(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロッカシャフトにロッカアームが揺動可能に挿着され、
前記ロッカシャフトとは離間して設けられたカムシャフトに前記ロッカアームを揺動させるカムが設けられ、
前記ロッカアームには、前記カムにより押圧されるカムフォロワがその押圧方向及び戻り方向に上下往復摺動可能に挿着され、
前記ロッカアームには、前記カムフォロワの前記上下往復摺動軌跡上に繰出して前記上下往復摺動を阻止しカムフォロワとロッカアームとの相対移動を拘束する拘束位置と、前記カムフォロワの前記上下往復摺動軌跡上から退避して前記上下往復摺動を許容しカムフォロワとロッカアームとの相対移動を許容する許容位置との間において、前記上下往復摺動とは直交方向、且つロッカシャフトの軸線とも直交方向に移動可能なカムフォロワ固定部材が設けられ、
前記カムフォロワ固定部材の側面に、前記拘束位置で前記カムフォロワの往動側の端面が当接する当接面が形成され、
前記カムフォロワ固定部材における当接面より下方部位にバネ収納孔が形成され、
前記カムフォロワ固定部材を前記許容位置側へ付勢するリターンスプリングが、前記バネ収納孔に収納されることで前記カムフォロワの往動側の端面より下方に設けられたことを特徴とする内燃機関のバルブ特性制御装置。
【請求項２】
ロッカシャフトにロッカアームが揺動可能に挿着され、
前記ロッカシャフトとは離間して設けられたカムシャフトに前記ロッカアームを揺動させるカムが設けられ、
前記ロッカアームには、前記カムにより押圧されるカムフォロワがその押圧方向及び戻り方向に上下往復摺動可能に挿着され、
前記ロッカアームには、前記カムフォロワの前記上下往復摺動軌跡上に繰出して前記上下往復摺動を阻止しカムフォロワとロッカアームとの相対移動を拘束する拘束位置と、前記カムフォロワの前記上下往復摺動軌跡上から退避して前記上下往復摺動を許容しカムフォロワとロッカアームとの相対移動を許容する許容位置との間において、前記上下往復摺動とは直交方向、且つロッカシャフトの軸線とも直交方向に移動可能なカムフォロワ固定部材が設けられ、
前記カムフォロワ固定部材の側面に、前記拘束位置で前記カムフォロワの往動側の端面が当接する当接面が形成され、
前記カムフォロワ固定部材における当接面より下方部位にバネ収納孔が形成され、
前記カムフォロワ固定部材の側面と端面とで作る角部と、前記カムフォロワの往動側の端面と側面とで作る角部とが、共に略同一曲率の円弧状に形成され、
前記カムフォロワ固定部材を前記許容位置側へ付勢するリターンスプリングが、前記バネ収納孔に収納されることで前記カムフォロワの往動側の端面より下方に設けられたことを特徴とする内燃機関のバルブ特性制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関におけるバルブの開閉タイミング、リフト量、休止等の各種バルブ特性を可変制御する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本発明に対応する公知技術は特に無く、本発明は、本出願人の一人が先に出願した特願平９−３１５７０３号（本出願時において未公開）の発明の改良である。この先行発明のバルブ特性制御装置は次のように構成されていた。
【０００３】
図１９及び図２０に示すように、ロッカアーム本体１６のガイド筒４２には、カム（図示略）により押圧されるカムフォロワ２２がその押圧方向及び戻り方向に往復動可能に挿着されている。ガイド筒４２の外周には、カムフォロワ２２を上方へ付勢するロストモーションスプリングの一例としてのコイルスプリング４３が設けられている。カムフォロワ２２の下部は、３側面が平面を有するように切削されて略四角柱状に形成され、当接脚部４１とされている。
【０００４】
ロッカアーム本体１６の摺動孔２４には、カムフォロワ２２の往復動とは直交方向に移動可能なカムフォロワ固定部材３４が挿着されている。カムフォロワ固定部材３４は、図１９に示すように、カムフォロワ２２の往復動軌跡上に繰出してその往復動を阻止する拘束位置と、図２０に示すように、カムフォロワ２２の往復動軌跡上から退避してその往復動を許容する許容位置との間を移動可能である。
【０００５】
カムフォロワ固定部材３４は、後述する実施形態の図４を援用して示すように、先端中央から切り込み形成した係合溝４４と、係合溝４４を挟む一対の側片４５と、両側片４５の下部間の当接部４６（上面は当接面４７）と、当接部４６の先端部と両側片４５との間の逃げ溝４８と、係合溝４４より後部のバネ収納孔４９とを備えている。係合溝４４にはカムフォロワ２２の当接脚部４１が常時係入され、カムフォロワ２２の回動が防止されている。バネ収納孔４９の内底面と、当接脚部４１の側面に配置されたバネ受け部材５０との間には、カムフォロワ固定部材３４を許容位置側へ付勢するリターンスプリングの一例としてのコイルスプリング４０が設けられている。
【０００６】
そして、内燃機関が低速で回転している状態においては、図１９に示すように、カムフォロワ固定部材３４が許容位置に位置する。このため、カムフォロワ２２はフリーの状態となり、図示しない高速カムにて押圧されても、図１９（ａ）の実線に示す下方位置と二点鎖線で示す上方位置との間を上下動する。従って、ロッカアーム本体１６は、図示しない低速カムによりローラを介して押圧され揺動する。
【０００７】
