JP2007239551A - 内燃機関の可変動弁機構 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、弁体の最大リフト量を変化させることのできる内燃機関の可変動弁機構に関し、弁体の作動停止時には、弁体に加えて、カムの入力を伝える機構の主要部をも停止状態とすることを目的とする。
【解決手段】カムからの入力を受けるカムローラ６６を揺動軸６４を介して制御アーム４０に連結させる。カムローラ６６との連結・非連結が切り換え得る中間ローラ６０，７２を、揺動軸５８，７０を介して制御アーム４０に連結させる。中間ローラ６０とスライド面８８ａが接し、中間ローラ７２とスライド面９０ａが接するように、制御アーム４０に揺動アーム８０，８２を組み付ける。全ての制御軸受け穴５０，５２，５４，８４，８６を貫通するように制御軸９２を挿入する。制御軸９２と制御アーム４０を固定ピン９８で固定する。中間ローラ６０，７２とカムローラ６６を非連結として弁停止を実現する。
【選択図】図２

Description

この発明は、内燃機関の可変動弁機構に係り、特に、弁体の最大リフト量を変化させることのできる内燃機関の可変動弁機構に関する。

従来、特開２００４−１００５５５号公報に開示されるように、弁体の最大リフト量を変化させるための可変動弁機構が知られている。上記従来の可変動弁機構は、カムと接触するリンク機構を備えている。リンク機構には、ロッカーアームと当接する揺動アームが含まれている。また、揺動アームは、制御軸に固定されており、制御軸を回転させることにより、その姿勢（傾斜角）を変えることができるように構成されている。

上記のリンク機構は、カムからの入力を、揺動アームの揺動に変換し、その揺動をロッカーアームに伝達することができるように構成されている。そして、このリンク機構は、制御軸の回転に伴う揺動アームの姿勢変化を、ロッカーアームに伝達される振幅の大きさに反映させることができるように構成されている。このため、上記従来の可変動弁機構によれば、制御軸を回転させることにより、弁体に発生する最大リフト量を変化させることができる。

特開２００４−１００５５５号公報 特開平７−６３０２３号公報 特開平８−６１０３１号公報

内燃機関においては、弁体のリフト量をゼロとすること、つまり、弁体の作動停止が望まれる場合がある。上記従来の可変動弁機構によれば、最大リフト量がゼロとなるまで制御軸を回転させることにより、内燃機関の運転中に、弁体の作動を停止させることができる。

しかしながら、従来の可変動弁機構では、その場合においても、リンク機構はカムの回転と同期した往復運動を続け、また、揺動アームも、ロッカーアームを押圧しない範囲で揺動を続ける。このように、上記従来の可変動弁機構は、弁体の停止時に、カムの入力をロッカーアームに伝えるためのリンク機構を、不必要に動作させ続けるものであった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、弁体の作動停止時には、弁体に加えて、カムの入力を伝える機構の主要部をも停止状態とすることのできる可変動弁機構を提供することを目的とする。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の弁体の最大リフト量を、制御軸の回転位置に応じて変化させることのできる可変動弁機構であって、
カムからの入力を受けて往復運動をする受付部材と、
前記受付部材に連結されることにより、前記受付部材と共に往復運動をする伝達部材と、
前記受付部材と前記伝達部材の連結状態と非連結状態とを切り換える連結切換機構と、
前記受付部材及び前記伝達部材とカム軸との相対位置を、前記制御軸の回転位置に応じて変化させる連結機構と、
前記伝達部材とカム軸との相対位置に応じた最大リフトが前記弁体に生ずるように、前記伝達部材の往復運動を前記弁体の開閉動作に変換する動弁機構と、
を備えることを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明において、前記連結機構は、前記受付部材と前記伝達部材とが連結されていない状況下で、前記制御軸の回転位置に関わらず、両者の位置関係を連結可能な関係に維持することを特徴とする。

また、第３の発明は、第２の発明において、前記連結機構は、
前記制御軸の回転に連動して、前記受付部材とカム軸の相対位置を変化させる第１連動機構と、
前記制御軸の回転に連動して、前記伝達部材とカム軸の相対位置に、前記受付部材とカム軸の相対位置に生ずるのと同じ変化が生ずるように、前者の相対位置を変化させる第２連動機構と、
を含むことを特徴とする。

また、第４の発明は、第３の発明において、
前記第１連動機構は、前記制御軸の中心から離れた位置に、前記制御軸と一体化されたものとして設けられる第１揺動軸と、当該第１揺動軸を中心として揺動する第１アームとを備え、
前記第２連動機構は、前記制御軸の中心から離れた位置に、前記制御軸と一体化されたものとして、かつ、前記第１揺動軸と同心になるように設けられる第２揺動軸と、当該第２揺動軸を中心として揺動する第２アームとを備え、
前記連結切換機構は、前記第１アームと前記第２アームを連結又は非連結とすることを特徴とする。

また、第５の発明は、第４の発明において、前記連結切換機構は、前記第１揺動軸及び前記第２揺動軸の近傍に配置されることを特徴とする。

また、第６の発明は、第２乃至第５の発明の何れかにおいて、前記連結機構は、
前記受付部材を前記カムに向けて付勢する第１付勢機構と、
前記カムの基準円に接している受付部材との連結を可能とする連結可能位置を、前記伝達部材の可動端とするための支持機構と、
前記伝達部材を前記連結可能位置に向けて付勢する第２付勢機構と、
を含むことを特徴とする。

また、第７の発明は、第６の発明において、前記支持機構は、カム軸に固定されていることを特徴とする。

また、第８の発明は、第７の発明において、前記カム軸の回転に伴って、前記支持機構と前記伝達部材との間に発生する摺動を低減するための摺動低減機構を備えることを特徴とする。

また、第９の発明は、第１乃至第８の発明の何れかにおいて、前記動弁機構は、前記伝達部材と当接しており、前記伝達部材の往復運動に伴って揺動し、前記伝達部材とカム軸との相対位置に応じて基準傾斜角を変化させ、かつ、当該基準傾斜角に応じた最大リフトを前記弁体に発生させる揺動部材を含むことを特徴とする。

また、第１０の発明は、第１乃至第９の発明の何れかにおいて、前記連結切換機構は、
前記受付部材と前記伝達部材との連結、非連結を切り換えるピンと、
前記ピンを駆動する油圧機構と、
を含むことを特徴とする。

また、第１１の発明は、第１０の発明において、
前記連結切換機構は、前記ピンを、前記連結状態を実現する位置に向けて付勢するピン付勢機構を備え、
前記油圧機構は、
機関回転数に応じた油圧を発生させる油圧発生機構と、
前記ピンが、前記非連結状態を実現する位置に向けて付勢されるように、前記油圧発生機構によって生成された油圧を前記ピンに作用させる油圧回路と、を含むことを特徴とする。

また、第１２の発明は、第１乃至第１１の発明の何れかにおいて、単一の受付部材に対して、前記伝達部材と前記動弁機構と前記弁体との組みが複数組み設けられることを特徴とする。

また、第１３の発明は、第１２の発明において、前記連結切換機構は、複数の伝達部材のそれぞれに対して一つずつ設けられることを特徴とする。

また、第１４の発明は、第１２の発明において、前記連結切換機構は、複数の伝達部材の全てが前記受付部材に連結する連結状態と、前記複数の伝達部材の全てが前記受付部材から切り離される非連結状態とを、選択的に実現するものであることを特徴とする。

また、第１５の発明は、第１乃至第１４の発明の何れかにおいて、前記内燃機関は複数の気筒を備え、
前記動弁機構は、前記非連結状態の下では前記弁体を全閉位置に維持するように設けられ、かつ、
少なくとも一つの気筒においては、前記受付部材、前記伝達部材、前記連結切換機構、前記連結機構、及び前記動弁機構が、内燃機関の運転中に、その気筒に配置される全ての弁体が全閉位置を維持できるような組み合わせで設けられていることを特徴とする。

