(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接して配置され且つ点火順序が連続しない少なくとも一対の気筒と、隣接して配置され且つ点火順序が連続する少なくとも一対の気筒とを備えた多気筒エンジンに設けられる動弁装置であって、
気筒列方向に延びる軸部と、気筒毎に設けられ、前記軸部と一体回転し且つ軸方向に移動可能なように前記軸部に嵌合された複数のカム要素部とを有するカムシャフトと、
前記複数のカム要素部を前記軸部に対し軸方向に移動させる操作機構とを備え、
前記カム要素部は、各気筒の１つの弁毎に、共通のベースサークルを有し且つノーズ部の形状が異なる軸方向に隣接した２つのカム部を有し、
前記カム要素部の軸方向の両端部には、端面カムがそれぞれ設けられ、
前記操作機構は、前記複数のカム要素部の各端面カムと軸方向に対向する位置に突入する作動位置と前記端面カムの対向位置から退避した退避位置との間で移動可能なようにアクチュエータにより駆動される複数の操作部材を有し、前記作動位置まで移動した各操作部材を前記端面カムと係合させて前記カム要素部を軸方向に移動させることにより、各気筒の弁を開閉させるカム部を切り換えるものであり、
前記複数の操作部材は、
隣接して配置され且つ点火順序が連続する２つの気筒のカム要素部の互いに対向する端面カムの間に共通に設けられ、両カム要素部の近接時にそれぞれの端面カムと係合する共用操作部材と、
隣接して配置され且つ点火順序が連続しない２つの気筒のカム要素部の互いに対向する端面カムおよび気筒列の端部に位置する端面カムに対し個別に設けられ、それぞれの端面カムと係合する個別操作部材とを有する、ことを特徴とする多気筒エンジンの動弁装置。
【請求項２】
前記多気筒エンジンは、直列４気筒エンジンであって、
前記点火順序が、第３気筒、第４気筒、第２気筒、第１気筒の順に設定されている、
請求項１に記載の多気筒エンジンの動弁装置。
【請求項３】
前記カム要素部には、前記操作部材による前記カム要素部の軸方向への移動が終了したのちに、作動位置に位置する操作部材と摺接して該操作部材を前記退避位置へ押し戻すスロープ部が設けられており、
前記共用操作部材に対応する前記スロープ部は、前記共用操作部材により離間方向に移動させられる２つのカム要素部のうち移動順序が遅い方の前記カム要素部にのみ設けられている、
請求項１又は２に記載の多気筒エンジンの動弁装置。
【請求項４】
前記カム要素部には、前記操作部材による前記カム要素部の軸方向への移動が終了したのちに、作動位置に位置する操作部材と摺接して該操作部材を前記退避位置へ押し戻すスロープ部と、前記スロープ部に連続して形成され、且つ前記退避位置へ押し戻された前記操作部材の作動位置への移動を規制する規制部とが設けられており、
前記共用操作部材に対応する前記スロープ部及び前記規制部は、前記共用操作部材により離間方向に移動させられる２つのカム要素部のうち移動順序が遅い方の前記カム要素部にのみ設けられている、
請求項１又は２に記載の多気筒エンジンの動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用等の多気筒エンジンの動弁装置、特に弁を開閉させるカムの切り換えが可能な動弁装置に関し、エンジンの動弁装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
多気筒エンジンの動弁装置として、各気筒の１つの弁に対しノーズ部の形状が異なる複数のカムを備え、これらのカムのうちから弁を開閉させるカムを選択することにより、吸排気弁の開弁量や開閉弁時期等をエンジンの運転状態に応じて切り換え可能としたものが知られている。【０００３】
例えば、特許文献１には、軸部と、該軸部上に軸方向に移動可能にスプライン嵌合された筒状のカム要素部とを含むカムシャフトを備えた動弁装置において、カム要素部の外周に、ノーズ部の形状が異なる隣接した複数のカムを１つの弁に対し設けると共に、このカム要素部を軸方向に移動させることにより、弁を開閉させるカムを切り換えるようにしたものが開示されている。【０００４】
具体的に、特許文献１の動弁装置では、多気筒エンジンの各気筒に対応して複数のカム要素部が設けられ、該カム要素部の両端面に端面カムが形成されている。また、同文献の動弁装置は、端面カムの対向位置に対して出没可能に設けられた操作部材を備えている。操作部材は、アクチュエータで駆動されて突出し、その突出時に端面カムと係合する。これにより、カム要素部が軸方向に移動させられ、カムの切り換えが行われる。【０００５】
ところで、特許文献１に開示された動弁装置では、カム要素部を軸部上で軸方向の両側に移動させるために、該カム要素部の両端面に端面カムを設けると共に、両側の端面カムのそれぞれについて操作部材を備えている。したがって、１つのカム要素部に対して操作部材が２つ必要となり、部品点数が多くなる。【０００６】
この問題に対しては、操作部材の部品点数を削減するために、隣接する気筒間に単一の操作部材を配設し、該操作部材を、互いに近接して配置される２つのカム要素部の対向する各端面カムの間に突出させて、それぞれの端面カムと係合させることにより、両カム要素部を軸方向に離間させてカムの切り換えを行う手法が、考えられる。【０００７】
しかしながら、この手法によれば、隣接して配置され且つ点火順序が連続しない２つの気筒間においては、対向する各端面カムの間に操作部材を突出可能な期間が短くなり、特に、エンジンの高回転時においてはカムの切り換えが困難になるという問題があった。以下に、４気筒エンジンを例にして、操作部材を突出可能な期間が短くなる理由を説明する。【０００８】
例えば、第１、第２、第３、第４気筒がこの順に配置された４気筒エンジンで、点火順序が第３気筒、第４気筒、第２気筒、第１気筒の順である場合、第２、第３気筒は隣接するが、点火順序は連続していない。また、弁が閉じている間にカム要素部を移動させるために、端面カムのリフト部は、ノーズ部が弁を開閉していないときに操作部材の突出位置と重複する（突出後の操作部材と軸方向視で重複する）ように配置される。つまり、端面カムのリフト部及び基準面（リフト部でない部位）は、いずれも、ノーズ部の位相に基づいて設定されている。【０００９】
また、第２、第３気筒は、点火順序が連続していないので、これらの気筒間で対向する２つの端面カムの各ノーズ部の位相は連続した関係にない。この結果、２つの端面カムの２つの基準面が重複する角度範囲は２分され、それぞれ狭い角度範囲になる。【００１０】
ところで、隣接する気筒間においては、操作部材を突出可能なタイミングは、対向する２つの端面カムの各基準面がそれぞれ操作部材の突出位置と重複するときに限られる。一方で、前述のとおり、隣接する気筒の点火順序が連続しない場合は、点火順序が連続する場合に比べて、２つの基準面が重複する角度範囲は狭くなる。このため、点火順序が連続しない気筒間では、操作部材を突出可能な期間が短くなる。【００１１】
しかも、エンジンの高回転時においては、カムシャフトの回転速度が速くなるため、操作部材を突出可能な期間はさらに短くなる。この結果、操作部材の突出速度によっては、２つ基準面の間に操作部材を突出させようとしても間に合わず、カム部の切り換えが困難となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許公開公報２０１１／０２２６２０５Ａ１
【発明の概要】
【００１３】
この発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、部品点数を削減してエンジンのコンパクト化を図りながら、エンジンの高回転時におけるカムの切り換え動作を容易に行うことが可能なエンジンの動弁装置を得ることを目的とする。
【００１４】
前記課題を解決するためのものとして、本発明は、隣接して配置され且つ点火順序が連続しない少なくとも一対の気筒と、隣接して配置され且つ点火順序が連続する少なくとも一対の気筒とを備えた多気筒エンジンに設けられる動弁装置に関する。この動弁装置は、気筒列方向に延びる軸部と、気筒毎に設けられ、前記軸部と一体回転し且つ軸方向に移動可能なように前記軸部に嵌合された複数のカム要素部とを有するカムシャフトと、前記複数のカム要素部を前記軸部に対し軸方向に移動させる操作機構とを備える。前記カム要素部は、各気筒の１つの弁毎に、共通のベースサークルを有し且つノーズ部の形状が異なる軸方向に隣接した２つのカム部を有し、前記カム要素部の軸方向の両端部には、端面カムがそれぞれ設けられる。前記操作機構は、前記複数のカム要素部の各端面カムと軸方向に対向する位置に突入する作動位置と前記端面カムの対向位置から退避した退避位置との間で移動可能なようにアクチュエータにより駆動される複数の操作部材を有し、前記作動位置まで移動した各操作部材を前記端面カムと係合させて前記カム要素部を軸方向に移動させることにより、各気筒の弁を開閉させるカム部を切り換えるものである。前記複数の操作部材は、隣接して配置され且つ点火順序が連続する２つの気筒のカム要素部の互いに対向する端面カムの間に共通に設けられ、両カム要素部の近接時にそれぞれの端面カムと係合する共用操作部材と、隣接して配置され且つ点火順序が連続しない２つの気筒のカム要素部の互いに対向する端面カムおよび気筒列の端部に位置する端面カムに対し個別に設けられ、それぞれの端面カムと係合する個別操作部材とを有する。
【００１５】
本発明による多気筒エンジンの動弁装置によれば、部品点数を削減してエンジンのコンパクト化を図りながら、エンジンの高回転時におけるカムの切り換え動作を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る排気側動弁装置の概略の構成を示す側面図である。
【図２】図１のｘ方向矢視による前記動弁装置の正面図である。
【図３】図１のｙ−ｙ線による拡大断面図である。
【図４】図１の状態から弁を開閉させるカム部を切り換えた状態を示す側面図である。
【図５】カム要素部単体の斜視図である。
【図６】前記カム要素部単体の側面図である。
【図７】図６のｚ方向矢視によるカム要素部の正面図である。
【図８】図６のｗ方向矢視によるカム要素部の背面図である。
【図９】第２操作部材の突出可能な角度範囲を示すために端面カムの円周に沿って展開した要部展開図である。
【図１０】第２操作部材によりカム要素部を移動させるときの動作を示すための動作説明図である。
【図１１】第２操作部材の作動位置への移動を規制する角度範囲を示すための要素展開図である。
【図１２】第３操作部材の突出可能な角度範囲を示すために端面カムの円周に沿って展開した要部展開図である。
【図１３】第３操作部材によりカム要素部を移動させるときの動作を示すための動作説明図である。
