(57)【要約】【課題】カムロブ部材を作動状態または停止状態に切替可能とする。【課題手段】内燃機関の可変動弁装置Ａは、駆動軸１０に固定された駆動アーム２０に連結され駆動軸に対し偏心配置された第１環状部材４０と、第１環状部材に連結機構５０を介して連結されたカムロブ部材６０と、第１環状部材を駆動軸に対する偏心位置に回転可能に支持する偏心支持部７１を有し、偏心位置を変更すべく駆動軸に対し回転可能である第２環状部材７０とを備える。連結機構は、第２リンク部材５１と、リンク拘束部材１００と、クラッチ機構１１０とを備え、第２リンク部材は、リンク拘束部材に接続される第２端５５を有し、リンク拘束部材は、駆動軸に回転可能に配置され、第２端を、駆動軸の軸心Ｘから一定の半径方向距離Ｒ１を隔てた位置に拘束し、クラッチ機構は、リンク拘束プレートとカムロブ部材とを係合および離脱させる。【選択図】図３
2016138538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸からの駆動力により回転駆動される駆動軸と、
前記駆動軸に固定された駆動アームと、
前記駆動アームに第１リンク部材を介して連結され、前記駆動軸に対して偏心して配置された第１環状部材と、
前記第１環状部材に連結機構を介して連結され、前記駆動軸に回転可能に配置されたカムロブ部材と、
前記第１環状部材を前記駆動軸に対する偏心位置に回転可能に支持する偏心支持部を有し、前記偏心位置を変更すべく前記駆動軸に対し回転可能である第２環状部材と、
を備え、
前記連結機構は、第２リンク部材と、リンク拘束部材と、クラッチ機構とを備え、
前記第２リンク部材は、前記第１環状部材に接続される第１端と、前記リンク拘束部材に接続される第２端とを有し、
前記リンク拘束部材は、前記駆動軸に回転可能に配置され、前記第２リンク部材の前記第２端を、前記駆動軸の軸心から一定の半径方向距離を隔てた位置に拘束し、
前記クラッチ機構は、前記リンク拘束プレートと前記カムロブ部材とを係合および離脱させる、
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関において、吸気弁もしくは排気弁またはこれらを駆動するカムの作用角を可変にする可変動弁装置が知られている。例えば、駆動軸に、カムロブが形成されたカムロブ部材を回転可能に取り付け、駆動軸に対するカムロブ部材の回転位相を周期的に変化させることで、作用角を可変にする可変動弁装置が特許文献１に開示されている。この装置においては、駆動軸からの回転駆動力を、第１環状部材としてのドライブディスクを介してカムロブ部材に伝達する。駆動軸に対するドライブディスクの偏心位置を変化させることで作用角が変更される。ドライブディスクは、第２環状部材としてのコントロールスリーブの偏心穴に嵌合され、コントロールスリーブを回転させることでドライブディスクの偏心位置が変更される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２０２４４号公報
【特許文献２】特開平６−１７６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したタイプの可変動弁装置にあって、カムロブ部材を必要に応じて作動状態または停止状態に切り替える要請がある。例えば、全気筒のうちの一部の気筒を選択的に休止させるためである。しかし、特許文献１はこうした要請に未対応である。
【０００５】
なお、特許文献２には、作動停止可能カムをカム軸上で軸方向に摺動させ、作動停止可能カムに付設された爪クラッチを係合・切断することで、作動停止可能カムを作動状態または停止状態に切り替えることが記載されている。しかし、特許文献２の装置は、可変動弁機構を備えておらず、特許文献１の装置と基本構造が根本的に異なるため、特許文献２の構成を特許文献１の構成に適用するのは非常に困難である。
【０００６】
そこで、本発明は上記事情に鑑みて創案され、その目的は、駆動軸に対する第１環状部材の偏心位置を変化させることで作用角を変更可能な内燃機関の可変動弁装置にあって、カムロブ部材を作動状態または停止状態に切替可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、
クランク軸からの駆動力により回転駆動される駆動軸と、
前記駆動軸に固定された駆動アームと、
前記駆動アームに第１リンク部材を介して連結され、前記駆動軸に対して偏心して配置された第１環状部材と、
前記第１環状部材に連結機構を介して連結され、前記駆動軸に回転可能に配置されたカムロブ部材と、
前記第１環状部材を前記駆動軸に対する偏心位置に回転可能に支持する偏心支持部を有し、前記偏心位置を変更すべく前記駆動軸に対し回転可能である第２環状部材と、
を備え、
前記連結機構は、第２リンク部材と、リンク拘束部材と、クラッチ機構とを備え、
前記第２リンク部材は、前記第１環状部材に接続される第１端と、前記リンク拘束部材に接続される第２端とを有し、
前記リンク拘束部材は、前記駆動軸に回転可能に配置され、前記第２リンク部材の前記第２端を、前記駆動軸の軸心から一定の半径方向距離を隔てた位置に拘束し、
