JP2010180833A - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】この発明は、内燃機関の可変動弁装置に関し、両ロッカアームが非連結状態において連結ピンの磨耗を抑制することのできる内燃機関の可変動弁装置を提供することを目的とする。
【解決手段】リフトカムに従動して揺動する第1ロッカアーム16と、第1ロッカアーム16に並置されバルブを従動させる第2ロッカアーム20と、第1及び第2ロッカアームの双方に連結する双方連結状態と、第1ロッカアーム16及び第2ロッカアーム20のいずれか一方に連結する一方連結状態とを実現する連結棒22を設ける。また、双方連結状態又は一方連結状態を実現する位置に連結棒22を変位させるアクチュエータ24を配置する。さらに、一方連結状態は、連結棒22が第1ロッカアーム16及び第2ロッカアーム20の他方に干渉することなく、前記第1ロッカアーム16を揺動可能とする。
【選択図】図1
【解決手段】リフトカムに従動して揺動する第1ロッカアーム16と、第1ロッカアーム16に並置されバルブを従動させる第2ロッカアーム20と、第1及び第2ロッカアームの双方に連結する双方連結状態と、第1ロッカアーム16及び第2ロッカアーム20のいずれか一方に連結する一方連結状態とを実現する連結棒22を設ける。また、双方連結状態又は一方連結状態を実現する位置に連結棒22を変位させるアクチュエータ24を配置する。さらに、一方連結状態は、連結棒22が第1ロッカアーム16及び第2ロッカアーム20の他方に干渉することなく、前記第1ロッカアーム16を揺動可能とする。
【選択図】図1
Description
この発明は、内燃機関の可変動弁装置に係り、特に、気筒休止運転を実施可能な内燃機関の可変動弁装置に関する。
従来、例えば特許文献1に開示されるように、気筒休止運転が選択された場合にバルブを閉弁休止させる内燃機関の可変動弁装置が知られている。また、本公報には、カムに従動する第1ロッカアームと、第1ロッカアームに並置されバルブを従動させる第2ロッカアームとを備え、第1ロッカアーム内には押圧ピンが挿入され、第2ロッカアーム内には連結ピンが挿入された構成が開示されている。さらに、本公報では、上記押圧ピンの一端と上記連結ピンの一端とが対向して配置され、上記押圧ピンの他端には油圧室が設けられ、上記連結ピンの他端には連結ピンを押圧ピン方向に付勢する戻しばねが配置された構成が開示されている。
このような構成によれば、油圧室の油圧を解放することで、戻しばねの付勢力により、連結ピンを第1ロッカアームと第2ロッカアームとの間に配置させることができる。これにより、両ロッカアームを連結状態とすることができる。両ロッカアームを連結状態とすることで、両ロッカアームをカムに連動させてバルブを作動状態とすることができる。一方、油圧室に油圧を供給し、押圧ピンに連結ピンを押圧させることで、戻しばねの付勢力に対抗して、連結ピンを第1ロッカアームの入口まで押し戻すことができる。これにより、両ロッカアームを分離状態とすることができる。両ロッカアームを分離状態とすることで、バルブを閉弁休止状態とすることができる。
ところで、上記従来の内燃機関では、気筒休止運転時においても、第1ロッカアームはカムに従動して揺動運動を継続する。そのため、気筒休止運転時において、第1ロッカアーム内の連結ピンは、押圧ピンからの押圧と戻しばねの付勢力とを受けて押圧ピンと摺動することとなる。連結ピンと押圧ピンとに摺動が生じることで、ピンの摺動面には磨耗が生じる。連結ピンや押圧ピンが磨耗すると、気筒休止運転を実施する際の動作に遅れが生じる可能性がある。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、第1及び第2ロッカアームの双方に連結する双方連結状態と、第1及び第2ロッカアームのいずれか一方に連結する一方連結状態とを実現する連結ピンを備え、一方連結状態において連結ピンの磨耗を抑制することのできる内燃機関の可変動弁装置を提供することを目的とする。
第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の可変動弁装置であって、
リフトカムに従動して揺動する第1ロッカアームと、
前記第1ロッカアームに並置され、バルブを従動させる第2ロッカアームと、
前記第1及び第2ロッカアームの双方に連結する双方連結状態と、前記第1及び第2ロッカアームのいずれか一方に連結する一方連結状態とを実現する連結棒と、
前記連結棒を、前記双方連結状態又は前記一方連結状態を実現する位置に変位させるアクチュエータと、を備え、
前記一方連結状態は、前記連結棒が前記第1及び第2ロッカアームの他方に干渉することなく、前記第1ロッカアームが揺動可能な状態であることを特徴とする。
リフトカムに従動して揺動する第1ロッカアームと、
前記第1ロッカアームに並置され、バルブを従動させる第2ロッカアームと、
前記第1及び第2ロッカアームの双方に連結する双方連結状態と、前記第1及び第2ロッカアームのいずれか一方に連結する一方連結状態とを実現する連結棒と、
前記連結棒を、前記双方連結状態又は前記一方連結状態を実現する位置に変位させるアクチュエータと、を備え、
前記一方連結状態は、前記連結棒が前記第1及び第2ロッカアームの他方に干渉することなく、前記第1ロッカアームが揺動可能な状態であることを特徴とする。
また、第2の発明は、第1の発明において、
前記連結棒は、前記第1及び前記第2ロッカアームの上面にまたがった状態で、前記第2ロッカアームに支持され、
前記双方連結状態及び前記一方連結状態を実現する前記連結棒の位置は、前記連結棒の軸方向と直交する方向に位置し、
前記第2ロッカアームは、前記連結棒を前記双方連結状態とする位置に向けて付勢する付勢手段を有し、
前記アクチュエータは、第1及び第2ロッカアームに接触しない場所に設けられ前記連結棒を前記一方連結状態とする位置に向けて押圧可能な押圧部材を有し、
前記第1ロッカアームは、前記連結棒を前記双方連結状態とする位置において、前記連結棒と係合する係合部を有することを特徴とする。
前記連結棒は、前記第1及び前記第2ロッカアームの上面にまたがった状態で、前記第2ロッカアームに支持され、
前記双方連結状態及び前記一方連結状態を実現する前記連結棒の位置は、前記連結棒の軸方向と直交する方向に位置し、
前記第2ロッカアームは、前記連結棒を前記双方連結状態とする位置に向けて付勢する付勢手段を有し、
前記アクチュエータは、第1及び第2ロッカアームに接触しない場所に設けられ前記連結棒を前記一方連結状態とする位置に向けて押圧可能な押圧部材を有し、
前記第1ロッカアームは、前記連結棒を前記双方連結状態とする位置において、前記連結棒と係合する係合部を有することを特徴とする。
また、第3の発明は、第2の発明において、
カムシャフト又はカムシャフトと同期して回転する回転軸に固定された切替カムを備え、
前記押圧部材は、前記切替カムと前記連結棒との間に挿入可能に配置され、前記切替カムから押圧を受けた場合に、前記一方連結状態とする位置に向けて前記連結棒を押圧する移動アームであって、
前記アクチュエータは、前記切替カムから押圧を受けるアーム押圧位置に前記移動アームを変位させる駆動部を有し、
前記切替カムは、前記移動アームが前記アーム押圧位置にある場合に、前記第1ロッカアームが前記リフトカムからの押圧を受けない期間において、前記移動アームを押圧するように前記カムシャフト又は前記回転軸に固定されていることを特徴とする。
カムシャフト又はカムシャフトと同期して回転する回転軸に固定された切替カムを備え、
前記押圧部材は、前記切替カムと前記連結棒との間に挿入可能に配置され、前記切替カムから押圧を受けた場合に、前記一方連結状態とする位置に向けて前記連結棒を押圧する移動アームであって、
前記アクチュエータは、前記切替カムから押圧を受けるアーム押圧位置に前記移動アームを変位させる駆動部を有し、
前記切替カムは、前記移動アームが前記アーム押圧位置にある場合に、前記第1ロッカアームが前記リフトカムからの押圧を受けない期間において、前記移動アームを押圧するように前記カムシャフト又は前記回転軸に固定されていることを特徴とする。