また、内燃機関が高速で回転している状態においては、図２０に示すように、カムフォロワ固定部材３４が拘束位置に位置する。このため、カムフォロワ２２が図示しない高速カムにて押圧されると、カムフォロワ２２とともにロッカアーム本体１６が揺動される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記先行発明のバルブ特性制御装置によれば、カムフォロワ固定部材３４が摺動孔２４の内周面下部２４ａにて支持されるため、カムフォロワ固定部材３４の断面積を大きくする必要がなく、耐久性を十分に得ることができるという効果が得られた。しかし、次のような問題が残っていた。
【０００９】
▲１▼  拘束位置側に移動するときのカムフォロワ固定部材３４は、図２０に示すように、その係合溝４４の終端がバネ受け部材５０を介してカムフォロワ２２の側面に移動方向に当接することにより、拘束位置に止まるようになっていた。このため、図２０に矢印で示すように、カムフォロワ２２が、カムの摺接によりコックする（こじれて傾く）と、カムフォロワ固定部材３４を許容位置側へ押し戻すため、異常挙動が発生するおそれがあった。
【００１０】
▲２▼  カムフォロワ固定部材３４の当接面４７（側面）と端面とで作る角部４６ａと、当接脚部４１の往動側の端面と側面とで作る角部４１ａとは、図１９と図２０との相互切替時に強く接触することがある。両角部４６ａ，４１ａは共に直線状に形成されており、所定スペースにおける接触距離が最短であったため、摩耗や変形が生じやすい等、耐久性の点で不利であった。
【００１１】
▲３▼  カムフォロワ固定部材３４を許容位置側へ付勢するリターンスプリング（４０）が、カムフォロワ２２の往動側の端面より上方に設けられていたため、カムフォロワ固定部材３４の構造及び形状が上記のように複雑になっていた。
【００１２】
▲４▼  カムフォロワ２２を復動側へ付勢するロストモーションスプリング（４３）が、カムフォロワ２２及びガイド筒４２の外周に設けられていたため、ガイド筒４２に案内されるカムフォロワ２２の外径を細くする必要があり、強度的に不利であった。
【００１３】
▲５▼  ロッカアーム本体１６に対するカムフォロワ２２の抜止手段がなかったため、図１９のようにアッセンブルしたものを、内燃機関に組付けたり内燃機関から取外したりするときに、ロッカアーム本体１６からカムフォロワ２２が抜外れてばらけるおそれがあった。
【００１４】
本発明の目的は、上記の各課題を解決することができる内燃機関のバルブ特性制御装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る内燃機関のバルブ特性制御装置は、ロッカシャフトにロッカアームが揺動可能に挿着され、ロッカシャフトとは離間して設けられたカムシャフトにロッカアームを揺動させるカムが設けられ、ロッカアームには、カムにより押圧されるカムフォロワがその押圧方向及び戻り方向に上下往復摺動可能に挿着され、ロッカアームには、カムフォロワの上下往復摺動軌跡上に繰出して上下往復摺動を阻止しカムフォロワとロッカアームとの相対移動を拘束する拘束位置と、カムフォロワの上下往復摺動軌跡上から退避して上下往復摺動を許容しカムフォロワとロッカアームとの相対移動を許容する許容位置との間において、上下往復摺動とは直交方向、且つロッカアームの軸線とも直交方向に移動可能なカムフォロワ固定部材が設けられ、以上を共通の主要部としてさらに次の各手段が採られた。
【００１６】
（１）ロッカアームには、拘束位置側に移動するカムフォロワ固定部材がカムフォロワの側面に当接しないうちに、該カムフォロワ固定部材に当接してカムフォロワ固定部材を拘束位置に止めるストッパが設けられる。ストッパとしては、後述する第一実施形態のＣリング、第三・第四実施形態のバネ受け部材等を例示できるが、これらに限定されるものではない。
【００１７】
（２）拘束位置ではカムフォロワ固定部材の側面がカムフォロワの往動側の端面に当接するように構成され、カムフォロワ固定部材の側面と端面とで作る角部と、カムフォロワの往動側の端面と側面とで作る角部とが、共に略同一曲率の円弧状に形成される。
【００１８】
（３）カムフォロワ固定部材の側面に、拘束位置でカムフォロワの往動側の端面が当接する当接面が形成され、カムフォロワ固定部材における当接面より下方部位にバネ収納孔が形成され、カムフォロワ固定部材を許容位置側へ付勢するリターンスプリングが、バネ収納孔に収納されることでカムフォロワの往動側の端面より下方に設けられる。
【００１９】
（４）カムフォロワを復動側へ付勢するロストモーションスプリングが該カムフォロワと同芯上に設けられ、ロストモーションスプリングの外周を覆いカムフォロワと共に往復動する筒状カバーがカムフォロワに設けられ、筒状カバーの外周面がロッカアームに案内される。
【００２０】
（５）ロッカアームには、カムとは別のカムにより押圧されるローラが回動可能に支持され、ロッカアームには、ローラの近傍部位から該ロッカアームが駆動するバルブの近傍部位まで延びる油溝が設けられる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。実施対象の内燃機関は１気筒当り吸気バルブ２本、排気バルブ２本のいわゆる４バルブ式である。吸気バルブ側にも排気バルブ側にもバルブ特性制御装置が設けられているが、いずれ側も基本的構成は同じなので、便宜上、吸気バルブ側のバルブ特性制御装置のみを図示して説明する。
【００２２】
まず、図１〜図４は低速・中速・高速の３段階切替を行なう第一実施形態のバルブ特性制御装置を示している。図１に示すように、カムシャフト１１には、低速カム１３を挟んで両側に中速カム１２、高速カム１４が位置するようにそれぞれ設けられている。
【００２３】
