JP6652439B2 - 内燃機関の可変動弁機構 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関のバルブを駆動すると共に、内燃機関の運転状況に応じてバルブの駆動状態を切り替える可変動弁機構に関する。

可変動弁機構の中には、本出願人が開発した図１１，図１２に示す可変動弁機構９０がある（特許文献１）。この可変動弁機構９０は、小リフトカム９１ａに駆動されてバルブ７を駆動するメインアーム９２と、中リフトカム９１ｂに駆動されて揺動する第一サブアーム９３と、大リフトカム９１ｃに駆動されて揺動する第二サブアーム９４とを備えている。そして、メインアーム９２に対して、各サブアーム９３，９４をそれぞれ連結したり切り離したりすることで、３段階切替を実現している。

特開２０１５−２００２２４号公報

しかしながら、この可変動弁機構９０では、図１２(ｂ)に示すように、メインアーム９２に対して第一サブアーム９３を連結したり切り離したりする第一切替ピン９５と、メインアーム９２に対して第二サブアーム９４を連結したり切り離したりする第二切替ピン９６とが、アーム幅方向に並んでいるため、メインアーム９２のアーム幅方向一方側に第一サブアーム９３を設け、アーム幅方向他方側に第二サブアーム９４を設けなければならず、３本のアーム９２，９３，９４の位置関係の自由度が小さくなってしまう。

また、該２本の切替ピン９５，９６がアーム幅方向に並ぶため、切替機構がアーム幅方向に大きくなってしまう。そのため、３本のアーム９２，９３，９４もアーム幅方向に大きくなってしまう。

また、メインアーム９２のアーム幅方向一方側に第一サブアーム９３を設け、アーム幅方向他方側に第二サブアーム９４を設ける関係上、３段階切替のうちの少なくとも幾つかの駆動状態では、アーム幅方向に不均等に力が加わる。そのため、メインアーム９２をピボット９８で支持した場合には、アーム幅方向のバランスが悪くなる。そのため、メインアーム９２の揺動方向を案内するための揺動ガイド９９が必要になる。

そこで、３本のアームの位置関係の自由度を大きくすることを、本発明の第１の目的とする。それに加え、３本のアームの体格をアーム幅方向にコンパクトにすることを、本発明の第２の目的とする。さらに、３本のアームのアーム幅方向のバランスを良くすることで、従来例に示すような揺動ガイドなしでもメインアームをピボットで安定に支持できるようにすることを、本発明の第３の目的とする。

第１の目的（位置関係の自由度大）を達成するため、第１〜第４の本発明の可変動弁機構は、いずれも次の構成を備える。すなわち、プロフィールが異なる第一カム及び第二カムと、揺動時にはバルブを駆動するメインアームと、第一カムに押圧されて揺動する第一サブアームと、第二カムに押圧されて揺動する第二サブアームと、切替装置とを備えている。切替装置は、メインアームと第一サブアームとの間を跨ぐ第一連結位置と跨がない第一非連結位置とに変位可能に設けられた第一切替ピンと、メインアームと第二サブアームとの間を跨ぐ第二連結位置と跨がない第二非連結位置とに変位可能に設けられた第二切替ピンとを備えている。メインアームの揺動軸線の長さ方向であるアーム幅方向にみた側面視で、両切替ピンは、少なくとも両カムのベース円が作用するベース円時に重ならない位置に相互にずらして配置されている。さらに、
第１の本発明は、第２の目的（アーム幅方向にコンパクト）を達成するため、下記段落００１０の態様を備え、
第２の本発明は、第３の目的（揺動ガイドなしでピボット支持）を達成するため、下記段落００１１の態様を備え、
第３の本発明は、第２の目的及び第３の目的を達成するため、下記段落００１０の態様及び下記段落００１１の態様を備え、
第４の本発明は、下記段落００２１の態様を備え、
第５の本発明は、下記段落００１７の［１］の態様及び下記段落００２２の態様を備える。

両切替ピンの具体的な位置は、特に限定されないが、次の態様を例示する。すなわち、第一サブアームは、第一カムに押圧されるローラを回転可能に備えている。一方の切替ピンは、少なくともその一部が少なくともベース円時に側面視でメインアームの揺動軸線とローラとの間にかかる位置に配置されている。他方の切替ピンは、その全体が少なくともベース円時に側面視でメインアームの揺動軸線よりも上方にくる位置に配置されている。

両サブアームの位置は、特に限定されないが、第２の目的（アーム幅方向にコンパクト）を達成するため、次の態様が好ましい。すなわち、第一サブアームと第二サブアームとは、少なくともベース円時に平面視で重なる位置に相互に上下にずらして配置されている。

３本のアームの態様は、特に限定されないが、第３の目的（揺動ガイドなしでピボット支持）を達成するため、次の態様が好ましい。すなわち、メインアームはピボットにより揺動可能に支持されている。第一サブアーム及び第二サブアームは、いずれも、メインアームよりもアーム幅方向一方側に設置された一方部と、メインアームよりもアーム幅方向他方側に設置された他方部とを備えたアウタアームである。

本発明によれば、アーム幅方向にみた側面視で、両切替ピンが、少なくともベース円時に重ならない位置に相互にずらして配置されるため、両切替ピンがベース円時にアーム幅方向に並ぶ従来例とは違い、メインアームのアーム幅方向一方側に第一サブアームを設け、アーム幅方向他方側に第二サブアームを設けなければならないといった位置関係の制約がなくなる。そのため、３本のアームの位置関係の自由度が大きくなる。

そのため、例えば、上記の第２の目的のための態様のように、第一サブアームと第二サブアームとを、平面視で重なる位置に相互に上下にずらして配置することも可能になり、そうすることで、アーム幅方向にスペースを節約できる。そのため、３本のアームをアーム幅方向に並べる場合に比べて、３本のアームの体格を、アーム幅方向にコンパクトにできる。

