(57)【要約】【課題】カムベースの外周面に対するカムロブの突出時における騒音の発生を抑制する。【解決手段】可変形状カム１は、カムシャフトと一体回転するカムベース３と、そのカムベース３に取り付けられて同カムベース３の外周面に対し出没するカムロブ８と、カムロブ８をカムベース３の外周面から突出する方向に付勢する付勢部材１２と、を備える。可変形状カム１において、カムベース３の回転軸（軸線Ｌ１）と直交してカムロブ８の突出方向の頂点ＰＫを通過する中心線Ｌ２を挟む両側において、カムベース３にはカムロブ８の突出方向に延びる溝９が形成されるとともにカムロブ８には上記溝９に挿入されるピン１０が設けられる。【選択図】図２
2016121569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するカムベースと、前記カムベースに取り付けられて同カムベースの外周面に対し出没するカムロブと、前記カムロブを前記カムベースの外周面から突出する方向に付勢する付勢部材と、前記カムベースの外周面から突出する位置での前記カムロブの同カムベースに対する固定、及び、その固定の解除を行うロック機構と、を備える可変形状カムにおいて、
前記カムベースの回転軸と直交して前記カムロブの突出方向の頂点を通過する中心線を挟む両側のうちの第１の側における前記カムベースと前記カムロブとの一方には前記カムロブの突出方向に延びる溝を形成するとともに、もう一方には前記溝に挿入されるピンを設け、
前記中心線を挟む両側のうちの第２の側における前記カムベースと前記カムロブとの一方には前記カムロブの突出方向に延びる溝を形成するとともに、もう一方には前記溝に挿入されるピンを設けた
ことを特徴とする可変形状カム。
【請求項２】
前記溝は、前記カムベースに形成されており、
前記ピンは、前記カムロブに設けられるとともに前記溝を通って前記カムベースを貫通しており、
前記付勢部材は、前記カムベースに内蔵されて前記カムロブに設けられた前記ピンに対し付勢力を作用させる
請求項１記載の可変形状カム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変形状カムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の機関バルブを開閉させる動弁機構として、機関バルブの最大リフト量を可変とする目的のため、その機関バルブの開閉駆動を可変形状カムによって行うものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
図１１及び図１２に示すように、可変形状カム７１は、回転するカムシャフト７２に固定されたカムベース７３と、そのカムベース７３に対し支持ピン７４を介して取り付けられたカムロブ７５と、を備えている。カムロブ７５は、支持ピン７４を中心に揺動することにより、カムベース７３の外周面に対し出没する。なお、図１１は、カムロブ７５がカムベース７３の外周面に対し突出した状態を示している。また、図１２は、カムロブ７５がカムベース７３の外周面に対し没入した状態を示している。
【０００４】
カムロブ７５及びカムベース７３には、カムロブ７５の突出を規制するためのストッパピン７６及びスリット７７が設けられている。ストッパピン７６は、カムロブ７５とカムベース７３との一方に設けられ、且つ、他方に形成されたスリット７７に挿入されている。このスリット７７は、カムロブ７５の揺動方向に沿って延びるように形成されている。また、スリット７７は、カムロブ７５を最も突出させる位置まで揺動したとき、ストッパピン７６がスリット７７の一方の端部に当接するように形成されている。
【０００５】
図１３に示すように、可変形状カム７１には、カムロブ７５をカムベース７３の外周面から突出する方向に付勢する付勢部材７８が設けられている。また、可変形状カム７１は、カムロブ７５をカムベース７３の外周面に対し突出する位置で固定したり、その固定を解除したりする機能を有する。詳しくは、図１１に示すように、カムベース７３とカムロブ７５との一方に設けられた固定ピン７９を他方に形成された穴８０に挿入することにより、カムロブ７５がカムベース７３の外周面に対し突出する位置で固定される。このようにカムベース７３に対するカムロブ７５の位置を固定した状態（図１１）で、カムシャフト７２と一体的に可変形状カム７１が回転すると、カムロブ７５によるローラ８１（ロッカーアーム８２）の押圧を通じて機関バルブ８３の開閉駆動が行われる。
【０００６】
一方、上記固定ピン７９を上記穴８０から抜き出すと、カムベース７３の外周面に対しカムロブ７５が突出する位置での同カムロブ７５の固定が解除され、それによってカムベース７３の外周面に対しカムロブ７５が没入可能となる。このようにカムベース７３に対するカムロブ７５の位置の固定を解除した状態で、カムシャフト７２と一体的に可変形状カム７１が回転すると、カムロブ７５がローラ８１からの力を受けるとき、その力によって付勢部材７８の付勢力に抗してカムベース７３の外周面に対し没入する。その後、可変形状カム７１の回転が進んでカムロブ７５がローラ８１からの力を受けなくなると、カムロブ７５は付勢部材７８の付勢力によってカムベース７３の外周面に対し突出する。
【０００７】
従って、カムロブ７５をカムベース７３の外周面に対し突出する位置で同カムベース７３に固定したり、その固定を解除したりすることにより、機関バルブの最大リフト量が可変とされる。この例では、機関バルブの最大リフト量が「０」よりも大きい値と「０」との間で切り換えられるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１４−１０１７９４公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記可変形状カム７１では、ローラ８１からの力及び付勢部材７８からの付勢力を受けるカムロブ７５が可変形状カム７１の回転に伴ってカムベース７３の外周面に対し出没するとき、その外周面に対するカムロブ７５の没入量がカムロブ７５の没入時に徐々に大きくなる一方で突出時に徐々に小さくなる。カムベース７３の外周面に対するカムロブ７５の出没は、同カムロブ７５が支持ピン７４を中心に揺動することによって行われる。このため、可変形状カム７１の回転に伴うカムロブ７５の没入量の変化が、カムロブ７５の突出時と没入時とで異なるものとなる。
