(57)【要約】【課題】ロッカアームの状態を切り替えるアクチュエータの数を削減できる動弁機構を提供する。【解決手段】動弁機構は、複数の吸気側ロッカアーム７０を備える。吸気側ロッカアーム７０は、インナーアームとアウターアームとの相対的な傾動が制限されたロック状態と許容されたアンロック状態とに切り替え可能な切り替え機構１１０を有する。切り替え機構１１０は、操作シャフト１２０、吸気側ロッカアーム７０に対して並んで配置された揺動プレート１３０、操作シャフト１２０を回転させるアクチュエータとしてのモータ１４０、及び揺動プレート１３０に対して並んで配置された連結ピン１５０を有する。モータ１４０が操作シャフト１２０を回転させることで揺動プレート１３０と連結ピン１５０とが当接し、連結ピン１５０の位置がインナーアームとアウターアームとの状態がロック状態となる第１位置とアンロック状態となる第２位置とで切り替わる。【選択図】図７
2019124145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カムシャフトと、
前記カムシャフトに連結されたカムと、
一端部がラッシュアジャスタによって支持されるとともに他端部が機関バルブによって支持され、前記カムによって押圧されることにより、前記一端部を中心として前記他端部を揺動させる複数のロッカアームとを備える動弁機構であって、
前記ロッカアームは、
インナーアーム、前記インナーアームと相対的に傾動可能に設けられたアウターアーム、及び前記インナーアームと前記アウターアームとの相対的な傾動が制限されたロック状態と、前記インナーアームと前記アウターアームとの相対的な傾動が許容されたアンロック状態とに切り替え可能な切り替え機構を有し、
前記切り替え機構は、
前記カムシャフトの軸方向と同じ方向に延びている操作シャフトと、
前記操作シャフトに連結されていて、前記ロッカアームに対応する位置に並んで配置された揺動プレートと、
前記操作シャフトを回転させるアクチュエータと、
前記揺動プレートに対応する位置に並んで配置された連結ピンとを有し、
前記アクチュエータが前記操作シャフトを回転させることで前記揺動プレートと前記連結ピンとを当接させて、該連結ピンの位置を前記インナーアームと前記アウターアームとの状態が前記ロック状態となる第１位置と前記アンロック状態となる第２位置とで切り替える動弁機構。
【請求項２】
前記操作シャフトは、前記アクチュエータが当接する第１シャフトと、前記第１シャフトと同軸上に配置されていて該第１シャフトが挿通される挿通孔を有する第２シャフトと、前記第１シャフトが前記第２シャフトに挿通された状態で前記第１シャフト及び前記第２シャフトに連結されていて、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの相対回転を許容する弾性部材とを有し、
前記揺動プレートは、前記第１シャフトに連結されている第１揺動プレートと、前記第２シャフトに連結されている第２揺動プレートを含む
請求項１に記載の動弁機構。
【請求項３】
前記操作シャフトは、内燃機関の気筒数と同じ数の複数の分割シャフトと、前記分割シャフト同士を連結する弾性部材とを有し、
前記分割シャフトはそれぞれ同軸上に配置されていて、前記複数の分割シャフトのうち最も内周側に配置されていて前記アクチュエータが当接する中心シャフトと、前記中心シャフトが挿通される挿通孔を有していて該中心シャフトの外周側に重なって配置された複数の外側シャフトとを含み、
前記弾性部材は、前記分割シャフトのうち内周側に配置されている内周側シャフトが、該内周側シャフトの外周側に配置されている外周側シャフトに挿通された状態において前記内周側シャフトと前記外周側シャフトとの相対回転を許容し、
前記揺動プレートは、前記複数の分割シャフトの各々に連結されている
請求項１に記載の動弁機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の動弁機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の内燃機関の動弁機構は、カムシャフトと、カムシャフトに連結されたカムと、カムによって押圧されるロッカアームとを備えている。ロッカアームは、一端部がラッシュアジャスタによって支持されるとともに他端部が機関バルブによって支持されている。ロッカアームは、カムによって押圧されることにより、上記一端部を中心として他端部を揺動させる。
【０００３】
ロッカアームは、カムによって押圧されるローラを有するインナーアームと、該インナーアームに載置されたアウターアームとを備える。インナーアームの一端部はラッシュアジャスタに当接し、アウターアームの他端部は機関バルブに当接している。インナーアームは、一端部を中心としてアウターアームに対して傾動可能に設けられている。インナーアームとアウターアームとに連結ピンが係止されている場合、インナーアームとアウターアームとの相対的な傾動が制限されたロック状態となる。この状態で、インナーアームがカムによって押圧されると、インナーアームとともにアウターアームが揺動して、機関バルブが駆動される。一方で、インナーアームとアウターアームとに連結ピンが係止されていない場合、インナーアームとアウターアームとの相対的な傾動が許容されたアンロック状態となる。この状態で、インナーアームがカムによって押圧されると、インナーアームはアウターアームに対して傾動する。そのため、アウターアームは揺動せず、機関バルブは駆動されない。
【０００４】
特許文献１に記載のロッカアームには、切り替え機構が設けられている。切り替え機構は、連結ピンと、連結ピンの一端部が連結されているロッドと、該ロッドを移動させる電動のアクチュエータとを有している。この切り替え機構では、アクチュエータを駆動することで、ロッドを通じて連結ピンの位置を変化させる。連結ピンがインナーアームとアウターアームとの間に配置されてこれらに係止されることでロッカアームはロック状態となり、連結ピンがインナーアームとアウターアームとの間の位置から移動して、これらの係止が解除されることでロッカアームはアンロック状態となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９‐２１３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の動弁機構では、１つのロッカアームに対して１つの切り替え機構が設けられている。そのため、ロッカアームの数だけアクチュエータを配置する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための動弁機構は、カムシャフトと、前記カムシャフトに連結されたカムと、一端部がラッシュアジャスタによって支持されるとともに他端部が機関バルブによって支持され、前記カムによって押圧されることにより、前記一端部を中心として前記他端部を揺動させる複数のロッカアームとを備える動弁機構であって、前記ロッカアームは、インナーアーム、前記インナーアームと相対的に傾動可能に設けられたアウターアーム、及び前記インナーアームと前記アウターアームとの相対的な傾動が制限されたロック状態と、前記インナーアームと前記アウターアームとの相対的な傾動が許容されたアンロック状態とに切り替え可能な切り替え機構を有し、前記切り替え機構は、前記カムシャフトの軸方向と同じ方向に延びている操作シャフトと、前記操作シャフトに連結されていて、前記ロッカアームに対応する位置に並んで配置された揺動プレートと、前記操作シャフトを回転させるアクチュエータと、前記揺動プレートに対応する位置に並んで配置された連結ピンとを有し、前記アクチュエータが前記操作シャフトを回転させることで前記揺動プレートと前記連結ピンとを当接させて、該連結ピンの位置を前記インナーアームと前記アウターアームとの状態が前記ロック状態となる第１位置と前記アンロック状態となる第２位置とで切り替える。
【０００８】
上記構成では、切り替え機構のアクチュエータを駆動して、操作シャフトに連結されている揺動プレートを変位させることで、複数の連結ピンを操作することができる。これにより、１つのアクチュエータで、複数のロッカアームの状態を切り替えることが可能になる。したがって、１つのアクチュエータで１つのロッカアームの状態を切り替える構成に比して、アクチュエータの数を削減できる。
【０００９】
また、上記動弁機構では、前記操作シャフトは、前記アクチュエータが当接する第１シャフトと、前記第１シャフトと同軸上に配置されていて該第１シャフトが挿通される挿通孔を有する第２シャフトと、前記第１シャフトが前記第２シャフトに挿通された状態で前記第１シャフト及び前記第２シャフトに連結されていて、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの相対回転を許容する弾性部材とを有し、前記揺動プレートは、前記第１シャフトに連結されている第１揺動プレートと、前記第２シャフトに連結されている第２揺動プレートを含むことが望ましい。
【００１０】
上記構成では、第１シャフト及び第２シャフトが弾性部材によって相対回転可能に連結される。第１シャフトには第１揺動プレートが連結され、第２シャフトには第２揺動プレートが連結されている。そのため、操作シャフトを回転させる過程において、第１揺動プレートが連結ピンに当接するタイミングと第２揺動プレートが連結ピンに当接するタイミングとを異ならしめることが可能になる。したがって、上記構成によれば、複数のロッカアームの状態を全て同じタイミングで切り替えるのではなく、異なったタイミングで切り替えることが可能になる。
【００１１】
また、上記動弁機構では、前記操作シャフトは、内燃機関の気筒数と同じ数の複数の分割シャフトと、前記分割シャフト同士を連結する弾性部材とを有し、前記分割シャフトはそれぞれ同軸上に配置されていて、前記複数の分割シャフトのうち最も内周側に配置されていて前記アクチュエータが当接する中心シャフトと、前記中心シャフトが挿通される挿通孔を有していて該中心シャフトの外周側に重なって配置された複数の外側シャフトとを含み、前記弾性部材は、前記分割シャフトのうち内周側に配置されている内周側シャフトが、該内周側シャフトの外周側に配置されている外周側シャフトに挿通された状態において前記内周側シャフトと前記外周側シャフトとの相対回転を許容し、前記揺動プレートは、前記複数の分割シャフトの各々に連結されていることが望ましい。
【００１２】
上記構成では、分割シャフト同士が弾性部材によって相対回転可能に連結される。分割シャフトには各々揺動プレートが連結されている。そのため、操作シャフトを回転させる過程において、分割シャフト毎に揺動プレートが連結ピンに当接するタイミングを異ならしめることが可能になる。したがって、上記構成によれば、複数のロッカアームの状態を全て同じタイミングで切り替えるのではなく、気筒毎に異なったタイミングで切り替えることも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態の動弁機構を有する内燃機関の構成を模式的に示す断面図。
【図２】カムシャフトの側面図。
【図３】ロッカアームの斜視図。
【図４】インナーアームの斜視図。
