[一実施形態]
以下、本発明を図1〜図19に示す一実施形態にもとづいて説明する。
図1は、左右に気筒列が分かれたエンジン(内燃機関)、例えばV型6気筒のレシプロ式エンジン(以下、単にV型エンジンという)の車体搭載状態をエンジン後方から見た斜視図、図2は同エンジンの各バンクの平面図、図3は休筒切換用のオイルコントロールバルブの斜視図、図4は同エンジンの1気筒分の可変動弁装置(吸・排気の双方)の斜視図、図5は同装置からロッカシャフトキャップを外した斜視図、図6は図5中のA矢視方向から見た可変動弁装置の平面図、図7は図4中のF−F方向から見た断面図、図8は同装置の各種カムを示す平面図、図9および図10は図3中の各方向(H方向、G方向)から見た休筒切換用のオイルコントロールバルブを示す図、図11〜図14は同装置の各部の断面図(図6中のB〜E矢視の断面)、図15は吸気側のロッカアーム構造を示す斜視図、図16は同構造の分解斜視図、図17は排気側のロッカアーム構造を示す斜視図、図18は同構造の分解斜視図、図19は可変動弁装置がもたらすバルブ特性を示す線図をそれぞれ示している。
図1中Sは自動車(車両)の車体、Rは同車体Sの例えば前部に形成されたエンジンルーム、1は同エンジンルームS(二点鎖線で図示)内に横置きで収められたレシプロ式の可変動弁装置付V型エンジンのエンジン本体を示している。このエンジン本体1は、例えばV字形のシリンダブロック、具体的には下部に共通なクランクケース部2を有し、上部に例えば気筒3(図2に図示)を3個ずつ振り分けたV字形のデッキシリンダ部4をもつシリンダブロック5と、デッキシリンダ部4毎にその頭部に搭載されたシリンダヘッド6などといった部品を組み合わせて構成されている。なお、図1には、ヘッドカバー、オイルパンなど細かい部品は記載していない。そして、各デッキシリンダ部4、シリンダヘッド6などから、V字形に突き出る左右のバンク7a,7b(左右はエンジン本体1の前方方向Frを基準に定めている)を構成している。各バンク7a,7bの気筒3にはピストン8が往復動可能に収めてあり(図4および図5に図示)、クランクケース部2にはクランクシャフト(図示しない)が組み込んである。なお、図2に示されるように左右のバンク7a,7bは、クランクシャフトの軸線に沿って各ピストン8のコンロッド(図示しない)が直列に配置される関係で、前後方向に対し、オフセットしている。図2中Lは、その左右のバンク7a,7bのオフセット具合を示している。
ここで、気筒3と向き合う各シリンダヘッド6の下面には、図4および図5に示されるように燃焼室11がそれぞれ形成されている。これら各燃焼室11には、同図に示されるようにバンク7a,7b間を挟んだ内側に位置して、2個(複数)の吸気ポート12a,12b、同吸気ポート12a,12bを開閉する2個の吸気バルブ13a,13bが設けられている。また同じく外側に位置して、2個(複数)の排気ポート14a,14b、同排気ポート14a,14bを開閉する2個の排気バルブ15a,15bが設けられていて、バンク内側から燃焼空気が吸入され、バンク外側から燃焼を終えたガスが排出される構造となっている。
左右バンク7a,7bのシリンダヘッド6には、可変動弁装置を構成するSOHC(Single Over Head Camshaft)式の動弁系17(本願の動弁機構に相当)がそれぞれ設けられている。このうち左バンクの動弁系17aには、例えば図2に示されるように通常(低速)モードと高速モードと休筒モード(気筒を休止させるモード)とに切換可能(3モード切換え)な吸気用のロッカアームモジュール18と、通常(低速)モードと休筒モード(気筒を休止させるモード)に切換可能(2モード切換え)な排気用のロッカアームモジュール19とを組み合わせた構造が用いられる。右バンクの動弁系17bには、通常(低速)モードと高速モードとに切換可能(2モード切換え)な吸気用のロッカアームモジュール20と、通常(低速)モードだけの排気用の動弁装置21とを組み合わせた構造が用いられる。
図4〜図6には、このうちの左バンク7aに搭載される動弁系17aの1気筒分の構造が示されている(エンジン後方から見た図)。図16には、このうちのロッカアームモジュール18を内側から見たときの図、図17には同モジュール18を分解した図が示され、図17にはロッカアームモジュール19を内側から見たときの図、図18には同モジュール19を分解した図が示されている。
同1気筒分の構造について説明すると、図2、図4〜図6中25は、燃焼室11の頭上中央にシリンダヘッド6の長手方向に沿って回転可能に配設されたカムシャフト、24は同カムシャフト26端(ヘッド6前部を貫通したシャフト部分)に設けたカムシャフトスプロケットを示す。26は、カムシャフト25を挟むバンク内側に該カムシャフト25とほぼ平行に配置された吸気用のロッカシャフトと、27はその反対側(バンク外側)にカムシャフト25とほぼ平行に配置された排気用のロッカシャフトを示す。
ロッカシャフト26、27はいずれも対でカムシャフト25の上側に配置してある。またロッカシャフト26,27のうち、ロッカシャフト27の内部には、軸方向に沿って休筒切換用の油路27aが形成されている。ロッカシャフト26の内部には、軸方向に沿って、休筒切換用の油路26aが形成されている。さらにロッカシャフト26の内部には、油路26aと並列に、高速切換用の油路26bが形成されている。
