JP5210055B2 - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、揺動軸線を共通として隣接配置される複数のロッカアームと、それらのロッカアームに個別に対応してカムシャフトに設けられる複数のカムと、前記ロッカアームの連結および連結解除の組合わせを切換えて機関弁の作動モードを変化させ得る連結切換手段とを備える内燃機関の動弁装置に関する。

カムシャフトに設けられた複数のカムにそれぞれ対応した複数のロッカアームが揺動軸線を共通として隣接配置され、各ロッカアームの連結および連結解除の組合わせを連結切換手段で切換えて機関弁の作動モードを変化させるようにした内燃機関の動弁装置が、たとえば特許文献１で既に知られている。
特開平７−１８０５１８号公報

ところが、上記特許文献１で開示されたものでは、隣接するロッカアーム間の連結および連結解除を切換可能として連結切換手段の一部を構成する係合切換ピンの一端を臨ませてロッカアーム内に形成される油圧室に作動油を導く油路は、前記油圧室が形成されたロッカアームに設けられており、油圧室に対応した位置で前記ロッカアームに油路を設けなければならず、油路の配置上の自由度が狭められてしまう。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、ロッカアームに設けられる油路の配置上の自由度を高めた内燃機関の動弁装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、共通のロッカシャフトに揺動可能に嵌合、支持されると共にそのロッカシャフトの軸線に沿う方向で互いに隣接配置される複数のロッカアームと、それらのロッカアームに個別に対応してカムシャフトに設けられる複数のカムと、前記複数のロッカアームに設けられ、それらロッカアームの連結および連結解除の組合わせを切換えて機関弁の作動モードを変化させ得る連結切換手段とを備える内燃機関の動弁装置において、前記連結切換手段は、隣接するロッカアームの連結ならびに連結解除を油圧力の作用に応じて切換えるべく、隣接するロッカアーム間に設けられてそれらロッカアームの配列方向に沿って縦列配置される２個の連結ピンと、その一方の連結ピンの一端に臨む第１油圧室と、前記一方の連結ピンの他端及び他方の連結ピンの一端の相対向面間に挟まれた第２油圧室と、前記他方の連結ピンの他端に臨む第３油圧室とを備え、第１のロッカアームには、前記第１油圧室に通じる第１の油路が形成され、前記他方の連結ピン内には、前記第２油圧室に一端が開口し且つ他端が該他方の連結ピンの、第２のロッカアームとの嵌合面に開口した内部油路が形成されると共に、該第２のロッカアームには、前記内部油路に通じる第２の油路が形成され、第３のロッカアームには、前記第３油圧室に通じる第３の油路が形成され、前記ロッカシャフト内の油路から前記第１の油路を経て前記第１油圧室にのみ作動油が供給される運転モードと、前記第３の油路を経て前記第３油圧室にのみ作動油が供給される運転モードと、前記第１及び第３の油路をそれぞれ経て前記第１及び第３油圧室にのみ作動油が供給される運転モードと、前記第２及び第３の油路をそれぞれ経て前記第２及び第３油圧室にのみ作動油が供給される運転モードとに切換可能であることを特徴とする。

なお実施例の吸気弁１３が本発明の機関弁に対応し、実施例の駆動ロッカアーム１８、第１自由ロッカアーム１９、第２自由ロッカアーム２０および第３自由ロッカアーム２１が本発明のロッカアームに対応（特に第１自由ロッカアーム１９が本発明の第１のロッカアームに、第２自由ロッカアーム２０が本発明の第２のロッカアームに、第３自由ロッカアーム２１が本発明の第３のロッカアームにそれぞれ対応）し、実施例の休止カム２６、アトキンソンサイクルカム２７、中負荷域通常サイクルカム２８および高負荷域通常サイクルカム２９が本発明のカムに対応し、実施例の第２油圧室５２が本発明の油圧室に対応する。