【図１４】第３操作部材の作動位置への移動を規制する角度範囲を示すための要部展開図である。
【図１５】第２位置から第１位置へカム要素部を移動させる場合の操作部材の突出可能な角度範囲を示すために端面カムの円周に沿って展開した要部展開図である。
【図１６】本発明の第２実施形態に係る排気側動弁装置の概略の構成を示す側面図である。
【図１７】図１６のｘ方向矢視による前記動弁装置の正面図である。
【図１８】図１６の状態から弁を開閉させるカム部を切り換えた状態を示す側面図である。
【図１９】カム要素部単体の斜視図である。
【図２０】第１気筒または第４気筒のカム要素部の側面図である。
【図２１】図２０のカム要素部の正面図である。
【図２２】第２気筒または第３気筒のカム要素部の側面図である。
【図２３】図２２のカム要素部の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１実施形態）
以下、吸気弁、排気弁が１気筒についてそれぞれ２個備えられる４気筒４弁式ＤＯＨＣエンジンの動弁装置を例にとって、本発明の第１実施形態を説明する。
【００１８】
図１は、第１の実施形態に係る動弁装置の排気側の構成を示している。図示しないシリンダヘッドには、第１〜第４気筒１１〜１４のそれぞれについて２つずつ、合計８つの排気弁Ａ…Ａと、これらの排気弁Ａ…Ａを閉方向に付勢するリターンスプリングＢ…Ｂとが備えられている。前記動弁装置は、排気弁Ａ…Ａを開閉させるためのものとしてシリンダヘッドの上部に設けられたカムシャフト２と、カムシャフト２の上方に設けられた操作機構３０とを備えている。
【００１９】
カムシャフト２は、ロッカアームＣ…Ｃを介して各排気弁Ａ…Ａを押圧することにより、リターンスプリングＢ…Ｂの付勢力に抗して各排気弁Ａ…Ａを開閉させる。このカムシャフト２は、シリンダヘッドにおける各気筒１１〜１４の中心位置に設けられた縦壁部Ｄ…Ｄと各縦壁部Ｄ…Ｄの上部に取り付けられたキャップ部材Ｅ…Ｅとで構成される軸受部Ｆ…Ｆに回転自在に支持されており、図示しないクランクシャフトによりチェーンを介して回転駆動される。
【００２０】
また、カムシャフト２は、軸部１０と、該軸部１０にスプライン嵌合され、該軸部１０と一体回転し且つ軸方向に移動可能とされた第１〜第４カム要素部２０１〜２０４とを有している。これらのカム要素部２０１〜２０４は、各気筒１１〜１４に対応させて、前記軸部１０上で列状に配置されている。
【００２１】
操作機構３０は、各カム要素部２０１〜２０４を軸部１０に沿って移動させる電磁式の６つの操作装置３０１〜３０６を有している。気筒列の一方側に位置する第１気筒１１の側を前方として、前方から順に、気筒列の前端位置に第１操作装置３０１が、第１、第２気筒１１、１２の間の位置に第２操作装置３０２が、第２、第３気筒１２、１３の間の位置に第３、第４操作装置３０３、３０４が、第３、第４気筒１３、１４の間の位置に第５操作装置３０５が、気筒列の後端位置に第６操作装置３０６がそれぞれ配置されている。
【００２２】
操作機構３０の各操作装置３０１〜３０６は、電磁式アクチュエータが内蔵された本体３１と、電磁式アクチュエータへの通電により、本体３１内に後退した退避位置から本体３１から突出した作動位置へ移動する操作部材としてのピン部３２とを有している。図２に示すように、第１操作装置３０１（第２、第３、第５、第６操作装置３０２、３０３、３０５、３０６も同様）は、カムシャフト２を挟んで前記ロッカアームＣにおけるカムフォロワＣ’の略反対側にそれぞれ配置されている。第４操作装置３０４は、他の操作装置に対して所定角度（例えば、約３０°）、回転方向Ｘの手前側に配置されている。
【００２３】
これらの操作装置３０１〜３０６は、前記ピン部３２がカムシャフト２の軸芯を指向するように、それぞれ配置されている。この実施形態の場合、各操作装置３０１〜３０６は、前記軸受部Ｆ…Ｆを構成するキャップ部材Ｅ…Ｅに一体的に形成された台座部Ｇ…Ｇにそれぞれ取り付けられている。
【００２４】
図１に示すように、第１、第３、第４、第６操作装置３０１、３０３、３０４、３０６のピン部３２は寸胴形状をなしている。一方、第２、第５操作装置３０２、３０５のピン部３２は、段付き形状をなし、先端側から順に、小径部３２ａ、大径部３２ｂ、および中径部３２ｃを有している。
【００２５】
また、前記操作装置３０１〜３０６による各カム要素部２０１〜２０４の軸方向の移動を所定の２か所で位置決めするため、図３に第１、第２カム要素部２０１、２０２を例として示すように、軸部１０と各カム要素部２０１〜２０４との嵌合部にディテント機構４０がそれぞれ設けられている。
【００２６】
このディテント機構４０は、軸部１０の外周面から径方向に穿設された孔４１と、該孔４１内に収納されたスプリング４２と、孔４１の開口部に配置され、前記スプリング４２により軸部１０の外周面から径方向の外側へ飛び出すように付勢されたディテントボール４３と、カム要素部２０１〜２０４の内周面に軸方向に隣接して設けられた２か所の周溝４４１、４４２とを有している。前記ディテントボール４３が一方の周溝４４１と係合したときに、カム要素部２０１〜２０４が図１に示す第１位置に、前記ディテントボール４３が他方の周溝４４２と係合したときに、カム要素部２０１〜２０４が図４に示す第２位置に、それぞれ位置決めされるようになっている。
【００２７】
ここで、図１に示すように、第１〜第４カム要素部２０１〜２０４が全て第１位置にあるとき、第１カム要素部２０１は後方に、第２カム要素部２０２は前方に、第３カム要素部２０３は後方に、第４カム要素部２０４は前方に配置される。したがって、第１、第２カム要素部２０１、２０２の対向端面は互いに近接し、第２、第３カム要素部２０２、２０３の対向端面は互いに離間し、第３、第４カム要素部２０３、２０４の対向端面は互いに近接した状態となる。
【００２８】
また、図４に示すように、第１〜第４カム要素部２０１〜２０４が全て第２位置にあるとき、第１カム要素部２０１は前方に、第２カム要素部２０２は後方に、第３カム要素部２０３は前方に、第４カム要素部２０４は後方に位置する。したがって、第１、第２カム要素部２０１、２０２の対向端面は互いに離間し、第２、第３カム要素部２０２、２０３の対向端面は互いに近接し、第３、第４カム要素部２０３、２０４の対向端面は互いに離間した状態となる。
【００２９】
次に、図５〜図８により、前記カム要素部２０１〜２０４の構成を、第１カム要素部２０１を例として、さらに詳しく説明する。
【００３０】
このカム要素部２０１（２０２〜２０４）は筒状とされ、その中間部の外周面は前記軸受部Ｆに支持されるジャーナル部２１とされている。ジャーナル部２１の前後両側には、当該気筒の２つの排気弁Ａ、Ａ用の作動部２２、２２が設けられており、各作動部２２、２２には、例えば低エンジン回転時用のリフト量が小さな第１カム部２２１と、例えば高エンジン回転時用のリフト量が大きな第２カム部２２２とが隣接して設けられている。
【００３１】
第１カム部２２１と第２カム部２２２とは、図７及び図８に示すように、リフト量が異なるノーズ部ｂ１、ｂ２をそれぞれ有しており、各ノーズ部ｂ１、ｂ２は、共通のベースサークルａ上に位相を揃えて設けられている。そして、これら第１カム部２２１と第２カム部２２２とが、２か所の作動部２２、２２において、前後方向に並ぶ順序及びノーズ部ｂ１、ｂ２の位相を一致させてそれぞれ設けられている。なお、ベースサークルａが共通とは、第１カム部２２１と第２カム部２２２との各ベースサークルａのベース円径が同じであることを意味する。
【００３２】
図１、図４に示すように、第１カム要素部２０１及び第３カム要素部２０３においては、第１カム部２２１が前方、第２カム部２２２が後方に配置され、第２カム要素部２０２及び第４カム要素部２０４においては、第２カム部２２２が前方、第１カム部２２１が後方に配置されている。
【００３３】
そして、カム要素部２０１〜２０４が前記ディテント機構４０により軸部１０上の第１位置に位置決めされたときは、図１に示すように、いずれのカム要素部２０１〜２０４においても、２つの第１カム部２２１、２２１が対応する気筒の２つのロッカアームＣ、ＣのカムフォロワＣ’、Ｃ’（図２参照）に対応位置し、軸部１０上の第２位置に位置決めされたときは、図４に示すように、第２カム部２２２、２２２が前記カムフォロワＣ’、Ｃ’に対応位置するように設定されている。
【００３４】
ここで、この実施形態に係るエンジンでは、各気筒の点火順序（燃焼順序）が、第３気筒１３→第４気筒１４→第２気筒１２→第１気筒１１とされている。このため、各カム要素部２０１〜２０４の第１カム部２２１又は第２カム部２２２のノーズ部ｂ１、ｂ２は、カムシャフト２の９０°回転ごとに前記点火順序に従って各気筒のカムフォロワＣ’、Ｃ’を順に押圧するように、第１〜第４カム要素部２０１〜２０４が９０°ずつ位相差を設けて前記軸部１０にスプライン嵌合されている。
【００３５】
さらに、前記各カム要素部２０１〜２０４の前後両端部（軸方向の両端部）には、端面カム２３、２３がそれぞれ設けられている。
【００３６】
この前後両端の端面カム２３、２３は、それぞれ、図５〜図８に示すように、カム要素部２０１（２０２〜２０４）の軸心と直交する面に沿って形成された基準面ｃと、基準面ｃから軸方向の前方または後方に対称的に突出するリフト部ｄとを有している。リフト部ｄは、図７及び図８に示すように、リフト開始位置ｅからリフト終了位置ｆに至る所定角度範囲α（例えば約１２０°）の間で、基準面ｃ（リフト量ゼロ）からの軸方向のリフト量が次第に増加するように形成されている。具体的に、リフト部ｄのリフト量は、所定角度範囲αの間においてカムシャフト２の回転方向Ｘの前方側ほど大きくなり、リフト終了位置ｆでゼロに戻るように設定されている。
【００３７】
また、前記のように、各カム要素部２０１〜２０４が各気筒１１〜１４の点火順序に応じてそれぞれ所定の位相差を設けて軸部１０にスプライン嵌合されていることに伴い、各カム要素部２０１〜２０４の互いに対向する端面カム２３、２３もそれぞれ位相差をもって対向している。
【００３８】
第２操作装置３０２のピン部３２は、請求項にいう「共用操作部材」に相当するものであり、隣接して配置され且つ点火順序が連続する第１気筒１１及び第２気筒１２のカム要素部２０１、２０２の互いに対向する端面カム２３、２３の間に配置されている。第２操作装置３０２のピン部３２は、カム要素部２０１、２０２が第１位置にあるときに作動位置に移動（突出）することにより、カム要素部２０１、２０２をそれぞれ第２位置に移動させる。
【００３９】