また、例えば、上記の第３の目的のための態様のように、第一サブアーム及び第二サブアームをアウタアームにすることも可能になり、そうすることで、３本のアームのアーム幅方向のバランスが良くなる。そのため、従来例で示すような揺動ガイドなしでも、メインアームをピボットで安定に支持できる。

実施例１の可変動弁機構のメインアーム及び２つのサブアームを示す斜視図である。 その可変動弁機構のベース円時を示す側面図である。 その可変動弁機構のベース円時を示す側面断面図（図４に示すIII−III断面図）である。 (ａ)はその可変動弁機構のベース円時において、、(ａ)は大リフト状態（両連結状態）に切り替えた時を示す断面図（図３に示すIV−IV断面図）、（ｂ）は小リフト状態（片連結状態）に切り替えた時を示す断面図、（ｃ)は休止状態（非連結状態）に切り替えた時を示す断面図である。 その可変動弁機構において、(ａ)は大リフト状態のノーズ時を示す正面断面図（図６に示すＶａ−Ｖａ断面図）、(ｂ)は小リフト状態のノーズ時を示す正面断面図（図７に示すＶｂ−Ｖｂ断面図）、(ｃ)は休止状態のノーズ時を示す断面図（図８に示すＶｃ−Ｖｃ断面図）である。また、(α)は大リフト状態でのリフト曲線を示すグラフであり、(β)は小リフト状態でのリフト曲線を示すグラフであり、(γ)は休止状態でのリフト曲線を示すグラフである。 その可変動弁機構の大リフト状態のノーズ時を示す側面図である。 その可変動弁機構の小リフト状態のノーズ時を示す側面図である。 その可変動弁機構の休止状態のノーズ時を示す側面図である。 実施例２の可変動弁機構のベース円時において、(ａ)は大リフト状態（第１片連結状態）に切り替えた時を示す断面図、(ｂ)は休止状態（非連結状態）に切り替えた時を示す断面図、(ｃ)は小リフト状態（第２片連結状態）に切り替えた時を示す断面図である。 実施例３の可変動弁機構のベース円時において、(ａ)は休止状態（非連結状態）に切り替えた時を示す断面図、(ｂ)は小リフト状態（片連結状態）に切り替えた時を示す断面図、(ｃ)は大リフト状態（両連結状態）に切り替えた時を示す断面図である。 従来例の可変動弁機構を示す斜視図である。 (ａ)はその可変動弁機構を示す側面断面図、(ｂ)は背面断面図である。

切替装置は、例えば、第一切替ピンが第一連結位置に配され、且つ、第二切換ピンが第二非連結位置に配される第１片連結状態と、第一切替ピンが第一非連結位置に配され、且つ、第二切換ピンが第二連結位置に配される第２片連結状態とに、２段階で切り替えるものであってもよいが、燃費やエンジン性能がより向上する点で、３段階で切り替えることが好ましい。

その３段階切替の態様は、特に限定されないが、次の態様を例示する。
［１］第一切替ピンが第一連結位置に配され、且つ、第二切換ピンが第二連結位置に配される両連結状態と、第一切替ピンが第一非連結位置に配され、且つ、第二切換ピンが第二連結位置に配される片連結状態と、第一切替ピンが第一非連結位置に配され、且つ、第二切替ピンが第二非連結位置に配される非連結状態とに、切り替える態様。この態様によれば、シンプルな構成で、３段階切替を実現できる。
［２］第一切替ピンが第一連結位置に配され、且つ、第二切換ピンが第二非連結位置に配される第１片連結状態と、第一切替ピンが第一非連結位置に配され、且つ、第二切換ピンが第二連結位置に配される第２片連結状態と、第一切替ピンが第一非連結位置に配され、且つ、第二切替ピンが第二非連結位置に配される非連結状態とに、切り替える態様。このような態様によれば、第１片連結状態でのリフト曲線と、第２片連結状態でのリフト曲線とが交わる態様での実施が可能になる。

切替装置の態様は、特に限定されないが、一の油圧系統の油圧で両切替ピンを制御できる点で、次のように構成されていることが好ましい。すなわち、切替装置は、一の油圧系統の油圧で両切替ピンを押圧する油圧機構と、第一切替ピンを前記油圧による押圧方向の反対方向に付勢する第一バネと、第二切替ピンを前記油圧による押圧方向の反対方向に付勢する第二バネとを備えている。油圧機構は、前記油圧を、第一切替ピンを押圧する力が第一バネの付勢力よりも大きくなり、且つ、第二切替ピンを押圧する力が第二バネの付勢力よりも大きくなる高圧にすることで、バルブの駆動状態を第１状態に切り替える。また、前記油圧を、第一切替ピンを押圧する力が第一バネの付勢力よりも小さくなり、且つ、第二切替ピンを押圧する力が第二バネの付勢力よりも大きくなる中圧にすることで、バルブの駆動状態を第２状態に切り替える。また、前記油圧を、第一切替ピンの押圧する力が第一バネの付勢力よりも小さくなり、且つ、第二切替ピンを押圧する力が第二バネの付勢力よりも小さくなる低圧にすることで、バルブの駆動状態を第３状態に切り替える。

ここで、第１〜第３状態は、特に限定されないが、第１状態が前記[１]に記載の両連結状態、片連結状態および非連結状態の中のいずれか１つであり、第２状態が別のいずれか一つであり、第３状態が残りの１つである態様や、第１状態が前記[２]に記載の第１片連結状態、第２片連結状態および非連結状態の中のいずれか１つであり、第２状態が別のいずれか一つであり、第３状態が残りの１つである態様を例示する。

