ホーム > 特許ランキング > 株式会社オティックス
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022059779
(43)【公開日】2022-04-14
(54)【発明の名称】内燃機関の可変動弁機構
(51)【国際特許分類】
F01L 13/00 20060101AFI20220407BHJP
F01L 1/04 20060101ALI20220407BHJP
F16H 25/12 20060101ALI20220407BHJP
【ＦＩ】
F01L13/00 301G
F01L1/04 D
F16H25/12 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020167586
(22)【出願日】2020-10-02
(71)【出願人】
【識別番号】000185488
【氏名又は名称】株式会社オティックス
(74)【代理人】
【識別番号】100096116
【弁理士】
【氏名又は名称】松原 等
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 博之
【テーマコード（参考）】
3G016
3G018
3J062
【Ｆターム（参考）】
3G016AA19
3G016BA34
3G016BB22
3G016CA16
3G016CA25
3G016CA28
3G016CA29
3G016CA31
3G016FA36
3G016GA01
3G018AB04
3G018BA03
3G018BA09
3G018BA16
3G018CA09
3G018CA12
3G018CA19
3G018CB05
3G018DA03
3G018DA10
3G018DA14
3G018DA19
3G018DA29
3G018DA83
3G018FA03
3G018FA06
3G018FA07
3G018GA02
3G018GA14
3J062AB32
3J062AC07
3J062BA11
3J062BA12
3J062CC14
(57)【要約】
【課題】可変動弁のために移動するスラスト移動部のスラスト規制機構について、省スペース化、規制荷重の確保及び部品点数の削減を図る。
【解決手段】可変動弁機構１は、一方の係合アーム２３を一方のカムレール５に係合させるか又は他方の係合アーム２４を他方のカムレール７に係合させるかを選択することにより、選択したカムレール５，７のレールプロフィールに沿ってロッカアーム１０がロッカシャフト長方向に所定区間移動して、ロッカアーム１０にカム３，４が当接するか又は当接しないかを切り替えるように構成されている。ロッカアーム１０の揺動を正常化させる外部荷重機構４０が設けられ、スラスト移動部１０，２０に規制荷重をかけて、レールプロフィール以外によるスラスト移動部の移動を規制するスラスト規制機構３０が設けられ、規制荷重として外部荷重が利用されている。
【選択図】図５
【解決手段】可変動弁機構１は、一方の係合アーム２３を一方のカムレール５に係合させるか又は他方の係合アーム２４を他方のカムレール７に係合させるかを選択することにより、選択したカムレール５，７のレールプロフィールに沿ってロッカアーム１０がロッカシャフト長方向に所定区間移動して、ロッカアーム１０にカム３，４が当接するか又は当接しないかを切り替えるように構成されている。ロッカアーム１０の揺動を正常化させる外部荷重機構４０が設けられ、スラスト移動部１０，２０に規制荷重をかけて、レールプロフィール以外によるスラスト移動部の移動を規制するスラスト規制機構３０が設けられ、規制荷重として外部荷重が利用されている。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
カムシャフト（２）に、所定のカムプロフィールを有するカム（３）と２つのそれぞれ所定のレールプロフィールを有するカムレール（５，７）とが設けられ、
カムシャフト（２）と平行に延びるロッカシャフト（９）に、カム（３）が当接しうるロッカアーム（１０）と、２つのカムレール（５，７）に択一的に係合する２つの係合アーム（２３，２４）を含むリンクアーム（２０）とが、別々に揺動可能に、且つ、一緒にスラスト移動部（１０，２０）としてロッカシャフト長方向に移動可能に支持され、
２つの係合アーム（２３，２４）を回動させて、一方の係合アーム（２３）を一方のカムレール（５）に係合させるか又は他方の係合アーム（２４）を他方のカムレール（７）に係合させるかを選択することにより、選択したカムレール（５，７）のレールプロフィールに沿ってロッカアーム（１０）がロッカシャフト長方向に所定区間移動して、ロッカアーム（１０）に前記カム（３）が当接するか又は当接しないかを切り替えるように構成され、
ロッカアーム（１０）にロッカアーム（１０）の外部から外部荷重をかけて、ロッカアーム（１０）の揺動を正常化させる外部荷重機構（４０）が設けられ、
スラスト移動部（Ｓ）に規制荷重をかけて、レールプロフィール以外によるスラスト移動部（１０，２０）の移動を規制するスラスト規制機構（３０）が設けられ、規制荷重として外部荷重が利用されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
カムシャフト（２）と平行に延びるロッカシャフト（９）に、カム（３）が当接しうるロッカアーム（１０）と、２つのカムレール（５，７）に択一的に係合する２つの係合アーム（２３，２４）を含むリンクアーム（２０）とが、別々に揺動可能に、且つ、一緒にスラスト移動部（１０，２０）としてロッカシャフト長方向に移動可能に支持され、
２つの係合アーム（２３，２４）を回動させて、一方の係合アーム（２３）を一方のカムレール（５）に係合させるか又は他方の係合アーム（２４）を他方のカムレール（７）に係合させるかを選択することにより、選択したカムレール（５，７）のレールプロフィールに沿ってロッカアーム（１０）がロッカシャフト長方向に所定区間移動して、ロッカアーム（１０）に前記カム（３）が当接するか又は当接しないかを切り替えるように構成され、