第１の発明によれば、受付部材と伝達部材とを連結状態とすることで、カムの入力を、弁体の開閉動作に変換することができる。そして、この状態で制御軸を回転させることにより、伝達部材とカム軸との相対位置を変化させ、その結果として、弁体の最大リフトを変化させることができる。また、受付部材と伝達部材とを非連結状態とすることで、伝達部材以降の機構を停止させ、その結果として弁体を停止させることができる。このように、本発明によれば、弁体の作動停止時には、弁体に加えて、カムの入力を伝える機構の主要部をも停止状態とすることができる。

第２の発明によれば、受付部材と伝達部材とが連結されていない状況下でも、制御軸の回転位置に関わらず、両者の位置関係を連結可能な関係に維持することができる。このため、本発明によれば、制御軸の回転位置に制約されることなく、受付部材と伝達部材の連結・非連結を、自由に切り換えることができる。

第３の発明によれば、第１連動機構と、第２連動機構とにより、受付部材とカム軸との相対位置、及び伝達部材とカム軸との相対位置を、制御軸の回転に応じて、それぞれ独立に、かつ同様に変化させることができる。このため、本発明によれば、受付部材と伝達部材が非連結の状態で制御軸が回動されても、両者の位置関係を、連結可能な関係に維持することができる。

第４の発明によれば、受付部材と伝達部材の連結・非連結を、それらに繋がる第１アームと第２アームの間で切り換えることができる。第１アーム及び第２アームは、それぞれカム軸の方向に付勢しておく必要がある。本発明の構成によれば、非連結時にカムに加わる力が、第１アームに作用する付勢力のみとなる。このため、本発明によれば、弁体の停止時にカム周辺に作用する摺動抵抗を十分に小さくすることができる。

第５の発明によれば、連結切換機構を、第１揺動軸及び第２揺動軸の近傍に設けることができる。連結切換機構には、連結状態と非連結状態とを切り換えるためのエネルギを導く必要がある。このようなエネルギを導くための経路は、連結切換機構が第１揺動軸及び第２揺動軸に近いほど、形成が容易となる。このため、本発明によれば、連結切換機構の実現を容易化することができる。

第６の発明によれば、第１付勢機構によって受付部材をカムに向けて付勢することができる。伝達部材は、受付部材から切り離されている場合は、第２付勢機構によって付勢されることにより支持機構に接する位置、つまりカムの基準面に接している受付部材と連結が可能となる連結可能位置に保持される。このため、本発明によれば、受付部材がカムの基準面に接している状況下で、受付部材と伝達部材との連結が可能となることを保証することができる。

第７の発明によれば、伝達部材の可動端を規制する支持機構の位置を、カム軸に固定することで正確に決めることができる。

第８の発明によれば、摺動低減機構によって、カム軸の回転に関わらず、支持機構と伝達部材との間に過度な摺動が生ずるのを確実に防ぐことができる。

第９の発明によれば、伝達部材と当接する揺動部材によって、伝達部材の往復動作を弁体のリフト量に変換することができる。揺動部材は、伝達部材とカム軸との相対位置に応じて基準傾斜角を変化させ、その結果として弁体の最大リフトを変化させる。このため、本発明によれば、制御軸の回転に応じて、弁体に生ずる最大リフト量を確実に変化させることができる。

第１０の発明によれば、油圧機構によって駆動されるピンにより、受付部材と伝達部材の連結・非連結を確実に切り換えることができる。

第１１の発明によれば、機関回転数に応じて発生する油圧によってピンを非連結の方向に駆動することができる。そして、油圧が低い場合には、ピン付勢機構によって、ピンを連結方向に移動させることができる。このため、本発明によれば、内燃機関の停止時には、受付部材と伝達部材とを連結状態として、弁体が作動し得る状態を作り出すことができる。

第１２の発明によれば、単一の受付部材に対して、伝達部材と動弁機構と弁体とが複数組み設けられる。このような構成によれば、一つのカムに対して、作動・停止の切り換えが可能な弁体を複数個割り当てることができる。

第１３の発明によれば、連結切換機構が、複数の伝達部材のそれぞれに対して一つずつ設けられるため、複数の弁体の作動・停止を、別個独立に切り換えることができる。

第１４の発明によれば、連結切換機構によって、全ての伝達部材の連結・非連結を同時に切り換えることができる。このため、本発明によれば、複数の弁体の作動・停止を、簡単な処理により、一斉に切り換えることができる。

第１５の発明によれば、内燃機関が備える複数の気筒のうち、少なくとも一つの気筒につき、作動を停止させることができる。このため、本発明によれば、内燃機関の一部又は全部の気筒停止運転を実現することができる。

実施の形態１．
［実施の形態１の基本構成］
図１は、本発明の実施の形態１の可変動弁機構１０の斜視図である。可変動弁機構１０は、複数の気筒を有し、かつ、個々の気筒に吸気弁及び排気弁をそれぞれ２つずつ備える多気筒式の内燃機関に組み込まれるものとする。図１に示す可変動弁機構１０は、複数気筒のうちの一つに配置される２つの吸気弁１２，１４を駆動するための機構である。

以下、ここでは、一つの気筒に吸気弁１２，１４と共に配置される２つの排気弁も、可変動弁機構１０と同様の構成を有する可変動弁機構により駆動されるものとする。また、吸気弁を駆動する可変動弁機構、及び排気弁を駆動する可変動弁機構は、内燃機関が備える全ての気筒に組み込まれるものとする。更に、吸気弁１２は、内燃機関のリア側に、また、吸気弁１４は、内燃機関のフロント側に、それぞれ位置するものとする。

吸気弁１２，１４は、それぞれ、弁軸１６，１８を備えている。弁軸１６，１８は、それぞれ、図示しないバルブスプリングによって、閉弁方向、つまり、図１における上方向に付勢されている。

弁軸１６，１８の上端は、それぞれ、ロッカーアーム２０，２２の端部と連結している。ロッカーアーム２０，２２の他端は、ラッシュアジャスタ２４，２６により支持されている。つまり、ロッカーアーム２０，２２は、それぞれ、ラッシュアジャスタ２４，２６と弁軸１６，１８とによって支えられている。

ロッカーアーム２０，２２は、それらの中央部に、それぞれロッカーローラ２８，３０を備えている。本実施形態の可変動弁機構１０は、ロッカーアーム２０，２２の上に組み付けられており、ロッカーローラ２８，３０に、カムの押圧力を伝達することができるように構成されている。ロッカーアーム２０，２２は、上記の押圧力を受けて、ラッシュアジャスタ２４，２６による支持点を支点として揺動することにより、吸気弁１２，１４を開閉動作させる。

図２は、可変動弁機構１０の分解斜視図である。可変動弁機構１０は、制御アーム４０を備えている。制御アーム４０は、３枚の軸受け板４２，４４，４６を有している。軸受け板４２には、小径のアーム軸受け穴４８と大径の制御軸受け穴５０が設けられている。他の軸受け板４４，４６にも、同様に、アーム軸受け穴と制御軸受け穴５２，５４が設けられている。

フロント側の軸受け板４２には、フロント中間ローラアーム５６が組み付けられる。フロント中間ローラアーム５６は、その一端に揺動軸５８を備えており、その他端に中間ローラ６０を備えている。フロント中間ローラアームは、上記の揺動軸５８により、アーム軸受け穴４８に、揺動可能に組み付けられる。

