JP2009509081A - 切換え式フィンガ従動子アセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】 簡素な設計態様および安価な機構を以て、製造に起因する各要素の配置誤差にも関わらずにカム・アセンブリと従動子アセンブリとが良好に係合して好適な可変量の揚程および円滑な動作を提供するというフィンガ従動子アセンブリを提供する。
【解決手段】内燃エンジンのバルブを可変的に起動するフィンガ従動子アセンブリであって、少なくとも一個の突出部を備えたカムシャフトを有するフィンガ従動子アセンブリ。上記フィンガ従動子アセンブリは、従動子本体と、シャフトと、カム従動子と、ラッチ機構とを含む。上記カム従動子は、上記シャフトにより支持されると共に、上記少なくとも一個の突出部と係合すべく構成される。上記カム従動子は、上記カムシャフト上で案内されることで上記少なくとも一個の突出部に関する該カム従動子の整列を維持すべく構成される。上記ラッチ機構は上記カム従動子を選択的にラッチおよびラッチ解除することで、第１バルブ揚程機能および第２バルブ揚程機能を提供する。
【選択図】図１

Description

本出願は２００５年９月１６日に出願された米国仮特許出願第６０／７１８，１２０号の優先権を主張するものであり、その全ての開示内容は言及したことにより本明細書中に援用される。
本発明は、内燃エンジンにおけるバルブの起動を切換える機構に関し、より詳細には、高バルブ揚程および低バルブ揚程の間で切換えを行うためのフィンガ従動子形式のロッカ・アームに関する。

内燃エンジンに対する可変バルブ駆動（ＶＶＡ）機構は公知である。また、多気筒エンジンの負荷が低い間、該エンジンの一個以上のバルブ、特に吸気弁の揚程を低下させることは公知である。その様に活動低下させると、燃料効率は改善され得る。
なし なし

作動中のエンジンにおけるバルブの揚程を変更する種々の手法が開示されてきた。ひとつの公知の手法は、エンジン・カムシャフトの回りで回動可能な中間カム従動子機構であってバルブの揚程およびタイミングの両方を変更し得る中間カム従動子機構を配備することである。斯かる手法において、上記カムシャフトは典型的には、斯かるバルブの各々に対する高揚程用の突出部（ｌｏｂｅ）および低揚程用の突出部の両方を有している。斯かる配置機構は複雑で製造に費用が掛かると共に、エンジン組立ての間における設置が困難である。

別の公知の手法は、当該油圧式ラッシュ・アジャスタ（ＨＬＡ）上においてカム従動子ロッカ・アームが枢動するという油圧式ラッシュ・アジャスタにおいて作動停止機構を配備することである。斯かる配置機構は好適である、と言うのも斯かる配置機構は、上記ＨＬＡを有効または無効のいずれかとすることにより、単一のカム突出部から可変的な揚程を提供することで、バルブ・ステムに対して偏心されたカムの動作を伝達し得るからである。ロッカ・アームのＨＬＡ端部にて作動停止を行うことの欠点は、カム突出部がロッカの長手中心点の近傍で該ロッカを起動することから、バルブ起動端部において生成される揚程の変化量は、ＨＬＡ作動停止機構の行程の範囲の約半分のみとされ得ることである。

更に別の公知の手法は、ロッカ・アーム・カム従動子のバルブ起動端部（ＨＬＡ枢動端部の逆端部）に、バルブ駆動部分を従動子本体に対して繋止および繋止解除する作動停止機構を配備することである。ＨＬＡ作動停止手法とは異なり、この手法は典型的に、可変的な揚程を提供するために高揚程用および低揚程用の両方のカム突出部を必要とする。

別の公知の手法は、ロッカ・アーム・カム従動子に対し、第１カム従動子と第２カム従動子とを有するフィンガ本体を配備することであり、第１カム従動子は該フィンガ本体内に位置決めされている。一定の設計態様において上記第１カム従動子が上記フィンガ本体に対して選択的に可動であり、且つ、他の設計態様においては上記第２カム従動子がフィンガ本体に対して選択的に可動である。上記の可動部材は概略的には軸心的に可動であるか二次的軸心の回りで枢動するが、この様にすると設計態様が複雑とされるか又は円滑な動作が提供され得ない。

一実施例において本発明は、内燃エンジンのバルブを可変的に起動するフィンガ従動子アセンブリであって、少なくとも一個の突出部を備えたカムシャフトを有するフィンガ従動子アセンブリを提供する。上記フィンガ従動子アセンブリは、従動子本体、シャフト、カム従動子、および、ラッチ機構を含む。上記従動子本体は、上記エンジンに連結されるべく構成された第１端部と、上記エンジンの上記バルブに連結されるべく構成された第２端部と、上記第１および第２端部間において当該従動子本体に形成された開孔とを有する。上記シャフトは、上記従動子本体に連結され且つ上記開孔を縦走する。上記カム従動子は、上記シャフトにより上記開孔内に少なくとも部分的に支持されると共に、上記少なくとも一個の突出部と係合すべく構成される。上記カム従動子は、上記カムシャフト上で案内されることで、上記少なくとも一個の突出部に関する当該カム従動子の整列を維持すべく構成される。上記ラッチ機構は、上記カム従動子を上記従動子本体に対して選択的にラッチおよびラッチ解除することで、第１バルブ揚程機能および第２バルブ揚程機能を提供する。

別実施例において本発明は、上記エンジンに連結されるべく構成された第１端部と、上記エンジンの上記バルブに連結されるべく構成された第２端部と、上記第１端部に形成された開孔とを有する上記従動子本体を提供する。上記ラッチ機構は、基礎部分と、上記基礎部分に対して延伸位置と縮動位置との間で移動可能なピストンと、付勢部材とを含む。上記付勢部材は上記基礎部分と上記ピストンとの間に連結されることで上記ピストンを上記縮動位置に向けて付勢し、且つ、上記基礎部分、上記ピストンおよび上記付勢部材は、少なくとも部分的に上記開孔内に配置される。

