(57)【要約】【課題】格納位置にあるカムロブ部材の一部がカムベース部材から半径方向外側にはみ出す場合であっても、エンジンバルブを閉弁状態に維持する。【解決手段】リフト可変機構４０は、カムベース部材４３に対し格納位置および突出位置の間で揺動可能なカムロブ部材４４と、突出位置でカムロブ部材のロック状態を切り替えるロック機構とを備える。仲介機構７０は、入力部材７２と、出力部材７３と、出力部材のカム面７７にそれぞれ設けられた第１部分８１および第２部分８２と、入力部材および出力部材の相対位置を変更する変更機構とを備える。制御部は、エンジンバルブ２５を閉弁状態に維持するとき、カムロブ部材を突出位置からロック解除し、格納位置にあるカムロブ部材のはみ出し部８３の入力部材への当接時にロッカーアーム２４を第１部分に当接させ第２部分に当接させないよう、ロック機構と変更機構を制御する。【選択図】図１６
2016094866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気弁または排気弁からなるエンジンバルブのリフト量を、無リフト状態と有リフト状態の間で可変とするためのリフト可変機構と、
前記リフト可変機構とロッカーアームの間に介設され、前記エンジンバルブのリフト量を低リフト側から高リフト側まで可変とするための仲介機構と、
前記リフト可変機構および前記仲介機構を制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記リフト可変機構は、
前記クランクシャフトからの駆動力により回転駆動されるカムベース部材と、
前記カムベース部材に揺動可能に連結されたカムロブ部材であって、前記カムベース部材に格納され前記無リフト状態に対応する格納位置と、前記カムベース部材から半径方向外側に突出され前記有リフト状態に対応する突出位置との間で揺動可能なカムロブ部材と、
前記突出位置における前記カムロブ部材のロック状態を切り替えるためのロック機構と、
を備え、
前記仲介機構は、
前記カムベース部材および前記カムロブ部材の少なくとも一方に当接される入力部材と、
前記ロッカーアームに当接されるカム面を有する出力部材と、
前記カム面に設けられ、前記ロッカーアームのリフト方向の動作を生じさせない第１部分と、
前記カム面に設けられ、前記ロッカーアームのリフト方向の動作を生じさせる第２部分と、
前記入力部材および前記出力部材の相対位置を変更するための変更機構と、
を備え、
前記カムロブ部材は、格納位置において前記カムベース部材から半径方向外側にはみ出すはみ出し部を有し、
前記制御部は、前記エンジンバルブを閉弁状態に維持するとき、前記カムロブ部材を突出位置からロック解除するよう前記ロック機構を制御すると共に、格納位置にある前記カムロブ部材のはみ出し部が前記入力部材に当接しているときに前記ロッカーアームが前記第１部分に当接し前記第２部分に当接しないよう、変更機構を制御する
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カムシャフトとロッカーアームの間に介設され、カムシャフトからの駆動力をロッカーアームに伝達する仲介機構が知られている（例えば特許文献１参照）。この仲介機構は、カムシャフトのカムに当接される揺動可能な第１アームと、ロッカーアームに当接される揺動可能な第２アームと、第１アームおよび第２アームの間の挟み角を変更するための変更機構とを備えている。変更機構により挟み角を変更することで、吸気弁または排気弁からなるエンジンバルブのリフト量および作用角を連続的に可変としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１１２３２４号公報
【特許文献２】国際公開第２０１４／０３０２２６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
こうした仲介機構の中には、特許文献１のものと異なり、内燃機関への搭載性等の理由により、エンジンバルブを閉弁状態に維持できない（すなわち休止状態にできない）ものがある。すると、そうすることが要請される場合に当該要請に応えることができず、不利である。
【０００５】
そこでこの要請に応えるべく、仲介機構に、通常のカムシャフトに代わって、特許文献２に開示されたようなリフト可変機構を組み合わせることが考えられる。このリフト可変機構は、クランクシャフトからの駆動力により回転駆動されるカムベース部材と、カムベース部材に揺動可能に連結されたカムロブ部材とを備え、カムロブ部材を、カムベース部材に格納される格納位置と、カムベース部材から半径方向外側に突出される突出位置とのいずれかに選択的に位置させることにより、エンジンバルブのリフト量を可変としている。
【０００６】
ところが、こうした組み合わせを想定した場合、仲介機構に通常のカムシャフトを組み合わせた場合と同等の最大リフト量を得るために、カムロブ部材を一般的なサイズより大きくせざるを得ない場合がある。
【０００７】
しかしこうすると、カムロブ部材を格納位置に位置させたときにカムロブ部材がカムベース部材に完全に格納されず、カムロブ部材の一部がカムベース部材から半径方向外側にはみ出してしまうことがある。すると、カムロブ部材を格納位置に位置させたとしても、カムロブ部材のはみ出し部が仲介機構およびロッカーアームを介してエンジンバルブをリフトさせてしまう虞がある。その結果、エンジンバルブを閉弁状態に維持することが困難である。
【０００８】
そこで本発明の一の目的は、格納位置にあるカムロブ部材の一部がカムベース部材から半径方向外側にはみ出す場合であっても、エンジンバルブを閉弁状態に維持することができる内燃機関の可変動弁装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一の態様によれば、
吸気弁または排気弁からなるエンジンバルブのリフト量を、無リフト状態と有リフト状態の間で可変とするためのリフト可変機構と、