中央の軸受け板４４には、カムアーム６２が組み付けられる。カムアーム６２は、その一端に揺動軸６４を備えており、その他端にカムローラ６６を備えている。カムアーム６２は、上記の揺動軸６４により、軸受け板４４のアーム軸受け穴（図示なし）に、揺動可能に連結される。

リア側の軸受け板４６には、リア中間ローラアーム６８が組み付けられる。リア中間ローラアーム６８は、その一端に揺動軸７０を備えており、その他端に中間ローラ７２を備えている。リア中間ローラアーム６８は、上記の揺動軸７０により、軸受け板４６のアーム軸受け穴に、揺動可能に組み付けられる。

制御アーム４０が有する３つのアーム軸受け穴（４８等）は、互いに同心同径の円柱となるように設けられている。このため、フロント中間ローラアーム５６、カムアーム６２、及びリア中間ローラアーム６８は、互いに同心の軸を中心として揺動することができる。

図３は、制御アーム４０に、フロント中間ローラアーム５６、カムアーム６２、及びリア中間ローラアーム６８が組み付けられた状態を示す斜視図である。フロント側の中間ローラ６０は、フロント中間ローラアーム５６の測方に突出するように設けられており、その片側でのみ回転可能に支持されている。同様に、リア側の中間アーム７２も、リア中間ローラアーム６８の測方に突出するように設けられており、その片側でのみ回転可能に支持されている。

図３に示すように、フロント側の中間ローラ６０と、カムローラ６６と、リア側の中間ローラ７２は、フロント中間ローラアーム５６、カムアーム６２、及びリア中間ローラアーム６８が制御アーム４０に組み付けられると、互いに密着し得る状態となる。そして、２つの中間ローラ６０，７２及びカムローラ６６には、それらを連結し、また、非連結とする連結切換機構が内蔵されている（詳細な構成は後述する）。

図３中に符号７４を付して示す矢印は、上記の連結切換機構の機能を模式化して示したものである。中間ローラ６０，７２とカムローラ６６とが連結されると、中間ローラ６０，７２は、何れも、その両側から回転可能に支持された状態となる。また、この場合、フロント中間ローラアーム５６と、カムアーム６２と、リア中間ローラアーム６８とは、一体化された部材として動作する。他方、中間ローラ６０，７２とカムローラ６６が非連結とされると、それらのアーム５６，６２，６８は、別個の部材として動作する。

再び図２を参照して、可変動弁機構１０は、フロント側及びリア側の揺動カムアーム８０，８２を備えている。揺動カムアーム８０，８２には、それぞれ制御軸受け穴８４，８６が形成されている。また、揺動カムアーム８０，８２は、それぞれ、制御軸受け穴８４，８６の近傍から径方向に伸びる揺動カム部８８，９０を備えている。以下、揺動カム部８８，９０の表面（図２における上側の面）をスライド面８８ａ，９０ａと、また、その裏面をカム面８８ｂ，９０ｂと称す。

フロント側の揺動カムアーム８０は、制御軸受け穴８４が、制御軸受け穴５０，５２と重なり、かつ、スライド面８８ａが、フロント側の中間ローラ６０に接するように、制御アーム４０に組み付けられる。また、リア側の揺動カムアーム８２は、制御軸受け穴８６が、制御軸受け穴５２，５４と重なるように、かつ、スライド面９０ａがリア側の中間ローラ７２に接するように制御アーム４０に組み付けられる。

可変動弁機構１０は、更に、制御軸９２を備えている。制御軸９２には結合穴９４が設けられている。制御アーム４０には、中央の軸受け板４４の直上部に固定ピン収納溝９６が設けられている。制御軸９２は、結合穴９４の位置と固定ピン収納溝９６の位置とが一致するように、制御アームが備える３つの制御軸受け穴５０，５２，５４と、揺動カムアーム８０，８２に形成されている制御軸受け穴８４，８６の中に挿入される。この状態で、固定ピン９８が、固定ピン収納溝９６に収まるように結合穴９４に挿入され、かつ、制御アーム４０に固定される。その後、制御軸９２の両側に、制御軸ベアリング１００，１０２が装着される。

図４は、上記の組み付け工程を経て構成された可変動弁機構１０と、その周辺の部材の分解斜視図である。図４に示す可変動弁機構１０において、制御アーム４０と制御軸９２は、固定ピン９８によって固定されている。このため、制御軸９２が回転すると、制御アーム４０にも同様の回転が生ずる。他方、揺動カムアーム８０，８２は、制御軸９２を回転軸として自由に揺動することができるため、制御軸９２の回転により姿勢を変えることはない。

図４の下方には、シリンダヘッド軸受け部１１０，１１２を示す。シリンダヘッド軸受け部１１０，１１２には、制御軸受け部１１０ａ，１１２ａと、カム軸受け部１１０ｂ，１１２ｂが形成されている。可変動弁機構１０は、フロント側の制御軸受け部１１０ａに制御軸ベアリング１００が収納され、かつ、リア側の制御軸受け部１１２ａに制御軸ベアリング１０２が収納されるように、シリンダヘッドに載置される。

カム軸受け部１１０ｂ，１１２ｂには、ローラ支持器１２０が載置される。ローラ支持器１２０は、その内部にカム軸１２２を保持する半円柱状の部材である。カム軸１２２は、内燃機関の気筒毎にカム１２４を備えている。カム１２４は、基準円１２４ａとカムノーズ１２４ｂで構成されている。ローラ支持器１２０は、気筒毎に、カムノーズ１２４ｂとの干渉を避けるための逃がし部１２６を備えている。

逃がし部１２６の前後には、フロント側のローラ支持面１２８、及びリア側のローラ支持面１３０が形成されている。ローラ支持面１２８，１３０は、カム軸１２２とローラ支持器１２０が組み付けられた場合に、カム軸１２２の中心からローラ支持面１２８，１３０までの距離が、カム１２４の基準円１２４ａの半径と等しくなるような曲面に形成されている。つまり、ローラ支持面１２８，１３０は、カム軸１２２がローラ支持器１２０に組み付けられた場合に、それらの面が、カム１２４の基準円１２４ａの面と揃うように形成されている。

ローラ支持面１２８，１３０の更に前後には、カムベアリングロア部１３２，１３４が設けられている。カム軸１２２は、カムベアリングロア部１３２，１３４のみと接触するように、ローラ支持器１２０に組み込まれる。カムベアリングロア部１３２，１３４の上には、カムベアリングアッパ部１３６，１３８が装着される。その結果、カム軸１２２は、カムベアリングロア部１３２，１３４と、カムベアリング１３６，１３８とによって、回動可能に保持された状態となる。

ローラ支持器１２０及びカム軸１２２は、中間ローラ６０，７２及びカムローラ６６と接触するように、シリンダヘッドに搭載される。より具体的には、ローラ支持器１２０は、ローラ支持面１２８，１３０が、それぞれ中間ローラ６０，７２と接触するように組み付けられる。また、カム軸１２２は、カム１２４が、カムローラ６６と接触するように組み付けられる。

その後、シリンダヘッド軸受け部１１０，１１２に、カムキャップ１４０，１４２が固定される。カムキャップ１４０，１４２には、それぞれ、制御軸ベアリング１００を収納するための制御軸受け部１４０ａ，１４２ａと、カムベアリングアッパ部１３６，１３８を収納するためのカム軸受け部１４０ｂ，１４２ｂとが形成されている。

［ロストモーションスプリング］
図５は、可変動弁機構１０とカム軸１２２を、カム１２４を２分割する平面で切断することで得られる断面図である。すなわち、図５には、カムアーム６２の底面（断面）及び側面、カムアーム６２に支持されているカムローラ６６の断面、制御アーム４０の中央の軸受け板４４の断面、及びカムアーム６２の後ろ側に位置する揺動カムアーム８２の揺動カム部９０及びバネ受け部１４４等が表されている。

