作を行うことが可能となっていることを特徴としている。
【００７５】
図１３は、本実施形態のアーム結合機構１２４の特徴的な構成を説明するための断面図である。上述した図３に示す構成では、大リフトアーム７０側に油圧室７８が設けられているが、ここでは、大リフトアーム１３０側ではなく、第２揺動カムアーム１２６Ｒ側に油路１３２と油圧室１３４が設けられているものとする。そして、大リフトアーム１３０側に、ピストン１３６、リターンスプリング１３８を収納するピン穴１２８が形成されているものとする。本実施形態のアーム結合機構１２４は、大リフトアーム１３０のピン穴１２８における符号「Ａ」を付して示す部位の形状に特徴を有している。
【００７６】
図１４は、図１３における部位Ａを拡大して示す図である。より具体的には、図１４（Ａ）は、ピン穴１２８を油圧室１３４側から見た図を示し、図１４（Ｂ）は、部位Ａの断面を示している。図１４に示すように、ピン穴１２８には、その入口部分に、ピン７６をガイドするためのガイド面１２８aが形成されている。ガイド面１２８aは、ピン７６をピン穴１２８に挿入し易くするために、ピン切り換え動作を行う際に第２揺動カムアーム１２６Ｒが移動して来る方向側（図１４（Ｂ）における右側）の部位において、より大きく窪んだＲ形状となるように形成されている。ガイド面１２８aは、ピン穴１２８の入口側に近づくほど、徐々に大きな半径となるＲ形状で形成されており、更に言い換えれば、ピン穴１２８の入口側に近づくほど、ピン穴１２８の軸線に対する傾斜角度が徐々に小さくなるように形成されている。尚、以上のアーム結合機構１２４の構成は、大リフトアーム７０側に油圧室７８が設けられている構成（図３に示す構成）においても、第２揺動カムアーム４０Ｒ側に、ガイド面１２８aと同様のガイド面を設けることで同様に実現することができる。
【００７７】
図１５は、本実施形態におけるピン切り換え時の動作を説明するための図である。図１５（Ａ）に示す状態は、ピン７６の軸線とピン穴１２８の軸線とが不一致である状態を示している。本実施形態のアーム結合機構１２４によれば、このようなピン７６の軸線とピン穴１２８の軸線とが不一致である状態であっても、油圧の供給を受けたピン７６がガイド面１２８aに案内されることにより、図１５（Ｂ）に示すように、第２揺動カムアーム１２６Ｒが回転し、ピン７６の軸線とピン穴１２８の軸線とが一致する状態となる。これにより、ピン７６をピン穴１２８に挿入することが可能となる。
【００７８】
図１６は、ピン切り換え時の第２揺動カムアーム１２６Ｒの動作を説明するための図である。上述した図１２は、図１５（Ａ）における状態に対応している。以上説明した本実施形態のアーム結合機構１２４によれば、図１２に示すようなピン７６の軸線とピン穴１２８の軸線とが不一致である状態においても、ピン切り換え動作の実行が可能となる。図１６は、図１２に示す状態においてピン切り換え動作が実行された後に、図１５(Ｂ)に示すように第２揺動カムアーム１２６Ｒが回転することによってピン切り換え動作が完了した状態を示している。つまり、このようなピン切り換え動作によれば、ピン切り換え動作の開始前には第１揺動カムアーム４０Ｌと同じ体勢にあった第２揺動カムアーム１２６Ｒは、ピン７６がピン穴１２８に挿入されるのに伴って、図１６に示す位置にまで回転する。
【００７９】
以上のように、本実施形態の構成によれば、ピン切り換え動作の実行時に、ピン７６の軸線とピン穴１２８の軸線とが一致する作用角体勢にまで、制御軸３４を駆動することによって第２揺動カムアーム１２６Ｒを移動させる必要がない。つまり、片弁可変制御の要求が生じたときに、ピン切り換え動作が可能な作用角体勢に第２揺動カムアーム１２６Ｒを移動させる際の動作時間を低減させることができる。また、上記構成によれば、第２揺動カムアーム１２６Ｒ自身が回転して最大作用角が得られる位置でピン７６が連結するため、上述した実施の形態１および２のように、第２駆動カム１２２のカム高さを第１駆動カム１２よりも高くしなくても済む。ただし、本実施形態の構成においても、もちろん、第２駆動カム１２２のカム高さを第１駆動カム１２のカム高さと異ならせることとしてもよい。