更に別の実施例において本発明は、係合表面を有する上記ラッチ機構と、該ラッチ機構の上記係合表面に係合すべく構成された係合表面を有する上記カム従動子とを提供する。上記各係合表面の少なくとも一方は、少なくとも部分的に凸状である。

更に別の実施例において、本発明は少なくとも部分的に流体チャンバを画成する上記ラッチ機構を提供し、上記フィンガ従動子アセンブリは、上記従動子本体の上記第１端部に形成された排出通路であって上記流体チャンバと上記従動子本体の外側面との間に選択的流体連通を提供するという排出通路を含む。

本発明によれば、簡素な設計態様および安価な機構を以て、製造に起因する各要素の配置誤差にも関わらずにカム・アセンブリと従動子アセンブリとが良好に係合して好適な可変量の揚程および円滑な動作を提供するというフィンガ従動子アセンブリが提供される。

本発明の一切の実施例が詳細に説明される前に、本発明はその適用性において、以下の記述中に示された又は添付図面に示された構成要素の構成および配置の詳細に限定されないことを理解すべきである。本発明は他の実施例が可能であると共に、種々の様式で実用化または実施され得る。また本明細書中で使用される表現および語句は記述を目的としており、限定的と解釈されてはならないことも理解されるべきである。本明細書中における“含む”、“から成る”または“有する”という語句およびそれらの変化形が使用されたときには、その後に列挙される項目およびその均等物ならびに付加的な項目を包含することが意味される。また、別様に特定または限定されなければ、“取付けられた”、“接続された”、“支持された”および“連結された”という語句およびその変化形は広範囲に使用されると共に、直接的および間接的な取付け、接続、支持および連結の両方を包含する。更に、“接続された”および“連結された”という語句は、物理的または機械的な接続または連結に限定されるものでない。これに加え、本発明は、全図を通して同一番号は同一要素を表すという添付図面を参照して記述される。以下の記述において、たとえば“内側”、“外側”、“頂部”、“底部”、“右側”、“左側”、“前側”、“前側の”、“前方へ”、“後側”、“後側の”、“後方へ”、“上方に”および“下方に”という一定の用語は、相対的記述を明瞭化するためにのみ使用されるものであり、限定を意図するものでは無い。

図１は、カムシャフト・アセンブリ３２を有するフィンガ従動子ロッカ・アセンブリ３０であって、内燃エンジンと共に使用されるアセンブリ３０を示している。カムシャフト・アセンブリ３２は、軸心３６の回りを回転するカムシャフト３４を含む。図示されたカムシャフト・アセンブリ３２は、カムシャフト３４と共に回転するために該カムシャフト３４に対して連結された複数のカム・アセンブリ３８を含む。カム・アセンブリ３８の各々は、中央カム突出部４０、第１側部カム突出部４２および第２側部カム突出部４４を含む。第１および第２側部突出部４２および４４は、中央突出部４０に隣接する。カム突出部４０、４２、４４の各々は、周囲表面４６と、該周囲表面４６に対して概略的に直交する側壁４８とを含む。図示された構成において中央カム突出部４０は、該中央カム突出部４０が側部カム突出部４２および４４の周囲表面４６を越えて延在する側壁部分４８を含む如く、側部カム突出部４２および４４より大きな側面視輪郭もしくは外側寸法を有する。図示された構成において上記内燃エンジンは、ラッシュ・アジャスタ５０およびエンジン・バルブ５２を更に含む。

図２および図４を参照すると、フィンガ従動子アセンブリ３０は、従動子本体５４、従動子アセンブリ５６およびラッチ機構５８を含む。従動子本体５４は、第１端部６０および第２端部６２を含む。第１端部６０は、凹状ソケット６４およびボア６６を含む。凹状ソケット６４は、ラッシュ・アジャスタ５０（図１）を介してエンジンに連結される。図４に最適に見られる如く、ボア６６は部分的にラッチ機構５８を受容する。図示されたボア６６は概略的に円筒状であると共に、概略的に一定である内径Ｄ１を画成する。第２端部６２はバルブ５２（図１）に対して連結される。

図２および図３を参照すると、従動子本体５４は、端部６０、６２間に延在すべく対置された側壁６８を更に含む。図示された各側壁６８は、第１および第２端部６０、６２間に開孔７０を部分的に画成する。各側壁６８は、開孔７０の内側幅Ｗ１を画成する内側面７２と、従動子本体５４の外側幅Ｗ２を画成する外側面７４とを含む。側壁６８は各々、開孔７６を更に含む。側壁６８の開孔７６同士は、シャフト軸心７９を有するシャフト７８を該開孔６８が受容する如く整列される。

図２および図４を参照すると、従動子アセンブリ５６は、側部カム従動子８０および中央カム従動子８２を含む。中央カム従動子８２は内側円筒状レース８４および外側円筒状レース８６を含み、それらの間には、外側円筒状レース８６がシャフト軸心７９の回りで回転可能である如く転動要素８８が位置される。図示された構成においては、内側円筒状レース８４がシャフト軸心７９に沿い且つ該シャフト軸心７９の回りで移動可能である如く、該内側円筒状レース８４は無拘束嵌合を用いてシャフト７８に対して連結され、その目的は以下において論じられる。

図３および図５乃至図８を参照すると側部従動子８０は貫通ボア９２を備えた本体部分９０を有し、該貫通ボアはシャフト７８を受容することで、該側部従動子８０を従動子本体５４に対して連結する。側部従動子８０は、シャフト７８の回りで枢動もしくは回転すると共に、シャフト軸心７９に平行な方向においてシャフト７８に沿い移動可能である。