図５に示すように、可変動弁機構１０は、カムアーム６２を図中上方に付勢するロストモーションスプリング１４６を備えている。この付勢力は、カムアーム６２に支持されているカムローラ６６を、カム１２４に向けて押し付ける力として機能する。

可変動弁機構１０は、また、揺動カムアーム８２のバネ受け部１４４を図中下方に付勢するロストモーションスプリング１４８を備えている。ロストモーションスプリング１４８の付勢力は、揺動カムアーム８２を、制御軸９２を中心として、図中反時計回り方向に回転させようとするモーメントを生じさせる。揺動カムアーム８２のスライド面９０ａには、中間ローラ７２（図５ではカムローラ６６の後ろに隠れている）が置かれている。このため、ロストモーションスプリング１４８の付勢力は、その中間ローラ７２を、カム軸１２２の方向へ、つまり、ローラ支持器１２０のローラ支持面１３０に向けて付勢する力として機能する（図４参照）。

可変動弁機構１０は、図５に示されていないフロント側の揺動カムアーム８０を付勢するためのロストモーションスプリングも備えている。このため、フロント側の中間ローラ６０（図４参照）にも、ローラ支持面１２８に向かう付勢力が常に作用している。

［連結切換機構の構成］
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、中間ローラ６０，７２とカムローラ６６の連結・非連結を切り換える連結切換機構の構成を説明するための図である。より具体的には、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、シリンダヘッドに搭載した可変動弁機構１０及びカム軸１２２を、カム軸１２２の中心と、中間ローラ６０，７２及びカムローラ６６の中心とを通る面で切断することにより得られる断面図である。ここに示す断面構造は、カムローラ６６が、カム１２４の基準円に接触している状況下で得られるものである。

図６（Ａ）は、中間ローラ６０，７２とカムローラ６６とが非連結とされた状態を示す。この場合、中間ローラ６０，７２の位置は、カムローラ６６の位置に影響されることなく、ローラ支持面１２８，１３０に接する位置に決められる。ローラ支持面１２８，１３０は、カム１２４の基準面と揃っているため、カムローラ６６がカム１２４の基準円に接している場合、中間ローラ６０，７２の中心は、非連結状態の下でも、カムローラ６６の中心と一致する。

図６（Ａ）に示すように、フロント中間ローラアーム５６は、中間ローラ６０を回転可能に支持するローラピン１５０を備えている。ローラピン１５０の中心部には、リターンスプリング１５２と、第３ピン１５４が収納されている。第３ピン１５４の長さは、図６（Ａ）に示す状況下で、その端面がローラピン１５０の端面と揃うように設計されている。

カムアーム６２は、カムローラ６６を回転可能に支持するローラピン１５６を備えている。ローラピン１５６の中心部には、ローラピン１５６と同じ長さの第２ピン１５４が収納されている。図６（Ａ）に示す状況下では、第２ピン１５８は、その両端面がローラピン１５６の両端面と揃った状態となる。

リア中間ローラアーム６８は、中間ローラ１３０を回転可能に支持するローラピン１６０を備えている。ローラピン１６０の中心部には、第１ピン１６２が収納されている。また、ローラピン１６０の内部には、第１ピン１６２を収納するための円筒状スペースと、その円筒状スペースより径の小さな油路１６４とが形成されている。油路１６４には、可変動弁機構１０の外部に通じる油路１６６が連通している。

図６（Ａ）は、油路１６４に、油圧が供給されていない状態を示している。この場合、第１ピン１６２、第２ピン１５８及び第３ピン１５４は、リターンスプリング１５２の付勢力により、図中上方側の移動端に移動する。その結果、第１ピン１６２、第２ピン１５８及び第３ピン１５４の境界が、リア中間ローラアーム６８、カムアーム６２、及びフロント中間ローラアーム５６の境界とそれぞれ一致する状態、つまり、カムローラ６６が、２つの中間ローラ６０，７２から離れて単独で揺動し得る状態が実現される。

図６（Ｂ）は、油路１６４に、リターンスプリング１５２の付勢力に勝る油圧が供給された状態を示している。この場合、第１ピン１６２、第２ピン１５８及び第３ピン１５４は、リターンスプリング１５２の付勢力に抗って、図中下方側の移動端に移動する。その結果、第１ピン１６２は、リア中間ローラアーム６８のローラピン１６０と、カムアーム６２のローラピン１５６の双方に挿入された状態となる。また、第２ピン１５８は、カムアーム６２のローラピン１５６とフロント中間ローラアーム５６のローラピン１５０の双方に挿入された状態となる。この場合、２つの中間ローラ６０，７２は、カムローラ６６と連結され、カムローラ６６の動きに合わせて揺動する状態となる。

［実施の形態１の動作］
（制御軸の回転に伴う揺動カムアームの傾斜角変化）
図７は、制御軸９２の回転に伴う動作を説明するための図である。可変動弁機構１０の制御アーム４０は、制御軸９２の中心から離れた位置に揺動軸５８，６４，７０を保持しつつ、制御軸９２と一体化して動作する部材として機能する。図７では、その機能に着目して、制御アーム４０を、制御軸９２の中心と揺動軸５８とを結ぶ線分で表している。

可変動弁機構１０のフロント中間ローラアーム５６は、中間ローラ６０の動きを、揺動軸５８を軸とする揺動のみに制限する機能を有している。図７では、その機能に着目して、フロント中間ローラアーム５６を、揺動軸５８と中間ローラ６０の中心とを結ぶ線分で表している。カムアーム６２の機能、及びリア中間ローラアーム６８の機能は、フロント中間ローラアーム５６の機能と実質的に同じであるため、ここでは、それらの代表例として、フロント中間ローラアーム５６の機能を説明する。

図７（Ａ）は、制御アーム４０を表す線分が垂直方向からθ１°だけ傾斜している状態を示す。以下、この傾斜角を制御軸９２の「回転角」とする。制御軸９２の回転角が決まると、揺動軸５８の位置が必然的に決定される。そして、揺動軸５８の位置が決まれば、中間ローラ６０の位置も、必然的に決定される。つまり、図７（Ａ）に示す状況下では、中間ローラ６０の位置は、揺動カム部８８のスライド面８８ａに支えられながら、ローラ支持面１２８（カム１２４の基準円と同じ曲面）と接し、かつ、揺動軸５８からの距離が線分５６の長さとなる位置に決定される。

図７（Ｂ）は、制御軸９２の回転角が、θ１°からθ２°だけ大きくなった場合の状態を示す。揺動軸５８の位置は、回転角の変化に伴って、図７（Ａ）に示す場合に比して左側へ移動している。その結果、図７（Ｂ）に示す状態では、中間ローラ６０の位置が、図７（Ａ）に示す場合に比して、制御軸９２に近づいている。尚、この位置の変化は、カムアーム６２に支持されているカムローラ６６、及びリア中間ローラアーム６８に支持されている中間ローラ７２にも同様に生ずる。

可変動弁機構１０は、スライド面８８ａ上の各点とローラ支持面１２８（カム１２４の基準円と同じ曲面）との距離が、その点が制御軸９２に近づくほど短くなるように設計されている。このため、中間ローラ６０がスライド面８８ａ上を転がって制御軸９２に近づく際には、その反動で揺動カム部８８は押し下げられる。

図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、揺動カム部８８が押し下げられた結果、揺動カムアーム８０の傾斜角が、θ３°からθ３＋θ４°に変化した例を示している。また、この変化は、リア側の揺動カムアーム８２の傾斜角にも同様に発生する。このように、本実施形態の可変動弁機構１０によれば、制御軸９２の回転角を変化させることにより、揺動カムアーム８０，８２の傾斜角を変化させることができる。

