JP2014092128A - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動作の安定性を確保した内燃機関の可変動弁装置を提供することを課題とする。
【解決手段】カムシャフトと共に回転するカムベース部と、カムベース部の外周から突出した高位置と高位置よりも低い低位置間を揺動可能にカムベース部に連結されたカムロブ部と、カムロブ部を高位置側へ付勢する付勢部材と、高位置でカムロブ部をロックし、ロックが解除されたカムロブ部が低位置にある間に油圧の作用によりロック部材がカムベース部及びカムロブ部に係合して低位置でカムロブ部をロックするロック機構と、高位置でロックされたカムロブ部により駆動され、ロックが解除されたカムロブ部を低位置側に付勢するカムフォロアと、高位置でロックされたカムロブ部に摺接し、ロックが解除されたカムロブ部を低位置側に押圧し、カムフォロアからカムシャフトの回転中心周りに所定の角度間隔をあけて配置された押圧機構と、を備えた内燃機関の可変動弁装置。
【選択図】図８

Description

本発明は、内燃機関の可変動弁装置に関する。

特許文献１の装置では、バルブのリフト量を最小にする場合、カムシャフトに貫通された可動カムがバルブを駆動しないようにカムシャフトの回転に応じて径方向に往復動する。

特開２００１−３２９８１９号公報

このように可動カムの位置が固定されないので、可動カムの動作の安定性を確保できず、可動カム自体や可動カムを往復させる機構等の耐久性や信頼性を損なうおそれもある。

そこで、動作の安定性を確保した内燃機関の可変動弁装置を提供することを目的とする。

上記目的は、カムシャフトと共に回転するカムベース部と、前記カムベース部の外周から突出した高位置と前記高位置よりも低い低位置間を揺動可能に前記カムベース部に連結されたカムロブ部と、前記カムロブ部を前記高位置側へ付勢する付勢部材と、前記高位置で前記カムロブ部をロックし、ロックが解除された前記カムロブ部が前記低位置にある間に油圧の作用によりロック部材が前記カムベース部及びカムロブ部に係合して前記低位置で前記カムロブ部をロックするロック機構と、前記高位置でロックされた前記カムロブ部により駆動され、ロックが解除された前記カムロブ部を前記低位置側に付勢するカムフォロアと、前記高位置でロックされた前記カムロブ部に摺接し、ロックが解除された前記カムロブ部を前記低位置側に押圧し、前記カムフォロアから前記カムシャフトの回転中心周りに所定の角度間隔をあけて配置された押圧機構と、を備えた内燃機関の可変動弁装置によって達成できる。

カムロブ部は低位置でもロックされるので安定した状態で保持され、装置の動作の安定性を確保できる。また、カムロブ部は高位置側に付勢されており、付勢力に抗して低位置に移動してからロック部材により低位置でロックされる。このため、ロックが解除され高位置側で維持されているカムロブ部を、カムフォロアと共に押圧機構が低位置側へ押すことにより、カムロブ部が低位置に維持される期間を確保できる。これにより、ロック部材が低位置でカムロブ部をロックに必要な期間を確保でき、低位置でのカムロブ部のロックを安定して行うことができる。

前記押圧機構は、前記高位置でロックされた前記カムロブ部に摺接して所定範囲を往復する押圧部材、前記押圧部材を付勢する押圧部材用付勢部材、を含んでもよい。

前記押圧部材の位置を検出する検出部を備えていてもよい。

前記検出部は、前記押圧部材との距離の変化により出力信号が変化するものであってもよい。

前記ロック部材は、前記高位置にある前記カムロブ部及び前記カムベース部に係合し、油圧の作用により前記高位置前記カムベース部から退避し、油圧の作用により前記低位置にある前記カムロブ部及びカムベース部に係合するものであってもよい。

前記ロック機構は、前記カムシャフトの軸方向に延びた前記カムロブ部の保持孔に保持された前記ロック部材、前記カムベース部に形成され前記カムロブ部が前記高位置にある高状態で前記ロック部材が前記軸方向に並ぶ第１ロック孔、前記カムベース部に形成され前記カムロブ部が前記低位置にある低状態で前記ロック部材が前記軸方向に並ぶ第２ロック孔、前記高状態で前記ロック部材が前記第１ロック孔に挿入されるように付勢する第１スプリング、前記低状態で前記ロック部材が前記第２ロック孔から退避するように付勢する第２スプリング、前記カムベース部に形成され、前記高状態で前記ロック部材が前記第１ロック孔から離脱するように油圧を作用させる第１経路、前記カムベース部に形成され、前記低状態で前記ロック部材が前記第２ロック孔に挿入されるように油圧を作用させる第２経路、を含むものであってもよい。