図８および図９を参照すると、側部従動子８０の本体部分９０は、アクチュエータ受容開孔９４を更に含む。アクチュエータ受容開孔９４は、下向き表面９６により部分的に画成される。図９に最適に見られる如く側部従動子８０の下向き表面９６は、図９に示された断面において視認されたときに該表面９６が王冠状の側面視輪郭を画成する如く、少なくとも部分的に凸状（たとえば放射状、対数曲線状の側面視輪郭など）とされ、その目的は以下において論じられる。

図３および図７に最適に見られる如く側部従動子８０の本体部分９０は、従動子本体壁部６８の内側面７２と側部従動子８０の本体部分９０との間に夫々間隙９８が在る如く、開孔７０の内側幅Ｗ１より小さい幅Ｗ３を画成する。図３は実質的に等しい長さＬ１を備えた間隙９８を示しているが、従動子本体９０は、間隙９８の長さＬ１が変化し得る如くシャフト軸心７９に平行な方向において移動可能である。

図５乃至図８を参照すると、側部従動子８０は第１および第２接触部分１００、１０２を更に含み、これらの部分は本体部分９０から上方に延在して該接触部分間に間隙１０４を画成する。接触部分１００、１０２は各々、幅Ｗ４、Ｗ５を夫々が有する凸状接触表面１０６、１０８を含む。ひとつの構成において幅Ｗ４およびＷ５は両者ともに約８．２５ｍｍである。他の構成において幅Ｗ４およびＷ５は、８．２５ｍｍより大きくまたは小さくされ得る。

図３を参照すると、図示された構成において、従動子本体５４の外側幅Ｗ２に対する接触表面１０６および１０８の合計幅（Ｗ４＋Ｗ５）の比率（すなわち（Ｗ４＋Ｗ５）／Ｗ２）は、約７０％である。他の構成において該比率は、７０％より大きくまたは小さくされ得る。

図５乃至図７に最適に見られる如く、第１および第２接触部分１００、１０２は夫々、側部接触部分１１０および１１２を更に画成する。側部接触部分１１０および１１２は凸状接触表面１０６、１０８に対して夫々概略的に直交し、且つ、側部接触部分１１０および１１２は接触部分１００および１０２間で間隙１０４を部分的に画成する。

図３および図５を参照すると、側部従動子８０の本体部分９０は概略的に中央に配置されたスロット１１４を更に含み、該スロットは、中央従動子８２を受容して該中央従動子を部分的に側部従動子８０の本体部分９０内に保持する。

図示された側部従動子８０は、鋳造、型成形、機械加工などにより単一片として一体的に形成される。他の構成において側部従動子８０は、上記第１および第２接触部分が別体的構成要素である如く二部材式設計態様とされ得る。斯かる構成において上記各接触部分は、該各接触部分がシャフト７８の回りで共回転すると共にシャフト軸心７９に沿い移動する如く、１個の部材により相互接続され得る。

図１および図３を参照すると、従動子アセンブリ３０がカムシャフト・アセンブリ３２と共に組立てられたとき、カム・アセンブリ３８の中央突出部４０は、側部従動子８０の第１および第２接触部分１００、１０２間の間隙１０４内に受容される。故に中央突出部４０は、側部従動子８０の接触部分１００および１０２間に捕捉される。中央突出部４０は側部突出部４２および４４より大きな側面視輪郭を有することから、側部従動子８０およびカムシャフト３４の全ての回転位置において、中央突出部４０の側壁部分４８は側部従動子８０の側部接触部分１１０および１１２を案内すべく利用可能である。製造の誤差もしくは変動および熱的な膨張もしくは収縮の故に、カム・アセンブリ３８の箇所はカムシャフト軸心３６に沿い変動し得る。しかし側部従動子８０は中央突出部４０上で案内されることから、中央突出部４０は側部従動子８０の側部接触部分１１０または１１２のいずれかと接触して該側部従動子８０をバルブ５２に対し且つ従動子本体５４内で移動させることで、側部突出部４２および４４に関して側部従動子接触表面１０６および１０８の適切な相対位置を維持し得る。従動子本体５４と側部従動子本体９０との間における間隙９８によれば、側部従動子８０は、シャフト７８に沿いシャフト軸心７９に平行な方向に移動し得る。更に側部従動子８０は一体片であることから、側部従動子８０全体が、シャフト７８に沿い軸心７９に平行な方向に移動する。これに加え、側部従動子８０のスロット１１４内に保持される中央従動子８２は、側部従動子８０と共に、シャフト軸心７９に平行な方向に移動する。故に中央従動子８０は、中央突出部４０に対する適切な整列を維持する。中央従動子８０の斯かる運動は、シャフト７８に対する中央従動子８２の内側レース８４の無拘束嵌合により促進される。

側部従動子８０はこの様にして中央突出部４０上で案内されることから、カム・アセンブリ３８の位置を変え得る製造変動または熱的変動に関わらず、側部従動子８０および中央従動子８２はカム・アセンブリ３８と整列されたままとなる。斯かる特徴によれば、接触表面１０６および１０８の幅Ｗ４およびＷ５が側部突出部４２および４４の周囲表面４６の幅に対して夫々概略的に等しくなる如く、且つ、接触表面１０６および１０８は夫々が幅Ｗ４およびＷ５の全体に沿い側部突出部４２および４４に対して概略的に接触する如く、接触表面１０６および１０８の幅Ｗ４およびＷ５は最大化され得る。概略的に、側部従動子８０が大きなバルブ揚程負荷を担持し得るように、側部突出部４２および４４と接触表面１０６および１０８との間の接触の幅を増大することが好適である。側部従動子８０はカム・アセンブリ３８の位置の変化に応じてシャフト７８に沿い移動し得ることから、側部突出部４０および４２と、接触表面１０６および１０８の両方とは整列されたままとなり、該接触表面１０６および１０８の実質的に全体幅に沿う接触が促進される。

図３および図１４を参照すると、当該付勢部材１１６が、シャフト７８の軸心７９の回りにおいて側部従動子８０を矢印１１７（図１４）の方向に上向きに付勢する如く、従動子本体５４と側部従動子８０とに対しては付勢部材１１６が連結される。図示された構成において、付勢部材１１６はトーションスプリングである。他の構成において、上記付勢部材は他の適切な形態を取り得る。