（制御軸の回転に伴う最大リフトの変化）
図８は、制御軸９２の回転に伴って吸気弁１２，１４の最大リフトが変化する様子を説明するための図である。より具体的には、図８（Ａ）は、制御軸９２の回転角がθ１である状況下での可変動弁機構１０の動作を示す。また、図８（Ｂ）は、制御軸９２の回転角がθ１＋θ２である状況下での可変動弁機構１０の動作を示す。

可変動弁機構１０において、カムローラ６６は、カム１２４の回転に伴って、カム１２４の基準円に接する位置を起点とする往復運動を行う。中間ローラ６０，７２は、カムローラ６６と連結されている場合は、カムローラ６６と同様の往復運動を行う。つまり、この場合、中間ローラ６０，７２は、ローラ支持面１２８，１３０に接する位置を起点とした往復運動を行う。

図８（Ａ）及び図８（Ｂ）中に２点鎖線で示す形状は、中間ローラ６０が、往復運動の起点に位置する場合、つまり、カムローラ６６がカム１２４の基準面に接している場合の可変動弁機構１０を示している。また、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）中に実線で示す形状は、カムローラ６６がカムノーズに押され、中間ローラ６６が、フロント中間ローラアーム５６の拘束を受けながら、ほぼ最大変位点まで移動した際の可変動弁機構１０を示している。

中間ローラ６０が最大変位点まで移動する過程では、揺動カムアーム８０の揺動カム部８８が押し下げられる。その結果、図８（Ａ）に示す場合は、揺動カムアーム８０の傾斜角がθ１から、より大きな角度に変化している。また、図８（Ｂ）に示す場合には、その傾斜角が、θ１＋θ２から、より大きな角度に変化している。

揺動カムアーム８０の傾斜角が増すと、ロッカーローラ３０は、揺動カム部８８カム面８８ｂに押し下げられる。その結果、ロッカーアーム２２により弁軸１８が押し下げられて、吸気弁１４に開弁方向のリフトが生ずる。ここで、揺動カム部８８のカム面８８ｂは、傾斜角が大きくなるほど、傾斜角に増加に対して、ロッカーローラ３０に大きな変位が生ずるように形成されている。

このため、図８（Ａ）に示すように、傾斜角の初期値が小さな値（θ１）である場合は、揺動カムアーム８０の揺動に対して、ロッカーアーム３０にさほど大きな変位が生じない。従って、この場合は、吸気弁１４に生ずる最大リフトが小さな値となる。他方、図８（Ｂ）に示すように、傾斜角の初期値が大きな値（θ１＋θ２）である場合は、揺動カムアーム８０の揺動に対して、ロッカーアーム３０に大きな変位が生じる。従って、この場合は、吸気弁１４に、大きな最大リフトが与えられる。

以上説明した通り、本実施形態の可変動弁機構１０によれば、制御軸９２の回転角を変化させることにより、吸気弁１２の最大リフトを変化させることができる。また、上述した最大リフトの変化は、フロント側の吸気弁１２に限らず、リア側の吸気弁１４にも同様に生ずる。このため、本実施形態の構成によれば、制御軸９２を回転させることにより、２つの吸気弁１２，１４の最大リフトを、同様に変化させることが可能である。

（非連結状態による弁停止運転）
図９は、連結切換機構（図６参照）の機能を説明するための図である。より具体的には、図９（Ａ）は、連結切換機構が、中間ローラ６０，７２とカムローラ６６とを非連結とした状態での動作を説明するための図である。また、図９（Ｂ）は、連結切換機構が、中間ローラ６０，７２とカムローラ６６とを連結した状態での動作を説明するための図である。

図９（Ａ）及び図９（Ｂ）において、制御アーム４０、フロント中間ローラアーム５６、リア中間ローラアーム６８、及びカムアーム６２は、それらの機能に着目して、それぞれの符号を付した線分により表すこととする。また、これらの図において、括弧を付して示す符号は、他の構成要素と重なることで図示されない状態となっている要素の符号を表している。

可変動弁機構１０において、連結切換機構が非連結状態となっている場合は、上述した通り、カムローラ６６が、２つの中間ローラ６０，７２から離れて単独で揺動し得る状態となる。つまり、この場合は、図９（Ａ）に示すように、中間ローラ６０，７２が、常にローラ支持面１２８，１３０に接触した位置に保持される一方で、カムローラ６６だけが、カム１２４のノーズに押されて揺動する状態となる。

中間ローラ６０，７２がローラ支持面１２８，１３０に接した位置を維持する限り、吸気弁１２，１４は、全閉位置に保持される。このため、可変動弁機構１０によれば、連結切換機構を非連結状態とすることで、内燃機関の運転中に、２つの吸気弁１２，１４を共に停止させることができる。以下、この運転を「弁停止運転」と称す。

可変動弁機構１０は、制御軸９２の回転位置に応じて吸気弁１２，１４の最大リフトを変えることができる。このため、例えば、最大リフトがゼロとなる位置まで制御軸９２を回転させ得る構造とすれば、中間ローラ６０，７２が常時カム１２４の回転と同期して揺動していても、最大リフトがゼロとなるまで制御軸９２を回転させることにより、吸気弁１２，１４の動作は止めることができる。

しかしながら、このような構成によれば、吸気弁１２，１４の停止時においても、フロント中間ローラアーム５６及びリア中間ローラアーム６８が揺動を続け、更には、２つの揺動カムアーム８０，８２も、ロストモーションスプリング１４８の付勢力に抗って揺動を続けることになる。この場合、無駄な動作を継続させるためだけに、カム１２４に大きな反力を作用させることになる。

これに対して、本実施形態の構成によれば、弁停止運転中は、動作を継続する要素を、カムローラ６６とカムアーム６２だけに限ることができる。つまり、本実施形態の可変動弁機構１０によれば、弁停止運転中にカム１２４の作用する反力を、カムアーム６２を付勢するロストモーションスプリング１４６の付勢力だけとすることができる。このため、本実施形態の可変動弁機構１０によれば、最大リフトをゼロとすることで弁停止運転を実現する機構に比べて、内燃機関の燃費特性を改善することができる。

更に、最大リフトをゼロとすることで弁停止運転を実現しようとした場合は、大リフト運転の実行中に、即座に弁停止運転を開始することはできない。また、弁停止運転からの復帰時に、即座に大リフト運転を開始することもできない。

これに対して、本実施形態の可変動弁機構１０では、吸気弁１２，１４にどのような最大リフトが生じているかに関わらず、連結切換機構の状態を反転させるだけで、通常の運転状態から、即座に弁停止運転を開始することができる。また、本実施形態の可変動弁機構１０によれば、以下に説明する理由により、弁停止運転からの復帰時に、吸気弁１２，１４に任意の最大リフトを即座に与えることができる。

すなわち、本実施形態の可変動弁機構１０によれば、非連結状態の下で、カムローラ６６は、揺動軸６４の中心からの距離が、カムアーム６２によって拘束された条件下で揺動を続ける。そして、中間ローラ６０，７２は、それぞれ、揺動軸５８，７０からの距離が、フロント或いはリアの中間ローラアーム５６，６８によって拘束された状態で、ローラ支持面１２８，１３０との接触を維持する。この場合、制御軸９２の回転角がどのように変化しても、カムローラ６６がカム１２４の基準円に接する際には、中間ローラ６０，７２の中心軸とカムローラ６６の中心軸とが一致し、それらが連結可能な状態となる。

このため、本実施形態の可変動弁機構１０によれば、非連結状態の下で、制御軸９２がどのように動いたとしても、即座に連結状態を復元することができる。そして、非連結状態の下で、制御軸９２の回転角を予め所望の角度としておけば、弁停止運転からの復帰後に、吸気弁１２，１４に、即座に所望の最大リフトを与えることができる。

