(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各別に液圧制御される２つの液圧制御機構を有して作動液の液圧制御に基づき低速用・中速用・高速用の３種のカムの中から機関バルブを開閉駆動せしめるカムを選択的に切り換える可変動弁機構と、該可変動弁機構を回動可能に支持する支持軸とを備える可変動弁装置において、
前記可変動弁機構を液圧制御する作動液は前記支持軸内に形成された作動液通路を介して供給され、
前記支持軸は、その回動に基づき前記可変動弁機構と前記支持軸内の作動液通路とを連通あるいは遮断する開口部を備え、
前記２つの液圧制御機構と前記支持軸内の作動液通路とを連通する開口部は、前記各液圧制御機構に対して各別の支持軸回動位相において連通するものであり、
前記支持軸の周面には中速用のカムを選択する開口部から同支持軸の周方向に延びる溝が形成され、同溝は同支持軸の周方向おいて高速用のカムを選択する開口部に対応する位置まで延伸されてなる
ことを特徴とする可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のバルブのリフト量や作用角等のバルブ特性を可変とする可変動弁装置、特に、カム特性の異なる複数種のカムを備えるとともに、機関バルブを開閉駆動するカムを選択的に切り換えることでバルブ特性を可変とする方式の可変動弁装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の運転状態に応じて機関バルブの開閉時期やそのリフト量等のバルブ特性を可変とする可変動弁装置が提案され、実用化されている。こうした可変動弁装置として、例えば特公平４−２７６７号公報には、１気筒毎にカム特性の異なる複数種のカムを備えるとともに、機関バルブを開閉駆動するカムを選択的に切り換えることでバルブ特性を可変とする可変動弁機構を備える可変動弁装置が記載されている。
【０００３】
このような可変動弁装置について、図９〜図１１に基づき説明する。
なお、図９はこうした可変動弁装置の機関低速運転時における可変動弁機構の態様を、図１０は同装置の機関高速運転時における可変動弁機構の態様を示す。また、この可変動弁装置が設けられる内燃機関は、吸気用と排気用の２本のカムシャフトを備えるダブルオーバヘッドカムシャフト（ＤＯＨＣ）方式であり、吸気バルブ及び排気バルブを１気筒に２個ずつ備える４バルブ構成となっている。
【０００４】
この可変動弁装置が設けられた内燃機関のカムシャフトには、１気筒毎に２つの低速用カムと、これら低速用カムの中間に設けられた高速用カムとを備えている。この高速用カムは、低速用カムに対して機関バルブの開閉時期及びそのリフト量を拡大すべく、よりリフト部の高いカムプロフィール形状を呈している。そして、このような低速用カム及び高速用カムに基づき機関バルブを開閉駆動する可変動弁機構１００は、図９及び図１０に示すように、ロッカシャフト６に回動可能に装着されて上記低速用カムにより揺動される第１ロッカアーム１０３及び第２ロッカアーム１０４と、同じくロッカシャフト６に回動可能に装着されて上記高速用カムにより揺動されるミッドロッカアーム１０５とによって構成されている。なお、第１及び第２ロッカアーム１０３，１０４の先端部には、機関バルブ９の上端に当接されるタペットねじ１０９が設けられている。
【０００５】
また、各ロッカアーム１０３〜１０５には、ロッカシャフト６に並行に延びる収容穴１０６，１０７及び収容孔１０８が形成されている。これらの収容穴１０６，１０７及び収容孔１０８内には、第１及び第２切換ピン１１０，１１１及び規制ピン１１２がその軸線方向に摺動自在に遊嵌されている。規制ピン１１２は、コイルばね１１３によりミッドロッカアーム１０５側に付勢されており、第１及び第２切換ピン１１０，１１１を押圧している。
【０００６】
また、第１切換ピン１１０の一端と収容穴１０６の閉塞端との間の空間１１４は油圧室となっている。この油圧室１１４は、第１ロッカアーム１０３内に形成されたロッカアーム油路１１６と連通している。このロッカアーム油路１１６は、ロッカシャフト６にあって第１ロッカアーム１０３との摺接部に形成された環状の油路１１５を介して、同じくロッカシャフト６の内部にその軸方向に延伸するように設けられたロッカシャフト油路３１に連通している。
【０００７】
ここで、油圧室１１４内に作動油（通常、内燃機関の潤滑油を利用）が供給されていない時には、図９に示される態様にて、各ロッカアーム１０３〜１０５は、それぞれ自由に揺動可能となっている。すなわちこのとき、よりリフト部の高い高速用カムにより揺動されるミッドロッカアーム１０５は、第１及び第２ロッカアーム１０３，１０４と切り離されて、いわば空揺動されているかたちとなる。したがって、各機関バルブ９は、それぞれ第１及び第２ロッカアーム１０３，１０４を通じて、低速用カムにより揺動される。
【０００８】
一方、油圧室１１４に各油路２３，１１５，１１６を介して油が供給されると、その油圧によって第１及び第２切換ピン１１０，１１１及び規制ピン１１２は、図１０に示されるように、コイルばね１１３の付勢力に抗して第２ロッカアーム１０４側に移動する。この移動により、第１及び第２切換ピン１１０，１１１は、それぞれ収容穴１０６と収容孔１０８との間及び収容穴１０７と収容孔１０８との間に挟み込まれるかたちとなり、ロッカアーム１０３〜１０５は連結されて一体に揺動するようになる。すなわちこのとき、これら各ロッカアーム１０３〜１０５及び機関バルブ９は、より高いリフト部を有する上記高速用カムによって駆動されるようになる。