【００１０】
図１４は、可変形状カム７１が図１１の矢印方向に回転したとき、その可変形状カム７１の回転角の変化に対するカムロブ７５の没入量の変化の例を示したタイミングチャートである。
【００１１】
カムロブ７５がローラ８１からの力を受けて没入開始した後（タイミングＴ１以後）には、そのカムロブ７５とローラ８１との接点がカムロブ７５の突出方向の頂点に向けて変位しつつ、カムロブ７５が徐々に大きく没入してゆく。そして、上記接点がカムロブ７５の頂点に到達したとき（タイミングＴ２）にカムロブ７５の没入量が最大となる。その後、可変形状カム７１が更に回転すると、上記接点がカムロブ７５の頂点から離れつつ、カムロブ７５が付勢部材７８の付勢力によって徐々に突出する。このため、カムロブ７５の突出量が最大から「０」に向って減少してゆく。
【００１２】
図１４から分かるように、可変形状カム７１の回転に伴うカムロブ７５の没入量の減少（Ｔ２以後）は、そのカムロブ７５の没入量の増加（Ｔ１〜Ｔ２）と比較して、急速に行われるようになる。これは、カムロブ７５の突出時（Ｔ２以降）には、カムロブ７５の没入時（Ｔ１〜Ｔ２）よりも、カムロブ７５とローラ８１との接点が支持ピン７４から遠くなることが関係している。こうした接点と支持ピンとの位置関係から、カムロブ７５の没入時（Ｔ１〜Ｔ２）には可変形状カム７１の単位角度当たりの回転に伴うカムロブ７５の没入量の変化（増加）が小さくなる一方、カムロブ７５の突出時（Ｔ２以降）には可変形状カム７１の単位角度当たりの回転に伴うカムロブ７５の没入量の変化（減少）が大きくなる。このため、可変形状カム７１の回転に伴うカムロブ７５の没入量の減少は、そのカムロブ７５の没入量の増加と比較して、急速に行われる。
【００１３】
上記可変形状カム７１では、カムロブ７５の頂点がローラ８１に接してから同ローラ８１を通り越したとき、カムロブ７５のローラ８１に対する接触を維持するためには、カムロブ７５を付勢部材７８の付勢力によって速やかに突出させなければならない。しかし、付勢部材７８の付勢力を大きくすることには限界があるため、カムロブ７５のローラ８１に対する接触を維持できるほど、カムロブ７５を速やかに突出させることができない。このため、カムロブ７５の頂点がローラ８１に接してから同ローラ８１を通り越した後にカムロブ７５がローラ８１から離れてしまう。このようにカムロブ７５がローラ８１から離れた後、カムロブ７５が付勢部材７８の付勢力によって突出することにより、ストッパピン７６がスリット７７の一端に衝突すると、その際の打音が大きくなるという問題がある。
【００１４】
なお、このときのカムロブ７５の突出に伴う同カムロブ７５の没入量の減少は、図１４のタイミングＴ２以降の破線で示すように行われる。そして、カムロブ７５の突出後（没入開始後）、図中のタイミングＴ３でストッパピン７６がスリット７７の一端に衝突する。
【００１５】
本発明の目的は、カムベースの外周面に対するカムロブの突出時における騒音の発生を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する可変形状カムは、回転するカムベースと、カムベースに取り付けられて同カムベースの外周面に対し出没するカムロブと、カムロブをカムベースの外周面から突出する方向に付勢する付勢部材と、カムベースの外周面から突出する位置でのカムロブの同カムベースに対する固定、及び、その固定の解除を行うロック機構と、を備える。そして、カムベース及びカムロブには次のように溝及びピンが設けられる。すなわち、カムベースの回転軸と直交してカムロブの突出方向の頂点を通過する中心線を挟む両側のうちの第１の側におけるカムベースとカムロブとの一方にはカムロブの突出方向に延びる溝が形成されるとともに、もう一方には上記溝に挿入されるピンが設けられている。また、上記中心線を挟む両側のうちの第２の側におけるカムベースとカムロブとの一方にはカムロブの突出方向に延びる溝が形成されるとともに、もう一方には上記溝に挿入されるピンが設けられている。
【００１７】
この構成により、カムロブのカムベースに対する固定（位置の固定）が解除された状態で可変形状カム（カムベース）が回転するときには、可変形状カムの駆動対象からの力及び付勢部材の付勢力により、カムロブがカムベースの外周面に対し出没する。詳しくは、カムロブが駆動対象からの力を受けて付勢部材の付勢力に抗してカムベースの外周面に対し没入する行程（以下、没入行程という）と、カムロブが付勢部材からの付勢力によって駆動対象に押し付けられつつカムベースの外周面に対し突出する行程（以下、突出行程）とが、可変形状カムの回転に伴って繰り返される。
【００１８】
上述したカムロブの没入行程では、カムロブと駆動対象との接点がカムロブの突出方向の頂点に向かって変位してゆく。こうした没入行程の前期では、カムロブが上記接点で駆動対象からの力を受けるとき、その力の作用する方向が可変形状カムの回転方向とはほぼ逆の方向になるため、カムロブが上記力の作用によって可変形状カムの回転方向とは逆の方向に揺動する。このときのカムロブの揺動により、カムロブにおける駆動対象に近い方のピン及び溝に対応する部分では、同ピン回りでの回転動作が行われる。一方、カムロブにおける駆動対象から遠い方のピン及び溝に対応する部分では、その溝の延びる方向についてのピンの相対位置の変化を通じてカムベースの外周面に対する没入動作が行われる。そして、カムロブにおける駆動対象から遠い方のピン及び溝に対応する部分がカムベースの外周面に対し没入しきると、カムロブの没入行程の後期に移行する。