前記カムロブ部は、前記カムベース部に揺動するように連結された基端部、前記基端部から前記カムシャフトの回転方向と逆方向に離れた自由端部、を含んでもよい。

前記付勢部材は、前記カムロブ部に対して前記カムシャフトの軸方向に位置していてもよい。

動作の安定性を確保した内燃機関の可変動弁装置を提供できる。

図１は、本実施例の可変動弁装置の外観図である。 図２は、本実施例の可変動弁装置の外観図である。 図３Ａ、３Ｂは、軸方向からみたカムユニットの断面図である。 図４Ａ、４Ｂは、カムユニットの内部構造を示した断面図である。 図５Ａ〜５Ｃは、カムロブ部のロックの説明図である。 図６Ａ、６Ｂは、カムロブ部のロックの説明図である。 図７Ａ〜７Ｄは、押圧機構の説明図である。 図８Ａ〜８Ｄは、押圧機構の説明図である。 図９は、カムロブ部の揺動を示したグラフである。 図１０Ａ、１０Ｂは、押圧機構の変形例の説明図である。 図１１は、バルブのリフト状態とセンサの出力信号との関係を示したグラフである。

以下、実施形態を図面と共に詳細に説明する。

図１、２は、本実施例の可変動弁装置１の外観図である。可変動弁装置１は、車両等に搭載される内燃機関に採用される。可変動弁装置１は、カムシャフトＳ、カムシャフトＳに設けられたカムユニットＣＵ、を含む。カムシャフトＳは、カムユニットＣＵの一端に接続した部分ＳＡ、カムユニットＣＵの他端に接続した部分ＳＢ、を含む。カムシャフトＳは、内燃機関からの動力により回転する。カムシャフトＳと共にカムユニットＣＵが回転することにより、ロッカーアームＲを介してバルブＶをリフトさせる。バルブＶは、内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブである。

カムユニットＣＵは、カムシャフトＳよりも径が大きくカムシャフトＳの部分ＳＡ、ＳＢに連結されたカムベース部１０、カムベース部１０に連結された２つのカムロブ部２０、を含む。カムベース部１０は、略円柱状であり、カムシャフトＳの軸方向（以下、軸方向と称する）から見た場合に略円形のベース円部１１を有している。ベース円部１１は、カムベース部１０の外周面に相当する。２つのカムロブ部２０は、軸方向に所定の間隔をあけて並んでいる。２つのカムロブ部２０は、それぞれ２つのロッカーアームＲを押して２つのバルブＶをリフトさせる。カムベース部１０の軸方向の厚さは、カムロブ部２０の軸方向の厚さよりも厚い。

図２に示すように、カムベース部１０は、２つのカムロブ部２０の間に凹部１０Ｈが形成されている。凹部１０Ｈは、２つのロッカーアームＲがカムベース部１０に接触する部分の間に形成されている。凹部１０Ｈは、ロッカーアームＲに接触しない。支持シャフト３３は、カムベース部１０、２つのカムロブ部２０を軸方向に貫通している。カムロブ部２０は、支持シャフト３３を支点としてカムベース部１０に対して揺動する。カムロブ部２０は、カムベース部１０のベース円部１１から最大限に突出した高位置とベース円部１１から突出しない低位置間を揺動可能である。支持シャフト３３の一部は凹部１０Ｈ内で露出している。２つのカムロブ部２０には、それぞれストッパピン３４Ｐが貫通している。

カムベース部１０の凹部１０Ｈでは、２つのスプリング３４Ｓが支持シャフト３３に巻かれている。スプリング３４Ｓの一端は凹部１０Ｈの内側面を押し、スプリング３４Ｓの他端はストッパピン３４Ｐを押している。即ち、スプリング３４Ｓは、ストッパピン３４Ｐが凹部１０Ｈから離れるように付勢している。これにより、カムロブ部２０はカムベース部１０から突出するように付勢される。スプリング３４Ｓは、付勢部材の一例である。

