(57)【要約】【課題】油圧回路構造の複雑化を抑えつつ、カムロブ切換動作の応答性を高めることのできるカムロブ切換機構を提供する。【解決手段】カムロブ切換機構１１のＡ端側からＢ端側に向かって、第１カムベース部材１２、高速カムロブ部材１５、低速カムロブ部材１４、第２カムベース部材１３の順に並んで配列された各カム部材に、第１ロックピンＲ１を収容するピン孔Ｈ１、第２ロックピンＲ２を収容するピン孔Ｈ２、第３ロックピンＲ３及び第４ロックピンＲ４を収容するピン孔Ｈ３、第５ロックピンＲ５を収容するピン孔Ｈ４をそれぞれ設け、ピン孔Ｈ１における第１ロックピンＲ１よりもＡ端側の部分に油圧を供給する第１油路１８、ピン孔Ｈ３における第３ロックピンＲ３と第４ロックピンＲ４との間の部分に油圧を供給する第２油路１９、ピン孔Ｈ４における第５ロックピンＲ５よりもＢ端側の部分に油圧を供給する第３油路２０を設けるようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カムベース円を構成する外周面をそれぞれ有した第１カムベース部材及び第２カムベース部材と、カム山の高さがより低い低速カムプロフィール面を構成する外周面を有した低速カムロブ部材と、カム山の高さがより高い高速カムプロフィール面を構成する外周面を有した高速カムロブ部材との４つのカム部材を備えるとともに、前記第１カムベース部材及び第２カムベース部材がそれぞれ、それらの外周面により構成されるカムベース円の中心がカムシャフトの中心軸上に位置した状態で同カムシャフトに固定され、前記低速カムロブ部材及び前記高速カムロブ部材がそれぞれ、前記第１カムベース部材及び前記第２カムベース部材の外周面に対する前記カム山の突出量を変更可能に前記カムシャフトに設けられるとともに、前記低速カムロブ部材及び前記高速カムロブ部材を前記突出量が増大する方向にそれぞれ付勢するリターンスプリングを備えたカムロブ切換機構において、
前記カムシャフトにおける前記４つのカム部材の配列の一方の端をＡ端とし、もう一方の端をＢ端とするとともに、前記４つのカム部材をＡ端からＢ端に向って順に、第１カム部材、第２カム部材、第３カム部材、第４カム部材としたとき、
前記４つのカム部材の内部には、前記低速カムロブ部材及び前記高速カムロブ部材が双方共に、前記突出量が最大となる最大突出位置に位置したときに、ひと繋がりとなるピン孔がそれぞれ形成され、
且つ、前記第１カム部材のピン孔に収容される第１ロックピン、前記第２カム部材のピン孔に収容される第２ロックピン、前記第３カム部材のピン孔に収容されてピン長さの合計が同第３カム部材のピン孔の長さ以下とされた第３ロックピン及び第４ロックピン、並びに前記第４カム部材のピン孔に収容される第５ロックピン、の５つのロックピンを備えるとともに、
前記第１カム部材のピン孔における前記第１ロックピンよりもＡ端側の部分に油圧を供給する第１油路、前記第３カム部材のピン孔における前記第３ロックピンと前記第４ロックピンとの間の部分に油圧を供給する第２油路、及び前記第４カム部材のピン孔における前記第５ロックピンよりもＢ端側の部分に油圧を供給する第３油路、の３つの油路を備える、
ことを特徴とするカムロブ切換機構。
【請求項２】
前記第１カム部材が前記第１カムベース部材とされ、前記第２カム部材が前記高速カムロブ部材とされ、前記第３カム部材が前記低速カムロブ部材とされ、前記第４カム部材が前記第２カムベース部材とされるとともに、前記第１ロックピンをＢ端側に付勢する第１スプリングと、前記第３ロックピンと前記第４ロックピンとの間に介設された第２スプリングとが設けられた、
請求項１に記載のカムロブ切換機構。
【請求項３】
前記第１カム部材が前記第１カムベース部材とされ、前記第２カム部材が前記高速カムロブ部材とされ、前記第３カム部材が前記第２カムベース部材とされ、前記第４カム部材が前記低速カムロブ部材とされるとともに、前記第１ロックピンをＢ端側に付勢する第１スプリングと、前記第３ロックピンと前記第４ロックピンとの間に介設された第２スプリングとが設けられた、
請求項１に記載のカムロブ切換機構。
【請求項４】
前記第１カム部材が前記第１カムベース部材とされ、前記第２カム部材が前記低速カムロブ部材とされ、前記第３カム部材が前記第２カムベース部材とされ、前記第４カム部材が前記高速カムロブ部材とされるとともに、前記第１ロックピンをＢ端側に付勢する第１スプリングと、前記第３ロックピンと前記第４ロックピンとの間に介設された第２スプリングとが設けられた、
請求項１に記載のカムロブ切換機構。
【請求項５】
