JP2014214671A - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】応答性を確保しつつ打音を抑制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、第１位置と前記第１位置よりも前記カムベース部から突出していない第２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第１位置側へ付勢する付勢部材と、前記カムベース部及びカムロブ部にそれぞれ設けられ互いに当接して前記カムロブ部の前記第１位置を規制する規制部と、前記カムロブ部が前記途中位置から前記第１位置へと揺動している間に、前記カムベース部及びカムロブ部間に前記付勢部材の付勢力に抗する付勢力を作用させる緩衝用付勢部材と、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の可変動弁装置では、カムシャフトから進退自在に切り替え可能な可動カムが設けられている。可動カムがカムシャフトから突出した位置に切り替えられることにより、可動カムがバルブを駆動させる。このような可動カムの移動範囲は、他の部材に接触することにより規制されている。

特開２００１−３２９８１９号公報

例えば、可動カムの切り替えスピードを向上させて可変動弁装置の応答性を向上させることが考えられる。しかしながら、可動カムの切り替えのスピードが向上すると、切り替え終了時に可動カムが他の部材に接触することによる打音が増大するおそれがある。

そこで、応答性を確保しつつ打音を抑制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、第１位置と前記第１位置よりも前記カムベース部から突出していない第２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第１位置側へ付勢する付勢部材と、前記カムベース部及びカムロブ部にそれぞれ設けられ互いに当接して前記カムロブ部の前記第１位置を規制する規制部と、前記カムロブ部が前記途中位置から前記第１位置へと揺動している間に、前記カムベース部及びカムロブ部間に前記付勢部材の付勢力に抗する付勢力を作用させる緩衝用付勢部材と、を備えた内燃機関の可変動弁装置によって達成できる。

前記緩衝用付勢部材は、前記カムベース部及びカムロブ部の一方に固定され、前記カムベース部及びカムロブ部の他方の前記規制部を付勢する、構成であってもよい。

前記規制部は、前記カムベース部及びカムロブ部の一方に設けられた溝部、他方に設けられ前記溝部に係合する突部、を含み、前記緩衝用付勢部材は、前記突部を付勢する、構成であってもよい。

前記緩衝用付勢部材は、前記カムロブ部を揺動可能に支持する支持シャフト周囲に巻かれている、構成であってもよい。

前記付勢部材は、前記支持シャフト周囲に巻かれている、構成であってもよい。

前記緩衝用付勢部材は、前記カムロブ部が前記第２位置から前記途中位置までの間にあるときは前記カムベース部及びカムロブ部の一方の前記規制部に接触しない自由端を含む、構成であってもよい。

前記緩衝用付勢部材は、前記カムロブ部が前記途中位置にあるときはばね定数が小さく前記カムロブ部が前記第１位置にあるときはばね定数が大きい非線形のばねである、構成であってもよい。

前記カムロブ部を前記第２位置側へ付勢するカムフォロアと、前記カムロブ部に保持され前記第１位置及び第２位置で前記カムロブ部を前記カムベース部にロックするロック部材と、前記カムベース部に形成され、前記カムロブ部を前記第１位置及び第２位置の一方の位置でのロックを解除して他方の位置でロックするように前記ロック部材に油圧を作用させる経路と、を備えた構成であってもよい。

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、第１位置と前記第１位置よりも前記カムベース部から突出していない第２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第１位置側へ付勢する付勢部材と、前記カムベース部及びカムロブ部にそれぞれ設けられ互いに当接して前記カムロブ部の前記第１位置を規制する規制部と、前記カムロブ部が前記第２位置から前記第１位置へと揺動している間に、前記カムベース部及びカムロブ部間に前記付勢部材の付勢力に抗する付勢力を作用させる緩衝用付勢部材と、を備え、前記緩衝用付勢部材は、前記カムロブ部が前記第２位置にあるときはばね定数が小さく前記カムロブ部が前記第１位置にあるときはばね定数が大きい非線形のばねである、内燃機関の可変動弁装置によっても達成できる。