【００１９】
カムロブの没入行程の後期では、カムロブと駆動対象との接点がカムロブの頂点に近くなる。そして、カムロブが上記接点で駆動対象からの力を受けるとき、その力の作用する方向が付勢部材の付勢力に抗する方向に近くなる。このようにカムロブが上記接点で駆動対象からの力を受けると、カムロブにおける駆動対象に近い方のピン及び溝に対応する部分において、その溝の延びる方向についてのピンの相対位置の変化を通じてカムベースの外周面に対する没入動作が行われる。一方、カムロブにおける駆動対象から遠い方のピン及び溝に対応する部分では、その部分がカムベースの外周面に対し没入しきっていることからピン回りでの回転動作が行われる。
【００２０】
カムロブと駆動対象との接点がカムロブの突出方向の頂点を通り越すと、カムロブが付勢部材からの付勢力によって駆動対象に押し付けられつつ、カムベースの外周面に対し突出するようになり、カムロブの突出行程に移行する。このカムロブの突出行程では、カムロブと駆動対象との上記接点がカムロブの突出方向の頂点から離れる方向に変位してゆく。そして、こうした突出行程の前期では、駆動対象が付勢部材による付勢力をカムロブを介して上記接点で受けるとともに、その接点がカムロブの頂点から離れてゆく。このため、カムロブに付勢部材の付勢力が作用するとき、カムロブにおける駆動対象に近い方のピン及び溝に対応する部分は、その駆動対象によってカムベースの外周面に対し突出することが抑えられる。一方、カムロブにおける駆動対象から遠い方のピン及び溝に対応する部分は、駆動対象から近い方のピン及び溝に対応する部分よりも、カムベースの外周面に対し突出しやすい。これらのことから、カムロブが付勢部材の付勢力によって、可変形状カムの回転方向とは逆の方向に揺動する。このときのカムロブの揺動に伴い、カムロブにおける駆動対象に近い方のピン及び溝に対応する部分では、同ピン回りでの回転動作が行われる。一方、カムロブにおける駆動対象から遠い方のピン及び溝に対応する部分では、その溝の延びる方向についてのピンの相対位置の変化を通じてカムベースの外周面に対する突出動作が行われる。そして、カムロブにおける駆動対象から遠い方のピン及び溝に対応する部分がカムベースの外周面に対し突出しきると、カムロブの突出行程の後期に移行する。
【００２１】
カムロブの突出行程の後期では、カムロブと駆動対象との上記接点がカムロブの頂点から離れるほど、付勢部材の付勢力によりカムロブにおける駆動対象に近い方のピン及び溝に対応する部分が、その溝の延びる方向についてのピンの相対位置の変化を通じてカムベースの外周面に対し突出してゆく。一方、カムロブにおける駆動対象から遠い方のピン及び溝に対応する部分では、その部分がカムベースの外周面に対し突出しきっていることからピン回りでの回転動作が行われる。
【００２２】
上述したように、カムロブのカムベースの外周面に対する没入は、没入行程の前期では駆動対象に近い方のピン周りでのカムロブの揺動によって行われ、その後の没入行程の後期では駆動対象から遠い方のピン周りでのカムロブの揺動によって行われる。すなわち、カムロブのカムベースの外周面に対する没入を実現するためのカムロブの揺動の中心が、没入行程の前期から後期に移行する際に駆動対象に近いピンから遠いピンに切り替わる。一方、カムロブのカムベースの外周面に対する突出は、突出行程の前期では駆動対象に近い方のピン周りでのカムロブの揺動によって行われ、その後の突出行程の後期では駆動対象から遠い方のピン周りでのカムロブの揺動によって行われる。すなわち、カムロブのカムベースの外周面に対する突出を実現するためのカムロブの揺動の中心が、突出行程の前期から後期に移行する際に駆動対象に近いピンから遠いピンに切り替わる。
【００２３】
ここで、突出行程でカムロブがカムベースの外周面に対し突出する際、カムロブと駆動対象との接点からカムロブの揺動の中心までが遠いほど、カムロブと駆動対象との接触を維持するためには、カムロブを速やかに突出させなければならない。言い換えれば、可変形状カムが単位角度回転する際のカムロブのカムベースの外周面に対する突出量（同外周面に対するカムロブの没入量の減少量）が大きくなければならない。このことを実現するためには付勢部材の付勢力を大きくすることが考えられるが、付勢部材の付勢力を大きくするにしてもそれには限界がある。仮に、付勢部材の付勢力によっては、カムロブの駆動対象に対する接触を維持できるほど、可変形状カムが単位角度回転する際のカムベースの外周面に対するカムロブの没入量の減少を大きくすることができないとすると、次のような問題が生じる。すなわち、カムロブの突出行程で駆動対象からカムロブが離れてしまい、その後に付勢部材の付勢力によりカムロブが突出するとき、ピンと溝の延びる方向の一端とが衝突し、その際の打音が大きくなる。
【００２４】
この問題の対策として、次の（Ａ）及び（Ｂ）が行われる。（Ａ）没入行程を短くすることによって突出行程として用いることができる期間を長くする。（Ｂ）突出行程でカムロブと駆動対象との接触を維持できるカムロブの突出態様を緩やかなものにする。そして、上記（Ａ）は、上述したカムロブの没入行程での動きによって実現される。また、上記（Ｂ）は、上記（Ａ）の実現に加え、上述したカムロブの突出行程での動きによって実現される。
【００２５】
上記（Ａ）を実現するため、カムロブの没入行程でカムベースの外周面に対するカムロブの没入量が増加する際、没入行程の前期には駆動対象から近い方のピンがカムロブの揺動の中心となる一方、没入行程の後期には駆動対象から遠い方のピンがカムロブの揺動の中心となる。このように没入行程でカムロブの揺動の中心が切り替えられることにより、没入行程全体に亘ってカムロブと駆動対象との接点がカムロブの揺動の中心に近い状態のままになることがない。
