JP3769783B2 - エンジンの動弁装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸気弁あるいは排気弁の開弁特性を切換つまり変更するようにしたエンジンの動弁装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近のエンジンでは、エンジンの広い運転領域に渡って吸気弁あるいは排気弁の開弁特性を最適化するため、可変バルブ機構を有するものが増加する傾向にある。この可変バルブ機構としては、例えば、クランク軸の回転位置に対するカム軸の回転位置を変更することにより、開弁期間を全体的にオフセットするものがあり、このものにあっては、開弁特性変更のための機構が、各気筒共通用となる。
【０００３】
一方、可変バルブ機構のなかには、各気筒毎に個々独立して可変バルブ機構を構成したものもある（例えば特開昭６３−４１６０９号公報、特開平３−４７４１６号公報参照）。この可変バルブ機構にあっては、例えば高速用カムをカム軸に対してスライドさせて係脱したり、あるいはピン部材を利用して係脱する等、いずれにしても所定の２つの部材間の係脱を行うことにより開弁特性の切換が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
可変バルブ機構は、油圧作動式とされるのが一般的である。したがって、各気筒毎に可変バルブ機構を構成した場合は、各気筒の動弁機構に対してそれぞれ油圧供給系路を構成する必要がある。この場合、各気筒毎に設けられる可変バルブ機構はそれぞれ小さな部材とされるので、油圧を受ける受圧面積というものが小さくなり、開弁特性切換に要する油圧として相当高いものが要求されることになる。また、各気筒全て同時に開弁特性を切換えるようにしているため、ある気筒の吸気弁あるいは排気弁はどうしても開弁中にあって、そのリタ−ンスプリングの大きな付勢力に抗して係脱を切換える必要があり、このためにも切換用の油圧はかなり高いものが必要となってしまう。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、各気筒毎に可変バルブ機構を構成したものにおいて、開弁特性の切換を小さい力で行えるようにしたエンジンの動弁装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明（請求項１に係る発明）にあっては次のような構成としてある。すなわち、
カム軸の回転を吸気弁あるいは排気弁へ伝達する動弁機構中に、各気筒毎に、２つの部材間の係脱を行うことにより開弁特性を切換える切換機構が介在されたエンジンの動弁装置において、
カム軸方向に互いに直列に配設された複数の気筒間に渡って、カム軸方向に変位可能とされた切換部材が設けられ、
前記切換部材をカム軸方向に変位させるのに応じて、前記２つの部材間の係合が１つの気筒づつ順次行われるように構成され、
前記カム軸に設けられたカムが、各気筒毎に、低速用カムと該低速用カムよりもリフト量が大きくされた高速用カムとの２種類設けられて、該高速用カムが該カム軸と係脱されることにより開弁特性が切換えられるように設定され、
前記切換部材が前記カム軸に対して相対回転不能とされて、該切換部材を介して前記カム軸と高速用カムとの係合が行われ、
前記高速用カムが、前記カム軸に対して所定角度だけ揺動可能な係合解除状態と、該カム軸に対して揺動が規制されて一体回転する係合状態とに切換えられるように設定され、
前記高速用カムに、突起または凹部のうち一方の係合部が形成され、
前記切換部材に、突起または凹部のうち他方の係合部が形成され、
前記一方の係合部と他方の係合部とが係合するときの前記切換部材のカム軸方向変位位置が、前記複数の気筒間において互いに異なるように設定されているような構成としてある。上記構成を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２〜７、１０に記載のとおりである。
【０００７】
また、前記目的を達成するため、本発明（請求項８に係る発明）にあっては、
カム軸の回転を吸気弁あるいは排気弁へ伝達する動弁機構中に、各気筒毎に、２つの部材間の係脱を行うことにより開弁特性を切換える切換機構が介在されたエンジンの動弁装置において、
カム軸方向に互いに直列に配設された複数の気筒間に渡って、カム軸方向に変位可能とされた切換部材が設けられ、
前記切換部材をカム軸方向に変位させるのに応じて、前記２つの部材間の係合が１つの気筒づつ順次行われるように構成され、