【０００９】
次に、同可変動弁装置にあって上記可変動弁機構１００に油を供給する油圧回路の構成について、図１１に基づき説明する。なお、同図１１において、カム１０１は上記低速用カムであり、カム１０２は上記高速用カムである。これら各カム１０１，１０２に対して、上記可変動弁機構１００を構成する各ロッカアーム１０３〜１０５が各々対向配設されている。
【００１０】
さて、図１１に示す油圧回路において、オイルポンプ２５は、オイルパン２４内の油を吸引するとともに、油供給路１２４を介して油圧切換弁１１７に対し同油を加圧吐出する部分である。この油圧切換弁１１７は、電磁式の３ポートの方向制御弁からなる。油圧切換弁１１７の第１ポート１１８は、油の入り口であり、上記油供給路１２４に接続されている。第３ポート１２０は、低速用カム１０１に対して潤滑用の油を供給する第１潤滑用油路１２６に接続されている。第２ポート１１９は、前記ロッカシャフト６内に形成されたロッカシャフト油路３１を介して可変動弁装置１００に油を供給する油路１２５に接続されている。ロッカシャフト油路３１の後端部には、高速用カム１０２及びカムシャフト１の軸受け部に対して潤滑用の油を供給する第２潤滑用油路１２８がオリフィス１２７を介して接続されている。
【００１１】
また、油圧切換弁１１７はガイド孔１３０が形成されており、その内部にはスプール１２１が摺動可能に挿入されている。このスプール１２１は、コイルばね１２２の付勢力により同図１１の下方向に付勢されており、ソレノイド１２３が励磁されることにより、その付勢力に抗して同図１１に示される位置に吸引される。この状態で、第１ポート１１８と第２ポート１１９とが連通される。また、ソレノイド１２３を消磁すると、スプール１２１はスプリング１２２の付勢力によって同図１１の下方向に移動する。この状態で、第１ポート１１８と第３ポート１２０とが連通される。またこのとき、スプール１２１に形成された小径のバイパス通路１２９によって、第１ポート１１８と第２ポート１１９とも連通される。
【００１２】
すなわちこのような装置にあって、内燃機関の高速運転時には、ソレノイド１２３が励磁され、油は第１ポート１１８及び第２ポート１１９を介して可変動弁機構１００に供給される。この油圧によって可変動弁機構１００の各ロッカアーム１０３〜１０５は連結され、機関バルブ９は高速用カム１０２によって開閉駆動されるようになる（図１０参照）。このとき、オリフィス１２７を介して少量の油が第２潤滑用油路１２８にも供給され、高速用カム１０２及びカムシャフト１の軸受け部の潤滑が行われる。
【００１３】
一方、低速運転時には、ソレノイド１２３は消磁され、油は第１ポート１１８、第３ポート１２０及び第１潤滑用油路１２６を介して低速用カム１０１に供給される。また、同時に、前記バイパス通路１２９を通じて、第１ポート１１８と第２ポート１１９とが連通され、油路１２５にも少量の作動油が供給される。このとき油路１２５に供給された油は、オリフィス１２７を介して第２潤滑用油路１２８に供給され、高速用カム１０２及びカムシャフト１の軸受け部に対する潤滑が維持される。しかしながら、このとき油路１２５に供給される油は少量であるため、前記可変動弁機構１００の油圧室１１４内の油圧は、コイルばね１１３の付勢力に抗して各ピン１１０，１１１，１１２を移動させるほど高くはならない。したがって、各ロッカアーム１０３〜１０５は各々独立して揺動し、機関バルブ９は低速用カム１０１によって開閉駆動されるようになる（図９参照）。
【００１４】
以上のように、この油圧回路構成では、可変動弁機構１００への油圧非供給時にもバイパス通路１２９を介して少量の油を供給し続けることで、各カム１０１，１０２やカムシャフト１の軸受け部等の潤滑部に対する潤滑を維持している。また、同機構１００に対して油の供給を行う各油路３１及び１２５内の油の流動性を保持することでカム切換時における応答性の向上を図っている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、カム切り換え時の応答性を向上するには、油圧室１１４内に、カムの切り換え動作が行われる油圧、すなわちコイルばね１１３の付勢力に抗して各ピン１１０，１１１，１１２が移動する油圧以下の可能な限り高い油圧を常に与えておくことが望ましい。しかしながら、上記構成の油圧回路を通じて可変動弁機構に対する作動油の供給を行う従来の可変動弁装置では、バイパス通路１２９を介して供給される作動油は少量であるため、カムの切り換え動作以前における油圧室１１４内の油圧はそれほど高くすることができない。このため、カムの切り換えに際して十分な応答性を確保することはできなかった。
【００１６】
一方、同従来の可変動弁装置の場合には、上記バイパス通路１２９の径を拡大することで、カム切り換え動作以前に油圧室１１４内に供給される油圧を高くしておくことも可能ではある。しかしながら、単にバイパス通路１２９の径を拡大したところで、所定とされる態様でのカム切り換えが行われるとは限らない。
【００１７】
すなわち、オイルポンプ２５から供給される作動油は内燃機関の潤滑部や他の油圧制御機構等にも供給され、これらの部位で消費される油量が急変することで、油圧切換弁１１７に供給される油の油圧にも急激な変動が生じることがある。この点、上記のようにバイパス通路１２９を介して油圧非供給時にも作動油を供給する構成では、こうした油圧変動の影響を直接受けることとなり、上記油圧室１１４内に予め与えておく油圧を高めに設定しておく場合には、同油圧変動に起因して上記各ピン１１０，１１１，１１２が誤って移動し、誤ったカム切り換えが行われる懸念がある。