図１、２において、左側のカムロブ部２０は高位置にあり、右側のカムロブ部２０は低位置にある。本実施例の場合、カムロブ部２０が高位置でロックされている場合には、カムロブ部２０がロッカーアームＲを駆動してバルブＶをリフトさせる。カムロブ部２０が低位置でロックされている場合には、カムロブ部２０はロッカーアームＲに接触する又は接触せずにバルブＶはリフトしない。尚、図１、２においては、理解を容易にするために一方のカムロブ部２０のみを高位置にあるが、実際には後述するように２つのカムロブ部２０は共に同じ位置に位置づけられる。

図３Ａ、３Ｂは、軸方向からみたカムユニットＣＵの断面図である。図３Ａは、高位置にあるカムロブ部２０を示し、図３Ｂは、低位置にあるカムロブ部２０を示している。カムロブ部２０は、カムベース部１０の供給経路Ｔを回避した略Ｕ字状又は略Ｌ字状である。カムロブ部２０の基端側は支持シャフト３３が貫通している。図３Ａ、３Ｂにおいて、カムシャフトＳは時計方向に回転する。これに伴いカムベース部１０、カムロブ部２０も時計方向に回転する。カムベース部１０には、ストッパピン３４Ｐが貫通した長孔１４が形成されている。カムロブ部２０の揺動に伴って移動するストッパピン３４Ｐの移動範囲を長孔１４が規制することにより、カムロブ部２０の揺動範囲が規制している。

また、本実施例の可変動弁装置１は、押圧機構４０を備えている。押圧機構４０は、ロッカーアームＲに対してカムシャフトＳの回転中心周りに所定の角度間隔をあけて配置されている。押圧機構４０は、カムユニットＣＵに向けて往復動可能に支持されたリフター４２、リフター４２をカムユニットＣＵに向けて付勢するスプリング４４、を含む。リフター４２は金属製である。スプリング４４は、一端が内燃機関のカムキャップに固定され他端にリフター４２が固定されている。尚、リフター４２は、例えばカムユニットＣＵに向けて延びたシリンダ状の部材に往復摺動可能に支持されたものであってもよい。リフター４２は、押圧部材の一例である。スプリング４４は、押圧部材用付勢部材の一例である。押圧機構４０については詳しくは後述する。尚、押圧機構４０は、２つのカムロブ部２０のそれぞれに対して設けられている。

図４Ａ、４Ｂは、カムユニットＣＵの内部構造を示した断面図である。図４Ａ、４Ｂにおいては、２つのカムロブ部２０は共にリフト状態にある。図４Ａ、４Ｂは、図３ＡのＡ−Ａ断面図に相当する。図４Ａ、４Ｂに示すように、カムユニットＣＵは、軸方向でのカムユニットＣＵの中心に軸方向に対称に形成されている。従って、以下の説明では２つのカムロブ部２０のうち一方について説明する。カムベース部１０には、カムロブ部２０を収納可能なスリット１２が形成されている。カムベース部１０内には、カムシャフトＳの軸心上で延びた供給経路Ｔ、供給経路Ｔから径方向外側に延びた経路Ｔ５、Ｔ６が形成されている。経路Ｔ５、Ｔ６は、それぞれ供給経路Ｔから径方向外側に延び、次に軸方向に延びて２つのカムロブ部側に延びている。経路Ｔ６は第１経路の一例である。経路Ｔ５は、第２経路の一例である。

オイルコントロールバルブＣＶは電磁駆動式の流量制御弁であり、ＥＣＵ５によって制御される。ＥＣＵ５は、制御部の一例である。オイルパンに貯留されたオイルはオイルポンプＰにより供給経路Ｔ内に供給される。オイルポンプＰは、内燃機関のクランクシャフトに連動した機械式である。オイルコントロールバルブＣＶは、オイルポンプＰにより供給経路Ｔ内に供給される油圧を、オイルコントロールバルブＣＶに印加される電流値に基づいてリニアに調整できる。オイルコントロールバルブＣＶは、油圧制御弁の一例である。尚、油圧制御弁は、段階的に供給経路Ｔ内に供給される油圧を調整可能なものであってもよい。ＥＣＵ５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成され、内燃機関全体の動作を制御する。ＲＯＭには、後述する制御を実行するためのプログラムが格納されている。