本発明によれば、ロッカアームの連結および連結解除の組合わせを切換えて機関弁の作動モードを変化させ得る連結切換手段が、隣接するロッカアームの連結ならびに連結解除を油圧力の作用に応じて切換えるべく、隣接するロッカアーム間に設けられてそれらロッカアームの配列方向に沿って縦列配置される２個の連結ピンと、その一方の連結ピンの一端に臨む第１油圧室と、一方の連結ピンの他端及び他方の連結ピンの一端の相対向面間に挟まれた第２油圧室と、他方の連結ピンの他端に臨む第３油圧室とを備え、他方の連結ピン内には、第２油圧室に一端が開口し且つ他端が該他方の連結ピンの、第２のロッカアームとの嵌合面に開口した内部油路が形成されるので、第２のロッカアーム側に設けられて他方の連結ピン内に形成した内部油路に通じる油路は、該他方の連結ピンの移動ストローク内に配置されればよく、第２油圧室に対応した位置で第２のロッカアームに設ける必要はなくなり、従って、動弁装置を構成する各ロッカアーム、それらのロッカアーム間の界面および各連結ピン等の位置や形状等構成を最適化しつつ、ロッカアームに設けられる油路の配置上の自由度を増大することができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。

図１〜図７は本発明の一実施例を示すものであり、図１は動弁装置の縦断側面図であって図２の１−１線に沿う断面図、図２は休止運転モードでの図１の２−２線に沿う断面図、図３は休止運転モードでの図１の３−３線に沿う断面図、図４は作動運転モードの変化による弁リフト量および開角の変化を示す図、図５は高負荷通常サイクル運転モードでの図２に対応した断面図、図６は中負荷通常サイクル運転モードでの図２に対応した断面図、図７はアトキンソンサイクル運転モードでの図２に対応した断面図である。

先ず図１において、内燃機関のシリンダヘッド１１に設けられる一対の吸気弁口１２…を開閉する機関弁である吸気弁１３…の弁軸１３ａ…は、前記シリンダヘッド１１に設けられたガイド筒１４…に摺動可能に嵌合され、ガイド筒１４…から突出した前記弁軸１３ａ…の上端部に設けられるリテーナ１５…および前記シリンダヘッド１１間に設けられる弁ばね１６…によって両吸気弁１３…は閉弁方向に付勢される。

図２および図３を併せて参照して、前記吸気弁１３…を開閉駆動する動弁装置１７は、前記両吸気弁１３…に共通に連動、連結される駆動ロッカアーム１８と、前記両吸気弁１３…に対して自由となり得る第１、第２および第３自由ロッカアーム１９，２０，２１と、第１〜第３自由ロッカアーム１９〜２１を揺動駆動するためのカムシャフト２２と、駆動ロッカアーム１８および第１〜第３自由ロッカアーム１９〜２１の連結および連結解除の組合わせを切換えて吸気弁１３…の作動モードを変化させ得る連結切換手段２３とを備える。

前記駆動ロッカアーム１８および第１〜第３自由ロッカアーム１９〜２１は共通な揺動軸線まわりに揺動可能なものであり、前記駆動ロッカアーム１８および第１〜第３自由ロッカアーム１９〜２１の一端部は共通なロッカシャフト２４で揺動自在に支承され、前記ロッカシャフト２４は、前記カムシャフト２２と平行な軸線を有して該カムシャフト２２の下方に配置される。

前記駆動ロッカアーム１８および第１〜第３自由ロッカアーム１９〜２１は前記ロッカシャフト２４の軸方向に隣接配置されるものであり、第１および第２自由ロッカアーム１９，２０が前記駆動ロッカアーム１８の両側に配置され、第３自由ロッカアーム２１は、第２自由ロッカアーム２０を駆動ロッカアーム１８との間に挟む位置に配置される。

駆動ロッカアーム１８の他端部には、前記ロッカシャフト２４の軸方向に沿って両側に延びる連結腕部１８ａが一体に設けられており、その連結腕部１８ａの両端に、前記吸気弁１３…の弁軸１３ａ…の上端に当接するタペットねじ２５，２５が進退位置を調節可能として螺合される。

前記カムシャフト２２には、駆動ロッカアーム１８に対応した休止カム２６と、第１自由ロッカアーム１９に対応したアトキンソンサイクルカム２７と、第２自由ロッカアーム２０に対応した中負荷域通常サイクルカム２８と、第３自由ロッカアーム２１に対応した高負荷域通常サイクルカム２９とが設けられる。