図２を参照すると、図示されたラッチ機構５８は、ピストン１２０、付勢部材１２２、シャフト１２４、および、端部キャップもしくは基部１２６を含んでいる。図９を参照すると、ピストン１２０は盲孔１２８を含む概略的に円筒状の部材である。図示された如く、ボア６６内に受容されたピストン１２０の部分は、概略的に一定の外側寸法を有する。ピストン１２０は更に、該ピストン１２０の端部から延在する繋止突出部１３０を更に含む。繋止突出部１３０は、上向き表面１３２および下向き表面１３４を含んでいる。図９に最適に見られる如く、繋止突出部１３０の上向き表面１３２は概略的に平坦である。

図９および図１７を参照すると、図示されたピストン１２０は、該ピストン１２０を貫通延在する排出開孔１３６であって、ピストン・ボア１２８とフィンガ従動子アセンブリ３０の外部との間の流体連通を提供するという排出開孔１３６を更に含む。

図９乃至図１３を参照すると、ピストン１２０は、凹状ソケット６４と該ピストン１２０のボア１２８との間に流体連通を提供するスロット１３８を更に含む。スロット１３８は、基部１２６から延在する中子またはタブ１４０を受容する。フィンガ従動子３０が組立てられたとき、基部１２６は従動子本体５４に関して概略的に固定され、且つ、中子１４０はスロット１３８に係合することで、シャフト１２４の回りにおけるピストン１２０の回転運動の量を制限する。図１１に最適に見られる如く、中子１４０とピストン１２０との間には間隙１４２または隙間が在ることで、基部１２６および従動子本体５４に関するピストン１２０の制限量のみの回転運動を提供する。図９および図１１を参照すると、間隙１４２によれば、ピストン１２０の上向き表面１３２および側部従動子８０の下向き表面９６が概略的に平行である（図２３）如く該表面１３２および９６が係合するときに、該表面１３２および９６を整列させるべく、ピストン１２０は回転し得る。但しスロット１３８は、側部従動子８０の開孔９４内に繋止突出部１３０が受容され得ることを確実とするために、ピストン１２０の回転を制限する。

図９を参照すると、シャフト１２４は第１端部１４８および第２端部１５０を含む。第２端部１５０は、クリップ１５４を受容することで基部１２６をシャフト１２４に対して連結する凹所１５２を含む。第１端部１４８は、付勢部材１２２に対する停止部として作用する拡大端部もしくはショルダ１５６を含む。図示された付勢部材１２２は、テーパ付けされたコイル・スプリングである。付勢部材１２２は第１端部１５７ａおよび第２端部１５７ｂを含み、且つ、該付勢部材１２２は、該コイル・スプリングの外側寸法が、第１端部１５７ａにては更に小寸であり且つ第２端部１５７ｂにては更に大寸である如くテーパ付けされる。付勢部材１２２の第１端部１５７ａはシャフト１２４の拡大端部１５６に当接して作用し、且つ、付勢部材１２２の第２端部１５７ｂは、該付勢部材１２２の該第２端部１５７ｂと、ピストン１２０に形成された凹所１６２内に受容されたクリップ１６０との間のワッシャ部材１５８に当接して作用する。付勢部材１２２は、図１６に示された縮動位置もしくはラッチ解除位置に向けてピストン１２０を付勢する。

図９、図１３および図１４を参照すると、図示されたラッチ機構５８は、従動子本体５４の第１端部６０に形成されたボア６６内に受容された概略的に完全に自己完結式のラッチ機構である。図示されたラッチ機構５８は、該ラッチ部材５８のコンパクトな性質の故に、比較的に低い慣性質量モーメントを有する。また、フィンガ従動子３０が枢動する箇所であって球状ソケット６４に対して比較的に接近した箇所に配置されたラッチ機構５８に依れば、フィンガ従動子３０の低い慣性質量モーメントも促進される。

図１４および図１５に最適に見られる如く、ラッチ機構５８が従動子本体５４と共に組立てられたとき、側部従動子８０の付勢部材１１６はピストン１２０の係合部分１３０に接触し得る。故に、シャフト７８に関する側部従動子８０の軸心箇所に関わらず、あるいは、ピストン１２０が縮動位置に在るか延伸位置に在るかに関わらず、付勢部材１１６は、ピストン１２０が側部従動子８０の開孔９４内へと移動することを阻止しない。

図１を参照すると、エンジンの動作の間にカムシャフト３４はカムシャフト軸心３６の回りで回転し、オイルは圧力源からラッシュ・アジャスタ５０を通りフィンガ従動子アセンブリ３０へと供給される。

図１および図１４乃至図１６を参照すると、オイルは、ラッシュ・アジャスタ５０から上記フィンガ従動子アセンブリへと進入し、ソケット６４とボア６６との間の開孔１４４を通過してから、ピストン１２０におけるスロット１３８を通過する。エンジン・バルブ５２の低揚程が所望されるとき、フィンガ従動子３０に対して供給されたオイルは比較的に低圧に在る。故に、図示された構成において伸張する本来的傾向を有する付勢部材１２２は、ピストン１２０をラッチ解除位置もしくは縮動位置（図１５〜図１７）に保持する。

ピストン１２０がラッチ解除位置に在るとき、高揚程用の側部突出部４２および４４は、側部従動子８０の表面１０６および１０８に接触し、側部従動子８０上に枢動力を引き起こす。繋止解除状態において側部従動子８０は、フィンガ本体５４に対してそれほどの力を付与せずに、シャフト軸心７９の回りで単に枢動する。側部従動子８０は付勢部材１１６により側部突出部４２および４４に向けて付勢されることから、接触表面１０６および１０８は概略的に側部突出部４２および４４に接触したままである。一方、中央突出部もしくは低揚程用突出部４０は中央従動子８２に接触し、外側レース８６をシャフト７８の回りで回転させる。バルブ５２の揚程は、中央従動子８２を介して低揚程用突出部４０により制御される。