カムベース部１０は、２つのカムロブ部２０にそれぞれ作用するピン１５Ｐ、１６Ｐ、１７Ｐを保持している。２つのカムロブ部２０はそれぞれピン２６Ｐを保持している。ピン２６Ｐは、ロック部材の一例である。図４Ｂは、ピン１５Ｐ等を省略した図である。カムロブ部２０は、支持シャフト３３が貫通した基端部から離れた自由端部を有し、カムロブ部２０の自由端部側にはピン２６Ｐを保持した孔２６が形成されている。孔２６は、カムロブ部２０を軸方向に貫通している。孔２６は、保持孔の一例である。

カムベース部１０には、スリット１２に連通した孔１５、１６が形成されている。孔１５、１６は、スリット１２に対して同一側に形成されている。孔１５、１６は、軸方向に延び、底面を有している。孔１５、１６には、それぞれピン１５Ｐ、１６Ｐが収納されている。孔１５の底面とピン１５Ｐとの間にはピン１５Ｐに連結されたスプリング１５Ｓが配置されている。孔１６の底面とピン１６Ｐとの間にはピン１６Ｐに連結されたスプリング１６Ｓが配置されている。スプリング１６Ｓは、カムロブ部２０に向けてピン１６Ｐを付勢している。スプリング１５Ｓは、ピン１５Ｐが孔１５から離脱しない程度の長さに設定されている。スプリング１５Ｓは、第２スプリングの一例である。スプリング１６Ｓは、第１スプリングの一例である。

カムベース部１０には、スリット１２を介して孔１６に対向する孔１７が形成されている。孔１７には、ピン１７Ｐが収納されている。孔１７は、経路Ｔ６に連通している。孔１７は、孔１６と同軸上に位置している。孔１７は、軸方向に延びている。

カムロブ部２０が高位置にある場合、孔１６、１７、２６は軸方向に並び、ピン１６Ｐ、１７Ｐ、２６Ｐは軸方向に並ぶ。換言すれば、カムロブ部２０が揺動範囲の一端でこのような位置に位置づけられるように、ストッパピン３４Ｐに係合した長孔１４によりカムロブ部２０の揺動範囲が規定されている。リフト状態においては、スプリング１６Ｓの付勢力により、ピン１６Ｐが孔１６、２６に共通に挿入され、ピン２６Ｐは孔２６、１７に共通に挿入される。これにより、カムロブ部２０はリフト状態でカムベース部１０にロックされる。孔１７は、第１ロック孔の一例である。

次に、カムロブ部２０のロックについて詳細に説明する。図５Ａ〜６Ｂは、カムロブ部２０のロックの説明図である。オイルコントロールバルブＣＶ及びオイルポンプＰにより供給経路Ｔを介して経路Ｔ５、Ｔ６内にオイルが供給されると、図５Ａに示すように、ピン１７Ｐがスプリング１６Ｓの付勢力に抗してカムロブ部２０側に押される。これにより、ピン１６Ｐは孔２６から離脱し、ピン２６Ｐは孔１７から離脱する。即ち、ピン１６Ｐ、１７Ｐ、２６Ｐは、それぞれ孔１６、１７、２６に収納される。これにより、高位置でカムロブ部２０のロックが解除される。

カムロブ部２０のロックが解除された状態でカムシャフトＳが回転することにより、カムロブ部２０は押圧機構４０からの押圧力、ロッカーアームＲから反力を順に受ける。これにより、図５Ｂに示すように、カムロブ部２０はスプリング３４Ｓの付勢力に抗して低位置に移動する。換言すれば、スプリング３４Ｓの付勢力は、カムロブ部２０のロックが解除されている状態で押圧機構４０からの押圧力のみでカムロブ部２０は低位置に移動可能な程度に設定され、かつロッカーアームＲからの反力のみでカムロブ部２０は低位置に移動可能な程度に設定されている。このようにロッカーアームＲはロックが解除されたカムロブ部２０を低位置側に付勢する。カムロブ部２０が低位置にある場合には、孔１５、２６とは同軸上に並ぶ。換言すれば、カムロブ部２０が揺動範囲の他端でこのような位置に位置づけられるように、ストッパピン３４Ｐに係合した長孔１４によりカムロブ部２０の揺動範囲が規定されている。ロッカーアームＲは、バブルを駆動するためのカムフォロアの一例である。尚、カムフォロアは、カムに直接駆動されるバルブリフタであってもよい。