また、第4の発明は、第3の発明において、
前記駆動部は、前記移動アームを前記アーム押圧位置に向けて押圧可能であって、前記カムシャフトからの距離が前記カムシャフトから前記切替カムの最頂部までの距離よりも短く設定された駆動軸を有し、
前記移動アームは、前記連結棒に隣接するアーム本体と、前記アーム本体に摺動可能に配置され、前記駆動軸から押圧を受けて前記アーム押圧位置に変位する中間部材と、前記アーム本体に配置され、前記駆動軸からの押圧方向と逆方向に前記中間部材を付勢する中間部材付勢手段とを有し、
前記切替カムは、前記中間部材が前記アーム押圧位置にある場合に、前記第1ロッカアームが前記リフトカムからの押圧を受けない期間において、前記中間部材を押圧するように前記カムシャフト又は前記回転軸に固定されていることを特徴とする。
前記駆動部は、前記移動アームを前記アーム押圧位置に向けて押圧可能であって、前記カムシャフトからの距離が前記カムシャフトから前記切替カムの最頂部までの距離よりも短く設定された駆動軸を有し、
前記移動アームは、前記連結棒に隣接するアーム本体と、前記アーム本体に摺動可能に配置され、前記駆動軸から押圧を受けて前記アーム押圧位置に変位する中間部材と、前記アーム本体に配置され、前記駆動軸からの押圧方向と逆方向に前記中間部材を付勢する中間部材付勢手段とを有し、
前記切替カムは、前記中間部材が前記アーム押圧位置にある場合に、前記第1ロッカアームが前記リフトカムからの押圧を受けない期間において、前記中間部材を押圧するように前記カムシャフト又は前記回転軸に固定されていることを特徴とする。
また、第5の発明は、第3の発明において、
前記駆動部が前記移動アームを前記アーム押圧位置に変位させる第1方向、及び前記切替カムからの押圧を受けて前記移動アームが前記連結棒を前記一方連結状態とする位置に向けて押圧する第2方向において、前記移動アームを移動自在に支持するアーム支持部材と、
前記移動アーム及び前記アーム支持部材のいずれか一方に設けられたガイドピンと、
前記移動アーム及び前記アーム支持部材の他方に設けられ、前記ガイドピンと摺接し、前記移動アームが前記アーム押圧位置にある場合に、前記移動アームと前記切替カムとが分離する分離位置まで、前記第1方向と逆方向かつ前記第2方向に向けて前記移動アームを案内するガイド溝と、を備えることを特徴とする。
前記駆動部が前記移動アームを前記アーム押圧位置に変位させる第1方向、及び前記切替カムからの押圧を受けて前記移動アームが前記連結棒を前記一方連結状態とする位置に向けて押圧する第2方向において、前記移動アームを移動自在に支持するアーム支持部材と、
前記移動アーム及び前記アーム支持部材のいずれか一方に設けられたガイドピンと、
前記移動アーム及び前記アーム支持部材の他方に設けられ、前記ガイドピンと摺接し、前記移動アームが前記アーム押圧位置にある場合に、前記移動アームと前記切替カムとが分離する分離位置まで、前記第1方向と逆方向かつ前記第2方向に向けて前記移動アームを案内するガイド溝と、を備えることを特徴とする。
また、第6の発明は、第5の発明において、
前記駆動部は、前記移動アームを前記アーム押圧位置に向けて押圧可能な駆動軸を有し、前記移動アームは、前記分離位置において前記駆動軸と連結する連結穴を有すること、を特徴とする。
前記駆動部は、前記移動アームを前記アーム押圧位置に向けて押圧可能な駆動軸を有し、前記移動アームは、前記分離位置において前記駆動軸と連結する連結穴を有すること、を特徴とする。
また、第7の発明は、第3乃至第6の発明のいずれかにおいて、
前記切替カムは、前記リフトカムであることを特徴とする。
前記切替カムは、前記リフトカムであることを特徴とする。
第1の発明によれば、連結棒が一方のロッカアームと連結状態にある一方連結状態において、連結棒を他方のロッカアームと干渉させることなく、リフトカムに従動する第1ロッカアームを揺動させることができる。このため、本発明によれば、一方連結状態において、連結棒をロッカアームと摺動させることなく連結棒の磨耗を抑制することができる。
第2の発明によれば、第1及び第2ロッカアームの上面にまたがった連結軸を、アクチュエータにより押圧し、連結棒の軸方向と直交する方向に変位させて、連結棒が第2ロッカアームのみに連結する一方連結状態とすることができる。そのため、第1ロッカアームの揺動運動を連結棒に伝達させない状態とすることができる。このとき、連結棒と付勢手段は第2ロッカアーム上で静止状態にあるため、これらの間で摺動は生じない。また、連結棒を押圧しているアクチュエータの押圧部材も、揺動する第1ロッカアームに接触しないため、連結棒と押圧部材との間にも摺動は生じない。このため、本発明によれば、連結棒が第2ロッカアームのみに連結する一方連結状態において、連結棒を押圧部材及び付勢手段と摺動させることなく、その磨耗を抑制することができる。
第3の発明によれば、第1ロッカアームがリフトカムからの押圧を受けない期間において、切替カムが移動アームを押圧するように、切替カムのカムシャフトへの固定位置を定めている。これにより、移動アームが、連結棒を一方連結状態とする位置に押圧する押圧タイミングを、アクチュエータの詳細な制御に頼ることなく、上述した切替カムのカムシャフトへの固定位置により機械的に設定することができる。また、第3の発明によれば、カムシャフトの回転力を利用して移動アームを動作させることができる。即ち、連結棒を一方連結状態とする位置まで押圧するために必要な移動アームの作動力を、駆動部の駆動力に頼ることなく、カムシャフトの回転力を利用して十分に得ることができる。このため、本発明によれば、カムシャフトに固定された切替カムにより、移動アームが連結棒を押圧する際の押圧タイミング制御と、連結棒を変位させるための作動力とをまかなうことができる。
第4の発明によれば、駆動部からの押圧により中間部材をアーム押圧位置に変位させることができる。アーム押圧位置にある中間部材は、切替カムの回転により押圧を受ける。切替カムから押圧を受けた中間部材は、隣接するアーム本体を押圧し、アーム本体に隣接する連結棒を一方連結状態とする位置に変位させることができる。また、駆動軸は、切替カムの最頂部よりもカムシャフトの軸心に近い位置に配置されているため、切替カムの回転により中間部材は駆動軸よりも高い位置に持ち上げられることとなる。このとき、中間部材は、付勢手段により駆動軸による押圧方向と逆方向に付勢された状態にあるため、駆動軸からの押圧を失った中間部材は、付勢手段の付勢力によりアーム押圧位置から外れ、駆動軸の周面へスライドすることとなる。その結果、中間部材は、駆動軸の周面とアーム本体とに挟まれた状態で固定される。即ち、駆動軸が中間部材を介してアーム本体を持ち上げている状態で固定される。このため、本発明によれば、移動アームの一部である軽量な中間部材をアーム押圧位置に変位させることで、切替カムの回転を利用して、連結棒を一方連結状態とする位置に変位させ、さらに、その状態を維持することができる。
第5の発明によれば、切替カムの回転を受けて、ガイドピンとガイド溝とを滑動させることができる。この滑動によりガイド溝を有する移動アームを、連結棒を一方連結状態とする位置であって移動アームと切替カムとを分離させる分離位置まで案内することができる。このため、本発明によれば、ガイドピンとガイド溝とにより、切替カムの回転を利用して、移動アームを確実に目的位置に案内することができる。
第6の発明によれば、移動アームと切替カムとの分離位置において、駆動軸と連結穴とが連結し、分離位置で移動アームを固定することができる。このため、本発明によれば、連結棒を一方連結状態とする位置で移動アームを固定することができる。
第7の発明によれば、リフトカムを用いてリフトロッカアームと移動アームの両方を動作させることができる。このため、本発明によれば、部品点数を増加させることなくカムシャフトの回転力を利用して連結棒を一方連結状態とする位置へ変位させることができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
実施の形態1.