［その他の効果］
（気筒休止運転）
本実施形態の内燃機関は、上述した通り、複数の気筒を備えている。また、この内燃機関が備える全ての弁体（吸気弁及び排気弁）は、可変動弁機構１０、或いはこれと同じ構成の可変動弁機構によって駆動される。このため、本実施形態の内燃機関によれば、一部の気筒の弁体を全て停止させることにより一部気筒休止運転を実現することができる。更に、全ての気筒の弁体を全て停止させることにより、全気筒休止運転を実現することができる。

（中間ローラアームの剛性）
本実施形態の可変動弁機構１０では、フロント中間ローラアーム５６、及びリア中間ローラアーム６８が、それぞれ、中間ローラ６０，７２を片側のみで支える片持ち構造とされている。このような構造を取りつつ、可変動弁機構１０は、それらのアーム５６，６８に大きな剛性を持たせることなく実現することができる。

すなわち、可変動弁機構１０においては、連結切換機構ば非連結状態である場合は、中間ローラ６０，７２が、ローラ支持面１２８，１３０に接した状態を維持する。この際、吸気弁１２，１４は全閉状態に維持されるため、フロント中間ローラアーム５６及びリア中間ローラアーム６８に大きなバルブスプリング力が作用することがない。

また、揺動カムアーム８０，８２に作用しているロストモーションスプリング１４８の付勢力は、揺動カム部８８，９０とローラ支持面１２８，１３０との間に中間ローラ６０，７２を挟み込む力として働くだけで、フロント中間ローラアーム５６及びリア中間ローラアーム６８に、何ら力を加えない。このため、可変動弁機構１０は、非連結状態の下では、それらの中間ローラアーム５６，６８が大きな剛性を有していなくても適正に動作することができる。

連結切換機構が連結状態となると、中間ローラ６０は、フロント中間ローラアーム５６とカムアーム６２とによって、両側から支えられた状態となる。同様に、連結状態では、中間ローラ７２は、リア中間ローラアーム６８とカムアーム６２とによって、両側から支えられた状態となる。つまり、連結状態では、中間ローラ６０，７２の片持ち構造が解消される。このため、フロント及びリアの中間ローラアーム５６，６８に大きな剛性が与えられていなくても、可変動弁機構１０は、連結状態日の下でも適正に動作することができる。

［実施の形態１の変形例］
（連結切換機構の第１変形例）
ところで、上述した実施の形態１における連結切換機構は、油圧が抜かれた場合に非連結状態、つまり弁停止の状態を実現し、油圧の供給を受けることで連結状態を実現するように構成されているが、その構成はこれに限定されるものではない。すなわち、連結切換機構は、油圧が抜かれた場合に連結状態を実現するように構成してもよい。

図１０は、油圧が抜かれることにより連結状態を実現する連結切換機構の一例を示す図である。図１０に示す構成は、第１ピン１６２及び第３ピン１５４が、それぞれ第１ピン１７０及び第３ピン１７２に置き換えられている点を除いて、図６に示す構成と同様である。また、第１ピン１７０及び第３ピン１７２は、長さが異なる点を除き、図６に示す第１ピン１６２及び第３ピン１５４と同様である。

図１０は、油路１６４から油圧が抜かれた状態を示している。この場合、第１ピン１７０，第２ピン１５８及び第３ピン１７２は、リターンスプリング１５２に付勢されることにより、図中上方の移動端まで移動する。図１０に示す連結切換機構は、上記の状況下で、第２ピン１５８が中間ローラ７２のローラピン１６０とカムローラ６６のローラピン１５６の双方に渡って延在しし、かつ、第３ピン１７２が、カムローラ６６のローラピン１５６と中間ローラ６０のローラピン１５０の双方に渡って延在するように構成されている。このため、図１０に示す連結切換機構によれば、油路１６４から油圧を抜くことで、連結状態を実現することができる。

図１０に示す構成において、油路１６４に適当な油圧が供給されると、第１ピン１７０、第２ピン１５８及び第３ピン１７２は、リターンスプリング１５２の付勢力に抗って、図中下方の移動端まで移動する。図１０に示す機構は、この場合に、第１ピン１７０と第２ピン１５８の境界が、ローラピン１６０とローラピン１５６の境界に一致し、かつ、第２ピン１５８と第３ピン１７２の境界が、ローラピン１５６とローラピン１５０の境界に一致するように構成されている。このため、図１０に示す連結切換機構によれば、油路１６４に油圧を供給することで、非連結状態を実現することができる。

油路１６４への油圧供給は、内燃機関の油圧ポンプを圧力源として行うことができる。この場合、油圧ポンプが停止する内燃機関の停止時には、供給源の油圧が低下することになる。図６に示す連結切換機構では、内燃機関の停止時に、吸気弁１２，１４が動作し得る状態（連結状態）を維持するためには、油圧ポンプが停止した状態で、油路１６４の圧力を維持しておくことが必要である。これに対して、図１０に示す連結切換機構によれば、油路１６４の油圧を抜いておくことで、内燃機関の停止時に、吸気弁１２，１４が動作し得る状態（連結状態）を維持することができる。このため、図１０に示す連結切換機構は、内燃機関の始動時における信頼性を確保するうえで、図６に示す機構に比して優れている。

（連結切換機構の第２変形例）
図１１は、連結切換機構の第２の変形例の構成を説明するための図である。図６及び図１１に示す連結切換機構は、何れも、２つの中間ローラ６０，７２と、カムローラ６６との連結・非連結を常に一緒に切り換えるものである。これに対して、図１１に示す連結切換機構は、中間ローラ６０とカムローラ６６との連結状態、及び中間ローラ７２とカムローラ６６との連結状態を、別個独立に切り換えるための機構である。

図１１に示す機構は、カムローラ６６のローラピン１８０の中に、２つの独立したピン収納空間１８２，１８４を備えている。ピン収納空間１８２，１８４には、それぞれ、リターンスプリング１８６，１８８が収納されており、かつ、第１ピン１９０，１９２が挿入されている。

フロント側の中間ローラ６０のローラピン１９４には、第２ピン１９５と第１ピン１９０の一端とを収納するピン収納空間、並びに、その空間に通じる油路１９６が形成されている。同様に、リア側の中間ローラ７２のローラピン１９８には、第２ピン１９９と第１ピン１９２の一端とを収納するピン収納空間、並びに、その空間に通じる油路２００が形成されている。２つの油路１９６，２００には、独立した油路２０２，２０４から、独立に油圧を供給することができる。

図１１は、油路１９６，２００に油圧が供給されていない状態を示す。この場合、第１ピン１９０及び第２ピン１９５が、リターンスプリング１８２の付勢力により、図中下方の移動端に保持される。また、第１ピン１９２及び第２ピン１９９は、リターンスプリング１８４の付勢力により図中上方の移動端に保持される。図１１に示す連結切換機構は、この場合に、第１ピン１９０が２つのローラピン１８０，１９４の双方に渡って延在し、かつ、第１ピン１９２が２つのローラピン１８０，１９８の双方に渡って延在するように構成されている。

油路１９６に油圧が供給されると、第１ピン１９０及び第２ピン１９５は、リターンスプリング１８２の付勢力に抗って、図中上方の移動端まで移動する。図１１に示す連結切換機構は、この場合に、第１ピン１９０と第２ピン１９５の境界が、２つのローラピン１９４，１８０の境界と一致するように構成されている。このため、この機構によれば、油路１９６に油圧を供給することで、フロント側の中間ローラ６０とカムローラ６６とを、非連結の状態とすることができる。