前記リフト可変機構とロッカーアームの間に介設され、前記エンジンバルブのリフト量を低リフト側から高リフト側まで可変とするための仲介機構と、
前記リフト可変機構および前記仲介機構を制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記リフト可変機構は、
前記クランクシャフトからの駆動力により回転駆動されるカムベース部材と、
前記カムベース部材に揺動可能に連結されたカムロブ部材であって、前記カムベース部材に格納され前記無リフト状態に対応する格納位置と、前記カムベース部材から半径方向外側に突出され前記有リフト状態に対応する突出位置との間で揺動可能なカムロブ部材と、
前記突出位置における前記カムロブ部材のロック状態を切り替えるためのロック機構と、
を備え、
前記仲介機構は、
前記カムベース部材および前記カムロブ部材の少なくとも一方に当接される入力部材と、
前記ロッカーアームに当接されるカム面を有する出力部材と、
前記カム面に設けられ、前記ロッカーアームのリフト方向の動作を生じさせない第１部分と、
前記カム面に設けられ、前記ロッカーアームのリフト方向の動作を生じさせる第２部分と、
前記入力部材および前記出力部材の相対位置を変更するための変更機構と、
を備え、
前記カムロブ部材は、格納位置において前記カムベース部材から半径方向外側にはみ出すはみ出し部を有し、
前記制御部は、前記エンジンバルブを閉弁状態に維持するとき、前記カムロブ部材を突出位置からロック解除するよう前記ロック機構を制御すると共に、格納位置にある前記カムロブ部材のはみ出し部が前記入力部材に当接しているときに前記ロッカーアームが前記第１部分に当接し前記第２部分に当接しないよう、変更機構を制御する
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、格納位置にあるカムロブ部材の一部がカムベース部材から半径方向外側にはみ出す場合であっても、エンジンバルブを閉弁状態に維持することができるという、優れた効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る可変動弁装置の概略正面図である。
【図２】仲介機構の全体斜視図である。
【図３】リフト可変機構の全体斜視図である。
【図４】リフト可変機構の縦断正面図であり、カムロブ部材が突出位置にあるときの状態を示す。
【図５】リフト可変機構の縦断正面図であり、カムロブ部材が格納位置にあるときの状態を示す。
【図６】リフト可変機構の作動を説明するための断面図である。
【図７】リフト可変機構の作動を説明するための断面図である。
【図８】リフト可変機構の作動を説明するための断面図である。
【図９】リフト可変機構の作動を説明するための断面図である。
【図１０】リフト可変機構の作動を説明するための断面図である。
【図１１】リフト可変機構の作動を説明するための断面図である。
【図１２】仲介機構の拡大正面図である。
【図１３】可変動弁装置の概略正面図である。
【図１４】仲介機構の作動特性を示すグラフである。
【図１５】可変動弁装置の概略正面図である。
【図１６】可変動弁装置の概略正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき説明する。
【００１３】
図示省略するが、本実施形態に係る可変動弁装置は、内燃機関（エンジン）の吸気弁または排気弁（これらを総称して「エンジンバルブ」という）の作動特性を可変とすべく設けられている。「作動特性」には、リフト量、作用角、バルブタイミング（開および閉タイミング）の少なくとも一つが含まれる。特に本実施形態に係る可変動弁装置は、全気筒を稼動させる全気筒運転と、全気筒のうち一部の気筒を休止し残部の気筒を稼動させる減筒運転との一方を実行するように構成された多気筒内燃機関に適用される。このような減筒運転可能な内燃機関は周知である。以下便宜上、当該一部の気筒を「休止可能気筒」、当該残部の気筒を「常時稼動気筒」という。本実施形態は休止可能気筒に適用され、減筒運転中に休止可能気筒のエンジンバルブを閉弁状態に維持する（すなわち常時閉する）よう構成されている。エンジンバルブは吸気弁および排気弁のいずれでもよい。閉弁状態の維持が望まれるエンジンバルブに本実施形態が適用される。
【００１４】
以下に説明する本実施形態においては、あくまで一例として、休止可能気筒の吸気弁に本発明を適用した例を示す。吸気弁は１気筒当たりに２つ設けられ、これら２つの吸気弁は本実施形態に係る可変動弁装置により等しく作動される。休止可能気筒は複数の気筒からなり、気筒毎に同様の構成がなされる。特に言及しない限り、後述の構成は１気筒当たりの構成である。そして休止可能気筒の各気筒で同様の作動が実行される。内燃機関は車両用Ｖ型６気筒ガソリンエンジンであり、そのうち一方のバンクに属する３気筒が休止可能気筒をなす。もっとも、本発明が適用される内燃機関は任意であり、本発明の用途ないし使用目的も減筒運転中の閉弁状態維持に限定されない。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態に係る可変動弁装置は、吸気弁２５のリフト量を無リフト状態と有リフト状態の間で可変とするためのリフト可変機構４０と、リフト可変機構４０およびロッカーアーム２４の間に介設され、リフト可変機構４０からの駆動力をロッカーアーム２４に伝達すると共に、吸気弁２５のリフト量を低リフト側から高リフト側まで可変とするための仲介機構７０と、リフト可変機構４０および仲介機構７０を制御するように構成された制御部としての電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）１００（図２，６参照）とを備える。特に本実施形態においては、カムが固定された通常のカムシャフトに代わってリフト可変機構４０が設けられている。なお図中、２６はバルブスプリング、２７は油圧ラッシュアジャスターである。ロッカーアーム２４、バルブスプリング２６および油圧ラッシュアジャスター２７は吸気弁２５毎に設けられる。ＥＣＵ１００はエンジン全体を制御するものでもある。