【００１８】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、誤動作の発生を回避しつつ、可変動弁機構の応答性を確実に向上することの可能な可変動弁装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、各別に液圧制御される２つの液圧制御機構を有して作動液の液圧制御に基づき低速用・中速用・高速用の３種のカムの中から機関バルブを開閉駆動せしめるカムを選択的に切り換える可変動弁機構と、該可変動弁機構を回動可能に支持する支持軸とを備える可変動弁装置において、前記可変動弁機構を液圧制御する作動液は前記支持軸内に形成された作動液通路を介して供給され、前記支持軸は、その回動に基づき前記可変動弁機構と前記支持軸内の作動液通路とを連通あるいは遮断する開口部を備え、前記２つの液圧制御機構と前記支持軸内の作動液通路とを連通する開口部は、前記各液圧制御機構に対して各別の支持軸回動位相において連通するものであり、前記支持軸の周面には中速用のカムを選択する開口部から同支持軸の周方向に延びる溝が形成され、同溝は同支持軸の周方向おいて高速用のカムを選択する開口部に対応する位置まで延伸されてなることをその要旨とする。
【００２０】
同構成によれば、支持軸を回動させることで可変動弁機構の液圧制御を行うことができるようになる。このため支持軸内に形成された作動液通路内には常に高圧の作動液を充填しておくことができ、カム切り換え動作時に必要とされる液圧の作動液を同支持軸の回動にともなって瞬時に補給することができるようになる。そしてこのことは、可変動弁機構内の液圧をカム切り換え動作に必要な液圧まで高めるために要する時間が短縮され、ひいては同可変動弁機構の応答性が向上されることを意味する。さらに、支持軸が作動油の供給経路を連通する態様で回動しない限り、可変動弁機構への作動液の供給は行われないため、液圧変動に起因する可変動弁機構の誤動作の発生も好適に防止される。
さらに、上記構成によれば、２つの液圧制御機構を備えて、３種のカムの中から前記機関バルブを開閉駆動するカムを選択する方式の可変動弁機構に対して、支持軸の回動により作動液供給の切り換えを行う機構を採用可能となる。
加えて、機関中速運転時における回動位相から機関高速運転時における回動位相に支持軸を回動させるまでの間には、前記溝を介して中速用のカムを選択する開口部に作動油が供給され続けることとなる。したがって、中速用カムから高速用カムへの切り換え途中に一時的に作動油供給が遮断され、低速用カムによって機関バルブが開閉駆動されるような事態が生じない。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下に、本発明を具体化した第１の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態にかかる可変動弁装置は、可変動弁機構が装着されたロッカシャフトの回動に基づき同可変動弁機構に対する油圧供給の切り換え可能な装置として構成されている。
【００２８】
まず、本実施の形態の可変動弁装置に設けられた可変動弁機構の構成について、図１〜図３に基づき説明する。なお、図１は可変動弁機構５及びカムシャフト１の一部を示す斜視構造を、図２，図３は同可変動弁機構５に設けられた油圧式ロック機構の断面構造をそれぞれ示している。
【００２９】
カムシャフト１には、カムプロフィール形状の異なる３種のカム、すなわち低速用カム２、中速用カム３及び高速用カム４が設けられている。これらのカムは、低速用カム２，中速用カム３，高速用カム４の順に、それらカムによって開閉駆動される機関バルブ９の開閉時期とリフト量とが大きくなるようにカムプロフィールが形成されている。
【００３０】
カムシャフト１の下方には、同シャフト１と平行にロッカシャフト６が設けられている。このロッカシャフト６には、ロッカアーム７が回動可能に装着されている。可変動弁機構５はこのロッカアーム７を中心として構成されている。なお、この可変動弁機構５には、中速用カム３と高速用カム４とにそれぞれ対応する一対の可動フォロワとそれら可動フォロワの摺動を制限あるいは制限解除する油圧式ロック機構とが設けられている。このように可変動弁機構５にあって、中速用カム３側と高速用カム４側とに対称的に設けられて、基本的に同等の機能を有する部材については同一の符号を付し、特に中速用カム３側の部材にはその末尾に「ａ」を、また高速用カム４側の部材にはその末尾に「ｂ」を添付することで区別する。さらに以下の説明において、これら部材の符号について、その末尾の識別子「ａ」，「ｂ」を省略する場合には、特に断りがない限り、中速用カム３側、高速用カム４側の両方の部材を示すものとする。
【００３１】
ロッカアーム７は、その基端側がロッカシャフト６によって回動可能に支持されている。ロッカアーム７の先端側からは、アーム８が前方に延伸されて形成されており、このアーム８の先端部は機関バルブ９の頭部と当接可能となっている。
【００３２】