【００２６】
仮に、没入行程全体に亘ってカムロブと駆動対象との接点がカムロブの揺動の中心に近い状態のままであれば、可変形状カムが単位角度回転する際のカムベースの外周面に対するカムロブの没入量の増加が小さくなることから、没入行程が長くなることは避けられない。しかし、没入行程で上述したようにカムロブの揺動の中心が切り替えられると、没入行程全体としては可変形状カムが単位角度回転する際のカムベースの外周面に対するカムロブの没入量の増加が大きくなる。その結果、カムロブの没入が速やかに行われて没入行程が短い期間ですむようになる。
【００２７】
更に、上記（Ｂ）を実現するため、カムロブの突出行程では、カムベースの外周面に対するカムロブの没入量が減少する際、突出行程の前期には駆動対象から近い方のピンがカムロブの揺動の中心となる一方、突出行程の後期には駆動対象から遠い方のピンがカムロブの揺動の中心となる。このように突出行程でカムロブの揺動の中心が切り替えられることにより、突出行程全体に亘ってカムロブと駆動対象との接点がカムロブの揺動の中心から遠い状態のままになることがない。
【００２８】
仮に、没入行程全体に亘ってカムロブと駆動対象との接点がカムロブの揺動の中心から近い状態のままであり、且つ、突出行程全体に亘ってカムロブと駆動対象との接点がカムロブの揺動の中心から遠い状態のままであれば、次のような状況が生じることは避けられない。すなわち、突出行程が短くなるとともに、その短い突出行程の期間内でカムベースの外周面に対するカムロブの没入量を「０」まで減少させるため、可変形状カムが単位角度回転する際のカムベースの外周面に対するカムロブの没入量の減少を大きくする必要がある。この場合、カムロブと駆動対象との接触を維持しつつ、上記没入量の「０」への減少を実現するためにはカムロブを速やかに突出させなければならない。
【００２９】
しかし、上記（Ａ）を実現させることにより、突出行程に用いることができる期間を長くしつつ、その突出行程で上述したようにカムロブの揺動の中心が切り替えられることにより、突出行程でカムロブと駆動対象との接触を維持するためにカムロブが速やかに突出しなくてもよくなる。言い換えれば、突出行程において、カムロブと駆動対象との接触を維持できるカムロブの突出態様を緩やかなものにすることができる。
【００３０】
このように上記（Ａ）及び上記（Ｂ）を実現させることにより、突出行程において、カムロブと駆動対象との接触を維持できるカムロブの突出態様を緩やかなものにすれば、突出行程での上記接触の維持を付勢部材の付勢力によって実現することができる。従って、突出行程において、カムロブの突出行程で駆動対象からカムロブが離れてしまうことを抑制できる。更に、駆動対象からカムロブが離れた後、付勢部材の付勢力によりカムロブが突出してピンと溝の延びる方向の一端とが衝突するということも抑制でき、騒音の発生を抑制することができる。
【００３１】
なお、可変形状カムは、次のような構成を採用することも可能である。すなわち、上記溝をカムベースに形成する。一方、上記ピンをカムロブに設け、そのピンが上記溝を通ってカムベースを貫通するようにする。更に、付勢部材をカムベースに内蔵する。そして、この付勢部材の付勢力をカムロブに設けられた上記ピンに対し作用させる。この構成によれば、付勢部材をカムベースに内蔵することにより、可変形状カムをコンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】可変形状カム全体を示す正面図。
【図２】図１の可変形状カムを矢印IIーII方向から見た断面図。
【図３】図１の可変形状カムを矢印IIIーIII方向から見た断面図。
【図４】没入行程でのカムロブの動きを示す略図。
【図５】没入行程でのカムロブの動きを示す略図。
【図６】没入行程でのカムロブの動きを示す略図。
【図７】突出行程でのカムロブの動きを示す略図。
【図８】突出行程でのカムロブの動きを示す略図。
【図９】突出行程でのカムロブの動きを示す略図。
【図１０】可変形状カムの回転時における上記カムロブのカムベースの外周面に対する没入量の変化を示すタイミングチャート。
【図１１】従来の可変形状カムのカムロブが突出した状態を示す略図。
【図１２】上記カムロブが没入した状態を示す略図。
【図１３】上記可変形状カムにおける付勢部材の取付態様を示す斜視図。
【図１４】可変形状カムの回転時における上記カムロブのカムベースの外周面に対する没入量の変化を示すタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、可変形状カムの一実施形態について、図１〜図１０を参照して説明する。
図１に示す可変形状カム１は、内燃機関の機関バルブ（例えば吸気バルブ）を開閉させるための動弁機構に設けられている。可変形状カム１は、内燃機関のカムシャフト２と一体回転することにより、吸気バルブのステムエンドに当接したロッカーアームのローラ７（駆動対象）を押圧し、その押圧を通じて吸気バルブを開閉駆動する。なお、この例の内燃機関では、一つの気筒につき二つの吸気バルブが設けられており、それら吸気バルブを一つの可変形状カム１で開閉させる動弁機構が採用されている。
【００３４】
可変形状カム１は、カムシャフト２と同一の軸線Ｌ１上で延びる円筒状のカムベース３を備えている。このカムベース３はカムシャフト２に固定されている。そして、カムシャフト２がその軸線Ｌ１を中心に回転すると、それに伴ってカムベース３も回転する。カムベース３は、その軸線Ｌ１の延びる方向（図中の左右方向）の中央部に位置する第１ピース５と、同第１ピース５の軸線Ｌ１の延びる方向の両側にそれぞれ位置する二つの第２ピース６と、上記軸線Ｌ１上に延びて第２ピース６と第１ピース５とを繋ぐインナーシャフト１６と、を備えている。