【００１６】
ここで、「無リフト状態」とは吸気弁２５をリフトさせない状態をいい、「有リフト状態」とは吸気弁２５をリフトさせる状態をいう。但し後述するはみ出し部が作用する場合は厳密には無リフト状態とならず、従って「無リフト状態」とは基本的にまたは概ね吸気弁２５をリフトさせない状態をいう。
【００１７】
図２を参照して、仲介機構７０を説明する。なお本実施形態の仲介機構７０は周知であるので、ここでは本実施形態に関連する要部のみを説明し、細部の説明は省略する。図示例において、便宜上、リフト可変機構４０ではなく通常のカムシャフト４１’が用いられている点、および仲介機構７０の細部の形状等が図１に示したものと若干相違する点に注意されたい。
【００１８】
仲介機構７０は、シリンダヘッド側に固定された中空の支持軸７１と、支持軸７１に回動もしくは揺動可能に設けられた第１アーム７２と、支持軸７１に回動もしくは揺動可能に設けられ、ロッカーアーム２４に当接される第２アーム７３，７４とを備える。なお、支持軸７１の中心軸Ｚの方向を単に軸方向という。軸方向における一端側を前とし、符号Ｆｒで表し、他端側を後とし、符号Ｒｒで表す。
【００１９】
第２アーム７３，７４は、２つの吸気弁２５（１つのみ図示）に対応して２つ設けられ、軸方向における第１アーム７２の両隣に隣接して設けられる。第１アーム７２と第２アーム７３，７４は支持軸７１周りに相対的に回動可能である。これらアーム７２〜７４は休止可能気筒毎に設けられる。付勢部材としてのスプリング８５が、シリンダヘッド側と第１アーム７２の間に圧縮状態で配置され、第１アーム７２に回動方向の付勢力を与えて、第１アーム７２の先端部のローラ７５をカムシャフト４１’のカム４１Ａ’に常時押し付ける。なおスプリング８５の設置方法は任意であり、例えば支持軸７１と第１アーム７２の間にスプリング８５を設置してもよい。
【００２０】
第２アーム７３，７４の先端部には、軸方向から見て略三角形状のノーズ部７６’が突出形成されている。このノーズ部７６’は、ロッカーアーム２４に当接されるカム面７７’を有する。
【００２１】
また仲介機構７０は、第１アーム７２と第２アーム７３，７４の相対位置、より具体的には、支持軸７１周りにおける第１アーム７２および第２アーム７３，７４の間の挟み角αを変更するための変更機構７８を備える。変更機構７８は、支持軸７１内に軸方向スライド可能に挿入されたコントロールシャフト７９と、コントロールシャフト７９の軸方向移動を生じさせるためのアクチュエータ８０とを含む。アクチュエータ８０はＥＣＵ１００により制御される。なお支持軸７１およびコントロールシャフト７９は各休止可能気筒に共通であり、全ての休止可能気筒に亘るよう延在される。また変更機構７８は、支持軸７１の外周面上に軸方向スライド可能に嵌合され、第１および第２アーム７２，７３，７４のそれぞれの内部空間に配置されたスライダギア７２Ｇ，７３Ｇ，７４Ｇを含む。これらスライダギア７２Ｇ，７３Ｇ，７４Ｇは一体化されている。
【００２２】
スライダギア７２Ｇは、右ネジの螺旋状に形成されたヘリカルスプラインからなり、第１アーム７２の内周面に形成されたヘリカルスプラインと噛合される。スライダギア７３Ｇ，７４Ｇは、左ネジの螺旋状に形成されたヘリカルスプラインからなり、第２アーム７３，７４の内周面に形成されたヘリカルスプラインと噛合される。
【００２３】
これらスライダギア７２Ｇ，７３Ｇ，７４Ｇは、コントロールシャフト７９にピン等を介して連結され、支持軸７１に対するコントロールシャフト７９の軸方向移動に連動して、第１および第２アーム７２，７３，７４のそれぞれの内部空間内で、支持軸７１に対し軸方向に移動可能である。他方、支持軸７１に対する第１および第２アーム７２，７３，７４の軸方向移動は図示しないスラスト部材により規制されている。
【００２４】
よって、コントロールシャフト７９の軸方向移動、すなわちスライダギア７２Ｇ，７３Ｇ，７４Ｇの軸方向移動は、第１アーム７２と第２アーム７３，７４とを、支持軸７１周りに互いに近づけたり遠ざけたりする方向に回動もしくは揺動させ、言い換えれば、支持軸７１周りにおける第１アーム７２と第２アーム７３，７４の間の挟み角αを縮小したり拡大したりする。ここで挟み角αとは、軸方向から見たときの、第１アーム７２の角度位置と第２アーム７３，７４の角度位置との間の角度をいう（図１参照）。挟み角αは、軸周りにおける第１アーム７２と第２アーム７３，７４の角度的な相対位置を表す値であるともいえる。
【００２５】
こうした挟み角αの増減に伴って、支持軸７１周りの第１アーム７２の角度位置、ひいては第２アーム７３，７４の角度位置も変化する。スプリング８５が、第１アーム７２のローラ７５をカム４１Ａ’に押し付けるよう、第１アーム７２を支持軸７１周りに回動させるからである。従って結果的に、コントロールシャフト７９の軸方向移動により、支持軸７１周りにおける第１アーム７２と第２アーム７３，７４の相対位置が変更される。
【００２６】
こうしたコントロールシャフト７９の軸方向移動により、吸気弁２５のリフト量、とりわけ本実施形態の場合にあってはリフト量および作用角が、連続的に可変とされる。すなわち、アクチュエータ８０によりコントロールシャフト７９が図示する−方向に移動されたとき、挟み角αが縮小され、吸気弁２５のリフト量および作用角は減少される。逆に、アクチュエータ８０によりコントロールシャフト７９が図示する＋方向に移動されたとき、挟み角αが拡大され、吸気弁２５のリフト量および作用角は増大される。リフト量および作用角は互いに連動して減少、増大される。
【００２７】
なお、仲介機構７０はリフト量を可変とする点で前述のリフト可変機構４０と類似するが、仲介機構７０はリフト量を低リフト側から高リフト側まで連続的に可変とする点で、リフト可変機構４０と異なる点に注意されたい。