前記駆動ロッカアーム１８の他端側上部には休止カム２６に摺接し得るカムスリッパ３０が設けられる。また第１自由ロッカアーム１９の他端側には、第１自由ロッカアーム１９の駆動ロッカアーム１８側側面に外端面を面一に連ならせるようにして円筒状の第１軸部材３１が嵌合、固定されており、アトキンソンサイクルカム２７に転がり接触する第１ローラ３２が、第１軸部材３１に第１ニードルベアリング３３を介して回転自在に支承される。第２自由ロッカアーム２０の他端側には、第２自由ロッカアーム２０の駆動ロッカアーム１８側側面に外端面を面一に連ならせるようにして円筒状の第２軸部材３４が嵌合、固定されており、中負荷域通常サイクルカム２８に転がり接触し得る第２ローラ３５が第２軸部材３４に第２ニードルベアリング３６を介して回転自在に支承される。さらに第３自由ロッカアーム２１の他端側には、第３自由ロッカアーム２１の第２自由ロッカアーム２０側側面に外端面を面一に連ならせるようにして円筒状の第３軸部材３７が嵌合、固定されており、高負荷域通常サイクルカム２９に転がり接触する第３ローラ３８が第３軸部材３７に第３ニードルベアリング３９を介して回転自在に支承される。

前記連結切換手段２３は、隣接するロッカアーム１８〜２１の連結ならびに連結解除の組み合わせを油圧力の作用に応じて切換可能であり、この実施例では、駆動ロッカアーム１８を第１〜第３自由ロッカアーム１９〜２１のいずれにも連結しない状態と、駆動ロッカアーム１８を第１自由ロッカアーム１９に連結する状態と、駆動ロッカアーム１８を第２自由ロッカアーム２０に連結する状態と、駆動ロッカアーム１８を第２および第３ロッカアーム２０，２１に連結する状態とを切換可能である。

前記休止カム２６は、アトキンソンサイクルカム２７、中負荷域通常サイクルカム２８および高負荷域通常サイクルカム２９のベース円部に対応した外径を有してカムシャフト２２の軸線を中心とした円形に形成されており、機関の低負荷域において特定気筒の動弁装置１７で第１〜第３自由ロッカアーム１９〜２１のいずれをも駆動ロッカアーム１８に連結しないようにすると、特定気筒の吸気弁１３…の作動態様は休止カム２６のカムプロフィルに対応したものとなり、吸気弁１３…の弁リフト量は図４で示すように「０」となり、吸気弁１３…は閉弁休止状態となる。

駆動ロッカアーム１８を第１自由ロッカアーム１９に連結した状態では、吸気弁１３…の作動態様がアトキンソンサイクルカム２７のカムプロフィルに対応するようになり、吸気弁１３…が図４で示すように開閉作動する。アトキンソンサイクルカム２７を用いたアトキンソンサイクルは、或る一定条件下でポンピング損失を低減して効率向上を図り、燃費の低減を図ることができるものであるが、回転上昇時の過度時等で効率が低下する運転領域があり、そのような運転領域での効率低下を回避する必要がある。そのために、駆動ロッカアーム１８を第２自由ロッカアーム２０に連結した中負荷通常サイクル運転モードや、駆動ロッカアーム１８を第２および第３自由ロッカアーム２０，２１に連結した高負荷通常サイクル運転モードが準備されている。而して駆動ロッカアーム１８を第２自由ロッカアーム２０に連結した状態では、吸気弁１３…の作動態様が中負荷域通常サイクルカム２８のカムプロフィルに対応するようになり、吸気弁１３…が図４で示すように開閉作動し、駆動ロッカアーム１８を第２および第３自由ロッカアーム２１に連結した状態では、吸気弁１３…の作動態様が高負荷域通常サイクルカム２９のカムプロフィルに対応するようになり、吸気弁１３…が、図４で示すように、中負荷通常サイクル運転モードのときよりも弁リフト量および開角を大きくして開閉作動する。

ところで高負荷域通常サイクルカム２９のカムプロフィルは中負荷域通常サイクルカム２８のカムプロフィルを内包した形状を有するので、第２自由ロッカアーム２０を挟んで第３自由ロッカアーム２１を第２自由ロッカアーム２０とともに駆動ロッカアーム１８に連結しても中負荷域通常サイクルカム２８の影響を受けずに吸気弁１３…を高負荷域通常サイクルカム２９のカムプロフィルに対応した特性で開閉駆動することが可能である。一方、アトキンソンサイクルカム２７は、図４で示すように、中負荷域通常サイクルカム２８および高負荷域通常サイクルカム２９のカムプロフィルと交差する形状のカムプロフィルを有するものであるので、第２および第３自由ロッカアーム２０，２１とは駆動ロッカアーム１８に関して反対側に位置する第１自由ロッカアーム１９に対応した位置でカムシャフト２２に設けられ、第１自由ロッカアーム１９だけを駆動ロッカアーム１８に連結することで、アトキンソンサイクルの運転状態で中負荷域通常サイクルカム２８および高負荷域通常サイクルカム２９による影響が出ないようにしている。