図９を参照すると、シャフト７８上における内側レース８４の無拘束嵌合によれば、シャフト７８に関する該内側レース８４の相対的な回転および軸心方向移動が可能とされる。シャフト７８に関する内側レース８４の相対回転運動によれば、該内側レース８４はシャフト７８に関して歳差運動をし得る。内側レース８４の歳差運動によれば中央従動子８２の寿命が伸ばされる、と言うのも、内側レース８４の任意の所定の部分における疲労サイクルが減少されるからである。

図１および図１７乃至図１９を参照すると、エンジン・バルブ５２の高揚程が所望されたとき、ラッシュ・アジャスタ５０から供給されるオイルは増加する。オイル圧力が付勢部材１２２を圧縮するに十分な圧力に一旦なれば、ピストン１２０は縮動もしくはラッチ解除位置（図１６）から延伸またはラッチ位置（図１９）まで移動する。

図９は、部分的に延伸された位置におけるピストン１２０を示している。テーパ付けされた付勢部材１２２によれば、矢印１７０により概略的に表された加圧オイルがピストン１２０を延伸させるために、付勢部材１２２の回りにおける該オイルの進行が促進される。

図１および図１７乃至図１９を参照すると、延伸位置においてピストン１２０の繋止突出部１３０は側部従動子８０の開孔９４内へと延伸することで、側部従動子８０および従動子本体５４を相互接続する。故に、側部または高揚程用突出部４２および４４が側部従動子８０と接触するにつれ、フィンガ従動子アセンブリ３０はラッシュ・アジャスタ５０上で枢動することで、エンジン・バルブ５２の比較的に高い揚程を提供する。一方、限定量のオイルが排出開孔１３６を介してピストン１２０の基部１２６から流出することが許容されることで、側部従動子８０、中央従動子８２およびカム４０、４２および４４に対する潤滑が提供される。

図９、図１９および図２２を参照すると、繋止突出部１３０が側部従動子８０の開孔９４内に受容されたとき、繋止突出部１３０と側部従動子８０との間には隙間が在ることで、繋止突出部１３０は抵抗なしで開孔９４内に受容され得る。故に、側部突出部４２および４４が側部従動子８０を下向きに押圧するときに、該側部従動子８０は図１９の位置から図２２の位置まで回転し、其処で、側部従動子８０の凸状の下向き係合表面９６（図９）はピストン１２０の平坦な上向き係合表面１３２と接触する。下向き表面９６の凸状の曲率によれば、僅かに異なる配向にて係合表面９６、１３２を接触させる製造変動に関わらず、側部従動子８０がピストン１２０との接触へと付勢されたときに、該表面９６、１３２間に生成される応力集中が最小限とされる。

図９および図１６を参照すると、オイル圧力が所定レベルまで低下したとき、スプリング１２２は伸張し始めてピストン１２０を縮動またはラッチ解除位置（図１６）へと戻し移動する。ピストン１２０のボア１２８内の過剰オイルは、排出開孔１３６を介し、または、ラッチ機構５８と従動子本体５４との間に生成された他の通路を介して排出される。ピストン１２０が上記縮動位置に在るとき、側部従動子８０は従動子本体５４に関して枢動し、且つ、エンジン・バルブ５２は低揚程動作に復帰する。

図２３乃至図３２は、図１乃至図２２のフィンガ従動子アセンブリ３０の代替的な構成を示している。図２３乃至図３２のフィンガ従動子アセンブリ２３０は図１乃至図２２のフィンガ従動子アセンブリ３０と実質的に同一であり、且つ、同様の構成要素は同様の参照番号に２００が加えられると共に以下においては概略的な相違のみが論じられる。

図示されたラッチ機構２５８は、上述のラッチ機構５８と僅かに異なる構成である。付勢部材３２２は、付勢部材１２２のテーパ付けされた直径の代わりに概略的に円筒状のコイル直径を有するという異なる構成である。付加的に、フック状端部３２２ａおよび３２２ｂは、端部キャップ３２６およびピストン３２０に夫々連結された夫々のピン３７９ａおよび３７９ｂに係合する。

図２６および図２７を参照すると、フィンガ従動子アセンブリ２３０は流体排出システム３８０を含む。流体排出システム３８０は、従動子本体２５４内に形成された排出通路３８２、第２通路３８４および第３通路３８６を含む。

排出通路３８２はピストン３２０の箇所に依存して、端部キャップもしくは基部３２６により画成された流体チャンバ３８１、ピストン３２０のボア３２８、および、従動子本体２５４のボア２６６と流体連通する。排出通路３８２内にはプラグ３８８が配置されることで、該プラグ３８８を通り越して排出通路３８２を通る流体連通を実質的に阻止する。

第２通路３８４は、排出通路３８２の近傍である。図２７に最適に見られる如く、第２通路３８４は、図１のラッシュ・アジャスタ５０から供給される加圧流体の供給源に対して該第２通路３８４が流体連通する如く、凹状ソケット２６４まで延在する。

図２６を参照すると、第２通路３８４内には排出ピストン３９０が配置される。排出ピストン３９０は、プラグ３９６に当接して作用する付勢部材３９４により矢印３９２の方向に付勢される。

図示された構成において第３通路３８６は、排出通路３８２および第２通路３８４に対して概略的に直交する。第３通路３８６は、排出通路３８２、第２通路３８４と、フィンガ従動子２３０の外側部との間の流体連通を提供する。

図２６および図２７は、フィンガ従動子２３０が低バルブ揚程の動作モードで動作する如く引込み位置またはラッチ解除位置におけるピストン３２０を示している。図２６に最適に見られる如く、オイル圧力は、付勢部材３９４の付勢に抗して排出ピストン３９０を移動させるためには不十分である。