ロッカアーム（１０）にロッカアーム（１０）の外部から外部荷重をかけて、ロッカアーム（１０）の揺動を正常化させる外部荷重機構（４０）が設けられ、
スラスト移動部（Ｓ）に規制荷重をかけて、レールプロフィール以外によるスラスト移動部（１０，２０）の移動を規制するスラスト規制機構（３０）が設けられ、規制荷重として外部荷重が利用されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
【請求項2】
スラスト規制機構（３０）は、スラスト移動部（１０，２０）に設けられた被係合部（３５，３６，３７，３８）と、被係合部（３５，３６，３７，３８）に係合しうるラッチ（３１）と、被係合部（３５，３６，３７，３８）にラッチ（３１）を係合させて荷重をかける外部荷重機構（４０）とで構成された請求項１記載の内燃機関の可変動弁機構。
【請求項3】
スラスト規制機構（３０）は、スラスト移動部（１０，２０）に設けられたラッチと、ラッチに係合しうる被係合部と、ラッチに被係合部を係合させて荷重をかける外部荷重機構（４０）とで構成された請求項１記載の内燃機関の可変動弁機構。
【請求項4】
外部荷重機構（４０）は、スプリング、電磁ソレノイド又は油圧機構である請求項１、２又は３記載の内燃機関の可変動弁機構。
【請求項5】
外部荷重機構（４０）は、コイルスプリングであり、ラッチ（３１）は、コイルスプリングの端に取り付けたリテーナが有する突起状のラッチ、コイルスプリングの端に嵌め置いたボール状のラッチ、又は、コイルスプリングの端に取り付けたリテーナに嵌め置いたボール状のラッチである請求項２記載の内燃機関の可変動弁機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、内燃機関のバルブを駆動するとともに、その駆動状態を内燃機関の運転状況に応じて変更する可変動弁機構に関する。
【背景技術】
【0002】
本出願人は、先に、図９に示す内燃機関の可変動弁機構５１を提案した（特許文献１）。この可変動弁機構５１は、カムシャフト５２に、カム５３と２つの螺旋溝（カムレール）５４，５５とが設けられ、カムシャフト５２と平行に延びるロッカシャフト５６に、ロッカアーム本体５７が揺動可能に支持され、ロッカアーム本体５７に、ロッカシャフト５６と平行に延びるローラ軸５８が設けられ、ローラ軸５８に、カム５３が当接しうるローラ５９がロッカシャフト長方向に移動可能に支持され、２つのカムレール５４，５５に択一的に係入する２つの係入アーム６１，６２とローラ５９の両側面を抱持するローラガイド６３（摺接部）とを含むリンクアーム６０が、ロッカシャフト長方向に移動可能に設けられている。そして、リンクアーム６０全体を回動装置（図示略）により回動させて、一方の係入アーム６１を一方のカムレール５４に係入させるか又は他方の係入アーム（図示略）を他方のカムレール５５に係入させるかを選択することにより、選択したカムレール５４，５５に従ってリンクアーム６０及びローラ５９をロッカシャフト長方向に移動させて、該ローラ５９に前記カム５３が当接するか又は当接しないかを切り替え、ロッカアーム本体５７の揺動を変化させる機構である。
【0003】
さらに、上記切替途中に２つの係入アームがいずれのカムレールからも外れるタイミングがあり、そのタイミングで内燃機関の振動等によりリンクアームが無用に移動すると、確実に切替を行うことができなくなることに鑑み、リンクアームに付勢荷重（規制荷重）をかけて係合し、カムレール以外によるリンクアームの移動を規制する係合機構（スラスト規制機構）を設けることも提案した（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１４－２２４４９６号公報
【特許文献2】特開２０１９－７８１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記の可変動弁機構５１においては、（ロッカアーム本体５７とは別部品である）ローラ５９の側面を抱持するローラガイド６３を、リンクアーム６０と共に軸長方向に移動するように設ける必要があったため、構造が複雑であった。また、ロッカアーム本体５７はロッカシャフト長方向に移動させず、ロッカアーム本体５７に架設したローラ軸５８上でローラ５９をローラガイド６３により移動させるために、ローラ軸５８の長さ（ロッカアーム本体５７から出た部分の長さ）がローラ幅の２倍以上あるため、ローラに荷重が入力された際にローラ軸がたわみ、機構剛性が低くなる可能性があった。
【0006】
そこで、本出願人は、ロッカアーム本体５７に対してローラ５９だけをロッカシャフト長方向に移動させるのではなく、ロッカアームをローラと共にロッカシャフト長方向に移動させることにより、ロッカアームとは別部品であるローラガイドを不要にする案を検討している（本出願時において未公開）。
【0007】
また、同検討案に、特許文献２のようなスラスト規制機構を設けることも未公開で検討している。この未公開案は、比較例として後述するように、板ばねを使用するものである。しかし、一般に可変動弁機構の周囲はスペースが限られているため、新たに板ばね用のスペースを確保するのは困難である。また、限られたスペース内で、板ばねの弾性力が不足し、要求規制荷重を満たせない場合がある。また、板ばねの分、部品点数が増加する。
【0008】
そこで、本発明の課題は、可変動弁のために移動するスラスト移動部のスラスト規制機構について、省スペース化、規制荷重の確保及び部品点数の削減を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、