【００３５】
第１ピース５と第２ピース６との間には、上記軸線Ｌ１と直交する方向（図中の上下方向）に変位してカムベース３の外周面に対し出没するカムロブ８が設けられている。カムロブ８は、図中の上方に移動することによってカムベース３の外周面に対し突出する一方、図中の下方に移動することによって上記外周面に対し没入する。カムロブ８と第１ピース５（カムベース３）との一方にはカムロブ８の突出方向に沿って延びる溝９が形成されており、もう一方には上記溝９に挿入されるピン１０が設けられている。この例では、第１ピース５に上記溝９が形成されており、且つ、カムロブ８に上記ピン１０が設けられている。
【００３６】
第１ピース５における上記軸線Ｌ１の延びる方向の中央部には、外周面から上記軸線Ｌ１側にへこむ収容部１１が形成されている。この収容部１１内には、カムロブ８を突出方向（図中の上方）に付勢するための付勢部材１２が設けられている。なお、付勢部材１２として、この例では捩りばねが用いられている。第１ピース５における収容部１１の上記軸線Ｌ１の延びる方向の両側の部分には上記溝９が形成されている。また、カムロブ８に設けられた上記ピン１０は、同カムロブ８から上記軸線Ｌ１の延びる方向と同方向に延びることにより、上記溝９を通って第１ピース５における収容部１１に対応する部分を貫通している。このピン１０の延びる方向の先端部は、第１ピース５の収容部１１内に設けられた上記付勢部材１２の付勢力を受ける。カムロブ８は付勢部材１２の付勢力によりカムベース３の外周面に対し突出するが、そのときにはピン１０と溝９の延びる方向の一端（図中上端）とが接触することにより、上記外周面に対するカムロブ８の突出が最大となった状態で止まる。
【００３７】
第１ピース５における収容部１１よりも図中の上側には、カムベース３の外周面に対しカムロブ８が最大に突出した位置での同カムロブ８のカムベース３に対する固定、及び、その固定の解除を行うロック機構１３が設けられている。ロック機構１３は、油圧及びばねの力により、第１ピース５と第２ピース６との間の空間に向けて上記軸線Ｌ１の延びる方向に突出したり、それとは逆に第１ピース５側に没入したりする固定ピン１４を備えている。一方、カムロブ８には、カムベース３の外周面に対しカムロブ８が最大に突出したとき、上記固定ピン１４に対応して位置するよう穴１５が形成されている。従って、カムロブ８が最大に突出した状態のもとで、ロック機構１３の固定ピン１４を突出させると、その固定ピン１４がカムロブ８の穴１５に挿入されることにより、最大に突出しているカムロブ８がその位置でカムベース３に対し固定される。一方、その位置でのカムロブ８のカムベース３に対する固定は、上述したように穴１５に挿入された固定ピン１４を同穴１５から抜き出すことによって解除される。
【００３８】
カムベース３に対するカムロブ８の位置をロック機構１３によって固定した状態で、カムシャフト２と一体的に可変形状カム１が回転すると、カムロブ８によるローラ７の押圧を通じて吸気バルブの開閉駆動が行われる。すなわち、可変形状カム１の回転に伴ってカムロブ８がローラ７を押圧することにより、吸気バルブがバルブスプリングのばね力に抗して開弁する。その後、可変形状カム１の回転が進んでカムロブ８の頂点がローラ７を通り過ぎると、カムロブ８がローラ７を押圧しなくなることから、バルブスプリングのばね力により吸気バルブが閉弁する。また、カムベース３に対するカムロブ８の位置の固定を解除した状態で、カムシャフト２と一体的に可変形状カム１が回転すると、カムロブ８がローラ７からの力を受けてカムベース３の外周面に対し没入したり、付勢部材１２の付勢力によって上記外周面から突出したりする。こうしたカムロブ８の没入により、カムロブ８の頂点がカムベース３の外周面に到達するようになる。従って、このときの吸気バルブの最大リフト量は「０」となる。
【００３９】
次に、可変形状カム１のカムベース３及びカムロブ８における溝９及びピン１０の詳細について説明する。
図２及び図３はそれぞれ、図１の可変形状カム１を矢印IIーII方向から見た断面図、及び、図１の可変形状カム１を矢印IIIーIII方向から見た断面図である。
【００４０】
図２に示すように、第１ピース５において、カムベース３の回転軸（軸線Ｌ１）と直交してカムロブ８の突出方向の頂点ＰＫを通過する中心線Ｌ２を挟む両側にはそれぞれ、上記溝９がカムロブ８の突出方向に延びるように、すなわち図中の上下方向に延びるように形成されている。これら溝９は、第１ピース５における収容部１１に対応する部分を厚さ方向（図２の紙面と直交する方向）に貫通するようにも形成されている。上記溝９の延びる方向であるカムロブ８の突出方向とは、カムベース３の上記軸線Ｌ１からカムロブ８の上記頂点ＰＫに向かう方向のことである。この方向を図２に矢印Ｙで示す。
【００４１】
一方、カムロブ８は、図中の上方に突出する山状に形成されている。また、カムロブ８に図中の下方から上方にへこむ内周面１７を形成することにより、カムロブ８における中心線Ｌ２を挟む両側の部分にはインナーシャフト１６を挟むように足部８ａ，８ｂが形成されている。そして、カムロブ８の足部８ａ，８ｂにそれぞれ上記ピン１０が設けられている。足部８ａのピン１０は第１ピース５における図２の左側（図３では右側）の溝９に遊びをもった状態で挿入されており、足部８ｂのピン１０は第１ピース５における図２の右側（図３では左側）の溝９に同じく遊びをもった状態で挿入されている。
【００４２】