ロッカアーム７の上面中央部には、ローラフォロワ１０が回動可能に支持されている。このローラフォロワ１０は上記低速用カム２と転接可能となっている。さらに、ロッカアーム７の上面にあって、ローラフォロワ１０の両側方には、断面円形状をなすガイド穴１１ａ及び１１ｂが垂直下方に形成されている。このガイド穴１１ａ，１１ｂ内には、それぞれ略円柱形状をした可動フォロワ１２ａ及び１２ｂが摺動可能に挿入されている。これら２つの可動フォロワの内、一方の可動フォロワ１２ａは前記中速用カム３により摺動される中速用可動フォロワ、もう一方の可動フォロワ１２ｂは前記高速用カム４により摺動される高速用可動フォロワとなっている。これら可動フォロワ１２ａ及び１２ｂは、図２及び図３に示すように、頭部に設けられた断面矩形状のスリッパ１３ａ，１３ｂと、前記ガイド穴１１ａ，１１ｂに挿入可能なように円柱形状をなす脚部から構成されている。スリッパ１３ａ，１３ｂの上端面は、図３，図４に示される態様で円弧面となっており、前記中速用カム３あるいは前記高速用カム４と摺接可能となっている。また、可動フォロワ１２ａ，１２ｂの脚部内には断面円形状の穴が形成されており、その内部にはロストモーションスプリング１４が配設されている。可動フォロワ１２ａ，１２ｂは、このロストモーションスプリング１４により、中速用カム３あるいは高速用カム４（図１）側に付勢されている。なお、このロストモーションスプリング１４のばね力は、前記機関バルブ９に設けられたバルブスプリングのばね力よりも十分に小さく設定されている。
【００３３】
一方、図１〜図３に示すように、ロッカアーム７の下方には、ガイド穴１１ａ及び１１ｂと直交する断面円形状のシリンダ穴１５ａ及び１５ｂが同ロッカアーム７の先端側から形成されている。また、このシリンダ穴１５ａ及び１５ｂの両側部には、断面半円形状をした側辺溝１６ａ及び１６ｂが同シリンダ穴１５ａ，１５ｂと並行して形成されている。
【００３４】
次に、上記シリンダ穴１５ａ，１５ｂ及び側辺溝１６ａ，１６ｂ内に配設され、前記可動フォロワ１２ａ，１２ｂの摺動を制限あるいは許容する油圧式ロック機構（以下、単に「ロック機構」という）について、図２，図３に基づき詳細に説明する。
【００３５】
図２，図３に示すように、シリンダ穴１５内には円柱形状の油圧ピストン１７が、側辺溝１６には半円柱形状の側辺１８が摺動可能に挿入されている。なお、これら油圧ピストン１７と側辺１８とは、一体に組み付けられており、一体となって図２に示す位置と図３に示す位置との間を摺動可能となっている。
【００３６】
この側辺１８の先端部の内側面は斜状の平面となっており、図２に示す位置に位置したとき、前記可動フォロワ１２との干渉を回避し、同可動フォロワ１２の摺動を許容できるようになっている。また、側辺１８の先端部の上面には平面が形成されており、図３に示す位置に位置したときに、前記可動フォロワ１２の底面を当接支持することができるようになっている。すなわち、油圧ピストン１７及び側辺１８が図２に示す位置に位置した際には、可動フォロワ１２はガイド穴１１内を自由に摺動可能となる。一方、図３に示す位置に位置した際には、可動フォロワ１２の脚部の底面は側辺１８の上面に形成された平面上に当接支持され、ガイド穴１１内における同可動フォロワ１２の摺動は制限される。
【００３７】
また、可動フォロワ１２の脚部にあってロッカアーム７の基端側の側面には断面矩形状の溝が形成されている。この溝内には、ばね受け部材２１が摺動可能に挿入されている。このばね受け部材２１と前記油圧ピストン１７の先端側端面との間にはコイルスプリング１９が配設されている。このコイルスプリング１９は、ばね受け部材２１を可動フォロワ１２側に付勢すると共に、油圧ピストン１７をシリンダ穴１５の内底面側、すなわちロッカアーム７の基端側に付勢している。
【００３８】
ここで、シリンダ穴１５の内底面と油圧ピストン１７の基端側端面との間の空間２２は油圧室となっている。この油圧室２２は、ロッカアーム７に形成されたロッカアーム油路２３と連通している。そして、油圧室２２内には、このロッカアーム油路２３を通じて作動油が供給される。なお通常、この作動油としては内燃機関の潤滑油が利用される。
【００３９】
このように構成された可変動弁機構５においては、上記油圧室２２内に供給される作動油の油圧がある程度以上高くなると、油圧ピストン１７は側辺１８とともにコイルスプリング１９の付勢力に抗して図２に示す位置から図３に示す位置へと移動し、可動フォロワ１２の摺動を制限する。こうして摺動が制限された可動フォロワ１２はロッカアーム７と一体となって揺動するようになる。
【００４０】
一方、油圧室２２内の油圧がある程度以下に低下すると、コイルスプリング１９の付勢力により油圧ピストン１７は側辺１８をともなって、図３に示す位置から図２に示す位置へと移動し、可動フォロワ１２の摺動の制限を解除する。こうして自由に摺動可能となった可動フォロワ１２は、ロッカアーム７と切り離され、いわば空摺動されるかたちとなる。
【００４１】
本実施の形態にあっては、上記シリンダ穴１５あるいは側辺溝１６内に配設された油圧ピストン１７，側辺１８，コイルスプリング１９，ばね受け部材２１及び油圧室２２によって、上記ガイド穴１１内における可動フォロワ１２の摺動を制限あるいは制限解除するロック機構が構成されている。
【００４２】
次に、上記可変動弁機構５のロック機構に対して作動油の供給を行う油圧回路の構成について図４に基づき説明する。
オイルポンプ２５は、オイルパン２４内の潤滑油を吸引するとともに、実際には内燃機関のシリンダヘッドやシリンダブロックの内部に形成されている油供給路２６に潤滑油を加圧吐出する。この油供給路２６は、可変動弁機構５に対して作動油としての潤滑油を供給するための作動油供給路２８と、カムシャフト１の軸受け部や各カム２〜４等の潤滑部に対して潤滑油を供給するための潤滑用油路２７とに分岐する。
【００４３】