これらロッカシャフト26,27は、いずれも図7に示されるように気筒3を挟んだシリンダヘッド6の上面部分から立ち上がるリブ6aの上面に配置してある。これらロッカシャフト26,27の各部が、図2に示されるように複数のロッカシャフトキャップ130を用いて、シリンダヘッド6のリブ6aに挟み付けてある。具体的には、ロッカシャフトキャップ130には、図2〜図5に示されるように気筒3間に配置されるロッカシャフトキャップ130aと、気筒3列の端に配置されるロッカシャフト130bとの2種類が用いられている。いずれのロッカシャフトキャップ130a,130bにも、例えば図4、図5および図7に示されるようなロッカシャフト26,27間に渡り配置されるプレート状のベース部131に、ボルト132を挿通させる筒状のボルト挿入部133を複数、形成した構造が用いられている。この構造により、図5および図7に示されるようにロッカシャフトキャップ130a,130bは、各ロッカシャフト26,27の上部分(リブ6aとは反対側)に形成された凹部134にベース部131を嵌め、ベース部131の各部のボルト挿入部133から、ボルト132を、ロッカシャフト26,27に形成された貫通孔134a(図5、図6に図示)を貫通して、リブ6aへねじ込むと、ロッカシャフト26,27の各部と共にシリンダヘッド6に固定される。
これらロッカシャフトキャップ130a,130bには、例えば図2に示されるように油路140が形成されている。各油路140は、いずれも図7に示されるようにベース部131上にロッカシャフト26,27間に沿って形成された筒形部143から形成されている。具体的には、筒形部143の底側と栓143で塞がれた開口側とは、ロッカシャフト25,26の地点まで延びていて、筒形部143の内腔の細長の通路を油路140としている。筒形部143の一端部をなすベース部131の裏面部分、他端部をなすベース部131の裏面部分には、図7に示されるようにそれぞれ油路140端とつながる通孔143a,143bが形成されている。このうち排気側のロッカシャフト27側の通孔143aは、図7に示されるように同ロッカシャフト27の油路27aから分岐した分岐孔144a(図5にも図示)と連通している。吸気側のロッカシャフト26側の通孔143bは、同ロッカシャフト26の油路26aから分岐した分岐孔144b(図5にも図示)と連通している。
カムシャフト25は、クランク出力によって回転駆動される部品である。このカムシャフト25の燃焼室11の頭上に配置されるシャフト部分(ロッカシャフトキャップ間)には、例えば図4、図5および図8に示されるようにエンジン後方側から順に高速用の吸気カム30、リフトレスカム31、排気カム32、低速用の吸気カム33が形成されている。低速用の吸気カム33は、エンジンの通常運転に適した開閉タイミング、バルブリフト量に設定したカムプロフィルをもち、高速用の吸気カム30は、低速用の吸気カム33と同じベース円で、エンジンの高速運転に適した開閉タイミング、バルブリフト量(低速用カム33より大)を設定したカムプロフィルをもつ。リフトレスカム31は、吸気カム30,33や排気カム32のベース円より大きい同一半径のベース円だけで形成された円形のカムプロフィルをもつ。むろん、排気カム32は、燃焼ガスの排出に適した開閉タイミング、バルブリフト量のカムプロフィルをもつ。
吸気用のロッカアームモジュール18には、例えば図4〜図6、図15および図16に示されるように油圧式のロッカアームをロッカシャフト26に組付ける構造が用いられている。これには、吸気バルブ13a,13bの駆動を行なうバルブ駆動ロッカ35と、吸気カム30,33と追従する一対の低・高速別のカム追従ロッカ60,70とに分けた構造が用いてある。
例えば、図4、図5および図16に示されるようにバルブ駆動ロッカ35は、筒形のロッカシャフト支持用のボス36と、同ボス36の両端部からそれぞれ吸気バルブ13a,13b(ボス直径方向)へ向って延びる一対のロッカアーム部37と、同ロッカアーム部37の先端部に組み付けられたアジャストスクリュ部38(当接部)と、同アーム部37の各根元部(基端部)に設けられたモード切換用の切換作動部40a,40bとを有して構成してある。
ロッカアーム部37のボス36は、図4〜図6に示されるように吸気カム30(高速用)が有る地点から吸気カム33(低速用)が有る地点までに相当するロッカシャフト26部分に回動自在に嵌挿され、各ロッカアーム部37の先端部のアジャストスクリュ部38をそれぞれ吸気バルブ13a,13bの上部端(バルブステム端)に位置決めている。つまり、バルブ駆動ロッカ35は、ロッカシャフト26を支点に揺動すると、アジャストスクリュ部38の端部がバルブステム端と当接して吸気バルブ13a,13bを駆動する。
またボス36の外周面のうち、リフトレスカム31と対応する外周面部分からは、図14〜図16に示されるように示されるようにスリッパ41がリフトレスカム31の外周面に向かって突き出ている。このスリッパ41の突出し長さは、吸気バルブ13a,13bが閉弁のとき、スリッパ41の先端部がリフトレスカム31の外周面と当接する寸法に設定されている。このスリッパ41にて、吸気バルブ13a,13bが閉弁状態にあるとき、バルブ駆動ロッカ35の全体を、吸気バルブ13a,13bのバルブスプリングの反力を用いて動かないようにしている。