ピン２６Ｐは経路Ｔ５からのオイルの圧力により、図５Ｃに示すように、スプリング１５Ｓの付勢力に抗して孔１５、２６に共通に挿入される。これにより、リフト停止状態でカムロブ部２０はロックされる。このように、オイルが所定の圧力以上で供給経路Ｔ内に供給されている間は、カムロブ部２０は低位置でロックされる。孔１５は、第２ロック孔の一例である。

次にオイルコントロールバルブＣＶにより供給経路Ｔへのオイルの供給が停止されると、図６Ａに示すように、スプリング１５Ｓの付勢力によりピン２６Ｐが孔１５から離脱して孔２６に収納される。これにより、低位置でカムロブ部２０のロックが解除される。

次に、スプリング３４Ｓの付勢力に従って、図６Ｂに示すように、カムロブ部２０が低位置から高位置へ移動する。実際には、カムロブ部２０がロッカーアームＲ及び押圧機構４０に接触していない間に、スプリング３４Ｓの付勢力に従ってカムロブ部２０は高位置へと移行する。カムロブ部２０が高位置にある状態では、前述したようにピン１６Ｐ、２６Ｐ、１７Ｐが軸方向に並ぶ。

この状態で、図４Ａに示すように、スプリング１６Ｓの付勢力に従って、ピン１６Ｐが孔１６、２６に共通に挿入され、同様にピン２６Ｐは孔２６、１７に共通に挿入される。これにより、高位置でカムロブ部２０がロックされる。以上のようにしてカムロブ部２０が高位置及び低位置でロックされる。孔２６、ピン２６Ｐ、スプリング１５Ｓ、１６Ｓ、孔１５、１７等は、ロック機構の一例である。このようにカムロブ部２０が低位置でもロックされるので、カムロブ部２０を安定した状態で保持でき、信頼性や耐久性が確保されている。

図１、２、３Ａ、３Ｂ、４Ａ、４Ｂに示したように、カムベース部１０は、カムシャフトＳに連結されており、カムシャフトＳはカムベース部１０を貫通していない。このため、カムベース部１０の軸方向の断面積を確保することができ、カムベース部１０の強度を確保することができる。カムシャフトＳはカムベース部１０を貫通していないためカムシャフトＳの径を細くする必要はない。このためカムシャフトＳの強度も確保されている。カムベース部１０に形成された孔１５、１６、１７、カムロブ部２０に形成された孔２６などは、全て軸方向に延びている。このため、例えば、軸方向と交差する方向に延びた孔を設けこの孔内を摺動するピンを配置した場合と比較して、カムベース部１０の軸方向での断面積を確保することができる。これにより、カムユニットＣＵの強度が確保されている。

図３Ａ、３Ｂに示したように、カムロブ部２０の自由端は、カムロブ部２０の基端側からカムシャフトＳの回転方向から逆方向に離れている。ここで、カムロブ部２０の基端側は、支持シャフト３３により揺動の支点となっている。このため、ロッカーアームＲの反力により、カムロブ部２０がカムシャフトＳの回転方向と逆方向に揺動するのが容易となる。これによって、ロックが解除された状態で、カムロブ部２０の低位置から高位置へ移動が容易となっている。また、低位置へ移動する際のカムロブ部２０が受ける押圧機構４０からの押圧力、ロッカーアームＲからの反力による負荷が低減され、カムロブ部２０の耐久性が確保されている。

また、カムベース部１０は、２つのカムロブ部２０を支持している。このため、カムベース部１０は軸方向の長さを確保しているため強度が確保されている。また、カムベース部１０を２つのカムロブ部２０に共通化して使用しているため部品点数も削減されている。また、支持シャフト３３は２つのカムロブ部２０に共通に貫通しているため、これによっても部品点数が削減されている。

また、図１、２に示したように、スプリング１５Ｓ、１６Ｓ、３４Ｓは、カムロブ部２０に対して軸方向に配置されている。例えばこのようなスプリング３４Ｓ等をカムロブ部２０に対して径方向に重なる位置に配置する場合と比較して、カムロブ部２０の軸方向での断面積を確保できる。これによりカムロブ部２０の強度を確保することができる。

また、上述したようにスプリングＳ３４が配置された凹部１０Ｈは、ロッカーアームＲに接触しない部分に設けられているので、この部分を有効利用している。スプリングＳ３４が、ロッカーアームＲに接触するカムベース部１０の部分から退避した位置に配置されていることにより、ロッカーアームＲが接触するカムベース部１０の部分の軸方向の断面積も確保されている。これにより、カムベース部１０の強度も確保されている。