この中速カム１２、低速カム１３、高速カム１４は、それぞれバルブタイミング及びバルブリフト量が異なるようにカムフェイスを備えている。すなわち、低速カム１３は、低速時において作用し、高速時に作用する高速カム１４よりも、吸気バルブのバルブタイミングに関しては、高速時よりも弁開時期が遅くなるように、弁閉時期が早くなるように設定されている。また、低速カム１３は、高速カム１４よりもバルブリフト量が小さくなるように設定されている。中速カム１２は、バルブタイミング及びバルブリフト量がそれぞれ低速カム１３及び高速カム１４のバルブタイミング及びバルブリフト量の間となるように設定されている。
【００２４】
カムシャフト１１の下方には、ロッカシャフト１５が平行に離間して配置されている。ロッカシャフト１５の外周には、ロッカアーム本体１６が揺動可能に挿着されている。ロッカアーム本体１６の中央部上面にはローラ１７が回動可能に支持され、低速カム１３に対して当接可能とされている。また、ロッカアーム本体１６の上面中央からは一対の腕部１８が一体的に延出され、腕部１８の先端部は押圧当接部１９が連結されている。押圧当接部１９の下方には吸気バルブ２０が配置され、押圧当接部１９により吸気バルブ２０が開閉駆動される。
【００２５】
ロッカアーム本体１６の両側部において、両側上面には断面円形をなす二つのガイド孔２１が下方に向かって穿設されている。ロッカアーム本体１６の両側部内には、ロッカシャフト１５の軸線と直交する方向に断面円形をなす二つの摺動孔２４が穿設されている（図２，３参照）。各摺動孔２４は各ガイド孔２１の下部と連通されている。各ガイド孔２１には円筒状のガイド筒４２が嵌合固定され、各ガイド筒４２に対しては、それぞれ略円柱状をなす中速カムフォロワ２２ｍと高速カムフォロワ２２ｈとが摺動可能に挿入されている。各カムフォロワ２２ｍ，２２ｈの上部である先端部には中速カム１２と高速カム１４とにそれぞれ当接される被押圧部２３が形成されている。
【００２６】
また、各ガイド筒４２外周にはコイルスプリング４３が配置され、コイルスプリング４３の上下両端は各カムフォロワ２２ｍ，２２ｈの被押圧部２３の下面とロッカアーム本体１６の上面とに係止されている。そして、コイルスプリング４３の付勢力は吸気バルブ２０の図示しない弁バネの付勢力よりも小さくされ、各カムフォロワ２２ｍ，２２ｈを上方へ付勢する。なお、ガイド筒４２の下端面は摺動孔２４内に突出しないように上部内周面と面一に配置されている。
【００２７】
また、各カムフォロワ２２ｍ，２２ｈの下部は、図２（ｂ）に示すように、摺動孔２４の軸心方向に沿った側面及び後述する油圧室２６ｍ，２２ｈ側の側面の計３側面が平面を有するように切削されて略四角柱状に形成され、当接脚部４１とされている。
【００２８】
各摺動孔２４の内底部には、それぞれ摺動孔２４と同一径の断面円形をなすとともに共通軸心を有する中速油圧室２６ｍと高速油圧室２６ｈとが形成されている。同油圧室２６ｍ，２６ｈは、それぞれロッカアーム本体１６の油路１６ａ、ロッカシャフト１５の内部に軸心方向に沿って形成された油路１５ａ（中速用と高速用とで独立している）等を介して、図示しないオイルポンプ（油圧駆動源）に接続されている。
【００２９】
各摺動孔２４にはカムフォロワ拘束部材としての略円柱状をなすカムフォロワ固定部材３４が摺動可能に配置されている。カムフォロワ固定部材３４は、基端部がピストン機能を備えるとともに、先端部側がカムフォロワを固定する機能の両機能を備えている。カムフォロワ固定部材３４は、図２に示すように、各カムフォロワ２２ｍ，２２ｈの往復動軌跡上から退避して各カムフォロワの往復動を許容する許容位置と、図３に示すように、各カムフォロワ２２ｍ，２２ｈの往復動軌跡上に繰出して、当接脚部４１の往動側の下部端面に当接して各カムフォロワ２２ｍ，２２ｈを拘束（移動を阻止）する拘束位置との間を移動可能とされている。
【００３０】
カムフォロワ固定部材３４は、その先端に中央から切り込み形成した係合溝４４が設けられ、係合溝４４を挟んで一対の側片４５を備えている。係合溝４４の終端はカムフォロワ固定部材３４の軸心方向の中央に位置する。また、両側片４５の下部間には、係合溝４４の終端から先端部側に延びる当接部４６が形成され、当接部４６の上面は平面をなす当接面４７とされている。また、当接部４６の係合溝４４終端面からの長さは、側片４５の係合溝４４終端面からの長さよりも短くされており、当接部４６の先端部と両側片４５との間は逃げ溝４８が形成されている。
【００３１】
そして、係合溝４４は、図２（ｂ）に示すように、各カムフォロワ２２ｍ，２２ｈの当接脚部４１が常時係入されて、互いに摺接可能とされている。すなわち、各カムフォロワ２２ｍ，２２ｈは、当接脚部４１が係合溝４４に係入された状態で上下移動可能とされており、また、カムフォロワ固定部材３４は、係合溝４４内に当接脚部４１が係入された状態で、摺動孔２４に沿って往復移動可能である。従って、各カムフォロワ２２ｍ，２２ｈはその当接脚部４１が側片４５にて規制されることにより、ガイド筒４２の軸心周りの回動が防止されている。
【００３２】
また、逃げ溝４８を区画する側片４５の内側面は、係合溝４４を区画する内側面と連続する平面とされており、同図に示すカムフォロワ固定部材３４が許容位置に位置するときにおいて、上下移動する当接脚部４１の係入及び係脱が可能である。
【００３３】
本実施形態では、摺動孔２４のカムフォロワ２２ｍ，２２ｈより反油圧室２６ｍ，２６ｈ側に環状溝２７が形成され、環状溝２７にはストッパの一例としてのＣリング２８が嵌着されている。Ｃリング２８の内径は摺動孔２４の内径より小さい。Ｃリング２８は、拘束位置側に移動するカムフォロワ固定部材３４の係合溝４４の終端がカムフォロワ２２ｍ，２２ｈの側面に当接しないうちに、該カムフォロワ固定部材３４の両側片４５の先端面に当接して、カムフォロワ固定部材３４を拘束位置に止めるものである。
