(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端側が吸気弁又は排気弁の一方に連係接続されるとともにロッカシャフト（３ａ）に揺動自在に支承される第１のロッカアーム（４）と、
前記ロッカシャフト（３ａ）に揺動自在に支承されるとともに前記第１のロッカアーム（４）に隣接するように配置され、カム（２Ｌ）により揺動駆動される第２のロッカ  アーム（５）と、
前記第１及び第２のロッカアーム（４，５）の一方に形成されたシリンダ（１０）と、
前記シリンダ（１０）内に摺動自在に装着された第１のピストン（１１）と、
前記第１，第２のロッカアーム（４，５）の他方に突設され前記第１のピストン（１１）に当接可能な当接突起（４ａ）と、
前記第１のピストン（１１）を前記当接突起（４ａ）が当接する当接位置に付勢するリターンスプリング（１２）と、
油圧供給により前記リターンスプリング（１２）の付勢力に抗して前記第１のピストン（１１）を前記当接突起（４ａ）が当接しない非当接位置に変位させる第２のピストン（１４）とをそなえ、
前記第２のピストン（１４）は、前記第１のピストン（１１）よりも小径に形成されるとともに、前記当接突起（４ａ）と離隔する方向に変位して設けられている
ことを特徴とする、内燃機関の動弁装置。
【請求項２】
前記第２のピストン（１４）は、少なくとも前記第１のピストン（１１）が非当接位置にあるときには前記第１のピストン（１１）と平行になるように配設されている
ことを特徴とする、請求項１記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項３】
前記シリンダ（１０）が前記第２のロッカアーム（５）に形成され、前記第１のピストン（１１）及び前記第２のピストン（１４）がともに前記第２のロッカアーム（５）内に配設されている
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】
前記シリンダ（１０）が前記第１のロッカアーム（４′）に形成され、前記第１のピストン（１１）が前記第１のロッカアーム（４′）内に配設されるとともに、前記第２のピストン（１４）が前記ロッカシャフト（３ａ）内に配設されている
ことを特徴とする、請求項２記載の内燃機関の動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気弁や排気弁を機関の運転状態に応じて異なる駆動タイミングで開閉駆動しうる、内燃機関の動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、往復動式内燃機関（以下、エンジンという）に備えられる吸気弁や排気弁（以下、これらを総称して機関弁又は単にバルブともいう）の作動特性（開閉タイミングや開放期間）を、エンジンの負荷状態や速度状態に応じて最適なものになるように切り換えることのできる動弁装置（可変動弁機構ともいう）が開発され実用化されている。
このような動弁装置において作動特性を切り換える機構の一つとして、例えばエンジンの低速運転時に適したカムプロフィールを備えた低速用カムとエンジンの高速運転時に適したカムプロフィールを備えた高速用カムとを、エンジンの回転状態に応じて選択的に用いて機関弁を開閉作動させるようにしたものが開発されている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
以下、図１０〜図１２を用いて従来の動弁装置の構造の一例について説明すると、図１０，図１１に示すように、エンジンの各気筒上方のシリンダヘッド１０には、各気筒毎に２つの吸気弁１１，１２と２つの排気弁２１，２２とが備えられており、これらの吸気弁１１，１２、排気弁２１，２２を駆動するために動弁装置３０が装備されている。
この動弁装置３０は、吸気弁１１，１２を駆動する吸気弁駆動系と、排気弁２１，２２を駆動する排気弁駆動系とから構成される。吸気弁駆動系は、カムシャフト３１と、カムシャフト３１に固設されたカム３１ａ〜３１ｃと、ロッカシャフト３２と、ロッカシャフト３２に揺動自在に軸支され各カム３１ａ〜３１ｃによって揺動するロッカアーム３３〜３５とをそなえている。排気弁駆動系は、吸気系と共用のカムシャフト３１と、カムシャフト３１に固設されたカム３１ｄ，３１ｅと、ロッカシャフト３６と、ロッカシャフト３６に揺動自在に軸支され各カム３１ｄ，３１ｅによって揺動するロッカアーム３７，３８（図１１では省略）とをそなえている。【０００４】
そして、動弁装置３０の吸気弁駆動系の部分に、連結切換機構４１を有する可変動弁機構４０が設けられている。以下、可変動弁機構４０について簡単に説明する。
吸気弁駆動用のロッカアーム３３〜３５のうち、ロッカアーム３３，３４の一端にはアジャストスクリュ３３ａ，３４ａが介装され、このアジャストスクリュ３３ａ，３４ａを介して吸気弁１１，１２のステム端部がロッカアーム３３，３４の一端部に当接している。そして、これにより吸気弁１１はロッカアーム３３の揺動に応じて開閉し、吸気弁１２はロッカアーム３４の揺動に応じて開閉するようになっている。【０００５】
また、ロッカアーム３３，３４の他端にはそれぞれローラ３３ｂ，３４ｂが介装されている。また、このローラ３３ｂ，３４ｂはいずれもエンジンの低速運転時に対応した低速用カムプロフィールに形成された低速用カム３１ａ，３１ｂに当接しており、低速用カム３１ａ，３１ｂに応じてロッカアーム３３，３４が揺動すると、吸気弁１１，１２が低速運転時に適した特性で開くようになっている。【０００６】