作動油供給路２８は、ロッカシャフト６の軸受け部２９内を通り、同ロッカシャフト６と同軸受け部２９との摺接部に連通している。なお、ロッカシャフト６は、この軸受け部２９に回動可能に支持されている。また、ロッカシャフト６内には、各可変動弁機構５のロック機構に作動油を供給するためのロッカシャフト油路３１が同ロッカシャフト６の軸線に沿って形成されている。このロッカシャフト油路３１は、ロッカシャフト６にあって軸受け部２９との摺接部に形成された給油口３０を通じて、前記作動油供給路２８と連通している。
【００４４】
一方、先述した可変動弁機構５の油圧室２２ａ，２２ｂに連通されたロッカアーム油路２３ａ，２３ｂの先端は、ロッカアーム７とロッカシャフト６との摺接部に延伸されており、両ロッカアーム油路２３ａ，２３ｂともに同一方向に開口されている。ロッカシャフト６にあってロッカアーム７との摺接部には、中速側のロッカアーム油路２３ａと連通可能な中速側開口部３２と、高速側のロッカアーム油路２３ｂと連通可能な高速側開口部３４とが形成されている。これら開口部３２，３４を通じて、前記ロッカシャフト油路３１と各ロッカアーム油路２３ａ及び２３ｂとは連通可能となっている。なお、これら中速側開口部３２及び高速側開口部３４は、ロッカシャフト６を回動させることで中速側ロッカアーム油路２３ａあるいは高速側ロッカアーム油路２３ｂと連通あるいは連通を遮断される構造となっている。これら中速側開口部３２と高速側開口部３４とは、ロッカシャフト６の軸線を中心とした円周方向に対して十分に離れた位置に形成されている。したがって、ロッカアーム７の揺動にともなって、中速側ロッカアーム油路２３ａと中速側開口部３２との間、及び高速側ロッカアーム油路２３ｂと高速側開口部３４との間は同時には連通しない構造となっている（図５〜図７に基づき後述する）。また、ロッカシャフト６の周面には、中速側開口部３２からロッカシャフト６の円周方向に延びる溝３３が形成されている。この溝３３は、ロッカシャフト６の円周方向において前記高速側開口部３４が設けられた位置に対応する位置まで延伸されている。
【００４５】
次に、ロッカシャフト６を回動させるロッカシャフト駆動機構について、同図４に基づき説明する。
ロッカシャフト６には、歯車３７が一体回動可能に装着されている。また、ロッカシャフト６の近傍には、内燃機関の各種制御を行う電子制御装置（ＥＣＵ）３９によって駆動制御されるモータ（例えばステップモータ）３５が設けられている。このモータ３５の出力軸にも歯車３６が一体回動可能に装着されており、前記ロッカシャフト６に装着された歯車３７と噛合されている。モータ３５の出力軸の回動は、歯車３６，３７を介してロッカシャフト６に伝達される。したがって、モータ３５の回動をＥＣＵ３９によって制御することで、ロッカシャフト６の回動位相を自在に設定することができるようになる。
【００４６】
次に、以上説明した可変動弁装置の動作について図５〜図７に基づき説明する。なお、図５〜図７は上記各開口部３２，３４が設けられた軸方向の位置におけるロッカシャフト６及びその近傍の断面図であり、図５は機関低速運転時の、図６は機関中速運転時の、図７は機関高速運転時の態様をそれぞれ示している。
【００４７】
機関低速運転時には、図５（ａ），（ｂ）に示すように、各開口部３２，３４ともロッカアーム油路２３ａ，２３ｂと連通しない回動位相にロッカシャフト６を回動させる。したがって、中速側及び高速側のロック機構に作動油が供給されないため、両可動フォロワ１２ａ，１２ｂはガイド穴１１ａ，１１ｂ内を自由に摺動可能となる。こうして、中速側、高速側可動フォロワ１２ａ，１２ｂの両方とも、いわば空摺動されるかたちとなり、ロッカアーム７は低速用カム２により揺動される。
【００４８】
また、機関中速運転時には、図６（ａ）に示すように、中速側開口部３２と中速側ロッカアーム油路２３ａとが連通する回動位相にロッカシャフト６が回動される。こうして中速側のロック機構に対してのみ作動油が供給され、ガイド穴１１ａ内における中速側可動フォロワ１２ａの摺動が制限される。このとき、同図６（ｂ）に示すように、高速側のロック機構には作動油が供給されていないため、高速側可動フォロワ１２ｂはいわば空摺動されるかたちとなる。したがって、ロッカアーム７は、よりリフト部の高い中速用カム３の回転、押圧に基づき揺動されるようになる。
【００４９】
そして、機関高速運転時には、図７（ｂ）に示すように、高速側開口部３４と高速側ロッカアーム油路２３ｂとが連通する回動位相にロッカシャフト６が回動される。このとき、同図７（ａ）に示すように、中速側ロッカアーム油路２３ａにも中速側開口部３２及び溝３３を介して作動油が供給される。こうして中速側、高速側のロック機構は共に作動油が供給され、両可動フォロワ１２ａ，１２ｂともガイド穴１１ａ，１１ｂ内における摺動が制限される。したがって、ロッカアーム６は最もリフト部の高い高速用カム４の回転、押圧に基づき揺動されるようになる。
【００５０】
なお、図６に示す機関中速運転時における回動位相から図７に示す機関高速運転時における回動位相にロッカシャフト６を回動させるまでの間には、前記溝３３を介して中速側のロック機構に作動油が供給され続けることとなる。したがって、中速用カム３から高速用カム４への切り換え途中に一時的にロック機構に対する作動油供給が遮断され、低速用カム２によってロッカアーム７が揺動されるような事態が生じない構造となっている。特に、高速用カム４から中速用カム３への切り換え動作時に、一気に低速用カム２にロッカアーム７を揺動させるカムが切り換わってしまうと、内燃機関の燃焼室内に導入される吸入空気量あるいは同燃焼室から排出される排気ガス量が急激に変動し、内燃機関の運転に悪影響を及ぼすことが懸念される。また、カムシャフト１の回転に対するカム駆動抵抗も急激に変動することから、カムシャフト１及びその駆動系にも悪影響を及ぼすおそれがある。本実施の形態では、溝３３を設けるだけの簡単な構造をもって、こうした不具合の発生を防止している。