前記クラッチ機構は、前記リンク拘束プレートと前記カムロブ部材とを係合および離脱させる、
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、駆動軸に対する第１環状部材の偏心位置を変化させることで作用角を変更可能な内燃機関の可変動弁装置にあって、カムロブ部材を作動状態または停止状態に切替可能とすることができるという、優れた効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る可変動弁装置の外観を示す側面図である。
【図２】カム軸アセンブリの部分斜視図であり、クラッチ機構が係合状態にある。
【図３】図２のカム軸アセンブリの縦断側面図である。
【図４】駆動ディスクの斜視図である。
【図５】第１および第２リンク部材の斜視図である。
【図６】カムロブ部材の後方斜視図である。
【図７】カムロブ部材の前方斜視図である。
【図８】リンク拘束プレートの後方斜視図である。
【図９】リンク拘束プレートの前方斜視図である。
【図１０】可動ピン部材の前方斜視図である。
【図１１】可動ピン部材の後方斜視図である。
【図１２】可変動弁装置の作動を示す概略正面図である。
【図１３】作用角変化の一例を示すグラフである。
【図１４】カム軸アセンブリの部分斜視図であり、クラッチ機構が離脱状態にある。
【図１５】図１４のカム軸アセンブリの縦断側面図である。
【図１６】カム軸アセンブリの別の縦断側面図であり、クラッチ機構が離脱状態にある。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき説明する。
【００１１】
図１に、本実施形態に係る可変動弁装置の外観を示す。可変動弁装置Ａは、カム軸アセンブリＢと、制御軸アセンブリＣと、これらカム軸アセンブリＢおよび制御軸アセンブリＣを回転自在に支持する軸受アセンブリＤとを含む。軸受アセンブリＤは、シリンダヘッド（図示せず）上に固定されたカムハウジングアセンブリ（図示せず）上に載置固定されるものである。
【００１２】
図示例は直列４気筒の内燃機関（エンジン）に適用されるものである。エンジンは＃１〜＃４の４つの気筒を有する。クランク軸（図示せず）と、後述する駆動軸１０の軸心すなわち中心軸Ｘとは、エンジンの長さ方向もしくは前後方向に延びている。以下、特に断らない限り、駆動軸１０の中心軸Ｘの方向を「軸方向」、軸方向の一端側を「前」、軸方向の他端側を「後」という。「前」を符号Ｆｒ、「後」を符号Ｒｒで表す。また駆動軸１０の中心軸Ｘを基準とした半径方向および周方向をそれぞれ単に「半径方向」および「周方向」という。駆動軸１０の回転方向を符号Ｋで表す。シリンダ中心軸の方向における上死点側を「上」、下死点側を「下」という。
【００１３】
図示例は、可変動弁装置Ａを吸気側にのみ適用したものである。しかしながら可変動弁装置Ａは、排気側にのみ適用してもよいし、吸気側および排気側の両方に適用してもよい。可変動弁装置Ａは、各気筒に設けられた２つの吸気弁１０２をそれぞれ駆動する。エンジンの用途、種類、形式等も任意である。本実施形態のエンジンは車両用火花点火式内燃機関である。
【００１４】
本実施形態のエンジンは、全４気筒のうち２気筒を選択的に休止させることができる減筒運転可能エンジンとして構成されている。各気筒の点火順序は＃１，＃３，＃４，＃２の順であり、このうち＃１，＃４気筒は常時稼動される気筒（「常時稼動気筒」という）、＃２，＃３気筒は選択的に休止可能な気筒（「休止可能気筒」という）である。このため、可変動弁装置Ａにおいても、＃１，＃４気筒と＃２，＃３気筒とで若干異なる構成がなされている。便宜上、以下の説明では、まず休止可能気筒である＃２気筒の構成について説明し、次いで常時稼動気筒である＃１気筒の構成について説明する。
【００１５】
図２および図３にも示すように、カム軸アセンブリＢは、クランク軸からの駆動力により回転駆動される駆動軸１０を有する。駆動軸１０はエンジンのほぼ全長に亘って延びている。駆動軸１０の前端部１１は、カムハウジングアセンブリの前端部に取りつけられた前端部軸受アセンブリＤ１によって回転可能に支持される。前端部１１には、軸方向ないしスラスト方向に駆動軸１０を位置決めするための一対のフランジ１２が設けられる。また後側のフランジ１２の後面に隣接して、スペーサ１３が着脱可能に設けられる。駆動軸１０において、前端部１１ないし後側フランジ１２の後方には、より小径の軸部１４が延びており、スペーサ１３はこの軸部１４の外側に嵌合される。
【００１６】
駆動軸１０の前端部１１の前側には、前端部軸受アセンブリＤ１の前方に突出するように周知の可変バルブタイミング機構（図示せず）が取り付けられる。可変バルブタイミング機構は、クランク位相に対するカム位相を変更するためのもので、周知の動力伝達機構（例えばベルト・プーリ機構）を介してクランク軸に連結される。従って駆動軸１０は、これら可変バルブタイミング機構および動力伝達機構を介して、クランク軸により１／２の回転速度で回転駆動される。但し可変バルブタイミング機構は省略することも可能である。
【００１７】