一方、ロッカアーム（第２のロッカアーム）３５は、一端の当接突起３５ａがロッカアーム３３，３４に当接可能になっており、他端に設けられたローラ３５ｂは、エンジンの高速運転時に対応した高速用カムプロフィールに形成された高速用カム３１ｃに当接している。
また、図１２（ａ），図１２（ｂ）に示すように、ロッカアーム３３，３４側におけるロッカアーム３５の一端が当接しうる部位には、開口部５３をそなえたシリンダ５０が形成され、このシリンダ５０内にはピストン５１が内蔵されている。【０００７】
シリンダ５０内には、ロッカシャフト３２側から油路（連通路）１７を通じて作動油（ここでは潤滑油が兼用される）が供給されるようになっており、シリンダ５０内に油圧が供給されると、図１２（ｂ）に示すように、ピストン５１が上方に移動して開口部５３が閉塞される。また、シリンダ５０内の油圧を大気開放すると、図１２（ａ）に示すように、ピストン５１がリターンスプリング５２の付勢力によって下方に移動し、開口部５３が開放される。【０００８】
そして、このようなシリンダ５０内のピストン５１と、シリンダ５０内の油圧を調整する油圧調整装置（図示略）とから、ロッカアーム３３，３４とロッカアーム３５との連結状態を切り換える連結切換機構４１が構成され、この連結切換機構４１と吸気弁駆動系とから可変動弁機構４０が構成されている。
上述の構成により、油圧調整装置によってシリンダ５０内の油圧が排出されると、シリンダ５０の開口部５３には空間が形成される〔図１２（ａ）参照〕。この場合、高速用カム３１ｃによりロッカアーム３５が揺動すると、当接突起３５ａはこの空間内に進入することになるが、ロッカアーム３３，３４自体には接触せず、ロッカアーム３５はいわゆる空振り状態となる（ロッカアーム非当接）。したがって、ロッカアーム３３，３４はそれぞれ対応する低速用カム３１ａ，３１ｂに応じて揺動し、吸気弁１１，１２は低速運転に適した特性で開閉駆動される（低速運転モード）。【０００９】
一方、油圧調整装置によってシリンダ５０内の油圧が高められるとピストン５１が突出した当接状態となり、シリンダ５０の開口部５３がピストン５１により閉塞される〔図１２（ｂ）参照〕。したがって、ロッカアーム３５の揺動時には、ロッカアーム３５の一端の当接突起３５ａはこのピストン５１の側面（当接面）５４に当接してピストン５１を介してロッカアーム３３，３４を揺動させる（ロッカアーム当接）。このとき、ロッカアーム３３，３４は、低速用カム３１ａ，３１ｂに対しては離隔しながら、ロッカアーム３５に駆動されて高速用カム３１ｃに応じて揺動し、吸気弁１１，１２をエンジンの高速運転に対応した特性で開閉する（高速運転モード）。
【特許文献１】特開２００３−３４３２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで上述したような従来の技術では、低速運転モード時（ロッカアーム非当接時）にロッカアーム３５を確実に空振りさせるための空間を必要とすること、及びピストン５１を下方へ押し下げるためのリターンスプリング５２を配設するための空間を必要とすること等の理由からピストン５１には比較的大きい径が要求される。
しかしながら、ピストン径が大きいと運転モード切り換え時（特に高速運転モードから低速運転モードヘの切り換え時）に必要な油量が多く必要となり、切り換えに時間がかかるという課題が生じるほか、ピストン５１とロッカアーム３５の当接突起３５ａとの当接状態が不完全なものとなって、バルブを駆動する反力によりピストン５１のリフト途中でピストン５１がはじかれて当接突起３５ａが開口に進入し、低速運転モードに切り換わってしまうおそれがある。そして、このようにピストン５１がはじかれてしまうと、ロッカアーム３３，３４がカムに衝突し、打音が発生するという課題が生じるほか、衝撃が大きい場合にはローラ３４ａ，３４ｂが破損するおそれがある。【００１１】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、運転モードの切り換えを速やかに且つ確実に行えるようにした、内燃機関の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】
上記目的を達成するために、本発明の内燃機関の動弁装置は、先端側が吸気弁又は排気弁の一方に連係接続されるとともに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、前記ロッカシャフトに揺動自在に支承されるとともに前記第１のロッカアームに隣接するように配置され、カムにより揺動駆動される第２のロッカアームと、前記第１及び第２のロッカアームの一方に形成されたシリンダと、前記シリンダ内に摺動自在に装着された第１のピストンと、前記第１，第２のロッカアームの他方に突設され前記第１のピストンに当接可能な当接突起と、前記第１のピストンを前記当接突起が当接する当接位置に付勢するリターンスプリングと、少なくとも前記第１のピストンが非当接位置にあるときには前記第１のピストンと平行になるように配設され、且つ前記油路からの油圧供給により前記リターンスプリングの付勢力に抗して前記第１のピストンを前記当接突起が当接しない非当接位置に変位させる第２のピストンとをそなえたことを特徴としている。【００１３】
また、前記第２のピストンは前記第１のピストンよりも小径に形成されるのが好ましい。
また、前記第２のピストンは、前記当接突起と離隔する方向に変位して設けるのが好ましい。