前記連結切換手段２３は、複数の連結ピンを備えるものであり、この実施例では、駆動ロッカアーム１８を第１自由ロッカアーム１９に連結するものの第２自由ロッカアーム２０との連結を解除する状態ならびに駆動ロッカアーム１８を第２自由ロッカアーム２０に連結するものの第１自由ロッカアーム１９との連結を解除する状態を切換え可能な第１連結ピン４１と、第２および第３自由ロッカアーム２０，２１の連結および連結解除を切換え可能な第２連結ピン４２とを備える。

第１連結ピン４１は、駆動ロッカアーム１８の両側面間の距離に対応した長さを有して円柱状に形成されるものであり、駆動ロッカアーム１８の両側面に開口するようにして駆動ロッカアーム１８に設けられた第１摺動孔４３に摺動自在に嵌合される。而して第１摺動孔４３は、駆動ロッカアーム１８のカムスリッパ３０が休止カム２６に接触し、第１自由ロッカアーム１９の第１ローラ３２がアトキンソンサイクルカム２７に転がり接触した状態では第１軸部材３１と同軸となるようにして駆動ロッカアーム１８に設けられる。

第１自由ロッカアーム１９に嵌合、固定される第１軸部材３１の駆動ロッカアーム１８側端部には、第１連結ピン４１の一端部を嵌合せしめる第１嵌合孔４４と、第１嵌合孔４４に嵌合した第１連結ピン４１の一端面を当接させる環状の第１規制面４５とが設けられ、第１規制面４５に一端面を当接させるようにして第１連結ピン４１が第１嵌合孔４４に嵌合することで、第２自由ロッカアーム２０との連結を解除した駆動ロッカアーム１８が第１自由ロッカアーム１９に連結されることになる。

第２自由ロッカアーム２０に嵌合、固定される第２軸部材３４の駆動ロッカアーム１８側の端部には、第１連結ピン４１の他端部を嵌合させ得る第２嵌合孔４６が設けられ、駆動ロッカアーム１８のカムスリッパ３０が休止カム２６に接触し、第２自由ロッカアーム２０の第２ローラ３５が中負荷域通常サイクルカム２８のベース円部に転がり接触している状態で第２嵌合孔４６は第１摺動孔４３と同軸になる。また第２軸部材３４および第２自由ロッカアーム２０には、第２嵌合孔４６よりも小径にして第２嵌合孔４６に同軸に連なるとともに第２自由ロッカアーム２０の第３自由ロッカアーム２１側側面に開口する第２摺動孔４７が設けられており、第２嵌合孔４６および第２摺動孔４７間には、第３自由ロッカアーム２１側に臨む環状の第２規制面４８が形成される。しかも第２摺動孔４７は第１摺動孔４３よりも大径に形成されている。

第２連結ピン４２は、一端を第２規制面４８に当接させたときに他端面が第２自由ロッカアーム２０の第３自由ロッカアーム２１側側面と面一となる長さを有して第２摺動孔４７に摺動自在に嵌合される。而して前記第２嵌合孔４６の軸方向長さは、第１軸部材３１における第１嵌合孔４４の軸方向長さと同一に設定されるものであり、第１連結ピン４１の他端側が、第２規制面４８に一端を当接させた状態にある第２連結ピン４２の一端に当接するまで第２嵌合孔４６に嵌合した状態では、第１連結ピン４１の一端部は第１自由ロッカアーム１９の第１嵌合孔４４から離脱しており、この状態では、駆動ロッカアーム１８は第２自由ロッカアーム２０に連結されるものの第１自由ロッカアーム１９との連結を解除した状態にある。

第３自由ロッカアーム２１に嵌合、固定される第３軸部材３７の第２自由ロッカアーム２０側端部には、第２連結ピン４２の他端部を嵌合せしめる第３嵌合孔４９と、第３嵌合孔４９に嵌合した第２連結ピン４２の他端面を当接させる環状の第３規制面５０とが設けられ、第３規制面５０に他端面を当接させるようにして第２連結ピン４２が第３嵌合孔４９に嵌合することで、第２自由ロッカアーム２０が第３自由ロッカアーム２１に連結されることになる。