ボス36の両端部に配置された切換作動部40a,40bには、例えばピストン式が用いられている。このうち吸気カム33(低速用)側に配置される切換作動部40aを説明すると、図11、図15および図16中43は、例えば吸気カム33側のアーム部37の根元部(基端部)に形成された円筒形のシリンダである。このシリンダ43は、ロッカシャフト26の直径方向に沿って延びる縦形をなしている。このシリンダ43の前面(カムシャフト25側の面)の下部には窓部44が形成してある。またシリンダ43の底面からその直下のボス36の内面36a(軸受け面)までには、シリンダ43より小径な通孔45(図11のみ図示)が形成されている。シリンダ43内には、受け部となるピストン46が、該ピストン46をシリンダ43の底面へ付勢する圧縮スプリング47と一緒に収容されている(図11のみ図示)。これにより、常時は、シリンダ41の窓部44は、ピストン46の下部外周面で塞がれ、ピストン46が上昇すると、ピストン46が窓部44から退かれて、同窓部44が開放されるようにしてある。通孔45内には、図11に示されるようにピン48が摺動可能に収められている。通孔45の下端開口は、図11に示されるように油路26aから分岐した分岐路49と連通していて、油路26aからピン48に油圧が加わると、ピン48の上昇動から、図11の二点鎖線で示されるように窓部44を塞いでいたピストン43を窓部44から退かせる方向に駆動、つまり窓部44が開放されるようにしてある。
吸気カム30(高速用)側に配置される切換作動部40bには、切換作動部40aと同様、図12、図15および図16に示されるようにアーム部37の根元部に円筒形のシリンダ51を形成した構造が用いてある。このシリンダ51は、ストローク量を稼ぐためにボス36の内面36aまで延びている。そのため、シリンダ51の直下のロッカシャフト26部分には、シリンダ51と直列に連通する通孔52が形成してある。なお、通孔52は、シリンダ43より小径である。また切換作動部40aとは異なり、図12に示されるようにシリンダ51の前面上部には、窓部50が形成され、シリンダ51内には、ピストン53が、該ピストン53をシリンダ51の底面へ付勢する圧縮スプリング54と一緒に収容されている。またピストン53には、窓部50から下側のシリンダ部分に収まるだけの薄形が用いられていて、切換作動部40aとは逆に、常時は、シリンダ51の窓部50の開口は開放し、ピストン53が上昇すると、ピストン53の外周面で塞がれるようにしてある。通孔52内には、図12に示されるようにピン55が摺動自在に収められている。通孔52の下端部は、油路26bの一部と交差して連通していて、油路26bからピン55に油圧が加わると、ピン55の上昇動から、図12の二点鎖線で示されるようにピストン53が窓部50を塞ぐ方向に駆動、つまり窓部50が閉じられるようにしてある。
ボス36の各両端部の開口縁には、図16に示されるようにそれぞれボス端から所定に切り欠いた一対の切欠き部57が形成されている。切欠き部57は、いずれもボス端をなす周壁のうち、例えばシリンダ43,51の直下部から、ボス36の前方(アーム部37とは反対側)を経て、アーム部37の根元部までに至る円周部分を連続して切り欠いてなる。
高速側のカム追従ロッカ70は、図4〜図6、図12、図15および図16に示されるようにボス36(バルブ駆動ロッカ)の吸気カム30(高速用)側の端部に隣接して配置される部品である。同カム追従ロッカ70は、ボス36端に隣接したロッカシャフト26部分に回動自在に嵌挿される筒形のロッカシャフト支持用のボス71と、同ボス71の両側から一端側となる吸気カム30(高速用)の直上へ直線状に突き出た一対のローラ支持片72(ローラヨーク)と、同ローラ支持片72の先端部間に支持された回転自在なローラ73(転接子)と、ボス71の周壁に形成された突き当て部79とを有している。これにより、カム追従ロッカ70は、一端側にローラ73を有し、他端側に突き当て部79を有した構造になる。このうちのローラ73が、吸気カム30のカム面と転接している。これで、カム追従ロッカ70は、カムシャフト25が回転すると、ボス71を支点として、吸気カム30のカム変位に追従しながら揺動する。
またボス36(バルブ駆動ロッカ)と隣接するボス71の端部には、図16に示されるようにボス端から所定に切り欠いた切欠き部76が形成されている。切欠き部76は、ボス36(バルブ駆動ロッカ)のときとは反対側の周壁部分を切り欠いてなる。例えばボス71の上側から、ボス71の前方部分(ローラ73とは反対側)までの円周部分を連続して切り欠いた構造が用いられる。このボス71端の切欠き部76およびボス36端の切欠き部57と、ボス36の開口端で残っている縁部36bおよびボス71の開口端で残っている縁部71bとが互いに補うように嵌まり合っている。むろん、カム追従ロッカ70の所要の動きを許す嵌め合いとしてある。この嵌まり合いによって、ボス36端の縁部36bとボス71端の縁部71bとが、ロッカシャフト26の外周面で、ロッカシャフト26の軸方向に対してラップする。突き当て部79は、このうちの縁部71bに配置され、また窓部50、シリンダ51、ピストン53および圧縮スプリング54は、縁部36bに配置されている。突き当て部79とピストン53とは、縁部36bと縁部71とがラップされたとき、向き合う関係となるように位置決められていて、このラップがもたらす縁部71b、36bのロッカシャフト26の周方向の横並びを利用して、図15および図16に示されるようにボス71の突き当て部79とボス36に有る窓部50とを正対させている。