また、前記シリンダを前記第２のロッカアームに形成し、前記第１のピストン及び前記第２のピストンをともに前記第２のロッカアーム内に配設してもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の内燃機関の動弁装置によれば、第２のピストンを設けることにより第１のピストンの切り換え（特に当接位置から非当接位置への切り換え）時の切り換え時間を大幅に低減することができるという利点がある。
これにより、第１のロッカアームと第２のロッカアームとの当接及び非当接を確実に切り換えることができるようになる。したがって、第１のピストンと当接突起とが半当接の状態になって、その後バルブを駆動する反力により第１のピストンの切り換え途中で第１のピストンが当接突起にはじかれてしまうような事態を確実に回避することができる。また、第１のピストンがはじかれてしまうことに起因する第１ロッカアームとカムとの衝突音、又は打音の発生を抑制でき、動弁系の耐久性が大きく向上する利点がある。【００１６】
また、少なくとも第１のピストンが非当接位置にあるとき（即ち、第１のピストンと第２ピストンとが当接しているとき）には、第１のピストンと第２のピストンとが平行となるので、第１ピストンの第２ピストンから受ける力が全て軸力として作用し、軸方向と直交方向に作用する側力が発生しない。したがって、効率よく第１ピストンを切り換えることができる。【００１７】
また、第１及び第２のピストンに荷重が作用している状態では、第１のピストンが非当接位置となり、これら２つのピストン間に相対揺動が生じないので、両ピストンの磨耗を回避できる。したがって、第２のピストンを樹脂やアルミ等の材料で形成することができ、第２のピストンの軽量化を図ることができる。
また、このような材料で第２のピストンを形成した場合には、ピストンの軽量化に伴いリターンスプリングの付勢力を低減できるので、第１のピストンの切り換え荷重を低減することができ、この結果、機関のアイドル運転等の低回転時の低い油圧でも確実に切り換えを行うことができる。【００１８】
また、前記第２のピストンを前記第１のピストンよりも小径に形成した場合には、第１のピストンを切り換えるために必要な油量を大幅に低減することができ、第１のピストンの切り換え時の切り換え時間を大幅に低減することができる。
また、前記第２のピストンを前記当接突起と離隔する方向に変位して設けた場合には、第１ピストンが非当接位置に切り換えられて当接突起が空振りしたときのスペースを容易に形成することができる。【００１９】
また、前記シリンダを前記第２のロッカアームに形成し、前記第１のピストン及び前記第２のピストンをともに前記第２のロッカアーム内に配設した場合、第１ピストンと第２ピストンとの間には常に相対移動がなくなるので、第１ピストンと第２ピストンとの当接部分での磨耗を防止することができる。
また、前記第１のピストンを前記第１のロッカアーム内に配設し、前記第２のピストンを前記ロッカシャフト内に配設することで、第１のロッカアームの慣性質量の低減を図ることができ、高回転化が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は本発明の第１実施形態に係る内燃機関の動弁装置の構成を示す模式的な平面図である。
【図２】図２は本発明の第１実施形態に係る内燃機関の動弁装置の排気側の構成を示す模式的な斜視図である。
【図３】図３は本発明の第１実施形態に係る内燃機関の動弁装置の吸気側の構成を示す模式的な斜視図である。
【図４】図４は本発明の第１実施形態に係る内燃機関の動弁装置の要部構造を示す模式的な断面図であって、図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図５】図５は本発明の第１実施形態に係る内燃機関の動弁装置の要部構造を示す模式的な断面図であって、図１におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図６】図６は本発明の第１実施形態に係る内燃機関の動弁装置のバルブリフト特性を説明するための図である。
【図７】図７（ａ）〜図７（ｃ）はいずれも本発明の第１実施形態に係る内燃機関の動弁装置のバルブリフト特性を説明するための図であって、図７（ａ）は休筒時、図７（ｂ）は低速運転時、図７（ｃ）は高速運転時の特性を示している。
【図８】図８は本発明の第１実施形態に係る内燃機関の動弁装置の作動特性を示すマップである。
【図９】図９は本発明の第２実施形態に係る内燃機関の動弁装置の要部構造を示す模式的な断面図であって、図４に対応する図である。
【図１０】図１０は従来の技術について説明する図である。
【図１１】図１１は従来の技術について説明する図である。
【図１２】図１２（ａ），図１２（ｂ）はいずれも従来の技術について説明する図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  動弁装置
１ａ  吸気弁駆動系
１ｂ  排気弁駆動系
２  カムシャフト
２Ｌ，２Ｈ，２Ｅ  カム
３ａ，３ｂ  ロッカシャフト
４，4′  第１のロッカアーム
４ａ，４ｂ  当接突起
５，６  第２のロッカアーム
９  開口部
１０  シリンダ
１１  第１のピストン
１２  リターンスプリング
１３  第２シリンダ
１４  ピン（第２のピストン）
１５，１６  油路
１７  連通路
１８  板状部材
１９，２６  ロストモーションスプリング或いはアームスプリング
２０  開口部
２１  シリンダ
２２  ピストン
２３  リターンスプリング
２４  油溝
２５  連通路
４０  可変動弁機構
４１  連結切換機構
４１ａ  第１連結切換機構
