(57)【要約】      （修正有）【課題】小型のロッカーアームを利用して作動に必要な動力が小さな内燃機関の休止弁機構を実現する。【解決手段】ロッカーシャフトに軸支されているとともにカムから駆動力を受ける第１のロッカーアーム４と、前記第１のロッカーアーム４と共通のロッカーシャフト６に軸支されているとともに前記第１のロッカーアーム４から駆動力の伝達を受けて吸気弁を開弁方向に駆動する第２のロッカーアーム５と、第２のロッカーアーム５に内蔵してなり、第１及び第２のロッカーアーム４、５が連動して吸気弁を開閉可能な状態とする接続位置Ｐと、第１及び第２のロッカーアーム４、５が連動せず吸気弁が閉じたままである状態とする切断位置Ｑとの間で移動可能なピン７と、内燃機関の非可動部品に設けられ前記ピン７を前記ロッカーシャフトの軸方向に駆動する駆動装置８とを備える構成を採用する。【選択図】図１０
2012082694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロッカーシャフトに軸支されているとともにカムから駆動力を受ける第１のロッカーアームと、
前記第１のロッカーアームと共通のロッカーシャフトに軸支されているとともに前記第１のロッカーアームから駆動力の伝達を受けて吸気弁又は排気弁を開弁方向に駆動する第２のロッカーアームと、
一方のロッカーアームに内蔵してなり、第１及び第２のロッカーアームが連動して吸気弁又は排気弁を開閉可能な状態とする接続位置と、第１及び第２のロッカーアームが連動せず吸気弁又は排気弁が閉じたままである状態とする切断位置との間で移動可能なピンと、
内燃機関の非可動部品に設けられ前記ピンを前記ロッカーシャフトの軸方向に駆動する駆動装置と
を備えていることを特徴とする内燃機関の休止弁機構。
【請求項２】
前記駆動装置が、前記ピンと一体的に移動するロッドと、このロッドを突没可能に駆動するためのソレノイドとを備えている請求項１記載の内燃機関の休止弁機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
吸気弁を開閉可能な状態と、吸気弁が閉じたままである状態とを切り替え可能な内燃機関の休止弁機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ポンピングロスを小さくして燃費の向上を図るべく、スロットル開度を小さくする代わりに一部の気筒への混合気の供給を休止する機構である休止弁機構が採用されてきている。
【０００３】
このような休止弁機構として、カムと吸気弁との間に、カムに接触している第１のロッカーアームと、吸気弁に接触している第２のロッカーアームとを有し、一方のロッカーアームにピンを内蔵し、このピンを他方のロッカーアームに挿入することで第１及び第２のロッカーアームが連動して吸気弁を開閉可能な状態と、第１及び第２のロッカーアームが連動せず吸気弁が閉じたままである状態とを切り替え可能なものが一般的に知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
ところで、特許文献１記載の休止弁機構では、一方のロッカーアームにピンの一端面を押圧するためのスプリングを内蔵しているとともに、ピンの他方の端面に面した油圧室を設け、この油圧室に油圧回路を接続し、この油圧回路中に設けたコントロールバルブを介して、油圧室中に作動油を供給することによりスプリングの付勢力に抗してピンを押圧することや油圧室中から作動液を排出してスプリングによりピンを押圧している状態に戻すことが行われている。
【０００５】
しかし、このような構成では、油圧室を一方のロッカーアーム中に設ける必要があるため、油圧室の外壁の厚さ寸法を油圧に耐えうるようにすべく大きくする必要や、大型のピストンを油圧室内に設ける必要などから、ロッカーアームの質量が大きくなる不具合が存在する。
【０００６】
また、油圧回路からロッカーアーム中に作動液を供給する際に液漏れが発生し得ることから、油圧回路の油圧供給源であるポンプからの作動油の供給量を液漏れ分だけ予め増量しておく必要がある。