ローラ支持片72のうちボス36寄り(内側)に配置された支持片は、この突き当て部79とほぼ正対する地点に配置させてあり、片側のローラ支持片72、突き当て部79の双方を、窓部50に対して一直線上に並ばせている。また図15および図16に示されるようにボス71の外周面には、この突き当て部79から内側(ボス36寄り)のローラ支持片72に渡りウイング部74が設けられている。このウイング部74は、該突き当て部79からローラ支持片72までを直線状に連続してつなぐリブ78で形成されている。
突き当て部79は、このリブ78の先端部の水平壁を窓部50の内外に出入り可能な形状に形成してなり、これで通常時は、突き当て部79が、窓部50を通してシリンダ51内外へ出入りし、ピストン53で窓部50が塞がれたときは、突き当て部79が、窓部50から露出するピストン53と突き当たるようにしている。つまり、突き当て部79が、空振りか、ピストン53と突き当たるかで、カム追従ロッカ70からの高速用吸気カム30の変位がバルブ駆動ロッカ35に伝達されるか、伝達されないかの切り換え(入・切)が行なえる切換機構79aを構成している。
なお、外側のローラ支持片72の先端側には、図12に示されるようにロッカシャフトキャップ130に組付けたプッシャ70aから付勢力(ローラ73を吸気カム30へ抑え付ける力)を受けるための受け座75が形成してある。
低速側のカム追従ロッカ60は、図4〜図6、図11、図15および図16に示されるようにボス36の吸気カム33(低速用)側の端部に隣接して配置される部品である。同カム追従ロッカ60は、先に説明した高速側のカム追従ロッカ70とは、勝手反対となるだけで、構造的には同じである。このため、カム追従ロッカ60の各部の説明は、先のカム追従ロッカ70の各部の符号71〜79の代わりに、同一部位に、2桁目の番号を変えた符号61〜69を付して省略する。
むろん、突き当て部69は、窓部44の内外を出入り可能な形状に形成されている。これにより、カム追従ロッカ60についても、図11に示されるように通常時は、突き当て部69が、窓部44を塞いでいるピストン46と突き当たり、ピストン46で窓部44が開放されたときは、突き当て部69が、窓部44を通してシリンダ43内外を出入りする。つまり、突き当て部69が、ピストン46と突き当たるか、空振りするかによって、カム追従ロッカ60からの低速用吸気カム33の変位がバルブ駆動ロッカ35に入力されるか、入力が停止されるかの切り換え(入・切)が行なえる切換機構69aを構成している。
排気用のロッカアームモジュール19には、図4〜図6、図13、図17および図18に示されるような排気カム32に追従するカム追従ロッカ80と、排気バルブ15a,15bの駆動を行なうバルブ駆動ロッカ90とに分けた油圧式のロッカアームが用いられている。
このうちカム追従ロッカ80には、例えば排気カム32と対応したロッカシャフト27部分に回動自在に嵌挿される筒形のロッカシャフト支持用のボス81と、同ボス81の両端部から排気カム32の直上へ直線状に突き出たU形のローラ支持片82と、同ローラ支持片82の先端部間に支持された回転自在なローラ83と、ボス81に形成されたウイング部84とを有した構造が用いられている。ローラ83は、排気カム32のカム面と転接している。これで、カム追従ロッカ80は、カムシャフト25が回転すると、ボス81を支点に回動、すなわち排気カム25の変位に追従しながら揺動するようにしてある。なお、カム追従ロッカ80の先端側には、ロッカシャフトキャップ130に組付けたプッシャ80aから付勢力(ローラ83を排気カム32へ抑え付ける力)を受けるための受け座85が形成してある。
ウイング部84は、ボス81の外面の幅方向中央に突設したリブ86から形成される。同リブ86は、ローラ支持片82の後端部から、ボス81の周方向に沿いに、ボス81の上部まで延びている。リブ81の先端部には、前方へ張り出す形状の突き当て部89が形成されている。
バルブ駆動ロッカ90には、図4〜図6、図13、図17および図18に示されるようにボス81(カム追従ロッカ80)の両側に配置される門形のロッカアーム部91と、モード切換用の切換作動部98とを組み合わせた構造が用いられている。
すなわちロッカアーム部91は、いずれも一端部にボス81(カム追従ロッカ80)を挟んだ両側のロッカシャフト27部分に回動自在に嵌挿された一対の筒形のロッカシャフト支持用のボス92を有し、他端部に同ボス92からそれぞれ排気バルブ15a,15bに向って直線状に延びるアーム部93を有している。各アーム部93の先端部をなす、アジャストスクリュ部94が、それぞれ排気バルブ15a,15bの上部端(バルブステム端)に配置させてある。そして、アーム部93,93の先端部間が、例えばプレート状の連結アーム95により連結され、門形としている。これで、バルブ駆動ロッカ90は、ロッカシャフト27を支点として揺動すると、複数の排気バルブ15a,15bが駆動される。