応答性を確保しつつ打音を抑制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７は、軸方向から見た緩衝用スプリング周辺の構造を示した図である。 図８Ａ〜８Ｃは、カムロブ部が第２位置から第１位置へ揺動する場合の緩衝用スプリングとストッパピンとの位置関係の説明図である。 図９Ａ、９Ｂは、カムロブ部が第２位置から第１位置へ揺動する際に作用するトルク、カムロブ部の角速度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、２つのカムロブ部２０をカムベース１０と共に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第１位置とベース円部１１から突出しない第２位置間を揺動可能である。支持シャフト３３の端部は凹部１０Ｈ内で露出している。２つのカムロブ部２０には、共通のストッパピン３４Ｐが貫通している。ストッパピン３４Ｐは、２つのカムロブ部２０と共に移動する。ストッパピン３４Ｐは、カムロブ部２０毎に個別に設けられていてもよい。

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の底面を押し、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。スプリング３４ｓは、２つのカムロブ部２０に対応して２つ設けられている。

また、凹部１０Ｈには、２つのコイル状の緩衝用スプリング３５ｓが支持シャフト３３に巻かれている。緩衝用スプリング３５ｓは、スプリング３４ｓの外側に巻かれている。緩衝用スプリング３５ｓの一端はカムベース部１０に固定されている。緩衝用スプリング３５ｓの他端は、ストッパピン３４Ｐを凹部１０Ｈの底面側に付勢している。即ち、スプリング３４ｓの付勢方向と緩衝用スプリング３５ｓの付勢方向とは互いに逆である。緩衝用スプリング３５ｓは、緩衝用付勢部材の一例である。緩衝用スプリング３５ｓについては詳しくは後述する。

図１、２において、左側のカムロブ部２０は第１位置にあり、右側のカムロブ部２０は第２位置にある。本実施例の場合、カムロブ部２０が第１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が第２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のみを第１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、第１位置にあるカムロブ部２０を示し、図３Ｂは、第２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の揺動範囲を規制している。即ち、長孔１４の端部の内面にストッパピン３４Ｐが当接することにより、カムロブ部２０の第１位置及び第２位置を規制している。長孔１４は、カムベース部１０に設けられた溝部の一例である。ストッパピン３４Ｐは、カムロブ部２０に設けられた突部の一例である。長孔１４、ストッパピン３４Ｐは、カムベース部１０、カムロブ部２０にそれぞれ設けられた規制部の一例である。

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ＯＣＶ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ＯＣＶ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ＯＣＶ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ＯＣＶ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が第１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ＯＣＶ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、第１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の付勢力に抗して第２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ロッカーアームＲからの反力のみでカムロブ部２０は第２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を第２位置側に付勢する。カムロブ部２０が第２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は第２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ＯＣＶ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、第２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が第２位置から第１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は第１位置へと移行する。尚、詳しくは後述するが、カムロブ部２０が第１位置にある場合には緩衝用スプリング３５ｓによりカムロブ部２０は第２位置側に付勢されるが、スプリング３４ｓの付勢力の方が緩衝用スプリング３５ｓの付勢力よりも大きいため、緩衝用スプリング３５ｓの付勢力に抗してカムロブ部２０は第１位置に位置づけられる。カムロブ部２０が第１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、第１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が第１位置及び第２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が第２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の第２位置から第１位置へ移動が容易となっている。また、第２位置へ移動する際のカムロブ部２０が受けるロッカーアーム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、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３４ｓ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３４ｓ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、緩衝用スプリング３５ｓについて説明する。図７は、軸方向から見た緩衝用スプリング３５ｓ周辺の構造を示した図である。上述したように、緩衝用スプリング３５ｓは、支持シャフト３３周囲に巻かれて凹部１０Ｈ内に配置されている。緩衝用スプリング３５ｓは、支持シャフト３３周囲に巻かれたコイル状部、コイル状部から延びた一端３５ｓ１、他端３５ｓ２を含む。一端３５ｓ１は、凹部１０Ｈの横側面に形成された孔に挿入されてカムベース部１０に固定されている。他端３５ｓ２は、詳しくは後述するが、カムロブ部２０が第１位置にある場合にはストッパピン３４Ｐを付勢する。尚、スプリング３４ｓ、緩衝用スプリング３５ｓは、共に線形特性を有している。