カムシャフト（２）に、所定のカムプロフィールを有するカム（３）と２つのそれぞれ所定のレールプロフィールを有するカムレール（５，７）とが設けられ、
カムシャフト（２）と平行に延びるロッカシャフト（９）に、カム（３）が当接しうるロッカアーム（１０）と、２つのカムレール（５，７）に択一的に係合する２つの係合アーム（２３，２４）を含むリンクアーム（２０）とが、別々に揺動可能に、且つ、一緒にスラスト移動部（１０，２０）としてロッカシャフト長方向に移動可能に支持され、
２つの係合アーム（２３，２４）を回動させて、一方の係合アーム（２３）を一方のカムレール（５）に係合させるか又は他方の係合アーム（２４）を他方のカムレール（７）に係合させるかを選択することにより、選択したカムレール（５，７）のレールプロフィールに沿ってロッカアーム（１０）がロッカシャフト長方向に所定区間移動して、ロッカアーム（１０）に前記カム（３）が当接するか又は当接しないかを切り替えるように構成され、
ロッカアーム（１０）にロッカアーム（１０）の外部から外部荷重をかけて、ロッカアーム（１０）の揺動を正常化させる外部荷重機構（４０）が設けられ、
スラスト移動部（Ｓ）に規制荷重をかけて、レールプロフィール以外によるスラスト移動部（１０，２０）の移動を規制するスラスト規制機構（３０）が設けられ、規制荷重として外部荷重が利用されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
カムシャフト（２）に、所定のカムプロフィールを有するカム（３）と２つのそれぞれ所定のレールプロフィールを有するカムレール（５，７）とが設けられ、
カムシャフト（２）と平行に延びるロッカシャフト（９）に、カム（３）が当接しうるロッカアーム（１０）と、２つのカムレール（５，７）に択一的に係合する２つの係合アーム（２３，２４）を含むリンクアーム（２０）とが、別々に揺動可能に、且つ、一緒にスラスト移動部（１０，２０）としてロッカシャフト長方向に移動可能に支持され、
２つの係合アーム（２３，２４）を回動させて、一方の係合アーム（２３）を一方のカムレール（５）に係合させるか又は他方の係合アーム（２４）を他方のカムレール（７）に係合させるかを選択することにより、選択したカムレール（５，７）のレールプロフィールに沿ってロッカアーム（１０）がロッカシャフト長方向に所定区間移動して、ロッカアーム（１０）に前記カム（３）が当接するか又は当接しないかを切り替えるように構成され、
ロッカアーム（１０）にロッカアーム（１０）の外部から外部荷重をかけて、ロッカアーム（１０）の揺動を正常化させる外部荷重機構（４０）が設けられ、
スラスト移動部（Ｓ）に規制荷重をかけて、レールプロフィール以外によるスラスト移動部（１０，２０）の移動を規制するスラスト規制機構（３０）が設けられ、規制荷重として外部荷重が利用されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
【0010】
ここで、ロッカアームの揺動の正常化とは、ロッカアームが異常挙動（例えば、高回転域でのジャンプやバウンス、ロストモーションなど）を伴った揺動をしないように、該異常挙動を抑制してロッカアームが正常に揺動するようにすることをいう。
【0011】
［作用］
規制荷重として外部荷重が利用されていることにより、スラスト規制機構で規制荷重を発生させるための新たな部品及び該部品用の新たなスペースが不要になる。また、外部荷重機構はそのためのスペースが確保されていて、外部荷重の設定可能範囲が広いので、これを規制荷重として利用することにより要求規制荷重を容易に満たすことができる。
規制荷重として外部荷重が利用されていることにより、スラスト規制機構で規制荷重を発生させるための新たな部品及び該部品用の新たなスペースが不要になる。また、外部荷重機構はそのためのスペースが確保されていて、外部荷重の設定可能範囲が広いので、これを規制荷重として利用することにより要求規制荷重を容易に満たすことができる。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、可変動弁のために移動するスラスト移動部のスラスト規制機構について、省スペース化と部品点数削減が可能になり、規制荷重を容易に満たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【発明を実施するための形態】
【0014】
１．ロッカアームとリンクアーム
ロッカアームは、カムが当接しうるローラを回転可能に備えるものが好ましい。ローラの数は、１つでも複数でもよいが、左右バランス上は左右２つが好ましい。
ロッカアームは、複数のバルブを駆動するものでもよいし、１つのバルブを駆動するものでもよい。
ロッカアームは、直接バルブを駆動するものでもよいし、間接的にバルブを駆動するものでもよい。次に説明する実施例は後者の一態様として、ロッカアームとしての第一ロッカアームが第二ロッカアームを押圧し、第二ロッカアームを介して間接的にバルブを駆動するものである。
リンクアームは、特に限定されないが、上記ロッカアームが備える左右２つのローラの間に配設されたものが好ましい。
ロッカアームは、カムが当接しうるローラを回転可能に備えるものが好ましい。ローラの数は、１つでも複数でもよいが、左右バランス上は左右２つが好ましい。
ロッカアームは、複数のバルブを駆動するものでもよいし、１つのバルブを駆動するものでもよい。
ロッカアームは、直接バルブを駆動するものでもよいし、間接的にバルブを駆動するものでもよい。次に説明する実施例は後者の一態様として、ロッカアームとしての第一ロッカアームが第二ロッカアームを押圧し、第二ロッカアームを介して間接的にバルブを駆動するものである。
リンクアームは、特に限定されないが、上記ロッカアームが備える左右２つのローラの間に配設されたものが好ましい。
【0015】