【００２８】
このように、第１アーム７２が本発明にいう「入力部材」に相当し、第２アーム７３，７４が本発明にいう「出力部材」に相当し、変更機構７８が本発明にいう「変更機構」に相当する。
【００２９】
次に、図３〜１１を参照して、リフト可変機構４０を説明する。ここでは図１に示したように、リフト可変機構４０が仲介機構７０と組み合わされた本実施形態の場合を説明する。
【００３０】
図３および図４に示すように、リフト可変機構４０は、駆動シャフト４１と、駆動シャフト４１に同軸に連結されたカムユニット４２とを含む。カムユニット４２は休止可能気筒毎に設けられる。駆動シャフト４１は、各休止可能気筒の位置で分割され、その分割部に各カムユニット４２が同軸連結されている。但し駆動シャフト４１に対するカムユニット４２の取付方法は任意である。こうしてリフト可変機構４０は全体として、全ての休止可能気筒に及ぶよう、気筒列方向、すなわちクランクシャフト軸方向に延在されている。
【００３１】
駆動シャフト４１およびカムユニット４２は共通の中心軸Ｘを有する。ここでは便宜上、中心軸Ｘの方向を単に軸方向という。中心軸Ｘは支持軸７１の中心軸Ｚと平行である。
【００３２】
駆動シャフト４１は、図示しない軸受によりシリンダヘッド上に回転可能に支持されている。また駆動シャフト４１は、その前端部において、ベルト・プーリ機構等の動力伝達機構を介してクランクシャフトに連結されている。よってクランクシャフトからの駆動力により、駆動シャフト４１およびカムユニット４２が共に回転駆動される。駆動シャフト４１およびカムユニット４２の回転方向を図中Ｒで示す。なお駆動シャフト４１と動力伝達機構の間に周知の可変バルブタイミング機構を設けてもよい。
【００３３】
カムユニット４２は、その本体をなすカムベース部材４３と、カムベース部材４３の前側および後側にそれぞれ揺動もしくは旋回可能に連結された２つのカムロブ部材４４とを備える。２つのカムロブ部材４４は２つの吸気弁２５に対応している。
【００３４】
カムベース部材４３は、駆動シャフト４１よりも大径の略円柱状に形成され、軸方向から見た場合に円形のベース円部４５を有する。ベース円部４５は、カムベース部材４３の外周面をなし、通常のカムシャフトのカムにおけるベース円部に相当する。ベース円部４５は、中心軸Ｘ周りに一定の半径を有する。ベース円部４５も、２つの吸気弁２５に対応して２つ設けられている。それぞれのベース円部４５にスリット４６が設けられ、各スリット４６にカムロブ部材４４が挿入配置されている。カムロブ部材４４は、図４に示すように略Ｕ字状の形状を有している。
【００３５】
カムベース部材４３において、２つのベース円部４５の間に凹部４７が形成されている。また支持シャフト４８が、カムベース部材４３を軸方向に貫通して設けられる。支持シャフト４８は、カムロブ部材４４の基端部４４Ｂのシャフト穴４９に挿通される。これによりカムロブ部材４４は、支持シャフト４８の周りを旋回もしくは揺動可能である。
【００３６】
カムロブ部材４４は、カムベース部材４３から半径方向外側に最大限突出した突出位置（図４に示す）と、カムベース部材４３から基本的に突出せずカムベース部材４３に最大限格納される格納位置（図５に示す）との間を揺動可能である。突出位置は前記有リフト状態に対応し、格納位置は前記無リフト状態に対応する。２つのカムロブ部材４４には、それぞれストッパピン５０が軸方向に突出して設けられ、これらストッパピン５０は、カムベース部材４３に設けられた長穴５１にスライド可能に挿入される。長穴５１によりストッパピン５０の移動が制限され、ひいてはカムロブ部材４４の揺動範囲と突出位置および格納位置とが規定される。詳しくは後述するが、カムロブ部材４４は突出位置と格納位置のいずれか一方にロックされる。
【００３７】
なお図３においては便宜上、軸方向前方Ｆｒに位置するカムロブ部材４４が格納位置にあり、軸方向後方Ｒｒに位置するカムロブ部材４４が突出位置にあるが、実際上は両方のカムロブ部材４４は同じ位置に位置される。
【００３８】
凹部４７には、２つのカムロブ部材４４をそれぞれ突出位置に向けて付勢するための２つのスプリング５２，５２が設けられる。これらスプリング５２，５２は別の付勢部材をなす。スプリング５２はコイルスプリングとされ、支持シャフト３３の外側に巻回される。スプリング５２の基端部は固定軸５３を介してカムベース部材４３に固定される。スプリング５２の先端部はストッパピン５０に係合され、ストッパピン５０ひいてはカムロブ部材４４を突出位置に向けて付勢する。
【００３９】
図６に略示されるように、仲介機構７０の第１アーム７２のローラ７５は、カムロブ部材４４と、その前後に隣接するベース円部４５の部分との少なくとも一方に当接される。すなわち、図４に示すようにカムロブ部材４４が突出位置にあるとき、カムロブ部材４４がベース円部４５から突出する軸周りの角度領域では、ローラ７５がカムロブ部材４４に当接され、それ以外の角度領域ではローラ７５がベース円部４５に当接される。また、図５に示すようにカムロブ部材４４が格納位置にあるとき、ローラ７５は基本的にカムロブ部材４４のみに当接される。但し、カムロブ部材４４が格納位置にあるときカムロブ部材４４の外周面４４Ａがベース円部４５と同一面上にあるような場合（この場合も含めて格納位置という）には、ローラ７５はカムロブ部材４４とベース円部４５の両方に当接される。また、後述するように、カムロブ部材４４が格納位置にあってもカムロブ部材４４の一部がベース円部４５から半径方向外側にはみ出しているような場合には、ローラ７５はそのはみ出し部においてカムロブ部材４４と当接される。
【００４０】