図３Ａに示したように、経路Ｔ５の出口はスリット１２に開口するように形成され、この出口はリフト状態のカムロブ部２０から離れた位置に形成されている。このため、リフト状態の場合において、供給経路Ｔにオイルを供給することにより、経路Ｔ５の出口からスリット１２を介してロッカーアームＲ等にオイルを供給できる。これにより、ロッカーアームＲとカムユニットＣＵ等の潤滑を確保することができる。また、従来のカムシャワー機構を廃止したとしても、本実施例の可変動弁装置１により、潤滑を促進することができる。

次に押圧機構４０について説明する。図７Ａ〜７Ｄ、８Ａ〜８Ｄは、押圧機構４０の説明図である。尚、図７Ａ〜８Ｄにおいては、一部の符合を省略している。図７Ａ〜７Ｄは、カムロブ部２０が高位置でロックされている状態での押圧機構４０の状態を示している。カムロブ部２０が高位置でロックされているため、スプリング４４に付勢されているリフター４２は、カムベース部１０のベース円部１１及びカムロブ部２０に摺接しながら所定範囲を往復動する。

図８Ａ〜８Ｄは、カムロブ部２０が高位置でロックが解除された状態での押圧機構４０の状態を示している。図８Ａに示すように、高位置でロックが解除されたカムロブ部２０は、スプリング３４Ｓの付勢力によって高位置に維持される。その後、図８Ｂに示すように、ロッカーアームＲからの反力を受ける前に押圧機構４０のリフター４２から押圧力を受けてカムロブ部２０は低位置へと移動する。次に、図８Ｃに示すように、カムロブ部２０がリフター４２から離れロッカーアームＲからの反力を受けて低位置に維持される。カムロブ部２０が低位置にあるうちにピン２６Ｐによりロックされて、図８Ｄに示すようにカムロブ部２０がロッカーアームＲから離れても低位置に維持される。

図９は、カムロブ部２０の揺動を示したグラフである。曲線Ｃは、押圧機構４０の押圧力及びロッカーアームＲからの反力によってカムロブ部２０が高位置から低位置へ移動する場合を示している。曲線Ｃｘは、ロッカーアームＲからの反力のみによってカムロブ部２０が高位置から低位置へ移動する場合を示している。曲線Ｃに示すように、押圧機構４０からの押圧力及びロッカーアームＲからの反力によってカムロブ部２０は比較的長い期間ＬＴにわたって低位置に維持される。カムロブ部２０を低位置へ移動させる押圧機構４０が、ロッカーアームＲと同じ位置ではなく、カムシャフトＳの回転中心周りに所定の角度間隔をあけて配置されているからである。

これに対し、曲線Ｃｘに示すように、カムロブ部２０は比較的短い期間ＳＴだけ低位置に維持され、この短期間ＳＴのうちにカムロブ部２０を低位置でロックする必要がある。即ち、図５Ｂ、５Ｃに示したように、短期間で油圧の作用によりピン２６Ｐをスプリング１５Ｓの付勢力に抗して孔２６、１５に共通に挿入する必要がある。低位置でロックができなかった場合、曲線Ｃｙで示すように、カムロブ部２０がロッカーアームＲから退避するとカムロブ部２０はスプリング３４Ｓの付勢力に従って、低位置から高位置へと再び移動してしまう。

しかしながら本実施例のように押圧機構４０の押圧力及びロッカーアームＲからの反力の双方により、カムロブ部２０を低位置に維持される期間ＬＴを確保でき、低位置でロックするのに必要な期間を確保できる。これにより、カムロブ部２０を低位置で安定してロックできる。これにより、可変動弁装置１の動作の安定性が確保されている。

尚、押圧機構４０は、ロッカーアームＲに対してカムシャフトＳの回転中心周りにカムシャフトＳの回転方向とは逆方向に略９０度の角度間隔をあけて配置されているが、この角度に限定されない。即ち、押圧機構４０に押圧されて高位置から低位置に移動したカムロブ部２０が、押圧機構４０から離れてロッカーアームＲに接触するまでの間にスプリング３４Ｓの付勢力により低位置から高位置側へ移動しなければよい。また、カムロブ部２０が押圧機構４０から離れてロッカーアームＲに接触するまでの時間は、カムシャフトＳの回転速度に依存する。従って、例えばカムシャフトＳが最低回転数で回転している場合に、押圧機構４０により低位置に移動したカムロブ部２０がロッカーアームＲに接触するまでの間で低位置に維持されていればよい。