４１ｂ  第２連結切換機構
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図１〜図８を用いて本発明の第１の実施の形態について説明する。エンジン（内燃機関）のシリンダヘッドには、背景の技術でも説明したように各気筒毎に２つの吸気弁と２つの排気弁とが備えられており、これらの吸気弁及び排気弁を駆動するために、各気筒の上方には図１に示すような動弁装置１が装備されている。
この動弁装置１は、吸気弁を駆動する吸気弁駆動系１ａと、排気弁を駆動する排気弁駆動系１ｂとから構成されている。また、吸気弁駆動系１ａは、図４及び図５に示すように、カムシャフト２と、カムシャフト２に固設されたカム２Ｌ，２Ｈ（図４及び図５参照）と、ロッカシャフト３ａと、ロッカシャフト３ａに揺動自在に軸支されたロッカアーム４〜６とをそなえている。【００２３】
また、排気弁駆動系１ｂは、吸気系と共用のカムシャフト２と、カムシャフト２に固設されたカム２Ｅと、ロッカシャフト３ｂと、ロッカシャフト３ｂに揺動自在に軸支されたロッカアーム７，８とをそなえている。
そして、動弁装置１の吸気弁駆動系１ａ及び排気弁駆動系１ｂのそれぞれに連結切換機構４１を有する可変動弁機構４０が設けられている。この可変動弁機構４０は、吸気弁や排気弁の作動特性（バルブの開閉タイミングやリフト量）を、エンジンの負荷状態や速度状態に応じて切り換えるべく設けられたものである。【００２４】
このうち、吸気弁側の可変動弁機構４０は、エンジンの低速運転時に適した作動特性で吸気弁を開閉駆動する低速運転モードと、エンジンの高速運転時に適した作動特性で吸気弁を開閉駆動する高速運転モードと、吸気弁を作動させない休筒運転モードとの３つの運転モードを切り換え可能に構成されている。
また、排気弁側の可変動弁機構４０は、所定のタイミングで図示しない排気弁を開閉駆動する通常運転モードと、上記排気弁を作動させない休筒運転モードとの２つの運転モードを切り換え可能に構成されている。【００２５】
なお、本実施形態では、このような休筒運転モードを有する可変動弁機構４０はエンジンの全気筒のうち半分の気筒に適用されており、残りの半分の気筒は吸気弁及び排気弁にともに休筒モードのない可変動弁機構（即ち、低速運転モードと高速運転モードとを切り換え可能な可変動弁機構）が適用されている。
次に、主に図１，図３〜図５を用いて吸気弁側の可変動弁機構４０について説明すると、吸気弁駆動用のロッカアーム４〜６のうちロッカアーム（第１のロッカアーム）４は、先端が図示しない吸気弁のステム上端に当接しており、これにより吸気弁はロッカアーム４の揺動に応じて開閉するようになっている。【００２６】
また、ロッカアーム（第２のロッカアーム）５，６はそれぞれ上記第１のロッカアーム４と隣接して配設されている。また、これらの各ロッカアーム５，６の一端には、それぞれローラ５ａ，６ａが介装されており、このうち５ａは、エンジンの低速運転時に対応した低速用カムプロフィールに形成された低速用カム（第１のカム）２Ｌに当接している。したがって、ロッカアーム５は低速用カム２Ｌにより揺動駆動されるようになっている。【００２７】
一方、ロッカアーム６に設けられたローラ６ａは、エンジンの高速運転時に対応した高速用カムプロフィールに形成された高速用カム（第２のカム）２Ｈに当接しており、このロッカアーム６は高速用カム２Ｈにより揺動駆動されるようになっている。なお、以下では、これらのロッカアーム５，６のうちロッカアーム５を低速ロッカアーム５といいロッカアーム６を高速ロッカアーム６という。また、ロッカアーム４を弁側ロッカアーム４という。【００２８】
また、図６に示すように、この高速用カム２Ｈのカムプロフィールは低速用カム２Ｌのカムプロフィールを包含するような特性に設定されており、したがって、低速ロッカアーム５よりも高速ロッカアーム６の方が常に大きく揺動するようになっている。
次に、主に図４を用いて低速ロッカアーム５と弁側ロッカアーム４との切換機構（第１連結切換機構）４１ａについて説明する。弁側ロッカアーム４のうち、低速ロッカアーム５と対向する部位には、低速ロッカアーム５側に突出した当接突起４ａが形成されており、また、高速ロッカアーム６と対向する部位には、高速ロッカアーム６側に突出した当接突起４ｂが形成されている。【００２９】
また、図４に示すように、低速ロッカアーム５のうち、上記当接突起４ａに対向する位置には、開口部９をそなえたシリンダ（第１シリンダ）１０が形成され、このシリンダ１０内にはピストン１１（第１のピストン）が内蔵されている。また、シリンダ１０とピストン１１との間にはピストン１１を下方へ付勢するリターンスプリング１２が設けられている。なお、開口部９の形状は本実施形態の形状に限定されるものではなく、当接突起４ａが揺動しうる空間を確保しうるものであればどのような形状でもよい。【００３０】
また、シリンダ１０の下方には、シリンダ１０よりも小径の第２シリンダ１３が形成されており、この第２シリンダ１３にはピストン１１よりも小径に形成されたピン（第２のピストン）１４が嵌挿されている。
ここで、これらの２つのシリンダ１０，１３は中心軸が平行となるように形成されており、これにより、低速ロッカアーム４内に２つのピストン１１，１４が平行に設けられている。また、ピン１４はピストン１１に対して当接突起４ａから離隔する方向に変位して設けられている。【００３１】