前記カム軸に設けられたカムが、各気筒毎に、低速用カムと該低速用カムよりもリフト量が大きくされた高速用カムとの２種類設けられ、
前記高速用カムにより駆動される高速用ロッカアームと、前記低速用カムにより駆動される低速用ロッカアームとを有し、
前記切換部材が、前記高速用ロッカアームと吸気弁あるいは排気弁との係合、係合解除 を行うように構成され、
前記高速用ロッカアームと低速用ロッカアームとを連結してカム軸方向に伸びる連結軸を有して、該高速用ロッカアームの変位が該連結軸および低速用ロッカアームを介して吸気弁あるいは排気弁へ伝達されるように設定され、
前記前記複数の気筒における前記連結軸が、カム軸方向に変位可能として相互に連結されて前記切換部材を構成しており、
前記連結軸に、小径段部が形成されて、該連結軸をカム軸方向に変位させて該小径段部に前記高速用ロッカアームが位置されたときに、該高速用ロッカアームと吸気弁あるいは排気弁との係合が解除された状態とされる構成としてある。上記構成を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項９、１０に記載のとおりである。
【０００８】
【発明の効果】
請求項１に記載された発明によれば、開弁特性の切換を複数の気筒同時ではなく１つづつ順次行うので、切換に要する力を小さくすることができる。また、複数の気筒共通に設けられた切換部材はその一部を複雑な動弁機構から離れた大きな余裕空間を確保し易い位置、つまりその受圧面積を大きくすることができるので、切換部材を油圧作動式としたときでも低い油圧でも作動させることが可能になる。勿論、油圧作動式とした場合に、各気筒毎に油圧供給系路を構成する必要がなくなるので、油圧通路の簡単化の上でも好ましいものとなる。
【０００９】
また、低速用カムと高速用カムとを有する可変バルブ機構について、上記内容に対応した効果を得ることができる。
【００１０】
さらに、高速用カムをカム軸に対して揺動あるいは揺動規制することにより開弁特性を切換える構造のものにおいても、上記内容に対応した効果を得ることができる。
【００１１】
さらにまた、高速用カムに、突起または凹部のうち一方の係合部が形成され、切換部材に、突起または凹部のうち他方の係合部が形成され、一方の係合部と他方の係合部とが係合するときの切換部材のカム軸方向変位位置が、複数の気筒間において互いに異なるように設定されていることにより、開弁特性を切換えるためのより具体的な構造のものが提供される。
【００１２】
請求項２に記載したような構成とすることにより、開弁特性の切換に要する力を十分小さくする上で、またカム軸の少い回転で開弁特性の切換えを得る上で好ましいものとなる。
【００１３】
請求項３に記載したような構成とすることにより、自動車用エンジンとして多く用いられているＶ型６気筒エンジンにおいて請求項１に対応した効果を得ることができる。
【００１４】
請求項４に記載したような構成とすることにより、自動車用エンジンとして多く用いられている直列型エンジンにおいて、請求項１に対応した効果を得ることができる。
【００１５】
請求項５に記載したような構成とすることにより、開弁特性を切換えるためのより具体的な構造のものが提供される。
【００１６】
請求項６に記載したような構成とすることにより、切換部材をカム軸内に配設して、切換部材配設用のスペ−スを特別に確保することを避ける上で好ましいものとなる。
【００１７】
請求項７に記載したような構成とすることにより、切換部材を油圧作動式でもってカム軸方向に変位させるための具体的な構造が提供され、この場合、１つの切換部材に対して作動油室を１つとすることができる。
【００１８】
請求項８に記載したような構成とすることにより、ロッカアームを利用して開弁特性を切換えるためのより具体的な構造が提供される。
【００１９】
請求項９に記載したような構成とすることにより、請求項７に対応した効果を得ることができる。
【００２０】
請求項１０に記載したような構成とすることにより、開弁特性の切換がエンジンの特性変更により大きな影響を与える吸気弁にについてを開弁特性を変更して、エンジンの特性を大きく変更する上で好ましいものとなる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明する。
図１は、１気筒あたり２つの吸気弁を有する動弁機構部分を示すものであり、１は吸気弁、２はカム軸である。吸気弁１は、タペット３を介してカム軸２により開閉駆動されるもので、リタ−ンスプリング４によって閉弁方向に付勢されている。
【００２２】