次に、押圧機構４０の変形例について説明する。図１０Ａは、第１変形例の押圧機構４０ａの説明図である。押圧機構４０ａは、センサ４６ａを含む。センサ４６ａは、リフター４２の往復動によってリフター４２との間の距離が変化する位置に設けられている。センサ４６ａは、例えばカムハウジング等の内燃機関の何れかの場所に固定されている。センサ４６ａは、リフター４２との間の距離の変化により、ＥＣＵ５に出力する信号が変化する。センサ４６ａは、例えばギャップセンサである。ＥＣＵ５はセンサ４６ａの出力信号により、カムロブ部２０が高位置でロックされているのか又は低位置でロックされているのかを判別できる。換言すれば、ＥＣＵ５はバルブのリフト状態を判別できる。

図１０Ｂは、第２変形例の押圧機構４０ｂの説明図である。スプリング４４には磁石４５が固定されている。センサ４６ｂは、リフター４２と一体に移動する磁石４５との間の距離が変化することにより、出力信号が変化する。センサ４６ｂは、例えばホール素子である。センサ４６ａ、４６ｂは検出部の一例である。

図１１は、バルブＶのリフト状態とセンサ４６ａの出力信号との関係を示したグラフである。曲線ＲＨは、カムロブ部２０が高位置でロックされたバルブＶのリフト状態でのリフト量を示し、曲線ＳＨはその際のセンサ４６ａの出力信号を示している。カムロブ部２０が高位置でロックされている場合、カムロブ部２０によりリフター４２も往復動する。このリフター４２の往復動によりセンサ４６ａとの間の距離も変化し、センサ４６ａの出力信号も変化する。曲線ＲＬは、カムロブ部２０が低位置でロックされたバルブＶのリフト停止状態でのリフト量を示し、曲線ＳＬはその際のセンサ４６ａの出力信号を示している。カムロブ部２０が低位置でロックされている場合、リフター４２とセンサ４６ａとの間の距離は変化しない。このため、センサ４６ａの出力信号も変化しない。

このようにＥＣＵ５は、センサ４６ａの出力信号に基づいて、バルブＶがリフト状態にあるのかリフト停止状態にあるのかを判別できる。これにより、例えばカムロブ部２０の高位置及び低位置間の移動やロックが正常に行われているか否かを判別できる。例えば、低位置でカムロブ部２０のロックが正常に行われていないと判断された場合には、ＥＣＵ５はオイルコントロールバルブＣＶを制御することにより更にピン２６Ｐに作用する油圧を上昇させて低位置でカムロブ部２０をロックすることができる。このように、可変動弁装置１の動作の安定性を確保できる。

尚、図１１には、カムロブ部２０がカムベース部１０のベース円部１１から僅かに突出した低位置でロックされる可変動弁装置での、バルブＶのリフト量を示す曲線ＲＭ、その際のセンサ４６ａの出力信号を示す曲線ＳＭを示している。このような可変動弁装置であっても、センサ４６ａの出力信号の変化に基づいてバルブＶの状態を判別できる。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

本実施例では、カムロブ部２０がカムベース部１０から突出していない位置にある場合を低位置として説明した。しかしながらこれに限定されず、例えば、カムロブ部２０は、カムベース部１０のベース円部１１から突出した高位置と、第高位置よりも突出量が小さいがベース円部１１から突出した低位置との間を揺動してもよい。この場合、リフター４２は、常にカムベース部１０のベース円部１１に接触している必要はない。リフター４２は、カムロブ部２０を揺動範囲の一端である低位置側に移動できればよいからである。

高位置でロックが解除されたカムロブ部２０がロッカーアームＲからの反力を受ける前に押圧機構４０のリフター４２から押圧力を受ける構成に限定されない。例えば、高位置でロックが解除されたカムロブ部２０は、ロッカーアームＲからの反力を受けた後に押圧機構４０のリフター４２から押圧力を受ける構成であってもよい。即ち、押圧機構４０は、ロッカーアームＲに対してカムシャフトＳの回転中心周りにカムシャフトＳの回転方向に所定の角度間隔をあけて配置されていてもよい。この構成によっても、ロックが解除されているカムロブ部２０を比較的長期間にわたって低位置に維持できるからである。