[可変動弁装置の基本構成]
図1および図2を参照して、本発明の実施の形態1における内燃機関の可変動弁装置の基本構成について説明する。図1は、本実施形態の可変動弁装置10を上面から見た上面図である。図2は、本実施形態の可変動弁装置10を図1に示すB視方向から見た側面図である。本実施形態の内燃機関は複数の気筒を備え、各気筒には、2つの吸気弁と2つの排気弁とが備わっているものとする。そして、図1および図2に示す構成は、各気筒に配設された2つの吸気弁或いは2つの排気弁をそれぞれ駆動する装置として機能するものとする。
[可変動弁装置の基本構成]
図1および図2を参照して、本発明の実施の形態1における内燃機関の可変動弁装置の基本構成について説明する。図1は、本実施形態の可変動弁装置10を上面から見た上面図である。図2は、本実施形態の可変動弁装置10を図1に示すB視方向から見た側面図である。本実施形態の内燃機関は複数の気筒を備え、各気筒には、2つの吸気弁と2つの排気弁とが備わっているものとする。そして、図1および図2に示す構成は、各気筒に配設された2つの吸気弁或いは2つの排気弁をそれぞれ駆動する装置として機能するものとする。
本実施形態の可変動弁装置10は、図2に示すバルブ12の開弁特性を機械的に変更可能な装置として構成されている。具体的には、可変動弁装置10のカムシャフト13には、リフトカム14が組み付けられている。また、リフトカム14の左右には図示しないゼロリフトカムが組み付けられている。リフトカム14には、リフトロッカアーム16に回転自在に設けられたロッカアームローラ18が摺接している。そのため、カムシャフトの回転運動は、リフトカム14からロッカアームローラ18に伝達され、リフトロッカアーム16の揺動運動に変換される。
また、図1に示すリフトロッカアーム16の左右には、ゼロリフトロッカアーム20が並置されている。ゼロリフトロッカアーム20はゼロリフトカムに当接している。ゼロリフトロッカアーム20の一端には、バルブ12が設けられている。バルブ12の近傍には、バルブスプリング21が設けられている。バルブスプリング21からの付勢力は、ゼロリフトロッカアーム20を付勢しバルブ12を閉弁させる力として作用する。このような構成において、後述する連結ピン22によりリフトロッカアーム16とゼロリフトロッカアーム20とが連結する場合には、リフトロッカアーム16の揺動運動がゼロリフトロッカアーム20に伝達されて、バルブ12の開閉運動に変換される。一方、リフトロッカアーム16とゼロリフトロッカアーム20とが分離する場合には、リフトロッカアーム16の揺動運動はゼロリフトロッカアーム20に伝達されず、バルブ12は上述したバルブスプリング21の付勢力により閉弁状態となる。
[実施の形態1の特徴的構成]
次に、本実施形態の可変動弁装置10の特徴的構成について図1〜図3を用いて説明する。以下、本実施形態の特徴的構成である連結ピン22周辺の構成について説明する。図1に示すとおり、本実施形態の可変動弁装置10には、リフトロッカアーム16の上面とゼロリフトロッカアーム20の上面とにまたがって連結ピン22が配置されている。連結ピン22の近傍には、両ロッカアームの上面に配置された連結ピン22を、連結ピン22の軸方向に直交する方向に押圧して転動させることのできるアクチュエータが配置されている。アクチュエータとして、例えばソレノイド24が用いられている。ソレノイド24は、リフトカム14がリフトロッカアーム16を押圧していない状態で連結ピン22の重心近傍を押圧可能な位置に固定されている。
次に、本実施形態の可変動弁装置10の特徴的構成について図1〜図3を用いて説明する。以下、本実施形態の特徴的構成である連結ピン22周辺の構成について説明する。図1に示すとおり、本実施形態の可変動弁装置10には、リフトロッカアーム16の上面とゼロリフトロッカアーム20の上面とにまたがって連結ピン22が配置されている。連結ピン22の近傍には、両ロッカアームの上面に配置された連結ピン22を、連結ピン22の軸方向に直交する方向に押圧して転動させることのできるアクチュエータが配置されている。アクチュエータとして、例えばソレノイド24が用いられている。ソレノイド24は、リフトカム14がリフトロッカアーム16を押圧していない状態で連結ピン22の重心近傍を押圧可能な位置に固定されている。
ソレノイド24は電磁コイル等からなる動力部24aと可動鉄心等のソレノイド軸24bを有する。動力部24aに電流を流している状態とすることで、ソレノイド軸24bを伸ばす方向(図1では上方向)に直進運動させることができる。以下、この状態をソレノイドON状態という。一方、動力部24aに電流を流さない状態とすることで、ソレノイド24に内蔵されるばねの付勢力により、ソレノイド軸を縮める方向(図1では下方向)に直進運動させることができる。以下、この状態をソレノイドOFF状態という。
ソレノイド軸24bは連結ピン22の重心近傍を、図1の上方向に押圧可能に配置されている。また、ソレノイド軸24bは両ロッカアームに接触しないように配置されている。また、連結ピン22両端部は、左右のゼロリフトロッカアーム20上面に設けられたリターンスプリング26によって、ソレノイド軸24bが連結ピン22を押圧する方向と逆方向に付勢されている。
ソレノイド24がOFF状態の場合、即ち、ソレノイド軸24bが連結ピン22に押圧を加えていない場合には、上述したリターンスプリング26の付勢力により、連結ピン22は、ソレノイド軸24bが連結ピン22に押圧を加える方向と逆方向に変位する。以下、この変位した位置を第1位置という。一方、ソレノイド24がON状態の場合、即ち、ソレノイド軸24bが連結ピン22に押圧を加えている場合には、ソレノイド軸24bの押圧力は、リターンスプリング26の付勢力に打ち勝ち、連結ピン22を図1の上方向に移動させる。以下、この変位した位置を第2位置という。
リフトロッカアーム16の上面には、連結ピン22が第1位置にある場合に、連結ピン22とリフトロッカアーム16とを係合させ、連結ピン22が第2位置にある場合において係合させない係合部28が設けられている。係合部28の断面形状は、例えばJ字型となっており、第1位置においては係合部28の上面が連結ピン22と係合し、第2位置においては係合部28の上部が開放されているため連結ピン22と係合しない形状となっている。
また、ゼロリフトロッカアーム20の上面には、連結ピン22を第1位置と第2位置との間で転動自在に支持する支持部30が設けられている。支持部30の断面形状は、例えば第1位置と第2位置とを囲む環状となっている。
なお、上述した通り、ソレノイド軸24bは、両ロッカアームの上面にある連結ピン22を、連結ピン22の軸方向と直交する方向に押圧する。よって、第1位置と第2位置とは連結ピン22の軸方向と直交する方向に位置している。