こうして、カムロブ部材４４が突出位置にあるとき、カムユニット４２は、吸気弁２５をリフト（開弁）させる方向（「リフト方向」という）に仲介機構７０の第１アーム７２を駆動し、第１アーム７２および第２アーム７３，７４を揺動させる。他方、カムロブ部材４４が格納位置にあるとき、カムユニット４２は基本的には、吸気弁２５をリフトさせるための駆動力を第１アーム７２に付与しない。リフト可変機構４０は、吸気弁２５のリフト量および作用角を、基本的にゼロと、それより大きい値との２段階で可変とするものである。
【００４１】
加えて、リフト可変機構４０は、突出位置におけるカムロブ部材４４のロック状態を切り替えるためのロック機構６０、具体的には、カムロブ部材４４を突出位置および格納位置のいずれかにロックするためのロック機構６０を備える。以下、ロック機構６０の構成と、リフト可変機構４０の作動とを、図６〜１１を参照して説明する。図６〜１１は、各状態における図４のＶＩ−ＶＩ断面を模式的に表す。
【００４２】
図６には、図４に示したようなカムロブ部材４４が突出位置にあるときの状態を示す。ここで上記説明と関連図からも理解されるように、カムユニット４２は軸方向において前後対称に構成されている。従ってここでは前側の構成についてのみ説明する。この説明が後側の構成についても同様に当て嵌まることが理解されよう。
【００４３】
駆動シャフト４１とカムベース部材４３の内部には、その中心軸Ｘに同軸に延びた供給経路６１が設けられている。またカムベース部材４３の内部には、中心軸Ｘ周りの異なる角度位置で供給経路６１から半径方向外側に延びた経路６２，６３が形成されている。経路６２，６３は、半径方向外側に延びた後、軸方向に曲がってスリット４６に向かっている。
【００４４】
カムベース部材４３の内部には、経路６２に連通したピン穴６４Ｈと、ピン穴６４Ｈと同軸かつ同一径のピン穴６５Ｈとが設けられている。ピン穴６５Ｈは、ピン穴６４Ｈからスリット４６を挟んで対向した位置にある。またカムロブ部材４４の先端部４４Ｃにも、ピン穴６４Ｈと同一径のピン穴６６Ｈが設けられている。ピン穴６４Ｈ，６５Ｈ，６６Ｈにはそれぞれ同一径のピン６４Ｐ，６５Ｐ，６６Ｐがスライド可能に挿入される。ピン穴６５Ｈには、ピン６５Ｐをスリット４６側に向けて付勢するためのスプリング６５Ｓが配設されている。
他方の経路６３はスリット４６に開放している。カムベース部材４３の内部にはピン穴６７Ｈが設けられ、ピン穴６７Ｈは、経路６３の開放端からスリット４６を挟んで対向した同軸上の位置にある。ピン穴６７Ｈには、ピン６７Ｐがスライド可能に挿入される共に、ピン６７Ｐをピン穴６７Ｈ内に保持する圧縮可能なスプリング６７Ｓが配設されている。ピン穴６７Ｈは、前述のピン穴６４Ｈ，６５Ｈ，６６Ｈと同一径とされ、ピン６７Ｐは、前述のピン６４Ｐ，６５Ｐ，６６Ｐと同一径とされる。
【００４５】
これらピン６４Ｐ，６５Ｐ，６６Ｐ，６７Ｐとピン穴６４Ｈ，６５Ｈ，６６Ｈ，６７Ｈの係合状態を変えることにより、カムロブ部材４４を突出位置または格納位置にロックすることが可能である。
【００４６】
供給経路６１には、オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）６８を介して、オイルポンプ６９からオイルないし油圧が供給される。オイルコントロールバルブ６８は電磁駆動式の流量制御弁であり、ＥＣＵ１００によって制御される。オイルポンプ６９は、クランクシャフトにより駆動される機械式のものであり、オイルパンに貯留されたオイルを供給する。但し供給経路６１にオイルを供給する構成はこれ以外の構成も可能であり、例えばオイルポンプ６９は電動式であってもよい。
【００４７】
図６は、図４に示した如く、カムロブ部材４４が突出位置でロックされているときの状態を示す。このとき、供給経路６１にはオイルが供給されておらず（油圧オフの状態）、図６に示すように、カムロブ部材４４のピン穴６６Ｈはカムベース部材４３のピン穴６４Ｈ，６５Ｈに同軸に整列されている。そしてスプリング６５Ｓの付勢力により、ピン６５Ｐはピン穴６５Ｈ，６６Ｈに跨った状態で共通に挿入され、ピン６６Ｐもピン穴６６Ｈ，６４Ｈに跨った状態で共通に挿入される。これにより、カムロブ部材４４は突出位置でカムベース部材４３にロックされる。なおピン６４Ｐはピン穴６４Ｈ内に完全に挿入される。
【００４８】
この状態から、カムロブ部材４４を格納位置に移動し、格納位置にロックするときの作動は次の如くなる。まず図７に示すように、オイルコントロールバルブ６８を開弁状態とし、供給経路６１にオイルを供給する（油圧オンの状態）。すると、経路６２から供給される油圧により、相隣接するピン６４Ｐ，６５Ｐ，６６Ｐがスプリング６５Ｓの付勢力に逆らって前方に押され、ピン穴６４Ｈ，６５Ｈ，６６Ｈに対するピン６５Ｐ，６６Ｐの係合が外れる。すなわち、３つのピン６４Ｐ，６５Ｐ，６６Ｐは、それぞれ対応するピン穴６４Ｈ，６５Ｈ，６６Ｈ内にのみ配置されるようになる。これによりカムロブ部材４４が突出位置からロック解除され、カムロブ部材４４は格納位置に向かって移動可能となる。
【００４９】
この状態でカムベース部材４３が回転し、カムロブ部材４４がローラ７５に乗り上げると、カムロブ部材４４はローラ７５に押されて（具体的にはバルブスプリング反力による）徐々に格納位置に移動する。この移動中、カムロブ部材４４は、ピン６６Ｐを自身のピン穴６６Ｈ内に保持した状態でピン６６Ｐを運ぶ。
【００５０】
図８は、カムロブ部材４４が格納位置に到達した瞬間の状態を示す。このとき、カムロブ部材４４の先端部４４Ｃのピン穴６６Ｈは、カムベース部材４３のピン穴６７Ｈに整列される。
【００５１】
依然として油圧オンの状態が続いていることから、カムロブ部材４４が格納位置に到達すると、図９に示すように、こんどは他方の経路６３からの油圧により、ピン６６Ｐ，６７Ｐがスプリング６７Ｓを圧縮しつつ前方に押され、ピン６６Ｐはピン穴６７Ｈ，６６Ｈに跨った状態で共通に挿入される。これにより、図５にも示すように、カムロブ部材４４は格納位置でカムベース部材４３にロックされる。なおピン６７Ｐはピン穴６７Ｈ内に完全に挿入される。カムロブ部材４４を格納位置にロックし続けるには油圧オンの状態を維持する必要がある。