第５操作装置３０５のピン部３２は、請求項にいう「共用操作部材」に相当するものであり、隣接して配置され且つ点火順序が連続する第３気筒１３及び第４気筒１４のカム要素部２０３、２０４の互いに対向する端面カム２３、２３の間に配置されている。第５操作装置３０５のピン部３２は、カム要素部２０３、２０４が第１位置にあるときに作動位置に移動（突出）することにより、カム要素部２０３、２０４をそれぞれ第２位置に移動させる。
【００４０】
具体的に、第２操作装置３０２または第５操作装置３０５のピン部３２は、対応する２つのカム要素部が近接した状態（第１位置）にあり、かつ両カム要素部の互いに対向する端面カム２３、２３の各基準面ｃがそれぞれピン部３２の突出位置と重複する（突出後のピン部３２と軸方向視で重複する）位置にあるときに、作動位置に移動する。作動位置に移動したピン部３２は、カムシャフト２の回転に伴って各端面カム２３、２３と順に係合することにより、近接していた２つのカム要素部を互いに離間させる方向に移動させる。
【００４１】
すなわち、近接していた第１、第２カム要素部２０１、２０２が第２操作装置３０２のピン部３２により互いに離間され、近接していた第３、第４カム要素部２０３、２０４が第５操作装置３０５のピン部３２により互いに離間される。この結果、第１〜第４カム要素部２０１〜２０４は、全て、図１に示す第１位置から図４に示す第２位置へ移動する。
【００４２】
一方、前記第２、第５操作装置３０２、３０５以外の操作装置、つまり第１、第３、第４、第６操作装置３０１、３０３、３０４、３０６のピン部３２…３２は、請求項にいう「個別操作部材」に相当する。つまり、第１操作装置３０１のピン部３２は、気筒列の一方側の端部に位置する端面カム２３（カム要素部２０１の前側の端面カム２３）に専用のもので、第６操作装置３０６のピン部３２は、気筒列の他方側の端部に位置する端面カム２３（カム要素部２０４の後側の端面カム２３）に専用のものである。第３操作装置３０３のピン部３２は、隣接して配置され且つ点火順序が連続しない第２気筒１２および第３気筒１３のカム要素部２０２、２０３の互いに対向する端面カム２３、２３のうちの一方（前側のカム２３）に専用のものであり、第４操作装置３０４のピン部３２は、同端面カム２３、２３のうちの他方（後側のカム２３）に専用のものである。そして、これら第１、第３、第４、第６操作装置３０１、３０３、３０４、３０６のピン部３２…３２は、カム要素部２０１〜２０４が第２位置にあるときにそれぞれ作動位置に移動（突出）することにより、カム要素部２０１〜２０４を個別に第１位置に移動させる。
【００４３】
具体的に、第１操作装置３０１のピン部３２は、第１カム要素部２０１が前寄りの第２位置にある状態で、該第１カム要素部２０１の前側の端面カム２３と軸方向に対向する作動位置へ移動し、カムシャフト２の回転に伴って該端面カム２３と係合することにより、図１に示すように、第１カム要素部２０１を後寄りの第１位置へ移動させる。同様に、第３操作装置３０３のピン部３２は、第２カム要素部２０２が後寄りの第２位置にある状態で、該第２カム要素部２０２の後側の端面カム２３と軸方向に対向する作動位置へ移動し、カムシャフト２の回転に伴って該端面カム２３と係合することにより、第２カム要素部２０２を前寄りの第１位置へ移動させる。
【００４４】
第３カム要素部２０３、第４カム要素部２０４も同様に、第４、第６操作装置３０４、３０６のピン部３２、３２により、それぞれ第１位置へ移動させられる。これにより、第２位置にある各カム要素部２０１〜２０４が、全て第１位置へと移動する。
【００４５】
ここで、各操作装置３０１〜３０６のピン部３２の作動位置への移動（突出）は、次のようなタイミングで行われる。すなわち、第１、第３、第４、第６操作装置３０１、３０３、３０４、３０６における各ピン部３２（個別操作部材）の突出は、対応する端面カム２３の基準面ｃがピン部３２の突出位置と重複する（突出後のピン部３２と軸方向視で重複する）タイミングで行われる。一方、第２、第５操作装置３０２、３０５における各ピン部３２（共用操作部材）の突出は、互いに対向する２つの端面カム２３、２３の両方の基準面ｃ、ｃがピン部３２の突出位置と重複するタイミングで行われる。
【００４６】
また、このピン部３２の作動位置への移動（突出）に伴う各カム要素部２０１〜２０４の移動は、ロッカアームＣのカムフォロワＣ’が第１カム部２２１又は第２カム部２２２のベースサークルａの部分と接触しているタイミング、即ち、当該気筒が排気行程以外の行程にあるときに行わなければならない。
【００４７】
そこで、これらの作動タイミングの条件を満足するために、図７及び図８に示すように、第１、第２カム部２２１、２２２のノーズ部ｂ１、ｂ２の頂部に対し、回転方向Ｘの前方側に所定角度離れた位置に端面カム２３のリフト開始位置（リフト部ｄの開始位置）ｅを設定するとともに、回転方向Ｘの後方側に所定角度離れた位置に端面カム２３のリフト終了位置（リフト部ｄの終了位置）ｆを設定することにより、第１、第２カム部２２１、２２２のノーズ部ｂ１、ｂ２と端面カム２３のリフト部ｄとが重なるような位置関係とされている。この場合、図２に示すロッカアームＣのカムフォロワＣ’と操作装置３０１〜３０６のピン部３２との位置関係により、各カム要素部２０１〜２０４は、排気行程の終了直後に移動することになる。
【００４８】
さらに、図５〜図８に示すように、カム要素部２０１には、第１、第２操作装置３０１、３０２のピン部３２、３２を作動位置から退避位置へ向けて押し戻すことにより、ピン部３２、３２の退避位置から作動位置への移動を規制する、第１戻しカム５０及び第２戻しカム５１が設けられている。第１戻しカム５０はカム要素部２０１の前部すなわち第１操作装置３０１に対応位置するように設けられ、第２戻しカム５１はカム要素部２０１の後部すなわち第２操作装置３０２に対応位置するように設けられている。
【００４９】
第１戻しカム５０は、図５〜図７に示すように、略円筒状の形態をなす第１基準面５０ａと、第１基準面５０ａの一端部において径方向に突出するように形成された第１スロープ部５０ｂおよび第１規制部５０ｃと、第１基準面５０ａの他端部に形成された第１取り付け部５０ｄ（図６）とを有している。第１戻しカム５０は、第１取り付け部５０ｄを介して第１カム要素部２０１の前部に取り付けられている。
【００５０】
同様に、第２戻しカム５１は、図５、図６、図８に示すように、略円筒状の形態をなす第２基準面５１ａと、第２基準面５１ａの一端部において径方向に突出するように形成された第２スロープ部５１ｂおよび第２規制部５１ｃと、第２基準面５１ａの他端部に形成された第２取り付け部５１ｄ（図６）とを有している。第２戻しカム５１は、第２取り付け部５１ｄを介して第１カム要素部２０１の後部に取り付けられている。
【００５１】
第１戻しカム５０が第１カム要素部２０１に取り付けられた状態において、第１スロープ部５０ｂは、端面カム２３の終了位置ｆの近傍を始点に基準面５０ａに対するリフト量がゼロから次第に増加するように形成され、且つ第１スロープ部５０ｂの終了位置５０ｅにおいて第１規制部５０ｃに接続されている。第１規制部５０ｃは、第１スロープ部５０ｂに対し回転方向Ｘの後方側に連続し、一定の半径を有するように形成されるとともに、端面カム２３の開始位置ｅの近傍において基準面５０ａに戻るように形成されている。
【００５２】
第１基準面５０ａの半径は、図７において鎖線で示す作動位置にある第１操作装置３０１のピン部３２と第１基準面５０ａとが当接しないような値に設定されている。第１規制部５０ｃの半径は、端面カム２３の外周面と略同じ半径とされ、退避位置にある第１操作装置３０１のピン部３２と第１規制部５０ｃとが当接しないような値に設定されている。
【００５３】
また、第１スロープ部５０ｂ及び第１規制部５０ｃの軸方向位置は、第１カム要素部２０１が第１位置にあるときに第１スロープ部５０ｂ及び第１規制部５０ｃが第１操作装置３０１のピン部３２に対向位置するとともに、第１カム要素部２０１が第２位置にあるときに第１スロープ部５０ｂ及び第１規制部５０ｃが第１操作装置３０１のピン部３２に対向位置しないように設定されている。
【００５４】
第２戻しカム５１の形状も同様である。すなわち、第２戻しカム５１が第１カム要素部２０１に取り付けられた状態において、第２スロープ部５１ｂは、端面カム２３の終了位置ｆの近傍を始点に基準面５１ａに対するリフト量がゼロから次第に増加するように形成され、且つ第２スロープ部終了位置５１ｅにおいて第２規制部５１ｃに接続されている。第２規制部５１ｃは、第２スロープ部５１ｂに対し回転方向Ｘの前方側に連続し、一定の半径を有するように形成されるとともに、端面カム２３の開始位置ｅの近傍において基準面５１ａに戻るように形成されている。
【００５５】
また、第２基準面５１ａの半径は、図８において鎖線で示す作動位置にある第２操作装置３０２のピン部３２と第２基準面５１ａとが当接しないような値に設定されている。第２規制部５１ｃの半径は、端面カム２３の外周面よりも若干小さい半径とされ、退避位置にある第２操作装置３０２のピン部３２の小径部３２ａと第２規制部５１ｃとが当接しないような値に設定されている。なお、ピン部３２の大径部３２ｂは、ピン部３２が退避位置にあるときに、端面カム２３の外周面とは当接しない。
【００５６】
また、第２スロープ部５１ｂ及び第２規制部５１ｃの軸方向位置は、第１カム要素部２０１が第２位置にあるときに第２スロープ部５１ｂ及び第２規制部５１ｃが第２操作装置３０２のピン部３２に対向位置するとともに、第１カム要素部２０１が第１位置にあるときに第２スロープ部５１ｂ及び第２規制部５１ｃが第２操作装置３０２のピン部３２に対向位置しないように設定されている。
【００５７】
第１戻しカム５０は、寸胴形状のピン部３２…３２を有する第１、第３、第４、第６操作装置３０１、３０３、３０４、３０６に対応して配設されており、これらの操作装置３０１、３０３、３０４、３０６により各カム要素部２０１〜２０４が第２位置から第１位置へ移動を終えた後に、第１スロープ部５０ｂ、第１規制部５０ｃが各操作装置のピン部３２…３２に作用するように構成されている。
【００５８】
すなわち、図１に示すように、第１戻しカム５０は、第１カム要素部２０１の前部と、第２カム要素部２０２の後部と、第３カム要素部２０３の前部と、第４カム要素部２０４の後部に、それぞれ取り付けられている。これにより、各カム要素部２０１〜２０４が第１位置にある状態においては、第１、第３、第４、第６操作装置３０１、３０３、３０４、３０６のピン部３２…３２の作動位置への移動は、第１戻しカム５０により所定角度範囲に亘って規制されている。
【００５９】
第２戻しカム５１は、段付き形状のピン部３２、３２を有する第２、第５操作装置３０２、３０５に対応して配設されており、これらの操作装置３０２、３０５により各カム要素部２０１〜２０４が第１位置から第２位置へ移動を終えた後に、第２スロープ部５１ｂ、第２規制部５１ｃが各操作装置３０２、３０５のピン部３２、３２に作用するように構成されている。