【図５】ロッカアームの断面図。
【図６】アウターアームの斜視図。
【図７】操作シャフトの構成を模式的に示す断面図。
【図８】大カム及び小カムにおけるカム角とバルブリフト量との関係を示すグラフ。
【図９】ロッカアームが小カムによって揺動するときの状態を模式的に示す断面図。
【図１０】ロッカアームが大カムによって揺動するときの状態を模式的に示す断面図。
【図１１】ロッカアームの状態がアンロック状態となっているときの構成を示す模式図。
【図１２】第２揺動プレートによってロッカアームの状態がロック状態に切り替えられたときの構成を示す模式図。
【図１３】第１揺動プレートによってロッカアームの状態がロック状態に切り替えられたときの構成を示す模式図。
【図１４】モータの発生トルクと回転角度との関係を示すグラフ。
【図１５】第２実施形態の動弁機構における操作シャフトの構成を模式的に示す断面図。
【図１６】ロッカアームの状態がアンロック状態となっているときの構成を示す模式図。
【図１７】モータの発生トルクと回転角度との関係を示すグラフ。
【図１８】（ａ）及び（ｂ）は、各気筒における吸気バルブのリフト量の推移を示すタイミングチャート。
【図１９】吸気側ロッカアームの変形例の構成を模式的に示す断面図。
【図２０】吸気側ロッカアームにおいて連結ピンが引き抜かれた状態を示す断面図。
【図２１】動弁機構における操作シャフトの構成を示す模式図。
【図２２】吸気側ロッカアームの他の変形例の構成を模式的に示す断面図。
【図２３】吸気側ロッカアームの他の変形例の構成を模式的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
動弁機構の第１実施形態について、図１〜図１４を参照して説明する。
図１に示すように、動弁機構を有する内燃機関２００には、４つの気筒２０（第１気筒＃１〜第４気筒＃４）が形成されている。気筒２０の配列方向（図１の奥行き方向）を気筒配列方向という。図１には、気筒配列方向における一端側に配置された第１気筒＃１を例に示している。内燃機関２００のシリンダヘッド１０には、気筒２０に連通している吸気ポート１１及び排気ポート１２が形成されている。吸気ポート１１には燃料噴射弁２１が配置されている。燃料噴射弁２１は、吸気ポート１１に燃料を噴射する。シリンダヘッド１０には、吸気ポート１１の上方に設けられている第１収容部１３と、排気ポート１２の上方に設けられている第２収容部１４とが形成されている。第１収容部１３及び第２収容部１４の各々は、シリンダヘッド１０の上端に対して窪んだ形状に形成されている。シリンダヘッド１０の上端部には、第１収容部１３と第２収容部１４との間に配置されている中間部１５が形成されている。中間部１５は、シリンダヘッド１０の上端に対して窪んだ形状に形成されており、第１収容部１３と第２収容部１４とを連通している。中間部１５の深さは、第１収容部１３及び第２収容部１４の各々の深さよりも浅い。そのため、シリンダヘッド１０の上端部には、第１収容部１３と第２収容部１４との間に、第１収容部１３及び第２収容部１４の底壁よりも上方に突出した保持部１６が設けられている。シリンダヘッド１０には、第１収容部１３と吸気ポート１１とを連通する第１連通孔１７が形成されている。第１連通孔１７には、円筒状に形成されている第１バルブガイド２２が固定されている。また、シリンダヘッド１０には、第２収容部１４と排気ポート１２とを連通する第２連通孔１８が形成されている。第２連通孔１８には、円筒状に形成されている第２バルブガイド２３が固定されている。
【００１５】
内燃機関２００には、吸気ポート１１と気筒２０との間を連通、遮断する吸気バルブ２４が設けられている。吸気バルブ２４は、第１バルブガイド２２を通じて吸気ポート１１から第１収容部１３まで延びている。吸気バルブ２４において第１収容部１３に配置されている上端部には、第１バルブリフタ２５が連結されている。第１バルブリフタ２５と第１収容部１３との間には、第１圧縮ばね２６が配置されている。第１圧縮ばね２６は、吸気バルブ２４を吸気ポート１１から第１収容部１３側に向けて付勢している。これにより、吸気バルブ２４は、図１に示すようにシリンダヘッド１０に当接した状態となり、吸気ポート１１と気筒２０との間を遮断する。
【００１６】
また、内燃機関２００には、排気ポート１２と気筒２０との間を連通、遮断する排気バルブ２７が設けられている。排気バルブ２７は、第２バルブガイド２３を通じて排気ポート１２から第２収容部１４まで延びている。排気バルブ２７において第２収容部１４に配置されている上端部には、第２バルブリフタ２８が連結されている。第２バルブリフタ２８と第２収容部１４との間には、第２圧縮ばね２９が配置されている。第２圧縮ばね２９は、排気バルブ２７を排気ポート１２から第２収容部１４側に向けて付勢している。これにより、排気バルブ２７は、図１に示すようにシリンダヘッド１０に当接した状態となり、排気ポート１２と気筒２０との間を遮断する。
【００１７】
内燃機関２００の動弁機構３００は、気筒配列方向に延びている吸気カムシャフト４０及び排気カムシャフト５０を有している。吸気カムシャフト４０には、該吸気カムシャフト４０の軸方向（図１の奥行き方向）に複数配置された吸気カム４１が連結されている。吸気カム４１は、各気筒２０に設けられている吸気バルブ２４に対応する位置に配置されている。
【００１８】
図２に示すように、吸気カム４１は、一対の大カム４２と、一対の大カム４２の間に配置されている小カム４３とからなる。一対の大カム４２は形状が同一であって、これらのカム山４２Ａは、小カム４３のカム山４３Ａよりも大きく突出した形状である。
【００１９】
また、図１に示すように、排気カムシャフト５０には、該排気カムシャフト５０の軸方向に複数配置された排気カム５１が連結されている。排気カム５１は、各気筒２０に設けられている排気バルブ２７に対応する位置に配置されている。排気カム５１は、所定の形状のカム山を有する１つのカムによって構成されている。
【００２０】
吸気カムシャフト４０及び排気カムシャフト５０は、シリンダヘッド１０の上端に連結されているカムハウジング３０に載置されている。カムハウジング３０には、吸気カムシャフト４０及び排気カムシャフト５０の上端部を覆うようにカムキャップ３１が連結されている。カムキャップ３１は、複数のボルト３３によってカムハウジング３０に締結されている。カムハウジング３０及びカムキャップ３１によって吸気カムシャフト４０及び排気カムシャフト５０が回転可能に支持されている。内燃機関２００には、カムハウジング３０の上端に連結されているシリンダヘッドカバー３２が設けられている。
【００２１】
動弁機構３００は、シリンダヘッド１０の保持部１６に保持されているラッシュアジャスタ６０を有している。ラッシュアジャスタ６０は、吸気バルブ２４及び排気バルブ２７に対応した位置に複数配置されている。ラッシュアジャスタ６０は、シリンダヘッド１０の保持部１６に埋設されているアジャスタ本体部６１と、該アジャスタ本体部６１に対して出没可能に設けられているプランジャ６２とを有している。
【００２２】
動弁機構３００は、一端部がラッシュアジャスタ６０によって支持され、他端部が吸気バルブ２４によって支持されている複数の吸気側ロッカアーム７０を有している。吸気側ロッカアーム７０は、吸気カムシャフト４０の吸気カム４１に当接している。大カム４２及び小カム４３は、カムベース円の部分がそれぞれ吸気側ロッカアーム７０に当接している。
【００２３】
また、動弁機構３００は、一端部がラッシュアジャスタ６０によって支持され、他端部が排気バルブ２７によって支持されている複数の排気側ロッカアーム１７０も有している。排気側ロッカアーム１７０は、排気カムシャフト５０の排気カム５１に当接している。排気側ロッカアーム１７０は、排気カム５１のカム山によって押圧されることにより、一端部を中心として他端部を下方に揺動させる。その結果、排気バルブ２７が駆動されて、排気ポート１２と気筒２０とが連通し、気筒２０から排気ポート１２に排気が排出される。
【００２４】
吸気側ロッカアーム７０の構成について説明する。
吸気側ロッカアーム７０は、吸気バルブ２４を押し下げるためのアーム部８０を有している。
【００２５】
図３に示すように、アーム部８０は、インナーアーム９０と、インナーアーム９０に対して傾動可能に設けられたアウターアーム１００とを有している。
図４に示すように、インナーアーム９０は、ラッシュアジャスタ６０と当接する支持端部９１と、吸気バルブ２４が当接する揺動端部９２と、支持端部９１と揺動端部９２とを接続するローラ保持部９３とを有している。
【００２６】
図５に示すように、支持端部９１には、上方に向かって半球状に湾曲した形状のアジャスタ穴部９１Ａが形成されている。アジャスタ穴部９１Ａには、ラッシュアジャスタ６０のプランジャ６２の上端部が挿通される。これにより、インナーアーム９０の支持端部９１は、ラッシュアジャスタ６０によって支持される。図４に示すように、ローラ保持部９３は、一対のインナー側壁９４を有している。一対のインナー側壁９４には、同軸上に配置された支持孔９４Ａが形成されている。支持孔９４Ａにはローラ軸９５が挿通されている。ローラ軸９５は、一対のインナー側壁９４よりも外方に突出している。図４及び図５に示すように、ローラ軸９５には、ボールベアリング９６を介してローラ９７が回転可能に支持されている。ローラ９７は一対のインナー側壁９４の間に配置されている。揺動端部９２は、一対のインナー側壁９４を接続している。揺動端部９２の上端面には、平面状に形成された係止面９２Ａが形成されている。また、図５に示すように、揺動端部９２の下端部には、下端部が開口した形状のバルブ穴９２Ｂが形成されている。バルブ穴９２Ｂは円柱形状に形成されている。バルブ穴９２Ｂには、吸気バルブ２４の上端部が挿通される。これにより、インナーアーム９０の揺動端部９２は、吸気バルブ２４によって支持される。
【００２７】
図６に示すように、アウターアーム１００は、支点端部１０１と、該支点端部１０１から延びている一対のアウター側壁１０２と、一対のアウター側壁１０２を繋ぐ傾動端部１０３とを有している。図５に示すように、支点端部１０１は、インナーアーム９０の支持端部９１に載置される。支点端部１０１には、上方に向かって半球状に湾曲した形状の傾動穴部１０１Ａが形成されている。傾動穴部１０１Ａの内周面は、アジャスタ穴部９１Ａの外周面と当接している。図３に示すように、一対のアウター側壁１０２は互いに離間しており、これらの間隔は、インナーアーム９０の一対のインナー側壁９４を間に配置可能なように設定されている。傾動端部１０３は、一対のアウター側壁１０２を繋いでいる連結部１０４と、該連結部１０４から下方に延びている板状の支持壁１０５とを有する。図５に示すように、連結部１０４は、インナーアーム９０の揺動端部９２の上方に配置されていて、連結部１０４の下面と揺動端部９２の係止面９２Ａとが対向している。また、連結部１０４の先端部は揺動端部９２よりも外方に延びていて、該先端部から下方に延びている支持壁１０５は、その下端が係止面９２Ａよりも下方に配置されている。支持壁１０５には、ピン孔１０５Ａが形成されている。
【００２８】