本実施形態のシステムはECU(Electronic Control Unit)50を備えている。ECU50の出力側には、前述のソレノイド24等が接続されている。ECU50は、所定の気筒をバルブ閉弁休止状態とする気筒休止要求がある場合に、リフトロッカアーム16がリフトカム14からの押圧を受けていないタイミングで、当該気筒のソレノイド24をON状態とする処理と、閉弁休止状態にある気筒を運転状態とする気筒運転要求がある場合に、リフトロッカアーム16がリフトカム14からの押圧を受けていないタイミングで、ソレノイド24をOFF状態とする処理とを択一的に実施する制御ルーチンを記憶している。
図3は、実施の形態1の内燃機関の可変動弁装置10において、気筒休止要求に応じてバルブを閉弁休止させた場合の状態を示す状態図である。ECU50は、上述した制御ルーチンに従い、気筒休止要求を受けた場合に、リフトロッカアーム16がリフトカム14から押圧を受けていない期間において、ソレノイド24をON状態とする。これにより、ソレノイド軸24bは連結ピン22を押圧し、連結ピン22を上述した第2位置に変位させる。連結ピン22は、第2位置においてリフトロッカアーム16の係合部28から分離される。連結ピン22がリフトロッカアーム16の係合部28から分離することで、連結ピン22は、左右のゼロリフトロッカアーム20の支持部30のみに支持された状態となるため、リフトロッカアーム16とゼロリフトロッカアーム20も分離状態となる。
気筒休止運転時においても、カムシャフト13は回転運動を継続する。そのため、カムシャフト13の回転運動は、リフトカム14を介してリフトロッカアーム16に伝達され、リフトロッカアーム16は揺動運動を継続する。しかしながら、上述した通り連結ピン22は、リフトロッカアーム16から分離状態にあるため、リフトカム14の力は連結ピン22に伝達されず、連結ピン22を支持するゼロリフトロッカアーム20にもリフトカム14の力は伝達されない。そのため、バルブスプリング21の付勢力によりゼロリフトロッカアーム20はバルブ12を閉弁休止させる位置で静止状態となる。
以上説明したように、上述したような構成によれば、ソレノイド軸24bからの押圧により連結ピン22を第2位置に変位させることができる。第2位置において、連結ピン22はゼロリフトロッカアーム20のみに支持された状態となる。連結ピン22の両端部は、第2位置においてリターンスプリング26に付勢された状態となるが、連結ピン22の両端部もリターンスプリング26もゼロリフトロッカアーム20上で静止状態にあるため、これらの間で摺動は生じない。また、第2位置において、連結ピン22はリフトロッカアーム16と分離状態となるため、リフトロッカアーム16の揺動運動は連結ピン22に伝達しない。そのため、連結ピン22を押圧しているソレノイド24のソレノイド軸24bも、揺動するリフトロッカアーム16に接触しないため、連結ピン22とソレノイド軸24bとの間にも摺動は生じない。
このため、本実施形態の可変動弁装置10によれば、両ロッカアームの分離状態において、リフトロッカアーム16が揺動運動を継続する場合であっても、連結ピン22を、ソレノイド軸24b及びリターンスプリング26と摺動させることなく、これらの接触部分の磨耗を抑制することができる。
ところで、上述した実施の形態1のシステムにおいては、連結ピン22を、両ロッカアームの上面に配置することとしているが、この連結ピン22の配置は、これに限定されるものではない。例えば、両ロッカアームの下面にまたがって配置することとしても良い。具体的には、以下のように本実施形態の構成の一部を次のように変更する。連結ピン22を、両ロッカアームの下面にまたがって配置する。連結ピン22を第1位置と第2位置とに変位させるアクチュエータをリフトロッカアーム16の下面に配置する。上述の係合部28を、ゼロリフトロッカアーム20に設ける。上述の支持部30を、第1ロッカアームに設ける。このような構成によれば、連結ピン22を第1位置に変位させることで、連結ピン22と両ロッカアームを連結状態とすることができる。また、連結ピン22を第2位置に変位させることで、連結ピン22とゼロリフトロッカアーム20とを分離状態とすることができる。なお、この点は以下の実施の形態でも同様である。
また、上述した実施の形態1のシステムにおいては、連結ピン22を、両ロッカアーム上の第1位置/第2位置に変位させることで連結/分離させることとしているが、この連結/分離を実現する構成は、これに限定されるものではない。例えば、第2位置を、リフトロッカアーム16の上面と同一平面上であって、リフトロッカアーム16の周面から外れた空間上の位置とし、以下のように本実施形態の構成の一部を次のように変更してもよい。係合部28を、第1位置において連結ピン22と係合可能であって、上述の第2位置方向に開口した、断面形状が略コの字形の形状とする。支持部30を、第1位置と第2位置との間で転動自在に支持され、その断面形状は第1位置と第2位置とを囲む環状とする。連結ピン22を、第1位置と第2位置とに変位させるアクチュエータを配置する。このような構成によれば、連結ピン22を第1位置に変位させることで、連結ピン22を両ロッカアームと連結状態とすることができる。また、連結ピン22を第2位置に変位させることで、ゼロリフトロッカアーム20が連結ピン22の両端を支持しつつ、連結ピン22はリフトロッカアーム16の上面から外れた空間に位置した分離状態とすることができる。このため、連結ピン22をリフトロッカアーム16に干渉させないことができる。なお、この点は以下の実施の形態でも同様である。
尚、上述した実施の形態1においては、リフトロッカアーム16が前記第1の発明における「第1ロッカアーム」に、ゼロリフトロッカアーム20が前記第1の発明における「第2ロッカアーム」に、連結ピン22が前記第1の発明における「連結棒」に、ソレノイド24が前記第1の発明における「アクチュエータ」に、リターンスプリング26が前記第2の発明における「付勢手段」に、ソレノイド軸24bが前記第2の発明における「押圧部材」に、係合部28が前記第2の発明における「係合部」にそれぞれ相当している。
更に、実施の形態1のおいては、第1位置にある連結ピン22が前記第1の発明における「双方連結状態を実現する連結棒」に、第2位置にある連結ピン22が前記第1の発明における「一方連結状態を実現する連結棒」に、それぞれ対応している。
更に、実施の形態1のおいては、第1位置にある連結ピン22が前記第1の発明における「双方連結状態を実現する連結棒」に、第2位置にある連結ピン22が前記第1の発明における「一方連結状態を実現する連結棒」に、それぞれ対応している。
実施の形態2.