【００６０】
また、第２戻しカム５１は、第２、第５操作装置３０２、３０５により離間方向に（第１位置から第２位置に）移動させられる２つのカム要素部のうち移動順序が遅い方のカム要素部にのみ取り付けられている。
【００６１】
すなわち、本実施形態の場合、点火順序に従って、第２気筒１２→第１気筒１１→第３気筒１３→第４気筒１４の順にカム要素部２０１〜２０４を移動させ、各気筒１１〜１４の排気弁Ａを開閉させるカム部を切り換える。このため、第２操作装置３０２のピン部３２（共用操作部材）により離間方向に移動させられる第１カム要素部２０１および第２カム要素部２０２のうち、移動順序が遅いのは第１カム要素部２０１であり、第５操作装置３０５のピン部３２（共用操作部材）により離間方向に移動させられる第３カム要素部２０３および第４カム要素部２０４のうち、移動順序が遅いのは第４カム要素部２０４である。そこで、第２、第５操作装置３０２、３０５の各ピン部３２を押し戻す第２戻しカム５１（第２スロープ部５１ｂおよび第２規制部５１ｃ）は、図４に示すように、第１カム要素部２０１の後部と第４カム要素部２０４の前部とに、それぞれ取り付けられている。これにより、各カム要素部２０１〜２０４が第２位置にある状態においては、第２、第５操作装置３０２、３０５の各ピン部３２の作動位置への移動は、第２戻しカム５１により所定角度範囲に亘って規制される。
【００６２】
次に、この第１実施形態の動弁装置の動作について説明する。
【００６３】
まず、図１に示すように、例えばエンジンの低回転時であって第１〜第４カム要素部２０１〜２０４が第１位置にあるとき、これらのカム要素部２０１〜２０４においては、いずれも、両端の作動部２２、２２におけるリフト量の小さな第１カム部２２１、２２１がロッカアームＣ、ＣのカムフォロワＣ’、Ｃ’に対応位置している。そして、カムシャフト２の回転に伴い、前述の点火順序で、排気行程時に各気筒１１〜１４の排気弁Ａ…Ａが相対的に小さな開弁量で開弁する。
【００６４】
この状態から、例えばエンジン回転数の上昇に伴って排気弁Ａ…Ａの開弁量を多くするようにカム部を切り換える場合には、第２、第５操作装置３０２、３０５を通電して、それぞれのピン部３２、３２を退避位置から作動位置へ移動させる。
【００６５】
すなわち、まず、第２操作装置３０２のピン部３２が、第１位置にあって互いに近接した状態にある第１、第２カム要素部材２０１、２０２の対向する端面カム２３、２３の間に突入し、これらの端面カム２３、２３と係合する。このとき、ピン部３２は、図９に示すように、第１、第２カム要素部２０１、２０２の端面カム２３、２３におけるリフト量がゼロの基準面ｃ、ｃどうしが対向する角度範囲Ｒ１に突入される。言い換えると、ピン部３２は、基準面ｃ、ｃどうしが対向する角度範囲Ｒ１の部分がピン部３２の下方に位置するタイミングで、端面カム２３、２３の間に突入される。
【００６６】
そして、図１０の（ａ）に示す第２気筒１２の排気行程が終了した後、第２操作装置３０２のピン部３２の位置に、実線で示す第２カム要素部２０２の前側の端面カム２３のリフト開始位置ｅが到達する。その後、図１０の（ｂ）に示すように、カムシャフト２の回転に伴い、前記ピン部３２が当該端面カム２３のリフト部ｄに摺接しながら第２カム要素部２０２を後方へ押し、これを第２位置へ移動させる。
【００６７】
また、前記ピン部３２の位置に第２カム要素部２０２の端面カム２３のリフト開始位置ｅが到達した後、カムシャフト２が９０°回転して第１気筒１１の排気行程が終了すると、次に、前記ピン部３２の位置に、鎖線で示す第１カム要素部２０１の後側の端面カム２３のリフト開始位置ｅが到達する。その後、図１０の（ｃ）に示すように、カムシャフト２の回転に伴い、前記ピン部３２が当該端面カム２３のリフト部ｄに摺接しながら第１カム要素部２０１を前方へ押し、これを第２位置へ移動させる。
【００６８】
第１カム要素部２０１の第２位置への移動が完了すると、図１０の（ｄ）に示すように、第１カム要素部２０１の後部に取り付けられた第２戻しカム５１のスロープ部５１ｂが第２操作装置３０２のピン部３２の小径部３２ａに対向位置するようになる。その後、第２操作装置３０２への通電が解除されるとともに、図１０の（ｅ）に示すように、カムシャフト２の回転に伴って、前記ピン部３２の小径部３２ａがスロープ部５１ｂに摺接しながら退避位置へ強制的に押し戻される。
【００６９】
第１カム要素部２０１が第２位置にある状態では、図１１に示す角度範囲Ｑ１において、第１カム要素部２０１に取り付けられた第２戻しカム５１の第２規制部５１ｃが第２操作装置２０２のピン部３２の小径部３２ａと対向する位置に配置されることになる。これにより、第２操作装置２０２のピン部３２の作動位置への移動が所定角度範囲Ｑ１に亘って規制される。
【００７０】
次に、第５操作装置３０５のピン部３２が、第１位置にあって互いに近接した状態にある第３、第４カム要素部２０３、２０４の対向する端面カム２３、２３の間に突入し、これらの端面カム２３、２３と係合する。これにより、前記ピン部３２は、第１、第２カム要素部２０１、２０２の場合と同様に、まず第３カム要素部２０３を第２位置へ移動させて、次に第４カム要素部２０４を第２位置へ移動させる。その後、前記ピン部３２は、第４カム要素部２０４に取り付けられた第２戻しカム５１により退避位置へと強制的に押し戻される。
【００７１】
第４カム要素部２０４が第２位置に位置する状態では、第５操作装置２０５のピン部３２の作動位置への移動が、第４カム要素部２０４の前部に取り付けられた第２戻しカム５１の第２規制部５１ｃによって、所定角度範囲に亘って規制される。
【００７２】
以上により、第１〜第４カム要素部２０１〜２０４は全て第１位置から第２位置へ移動し、図４に示すように、第１〜第４カム要素部２０１〜２０４のいずれにおいても、第２カム部２２２、２２２がロッカアームＣ、ＣのカムフォロワＣ’、Ｃ’に対応位置し、排気行程時に各気筒１１〜１４の排気弁Ａ…Ａが相対的に大きな開弁量で開弁することになる。
【００７３】
しかも、各カム要素部２０１〜２０４が第２位置にある状態においては、各カム要素部２０１〜２０４を第１位置から第２位置へ移動させるために使用する第２、第５操作装置３０２、３０５のピン部３２、３２の作動位置への移動が、所定角度範囲において規制される。
【００７４】
一方、図４に示す各カム要素部２０１〜２０４のリフト量が大きな第２カム部２２２…２２２がロッカアームＣ…ＣのカムフォロワＣ’、Ｃ’に対応位置する状態から、例えばエンジン回転数の低下に伴い、図１に示すリフト量が小さな第１カム部２２１…２２１がカムフォロワＣ’、Ｃ’に対応位置する状態に切り換える場合には、第１、第３、第４、第６操作装置３０１、３０３、３０４、３０６を通電し、これらの操作装置３０１、３０３、３０４、３０６のピン部３２…３２を退避位置から作動位置へ移動させる。
【００７５】
すなわち、まず、図１２に示すように、第３操作装置３０３のピン部３２が、第２位置にある第２カム要素部２０２の後側の端面カム２３の基準面ｃに対応する角度範囲Ｒ２に突入される。言い換えると、ピン部３２は、基準面ｃに対応する角度範囲Ｒ２の部分がピン部３２の下方に位置するタイミングで、端面カム２３の対向位置に突入される。
【００７６】
そして、図１３の（ａ）に示す第２気筒１２の排気行程が終了した後、第３操作装置３０３のピン部３２の位置に第２カム要素部２０２の後側の端面カム２３のリフト開始位置ｅが到達する。その後、カムシャフト２の回転に伴い、図１３の（ｂ）に示すように、前記ピン部３２が当該端面カム２３のリフト部ｄに摺接しながら第２カム要素部２０２を前方へ押し、これを第１位置へ移動させる。
【００７７】
第２カム要素部２０２の第１位置への移動が完了すると、図１３の（ｃ）に示すように、第２カム要素部２０２の後部に取り付けられた第１戻しカム５０のスロープ部５０ｂが第３操作装置３０３のピン部３２に対向位置するようになる。その後、第３操作装置３０３への通電が解除されるとともに、図１３の（ｄ）に示すように、カムシャフト２の回転に伴って前記ピン部３２が、スロープ部５０ｂに摺接しながら退避位置へ強制的に押し戻される。
【００７８】
第２カム要素部２０２が第１位置にある状態では、図１４に示す角度範囲Ｑ２において、第１カム要素部２０２に取り付けられた第１戻しカム５０の第２規制部５０ｃが第３操作装置２０３のピン部３２と対向する位置に配置されることになる。これにより、第３操作装置２０３のピン部３２の作動位置への移動が所定角度範囲Ｑ２に亘って規制される。
【００７９】
続いて、第１操作装置３０１によって第１カム要素部２０１が後方へ押動されて第１位置へ移動する。すると、第１操作装置３０１のピン部３２は、第１位置にある第１カム要素部２０１の前部に取り付けられた第１戻しカム５０により退避位置へ押し戻されて、作動位置への移動が所定角度範囲に亘って規制される。
【００８０】
次に、第４操作装置３０４によって第３カム要素部２０３が後方へ押動されて第１位置へ移動する。すると、第４操作装置３０４のピン部３２は、第１位置にある第３カム要素部２０３の前部に取り付けられた第１戻しカム５０により退避位置へ押し戻されて、作動位置への移動が所定角度範囲に亘って規制される。
【００８１】
次に、第６操作装置３０６によって第４カム要素部２０４が前方へ押動されて第１位置へ移動する。すると、第６操作装置３０６のピン部３２は、第１位置にある第４カム要素部２０４の後部に取り付けられた第１戻しカム５０により退避位置へ押し戻されて、作動位置への移動が所定角度範囲に亘って規制される。
【００８２】
これにより、第１〜第４カム要素部２０１〜２０４は全て第２位置から第１位置へ移動し、図１に示すように、第１〜第４カム要素部２０１〜２０４のいずれにおいても、第１カム部２２１、２２１がロッカアームＣ、ＣのカムフォロワＣ’、Ｃ’に対応位置する状態に戻ることになる。
【００８３】
しかも、各カム要素部２０１〜２０４が第２位置から第１位置へ移動した状態においては、各カム要素部２０１〜２０４を第２位置から第１位置へ移動させるために使用する第１、第３、第４、第６操作装置３０１、３０３、３０４、３０６のピン部３２…３２の作動位置への移動が、所定角度範囲に亘って規制される。
【００８４】