２．カムレールと係合アーム
カムレールと係合アームとの係合としては、特に限定されないが、カムレールとしての溝に係合アームが係入する態様、カムレールとしての突条に係合アームが係合する態様等を例示できる。
カムレールと係合アームとの係合としては、特に限定されないが、カムレールとしての溝に係合アームが係入する態様、カムレールとしての突条に係合アームが係合する態様等を例示できる。
【0016】
３．ロッカアームに前記カムが当接しないときの態様
ロッカアームに前記カムが当接しないときの態様としては、ロッカアームに別のカムも当接しない態様、ロッカアームに別のゼロリフトの円カムが当接する態様、ロッカアームに別のノーズプロフィールのカムが当接する態様を例示できる。次に説明する実施例は、第一ロッカアームに第一カムが当接しないときは、第一ロッカアームに別のノーズプロフィールの第二カムが当接し、第一ロッカアームに第二カムが当接しないときは、第一ロッカアームに別のノーズプロフィールの第一カムが当接する態様である。
ロッカアームに前記カムが当接しないときの態様としては、ロッカアームに別のカムも当接しない態様、ロッカアームに別のゼロリフトの円カムが当接する態様、ロッカアームに別のノーズプロフィールのカムが当接する態様を例示できる。次に説明する実施例は、第一ロッカアームに第一カムが当接しないときは、第一ロッカアームに別のノーズプロフィールの第二カムが当接し、第一ロッカアームに第二カムが当接しないときは、第一ロッカアームに別のノーズプロフィールの第一カムが当接する態様である。
【0017】
４．外部荷重機構
外部荷重機構としては、特に限定されないが、スプリング、電磁ソレノイド、油圧機構等を例示できる。スプリングとしては、特に限定されないが、コイルスプリング、ねじりコイルばね、板ばね等を例示できる。
外部荷重機構を設ける位置も、特に限定されない。
外部荷重機構としては、特に限定されないが、スプリング、電磁ソレノイド、油圧機構等を例示できる。スプリングとしては、特に限定されないが、コイルスプリング、ねじりコイルばね、板ばね等を例示できる。
外部荷重機構を設ける位置も、特に限定されない。
【0018】
５．スラスト規制機構
スラスト規制機構としては、特に限定されないが、次の（１）又は（２）の態様を例示できる。
（１）スラスト規制機構が、スラスト移動部に設けられた被係合部と、被係合部に係合しうるラッチと、被係合部にラッチを係合させて荷重をかける外部荷重機構とで構成された態様。その荷重は規制荷重であり外部荷重でもある。
（２）スラスト規制機構が、スラスト移動部に設けられたラッチと、ラッチに係合しうる被係合部と、ラッチに被係合部を係合させて荷重をかける外部荷重機構とで構成された態様。その荷重は規制荷重であり外部荷重でもある。
スラスト規制機構としては、特に限定されないが、次の（１）又は（２）の態様を例示できる。
（１）スラスト規制機構が、スラスト移動部に設けられた被係合部と、被係合部に係合しうるラッチと、被係合部にラッチを係合させて荷重をかける外部荷重機構とで構成された態様。その荷重は規制荷重であり外部荷重でもある。
（２）スラスト規制機構が、スラスト移動部に設けられたラッチと、ラッチに係合しうる被係合部と、ラッチに被係合部を係合させて荷重をかける外部荷重機構とで構成された態様。その荷重は規制荷重であり外部荷重でもある。
【0019】
ラッチの形状及び構造は特に限定されない。例えば、外部荷重機構がコイルスプリングである場合、ラッチとしては、コイルスプリングの端に取り付けたリテーナが有する突起状のラッチ、コイルスプリングの端に嵌め置いたボール状のラッチ、コイルスプリングの端に取り付けたリテーナに嵌め置いたボール状のラッチ等を例示できる。
【実施例0020】
次に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。なお、実施例の各部の構造、形状、数等は例示であり、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更できる。
【0021】
＜実施例１＞
図１～図６に示す実施例１の可変動弁機構１は、
カムシャフト２に、所定のカムプロフィールを有するカム３と２つのそれぞれ所定のレールプロフィールを有するカムレール５，７とが設けられ、
カムシャフト２と平行に延びるロッカシャフト９に、カム３が当接しうるロッカアーム１０と、２つのカムレール５，７に択一的に係合する２つの係合アーム２３，２４を含むリンクアーム２０とが、別々に揺動可能に、且つ、一緒にスラスト移動部１０，２０としてロッカシャフト長方向に移動可能に支持され、
２つの係合アーム２３，２４を回動させて、一方の係合アーム２３を一方のカムレール５に係合させるか又は他方の係合アーム２４を他方のカムレール７に係合させるかを選択することにより、選択したカムレール５，７のレールプロフィールに沿ってロッカアーム１０がロッカシャフト長方向に所定区間移動して、ロッカアーム１０に前記カム３が当接するか又は当接しないかを切り替えるように構成され、
ロッカアーム１０にロッカアーム１０の外部から外部荷重をかけて、ロッカアーム１０の揺動を正常化させる外部荷重機構４０が設けられ、
スラスト移動部１０，２０に規制荷重をかけて、レールプロフィール以外によるスラスト移動部１０，２０の移動を規制するスラスト規制機構３０が設けられ、規制荷重として外部荷重が利用されていることを特徴とする。
図１～図６に示す実施例１の可変動弁機構１は、
カムシャフト２に、所定のカムプロフィールを有するカム３と２つのそれぞれ所定のレールプロフィールを有するカムレール５，７とが設けられ、
カムシャフト２と平行に延びるロッカシャフト９に、カム３が当接しうるロッカアーム１０と、２つのカムレール５，７に択一的に係合する２つの係合アーム２３，２４を含むリンクアーム２０とが、別々に揺動可能に、且つ、一緒にスラスト移動部１０，２０としてロッカシャフト長方向に移動可能に支持され、