前記第１カム部材が前記第１カムベース部材とされ、前記第２カム部材が前記低速カムロブ部材とされ、前記第３カム部材が前記高速カムロブ部材とされ、前記第４カム部材が前記第２カムベース部材とされるとともに、前記第１ロックピンをＢ端側に付勢する第１スプリングと、前記第５ロックピンをＡ端側に付勢する第２スプリングとが設けられた、
請求項１に記載のカムロブ切換機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸排気バルブを開閉駆動するカムロブを３段階に切り換えるカムロブ切換機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載のカムロブ切換機構が知られている。同文献に記載のカムロブ機構は、カムベース部材とカムロブ部材との２種のカム部材を備えている。外周面がカムベース円を構成するカムベース部材は、カムシャフトに固定され、外周面がカム山を有したカムプロフィール面を構成するカムロブ部材は、カムベース部材に回動可能に取り付けられている。そして、ロックピンによりカムベース部材とカムロブ部材とを係合することで、カムロブ部材の外周面のカム山部分により吸排気バルブを開閉駆動するとともに、油圧によりロックピンを離脱させてカムベース部材とカムロブ部材との係合を解除することで、吸排気バルブを閉弁保持するようにしている。すなわち、カムベース部材とカムロブ部材との係合とその解除により、吸気バルブを駆動するカムロブを、カムベース円を構成するカムベース部材の外周面と、カム山を有したカムロブ部材の外周面とに切り換えるようにしている。
【０００３】
なお、同文献に記載のカムロブ切換機構には、片油圧式のロックピンが採用されている。すなわち、同機構には、ロックピンの片側には油圧を供給するための油圧室が、もう片側にはスプリングがそれぞれ設けられている。そして、カムベース部材とカムロブ部材とを係合する側へのロックピンの移動は、油圧により、それらの係合を解除する側へのロックピンの移動は、スプリングのバネ力により、それぞれ行われるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１０１７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、こうした片油圧式のロックピンにおいて、係合解除時のロックピンの移動速度を高めるためには、バネ力の大きいスプリングを採用する必要があるが、そうした場合、係合時のロックピンの移動速度の確保に高い油圧が必要となってしまう。一方、ロックピンに印加可能な油圧には限界があり、片油圧式では、係合／係合解除時のロックピンの移動速度を双方共に高くすることが困難となっている。そのため、カムロブ切換機構の切換動作の応答性を確保するには、ロックピンの両側に油圧室が設けられた両油圧式のロックピンを採用することが望ましい。
【０００６】
一方、こうしたカムロブ切換機構に、カム山の高さの異なる２つのカムロブ部材を設け、３段階のカムロブの切換を行うようにすることが考えられる。そうした場合、２つのカムロブ部材に対してそれぞれ個別のロックピンが必要となる。こうした場合にも、カムロブ切換動作の応答性を高めるには、それらのロックピンをそれぞれ両油圧式とすることが望ましい。しかしながら、そうした場合には、それぞれのロックピンに対してそれぞれ２系統の、全体では４系統の油路が必要となり、油圧回路の複雑化を招き、更にはカムロブ切換機構の体格が大きくなってしまうようになる。
【０００７】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、油圧回路構造の複雑化を抑えつつ、カムロブ切換動作の応答性を高めることのできるカムロブ切換機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するカムロブ切換機構は、カムベース円を構成する外周面をそれぞれ有した第１カムベース部材及び第２カムベース部材と、カム山の高さがより低い低速カムプロフィール面を構成する外周面を有した低速カムロブ部材と、カム山の高さがより高い高速カムプロフィール面を構成する外周面を有した高速カムロブ部材との４つのカム部材を備える。第１カムベース部材及び第２カムベース部材はそれぞれ、それらの外周面により構成されるカムベース円の中心がカムシャフトの中心軸上に位置した状態で同カムシャフトに固定される。また、低速カムロブ部材及び高速カムロブ部材はそれぞれ、第１カムベース部材及び第２カムベース部材の外周面に対するカム山の突出量を変更可能にカムシャフトに設けられる。そして、上記カムロブ切換機構は、低速カムロブ部材及び高速カムロブ部材を上記突出量が増大する方向にそれぞれ付勢するリターンスプリングを備えている。