ちなみに、図２において、カムロブ８の破線で示す位置は、カムベース３の外周面に対し没入しきった位置（没入量が最大となる位置）を表している。このときにはカムロブ８の足部８ａ，８ｂの間であって内周面１７の内側にカムベース３のインナーシャフト１６が位置する。このカムロブ８には足部８ａ，８ｂのピン１０を介して付勢部材１２の付勢力が突出方向（図中の上方）に作用する。そして、その付勢部材１２の付勢力により、カムロブ８はカムベース３の外周面から突出する。なお、図２におけるカムロブ８の二点鎖線で示す位置は、カムロブ８がカムベース３の外周面に対し突出しきったときの位置、すなわち上記外周面に対するカムロブ８の没入量が「０」となる位置を表している。図３に示すように、カムロブ８がカムベース３の外周面に対し突出しきったときの位置は、ピン１０が溝９におけるその延びる方向の一端（図中上端）に接触することによって定められる。
【００４３】
次に、カムベース３に対するカムロブ８の位置のロック機構１３による固定を解除した状態で、可変形状カム１をカムシャフト２と共に回転させたときにおけるカムロブ８の動きについて説明する。
【００４４】
このときには、カムロブ８が受けるローラ７からの力及び付勢部材１２からの付勢力により、同カムロブ８がカムベース３の外周面に対し出没する。詳しくは、カムロブ８がローラ７からの力を受けて付勢部材１２の付勢力に抗してカムベース３の外周面に対し没入する行程（以下、没入行程という）と、カムロブ８が付勢部材１２からの付勢力によってローラ７に押し付けられつつカムベース３の外周面に対し突出する行程（以下、突出行程）とが、可変形状カム１の回転に伴って繰り返される。
【００４５】
図４〜図６は、没入行程でのカムロブ８の動きを示している。なお、図４〜図６では、没入行程でのカムロブ８の没入方向への動きを分かりやすくするため、可変形状カム１の回転時におけるカムロブ８とローラ７との相対位置の変化を、その回転方向についてのカムロブ８の位置を固定しつつ、ローラ７の上記回転方向についての変位によって表している。
【００４６】
没入行程では、図４、図５、図６の順で示すように、カムロブ８とローラ７との接点がカムロブ８の突出方向の頂点ＰＫに向かって変位してゆく。図５に示すように、こうした没入行程の前期では、カムロブ８が上記接点でローラ７からの力を受けるとき、その力の作用する方向が可変形状カム１の回転方向とはほぼ逆の方向になる。このため、カムロブ８が上記力の作用によって可変形状カム１の回転方向とは逆の方向（図中の矢印方向）に揺動する。このときのカムロブ８の揺動により、カムロブ８におけるローラ７に近い方のピン１０及び溝９に対応する部分である足部８ａでは、同ピン１０回りでの回転動作が行われる。一方、カムロブ８におけるローラ７から遠い方のピン１０及び溝９に対応する部分である足部８ｂは、その溝９の延びる方向についてのピン１０の相対位置の変化（図中下方への変位）を通じてカムベース３の外周面に対する没入動作が行われる。そして、カムロブ８における足部８ｂがカムベース３の外周面に対し没入しきると、カムロブ８の没入行程の後期に移行する。
【００４７】
図６に示すように、こうした没入行程の後期では、カムロブ８とローラ７との接点がカムロブ８の頂点ＰＫに近くなる。そして、カムロブ８が上記接点でローラ７からの力を受けるとき、その力の作用する方向が付勢部材１２の付勢力に抗する方向に近くなる。このようにカムロブ８が上記接点でローラ７からの力を受けると、カムロブ８におけるローラ７に近い方のピン１０及び溝９に対応する部分である足部８ａにおいて、その溝９の延びる方向についてのピン１０の相対位置の変化（図中下方への変位）を通じてカムベース３の外周面に対する没入動作が行われる。一方、カムロブ８におけるローラ７から遠い方のピン１０及び溝９に対応する部分である足部８ｂでは、その足部８ｂがカムベース３の外周面に対し没入しきっていることからピン１０回りでの回転動作が行われる。
【００４８】
カムロブ８とローラ７との接点がカムロブ８の突出方向の頂点ＰＫを通り越すと、カムロブ８が付勢部材１２からの付勢力によってローラ７に押し付けられつつ、カムベース３の外周面に対し突出するようになり、カムロブ８の突出行程に移行する。
【００４９】
図７〜図９は、突出行程でのカムロブ８の動きを示している。なお、図７〜図９でも、突出行程でのカムロブ８の突出方向への動きを分かりやすくするため、可変形状カム１の回転時におけるカムロブ８とローラ７との相対位置の変化を、その回転方向についてのカムロブ８の位置を固定しつつ、ローラ７の上記回転方向についての変位によって表している。
【００５０】
突出行程では、図７、図８、図９の順で示すように、カムロブ８とローラ７との接点がカムロブ８の突出方向の頂点ＰＫから離れる方向に変位してゆく。そして、図８に示すように、こうした突出行程の前期では、ローラ７が付勢部材１２による付勢力をカムロブ８を介して上記接点で受けるとともに、その接点がカムロブ８の頂点ＰＫから離れてゆく。このため、カムロブ８に付勢部材１２の付勢力が作用するとき、カムロブ８におけるローラ７に近い方のピン１０及び溝９に対応する部分である足部８ｂは、そのローラ７によってカムベース３の外周面に対し突出することが抑えられる。一方、カムロブ８におけるローラ７から遠い方のピン１０及び溝９に対応する部分である足部８ａは、ローラ７から近い方のピン１０及び溝９に対応する部分である足部８ｂよりも、カムベース３の外周面に対し突出しやすい。これらのことから、カムロブ８が付勢部材１２の付勢力によって、可変形状カム１の回転方向とは逆の方向（図中の矢印方向）に揺動する。このときのカムロブ８の揺動に伴い、カムロブ８におけるローラ７に近い方のピン１０及び溝９に対応する部分である足部８ｂでは、同ピン１０回りでの回転動作が行われる。一方、カムロブ８におけるローラ７から遠い方のピン１０及び溝９に対応する部分である足部８ａは、その溝９の延びる方向についてのピン１０の相対位置の変化（図中上方への変位）を通じてカムベース３の外周面に対する突出動作が行われる。そして、カムロブ８における足部８ａがカムベース３の外周面に対し突出しきると、カムロブ８の突出行程の後期に移行する。
【００５１】