２つの係合アーム２３，２４を回動させて、一方の係合アーム２３を一方のカムレール５に係合させるか又は他方の係合アーム２４を他方のカムレール７に係合させるかを選択することにより、選択したカムレール５，７のレールプロフィールに沿ってロッカアーム１０がロッカシャフト長方向に所定区間移動して、ロッカアーム１０に前記カム３が当接するか又は当接しないかを切り替えるように構成され、
ロッカアーム１０にロッカアーム１０の外部から外部荷重をかけて、ロッカアーム１０の揺動を正常化させる外部荷重機構４０が設けられ、
スラスト移動部１０，２０に規制荷重をかけて、レールプロフィール以外によるスラスト移動部１０，２０の移動を規制するスラスト規制機構３０が設けられ、規制荷重として外部荷重が利用されていることを特徴とする。
【0022】
カムシャフト長方向と、ロッカシャフト長方向と、ローラ軸長方向は、いずれも図１での左右方向であって同一である。そこで、以下では、前側から見た図１で左に向かう方向を軸長方向ｄ１といい、右に向かう方向を軸長方向ｄ２という。また、左、右というときは、図１での左、右をいう。後側から見た図２は、図１とは左右が反対に表れる。
【0023】
［カム等］
内燃機関のシリンダヘッド又はカムキャリア（図示略）に、カムシャフト２が挿通しているとともに回転可能に支持されている。カムシャフト２には、軸長方向ｄ１側から軸長方向ｄ２側へ順に、駆動カムとしての第一カム３及び第二カム４と、カムレールとしての第二カムレール７、円環カムレール６及び第一カムレール５と、再び駆動カムとしての第一カム３及び第二カム４とが、並んで設けられている。
内燃機関のシリンダヘッド又はカムキャリア（図示略）に、カムシャフト２が挿通しているとともに回転可能に支持されている。カムシャフト２には、軸長方向ｄ１側から軸長方向ｄ２側へ順に、駆動カムとしての第一カム３及び第二カム４と、カムレールとしての第二カムレール７、円環カムレール６及び第一カムレール５と、再び駆動カムとしての第一カム３及び第二カム４とが、並んで設けられている。
【0024】
２つの第一カム３は、断面形状が円形のベース円と、ベース円から突出した相対的に低リフトかつ広作用角のノーズとからなり、主に低速回転域で使用されるものである。
２つの第二カム４は、断面形状が円形のベース円と、ベース円から突出した相対的に高リフトかつ狭作用角のノーズとからなり、主に高速回転域で使用されるものである。
２つの第二カム４は、断面形状が円形のベース円と、ベース円から突出した相対的に高リフトかつ狭作用角のノーズとからなり、主に高速回転域で使用されるものである。
【0025】
円環カムレール６は、リンクアーム２０を軸長方向ｄ１，ｄ２に移動しないように係止するための溝であって、軸長方向にずれない円環状の溝である。
【0026】
第一カムレール５は、リンクアーム２０を軸長方向ｄ１に移動させるための螺旋溝であって、円環カムレール６よりも軸長方向ｄ２側に設けられている。第一カムレール５は、その基端から所定の位置までは、カムシャフト２の回転方向の反対方向に軸長方向ｄ１，ｄ２にずれることなく延びており、該所定の位置からは、カムシャフト２の回転方向の反対方向に進むに従い軸長方向ｄ１側に進む螺旋状に延びて円環カムレール６に合流している。この螺旋状に延びる部分は、第一及び第二カム３，４のベース円作用時に、第一係合アーム２３の先端部が係合する位相に設けられている。
【0027】
第二カムレール７は、リンクアーム２０を軸長方向ｄ２に移動させるための螺旋溝であって、円環カムレール６よりも軸長方向ｄ１側に設けられている。第二カムレール７は、その基端から所定の位置までは、カムシャフト２の回転方向の反対方向に軸長方向ｄ１，ｄ２にずれることなく延びており、該所定の位置からは、カムシャフト２の回転方向の反対方向に進むに従い軸長方向ｄ２側に進む螺旋状に延びて円環カムレール６に合流している。この螺旋状に延びる部分は、第一及び第二カム３，４のベース円作用時に、第二係合アーム２４の先端部が係合する位相に設けられている。
【0028】
［第一ロッカアーム］
シリンダヘッドのカムサポートには、カムシャフト２と平行に延びるロッカシャフト９が挿通している。互いに離間した２つの壁２７，２８の間において、ロッカシャフト９には第一ロッカアーム１０が、ロッカシャフト周方向に揺動可能に、且つ、軸長方向ｄ１，ｄ２に移動可能に支持されている。
シリンダヘッドのカムサポートには、カムシャフト２と平行に延びるロッカシャフト９が挿通している。互いに離間した２つの壁２７，２８の間において、ロッカシャフト９には第一ロッカアーム１０が、ロッカシャフト周方向に揺動可能に、且つ、軸長方向ｄ１，ｄ２に移動可能に支持されている。
【0029】
第一ロッカアーム１０は、図３等に示すように、左ロッカアーム１１と右ロッカアーム１２の下部間が連結部１３により隔てられて連結された２連型ロッカアームである。左右の各ロッカアーム１１，１２は、ロッカシャフト９に外嵌されて上記のとおり支持された基部１４と、基部１４から前へ延び軸長方向に離間した一対の側壁部１７，１７と、一対の側壁部１７，１７の下部間を連結する底部１８とを含む。
【0030】
さらに、左右の各ロッカアーム１１，１２は、一対の側壁部１７，１７の間に架け渡されたローラ軸１５と、ローラ軸１５にニードルローラを介してローラ軸周方向に回転可能に軸着されたローラ１６とを含んでいる。ローラ１６は、一対の側壁部１７，１７の間に、ローラ回転を許容する最小限のクリアランスをおいて挟まれている。よって、ローラ１６は、各ロッカアーム１１，１２に対しては軸長方向に実質的に相対移動しないように位置決めされており、ロッカアーム１０と共に軸長方向に移動する。
【0031】
［リンクアーム］