吸気側ロッカアーム７０は、インナーアーム９０とアウターアーム１００との相対的な傾動が制限されたロック状態と、インナーアーム９０とアウターアーム１００との相対的な傾動が許容されたアンロック状態とに切り替え可能な切り替え機構１１０を備えている。
【００２９】
図１に示すように、切り替え機構１１０は、吸気カムシャフト４０の軸方向と同じ方向に延びている操作シャフト１２０を有している。操作シャフト１２０には、吸気側ロッカアーム７０に対応する位置に並んで配置された揺動プレート１３０が連結されている。また、切り替え機構１１０は、操作シャフト１２０を回転させるアクチュエータとしてのモータ１４０を有している。
【００３０】
図７に示すように、操作シャフト１２０は、モータ１４０の駆動軸１４０Ａに連結されている第１シャフト１２１と、第１シャフト１２１と同軸上に配置されていて該第１シャフト１２１が挿通される挿通孔１２２Ａを有する第２シャフト１２２とを有している。第１シャフト１２１は、モータ１４０の駆動軸１４０Ａが連結されている一端部（図７の左端部）とは反対側の他端部（図７の右端部）が第２シャフト１２２の挿通孔１２２Ａに挿通されている。第１シャフト１２１は第２シャフト１２２の挿通孔１２２Ａを貫通していて、第１シャフト１２１の他端部の端面と、第２シャフト１２２のモータ１４０側の一端部とは反対側の他端部の端面とが面一になっている。第１シャフト１２１の一端部には、モータ１４０側に配置された第１支持片１２１Ａと、第２シャフト１２２側に配置された第２支持片１２１Ｂとが形成されている。第１支持片１２１Ａ及び第２支持片１２１Ｂは、第１シャフト１２１において径方向外側に部分的に突出した形状に形成されている。第２シャフト１２２の一端部には、径方向外側に部分的に突出した形状に形成されている第３支持片１２２Ｂが形成されている。図７に示すように第１シャフト１２１が第２シャフト１２２に挿通された状態において、第１シャフト１２１及び第２シャフト１２２には弾性部材としての第１ねじりばね１２３が連結されている。第１ねじりばね１２３は、第１シャフト１２１の第２支持片１２１Ｂに連結されている第１１固定端１２３Ａと、第１１固定端１２３Ａから第１シャフト１２１の周方向にコイル状に延びている第１コイル部１２３Ｂとを有する。また、第１ねじりばね１２３は、第１コイル部１２３Ｂから第２シャフト１２２の外周側に延びていて、第２シャフト１２２の第３支持片１２２Ｂに連結されている第１２固定端１２３Ｃを有する。第１ねじりばね１２３は、外力が作用していないときには、第１１固定端１２３Ａと第１２固定端１２３Ｃとが所定角度に配置されるように保持する。これにより、第１シャフト１２１と第２シャフト１２２とは、これらの相対位相が所定の位相に保持される。一方で、第１ねじりばね１２３を弾性変形させるために最低限必要なトルクＴ１よりも大きなトルクＴｒが作用すると、第１１固定端１２３Ａと第１２固定端１２３Ｃとの角度が上記所定角度から変化する。これにより、第１シャフト１２１と第２シャフト１２２との相対回転が許容される。
【００３１】
また、操作シャフト１２０には、第２ねじりばね１２４が連結されている。第２ねじりばね１２４は、第１シャフト１２１の第１支持片１２１Ａに連結されている第２１固定端１２４Ａと、第２１固定端１２４Ａから第１シャフト１２１の周方向にコイル状に延びている第２コイル部１２４Ｂとを有する。また、第２ねじりばね１２４は、第２コイル部１２４Ｂから第１シャフト１２１の外周側に延びていて、カムハウジング３０に連結されている第２２固定端１２４Ｃを有する。第２ねじりばね１２４は、外力が作用していないときには、第２１固定端１２４Ａと第２２固定端１２４Ｃとが所定角度に配置されるように保持する。これにより、第１シャフト１２１のカムハウジング３０に対する位相が所定の位相に保持される。一方で、第２ねじりばね１２４を弾性変形させるために最低限必要なトルクＴ２よりも大きなトルクＴｒが作用すると、第１シャフト１２１が回転し、第２１固定端１２４Ａと第２２固定端１２４Ｃとの角度が上記所定角度から変化する。第１ねじりばね１２３のばね定数Ｋ１は、第２ねじりばね１２４のばね定数Ｋ２よりも大きい（Ｋ１＞Ｋ２）。すなわち、第１ねじりばね１２３を弾性変形させるために最低限必要なトルクＴ１は、第２ねじりばね１２４を弾性変形させるために最低限必要なトルクＴ２よりも大きい。
【００３２】
揺動プレート１３０は、第１シャフト１２１に連結されていて、気筒配列方向において第１シャフト１２１の外周面と対向する位置に配置されている吸気側ロッカアーム７０Ａに対応して設けられた２つの第１揺動プレート１３１を有している。また、揺動プレート１３０は、第２シャフト１２２に連結されていて、気筒配列方向において第２シャフト１２２の外周面と対向する位置に配置されている吸気側ロッカアーム７０Ｂに対応して設けられた２つの第２揺動プレート１３２を有している。
【００３３】
また、切り替え機構１１０は、複数の揺動プレート１３０に対応する位置に並んで配置された連結ピン１５０を有している。
図５及び図６に示すように、連結ピン１５０は、アウターアーム１００のピン孔１０５Ａに挿通されている。連結ピン１５０は、円柱状に形成されていてピン孔１０５Ａに挿通されている係止部１５１と、係止部１５１よりも拡径されたフランジ部１５２と、該フランジ部１５２を挟んで係止部１５１と反対側に配置された付勢部１５３とからなる。付勢部１５３は、先端部が半球状に形成されている。連結ピン１５０のフランジ部１５２と、支持壁１０５との間には、押圧ばね１６０が配置されている。押圧ばね１６０は、連結ピン１５０を支持壁１０５のピン孔１０５Ａから突出する方向（図５の右方）に付勢している。なお、インナーアーム９０のローラ軸９５における両端部の各々には、トーションばね９８（図１１参照）が組付けられる。トーションばね９８は、図３に示すようにインナーアーム９０にアウターアーム１００が載置されて互いに組付けられた状態において、インナーアーム９０の揺動端部９２がアウターアーム１００の傾動端部１０３から離間するようにアウターアーム１００を付勢している。これにより、吸気側ロッカアーム７０が吸気カム４１によって押圧されていない状態において、揺動端部９２の係止面９２Ａと傾動端部１０３の連結部１０４の下面との間に、連結ピン１５０が挿通可能な隙間が形成される。
【００３４】
図２に示すように、吸気カム４１の一対の大カム４２はアウターアーム１００に当接し、小カム４３はインナーアーム９０に当接している。吸気カムシャフト４０の回転に伴って、大カム４２または小カム４３によって吸気側ロッカアーム７０が下方に押圧される。これにより、吸気側ロッカアーム７０は、ラッシュアジャスタ６０によって支持されている一端部を支点として、吸気バルブ２４によって支持されている他端部を下方に揺動させる。その結果、吸気バルブ２４が駆動されて、吸気ポート１１と気筒２０とが連通し、吸気ポート１１を流れる空気及び燃料が気筒２０に導入される。
【００３５】
図８には、大カム４２によって吸気バルブ２４を駆動したときのバルブリフト量を実線で示している。また、小カム４３によって吸気バルブ２４を駆動したときのバルブリフト量を一点鎖線で示している。図８に示すように、吸気カム４１では、大カム４２によって吸気バルブ２４を駆動したときの最大バルブリフト量ＶＬｍ１が、小カム４３によって吸気バルブ２４を駆動したときの最大バルブリフト量ＶＬｍ２よりも大きくなるように、大カム４２のカム山４２Ａの形状及び小カム４３のカム山４３Ａの形状が設計されている。また、小カム４３のカム山４３Ａの形状は、バルブリフト量が０となる直前に、バルブリフト量の減少量が少ない徐変期間Ｃｍ１が設けられるように設定されている。大カム４２によって駆動したときの吸気バルブ２４の開弁期間ＯＶ１は、小カム４３によって駆動したときの吸気バルブ２４の開弁期間ＯＶ２よりも短い。
【００３６】
図９に示すように、連結ピン１５０が支持壁１０５から突出していて、揺動端部９２の係止面９２Ａと傾動端部１０３の連結部１０４の下面との間に配置されていないときには、インナーアーム９０とアウターアーム１００との相対的な傾動が許容されたアンロック状態となる。このときの連結ピン１５０の位置を第２位置という。この状態では、図９に示すように、吸気カム４１の小カム４３がインナーアーム９０のローラ９７を押圧し、吸気カム４１の大カム４２がアウターアーム１００のアウター側壁１０２を押圧すると、大カム４２のカム山４２Ａと小カム４３のカム山４３Ａとの形状の差の分だけ、アウターアーム１００はインナーアーム９０に対して傾動する。この状態では、アウターアーム１００が大カム４２によって押圧された力は、インナーアーム９０へは伝達されず、吸気側ロッカアーム７０は、小カム４３による揺動を行う。その結果、吸気バルブ２４は、小カム４３のカム山４３Ａの形状に対応したバルブリフト量で駆動される。
【００３７】
一方で、図１０に示すように、連結ピン１５０が押圧ばね１６０の付勢力に抗して支持壁１０５に挿通されると、連結ピン１５０の係止部１５１が揺動端部９２の係止面９２Ａと傾動端部１０３の連結部１０４の下面との間に配置される。これにより、吸気側ロッカアーム７０は、インナーアーム９０とアウターアーム１００との相対的な傾動が制限されたロック状態となる。このときの連結ピン１５０の位置を第１位置という。連結ピン１５０の位置が第１位置であるときには、吸気カムシャフト４０の回転に伴って大カム４２がアウターアーム１００に当接すると、大カム４２からの力はインナーアーム９０へと伝達されるため、アウターアーム１００とともにインナーアーム９０も揺動する。これにより、吸気側ロッカアーム７０は、大カム４２による揺動を行う。その結果、吸気バルブ２４は、大カム４２のカム山４２Ａの形状に対応したバルブリフト量で駆動される。なお、吸気側ロッカアーム７０が揺動している間は、インナーアーム９０とアウターアーム１００とによる挟持力が押圧ばね１６０の付勢力よりも大きくなることから、連結ピン１５０がインナーアーム９０とアウターアーム１００との間に挟まれて第１位置に保持される。その後、吸気側ロッカアーム７０の揺動が終了すると、吸気カム４１からの押圧力が減少することから、トーションばね９８の付勢力によって揺動端部９２の係止面９２Ａと傾動端部１０３の連結部１０４の下面とが離間し、連結ピン１５０に作用する挟持力が押圧ばね１６０の付勢力よりも小さくなる。これにより、連結ピン１５０はインナーアーム９０とアウターアーム１００との間から外れて第２位置に戻る。
【００３８】
本実施形態では、次のようにして吸気側ロッカアーム７０における連結ピン１５０の位置を第２位置から第１位置に切り替える。
図１１に模式的に示すように、操作シャフト１２０では、第１シャフト１２１に第１揺動プレート１３１が連結され、第２シャフト１２２に第２揺動プレート１３２が連結されている。図１１に示す軸方向視において、第１揺動プレート１３１は、第２揺動プレート１３２と操作シャフト１２０の周方向における位相が異なった位置に配置されている。モータ１４０によって操作シャフト１２０が図１１に矢印で示す時計回り方向に回転されると、第１ねじりばね１２３のばね定数Ｋ１は、第２ねじりばね１２４のばね定数Ｋ２よりも大きいことから、モータ１４０のトルクによってまず第２ねじりばね１２４が圧縮される。これにより、操作シャフト１２０では、第１シャフト１２１及び第２シャフト１２２の双方が所定の相対位相を保ちつつ回転する。第２揺動プレート１３２は、操作シャフト１２０の回転方向において、第１揺動プレート１３１よりも前側に配置されている。そのため、操作シャフト１２０が回転すると、第２揺動プレート１３２が該第２揺動プレート１３２に対応する位置に配置されている吸気側ロッカアーム７０Ｂの連結ピン１５０に当接する。