またリフトレスカム31の直上に配置されるボス92の外周面からは、図14、図17および図18に示されるようにリフトレス31の外周面に向かってスリッパ96が突き出ている。このスリッパ96の突出し長さは、排気バルブ15a,15bが閉弁のとき、スリッパ96の先端部がリフトレスカム31の外周面と当接する寸法に設定されている。このスリッパ96にて、排気バルブ15a,15bが閉弁状態にあるとき、ロッカアーム部91の全体を、排気バルブ15a,15bのバルブスプリングの反力を用いて動かないようにしている。
切換作動部98は、図13、図17および図18に示されるように連結アーム95に設けてある。この切換作動部98には例えば図13に示されるようなピストン式が用いられている。
同切換作動部98を説明すると、図13中99は縦形のシリンダである。同シリンダ99は、連結アーム95の中央から、上側へ突き出るように形成されている。このシリンダ99は、ロッカシャフト27から離れる方向に後傾している。このシリンダ99のうち、前面(カムシャフト25側の面)の下部には、窓部100が形成されている。またシリンダ100の底面からその直下のアーム部分の内部までには、シリンダ100より小径な通孔101が形成されている。
シリンダ99内には、受け部となるピストン102が、該ピストン102をシリンダ99の底面へ付勢する圧縮スプリング103と一緒に収容されている。つまり、常時は、シリンダ99の窓部100は、ピストン102の外周面で塞がれ、ピストン102が上昇すると、ピストン102が窓部100から退かれて、同窓部100が開放されるようにしてある。通孔101内には、ピン104が摺動可能に収められている。通孔104の下端開口は、図6および図13に示されるように連結アーム部95の内部に形成した中継路105に連通している。この中継路105は、アーム部93の内部に形成された中継路106を通じて、ボス92の内面に開口している。さらに中継路106は、油路27aから分岐した分岐路107(図11のみ図示)と連通していて、油路27aからピン104に油圧が加わると、ピン104の上昇動から、図12の二点鎖線で示されるように窓部100を塞いでいたピストン102を窓部100から退かせる方向に駆動、つまり窓部100が開放されるようにしてある。
この窓部100の直前に、カム追従ロッカ80の突き当て部89が位置決められる。突き当て部89は、図17および図18に示されるように窓部100の内外に出入り可能な形状に形成されている。これで、通常時は、突き当て部89が、窓部100を塞いでいるピストン102と突き当たり、窓部100が開放されたときは、突き当て部89が、窓部100を通してシリンダ99内外を出入りするようにしてある。つまり、突き当て部89が、ピストン102と突き当たるか、空振りするかによって、カム追従ロッカ80からの排気カム32の変位がバルブ駆動ロッカ90に伝達されるか、伝達されないかの切り換えが行なえる切換機構97を構成している。こうした構造が、左バンク7aの各気筒3で採用されている。
右バンク7bの動弁系17bの各ロッカアームモジュール20には、左バンク7aの吸気用のロッカアームモジュール18から、非弁駆動となる機構や部分を除いた構造が用いられている。同構造には、詳細には図示はされていないが、低速側の切換構造(主に切換作動部40a、カム追従ロッカ60)を省き、バルブ駆動ロッカ35が、常時、直接的に低速用吸気カム33で駆動される構造が用いてある。これで、高速側の切換構造だけを残して、低速モード(通常)と高速モードとの2段切換えが行なえる構造にしてある。また排気側には、左バンク7aの排気用のロッカアームモジュール19から、非弁駆動となる機構や部分を除いた構造、すなわちバルブ駆動ロッカ90だけが、常時、直接的に排気カムで駆動される構造が用いてある。さらに右バンク7bでは、休筒モードの切換えをなす油路26a,27aを省いて、油路26bだけを残す構造が用いてある。つまり、右バンク7bは、吸気系において高速用吸気カムによる弁駆動、低速用カムによる弁駆動の2段切換えが行なえ、排気系において排気カムによる弁駆動(通常モードだけ)が行なえる構造にしてある。
一方、図1〜図3に示されるようにエンジンルーム搭載時に前側(車体端側に相当)となる左バンク7aの前部端には、モード切換用オイルコントロールバルブである休筒切換用のオイルコントロールバルブ120(以下、OCV120という)が設けられている。また後側となる右バンク7bの後部端には、高速切換用のオイルコントロールバルブ121(以下、OCV121という)が設けられている。ここで、OCV120,121が取付くバンク端は、左・右バンク7a、7bのオフセットで生ずる前側のオフセット空間L1、後側のバンクオフセット空間L2に臨む部位であるから、OCV120,121はバンクオフセット空間L1,L2に収められる。