そのため、ポンプの作動に要する動力も前記増量分だけ余分に必要であり、効率が低下するという不具合も存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−１６３９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は以上の点に着目し、小型のロッカーアームを利用した休止弁機構を実現すること、及び、休止弁機構の作動に必要な動力を小さくして燃費の向上を図ることを所期の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち本発明に係る内燃機関の休止弁機構は、ロッカーシャフトに軸支されているとともにカムから駆動力を受ける第１のロッカーアームと、前記第１のロッカーアームと共通のロッカーシャフトに軸支されているとともに前記第１のロッカーアームから駆動力の伝達を受けて吸気弁又は排気弁を開弁方向に駆動する第２のロッカーアームと、一方のロッカーアームに内蔵してなり、第１及び第２のロッカーアームが連動して吸気弁又は排気弁を開閉可能な状態とする接続位置と、第１及び第２のロッカーアームが連動せず吸気弁又は排気弁が閉じたままである状態とする切断位置との間で移動可能なピンと、内燃機関の非可動部品に設けられ前記ピンを前記ロッカーシャフトの軸方向に駆動する駆動装置とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
このようなものであれば、ロッカーアームには油圧室を内蔵する必要がないので作動油漏れを抑制できる。従って、ピンを作動させるために必要なエンジン出力を抑制でき、さらなる燃費の向上を図ることができるとともに、ロッカーアームの小型化を図ることができる。
【００１１】
特に、前記駆動装置が、ピンと一体的に移動するロッドと、このロッドを突没可能に駆動するためのソレノイドとを備えているものであれば、ピンを作動させるための油圧回路自体が不要であるので、より簡単な構成でこのような休止弁機構を実現できる。
【００１２】
なお、本発明の駆動装置を設ける対象の非可動部品としては、例えば、シリンダヘッドカバーや、シリンダヘッドのカムシャフト側の部位等が考えられる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、小型のロッカーアームを利用した休止弁機構を実現すること、及び、休止弁機構の作動に必要な動力を小さくして燃費の向上を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る休止弁機構の概略構成を示す図。
【図２】図１におけるＸ−Ｘ断面図。
【図３】図２におけるＹ−Ｙ断面図。
【図４】図２におけるＺ−Ｚ断面図。
【図５】同実施形態に係る休止弁制御装置の概略構成を示す図。
【図６】同実施形態に係る休止弁機構の動作説明図。
【図７】図６におけるＡ−Ａ断面図。
【図８】図７におけるＢ−Ｂ断面図。
【図９】同実施形態に係る休止弁機構の動作説明図。
【図１０】図９におけるＣ−Ｃ断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態を図１〜図１０を参照しつつ以下に示す。
【００１６】
本実施形態に係る休止弁機構１は、気筒ごとに燃料噴射弁を備えた内燃機関に用いられる。この休止弁機構１は、図１及び図２に示すように、カム２から駆動力を受ける第１のロッカーアーム４と、前記第１のロッカーアーム４から駆動力の伝達を受けて吸気弁３を開弁方向に駆動する第２のロッカーアーム５と、これら第１及び第２のロッカーアーム４、５を同心回転可能に接続するロッカーシャフト６と、前記第２のロッカーアーム５内を移動可能であり第１及び第２のロッカーアーム４、５を連動可能にするためのピン７と、このピン７を第１及び第２のロッカーアーム４、５を連動可能にする接続位置Ｐ及び第１のロッカーアーム４から第２のロッカーアーム５への動力の伝達を切断する切断位置Ｑの間で移動させるための駆動装置８と、カム２のベースサークルが第１のロッカーアーム４に接触している場合にのみ駆動装置８を作動可能にすべく制御を行う休止弁制御装置１０とを備えている。
【００１７】
前記第１のロッカーアーム４は、図１及び図２に示すように、ロッカーシャフト６に軸支させてなる。また、この第１のロッカーアーム４は、ロッカーシャフト６に軸支させてなるロッカーアーム本体４１と、このロッカーアーム本体４１の一端部に支持させてなりカム２に接触するローラ４２とを備えている。さらに、ロッカーアーム本体４１の他端部には、前記ピン７が接続位置Ｐにあるときにこのピン７に接触して第２のロッカーアーム５に駆動力を伝達するための動力伝達部４３を形成している。加えて、この第１のロッカーアーム４には、第２のロッカーアーム５と互いに周方向に離間する方向に付勢するためのロストモーションスプリング９の一端部を衝き当てておくためのリテーナ４４を設けている。そして、この第１のロッカーアーム４と前記第２のロッカーアーム５との間に、前記ピン７を配している。
【００１８】