【００３９】
図１２に示すように、この状態からさらに操作シャフト１２０が回転すると、第２揺動プレート１３２が押圧ばね１６０の付勢力に抗して連結ピン１５０を支持壁１０５に挿通する。そして、第２揺動プレート１３２は、その先端部がカムハウジング３０に設けられているストッパ壁部３０Ａに当接し、それ以上の移動が制限される。これにより、２つの吸気側ロッカアーム７０Ｂの状態がアンロック状態からロック状態に切り替えられる。
【００４０】
切り替え機構１１０では、この状態からモータ１４０によってさらにトルクを作用させることにより第１シャフト１２１を回転させる。この状態では、第２シャフト１２２は回転せず、第１シャフト１２１は、第１ねじりばね１２３及び第２ねじりばね１２４の双方を圧縮しながら回転する。こうして、第１シャフト１２１が回転することにより、第１揺動プレート１３１が該第１揺動プレート１３１に対応する位置に配置されている吸気側ロッカアーム７０Ａの連結ピン１５０に当接する。
【００４１】
図１３に示すように、この状態からさらに第１シャフト１２１が回転すると、第１揺動プレート１３１が押圧ばね１６０の付勢力に抗して連結ピン１５０を支持壁１０５に挿通する。その結果、第１揺動プレート１３１に対応した位置に配置されている吸気側ロッカアーム７０Ａにおける連結ピン１５０の位置が第２位置から第１位置に切り替えられ、全ての吸気側ロッカアーム７０の状態がロック状態となる。なお、切り替え機構１１０では、モータ１４０への印加電圧をデューティ制御することによって、操作シャフト１２０の回転を制御している。
【００４２】
図１４に示すように、モータ１４０の発生トルクに応じてモータ１４０の回転角度が決定する。すなわち、モータ１４０の発生トルクが第２ねじりばね１２４を弾性変形させるために最低限必要なトルクＴ２よりも小さいときには、モータ１４０は回転せず、操作シャフト１２０は第２ねじりばね１２４によって設定される所定の位相に保持される。これにより、揺動プレート１３０は、連結ピン１５０から離間した位置に配置される。モータ１４０の発生トルクが第２ねじりばね１２４を弾性変形させるために必要なトルクＴ２よりも大きくなると、モータ１４０の発生トルクが大きくなるに伴いモータ１４０の回転角度が大きくなる。すなわち、第１シャフト１２１及び第２シャフト１２２の双方が回転する状態となる。そして、モータ１４０の回転角度が、第２揺動プレート１３２がストッパ壁部３０Ａに当接する回転角度θ１となると、第１ねじりばね１２３が圧縮され始めるトルクＴ３に達するまではモータ１４０の発生トルクが増大しても、モータ１４０の回転角度が変化しない不感帯領域となる。なお、第１ねじりばね１２３のばね定数Ｋ１及び第２ねじりばね１２４のばね定数Ｋ２は、電圧の制御デューティ比が５０％であるときの発生トルクが不感帯領域の中心位置となるように設計されている。モータ１４０の発生トルクが第２ねじりばね１２４が圧縮され始めるトルクＴ３よりも大きくなると、不感帯領域を超えてモータ１４０の回転角度が大きくなる。このときには、第１ねじりばね１２３及び第２ねじりばね１２４の双方が弾性変形する。これにより、第１シャフト１２１のみが回転して第２シャフト１２２は回転しない状態となる。
【００４３】
本実施形態では、第２揺動プレート１３２に対応する位置に配置されている吸気側ロッカアーム７０Ｂが吸気カム４１によって押圧されずに揺動していない状態であるときに、モータ１４０に印加される電圧の制御デューティ比を５０％に制御する。これにより、第２揺動プレート１３２に対応する位置に配置されている２つの吸気側ロッカアーム７０Ｂの状態をロック状態にする。そしてその後に、第１揺動プレート１３１に対応する位置に配置されている吸気側ロッカアーム７０Ａが吸気カム４１によって押圧されずに揺動していない状態であるときに、モータ１４０に印加される電圧の制御デューティ比を１００％に制御する。これにより、第１揺動プレート１３１に対応する位置に配置されている２つの吸気側ロッカアーム７０Ａの状態をロック状態にする。また、モータ１４０に印加される電圧の制御デューティ比を０％に制御することで、操作シャフト１２０を第１ねじりばね１２３及び第２ねじりばね１２４の付勢力によりモータ１４０によって駆動される前の初期状態まで回転させて、吸気側ロッカアーム７０の状態をアンロック状態とする。このように、本実施形態では、モータ１４０に印加される電圧の制御デューティ比を０％、５０％、及び１００％の３つのパターンで制御することで、吸気側ロッカアーム７０の状態を切り替える。
【００４４】
本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）本実施形態では、切り替え機構１１０のモータ１４０を駆動して、操作シャフト１２０に連結されている揺動プレート１３０を変位させることで、複数の連結ピン１５０を操作することができる。これにより、１つのアクチュエータで、複数の吸気側ロッカアーム７０の状態を切り替えることが可能になる。したがって、１つのアクチュエータで１つの吸気側ロッカアーム７０の状態を切り替える構成に比して、切り替え機構１１０のアクチュエータの数を削減できる。
【００４５】
（２）本実施形態では、第１シャフト１２１及び第２シャフト１２２が第１ねじりばね１２３によって相対回転可能に連結されている。第１シャフト１２１は、第２ねじりばね１２４によってカムハウジング３０に連結されている。第１シャフト１２１には第１揺動プレート１３１が連結され、第２シャフト１２２には第２揺動プレート１３２が連結されている。第２揺動プレート１３２は、モータ１４０によって操作シャフト１２０が回転されるときの回転方向において、第１揺動プレート１３１よりも前側に配置されている。そして、第１ねじりばね１２３のばね定数Ｋ１は、第２ねじりばね１２４のばね定数Ｋ２よりも大きい。そのため、操作シャフト１２０を回転させる過程において、まず第２揺動プレート１３２が連結ピン１５０に当接する。そしてその後に、第１シャフト１２１を回転させて第１ねじりばね１２３を弾性変形させることで、第１シャフト１２１のみがさらに回転して第１揺動プレート１３１が連結ピン１５０に当接する。このように、第１揺動プレート１３１が連結ピン１５０に当接するタイミングと第２揺動プレート１３２が連結ピン１５０に当接するタイミングを異ならしめることが可能になる。したがって、複数の吸気側ロッカアーム７０の状態を全て同じタイミングで切り替えるのではなく、異なったタイミングで切り替えることが可能になる。
【００４６】
（３）モータ１４０の印加電圧の制御デューティ比が５０％となるときの出力トルクが不感帯領域の中心位置となるように第１ねじりばね１２３のばね定数Ｋ１及び第２ねじりばね１２４のばね定数Ｋ２を設計している。そのため、制御デューティ比のばらつきによってモータ１４０の発生トルクが変動しても、不感帯領域にあるときには、その影響が回転角度に反映され難い。したがって、モータ１４０の発生トルクの制御精度を高く設定しなくても、第１シャフト１２１及び第２シャフト１２２を回転させる制御状態と、第１シャフト１２１を回転させて第２シャフト１２２を回転させない制御状態との切り分けが行い易くなり、操作シャフト１２０の制御精度を担保しやすくなる。そのため、モータ１４０の制御をフィードフォーワード制御などの簡易な手法で行うことも可能になる。
【００４７】
（第２実施形態）
動弁機構の第２実施形態について、図１５〜図１８を参照して説明する。本実施形態では、切り替え機構の構成が第１実施形態と異なっている。第１実施形態と同様の構成については、共通の符号を付して説明を省略する。なお、本実施形態では、第１気筒＃１、第３気筒＃３、第４気筒＃４、及び第２気筒＃２の順で点火が実行される内燃機関を例に説明する。
【００４８】
図１５に示すように、切り替え機構４００の操作シャフト４１０は、内燃機関２００の気筒数と同じ数である４本の分割シャフト４２０を有している。分割シャフト４２０はそれぞれ同軸上に配置されている。分割シャフト４２０は、最も内周側に配置されている中心シャフト４２５がモータ１４０の駆動軸１４０Ａと連結されている。中心シャフト４２５は、該中心シャフト４２５の外周側に重なって配置された複数の外側シャフト４３０に挿通されている。外側シャフト４３０は、３つの分割シャフト４２０によって構成されていて、内周側から第１外側シャフト４３１、第２外側シャフト４３２、及び第３外側シャフト４３３の順に配置されている。
【００４９】
第１外側シャフト４３１には、軸方向に貫通した第１挿通孔４３１Ａが形成されている。中心シャフト４２５は、モータ１４０の駆動軸１４０Ａが連結されている一端部（図１５の左端部）とは反対側の他端部（図１５の右端部）が第１外側シャフト４３１の第１挿通孔４３１Ａに挿通されている。中心シャフト４２５は第１外側シャフト４３１の第１挿通孔４３１Ａを貫通していて、中心シャフト４２５の他端部の端面と、第１外側シャフト４３１のモータ１４０側の一端部とは反対側の他端部の端面とが面一になっている。中心シャフト４２５の一端部には、モータ１４０側に配置された第１支持片４２５Ａと、第１外側シャフト４３１側に配置された第２支持片４２５Ｂとが形成されている。第１支持片４２５Ａ及び第２支持片４２５Ｂは、中心シャフト４２５において径方向外側に部分的に突出した形状に形成されている。
【００５０】
第２外側シャフト４３２には、軸方向に貫通した第２挿通孔４３２Ａが形成されている。第１外側シャフト４３１は、他端部が第２外側シャフト４３２の第２挿通孔４３２Ａに挿通されている。第１外側シャフト４３１は第２外側シャフト４３２の第２挿通孔４３２Ａを貫通していて、第１外側シャフト４３１の他端部の端面と、第２外側シャフト４３２のモータ１４０側の一端部とは反対側の他端部の端面とが面一になっている。第２外側シャフト４３２の一端部には、モータ１４０側に配置された第３支持片４３１Ｂと、第２外側シャフト４３２側に配置された第４支持片４３１Ｃとが形成されている。第３支持片４３１Ｂ及び第４支持片４３１Ｃは、第１外側シャフト４３１において径方向外側に部分的に突出した形状に形成されている。
【００５１】
第２外側シャフト４３２には、モータ１４０側に配置された第５支持片４３２Ｂと、第５支持片４３２Ｂよりもモータ１４０から離間する側に配置された第６支持片４３２Ｃとが形成されている。第５支持片４３２Ｂ及び第６支持片４３２Ｃは、第２外側シャフト４３２において径方向外側に部分的に突出した形状に形成されている。
【００５２】