カムロブ部２０が第２位置から第１位置へ揺動する場合の緩衝用スプリング３５ｓとストッパピン３４Ｐとの位置関係について説明する。図８Ａは、カムロブ部２０が第２位置にある場合での緩衝用スプリング３５ｓとストッパピン３４Ｐとの位置関係を示している。カムロブ部２０が第２位置にある場合、ストッパピン３４Ｐは長孔１４の一端１４１に位置し緩衝用スプリング３５ｓの他端３５ｓ２から離れている。即ち、他端３５ｓ２は、ストッパピン３４Ｐやその他の部材に固定されていない自由端である。

図８Ｂは、カムロブ部２０が第２位置と第１位置の間の途中位置にある場合のストッパピン３４Ｐを示している。カムロブ部２０が途中位置にある場合に、ストッパピン３４Ｐは長孔１４の途中位置にあり緩衝用スプリング３５ｓの他端３５ｓ２と接触する。尚、第２位置と第１位置の間の途中位置とは、カムロブ部２０が揺動する距離の中間位置に限定されない。換言すれば、ストッパピン３４Ｐが長孔１４の中間位置以外で緩衝用スプリング３５ｓの他端３５ｓ２と接触してもよい。

図８Ｃは、カムロブ部２０が第１位置にある場合のストッパピン３４Ｐを示している。カムロブ部２０が第１位置にある場合、ストッパピン３４Ｐは緩衝用スプリング３５ｓの付勢力に抗して長孔１４の他端１４２に位置する。緩衝用スプリング３５ｓは、ストッパピン３４Ｐを一端１４１側に付勢する、換言すると、カムロブ部２０を第２位置へ付勢する。ストッパピン３４Ｐは、スプリング３４ｓの付勢力に従って、長孔１４の一端１４１から他端１４２へ移動する。

このように、緩衝用スプリング３５ｓの他端３５ｓ２は、ストッパピン３４Ｐの移動範囲の途中でストッパピン３４Ｐに接触して、ストッパピン３４Ｐの移動に抗するように付勢する。換言すれば、緩衝用スプリング３５ｓは、カムロブ部２０が途中位置から第１位置へ揺動している間に、カムベース部１０、カムロブ部２０間にスプリング３４ｓの付勢力に抗する付勢力、即ちカムロブ部２０の第１位置への揺動に抗する付勢力を作用させる。従って、ストッパピン３４Ｐが長孔１４の他端１４２に接触する際のストッパピン３４Ｐの角速度、換言すれば、カムロブ部２０の揺動のスピードを低減できる。これにより、ストッパピン３４Ｐが長孔１４の他端１４２に衝突する際の打音が抑制される。また、衝突時の衝撃も抑制されるので、ストッパピン３４Ｐや長孔１４の摩耗等が抑制されている。

また、緩衝用スプリング３５ｓは、ストッパピン３４Ｐの移動範囲の途中からストッパピン３４Ｐに接触して付勢する。即ち、長孔１４の一端１４１からの３２Ｐの移動開始時から所定の位置までの間では、緩衝用スプリング３５ｓはストッパピン３４Ｐに接触していない。このため、この接触していない期間で、ストッパピン３４Ｐの移動のスピード、即ちカムロブ部２０の揺動のスピードが確保されている。このため、カムロブ部２０の第２位置から第１位置への揺動の応答性が確保されている。

図９Ａは、カムロブ部２０の揺動角度に応じて変化する、カムロブ部２０に作用するスプリング３４ｓのみのトルクｔ１、カムロブ部２０に作用するスプリング３４ｓと緩衝用スプリング３５ｓとのトルクｔ２を示している。カムロブ部２０が第２位置にある場合、緩衝用スプリング３５ｓが設けられていないと、カムロブ部２０にスプリング３４ｓのみの大きなトルクが作用した状態で第１位置へと位置づけられる。このため、ストッパピン３４Ｐが長孔１４の他端１４２に衝突する際の打音が増大する。本実施例の場合、緩衝用スプリング３５ｓの付勢方向とスプリング３４ｓの付勢方向とは反対であるため、カムロブ部２０が途中位置から第１位置へ移動する間にカムロブ部２０に作用するトルクが低減されている。これにより打音も抑制される。