【００３４】
また、カムフォロワ固定部材３４において、係合溝４４の終端面（カムフォロワ固定部材３４の中央部端面）には、バネ収納孔４９がカムフォロワ固定部材３４の軸心方向に沿って穿設されている。
【００３５】
当接脚部４１の油圧室側側面にはバネ受け部材５０が配置されている。バネ受け部材５０は、図３（ａ）に示すように、バネ収納孔４９の開口４９ａを閉鎖可能な大きさとされており、当接部４６の当接面４７上、及び側片４５の内側面を摺動可能とされている。バネ受け部材５０には円錐台状をなす係合突起５１が突出されている。コイルスプリング４０はバネ収納孔４９内に収納され、その一端はバネ受け部材５０の係合突起５１に嵌合係止され、他端はバネ収納孔４９の内底面に係止されている。このコイルスプリング４０にてカムフォロワ固定部材３４は油圧室２６ｍ，２６ｈ側（許容位置側）に常時付勢されている。
【００３６】
また、当接部４６の上下厚みβは、図２（ａ）に示すように、各カムフォロワ２２ｍ，２２ｈの非固定時（非拘束時）のとき移動量αよりも大きくされている。なお、この実施の形態では、各摺動孔２４の内底面から所定長さまでが各油圧室２６ｍ，２６ｈを構成している。
【００３７】
前記ロッカアーム本体１６、及びロッカアーム本体１６内に組み込まれる各カムフォロワ２２ｍ，２２ｈ、油圧室２６ｍ，２６ｈ、カムフォロワ固定部材３４、コイルスプリング４３、コイルスプリング４０等により、ロッカシャフト１５の油路１５ａから供給される作動油により駆動されるバルブ特性制御機構が構成されている。また、このバルブ特性制御機構、中速カム１２、低速カム１３、高速カム１４、カムシャフト１１等によりバルブ特性制御装置が構成されている。
【００３８】
さて、上記のように構成された内燃機関のバルブ特性制御装置の作用を説明する。なお、中速カム１２、高速カム１４にて駆動される各カムフォロワ２２ｍ，２２ｈの作動は同様であるため、図３に両カムフォロワ２２ｍ，２２ｈを択一的に示して説明する。
【００３９】
（１）図２（ａ）（ｂ）は、内燃機関が低速で回転している状態において、中速カム及び高速カムにて駆動されるカムフォロワ２２ｍ，２２ｈ側のバルブ特性制御機構の状態を示している。この状態は、図示しないオイルポンプから、油路１５ａ，１６ａを介しての作動油の供給が停止されて、コイルスプリング４０の付勢力により、カムフォロワ固定部材３４が油圧室２６ｍ，２６ｈの内底面に当接した状態とされ、従って、カムフォロワ固定部材３４は、許容位置に位置している状態である。
【００４０】
この結果、各カムフォロワ２２ｍ，２２ｈは、カムフォロワ固定部材３４にて固定（拘束）されていないため、フリーの状態である。この状態で中速カム１２及び高速カム１４のカムリフトが生じても、吸気バルブ２０の弁バネの付勢力により、吸気バルブ２０とロッカアーム本体１６とは偏倚しているため、中速カム１２及び高速カム１４にてカムフォロワ２２ｍ，２２ｈが被押圧部２３にて押圧されても、コイルスプリング４３に抗して、図２（ａ）の実線に示す下方位置と、二点鎖線で示す上方位置との間を上下動する。この結果、ロッカアーム本体１６は中速カム１２及び高速カム１４にては駆動されない。
【００４１】
従って、ロッカアーム本体１６は、低速カム１３のカムリフトが生じた時に、同カムによりローラ１７を介して押圧されることにより、ロッカシャフト１５を中心に揺動し、吸気バルブ２０を開閉駆動する。
【００４２】
（２）次に、図３（ａ）（ｂ）は、内燃機関が中速で回転している状態において、中速カム１２にて駆動される中速カムフォロワ２２ｍ側のバルブ特性制御機構の状態を示している。この状態は、図２の状態から、図示しない切替バルブにより油路が切替えられ、図示しないオイルポンプから、油路１５ａ，１６ａを介しての作動油の供給がなされ、コイルスプリング４０の付勢力に抗して、カムフォロワ固定部材３４が中速油圧室２６ｍの内底面から離間した状態とされ、従って、カムフォロワ固定部材３４は、拘束位置に位置している状態である。
【００４３】
図２の状態から図３の状態に移行する場合、中速カム１２のカムリフトが生じていないときに行われる。中速カム１２のカムリフトが生じていないときは、コイルスプリング４３の付勢力により、中速カムフォロワ２２ｍは図２（ａ）の二点鎖線に位置し、その下部は、図３（ａ）の実線位置に位置している。
【００４４】
この状態で、油路が切替えられ、図示しないオイルポンプから、油路１５ａ，１６ａを介しての作動油の供給がなされると、カムフォロワ固定部材３４がコイルスプリング４０に抗して油圧により作動される。カムフォロワ固定部材３４は、摺動孔２４（中速油圧室２６ｍを含む）を摺動するときに、中速カムフォロワ２２ｍの当接脚部４１を係合溝４４にて摺接しながら移動する。拘束位置側に移動するカムフォロワ固定部材３４の係合溝４４の終端がバネ受け部材５０を介して中速カムフォロワ２２ｍの側面に当接しないうちに、Ｃリング２８が、カムフォロワ固定部材３４の両側片４５の先端面に当接して、カムフォロワ固定部材３４を拘束位置に止める。そして、カムフォロワ固定部材３４は、その当接部４６の当接面４７にて中速カムフォロワ２２ｍの当接脚部４１の面に当接し、中速カムフォロワ２２ｍを拘束する。なお、図２（ａ）、図３（ａ）においては、説明の便宜上、中速カム１２は省略しているが、被押圧部２３は常時中速カム１２に対して当接されているため、中速カムフォロワ２２ｍが図３（ａ）の実線位置より上方に移動することはない。
【００４５】