カム軸２には、１つの吸気弁１についてそれぞれ、低速用カム１１と高速用カム１２とが設けられている。高速用カム１２は、最大リフト量が低速用カム１１の最大リフト量と同じとされているが、最大リフト量付近でのリフト量が、低速用カム１１よりも大きくなるように設定されている。
【００２３】
低速用カム１１は、カム軸２に一体化されて、当該カム軸２と常時一体回転される。高速用カム１２は、カム軸２を径方向から貫通するピン部材１３を利用して、カム軸２に対して所定角度だけ相対回転可能つまり揺動可能として取付られている。そして、両カム１１と１２とがスプリング１４によって連結されて、高速用カム１２が低速用カム１１と連れ回りされるようになっている。
【００２４】
高速用カム１２とカム軸２との組付関係は、具体的には次のようになっている。すなわち、図２をも参照しつつ説明すると、前記ピン部材１３が、カム軸２を径方向から貫通して、その各端部が高速用カム１２に一体化されている。カム軸２は、後述するように中空部２ａを有する中空状とされて、上記ピン部材１３が貫通する一対の貫通口２ｂを有する。この貫通口２ｂのカム軸２周方向長さは、ピン部材１３の外径よりも所定分大きくされ、これにより、ピン部材１３が貫通口２ｂの周方向一方側内端面および他方側内端面に当接する所定角度範囲において、ピン部材１３つまり高速用カム１２が、カム軸２の周方向において相対回転可能とされている。
【００２５】
図２は、低速用カム１１と高速用カム１２とが、その最大リフト量位置が合致したときの状態を示す。前述のように、高速用カム１２がカム軸２に対して所定角度だけ相対回転可能とされた状態であることを前提として、図２に示す状態から、カム軸２が１回転したときの当該両カム１１と１２との作動状態が、図３〜図９に順次示される。
【００２６】
図２〜図９から明らかなように、高速用カム１２がカム軸２に対して所定角度だけ相対回転可能な状態、つまり高速用カム１２がカム軸２に対して係合解除された状態では、高速用カム１２は吸気弁１の開閉作動には事実上関与せず、吸気弁１の開弁特性は、低速用カム１１に依存することになる。
【００２７】
一方、後述するように、図２の状態において、高速用カム１２のカム軸２に対する所定角度分の相対回転が規制された状態、つまり、図２の状態において高速用カム１２がカム軸２に対して相対回転が規制された一体化の係合状態では、吸気弁１の開弁特性は、高速用カム１２に依存することになる。このように、高速用カム１２のカム軸２に対する係合解除（相対回転許容）と係合（相対回転規制）との切換によって、吸気弁１の開弁特性が切換えられることになる。
【００２８】
前述した高速用カム１２の運転状態２に対する係合と係合解除とを切換えるために、切換部材２１が設けられる。切換部材２１は、図１０に示すように一端が閉じられた円筒状とされて、カム軸２の中空部２ａ内に摺動自在かつ相対回転不能に嵌合されている。すなわち、例えば切換部材２１とカム軸２とが、軸方向において部分的にスプライン嵌合されることにより、切換部材２１は、カム軸２の軸方向に変位可能とされているが、カム軸２に対する相対回転は規制されていて、常時カム軸２と一体回転するようにされている。なお、切換部材２１をカム軸２に対して摺動自在かつ相対回転不能に組み付けるには、上述したスプライン嵌合の手法の他、例えばカム軸２に径方向内方側へ向う係合突起部を一体的に形成する一方、切換部材２１にカム軸方向に細長く伸びる係合孔を形成して、この係合孔内に上記係合突起部を嵌入させる等適宜の手法を採択することができる。
【００２９】
前記切換部材２１を利用した高速用カム１２とカム軸２との係合、係合解除を行うための具体的な構成について、図１０をも参照しつつ説明する。なお、図１０は、Ｖ型６気筒エンジンにおける一方のバンク用のカム軸２を示してあり、他方のバンクについても同じように構成される。先ず、切換部材２１は、一方のバンクに直列に設けられた３つの気筒（１番気筒、３番気筒、５番気筒）について共通とされており、このため、３つの気筒の吸気弁１（高速用カム１２）を結ぶ長さ以上の長さとされている。そして、一方のバンクにおける３つの気筒の点火時期つまり吸気行程は、互いにオ−バラップしないようにされている（一方のバンクの気筒と、２番、４番および６番気筒を有する他方のバンクの気筒とが交互に吸気行程となるように設定されている）。
【００３０】
切換部材２１を利用した高速用カム１２とカム軸２との係合、係合解除を行うため、切換部材２１には、軸方向に間隔をあけて複数の係合孔２２が形成されている。この係合孔２２は、前記ピン部材１３が貫通されるもので、高速用カム１２の数と同じ数だけ設けられており、実施例では１つの気筒に２つの高速用カム１２が設けられている関係上、合計６個の係合孔２２が形成されている。