【０００９】
ここで、カムシャフトにおける上記４つのカム部材の配列の一方の端をＡ端とし、もう一方の端をＢ端とするとともに、上記４つのカム部材をＡ端からＢ端に向って順に、第１カム部材、第２カム部材、第３カム部材、第４カム部材とする。このとき、上記４つのカム部材の内部には、低速カムロブ部材及び高速カムロブ部材が双方共に、上記突出量が最大となる最大突出位置に位置したときに、ひと繋がりとなるピン孔がそれぞれ形成される。また、第１カム部材のピン孔に収容される第１ロックピン、第２カム部材のピン孔に収容される第２ロックピン、第３カム部材のピン孔に収容されてピン長さの合計が同第３カム部材のピン孔の長さ以下とされた第３ロックピン及び第４ロックピン、並びに第４カム部材のピン孔に収容される第５ロックピン、の５つのロックピンを備える。そして、第１カム部材のピン孔における第１ロックピンよりもＡ端側の部分に油圧を供給する第１油路、第３カム部材のピン孔における第３ロックピンと第４ロックピンとの間の部分に油圧を供給する第２油路、及び第４カム部材のピン孔における第５ロックピンよりもＢ端側の部分に油圧を供給する第３油路、の３つの油路を備えている。
【００１０】
上記のように構成されたカムロブ切換機構では、第１ロックピン、第２ロックピン及び第３ロックピンは、第１油路を通じて供給された油圧によってＢ端側に一体に移動される。また、第４ロックピン及び第５ロックピンは、第３油路を通じて供給された油圧によりＡ端側に一体に移動されるようになる。更に、第２油路を通じて供給された油圧によっては、第１ロックピン、第２ロックピン及び第３ロックピンがＡ端側に一体に移動されるとともに、第４ロックピン及び第５ロックピンがＢ端側に一体に移動されるようになる。ここで、各ロックピンの長さを適宜に設定すれば、上記３つの油路を通じた油圧の供給により、次の３つの状態を実現することが可能となる。
（１）低速カムロブ部材及び高速カムロブ部材が共に、第１カムベース部材及び第２カムベース部材のいずれにも係合されていない状態。
（２）低速カムロブ部材のみが第１カムベース部材／第２カムベース部材に係合された状態。
（３）高速カムロブ部材のみが第１カムベース部材／第２カムベース部材に係合された状態、又は低速カムロブ部材及び高速カムロブ部材の双方が第１カムベース部材／第２カムベース部材に係合された状態。
【００１１】
上記３つの状態を実現すれば、第１カムベース部材／第２カムベース部材の外周面により構成されるカムベース円での吸排気バルブの開閉駆動（閉弁保持）と、低速カムロブ部材の外周面により構成される低速カムプロフィール面による吸排気バルブの開閉駆動と、高速カムロブ部材の外周面により構成される高速カムプロフィール面による吸排気バルブの開閉駆動と、の切り換えが可能となる。そのため、上記カムロブ切換機構によれば、両端油圧式のロックピンによる３段階のカムロブ切換を、３系統の油路のみで実現することが可能となる。したがって、上記カムロブ切換機構によれば、油圧回路構造の複雑化を抑えつつ、カムロブ切換動作の応答性を高めることができる。
【００１２】
なお、こうしたカムロブ切換機構は、例えば以下のように構成することができる。
・第１カム部材を第１カムベース部材とし、第２カム部材を高速カムロブ部材とし、第３カム部材を低速カムロブ部材とし、第４カム部材を第２カムベース部材とするとともに、第１ロックピンをＢ端側に付勢する第１スプリングと、第３ロックピンと第４ロックピンとの間に介設された第２スプリングとを設ける。
【００１３】
・第１カム部材を第１カムベース部材とし、第２カム部材を高速カムロブ部材とし、第３カム部材を第２カムベース部材とし、第４カム部材を低速カムロブ部材とするとともに、第１ロックピンをＢ端側に付勢する第１スプリングと、第３ロックピンと第４ロックピンとの間に介設された第２スプリングとを設ける。
【００１４】
・第１カム部材を第１カムベース部材とし、第２カム部材を低速カムロブ部材とし、第３カム部材を第２カムベース部材とし、第４カム部材を前記高速カムロブ部材とするとともに、第１ロックピンをＢ端側に付勢する第１スプリングと、第３ロックピンと第４ロックピンとの間に介設された第２スプリングとが設けられた、