第１軸部材３１および駆動ロッカアーム１８には第１連結ピン４１の一端部を臨ませる第１油圧室５１が形成され、第２軸部材３４および第２自由ロッカアーム２０には第１連結ピン４１の他端部および第２連結ピン４２の一端部を臨ませる第２油圧室５２が規制され、第３軸部材３７および第３自由ロッカアーム２１には第２連結ピン４２の他端部を臨ませる第３油圧室５３が形成される。而して第２連結ピン４２を摺動可能に嵌合させる第２摺動孔４７が、第１連結ピン４１を摺動可能に嵌合させる第１摺動孔４３よりも大径であることから、第３油圧室５３に臨む第２連結ピン４２の受圧面積は、第１油圧室５１に臨む第１連結ピン４１の受圧面積よりも大きい。

而して駆動ロッカアーム１８の第１自由ロッカアーム１９側側面には第１油圧室５１を囲む環状の第１シール部材５４が第１自由ロッカアーム１９に摺接するようにして装着され、駆動ロッカアーム１８の第２自由ロッカアーム２０側側面には第２油圧室５２を囲む環状の第２シール部材５５が第２自由ロッカアーム２０に摺接するようにして装着され、第２自由ロッカアーム２０の第３自由ロッカアーム２１側側面には第３油圧室５３を囲む環状の第３シール部材５６が装着される。

ところで第１連結ピン４１の軸方向中央部外周には環状の係合溝５７が設けられる。一方、駆動ロッカアーム１８には、ロッカシャフト２４を嵌合せしめる支持孔５８と、該支持孔５８の内面に一端を開口させるとともに他端を第１摺動孔４３の内面に開口させる第３摺動孔５９が、第１連結ピン４１と直交する軸線を有するようにして設けられ、この第３摺動孔５９にピストン６０が摺動可能に嵌合される。而してピストン６０の一端を臨ませる第４油圧室６１が駆動ロッカアーム１８およびロッカシャフト２４に形成され、前記ピストン６０には第４油圧室６１と反対方向に延びるピストンロッド６２が同軸にかつ一体に連設され、前記係合溝５７に係合可能な係合ピン６２ａが前記ピストンロッド６２の先端に設けられる。しかも駆動ロッカアーム１８およびピストン６０間には、第４油圧室６１の容積を縮小する側にピストン６０を付勢するばね６３が縮設されており、第４油圧室６１の油圧が解放された状態では、ピストン６０は前記係合溝５７から係合ピン６２ａを離脱させる位置まで後退した位置にあり、この状態で第１連結ピン４１の軸方向摺動動作が許容される。

再び図１において、前記ロッカシャフト２４内には、筒状である４つの第１〜第４隔壁部材６４，６５，６６，６７が嵌入、固定されており、第１隔壁部材６４内には第１油路６８が形成され、第２隔壁部材６５内には第２油路６９が形成され、第３隔壁部材６６内には第３油路７０が形成され、第４隔壁部材６７内には第４油路７１が形成される。

一方、内燃機関のクランクケース７２内には、該クランクケース７２内の下部に貯留される作動油を汲み上げるポンプ７３が収容されており、このポンプ７３の吐出口に連なる作動油供給路７４は、油圧切換ユニット７５を介して第１〜第４油路６８〜７１に接続される。

前記油圧切換ユニット７５は、第１および第２ロータリー弁７６，７７によって構成される。第１ロータリー弁７６は、第１および第２油路６８，６９をともに作動油供給油路７４から遮断する状態と、第１油路６８を作動油供給油路７４に連通させる状態と、第２油路６９を作動油供給油路７４に連通させる状態とを切換可能であり、第２ロータリー弁７７は、第３および第４油路７０，７１をともに作動油供給油路７４から遮断する状態と、第３油路７０を作動油供給油路７４に連通させる状態と、第４油路７１を作動油供給油路７４に連通させる状態とを切換可能である。

図２に注目して、第１自由ロッカアーム１９、第２自由ロッカアーム２０、第３自由ロッカアーム２１および駆動ロッカアーム１８には、ロッカシャフト２４を囲繞する第１〜第４環状凹部８１，８２，８３，８４が設けられており、第４環状凹部８４は第４油圧室６１に連通する。