そして、次に中速カム１２のカムリフトが生じたとき、中速カムフォロワ２２ｍはカムフォロワ固定部材３４にて拘束され、ロッカアーム本体１６と一体的に固定されて移動できないため、ロッカアーム本体１６が揺動されて、吸気バルブ２０が作動される。このとき、上記の通り、カムフォロワ固定部材３４の係合溝４４の終端はバネ受け部材５０を介してカムフォロワ２２ｍ，２２ｈの側面に当接していないので、図２０に矢印で示すように、カムフォロワ２２が、中速カム１２の摺接によりコックしたとしても、カムフォロワ固定部材３４を許容位置側へ押し戻すことはなく、異常挙動は発生しない。
【００４６】
なお、この中速カム１２のカムリフトが生じたとき、中速カムフォロワ２２ｍは被押圧部２３に中速カム１２から押圧され、この押圧力は中速カムフォロワ２２ｍの下部に当接しているカムフォロワ固定部材３４の当接部４６が受ける。そして、カムフォロワ固定部材３４は、図３に示すように、摺動孔２４の内周面下部２４ａ、すなわち、ロッカアーム本体１６にて支持されているため、カムフォロワ固定部材３４には、摺動孔２４の支持部としての内周面下部２４ａと中速カムフォロワ２２ｍとの間において圧縮力のみが働くことになり、カムフォロワ固定部材３４に対してせん断力が働くことはない。
【００４７】
（３）次に、内燃機関が高速で回転している状態についても、前記図３により説明できる。この状態は、前記中速の状態から、図示しない切替バルブにより油路が切替えられ、図示しないオイルポンプから油路１５ａ，１６ａを介しての作動油の供給がなされ、コイルスプリング４０の付勢力に抗して、カムフォロワ固定部材３４が高速油圧室２６ｈの内底面から離間した状態とされ、従って、カムフォロワ固定部材３４は、拘束位置に位置している状態である。
【００４８】
従って、前記中速状態の説明において、中速カム１２を高速カム１４と、中速カムフォロワ２２ｍを高速カムフォロワ２２ｈと、中速油圧室２６ｍを高速油圧室２６ｈと、それぞれ読み替えることにより、前記中速状態に準ずる作用で高速カムフォロワ２２ｈが拘束され、高速カム１４によりロッカアーム本体１６が揺動されて、吸気バルブ２０が作動される。そして、カムフォロワ２２が、高速カム１４の摺接によりコックしたとしても、カムフォロワ固定部材３４を許容位置側へ押し戻すことはなく、異常挙動は発生しない。
【００４９】
（４）次に、図３の状態から図２の状態に移行する場合、図示しない切替バルブにより油路が切替えられ、図示しないオイルポンプからの作動油の供給が停止されると、コイルスプリング４０の付勢力により、カムフォロワ固定部材３４が各油圧室２６ｍ，２６ｈの内底面に当接するまで移動する。従って、カムフォロワ固定部材３４は、許容位置に位置した状態となり、前記低速状態となる。
【００５０】
その他、本実施形態のバルブ特性制御装置は下記の効果も奏する。
【００５１】
▲１▼  カムフォロワ固定部材３４は丸棒材を加工すればよく、摺動孔２４も断面円状に加工すればよいので、これらの加工と組み付けを簡単に行うことができる。
【００５２】
▲２▼  カムフォロワ固定部材３４は一つの部材でピストン機能とカムフォロワ固定機能の両機能を持たせるようにしたため、部品点数及び組付工数を減らすことができ、コストの低減を図ることができる。
【００５３】
▲３▼  カムフォロワ固定部材３４には、摺動孔２４の摺動孔内周面下部２４ａとカムフォロワ２２ｍ，２２ｈとの間において圧縮力のみが働くことにより、せん断力が働くことはない。従って、摺動孔２４に、せん断力に耐えるための高剛性を持たせる必要はなく、断面積を大きくする必要がなくなるため、カムフォロワ固定部材３４の小型・軽量化を図ることができる。
【００５４】
▲４▼  カムフォロワ２２ｍ，２２ｈはその当接脚部４１が両側片４５にて規制されることにより、ガイド筒４２の軸心周りの回動が防止できるので、該回動防止のための他部品が不要である。
【００５５】
次に、図５〜図７に示す第二実施形態のバルブ特性制御装置は、カムフォロワ２２ｍ，２２ｈとカムフォロワ固定部材３４とバネ受け部材５０の各構造において第一実施形態と相違するものであり、第一実施形態と共通する部分については、説明及び図示の一部を省略する。
【００５６】
各カムフォロワ２２ｍ，２２ｈの当接脚部４１は、第一実施形態のように３側面が平面状に切削されるのでなく、基本的には略円柱状に形成され、従って、当接脚部４１の往動側の下端面と油圧室２６ｍ，２６ｈ側の側面とで作る角部４１ａは円弧状になっている。但し、当接脚部４１の下端面における摺動孔２４の軸心方向に沿った両側縁は、摺動孔２４に収まるように、面取りされている。また、当接脚部４１の油圧室２６ｍ，２２ｈ側の側面の途中部は、小四角形の平面状に切削されて凹所４１ｂが形成され、凹所４１ｂの下端面が抜止用係合面４１ｃとなっている。
【００５７】
カムフォロワ固定部材３４は、第一実施形態にあった側片４５と逃げ溝４８とが省略され、形状が簡略化されている。一方、当接部４６の端面の中央部が断面円弧状に凹設されることにより、当接部４６の当接面４７（側面）と端面とで作る角部４６ａが、前記角部４１ａと略同一曲率の円弧状に形成されている。
【００５８】
バネ受け部材５０は、当接脚部側の面の中央部がその上部を除いて断面円弧状に凹設され、その上部は平面状の抜止用係合部５０ａとなっている。本実施形態では、この抜止用係合部５０ａが当接脚部４１の凹所４１ｂに当接することにより、各カムフォロワ２２ｍ，２２ｈの回動が防止されている。
【００５９】
本実施形態のバルブ特性制御装置の作用を、第一実施形態の作用と共通する部分は簡略化し、相違する部分を中心に説明する。
【００６０】
（１）図５（ａ）（ｂ）（ｃ）は、第一実施形態の図２に相当する内燃機関の低速状態を示し、カムフォロワ固定部材３４は許容位置に位置する。各カムフォロワ２２ｍ，２２ｈはフリーの状態となり、中速カム１２及び高速カム１４にて押圧されても、図５（ａ）の実線に示す下方位置と二点鎖線で示す上方位置との間を上下動する。従って、ロッカアーム本体１６は、低速カム１３によりローラ１７を介して押圧され、ロッカシャフト１５を中心に揺動し、吸気バルブを開閉駆動する。