・第１カム部材を第１カムベース部材とし、第２カム部材を低速カムロブ部材とし、第３カム部材を高速カムロブ部材とし、第４カム部材を第２カムベース部材とするとともに、第１ロックピンをＢ端側に付勢する第１スプリングと、第５ロックピンをＡ端側に付勢する第２スプリングとを設ける。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態のカムロブ切換機構が設けられたカムシャフトの斜視図。
【図２】同実施形態のカムロブ切換機構の断面図。
【図３】図２の３−３線に沿った同カムロブ切換機構の断面図。
【図４】図２の４−４線に沿った同カムロブ切換機構の断面図。
【図５】図２の５−５線に沿った同カムロブ切換機構の断面図。
【図６】図２の６−６線に沿った同カムロブ切換機構の断面図。
【図７】第２実施形態のカムロブ切換機構の断面図。
【図８】第３実施形態のカムロブ切換機構の断面図。
【図９】第４実施形態のカムロブ切換機構の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１実施形態）
以下、カムロブ切換機構の第１実施形態を、図１〜図６を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態のカムロブ切換機構は、車載用の内燃機関の吸気側の動弁系に設けられる。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態の適用対象となる内燃機関のカムシャフト１０には、カムロブ切換機構１１が気筒毎に設けられている。各気筒のカムロブ切換機構１１は、同一の構造とされ、吸気側のカムシャフト１０への組み付けの向きのみが異ならされている。なお、内燃機関に組み付けられたときに、各気筒のカムロブ切換機構１１の外周面には、揺動に応じて吸気バルブを開閉するロッカーアームがそれぞれ当接されるようになっている。ちなみに、同図には、４気筒の内燃機関に適用される場合のカムシャフト１０へのカムロブ切換機構１１の組み付け態様が示されている。
【００１８】
図２に、カムシャフト１０の中心軸１０Ｌを通る平面における、カムロブ切換機構１１の断面構造を示す。同図に示すように、カムロブ切換機構１１は、第１カムベース部材１２、第２カムベース部材１３、低速カムロブ部材１４、及び高速カムロブ部材１５の４つのカム部材をそれぞれ備える。このカムロブ切換機構１１では、カムシャフト１０上において、これら４つのカム部材は、図中左下側から、第１カムベース部材１２、高速カムロブ部材１５、低速カムロブ部材１４、第２カムベース部材１３の順にカムシャフト中心軸方向に並んで配列されている。本実施形態のカムロブ切換機構１１では、第１カムベース部材１２が「第１カム部材」に、高速カムロブ部材１５が「第２カム部材」に、低速カムロブ部材１４が「第３カム部材」に、第２カムベース部材１３が「第４カム部材」にそれぞれ相当する構成となっている。なお、以下の説明では、カムシャフト１０の中心軸方向における第１カムベース部材１２が設けられた側のカムロブ切換機構１１の端を「Ａ端」といい、第２カムベース部材１３が設けられた側の端を「Ｂ端」と言う。また、高速カムロブ部材１５と低速カムロブ部材１４との間には、板状のスペーサー３３が介設されており、これにより、高速カムロブ部材１５と低速カムロブ部材１４との摺接が防止されている。
【００１９】
同図に示すように、カムシャフト１０は、中空円筒形状のアウターシャフト１６とそのアウターシャフト１６に内挿されるインナーシャフト１７とを備える。インナーシャフト１７の外周には、平行して螺旋状に延びる３本の油溝１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃが形成されている。これら３本の油溝１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃは、各気筒のカムロブ切換機構１１のカムロブ切換動作のための油圧をそれぞれ供給する３系統の油路、すなわち第１油路１８、第２油路１９、及び第３油路２０の一部となっている。そして、第１カムベース部材１２、第２カムベース部材１３、低速カムロブ部材１４、及び高速カムロブ部材１５は、こうしたカムシャフト１０のアウターシャフト１６にそれぞれ外挿されている。
【００２０】
なお、以下の説明では、カムシャフト１０の中心軸１０Ｌに直交するカムロブ切換機構１１の断面において、同中心軸１０Ｌと低速カムロブ部材１４及び高速カムロブ部材１５のカム山の頂点Ｐ（図５、図６参照）とを通る直線をカムロブ中心線Ｃと言う。また、同断面において、カムシャフト１０の中心軸１０Ｌから見てカム山の頂点Ｐの側をカムロブ上方Ｕと言い、その反対側をカムロブ下方Ｄと言う。