図９Ｂは、カムロブ部２０の揺動角度に応じて変化する、カムロブ部２０にスプリング３４ｓの付勢力のみが作用する場合のカムロブ部２０の角速度ｗ１、カムロブ部２０にスプリング３４ｓ、緩衝用スプリング３５ｓの双方の付勢力が作用する場合のカムロブ部２０の角速度ｗ２を示している。本実施例の場合、途中位置から第１位置への間でカムロブ部２０の角速度が低減されているため、打音が抑制される。また、第２位置から第１位置への間でカムロブ部２０の角速度は低減されていなため、カムロブ部２０の第２位置から第１位置への揺動の応答性も確保されている。

凹部１０Ｈ内で露出した支持シャフト３３の部分に、スプリング３４ｓ、緩衝用スプリング３５ｓが巻かれている。スプリング３４ｓ、緩衝用スプリング３５ｓは、凹部１０Ｈから外部に突出しないように配置されている。このため、装置全体の大型化が抑制されている。また、スプリング３４ｓ、緩衝用スプリング３５ｓが支持シャフト３３に巻かれているため、スプリング３４ｓ、緩衝用スプリング３５ｓの長さを確保することができる。

緩衝用スプリング３５ｓは、支持シャフト３３に巻かれていなくても良い。緩衝用スプリング３５ｓの代わりに板バネを用いてもよい。

緩衝用スプリング３５ｓの代わりに、長孔１４内にコイルスプリングを設けてもよい。例えば、長孔１４の他端１４２側にコイルスプリングの一端を固定し、他端が自由端であってもよい。この場合、コイルスプリングの他端は、ストッパピン３４Ｐが一端１４１から離れた途中位置で初めてストッパピン３４Ｐに接触し、ストッパピン３４Ｐが他端１４２へ移動するにつれてコイルスプリングは圧縮される。

緩衝用スプリング３５ｓの代わりに、ストッパピン３４Ｐにコイルスプリングを設けてもよい。例えば、コイルスプリングが長孔１４内に位置するようにストッパピン３４Ｐにコイルスプリングの一端を固定し、他端が長孔１４の他端１４２側に延びていてもよい。この場合、コイルスプリングの他端は、ストッパピン３４Ｐが一端１４１から離れた途中位置で初めて長孔１４の他端１４２に接触し、ストッパピン３４Ｐが他端１４２へ移動するにつれてコイルスプリングは圧縮される。

また、緩衝用スプリング３５ｓの代わりに、非線形特性を有したばねを用いてもよい。具体的には、ストッパピン３４Ｐがばねに接触した位置ではばね定数が小さく、ストッパピン３４Ｐが長孔１４の他端１４２に位置したときではばね定数が大きくなる非線形のばねである。ばね定数が大きくなることにより、ばねの付勢力が大きくなる。これにより、ストッパピン３４Ｐにばねが接触した当初はばねの付勢力は小さいが、ばねが圧縮されるにつれてばねの付勢力が増大する。これにより、カムロブ部２０の第２位置から第１位置への揺動の応答性を確保しつつ打音を抑制できる。

また、非線形のばねを用いる際には、ストッパピン３４Ｐの位置によらずに常にストッパピン３４Ｐに接触しているように構成してもよい。ストッパピン３４Ｐが長孔１４の一端１４１から他端１４２に移動する際の途中でばねのばね定数が増大すればよい。このように非線形のばねによっても、応答性の確保と打音を抑制できる。非線形のばねとしては、例えば円錐コイルばねや、不等ピッチコイルばね、テーパーコイルばねである。

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。

緩衝用付勢部材は、ストッパピン３４Ｐを付勢しなくてもよい。例えば、カムロブ部２０にストッパピン３４Ｐ以外の突部を設けて突部が緩衝用付勢部材に付勢されるようにしてもよい。