以上のように、第１実施形態によれば、隣接して配置され且つ点火順序が連続する第１、第２気筒１１、１２の間の位置に第２操作装置３０２が配置されており、第１、第２カム要素部２０１、２０２の近接時（第１位置にあるとき）に第２操作装置３０２を突出させることにより、第１、第２カム要素部２０１、２０２を離間方向に（第１位置から第２位置に）移動させることができる。同様に、隣接して配置され且つ点火順序が連続する第３、第４気筒１３、１４の間の位置に第５操作装置３０５が配置されており、第３、第４カム要素部２０３、２０４の近接時（第１位置にあるとき）に第５操作装置３０５を突出させることにより、第３、第４カム要素部２０３、２０４を離間方向に（第１位置から第２位置）に移動させることができる。
【００８５】
すなわち、隣接して配置され且つ点火順序が連続する２つの気筒間位置に単一の操作装置を配置することにより、互いに近接するカム要素部を離間させて軸方向に移動させることができるので、気筒間位置に２つの操作装置を配置する場合に比して、操作装置の部品点数を削減できる。
【００８６】
また、隣接して配置され且つ点火順序が連続しない第２、第３気筒１２、１３のカム要素部２０２、２０３の互いに対向する端面カム２３、２３に対応して第３、第４操作装置３０３、３０４がそれぞれ配置されており、各操作装置３０３、３０４からピン部３２、３２をそれぞれ突出させて端面カム２３、２３に係合させることにより、各カム要素部２０２、２０３をそれぞれ軸方向へ移動させることができる。
【００８７】
ここで、図１５の（ａ）に示すように、隣接して配置され且つ点火順序が連続しない２つの気筒間位置に単一の操作装置を配設した場合、ピン部３２を突出可能なタイミングは、対向する両端面カム２３、２３の基準面ｃ、ｃが重複する、２分された狭い角度範囲Ｒ３、Ｒ３である。しかしながら、本実施形態においては、図１５の（ｂ）に示すように、隣接して配置され且つ点火順序が連続しない２つの気筒（第２、第３気筒１２、１３）間において互いに対向する端面カム２３、２３に対し、それぞれ専用の操作装置（第３、第４操作装置３０３、３０４）を配設しているので、各操作装置３０３、３０４からピン部３２を突出可能なタイミングは、前記両端面カム２３、２３の基準面ｃ、ｃが重複する角度範囲に制限されず、それぞれの端面カム２３の基準面ｃの角度範囲Ｒ２（図１２参照）である。
【００８８】
つまり、隣接して配置され且つ点火順序が連続しない２つの気筒間位置に２つの操作装置を配設することにより、単一の操作装置を配設する場合に比して、ピン部３２、３２の突出可能な角度範囲を拡大できる。したがって、アクチュエータを大型化する等によりピン部３２の突出速度を高速化させることなく、エンジンの高回転時においてもピン部３２、３２を作動位置へ適正に移動させてカム部の切り換え動作を行うことができる。
【００８９】
また、第１実施形態では、作動位置に移動したピン部３２により、該ピン部３２に対応位置する各カム要素部２０１〜２０４を軸方向に移動させ終わった後、カム要素部に設けられた第１スロープ部５０ｂ又は第２スロープ部５１ｂによりピン部３２を退避位置へ押し戻すことができる。すなわち、カムシャフト２が１回転する間に各カム要素部２０１〜２０４の移動を確実に行いながら、確実に各ピン部３２…３２を退避位置へ移動させることができる。
【００９０】
ところで、各カム要素部２０１〜２０４が第１位置にあるときに、第１、第３、第４、第６操作装置３０１、３０３、３０４、３０６のピン部３２…３２が作動位置に移動すると、各カム要素部２０１〜２０４が第２位置へ移動するときに、ピン部３２…３２と端面カム２３…２３のリフト部ｄ…ｄとが干渉し、カム部の切り換え不良に至る。同様に、各カム要素部２０１〜２０４が第２位置にあるときに、第２、第５操作装置３０２、３０５のピン部３２、３２が作動位置に移動すると、第１位置に移動する各カム要素部２０１〜２０４の端面カム２３…２３と干渉し、カム部の切り換え不良に至る。
【００９１】
しかしながら、各カム要素部２０１〜２０４が第１位置にある状態において、第１、第３、第４、第６操作装置３０１、３０３、３０４、３０６のピン部３２…３２の作動位置への移動が、第１スロープ部５０ｂに連続して形成された第１規制部５０ｃによって、所定角度範囲に亘って規制される。同様に、各カム要素部２０１〜２０４が第２位置にある状態において、第２、第５操作装置３０２、３０５のピン部３２、３２の作動位置への移動が、第２スロープ部５１ｂに連続して形成された第２規制部５１ｃによって、所定角度範囲に亘って規制される。
【００９２】
すなわち、誤作動等による各操作装置３０１〜３０５のピン部３２…３２の作動位置への移動が防止され、これにより、ピン部３２…３２と各カム要素部２０１〜２０４の端面カム２３…２３との干渉が防止されるので、カム部の切り換え不良の発生を防ぎ、同動弁装置のロバスト性を向上できる。
【００９３】
また、隣接して配置され且つ点火順序が連続する２つの気筒１１、１２間に配置された第２操作装置３０２に対応する第２戻しカム５１は、第２操作装置３０２のピン部３２により離間方向に移動させられる２つのカム要素部２０１、２０２のうち移動順序が遅い方の第１カム要素部２０１にのみ設けられている。同様に、隣接して配置され且つ点火順序が連続する２つの気筒１３、１４間に配置された第５操作装置３０５に対応する第２戻しカム５１は、第５操作装置３０５のピン部３２により離間方向に移動させられる２つのカム要素部２０３、２０４のうち移動順序が遅い方の第４カム要素部２０４にのみ設けられている。これにより、隣接して配置された２組のカム要素部２０１、２０２及び２０３、２０４をそれぞれ離間方向に適正に移動させた後に、ピン部３２、３２を退避位置へ押し戻すことができると共に、ピン部３２、３２の作動位置への移動を所定角度範囲に亘って防止できる。
【００９４】
すなわち、本発明による多気筒エンジンの動弁装置によれば、部品点数を削減してエンジンのコンパクト化を図りながら、エンジンの高回転時におけるカムの切り換え動作を容易に行うことができる。
【００９５】
（第２実施形態）
上記第１実施形態と同様に、４気筒４弁式ＤＯＨＣエンジンの動弁装置の排気側の構成を示すものであり、第１〜第４カム要素部２０１〜２０４と、電磁式の６つの操作装置３０１〜３０６（操作機構３０）との構成が上記第１実施形態と異なり、他の構成は同じである。
【００９６】
図１６は、本第２実施形態に係る動弁装置の排気側の構成を示すものである。この動弁装置は、カムシャフト２と操作機構３０とを備える。カムシャフト２は、軸部１０と、軸部１０にスプライン嵌合され、該軸部１０と一体回転しかつ軸方向に移動可能とされた第１〜第４カム要素部２０１〜２０４とを有している。操作機構３０は、各カム要素部２０１〜２０４を軸部１０に沿って移動させる電磁式の６つの操作装置３０１〜３０６を有している。
【００９７】
各操作装置３０１〜３０６は、電磁式アクチュエータが内蔵された本体３１と、電磁式アクチュエータへの通電時に本体３１から突出可能な略円筒状のピン部３２（操作部材）と、該ピン部３２を本体３１側に押圧付勢するリターンスプリング（図示しない）とを備えている。電磁式アクチュエータに通電しない状態では、図１７に点線で示すように、ピン部３２は前記リターンスプリングの付勢力によって上方の退避位置に保持される。一方、電磁式アクチュエータに通電されると、図１７に実線に示すように、ピン部３２は前記リターンスプリングに抗して下方へ突出して作動位置に移動する。
【００９８】
図１７に示すように、操作装置３０１〜３０６は、カムシャフト２を挟んでロッカアームＣにおけるカムフォロワＣ’の反対側において、ピン部３２がカムシャフト２の軸心を指向するように配置されている。この実施形態の場合、操作装置３０１〜３０６は、カムシャフト２を上方から覆うシリンダヘッドカバーＧに同じ向きで取り付けられている。
【００９９】
各操作装置３０１〜３０６への通電は、図示しないエンジン回転角度センサからの検出信号に基づいて、所定のエンジン回転角度時期に、図示しないコンピュータによる各操作装置３０１〜３０６への通電指示によって行われる。
【０１００】
図１６に示すように、第１〜第４カム要素部２０１〜２０４が全て第１位置にあるとき、第１カム要素部２０１は後方に、第２カム要素部２０２は前方に、第３カム要素部２０３は後方に、第４カム要素部２０４は前方に配置される。したがって、第１、第２カム要素部２０１、２０２の対向端面は互いに近接し、第２、第３カム要素部２０２、２０３の対向端面は互いに離間し、第３、第４カム要素部２０３、２０４の対向端面は互いに近接した状態となる。
【０１０１】
また、図１８に示すように、第１〜第４カム要素部２０１〜２０４が全て第２位置にあるとき、第１カム要素部２０１は前方に、第２カム要素部２０２は後方に、第３カム要素部２０３は前方に、第４カム要素部２０４は後方に位置する。したがって、第１、第２カム要素部２０１、２０２の対向端面は互いに離間し、第２、第３カム要素部２０２、２０３の対向端面は互いに近接し、第３、第４カム要素部２０３、２０４の対向端面は互いに離間した状態となる。
【０１０２】
次に、図１９〜図２３により、カム要素部２０１〜２０４の構成について第１カム要素部２０１と第２カム要素部２０２を例としてさらに詳しく説明する。
【０１０３】
カム要素部２０１（２０２〜２０４）は、筒状とされ、その中間部の外周面は前記軸受部Ｆに支持されるジャーナル部２１とされている。ジャーナル部２１の前後両側には、当該気筒の２つの排気弁Ａ、Ａ用の作動部２２、２２が設けられており、各作動部２２、２２には、図１９に示すように、例えば高エンジン回転時用のリフト量が大きな第１カム部２２１と、例えば低エンジン回転時用のリフト量が小さな第２カム部２２２とが隣接して設けられている。
【０１０４】
第１カム部２２１と第２カム部２２２とは、図２１（ｂ）に示すように、リフト量が異なるノーズ部ｂ１、ｂ２をそれぞれ有しており、各ノーズ部ｂ１、ｂ２は、共通のベースサークルａ上にわずかに位相差をもって設けられている。そして、これら第１カム部２２１と第２カム部２２２とが、２か所の作動部２２、２２において、前後方向に並ぶ順序およびノーズ部ｂ１、ｂ２の位相を一致させてそれぞれ設けられている。なお、ベースサークルａが共通とは、第１カム部２２１と第２カム部２２２との各ベースサークルａのベース円径が同じであることを意味する。
【０１０５】
図１６、図１８に示すように、第１カム要素部２０１および第３カム要素部２０３においては、第１カム部２２１が前方、第２カム部２２２が後方に配置され、第２カム要素部２０２および第４カム要素部２０４においては、第２カム部２２２が前方、第１カム部２２１が後方に配置されている。
【０１０６】
そして、カム要素部２０１〜２０４がディテント機構（図示せず）により軸部１０上の第１位置に位置決めされたときは、図１６に示すように、いずれのカム要素部２０１〜２０４においても、２つの第１カム部２２１、２２１が対応する気筒１１〜１４の２つのロッカアームＣ、ＣのカムフォロワＣ’、Ｃ’（図１７参照）に対応位置し、軸部１０上の第２位置に位置決めされたときは、図１８に示すように、第２カム部２２２、２２２が前記カムフォロワＣ’、Ｃ’に対応位置するように設定されている。