【００２１】
図３は、図２の３−３線に沿ったカムロブ切換機構１１の断面構造を、すなわち第１カムベース部材１２が設置された部分における、カムシャフト１０の中心軸１０Ｌに直交するカムロブ切換機構１１の断面構造を示している。同図に示すように、第１カムベース部材１２は、中空円筒形状に形成されており、その外周面１２Ａは、カムベース円を構成するように形成されている。そして、第１カムベース部材１２は、固定ピン２１によってアウターシャフト１６に一体回転可能に固定されている。第１カムベース部材１２には、カムロブ中心線Ｃを挟んで対称となる位置に２つのピン孔Ｈ１が形成されている。これらピン孔Ｈ１にはそれぞれ、第１ロックピンＲ１（図２参照）がカムシャフト１０の中心軸方向に摺動可能に収容されるようになっている。
【００２２】
また、第１カムベース部材１２には、カムロブ上下方向に延びる２本の案内穴２４が、カムロブ中心線Ｃを挟んで平行に設けられている。更に、アウターシャフト１６の外周と第１カムベース部材１２の内周との間におけるカムロブ上方Ｕの部分には、隙間２２が形成されている。この隙間２２は、ピン孔Ｈ１に連通するとともに、アウターシャフト１６に形成された油孔２３を介してインナーシャフト１７の油溝１７Ａに連通している。すなわち、このカムロブ切換機構１１では、油溝１７Ａ、隙間２２及び油孔２３により、第１カム部材である第１カムベース部材１２のピン孔Ｈ１における第１ロックピンＲ１よりもＡ端側の部分に油圧を供給する第１油路１８が構成されている。
【００２３】
図４は、図２の４−４線に沿ったカムロブ切換機構１１の断面構造を、すなわち第２カムベース部材１３が設置された部分における、カムシャフト１０の中心軸１０Ｌに直交するカムロブ切換機構１１の断面構造を示している。同図に示すように、第２カムベース部材１３は、基本的には、第１カムベース部材１２と同様の構造とされている。すなわち、第２カムベース部材１３は、中空円筒形状に形成されており、その外周面１３Ａは、カムベース円を構成するように形成されている。そして、第２カムベース部材１３は、固定ピン２５によってアウターシャフト１６に一体回転可能に固定されている。また、第１カムベース部材１２には、カムロブ中心線Ｃを挟んで対称となる位置に２つのピン孔Ｈ４が形成されている。これらのピン孔Ｈ４は、第１カムベース部材１２の各ピン孔Ｈ１と同軸となるように形成されている。これらピン孔Ｈ４にはそれぞれ、第５ロックピンＲ５（図２参照）がカムシャフト１０の中心軸方向に摺動可能に収容されるようになっている。
【００２４】
また、第２カムベース部材１３には、カムロブ上下方向に延びる２本の案内穴２６が、カムロブ中心線Ｃを挟んで平行に設けられている。更に、アウターシャフト１６の外周と第２カムベース部材１３の内周との間におけるカムロブ上方Ｕの部分には、隙間２７が形成されている。この隙間２７は、ピン孔Ｈ４に連通するとともに、アウターシャフト１６に形成された油孔２８を介してインナーシャフト１７の油溝１７Ｃに連通している。すなわち、このカムロブ切換機構１１では、油溝１７Ｃ、隙間２７及び油孔２８により、第４カム部材である第２カムベース部材１３のピン孔Ｈ４における第５ロックピンＲ５よりもＢ端側の部分に油圧を供給する第３油路２０が構成されている。
【００２５】
図５は、図２の５−５線に沿ったカムロブ切換機構１１の断面構造を、すなわち高速カムロブ部材１５が設置された部分における、カムシャフト１０の中心軸１０Ｌに直交するカムロブ切換機構１１の断面構造を示している。同図に示すように、高速カムロブ部材１５の外周面１５Ａは、カム山を有したカムプロフィール面を構成するように形成されている。高速カムロブ部材１５には、カムロブ中心線Ｃを挟んで対称となる位置に２つのピン孔Ｈ２が形成されている。これらピン孔Ｈ２にはそれぞれ、第２ロックピンＲ２（図２参照）がカムシャフト１０の中心軸方向に摺動可能に収容されるようになっている。
【００２６】
更に、高速カムロブ部材１５は、カムシャフト１０が挿通される内径部分１５Ｂがカムロブ上方に延びる長円形状に形成されており、カムシャフト１０に対してカムロブ上下方向に変位可能に取り付けられている。また、高速カムロブ部材１５には、カムロブ中心線Ｃを挟んで対称となる位置に、カムロブ切換機構１１のＡ端側、すなわち第１カムベース部材１２が設けられた側に向けて突出するように２本の案内ピン２９が固定されている。これらの案内ピン２９は、第１カムベース部材１２の案内穴２４内に挿入されている。そして、案内穴２４に案内ピン２９が沿うことで、カムシャフト１０に対する高速カムロブ部材１５のカムロブ上下方向の変位に際してのカムロブ中心線Ｃの傾きが抑制されている。なお、案内ピン２９は、リターンスプリング２９Ａ（図２参照）により、カムロブ上方に付勢されている。リターンスプリング２９Ａのセットアップ荷重は、吸気バルブのバルブスプリングのセットアップ荷重に比して大幅に小さくされている。