図９に示すように、こうした突出行程の後期では、カムロブ８とローラ７との上記接点がカムロブ８の頂点ＰＫから離れるほど、付勢部材１２の付勢力によりカムロブ８におけるローラ７に近い方のピン１０及び溝９に対応する部分である足部８ｂが、カムベース３の外周面に対し突出してゆく。この足部８ｂの突出は、同足部８ｂに対応する溝９の延びる方向についてのピン１０の相対位置の変化（図中上方への変位）を通じて行われる。一方、カムロブ８におけるローラ７から遠い方のピン１０及び溝９に対応する部分である足部８ａでは、その足部８ａがカムベース３の外周面に対し突出しきっていることからピン１０回りでの回転動作が行われる。
【００５２】
上述したように、カムロブ８のカムベース３の外周面に対する没入（図４〜図６）は、没入行程の前期ではローラ７に近い方のピン１０周りでのカムロブ８の揺動によって行われ、その後の没入行程の後期ではローラ７から遠い方のピン１０周りでのカムロブ８の揺動によって行われる。すなわち、カムロブ８のカムベース３の外周面に対する没入を実現するためのカムロブ８の揺動の中心が、没入行程の前期から後期に移行する際にローラ７に近いピン１０から遠いピン１０に切り替わる。一方、カムロブ８のカムベース３の外周面に対する突出（図７〜図９）は、突出行程の前期ではローラ７に近い方のピン１０周りでのカムロブ８の揺動によって行われ、その後の突出行程の後期ではローラ７から遠い方のピン１０周りでのカムロブ８の揺動によって行われる。すなわち、カムロブ８のカムベース３の外周面に対する突出を実現するためのカムロブ８の揺動の中心が、突出行程の前期から後期に移行する際にローラ７に近いピン１０から遠いピン１０に切り替わる。
【００５３】
可変形状カム１では、カムロブ８の足部８ａ，８ｂにそれぞれ対応する溝９とピン１０との間における同溝９の幅方向についてのクリアランスの大きさが、没入行程及び突出行程でのカムロブ８の動きに大きな影響を及ぼす。このため、没入行程及び突出行程でカムロブ８の動きが的確に図４〜図９に示したような動きとなるよう、上記クリアランスの大きさが溝９の内壁の形状及びピン１０の外径の設定を通じて調整されている。また、没入行程及び突出行程でのカムロブ８の動きは内周面１７の形状からも影響を受けるため、その動きを図４〜図９に示した動きとするために上記内周面１７の形状も調整されている。
【００５４】
次に、可変形状カム１の作用について説明する。
突出行程でカムロブ８がカムベース３の外周面に対し突出する際、仮に突出行程全体に亘ってカムロブ８とローラ７との接点からカムロブ８の揺動の中心までが遠いとすると、カムロブ８とローラ７との接触を維持するためには、カムロブ８を速やかに突出させなければならない。言い換えれば、可変形状カム１が単位角度回転する際のカムロブ８のカムベース３の外周面に対する突出量（同外周面に対するカムロブ８の没入量の減少量）が大きくなければならない。このことを実現するためには付勢部材１２の付勢力を大きくすることが考えられるが、付勢部材１２の付勢力を大きくするにしてもそれには限界がある。このため、付勢部材１２の付勢力によっては、カムロブ８のローラ７に対する接触を維持できるほど、可変形状カム１が単位角度回転する際のカムベース３の外周面に対するカムロブ８の没入量の減少を大きくすることができない場合、次のような問題が生じる。すなわち、突出行程でローラ７からカムロブ８が離れてしまい、その後に付勢部材１２の付勢力によりカムロブ８が突出するとき、ピン１０と溝９の延びる方向の一端とが衝突し、その際の打音が大きくなる。
【００５５】
この問題の対策として、次の（Ａ）及び（Ｂ）が行われる。（Ａ）可変形状カム１の一回転中において没入行程を短くすることにより、その一回転中に突出行程として用いることができる期間を長くする。（Ｂ）突出行程でカムロブ８とローラ７との接触を維持できるカムロブ８の突出態様を緩やかなものにする。そして、上記（Ａ）は、カムロブ８の没入行程での動き（図４〜図６等）によって実現される。また、上記（Ｂ）は、上記（Ａ）の実現とカムロブ８の突出行程での動き（図７〜図９等）とによって実現される。
【００５６】
図１０は、可変形状カム１が回転したとき、その可変形状カム１の回転角の変化に対するカムロブ８の没入量の変化を示したタイミングチャートである。なお、図１０において、実線は本実施形態におけるカムロブ８の没入量の変化を示しており、破線は［背景技術］の欄に記載したカムロブの没入量の変化（図１４）を示している。
【００５７】
上記（Ａ）を実現するため、カムロブ８の没入行程でカムベース３の外周面に対するカムロブ８の没入量が増加する際、同没入量を増加させるためのカムロブ８の揺動が次のように行われる。すなわち、没入行程の前期にはローラ７から近い方のピン１０である足部８ａのピン１０を中心にカムロブ８が揺動する一方、没入行程の後期にはローラ７から遠い方のピン１０である足部８ｂのピン１０を中心にカムロブ８が揺動する。このように没入行程でカムロブ８の揺動の中心が切り替えられることにより、没入行程全体に亘ってカムロブ８とローラ７との接点がカムロブ８の揺動の中心に近い状態のままになることがない。
【００５８】
仮に、没入行程全体に亘ってカムロブ８とローラ７との接点がカムロブ８の揺動の中心に近い状態のままであれば、没入行程でのカムロブ８の没入量の変化が図１０に破線で示される態様で行われるため、没入行程が図１０のタイミングＴ１〜Ｔ２という長い期間に亘ることになる。しかし、没入行程で上述したようにカムロブ８の揺動の中心が切り替えられると、没入行程全体としては可変形状カム１が単位角度回転する際のカムベース３の外周面に対するカムロブ８の没入量の増加が大きくなる。その結果、カムロブ８の没入が速やかに行われるため、没入行程が図１０のタイミングＴ１〜Ｔ２ａという短い期間ですむようになる。
【００５９】
