(57)【要約】【課題】  可変動弁機構の一対のロッカーアームを連結ピンで連結する際に、その連結ピンの引っ掛かりを防止してスムーズな連結を可能にする。【解決手段】  対応する第１、第２カム４２，４３でそれぞれ駆動されるた第１、第２ロッカーアーム３３，３４にピン孔４４ａ，４５ａを形成し、これらのピン孔４４ａ，４５ａに連結ピン４７を摺動自在に嵌合させることで、第１ロッカーアーム３３に接続された機関弁１６のバルブリフトやバルブタイミングを変更することができる。このとき、第１ロッカーアーム３３はハイドロラッシュアジャスタ２９で常時第１カム４２に密着しているが、第２ロッカーアーム３４はロストモーションスプリング５０との間に形成された隙間βにより遊びが存在するため、連結ピン４７で第１、第２ロッカーアーム３３，３４を連結する際に、それらのピン孔４４ａ，４５ａの位置誤差を前記遊びで吸収して連結ピン４７をピン孔４４ａ，４５ａに嵌合することができる。【選択図】        図６
2009264200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関弁（１６）に当接するとともに、ハイドロラッシュアジャスタ（２９）によってカムシャフト（２４）に設けられた第１カム（４２）に当接する方向に付勢される第１ロッカーアーム（３３）と、
前記第１ロッカーアーム（３３）に隣接するように配置され、ロストモーションスプリング（５０）によって前記カムシャフト（２４）に設けられた第２カム（４３）に当接する方向に付勢される第２ロッカーアーム（３４）と、
前記第１、第２ロッカーアーム（３３，３４）に形成されたピン孔（４４ａ，４５ａ）に連結ピン（４６，４７）を摺動自在に嵌合させることで、該一対のロッカーアーム（３３，３４）を連結および分離する切換機構（４１）と、
を備えた可変動弁装置において、
前記第２ロッカーアーム（３４）は、前記第２カム（４３）のベース円部（４３ａ）に当接するときに前記ロストモーションスプリング（５０）との間に所定の隙間（β）を有することを特徴とする可変動弁装置。
【請求項２】
前記第１カム（４２）のベース円部（４２ａ）の半径（Ｒ１）は、前記第２カム（４３）のベース円部（４３ａ）の半径（Ｒ２）よりも大きく設定されることを特徴とする、請求項１に記載の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機関弁に当接するとともに、ハイドロラッシュアジャスタによってカムシャフトに設けられた第１カムに当接する方向に付勢される第１ロッカーアームと、前記第１ロッカーアームに隣接するように配置され、ロストモーションスプリングによって前記カムシャフトに設けられた第２カムに当接する方向に付勢される第２ロッカーアームと、前記第１、第２ロッカーアームに形成されたピン孔に連結ピンを摺動自在に嵌合させることで、該一対のロッカーアームを連結および分離する切換機構とを備えた可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
並置された一対のロッカーアームをカムシャフトの低速用吸気カムおよび高速用吸気カムにそれぞれ当接させるとともに、前記一対のロッカーアームの連結および分離を、該ロッカーアームの内部に形成したピン孔に摺動自在に嵌合する連結ピンにより達成することで、機関弁のバルブリフトおよびバルブタイミングを変更する可変動弁装置が、下記特許文献１により公知である。
【特許文献１】特開２００７−９２７２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、連結ピンによる一対のロッカーアームの連結は、一方のロッカーアームのピン孔に収納された連結ピンを油圧あるいはスプリングで移動させ、他方のロッカーアームのピン孔に嵌合させることで行われるが、その際に連結ピンの先端が前記他方のロッカーアームのピン孔の開口部に引っ掛かってしまい、一対のロッカーアームの連結がスムーズに行われない場合があった。