上記の中圧にすることで第２状態に切り替えるための構造は、特に限定されないが、次の態様を例示しする。
［ａ］第一バネの方が第二バネよりも、バネ定数が大きい態様。
［ｂ］第一切替ピンよりも第二切替ピンの方が、前記油圧を受ける面積が大きい態様。

第一サブアームの態様は、特に限定されないが、１つの第一カムで第一サブアームをアーム幅方向に均等に押圧できる点で、次の態様が好ましい。すなわち、メインアームは、アーム幅方向中間部に空所を備えると共に、アーム幅方向両側の各側面に、メインアームに対する第一サブアームの揺動方向に延びる長孔が、該空所にまで貫通する形で設けられている。第一サブアームは、メインアームよりもアーム幅方向一方側に設置された一方部と、メインアームよりもアーム幅方向他方側に設置された他方部と、メインアームの長孔及び空所を通過して一方部から他方部にまで延びるローラシャフトと、該ローラシャフトにおける前記空所内に位置する部位に軸支されたローラとを備え、ローラが第一カムに押圧される。

また、上記の[１]の態様において、片連結状態の時に第一サブアームを空振りさせ、非連結状態のときに両サブアームを空振りさせるための構造は、特に限定されないが、１つのロストーモーションスプリングで両サブアームを空振りさせられる点で、次の態様が好ましい。すなわち、第二サブアームは、第一サブアームと第二カムとの間に介装されている。可変動弁機構は、片連結状態のときには、第一サブアームを第一カムに付勢し、非連結状態のときには、第一サブアームを第一カムに付勢すると共に、第一サブアームを介して第二サブアームを第二カムに付勢するロストモーションスプリングを備えている。

次に、本発明の実施例を示す。但し、本発明は実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の構成や形状を任意に変更して実施することもできる。

図１〜図８に示す実施例１の可変動弁機構１は、カムシャフト１０と、メインアーム２０と、第一サブアーム３０と、第二サブアーム４０と、切替装置５０とを含み構成されている。なお、以下では、メインアーム２０の揺動軸線Ｒの長さ方向を「アーム幅方向」といい、該アーム幅方向にみたものを「側面視」という。

［カムシャフト１０］
図２，図３，図５等に示すカムシャフト１０は、内燃機関が２回転する毎に１回転する。カムシャフト１０に、１つの第一カム１３（大リフトカム）と２つの第二カム１４，１４（小リフトカム）とが突設されている。詳しくは、図５等に示すように、第一カム１３よりもアーム幅方向一方側に一方の第二カム１４が設けられ、第一カム１３よりもアーム幅方向他方側に他方の第二カム１４が設けられている。第一及び第二のいずれものカム１３，１４も、ベース円１３ａ，１４ａと、ベース円から突出したノーズ１３ｂ，１４ｂとを備えている。第一カム１３（大リフトカム）のノーズ１３ｂの方が、第二カム１４（小リフトカム）のノーズ１４ｂよりも、作用角及びリフト量が大きい。

なお、以下および上記の「図面の簡単な説明」では、両カムのベース円１３ａ，１４ａが作用するとき、すなわち、第一カムのベース円１３ａが第一サブアーム３０に作用し、且つ、第二カムのベース円１４ａが第二サブアーム４０に作用する時を「ベース円時」といい、両カムのノーズ１３ｂ，１４ｂが作用するとき、すなわち、第一カムのノーズ１３ｂが第一サブアーム３０に作用し、且つ、第二カムのノーズ１４ｂが第二サブアーム４０に作用する時を「ノーズ時」という。

［メインアーム２０］
メインアーム２０は、図３等に示すように、その後部の下面に半球状凹部２１を備えている。半球状凹部２１が、ピボット９の上端にある半球部９ａの上に載置されることで、メインアーム２０がピボット９に揺動可能に支持されている。半球部９ａの求心を通る直線が、メインアーム２０の揺動軸線Ｒとなっている。メインアーム２０は、前端部にバルブ７のステムエンドに当接する押圧面２２を備えており、揺動時には押圧面２２でバルブ７を駆動する。メインアーム２０の前部には、図１等に示すように、支持シャフト２４が取り付けられている。支持シャフト２４は、メインアーム２０の前部をアーム幅方向に貫通することで、メインアーム２０の前部からアーム幅方向両側に突出している。メインアーム２０の前端部には、掛止突起２７が前方に突出する形で設けられている。メインアーム２０のアーム幅方向中間部には、図１等に示すように、空所２９が形成されている。メインアーム２０のアーム幅方向両側の各側面には、図２等に示すように、該空所２９にまで貫通した長孔２３が設けられている。長孔２３は、メインアーム２０に対する第一サブアーム３０の相対揺動方向に延びている。

メインアーム２０の後部には、図３，図４等に示すように、第一ピン穴２５と第二ピン穴２６とがアーム幅方向に貫通する形で設けられている。第一ピン穴２５及びそれに挿入される第一切替ピン５１は、図２等に示すように、その一部が少なくともベース円時に側面視でメインアーム２０の揺動軸線Ｒと第一サブアーム３０のローラ３４との間Ｍにかかる位置に配置されている。第二ピン穴２６及びそれに挿入される第二切換ピン６１は、その全体が常時側面視でメインアーム２０の揺動軸線Ｒよりも上方にくる位置に配置されている。第一及び第二の両切替ピン５１，６１は、常時側面視で重ならない。