図２８および図２９に示された如く、図１のラッシュ・アジャスタ５０からのオイル圧力およびオイル流量が増大するにつれ、ピストン３２０はボア２６６から延伸し始める。これに加え、概略的に矢印３９５により表される増大したオイル流量および圧力によれば排出ピストン３９０は、該排出ピストン３９０がプラグ３８８に接触するまで、付勢部材３９４の力に抗して移動する。排出ピストン３９０が図２６の位置から図２８の位置まで移動するにつれ、プラグ３９６と該排出ピストン３９０との間の空気もしくは流体は、プラグ３９６により画成された開孔３９７を通り離脱し得る。排出ピストン３９０を図２８に示された位置とすると、該排出ピストン３９０により引き起こされる遮断の故に、排出通路３８２および第２通路３８４を通る流体連通は阻止される。

図３０および図３１に示された如く、ピストン３２０が完全に延伸された位置まで移動するとき（すなわち高バルブ揚程モード）、該ピストン３２０は排出通路３８２を露出すると共に、オイルは矢印３９８により概略的に表された如く排出通路３８２に流入する。但し、図３０に最適に見られる如く、排出ピストン３９０は、第３通路３８６を通る排出通路３８２からのオイルの離脱を実質的に阻止する。故に、流体チャンバ３８１内には適切なオイル圧力が維持されることでピストン３２０は延伸もしくはラッチ位置に維持され、これによりフィンガ従動子アセンブリ２３０は高揚程モードでエンジン・バルブ５２を動作させ得る（図１）。

図２３および図２５を参照すると、高揚程および低揚程の動作モード（すなわちピストン３２０は夫々、延伸および縮動される）の両方の間において、オイルは排出開孔３３６を通り流体チャンバ３８１から離脱することで、側部従動子２８０、中央従動子２８２および各カム突出部に対して潤滑を提供し得る。高揚程モードの間においてオイルは、排出開孔３３６を通り離脱するオイルが、ピストン付勢部材３２２がピストン３２０を縮動させるように流体チャンバ３８１内のオイル圧力を相当に低下させないように、十分な量および圧力にてラッシュ・アジャスタ５０（図１）により供給される。

図３２および図３３を参照すると、フィンガ従動子アセンブリ２３０が低揚程動作モードに復帰するとき、ラッシュ・アジャスタ５０（図１）により供給される更に低い圧力の故に、流体チャンバ３８１内のオイル圧力は減少する。オイル圧力が減少するにつれて排出プラグ付勢部材３９４はオイルの圧力を克服し、排出ピストン３９０を図３２に示された位置へと戻し移動する。故に、排出通路３８２および流体チャンバ３８１内のオイルは、矢印３９８により概略的に表された如く、排出通路３８２から第３通路３８６を通り、フィンガ従動子アセンブリ３２０の外側へと流れる。故に、オイルは流体チャンバ３８１から迅速に排出されることで、ピストン付勢部材３２２は、上記フィンガ従動子アセンブリが排出通路３３６（図２３）のみを含むときよりも迅速に、ピストン３２０を縮動位置へと復帰させ得る。代替実施例において、排出開孔３３６は排除され得ると共に、上記フィンガ従動子アセンブリおよびカム・アセンブリは、該フィンガ従動子アセンブリ内に生成された他の通路からのオイルを用いて潤滑され得る。

添付の各請求項には、種々の特徴および利点が示される。

本発明を具現するカムシャフトおよびフィンガ従動子アセンブリの斜視図である。 図１のフィンガ従動子アセンブリの分解図である。 図１４の３−３線に沿う図１のフィンガ従動子アセンブリの断面図である。 図１４の４−４線に沿う図１のフィンガ従動子アセンブリの断面図であり、縮動位置における上記フィンガ従動子アセンブリのピストンを示している。 図１のフィンガ従動子アセンブリの側部カム従動子の斜視図である。 図１のフィンガ従動子アセンブリの側部カム従動子の斜視図である。 図５の側部カム従動子の端面図である。 図５の側部カム従動子の側面図である。 図１４の９−９線に沿う図１のフィンガ従動子アセンブリの側断面図であり、縮動位置と延伸位置との間におけるピストンを示している。 図１のフィンガ従動子アセンブリのラッチ機構の斜視図であり、縮動位置におけるピストンを示している。 図１０のラッチ機構の底面図である。 図１０のラッチ機構の斜視図であり、延伸位置におけるピストンを示している。 図１２のラッチ機構の底面図である。 図１のフィンガ従動子アセンブリの斜視図であり、縮動位置におけるピストンを示している。 図１４の１５−１５線に沿う図１４のフィンガ従動子アセンブリの断面図である。 図１４の１６−１６線に沿う図１４のフィンガ従動子アセンブリの断面図である。 図１のフィンガ従動子アセンブリの斜視図であり、延伸位置におけるピストンを示している。 図１７の１８−１８線に沿う図１７のフィンガ従動子アセンブリの断面図である。 図１７の１９−１９線に沿う図１７のフィンガ従動子アセンブリの断面図である。 図１のフィンガ従動子アセンブリの斜視図であり、延伸位置におけるピストンおよび下側位置における側部カム従動子を示している。 図２０の２１−２１線に沿う図２０のフィンガ従動子アセンブリの断面図である。 図２０の２２−２２線に沿う図２０のフィンガ従動子アセンブリの断面図である。 図１のフィンガ従動子アセンブリの代替的構成の斜視図である。 図２３の２４−２４線に沿う図２３のフィンガ従動子アセンブリの断面図である。 図２３の２５−２５線に沿う図２３のフィンガ従動子アセンブリの断面図である。 図２３の２６−２６線に沿う図２３のフィンガ従動子アセンブリの断面図である。 図２３の２７−２７線に沿う図２３のフィンガ従動子アセンブリの断面図である。 図２３の２８−２８線に沿う図２３のフィンガ従動子アセンブリの断面図である。 図２３の２9−２9線に沿う図２３のフィンガ従動子アセンブリの断面図である。 図２３の３０−３０線に沿う図２３のフィンガ従動子アセンブリの断面図である。 図２３の３１−３１線に沿う図２３のフィンガ従動子アセンブリの断面図である。 図２３の３２−３２線に沿う図２３のフィンガ従動子アセンブリの断面図である。 図２３の３３−３３線に沿う図２３のフィンガ従動子アセンブリの断面図である。