【００３１】
上記係合孔２２は、各気筒毎に形状が相違されており、図１０では、１番気筒用の係合孔が符合２２Ａで示され、３番気筒用の係合孔が符合２２Ｂで示され、５番気筒用の係合孔が符合２２Ｃで示される。各係合孔２２（２２Ａ〜２２Ｃ）は、前記ピン部材１３の外形よりもカム軸周方向に十分大きな幅を有する係合解除部２３と、ピン部材１３ががたつきなく位置することが可能なカム軸周方向に細幅とされた係合部２４とを有する。また、係合孔２２（２２Ａ〜２２Ｃ）のカム軸方向長さは、全体として、ピン部材１３の直径の少なくとも４倍以上（切換部材２１が作用する気筒数よりも１つ多い倍数）とされている。
【００３２】
ここで、ピン部材１３の直径をＬとし、このＬよりもわずかに大きい寸法Ｐを１ピッチとして、係合孔２２Ａ〜２２Ｃの設定について説明する。先ず、係合孔２２Ａは、係合解除部２３の長さが１Ｐ分とされると共に、係合部２４の長さが３Ｐ分として設定されている。係合孔２２Ｂは、係合解除部２３の長さが２Ｐ分とされると共に、係合部２４の長さが２Ｐ分として設定されている。係合孔２２Ｃは、係合解除部２３の長さが３Ｐ分とされると共に、係合部２４の長さが１Ｐ分として設定されている。
【００３３】
以上のような各係合孔２２Ａ〜２２Ｃの設定において、切換部材２１が図１０右方ストロ−ク端に位置した場合を考える。この状態では、ピン部材１３が、図１０ハッチングを付した状態とされ（図１０マル１の位置）、各気筒用のすべてのピン部材１３が係合解除部２３に位置されて、高速用カム１２はカム軸２に対して相対回転が許容された状態とされる。
【００３４】
切換部材２１を図１０の状態から１Ｐ分だけ左方へ変位させると、各気筒のピン部材１３は、切換部材２１に対して図１０マル２で示す状態へと変化する。すなわち、係合孔２２Ａについてのみピン部材１３が係合部２４に位置する一方、係合孔２２Ｂ、２２Ｃについては、ピン部材１３が係合解除部２４に位置したままとされる。
【００３５】
切換部材２１が、図１０の状態から左方へ２Ｐ分変位すると、各気筒のピン部材１３は、切換部材２１に対して図１０マル３で示す位置へと変化する。すなわち、係合孔２２Ａおよび２２Ｂについてピン部材１３が係合部２４に位置する一方、係合孔２２Ｃについては、ピン部材１３が係合解除部２４に位置したままとされる。
【００３６】
切換部材２１が、図１０の状態から３Ｐ分左方へ変位すると、各気筒のピン部材１３は、切換部材２１に対してマル４で示す位置へと変化する。すなわち、全ての係合孔２２Ａ〜２２Ｃについて、ピン部材１３が係合部２４に位置される。
【００３７】
切換部材２１は、カム軸２に対して相対回転不能とされているので、ピン部材１３が係合孔２２の係合部２４に位置した状態で、高速用カム１２がカム軸２と一体化された係合状態とされる。つまり、切換部材２１を、図１０左方へ変位させることによって、各気筒の高速用カム１２が、順次カム軸２に係合されていくことになる。勿論、この全ての高速用カム１２がカム軸２に係合された状態から、切換部材２１を図１０右方へ４Ｐ分だけ右方動させることによって、全ての高速用カム１２がカム軸２から係合解除されることになる。
【００３８】
なお、実施例では、吸気行程の順序が、１番気筒（係合孔２２Ａ）、３番気筒（係合孔２２Ｂ）、５番気筒（係合孔２２Ｃ）の順番とされて、切換部材２１の図１０左方動に伴う高速用カム１２のカム軸２に対する係合が、吸気行程順に行われるようになっている。これにより、ある１つの気筒の高速用カム１２のカム軸２に対する係合開始から、全ての気筒の高速用カム１２のカム軸２に対する係合完了までを、カム軸２の少い回転で完了する上で好ましいものとなる。
【００３９】
切換部材２１は、油圧作動式でもって、カム軸２の軸方向に駆動されるようになっている。すなわち、筒状（実施例では円筒状）とされた切換部材２１の一端面２１ａは閉じられた形式とされて、その他端面２１ｂ側におけるカム軸２の中空部２ａ内には第１室２５が画成されて、該第１室２５に切換部材２１を図１０右方へ付勢する（係合解除方向）スプリング２６が配設されている。また、切換部材２１の一端面２１ａ側における中空部２ａ内には、第２室２７が画成されて、この第２室２７が油圧を受ける作動油室とされている。すなわち、第２室２７に所定圧の油圧を供給することにより、一端面２１ａを受圧面として切換部材２１がスプリング２６に抗して図１０左方動され、第２室２７の油圧を低下（開放を含む）させることによって、切換部材２１がスプリング２６によって図１０右方動される。