［第一サブアーム３０］
第一サブアーム３０は、図１等に示すように、メインアーム２０よりもアーム幅方向一方側に設置された一方部３１と、メインアーム２０よりもアーム幅方向他方側に設置された他方部３２とを備えたアウタアームである。一方部３１の前端部は、支持シャフト２４のアーム幅方向一方に突出した部分に軸支されている。他方部３２の前端部は、支持シャフト２４のアーム幅方向他方に突出した部分に軸支されている。それにより、メインアーム２０に対して第一サブアーム３０が前端部を軸に相対揺動可能に支持されている。第一サブアーム３０の前後中間部には、メインアーム２０の長孔２３及び空所２９を通過して一方部３１から他方部３２にまで延びるローラシャフト３３が設置されている。ローラシャフト３３における空所２９内に位置する部位に、第一カム１３に当接するローラ３４が回転可能に軸支されている。ローラ３４が、図６〜図８等に示すように、第一カム１３（大リフトカム）に押圧されることで、第一サブアーム３０が揺動する。第一サブアーム３０の前後中間部には、アーム幅方向両側に突出する掛止突起３７が設けられている。一方部３１及び他方部３２の各後部には、図４等に示すように、アーム幅方向内側（メインアーム２０側）に開口したピン穴３５が設けられている。そのピン穴３５は、ベース円時にメインアーム２０の第一ピン穴２５と連通する。

第一サブアーム３０に対して、図１等に示すように、ロストモーションスプリング３９が取り付けられている。ロストモーションスプリング３９は、平面視で後方に開いたコ字形の形状をしており、２つのコイル部３９ａ，３９ａを備えている。一方のコイル部３９ａは、支持シャフト２４のアーム幅方向一方に突出した部分に外嵌され、他方のコイル部３９ａは、支持シャフト２４のアーム幅方向他方に突出した部分に外嵌されている。ロストモーションスプリング３９の前端部の中央部は、メインアーム２０の掛止突起２７に下方から当接している。ロストモーションスプリング３９の２つの後端部は、第一サブアーム３０の２つの掛止突起３７にそれぞれ下方から当接している。

［第二サブアーム４０］
第二サブアーム４０は、図１等に示すように、メインアーム２０よりもアーム幅方向一方側に設置された一方部４１と、メインアーム２０よりもアーム幅方向他方側に設置された他方部４２とを備えたアウタアームである。一方部４１の先端部は、支持シャフト２４のアーム幅方向一方に突出した部分に、第一サブアーム３０の一方部に並べて軸支されている。他方部４２の先端部は、支持シャフト２４のアーム幅方向他方に突出した部分に、第一サブアーム３０の他方部３２に並べて軸支されている。それにより、メインアーム２０に対して第二サブアーム４０が前端部を軸に相対揺動可能に支持されている。一方部４１は、第一サブアーム３０の一方部３１と一方の第二カム１４との間に介装されている。他方部４２は、第一サブアーム３０の他方部３２と他方の第二カム１４との間に介装されている。詳しくは、一方部４１は、第一サブアーム３０の一方部３１と平面視で重なる位置に上方にずらして設置され、他方部４２は、第一サブアーム３０の他方部３２と平面視で重なる位置に上方にずらして設置されている。一方部４１及び他方部４２の各上面に、第二カム１４，１４に摺接するスリッパ４４，４４が設けられている。図７，図８等に示すように、各スリッパ４４が各第二カム１４に押圧されることで、一方部４１及び他方部４２（第二サブアーム４０）が揺動する。一方部４１及び他方部４２の各後部には、図４等に示すように、アーム幅方向内側（メインアーム２０側）に開口したピン穴４６が設けられている。そのピン穴４６は、ベース円時にメインアーム２０の第二ピン穴２６と連通する。

［切替装置５０］
切替装置５０は、図４等に示すように、第一及び第二切替ピン５１，６１と、第一及び第二バネ５５，６５と、油圧機構７１とを含み構成されている。

第一切替ピン５１は２つあり、いずれもメインアームの第一ピン穴２５内に設けられている。各第一切替ピン５１は、第一ピン穴２５と第一サブアームのピン穴３５との間を跨ぐ相対的にアーム幅方向外側の第一連結位置Ｐ１と、該間を跨がない（第一ピン穴２５内に退入する）相対的にアーム幅方向内側の第一非連結位置Ｑ１とに変位可能に構成されている。第一切替ピン５１は、第一連結位置Ｐ１に配されると、メインアーム２０に対して第一サブアーム３０を相対揺動不能に連結し、第一非連結位置Ｑ１に配されると、その連結を解除する。

第二切替ピン６１は２つあり、いずれもメインアームの第二ピン穴２６内に設けられている。各第二切替ピン６１は、第二ピン穴２６と第二サブアームのピン穴４６との間を跨ぐ相対的にアーム幅方向外側の第二連結位置Ｐ２と、該間を跨がない（第二ピン穴２６内に退入する）相対的にアーム幅方向内側の第二非連結位置Ｑ２とに変位可能に構成されている。第二切替ピン６１は、第二連結位置Ｐ２に配されると、メインアーム２０に対して第二サブアーム４０を相対揺動不能に連結し、第二非連結位置Ｑ２に配されると、その連結を解除する。第二切替ピン６１の径は、第一切替ピン５１の径よりも大きい。よって、第二切替ピン６１の端面の面積は、第一切替ピン５１の端面の面積よりも大きい。よって、油圧が同じなら、図４(ａ)等に矢印の長さで示すように、第二切替ピン６１が受ける力の方が、第一切替ピン５１が受ける力よりも大きい。

第一バネ５５は、第一サブアームのピン穴３５の底面と第一切替ピン５１との間に設置されており、第一介在ピン５６を介して、第一切替ピン５１をアーム幅方向内側の第一非連結位置Ｑ１に付勢している。

第二バネ６５は、第二サブアームのピン穴４６の底面と第二切替ピン６１との間に設置されており、第二介在ピン６６を介して、第二切替ピン６１をアーム幅方向内側の第二非連結位置Ｑ２に付勢している。第二バネ６５のバネ定数は、本実施例では、第一バネ５５のバネ定数と同じである。