両OCV120,121のうち、左バンク7aに組付く休筒切換用のOCV120は、例えば図3、図9および図10に示されるように左バンク7aの端面に組付くベース部160と、同ベース部160に形成されバンク端から突き出るカムシャフト端をスラスト方向から支持するスラスト支持部161と、ベース部160に組込まれたコントロールバルブ部162とを有している。コントロールバルブ部162は、例えばベース部160の上部分にハウジング163(図3、図10に図示)を一体に形成し、このハウジング163の内部にスプール164(図10に図示)を収めて構成される電磁式のスプールバルブが用いてある。つまり、コントロールバルブ部162は、スプール164の変位で、開閉動作が行なわれる構造となっている。但し、ハウジング163から上方へ突き出ている部分は、スプール164を駆動するソレノイド部164aである。そして、ベース部160の各部は、固定部材、例えばボルト165で、左バンク7a前部端の各部に固定されている。これで、OCV120の全体を休筒バンクである左バンク7aの外壁面に組付けている。
このOCV120に、図9および図10で詳しく示されるようにモード切換用オイルポンプである休筒切換用のオイルポンプ170が一体に設けてある。同オイルポンプ170には、カムシャフト駆動のポンプ、例えばプランジャポンプが用いてある。同プランジャポンプは、例えばバンク端から突き出るカムシャフト25の端部外周面に形成したポンプ駆動用カム171(ここでは、等間隔に3個)と、ハウジング163(OCV120の外郭を構成する部品)に設けたプランジャ部172とを組み合わせた構造が用いられている。具体的にはプランジャ部172には、カムシャフト周囲に有るハウジング部分(ポンプ駆動用カム25aが有る領域)からハウジング上部に渡りシリンダ部173を設け、このシリンダ部173内に、プランジャ174および該プランジャ174をポンプ駆動用カム171に押し付けるスプリング部材175、さらにはアキュームレータ部172aを組込み、このプランジャ161の吐出路174aと吸込路174bにそれぞれワンウェイバルブ175を組み込んで、吐出部、吸込部とした構造が用いられる。これで、オイルポンプ170は、コントロールバルブ部162と最も近い地点に配置させて、できるだけロスなく油圧がコントロールバルブ部162へ導けるようにしている。むろん、オイルポンプ170は、プランジャ174が、カムシャフト25のポンプ駆動用カム171を乗り越える毎、ポンプ動作が行なわれる構造となっている。こうしたオイルポンプ170の据付構造により、オイルポンプ170は、OCV120と一緒に、左バンク7aの前部端に組み付かせている。これで、OCV120の主要部品であるコントロールバルブ部162をエンジン本体1外へ露出させている。しかも、OCV120の主要部品であるコントロールバルブ部162は、オイルポンプ170共に、エンジンルームRを開けたとき、目に付きやすく、手の届きやすいエンジンルームRの端、すなわち前部で露出させている。
このうちプランジャポンプの吸込部(吸込路174b)は、図示しないエンジン本体の油集溜部(オイルパンなど)と連通され、吐出部(吐出路174a)は、スプールバルブ(コントロールバルブ部162)の入口部162aと連通され、カムシャフト駆動(クランク出力の2倍で駆動)で行なわれるポンプ動作により、低エンジン回転数でも、休筒切換えに必要な高い油圧が確保されるようにしている。
なお、コントロールバルブ部162とオイルポンプ170は、メンテナンスが行ないやすいよう、シリンダヘッド6の上方へ放射状(カムシャフト25に対して)に突き出せてある。
またOCV121にも、例えば左バンク7aと同様、右バンク7bの端面に組付くベース部180と、同ベース部180に形成されバンク端から突き出るカムシャフト端をスラスト方向から支持するスラスト支持部181と、同スラスト支持部181およびベース部180に組込まれたコントロールバルブ部182、例えば電磁式のスプールバルブとを有した構造が用いてある。このOCV121は、OCV120と同様、ボルト止めで固定してある。このOCV121には、コントロールバルブ部182に加え、エンジンオイルを汲み上げる潤滑用オイルポンプ(オイルパンから汲み上げるポンプ:図示しない)からの油圧を蓄えるアキュームレータ部183と、同アキュームレータ部183に蓄えた油をコンロールバルブ部182の入口部へ導く通路(いずれも図示しない)とを有する構造が用いられている。つまり、アキュームレータ部183の油や、エンジン回転にしたがって駆動(高速切換えはエンジンの高回転数域で行なわれる)される潤滑用給送オイルポンプからの油で、高速切換えに必要な油圧が確保されるようにしている。
こうしたOCV120,121のうち、OCV120のコントロールバルブ部162の出口部(図示しない)は、最も短い経路で油圧が動弁系17aへ導けるよう、図2および図7に示されるようにシリンダヘッド6(左バンク7a)に形成された通路153を介して、ロッカシャフト27(排気側)の油路27aと連通させてある。なお、ロッカシャフト26の油路26aは、シリンダヘッド6に形成された戻り路153a(図7だけに図示)に連通している。