次に、図4〜図6を参照して本発明の実施の形態2について説明する。本実施形態のシステムは図1に示す構成において、ソレノイド24の配置を変更し、ソレノイド軸24bと連結ピン22との間に後述する図4に示す移動アーム34を配置し、カムシャフト13に切替カム36を組み付けた点を除いて、実施の形態1の構成と略同様であるため、共通する構成については共通する符号を付してその説明を簡略又は省略する。
次に、図4〜図6を参照して本発明の実施の形態2について説明する。本実施形態のシステムは図1に示す構成において、ソレノイド24の配置を変更し、ソレノイド軸24bと連結ピン22との間に後述する図4に示す移動アーム34を配置し、カムシャフト13に切替カム36を組み付けた点を除いて、実施の形態1の構成と略同様であるため、共通する構成については共通する符号を付してその説明を簡略又は省略する。
[実施の形態2における特徴的構成]
上述した実施の形態1の構成では、ソレノイド24の駆動力により連結ピン22を押圧することとしているため、ソレノイド24の小型軽量化を図る場合には、連結ピン22を変位させるためのソレノイド24の駆動力が十分といえない可能性がある。また、連結ピン22の変位タイミングは、バルブ12の閉弁期間中とする必要があるため、ソレノイド24をON状態にするタイミングを詳細に制御する必要がある。そこで、本実施形態では、カムシャフト13の回転力を利用して連結ピン22を変位させることとし、また、連結ピン22の変位タイミングをカムシャフト13の回転と同期させて機械的に設定することとした。
上述した実施の形態1の構成では、ソレノイド24の駆動力により連結ピン22を押圧することとしているため、ソレノイド24の小型軽量化を図る場合には、連結ピン22を変位させるためのソレノイド24の駆動力が十分といえない可能性がある。また、連結ピン22の変位タイミングは、バルブ12の閉弁期間中とする必要があるため、ソレノイド24をON状態にするタイミングを詳細に制御する必要がある。そこで、本実施形態では、カムシャフト13の回転力を利用して連結ピン22を変位させることとし、また、連結ピン22の変位タイミングをカムシャフト13の回転と同期させて機械的に設定することとした。
次に、本実施形態の可変動弁装置10の特徴的構成について図4〜図6を用いて説明する。図4は、実施の形態2における可変動弁装置10を上面から見た上面図である。図5は、実施の形態2における可変動弁装置10を図4に示すB視方向から見た側面図である。可変動弁装置10のカムシャフト13には、リフトカム14と切替カム36とが組み付けられている。切替カム36と連結ピン22との間には、移動アーム34が挿入可能に配置されている。ソレノイド24は、移動アーム34の近傍において、移動アーム34をカムシャフト13の軸方向に押圧可能に配置されている。ソレノイド24は、ソレノイドON状態とした場合に、移動アーム34を押圧し、移動アーム34が切替カム36から押圧を受けることのできる位置(以下、アーム押圧位置という。)まで変位させる。
また、移動アーム34は、カムシャフト13の軸方向に平行に配置された移動アーム軸40によって軸周面方向に回転可能に支持されている。切替カム36は、移動アーム34がアーム押圧位置にある場合に、リフトロッカアーム16がリフトカム14からの押圧を受けない期間において、移動アーム34の一端を押圧するようにカムシャフト13に組み付けられている。例えば、切替カム36の位相はリフトカム14の位相と反対に設定されている。一端に押圧を受けた移動アーム34は回転する。移動アーム34の他端は、この回転に応じて連結ピン22を押圧可能に配置されている。
より具体的な、移動アーム34の構成について説明する。図6は、実施の形態2における可変動弁装置10を図4に示すA視方向から見た正面図である。また、図6(A)は、可変動弁装置10のソレノイド24がOFF状態の場合における、移動アーム34周辺の構成を示した構成図である。図6(A)に示す移動アーム34には、アーム本体34aと中間部材34bとが隣接して配置されている。ソレノイド軸24bは、ソレノイド24をON状態とすることで、中間部材34bをカムシャフト13の軸方向に押圧可能に配置されている。また、ソレノイド軸24bは、カムシャフト13からの距離がカムシャフト13から切替カム36の最頂部までの距離よりも短い位置に配置されている。
また、図6(A)に示す中間部材34bは、ソレノイド軸24bから押圧を受けて、アーム本体34aに摺動しつつ上述したアーム押圧位置に変位可能に配置されている。アーム本体34aには、ソレノイド軸24bからの押圧方向と逆方向(図6(A)の左方向)に中間部材34bを付勢するリターンスプリング42が配置されている。また、アーム本体34aは、両ロッカアームに接触することなく連結ピン22に隣接して配置されている。ここで、切替カム36は、中間部材34bがアーム押圧位置にある場合に、リフトロッカアーム16がリフトカム14からの押圧を受けない期間において、中間部材34bを押圧するようにカムシャフト13に組み付けられている。
次に、上述した図6(A)に加え、図6(B)〜図6(D)を用いて実施の形態2における移動アーム34の動作を説明する。図6(B)は、図6(A)の状態において、ソレノイド24をON状態とした場合における、移動アーム34の動作を示す動作図である。まず、ECU50は上述した制御ルーチンに従い、気筒休止要求に応じて、ソレノイド24をON状態とする。ソレノイド24をON状態とすることで、ソレノイド軸24bが中間部材34bを押圧する。中間部材34bは、ソレノイド軸24bからの押圧を受けて、上述したアーム押圧位置に変位する。このとき、上述したリターンスプリング42は、ソレノイド軸24bの押圧方向と逆方向に中間部材34bを付勢した状態となっている。
図6(C)は、図6(B)の状態において、移動アーム34が切替カム36により持ち上げられる動作を示す動作図である。図6(B)に示す動作によりアーム押圧位置に変位された中間部材34bは、カムシャフト13の回転に伴い、切替カム36に押圧されて図6(C)の上方向に持ち上げられる。中間部材34bの上面はアーム本体34aと隣接しているため、中間部材34bが持ち上げられると共に、アーム本体34aも持ち上げられる。このとき、アーム本体34aは、図5に示すように移動アーム軸40に支持されているため、移動アーム軸40を支点として図5において左回転する。アーム本体34aの回転により、アーム本体34aは連結ピン22を押圧して実施の形態1で述べた第2位置に変位させる。なお、図6(C)の状態においては、ソレノイド軸24bは未だ中間部材34bを押圧中であって、リターンスプリング42は、ソレノイド軸24bの押圧方向と逆方向に中間部材34bを付勢した状態にある。
図6(D)は、図6(C)の状態において、移動アーム34が連結ピン22を第2位置に固定する動作を示す動作図である。図6(C)に示す動作により、中間部材34bは切替カム36に持ち上げられる。上述した通り、ソレノイド軸24bは、切替カム36の最長部よりもカムシャフト13の軸心に近い位置に配置されているため、少なくとも切替カム36の最頂部において、中間部材34bはソレノイド軸24bから外されることとなる。このとき、中間部材34bは、リターンスプリング42の付勢力により、ソレノイド軸24bの押圧方向と逆方向(図6(D)の左方向)に押し戻される。その結果、中間部材34bは、ソレノイド軸24bの上部にスライドし、切替カム36の周面から離脱する。このとき、中間部材34bは、切替カム36に持ち上げられた位置で、ソレノイド軸24bの上部に配置されるため、中間部材34bに隣接するアーム本体34aも持ち上げられた状態となる。その結果、その後切替カム36が回転しても、アーム本体34aは持ち上げられた状態を維持することとなる。図6(B)の説明で述べたように、アーム本体34aは持ち上げられた状態で、連結ピン22を押圧して第2位置に変位させた状態にある。
なお、図6(D)に示す状態において、ソレノイド24をOFF状態とすることで、ソレノイド軸24bは縮める方向(図6(D)の右方向)に駆動され、中間部材34bはソレノイド軸24bの上面から外れる。その結果、アーム本体34aと中間部材34bは図6(A)に示す状態に戻る。
以上説明したように、上述したような構成によれば、カムシャフト13に組み付けられた切替カム36から、移動アーム34の作動力をえて、連結ピン22を第2位置に変位させることができる。このため、本実施形態のシステムによれば、連結ピン22を第2位置に変位させるための移動アーム34の作動力を、ソレノイド24に頼らず、カムシャフト13の回転力を移動アーム34に伝達させて十分に得ることができる。
また、本実施形態の構成によれば、リフトロッカアーム16がリフトカム14からの押圧を受けていない区間内で、切替カム36が移動アーム34を押圧するように、切替カム36をカムシャフト13に組み付けている。このため、本実施形態のシステムによれば、連結ピン22を第2位置に変位させる変位タイミングを、ソレノイド24をON状態とするタイミング制御に頼ることなく、切替カム36の組み付け位置で機械的に定めることができる。なお、このような構成によれば、ソレノイド24は、連結ピン22よりも小型軽量な中間部材34bをアーム押圧位置に変位させる駆動力さえ有すれば足りるため、ソレノイド24自体の小型軽量化を図ることもできる。
ところで、上述した実施の形態2のシステムにおいては、切替カム36を、カムシャフト13に組み付けることとしているが、この切替カム36の配置は、これに限定されるものではない。例えば、カムシャフト13と同期して回転する他の回転軸に、切替カム36を組み付けることとしても良い。なお、この点は以下の実施の形態でも同様である。
尚、上述した実施の形態2においては、切替カム36が前記第3の発明における「切替カム」に、移動アーム34が前記第3の発明における「移動アーム」に、ソレノイド24が前記第3の発明における「駆動部」に、ソレノイド軸24bが前記第4の発明における「駆動軸」に、アーム本体34aが前記第4の発明における「アーム本体」に、中間部材34bが前記第4の発明における「中間部材」に、リターンスプリング42が前記第4の発明における「中間部材付勢手段」に、それぞれ相当している。
実施の形態3.