油圧機構７１は、シリンダヘッド内油路７３と、ピボット内油路７４と、メインアーム２０内の第一及び第二油路７５，７６とを含み構成されている。シリンダヘッド内油路７３は、シリンダヘッド６内に設けられている。ピボット内油路７４は、ピボット９内に設けられており、シリンダヘッド内油路７３から半球部９ａの上端にまで延びている。第一油路７５は、ピボット内油路７４から第一ピン穴２５にまで延びている。第二油路７６は、第一ピン穴２５から第二ピン穴２６にまで延びている。よって、第一ピン穴２５内と第二ピン穴２６内とは、同じ油圧系統の油で満たされ、略同じ油圧になる。

この油圧系統の油圧を、図４(ａ)に示すように高圧にすることで、第一切替ピン５１をアーム幅方向外側の第一連結位置Ｐ１に配し、第二切替ピン６１もアーム幅方向外側の第二連結位置Ｐ２に配する。なお、ここでいう「高圧」は、第一ピン穴２５内の油圧による第一切替ピン５１の押圧力が第一バネ５５の付勢力よりも大きくなり、第二ピン穴２６内の油圧による第二切替ピン６１の押圧力も第二バネ６５の付勢力よりも大きくなる大きさの油圧である。それにより、図５(ａ)(α)及び図６に示すように、３本のアーム２０，３０，４０が第一カム１３（大リフトカム）のプロフィールに従い揺動軸線Ｒを軸に揺動してバルブ７を駆動する大リフト状態（両連結状態）に切り替わる。

また、油圧系統の油圧を、図４(ｂ)に示すように中圧にすることで、第一切替ピン５１をアーム幅方向内側の第一非連結位置Ｑ１に配する一方、第二切替ピン６１はアーム幅方向外側の第二連結位置Ｐ２に配する。なお、ここでいう「中圧」は、第一ピン穴２５内の油圧による第一切替ピン５１の押圧力が第一バネ５５の付勢力よりも小さくなる一方、第二ピン穴２６内の油圧による第二切替ピン６１の押圧力は第二バネ６５の付勢力よりも大きくなる大きさの油圧である。それにより、図５(ｂ)(β)及び図７に示すように、メインアーム２０と第二サブアーム４０とが、第二カム１４（小リフトカム）のプロフィールに従い揺動軸線Ｒを軸に揺動してバルブ７を駆動する小リフト状態（片連結状態）に切り替わる。このとき、ロストモーションスプリング３９は、第一サブアーム３０を第一カム１３（大リフトカム）に付勢する。そのため、第一サブアーム３０は、第一カム１３のプロフィールに従い支持シャフト２４を軸に揺動（空振）する。なお、図５(ｂ)(ｃ)に示す破線の矢印は、空振であることを示している。

また、油圧系統の油圧を、図４(ｃ)に示すように低圧にすることで、第一切替ピン５１をアーム幅方向内側の第一非連結位置Ｑ１に配し、第二切替ピン６１もアーム幅方向内側の第二非連結位置Ｑ２に配する。なお、ここでいう「低圧」は、第一ピン穴２５内の油圧による第一切替ピン５１の押圧力が第一バネ５５の付勢力よりも小さくなり、第二ピン穴２６内の油圧による第二切替ピン６１の押圧力も第二バネ６５の付勢力よりも小さくなる大きさの油圧である。それにより、図５(ｃ)(γ)及び図８に示すように、メインアーム２０が揺動しない休止状態（非連結状態）に切り替わる。このとき、ロストモーションスプリング３９は、第一サブアーム３０を第一カム１３に付勢すると共に、少なくともベース円時を含む区間では、第一サブアーム３０を介して第二サブアーム４０を第二カム１４に付勢する。そのため、第一サブアーム３０は、第一カム１３のプロフィールに従い支持シャフト２４を軸に揺動（空振）し、第二サブアーム４０も支持シャフト２４を軸に揺動（空振）する。

本実施例１によれば、次の効果を得ることができる。
［Ａ］図２等に示すように、アーム幅方向にみた側面視で、第一及び第二の両切替ピン５１，６１が重ならない位置に相互にずらして配置されるため、両切替ピン９５，９６がベース円時にアーム幅方向に並ぶ従来例（図１１，図１２）とは違い、メインアーム２０のアーム幅方向一方側に第一サブアーム３０を設け、アーム幅方向他方側に第二サブアーム４０を設けなければならないといった位置関係の制約がなくなる。そのため、３本のアーム２０，３０，４０の位置関係の自由度が大きくなる。

［Ｂ］図１等に示すように、第一サブアーム３０と第二サブアーム４０とを、平面視で重なる位置に相互に上下にずらして配置しているので、３本のアーム２０，３０，４０をアーム幅方向に並べる場合に比べて、３本のアーム２０，３０，４０の体格を、アーム幅方向にコンパクトにできる。

［Ｃ］図１等に示すように、第一サブアーム３０及び第二サブアーム４０をアウタアームにすることで、３本のアーム２０，３０，４０のアーム幅方向のバランスが良くなる。そのため、図５等に示すどの駆動状態（両連結状態、片連結状態、非連結状態）においても、３本のアーム２０，３０，４０は、アーム幅方向に均等に荷重を受ける。そのため、従来例（図１１，図１２）で示すような揺動ガイド９９等、別体のガイド部品を必要としない。