【００２７】
ちなみに、カムシャフト１０に対する高速カムロブ部材１５のカムロブ上下方向の変位量は、その外周面１５Ａにより構成されるカムプロフィール面のカム山の高さ以上とされている。そして、高速カムロブ部材１５は、第１カムベース部材１２及び第２カムベース部材１３の外周面１２Ａ，１３Ａに対するカム山の突出量を変更可能にカムシャフト１０に設けられている。具体的には、高速カムロブ部材１５は、外周面１２Ａ，１３Ａに対するカム山の突出量が最大となる高位置（最大突出位置）と、同突出量がゼロとなる低位置との間を、カムロブ上下方向に往復直線動可能にカムシャフト１０に設けられている。なお、このときの高速カムロブ部材１５に対する上述のリターンスプリング２９Ａの付勢方向（カムロブ上方）は、カム山の突出量が増大する方向となる。
【００２８】
こうした高速カムロブ部材１５の各ピン孔Ｈ２は、高速カムロブ部材１５が高位置（最大突出位置）に位置するときに、第１カムベース部材１２及び第２カムベース部材１３の各ピン孔Ｈ１，Ｈ４と同軸となるように形成されている。なお、同図５の断面は、高速カムロブ部材１５が高位置に位置した状態のものを示している。また、同図には、低位置に位置するときの高速カムロブ部材１５の輪郭が二点鎖線により併せ示されている。
【００２９】
図６は、図２の６−６線に沿ったカムロブ切換機構１１の断面構造を、すなわち低速カムロブ部材１４が設置された部分における、カムシャフト１０の中心軸１０Ｌに直交するカムロブ切換機構１１の断面構造を示している。同図に示すように、低速カムロブ部材１４の外周面１４Ａは、高速カムロブ部材１５よりも低いカム山を有したカムプロフィール面を構成するように形成されている。低速カムロブ部材１４には、カムロブ中心線Ｃを挟んで対称となる位置に２つのピン孔Ｈ３が形成されている。これらピン孔Ｈ３にはそれぞれ、第３ロックピンＲ３及び第４ロックピンＲ４（図２参照）がカムシャフト１０の中心軸方向に摺動可能に収容されるようになっている。
【００３０】
更に、低速カムロブ部材１４は、カムシャフト１０が挿通される内径部分１４Ｂがカムロブ上方に延びる長円形状に形成されており、カムシャフト１０に対してカムロブ上下方向に変位可能に取り付けられている。また、低速カムロブ部材１４には、カムロブ中心線Ｃを挟んで対称となる位置に、カムロブ切換機構１１のＢ端側、すなわち第２カムベース部材１３が設けられた側に向けて突出するように２本の案内ピン３０が固定されている。これらの案内ピン３０は、第２カムベース部材１３の案内穴２６内に挿入されている。そして、案内穴２６に案内ピン３０が沿うことで、カムシャフト１０に対する低速カムロブ部材１４のカムロブ上下方向の変位に際してのカムロブ中心線Ｃの傾きが抑制されている。なお、案内ピン３０も、リターンスプリング３０Ａ（図２参照）により、カムロブ上方に付勢されている。リターンスプリング３０Ａのセットアップ荷重も、吸気バルブのバルブスプリングのセットアップ荷重に比して大幅に小さくされている。
【００３１】
ちなみに、カムシャフト１０に対する低速カムロブ部材１４のカムロブ上下方向の変位量は、その外周面１４Ａにより構成されるカムプロフィール面のカム山の高さ以上とされている。そして、低速カムロブ部材１４は、第１カムベース部材１２及び第２カムベース部材１３の外周面１２Ａ，１３Ａに対するカム山の突出量を変更可能にカムシャフト１０に設けられている。具体的には、低速カムロブ部材１４は、外周面１２Ａ，１３Ａに対するカム山の突出量が最大となる高位置（最大突出位置）と、同突出量がゼロとなる低位置との間を、カムロブ上下方向に往復直線動可能にカムシャフト１０に設けられている。なお、このときの低速カムロブ部材１４に対する上述のリターンスプリング３０Ａの付勢方向（カムロブ上方）は、カム山の突出量が増大する方向となる。
【００３２】
こうした低速カムロブ部材１４の２つのピン孔Ｈ３は、低速カムロブ部材１４が高位置（最大突出位置）に位置するときに、第１カムベース部材１２及び第２カムベース部材１３の各ピン孔Ｈ１，Ｈ４と同軸となるように形成されている。なお、同図６の断面は、低速カムロブ部材１４が高位置に位置した状態のものを示している。ちなみに、同図には、低位置に位置するときの高速カムロブ部材１５の輪郭が二点鎖線により併せ示されている。