第３外側シャフト４３３には、軸方向に貫通した第３挿通孔４３３Ａが形成されている。第２外側シャフト４３２は、第５支持片４３２Ｂ及び第６支持片４３２Ｃの間の部分が第３外側シャフト４３３の第３挿通孔４３３Ａに挿通されている。第２外側シャフト４３２は、第５支持片４３２Ｂが形成されている部分が第３外側シャフト４３３よりもモータ１４０側に配置され、第６支持片４３２Ｃが形成されている部分が第３外側シャフト４３３よりもモータ１４０から離間する側に配置されている。第３外側シャフト４３３には、モータ１４０側の一端部とは反対側の他端部に第７支持片４３３Ｂが形成されている。第７支持片４３３Ｂは、第３外側シャフト４３３において径方向外側に部分的に突出した形状に形成されている。
【００５３】
第１外側シャフト４３１の第１挿通孔４３１Ａ、第２外側シャフト４３２の第２挿通孔４３２Ａ、及び第３外側シャフト４３３の第３挿通孔４３３Ａには、中心シャフト４２５が挿通されている。
【００５４】
中心シャフト４２５が第１外側シャフト４３１に挿通された状態において、中心シャフト４２５及び第１外側シャフト４３１には弾性部材としての第１ねじりばね４４０が連結されている。すなわち、中心シャフト４２５と第１外側シャフト４３１の関係において、中心シャフト４２５が内周側に配置されている内周側シャフトとなり、第１外側シャフト４３１が内周側シャフトの外周側に配置されている外周側シャフトとなる。第１ねじりばね４４０は、中心シャフト４２５の第２支持片４２５Ｂに連結されている第１１固定端４４０Ａと、第１１固定端４４０Ａから中心シャフト４２５の周方向にコイル状に延びている第１コイル部４４０Ｂとを有する。また、第１ねじりばね４４０は、第１コイル部４４０Ｂから第１外側シャフト４３１の外周側に延びていて、第１外側シャフト４３１の第３支持片４３１Ｂに連結されている第１２固定端４４０Ｃを有する。第１ねじりばね４４０は、外力が作用していないときには、第１１固定端４４０Ａと第１２固定端４４０Ｃとが所定角度に配置されるように保持する。これにより、中心シャフト４２５と第１外側シャフト４３１とは、これらの相対位相が所定の位相に保持される。一方で、第１ねじりばね４４０を弾性変形させるために最低限必要なトルクＴ４よりも大きなトルクＴｒが作用すると、第１１固定端４４０Ａと第１２固定端４４０Ｃとの角度が上記所定角度から変化する。これにより、中心シャフト４２５と第１外側シャフト４３１との相対回転が許容される。
【００５５】
第１外側シャフト４３１が第２外側シャフト４３２に挿通された状態において、第１外側シャフト４３１及び第２外側シャフト４３２には弾性部材としての第２ねじりばね４４１が連結されている。すなわち、第１外側シャフト４３１と第２外側シャフト４３２の関係において、第１外側シャフト４３１が内周側に配置されている内周側シャフトとなり、第２外側シャフト４３２が内周側シャフトの外周側に配置されている外周側シャフトとなる。第２ねじりばね４４１は、第１外側シャフト４３１の第４支持片４３１Ｃに連結されている第２１固定端４４１Ａと、第２１固定端４４１Ａから第１外側シャフト４３１の周方向にコイル状に延びている第２コイル部４４１Ｂとを有する。また、第２ねじりばね４４１は、第２コイル部４４１Ｂから第２外側シャフト４３２の外周側に延びていて、第２外側シャフト４３２の第５支持片４３２Ｂに連結されている第２２固定端４４１Ｃを有する。第２ねじりばね４４１は、外力が作用していないときには、第２１固定端４４１Ａと第２２固定端４４１Ｃとが所定角度に配置されるように保持する。これにより、第１外側シャフト４３１と第２外側シャフト４３２とは、これらの相対位相が所定の位相に保持される。一方で、第２ねじりばね４４１を弾性変形させるために最低限必要なトルクＴ５よりも大きなトルクＴｒが作用すると、第２１固定端４４１Ａと第２２固定端４４１Ｃとの角度が上記所定角度から変化する。これにより、第１外側シャフト４３１と第２外側シャフト４３２との相対回転が許容される。
【００５６】
第２外側シャフト４３２が第３外側シャフト４３３に挿通された状態において、第２外側シャフト４３２及び第３外側シャフト４３３には弾性部材としての第３ねじりばね４４２が連結されている。すなわち、第２外側シャフト４３２と第３外側シャフト４３３の関係において、第２外側シャフト４３２が内周側に配置されている内周側シャフトとなり、第３外側シャフト４３３が内周側シャフトの外周側に配置されている外周側シャフトとなる。第３ねじりばね４４２は、第２外側シャフト４３２の第６支持片４３２Ｃに連結されている第３１固定端４４２Ａと、第３１固定端４４２Ａから第２外側シャフト４３２の周方向にコイル状に延びている第３コイル部４４２Ｂとを有する。また、第３ねじりばね４４２は、第３コイル部４４２Ｂから第３外側シャフト４３３の外周側に延びていて、第３外側シャフト４３３の第７支持片４３３Ｂに連結されている第３２固定端４４２Ｃを有する。第３ねじりばね４４２は、外力が作用していないときには、第３１固定端４４２Ａと第３２固定端４４２Ｃとが所定角度に配置されるように保持する。これにより、第２外側シャフト４３２と第３外側シャフト４３３とは、これらの相対位相が所定の位相に保持される。一方で、第３ねじりばね４４２を弾性変形させるために最低限必要なトルクＴ６よりも大きなトルクＴｒが作用すると、第３１固定端４４２Ａと第３２固定端４４２Ｃとの角度が上記所定角度から変化する。これにより、第２外側シャフト４３２と第３外側シャフト４３３との相対回転が許容される。
【００５７】
また、中心シャフト４２５には、第４ねじりばね４４３が連結されている。第４ねじりばね４４３は、中心シャフト４２５の第１支持片４２５Ａに連結されている第４１固定端４４３Ａと、第４１固定端４４３Ａから中心シャフト４２５の周方向にコイル状に延びている第４コイル部４４３Ｂとを有する。また、第４ねじりばね４４３は、第４コイル部４４３Ｂから中心シャフト４２５の外周側に延びていて、カムハウジング３０に連結されている第４２固定端４４３Ｃを有する。第４ねじりばね４４３は、外力が作用していないときには、第４１固定端４４３Ａと第４２固定端４４３Ｃとが所定角度に配置されるように保持する。これにより、中心シャフト４２５のカムハウジング３０に対する位相が所定の位相に保持される。一方で、第４ねじりばね４４３を弾性変形させるために最低限必要なトルクＴ７よりも大きなトルクＴｒが作用すると、中心シャフト４２５が回転し、第４１固定端４４３Ａと第４２固定端４４３Ｃとの角度が上記所定角度から変化する。第１ねじりばね４４０のばね定数Ｋ４は、第２ねじりばね４４１のばね定数Ｋ５よりも大きい。第２ねじりばね４４１のばね定数Ｋ５は、第３ねじりばね４４２のばね定数Ｋ６よりも大きい。第３ねじりばね４４２のばね定数Ｋ６は、第４ねじりばね４４３のばね定数Ｋ７よりも大きい（Ｋ４＞Ｋ５＞Ｋ６＞Ｋ７）。すなわち、第１ねじりばね４４０を弾性変形させるために最低限必要なトルクＴ４は、第２ねじりばね４４１を弾性変形させるために最低限必要なトルクＴ５よりも大きい。また、第２ねじりばね４４１を弾性変形させるために最低限必要なトルクＴ５は、第３ねじりばね４４２を弾性変形させるために最低限必要なトルクＴ６よりも大きい。また、第３ねじりばね４４２を弾性変形させるために最低限必要なトルクＴ６は、第４ねじりばね４４３を弾性変形させるために最低限必要なトルクＴ７よりも大きい。
【００５８】
揺動プレート４５０は、第２外側シャフト４３２の他端部に連結されていて、気筒配列方向において第２外側シャフト４３２の外周面と対向する位置に配置されている第１気筒＃１の吸気側ロッカアーム７０Ａに対応して設けられた第１揺動プレート４５１を有している。揺動プレート４５０は、第３外側シャフト４３３に連結されていて、気筒配列方向において第３外側シャフト４３３の外周面と対向する位置に配置されている第２気筒＃２の吸気側ロッカアーム７０Ｂに対応して設けられた第２揺動プレート４５２を有している。また、揺動プレート４５０は、第１外側シャフト４３１の一端部に連結されていて、気筒配列方向において第１外側シャフト４３１の外周面と対向する位置に配置されている第３気筒＃３の吸気側ロッカアーム７０Ｃに対応して設けられた第３揺動プレート４５３を有している。揺動プレート４５０は、中心シャフト４２５に連結されていて、気筒配列方向において中心シャフト４２５の外周面と対向する位置に配置されている第４気筒＃４の吸気側ロッカアーム７０Ｄに対応して設けられた第４揺動プレート４５４を有している。このように、揺動プレート４５０は、複数の分割シャフト４２０の各々に連結されている。
【００５９】
また、切り替え機構４００は、揺動プレート４５０に対応する位置に並んで配置された連結ピン１５０を有している。
図１６に模式的に示すように、操作シャフト４１０では、その軸方向視において、第１揺動プレート４５１、第２揺動プレート４５２、第３揺動プレート４５３、及び第４揺動プレート４５４の各々は操作シャフト４１０の周方向における位相が異なった位置に配置されている。操作シャフト４１０は、モータ１４０によって図１６に矢印で示す時計回り方向に回転させられる。揺動プレート４５０は、操作シャフト４１０の回転方向において、前側から第２揺動プレート４５２、第１揺動プレート４５１、第３揺動プレート４５３、及び第４揺動プレート４５４の順で等間隔に配置されている。操作シャフト４１０が回転するときには、モータ１４０のトルクによってまずばね定数の最も小さい第４ねじりばね４４３が圧縮される。これにより、操作シャフト４１０では、中心シャフト４２５及び外側シャフト４３０の双方が所定の相対位相を保ちつつ回転する。そして、第２揺動プレート４５２が該第２揺動プレート４５２に対応する位置に配置されている吸気側ロッカアーム７０Ｂの連結ピン１５０に当接する。そして、第２揺動プレート４５２が吸気側ロッカアーム７０Ｂの連結ピン１５０を押圧することにより、連結ピン１５０の位置が第２位置から第１位置に切り替えられる。これにより、吸気側ロッカアーム７０Ｂの状態がアンロック状態からロック状態に切り替えられる。なお、この状態では、第２揺動プレート４５２の先端部は、図示しないストッパ壁部に当接し、それ以上の移動が制限される。
【００６０】
切り替え機構４００では、この状態からモータ１４０によって中心シャフト４２５にさらにトルクを作用させる。これにより、第４ねじりばね４４３の次にばね定数の小さい第３ねじりばね４４２が圧縮される。この状態では、第３外側シャフト４３３は回転せず、中心シャフト４２５、第１外側シャフト４３１、及び第２外側シャフト４３２が、第３ねじりばね４４２及び第４ねじりばね４４３の双方を圧縮しながら回転する。これにより、第１揺動プレート４５１が該第１揺動プレート４５１に対応する位置に配置されている吸気側ロッカアーム７０Ａの連結ピン１５０に当接する。そして、第１揺動プレート４５１が吸気側ロッカアーム７０Ａの連結ピン１５０を押圧することにより、連結ピン１５０の位置が第２位置から第１位置に切り替えられる。これにより、吸気側ロッカアーム７０Ａの状態がアンロック状態からロック状態に切り替えられる。なお、この状態では、第１揺動プレート４５１の先端部は、図示しないストッパ壁部に当接し、それ以上の移動が制限される。
【００６１】