次に、図7〜図9を参照して本発明の実施の形態3について説明する。本実施形態のシステムは図4に示す構成において、ソレノイド24の配置を変更し、移動アーム34に代えて、ソレノイド軸24bと連結ピン22との間に後述する図7に示す移動アーム44を配置し、切替カム36を排除した点を除いて、実施の形態2の構成と略同様であるため、共通する構成については共通する符号を付してその説明を簡略又は省略する。
次に、図7〜図9を参照して本発明の実施の形態3について説明する。本実施形態のシステムは図4に示す構成において、ソレノイド24の配置を変更し、移動アーム34に代えて、ソレノイド軸24bと連結ピン22との間に後述する図7に示す移動アーム44を配置し、切替カム36を排除した点を除いて、実施の形態2の構成と略同様であるため、共通する構成については共通する符号を付してその説明を簡略又は省略する。
[実施の形態3における特徴的構成]
上述した実施の形態2の構成では、カムシャフト13の回転力を、切替カム36を介して移動アーム34に伝達させて移動アーム34の作動力としている。しなしながら、新たに切替カム36を設ければ、可変動弁装置10の重量が増すこととなる。そこで、本実施形態では、リフトロッカアーム16を揺動させるリフトカム14を利用して、本実施形態における移動アーム44を動作させることとした。
上述した実施の形態2の構成では、カムシャフト13の回転力を、切替カム36を介して移動アーム34に伝達させて移動アーム34の作動力としている。しなしながら、新たに切替カム36を設ければ、可変動弁装置10の重量が増すこととなる。そこで、本実施形態では、リフトロッカアーム16を揺動させるリフトカム14を利用して、本実施形態における移動アーム44を動作させることとした。
次に、本実施形態の可変動弁装置10の特徴的構成について図7〜図9を用いて説明する。図7は、実施の形態3における可変動弁装置10を上面から見た上面図である。図8は、実施の形態3における可変動弁装置10を図7に示すB視方向から見た側面図である。可変動弁装置10のカムシャフト13には、リフトカム14が組み付けられている。リフトカム14と連結ピン22との間には、移動アーム44が挿入可能に配置されている。ソレノイド24は、移動アーム34の近傍において、移動アーム44をカムシャフト13の軸方向に押圧可能に配置されている。ソレノイド24は、ソレノイドON状態とした場合に、移動アーム44を押圧し、移動アーム44がリフトカム14からの押圧を受けることのできる位置(以下、アーム押圧位置という。)まで変位させる。
また、移動アーム44は、カムシャフト13の軸方向に平行に配置された移動アーム軸40によって軸周面方向に回転可能に支持されている。リフトカム14は、移動アーム44がアーム押圧位置にある場合に、リフトロッカアーム16がリフトカム14からの押圧を受けない期間において、移動アーム44の一端を押圧するようにカムシャフト13に組み付けられている。一端に押圧を受けた移動アーム44は回転する。移動アーム44の他端は、この回転に応じて連結ピン22を押圧可能に配置されている。
より具体的な、移動アーム44の構成について説明する。図9は、実施の形態3における可変動弁装置10を図7に示すA視方向から見た正面図である。また、図9(A)は、可変動弁装置10のソレノイド24がOFF状態の場合における、移動アーム44周辺の構成を示した構成図である。図9(A)に示す移動アーム44には、アーム本体44aと中間部材44bとが隣接して配置されている。ソレノイド軸24bは、ソレノイド24をON状態とすることで、中間部材44bをカムシャフト13の軸方向に押圧可能に配置されている。また、ソレノイド軸24bは、カムシャフト13からの距離がカムシャフト13からリフトカム14の最頂部までの距離よりも短くなる位置に配置されている。
また、図9(A)に示す中間部材44bは、ソレノイド軸24bから押圧を受けて、アーム本体44aに摺動しつつ上述したアーム押圧位置に変位可能に配置されている。アーム本体44aには、ソレノイド軸24bからの押圧方向と逆方向(図9(A)の左方向)に中間部材44bを付勢するリターンスプリング42が配置されている。また、アーム本体44aは、両ロッカアームに接触することなく連結ピン22に隣接して配置されている。ここで、リフトカム14は、中間部材44bがアーム押圧位置にある場合に、リフトロッカアーム16がリフトカム14からの押圧を受けない期間において、中間部材44bを押圧するようにカムシャフト13に組み付けられている。
次に、上述した図9(A)に加え、図9(B)〜図9(D)を用いて実施の形態3における移動アーム44の動作を説明する。図9(B)は、図9(A)の状態において、ソレノイド24をON状態とした場合における、移動アーム44の動作を示す動作図である。まず、ECU50は上述した制御ルーチンに従い、気筒休止要求に応じて、ソレノイド24をON状態とする。ソレノイド24をON状態とすることで、ソレノイド軸24bが中間部材44bを押圧する。中間部材44bは、ソレノイド軸24bからの押圧を受けて、上述したアーム押圧位置に変位する。このとき、上述したリターンスプリング42は、ソレノイド軸24bの押圧方向と逆方向に中間部材44bを付勢した状態となる。
図9(C)は、図9(B)の状態において、移動アーム44がリフトカム14により持ち上げられる動作を示す動作図である。図9(B)に示す動作によりアーム押圧位置に変位された中間部材44bは、カムシャフト13の回転に伴い、リフトカム14に押圧されて図9(C)の上方向に持ち上げられる。中間部材44bの上面はアーム本体44aと隣接しているため、中間部材44bが持ち上げられると共に、アーム本体44aも持ち上げられる。このとき、アーム本体44aは、図8に示すように移動アーム軸40に支持されているため、移動アーム軸40を支点として図8において左回転する。アーム本体44aの回転により、アーム本体44aは連結ピン22を押圧して実施の形態1で述べた第2位置に変位させる。なお、図9(C)の状態においては、ソレノイド軸24bは未だ中間部材44bを押圧中であって、リターンスプリング42は、ソレノイド軸24bの押圧方向と逆方向に中間部材44bを付勢した状態にある。
図9(D)は、図9(C)の状態において、移動アーム44が連結ピン22を第2位置に固定する動作を示す動作図である。図9(C)に示す動作により、中間部材44bはリフトカム14に持ち上げられる。上述した通り、ソレノイド軸24bは、リフトカム14の最長部よりもカムシャフト13の軸心に近い位置に配置されているため、少なくともリフトカム14の最頂部において、中間部材44bはソレノイド軸24bから外されることとなる。このとき、中間部材44bは、リターンスプリング42の付勢力により、ソレノイド軸24bの押圧方向と逆方向(図9(D)の左方向)に押し戻される。その結果、中間部材44bは、ソレノイド軸24bの上部にスライドし、リフトカム14の周面から離脱する。このとき、中間部材44bは、リフトカム14に持ち上げられた位置で、ソレノイド軸24bの上部に固定されるため、中間部材44bに隣接するアーム本体44aも持ち上げられた状態を維持することとなる。その結果、その後リフトカム14が回転しても、アーム本体44aは持ち上げられた状態を維持することとなる。図9(B)の説明で述べたように、アーム本体44aは持ち上げられた状態で、連結ピン22を押圧して第2位置に変位させた状態にある。
なお、図9(D)に示す状態において、ソレノイド24をOFF状態とすることで、ソレノイド軸24bを縮める方向(図9(D)の右方向)に駆動され、中間部材44bがソレノイド軸24bの上面から外れる。その結果、アーム本体44aと中間部材44bは図9(A)に示す状態に戻る。
以上説明したように、上述したような構成によれば、上述した実施の形態2と同様の効果を得ることができる。なお、このような構成によれば、リフトカム14により、移動アーム44とリフトロッカアーム16の両方を動作させることができる。実施の形態2に比して部品点数を抑え軽量化を図ることができる。
尚、上述した実施の形態3においては、リフトカム14が前記第7の発明における「リフトカム」に、移動アーム44が前記第7の発明における「移動アーム」に、アーム本体44aが前記第7の発明における「アーム本体」に、中間部材44bが前記第7の発明における「中間部材」に、それぞれ相当している。
実施の形態4.