軸受アセンブリＤおよび前端部軸受アセンブリＤ１は、上下に分割されて複数のボルト（図示せず）により互いに締結される。軸受アセンブリＤは、カム軸アセンブリＢの後述するコントロールスリーブ７０を半径方向外側から回転可能に支持すると共に、制御軸アセンブリＣの後述する制御軸８１を半径方向外側から回転可能に支持する。軸受アセンブリＤは、各気筒の最後部の位置に計４個配設され、各位置にてボルトによりカムハウジングアセンブリに締結固定される。なお便宜上、図１以外の図面では軸受アセンブリＤおよび前端部軸受アセンブリＤ１が省略されている。
【００１８】
主に図３に示すように、カム軸アセンブリＢは、前述の駆動軸１０と、駆動軸１０に固定された駆動アーム２０と、駆動アーム２０に第１リンク部材３１を介して連結された駆動ディスク４０と、駆動ディスク４０に連結機構５０を介して連結されたカムロブ部材６０と、駆動ディスク４０が回転可能に挿入される偏心穴７１を有するコントロールスリーブ７０とを備える。前述したように、コントロールスリーブ７０は、軸受アセンブリＤにより半径方向外側から回転可能に支持される。駆動ディスク４０が本発明の「第１環状部材」に相当し、コントロールスリーブ７０が本発明の「第２環状部材」に相当する。
【００１９】
図示するように、駆動軸１０の軸部１４は、一定の半径ないし外径を有する中空軸からなっている。この軸部１４の半径方向外側に上述の各部材が配置される。なお軸部１４の内部には潤滑油が流通される給油通路１６が画成され、軸部１４の直径方向に貫通形成された複数の給油穴（図示せず）を通じて各部に給油できるようになっている。
【００２０】
カムロブ部材６０の後方に駆動アーム２０が配置され、駆動アーム２０の後方に駆動ディスク４０が隣接して配置され、駆動ディスク４０の後方にコントロールスリーブ７０が隣接して配置される。なおコントロールスリーブ７０の後方には、後方に隣接する気筒のカムロブ部材６０が隣接して配置される。
【００２１】
駆動アーム２０は、軸部１４の外側に嵌合される円筒状のボス部２１と、ボス部２１から半径方向外側に延びるアーム部２２とを有する。ボス部２１は図示しない固定ピンにより軸部１４に固定される。これにより駆動アーム２０は駆動軸１０（軸部１４）と一体的に回転するようになる。なお駆動アーム２０の固定方法はこのようなピンを用いた方法に限定されず、任意の方法が可能である。アーム部２２にはピン穴２４（図１５参照）が設けられる。
【００２２】
図４に詳細に示すように、駆動ディスク４０は、円筒部４１と、円筒部４１からそれぞれ半径方向反対側に延びる第１アーム部４２および第２アーム部４３とを有する。円筒部４１は第１アーム部４２および第２アーム部４３の後方に突出する。第１アーム部４２および第２アーム部４３にはそれぞれピン穴４４，４５が設けられる。ピン穴４４，４５は、駆動ディスク４０の円周方向に１８０°離間されている。駆動ディスク４０は、軸部１４の半径方向外側に配置され、特に、軸部１４に対し偏心して配置される。すなわち、円筒部４１ひいては駆動ディスク４０の中心軸Ｘ４０が、駆動軸１０（軸部１４）の中心軸Ｘに一致せぬよう、駆動ディスク４０は軸部１４の周りに配置される。円筒部４１の内径は軸部１４の外径より大きくされ、円筒部４１の中に軸部１４が余裕を持って挿通されるようになっている。これにより駆動ディスク４０は、軸部１４と干渉することなく、軸部１４に対して偏心して配置され、かつその偏心位置を変更可能である。
【００２３】
図５に詳細に示すように、第１リンク部材３１は、その長手方向の第１端３４と第２端３５とにピン穴３２，３３を有している。図１５に示すように、駆動アーム２０のピン穴２４と第１リンク部材３１のピン穴３２とに第１ピン３４が挿入されることで、第１リンク部材３１が駆動アーム２０に旋回可能に接続される。なお第１ピン３４は、ピン穴２４，３２の一方に圧入等により固定される。以下に説明するリンク部材の各ピン接続部においても基本的に同様の構成が採用可能である。
【００２４】
図示しないが同様に、駆動ディスク４０のピン穴４４と第１リンク部材３１のピン穴３３とに第２ピンが挿入されることで、第１リンク部材３１が駆動ディスク４０に旋回可能に接続される。こうして、駆動アーム２０と駆動ディスク４０とは、動力伝達可能に且つ相対位置変更可能に互いに連結される。
【００２５】
なお、第１リンク部材３１と相手方の被接続部材との旋回可能な接続は、上述のようなピン接続に限らず、任意の接続方法が可能である。例えばボールジョイントを用いても構わない。
【００２６】
図６，７に詳細に示すように、カムロブ部材６０は、円筒部６１と、円筒部６１の外周部かつ前後端部に設けられた２つのカムロブ部６２とを有する。前方のカムロブ部６２は円筒部６１から予め分割され、組立段階で円筒部６１に一体的に組み付けられるようになっている。これは前後のカムロブ部６２間に後述する部材を配置するのを可能にするためである。円筒部６１は、軸部１４の半径方向外側に回転可能に配置され、特に軸部１４の外周面上に直接嵌合されて軸部１４の周りを同軸に回転可能である。図１に示すように、２つのカムロブ部６２は、１気筒当たりに２つの吸気弁１０２に対応し、それぞれロッカーアーム（ローラーロッカーアーム）１０１を介して吸気弁１０２を駆動する。なお１０３は、ロッカーアーム１０１の揺動支点をなす油圧ラッシュアジャスターである。図６，７に示すように、カムロブ部６２は、吸気弁１０２の閉弁状態に対応した最小半径のベース円部６３と、吸気弁の開弁状態に対応しベース円部６３から半径方向外側に突出したノーズ部６４とを有する。またカムロブ部材６０は、後方のカムロブ部６２のノーズ部６４に設けられた軸方向のピン穴６６を有する。