リンクアーム２０は、図３等に示すように、筒状基部２２と、筒状基部２２から正面視で軸長方向に互いに離間し、側面視でＶ字をなするように、前方へ突出した第一係合アーム２３及び上方へ突出した第二係合アーム２４とを含み構成されている。
リンクアーム２０は、図３等に示すように、筒状基部２２と、筒状基部２２から正面視で軸長方向に互いに離間し、側面視でＶ字をなするように、前方へ突出した第一係合アーム２３及び上方へ突出した第二係合アーム２４とを含み構成されている。
【0032】
筒状基部２２は、左右のロッカアーム１１，１２の基部１４，１４の間に、リンクアーム２０の回動を許容するクリアランスをおいて挟まれた状態で、ロッカシャフト９にロッカシャフト周方向に回動可能に外嵌されている。よって、リンクアーム２０は、第一ロッカアーム１０に対しては軸長方向に実質的に移動不能であり、第一ロッカアーム１０と共に軸長方向に移動可能である。
【0033】
第一係合アーム２３は、その先端部が第一カムレール５ないし円環カムレール６に係合（本例では係入）可能に形成されている。
第二係合アーム２４は、その先端部が第二カムレール７ないし円環カムレール６に係合（本例では係入）可能に形成されている。
第二係合アーム２４は、その先端部が第二カムレール７ないし円環カムレール６に係合（本例では係入）可能に形成されている。
【0034】
リンクアーム２０は、図示しない回動装置により回動する。回動装置としては、筒状基部２２の背面を押圧する電磁ソレノイドを用いた装置や、筒状基部２２の内面を押圧する油圧駆動ピン（ロッカシャフト９内の油圧により駆動される）を用いた装置、電動モータを用いた装置等を例示できる。
【0035】
［スラスト移動部］
第一ロッカアーム１０とリンクアーム２０が、一緒にスラスト移動するスラスト移動部である。
第一ロッカアーム１０とリンクアーム２０が、一緒にスラスト移動するスラスト移動部である。
【0036】
［外部荷重機構］
外部荷重機構４０は、本実施例では、ロッカアームの高回転域でのジャンプやバウンスを抑制して、ロッカアームが正常に揺動するようにするものであって、コイルスプリングからなる。コイルスプリングは、圧縮状態で配され、下端がシリンダヘッド又はカムキャリア（図示略）に支持され、上端が第一ロッカアーム１０の揺動端側である前側の部位（本実施例では連結部１３から前へ延ばした荷重受け部１９）を弾発力で押圧して上向きの荷重をかける。この外部荷重機構４０は、次のスラスト規制機構の荷重発生手段を兼ねている。
外部荷重機構４０は、本実施例では、ロッカアームの高回転域でのジャンプやバウンスを抑制して、ロッカアームが正常に揺動するようにするものであって、コイルスプリングからなる。コイルスプリングは、圧縮状態で配され、下端がシリンダヘッド又はカムキャリア（図示略）に支持され、上端が第一ロッカアーム１０の揺動端側である前側の部位（本実施例では連結部１３から前へ延ばした荷重受け部１９）を弾発力で押圧して上向きの荷重をかける。この外部荷重機構４０は、次のスラスト規制機構の荷重発生手段を兼ねている。
【0037】
［スラスト規制機構］
スラスト規制機構３０は、外部荷重機構４０のコイルスプリングと、該コイルスプリングの上端に設けられたラッチ３１と、第一ロッカアーム１０の一部（本実施例では荷重受け部１９）に形成された、ラッチ３１が択一的に係合（本実施例では係入）しうるＶ溝状の左右に並ぶ第一被係合部３５及び第二被係合部３６とから構成されている。スラスト移動部１０，２０が第一カムレール５に沿って軸長方向ｄ１に移動し、ローラ１６に第一カム３が当接する位置まで移動した時又はその直後に、第一被係合部３５にラッチ３１が係合するように配置されている。また、スラスト移動部１０，２０が第二カムレール７に沿って軸長方向ｄ２に移動し、ローラ１６に第二カム４が当接する位置まで移動した時又はその直後に、第二被係合部３６にラッチ３１が係入するように配置されている。
スラスト規制機構３０は、外部荷重機構４０のコイルスプリングと、該コイルスプリングの上端に設けられたラッチ３１と、第一ロッカアーム１０の一部（本実施例では荷重受け部１９）に形成された、ラッチ３１が択一的に係合（本実施例では係入）しうるＶ溝状の左右に並ぶ第一被係合部３５及び第二被係合部３６とから構成されている。スラスト移動部１０，２０が第一カムレール５に沿って軸長方向ｄ１に移動し、ローラ１６に第一カム３が当接する位置まで移動した時又はその直後に、第一被係合部３５にラッチ３１が係合するように配置されている。また、スラスト移動部１０，２０が第二カムレール７に沿って軸長方向ｄ２に移動し、ローラ１６に第二カム４が当接する位置まで移動した時又はその直後に、第二被係合部３６にラッチ３１が係入するように配置されている。
【0038】
ラッチ３１は、例えば図６（ａ）～（ｃ）に示すいずれでもよい。
（ａ）は、コイルスプリングの端に取り付けたリテーナ３２が有する突起状のラッチ３１である。
（ｂ）は、コイルスプリングの端に嵌め置いたボール状のラッチ３１である。
（ｃ）は、コイルスプリングの端に取り付けたリテーナ３３に嵌め置いたボール状のラッチ３１である。
（ａ）は、コイルスプリングの端に取り付けたリテーナ３２が有する突起状のラッチ３１である。
（ｂ）は、コイルスプリングの端に嵌め置いたボール状のラッチ３１である。
（ｃ）は、コイルスプリングの端に取り付けたリテーナ３３に嵌め置いたボール状のラッチ３１である。
【0039】
［第二ロッカアーム］
第二ロッカアーム４５はローラロッカアームであって、長さ方向基端部がピボット４６で支持され、長さ方向中間部にローラ４７が回転可能に軸着され、長さ方向先端部にバルブＶを押圧するパッド部が形成されている。第二ロッカアーム４５は第一ロッカアーム１０の下方に２つ並んで設けられ、それぞれのローラ４７が、揺動する第一ロッカアーム１０の下面により押圧される。この押圧により第二ロッカアーム４５は揺動し、バルブＶを押圧する。