【００５２】
次に、カムロブ部材４４を格納位置から突出位置に移動し、突出位置にロックする際の作動を説明する。
【００５３】
先ず、図９の状態から、油圧オフの状態にする。すなわち、オイルコントロールバルブ６８を閉弁状態とし、供給経路６１へのオイルの供給を停止すると共に、供給経路６１からオイルを排出する。すると、図１０に示すように、ピン６６Ｐ，６７Ｐがスプリング６７Ｓにより後方に押され、ピン穴６７Ｈに対するピン６６Ｐの係合が外れる。すなわち、２つのピン６６Ｐ，６７Ｐは、それぞれ対応するピン穴６６Ｈ，６７Ｈ内にのみ配置されるようになる。これによりカムロブ部材４４が格納位置からロック解除され、カムロブ部材４４は突出位置に向かって移動可能となる。
【００５４】
この状態でカムベース部材４３が回転し、カムロブ部材４４がローラ７５から外れ、カムベース部材４３のベース円部４５がローラ７５に乗り上げると、カムロブ部材４４はスプリング５２の付勢力により徐々に突出位置に移動する。この移動中、カムロブ部材４４は、ピン６６Ｐを自身のピン穴６６Ｈ内に保持した状態でピン６６Ｐを運ぶ。
【００５５】
図１１は、カムロブ部材４４が突出位置に到達した瞬間の状態を示す。このとき、カムロブ部材４４のピン穴６６Ｈは、カムベース部材４３のピン穴６４Ｈ，６５Ｈに整列される。
【００５６】
すると、図６に示すように、スプリング６５Ｓの付勢力により、ピン６４Ｐ，６５Ｐ，６６Ｐが後方に押され、ピン６５Ｐはピン穴６５Ｈ，６６Ｈに跨った状態で共通に挿入され、ピン６６Ｐもピン穴６６Ｈ，６４Ｈに跨った状態で共通に挿入される。これにより、カムロブ部材４４は突出位置にロックされる。油圧オフの状態を維持する限り、カムロブ部材４４が突出位置にロックし続けられる。
【００５７】
以上纏めると、カムロブ部材４４は、油圧オフの状態では突出位置にロックされ、油圧オンの状態では格納位置にロックされる。
【００５８】
図１に戻って、本実施形態の仲介機構７０は、第２アーム７３，７４の形状、特にその先端部に設けられたノーズ部７６の形状が図２に示したものと異なる。ここで２つの第２アーム７３，７４の形状は同じなので、一方の第２アーム７３のみについて説明する。
【００５９】
図１２の拡大図にも示すように、第２アーム７３は、その基端部７３Ａが支持軸７１に揺動可能に取り付けられている。基端部７３Ａの外周面７３Ｂは円筒形であり、支持軸７１の中心軸Ｚすなわち第２アーム７３の揺動中心軸の周りに一定の半径を有する。一方、第２アーム７３は、基端部７３Ａから半径方向外側に突出されたノーズ部７６を有する。ノーズ部７６は、第２アーム７３の先端部をなすと共に、図示の如く軸方向から見て略三角形状もしくはクチバシ状の形状を有する。
【００６０】
外周面７３Ｂとノーズ部７６の下面、すなわちロッカーアーム２４側に向く面により、ロッカーアーム２４に当接されるカム面７７が形成される。カム面７７は、外周面７３Ｂにより形成され中心軸Ｚ周りに一定の半径を有するベース円部８１と、ベース円部８１に隣接して連続されベース円部８１に対し半径方向外側に突出されるリフト部８２とを有する。ベース円部８１とリフト部８２の角度領域をそれぞれβ１，β２で示す。リフト部８２は、ベース円部８１から離れるほどより半径方向外側に突出するよう、あるいはより半径が大きくなるよう、形成されている。
【００６１】
図１に示すように、ベース円部８１がロッカーアーム２４に当接されているときには、ロッカーアーム２４のリフト方向の動作は生じず（すなわちロッカーアーム２４はリフト方向に移動せず）、従って吸気弁２５のリフト（開弁）も生じない。他方、図１３に示すように、リフト部８２がロッカーアーム２４に当接されているときには、ロッカーアーム２４のリフト方向の動作が生じ（すなわちロッカーアーム２４がリフト方向に移動し）、従って吸気弁２５のリフトが生じる。
【００６２】
このように、カム面７７が本発明にいう「カム面」に相当し、ベース円部８１が本発明にいう「第１部分」に相当し、リフト部８２が本発明にいう「第２部分」に相当する。
【００６３】
さて、本実施形態の仲介機構７０は、図２に示した如き通常のカムシャフト４１’との組み合わせによっては、吸気弁２５を閉弁状態に維持できない（すなわち休止状態にできない）構造である。すると、そうすることが要請される場合、特に本実施形態においては減筒運転中に休止気筒の吸気弁２５を閉弁状態に維持したい場合に、当該要請に応えることができない。
【００６４】
図１４において、実線ａは、通常のカムシャフト４１’と組み合わせたときの仲介機構７０の作動特性を示す。縦軸は吸気弁２５のリフト量Ｌである。横軸のアクチュエータストロークＫは、コントロールシャフト７９の移動量に相当する。アクチュエータストロークＫが＋側に大きくなるほどコントロールシャフト７９の移動量が＋側に大きくなり、リフト量Ｌが大きくなる。アクチュエータストロークＫは、最小リフト量Ｌｍｉｎに対応する最小値Ｋｍｉｎ＝０から、最大リフト量Ｌｍａｘに対応する最大値Ｋｍａｘまで変化し得る。なお仲介機構７０は、図示のようにリフト量Ｌ（および作用角）を連続的に変化させることができるが、実際の使用においては、例えば、アクチュエータストロークＫ１，Ｋ２，Ｋ３にそれぞれ対応する３段階のリフト量Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に、リフト量Ｌを変化させる（Ｋ１＜Ｋ２＜Ｋ３、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３）。これらリフト量Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は、それぞれ所定の小リフト量（第１リフト量）、中リフト量（第２リフト量）、大リフト量（第３リフト量）に相当する。
【００６５】