【００２７】
図３に示すように、コントロールスリーブ７０は、軸部１４の半径方向外側に配置される環状の部材である。コントロールスリーブ７０は、その前面部に設けられた有底の偏心穴７１と、その後面部に設けられ後方に突出する円筒部７３と、その中心部に設けられ軸部１４が挿通される中心穴７４と、前述の外周面７２とを有する。図１２に示すように、コントロールスリーブ７０は中心軸Ｘ７０を有し、円筒部７３、中心穴７４および外周面７２は中心軸Ｘ７０から一定の半径を有する（つまり同軸に形成される）。一方、偏心穴７１の中心軸Ｘ７１は、コントロールスリーブ７０の中心軸Ｘ７０に対し、所定の距離および向きで偏心もしくはオフセットされている。
【００２８】
外周面７２は、コントロールスリーブ７０の実質的な最大半径部分となる外周面を規定する。円筒部７３は外周面７２より小径である。円筒部７３の外周面には複数の歯すなわちスリーブギヤ７５が設けられている。スリーブギヤ７５の外径も外周面７２の外径より小さい。
【００２９】
図３に示すように、コントロールスリーブ７０は、ボールベアリング７６，７８を介して、軸部１４の半径方向外側に同軸に且つ回転可能に配置される。そして駆動ディスク４０の円筒部４１が、コントロールスリーブ７０の前端面に形成された偏心穴７１に挿入され、ボールベアリング７７を介して、偏心穴７１の内周面に回転可能に支持される。これにより駆動ディスク４０は偏心穴７１に回転可能に挿入され、駆動ディスク４０は駆動軸１０に対する偏心位置が固定される。このように偏心穴７１は、駆動ディスク４０を駆動軸１０に対する偏心位置に回転可能に支持する「偏心支持部」をなす。なお、駆動ディスク４０の円筒部４１は、ボールベアリング７７を介さず偏心穴７１に直接的に回転可能に支持されてもよい。
【００３０】
結局、コントロールスリーブ７０の中心軸Ｘ７０は軸部１４の中心軸Ｘと一致され、偏心穴７１の中心軸Ｘ７１は軸部１４の中心軸Ｘからずらされる。また駆動ディスク４０の中心軸Ｘ４０は、軸部１４の中心軸Ｘからずらされ、偏心穴７１の中心軸Ｘ７１と一致される。
【００３１】
図１に示すように、制御軸アセンブリＣは、前後方向に延びる制御軸８１と、制御軸８１の外周部に設けられた複数の歯すなわちピニオンギヤ８２とを有する。制御軸８１は、軸受アセンブリＤによって回転可能に支持される。ピニオンギヤ８２は、コントロールスリーブ７０の円筒部７３上に固定されたスリーブギヤ７５に噛合される。
【００３２】
制御軸８１は、図示しない電気モータ等の制御軸アクチュエータにより回転駆動される。制御軸アクチュエータは図示しない制御部もしくは制御ユニットをなす電子制御ユニット（ＥＣＵ）により制御される。制御軸８１が回転されると、その回転がピニオンギヤ８２およびスリーブギヤ７５を通してコントロールスリーブ７０に伝達され、コントロールスリーブ７０が軸受アセンブリＤに対して、駆動軸１０の中心軸Ｘ回りに回転される。コントロールスリーブ７０が回転されると、偏心穴７１も中心軸Ｘ回りに移動され、これに伴って駆動ディスク４０も中心軸Ｘ回りに移動される。これにより、駆動軸１０（軸部１４）に対する駆動ディスク４０の偏心位置が変更される。
【００３３】
次に、駆動ディスク４０とカムロブ部材６０を連結する連結機構５０について述べる。図３に示すように、連結機構５０は、第２リンク部材５１と、リンク拘束部材としてのリンク拘束プレート１００と、クラッチ機構１１０とを主に備えて構成される。
【００３４】
第２リンク部材５１は、図５に示した第１リンク部材３１と実質的に同じであり、その詳細な説明は割愛する。第２リンク部材５１は、駆動ディスク４０に接続される第１端５４と、リンク拘束プレート１００に接続される第２端５５とを有する。そしてこれらの接続は前記同様にピンを介して行われる。すなわち、具体的には図示しないが、駆動ディスク４０のピン穴４５と第２リンク部材５１の第１端５４のピン穴３２とに第３ピン５７（図２参照）が挿入されることで、第２リンク部材５１の第１端５４が駆動ディスク４０に旋回可能に接続される。また図３に示すように、リンク拘束プレート１００のピン穴１０１と第２リンク部材５１の第２端５５のピン穴３３とに第４ピン５６が挿入されることで、第２リンク部材５１の第２端５５がリンク拘束プレート１００に旋回可能に接続される。こうして、駆動ディスク４０とリンク拘束プレート１００とは、動力伝達可能に且つ相対位置変更可能に互いに連結される。なおここでは第４ピン５６が、第２リンク部材５１のピン穴３３に圧入固定され、リンク拘束プレート１００のピン穴１０１に着脱可能に挿入されるが、逆の構成としてもよい。
【００３５】