第二ロッカアーム４５はローラロッカアームであって、長さ方向基端部がピボット４６で支持され、長さ方向中間部にローラ４７が回転可能に軸着され、長さ方向先端部にバルブＶを押圧するパッド部が形成されている。第二ロッカアーム４５は第一ロッカアーム１０の下方に２つ並んで設けられ、それぞれのローラ４７が、揺動する第一ロッカアーム１０の下面により押圧される。この押圧により第二ロッカアーム４５は揺動し、バルブＶを押圧する。
【0040】
以上のように構成された実施例１の可変動弁動作を説明する。
［１］内燃機関の低回転時
図４（ｂ）に２点鎖線で示すように、リンクアーム２０を軸周方向他方ｒ１に回動させると、第一係合アーム２３の先端部が第一カムレール５に係合し、第二係合アーム２４の先端部が円環カムレール６から退出する。前記のとおり、第一カムレール５の螺旋状に延びる部分はベース円作用時に第一係合アーム２３が係合する位相にあるので、図５（ａ）に示すように、リンクアーム２０はカムシャフト２の回転に伴いベース円作用時に第一カムレール５に沿って軸長方向ｄ１に移動し、第一ロッカアーム１０を押して同様に移動させる。その結果、２つのローラ１６は２つの第一カム３が当接する（且つ第二カム４が当接しない）位置に移動し、第一係合アーム２３が円環カムレール６に入ることでリンクアーム２０の左右方向位置が保持される。
［１］内燃機関の低回転時
図４（ｂ）に２点鎖線で示すように、リンクアーム２０を軸周方向他方ｒ１に回動させると、第一係合アーム２３の先端部が第一カムレール５に係合し、第二係合アーム２４の先端部が円環カムレール６から退出する。前記のとおり、第一カムレール５の螺旋状に延びる部分はベース円作用時に第一係合アーム２３が係合する位相にあるので、図５（ａ）に示すように、リンクアーム２０はカムシャフト２の回転に伴いベース円作用時に第一カムレール５に沿って軸長方向ｄ１に移動し、第一ロッカアーム１０を押して同様に移動させる。その結果、２つのローラ１６は２つの第一カム３が当接する（且つ第二カム４が当接しない）位置に移動し、第一係合アーム２３が円環カムレール６に入ることでリンクアーム２０の左右方向位置が保持される。
【0041】
上記のとおり、この移動完了と同時又は直後に、スラスト規制機構３０のラッチ３１が第一被係合部３５に係合して、スラスト移動部１０，２０に規制荷重をかけ、レールプロフィール以外の原因（例えば内燃機関の振動等）によるスラスト移動部１０，２０の移動を規制する。
【0042】
そして、第一カム３によりローラ１６が押圧されて第一ロッカアーム１０が揺動し、さらに第二ロッカアーム４５が揺動し、バルブＶが２本同時に、低リフトかつ広作用角でバルブリフトされる。この動弁モードは、主に低回転域で使用される。
【0043】
［２］内燃機関の高回転時
図４（ｂ）に実線で示すように、リンクアーム２０を軸周方向一方ｒ２に回動させる。このリンクアーム２０の回動により、第二係合アーム２４の先端部が第二カムレール７に係合し、第一係合アーム２３の先端部が円環カムレール６から退出する。前記のとおり、第二カムレール７の螺旋状に延びる部分はベース円作用時に第二係合アーム２４が係合する位相にあるので、図５（ｂ）に示すように、リンクアーム２０はカムシャフト２の回転に伴いベース円作用時に第二カムレール７に沿って軸長方向ｄ２に移動し、第一ロッカアーム１０を押して同様に移動させる。その結果、２つのローラ１６は２つの第二カム４が当接する（且つ第一カム３が当接しない）位置に移動し、第二係合アーム２４が円環カムレール６に入ることでリンクアーム２０の左右方向位置が保持される。
図４（ｂ）に実線で示すように、リンクアーム２０を軸周方向一方ｒ２に回動させる。このリンクアーム２０の回動により、第二係合アーム２４の先端部が第二カムレール７に係合し、第一係合アーム２３の先端部が円環カムレール６から退出する。前記のとおり、第二カムレール７の螺旋状に延びる部分はベース円作用時に第二係合アーム２４が係合する位相にあるので、図５（ｂ）に示すように、リンクアーム２０はカムシャフト２の回転に伴いベース円作用時に第二カムレール７に沿って軸長方向ｄ２に移動し、第一ロッカアーム１０を押して同様に移動させる。その結果、２つのローラ１６は２つの第二カム４が当接する（且つ第一カム３が当接しない）位置に移動し、第二係合アーム２４が円環カムレール６に入ることでリンクアーム２０の左右方向位置が保持される。
【0044】
上記のとおり、この移動完了と同時又は直後に、スラスト規制機構３０のラッチ３１が第二被係合部３６に係合して、スラスト移動部１０，２０に規制荷重をかけ、レールプロフィール以外の原因（例えば内燃機関の振動等）によるスラスト移動部１０，２０の移動を規制する。
【0045】
そして、第二カム４によりローラ１６が押圧されて第一ロッカアーム１０が揺動し、さらに第二ロッカアーム４５が揺動し、バルブＶが２本同時に、高リフトかつ狭作用角でバルブリフトされる。規制荷重としても利用される外部荷重機構により、ロッカアーム１０，４５は、高回転域でのジャンプやバウンスが抑制され、正常に揺動する。この動弁モードは、主に高回転域で使用される。
【0046】
本実施例によれば、規制荷重として外部荷重が利用されていることにより、スラスト規制機構３０で規制荷重を発生させるための新たな部品及び該部品用の新たなスペースが不要になる。また、外部荷重機構４０はそのためのスペースが確保されていて、外部荷重の設定可能範囲が広いので、これを規制荷重として利用することにより要求規制荷重を容易に満たすことができる。すなわち、スラスト規制機構３０について省スペース化と部品点数削減が可能になり、規制荷重を容易に満たすことができる。
【0047】
＜実施例２＞