【００６１】
（２）次に、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）は、第一実施形態の図３に相当する内燃機関の中速状態を示し、カムフォロワ固定部材３４は拘束位置に位置する。カムフォロワ固定部材３４が摺動孔２４を摺動し始める時に、カムフォロワ固定部材３４の角部４６ａと中速カムフォロワ２２ｍの角部４１ａとが、強く接触することがある。しかし、両角部４６ａ，４１ａは共に略同一曲率の円弧状に形成されており、所定スペースにおける接触距離が従来の直線状の場合より長くいため、摩耗や変形が生じにくく、耐久性が高い。なお、第一実施形態と異なり、カムフォロワ固定部材３４は、係合溝４４の終端がバネ受け部材５０を介して中速カムフォロワ２２ｍの側面に当接することにより、拘束位置に止まる。中速カムフォロワ２２ｍが中速カム１２にて押圧されると、中速カムフォロワ２２ｍとともにロッカアーム本体１６が揺動し、吸気バルブを開閉駆動する。
【００６２】
（３）次に、内燃機関の高速状態についても、前記図６により説明できる。すなわち、前記中速状態の説明において、中速カム１２を高速カム１４と、中速カムフォロワ２２ｍを高速カムフォロワ２２ｈと、それぞれ読み替えることにより、前記中速状態に準ずる作用で高速カムフォロワ２２ｈが拘束され、高速カム１４によりロッカアーム本体１６が揺動されて、吸気バルブが作動される。この移行時においても、両角部４６ａ，４１ａの摩耗や変形が生じにくい。
【００６３】
（４）次に、図６の状態から図５の状態に移行する場合、コイルスプリング４０の付勢力により、カムフォロワ固定部材３４が各油圧室２６ｍ，２６ｈの内底面に当接するまで移動する。従って、カムフォロワ固定部材３４は、許容位置に位置した状態となり、前記低速状態となる。この移行時においても、両角部４６ａ，４１ａの摩耗や変形が生じにくい。
【００６４】
その他、本実施形態において、カムフォロワ２２ｍ，２２ｈをロッカアーム本体１６に挿着するときには、摺動孔２４からバネ受け部材５０を奥に押込みながら、カムフォロワ２２ｍ，２２ｈをガイド筒４２に挿入し、抜止用係合面４１ｃが抜止用係合部５０ａを超えるようにすればよい。この挿着後に、カムフォロワ２２ｍ，２２ｈがロッカアーム本体１６から抜けようとしても、抜止用係合面４１ｃが抜止用係合部５０ａに係合してその抜けを阻止する。従って、図５のようにアッセンブルしたバルブ特性制御装置を、内燃機関に組付けたり内燃機関から取外したりするときに、カムフォロワ２２が抜外れてばらけるおそれがなく、作業性が良くなる。
【００６５】
次に、図８〜図１０に示す第三実施形態のバルブ特性制御装置は、カムフォロワ２２ｍ，２２ｈとカムフォロワ固定部材３４とバネ受け部材５０の各構造において第一実施形態と相違するものであり、第一実施形態と共通する部分については、説明及び図示の一部を省略する。
【００６６】
各カムフォロワ２２ｍ，２２ｈの当接脚部４１は、略円柱状の下端面の中央部が摺動孔２４の軸心方向に沿って断面矩形状に切欠かれることにより、一対の側片４１ｄと内端面４１ｅとが形成されている。
【００６７】
カムフォロワ固定部材３４は、第一実施形態にあった側片４５と逃げ溝４８とが省略され、形状が簡略化されている。一方、カムフォロワ固定部材３４の両側部には摺動孔２４の軸心方向に沿って平面状の案内面３４ａが形成され、これに前記両側片４１ｄが摺動可能に嵌合してカムフォロワ２２ｍ，２２ｈの回動を防止している。また、カムフォロワ固定部材３４の中央部には平面状の当接面４７が比較的高い位置に形成され、カムフォロワ固定部材３４の端部には当接面４７より低い位置に平面状の逃げ面３４ｂが形成されている。そして、カムフォロワ固定部材３４における当接面４７より下方部位（従って内端面４１ｅより下方部位）にバネ収納孔４９が形成され、リターンスプリングとしてコイルスプリング４０が収納されている。
【００６８】
バネ受け部材５０は、摺動孔２４のカムフォロワ２２より反油圧室２６ｍ，２６ｈ側に取り付けられ、第一実施形態の係合突起５１に代えて、コイルスプリング４０の嵌合する凹所５２が形成されている。このバネ受け部材５０はカムフォロワ固定部材３４のストッパとしても機能する。
【００６９】
本実施形態のバルブ特性制御装置の作用を、第一実施形態の作用と共通する部分は簡略化し、相違する部分を中心に説明する。
【００７０】
（１）図８（ａ）（ｂ）（ｃ）は、第一実施形態の図２に相当する内燃機関の低速状態を示し、カムフォロワ固定部材３４の当接面４７は許容位置に位置する。なお、逃げ面３４ｂは、カムフォロワ２２ｍ，２２ｈの下方に位置するが、往動する内端面４１ｅには当接しないので、結局、カムフォロワ２２ｍ，２２ｈの往復動軌跡上に位置するとはいえない。従って、各カムフォロワ２２ｍ，２２ｈはフリーの状態となり、中速カム１２及び高速カム１４にて押圧されても、図８（ａ）の実線に示す下方位置と二点鎖線で示す上方位置との間を上下動する。従って、ロッカアーム本体１６は、低速カム１３によりローラ１７を介して押圧され、ロッカシャフト１５を中心に揺動し、吸気バルブを開閉駆動する。
【００７１】