切り替え機構４００では、この状態からモータ１４０によって中心シャフト４２５にさらにトルクを作用させる。これにより、第３ねじりばね４４２の次にばね定数の小さい第２ねじりばね４４１が圧縮される。この状態では、第２外側シャフト４３２、及び第３外側シャフト４３３は回転せず、中心シャフト４２５及び第１外側シャフト４３１が、第２ねじりばね４４１及び第４ねじりばね４４３の双方を圧縮しながら回転する。これにより、第３揺動プレート４５３が該第３揺動プレート４５３に対応する位置に配置されている吸気側ロッカアーム７０Ｃの連結ピン１５０に当接する。そして、第３揺動プレート４５３が吸気側ロッカアーム７０Ｃの連結ピン１５０を押圧することにより、連結ピン１５０の位置が第２位置から第１位置に切り替えられる。これにより、吸気側ロッカアーム７０Ｃの状態がアンロック状態からロック状態に切り替えられる。なお、この状態では、第３揺動プレート４５３の先端部は、図示しないストッパ壁部に当接し、それ以上の移動が制限される。
【００６２】
切り替え機構４００では、この状態からモータ１４０によって中心シャフト４２５にさらにトルクを作用させる。これにより、第２ねじりばね４４１の次にばね定数の小さい第１ねじりばね４４０が圧縮される。この状態では、第１外側シャフト４３１、第２外側シャフト４３２、及び第３外側シャフト４３３は回転せず、中心シャフト４２５だけが第１ねじりばね４４０及び第４ねじりばね４４３の双方を圧縮しながら回転する。これにより、第４揺動プレート４５４が該第４揺動プレート４５４に対応する位置に配置されている吸気側ロッカアーム７０Ｄの連結ピン１５０に当接する。そして、第４揺動プレート４５４が吸気側ロッカアーム７０Ｄの連結ピン１５０を押圧することにより、連結ピン１５０の位置が第２位置から第１位置に切り替えられる。これにより、吸気側ロッカアーム７０Ｄの状態がアンロック状態からロック状態に切り替えられる。
【００６３】
図１７に示すように、モータ１４０の発生トルクに応じてモータ１４０の回転角度が決定する。すなわち、モータ１４０の発生トルクが第４ねじりばね４４３を弾性変形させるために最低限必要なトルクＴ７よりも小さいときには、モータ１４０は回転せず、操作シャフト４１０は第４ねじりばね４４３によって設定される所定の位相に保持される。これにより、揺動プレート４５０は、連結ピン１５０から離間した位置に配置される。モータ１４０の発生トルクが第４ねじりばね４４３を弾性変形させるために必要なトルクＴ７よりも大きくなると、モータ１４０の発生トルクが大きくなるに伴いモータ１４０の回転角度が大きくなる。すなわち、操作シャフト４１０が回転する状態となる。そして、モータ１４０の回転角度が、第２揺動プレート４５２がストッパ壁部に当接する回転角度θ２となると、第３ねじりばね４４２が圧縮され始めるトルクＴ８に達するまではモータ１４０の発生トルクが増大しても、モータ１４０の回転角度が変化しない第１不感帯領域となる。なお、第３ねじりばね４４２のばね定数Ｋ６及び第４ねじりばね４４３のばね定数Ｋ７は、モータ１４０に印加される電圧の制御デューティ比が２５％であるときの発生トルクが第１不感帯領域の中心位置となるように設計されている。モータ１４０の発生トルクが第３ねじりばね４４２が圧縮され始めるトルクＴ８よりも大きくなると、第１不感帯領域を超えてモータ１４０の回転角度が大きくなる。このときには、第３ねじりばね４４２及び第４ねじりばね４４３の双方が弾性変形する。これにより、中心シャフト４２５、第１外側シャフト４３１、及び第２外側シャフト４３２が回転して、第３外側シャフト４３３は回転しない状態となる。
【００６４】
その後、モータ１４０の回転角度が、第１揺動プレート４５１がストッパ壁部に当接する回転角度θ３となると、第２ねじりばね４４１が圧縮され始めるトルクＴ９に達するまではモータ１４０の発生トルクが増大しても、モータ１４０の回転角度が変化しない第２不感帯領域となる。なお、第２ねじりばね４４１のばね定数Ｋ５及び第４ねじりばね４４３のばね定数Ｋ７は、モータ１４０に印加される電圧の制御デューティ比が５０％であるときの発生トルクが第２不感帯領域の中心位置となるように設計されている。モータ１４０の発生トルクが第２ねじりばね４４１が圧縮され始めるトルクＴ９よりも大きくなると、第２不感帯領域を超えてモータ１４０の回転角度が大きくなる。このときには、第２ねじりばね４４１及び第４ねじりばね４４３の双方が弾性変形する。これにより、中心シャフト４２５及び第１外側シャフト４３１が回転して、第２外側シャフト４３２及び第３外側シャフト４３３は回転しない状態となる。
【００６５】
その後、モータ１４０の回転角度が、第３揺動プレート４５３がストッパ壁部に当接する回転角度θ４となると、第１ねじりばね４４０が圧縮され始めるトルクＴ１０に達するまではモータ１４０の発生トルクが増大しても、モータ１４０の回転角度が変化しない第３不感帯領域となる。なお、第１ねじりばね４４０のばね定数Ｋ４及び第４ねじりばね４４３のばね定数Ｋ７は、モータ１４０に印加される電圧の制御デューティ比が７５％であるときの発生トルクが第３不感帯領域の中心位置となるように設計されている。モータ１４０の発生トルクが第１ねじりばね４４０が圧縮され始めるトルクＴ１０よりも大きくなると、第３不感帯領域を超えてモータ１４０の回転角度が大きくなる。このときには、第１ねじりばね４４０及び第４ねじりばね４４３の双方が弾性変形する。これにより、中心シャフト４２５のみが回転して、第１外側シャフト４３１、第２外側シャフト４３２及び第３外側シャフト４３３は回転しない状態となる。
【００６６】
本実施形態では、第２揺動プレート４５２に対応する位置に配置されている吸気側ロッカアーム７０Ｂが吸気カム４１によって押圧されずに揺動していない状態であるときに、モータ１４０に印加される電圧のデューティ比を２５％に制御する。これにより、第２気筒＃２の吸気側ロッカアーム７０Ｂの状態をロック状態にする。そしてその後に、第１揺動プレート４５１に対応する位置に配置されている吸気側ロッカアーム７０Ａが吸気カム４１によって押圧されずに揺動していない状態であるときに、モータ１４０に印加される電圧のデューティ比を５０％に制御する。これにより、第１気筒＃１の吸気側ロッカアーム７０Ａの状態をロック状態にする。そしてその後に、第３揺動プレート４５３に対応する位置に配置されている吸気側ロッカアーム７０Ｃが吸気カム４１によって押圧されずに揺動していない状態であるときに、モータ１４０に印加される電圧のデューティ比を７５％に制御する。これにより、第３気筒＃３の吸気側ロッカアーム７０Ｃの状態をロック状態にする。そしてその後に、第４揺動プレート４５４に対応する位置に配置されている吸気側ロッカアーム７０Ｄが吸気カム４１によって押圧されずに揺動していない状態であるときに、モータ１４０に印加される電圧のデューティ比を１００％に制御する。これにより、第４気筒＃４の吸気側ロッカアーム７０Ｄの状態をロック状態にする。また、モータ１４０に印加される電圧のデューティ比を０％に制御することで、操作シャフト４１０を第１ねじりばね４４０、第２ねじりばね４４１、第３ねじりばね４４２、及び第４ねじりばね４４３の付勢力によりモータ１４０によって駆動される前の初期状態まで回転させて、吸気側ロッカアーム７０の状態をアンロック状態とする。このように、本実施形態の切り替え機構４００では、モータ１４０に印加される電圧のデューティ比を０％、２５％、５０％、７５％、及び１００％の５つのパターンで制御することで、モータ１４０から中心シャフト４２５に作用させるトルクを調節して吸気側ロッカアーム７０の状態を気筒２０毎に切り替える。
【００６７】
本実施形態では、上記（１）及び（３）と同様の作用及び効果に加えて、以下の作用及び効果が得られる。
（４）本実施形態では、操作シャフト４１０が内燃機関２００の気筒２０の数と同じ数の複数の分割シャフト４２０を有し、分割シャフト４２０同士を弾性部材によって相対回転可能に連結している。分割シャフト４２０には各々揺動プレート４５０が連結されている。モータ１４０による操作シャフト４１０の回転方向において、前側から第２揺動プレート４５２、第１揺動プレート４５１、第３揺動プレート４５３、及び第４揺動プレート４５４の順で等間隔に配置されてことから、操作シャフト４１０を回転させる過程において、上記順番で揺動プレート４５０が連結ピン１５０に当接する。このように、分割シャフト４２０毎に揺動プレート４５０が連結ピンに当接するタイミングを異ならしめることが可能になるため、複数の吸気側ロッカアーム７０の状態を全て同じタイミングで切り替えるのではなく、気筒２０毎に異なったタイミングで吸気側ロッカアーム７０の状態を切り替えることも可能になる。
【００６８】
（５）図１８（ａ）及び（ｂ）に示すように、内燃機関２００では、第１気筒＃１、第３気筒＃３、第４気筒＃４、及び第２気筒＃２の順で点火が実行される。すなわち、第１気筒＃１、第３気筒＃３、第４気筒＃４、及び第２気筒＃２の順で吸気側ロッカアーム７０が駆動される。本実施形態では、気筒２０毎に異なったタイミングで吸気側ロッカアーム７０の状態を切り替える。こうした構成との違いを明らかにするために、まず第１実施形態において、第１気筒＃１及び第３気筒＃３に設けられている２つの吸気側ロッカアーム７０の状態を同じタイミングで切り替え、第４気筒＃４及び第２気筒＃２に設けられている２つの吸気側ロッカアーム７０の状態を同じタイミングで切り替える場合について説明する。
【００６９】
第１実施形態において、第１気筒＃１及び第３気筒＃３に設けられている２つの吸気側ロッカアーム７０の状態を同時に切り替える場合、これら吸気側ロッカアーム７０の状態を同時に切り替えることができるのは、第１気筒＃１及び第３気筒＃３に設けられている２つの吸気側ロッカアーム７０の双方が揺動していない期間となる。すなわち、第１気筒＃１における吸気側ロッカアーム７０Ａの揺動が終了したタイミングｔ１から第３気筒＃３における吸気側ロッカアーム７０Ｃの揺動が開始されるタイミングｔ２までの期間Ｐ１と、第３気筒＃３における吸気側ロッカアーム７０Ｃの揺動が終了したタイミングｔ３から第１気筒＃１における吸気側ロッカアーム７０Ａの揺動が開始されるタイミングｔ４までの期間Ｐ２とにおいて切り替えが可能になる。この構成では、第１気筒＃１における吸気側ロッカアーム７０Ａの揺動が終了してから次に揺動が開始されるまでの吸気側ロッカアーム７０Ａが揺動していない期間Ｐ３であっても、第３気筒＃３における吸気側ロッカアーム７０Ｃが揺動している期間はこれら吸気側ロッカアーム７０Ａ，７０Ｃの状態を切り替えることはできない。なお、第２気筒＃２及び第４気筒＃４に設けられている２つの吸気側ロッカアーム７０Ｂ，７０Ｄの状態を同時に切り替える場合も同様である。
【００７０】
本実施形態では、気筒２０毎に吸気側ロッカアーム７０の状態を切り替える。そのため、例えば、第１気筒＃１における吸気側ロッカアーム７０Ａの状態を切り替えるときには、他の気筒における吸気側ロッカアーム７０の状態に拘わらず、期間Ｐ３内において切り替えを可能にすることができる。そのため、各気筒２０における吸気側ロッカアーム７０の切り替え可能時間を長く確保することも可能になる。
【００７１】
上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記各実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、揺動プレート１３０，４５０によって連結ピン１５０を押してインナーアーム９０とアウターアーム１００との間に配置することにより、吸気側ロッカアーム７０の状態を切り替えるようにした。吸気側ロッカアーム７０の状態を切り替える態様はこうしたものに限らない。例えば、図１９に示す構成を採用することができる。