【０００４】
このとき、一方のロッカーアームがアジャストボルトを介して機関弁に当接していていれば、そのロッカーアームはタペットクリアランスの範囲で自由に揺動可能なため、他方のロッカーアームがロストモーションスプリングの弾発力でカムに向けて付勢されて揺動不能であっても、両ロッカーアームのピン孔の位置を一致させて連結ピンを嵌合させることができる。
【０００５】
しかしながら、一方のロッカーアームに前記アジャストボルトの代わりにハイドロラッシュアジャスタを用いた場合には、その一方のロッカーアームもハイドロラッシュアジャスタの弾発力でカムに向けて付勢されてタペットクリアランスが消滅するため、両ロッカーアームのピン孔の位置を一致させる遊びがなくなって連結ピンを嵌合させることが困難になる可能性がある。
【０００６】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、可変動弁装置の一対のロッカーアームを連結ピンで連結する際に、その連結ピンの引っ掛かりを防止してスムーズな連結を可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、機関弁に当接するとともに、ハイドロラッシュアジャスタによってカムシャフトに設けられた第１カムに当接する方向に付勢される第１ロッカーアームと、前記第１ロッカーアームに隣接するように配置され、ロストモーションスプリングによって前記カムシャフトに設けられた第２カムに当接する方向に付勢される第２ロッカーアームと、前記第１、第２ロッカーアームに形成されたピン孔に連結ピンを摺動自在に嵌合させることで、該一対のロッカーアームを連結および分離する切換機構とを備えた可変動弁装置において、前記第２ロッカーアームは、前記第２カムのベース円部に当接するときに前記ロストモーションスプリングとの間に所定の隙間を有することを特徴とする可変動弁装置が提案される。
【０００８】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記第１カムのベース円部の半径は、前記第２カムのベース円部の半径よりも大きく設定されることを特徴とする可変動弁装置が提案される。
【０００９】
尚、実施の形態の吸気弁１６は本発明の機関弁に対応し、実施の形態の吸気カムシャフト２４は本発明のカムシャフトに対応し、実施の形態の低速用吸気ロッカーアーム３３および高速用吸気ロッカーアーム３４はそれぞれ本発明の第１、第２ロッカーアームに対応し、実施の形態の低速用吸気カム４２および高速用吸気カム４３はそれぞれ本発明の第１、第２カムに対応し、実施の形態の第１、第２連結ピン４６，４７は本発明の連結ピンに対応する。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の構成によれば、相互に隣接するように配置されて対応する第１、第２カムでそれぞれ駆動される第１、第２ロッカーアームにピン孔を形成し、これらのピン孔に切換機構の連結ピンを摺動自在に嵌合させることで第１、第２ロッカーアームを連結および分離可能とし、第１ロッカーアームに接続された機関弁のバルブリフトやバルブタイミングを変更することができる。このとき、第１ロッカーアームはハイドロラッシュアジャスタで常時第１カムに密着しているが、第２ロッカーアームはロストモーションスプリングとの間に形成された隙間により遊びが存在するため、連結ピンで第１、第２ロッカーアームを連結する際に、それらのピン孔の位置誤差を前記遊びで吸収して連結ピンをピン孔にスムーズに嵌合することができる。
【００１１】