図８，９に詳しく示すように、リンク拘束プレート１００は、環状の円板部１０２と、円板部１０２の周方向の一箇所に形成された厚肉部１０３と、厚肉部１０３に貫通形成された前述のピン穴１０１とを有する。本実施形態において厚肉部１０３は、円板部１０２の厚さを後方に増すように突出して形成される。図３に示すように、ピン穴１０１に第４ピン５６が挿入されたとき、第４ピン５６はピン穴１０１の後側部分のみを占め、ピン穴１０１の前側部分には挿入されないようになっている。これによりピン穴１０１の前側部分には余剰スペースができる。
【００３６】
円板部１０２は中心穴１０４をも有し、この中心穴１０４が駆動軸１０の軸部１４の外側に回転可能に嵌合される。これにより図３に示すような組立状態において、リンク拘束プレート１００は駆動軸１０に回転可能に配置されることとなる。また中心軸Ｘからピン穴１０１の中心までの半径方向距離Ｒ１は一定に保持され、第２リンク部材５１の第２端５５は、中心軸Ｘから一定の半径方向距離Ｒ１を隔てた位置（半径方向位置）に保持ないし拘束されることとなる。
【００３７】
また図９に示すように、円板部１０２の前面には、ピン穴１０１から回転方向Ｋ前方に延びる案内溝１０５が形成されている。案内溝１０５は、ピン穴１０１に向かうほど溝深さが深くなるような傾斜底面１０６を有し、後述する可動ピン１２３をピン穴１０１に向けてスムーズに案内し、かつ最終的にピン穴１０１内に差し込ませるようになっている。
【００３８】
図３に示すように、クラッチ機構１１０は、リンク拘束プレート１００およびカムロブ部材６０を係合および離脱させるためのものである。クラッチ機構１１０は、可動ピン部材１２０と、ピン駆動用アクチュエータ１３０と、係合用スプリング１４０と、前述のリンク拘束プレート１００のピン穴１０１とを主に備えて構成される。
【００３９】
図１０，１１に詳しく示すように、可動ピン部材１２０は、円筒部１２１と、円筒部１２１の後端に設けられたフランジ状の可動ピン取付部１２２と、可動ピン取付部１２２に固定して取り付けられた可動ピン１２３とを有する。可動ピン１２３は、可動ピン取付部１２２から後方に向かって延出される。
【００４０】
図３に示すように、円筒部１２１は、カムロブ部材６０の円筒部６１の外側に軸方向スライド可能に嵌合される。また可動ピン１２３は、カムロブ部材６０のピン穴６６に挿通される。これにより可動ピン部材１２０は、カムロブ部材６０に対し、軸方向にのみスライド移動可能となり、回転方向には相対移動しない。
【００４１】
併せて、図３に示される係合位置において、可動ピン１２３は、リンク拘束プレート１００のピン穴１０１の余剰スペースとなっている前側部分にも挿入される。これにより、詳しくは後述するが、リンク拘束プレート１００の回転がカムロブ部材６０に伝達されることとなる。
【００４２】
係合用スプリング１４０は、ピン駆動用アクチュエータ１３０と可動ピン部材１２０との間に軸方向圧縮状態で配置されたコイルスプリングからなる。ピン駆動用アクチュエータ１３０の位置は固定されているので、係合用スプリング１４０は、可動ピン部材１２０を後方の係合位置に向けて常時付勢する。
【００４３】
ピン駆動用アクチュエータ１３０は電磁ソレノイド１３１を含み、作動（オン）されたときに係合用スプリング１４０の付勢力に抗じて可動ピン部材１２０（円筒部１２１）を前方の離脱位置に引き付ける（スライド移動させる）。逆に、作動停止（オフ）されたときには引き付け力を発生しないので、図３に示す如く、可動ピン部材１２０が後方の係合位置に位置されるのを許容する。
【００４４】
ピン駆動用アクチュエータ１３０は図示しない固定部材により固定側をなすカムハウジングアセンブリに固定される。ピン駆動用アクチュエータ１３０は、可動ピン部材１２０の円筒部１２１を半径方向外側から囲繞する。なお１３２はピン駆動用アクチュエータ１３０への通電を行うためのケーブルである。ピン駆動用アクチュエータ１３０のオンオフ制御はＥＣＵにより行われる。
【００４５】
可動ピン部材１２０、ピン駆動用アクチュエータ１３０および係合用スプリング１４０は、カムロブ部材６０の前後２つのカムロブ部６２の間に配置される。こうした配置を可能とするため、前述したように、カムロブ部材６０が分割構成とされている。
【００４６】
次に、常時稼動気筒である＃１気筒の構成を説明する。＃１気筒の構成は＃２気筒の構成とほぼ同様であるが、次の点で相違する。
【００４７】
まず、駆動ディスク４０とカムロブ部材６０は第２リンク部材５１により常時連結されている。すなわち、リンク拘束プレート１００は省略され、第２リンク部材５１の第２端５５はカムロブ部材６０に直接、第４ピン５６を介して旋回可能に接続されている。カムロブ部材６０において、後方のカムロブ部６２のノーズ部６４から後方に突出した突出部６５が設けられ（図１５参照）、この突出部６５にピン穴（図示せず）が設けられ、ピン穴に第４ピン（図示せず）が挿入される。これにより駆動ディスク４０からの回転駆動力はカムロブ部材６０に常時伝達される。
【００４８】
また、駆動ディスク４０とカムロブ部材６０の間の動力伝達を絶つ必要がないので、当然にクラッチ機構１１０は設けられていない。従ってカムロブ部材６０は必ずしも分割構成とする必要はなく、本実施形態では一体構成とされている。
【００４９】
＃２気筒が休止されておらず、稼働状態にあるとき、＃２気筒と＃１気筒とで同じバルブ動作すなわちバルブ作動特性（特に作用角）を担保する必要がある。そのため、中心軸Ｘから第２リンク部材５１の第２端５５までの半径方向距離Ｒ１は、＃２気筒と＃１気筒とで同じとされる。