更に、上記（Ｂ）を実現するため、カムロブ８の突出行程では、カムベース３の外周面に対するカムロブ８の没入量が減少する際、同没入量を減少させるためのカムロブ８の揺動が次のように行われる。すなわち、突出行程の前期にはローラ７から近い方のピン１０である足部８ｂのピン１０を中心にカムロブ８が揺動する一方、突出行程の後期にはローラ７から遠い方のピン１０である足部８ａのピン１０を中心にカムロブ８が揺動する。このように突出行程でカムロブ８の揺動の中心が切り替えられることにより、突出行程全体に亘ってカムロブ８とローラ７との接点がカムロブ８の揺動の中心から遠い状態のままになることがない。
【００６０】
仮に、突出行程全体に亘ってカムロブ８とローラ７との接点がカムロブ８の揺動の中心から遠い状態のままであれば、突出行程でのカムロブ８の没入量の変化が図１０に破線で示されるように行われるため、タイミングＴ２〜Ｔ３の期間で示すように突出行程が短くなり、その短い期間での突出行程で上記没入量を「０」まで減少させる必要がある。この場合、カムロブ８とローラ７との接触を維持しつつ、上記没入量の「０」への減少を実現するためにはカムロブ８を速やかに突出させなければならない。
【００６１】
しかし、上記（Ａ）を実現させることにより、突出行程に用いることができる期間を図１０のタイミングＴ２ａ〜Ｔ３のように長くしつつ、その突出行程で上述したようにカムロブ８の揺動の中心が切り替えられることにより、突出行程でカムロブ８とローラ７との接触を維持するためにカムロブ８を速やかに突出させなくてもよくなる。言い換えれば、突出行程において、カムロブ８とローラ７との接触を維持できるカムロブ８の突出態様を、図１０のタイミングＴ２ａ〜Ｔ３の期間中の実線で示すように緩やかなものにすることができる。
【００６２】
このように上記（Ａ）及び上記（Ｂ）を実現させることにより、突出行程においてカムロブ８とローラ７との接触を維持できるカムロブ８の突出態様を緩やかなものにすれば、突出行程での上記接触の維持を付勢部材１２の付勢力によって実現することができる。従って、突出行程において、カムロブ８の突出行程でローラ７からカムロブ８が離れてしまうことを抑制できる。更に、ローラ７からカムロブ８が離れた後、付勢部材１２の付勢力によりカムロブ８が突出してピン１０と溝９の延びる方向の一端とが衝突するということも抑制でき、騒音の発生を抑制することができる。
【００６３】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）カムベース３に対するカムロブ８の位置のロック機構１３による固定を解除した状態で可変形状カム１を回転させてカムロブ８をカムベース３の外周面に対し出没させる際、その外周面に対するカムロブ８の突出時における騒音の発生を抑制することができる。
【００６４】
（２）可変形状カム１では、カムベース３の第１ピース５に溝９を形成する一方、ピン１０をカムロブ８から突出するように設ける。そして、突出するピン１０が上記溝９を通って第１ピース５における収容部１１に対応する部分を貫通し、ピン１０の先端が収容部１１内に位置するようにしている。更に、収容部１１内に設けられた付勢部材１２の付勢力を上記ピン１０の先端に作用させる。こうした可変形状カム１の構成によれば、付勢部材１２をカムベース３に内蔵することにより、可変形状カム１をコンパクトにすることができる。
【００６５】
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・付勢部材１２は、必ずしもカムベース３に内蔵されている必要はなく、カムベース３に対し外付けされるものであってもよい。
【００６６】
・付勢部材１２の付勢力はピン１０を介してカムロブ８に作用させるのではなく、カムロブ８に対して直接的に作用させるようにしてもよい。この場合、ピン１０が軸線Ｌ１の延びる方向に溝９を貫通する必要はないことから、溝９にはピン１０の先端と対向する底が形成されていてもよい。
【００６７】
・カムベース３に対するカムロブ８の位置のロック機構１３による固定を解除したとき、カムロブ８のカムベース３の外周面に対する没入量が最大であるとき、必ずしもカムロブ８の頂点ＰＫがカムベース３の外周面に達する必要はない。この場合、カムロブ８のカムベース３の外周面に対する没入量が最大となったとき、吸気バルブの最大リフト量が「０」よりも大きくなる。
【００６８】
・溝９とピン１０との位置関係を逆にしてもよい。すなわち、溝９をカムロブ８に形成し、且つ、ピン１０をカムベース３に設けるようにしてもよい。
・上記実施形態では、中心線Ｌ２を挟む両側のうちの一方側（第１の側）における溝９及びピン１０と、中心線Ｌ２を挟む両側のうちのもう一方側（第２の側）の溝９及びピン１０とで、溝９とピン１０との位置関係を同じにしたが、こうしたことは必須ではない。すなわち、上記第１の側と上記第２の側とで、溝９とピン１０との位置関係が逆になっていてもよい。
【００６９】
・可変形状カム１が適用される内燃機関は、必ずしも一つの気筒につき二つの吸気バルブが設けられている必要はない。この場合、可変形状カム１のカムロブ８の数が吸気バルブの数に対応して調整される。
【００７０】
・可変形状カム１によって開閉駆動される機関バルブとして吸気バルブを例示したが、排気バルブを可変形状カム１で開閉駆動するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１…可変形状カム、２…カムシャフト、３…カムベース、５…第１ピース、６…第２ピース、７…ローラ、８…カムロブ、８ａ…足部、８ｂ…足部、９…溝、１０…ピン、１１…収容部、１２…付勢部材、１３…ロック機構、１４…固定ピン、１５…穴、１６…インナーシャフト、１７…内周面。
【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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