【００３３】
更に、低速カムロブ部材１４には、その内径部分１４Ｂと２つのピン孔Ｈ３とをそれぞれ連通する２つの油孔３５が形成されている。これら油孔３５は、図２に示すように、ピン孔Ｈ３における第３ロックピンＲ３と第４ロックピンＲ４の間の部分に開口されている。また、低速カムロブ部材１４の内径部分１４Ｂは、アウターシャフト１６に形成された油孔３１を介してインナーシャフト１７の油溝１７Ｂに連通されている。すなわち、このカムロブ切換機構１１では、油溝１７Ｂ、内径部分１４Ｂ、油孔３１及び油孔３５により、第３カム部材である低速カムロブ部材１４のピン孔Ｈ３における第３ロックピンＲ３と第４ロックピンＲ４の間の部分に油圧を供給する第２油路１９が構成されている。
【００３４】
上記のように、各ピン孔Ｈ１〜Ｈ４は、低速カムロブ部材１４及び高速カムロブ部材１５が双方共に高位置（最大突出位置）に位置したときに、同軸となってひと繋がりとなるように形成されている。また、図２に示すように、第１カムベース部材１２のピン孔Ｈ１には、第１ロックピンＲ１をカムロブ切換機構１１のＢ端側、すなわち第１カムベース部材１２から見て高速カムロブ部材１５が設けられた側に付勢する第１スプリング３２が設けられている。
【００３５】
更に、第１ロックピンＲ１におけるＡ端側の部分には、径方向外側に突出したストッパーＳ１が形成されており、このストッパーＳ１によりピン孔Ｈ１における第１ロックピンＲ１の可動範囲が制限されている。具体的には、第１ロックピンＲ１のＢ端側の端面が、第１カムベース部材１２のＢ端側の端面と同一平面上に位置する位置が、第１ロックピンＲ１が可動範囲におけるＢ端側の端とされている。
【００３６】
一方、高速カムロブ部材１５のピン孔Ｈ２に収容される第２ロックピンＲ２は、そのカムシャフト１０の中心軸方向における長さが、同中心軸方向におけるピン孔Ｈ２の長さと等しくなるように形成されている。更に、低速カムロブ部材１４のピン孔Ｈ３にそれぞれ収容される第３ロックピンＲ３及び第４ロックピンＲ４は、カムシャフト１０の中心軸方向におけるそれらの長さの合計が、同中心軸方向におけるピン孔Ｈ３の長さと等しくなるように形成されている。
【００３７】
また、低速カムロブ部材１４のピン孔Ｈ３における第３ロックピンＲ３及び第４ロックピンＲ４の間の部分には、第２スプリング３４が介設されている。そして、その第２スプリング３４によって、第３ロックピンＲ３は、カムロブ切換機構１１のＡ端側、すなわち低速カムロブ部材１４から見て高速カムロブ部材１５が設けられた側に付勢され、第４ロックピンＲ４は、カムロブ切換機構１１のＢ端側、すなわち低速カムロブ部材１４から見て第２カムベース部材１３が設けられた側に付勢されている。
【００３８】
次に、以上のように構成されたカムロブ切換機構１１の作用を説明する。本実施形態では、表１に示されるように、第１油路１８、第２油路１９及び第３油路２０の油圧供給態様を切り換えることで、カムロブ切換機構１１の動作の切り換えが行われる。なお、下表において、「○」は、該当油路への油圧供給を、「×」は、該当油路への油圧供給の停止を、それぞれ示している。
【００３９】
【表１】
2016160887.tif 000003
（デフォルト状態）
デフォルト状態とは、内燃機関の始動時のカムロブ切換機構１１の状態を言う。デフォルト状態では、第１油路１８、第２油路１９及び第３油路２０のすべての油圧供給が停止されている。このときの第１ロックピンＲ１は、第１スプリング３２の付勢力により、そのＢ端側の端面がピン孔Ｈ１のＢ端側の端面と同一平面上に位置する位置に保持される。更に、第１スプリング３２の付勢力は、第１ロックピンＲ１を介して第２ロックピンＲ２に、更にその第２ロックピンＲ２を介して第３ロックピンＲ３に伝達される。その結果、第２ロックピンＲ２は、高速カムロブ部材１５のピン孔Ｈ２内に、第３ロックピンＲ３は、低速カムロブ部材１４のピン孔Ｈ３内にそれぞれ保持される。その結果、高速カムロブ部材１５は、その両側の第１カムベース部材１２及び低速カムロブ部材１４のいずれとも係合されない状態となる。このときの高速カムロブ部材１５は、そのカム山がロッカーアームに当たる位置に差し掛かっても、吸排気バルブを閉弁側に付勢するバルブスプリングの反力により高位置から低位置に変位してしまうため、吸気バルブの開閉動作に寄与しなくなる。
【００４０】