ここで、最小リフト量Ｌｍｉｎはゼロより大きい値であり、これは吸気弁２５が僅かに開いており、閉弁していないことを意味する。吸気弁２５を閉弁させるには、最小リフト量Ｌｍｉｎをゼロにしなければならない。そのためには、破線ｂで示す特性に従って、アクチュエータストロークＫを−側のＫｍｉｎ’にしなければならず、アクチュエータストロークＫを−側にΔＫｍｉｎだけ拡大しなければならない。言い換えればアクチュエータストロークＫの全長を、Ｋｍｉｎ〜ＫｍａｘからＫｍｉｎ’ 〜Ｋｍａｘに拡大しなければならない。しかし現状では、エンジンへの搭載性等の理由から、そのような拡大が困難である。
【００６６】
そこで上記要請に応えるべく、本実施形態では、仲介機構７０に、通常のカムシャフト４１’に代わってリフト可変機構４０を組み合わせることとした。こうすれば、リフト可変機構４０のカムロブ部材４４を格納位置に位置させることにより、リフト可変機構４０からバルブリフトを生じさせるような駆動力が入力されるのを阻止し、結果、吸気弁２５を閉弁状態に維持できると考えられるからである。
【００６７】
しかしこうすると、別の問題が発生することが判明した。すなわち、仲介機構７０に通常のカムシャフト４１’を組み合わせた場合の最大リフト量Ｌｍａｘと同等の最大リフト量を得るためには、突出位置にあるカムロブ部材４４のカムベース部材４３からの最大突出量Ｈ１（図４参照）を比較的大きくしなければならない。そしてそのためには、強度確保等の理由から、カムロブ部材４４を一般的なサイズより大きくしなければならず、現に本実施形態ではそうなっている。例えば仲介機構７０が、第１アーム７２および第２アーム７３，７４といった中間アームを介してカムロブ部材４４のストロークをロッカーアーム２４に伝達するためである。なお最大リフト量Ｌｍａｘと同等の最大リフト量を得るときには当然にカムロブ部材４４は突出位置に位置される。
【００６８】
しかしこうすると、カムロブ部材４４を格納位置に位置させたときにカムロブ部材４４をカムベース部材４３に完全に格納させることができず、カムロブ部材４４の一部がカムベース部材４３から半径方向外側にはみ出してしまうことがあり、現に本実施形態ではそうなっている。すると、カムロブ部材４４を格納位置に位置させたとしても、カムロブ部材４４のはみ出し部が仲介機構７０およびロッカーアーム２４を介して吸気弁２５をリフトさせてしまう虞がある。その結果、吸気弁２５を閉弁状態に維持することが困難である。
【００６９】
図５には、格納位置にあるカムロブ部材４４のはみ出し部８３を示す。はみ出し部８３は、カムロブ部材４４のうち、ベース円部４５から半径方向外側にはみ出した部分により形成される。本実施形態の場合、はみ出し部８３は、カムロブ部材４４の先端部４４Ｃに形成されている。このようなはみ出し部８３は本来無いのが理想的であるが、上記のようなやむを得ない事情により形成されてしまうものである。はみ出し部８３の最大はみ出し量Ｈ２は比較的少なく、突出位置にあるカムロブ部材４４の最大突出量Ｈ１より著しく少ないが、それでも、吸気弁２５の微小リフトを生じさせる虞がある。なおはみ出し部は複数あってもよく、別の部位に形成されていてもよい。例えばカムロブ部材４４の基端部４４Ｂに形成されていてもよい。
【００７０】
そこで本実施形態では、上記のようにカムロブ部材４４の一部がはみ出す場合であっても、吸気弁２５を閉弁状態に維持すべく、次の制御をＥＣＵ１００により実行することとしている。
【００７１】
すなわち、ＥＣＵ１００は、吸気弁２５を閉弁状態に維持するとき、カムロブ部材４４を突出位置からロック解除するよう、リフト可変機構４０のロック機構６０（具体的にはオイルコントロールバルブ６８）を制御する。具体的には、カムロブ部材４４を突出位置からロック解除すると共に、カムロブ部材４４を格納位置にロックするよう、ロック機構６０を制御する。またＥＣＵ１００は、格納位置にあるカムロブ部材４４のはみ出し部８３が第１アーム７２のローラ７５に当接しているときに、ロッカーアーム２４がベース円部８１に当接しリフト部８２に当接しないよう、仲介機構７０の変更機構７８（具体的にはアクチュエータ８０）を制御する。
【００７２】
以下、本実施形態における制御を詳細に説明する。ＥＣＵ１００は、例えば減筒運転を行うための所定条件が成立し、減筒運転を行うべく吸気弁２５を閉弁状態に維持するとき、仮にカムロブ部材４４が突出位置にあると仮定した場合に吸気弁２５のリフト量Ｌ（および作用角）が比較的小さい所定上限量以下の所定目標量になるよう、仲介機構７０の変更機構７８を制御する。所定上限量は、格納位置にあるカムロブ部材４４のはみ出し部８３（特にその最大はみ出し位置）が第１アーム７２のローラ７５に当接しているときでも、吸気弁２５のリフトを生じさせないリフト量の最大値である。所定上限量は、例えば図１４に示したような中リフト量Ｌ２とすることができる。よって所定目標量は、例えば中リフト量Ｌ２、もしくは小リフト量Ｌ１、もしくは最小リフト量Ｌｍｉｎとすることができる。いずれにしても、挟み角αは比較的小さい所定値α１に制御される。図１，１３，１５，１６の図示例では、所定目標量は最小リフト量Ｌｍｉｎとされ、挟み角αは最小リフト量Ｌｍｉｎに対応した所定の最小値α１に固定されている。
【００７３】
カムロブ部材４４を突出位置にロックした場合の状態は図１および図１３に示すようになる。図１は、ベース円部４５がローラ７５に当接しているときの状態を示す。このとき当然に、吸気弁２５はリフトされず閉弁されている。
【００７４】
図１３は、カムロブ部材４４（特にその最大突出位置）がローラ７５に当接しているときの状態を示す。このとき吸気弁２５は、最小リフト量Ｌｍｉｎだけリフトされる。
【００７５】
なお図示しないが、図１，１３に示す状態から、仲介機構７０のアクチュエータ８０を制御して挟み角αを増大させると、これに応じて吸気弁２５のリフト量は増大される。特に、前述したような大きいサイズのカムロブ部材４４が用いられていることから、挟み角αを所定の最大値まで増大させることにより、最大リフト量Ｌｍａｘと同等の最大リフト量を得ることができる。