【０１０７】
ここで、この実施形態に係るエンジンは、各気筒の点火順序が、第３気筒１３→第４気筒１４→第２気筒１２→第１気筒１１とされており、各カム要素部２０１〜２０４の第１カム部２２１または第２カム部２２２のノーズ部ｂ１、ｂ２が、カムシャフト２の９０°回転ごとに前記点火順序に従って各気筒のカムフォロワＣ’、Ｃ’を順に押圧するように、第１〜第４カム要素部２０１〜２０４が９０°ずつ位相差を設けて前記軸部１０にスプライン嵌合されている。
【０１０８】
さらに、前記各カム要素部２０１〜２０４の前後両端部（軸方向の両端部）には、端面カム２３、２３がそれぞれ設けられている。
【０１０９】
この前後両端の端面カム２３、２３は、それぞれ、図２０、図２２に示すように、カム要素部２０１（２０２〜２０４）の軸心と直交する面に沿って形成された基準面２３ａと、基準面２３ａから軸方向の前方および後方にそれぞれ突出するリフト部２３ｂとを有している。リフト部２３ｂは、図２１、図２３に示すように、リフト開始位置ｅからリフト終了位置ｆに至る所定角度範囲α（例えば約１２０°）の間で、基準面２３ａ（リフト量ゼロ）からの軸方向のリフト量が次第に増加するように形成されている。具体的に、リフト部２３ｂのリフト量は、カムシャフト２の回転方向Ｘの前方側ほど大きくなり、リフト終了位置ｆまたは後述するスロープ終了位置ｇでゼロに戻るように設定されている。
【０１１０】
さらに、上述のように、各カム要素部２０１〜２０４が各気筒１１〜１４の点火順序に応じてそれぞれ所定の位相差を設けて軸部１０にスプライン嵌合されていることに伴い、各カム要素部２０１〜２０４の互いに対向する端面カム２３、２３もそれぞれ位相差をもって対向する。本実施形態では、図１６の符号Ｚ１、Ｚ２に示すように、隣接する２つの第１および第２カム要素部２０１、２０２、並びに第３および第４カム要素部２０３、２０４は、互いに対向する端面カム２３、２３のリフト部２３ｂ、２３ｂが互いに異なる位相に設けられており、この２つのカム要素部２０１〜２０４が近接時にこれらリフト部２３ｂ、２３ｂの少なくとも一部が軸方向に重複している。
【０１１１】
第２操作装置３０２のピン部３２は、隣接して配置され且つ点火順序が連続する第１気筒１１及び第２気筒１２のカム要素部２０１、２０２の互いに対向する端面カム２３、２３の間に配置された共用操作部材である。同様に、第５操作装置３０５のピン部３２は、隣接して配置され且つ点火順序が連続する第３気筒１３及び第４気筒１４のカム要素部２０３、２０４の互いに対向する端面カム２３、２３の間に配置された共用操作部材である。
【０１１２】
具体的に、第２操作装置３０２または第５操作装置３０５のピン部３２は、対応する２つのカム要素部（２０１および２０２、または２０３および２０４）の近接時に作動位置に移動し、両カム要素部の互いに対向する端面カム２３、２３の間に突出する。作動位置に移動したピン部３２は、カムシャフト２の回転に伴って各端面カム２３、２３と順に係合することにより、近接していた２つのカム要素部を互いに離間させる方向に移動させる。
【０１１３】
これにより、第１、第２カム要素部２０１、２０２は、互いに近接した図１６に示す第１位置から、互いに離間した図１８に示す第２位置へと移動する。また、第３、第４カム要素部２０３、２０４も、互いに近接した図１６に示す第１位置から、互いに離間した図１８に示す第２位置へと移動する。
【０１１４】
一方、前記第２、第５操作装置３０２、３０５以外の操作装置、つまり第１、第３、第４、第６操作装置３０１、３０３、３０４、３０６のピン部３２…３２は、隣接して配置され且つ点火順序が連続しない第２気筒１２および第３気筒１３のカム要素部２０２、２０３の互いに対向する端面カム２３、２３と、気筒列の前端部に位置する端面カム２３（カム要素部２０１の前側の端面カム２３）と、気筒列の後端部に位置する端面カム２３（カム要素部２０４の後側の端面カム２３）とにそれぞれ専用に設けられた個別操作部材である。
【０１１５】
具体的に、第１操作装置３０１のピン部３２は、第１カム要素部２０１が前寄りの第２位置にある状態で、該第１カム要素部２０１の前側の端面カム２３と軸方向に対向する作動位置へ移動し、カムシャフト２の回転に伴って該端面カム２３と係合することにより、図１８に示すように、第１カム要素部２０１を後寄りの第１位置へ移動させる。同様に、第４操作装置３０４のピン部３２は、第３カム要素部２０３が前寄りの第２位置にある状態で、該第３カム要素部２０３の前側の端面カム２３と軸方向に対向する作動位置へ移動し、カムシャフト２の回転に伴って該端面カム２３と係合することにより、第３カム要素部２０３を後寄りの第１位置へ移動させる。
【０１１６】
また、第３操作装置３０３のピン部３２は、第２カム要素部２０２が後寄りの第２位置にある状態で、該第２カム要素部２０２の後側の端面カム２３と軸方向に対向する作動位置へ移動して該端面カム２３と係合することにより、第２カム要素部２０２を前寄りの第１位置へ移動させる。同様に、第６操作装置３０６のピン部３２は、第４カム要素部２０４が後寄りの第２位置にある状態で、該第４カム要素部２０４の後側の端面カム２３と軸方向に対向する作動位置へ移動して該端面カム２３と係合することにより、第４カム要素部２０４を前寄りの第１位置へ移動させる。
【０１１７】
ここで、各操作装置３０１〜３０６のピン部３２の作動位置への移動（突出）は、次のようなタイミングで行われる。すなわち、第１、第４操作装置３０１、３０４における各ピン部３２（個別操作部材）の突出は、第１、第３カム要素部２０１、２０３の前側の端面カム２３の基準面２３ａがピン部３２の突出位置と重複する（突出後のピン部３２と軸方向視で重複する）タイミングで行われる。同様に、第３、第６操作装置３０３、３０６における各ピン部３２（個別操作部材）の突出は、第２、第４カム要素部２０２、２０４の後側の端面カム２３の基準面２３ａがピン部３２の突出位置と重複するタイミングで行われる。
【０１１８】
一方、第２操作装置３０２におけるピン部３２（共用操作部材）の突出は、第１、第２カム要素部２０１、２０２の互いに対向する２つの端面カム２３、２３の両方の基準面２３ａ、２３ａがピン部３２の突出位置と重複するタイミングで行われる。同様に、第５操作装置３０５におけるピン部３２（共用操作部材）の突出は、第３、第４カム要素部２０３、２０４の互いに対向する２つの端面カム２３、２３の両方の基準面２３ａ、２３ａがピン部３２の突出位置と重複するタイミングで行われる。
【０１１９】
また、このピン部３２の作動位置への移動（突出）に伴う各カム要素部２０１〜２０４の移動は、ロッカアームＣのカムフォロワＣ’が第１カム部２２１または第２カム部２２２のベースサークルａの部分と接触しているタイミング、すなわち、当該気筒が排気行程以外の行程にあるときに行われなければならない。
【０１２０】
そこで、これらの作動タイミングの条件を満足するために、この実施形態では、図２１および図２３に示すように、第１、第２カム部２２１、２２２のノーズ部ｂ１、ｂ２と重複する位置、もしくはノーズ部ｂ１、ｂ２の回転方向Ｘの前側の近傍位置に端面カム２３のリフト開始位置（リフト部２３ｂの開始位置）ｅを設定するとともに、該リフト開始位置ｅから回転方向Ｘの後方側の所定角度αの位置に端面カム２３のリフト終了位置（リフト部２３ｂの終了位置）ｆを設定している。そして、端面カム２３のリフト開始位置ｅから回転方向Ｘの後方側の端面カム２３のリフト終了位置ｆまでの角度αが１８０度よりも小さくなるように、端面カム２３のリフト部２３ｂが形成されている。この場合、図１７に示すロッカアームＣのカムフォロワＣ’と操作装置３０１〜３０６のピン部３２との位置関係により、各カム要素部２０１〜２０４は、排気行程の終了後間もなく移動することになる。
【０１２１】
しかし、上述のような位置関係で第１、第２カム部２２１、２２２のノーズ部ｂ１、ｂ２と端面カム２３のリフト部２３ｂとが設けられていても、作動不良等により操作装置３０１〜３０６のピン部３２が意図していないタイミングで突出してしまった場合、このピン部３２とリフト部２３ｂとが不用意に係合してしまうおそれがある。そこで、本実施形態では、カム要素部２０１〜２０４の端面カム２３に、作動位置へ移動したピン部３２を強制的に退避位置まで退避させる（押し戻す）ためのスロープ部２３ｃが一体的に設けられている。
【０１２２】
このスロープ部２３ｃは、各カム要素部２０１〜２０４のカム部２２を切り換える順序や、操作装置３０の配置個数等の条件によって実際に設けるべき場所が変わる。本実施形態では、第１カム要素部２０１の前後両端と、第２カム要素部２０２の後端と、第３カム要素部２０３の前端と、第４カム要素部２０４の前後両端とに、それぞれスロープ部２３ｃが設けられている。一方、第２カム要素部２０２の前端、および第３カム要素部２０３の後端には、スロープ部２３ｃは設けられていない。
【０１２３】
すなわち、本実施形態の場合、点火順序に従って、第３気筒１３→第４気筒１４→第２気筒１２→第１気筒１１の順にカム要素部２０１〜２０４を移動させ、各気筒１１〜１４の排気弁Ａを開閉させるカム部を切り換える。このため、第２操作装置３０２のピン部３２（共用操作部材）により離間方向に移動させられる第１カム要素部２０１および第２カム要素部２０２のうち、移動順序が遅いのは第１カム要素部２０１であり、第５操作装置３０５のピン部３２（共用操作部材）により離間方向に移動させられる第３カム要素部２０３および第４カム要素部２０４のうち、移動順序が遅いのは第４カム要素部２０４である。そこで、第２操作装置３０２のピン部３２を押し戻すスロープ部２３ｃは、移動順序が遅い第１カム要素部２０１の後端にのみ設けられ、移動順序が早い第２カム要素部２０２の前端にはスロープ部２３ｃは設けられない。また、第５操作装置３０５のピン部３２を押し戻すスロープ部２３ｃは、移動順序が遅い第４カム要素部２０４の前端にのみ設けられ、移動順序が遅い第３カム要素部２０３の後端にはスロープ部２３ｃは設けられない。
【０１２４】
図２０〜２３に示すように、スロープ部２３ｃは、端面カム２３の端面においてリフト部２３ｂよりさらに軸方向に突出するように形成されている。このスロープ部２３ｃは、端面カム２３のリフト終了位置ｆよりも回転遅れ側（矢印Ｘと逆方向）に所定角度範囲、より詳しくはリフト終了位置（スロープ開始位置）ｆからスロープ終了位置ｇまでの角度範囲に亘って設けられている。スロープ部２３ｃの外周面は、回転遅れ側に向かって径方向のリフト量（半径）が次第に大きくなるカム面とされている。このカム面のリフト量は、スロープ開始位置ｆにおけるカム面が作動位置にあるピン部３２の先端部よりもわずかに低くなると共に、スロープ終了位置ｇにおけるカム面が退避位置にあるピン部３２の先端部よりもわずかに低くなるように設定されている。