【００４０】
なお、切換部材２１の駆動に際して、係合解除方向の方が係合方向よりも小さい力ですむので、実施例のように、係合方向の駆動を油圧を利用して行い、係合解除方向の駆動をスプリング２６を利用して行うのが好ましいものとなる。勿論、切換部材２１を、両方向共に油圧を利用して駆動するようにすることもでき、この場合は、第１室２５を作動油室として構成すればよい。
【００４１】
第２室２７へは、リザ−バ４１からポンプ４２によって汲み上げられた油圧が供給され、第２室２７への供給油圧が所定圧以上になるのが、油圧調整弁４３によって規制される。第２室２７は、ポンプ４２、油圧調整弁４３をバイパスするリリ−フ通路４４を介してリザ−バ４１と連通され、このリリ−フ通路４４に、制御弁４５および逆止弁４６が接続されている。この制御弁４５を閉とすることにより、第２室２７へ、切換部材２１を駆動する所定圧の油圧が供給される。また、制御弁４５を開くことにより、第２室２７の油圧が低下される。
【００４２】
上記制御弁４５は、マイクロコンピュ−タを利用して構成された制御ユニットＵによって、制御される。この制御ユニットＵには、エンジン回転数を検出する回転数センサＳ１およびエンジン負荷を検出する負荷センサＳ２からの信号が入力される。制御ユニットＵは、所定負荷以上の高負荷時でかつ所定回転数以上の高回転時に、制御弁４５を閉じて第２室２７に油圧を供給して、高速用カム１２をカム軸２に係合させ、その他のときは制御弁４５を開いて、高速用カム１２とカム軸２との係合を解除した状態とする。なお、高速用カム１２のカム軸２に対する係合は、エンジン回転数のみをパラメ−タとして高回転時のみ行うように、あるいはエンジン負荷のみをパラメ−タとして高負荷時のみ行うようにする等、適宜設定できるものである。
【００４３】
変形例１
【００４４】
図１１は、本発明の第２実施例を示すもので、前記実施例を同一構成要素には同一符号を付してその重複した説明は省略する（このことは、以下のさらに別の実施例についても同じ）。本実施例は、直列４気筒エンジンについての実施例を示すもので、図１０に対応している。また、図１１の場合での吸気弁用の動弁機構、および高速用カム１２、ピン部材１３を用いた開弁特性の切換機構つまり可変バルブ機構は、図１０までの前記実施例の場合と実質的に同じである。
【００４５】
図１１に示す実施例では、図１１左方側から右方側へ１番気筒、２番気筒、３番気筒、４番気筒とした場合、切換部材２１を、２１Ａと２１Ｂとの２本の分割構成として、第１切換部材２１Ａによって１番気筒と２番気筒との開弁特性の切換を行い、第２切換部材２１Ｂによって３番気筒と４番気筒との開弁特性の切換を行うようになっている。すなわち、切換部材２１Ａあるいは２１Ｂに設けられた係合孔２２を、２２Ｄ、２２Ｅとの２つに場合分けして示すが、切換部材２１Ａ、２１Ｂの３Ｐ分のカム軸方向変位でもって、開弁特性の切換が完了することになる。
【００４６】
また、２つの切換部材２１Ａと２１Ｂとの間において、カム軸２内の中空部２ａ内に第２室２７（作動油室）が構成され、第１切換部材２１Ａ用と第２切換部材２１Ｂ用との各スプリング２６は別個独立して設けてある。本実施例では、吸気行程順が、例えば２番気筒、４番気筒、１番気筒、３番気筒とされて、第１切換部材２１Ａ用の２つの気筒と、第２切換部材２１Ｂ用の２つの気筒は、それぞれ吸気行程がオ−バラップしないようになっている。
【００４７】
なお、直列５気筒エンジンの場合は、第１切換部材２１Ａと第２切換部材２１Ｂとのいずれか一方で、クランク軸方向一方側に位置する２つの気筒について開弁特性の切換を行い、第２切換部材２１Ｂによってクランク軸方向他方側の３つの気筒について開弁特性の切換を行うようにすればよい。また、直列６気筒エンジンの場合は、第１切換部材２１Ａによってクランク軸方向一方側に位置する３つの気筒について開弁特性の切換を行い、第２切換部材２１Ｂによってクランク軸方向他方側に位置する３つの気筒について開弁特性の切換を行うようにすればよい。
【００４８】
なお、Ｖ型エンジンあるいは水平対向型エンジンにおいて、一方のバンクについて４気筒以上あるエンジンについては、上述したように、切換部材２１を２本の分割構成とすればよい。勿論、直列配置された気筒数が７気筒以上のように極めて多いいときは、切換部材２１を、３本以上に分割構成とすることもできる。
【００４９】
変形例２
【００５０】