また請求項２の構成によれば、第１カムのベース円部の半径を第２カムのベース円部の半径よりも大きく設定したので、小径側の第２カムに当接する第２ロッカーアームは、大径側の第１カムに当接する第１ロッカーアームよりもカムシャフト側に変位しているが、その状態から前記隙間分だけ第２ロッカーアームを反カムシャフト側（ロストモーションスプリング側）に変位させる間に、第１、第２ロッカーアームのピン孔が一致することで連結ピンをピン孔に確実に嵌合することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１〜図８は本発明の実施の形態を示すもので、図１はエンジンのシリンダヘッド部の縦断面図、図２は図１の２−２線矢視図、図３は図２の３−３線断面図、図４は図２の４−４線断面図、図５は図１の５−５線断面図、図６は図１の６−６線断面図、図７は図６に対応する作用説明図、図８はロッカーアームの結合時の作用説明図である。
【００１４】
図１および図２に示すように、内燃機関のシリンダブロック１１の頂面にシリンダヘッド１２が結合されており、シリンダブロック１１に設けたシリンダ１３にピストン１４が摺動自在に嵌合する。ピストン１４の頂面に臨むようにシリンダヘッド１２の下面に形成された燃焼室１５に各２個の吸気弁孔１２ａ，１２ａおよび排気弁孔１２ｂ，１２ｂが開口しており、吸気弁孔１２ａ，１２ａに連なる吸気ポート１２ｃおよび排気弁孔１２ｂ，１２ｂに連なる排気ポート１２ｄがシリンダヘッド１２の内部に形成される。
【００１５】
吸気弁孔１２ａ，１２ａを開閉する一対の吸気弁１６，１６がシリンダヘッド１２に設けたバルブガイド１７，１７に摺動自在に支持され、吸気弁スプリング１８，１８で閉弁方向に付勢される。また排気弁孔１２ｂ，１２ｂを開閉する一対の排気弁１９，１９がシリンダヘッド１２に設けたバルブガイド２０，２０に摺動自在に支持され、排気弁スプリング２１，２１で閉弁方向に付勢される。
【００１６】
シリンダヘッド１２の頂面に結合されたカムシャフトホルダ２２およびカムシャフトキャップ２３間に、吸気カムシャフト２４および排気カムシャフト２５が回転自在に支持される。吸気カムシャフト２４の軸端に設けた吸気スプロケット２６と、排気カムシャフト２５の軸端に設けた排気スプロケット２７と、クランクシャフトの軸端に設けたクランクスプロケット（図示せず）とにタイミングチェーン２８が巻き掛けられており、吸気カムシャフト２４および排気カムシャフト２５はクランクシャフトの２分の１の回転数で同方向に回転する。
【００１７】
カムシャフトホルダ２２に吸気ロッカーシャフト３０および排気ロッカーシャフト３１が固定される。吸気カムシャフト２４の下方に位置する吸気ロッカーシャフト３０には、吸気弁１６，１６のステムエンドに当接するハイドロラッシュアジャスタ２９，２９を先端に有する低速用吸気ロッカーアーム３３と、その低速用ロッカーアーム３３に隣接する高速用吸気高速ロッカーアーム３４とが揺動自在に支持される。
【００１８】
また排気カムシャフト２５の下方に位置する排気ロッカーシャフト３１には、排気弁１９，１９のステムエンドに当接するアジャストスクリュー３５，３５を有する排気ロッカーアーム３６が揺動自在に支持されており、排気カムシャフト２５に設けた排気カム３７が排気ロッカーアーム３６に設けたスリッパ面３６ａに当接することで、排気弁１９，１９は同一のバルブリフトおよびバルブタイミングで開閉駆動される。
【００１９】
次に、図３〜図６に基づいて、吸気弁１６，１６のバルブリフトおよびバルブタイミングを変更する切換機構４１の構造を説明する。
【００２０】
吸気カムシャフト２４には、ベース円部４２ａから突出するリフト部４２ｂの高さが低い低速用吸気カム４２と、ベース円部４３ａから突出するリフト部４３ｂの高さが高い高速用吸気カム４３とが設けられており、低速用吸気カム４２は低速用吸気ロッカーアーム３３のスリッパ面３３ａに当接するとともに、高速用吸気カム４３は高速用吸気ロッカーアーム３４のスリッパ面３４ａに当接する。低速用吸気ロッカーアーム３３の先端は二股に分岐しており、そこに一対の吸気弁１６，１６のステムエンドに当接する前記一対のハイドロラッシュアジャスタ２９，２９が設けられる。
【００２１】