また、ロッカシャフト３ａ内には２つの油路１５，１６が形成されており、このうち、一方の油路１５は連通路１７を介して上記第２シリンダ１３に連通接続している。なお、これらの油路１５，１６は、ロッカシャフト３ａの中心軸に沿って形成された穴部を板状の部材１８で２つの空間に区画して形成されたものであり、各油路１５，１６には図示しない油圧源から作動油（ここでは潤滑油が兼用される）がそれぞれ供給されるようになっている。【００３２】
したがって、油路１５内の作動油圧が低いときにはピン１４は図４に示すような第２シリンダ１３内に内蔵された状態となり、作動油圧が高められると、第２シリンダ１３内の液密性を保持しながら上記ピン１４が第１シリンダ１０側に変位するようになっている。
そして、このようにピン１４が変位すると、このピン１４の上端がピストン１１に当接して、リターンスプリング１２の付勢力に抗してピストン１１を上方に押し上げるようになっている。これにより、ピストン１１が開口部９を開放するような位置（非当接位置）に駆動される。【００３３】
また、油路１５内を大気解放して油圧を低減すると、図４に示すように、ピストン１１及びピン１４がリターンスプリング１２の付勢力によって下方に移動し、ピストン１１が開口部９を閉塞する位置（当接位置）となる。
そして、このようなシリンダ１０内のピストン１１と、ピストン１１に当接してピストン１１位置を切り換えるピン１４と、油路１５内の油圧を調整する油圧調整装置（図示省略）とから、ロッカアーム４とロッカアーム５との連結状態を切り換える第１連結切換機構４１ａが構成されている。【００３４】
また、詳細は図示しないが、連通路１７の断面積は、ピン１４を速やかに駆動する目的で第２シリンダ１３と同じか、又はロッカアーム５の揺動を考慮して第２シリンダ１３よりも大きく設定されている。
なお、ピン１４が連通路１７内に侵入してしまうと、ロッカアーム５とロッカシャフト３ａとの相対揺動が阻害されてしまうので、ピン１４が連通路１７内に侵入することのないように、第２シリンダ１３は段付き構造とされている。すなわち、詳細は図示しないが、第２シリンダ１３は、その下端近傍（即ち連通路１７に対する開口近傍）においては、ピン１４よりも僅かに小径に形成された小径部と、この小径部よりも上方側においてピン１４よりも僅かに大きく形成された大径部とを有しており、このような構成により、ピン１４の小径部よりも下方へ移動を防止している。なお、このような構成以外にも、ピン１４の断面形状と連通路１７の断面形状とを異ならせたりすることで、ピン１４の侵入を防止するようにしても良い。【００３５】
このような構成により、油路１５内の油圧が弱められるとリターンスプリング１２の付勢力によりピストン１１が下降して、シリンダ１０の開口部９が閉塞される。したがって、低速ロッカアーム５が低速用カム２Ｌにより揺動駆動されると、ピストン１１とロッカアーム４の一端の当接突起４ａとが当接して、ロッカアーム４とロッカアーム５とが一体に揺動するとともに、これにより吸気弁がエンジンの低速運転時に対応した特性で開閉駆動される（低速運転モード）。【００３６】
一方、油路１５内の油圧が高められると、ピン１４が上昇するとともにリターンスプリング１２の付勢力に抗してピストン１１が上昇し、シリンダ１０の開口部９が開放される。
この場合、低速ロッカアーム５が揺動すると、当接突起４ａは開口部９に進入し、低速ロッカアーム５と弁側ロッカアーム４とは接触せずに、低速ロッカアーム５はいわゆる空振り状態となる（ロッカアーム非当接）。【００３７】
したがって、高速ロッカアーム６と弁側ロッカアーム４とが切り離されている状態（これについては後述する）であれば、弁側ロッカアーム４は揺動せずに、各カム２Ｌ，２Ｈの回転位相に関係なく吸気弁は閉弁状態を維持することになる（休筒運転モード）。
なお、図４及び図５の符号１９は、いずれも低速ロッカアーム４及び高速ロッカアーム５の空振り時に、低速ロッカアーム５及び高速ロッカアーム６をカム２Ｌ，２Ｈに追従させるためのスプリング機構（ロストモーションスプリング或いはアームスプリング）である。【００３８】
次に、主に図５を用いて高速ロッカアーム６と弁側ロッカアーム４との切換機構（第２連結切換機構）４１ｂについて説明すると、図５に示すように、高速ロッカアーム６のうち、上記当接突起４ｂに対向する位置には、開口部２０をそなえたシリンダ２１が形成されており、このシリンダ２１内にはピストン２２が内蔵されている。また、シリンダ２１とピストン２２との間にはピストン２２を下方へ付勢するリターンスプリング２３が設けられている。【００３９】
また、シリンダ２１の下方は高速ロッカアーム６内に形成された油溝２４に連通接続されている。また、図５に示すように、この油溝２４は、ロッカシャフト３ａに形成された連通路２５を介して油路１６に連通接続されている。
そして、上記シリンダ２１ヘの作動油の供給状態に応じてピストン２２の位置が切り換えられるようになっている。【００４０】
すなわち、油路１６内の作動油圧が低いときにはピン２２は図５に示すようにシリンダ２１内に内蔵された状態となり、作動油圧が高められると、リターンスプリング２３の付勢力に抗してピストン２２が上方に変位するようになっている。そして、このときにピストン２２が開口部２０を閉塞するようになっている。
この場合、高速ロッカアーム６が高速用カム２Ｈにより揺動駆動されると、ロッカアーム４の当接突起４ｂはこのピストン２２に当接して、これによりロッカアーム６とロッカアーム５とが一体に揺動することになる。したがって、吸気弁はエンジンの高速運転時に対応した特性で開閉駆動される（高速運転モード）。【００４１】
また、油路１６内を大気解放して油圧を低減すると、ピストン２２がリターンスプリング２３の付勢力によって下方に移動し、開口部２０が開放されるようになっている。