符号の説明

Ｄ１ 内径
Ｌ１ 長さ
Ｗ１ 内側幅
Ｗ２ 外側幅
Ｗ３、Ｗ４、Ｗ５ 幅
３０ フィンガ従動子ロッカ・アセンブリ
３２ カムシャフト・アセンブリ
３４ カムシャフト
３６ カムシャフト軸心
３８ カム・アセンブリ
４０ 中央カム突出部
４２ 第１側部カム突出部
４４ 第２側部カム突出部
４６ 周囲表面
４８ 側壁
５０ ラッシュ・アジャスタ
５２ エンジン・バルブ
５４ 従動子本体
５６ 従動子アセンブリ
５８ ラッチ機構
６０ 第１端部
６２ 第２端部
６４ 凹状ソケット
６６ ボア
６８ 従動子本体壁部
７０ 開孔
７２ 内側面
７４ 外側面
７６ 開孔
７８ シャフト
７９ シャフト軸心
８０ 側部従動子
８２ 中央従動子
８４ 内側円筒状レース
８６ 外側円筒状レース
８８ 転動要素
９０ 本体部分
９２ 貫通ボア
９４ アクチュエータ受容開孔
９６ 凸状の下向き係合表面
９８ 間隙
１００ 第１接触部分
１０２ 第２接触部分
１０４ 間隙
１０６ 凸状接触表面
１０８ 凸状接触表面
１１０、１１２ 側部接触部分
１１４ スロット
１１６ 付勢部材
１１７ 矢印
１２０ ピストン
１２２ テーパ状付勢部材／スプリング
１２４ シャフト
１２６ 端部キャップ
１２８ 盲孔／ピストン・ボア
１３０ 繋止突出部
１３２ 平坦な上向き係合表面
１３４ 下向き表面
１３６ 排出開孔
１３８ スロット
１４０ 中子／タブ
１４２ 間隙
１４４ 開孔
１４８ 第１端部
１５０ 第２端部
１５２ 凹所
１５４ クリップ
１５６ 拡大端部
１５７ａ 第１端部
１５７ｂ 第２端部
１５８ ワッシャ部材
１６０ クリップ
１６２ 凹所
１７０ 矢印
２３０ フィンガ従動子アセンブリ
２５４ 従動子本体
２５８ ラッチ機構
２６４ 凹状ソケット
２６６ ボア
２８０ 側部従動子
２８２ 中央従動子
３２０ ピストン
３２２ ピストン付勢部材
３２２ａ、３２２ｂ フック状端部
３２６ 端部キャップ
３２８ ボア
３３６ 排出開孔
３７９ａ、３７９ｂ ピン
３８０ 流体排出システム
３８１ 流体チャンバ
３８２ 排出通路
３８４ 第２通路
３８６ 第３通路
３８８ プラグ
３９０ 排出ピストン
３９２ 矢印
３９４ 排出プラグ付勢部材
３９５ 矢印
３９６ プラグ
３９７ 開孔
３９８ 矢印

Claims (26)