（２）次に、図９（ａ）（ｂ）（ｃ）は、第一実施形態の図３に相当する内燃機関の中速状態を示し、カムフォロワ固定部材３４の当接面４７は拘束位置に位置する。拘束位置側に移動するカムフォロワ固定部材３４の係合溝４４の終端が中速カムフォロワ２２ｍの側面に当接しないうちに、バネ受け部材５０が、カムフォロワ固定部材３４の先端面に当接して、カムフォロワ固定部材３４を拘束位置に止める。当接面４７は中速カムフォロワ２２ｍの内端面４１ｅに当接し、中速カムフォロワ２２ｍを拘束する。中速カムフォロワ２２ｍが中速カム１２にて押圧されると、中速カムフォロワ２２ｍとともにロッカアーム本体１６が揺動し、吸気バルブを開閉駆動する。
【００７２】
（３）次に、内燃機関の高速状態についても、前記図９により説明できる。すなわち、前記中速状態の説明において、中速カム１２を高速カム１４と、中速カムフォロワ２２ｍを高速カムフォロワ２２ｈと、それぞれ読み替えることにより、前記中速状態に準ずる作用で高速カムフォロワ２２ｈが拘束され、高速カム１４によりロッカアーム本体１６が揺動されて、吸気バルブが作動される。この移行時においても、両角部４６ａ，４１ａの摩耗や変形が生じにくい。
【００７３】
（４）次に、図９の状態から図８の状態に移行する場合、コイルスプリング４０の付勢力により、カムフォロワ固定部材３４が各油圧室２６ｍ，２６ｈの内底面に当接するまで移動する。従って、カムフォロワ固定部材３４の当接面４７は、許容位置に位置した状態となり、前記低速状態となる。この移行時においても、両角部４６ａ，４１ａの摩耗や変形が生じにくい。
【００７４】
本実施形態によれば、コイルスプリング４０がカムフォロワ２２ｍ，２２ｈの内端面４１ｅより下方に設けられることにより、カムフォロワ固定部材３４の形状が大幅に簡略化されている。また、このバネ受け部材５０がカムフォロワ固定部材３４のストッパとしても機能するので、部品点数を削減できる。
【００７５】
なお、図１１に示す変形例のように、カムフォロワ固定部材３４の当接面４７と、カムフォロワ２２ｍ，２２ｈの内端面４１ｅとを、共に断面円弧状に形成し、当接面積を増加させることもできる。
【００７６】
次に、図１２〜図１４に示す第四実施形態のバルブ特性制御装置は、カムフォロワ２２ｍ，２２ｈとカムフォロワ固定部材３４とバネ受け部材５０の各構造と、カムフォロワ２２ｍ，２２ｈに筒状カバー５３が設けられた点において、第三実施形態と相違するものであり、第一実施形態及び第三実施形態と共通する部分については、説明及び図示の一部を省略する。
【００７７】
各カムフォロワ２２ｍ，２２ｈの当接脚部４１は、略円柱状に形成され、カムフォロワ２２ｍ，２２ｈを復動側へ付勢するコイルスプリング４３がカムフォロワ２２ｍ，２２ｈと同芯上に設けられている。さらに、コイルスプリング４３の外周を覆いカムフォロワ２２ｍ．２２ｈと共に往復動する筒状カバー５３が、その上端の端壁５３ａにおいてカムフォロワ２２ｍ，２２ｈに固定され、筒状カバー５３の外周面がロッカアーム本体１６のガイド孔２１に案内されている（前記ガイド筒４２に案内されてもよい）。従って、ガイド孔２１に案内される筒状カバー５３の外径が、従来のガイド筒４２に案内されるカムフォロワ２２の外径より太くなり、強度的に有利であるとともに、コックも起きにくい。
【００７８】
カムフォロワ固定部材３４は、第一実施形態のカムフォロワ固定部材３４のバネ収納孔４９を第三実施形態のカムフォロワ固定部材３４のように当接面４７より下方部位に移した構造となっている。
【００７９】
バネ受け部材５０は平板状で、第三実施形態のバネ受け部材５０より簡略化されている。
【００８０】
従って、本実施形態のバルブ特性制御装置の作用は、基本的に第一実施形態と第三実施形態との組合わせであるから、図２及び図８に相当する図１２と、図３及び図９に相当する図１３とを示して、説明を省略する。
【００８１】
なお、図１５に示す変形例のように、当接脚部４１を一回り太くし、その両側部を平面状に切削して係合溝４４に係合させることもできる。
【００８２】
次に、図１６は前記各実施形態に適用可能な第一変更例であって、ロッカアーム本体に挿着されたカムフォロワ２２ｍ，２２ｈがロッカアーム本体から抜外れるのを阻止する抜止部材が設けられている。この抜止部材は、カムフォロワ２２ｍ，２２ｈ（又は筒状カバー５３）の周面に形成された環状溝５５に拡縮可能に嵌合されたＣリング５６であって、ガイド筒４２（又はガイド孔２１）にはＣリング５６が下方から係止可能な段差部５７が形成されている。
【００８３】
図１６（ａ）に示すように、カムフォロワ２２ｍ，２２ｈがロッカアーム本体に挿着されるときには、Ｃリング５６が環状溝５５内に縮径してその挿着を許容し、図１６（ｂ）に示すように、挿着後にはＣリング５６が環状溝５５と段差部５７にまたがるように拡径してカムフォロワ２２ｍ，２２ｈがガイド筒４２から抜外れるのを阻止する。従って、バルブ特性制御装置を内燃機関に組付けたり内燃機関から取外したりするときに、カムフォロワ２２ｍ，２２ｈが抜外れてばらけるおそれがなく、作業性が良くなる。
【００８４】
図１７は第一変更例の改良例であって、図１６の環状溝５５の下部に環状溝５５より浅い支持溝５８を設け、図１７（ｂ）に示すように、Ｃリング５６が環状溝５５と段差部５７にまたがったときに、支持溝５８がＣリング５６を内周から支持してその縮径を防止するようにしたものである。
【００８５】
次に、図１８は前記各実施形態に適用可能な第二変更例であって、ロッカアーム本体１６の押圧当接部１９には、ローラ１７の近傍部位から吸気バルブ２０の近傍部位まで延びる油溝６０が設けられている。ローラ１７と腕部１８との間に溜まった潤滑油が油溝６０を通って吸気バルブ２０の近傍まで流れるので、押圧当接部１９と吸気バルブ２０との当接部の潤滑を図ることができる。
【００８６】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