【０１２５】
このような形状のカム面を有するスロープ部２３ｃは、リフト部２３ｂによるカム要素部２０１〜２０４の移動が終了した後にピン部３２の先端部と摺接することにより、ピン部３２を作動位置から退避位置に退避させることができる。なお、上述のように、スロープ終了位置ｇにおけるカム面は退避位置にあるピン部３２の先端部よりも低いが、スロープ開始位置ｆからスロープ終了位置ｇに至るまでにピン部３２に与えられた慣性力と電磁式アクチュエータの磁力によって、ピン部３２はカム面から離れた退避位置まで押し戻される。
【０１２６】
さらに、カム要素部２０１〜２０４の端面カム２３には、カムシャフト２が逆回転した際に、作動位置へ移動したピン部３２を強制的に退避位置まで押し戻すための逆転時戻しスロープ部２３ｄが一体的に設けられている。
【０１２７】
この逆転時戻しスロープ部２３ｄは、カム要素部２０１〜２０４の両端のカム面２３、２３のうち、スロープ部２３ｃが設けられているカム面２３にスロープ部２３ｃと共に設けられている。本実施形態の場合、逆転時戻しスロープ部２３ｄは、第１カム要素部２０１の前後両端と、第２カム要素部２０２の後端と、第３カム要素部２０３の前端と、第４カム要素部２０４の前後両端とに、それぞれ設けられている。
【０１２８】
スロープ部２３ｃおよび逆転時戻しスロープ部２３ｄは、隣接するカム要素部の近接時に、互いに対向する端面カム２３、２３、特に端面カム２３のスロープ部２３ｃおよび逆転時戻しスロープ部２３ｄとこれと対向する端面カム２３のリフト部２３ｂとが干渉しないように設けられている。
【０１２９】
次に、この第２実施形態の動弁装置の動作について説明する。
【０１３０】
まず、図１６に示すように、例えばエンジンの高回転時であって第１〜第４カム要素部２０１〜２０４が第１位置にあるとき、これらのカム要素部２０１〜２０４においては、いずれも、両端の作動部２２、２２におけるリフト量の大きな第１カム部２２１、２２１がロッカアームＣ、ＣのカムフォロワＣ’、Ｃ’に対応位置している。そして、カムシャフト２の回転に伴い、前述の点火順序で、排気行程時に各気筒１１〜１４の排気弁Ａ…Ａが相対的に大きな開弁量で開弁する。
【０１３１】
この状態から、例えばエンジン回転数の低下に伴って排気弁Ａ…Ａの開弁量を少なくするようにカム部を切り換える場合には、第２、第５操作装置３０２、３０５を通電して、それぞれのピン部３２、３２を退避位置から作動位置へ移動させる。
【０１３２】
すなわち、まず、第５操作装置３０５のピン部３２が、第１位置にあって互いに近接した状態にある第３、第４カム要素部２０３、２０４の対向する端面カム２３、２３の間に突入し、これらの端面カム２３、２３と係合する。このとき、ピン部３２は、第３、第４カム要素部２０３、２０４の端面カム２３、２３におけるリフト量がゼロの基準面２３ａ、２３ａどうしが対向する角度範囲に突入される。言い換えると、ピン部３２は、基準面２３ａ、２３ａどうしが対向する角度範囲の部分がピン部３２の下方に位置するタイミングで、端面カム２３、２３の間に突入される。
【０１３３】
そして、第３気筒１３の排気行程が終了した後、第５操作装置３０５のピン部３２の位置に第３カム要素部２０３の後側の端面カム２３のリフト開始位置ｅが到達する。その後、カムシャフト２の回転に伴い、前記ピン部３２が当該端面カム２３のリフト部２３ｂに摺接しながら第３カム要素部２０３を前方へ押し、これを第２位置へ移動させる。
【０１３４】
また、前記ピン部３２の位置に第３カム要素部２０３の端面カム２３のリフト開始位置ｅが到達した後、カムシャフト２が９０°回転して第４気筒１４の排気行程が終了すると、次に、前記ピン部３２の位置に、第４カム要素部２０４の後側の端面カム２３のリフト開始位置ｅが到達する。その後、カムシャフト２の回転に伴い、前記ピン部３２が当該端面カム２３のリフト部２３ｂに摺接しながら第４カム要素部２０４を後方へ押し、これを第２位置へ移動させる。
【０１３５】
その後、第５操作装置３０５の電磁式アクチュエータへの通電が停止され、ピン部３２の先端面がスロープ部２３ｃのカム面に摺接しながら押し上げられ、ピン部３２は強制的に退避位置へ押し戻される。その後、ピン部３２は、前述したリターンスプリングの付勢力によって退避位置に保持される。
【０１３６】
次に、第２操作装置３０２のピン部３２が、第１位置にあって互いに近接した状態にある第１、第２カム要素部２０１、２０２の対向する端面カム２３、２３の間に突入し、これらの端面カム２３、２３と係合する。このとき、ピン部３２は、第１、第２カム要素部２０１、２０２の端面カム２３、２３におけるリフト量がゼロの基準面２３ａ、２３ａどうしが対向する角度範囲に突入される。
【０１３７】
そして、第２気筒１２の排気行程が終了した後、第２操作装置３０２のピン部３２の位置に第２カム要素部２０２の前側の端面カム２３のリフト開始位置ｅが到達する。その後、カムシャフト２の回転に従い、前記ピン部３２が当該端面カム２３のリフト部２３ｂに摺接しながら第２カム要素部２０２を後方へ押し、これを第２位置へ移動させる。
【０１３８】
前記ピン部３２の位置に第２カム要素部２０２の端面カム２３のリフト開始位置ｅが到達した後、カムシャフト２が９０°回転して第１気筒１１の排気行程が終了すると、次に、前記ピン部３２の位置に、第１カム要素部２０１の前側の端面カム２３のリフト開始位置ｅが到達する。その後、カムシャフト２の回転に従い、前記ピン部３２が当該端面カム２３のリフト部２３ｂに摺接しながら第１カム要素部２０１を前方へ押し、これを第２位置へ移動させる。
【０１３９】
さらに、第２操作装置３０２の電磁式アクチュエータへの通電が停止され、ピン部３２の先端面がスロープ部２３ｃのカム面に摺接しながら押し上げられ、ピン部３２は強制的に退避位置へ押し戻される。その後、ピン部３２は、前述したリターンスプリングの付勢力によって退避位置に保持される。
【０１４０】
以上により、第１〜第４カム要素部２０１〜２０４は全て第１位置から第２位置へ移動し、図１８に示すように、第１〜第４カム要素部２０１〜２０４のいずれにおいても、第２カム部２２２、２２２がロッカアームＣ、ＣのカムフォロワＣ’、Ｃ’に対応位置し、排気行程時に各気筒１１〜１４の排気弁Ａ…Ａが相対的に小さな開弁量で開弁することになる。
【０１４１】
一方、図１８に示す各カム要素部２０１〜２０４のリフト量が小さな第２カム部２２２…２２２がロッカアームＣ…ＣのカムフォロワＣ’…Ｃ’に対応位置する状態から、例えばエンジン回転数の上昇に伴い、図１６に示すリフト量が大きな第１カム部２２１…２２１がカムフォロワＣ’…Ｃ’に対応位置する状態に切り換える場合には、第１、第３、第４、第６操作装置３０１、３０３、３０４、３０６を通電し、これらの操作装置３０１、３０３、３０４、３０６のピン部３２…３２を退避位置から作動位置へ移動させる。
【０１４２】
すなわち、まず、第４操作装置３０４のピン部３２が、第３カム要素部２０３の前側の端面カム２３の基準面２３ａに対応する角度範囲に突入される。言い換えると、ピン部３２は、基準面２３ａに対応する角度範囲の部分がピン部３２の下方に位置するタイミングで、端面カム２３の対向位置に突入される。
【０１４３】
そして、第３気筒１３の排気行程が終了した後、突入された第４操作装置３０４のピン部３２の位置に、第３カム要素部２０３の前側の端面カム２３のリフト開始位置ｅが到達する。その後、カムシャフト２の回転に伴い、前記ピン部３２が当該端面カム２３のリフト部２３ｂに摺接しながら第３カム要素部２０３を後方へ押し、これを第１位置へ移動させる。
【０１４４】
第４操作装置３０４のピン部３２の位置に第３カム要素部２０３の端面カム２３のリフト開始位置ｅが到達した後、カムシャフト２が９０°回転して第３気筒１３の排気行程が終了すると、次に、第６操作装置３０６のピン部３２が、第２位置にある第４カム要素部２０４の後側の端面カム２３の基準面２３ａに対応する角度範囲に突入され、この端面カム２３と係合する。
【０１４５】
そして、第４気筒１４の排気行程が終了した後、突入された第６操作装置３０６のピン部３２の位置に、第４カム要素部２０４の後側の端面カム２３のリフト開始位置ｅが到達する。その後、カムシャフト２の回転に伴い、前記ピン部３２が当該端面カム２３のリフト部２３ｂに摺接しながら第４カム要素部２０４を前方へ押し、これを第１位置へ移動させる。
【０１４６】
その後、第５操作装置３０５のピン部３２の下方に第４カム要素部２０４の端面カム２３のスロープ部２３ｃが存在しなくなると、前記ピン部３２は作動位置への移動が可能となる。
【０１４７】
次に、第３操作装置３０３のピン部３２が、第２位置にある第２カム要素部２０２の後側の端面カム２３の基準面２３ａに対応する角度範囲に突入される。ピン部３２は、カムシャフト２の回転に伴い端面カム２３のリフト部２３ｂに摺接しながら第２カム要素部２０２を前方へ押し、これを第１位置へ移動させる。
【０１４８】
また、この第２カム要素部２０２の移動とほぼ並行して、第１操作装置３０１のピン部３２が、第２位置にある第１カム要素部２０１の前側の端面カム２３の基準面２３ａに対応する角度範囲に突入される。
【０１４９】
さらに、第３操作装置３０３のピン部３２の位置に第２カム要素部２０２の端面カム２３のリフト開始位置ｅが到達した後、カムシャフト２が９０°回転して第１気筒１１の排気行程が終了すると、第１操作装置３０１のピン部３２の位置に第１カム要素部２０１の前側の端面カム２３のリフト開始位置ｅが到達する。すると、カムシャフト２の回転に伴い、前記ピン部３２が当該端面カム２３のリフト部２３ｂに摺接しながら第１カム要素部２０１を後方へ押し、これを第１位置へ移動させる。
【０１５０】
これにより、第１〜第４カム要素部２０１〜２０４は全て第２位置から第１位置へ移動し、図１６に示すように、第１〜第４カム要素部２０１〜２０４のいずれにおいても、第１カム部２２１…２２１がロッカアームＣ、ＣのカムフォロワＣ’、Ｃ’に対応位置する状態に戻ることになる。
【０１５１】
以上のように、第２実施形態によれば、４つの気筒１１〜１４にそれぞれ備えられた４つのカム要素部２０１〜２０４が６つの操作装置３０１〜３０６により操作され、排気弁Ａ…Ａを開閉させるカム部２２が、リフト量の小さな第１カム部２２１…２２１とリフト量の大きな第２カム部２２２…２２２との間で切り換えられる。
【０１５２】