前記ロッカシャフト２４および第１隔壁部材６４には、第１環状凹部８１を第１油路６８に通じさせる連通路８５が設けられ、第１自由ロッカアーム１９および第１軸部材３１には前記連通路８５を第１油圧室５１に通じさせる油路８６が設けられ、第１油路６８は第１油圧室５１に連通する。

またロッカシャフト２４および第２隔壁部材６５には、第２環状凹部８２を第２油路６９に通じさせる連通路８７が設けられ、第２自由ロッカアーム２０には、前記連通路８７に通じる油路８８が設けられ、第２連結ピン４２内には、前記油路８８を第２油圧室５１に通じさせるようにしてＬ字状に屈曲した油路８９が形成され、第２油路６９は第２油圧室５２に連通する。而して連結切換手段２３は、第１および第２連結ピン４１，４２を備えるものであるが、第１連結ピン４１の他端部および第２連結ピン４２の一端部を臨ませる第２油圧室５２に通じる油路８９が第２連結ピン４２内に形成されることになる。

ロッカシャフト２４および第３隔壁部材６６には、第３環状凹部８３を第３油路７０に通じさせる連通路９０が設けられ、第３自由ロッカアーム２１および第３軸部材３７には前記連通路９０を第３油圧室５３に通じさせる油路９１が設けられ、第３油路７０は第３油圧室５３に連通する。

さらにロッカシャフト２４および第４隔壁部材６７には、第４環状凹部８４を第４油路７１に通じさせる連通路９２が設けられ、第４油路７１は第４油圧室６１に連通する。

このような連結切換手段２３では、機関の高負荷域通常サイクルでは、図５で示すように第１油圧室５１に油圧を作用せしめて第１連結ピン４１を第２自由ロッカアーム２０側に押圧する。そうすると第１連結ピン４１は第１嵌合孔４４との嵌合を解除して第２連結ピン４２を押圧しつつ第２嵌合孔４６に嵌合する。それにより第１自由ロッカアーム１９との連結を解除した駆動ロッカアーム１８が第１連結ピン４１を介して第２自由ロッカアーム２０に連結された状態となる。しかも第１連結ピン４１で押された第２連結ピン４２は第２自由ロッカアーム２０の第１摺動孔４３に一端側を嵌合したまま第３自由ロッカアーム２１の第３嵌合孔５３に嵌合する状態となり、第２および第３自由ロッカアーム２０，２１は第２連結ピン４２を介して連結される。すなわち駆動ロッカアーム１８は第２および第３ロッカアーム２０，２１にともに連結された状態となり、高負荷域通常サイクルカム２９に従動して揺動する第３自由ロッカアーム２１とともに駆動ロッカアーム１８が揺動し、吸気弁１３…が高負荷域通常サイクルカム２９のカムプロフィルに応じた作動態様で開閉作動する。

高負荷域通常サイクルから中負荷域通常サイクルに切換える場合には、図６で示すように、第１油圧室５１に油圧を作用せしめたまま第３油圧室５３に油圧を作用せしめる。そうすると、第３油圧室５３に臨む第２連結ピン４２の受圧面積が第１油圧室５１に臨む第１連結ピン４１の受圧面積よりも大きいので、第２連結ピン４２を第１連結ピン４１側に押す油圧力が、第１連結ピン４１を第２連結ピン４２側に押す油圧力よりも大きくなり、第２連結ピン４２は、第２規制面４８に当接するまで第１連結ピン４１を押すことになる。この状態で、第２連結ピン４２による第２および第３自由ロッカアーム２０，２１の連結は解除され、第１連結ピン４１によって駆動ロッカアーム１８が第２自由ロッカアーム２０に連結されることになる。すなわち駆動ロッカアーム１８は中負荷域通常サイクルカム２８に従動して揺動する第２自由ロッカアーム２０とともに揺動し、吸気弁１３…は、中負荷域通常サイクルカム２８のカムプロフィルに応じた作動態様で開閉作動する。