【００７６】
他方、仲介機構７０の状態を同一に保ったまま、すなわち挟み角αを同一値α１に保ったまま、カムロブ部材４４を格納位置にロックした場合の状態は図１５および図１６に示すようになる。
【００７７】
図１５は、ベース円部４５がローラ７５に当接しているときの状態を示す。このときには図１のときと同様、吸気弁２５はリフトされず閉弁されている。ロッカーアーム２４は、第２アーム７３，７４におけるカム面７７のベース円部８１、特にそのリフト部８２から比較的離れた位置に当接されている。
【００７８】
図１６は、カムロブ部材４４のはみ出し部８３（特にその最大はみ出し位置）がローラ７５に当接しているときの状態を示す。このときにも吸気弁２５はリフトされず、閉弁されている。図１５の状態から、第１アーム７２および第２アーム７３，７４は、吸気弁２５をリフトさせる方向（リフト方向）に、僅かに揺動される。しかし、その揺動量が僅かであることから、カム面７７に対するロッカーアーム２４の当接位置は、ベース円部８１の範囲内で移動するのみであり、リフト部８２には届かない。従ってロッカーアーム２４は、ベース円部８１にのみ当接しリフト部８２に当接しない状態となる。はみ出し部８３によるリフト方向の動作は仲介機構７０により吸収される。
【００７９】
従って、カムユニット４２が回転方向Ｒに回転し続けた場合、図１５の状態と図１６の状態とが繰り返されるだけで、吸気弁２５の閉弁状態は維持される。
【００８０】
以上述べたように、本実施形態によれば、仲介機構７０にリフト可変機構４０を組み合わせ、且つ上述のような制御を実行するので、はみ出し部８３がある場合でも、吸気弁２５を閉弁状態に維持することが可能となる。逆に言えば、吸気弁閉弁維持の要請がある場合でも、はみ出し部８３を設けることができるので、カムロブ部材４４ひいてはカムユニット４２の設計自由度を高めることができる。そしてはみ出し部８３が生じるような大きいカムロブ部材４４を使用することができるので、仲介機構７０に通常のカムシャフト４１’を組み合わせた場合と同等の最大リフト量を得ることが可能となる。
【００８１】
また本実施形態では、吸気弁閉弁維持要求が発生した場合、例えば減筒運転要求が発生した場合、吸気弁閉弁維持状態を早急に開始できる。すなわち、図１４に示すように、仲介機構７０に通常のカムシャフト４１’を組み合わせた場合だと、最大リフト量Ｌｍａｘ相当のアクチュエータストロークＫｍａｘから最小リフト量Ｌｍｉｎ相当のアクチュエータストロークＫｍｉｎまでアクチュエータストロークＫを変更するのに、比較的長時間を要し、例えば１秒以上を要する。従って、アクチュエータストロークＫを仮にリフト量ゼロ相当のＫｍｉｎ’まで拡大できたとしても、アクチュエータストロークＫを任意の値からＫｍｉｎ’まで変更するのに比較的時間がかかり、吸気弁閉弁維持要求発生後、早急に吸気弁閉弁維持状態を開始できない。
【００８２】
他方、本実施形態の場合だと、吸気弁閉弁維持要求発生後、カムユニット４２の１回転中に、すなわち１エンジンサイクル（＝７２０°ＣＡ）以内に、吸気弁閉弁維持状態を開始できる。カムロブ部材４４の突出位置からのロック解除および格納位置へのロックが、カムユニット４２の１回転中に行えるからである。また、アクチュエータストロークＫに関しても、アクチュエータストロークＫをリフト量ゼロ相当のＫｍｉｎ’まで変更する必要はなく（実際には不可能だが）、それより大リフト側相当の所定値（例えば中リフト量Ｌ２相当の値Ｋ２、あるいは小リフト量Ｌ１相当の値Ｋ１、あるいは最小リフト量Ｌｍｉｎ相当の値Ｋｍｉｎ）に変更すればよいからである。よって本実施形態の場合には早急に吸気弁閉弁維持状態を開始することが可能である。
【００８３】
以上、本発明の好適な実施形態を詳細に述べたが、本発明の実施形態は他にも様々なものが考えられる。例えば次のような他の実施形態が可能である。
【００８４】
上記実施形態においては、吸気弁２５を閉弁状態に維持するとき、カムロブ部材４４を格納位置にロックしたが、ロックしないようにすることもでき、そのようにロック機構６０を変形することが可能である。要は、ロック機構６０が、突出位置におけるカムロブ部材４４のロック状態を、ロックとロック解除との間で切り替えるものであればよく、吸気弁２５を閉弁状態に維持するとき、カムロブ部材４４を少なくとも突出位置からロック解除するものであればよい。カムロブ部材４４を格納位置にロックするか否かは任意である。格納位置にロックしない場合、カムロブ部材４４はローラ７５からの外力に応じて揺動可能となり、カムロブ部材４４は、ローラ７５が当接していないタイミングではスプリング５２の付勢力によりカムベース部材４３から突出し、ローラ７５が当接しているタイミングではスプリング５２の付勢力に逆らってカムベース部材４３に一時的に格納される。従ってカムロブ部材４４はカムユニット４２の１回転毎に突出と格納を繰り返す。こうした実施形態も可能である。
【００８５】
仲介機構７０は、上述の構造のものに限らず、同様の機能を有する異なる構造のものであってもよい。
【００８６】
本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００８７】
２４  ロッカーアーム
２５  吸気弁
４０  リフト可変機構
４３  カムベース部材
４４  カムロブ部材
６０  ロック機構
７０  仲介機構
７１  支持軸
７２  第１アーム
７３，７４  第２アーム
７７  カム面
８１  ベース円部
８２  リフト部
８３，８４  はみ出し部
１００  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
α  挟み角
【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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