【００５０】
なお、他方の休止可能気筒である＃３気筒の構成は＃２気筒の構成と同様とされ、他方の常時稼動気筒である＃４気筒の構成は＃１気筒の構成と同様とされる。
【００５１】
次に、本実施形態の作用効果を説明する。
【００５２】
まず、本装置の基本的作動を説明する。ここでは便宜上、休止可能気筒が休止されておらず稼働状態にあり、クラッチ機構１１０は図３に示すような係合状態にあるものとする。
【００５３】
図３に示すように、駆動軸１０（軸部１４）がクランク軸からの駆動力を受けて回転駆動されると、駆動アーム２０も駆動軸１０と一体となって回転される。そしてこの回転は第１リンク部材３１を介して駆動ディスク４０に伝達される。コントロールスリーブ７０が中心軸Ｘ回りの一定の角度位置に静止保持されている場合、駆動ディスク４０は、一定位置に保持された偏心穴７１内で回転される。この駆動ディスク４０の回転は、連結機構５０を介してカムロブ部材６０に伝達され、これによりカムロブ部材６０が中心軸Ｘ回りに回転される。
【００５４】
このとき、駆動ディスク４０が駆動軸１０に対し偏心して位置されることから、駆動軸１０が一定速度で回転しているときであっても、カムロブ部材６０の回転速度は、駆動軸１０の回転速度に対し速くなったり遅くなったりする。この相対回転速度の増減は、駆動軸１０の１回転中に起こり、かつその１回転を１周期として周期的に繰り返し発生する。駆動ディスク４０の偏心位置を変更することで、相対回転速度の増減状態を変化させ、カムロブ部材６０および吸気弁の作用角を変更することができる。
【００５５】
前述したように、制御軸８１が制御軸アクチュエータにより回転されると、コントロールスリーブ７０が中心軸Ｘ回りに所定角度だけ回転され、駆動軸１０に対する駆動ディスク４０の偏心位置が変更される。この変更により、カムロブ部材６０および吸気弁の作用角を変更することができる。勿論、駆動ディスク４０の偏心位置を連続的に変更すれば作用角も連続的に変更することができる。
【００５６】
図１２には、カム軸アセンブリＢを軸方向前方から見たときの概略正面図を示す。なお本図において、各部材の形状は必ずしも本実施形態のものと一致しないことに注意されたい。本図では特に、駆動アーム２０の回転方向Ｋの位置Ｐ２０と、偏心穴７１の位置と、カムロブ部材６０のノーズ部６４の回転方向Ｋの位置Ｐ６４とに着目されたい。図は、吸気弁開弁開始時付近の時の状態を示す。
【００５７】
（Ａ）は作用角が所定の基準作用角のときの状態を示す。（Ｂ）は作用角が基準作用角より大きい大作用角のときの状態を示す。（Ｃ）は作用角が基準作用角より小さい小作用角のときの状態を示す。これら基準作用角、大作用角および小作用角に対応した吸気弁リフト線図の一例を図１３にＡ，Ｂ，Ｃでそれぞれ示す。これから分かるように、吸気弁の最大リフトは一定のまま作用角のみが変更される。
【００５８】
図１２の（Ａ）および（Ｂ）を比較すると分かるように、大作用角状態において、コントロールスリーブ７０は、矢印ａで示すように基準作用角状態から回転方向Ｋと反対の方向（すなわち逆回転方向）に回転され、これに伴って偏心穴７１の位置も逆回転方向に変更されている。これにより駆動ディスク４０の偏心位置が変更され、駆動アーム２０の回転方向Ｋの位置Ｐ２０は同じであるものの、ノーズ部６４の回転方向Ｋの位置Ｐ６４はより回転方向Ｋ前方にあり、すなわちより早いタイミング（クランク軸もしくは駆動軸１０の回転位相）で吸気弁１０２が開弁開始するようになる。
【００５９】
図示しないが、吸気弁開弁終了時付近においても、大作用角状態においては基準作用角状態に比べ、同一の駆動アーム位置Ｐ２０に対し、ノーズ部位置Ｐ６４がより回転方向Ｋ後方にあり、より遅いタイミングで吸気弁１０２が開弁終了するようになる。
【００６０】
他方、図１２の（Ａ）および（Ｃ）を比較すると分かるように、小作用角状態において、コントロールスリーブ７０は、矢印ｂで示すように基準作用角状態から回転方向Ｋに回転され、これに伴って偏心穴７１の位置も回転方向に変更される。これにより駆動ディスク４０の偏心位置が変更され、駆動アーム２０の回転方向Ｋの位置Ｐ２０は同じであるものの、ノーズ部６４の回転方向Ｋの位置Ｐ６４はより回転方向Ｋ後方にあり、すなわちより遅いタイミングで吸気弁１０２が開弁開始するようになる。
【００６１】
図示しないが、吸気弁開弁終了時付近においても、小作用角状態においては基準作用角状態に比べ、同一の駆動アーム位置Ｐ２０に対し、ノーズ部位置Ｐ６４がより回転方向Ｋ前方にあり、より早いタイミングで吸気弁１０２が開弁終了するようになる。
【００６２】
次に、本装置の特徴部分に関する作用効果を説明する。
【００６３】
図１〜３（特に図３）に示すように、＃２気筒において、ピン駆動用アクチュエータ１３０がオフされているとき、クラッチ機構１１０は係合状態にあり、すなわち可動ピン部材１２０は係合用スプリング１４０により押されて後方の係合位置にある。このとき、可動ピン部材１２０の可動ピン１２３は、カムロブ部材６０のピン穴６６に完全に挿通されると共に、ピン穴６６から後方に突出し、リンク拘束プレート１００のピン穴１０１に挿入すなわち係合される。これによりクラッチ機構１１０はカムロブ部材６０をリンク拘束プレート１００に係合させる。