次に、図10〜図11を参照して本発明の実施の形態4について説明する。本実施形態のシステムは図7に示す構成において、ソレノイド24の配置を変更し、移動アーム44に代えて、ソレノイド軸24bと連結ピン22との間に、後述する図10に示す移動アーム54を備え、移動アーム軸40に代えて、後述する移動アーム軸56を備えた点を除いて、実施の形態3の構成と略同様であるため、共通する構成については共通する符号を付してその説明を簡略又は省略する。
次に、図10〜図11を参照して本発明の実施の形態4について説明する。本実施形態のシステムは図7に示す構成において、ソレノイド24の配置を変更し、移動アーム44に代えて、ソレノイド軸24bと連結ピン22との間に、後述する図10に示す移動アーム54を備え、移動アーム軸40に代えて、後述する移動アーム軸56を備えた点を除いて、実施の形態3の構成と略同様であるため、共通する構成については共通する符号を付してその説明を簡略又は省略する。
[実施の形態4における特徴的構成]
上述した実施の形態3の構成では、アーム本体44aと中間部材44bの間に設けたリターンスプリング42のリターン力を用いて、移動アーム44が連結ピン22を第2位置に変位させた場所で、中間部材44bをリフトカム14から外し、固定することとしている。しかしながら、スプリングのリターン力を利用しているため、十分に作動しない可能性もある。そこで、本実施形態の構成では、リフトカム14からの押圧を受けて移動アームを目的の位置に案内するガイド溝とガイドピンを設けることとした。
上述した実施の形態3の構成では、アーム本体44aと中間部材44bの間に設けたリターンスプリング42のリターン力を用いて、移動アーム44が連結ピン22を第2位置に変位させた場所で、中間部材44bをリフトカム14から外し、固定することとしている。しかしながら、スプリングのリターン力を利用しているため、十分に作動しない可能性もある。そこで、本実施形態の構成では、リフトカム14からの押圧を受けて移動アームを目的の位置に案内するガイド溝とガイドピンを設けることとした。
次に、本実施形態の可変動弁装置10の特徴的構成について図10〜図11を用いて説明する。図10は、実施の形態4における可変動弁装置10を図7に示すB視方向から見た側面図である。リフトカム14と連結ピン22との間には、移動アーム54が挿入可能に配置されている。移動アーム54は、カムシャフト13の軸方向に平行に配置された移動アーム軸56によって、軸方向及び回転方向に移動可能に支持されている。ソレノイド24は、移動アーム54の近傍において、移動アーム54を移動アーム軸56の軸方向に押圧可能に配置されている。ソレノイド24は、ソレノイドON状態とした場合に、移動アーム54を押圧氏、移動アーム54がリフトカム14からの押圧を受けることのできる位置(以下、アーム押圧位置という。)まで変位させる。
また、リフトカム14は、移動アーム54がアーム押圧位置にある場合に、リフトロッカアーム16がリフトカム14からの押圧を受けない期間において、移動アーム54の一端を押圧するようにカムシャフト13に組み付けられている。一端に押圧を受けた移動アーム54は回転する。移動アーム54の他端は、この回転に応じて連結ピン22を押圧可能に配置されている。
より具体的な、移動アーム54の構成について説明する。図11は、実施の形態4における可変動弁装置10を図7に示すA視方向から見た正面図である。また、図11(A)は、可変動弁装置10のソレノイドがOFF状態の場合における、移動アーム54周辺の構成を示した構成図である。図11(A)に示す移動アーム54には、リフトカム接触部54aが設けられている。リフトカム接触部54aは、移動アーム54がソレノイド軸24bからの押圧を受けることで、上述したアーム押圧位置に変位可能に配置されている。
また、移動アーム54には、移動アーム軸56との接触面にガイド溝58が形成されている。ガイド溝58は、ガイド溝58は、第1ガイド溝58a、第2ガイド溝58b、第3ガイド溝58cからなり、各ガイド溝は連続し、かつ閉じた経路として構成されている。移動アーム軸56には、ガイド溝58との接触面において噛み合ってスライドするガイドピン60が固定されている。
第1ガイド溝58aは、移動アーム軸56の軸方向に形成されている。第1ガイド溝58aの始点は、ソレノイドOFF状態において、移動アーム54がソレノイド軸24bの押圧をうけない位置に定められている。第1ガイド溝58bの終点は、ソレノイドON状態において、移動アーム54がソレノイド軸24bの押圧を受けて、移動アーム54のリフトカム接触部54aがアーム押圧位置に変位した位置に定められている。この始点と終点の間にガイドピン60を滑動させる溝が形成されている。
第2ガイド溝58bは、移動アームが第1ガイド溝によって案内される方向と逆方向であって、かつ、移動アーム54が連結ピン22を実施の形態1で述べた第2位置に変位させる移動アームの回転方向に形成されている。第2ガイド溝の始点は、第1ガイド溝58aの終点である。第2ガイド溝58bの終点は、移動アーム54が連結ピン22を第2位置に変位させた位置であって、かつ移動アーム54のリフトカム接触部54aがアーム押圧位置から分離する位置である。この始点と終点の間にガイドピン60を滑動させる溝が形成されている。
第3ガイド溝58cは、第2ガイド溝の終点を始点とし、第1ガイド溝の始点を終点とするガイドピン60を滑動させる溝である。第3ガイド溝の始点近傍には、ソレノイド軸24bと接触する移動アーム56の側面に、ソレノイド軸24bを挿入可能なソレノイド軸挿入穴54bが設けられている。
次に、上述した図11(A)に加え、図11(B)及び図11(C)を用いて実施の形態4における移動アーム54の動作を説明する。図11(B)は、図11(A)の状態において、ソレノイド24をON状態とした場合における、移動アーム54の動作を示す動作図である。まず、ECU50は上述した制御ルーチンに従い、気筒休止要求に応じて、ソレノイドをON状態とする。ソレノイド24をON状態とすることで、ソレノイド軸24bが移動アーム54を押圧する。移動アーム54は、押圧を受けてガイドピン60を第1ガイド溝58aに滑動させつつ、図11の右方向に変位する。その結果、移動アーム54のリフトカム接触部54aは、アーム押圧位置まで案内される。
図11(C)は、図11(B)の状態において、移動アーム54がリフトカム14により持ち上げられる動作を示す動作図である。図11(B)に示す動作によりアーム押圧位置に変位された移動アーム54のリフトカム接触部54aは、カムシャフト13の回転運動によりリフトカム14に押圧される。この押圧を受けて、移動アーム54は、ガイドピン60を第2ガイド溝58bに滑動させつつ、図10の移動アーム軸40を支点として、図11の下方向に回転(図10では左回転)する。その結果、移動アーム54は、連結ピン22を押圧して第2位置に変位させる。同時に、移動アーム54は、ガイドピン60を第2ガイド溝に滑動させつつ、ソレノイド軸の押圧方向と逆方向に移動する。図11(C)の状態においては、ソレノイド軸24bは未だ移動アームを押圧中であるが、カムシャフトの回転力により第2ガイド溝を案内する力の方が強いため、移動アームは、ソレノイドの押圧方向と逆方向に変位することができる。移動アームは、第2ガイド溝の終点まで案内された結果、リフトカム接触部54aはリフトカム14から分離する。ソレノイドはON状態であるため、分離位置に設けられたソレノイド軸挿入穴54bにソレノイド軸24bが挿入される。その結果、移動アーム54は、連結ピン22を第2位置に押圧した状態で固定される。
なお、図11(C)に示す状態において、ソレノイド24をOFF状態とすることで、ソレノイド軸24bが元の状態(図11(A)のソレノイド軸24bの位置)まで縮まり、ソレノイド軸24bはソレノイド軸挿入穴54bから外れる。移動アーム54は、リターンスプリング26の付勢力により、ガイドピン60を第3ガイド溝58cに滑動させつつ、図11(C)の上方向に変位し、図11(A)に示す状態に戻る。