1. 内燃エンジンのバルブを可変的に起動するフィンガ従動子アセンブリであって、少なくとも一個の突出部を備えたカムシャフトを有するフィンガ従動子アセンブリであって、
   上記エンジンに連結されるべく構成された第１端部と、上記エンジンの上記バルブに連結されるべく構成された第２端部と、上記第１および第２端部間において当該従動子本体に形成された開孔とを有する従動子本体と、
   上記従動子本体に連結されて上記開孔を縦走するシャフトと、
   上記シャフトにより上記開孔内に少なくとも部分的に支持されると共に上記少なくとも一個の突出部と係合すべく構成されたカム従動子であって、上記カムシャフト上で案内されることで、上記少なくとも一個の突出部に関する当該カム従動子の整列を維持すべく構成されたカム従動子と、
   上記カム従動子を上記従動子本体に対して選択的にラッチおよびラッチ解除することで、第１バルブ揚程機能および第２バルブ揚程機能を提供するラッチ機構とを備えて成る、
   フィンガ従動子アセンブリ。
2. 前記カム従動子は前記開孔内において、前記シャフトの長手軸心に平行な方向に移動可能である、請求項１記載のフィンガ従動子アセンブリ。
3. 前記カムシャフトは、中央突出部と、該中央突出部の一側に隣接する側部突出部とを含み、
   前記カム従動子は、上記中央突出部上で案内されるべく構成された側部従動子であり、
   当該フィンガ従動子アセンブリは、上記中央突出部と係合すべく構成された中央従動子を更に備えて成る、請求項１記載のフィンガ従動子アセンブリ。
4. 前記中央従動子は少なくとも部分的に前記開孔内において前記シャフトにより回転可能に支持される、請求項３記載のフィンガ従動子アセンブリ。
5. 前記中央従動子は、前記バルブに関する前記側部従動子の移動により該中央従動子の移動が引き起こされる如く、上記側部従動子に連結される、請求項３記載のフィンガ従動子アセンブリ。
6. 前記中央突出部は、前記中央従動子に接触する周囲表面と、前記側部従動子に係合して該側部従動子を前記カムシャフト上で案内する側壁部分とを含む、請求項３記載のフィンガ従動子アセンブリ。
7. 前記側部従動子は、前記側部突出部に係合すべく構成された第１接触表面と、上記第１接触表面に対して実質的に直交すると共に前記中央突出部の前記側壁部分に係合すべく構成された第２接触表面とを含む、請求項６記載のフィンガ従動子アセンブリ。
8. 前記カムシャフトは第１突出部および第２突出部を含み、
   上記第１突出部は前記カム従動子に係合すべく構成され、且つ、
   上記カム従動子は、該カム従動子を案内するために上記第２突出部に接触すべく構成された接触表面を含む、請求項１記載のフィンガ従動子アセンブリ。
9. 前記カム従動子は少なくとも部分的に前記開孔内に配置された本体部分を形成し、
   上記本体部分は、前記シャフトの長手軸心に平行な方向において前記従動子本体に関して上記カム従動子が移動し得る如く、上記開孔の幅より小さい幅を有する、請求項１記載のフィンガ従動子アセンブリ。
10. 前記ラッチ機構は係合表面を有するラッチ部材を含み、上記ラッチ部材は前記カム従動子および前記従動子本体を選択的に相互接続し、
    上記カム従動子は、上記ラッチ機構を受容する開孔を少なくとも部分的に画成する係合表面を含み、且つ、
    上記各係合表面の内の少なくとも一方は部分的に凸状である、請求項１記載のフィンガ従動子アセンブリ。
11. 前記カム従動子の前記係合表面が少なくとも部分的に凸状である、請求項１０記載のフィンガ従動子アセンブリ。
12. 前記カム従動子は単一構成要素として一体的に形成される、請求項１記載のフィンガ従動子アセンブリ。
13. 内燃エンジンのバルブを可変的に起動するフィンガ従動子アセンブリであって、
    該フィンガ従動子アセンブリは、
    上記エンジンに連結されるべく構成された第１端部と、上記エンジンの上記バルブに連結されるべく構成された第２端部と、上記第１端部に形成された開孔とを有する従動子本体と、
    上記従動子本体により支持されたカム従動子と、
    上記カム従動子を選択的に係合および係合解除して第１バルブ揚程機能および第２バルブ揚程機能を提供すべく作用し得るラッチ機構とを備え、
    上記ラッチ機構は、
    基礎部分と、
    上記基礎部分に対して延伸位置と縮動位置との間で移動可能なピストンと、
    上記基礎部分と上記ピストンとの間に連結されることで上記ピストンを上記縮動位置に向けて付勢する付勢部材とを含み、
    上記基礎部分、上記ピストンおよび上記付勢部材は、少なくとも部分的に上記開孔内に配置される、
    フィンガ従動子アセンブリ。
14. 前記付勢部材はテーパ付けされたスプリングである、請求項１３記載のフィンガ従動子アセンブリ。
15. 前記開孔は概略的に均一な内側寸法を有する、請求項１３記載のフィンガ従動子アセンブリ。
16. 前記開孔は概略的に一定の直径を有する円筒状ボアである、請求項１５記載のフィンガ従動子アセンブリ。
17. 前記基礎部分は中子を含み、
    前記ピストンはスロットを含み、且つ、
    上記中子は上記ピストンの上記スロット内に受容されることで、前記従動子本体に関して上記ピストンの限定量の回転を提供する、請求項１３記載のフィンガ従動子アセンブリ。
18. 前記ピストンの一部分は前記開孔内に配置され、且つ、
    上記ピストンの上記一部分は概略的に一定の外側寸法を有する、請求項１３記載のフィンガ従動子アセンブリ。
19. 内燃エンジンのバルブを可変的に起動するフィンガ従動子アセンブリであって、
    上記エンジンに連結されるべく構成された第１端部と、上記エンジンの上記バルブに連結されるべく構成された第２端部と、上記第１端部に形成された開孔とを有する従動子本体と、
    上記従動子本体により支持されたカム従動子と、
    上記開孔内に少なくとも部分的に位置されると共に、上記カム従動子に対して選択的に係合および係合解除することで第１バルブ揚程機能および第２バルブ揚程機能を提供すべく作用し得るラッチ機構とを備え、
    上記ラッチ機構は係合表面を含み、
    上記カム従動子は、上記ラッチ機構の上記係合表面に係合すべく構成された係合表面を含み、且つ、
    上記各係合表面の少なくとも一方は少なくとも部分的に凸状である、フィンガ従動子アセンブリ。
20. 前記カム従動子の前記係合表面が少なくとも部分的に凸状である、請求項１９記載のフィンガ従動子アセンブリ。
21. 内燃エンジンのバルブを可変的に起動するフィンガ従動子アセンブリであって、
    上記エンジンに連結されるべく構成された第１端部と、上記エンジンの上記バルブに連結されるべく構成された第２端部とを有する従動子本体と、
    上記従動子本体により支持されたカム従動子と、
    上記カム従動子に対して選択的に係合および係合解除して第１バルブ揚程機能および第２バルブ揚程機能を提供すべく作用し得るラッチ機構であって、少なくとも部分的に流体チャンバを画成するというラッチ機構と、
    上記従動子本体の上記第１端部に形成された排出通路であって、上記流体チャンバと上記従動子本体の外側面との間に選択的流体連通を提供するという排出通路とを備えて成る、
    フィンガ従動子アセンブリ。
22. 少なくとも部分的に前記排出通路内に位置されることで、前記流体チャンバと前記従動子本体の前記外側面との間に選択的流体連通を提供する可動部材を更に備えて成る、請求項２１記載のフィンガ従動子アセンブリ。
23. 前記流体チャンバは加圧流体源と連通し、且つ、
    前記可動部材は上記加圧流体源の圧力における変動に応じて移動可能である、請求項２２記載のフィンガ従動子アセンブリ。
24. 前記可動部材は、前記排出通路と流体連通する第２通路内に位置される、請求項２３記載のフィンガ従動子アセンブリ。
25. 前記第２通路は前記加圧流体源と流体連通する、請求項２４記載のフィンガ従動子アセンブリ。
26. 前記流体チャンバと前記従動子本体の外側面との間に概略的に一定の流体連通を提供する第２排出通路を更に備えて成る、請求項２１記載のフィンガ従動子アセンブリ。

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