（１）吸気バルブのみ又は排気バルブのみのバルブ特性を制御するバルブ特性制御装置に具体化すること。
（２）低速・高速の２段階切替、作動・休止の２段階切替、低速・高速・休止の３段階切替等の各種バルブ特性制御装置に具体化すること。
【００８８】
【発明の効果】
請求項１の発明に係る内燃機関のバルブ特性制御装置によれば、カムフォロワ固定部材の形状を簡略化することができる。
【００８９】
請求項２の発明に係る内燃機関のバルブ特性制御装置によれば、カムフォロワの角部とカムフォロワ固定部材の角部との接触による摩耗や変形を軽減でき、耐久性を向上させることができるとともに、カムフォロワ固定部材の形状を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係るバルブ特性制御装置を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は同バルブ特性制御装置の低速時における側断面図、（ｂ）は同じく平断面図、（ｃ）は同じく要部正面図である。
【図３】（ａ）は同バルブ特性制御装置の中速時又は高速時における側断面図、（ｂ）は同じく平断面図、（ｃ）は同じく要部正面図である。
【図４】同バルブ特性制御装置のカムフォロワ固定部材の斜視図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係るバルブ特性制御装置を示し、（ａ）は低速時における側断面図、（ｂ）は同じく平断面図、（ｃ）は同じく要部正面図である。
【図６】（ａ）は同バルブ特性制御装置の中速時又は高速時における側断面図、（ｂ）は同じく平断面図、（ｃ）は同じく要部正面図である。
【図７】同バルブ特性制御装置のカムフォロワとカムフォロワ固定部材の分解斜視図である。
【図８】本発明の第三実施形態に係るバルブ特性制御装置を示し、（ａ）は低速時における側断面図、（ｂ）は同じく平断面図、（ｃ）は同じく要部正面図である。
【図９】（ａ）は同バルブ特性制御装置の中速時又は高速時における側断面図、（ｂ）は同じく平断面図、（ｃ）は同じく要部正面図である。
【図１０】同バルブ特性制御装置のカムフォロワとカムフォロワ固定部材の分解斜視図である。
【図１１】同バルブ特性制御装置の変形例のカムフォロワとカムフォロワ固定部材の分解斜視図である。
【図１２】本発明の第四実施形態に係るバルブ特性制御装置を示し、（ａ）は低速時における側断面図、（ｂ）は同じく平断面図、（ｃ）は同じく要部正面図である。
【図１３】（ａ）は同バルブ特性制御装置の中速時又は高速時における側断面図、（ｂ）は同じく平断面図、（ｃ）は同じく要部正面図である。
【図１４】同バルブ特性制御装置のカムフォロワとカムフォロワ固定部材の分解斜視図である。
【図１５】同バルブ特性制御装置の変形例のカムフォロワとカムフォロワ固定部材の分解斜視図である。
【図１６】前記各実施形態に適用可能な第一変更例を示し、（ａ）はカムフォロワ挿着時の要部断面図、（ｂ）はカムフォロワ挿着後の要部断面図、（ｃ）はＣリングの平面図である。
【図１７】第一変更例の改良例を示し、（ａ）はカムフォロワ挿着時の要部断面図、（ｂ）はカムフォロワ挿着後の要部断面図、（ｃ）はＣリングの平面図である。
【図１８】前記各実施形態に適用可能な第二変更例を示す要部斜視図である。
【図１９】本発明の先行発明のバルブ特性制御装置を示し、（ａ）は低速時における側断面図、（ｂ）は同じく平断面図である。
【図２０】（ａ）は同バルブ特性制御装置の中速時又は高速時における側断面図、（ｂ）は同じく平断面図である。
【符号の説明】
１１    カムシャフト
１２    中速カム
１３    低速カム
１４    高速カム
１５    ロッカシャフト
１６    ロッカアーム本体
１７    ローラ
１８    腕部
１９    押圧当接部
２０    吸気バルブ
２１    ガイド孔
２２ｈ  高速カムフォロワ
２２ｍ  中速カムフォロワ
２４    摺動孔
２８    ストッパとしてのＣリング
３４    カムフォロワ固定部材
４０    リターンスプリングとしてのコイルスプリング
４１    当接脚部
４１ａ  角部
４１ｅ  内端面
４２    ガイド筒
４３    ロストモーションスプリングとしてのコイルスプリング
４６    当接部
４６ａ  角部
４７    当接面
４９    バネ収納孔
５０    バネ受け部材
５０ａ  抜止部材としての抜止用係合部
５３    筒状カバー
５５    環状溝
５６    Ｃリング
５７    段差部
６０    油溝
【図１】
0003998095.tif 000002
【図２】
0003998095.tif 000003
【図３】
0003998095.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0003998095.tif 000007
【図７】
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【図８】
0003998095.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003998095.tif 000011
【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】
0003998095.tif 000017
【図１７】
0003998095.tif 000018
【図１８】
0003998095.tif 000019
【図１９】
0003998095.tif 000020
【図２０】
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