低速用吸気ロッカーアーム３３および高速用吸気ロッカーアーム３４にはそれぞれカラー４４，４５が圧入されており、それらの内部に同軸かつ同径に整列可能なピン孔４４ａ，４５ａが形成される。低速用吸気ロッカーアーム３３側のピン孔４４ａにはカップ状の第１連結ピン４６が摺動自在に嵌合するとともに、高速用吸気ロッカーアーム３４側のピン孔４５ａには中実の第２連結ピン４７が摺動自在に嵌合する。低速用吸気ロッカーアーム３３のピン孔４４ａの底壁３３ｂと第１連結ピン４６とに間にコイルスプリング４８が縮設されており、このコイルスプリング４８の弾発力で第１連結ピン４６を介して付勢された第２連結ピン４７は、高速用吸気ロッカーアーム３４の底壁３４ｂに当接する。
【００２２】
低速用吸気ロッカーアーム３３の底壁３３ｂにはエア抜き孔３３ｃが形成され、また高速用吸気ロッカーアーム３４の底壁３４ｂ側に油室４９が形成される。吸気ロッカーシャフト３０の内部に形成された油路３０ａおよび油孔３０ｂが高速用吸気ロッカーアーム３４の内部に形成された油溝３４ｃおよび油孔３４ｄを介して前記油室４９に連通する。
【００２３】
高速用吸気ロッカーアーム３４の下面に設けたばね座３４ｅがシリンダヘッド１２に設けたロストモーションスプリング５０によって上向きに付勢されており、このロストモーションスプリング５０の弾発力で高速用吸気ロッカーアーム３４のスリッパ面３４ａが高速用吸気カム４３に押し付けられる。
【００２４】
図６から明らかなように、低速用吸気カム４２のベース円部４２ａの半径Ｒ１は、高速用吸気カム４３のベース円部４３ａの半径Ｒ２よりもαだけ大きく設定されている。αは例えば０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度の微小量である。高速用吸気ロッカーアーム３４のスリッパ面３４ａが高速用吸気カム４３のベース円部４３ａに当接した状態で、高速用吸気ロッカーアーム３４のばね座３４ｅとロストモーションスプリング５０の上端との間には隙間βが形成される。βはαよりも大きく、例えば０．２ｍｍ〜０．４ｍｍ程度の微小量である。ロストモーションスプリング５０は、シリンダヘッド１２に設けた筒状のホルダ１２ｅの内部に収納されており、ホルダ１２ｅの上端に設けた係止爪１２ｆ，１２ｆでロストモーションスプリング５０の上端を係止することで、ロストモーションスプリング５０の自由長にばらつきが存在しても前記隙間βを一定に維持することができる。
【００２５】
低速用吸気ロッカーアーム３３および高速用吸気ロッカーアーム３４が分離しているとき、高速用吸気ロッカーアーム３４のスリッパ面３４ａは高速用吸気カム４３のベース円部４３ａに当接しているとは限らず、前記隙間βの範囲内で移動可能にフローティングしている。このとき、隙間βが大きいと騒音や摩耗の原因となるが、上記した０．２ｍｍ〜０．４ｍｍ程度の場合には騒音や摩耗の原因となる虞はない。
【００２６】
図３から明らかなように、前記ハイドロラッシュアジャスタ２９は、低速用吸気ロッカーアーム３３の先端に形成したシリンダ孔３３ｄに摺動自在に嵌合するプランジャ５１を備えており、シリンダ孔３３ｄから突出するプランジャ５１の下端が吸気弁１６のステムエンドに当接する。シリンダ孔３３ｄの底部とプランジャ５１の上端との間には油室５２が区画されており、この油室５２とプランジャ５１の下端とが油路５１ａで接続される。油室５２の内部にはプランジャ５１を突出方向に付勢するコイルスプリング５３と、油路５１ａ側から油室５２側への作動油の流入のみを許容するチェックバルブ５４とが設けられる。
【００２７】
図３および図５から明らかなように、吸気ロッカーシャフト３０に形成された油路３０ｃおよび油孔３０ｄは低速用吸気ロッカーアーム３３の油溝３３ｅおよび油路３３ｆを介してプランジャ５１の前記油路５１ａに連通する。
【００２８】