この場合、ロッカアーム６が揺動すると、当接突起４ｂはこの開口部２０内に進入して、ロッカアーム６には接触せずに、ロッカアーム６はいわゆる空振り状態となる（ロッカアーム非当接）。【００４２】
なお、上述したピストン２２と、油路１６内の油圧を調整する油圧調整装置（図示省略）とから、ロッカアーム４とロッカアーム６との連結状態を切り換える第２連結切換機構４１ｂが構成され、この第２連結切換機構４１ｂと上述した第１連結切換機構４１ａと吸気弁駆動系とから吸気側の可変動弁機構４０が構成されている。
次に、排気側の可変動弁機構４０について説明すると、図２に示すように、排気側の動弁装置１ｂは、弁側ロッカアーム７とカム側ロッカアーム８とを備えており、これらの連係状態が連結切換機構４１により切り換えられるようになっている。【００４３】
ここで、排気側の連結切換機構４１は、上述した吸気側の第１連結切換機構４１ａと同様に構成されており、図４と略同様の構造となっている。
すなわち、排気側の連結切換機構４１は、弁側ロッカアーム７とカム側ロッカアーム８とを連結して一体に揺動させる通常運転モードと、これらのロッカアーム７，８を切り離して弁側ロッカアーム７を作動させない休筒モードとを切り換えるように構成されている。【００４４】
また、弁側ロッカアーム７は、先端が図示しない排気弁のステム上端に当接しており、これにより排気弁はロッカアーム７の揺動に応じて開閉するようになっている。
また、カム側ロッカアーム８は上記弁側ロッカアーム７と隣接して配設されている。また、カム側のロジカアーム８の下端には、ローラ８ａが介装されており、排気カム２Ｅに当接している。したがって、カム側のロッカアーム８は排気カム２Ｅにより揺動駆動されるようになっている。【００４５】
なお、排気カム２Ｅは、休筒運転時以外の通常運転時には、低速運転から高速運転までの広い運転域で排気弁を開閉駆動することになるので、図６に示すように、吸気側の低速カム２Ｌのカムプロフィールと高速カム２Ｈのカムプロフィールとの中間のカムプロフィールに設定されている。
また、弁側ロッカアーム７の、カム側ロッカアーム８に対向する位置にはカム側ロッカアーム８側に突出した当接突起（図示省路）が形成されている。そして、吸気弁側の第１連結切換機構４１ａと同様に、上記当接突起に対向する位置には開口部が形成され、シリンダに嵌挿されたピストンが変位することによりこの開口部が開放されたり閉塞されたりするようになっている（図４参照）。【００４６】
そして、この開口部が開放されると上記当接突起がこの開口部に入り込んでカム側ロッカアーム８が空振りする。これにより、カム側ロッカアーム８の揺動が弁側ロッカアーム７に伝達されず、排気弁が閉弁状態となる（休筒運転モード）。
また、開口部が閉塞されると上記当接突起がピストンに当接して、カム側ロッカアーム８の揺動が弁側ロッカアーム７に伝達され、排気弁が開閉駆動される（通常運転モード）。【００４７】
なお、図２において、符号２６は２つのロッカアーム７，８の非当接時（休筒運転モード時）にカム側ロッカアーム８をカム２Ｅに追従させるスプリング機構（ロストモーションスプリング又はアームスプリング）である。
また、上述のように、排気側の連結切換機構４１は、吸気側の第１連結切換機構４１ａと同様に構成されているが、ロッカシャフト３ｂの内部の構成のみが異なっている。つまり、図４に示すように、吸気側ではロッカシャフト３ａ内の油路が２つの通路に区画されていたのに対し、排気側ロッカシャフト３ｂ内には油路が１つしか設けられていない（図示省略）。【００４８】
これは、排気側では、吸気側の連結切換機構４１のように、２つの連結切換機構４１ａ，４１ｂを設けていないからである。つまり、吸気側の連結切換機構４１では、低速運転モードと休筒運転モードとを切り換える第１連結切換機構４１ａと、高速運転モードと低速運転モードとを切り換える第２連結切換機構４１ｂとを設けているため、２系統の油圧供給路が必要となるが、排気側では通常運転モードと休筒運転モードとを切り換える単一の連結切換機構４１しか設けていないので、ロッカシャフト３ｂには１系統の油圧供給路のみが設けられている。【００４９】
ところで、ロッカシャフト３ａ内の油路１５，１６及びロッカシャフト３ｂ内の油路の作動油の供給状態は、図示しない制御手段（ＥＣＵ）によりそれぞれ独立して制御可能に構成されており、これにより可変動弁機構４０の作動（すなわち、吸気側及び排気側の連結切換機構４１の作動）が制御されるようになっている。
ここで、このＥＣＵにはエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサやエンジン負荷を検出するエンジン負荷センサ等の種々のセンサが接続されており、これらのセンサからの検出情報に基づいて、ロッカシャフト３ａ，３ｂ内の油圧の供給状態が変更されるようになっている。【００５０】
また、このＥＣＵには、例えば図８に示すようなマップが設けられている。このマップは要求トルク（エンジン負荷）とエンジン回転数とをパラメータとして休筒領域と低速運転領域と高速運転領域とを規定しており、エンジンの運転状態がこのマップで設定される運転領域に合致するように吸気側及び排気側の連結切換機構４１の作動が制御されるようになっている。【００５１】
例えばエンジンの運転状態が図８の休筒運転領域（アイドル運転を除く低負荷，低回転領域）となると、可変動弁機構４０は休筒運転モードに設定される。この場合、吸気側のロッカシャフト３ａの油路１５には作動油が供給されるとともに、油路１６では作動油がドレーンされる。また、排気側のロッカシャフト３ｂ内の油路には作動油が供給される。