前記第２のロッカーアーム５は、図１及び図２に示すように、前記ロッカーシャフト６に軸支させてなるとともに、その一端部に前記ピン７が接続位置Ｐにあるときにこのピン７に接触して第１のロッカーアーム４から駆動力の伝達を受けるための動力被伝達部５１を有するとともに、他端部に吸気弁３を押圧し開弁方向に駆動するための弁押圧部５２を有する。さらに、この第２のロッカーアーム５には、第１のロッカーアーム４と互いに周方向に離間する方向に付勢するためのロストモーションスプリング９の一端を衝き当てておくためのリテーナ５３を設けている。第２のロッカーアーム５の内部には、ピン７の移動方向を案内するピンガイド孔５４を設けている。このピンガイド孔５４は、ロッカーシャフト６の延伸方向に沿って延びている。そして、これら第１及び第２のロッカーアーム４、５は、ロッカーシャフト６の軸方向に隣接して設けられている
前記ピン７は、図１〜図４に示すように、第２のロッカーアーム５のピンガイド孔５４に挿し通してなり、ロッカーシャフト６の軸方向に延伸している。このピン７には、第１のロッカーアーム４に当接させるべく径を大きくして形成した動力伝達部７１を先端部に備えているとともに、この動力伝達部７１に隣接して、第１のロッカーアーム４に向けて開口する切欠き部７２を形成している。このピン７は、前記動力伝達部７１において軸径が最大である。一方、このピン７の基端部には、駆動装置８から動力の伝達を受けるための動力受部７３を備えている。この動力受部７３は、側断面視コの字状をなしている。また、このピン７は、駆動装置８から駆動力を受けて、動力伝達部７１が第１のロッカーアーム４に当接する接続位置Ｐと、切欠き部７２が第１のロッカーアーム４に臨む切断位置Ｑとの間を移動可能である。そして、このピン７は、動力伝達部７１が第２のロッカーアーム５のピンガイド孔５４の外周壁に沿って摺動する。なお、本実施形態では、このピン７は、リターンスプリング７４により接続位置Ｐ側に付勢されている。
【００１９】
前記駆動装置８は、図１〜図４に示すように、ピン７の基端に位置する動力受部７３に接続してなりこのピン７を接続位置Ｐと切断位置Ｑとの間で駆動するロッド８１と、電力の供給を受けてこのロッド８１を切断位置側に駆動するソレノイド８２とを備えている。前記ロッド８１の先端部には、ピン７の動力受部７３と係り合うことによりこのピン７にロッド８１の動作を伝えるためのピン受部８１ａを備えている。このピン受部８１ａは、図３に示すように、ロッカシャフト６の中心軸Ｃを中心とする円弧状をなすとともに、ロッカシャフト６を中心とする円周上を移動可能にピン７をガイドするためのガイド溝８１ｘを有する。また、このピン受部８１ａは、側断面視コの字状をなす。この駆動装置８は、内燃機関の非可動部品、例えば、シリンダヘッドカバーの外方や、シリンダヘッドのカムシャフト側の部位等に取り付けてなる。
【００２０】
前記休止弁制御装置１０は、図５に示すように、カム２に取り付けられ、略カム２と同心の円板状をなすとともに該カム２のベースサークルに対応する位相の箇所を外方に張り出したベースサークル告知部１０１ａとしているタイミングプレート１０１と、このタイミングプレート１０１のベースサークル告知部１０１ａの接近を検知することによりカム２のベースサークルが第１のロッカーアーム４に接触していることを示すベースサークル接触信号ａを出力するセンサ１０２と、このセンサ１０２からの信号ａを受けるとともに駆動装置のソレノイド８２に信号ｂを発する制御装置本体１０３とを有する。前記タイミングプレート１０１は、例えば鉄等の磁性体により形成している。前記センサ１０２は、例えば、通常はタイミングプレート１０１から離間する側に付勢されているとともに前記ベースサークル告知部１０１ａが接近したときには付勢力に反してベースサークル告知部１０１ａに引き合う方向に移動する磁石を利用し、この磁石がベースサークル告知部１０１ａに引き合う方向に移動した際にベースサークル接触信号ａを出力するものである。前記制御装置本体１０３は、前記センサ１０２からベースサークル接触信号ａが出力されているとともにエンジン制御装置から気筒への混合気の供給を休止する命令を受けている際にソレノイド８２に対して通電を開始するための信号ｂを出力する。また、この休止弁制御装置１０は、前記センサ１０２からベースサークル接触信号ａが出力されているとともにエンジン制御装置から気筒への混合気の供給を再開する命令を受けている際にソレノイド８２への通電を終了するための信号ｂを発する。なお、この制御装置本体１０３は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、Ｉ／Ｏインタフェース等を包有するマイクロコンピュータシステムである。また、この制御装置本体１０３は、本実施形態ではエンジン制御装置と同一のハードウェアを利用して構成していつ。そして、このエンジン制御装置のＲＯＭ又はフラッシュメモリに上述した制御を行うためのプログラムを記憶していて、ＣＰＵがこのプログラムを読み取り実行することにより、このエンジン制御装置が本実施形態の制御装置本体１０３として機能する。また、このエンジン制御装置は、気筒への混合気の供給を休止する命令を発する際に、該当する気筒への燃料の供給も休止する制御も行う。