同様の原理により、油路２００に油圧が供給されると、リア側の中間ローラ７２とカムローラ６６とが非連結の状態となる。このため、図１１に示す連結切換機構によれば、油路１９６，２００の油圧を適当に調整することにより、フロント側の連結・非連結と、リア側の連結・非連結を、別個独立に切り換えることができる。

可変動弁機構１０に、図１１に示す連結切換機構を組み込むこととすると、２つの吸気弁１２，１４を共に作動させる状態（通常運転状態）、それらを共に停止させる状態（両弁停止状態）、それらの一方のみを停止させる状態（片弁停止状態）を、適宜実現することができる。この場合、内燃機関において、上述した一部気筒休止運転及び全気筒休止運転に加えて、一部又は全部の気筒を対象とした片弁停止運転を実現することができる。片弁停止運転によれば、筒内にスワールを発生させることができるため、燃焼の改善を図ることができる。

（連結切換機構の第３変形例）
図６又は図１０に示す連結切換機構は、２つの吸気弁１２，１４を共に作動させる通常運転状態と、それらを共に停止させる両弁停止状態とを選択的に実現する機構である。これに対して、図１１に示す連結切換機構によれば、２つの吸気弁１２，１４の一方のみを停止させる片弁停止状態を実現することが可能である。

しかしながら、片弁停止状態を実現するための機構は、図１１に示す機構に限られるものではない。例えば、図６に示す構成において、第１ピン１５４と第２ピン１５８とを一体化させれば、或いは、第２ピン１５８と第３ピン１６２とを一体化させれば、片弁停止状態を実現することが可能となる。同様に、図１０の示す構成において、第１ピン１７０と第２ピン１５８とを一体化させれば、或いは、第２ピン１５８と第３ピン１７２とを一体化させれば、片弁停止状態を実現することが可能である。

（ローラ支持面の変形例）
本実施形態の可変動弁機構１０においては、連結切換機構が非連結状態である場合に、中間ローラ６０，７２の位置を、カム１２４の基準円に接するカムローラ６６の位置と合わせておくことが必要である。この要求を満たすために、実施の形態１では、カム軸１２２にローラ支持器１２０を装着して、中間ローラ６０，７２と対向する位置に、ローラ支持面１２８，１３０を設けることとしている。

ローラ支持器１２０は、その内部に、カムベアリングロア部１３２，１３４を内蔵しており、シリンダヘッド軸受け部１１０，１１２に固定される。このため、ローラ支持面１２８，１３０は、カム軸１２２の回転に関わらず、静止状態を維持することができる。

上述した実施の形態１において、ローラ支持器１２０は、非連結状態の下で中間ローラ６０，７２の位置を決める機能を果たしていると共に、その際に、カム軸１２２の回転を中間ローラ６０，７２に伝えない機能を実現している。そして、上述した２つの機能を実現することができれば、ローラ支持器１２０は、他の構成物に置き換えることが可能である。

図１２は、ローラ支持器１２０に代えて用いることのできる他の構成を説明するための図である。図１２において、カム軸１２２には、カム１２４の両側において、回転吸収ローラ２１０，２１２が装着されている。回転吸収ローラ２１０，２１２は、カム１２４の基準円と同じ半径を有していると共に、カム軸１２２の回りを回転することができる。また、回転吸収ローラ２１０，２１２は、中間ローラ６０，７２と対応する位置に配置されている。

図１２に示す構成によれば、回転吸収ローラ２１０，２１２は、ローラ支持面１２８，１３０と同様に、非連結状態の下で、カム軸１２２の回転を伝えることなく、中間ローラ６０，７２の位置を、カム１２４の基準円に接するカムローラ６６と重なる位置に拘束することができる。このため、図１２に示す構成によれば、ローラ支持器１２０に比して簡単な構成で、ローラ支持器１２０と同様の機能を実現することができる。

（連結切換機構の位置）
上述した実施の形態１では、連結切換機構を、中間ローラ６０，７２及びカムローラ６６の中に設けることとしている。しかしながら、連結切換機構を設ける位置は、その位置に限定されるものではない。例えば、連結切換機構は、フロント中間ローラアーム５６、カムアーム６２、及びリア中間ローラアーム６８の途中、より好ましくは、揺動軸５８，６４，７０の近傍に設けることとしてもよい。

連結切換機構を駆動するためには、油路１６４に油圧を供給するための油路１６６を設ける必要がある。このような油路１６８の形成は、連結切換機構が、揺動軸５８，６４，７０に近づくほど容易となる。このため、連結切換機構を、中間ローラ６０，７２及びカムローラ６６の中から、より揺動軸５８，６４，７０に近い位置に移せば、油路１６６の形成を容易にすることができる。

また、連結切換機構は、ある程度の重量を有しており、その位置が揺動軸５８，６４，７０から離れるほど、フロント及びリアの中間ローラアーム５６，６８、並びにカムアーム６２の慣性モーメントが大きくなる。そして、それらの慣性モーメントが大きいほど、慣性質量が大きくなり、その結果、ロストモーション反力も増大して、それらの揺動により消費されるエネルギが大きくなる。このため、連結切換機構を揺動軸５８，６４，７０の近傍に設ける構成によれば、エネルギロスの低減を図り、内燃機関の燃費特性を改善するうえで有効である。

尚、上述した実施の形態１においては、カムローラ６６が前記第１の発明における「受付部材」に、中間ローラ６０，７２が前記第１の発明における「伝達部材」に、第１乃至第３ピン１６２，１５８，１５４、リターンスプリング１５２、ローラピン１５０，１５６，１６０が前記第１の発明における「連結切換機構」に、フロント及びリアの中間ローラアーム５６，６８、カムアーム６２、及び制御アーム４０が前記第１の発明における「連結機構」に、揺動カムアーム８０，８２及びロッカーアーム２０，２２が前記第１の発明における「動弁機構」に、それぞれ相当している。

また、上述した実施の形態１においては、カムアーム６２及び制御アーム４０が前記第３の発明における「第１連動機構」に、フロント及びリアの中間ロアアーム５６，６８及び制御アーム４０が前記第３の発明における「第２連動機構」に、それぞれ相当している。

また、上述した実施の形態１においては、揺動軸６４が前記第４の発明における「第１揺動軸」に、カムアーム６２の本体が前記第４の発明における「第１アーム」に、揺動軸５８，７０が前記第４の発明における「第２揺動軸」に、フロント及びリアの中間ローラアーム５６，６８の本体が前記第４の発明における「第２アーム」に、それぞれ相当している。

また、上述した実施の形態１においては、カムアーム６２を付勢するロストモーションスプリング１４６が前記第６の発明における「第１付勢機構」に、ローラ支持面１２８，１３０が前記第６の発明における「支持機構」に、ロストモーションスプリング１４８が前記第６の発明における「第２付勢機構」に、それぞれ相当している。

また、上述した実施の形態１においては、ローラ支持器１２０に内蔵されているカムベアリングロア部１３２，１３４が、前記第８の発明における「摺動低減機構」に相当している。

また、上述した実施の形態１においては、揺動カムアーム８０，８２が、前記第９の発明における「揺動部材」に相当している。

また、上述した実施の形態１においては、第１乃至第３ピン１６２，１５８，１５４が前記第１０の発明における「ピン」に、油路１６４が前記第１０の発明における「油圧機構」に、それぞれ相当している。

また、上述した実施の形態１においては、連結切換機構を図１０に示す構成とすることで、リターンスプリング１５２によって前記第１１の発明における「ピン付勢機構」を実現し、油路１６６に油圧を供給する油圧ポンプにより前記第１１の発明における「油圧発生機構」を実現し、油路１６４により前記第１１の発明における「油圧回路」を実現することができる。