これにより、吸気側の可変動弁機構４０では、第１連結切換機構４１ａのピストン１１が上昇するとともに第２連結切換機構４１ｂのピストン２２が下降して、ロッカアーム４の当接突起４ａ，４ｂの対向する位置に形成された開口部９，２０が開放される。【００５２】
したがって、２つのロッカアーム５，６がカム２Ｌ，２Ｈにより揺動駆動されても、ピストン１１，２２はロッカアーム４の当接突起４ａ，４ｂとは当接せずにロッカアーム５，６が空振り状態となり、ロッカアーム４の揺動が休止して、吸気弁の作動が停止する。
また、排気側の可変動弁機構４０では、吸気側の第１連結切換機構４１ａと同様の作用によりカム側ロッカアーム８が空振り状態となり、弁側ロッカアーム７の揺動が休止して、吸気弁の作動が停止する。【００５３】
これにより、図７（ａ）に示すように、吸気弁及び排気弁ともに、カムの位相に関係なく常にバルブリフト量が０となり、この可変動弁機構４０を備えた気筒は休筒状態となる（休筒運転モード）。
なお、本実施形態の場合、エンジンの全気筒のうち半分の気筒に上記可変動弁機構４０が設けられているので、このような休筒運転モードでは、エンジンは半分の気筒で運転される。【００５４】
また、図８に示す低速運転領域になると、吸気側ロッカシャフト３ａの油路１５と、排気側ロッカシャフト３ｂの油路内の作動油がともにドレーンされる。なお、吸気側ロッカシャフト３ａの油路１６では、休筒運転時と同様に作動油のドレーン状態が保持される。これにより、吸気弁側では第１連結切換機構４１ａの作動状態のみが変化し、第２連結切換機構４１ｂの作動状態は変化しない。【００５５】
具体的には第１連結切換機構４１ａのピストン１１が作動して開口部９が閉塞される。したがって、低速ロッカアーム５が揺動すると、ピストン１１がロッカアーム４の当接突起４ａに当接して、低速ロッカアーム５の揺動がロッカアーム４に伝達され、吸気弁が低速カム２Ｌのカムプロフィールに応じて開閉駆動される。
また、排気弁側においても、上記第１連結切換機構４１ａと同様の作用により弁側ロッカアーム７とカム側ロッカアーム８とが一体となって揺動し、排気弁が排気カムのカムプロフィールに応じて開閉駆動される。【００５６】
これにより、図７（ｂ）に示すように、吸気弁及び排気弁の作動特性が低速運転に適したバルブタイミング特性となる（低速運転モード）。
また、エンジンの運転状態が図８に示す高速運転領域となると、吸気側ロッカシャフト３ａの油路１６に作動油が供給される。なお、このときには吸気側ロッカシャフト３ａの油路１５内と、排気側ロッカシャフト３ｂの油路内とでは、低速運転モードと同様に作動油のドレーン状態が保持される。【００５７】
これにより、吸気弁側では第２連結切換機構４１ｂの作動状態のみが変化し、第１連結切換機構４１ａの作動状態は変化しない。この場合、第２連結切換機構４１ｂにより高速ロッカアーム６とロッカアーム４とが一体に揺動することになり、吸気弁が高速カム２Ｈのカムプロフィールに応じて開閉駆動される。
したがって、図７（ｃ）に示すように、吸気弁及び排気弁の作動特性が高速運転に適したバルブタイミング特性となる（高速運転モード）。【００５８】
本発明の第１実施形態としての内燃機関の動弁装置は、上述のように構成されているので、エンジンの運転状態に応じて速やかに運転モードを切り換えることができる。特に、本装置では、第１連結切換機構４１ａが、ピン１４の変位に応じてピストン１１位置が切り換えられるような、いわゆる２段ピストンとして構成されているので、ピストン１１の切換を確実に実行できるようになる。【００５９】
つまり、ピストン１１の底面に直接油圧が発生しなくても、より油路に近いピン１４の底面に油圧が発生すればピストン１１を切り換えることができるので、切り換え時のレスポンスの向上を図ることができる。
ところで、ピストン１１を油圧により直接切り換え作動させる場合には、ピストンの１１の底面積Ｓ１（ピストン径Ｒ１と等価）とピストンストロークＬとの積で求められる容積分の油量が必要とされる。一方、ピストン１１の切り換え時に必要な油量を低減することができれば、ピストン１１の切り換え時間を低減することができる。すなわち、この油量を低減できれば、少ない作動油供給量でピストン１１を切り換えることができるので、切り換え時のレスポンスの向上を図ることができる。【００６０】
しかしながら、ピストン１１に要求される強度等を考慮すると、ピストン１１の更なる小径化やピストンストロークの更なる低減は困難であり、したがって、ピストン１１の切り換えに必要な油量を低減するのは困難であった。
そこで、本発明ではピストン１１の下方に小径のピン１４を設けた２段ピストン構造としているのである。このような構成によれば、ピストン１１を移動させるのに必要な油量はピン１４の底面積Ｓ２（ピン１４の径Ｒ２と等価）とストローク量Ｌとの積となるので、ピン１４の径をピストン１１よりも小さくすることで、ピストン１１の切り換え時間を低減できるという利点がある。【００６１】
また、本第１実施形態においては、ピストン（第１のピストン）１１及びピン（第２のピストン）１４の２つの部材をともにロッカアーム５内に設けているので、これら２つのピストン１１，１４間で相対移動或いは相対揺動が生じない。したがって、ピン１４の先端がピストン１１の底部に当接するような状態であってもピン１４の先端が磨耗するような事態を回避できる。【００６２】
また、ピン１４の磨耗が生じないのでピン１４を樹脂やアルミで形成することができ、ピン１４の重量を低減することができる。また、これにより切り換え時間の更なる短縮化を図ることができる。