【００７２】
図１９に示すように、吸気側ロッカアーム４７０は、アウターアーム４８０と、アウターアーム４８０に対して傾動可能に設けられているインナーアーム４９０とを有する。アウターアーム４８０は、ラッシュアジャスタ６０のプランジャ６２が挿通されるアジャスタ穴部４８１Ａが形成された支持端部４８１を有している。また、アウターアーム４８０は、吸気バルブ２４の上端部が挿通されるバルブ穴４８２Ａが形成されている揺動端部４８２を有している。揺動端部４８２には、支持壁４８３が設けられている。支持壁４８３にはピン孔４８３Ａが形成されている。支持端部４８１及び揺動端部４８２は、アウター側壁４８４によって繋がっている。アウター側壁４８４の上端部には、支持孔４８４Ａが形成されている。アウターアーム４８０は、支持端部４８１がラッシュアジャスタ６０によって支持され、揺動端部４８２が吸気バルブ２４によって支持される。
【００７３】
インナーアーム４９０は、インナー側壁４９１を有している。インナー側壁４９１には、連結孔４９１Ａが形成されている。連結孔４９１Ａは、アウター側壁４８４の支持孔４８４Ａと同軸上に配置されている。支持孔４８４Ａ及び連結孔４９１Ａには、傾動軸４９２が挿通されている。傾動軸４９２は、支持孔４８４Ａに対して回転可能に支持されているとともに、連結孔４９１Ａに連結されている。そのため、傾動軸４９２とインナー側壁４９１とは一体にアウターアーム４８０に対して相対回動可能になっている。インナーアーム４９０にはローラ軸４９３が挿通されている。ローラ軸４９３には、ボールベアリング４９４を介してローラ４９５が回転可能に支持されている。ローラ４９５の外周面には、吸気カムシャフト４０の吸気カム４１が当接する。インナーアーム４９０には、インナー側壁４９１から突出した伝達壁部４９６が設けられている。伝達壁部４９６は、アウターアーム４８０の揺動端部４８２と対向する位置に配置されている。
【００７４】
連結ピン５００は、アウターアーム４８０のピン孔４８３Ａに挿通されている。連結ピン５００は、円柱状に形成されている円柱部５０１と、該円柱部５０１の一端に連結されているブロック部５０２とからなる。円柱部５０１には、その軸方向における中央部分に拡径された形状のフランジ部５０１Ａが形成されている。フランジ部５０１Ａは、支持壁４８３の側面に当接している。円柱部５０１においてフランジ部５０１Ａよりも支持壁４８３から離間する側（図１９の右側）には、上半周部分が切り欠かれた凹形状の挿通部５０１Ｂが形成されている。連結ピン５００のブロック部５０２とアウターアーム４８０の支持壁４８３との間には、押圧ばね５０３が配置されている。押圧ばね５０３は、ブロック部５０２をインナーアーム４９０側（図１９の左側）に付勢するように作用する。そのため、連結ピン５００は、他の外力が作用していないときには、フランジ部５０１Ａが支持壁４８３に当接した位置に配置される。この状態では、ブロック部５０２が、アウターアーム４８０の揺動端部４８２と、インナーアーム４９０の伝達壁部４９６との間に配置される。これにより、吸気側ロッカアーム４７０は、インナーアーム４９０とアウターアーム４８０との相対的な傾動が制限されたロック状態となる。このときの連結ピン５００の位置を第１位置という。インナーアーム４９０がロック状態となっている場合、吸気カム４１によってローラ４９５が押圧されたときに、吸気カム４１から作用する力がインナーアーム４９０を介してアウターアーム４８０へと伝わる。これにより、図１９に矢印で示すように、アウターアーム４８０がラッシュアジャスタ６０によって支持されている支持点Ｏ１を中心として揺動し、図１９に二点鎖線で示すように、アウターアーム４８０の揺動端部４８２が下方に移動する。これにより、吸気バルブ２４が押し下げられる。
【００７５】
また、後述する切り替え機構５１０によってフランジ部５０１Ａが支持壁４８３から離間する側へと連結ピン５００を移動させることで、ブロック部５０２は、アウターアーム４８０の揺動端部４８２と、インナーアーム４９０の伝達壁部４９６との間から引き抜かれる。これにより、インナーアーム４９０は、傾動軸４９２を中心としてアウターアーム４８０に対して傾動可能になり、吸気側ロッカアーム４７０はインナーアーム４９０とアウターアーム４８０との相対的な傾動が許容されたアンロック状態となる。このときの連結ピン５００の位置を第２位置という。
【００７６】
図２０に実線の矢印で示すように、この状態では、吸気カム４１によってローラ４９５が押圧されたときに、インナーアーム４９０は傾動軸４９２を支持点Ｏ２としてアウターアーム４８０に対して傾動する。そのため、吸気カム４１からローラ４９５に作用する力は、図２０に二点鎖線で示すようにインナーアーム４９０を傾動させる力として作用することとなり、アウターアーム４８０へ伝わりにくくなる。この構成では、吸気側ロッカアーム４７０がアンロック状態となっている場合、アウターアーム４８０においてラッシュアジャスタ６０によって支持されている支持点Ｏ１を中心とした揺動が行われない。
【００７７】
この構成では、次のようにして吸気側ロッカアーム４７０の状態を切り替える。
図２１に模式的に示すように、切り替え機構５１０は、操作シャフト５２０を有している。操作シャフト５２０は、第１シャフト５２１及び第２シャフト５２２を有している。第１シャフト５２１の構成は、第１実施形態の第１シャフト１２１の構成と同様であり、第２シャフト５２２の構成は、第１実施形態の第２シャフト１２２の構成と同様である。第１シャフト５２１には、第１揺動プレート５３１が連結され、第２シャフト５２２に第２揺動プレート５３２が連結されている。図２１に示す軸方向視において、第１揺動プレート５３１は、第２揺動プレート５３２と操作シャフト５２０の周方向における位相が異なった位置に配置されている。モータ１４０によって操作シャフト５２０が図２１に実線の矢印で示す反時計回り方向に回転される。第２揺動プレート５３２は、操作シャフト５２０の回転方向において、第１揺動プレート５３１よりも前側に配置されている。操作シャフト５２０が回転すると、モータ１４０のトルクによってまず第２ねじりばね１２４が圧縮される。これにより、操作シャフト５２０では、第１シャフト５２１及び第２シャフト５２２の双方が所定の相対位相を保ちつつ回転する。そのため、操作シャフト５２０が回転すると、第２揺動プレート５３２が該第２揺動プレート５３２に対応する位置に配置されている吸気側ロッカアーム４７０の連結ピン５００の挿通部５０１Ｂに当接する。
【００７８】
そして、第２揺動プレート５３２が吸気側ロッカアーム４７０の連結ピン５００を押圧ばね５０３の付勢力に抗して移動させることにより、図２１に一点鎖線の矢印の方向に連結ピン５００を引く。これにより、連結ピン５００の位置を第１位置から第２位置に切り替える。
【００７９】
切り替え機構５１０では、この状態からモータ１４０によってさらにトルクを作用させることにより第１シャフト５２１を回転させる。この状態では、第２シャフト５２２は回転せず、第１シャフト５２１は、第１ねじりばね１２３及び第２ねじりばね１２４の双方を圧縮しながら回転する。こうして、第１シャフト５２１が回転することにより、第１揺動プレート５３１が該第１揺動プレート５３１に対応する位置に配置されている吸気側ロッカアーム４７０の連結ピン５００に当接し、該連結ピン５００を押圧ばね５０３の付勢力に抗して移動させる。
【００８０】
このように、揺動プレート５３０によって連結ピン５００をインナーアーム４９０とアウターアーム４８０との間から引き抜くことで状態が切り替えられる吸気側ロッカアーム４７０を採用した場合であっても、上記各実施形態の動弁機構と同様の構成を適用することが可能である。
【００８１】
・吸気側ロッカアーム７０，４７０では、吸気バルブ２４側の他端部に連結ピン１５０，５００を配置したがラッシュアジャスタ６０側の一端部に連結ピンを配置することも可能である。この構成では、例えば、図２２及び図２３に示す構成を採用することができる。
【００８２】
図２２に示すように、吸気側ロッカアーム５７０は、アウターアーム５８０と、アウターアーム５８０に対して傾動可能に設けられているインナーアーム５９０とを有する。アウターアーム５８０は、ラッシュアジャスタ６０のプランジャ６２が挿通されるアジャスタ穴部５８１Ａが形成された支持端部５８１を有している。支持端部５８１には、連結ピン６００が挿通されるピン孔５８１Ｂが形成されている。アウターアーム５８０は、吸気バルブ２４の上端部が挿通されるバルブ穴５８２Ａが形成されている揺動端部５８２を有している。支持端部５８１及び揺動端部５８２は、アウター側壁５８４によって繋がっている。アウター側壁５８４には、支持孔５８４Ａが形成されている。アウターアーム５８０は、支持端部５８１がラッシュアジャスタ６０によって支持され、揺動端部５８２が吸気バルブ２４によって支持されている。
【００８３】
インナーアーム５９０は、インナー側壁５９１を有している。インナー側壁５９１には、連結孔５９１Ａが形成されている。連結孔５９１Ａは、アウター側壁５８４の支持孔５８４Ａと同軸上に配置されている。支持孔５８４Ａ及び連結孔５９１Ａには、傾動軸５９２が挿通されている。傾動軸５９２は、支持孔５８４Ａに対して回転可能に支持されているとともに、連結孔５９１Ａに連結されている。そのため、傾動軸５９２とインナー側壁５９１とは一体にアウターアーム５８０に対して相対回動可能になっている。インナーアーム５９０にはローラ軸５９３が挿通されている。ローラ軸５９３には、ボールベアリング５９４を介してローラ５９５が回転可能に支持されている。ローラ５９５の外周面には、吸気カムシャフト４０の吸気カム４１が当接する。インナーアーム５９０には、インナー側壁５９１から突出した係合壁部５９６が設けられている。係合壁部５９６には、アウターアーム５８０のピン孔５８１Ｂの開口に対向した係合部５９６Ａが形成されている。
【００８４】
連結ピン６００は、アウターアーム５８０のピン孔５８１Ｂに挿通されている。連結ピン６００は、円柱状に形成されている円柱部６０１と、該円柱部６０１の一端に連結されている付勢部６０２とからなる。連結ピン６００の付勢部６０２とアウターアーム５８０との間には、押圧ばね６０３が配置されている。押圧ばね６０３は、付勢部６０２をインナーアーム５９０から離間する側（図２２の左側）に付勢するように作用する。そのため、連結ピン６００は、他の外力が作用していないときには、インナーアーム５９０の係合部５９６Ａから離間した位置に配置される。この状態では、インナーアーム５９０とアウターアーム５８０との相対的な傾動が許容されたアンロック状態となる。このときの連結ピン６００の位置を第２位置という。
【００８５】