また図2に示されるようにOCV121のコントロールバルブ部182の出口部は、右バンク7bのシリンダヘッド6に形成された通路6bを介して、吸気側のロッカシャフト26の油路26b(右バンク7b)と連通している。また同吐出部は、さらに図2に示されるように、左・右バンク7a、7bを渡る中継用のパイプ部材155、シリンダヘッド6端(左バンク7a)に設けた入口部16a、該入口部16aと連通する通路156を通じて、左バンク7aのロッカシャフト26(吸気側)の油路26bと連通している。
これらにより、コントロールバルブ部182(OCV121)が作動すると、アキュームレータ部183から、左・右バンク7a、7bの各動弁系7a,7cへ油圧が加わり、両バンク7a,7bの運転が通常モードから高速モードへ切換えられる。コントロールバルブ部162(OCV120)が作動すると、カムシャフト駆動のオイルポンプ170から動弁系7aに油圧が加わり、左バンク7aの運転が休止する休筒モードへ切換えられるようになっている。
またOCV120,121の各コントロールバルブ部162,182は、いずれも制御部122(例えばマイクロコンピュータで構成されるもの)に接続されている。制御部122には、例えば予め自動車の運転状態に応じて設定されたマップにしたがい、エンジンの運転が通常運転領域をなす所定回転域(通常の駆動状態)までは、OCV120,121の両方のコントロールバルブ部162,182を「閉」にし、該所定回転数域を越える高回転域からは、OCV121のコントロールバルブ部182だけを「開」にし、休筒領域(大きな出力を必要としない安定した走行条件を満たす領域)になるときはOCV120のコントロールバルブ部162だけを「開」する機能が設定されている。これで、吸気側の切換機構69a,79aや排気側の切換機構97は、可変動弁装置により、自動車(車両)の運転状態に応じて運転モードが切り換えられるようにしてある。
つぎに、図11〜図14を参照して動弁系17の作用を説明する。
今、自動車の走行状態により、制御部122に低速モードを実行する指令がなされたとする。すると、制御部122により、OCV120,121のコントロールバルブ部162,182はいずれも「閉」が保たれる。つまり、油路26a,26b、27aには、いずれも油圧が作用しない。これにより、図11の実線に示されるように左バンク7aの切換作動部40a(吸気)の窓部44は、ピストン46で遮られる状態となる(圧縮スプリング47の弾性力による)。また図12の実線に示されるように切換作動部40b(吸気)の窓部50は、開放された状態となる(圧縮スプリング54の弾性力による)。さらに図13に示されるように左バンク7aの切換作動部98(排気)の窓部100は、ピストン102(圧縮スプリング103の弾性力による)で遮られた状態となる。
すると、左バンク7aでは、吸気側のカム追従ロッカ60(低速)、排気側のカム追従ロッカ80が、ピストン46,102と突き当たりながら揺動される。
これにより、左バンク7aにおいては、吸気カム33(低速用)のカム変位が、バルブ駆動ロッカ35から、ロッカアーム部37を経て、吸気バルブ13a,13bのステム端へ伝わり、該吸気バルブ13a,13bを駆動する。また排気カム32のカム変位が、バルブ駆動ロッカ90の連結アーム95から、アーム部93を経て、排気バルブ15a,15bのステム端へ伝わり、該排気バルブ15a,15bを駆動する。
右バンク7bにおいては、左バンク7aと同様、吸気側においては、バルブ駆動ロッカ35に伝わる低速用の吸気カム(図示しない)のカム変位だけが、吸気バルブ(図示しない)へ伝わり、該吸気バルブを駆動する。また排気側においては、バルブ駆動ロッカ90を介して、直接的に、排気カム(図示しない)の変位が排気バルブ(図示しない)へ伝わり、該排気バルブを駆動する。
これにより、左・右バンク7a,7bは、図19の線図中の低速カムおよび排気カムの組み合わせがもたらす低速モードで運転が行なわれる(エンジン回転数が所定回転域まで:通常の走行)。
また加速など、高出力が求められる運転により、エンジンが上記所定回転域を越える高回転域の運転になると、制御部122により、高速切換用のOCV121のコントロールバルブ部182だけが開作動する。すると、アキュームレータ部183で蓄えられた高圧な油圧や、クランク出力で高回転に駆動されている潤滑用給送オイルポンプからの高圧な油圧が、OCV121のコントロールバルブ部182を通じて、管部材155や通路156を経て、左バンク7aの油路26b、右バンク7bの油路26b(吸気側ロッカシャフト)へ導かれる。
これにより、左バンク7aや右バンク7bの切換作動部40b(吸気側)のピン55に切換え必要な油圧が加わる。これで、図12中の二点鎖線に示されるように窓部50は、ピン55で上方へ駆動されるピストン53によって遮られる。すると、左・右バンク7a,7bの吸気側のカム追従ロッカ70は、図12中の二点鎖線に示されるようにピストン53と突き当たりながら揺動駆動する。
このとき、高速用の吸気カム30の外形形状は、低速用の吸気カム33よりも大きく設定してあるから、カム追従ロッカ70から伝わる吸気カム30(高速用)のカム変位だけが、バルブ駆動ロッカ35から吸気バルブ13a,13bへ伝わる。つまり、左・右バンク7aの吸気バルブ13a,13bは、高速の吸気カム30だけで駆動される。