また、ピン１４の軽量化を図ることにより、リターンスプリング１２のバネ力を低減することができ、これにより低い油圧でピストン１１の切り換えが可能となる。したがって、比較的低い油圧（即ち、低回転時）であっても確実にピストン１１の切換を実行することができる。【００６３】
また、２つのピストン１１，１４を平行に配置しているので、ピン１４の伸長時に、ピン１４からの力が全てピストン１１の軸方向に作用し、側力が発生しなくなる。したがって、このような観点からも切り換え時間の短縮を図ることができる。
また、ピン１４（第２のピストン）を当接突起４ａと離隔する方向に変位して設けているので、第１ピストン１４が非当接位置に切り換えられて当接突起４ａが空振りしたときのスペースを容易に形成することができる。【００６４】
次に本発明の第２実施形態に係る内燃機関の動弁装置について説明すると、この第２実施形態は、図９に示すように、上記第１実施形態に対して第１連結切換機構４１ａの構成のみが異なっており、これ以外は同様に構成されている。このため、以下では主に第１実施形態と異なる部分について説明するとともに、第１実施形態に構成された部分については第１実施形態と同様の符号を付し説明を省略する。【００６５】
さて、本第２実施形態では、図９に示すように、弁側のロッカアーム４′にピストン１１が設けられるとともにロッカシャフト内にピン１４が設けられている。具体的には、弁側ロッカアーム４′には、開口部９をそなえたシリンダ１０が形成され、このシリンダ１０内にピストン１１（第１のピストン）が内蔵されている。
また、ロッカシャフト３ａ内には油路１５とシリンダ１１とを連通接続する連通路１７がロッカシャフト３ａの径方向に沿って形成されている。そして、この連通路１７内にピン１４が進退可能に配設されている。【００６６】
そして、これらのピストン１１及びピン１４は、少なくとも、カム側ロッカアーム５′と弁側ロッカアーム４′とが当接していない非当接状態（即ち、カム側ロッカアーム５′のローラ５ａがカム２Ｌのべース円部分に当接している状態）では、ピストン１１とピン１４とが平行となるように設定されている。
本発明の第２実施形態に係る動弁装置は、上述のように構成されているので、上述した第１実施形態と同様の作用、効果が得られるほか、以下のような作用、効果がある。【００６７】
即ち、油路１５に作動油を供給すると、油圧によりピン１４が上方へ変位するとともに、ピストン１１がリターンスプリング１２の付勢力に抗して上方に変位して、開口部９が開放される（非当接位置）。これにより、ロッカアーム５′が揺動駆動されてもロッカアーム５′が空振りして、ロッカアーム４′にロッカアーム５′の駆動力が伝達されなくなり、２つのロッカアーム４′，５′が切り離される非当接状態となる。このとき、ピン１４とピストン１１とは当接しているが、ピン１４とピストン１１との間で相対揺動がないので、ピン１４の磨耗を回避できる。【００６８】
そして、この当接状態から、油路１５の作動油をドレーンすることにより、ピストン１１がリターンスプリング１２に付勢されながら下方に変位し、開口部９が閉塞される（当接位置）。この場合には、ロッカアーム５′とロッカアーム４′とは一体に揺動するようになり、カム２Ｌのカムプロフィールに応じて吸気弁が開閉される（当接状態）。
このとき、ピストン１１はピン１４に対して相対的に揺動することになるが、ピストン１１とピン１４とは当接せずに切り離されているので、やはり、ピン１４の磨耗を回避できる。【００６９】
また、このような当接状態から再び非当接状態に切り換える場合には、ロッカアーム５′がカム２Ｌのべース円部分に接しているタイミングで油路１５に油圧が供給される。これにより、ピン１４とピストン１１とが平行な状態でピン１４がピストン１１に当接するので、第１実施形態と同様に、ピストン１１のピン１４から受ける力が全て軸力として作用し、軸方向と直交方向に作用する側力が発生しない。したがって、効率よくピストン１１を切り換えることができる。【００７０】
また、本第２実施形態によれば、ピン１４をロッカシャフト３ａ内に設けて、ロッカアーム４′内にはピストン１１しか設けていないので、このロッカアーム４′の慣性質量を低減することができる。したがって、エンジンの高回転化が容易となり、エンジン出力を増大させることができるという利点がある。
以上、本発明の実施形態を説明及びその変形例について説明したが、本発明はかかる実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、上述の各実施形態では、排気側の動弁装置は運転モードと休筒モードとを切り換え可能に構成しているが、吸気側と同様に低速運転モードと高速運転モードと休筒運転モードとを切り換え可能に構成してもよい。【００７１】
また、吸気側及び排気側の可変動弁機構を、低速運転モードと高速運転モードとを切り換え可能に構成し、これらの運転モードの切換機構に、本発明を適用しても良い。
【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】
0004337932.tif 000008
【図８】
0004337932.tif 000009
【図９】
0004337932.tif 000010
【図１０】
0004337932.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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