【００５１】
ところで従来、上記のような可変動弁機構に対する作動油供給の切り換えは、シリンダヘッド等に設けられた油圧切換弁によって行われていた。こうした構成では、可変動弁機構は、シリンダヘッドやロッカシャフト内に形成された油通路を介してこの油圧切換弁と連通される構造となっているため、カムの切り換えを行うべく油圧切換弁から作動油の供給が開始されても、可変動弁機構に到る油通路内に十分な圧力の作動油が充填されるまでの間、可変動弁機構には十分な圧力の作動油を供給することができない。したがって、カムの切り換え動作の開始には遅れが生じていた。この点、本実施の形態では、可変動弁機構５が装着されたロッカシャフト６内のロッカシャフト油路３１内に常時、高圧の作動油が充填されている。したがって、ロッカアーム油路２３及び油圧室２２内に十分な圧力の作動油を充填するだけでカム切り換え動作が可能となり、カム切り換え動作完了までの時間を大幅に短縮することができるようになる。
【００５２】
また、本実施の形態では、ロッカシャフト６が図６あるいは図７に示される態様で回動されない限り、可変動弁機構５への作動油の供給は行われないため、前述した外部の油圧変動に起因する可変動弁機構５が誤動作することもない。
【００５３】
また、従来、２つあるいはそれ以上のロック機構を備え、それらロック機構を各別に油圧制御する可変動弁機構を備える構成の可変動弁装置では、各ロック機構に対して各別の作動油供給系路が必要であった。したがって、ロッカシャフト６内のロッカシャフト油路３１を複数の油通路に分割する等の構成を採らざるを得ず、油通路の構造が複雑化してしまっていた。この点、本実施の形態では、上記のように複数のロック機構を備える場合でも、可変動弁機構５までの油圧供給系路を一元化することが可能であり、構造の簡素化を図ることができるようになっている。
【００５４】
また通常、ロッカシャフト６と可変動弁機構５との摺動部の潤滑は、ロッカシャフト油路３１内の作動油が同摺動部のクリアランス内に漏洩することで行われるが、本実施の形態では、ロッカシャフト油路３１内に常に作動油が充填されているため、こうした摺動部の潤滑を常時維持することができるようにもなる。
【００５５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）ロッカシャフト６の回動により、可変動弁機構５に対する作動油の供給を切り換える構造としたため、カムの切り換え動作時に十分な油圧の作動油を充填しなければならない部分の容積を大幅に縮小することができる。したがって、カム切り換え時間を短縮でき、同可変動弁機構５の応答性を大幅に向上することができるようになる。
【００５６】
（２）ロッカシャフト６が給油口３２，３４とロッカアーム油路２３ａ，２３ｂとを連通させる態様で回動しない限り、可変動弁機構５への作動油の供給は行われないため、前述した外部の油圧変動に起因する可変動弁機構５が誤動作することもない。
【００５７】
（３）溝３３を設けることで、中速カム３と高速カム４との切り換えの際、一時的にロック機構に対する作動液供給が遮断され、低速カム２によってロッカアーム７が揺動されるような事態の発生を防止できる。
【００５８】
（４）可変動弁機構５までの油圧供給系路を一元化することが可能であり、油圧回路の構造の簡素化を図ることができるようになる。
（５）ロッカシャフト６と可変動弁機構５との摺動部の潤滑を、常時維持することができるようになる。
【００５９】
なお、本実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・本実施の形態では、溝３３をロッカシャフト６側に設ける構成としたが、この溝３３をロッカアーム７側に設ける構成としてもよい。
【００６０】
・また、前記実施の形態では、モータ３５として例えばステップモータを用いてロッカシャフト６を回動させる構成としたが、他に例えばロッカシャフト６の回動位相を検出する検出器や各回動位相に対応したリミットスイッチ等を設けて上記モータ３５の回動を管理する構成、あるいは同モータ３５をサーボモータとする構成に変更してもよい。
【００６１】
・また、ロッカシャフト６の駆動機構は、上記のような電気式の機構に限らず、油圧式、空気圧式、機械式等、ロッカシャフト６を回動可能なアクチュエータであればどのような機構を採用してもよい。
【００６２】
・また、本実施の形態では、低速用２、中速用３、高速用４の３種のカムを切り換える方式の可変動弁機構５について説明したが、上記油圧回路構成及び作動油供給の切り換え機構は、他に例えば、上記可動フォロワ及び上記ロック機構を１つずつ備え、２種のカムを切り換える方式の可変動弁機構や、３つ以上の可動フォロワとロック機構とを備え、４種以上のカムを切り換える方式の可変動弁機構に対しても同様に適用することができる。
【００６３】
（第２の実施の形態）
以下に、本発明を具体化した第２の実施の形態について説明する。本実施の形態にかかる可変動弁装置は、作動油の排出経路にチェックバルブを設けることで、可変動弁機構内の作動油の油圧を常に高めておき、カム切り換え動作時の応答性を向上可能な可変動弁装置として構成されている。