【００８０】
また、上述したアーム結合機構１２４の構成では、ガイド面１２８aが、ピン穴１２８の入口側に近づくほど、徐々に大きな半径となるＲ形状で形成されている。このため、片弁可変制御から両弁可変制御に切り換わるときに、すなわち、ピン７６がピン穴１２８から抜け出す際に、図１７に示すように、ピン７６と共に小作用角側に移動する第２揺動カムアーム１２６Ｒの速度を、上記ガイド面１２８aの形状の効果で、徐々に減速させることができる。その結果、ピン７６の連結解除時に、第２揺動カムアーム１２６Ｒと第２ローラ４４とが再び接触する際に、その接触が緩やかに行われるようにすることができ、接触時の音や衝撃荷重を軽減することができる。
【００８１】
ところで、上述した実施の形態４においては、ピン穴１２８のガイド面１２８aをR形状で形成しているが、本発明のガイド面はこれに限定されるものではなく、例えば、ピン穴の入口に近づくほど、ピン穴の軸線に対する傾斜角度が小さくなるように、多段階に面取りされた形状を有するものであってもよい。
【００８２】
尚、上述した実施の形態４においては、ガイド面１２８aが前記第６の発明における「ガイド面」に相当している。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施の形態１の可変動弁装置において、駆動カムとバルブとの間に介在する機構を説明するための図である。
【図２】図１に示す可変動弁機構をカム軸の軸方向から見た図である。
【図３】図１に示す可変動弁機構および固定動弁機構の分解斜視図である。
【図４】図１に示す可変動弁装置におけるピン穴位置の設定を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態２における可変動弁装置の構成を説明するための図である。
【図６】図５に示す可変動弁装置によって実現されるバルブの開弁特性を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態２における可変動弁装置の変形例の構成を説明するための図である。
【図８】図７に示す可変動弁装置によって実現されるバルブの開弁特性を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態３の可変動弁装置において、片弁可変制御が実行される運転領域を説明するためのトルク曲線図である。
【図１０】片弁可変制御を行う領域のうちの小作用角側で、ピン切り換え動作を行った場合の問題点を説明するための図である。
【図１１】本発明の実施の形態３におけるピン切り換え動作の設定がなされている場合の動作を説明するための図である。
【図１２】本発明の実施の形態４の可変動弁装置の構成を説明するための図である。
【図１３】本発明の実施の形態４のアーム結合機構の特徴的な構成を説明するための断面図である。
【図１４】図１３における部位Ａを拡大して示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態４におけるピン切り換え時の動作を説明するための図である。
【図１６】ピン切り換え時の第２揺動カムアームの動作を説明するための図である。
【図１７】図１３における部位Ａを拡大して示す図である。
【符号の説明】
【００８４】
１、９０、１００、１１０、１２０  可変動弁装置
１０、９２、１０６  カム軸
１２、９４、１０２、１１２  第１駆動カム
１４、９６、１０４、１１４、１２２  第２駆動カム
１６  バルブ
２０  可変動弁機構
３０  固定動弁機構
３４  制御軸
４０Ｌ  第１揺動カムアーム
４０Ｒ、１２６Ｒ  第２揺動カムアーム
７０、１３０  大リフトアーム
７２、１２４  アーム結合機構
７６  ピン
７８、１３４  油圧室
８０、１１６、１２８  ピン穴
１２８a  ガイド面
【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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