上記のようにカムロブ部２０に突部を設けた場合、カムロブ部２０が第１位置及び第２位置にある場合にこの突部に接触して突部の移動範囲を規制する突起をカムベース部１０側に設けてもよい。

また、カムベース部１０側に突部を設け、この突部に係合する溝部又は長孔等をカムロブ部２０側に設けることにより、カムロブ部２０の揺動範囲を規制してもよい。この場合、カムロブ部２０側に緩衝用付勢部材を設けてもよい。

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第２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から突出した第１位置と、第第１位置よりも突出量が小さいがベース円部１１から突出した第２位置との間を揺動してもよい。

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）
ＯＣＶ 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
１２ スリット
２０ カムロブ部
２３ 孔
２６ ピン（ロック部材）
３３ 支持シャフト
３４ｓ スプリング（付勢部材）
３５ｓ スプリング（緩衝用付勢部材）

Claims (9)

1. カムシャフトと共に回転するカムベース部と、
   第１位置と前記第１位置よりも前記カムベース部から突出していない第２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第１位置側へ付勢する付勢部材と、
   前記カムベース部及びカムロブ部にそれぞれ設けられ互いに当接して前記カムロブ部の前記第１位置を規制する規制部と、
   前記カムロブ部が前記途中位置から前記第１位置へと揺動している間に、前記カムベース部及びカムロブ部間に前記付勢部材の付勢力に抗する付勢力を作用させる緩衝用付勢部材と、を備えた内燃機関の可変動弁装置。
2. 前記緩衝用付勢部材は、前記カムベース部及びカムロブ部の一方に固定され、前記カムベース部及びカムロブ部の他方の前記規制部を付勢する、請求項１の内燃機関の可変動弁装置。
3. 前記規制部は、前記カムベース部及びカムロブ部の一方に設けられた溝部、他方に設けられ前記溝部に係合する突部、を含み、
   前記緩衝用付勢部材は、前記突部を付勢する、請求項１又は２の内燃機関の可変動弁装置。
4. 前記緩衝用付勢部材は、前記カムロブ部を揺動可能に支持する支持シャフト周囲に巻かれている、請求項１乃至３の何れかの内燃機関の可変動弁装置。
5. 前記付勢部材は、前記支持シャフト周囲に巻かれている、請求項４の内燃機関の可変動弁装置。
6. 前記緩衝用付勢部材は、前記カムロブ部が前記第２位置から前記途中位置までの間にあるときは前記カムベース部及びカムロブ部の一方の前記規制部に接触しない自由端を含む、請求項１乃至５の何れかの内燃機関の可変動弁装置。
7. 前記緩衝用付勢部材は、前記カムロブ部が前記途中位置にあるときはばね定数が小さく前記カムロブ部が前記第１位置にあるときはばね定数が大きい非線形のばねである、請求項１乃至６の何れかの内燃機関の可変動弁装置。
8. 前記カムロブ部を前記第２位置側へ付勢するカムフォロアと、
   前記カムロブ部に保持され前記第１位置及び第２位置で前記カムロブ部を前記カムベース部にロックするロック部材と、
   前記カムベース部に形成され、前記カムロブ部を前記第１位置及び第２位置の一方の位置でのロックを解除して他方の位置でロックするように前記ロック部材に油圧を作用させる経路と、
   を備えた請求項１乃至７の何れかの内燃機関の可変動弁装置。
9. カムシャフトと共に回転するカムベース部と、
   第１位置と前記第１位置よりも前記カムベース部から突出していない第２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第１位置側へ付勢する付勢部材と、
   前記カムベース部及びカムロブ部にそれぞれ設けられ互いに当接して前記カムロブ部の前記第１位置を規制する規制部と、
   前記カムロブ部が前記第２位置から前記第１位置へと揺動している間に、前記カムベース部及びカムロブ部間に前記付勢部材の付勢力に抗する付勢力を作用させる緩衝用付勢部材と、を備え、
   前記緩衝用付勢部材は、前記カムロブ部が前記第２位置にあるときはばね定数が小さく前記カムロブ部が前記第１位置にあるときはばね定数が大きい非線形のばねである、内燃機関の可変動弁装置。
   
   

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