また、第２実施形態によれば、カム要素部２０１〜２０４は、ピン部３２が係合する端面カム２３のリフト部２３ｂのリフト終了位置ｆから回転遅れ側に向かって所定角度範囲に亘って形成されたスロープ部２３ｃを有している。スロープ部２３ｃは、端面カム２３による移動が終了した後にピン部３２に摺接することにより、ピン部３２を作動位置から退避位置に押し戻す。そのため、作動位置にあるピン部３２をこのスロープ部２３ｃにより退避位置へ向けて確実に押し戻すことができる。しかも、ピン部３２によるカム要素部２０１〜２０４の移動が終了した後にスロープ部２３ｃが作用するようになっているので、カム要素部２０１〜２０４の移動を確実に行いながら、速やかにピン部３２を退避位置へ押し戻すことができる。これにより、連続してカムを切り換える場合であっても、カム部２２１、２２２の切り換え動作を瞬時に連続して行うことができる。
【０１５３】
さらに、第２実施形態によれば、隣接する２つのカム要素部では、互いに対向する端面カム２３、２３のリフト部２３ｂ、２３ｂが、互いに位相が異なるように設けられ、近接時にはリフト部２３ｂ、２３ｂの少なくとも一部が軸方向に重複する。このため、カムシャフト２の軸方向のコンパクト化、ひいてはエンジンのコンパクト化を図ることが可能となる。
【０１５４】
なお、以上の説明は、排気側のカムシャフトについてのものであるが、吸気側のカムシャフトについても全く同様に構成することができ、これにより、前記の作用効果が吸気側についても得られる。
【０１５５】
また、以上の各実施形態では、カム要素部２０１〜２０４において、第１カム部２２１のリフト量と第２カム部２２２のリフト量とを異ならせたが、一方のカム部には通常のノーズ部を設けると共に、他方のカム部にはノーズ部を無くして全体をベースサークルのみで形成する（ノーズ部のリフト量をゼロとする）ことも可能である。この場合、前記他方のカム部を用いることで、弁の開閉を停止することができる。このような弁の停止動作は、例えばエンジンの低負荷時に減筒運転をする場合に好適である。
【０１５６】
また、前記の各実施形態では、４気筒４弁式ＤＯＨＣエンジンに適用した例を示したが、これに限らず、隣接して配置され且つ点火順序が連続する少なくとも一対の気筒と、隣接して配置され且つ点火順序が連続しない少なくとも一対の気筒とを有する、各種の多気筒エンジンに適用可能である。
【０１５７】
例えば、直列５気筒エンジンにおいて、点火順序が第１気筒、第２気筒、第４気筒、第５気筒、第３気筒の順である場合、隣接して配置され且つ点火順序が連続する一対の気筒は、第１、第２気筒及び第４、第５気筒の２組であり、隣接して配置され且つ点火順序が連続しない一対の気筒は、第２、第３気筒及び第３、第４気筒の２組である。
【０１５８】
なお、本発明は、以上の各実施形態に示すものに限らず、特許請求の範囲に記載された本発明の精神および範囲から逸脱することなく、各種変形および変更を行うことも可能である。
【０１５９】
最後に、前記実施形態の中で開示された特徴的な構成およびそれに基づく作用効果についてまとめて説明する。
【０１６０】
前記実施形態は、隣接して配置され且つ点火順序が連続しない少なくとも一対の気筒と、隣接して配置され且つ点火順序が連続する少なくとも一対の気筒とを備えた多気筒エンジンに設けられる動弁装置に関する。この動弁装置は、気筒列方向に延びる軸部と、気筒毎に設けられ、前記軸部と一体回転し且つ軸方向に移動可能なように前記軸部に嵌合された複数のカム要素部とを有するカムシャフトと、前記複数のカム要素部を前記軸部に対し軸方向に移動させる操作機構とを備える。前記カム要素部は、各気筒の１つの弁毎に、共通のベースサークルを有し且つノーズ部の形状が異なる軸方向に隣接した２つのカム部を有し、前記カム要素部の軸方向の両端部には、端面カムがそれぞれ設けられる。前記操作機構は、前記複数のカム要素部の各端面カムと軸方向に対向する位置に突入する作動位置と前記端面カムの対向位置から退避した退避位置との間で移動可能なようにアクチュエータにより駆動される複数の操作部材を有し、前記作動位置まで移動した各操作部材を前記端面カムと係合させて前記カム要素部を軸方向に移動させることにより、各気筒の弁を開閉させるカム部を切り換えるものである。前記複数の操作部材は、隣接して配置され且つ点火順序が連続する２つの気筒のカム要素部の互いに対向する端面カムの間に共通に設けられ、両カム要素部の近接時にそれぞれの端面カムと係合する共用操作部材と、隣接して配置され且つ点火順序が連続しない２つの気筒のカム要素部の互いに対向する端面カムおよび気筒列の端部に位置する端面カムに対し個別に設けられ、それぞれの端面カムと係合する個別操作部材とを有する。
【０１６１】
ここで、「カム部」には、ノーズ部の形状がベースサークルと一致するもの（リフト量がゼロのもの）を含む。
【０１６２】
この構成によれば、隣接して配置され且つ点火順序が連続する２つの気筒間位置に単一の操作部材（共用操作部材）を配置し、前記２つの気筒に対応する各カム要素部の近接時に、互いに対向する端面カムの間に前記操作部材を突入させることにより、前記各カム要素部を互いに離間させるように軸方向へ移動させることができる。すなわち、隣接して配置され且つ点火順序が連続する各気筒に対応するカム要素部を単一の操作部材により移動させることができるので、端面カム毎に操作部材を設ける場合に比して、部品点数を削減することができる。
【０１６３】
また、隣接して配置され且つ点火順序が連続しない２つの気筒のカム要素部の互いに対向する端面カムごとに操作部材（個別操作部材）を設けて、該操作部材をそれぞれ対応する端面カムに突入させて該端面カムと係合させることにより、各カム要素部を独立して軸方向へ移動させることができる。これにより、隣接して配置され且つ点火順序が連続しない各気筒に対応するカム要素部を単一の操作部材により移動させる場合に比して、操作部材の突出可能な期間を拡大させることができる。この結果、エンジンの高回転時においても、操作部材の突出可能な期間を十分に確保できるので、操作部材を駆動するアクチュエータを大型化する等により操作部材の突出速度を高速化させることなく、カム部の切り換え動作を適正に行うことができる。
【０１６４】
前記動弁装置において、好ましくは、前記多気筒エンジンは、直列４気筒エンジンであって、前記点火順序が、第３気筒、第４気筒、第２気筒、第１気筒の順に設定されている。
【０１６５】
ここで、前記の点火順序は、第１気筒から点火開始する場合に限らず、第２〜第４気筒のいずれか１つの気筒から点火開始する場合も含む。
【０１６６】
この構成によれば、隣接して配置され且つ点火順序が連続する第１、第２気筒の間、及び第３、第４番気筒の間の位置に、それぞれ共用操作部材を配設し、それ以外の気筒間位置及び気筒列の端部位置に、それぞれ個別操作部材を配設することにより、操作部材を６個で構成することができる。つまり、それぞれの端面カム毎に操作部材を設ける場合（この場合は８個の操作部材が必要になる）に比して、操作部材の数を削減することができる。
【０１６７】
また、上記の配設パターンによれば、隣接して配置され且つ点火順序が連続しない第２、第３気筒の間に、対向する端面カム毎に個別操作部材が配設されるので、該操作部材の突出可能な期間を拡大することができる。このため、エンジンの高回転時においてもカム部の切り換え動作を適正に行うことができる。
【０１６８】
前記動弁装置において、好ましくは、前記カム要素部には、前記操作部材による前記カム要素部の軸方向への移動が終了したのちに、作動位置に位置する操作部材と摺接して該操作部材を前記退避位置へ押し戻すスロープ部が設けられており、前記共用操作部材に対応する前記スロープ部は、前記共用操作部材により離間方向に移動させられる２つのカム要素部のうち移動順序が遅い方の前記カム要素部にのみ設けられている。
【０１６９】
この構成によれば、作動位置にある操作部材を、該操作部材によるカム要素部の軸方向への移動が終了した後に、カム要素部に設けられたスロープ部により退避位置へ強制的に押し戻すことができる。すなわち、カム要素部の移動を確実に行った後に、確実に操作部材を退避位置へ移動させることができる。これにより、連続してカム部の切り換え動作を行う場合であっても、操作部材とカム要素部との干渉を確実に防止できるので、カム部の切り換え動作を連続して行うことができる。
【０１７０】
特に、隣接して配置され且つ点火順序が連続する２つの気筒間に配置された共用操作部材に対しては、前記共用操作部材により離間方向に移動させられる２つのカム要素部のうち移動順序が遅い方のカム要素部にのみスロープ部が設けられるので、互いに隣接する両カム要素部をそれぞれ離間方向に適正に移動させた後に、共用操作部材を退避位置へ押し戻すことができる。
【０１７１】
前記動弁装置において、好ましくは、前記カム要素部には、前記操作部材による前記カム要素部の軸方向への移動が終了したのちに、作動位置に位置する操作部材と摺接して該操作部材を前記退避位置へ押し戻すスロープ部と、前記スロープ部に連続して形成され、且つ前記退避位置へ押し戻された前記操作部材の作動位置への移動を規制する規制部とが設けられており、前記共用操作部材に対応する前記スロープ部及び前記規制部は、前記共用操作部材により離間方向に移動させられる２つのカム要素部のうち移動順序が遅い方の前記カム要素部にのみ設けられている。
【０１７２】
この構成によれば、スロープ部に連続して形成された規制部により、操作部材の作動位置への移動を防止できるので、退避位置にある操作部材がアクチュエータの誤作動等によって作動位置へ移動することを防止できる。これにより、操作部材とカム要素部との干渉を防止でき、動弁装置のロバスト性を向上できる。
【０１７３】
また、隣接して配置され且つ点火順序が連続する２つの気筒間に配置された共用操作部材に対しては、前記共用操作部材により離間方向に移動させられる２つのカム要素部のうち移動順序が遅い方のカム要素部にのみ、スロープ部及び規制部が設けられるので、互いに隣接する両カム要素部をそれぞれ離間方向に適正に移動させた後に、共用操作部材を適正に退避位置へ押し戻すことができると共に、共用操作部材の作動位置への移動を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１７４】
以上のように、本発明によれば、多気筒エンジンの動弁装置において、部品点数を削減してエンジンのコンパクト化を図りながら、エンジンの高回転時におけるカムの切り換え動作を容易に行うことができるので、この種のエンジンの製造技術分野において好適に利用される可能性がある。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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