【００６４】
なお、本実施の形態は便宜上、可変動弁機構として、可動フォロワと前記ロック機構とを１つずつ備え、前記低速用カム２と高速用カム４との２種のカムを切り換える方式の機構と想定する。
【００６５】
まず、本実施の形態の可変動弁装置の油圧回路構成について図８に基づき説明する。
同図８に示されるように、オイルポンプ２５から潤滑油の供給を受ける油供給路２６は、可変動弁機構５に対して作動油としての潤滑油を供給するための作動油供給路２８と、カムシャフト１の軸受け部や各カム２，４等の潤滑部に対して潤滑油を供給するための潤滑用油路２７とに分岐されている。また、潤滑油通路２７からは途中、バイパス油路４３が分岐されている。このバイパス油路４３は、オリフィス４４を介してロッカシャフト６内に形成されたロッカシャフト油路３１と連結されている。したがって、このバイパス油路４３を通じて、ロッカシャフト油路３１には常時少量の作動油が供給されるようになる。
【００６６】
一方、作動油供給路２８は、可変動弁機構５への作動油の供給と同機構５からの作動油の排出とを切り換える油圧切換弁（以下、「ＯＳＶ」という）４０に連結されている。このＯＳＶ４０は３ポート式の方向制御弁で、上記作動液供給路２８の他、ロッカシャフト６内に形成されたロッカシャフト油路３１を介して可変動弁機構５とＯＳＶ４０とを連通する作動油通路４５と、同可変動弁機構５内の作動油をオイルパン２４内に還流するためのドレイン通路４２とが連結されている。この作動油通路４５は、実際には、シリンダヘッド内に形成されており、ロッカシャフト６の軸受け部においてロッカシャフト油路３１と連結されている。
【００６７】
また、ドレイン通路４２にはチェックバルブ４１が設けられている。このチェックバルブ４１は、ドレイン通路４２にあって同チェックバルブ４１の上流側、すなわちＯＳＶ４０側の油圧が設定圧以上となることではじめて開弁される。したがって、チェックバルブ４１の上流側の作動油の圧力は、常に上記設定圧に保持されている。なお、この設定圧は、前記切り換え油圧以下、すなわち可変動弁機構５の前記ロック機構を作動させる油圧以下の所定の圧力に設定されている。
【００６８】
ＯＳＶ４０は、ＥＣＵ３９によって制御される電磁ソレノイドによって駆動され、前記作動液通路４５と、前記作動油供給路３８あるいは前記ドレイン通路４２のどちらか一方とを連通させる方向切換弁である。
【００６９】
電磁ソレノイドに電圧が印加されない場合には、作動油通路４５とドレイン通路４２とが連通される。可変動弁機構５のロック機構内の作動油は、ロッカシャフト油路３１、作動油通路４５及びドレイン通路４２を通じて排出される。ただし、このドレイン通路４２内には前記チェックバルブ４１が設けられているため、ロッカシャフト油路３１、作動油通路４５、ドレイン通路４２の上流側及び可変動弁機構５内には、前記設定圧の作動油が排出されずに貯留される。なお、実際には、可変動弁機構５内の作動油は摺動部のクリアランス等を通じて少量ずつ漏洩するが、前記バイパス油路４３を通じて常に少量の作動油が供給されているため、漏洩分は補填され、可変動弁機構５内の作動油は設定圧に維持される。
【００７０】
なおこのとき、油圧変動等の影響でバイパス油路４３から供給される作動油の量が増加し、可変動弁機構５内の油圧が一時的に設定圧以上に増加したとしても、前記チェックバルブ４１が開弁されて直ちに設定圧まで減圧される。したがって、前述したような外部の油圧変動に起因して可変動弁機構５が誤動作することもない。
【００７１】
一方、電磁ソレノイドに電圧を印加すると、作動液通路３９と作動液供給路３８とが連通され、可変動弁機構５へ作動油が供給されるようになる。作動油が供給されることで、可変動弁機構５内の作動油は前記切り換え油圧以上に昇圧し、ロック機構が作動する。こうして、ロッカアーム７が高速用カム４により揺動されるようになる。
【００７２】
ここで、本実施の形態にあっては、ＯＳＶ４０が切り換えられた時点で、前記作動油通路４５、ロッカシャフト油路３１及び可変動弁機構５内には、先述したように設定圧の作動油が貯留されている。したがって、これら油通路４５，３１及び可変動弁機構５内の作動油を前記切り換え油圧まで昇圧するまでの時間は短く、カム切り換え動作の応答性も向上されるようになる。
【００７３】
また、可変動弁機構５内には、常に適正な圧力の作動油が貯留されているため、例えば、ロッカシャフト６と可変動弁機構５との摺動部や、ロック機構や可動フォロワ１２の摺動部等の潤滑部の潤滑を常時維持することができるようにもなる。
【００７４】
ところで、ドレイン通路４２にチェックバルブ４１を設けず、バイパス油路４３から供給される潤滑油だけで可変動弁機構５内に作動油を貯留しようとすると、重力によって作動油が落下してしまい、結局、可変動弁機構５内には作動油が貯留されなくなることがある。こうした事態を解消するには、ドレイン通路４２の開放端を可変動弁機構５よりも上方に設ける構造とするか、あるいはドレイン通路４２を一度、可変動弁機構５の上方に湾曲させる構造とする等の工夫が必要となる。すなわち、油圧回路の構造が複雑となってしまう。この点、本実施の形態では、チェックバルブ４１によって作動油の落下を抑制できるため、各油通路あるいはＯＳＶ４０等の配置位置の自由度を増すことができるようにもなる。
【００７５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）作動油の非供給時にも可変動弁機構５内には設定圧の作動油が貯留されているため、カム切り換え時に必要な油圧を得るまでの時間を短縮し、可変動弁機構５の応答性を向上することができるようになる。