図１２、図１３は、本発明の第３実施例を示すものである。本実施例では、第１実施例におけるピン部材１３に相当するピン部材を、第１ピン部材５１と第２ピン部材５２との２つの分割構成としてある。そして、第１ピン部材５１を切換部材２１に一体化する一方、第２ピン部材５２を、切換部材２１に対して係脱させるようにしてある。すなわち、高速用カム１２には、切換部材２１外周面に向けて開口する収納凹部５３が形成されて、この収納凹部５３内に、第２ピン部材５２が進退可能として配設されている。そして、収納凹部５３内には、押圧子５４を介して、第２ピン部材５２を切換部材２１に向けて付勢するスプリング５５が配設されている。
【００５１】
切換部材２１の外周面には、係合凹部５６が形成されており、この係合凹部５６が、前記第１実施例、第２実施例における係合孔２２に対応したものとされる。すなわち、係合凹部５６のカム軸周方向幅は、第２ピン部材５２の直径よりもわずかに大きい程度とされて、この係合凹部５６に第２ピン部材５２が位置されたときに、当該第２ピン部材５２、切換部材２１を介して高速用カム１２とカム軸２とが係合された状態とされ、第２ピン部材５２が係合凹部５６から脱出した状態が、高速用カム１２とカム軸２との係合解除状態とされる。勿論、係合凹部５６の形成位置は、前記実施例の説明から既に明らかなように、切換部材２１のカム軸方向の変位によって、１つの気筒づつ順次、高速用カム１２とカム軸２とが係合されていくように位置設定されている。
【００５２】
なお、係合凹部５６の軸方向一端側端面５６ａは、カム軸方向他端面５６ｂから離れるにつれて徐々に切換部材２１の外周面に近づくような傾斜面とされている。これにより、切換部材２１を図１２右方動させて、第２ピン部材５２を係合凹部５６から係合解除する作動が円滑に行われる。
【００５３】
変形例４
【００５４】
図１４〜図１６は、本発明の第４実施例を示すものである。本実施例では、ロッカアームを介して、吸気弁１をカム軸２によって開閉駆動するようにしてある。すなわち、１つの気筒について吸気弁１が２つ設けられ、これに対応して、ロッカアームが、２つの低速用ロッカアーム６１と１つの高速用ロッカアーム６２が設けられている。各ロッカアーム６１と６２との揺動支軸６３は共通とされている。各低速用ロアアーム６１の略中間部分に対してそれぞれ、低速用カム６４が当接され、高速用ロッカアーム６２の略中間部に高速用カム６５が当接されている。そして、吸気弁１は、低速用ロッカアーム６１の自由端部（揺動支軸６３とは反対側端部）に係合、当接されている。なお、高速用カム６５は、その最大リフト量が、低速用カム６１の最大リフト量よりも大きくされている。
【００５５】
高速用ロッカアーム６２は、吸気弁１に対しては直接係合しないものとなっている。すなわち、高速用ロッカアーム６２は、２つの低速用ロッカアーム６１のカム軸方向中間に位置されて、３つのロッカアーム６１、６２は、その略中間部分が、連結軸６６によって連結されている。この連結軸６６は、カム軸方向に変位可能とされているが、各ロッカアーム６１、６２に対して相対回転可能とされている。そして、連結軸６６のうち高速用カム６５側となる面には、係合凹部６７が形成されている。
【００５６】
以上のような構成において、図１５に示すように高速用ロッカアーム６２が連結軸６６の係合凹部６７つまり小径部分（肉薄部分）に位置したときは、高速用カム１２によっては連結軸６６を押圧できない状態となり、このため、吸気弁１の開弁特性は、低速用カム６１に従うものとなる。
【００５７】
連結軸６６がカム軸方向に変位して、高速用ロッカアーム６２の係合凹部５７に対する係合が解除つまり、連結軸６６の大径部分（肉厚部分）に位置したときは、高速用カム６５によって連結軸６６を押圧可能な状態となり、吸気弁１は、高速用カム６５、連結軸６６、低速用ロッカアーム６１を介して開閉駆動される（吸気弁１の開弁特性が高速用カム６５に依存したものとなる）。
【００５８】
図１６には、各気筒用の連結軸６６を、カム軸方向に変位させるための駆動機構が示される。すなわち、各気筒用の連結軸６６が、シリンダヘッドにカム軸方向に変位可能に保持された複数の軸部材６８と軸方向直列に配設される。各連結軸６６と軸部材６８同士は、互いに軸方向から当接しているが、径方向には相対変位可能とされている。なお、ロッカアーム６１、６２の揺動に伴う連結軸６６の揺動によっても、軸部材６８との当接状態が保持されるように、軸部材６８の断面の大きさが設定されている。
【００５９】