【００２１】
ここで、カム２のベースサークルが第１のロッカーアーム４、より具体的にはローラ４２に接触している際には、第１及び第２のロッカーアーム４、５はいずれもロストモーションスプリング９により付勢されているので、第２のロッカーアーム５のピンガイド孔５４内に第１のロッカーアーム４が入り込むことがなく、このピンガイド孔５４内をピン７が移動可能である。
【００２２】
ここで、休止弁機構１の各部の動作及び各部間の作用について述べる。
【００２３】
気筒への混合気の供給を休止しない場合には、図２に示すように、前記ソレノイド８２に通電せず、リターンスプリング７４により駆動装置８のロッド８１及びピン７を接続位置Ｐ側に付勢した状態にしておく。この状態で第１のロッカーアーム４のローラ４２がカム２から回転力の伝達を受けると、図６〜図８に示すように、この回転力が第１のロッカーアーム４の動力伝達部４３からピン７の動力伝達部７１を経て第２のロッカーアーム５の動力被伝達部５１に伝達され、第２のロッカーアーム５の弁押圧部５２が吸気弁３を押圧し開弁する。
【００２４】
一方、混合気の供給を休止する場合には、図９及び図１０に示すように、カム２のベースサークルが第１のロッカーアーム４に接触している時間帯に前記ソレノイド８２に通電し、リターンスプリング７４による付勢力に反して駆動装置８のロッド８１及びピン７を切断位置Ｑに移動させる。この状態で第１のロッカーアーム４のローラ４２がカム２から回転力の伝達を受けたとき、第１のロッカーアーム４の動力伝達部４３はピン７の動力伝達部７１に当接せず、その代わりに、図１０の実線に示すように、ピン７の切欠き部７２内まで移動する。従って、回転力は第２のロッカーアーム５の動力被伝達部５１に伝達されず、吸気弁３は閉弁状態のままとなる。
【００２５】
そして、混合気の供給を再開する場合には、カム２のベースサークルが第１のロッカーアーム４に接触している時間帯に前記ソレノイド８２への通電を停止する。このとき、図１０の想像線に示すように、第１及び第２のロッカーアーム４、５のリテーナ４４、５３はロストモーションスプリング９の付勢力を受けて互いに離間しているので、第２のロッカーアーム５の動力被伝達部５１と第１のロッカーアーム４の動力伝達部４３ともまた互いに離間していて、第２のロッカーアーム５のピンガイド孔５４内をピン７が移動可能である。そして、この状態でピン７がリターンスプリング７４により付勢されて切断位置Ｑから接続位置Ｐまで移動する。
【００２６】
以上に述べたように、本実施形態に係る休止弁機構の構成によれば、第１及び第２のロッカーアーム４、５には油圧室を内蔵する必要がないので作動油漏れを抑制できる。従って、ピン７を作動させるために必要なエンジン出力を抑制できるとともに、第１及び第２のロッカーアーム４、５を小型のものにすることができるため、さらなる燃費の向上を図ることができる。
【００２７】
また、駆動装置８が、ピン７と一体的に移動するロッド８１と、このロッド８１を突没可能に駆動するためのソレノイド８２とを備えているので、ピン７を作動させるための油圧回路自体が不要であり、従って、より簡単な構成でこのような休止弁機構１を実現できる。
【００２８】
なお、本発明は以上に述べた実施形態に限らない。
【００２９】
例えば、駆動装置として、油圧を利用してピンを接続位置と切断位置との間で移動させるアクチュエータを利用してもよい。
【００３０】
また、駆動装置の取付位置は、内燃機関の固定部品に対して相対移動不可能であればどのような位置に設定してもよい。
【００３１】
さらに、吸気弁だけでなく、排気弁側にも本発明に係る休止弁機構を設けてもよい。
【００３２】
その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してよい。
【符号の説明】
【００３３】
１…休止弁機構
２…カム
３…吸気弁
４…第１のロッカーアーム
５…第２のロッカーアーム
６…ロッカーシャフト
７…ピン
８…駆動装置
【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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