リフト状態において、ピン１７Ｐを介さずに直接ピン２６Ｐにオイルの圧力を作用させてもよい。また、ピン１５Ｐ、１６Ｐを介さずにスプリング１５Ｓ、１６Ｓが直接ピン２６Ｐを付勢してもよい。

カムベース部１０は、カムシャフトと一体に成型されていてもよいし、本実施例のように別体で成型した後に接合してもよい。

１ 可変動弁装置
５ ＥＣＵ
Ｓ カムシャフト
Ｒ ロッカーアーム
Ｖ バルブ（カムフォロア）
ＣＶ オイルコントロールバルブ
１０ カムベース部
１１ ベース円部
２０ カムロブ部
２６ ピン（ロック部材）
３４Ｓ スプリング（付勢部材）
４０ 押圧機構
４２ 押圧部材
４４ スプリング（押圧部材用付勢部材）
４６ａ、４６ｂ センサ（検出部）
１５Ｓ スプリング（第２スプリング）
１６Ｓ スプリング（第１スプリング）
１７ 孔（第１ロック孔）
１５ 孔（第２ロック孔）
Ｔ６ 経路（第１経路）
Ｔ５ 経路（第２経路）

Claims (8)

1. カムシャフトと共に回転するカムベース部と、
   前記カムベース部の外周から突出した高位置と前記高位置よりも低い低位置間を揺動可能に前記カムベース部に連結されたカムロブ部と、
   前記カムロブ部を前記高位置側へ付勢する付勢部材と、
   前記高位置で前記カムロブ部をロックし、ロックが解除された前記カムロブ部が前記低位置にある間に油圧の作用によりロック部材が前記カムベース部及びカムロブ部に係合して前記低位置で前記カムロブ部をロックするロック機構と、
   前記高位置でロックされた前記カムロブ部により駆動され、ロックが解除された前記カムロブ部を前記低位置側へ付勢するカムフォロアと、
   前記高位置でロックされた前記カムロブ部に摺接し、ロックが解除された前記カムロブ部を前記低位置側に押圧し、前記カムフォロアから前記カムシャフトの回転中心周りに所定の角度間隔をあけて配置された押圧機構と、を備えた内燃機関の可変動弁装置。
2. 前記押圧機構は、前記高位置でロックされた前記カムロブ部に摺接して所定範囲を往復する押圧部材、前記押圧部材を付勢する押圧部材用付勢部材、を含む、請求項１の内燃機関の可変動弁装置。
3. 前記押圧部材の位置を検出する検出部を備えた、請求項２の内燃機関の可変動弁装置。
4. 前記検出部は、前記押圧部材との距離の変化により出力信号が変化する、請求項３の内燃機関の可変動弁装置。
5. 前記ロック部材は、前記高位置にある前記カムロブ部及び前記カムベース部に係合し、油圧の作用により前記高位置前記カムベース部から退避し、油圧の作用により前記低位置にある前記カムロブ部及びカムベース部に係合する、請求項１乃至４の何れかの可変動弁装置。
6. 前記ロック機構は、
   前記カムシャフトの軸方向に延びた前記カムロブ部の保持孔に保持された前記ロック部材、
   前記カムベース部に形成され前記カムロブ部が前記高位置にある高状態で前記ロック部材が前記軸方向に並ぶ第１ロック孔、
   前記カムベース部に形成され前記カムロブ部が前記低位置にある低状態で前記ロック部材が前記軸方向に並ぶ第２ロック孔、
   前記高状態で前記ロック部材が前記第１ロック孔に挿入されるように付勢する第１スプリング、
   前記低状態で前記ロック部材が前記第２ロック孔から退避するように付勢する第２スプリング、
   前記カムベース部に形成され、前記高状態で前記ロック部材が前記第１ロック孔から離脱するように油圧を作用させる第１経路、
   前記カムベース部に形成され、前記低状態で前記ロック部材が前記第２ロック孔に挿入されるように油圧を作用させる第２経路、
   を含む請求項１乃至５の何れかの内燃機関の可変動弁装置。
7. 前記カムロブ部は、前記カムベース部に揺動するように連結された基端部、前記基端部から前記カムシャフトの回転方向と逆方向に離れた自由端部、を含む、請求項１乃至６の何れかの内燃機関の可変動弁装置。
8. 前記付勢部材は、前記カムロブ部に対して前記カムシャフトの軸方向に位置している、請求項１乃至７の何れかの内燃機関の可変動弁装置。

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