中負荷域通常サイクルからアトキンソンサイクルに切換える場合には、図７で示すように、第１油圧室５１の油圧を解放し、第２および第３油圧室５２，５３に油圧を作用せしめる。そうすると、第２連結ピン４２は第２規制面４８に当接したままであり、第１および第２自由ロッカアーム２０，２１は連結解除状態にあり、第１連結ピン４１は第２油圧室５２の油圧によって第１嵌合孔４４に一端部を嵌合するように第１自由ロッカアーム１９側に移動し、駆動ロッカアーム１８が第１自由ロッカアーム１９に第１連結ピン４１を介して連結されることになる。すなわち駆動ロッカアーム１８はアトキンソンサイクルカム２７に従動して揺動する第１自由ロッカアーム１９とともに揺動し、吸気弁１３…は、アトキンソンサイクルカム２７のカムプロフィルに応じた作動態様で開閉作動する。

アトキンソンサイクルから休止モードに切換えるときには、第４油圧室６１に油圧を作用せしめ、係合ピン６２ａを第１連結ピン４１の外周に突き当てた状態で、第２油圧室５２から油圧を解放するとともに第１油圧室５１に油圧を作用せしめる。そうすると図２で示すように、第１油圧室５１の油圧で第１連結ピン４１が第２自由ロッカアーム２０側に移動する途中で係合溝５７に係合ピン６２ａが係合し、第１連結ピン４１が駆動ロッカアーム１８および第１自由ロッカアーム１９の連結を解除する位置に保持される。この状態では駆動ロッカアーム１８は第１〜第３自由ロッカアーム１９〜２１のいずれとも連結されず、吸気弁１３…は閉弁休止状態となる。

中負荷域通常サイクルから休止モードに切換えるときには、第４油圧室６１に油圧を作用せしめ、係合ピン６２ａを第１連結ピン４１の外周に突き当てた状態で、第１油圧室５１から油圧を解放するとともに第２油圧室５２に油圧を作用せしめる。そうすると第２油圧室５２の油圧で第１連結ピン４１が第１自由ロッカアーム１９側に移動する途中で係合溝５７に係合ピン６２ａが係合し、第１連結ピン４１が駆動ロッカアーム１８および第１自由ロッカアーム１９の連結を解除する位置に保持され、吸気弁１３…は閉弁休止状態となる。

ところで、吸気弁１３…に連動、連結されている駆動ロッカアーム１８は、吸気弁１３…を閉弁付勢する弁ばね１６…のばね力によって休止カム２６に常時摺接するように付勢されるが、駆動ロッカアーム１８との連結を解除した状態での第１〜第３自由ロッカアーム１９〜２１には、前記弁ばね１６…のばね力は及ばない。そこで第１〜第３自由ロッカアーム１９〜２１はロストモーション機構９４，９８，９９によって対応のカム２７，２８，２９に摺接するように付勢される。

図１に注目して、第１自由ロッカアーム１９の一端部には、吸気弁１３…とは反対側に延びる腕部１９ａが一体に設けられており、ロストモーション機構９４は、第１ローラ３２をアトキンソンサイクルカム２７に転がり接触させる側に第１自由ロッカアーム１９を付勢すべく、前記腕部１９ａの上方に配設される。

このロストモーション機構９４は、前記腕部１９ａ側に解放した有底円筒状に形成されて前記腕部１９ａの上方に配置されて前記シリンダヘッド１１に固定されるハウジング９５と、前記腕部１９ａに上方から当接するようにして下端を閉じた有底円筒状に形成されるとともに前記ハウジング９５に摺動可能に嵌合される押圧部材９６と、前記ハウジング９５および前記押圧部材９６間に縮設されるロストモーションばね９７とで構成される。

而して第２および第３自由ロッカアーム２０，２１の一端部にも、吸気弁１３…とは反対側に延びる腕部２０ａ，２１ａが一体に設けられており、ロストモーション機構９８，９９は、第２および第３ローラ３４，３８を中負荷域通常サイクルカム２８および高負荷域通常サイクルカム２９に転がり接触させる側に第２および第３自由ロッカアーム２０，２１を付勢すべく、前記腕部２０ａ，２１ａの上方に配設される。

次にこの実施例の作用について説明すると、連結切換手段２３は、第１および第２連結ピン４１，４２を備えるものであるが、第１連結ピン４１の他端部および第２連結ピン４２の一端部を臨ませる第２油圧室５２に通じる油路８９が第２連結ピン４２内に形成されているので、第２自由ロッカアーム２０側に設けられて前記油路８９に通じる油路８８は、第２連結ピン４２の移動ストローク内に配置されればよく、動弁装置１７を構成する各ロッカアーム１８〜２１、それらのロッカアーム１８〜２１間の界面および各連結ピン４１，４２等の位置や形状等構成を最適化しつつ、第２自由ロッカアーム２０に設けられる油路８８の配置上の自由度を増大することができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例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を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