次に、図７に示す実施例２は、内燃機関のシリンダヘッド又はカムキャリアに左の壁２７と右側の壁２８を設けて、スラスト移動部１０，２０の一方への移動を規制することで、スラスト規制機構の被係合部を（実施例１でのＶ溝状に対して）片斜面状の第一被係合部３７及び第二被係合部３８とした点において、実施例１と相違し、その他は実施例１と共通である。
次に、図７に示す実施例２は、内燃機関のシリンダヘッド又はカムキャリアに左の壁２７と右側の壁２８を設けて、スラスト移動部１０，２０の一方への移動を規制することで、スラスト規制機構の被係合部を（実施例１でのＶ溝状に対して）片斜面状の第一被係合部３７及び第二被係合部３８とした点において、実施例１と相違し、その他は実施例１と共通である。
【0048】
すなわち、図７（ａ）に示すように、スラスト移動部１０，２０が軸長方向ｄ１に移動したときに、第一ロッカアーム１０が左の壁２７に当たって該移動が規制され、スラスト規制機構３０のラッチ３１が片斜面状の第一被係合部３７に係合して逆方向への移動を規制するとともに、スラスト移動部１０，２０に規制荷重をかける。
また、図７（ｂ）に示すように、スラスト移動部１０，２０が軸長方向ｄ２に移動したときに、第一ロッカアーム１０が右の壁２８に当たって該移動が規制され、スラスト規制機構３０のラッチ３１が片斜面状の第二被係合部３８に係合して逆方向への移動を規制するとともに、スラスト移動部１０，２０に規制荷重をかける。
また、図７（ｂ）に示すように、スラスト移動部１０，２０が軸長方向ｄ２に移動したときに、第一ロッカアーム１０が右の壁２８に当たって該移動が規制され、スラスト規制機構３０のラッチ３１が片斜面状の第二被係合部３８に係合して逆方向への移動を規制するとともに、スラスト移動部１０，２０に規制荷重をかける。
【0049】
本実施例によっても、実施例１と同様の効果が得られる。
【0050】
＜比較例＞
次に、図８に示す比較例の可変動弁機構は、［発明が解決しようとする課題］で説明したとおり、本出願人が本発明前に検討した未公開案である。この比較例のスラスト規制機構７０は、リンクアーム２０の筒状基部２２に形成された逃がし穴を挿通する支持脚を介して、ロッカシャフト９にボルト３４で取り付けられた板バネ７１と、板バネ７１の左端部に設けられた凸状の左ラッチ７２と、板バネ７１の右端部に設けられた凸状の右ラッチ７３と、左ラッチ７２が係入しうるように左ロッカアーム１１の基部１４に形成された凹状の左キャッチ７４と、右ラッチ７３が係入しうるように右ロッカアーム１２の基部１４に形成された凹状の右キャッ７５とから構成されている。第一ロッカアーム１０の荷重受け部１９には、前記実施例のような被係合部は形成されておらず、外部荷重機構４０のコイルスプリングの上端が当接している。その他は、実施例１と共通である。
次に、図８に示す比較例の可変動弁機構は、［発明が解決しようとする課題］で説明したとおり、本出願人が本発明前に検討した未公開案である。この比較例のスラスト規制機構７０は、リンクアーム２０の筒状基部２２に形成された逃がし穴を挿通する支持脚を介して、ロッカシャフト９にボルト３４で取り付けられた板バネ７１と、板バネ７１の左端部に設けられた凸状の左ラッチ７２と、板バネ７１の右端部に設けられた凸状の右ラッチ７３と、左ラッチ７２が係入しうるように左ロッカアーム１１の基部１４に形成された凹状の左キャッチ７４と、右ラッチ７３が係入しうるように右ロッカアーム１２の基部１４に形成された凹状の右キャッ７５とから構成されている。第一ロッカアーム１０の荷重受け部１９には、前記実施例のような被係合部は形成されておらず、外部荷重機構４０のコイルスプリングの上端が当接している。その他は、実施例１と共通である。
【0051】
しかし、一般に可変動弁機構の周囲はスペースが限られているため、比較例のように新たに板ばね用のスペースを確保するのは困難である。また、限られたスペース内で、板ばねの弾性力が不足し、要求規制荷重を満たせない場合がある。また、板ばねの分、部品点数が増加する。
【0052】
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することができる。
（１）スラスト規制機構３０において、第一ロッカアーム１０の一部（例えば荷重受け部１９）の方にラッチを設け、ラッチに係合しうる被係合部を外部荷重機構の方に設けること。
（１）スラスト規制機構３０において、第一ロッカアーム１０の一部（例えば荷重受け部１９）の方にラッチを設け、ラッチに係合しうる被係合部を外部荷重機構の方に設けること。
【符号の説明】
【0053】
１ 可変動弁機構
２ カムシャフト
３ 第一カム
４ 第二カム
５ 第一カムレール
６ 円環カムレール
７ 第二カムレール
９ ロッカシャフト
１０ 第一ロッカアーム
１１ 左ロッカアーム
１２ 右ロッカアーム
１３ 連結部
１４ 基部
１６ ローラ
１９ 荷重受け部
２０ リンクアーム
２２ 筒状基部
２３ 第一係合アーム
２４ 第二係合アーム
２７ （左の）壁
２８ （右の）壁
３０ スラスト規制機構
３１ ラッチ
３２ リテーナ
３３ リテーナ
３５ 第一被係合部
３６ 第二被係合部
３７ 第一被係合部
３８ 第二被係合部
４０ 外部荷重機構
４５ 第二ロッカアーム
Ｖ バルブ
２ カムシャフト
３ 第一カム
４ 第二カム
５ 第一カムレール
６ 円環カムレール
７ 第二カムレール
９ ロッカシャフト
１０ 第一ロッカアーム
１１ 左ロッカアーム
１２ 右ロッカアーム
１３ 連結部
１４ 基部
１６ ローラ
１９ 荷重受け部
２０ リンクアーム
２２ 筒状基部
２３ 第一係合アーム
２４ 第二係合アーム
２７ （左の）壁
２８ （右の）壁
３０ スラスト規制機構
３１ ラッチ
３２ リテーナ
３３ リテーナ
３５ 第一被係合部
３６ 第二被係合部
３７ 第一被係合部
３８ 第二被係合部
４０ 外部荷重機構
４５ 第二ロッカアーム
Ｖ バルブ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】