図９に示す実施例２の可変動弁機構２は、実施例１のものと比較して、次の点で相違し、その他の点で同様である。すなわち、第二切替ピン６１と第二介在ピン６６との位置が入れ替わっている。よって、相対的にアーム幅方向外側に第二切替ピン６１があり、相対的にアーム幅方向内側に第二介在ピン６６がある。第二非連結位置Ｑ２は、第二切替ピン６１がメインアームの第二ピン穴２６内に退入する位置ではなく、第二サブアームのピン穴４６内に退入する位置である。よって、相対的にアーム幅方向外側に第二非連結位置Ｑ２があり、相対的にアーム幅方向内側に第二連結位置Ｐ２がある。第二バネ６５は第二切替ピン６１に直接当接しており、これをアーム幅方向内側の第二連結位置Ｐ２に付勢している。メインアームの第二ピン穴２６内の油圧は、第二介在ピン６６を介して第二切替ピン６１をアーム幅方向外側の第二非連結位置Ｑ２に押圧する。ロストモーションスプリング３９は、第一サブアーム３０を介して第二サブアーム４０を第二カム１４に付勢することはなく、代わりに、第二サブアーム４０を第二カム１４に付勢する第二ロストモーションスプリング（図示略）が設けられている。

そして、油圧系統の油圧を、図９(ａ)に示すように高圧にすることで、第一切替ピン５１をアーム幅方向外側の第一連結位置Ｐ１に配し、第二切替ピン６１もアーム幅方向外側の第二非連結位置Ｑ２に配する。それにより、メインアーム２０と第一サブアーム３０とが第一カム１３（大リフトカム）のプロフィールに従い揺動してバルブ７を駆動する大リフト状態（第１片連結状態）に切り替わる。

また、油圧系統の油圧を、図９(ｂ)に示すように中圧にすることで、第一切替ピン５１をアーム幅方向内側の第一非連結位置Ｑ１に配する一方、第二切替ピン６１はアーム幅方向外側の第二非連結位置Ｑ２に配する。それにより、メインアーム２０が、揺動しない休止状態（非連結状態）に切り替わる。

また、油圧系統の油圧を、図９(ｃ)に示すように低圧にすることで、第一切替ピン５１をアーム幅方向内側の第一非連結位置Ｑ１に配し、第二切替ピン６１もアーム幅方向内側の第二連結位置Ｐ２に配する。それにより、メインアーム２０と第二サブアーム４０とが第二カム１４（小リフトカム）のプロフィールに従い揺動してバルブ７を駆動する小リフト状態（第２片連結状態）に切り替わる。

本実施例２によれば、上記の[Ａ]〜[Ｃ]の効果に加えて、次の[Ｄ]の効果を得ることができる。
［Ｄ］小リフト状態の時には、第一サブアーム３０がメインアーム２０から切り離されるので、第一カム１３（大リフトカム）のプロフィール（リフト曲線）に対して、第二カム１４（小リフトカム）のプロフィール（リフト曲線）が交わるように設計することも可能になる。

図１０に示す実施例３の可変動弁機構３は、実施例２のものと比較して、次の点で相違し、その他の点で同様である。すなわち、第一カムが小リフトカムであり、第二カムが大リフトカムである。第一切替ピン５１と第一介在ピン５６との位置が入れ替わっている。よって、相対的にアーム幅方向外側に第一切替ピン５１があり、アーム幅方向内側に第一介在ピン５６がある。第一非連結位置Ｑ１は、第一切替ピン５１がメインアームの第一ピン穴２５内に退入する位置ではなく、第一サブアームのピン穴３５内に退入する位置である。よって、相対的にアーム幅方向外側に第一非連結位置Ｑ１があり、相対的にアーム幅方向内側に第一連結位置Ｐ１がある。第一バネ５５は第一切替ピン５１に直接当接しており、これをアーム幅方向内側の第一連結位置Ｐ１に付勢している。メインアームの第一ピン穴２５内の油圧は、第一介在ピン５６を介して第一切替ピン５１をアーム幅方向外側の第一非連結位置Ｑ１に押圧する。

そして、油圧系統の油圧を、図１０(ａ)に示すように、高圧にすることで、第一切替ピン５１をアーム幅方向外側の第一非連結位置Ｑ１に配し、第二切替ピン６１もアーム幅方向外側の第二非連結位置Ｑ２に配する。それにより、メインアーム２０が揺動しない休止状態（非連結状態）に切り替わる。

また、油圧系統の油圧を、図１０(ｂ)に示すように、中圧にすることで、第一切替ピン５１をアーム幅方向内側の第一連結位置Ｐ１に配する一方、第二切替ピン６１はアーム幅方向外側の第二非連結位置Ｑ２に配する。それにより、メインアーム２０と第一サブアーム３０とが第一カム（小リフトカム）のプロフィールに従い揺動してバルブ７を駆動する小リフト状態（片連結状態）に切り替わる。

また、油圧系統の油圧を、図１０(ｃ)に示すように、低圧にすることで、第一切替ピン５１をアーム幅方向内側の第一連結位置Ｐ１に配し、第二切替ピン６１もアーム幅方向内側の第二連結位置Ｐ２に配する。それにより、３本のアーム２０，３０，４０が第二カム（大リフトカム）のプロフィールに従い揺動してバルブ７を駆動する大リフト状態（両連結状態）に切り替わる。

本実施例３によっても、上記の[Ａ]〜[Ｃ]の効果を得ることができる。

なお、本実施例１〜３は、例えば次のように変更してもよい。
［変更例１］
第一切替ピン５１と第二切替ピン６１との径（端面の面積）を同じにし、代わりに、第一バネ５５のバネ定数を、第二バネ６５のバネ定数よりも大きくしてもよい。
［変更例２］
ピボット９を、バルブクリアランスを自動で埋めるピボット（油圧式ラッシュアジャスタ等）に変更してもよい。
［変更例３］
カムシャフト１０に、小リフトカム（実施例１，２の第二カム１４、実施例３の第一カム）よりもリフト量及び作用角が小さい第三カムを形成し、メインアーム２０に第三カムに摺接するスリッパを設けてもよい。