しかして、吸気弁１６のステムエンドとプランジャ５１の下端との間に隙間が発生すると、コイルスプリング５３の弾発力で前記隙間を消滅させるべくプランジャ５１が突出し、それに伴ってチェックバルブ５４が開弁して油室５２に作動油が供給される。このようにしてプランジャ５１が突出して前記隙間を消滅させた後、吸気バルブ１６側からの荷重がプランジャ５１を後退させようとしても、前記チェックバルブ５４が閉弁してプランジャ５１の後退が阻止される。このように、ハイドロラッシュアジャスタ２９により、タペットクリアランスを殆ど０の状態に維持することができる。
【００２９】
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。
【００３０】
図５および図６に示すように、高速用吸気ロッカーアーム３４の油室４９に油圧が作用していないとき、低速用吸気ロッカーアーム３３に設けたコイルスプリング４８の弾発力で第１連結ピン４６が高速用吸気ロッカーアーム３４側に押圧され、第２連結ピン４７は低速用吸気ロッカーアーム３３のピン孔４４ａから離脱して高速用吸気ロッカーアーム３４のピン孔４５ａ内に退没するため、低速用吸気ロッカーアーム３３および高速用吸気ロッカーアーム３４の連結が解除される。
【００３１】
この状態で吸気カムシャフト２４が回転すると、その低速用吸気カム４２にスリッパ面３３ａを押圧された低速用吸気ロッカーアーム３３が吸気ロッカーシャフト３０を中心に揺動し、その先端に設けた一対のハイドロラッシュアジャスタ２９，２９で一対の吸気弁１６，１６のステムエンドを押圧することで、一対の吸気弁１６，１６は低速用吸気カム４２のリフト部４２ｂに高さに応じた低リフト量で開閉駆動される。
【００３２】
このとき、吸気カムシャフト２４の高速用吸気カム４３にスリッパ面３４ａを押圧された高速用吸気ロッカーアーム３４は、ロストモーションスプリング５０を伸縮させながら吸気ロッカーシャフト３０を中心に揺動するが、高速用吸気ロッカーアーム３４は低速用吸気ロッカーアーム３３から切り離されているため、高速用吸気ロッカーアーム３４の揺動が吸気弁１６，１６の開閉に影響を与えることはない。
【００３３】
吸気ロッカーシャフト３０の油路３０ａおよび油孔３０ｂから、高速用吸気ロッカーアーム３４の油溝３４ｃおよび油孔３４ｄを介して油室４９に油圧を供給すると、コイルスプリング４８を圧縮しながら第１、第２連結ピン４６，４７が低速用吸気ロッカーアーム３３側に摺動し、図７に示すように、二つのピン孔４４ａ，４５ａに跨がる第２連結ピン４７によって、低速用吸気ロッカーアーム３３および高速用吸気ロッカーアーム３４が一体に結合される。
【００３４】
この状態では、リフト部４２ｂの高さが高い高速用吸気カム４３にスリッパ面３４ａを押圧された高速用吸気ロッカーアーム３４の揺動が、前記第２連結ピン４７を介して低速用吸気ロッカーアーム３３に伝達されるため、低速用吸気ロッカーアーム３３に接続された一対の吸気弁１６，１６が高速用吸気カム４３のリフト部４３ｂに高さに応じた高リフト量で開閉駆動される。このとき、低速用吸気カム４２の高さの低いリフト部４２ｂは、低速用吸気ロッカーアーム３３のスリッパ面３３ａから離間して空動する。
【００３５】
図８（Ａ）は、低速用吸気カム４２のベース円部４２ａの半径Ｒ１と、高速用吸気カム４３のベース円部４３ａの半径Ｒ２とを一致させ、かつ前記隙間βを０に設定した場合を示している。この場合、低速用吸気ロッカーアーム３３のスリッパ面３３ａはハイドロラッシュアジャスタ２９の付勢力で低速用吸気カム４２のベース円部４２ａに当接し、高速用吸気ロッカーアーム３４のスリッパ面３４ａはロストモーションスプリング５０の付勢力で高速用吸気カム４３のベース円部４３ａに当接している。
【００３６】