【００７６】
（２）バイパス油路４３から常に少量の作動油を供給することで、可変動弁機構５から漏洩する分の作動油を補填し、作動油の非供給時における可変動弁機構５内の油圧を設定圧に保持し続けることができるようになる。
【００７７】
（３）作動油の非供給時において可変動弁機構５内の油圧が一時的に昇圧したとしても、チェックバルブ４１が開弁して同機構５内の油圧が設定圧まで減圧される。したがって、外部の油圧変動に起因する可変動弁機構５の誤動作の発生を防止することができるようになる。
【００７８】
（４）可変動弁機構５内の作動油を常に適正な圧力に維持し、各潤滑部、例えば、ロッカシャフト６と可変動弁機構５との摺動部や、ロック機構や可動フォロワ１２の摺動部等の潤滑を常時維持することができるようになる。
【００７９】
（５）チェックバルブ４１を設けることで、重力による作動油の落下を抑制できるため、各油通路あるいはＯＳＶ４０等の配置位置の自由度を増すことができるようになる。
【００８０】
なお、本実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・可変動弁機構５から漏洩する作動油の量が無視できるほど少量である場合には、常時、少量の作動油を供給するバイパス油路４３を設けない構成としてもよい。このようにした場合にも、前記（１）及び（３）〜（５）に記載の効果を得ることができるようになる。
【００８１】
・また、本実施の形態では、低速用２、高速用４の２種のカムを切り換える方式の可変動弁機構５について説明したが、上記油圧回路構成は、他に例えば、上記可動フォロワ及び上記ロック機構を複数ずつ備え、３種あるいはそれ以上のカムを切り換える方式の可変動弁機構に対しても同様に適用することができる。ただし、こうした構成とした場合、各カムに対応するロック機構に対して各別に作動油を供給可能な作動油供給手段と、これらロック機構に対して各別に作動油を排出可能な作動油排出手段と、各ロック機構に対応する作動油排出手段毎に各別の油圧保持手段（チェックバルブ）とを設ける必要がある。
【００８２】
以上、各実施の形態についてその構成並びに作用、効果を説明したが、本発明の実施の形態はこれら各実施の形態に限定されるものではなく、下記のようにその構成を変更して実施してもよい。
【００８３】
・前記各実施の形態では、ロッカアーム内における可動フォロワの摺動を制限、許容することで機関バルブを開閉駆動するカムを切り換える方式の可変動弁機構が採用された可変動弁装置について説明したが、他のカム切り換え方式の可変動弁機構、例えば図９及び図１０に示したような複数種のカムに各別に対応して揺動する複数のロッカアームを備え、これらロッカアームを連結（ロック）、分離（ロック解除）することで機関バルブを開閉駆動するカムを切り換える方式の可変動弁機構を採用する構成としてもよい。
【００８６】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、液圧変動に起因する可変動弁機構の誤動作の発生も好適に防止しながら、同可変動弁機構の応答性を確実に向上することができるようになる。
さらに、上記構成によれば、２つの液圧制御機構を備えて、３種のカムの中から前記機関バルブを開閉駆動するカムを選択する方式の可変動弁機構に対して、支持軸の回動により作動液供給の切り換えを行う機構を採用可能となる。
加えて、中速用カムから高速用カムへの切り換え途中に一時的に作動油供給が遮断され、低速用カムによって機関バルブが開閉駆動されるような事態が生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の可変動弁装置に設けられた可変動弁機構及びその周辺構造を示す斜視図。
【図２】上記可変動弁機構のロック機構を示す断面図。
【図３】同可変動弁機構のロック機構を示す断面図。
【図４】同実施形態の可変動弁装置の油圧回路構成を示す略図。
【図５】同実施形態の可変動弁装置の動作例を示す断面図。
【図６】同じく同実施形態の可変動弁装置の動作例を示す断面図。
【図７】同じく同実施形態の可変動弁装置の動作例を示す断面図。
【図８】第２実施形態の可変動弁装置の油圧回路構成を示す略図。
【図９】従来の可変動弁機構の構造例を示す断面図。
【図１０】従来の可変動弁機構の構造例を示す断面図。
【図１１】従来の可変動弁装置の油圧回路構成例を示す略図。
【符号の説明】
１…カムシャフト、２…低速用カム、３…中速用カム、４…高速用カム、５…可変動弁機構、６…ロッカアーム、９…機関バルブ、１０…ローラフォロワ、１２…可動フォロワ、１７…油圧ピストン、２２…油圧室、２３…ロッカアーム油路、２７…潤滑用油路、２８…シリンダ油路、３０…給油口、３１…ロッカシャフト油路、３２…中速側給油口、３３…溝、３４…高速側給油口、３５…電気モータ、３６…歯車、３７…歯車、３９…電子制御装置（ＥＣＵ）、４０…油切換弁、４１…チェックバルブ、４２…ドレイン通路、４３…バイパス油路、４４…絞り、１００…可変動弁機構、１１７…油切換弁、１２５…シリンダ油路、１２６…第１潤滑用油路、１２７…絞り、１２８…第２潤滑用油路、１２９…バイパス油路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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