上述のような連結軸６６と軸部材６８とが、分割構成とされた切換部材６９を構成する。切換部材６９のうち、軸方向一端側に位置する軸部材６８を利用して、前記第１実施例、第２実施例における第２室２７（作動油室）が形成され、切換部材６９の軸方向他端側には、前記第１実施例、第２実施例におけるリタ−ンスプリング（図示略）が配設される。勿論、前記係合凹部５７は、連結軸６６の軸方向変位に応じて、１つの気筒づつ順次、高速用ロッカアーム６５が係合凹部５７に位置するように、当該係合凹部５７の位置設定がなされている。
【００６０】
以上実施例について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば次のような場合をも含むものである。
(1)図１〜図１３に示す実施例において、低速用カム１１が存在しないものであってもよい。つまり、高速用カム１２のカム軸２に対する揺動と揺動規制状態との切換のみによって、別途低速用カム１１を用いなくても吸気弁の開弁特性を変更できるものである。
【００６１】
(2)排気弁の開弁特性を変更するためのものであってもよく、また吸気弁および排気弁の両方共に開弁特性を変更するものであってもよい。また、カム軸２は、吸気弁専用あるいは排気弁専用とされたＤＯＨＣ式のものに限らず、吸気弁用と排気弁用とを兼用したＳＯＨＣ式のものであってもよい（この場合、吸気弁の開弁特性のみを変更するのが、構造簡単化を図りつつ、エンジンの特性を大きく変更する上で好ましいものとなる）。
【００６２】
(3)図１〜図１３の実施例において、切換部材２１に形成した係合孔２２は、係合凹部として機能するものであり、孔としての形式でなく、底壁を有する形式として形成してもよい。また、切換部材２１側に突起部を成形し、高速用カム１２側に係合孔８京号凹部）を形成することもできる（高速用カム１２のカム軸方向長さがある程度十分に確保できる場合）。
(4)切換部材２１、６９は、カム軸方向変位のための力が小さくてすむので、油圧作動式としないで、電気モータによる駆動等、適宜の駆動手段を利用して駆動することも可能となる。
【００６３】
(5)本発明の目的は、明示された目的に限らず、発明の効果に対応した目的、利点あるいは好ましいとされた内容に対応した目的をも含むものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示すもので、動弁機構の側面断面図。
【図２】図１に示す高速用カムとカム軸と切換部材との結合部分をカム軸の径方向に断面した状態で示す図。
【図３】図２の状態からカムが所定分回転した状態を示す図。
【図４】図３の状態からカムが所定分回転した状態を示す図。
【図５】図４の状態からカムが所定分回転した状態を示す図。
【図６】図５の状態からカムが所定分回転した状態を示す図。
【図７】図６の状態からカムが所定分回転した状態を示す図。
【図８】図７の状態からカムが所定分回転した状態を示す図。
【図９】図８の状態からカムが所定分回転した状態を示す図。
【図１０】切換部材と各気筒の動弁機構との関係を示す平面一部断面図。
【図１１】本発明の第２実施例を示すもので、図１０に対応した図。
【図１２】本発明の第３実施例を示すもので、図１に対応した図。
【図１３】本発明の第３実施例を示すもので、図２に対応した図。
【図１４】本発明の第４実施例を示すもので、カム軸方向から見た側面一部断面図。
【図１５】図１４のＸ１５−Ｘ１５線相当断面図。
【図１６】切換部材の全体構成を示すもので、図１４に示されるロッカアームの上方から見た全体図。
【符号の説明】
１：吸気弁
２：カム軸
２ａ：中空部
１１：低速用カム
１２：高速用カム
１３：ピン部材
２１（２１Ａ、２１Ｂ）：切換部材
２２（２２Ａ〜２２Ｅ）：係合孔（係合凹部）
２３：係合解除部
２４：係合部
２６：リタ−ンスプリング
２７：第２室（作動油室）
５１：第１ピン部材
５２：第２ピン部材
５６：係合凹部
６１：低速用ロッカアーム
６２：高速用ロッカアーム
６４：低速用カム
６５：高速用カム
６６：連結軸（切換部材構成用）
６７：係合凹部
６８：軸部材（切換部材構成用）
６９：切換部材（連結軸と軸部材との連結構造）

Claims (10)

1. カム軸の回転を吸気弁あるいは排気弁へ伝達する動弁機構中に、各気筒毎に、２つの部材間の係脱を行うことにより開弁特性を切換える切換機構が介在されたエンジンの動弁装置において、
   カム軸方向に互いに直列に配設された複数の気筒間に渡って、カム軸方向に変位可能とされた切換部材が設けられ、
   前記切換部材をカム軸方向に変位させるのに応じて、前記２つの部材間の係合が１つの気筒づつ順次行われるように構成され、
   前記カム軸に設けられたカムが、各気筒毎に、低速用カムと該低速用カムよりもリフト量が大きくされた高速用カムとの２種類設けられて、該高速用カムが該カム軸と係脱されることにより開弁特性が切換えられるように設定され、