以上説明したように、上述したような構成によれば、実施の形態3に示す効果に加えて、移動アーム56に形成されたガイド溝58と、移動アーム軸に設けられたガイドピン60とを滑動させて、確実に移動アームを目的位置に案内することができる。
尚、上述した実施の形態4においては、移動アーム軸56が前記第5の発明における「アーム支持部材」に、ガイドピン60が前記第5の発明における「ガイドピン」に、ガイド溝58が前記第5の発明における「ガイド溝」に、ソレノイド軸挿入穴54bが前記第6の発明における「連結穴」に、それぞれ相当している。
10 可変動弁装置
12 バルブ
13 カムシャフト
14 リフトカム
16 リフトロッカアーム
20 ゼロリフトロッカアーム
21 バルブスプリング
22 連結ピン
24、24a、24b ソレノイド、動力部、ソレノイド軸
26、42 リターンスプリング
28 係合部
30 支持部
34、44 移動アーム
34a、44a アーム本体
34b、44b 中間部材
36 切替カム
40、56 移動アーム軸
54、54a、54b 移動アーム、リフトカム接触部、ソレノイド軸挿入穴
58、58a、58b、58c ガイド溝、第1ガイド溝、第2ガイド溝、第3ガイド溝
60 ガイドピン
12 バルブ
13 カムシャフト
14 リフトカム
16 リフトロッカアーム
20 ゼロリフトロッカアーム
21 バルブスプリング
22 連結ピン
24、24a、24b ソレノイド、動力部、ソレノイド軸
26、42 リターンスプリング
28 係合部
30 支持部
34、44 移動アーム
34a、44a アーム本体
34b、44b 中間部材
36 切替カム
40、56 移動アーム軸
54、54a、54b 移動アーム、リフトカム接触部、ソレノイド軸挿入穴
58、58a、58b、58c ガイド溝、第1ガイド溝、第2ガイド溝、第3ガイド溝
60 ガイドピン
Claims (7)
- リフトカムに従動して揺動する第1ロッカアームと、
前記第1ロッカアームに並置され、バルブを従動させる第2ロッカアームと、
前記第1及び第2ロッカアームの双方に連結する双方連結状態と、前記第1及び第2ロッカアームのいずれか一方に連結する一方連結状態とを実現する連結棒と、
前記連結棒を、前記双方連結状態又は前記一方連結状態を実現する位置に変位させるアクチュエータと、を備え、
前記一方連結状態は、前記連結棒が前記第1及び第2ロッカアームの他方に干渉することなく、前記第1ロッカアームが揺動可能な状態であること、
を特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 - 前記連結棒は、前記第1及び前記第2ロッカアームの上面にまたがった状態で、前記第2ロッカアームに支持され、
前記双方連結状態及び前記一方連結状態を実現する前記連結棒の位置は、前記連結棒の軸方向と直交する方向に位置し、
前記第2ロッカアームは、前記連結棒を前記双方連結状態とする位置に向けて付勢する付勢手段を有し、
前記アクチュエータは、第1及び第2ロッカアームに接触しない場所に設けられ前記連結棒を前記一方連結状態とする位置に向けて押圧可能な押圧部材を有し、
前記第1ロッカアームは、前記連結棒を前記双方連結状態とする位置において、前記連結棒と係合する係合部を有すること、
を特徴とする請求項1記載の内燃機関の可変動弁装置。 - カムシャフト又はカムシャフトと同期して回転する回転軸に固定された切替カムを備え、
前記押圧部材は、前記切替カムと前記連結棒との間に挿入可能に配置され、前記切替カムから押圧を受けた場合に、前記一方連結状態とする位置に向けて前記連結棒を押圧する移動アームであって、
前記アクチュエータは、前記切替カムから押圧を受けるアーム押圧位置に前記移動アームを変位させる駆動部を有し、
前記切替カムは、前記移動アームが前記アーム押圧位置にある場合に、前記第1ロッカアームが前記リフトカムからの押圧を受けない期間において、前記移動アームを押圧するように前記カムシャフト又は前記回転軸に固定されていること、
を特徴とする請求項2記載の内燃機関の可変動弁装置。 - 前記駆動部は、
前記移動アームを前記アーム押圧位置に向けて押圧可能であって、前記カムシャフトからの距離が前記カムシャフトから前記切替カムの最頂部までの距離よりも短く設定された駆動軸を有し、
前記移動アームは、
前記連結棒に隣接するアーム本体と、
前記アーム本体に摺動可能に配置され、前記駆動軸から押圧を受けて前記アーム押圧位置に変位する中間部材と、
前記アーム本体に配置され、前記駆動軸からの押圧方向と逆方向に前記中間部材を付勢する中間部材付勢手段とを有し、
前記切替カムは、前記中間部材が前記アーム押圧位置にある場合に、前記第1ロッカアームが前記リフトカムからの押圧を受けない期間において、前記中間部材を押圧するように前記カムシャフト又は前記回転軸に固定されていること、
を特徴とする請求項3記載の内燃機関の可変動弁装置。 - 前記駆動部が前記移動アームを前記アーム押圧位置に変位させる第1方向、及び前記切替カムからの押圧を受けて前記移動アームが前記連結棒を前記一方連結状態とする位置に向けて押圧する第2方向において、前記移動アームを移動自在に支持するアーム支持部材と、
前記移動アーム及び前記アーム支持部材のいずれか一方に設けられたガイドピンと、
前記移動アーム及び前記アーム支持部材の他方に設けられ、前記ガイドピンと摺接し、前記移動アームが前記アーム押圧位置にある場合に、前記移動アームと前記切替カムとが分離する分離位置まで、前記第1方向と逆方向かつ前記第2方向に向けて前記移動アームを案内するガイド溝と、
を備えることを特徴とする請求項3記載の内燃機関の可変動弁装置。 - 前記駆動部は、前記移動アームを前記アーム押圧位置に向けて押圧可能な駆動軸を有し、
前記移動アームは、前記分離位置において前記駆動軸と連結する連結穴を有すること、
を特徴とする請求項5記載の内燃機関の可変動弁装置。 - 前記切替カムは、前記リフトカムであること、
を特徴とする請求項3乃至6のいずれか1項記載の内燃機関の可変動弁装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009026553A JP2010180833A (ja) | 2009-02-06 | 2009-02-06 | 内燃機関の可変動弁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009026553A JP2010180833A (ja) | 2009-02-06 | 2009-02-06 | 内燃機関の可変動弁装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2010180833A true JP2010180833A (ja) | 2010-08-19 |
Family
ID=42762536
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009026553A Pending JP2010180833A (ja) | 2009-02-06 | 2009-02-06 | 内燃機関の可変動弁装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2010180833A (ja) |
-
2009
- 2009-02-06 JP JP2009026553A patent/JP2010180833A/ja active Pending
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