従って、各部品の寸法誤差が存在しないと仮定した場合には、低速用吸気ロッカーアーム３３のピン孔４４ａおよび高速用吸気ロッカーアーム３４のピン孔４５ａは同軸に整列し、第２連結ピン４７による低速用吸気ロッカーアーム３３および高速用吸気ロッカーアーム３４の連結は支障なく行われるはずである。しかしながら実際には、各部品に寸法誤差が存在するために低速用吸気ロッカーアーム３３のピン孔４４ａおよび高速用吸気ロッカーアーム３４のピン孔４５ａが位置ずれし、第２連結ピン４７による低速用吸気ロッカーアーム３３および高速用吸気ロッカーアーム３４の連結が困難になる場合がある。
【００３７】
図８（Ｂ）は、低速用吸気カム４２のベース円部４２ａの半径Ｒ１を、高速用吸気カム４３のベース円部４３ａの半径Ｒ２よりも小さく設定し（本実施の形態とは逆の寸法関係）、かつ前記隙間βを形成した場合を示している。この場合、高速用吸気ロッカーアーム３４は前記隙間βの範囲で高速用吸気カム４３から離れる方向に移動可能であるが、その移動によって低速用吸気ロッカーアーム３３のピン孔４４ａおよび高速用吸気ロッカーアーム３４のピン孔４５ａが位置ずれが一層拡大するため、第２連結ピン４７による低速用吸気ロッカーアーム３３および高速用吸気ロッカーアーム３４の連結は不可能になる。
【００３８】
図８（Ｃ）は本実施の形態に対応するもので、低速用吸気カム４２のベース円部４２ａの半径Ｒ１を、高速用吸気カム４３のベース円部４３ａの半径Ｒ２よりも大きく設定し、かつ前記隙間βを形成した場合を示している。この場合、高速用吸気ロッカーアーム３４は前記隙間βの範囲で高速用吸気カム４３から離れる方向に移動可能であり、その移動の過程で低速用吸気ロッカーアーム３３のピン孔４４ａおよび高速用吸気ロッカーアーム３４のピン孔４５ａが必ず一致するため、第２連結ピン４７による低速用吸気ロッカーアーム３３および高速用吸気ロッカーアーム３４の連結が可能になる。
【００３９】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００４０】
例えば、実施の形態では油圧で第２連結ピン４７をピン孔４４ａに嵌合させているが、油圧に代えてスプリングの弾発力で嵌合させるものであっても良い。
【００４１】
また実施の形態では吸気弁１６，１６の切換機構４１を例示したが、本発明は排気弁１９，１９の切換機構に対しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】エンジンのシリンダヘッド部の縦断面図
【図２】図１の２−２線矢視図
【図３】図２の３−３線断面図
【図４】図２の４−４線断面図
【図５】図１の５−５線断面図
【図６】図１の６−６線断面図
【図７】図６に対応する作用説明図
【図８】ロッカーアームの結合時の作用説明図
【符号の説明】
【００４３】
１６        吸気弁（機関弁）
２４        吸気カムシャフト（カムシャフト）
２９        ハイドロラッシュアジャスタ
３３        低速用吸気ロッカーアーム（第１ロッカーアーム）
３４        高速用吸気ロッカーアーム（第２ロッカーアーム）
４１        切換機構
４２        低速用吸気カム（第１カム）
４２ａ      ベース円部
４３        高速用吸気カム（第２カム）
４３ａ      ベース円部
４４ａ      ピン孔
４５ａ      ピン孔
４６        第１連結ピン（連結ピン）
４７        第２連結ピン（連結ピン）
５０        ロストモーションスプリング
Ｒ１        第１カムのベース円部の半径
Ｒ２        第２カムのベース円部の半径
β          隙間
【図１】
2009264200.tif 000003
【図２】
2009264200.tif 000004
【図３】
2009264200.tif 000005
【図４】
2009264200.tif 000006
【図５】
2009264200.tif 000007
【図６】
2009264200.tif 000008
【図７】
2009264200.tif 000009
【図８】
2009264200.tif 000010