【００６４】
一方、駆動軸１０の回転中、駆動ディスク４０の回転は、第２リンク部材５１および第４ピン５６を通じてリンク拘束プレート１００に伝達され、リンク拘束プレート１００は駆動軸１０の回りを回転される。このリンク拘束プレート１００の回転は、可動ピン１２３を通じてカムロブ部材６０に伝達され、カムロブ部材６０はリンク拘束プレート１００と一体的に且つ同一速度で駆動軸１０の回りを回転される。これによりカムロブ部材６０は作動状態とされ、休止可能気筒の稼働状態が実現される。
【００６５】
他方、図１４〜１６（特に図１６）に示すように、＃２気筒において、ピン駆動用アクチュエータ１３０がオンされたとき、クラッチ機構１１０は離脱ないし分断状態にあり、すなわち可動ピン部材１２０は係合用スプリング１４０の付勢力に逆らって前方の離脱位置に移動される。このとき、可動ピン部材１２０の可動ピン１２３は、カムロブ部材６０のピン穴６６にのみ挿通され、リンク拘束プレート１００のピン穴１０１からは引き抜かれる。これによりクラッチ機構１１０はカムロブ部材６０をリンク拘束プレート１００から離脱ないし分断させる。
【００６６】
こうなると、駆動軸１０の回転中、リンク拘束プレート１００の回転はカムロブ部材６０に伝達されず、カムロブ部材６０は回転停止状態に保持される。これによりカムロブ部材６０は停止状態とされ、休止可能気筒の休止状態が実現される。
【００６７】
可動ピン１２３のピン穴１０１からの引き抜きは、主にカムロブ部材６０のベース円部６３がロッカーアーム１０１に当接しているときに行われる。このときに可動ピン１２３の外周面とピン穴１０１の内周面との押し付け力が最小となるからである。
【００６８】
次に、この休止状態から稼働状態に移行ないし復帰すべく、ピン駆動用アクチュエータ１３０がオフされると、可動ピン１２３はカムロブ部材６０のピン穴６６から後方に突出しようとする。このとき、可動ピン１２３の中心軸Ｘ回りの角度位置が、リンク拘束プレート１００のピン穴１０１および案内溝１０５の角度位置と合っていなければ、静止している可動ピン１２３の後端面に対し、回転しているリンク拘束プレート１００の前面が摺接する。そしてやがて可動ピン１２３の後端部がリンク拘束プレート１００の案内溝１０５に入ると、案内溝１０５の傾斜底面１０６に沿って可動ピン１２３が徐々に案内溝１０５内に深く入り込むようになる。そして可動ピン１２３とピン穴１０１の角度位置が合った時点で、可動ピン１２３は最終的にピン穴１０１に差し込まれる。このように休止状態から稼働状態への移行を、ピン駆動用アクチュエータ１３０をオフした時から最短でリンク拘束プレート１００の１回転以内という極めて短い時間内で、且つ極めてスムーズに行うことができる。
【００６９】
ピン駆動用アクチュエータ１３０のオンオフは、ＥＣＵにより、減筒運転要求の有無に応じてなされる。すなわちＥＣＵは、エンジン運転状態を表すパラメータ（例えばエンジン回転数とエンジン負荷）が所定の全気筒運転領域にあるとき、減筒運転要求が無いとして、ピン駆動用アクチュエータ１３０をオフする。これによりクラッチ機構１１０は係合状態とされ、休止可能気筒（＃２，３気筒）は稼働状態とされ、全気筒運転が実現される。他方、ＥＣＵは、当該パラメータが所定の減筒運転領域にあるとき、減筒運転要求が有るとして、ピン駆動用アクチュエータ１３０をオンする。これによりクラッチ機構１１０は離脱状態とされ、休止可能気筒（＃２，３気筒）は休止状態とされ、減筒運転が実現される。なお減筒運転中、休止可能気筒の燃料噴射および点火は停止され、吸気弁１０２は閉弁状態に維持される。他の要求の有無に応じてピン駆動用アクチュエータ１３０をオンオフしてもよい。
【００７０】
このように本実施形態によれば、全４気筒のうちの２つの休止可能気筒（＃２，３気筒）のカムロブ部材６０を作動状態または停止状態に好適に切り替えることができる。
【００７１】
しかも本実施形態によれば、駆動軸１０に対する駆動ディスク４０の偏心位置を変化させることで作用角を変更可能な可変動弁装置にあって、このような切り替えを実行できる点にメリットがある。すなわち、かかるタイプの可変動弁装置は基本構成が元々複雑であるが、こうしたタイプの可変動弁装置においても、簡単な構造変更や追加構成で、且つ全体的にコンパクトな構成で、切り替えを実行できる点にメリットがある。
【００７２】
特に本実施形態においては、リンク拘束プレート１００により、第２リンク部材５１の第２端５５を一定の半径方向位置（半径方向距離Ｒ１の位置）に常時拘束する一方で、クラッチ機構１１０により、リンク拘束プレート１００とカムロブ部材６０とを係合および離脱させる点が特徴的である。
【００７３】