ここで、左バンク7aの排気バルブ15a,15bは、カム追従ロッカ80からバルブ駆動ロッカ90の連結アーム95へ伝わる排気カム32のカム変位により、駆動され続け、右バンク7bの排気バルブは、当初と同じ動きで駆動し続ける。
これにより、左・右バンク7a,7bは、図19の線図中の高速カムおよび排気カムの組み合わせがもたらす高速モードの運転に切換わる。
一方、自動車が燃費を稼げる運転状態、例えば低・中速運転領域やアイドリング状態になると、制御部122において休筒モード(燃費を稼げるモード)を実行する。すなわち、制御部122により、休筒用のOCV120のコントロールバブル部162だけが開作動する制御が行なわれる。
このとき、OCV120に付いている休筒切換用オイルポンプ170は、カムシャフト25の回転(クランクシャフトの2倍)で駆動されているため、アキュームレータ部172aで油圧が確保されない、エンジン回転数が低い(アイドリング回転でも)状態でも、動弁系17aの切換駆動に十分な油圧が確保される。
このオイルポンプ170の油圧が、図2に示されるようにコントロールバルブ部162の開閉ポートを通じて通路153へ供給される。すると、該油圧は、ロッカシャフト27(排気側)の油路27aへ油圧が導かれ、さらにこの油路27aの油圧が、左バンク7aのロッカシャフト26(吸気側)の油路26aへと導かれ、各切換作動部40aのピストン46を押し上げる。これにより、吸気側の切換作動部40aの窓部44は開放される。なお、切換作動部40bには油圧が作用しないので、窓部50は開放された状態である(図12)。
これにより、左バンク7aの各カム追従ロッカ60(吸気:低速)、各カム追従ロッカ80(排気)は、いずれも空振りを伴う揺動駆動に切換わる。すると、バルブ駆動ロッカ35,90(吸気、排気)には、いずれもバルブを駆動する駆動力が伝達されなくなる。
このとき、右バンク7bの吸気用の各可変動弁装置20、排気用の動弁装置21は、吸気カムの変位を吸気バルブへ伝わり続け、排気カムの変位を排気バルブへ伝わり続けているから、エンジンは、片側のバンク(左バンク7a)が休止する休筒モードの運転に切換わる。
こうした休筒モードの運転は、カムシャフト駆動のオイルポンプ170により、休筒運転範囲が広くなるので、同運転を実行する頻度が多く、オイルポンプ170を含めOCV120のメンテナンスを行なう機会が多くなる。
つぎにこのメンテナンスの点について説明する。
今、OCV120、オイルポンプ170のメンテナンスを行なうとする。
ここで、OCV120、オイルポンプ170は、いずれもエンジン本体1の外面に据え付けてある。
このため、エンジンルームRを開けさえすれば、OCV120、オイルポンプ170の全体はエンジンルームRに現れる。この現れたエンジン本体外のOCV120、オイルポンプ170にメンテナンス作業を施せばよい。
したがって、OCV120のコントロールバルブ部162、オイルポンプ170は、面倒なエンジン本体1の部品を脱着する作業を必要とせずに、メンテナンスを行なうことができる。
しかも、OCV120、オイルポンプ170は、目や手が届きやすいなど、メンテナンスが行ないやすい地点となるシリンダヘッド端(エンジンルームRの上側に配置されるエンジン本体部分)に据え付けてあるので、同機器のメンテナンスがしやすい。特にオイルポンプ170は、OCV120のハウジング163に設けたことで、コントロールバルブ部162(切換部)と最も近くの地点にレイアウトされるから、ロスを抑えて有効に油圧を動弁系17aに与えることができる。しかも、オイルポンプ170は、OCV120の一部となるので、オイルポンプ170の簡素化が図れる。
V型エンジンの場合、同エンジンの特徴を利用して、休止が行なわれるバンク7aのシリンダヘッド端の外壁面に、OCV120、オイルポンプ170を設けると、作業者の手の届きやすい地点にOCV120やオイルポンプ170を配置させることができ、容易にOCV120、オイルポンプ170のメンテナンスを行なうことができる。特に、OCV120が取り付く左バンク7aを、エンジンルーム横置き搭載時、車体端側(本実施形態では前側)に配置されるバンクとしたことで、メンテナンスを行なう際は、OCV120やオイルポンプ170は最初に目につくうえ、人の手が最も届きやすい地点にOCV120やオイルポンプ170が配置されるので、OCV120やオイルポンプ170のメンテナンス性は高い。同様にエンジン縦置き搭載時にもOCV120やオイルポンプ170を車体端側に配置すればメンテナンス性が高まる。なお、車体前側に配置すればさらにメンテナンス性が高まる。
但し、本発明は上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々可変して実施しても構わない。例えば一実施形態では、ピストン構造で休筒モードに切り換える動弁機構を挙げたが、これに限らず、他の動弁機構で休筒モードに切り換える構造でもよい。
1…エンジン本体(内燃機関)、6…シリンダヘッド、7a…左バンク(休筒バンク)、7b…右バンク、17,17a、17b…動弁系(動弁機構)、120…休筒切換用オイルコントロールバルブ、170…休筒切換用オイルポンプ、R…エンジンルーム。