図２２に示すように、この構成では、切り替え機構１１０の揺動プレート１３０を連結ピン６００に当接させることで、該連結ピン６００を押圧ばね６０３の付勢力に抗して移動させてインナーアーム５９０の係合部５９６Ａに係合させる。これにより、吸気側ロッカアーム５７０は、インナーアーム５９０とアウターアーム５８０との相対的な傾動が制限されたロック状態となる。このときの連結ピン６００の位置を第１位置という。このように、ラッシュアジャスタ６０側の一端部に連結ピン６００を配置した構成であっても、揺動プレート１３０によって連結ピン６００を押すことで、連結ピン６００の位置を第２位置から第１位置に切り替えてインナーアーム５９０とアウターアーム５８０とを係合した状態とすることができる。そのため、ラッシュアジャスタ６０側の一端部に連結ピン６００を配置した構成において、吸気側ロッカアーム５７０の状態をアンロック状態とロック状態とで切り替える構成を実現できる。
【００８６】
また、図２３に示す構成を採用することも可能である。図２３では、押圧ばねの付勢方向が図２２の構成と異なっている。図２１及び図２２に示す構成と同様の構成については、共通の符号を付して説明を省略する。
【００８７】
図２３に示すように、アウターアーム５８０の支持端部５８１には、支持壁６１０が設けられている。支持壁６１０にはピン孔６１０Ａが形成されている。ピン孔６１０Ａには、連結ピン６２０が挿通されている。連結ピン６２０は、円柱状に形成されていて、その軸方向における中央部分には、部分的に拡径されたフランジ部６２０Ａが形成されている。フランジ部６２０Ａは、支持壁６１０の側面に当接している。連結ピン６２０において支持壁６１０よりもインナーアーム５９０側には突出部６２０Ｂが設けられている。連結ピン６２０においてフランジ部５０１Ａよりも支持壁６１０から離間する側（図２３の左側）には、上半周部分が切り欠かれた凹形状の挿通部６２０Ｃが形成されている。連結ピン６２０の突出部６２０Ｂとアウターアーム５８０の支持壁６１０との間には、押圧ばね６２１が配置されている。押圧ばね６２１は、連結ピン６２０をインナーアーム５９０の係合部５９６Ａ側（図２３の右側）に付勢するように作用する。そのため、連結ピン６２０は、他の外力が作用していないときには、フランジ部６２０Ａが支持壁６１０に当接した位置に配置され、インナーアーム５９０の係合部５９６Ａと係合する。これにより、吸気側ロッカアーム６７０は、インナーアーム５９０とアウターアーム５８０との相対的な傾動が制限されたロック状態となる。このときの連結ピン６２０の位置を第１位置という。
【００８８】
この構成では、切り替え機構５１０の揺動プレート５３０を連結ピン６２０に当接させることで、該連結ピン６２０を押圧ばね６２１の付勢力に抗して移動させてインナーアーム５９０の係合部５９６Ａとの係合を解除する。これにより、吸気側ロッカアーム６７０は、インナーアーム５９０とアウターアーム５８０との相対的な傾動が許容されたアンロック状態となる。このときの連結ピン６２０の位置を第２位置という。このように、ラッシュアジャスタ６０側の一端部に連結ピン６２０を配置した構成において、揺動プレート５３０によって連結ピン６２０を引き抜くことで、連結ピン６００の位置を第１位置から第２位置に切り替えることができる。したがって、吸気側ロッカアーム６７０の状態をアンロック状態とロック状態とで切り替えることも可能である。
【００８９】
・上記実施形態において、モータ１４０の出力を調節する際は、電圧ではなく、電流を制御するようにしてもよい。また、電圧及び電流の双方を制御するようにしてもよい。
・第１実施形態では、モータ１４０を制御する際の制御デューティ比を０％、５０％、１００％の３パターンに設定する例を示したが、制御デューティ比の設定態様はこうしたものに限らない。例えば、モータ１４０を制御する際の制御デューティ比が０％、３０％、１００％のように制御デューティ比の間隔が不均等になるように設定してもよい。この場合には、例えば３０％のときにおいてモータ１４０の出力トルクが不感帯領域の中心位置となるように各ねじりばねのばね定数を設計することが望ましい。
【００９０】
・上記実施形態では、モータ１４０を制御する際に設定される制御デューティ比における出力トルクが不感帯領域の中心位置となるように各ねじりばねのばね定数を設計した。こうした構成に代えて、モータ１４０を制御する際に設定される制御デューティ比における出力トルクが不感帯領域内においてその中心位置からずれた位置になるように各ねじりばねのばね定数を設計してもよい。
【００９１】
・モータ１４０の出力トルクの変化をモータ１４０の回転角度の変化に反映させない不感帯領域を設けたが、不感帯領域は必ずしも設ける必要はない。
・ストッパ壁部３０Ａは、カムハウジング３０以外に設けることも可能である。例えば、シリンダヘッド１０や、カムキャップ３１に設けてもよい。
【００９２】
・第１実施形態では、４つの吸気側ロッカアーム７０のうち２つの吸気側ロッカアーム７０Ａにおける状態の切り替えタイミングを同じにし、残りの２つの吸気側ロッカアーム７０Ｂにおける状態の切り替えタイミングを同じにした。こうした構成に代えて、４つの吸気側ロッカアーム７０のうち３つの吸気側ロッカアーム７０における状態の切り替えタイミングを同じにして、これらの切り替えタイミングと、残りの１つの吸気側ロッカアーム７０における状態の切り替えタイミングとを異ならしめるようにしてもよい。
【００９３】
・第２実施形態では、１つの気筒２０に対して１つの吸気側ロッカアーム７０を設けたが、１つの気筒２０に対して複数の吸気側ロッカアーム７０を設ける構成を採用した場合であっても上記実施形態と同様の構成を適用することは可能である。すなわち、各々の分割シャフト４２０に揺動プレートを１つ連結した例を示したが、各々の分割シャフト４２０において、１つの気筒２０に対して設けられている吸気側ロッカアーム７０の数だけ揺動プレートを並べて連結する構成を採用することも可能である。
【００９４】
・内燃機関における気筒数は４気筒に限らない。例えば、３気筒や５気筒以上の内燃機関に上記動弁機構を適用してもよい。
・動弁機構の切り替え装置は、吸気側ロッカアーム７０だけでなく、排気側ロッカアーム１７０に対しても適用可能である。すなわち、動弁機構は、吸気側ロッカアーム７０の状態を切り替える切り替え機構を備えずに、排気側ロッカアーム１７０の状態を切り替える切り替え機構のみを備えるようにしてもよい。また、吸気側ロッカアーム７０の状態を切り替える切り替え機構と、排気側ロッカアーム１７０の状態を切り替える切り替え機構との双方を備えるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９５】
１０…シリンダヘッド、１１…吸気ポート、１２…排気ポート、１３…第１収容部、１４…第２収容部、１５…中間部、１６…保持部、１７…第１連通孔、１８…第２連通孔、２０…気筒、２１…燃料噴射弁、２２…第１バルブガイド、２３…第２バルブガイド、２４…吸気バルブ、２５…第１バルブリフタ、２６…第１圧縮ばね、２７…排気バルブ、２８…第２バルブリフタ、２９…第２圧縮ばね、３０…カムハウジング、３０Ａ…ストッパ壁部、３１…カムキャップ、３２…シリンダヘッドカバー、３３…ボルト、４０…吸気カムシャフト、４１…吸気カム、４２…大カム、４２Ａ…カム山、４３…小カム、４３Ａ…カム山、３７…排気カムシャフト、３８…排気カム、６０…ラッシュアジャスタ、６１…アジャスタ本体部、６２…プランジャ、７０，７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ…吸気側ロッカアーム、８０…アーム部、９０…インナーアーム、９１…支持端部、９１Ａ…アジャスタ穴部、９２…揺動端部、９２Ａ…係止面、９２Ｂ…バルブ穴、９３…ローラ保持部、９４…インナー側壁、９４Ａ…支持孔、９５…ローラ軸、９６…ボールベアリング、９７…ローラ、９８…トーションばね、１００…アウターアーム、１０１…支点端部、１０１Ａ…傾動穴部、１０２…アウター側壁、１０３…傾動端部、１０４…連結部、１０５…支持壁、１０５Ａ…ピン孔、１１０…切り替え機構、１２０…操作シャフト、１２１…第１シャフト、１２１Ａ…第１支持片、１２１Ｂ…第２支持片、１２２…第２シャフト、１２２Ａ…挿通孔、１２２Ｂ…第３支持片、１２３…第１ねじりばね、１２３Ａ…第１１固定端、１２３Ｂ…第１コイル部、１２３Ｃ…第１２固定端、１２４…第２ねじりばね、１２４Ａ…第２１固定端、１２４Ｂ…第２コイル部、１２４Ｃ…第２２固定端、１３０…揺動プレート、１３１…第１揺動プレート、１３２…第２揺動プレート、１４０…モータ、１４０Ａ…駆動軸、１５０…連結ピン、１５１…係止部、１５２…フランジ部、１５３…付勢部、１６０…押圧ばね、１７０…排気側ロッカアーム、２００…内燃機関、３００…動弁機構、４００…切り替え機構、４１０…操作シャフト、４２０…分割シャフト、４２５…中心シャフト、４２５Ａ…第１支持片、４２５Ｂ…第２支持片、４３０…外側シャフト、４３１…第１外側シャフト、４３１Ａ…第１挿通孔、４３１Ｂ…第３支持片、４３１Ｃ…第４支持片、４３２…第２外側シャフト、４３２Ａ…第２挿通孔、４３２Ｂ…第５支持片、４３２Ｃ…第６支持片、４３３…第３外側シャフト、４３３Ａ…第３挿通孔、４３３Ｂ…第７支持片、４４０…第１ねじりばね、４４０Ａ…第１１固定端、４４０Ｂ…第１コイル部、４４０Ｃ…第１２固定端、４４１…第２ねじりばね、４４１Ａ…第２１固定端、４４１Ｂ…第２コイル部、４４１Ｃ…第２２固定端、４４２…第３ねじりばね、４４２Ａ…第３１固定端、４４２Ｂ…第３コイル部、４４２Ｃ…第３２固定端、４４３…第４ねじりばね、４４３Ａ…第４１固定端、４４３Ｂ…第４コイル部、４４３Ｃ…第４２固定端、４５０…揺動プレート、４５１…第１揺動プレート、４５２…第２揺動プレート、４５３…第３揺動プレート、４５４…第４揺動プレート、４７０…吸気側ロッカアーム、４８０…アウターアーム、４８１…支持端部、４８１Ａ…アジャスタ穴部、４８２…揺動端部、４８２Ａ…バルブ穴、４８３…支持壁、４８３Ａ…ピン孔、４８４…アウター側壁、４８４Ａ…支持孔、４９０…インナーアーム、４９１…インナー側壁、４９１Ａ…連結孔、４９２…傾動軸、４９３…ローラ軸、４９４…ボールベアリング、４９５…ローラ、４９６…伝達壁部、５００…連結ピン、５０１…円柱部、５０１Ａ…フランジ部、５０１Ｂ…挿通部、５０２…ブロック部、５０３…押圧ばね、５１０…切り替え機構、５２０…操作シャフト、５２１…第１シャフト、５２２…第２シャフト、５２３…第１ねじりばね、５２４…第２ねじりばね、５３０…揺動プレート、５３１…第１揺動プレート、５３２…第２揺動プレート、５７０…吸気側ロッカアーム、５８０…アウターアーム、５８１…支持端部、５８１Ａ…アジャスタ穴部、５８１Ｂ…ピン孔、５８２…揺動端部、５８２Ａ…バルブ穴、５８４…アウター側壁、５８４Ａ…支持孔、５９０…インナーアーム、５９１…インナー側壁、５９１Ａ…連結孔、５９２…傾動軸、５９３…ローラ軸、５９４…ボールベアリング、５９５…ローラ、５９６…係合壁部、５９６Ａ…係合部、６００…連結ピン、６０１…円柱部、６０２…付勢部、６０３…押圧ばね、６１０…支持壁、６１０Ａ…ピン孔、６２０…連結ピン、６２０Ａ…フランジ部、６２０Ｂ…突出部、６２０Ｃ…挿通部、６２１…押圧ばね。
【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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