   前記切換部材が前記カム軸に対して相対回転不能とされて、該切換部材を介して前記カム軸と高速用カムとの係合が行われ、
   前記高速用カムが、前記カム軸に対して所定角度だけ揺動可能な係合解除状態と、該カム軸に対して揺動が規制されて一体回転する係合状態とに切換えられるように設定され、
   前記高速用カムに、突起または凹部のうち一方の係合部が形成され、
   前記切換部材に、突起または凹部のうち他方の係合部が形成され、
   前記一方の係合部と他方の係合部とが係合するときの前記切換部材のカム軸方向変位位置が、前記複数の気筒間において互いに異なるように設定されている、
   ことを特徴とするエンジンの動弁装置。
2. 請求項１において、
   前記複数の気筒の吸気行程が、互いにオ−バラップしないように設定されている、
   ことを特徴とするエンジンの動弁装置。
3. 請求項１において、
   前記直列に配設された複数の気筒が、Ｖ型６気筒エンジンにおける左右の各バンクに設けられた３つの気筒とされ、
   前記切換部材が、左右のバンク毎に設けられている、
   ことを特徴とするエンジンの動弁装置。
4. 請求項１において、
   エンジンが直列式の４気筒以上のエンジンとされ、
   前記切換部材が、クランク軸方向一方側の複数の気筒用と、クランク軸方向他方側の複数の気筒用との２本設けられている、
   ことを特徴とするエンジンの動弁装置。
5. 請求項１において、
   前記一方の係合部が、カム軸を貫通して前記切換部材の外周面に向けて径方向から伸びる突起部とされ、
   前記他方の係合部が、切換部材の外周面に形成された係合孔とされている、
   ことを特徴とするエンジンの動弁装置。
6. 請求項１において、
   前記カム軸が中空状として形成され、
   前記切換部材が、前記カム軸の中空部内に摺動自在に嵌合されている、
   ことを特徴とするエンジンの動弁装置。
7. 請求項６において、
   前記カム軸の中空部内のうち前記切換部材の一端部側において、該切換部材をカム軸方向一方側へ向けて付勢するためのスプリングが配設され、
   前記カム軸の中空部のうち前記切換部材の他端側において、作動油室が形成されている、
   ことを特徴とするエンジンの動弁装置。
8. カム軸の回転を吸気弁あるいは排気弁へ伝達する動弁機構中に、各気筒毎に、２つの部材間の係脱を行うことにより開弁特性を切換える切換機構が介在されたエンジンの動弁装置において、
   カム軸方向に互いに直列に配設された複数の気筒間に渡って、カム軸方向に変位可能とされた切換部材が設けられ、
   前記切換部材をカム軸方向に変位させるのに応じて、前記２つの部材間の係合が１つの気筒づつ順次行われるように構成され、
   前記カム軸に設けられたカムが、各気筒毎に、低速用カムと該低速用カムよりもリフト量が大きくされた高速用カムとの２種類設けられ、
   前記高速用カムにより駆動される高速用ロッカアームと、前記低速用カムにより駆動される低速用ロッカアームとを有し、
   前記切換部材が、前記高速用ロッカアームと吸気弁あるいは排気弁との係合、係合解除を行うように構成され、
   前記高速用ロッカアームと低速用ロッカアームとを連結してカム軸方向に伸びる連結軸を有して、該高速用ロッカアームの変位が該連結軸および低速用ロッカアームを介して吸気弁あるいは排気弁へ伝達されるように設定され、
   前記前記複数の気筒における前記連結軸が、カム軸方向に変位可能として相互に連結されて前記切換部材を構成しており、
   前記連結軸に、小径段部が形成されて、該連結軸をカム軸方向に変位させて該小径段部に前記高速用ロッカアームが位置されたときに、該高速用ロッカアームと吸気弁あるいは排気弁との係合が解除された状態とされる、
   ことを特徴とするエンジンの動弁装置。
9. 請求項８において、
   前記連結軸を相互に連結してなる前記切換部材のカム軸方向一端部側に、該切換部材をカム軸方向一方側へ向けて付勢するためのスプリングが配設され、
   前記切換部材の他端側がシリンダヘッド内に挿入されて、該切換部材のシリンダヘッド内への挿入端部側に作動油室が形成されている、
   ことを特徴とするエンジンの動弁装置。
10. 請求項１ないし請求項９のいずれか１項において、
    開弁特性が切換えられる弁が吸気弁とされている、
    ことを特徴とするエンジンの動弁装置。

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