１ 可変動弁機構（実施例１）
２ 可変動弁機構（実施例２）
３ 可変動弁機構（実施例３）
１３ 第一カム
１３ａ 第一カムのベース円
１４ 第二カム
１４ａ 第二カムのベース円
２０ メインアーム
２３ 長孔
２９ 空所
３０ 第一サブアーム
３１ 第一サブアームの一方部
３２ 第一サブアームの他方部
３３ ローラシャフト
３４ ローラ
３９ ロストモーションスプリング
４０ 第二サブアーム
４１ 第二サブアームの一方部
４２ 第二サブアームの他方部
５０ 切替装置
５１ 第一切替ピン
５５ 第一バネ
６１ 第二切替ピン
６５ 第二バネ
７１ 油圧機構
Ｐ１ 第一連結位置
Ｐ２ 第二連結位置
Ｑ１ 第一非連結位置
Ｑ２ 第二非連結位置
Ｒ メインアームの揺動軸線
Ｍ 揺動軸線とローラとの間

Claims (9)

1. プロフィールが異なる第一カム（１３）及び第二カム（１４）と、揺動時にはバルブを駆動するメインアーム（２０）と、第一カム（１３）に押圧されて揺動する第一サブアーム（３０）と、第二カム（１４）に押圧されて揺動する第二サブアーム（４０）と、切替装置（５０）とを備え、
   切替装置（５０）は、メインアーム（２０）と第一サブアーム（３０）との間を跨ぐ第一連結位置（Ｐ１）と跨がない第一非連結位置（Ｑ１）とに変位可能に設けられた第一切替ピン（５１）と、メインアーム（２０）と第二サブアーム（４０）との間を跨ぐ第二連結位置（Ｐ２）と跨がない第二非連結位置（Ｑ２）とに変位可能に設けられた第二切替ピン（６１）とを備え、メインアーム（２０）の揺動軸線（Ｒ）の長さ方向であるアーム幅方向にみた側面視で、両切替ピン（５１，６１）は、少なくとも両カム（１３，１４）のベース円（１３ａ，１４ａ）が作用するベース円時に重ならない位置に相互にずらして配置されており、
   第一サブアーム（３０）と第二サブアーム（４０）とは、少なくともベース円時に平面視で重なる位置に相互に上下にずらして配置されている
   内燃機関の可変動弁機構。
2. プロフィールが異なる第一カム（１３）及び第二カム（１４）と、揺動時にはバルブを駆動するメインアーム（２０）と、第一カム（１３）に押圧されて揺動する第一サブアーム（３０）と、第二カム（１４）に押圧されて揺動する第二サブアーム（４０）と、切替装置（５０）とを備え、
   切替装置（５０）は、メインアーム（２０）と第一サブアーム（３０）との間を跨ぐ第一連結位置（Ｐ１）と跨がない第一非連結位置（Ｑ１）とに変位可能に設けられた第一切替ピン（５１）と、メインアーム（２０）と第二サブアーム（４０）との間を跨ぐ第二連結位置（Ｐ２）と跨がない第二非連結位置（Ｑ２）とに変位可能に設けられた第二切替ピン（６１）とを備え、メインアーム（２０）の揺動軸線（Ｒ）の長さ方向であるアーム幅方向にみた側面視で、両切替ピン（５１，６１）は、少なくとも両カム（１３，１４）のベース円（１３ａ，１４ａ）が作用するベース円時に重ならない位置に相互にずらして配置されており、
   メインアーム（２０）はピボット（９）により揺動可能に支持され、
   第一サブアーム（３０）及び第二サブアーム（４０）は、いずれも、メインアーム（２０）よりもアーム幅方向一方側に設置された一方部（３１，４１）と、メインアーム（２０）よりもアーム幅方向他方側に設置された他方部（３２，４２）とを備えたアウタアームである
   内燃機関の可変動弁機構。
3. プロフィールが異なる第一カム（１３）及び第二カム（１４）と、揺動時にはバルブを駆動するメインアーム（２０）と、第一カム（１３）に押圧されて揺動する第一サブアーム（３０）と、第二カム（１４）に押圧されて揺動する第二サブアーム（４０）と、切替装置（５０）とを備え、
   切替装置（５０）は、メインアーム（２０）と第一サブアーム（３０）との間を跨ぐ第一連結位置（Ｐ１）と跨がない第一非連結位置（Ｑ１）とに変位可能に設けられた第一切替ピン（５１）と、メインアーム（２０）と第二サブアーム（４０）との間を跨ぐ第二連結位置（Ｐ２）と跨がない第二非連結位置（Ｑ２）とに変位可能に設けられた第二切替ピン（６１）とを備え、メインアーム（２０）の揺動軸線（Ｒ）の長さ方向であるアーム幅方向にみた側面視で、両切替ピン（５１，６１）は、少なくとも両カム（１３，１４）のベース円（１３ａ，１４ａ）が作用するベース円時に重ならない位置に相互にずらして配置されており、
   第一サブアーム（３０）と第二サブアーム（４０）とは、少なくともベース円時に平面視で重なる位置に相互に上下にずらして配置されており、
   メインアーム（２０）はピボット（９）により揺動可能に支持され、
   第一サブアーム（３０）及び第二サブアーム（４０）は、いずれも、メインアーム（２０）よりもアーム幅方向一方側に設置された一方部（３１，４１）と、メインアーム（２０）よりもアーム幅方向他方側に設置された他方部（３２，４２）とを備えたアウタアームである
   内燃機関の可変動弁機構。
4. プロフィールが異なる第一カム（１３）及び第二カム（１４）と、揺動時にはバルブを駆動するメインアーム（２０）と、第一カム（１３）に押圧されて揺動する第一サブアーム（３０）と、第二カム（１４）に押圧されて揺動する第二サブアーム（４０）と、切替装置（５０）とを備え、