また、上述した実施の形態１においては、連結切換機構を、図６、図１０又は図１１に示す構成とすることで、前記第１３又は第１４の発明における「連結切換機構」を実現することができる。

また、上述した実施の形態１においては、複数の気筒を有する内燃機関のうち、少なくとも一つの気筒について、全ての弁体の駆動源を、可変動弁機構１０、或いはこれと同様の構造を有する可変動弁機構とすることで、前記第１５の発明における可変動弁機構を実現することができる。

本発明の実施の形態１の可変動弁機構の斜視図である。 本発明の実施の形態１の可変動弁機構の分解斜視図である。 本発明の実施の形態１の可変動弁機構の構成要素である制御アームに、フロント中間ローラアーム、カムアーム、及びリア中間ローラアームが組み付けられた状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１の可変動弁機構と、その周辺の部材の分解斜視図である。 本発明の実施の形態１の可変動弁機構とカム軸を、カムを２分割する平面で切断することで得られる断面図である。 本発明の実施の形態１の可変動弁機構が備える連結切換機構の構成を説明するための図である。 本発明の実施の形態１の可変動弁機構において、制御軸の回転に伴って生ずる動作を説明するための図である。 本発明の実施の形態１の可変動弁機構が、制御軸の回転に伴って吸気弁の最大リフトを変化させる様子を説明するための図である。 図６に示す連結切換機構の機能を説明するための図である。 本発明の実施の形態１の可変動弁機構に組み込み可能な連結切換機構の第１変形例の構成を説明するための図である。 本発明の実施の形態１の可変動弁機構に組み込み可能な連結切換機構の第２変形例の構成を説明するための図である。 図１に示すローラ支持器に置き換えて用いることのできる構成を説明するための図である。

符号の説明

１０ 可変動弁機構
１２，１４ 吸気弁
２０，２２ ロッカーアーム
４０ 制御アーム
５６ フロント中間ローラアーム
５８，６４，７０ 揺動軸
６０，７２ 中間ローラ
６２ カムアーム
６８ リア中間ローラアーム
８０，８２ 揺動カムアーム
８８，９０ 揺動カム部
９２ 制御軸
１２０ ローラ支持面
１２２ カム軸
１２４ カム
１２４ａ 基準円
１３２，１３４ カムベアリングロア部
１４６，１４８ ロストモーションスプリング
１５２ リターンスプリング
１５４；１７２ 第３ピン
１５８；１９５，１９９ 第２ピン
１６２；１７０；１９０，１９２ 第１ピン
１６４；１９６，２００ 油路
２１０，２１２ ローラ

Claims (15)

1. 内燃機関の弁体の最大リフト量を、制御軸の回転位置に応じて変化させることのできる可変動弁機構であって、
   カムからの入力を受けて往復運動をする受付部材と、
   前記受付部材に連結されることにより、前記受付部材と共に往復運動をする伝達部材と、
   前記受付部材と前記伝達部材の連結状態と非連結状態とを切り換える連結切換機構と、
   前記受付部材及び前記伝達部材とカム軸との相対位置を、前記制御軸の回転位置に応じて変化させる連結機構と、
   前記伝達部材とカム軸との相対位置に応じた最大リフトが前記弁体に生ずるように、前記伝達部材の往復運動を前記弁体の開閉動作に変換する動弁機構と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
2. 前記連結機構は、前記受付部材と前記伝達部材とが連結されていない状況下で、前記制御軸の回転位置に関わらず、両者の位置関係を連結可能な関係に維持することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の可変動弁機構。
3. 前記連結機構は、
   前記制御軸の回転に連動して、前記受付部材とカム軸の相対位置を変化させる第１連動機構と、
   前記制御軸の回転に連動して、前記伝達部材とカム軸の相対位置に、前記受付部材とカム軸の相対位置に生ずるのと同じ変化が生ずるように、前者の相対位置を変化させる第２連動機構と、
   を含むことを特徴とする請求項２記載の内燃機関の可変動弁機構。
4. 前記第１連動機構は、前記制御軸の中心から離れた位置に、前記制御軸と一体化されたものとして設けられる第１揺動軸と、当該第１揺動軸を中心として揺動する第１アームとを備え、
   前記第２連動機構は、前記制御軸の中心から離れた位置に、前記制御軸と一体化されたものとして、かつ、前記第１揺動軸と同心になるように設けられる第２揺動軸と、当該第２揺動軸を中心として揺動する第２アームとを備え、
   前記連結切換機構は、前記第１アームと前記第２アームを連結又は非連結とすることを特徴とする請求項３記載の内燃機関の可変動弁機構。
5. 前記連結切換機構は、前記第１揺動軸及び前記第２揺動軸の近傍に配置されることを特徴とする請求項４記載の内燃機関の可変動弁機構。
6. 前記連結機構は、
   前記受付部材を前記カムに向けて付勢する第１付勢機構と、
   前記カムの基準円に接している受付部材との連結を可能とする連結可能位置を、前記伝達部材の可動端とするための支持機構と、
   前記伝達部材を前記連結可能位置に向けて付勢する第２付勢機構と、
   を含むことを特徴とする請求項２乃至５の何れか１項記載の内燃機関の可変動弁機構。
7. 前記支持機構は、カム軸に固定されていることを特徴とする請求項６記載の内燃機関の可変動弁機構。
8. 前記カム軸の回転に伴って、前記支持機構と前記伝達部材との間に発生する摺動を低減するための摺動低減機構を備えることを特徴とする請求項７記載の内燃機関の可変動弁機構。
9. 前記動弁機構は、前記伝達部材と当接しており、前記伝達部材の往復運動に伴って揺動し、前記伝達部材とカム軸との相対位置に応じて基準傾斜角を変化させ、かつ、当該基準傾斜角に応じた最大リフトを前記弁体に発生させる揺動部材を含むことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項記載の内燃機関の可変動弁機構。
10. 前記連結切換機構は、
    前記受付部材と前記伝達部材との連結、非連結を切り換えるピンと、
    前記ピンを駆動する油圧機構と、
    を含むことを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項記載の内燃機関の可変動弁機構。
11. 前記連結切換機構は、前記ピンを、前記連結状態を実現する位置に向けて付勢するピン付勢機構を備え、
    前記油圧機構は、
    機関回転数に応じた油圧を発生させる油圧発生機構と、
    前記ピンが、前記非連結状態を実現する位置に向けて付勢されるように、前記油圧発生機構によって生成された油圧を前記ピンに作用させる油圧回路と、を含むことを特徴とする請求項１０記載の内燃機関の可変動弁機構。
12. 単一の受付部材に対して、前記伝達部材と前記動弁機構と前記弁体との組みが複数組み設けられることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項記載の内燃機関の可変動弁機構。
13. 前記連結切換機構は、複数の伝達部材のそれぞれに対して一つずつ設けられることを特徴とする請求項１２記載の内燃機関の可変動弁機構。
14. 前記連結切換機構は、複数の伝達部材の全てが前記受付部材に連結する連結状態と、前記複数の伝達部材の全てが前記受付部材から切り離される非連結状態とを、選択的に実現するものであることを特徴とする請求項１２記載の内燃機関の可変動弁機構。
15. 前記内燃機関は複数の気筒を備え、
    前記動弁機構は、前記非連結状態の下では前記弁体を全閉位置に維持するように設けられ、かつ、
    少なくとも一つの気筒においては、前記受付部材、前記伝達部材、前記連結切換機構、前記連結機構、及び前記動弁機構が、内燃機関の運転中に、その気筒に配置される全ての弁体が全閉位置を維持できるような組み合わせで設けられていることを特徴とする請求項１乃至１４の何れか１項記載の内燃機関の可変動弁機構。

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