すなわち、前述したように、第２リンク部材５１の第２端５５の半径方向位置は、バルブ作動特性に影響を及ぼすため、休止可能気筒の稼働の度に同じ位置に位置されていなければならない。また常時稼動気筒の第２端５５の半径方向位置とも同じ位置に位置されていなければならない。しかし仮に、常時稼動気筒の構成において、駆動ディスク４０とカムロブ部材６０の間の動力伝達を絶とうとして、第２リンク部材５１の第２端５５をカムロブ部材６０から切り離すと、第２端５５が実質的に自由端となり、且つ第２リンク部材５１が駆動ディスク４０と共に連れ回りしているため、第２端５５の位置が遠心力の影響で半径方向外側にずれてしまい、その後に第２端５５をカムロブ部材６０に再接続しようとしても、同一位置で再接続できない可能性がある。言い換えれば、第２端５５の分断および再接続の過程で第２端５５の半径方向位置がずれる可能性があり、第２端５５の半径方向位置に関する繰り返し再現性が確保し難い。
【００７４】
一方、本実施形態によれば、第２リンク部材５１の第２端５５はリンク拘束プレート１００により常に同じ半径方向位置に保持され、第２端５５がリンク拘束プレート１００から切り離されることはない。よって第２端５５の半径方向位置を、休止可能気筒の稼働の度に同じ位置に位置させることができ、良好な繰り返し再現性を得ることができる。その一方で、駆動ディスク４０とカムロブ部材６０の間の動力の伝達および遮断は、第２端５５の半径方向位置とは無関係に、リンク拘束プレート１００とカムロブ部材６０との間でクラッチ機構１１０により行われる。これによっても第２端５５の半径方向位置を常に同一位置に保持することが可能である。
【００７５】
また本実施形態において、クラッチ機構１１０およびリンク拘束プレート１００をカム軸アセンブリＢ自体に設け、クラッチ機構１１０のメインの構成要素である可動ピン部材１２０、ピン駆動用アクチュエータ１３０および係合用スプリング１４０を、カムロブ部材６０の前後のカムロブ部６２間の空間に配置したので、装置全体をコンパクトにすることができる。またこれによりカム軸アセンブリＢの最大外径寸法の増加を抑制することができる。特にカム軸アセンブリＢは、カムハウジングアセンブリとヘッドカバーとの間の狭い空間内に配置されるが、かかる最大外径寸法が増加すると、カム軸アセンブリＢの構成部品が周辺の既存の部品と干渉し、搭載性が悪化する。しかし、本実施形態によればこうした搭載性悪化を抑制することができる。加えて、カム軸アセンブリＢ以外の部品（シリンダヘッド、ヘッドカバー、油圧ラッシュアジャスター１０３、ロッカーアーム１０１等）は構造変更する必要がないので、コスト削減に有利であり、汎用性も高められる。
【００７６】
また本実施形態において、係合時に可動ピン部材１２０の可動ピン１２３はリンク拘束プレート１００のピン穴１０１に挿入される。このピン穴１０１は、第２リンク部材５１の第２端５５を接続するための第４ピン５６が挿入されるピン穴でもある。このように、第２端５５の接続用であるピン穴を、可動ピン１２３の係合用としても共用したため、可動ピン１２３の係合用ピン穴を別途設けずに済み、構成を簡略化できる。
【００７７】
また本実施形態において、可動ピン１２３をカムロブ部材６０のピン穴６６に常時挿通させると共に、リンク拘束プレート１００のピン穴１０１に抜き差しして係合・離脱を行わせるようにしたため、簡単な構成でカムロブ部材６０とリンク拘束プレート１００との係合・離脱を行うことができる。
【００７８】
また本実施形態において、電磁ソレノイド１３１を含むアクチュエータ１３０により可動ピン部材１２０の位置を制御するため、潤滑油圧力（油圧）による場合に比べ、応答性が良好で、油圧不足となりがちなエンジン始動時や低温時（油が高粘度となるため）でも好適に制御可能である。
【００７９】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明はさらに他の実施形態も可能である。
【００８０】
本発明の実施形態には、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００８１】
Ａ  可変動弁装置
Ｂ  カム軸アセンブリ
Ｘ  中心軸（軸心）
１０  駆動軸
２０  駆動アーム
３１  第１リンク部材
４０  駆動ディスク
５０  連結機構
５１  第２リンク部材
５４  第１端
５５  第２端
６０  カムロブ部材
７０  コントロールスリーブ
７１  偏心穴
１００  リンク拘束プレート
１１０  クラッチ機構
【図１】
2016138538.tif 000003
【図２】
2016138538.tif 000004
【図３】
2016138538.tif 000005
【図４】
2016138538.tif 000006
【図５】
2016138538.tif 000007
【図６】
2016138538.tif 000008
【図７】
2016138538.tif 000009
【図８】
2016138538.tif 000010
【図９】
2016138538.tif 000011
【図１０】
2016138538.tif 000012
【図１１】
2016138538.tif 000013
【図１２】
2016138538.tif 000014
【図１３】
2016138538.tif 000015
【図１４】
2016138538.tif 000016
【図１５】
2016138538.tif 000017
【図１６】
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