   切替装置（５０）は、メインアーム（２０）と第一サブアーム（３０）との間を跨ぐ第一連結位置（Ｐ１）と跨がない第一非連結位置（Ｑ１）とに変位可能に設けられた第一切替ピン（５１）と、メインアーム（２０）と第二サブアーム（４０）との間を跨ぐ第二連結位置（Ｐ２）と跨がない第二非連結位置（Ｑ２）とに変位可能に設けられた第二切替ピン（６１）とを備え、メインアーム（２０）の揺動軸線（Ｒ）の長さ方向であるアーム幅方向にみた側面視で、両切替ピン（５１，６１）は、少なくとも両カム（１３，１４）のベース円（１３ａ，１４ａ）が作用するベース円時に重ならない位置に相互にずらして配置されており、
   メインアーム（２０）は、アーム幅方向中間部に空所（２９）を備えると共に、アーム幅方向両側の各側面に、メインアーム（２０）に対する第一サブアーム（３０）の揺動方向に延びる長孔（２３）が、該空所（２９）にまで貫通する形で設けられ、
   第一サブアーム（３０）は、メインアーム（２０）よりもアーム幅方向一方側に設置された一方部（３１）と、メインアーム（２０）よりもアーム幅方向他方側に設置された他方部（３２）と、メインアーム（２０）の長孔（２３）及び空所（２９）を通過して一方部（３１）から他方部（３２）にまで延びるローラシャフト（３３）と、該ローラシャフト（３３）における前記空所（２９）内に位置する部位に軸支されたローラ（３４）とを備え、ローラ（３４）が第一カム（１３）に押圧される
   内燃機関の可変動弁機構。
5. プロフィールが異なる第一カム（１３）及び第二カム（１４）と、揺動時にはバルブを駆動するメインアーム（２０）と、第一カム（１３）に押圧されて揺動する第一サブアーム（３０）と、第二カム（１４）に押圧されて揺動する第二サブアーム（４０）と、切替装置（５０）とを備え、
   切替装置（５０）は、メインアーム（２０）と第一サブアーム（３０）との間を跨ぐ第一連結位置（Ｐ１）と跨がない第一非連結位置（Ｑ１）とに変位可能に設けられた第一切替ピン（５１）と、メインアーム（２０）と第二サブアーム（４０）との間を跨ぐ第二連結位置（Ｐ２）と跨がない第二非連結位置（Ｑ２）とに変位可能に設けられた第二切替ピン（６１）とを備え、メインアーム（２０）の揺動軸線（Ｒ）の長さ方向であるアーム幅方向にみた側面視で、両切替ピン（５１，６１）は、少なくとも両カム（１３，１４）のベース円（１３ａ，１４ａ）が作用するベース円時に重ならない位置に相互にずらして配置されており、
   切替装置（５０）は、第一切替ピン（５１）が第一連結位置（Ｐ１）に配され、且つ、第二切替ピン（６１）が第二連結位置（Ｐ２）に配される両連結状態と、第一切替ピン（５１）が第一非連結位置（Ｑ１）に配され、且つ、第二切替ピン（６１）が第二連結位置（Ｐ２）に配される片連結状態と、第一切替ピン（５１）が第一非連結位置（Ｑ１）に配され、且つ、第二切替ピン（６１）が第二非連結位置（Ｑ２）に配される非連結状態とに、切り替えるものであり、
   第二サブアーム（４０）は、第一サブアーム（３０）と第二カム（１４）との間に介装されており、
   片連結状態のときには、第一サブアーム（３０）を第一カム（１３）に付勢し、非連結状態のときには、第一サブアーム（３０）を第一カム（１３）に付勢すると共に、第一サブアーム（３０）を介して第二サブアーム（４０）を第二カム（１４）に付勢するロストモーションスプリング（３９）を備えている
   内燃機関の可変動弁機構。
6. 第一サブアーム（３０）は、第一カム（１３）に押圧されるローラ（３４）を回転可能に備え、
   一方の切替ピン（５１）は、少なくともその一部が少なくともベース円時に側面視でメインアームの揺動軸線（Ｒ）とローラ（３４）との間（Ｍ）にかかる位置に配置され、他方の切替ピン（６１）は、その全体が少なくともベース円時に側面視でメインアームの揺動軸線（Ｒ）よりも上方にくる位置に配置されている
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁機構。
7. 切替装置（５０）は、
   一の油圧系統の油圧で両切替ピン（５１，６１）を押圧する油圧機構（７１）と、第一切替ピン（５１）を前記油圧による押圧方向の反対方向に付勢する第一バネ（５５）と、第二切替ピン（６１）を前記油圧による押圧方向の反対方向に付勢する第二バネ（６５）とを備え、
   油圧機構（７１）は、
   前記油圧を、第一切替ピン（５１）を押圧する力が第一バネ（５５）の付勢力よりも大きくなり、且つ、第二切替ピン（６１）を押圧する力が第二バネ（６５）の付勢力よりも大きくなる高圧にすることで、バルブ（７）の駆動状態を第１状態に切り替え、
   前記油圧を、第一切替ピン（５１）を押圧する力が第一バネ（５５）の付勢力よりも小さくなり、且つ、第二切替ピン（６１）を押圧する力が第二バネ（６５）の付勢力よりも大きくなる中圧にすることで、バルブ（７）の駆動状態を第２状態に切り替え、
   前記油圧を、第一切替ピン（５１）を押圧する力が第一バネ（５５）の付勢力よりも小さくなり、且つ、第二切替ピン（６１）を押圧する力が第二バネ（６５）の付勢力よりも小さくなる低圧にすることで、バルブ（７）の駆動状態を第３状態に切り替える
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁機構。
8. 第一バネ（５５）の方が第二バネ（６５）よりも、バネ定数が大きい請求項７記載の内燃機関の可変動弁機構。
9. 第一切替ピン（５１）よりも第二切替ピン（６１）の方が、前記油圧を受ける面積が大きい請求項７又は８記載の内燃機関の可変動弁機構。

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