たとえば上記実施例では機関弁として吸気弁１３を取り上げて説明したが、排気弁に関連して本発明を実施することも可能である。

動弁装置の縦断側面図であって図２の１−１線に沿う断面図である。 休止運転モードでの図１の２−２線に沿う断面図である。 休止運転モードでの図１の３−３線に沿う断面図である。 作動運転モードの変化による弁リフト量および開角の変化を示す図である。 高負荷通常サイクル運転モードでの図２に対応した断面図である。 中負荷通常サイクル運転モードでの図２に対応した断面図である。 アトキンソンサイクル運転モードでの図２に対応した断面図である。

１７・・・動弁装置
１８・・・駆動ロッカアーム
１９・・・第１自由ロッカアーム（第１のロッカアーム）
２０・・・第２自由ロッカアーム（第２のロッカアーム）
２１・・・第３自由ロッカアーム（第３のロッカアーム）
２２・・・カムシャフト
２３・・・連結切換手段
２４・・・ロッカシャフト
２６・・・休止カム
２７・・・アトキンソンサイクルカム
２８・・・中負荷域通常サイクルカム
２９・・・高負荷域通常サイクルカム
４１・・・第１連結ピン（一方の連結ピン）
４２・・・第２連結ピン（他方の連結ピン）
５１・・・第１油圧室
５２・・・第２油圧室
５３・・・第３油圧室
８６・・・第１の油路
８８・・・第２の油路
９１・・・第３の油路
８９・・・内部油路

Claims (1)

1. 共通のロッカシャフト（２４）に揺動可能に嵌合、支持されると共にそのロッカシャフト（２４）の軸線に沿う方向で互いに隣接配置される複数のロッカアーム（１８〜２１）と、それらのロッカアーム（１８〜２１）に個別に対応してカムシャフト（２２）に設けられる複数のカム（２６〜２９）と、前記複数のロッカアーム（１８〜２１）に設けられ、それらロッカアーム（１８〜２１）の連結および連結解除の組合わせを切換えて機関弁（１３）の作動モードを変化させ得る連結切換手段（２３）とを備える内燃機関の動弁装置において、
   前記連結切換手段（２３）は、隣接するロッカアーム（１８，１９，２０；２０，２１）の連結ならびに連結解除を油圧力の作用に応じて切換えるべく、隣接するロッカアーム（１８，１９，２０；２０，２１）間に設けられてそれらロッカアーム（１８，１９，２０；２０，２１）の配列方向に沿って縦列配置される２個の連結ピン（４１，４２）と、その一方の連結ピン（４１）の一端に臨む第１油圧室（５１）と、前記一方の連結ピン（４１）の他端及び他方の連結ピン（４２）の一端の相対向面間に挟まれた第２油圧室（５２）と、前記他方の連結ピン（４２）の他端に臨む第３油圧室（５３）とを備え、
   第１のロッカアーム（１９）には、前記第１油圧室（５１）に通じる第１の油路（８６）が形成され、
   前記他方の連結ピン（４２）内には、前記第２油圧室（５２）に一端が開口し且つ他端が該他方の連結ピン（４２）の、第２のロッカアーム（２０）との嵌合面に開口した内部油路（８９）が形成されると共に、該第２のロッカアーム（２０）には、前記内部油路（８９）に通じる第２の油路（８８）が形成され、
   第３のロッカアーム（２１）には、前記第３油圧室（５３）に通じる第３の油路（９１）が形成され、
   前記ロッカシャフト（２４）内の油路（６８〜７１）から前記第１の油路（８６）を経て前記第１油圧室（５１）にのみ作動油が供給される運転モードと、前記第３の油路（９１）を経て前記第３油圧室（５３）にのみ作動油が供給される運転モードと、前記第１及び第３の油路（８６，９１）をそれぞれ経て前記第１及び第３油圧室（５１，５３）にのみ作動油が供給される運転モードと、前記第２及び第３の油路（８８，９１）をそれぞれ経て前記第２及び第３油圧室（５２，５３）にのみ作動油が供給される運転モードとに切換可能であることを特徴とする内燃機関の動弁装置。

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