一方、第４ロックピンＲ４及び第５ロックピンＲ５は、第２スプリング３４の付勢力によりカムロブ切換機構１１のＢ端側に押されており、それにより、第４ロックピンＲ４は、低速カムロブ部材１４のピン孔Ｈ３と第２カムベース部材１３のピン孔Ｈ４との双方に跨る位置に保持される。その結果、低速カムロブ部材１４は、第２カムベース部材１３に係合された状態となり、高位置でロックされる。そのため、このときの吸気バルブは、低速カムロブ部材１４により開閉駆動されることになる。
【００４１】
なお、デフォルト状態において、第１油路１８のみに油圧を供給するようにしてもよい。この場合にも、各ロックピンＲ１〜Ｒ５の位置は、上記と同様となり、低速カムロブ部材１４により吸気バルブが開閉駆動されるようになる。なお、以下の説明では、低速カムロブ部材１４により吸気バルブを開閉駆動するときのカムロブ切換機構１１の動作を低速カム動作と記載し、高速カムロブ部材１５により吸気バルブを開閉駆動するときのカムロブ切換機構１１の動作を高速カム動作と記載する。また、吸気バルブを閉弁保持するときのカムロブ切換機構１１の動作を気筒休止動作と記載する。
【００４２】
（低速カム動作→高速カム動作）
低速カム動作から高速カム動作への切り換えは、第３油路２０への油圧供給の停止を維持したまま、第１油路１８への油圧供給を停止（デフォルト状態において第１油路１８に油圧を供給しない場合には、その供給の停止を維持）し、第２油路１９への油圧供給を開始することで行われる。このときの低速カムロブ部材１４のピン孔Ｈ３における第３ロックピンＲ３と第４ロックピンＲ４の間の部分には、第２油路１９を通じて供給された油圧が供給される。この油圧により、第４ロックピンＲ４及び第５ロックピンＲ５は、Ｂ端側に押されるが、既にＢ端側に移動しているため、上記デフォルト状態のときの位置に保持される。よって、低速カムロブ部材１４は、第４ロックピンＲ４により第２カムベース部材１３に係合され、高位置でロックされた状態に保持される。
【００４３】
一方、第３ロックピンＲ３は、第２油路１９を通じて供給された油圧によりＡ端側に押される。この油圧の押力は、第３ロックピンＲ３を介して第２ロックピンＲ２に、更にその第２ロックピンＲ２を介して第１ロックピンＲ１に伝達される。そのため、第１ロックピンＲ１、第２ロックピンＲ２及び第３ロックピンＲ３は、第１スプリング３２の付勢力に抗してＡ端側に移動する。その結果、第３ロックピンＲ３は、高速カムロブ部材１５のピン孔Ｈ２と低速カムロブ部材１４のピン孔Ｈ３とを跨ぐ位置に移動して、高速カムロブ部材１５と低速カムロブ部材１４とを係合する。また、第２ロックピンＲ２は、第１カムベース部材１２のピン孔Ｈ１と高速カムロブ部材１５のピン孔Ｈ２とを跨ぐ位置に移動して、高速カムロブ部材１５は、第１カムベース部材１２に係合された状態となり、高位置でロックされる。
【００４４】
以上のように、このときの高速カムロブ部材１５及び低速カムロブ部材１４は、双方共に高位置でロックされた状態となる。この状態では、ロッカーアームは、より高い高速カムロブ部材１５のカム山の押圧を受けることになるため、カムロブ切換機構１１は、高速カムロブ部材１５により吸気バルブを開閉駆動する高速カム動作を行うようになる。
【００４５】
（高速カム動作→低速カム動作）
上記のような高速カム動作中に、第３油路２０への油圧供給の停止を維持したまま、第２油路１９の油圧供給を停止し、第１油路１８の油圧供給を開始すると、第２油路１９を通じて供給された油圧により、第１ロックピンＲ１がＢ端側に押されるようになる。この油圧による押力は、第１ロックピンＲ１及び第２ロックピンＲ２を介して第３ロックピンＲ３に伝達され、それにより、低速カムロブ部材１４のピン孔Ｈ３における第３ロックピンＲ３と第４ロックピンＲ４との間の部分に残存した油が第２油路１９に押し戻される。その結果、各ロックピンＲ１〜Ｒ５は、デフォルト状態のときと同じ位置に移動することになり、カムロブ切換機構１１は、低速カムロブ部材１４により吸気バルブを開閉駆動する低速カム動作を行うようになる。
【００４６】
（低速カム動作→気筒休止動作）
低速カム動作から気筒休止動作への切り換えは、第１油路１８への油圧供給及び第２油路１９への油圧供給の停止を維持したまま（デフォルト状態において第１油路１８に油圧を供給しない場合には、第１油路１８への油圧供給を開始し）、更に第３油路２０への油圧供給を開始することで行われる。このときの第４ロックピンＲ４及び第５ロックピンＲ５は、第３油路２０を通じて供給された油圧によりＡ端側に押される。一方、第１ロックピンＲ１は、第１油路１８を通じて供給された油圧によりＢ端側に押されており、そのＢ端側の端がピン孔Ｈ１のＢ端側の端に位置する位置に保持される。そして、第２ロックピンＲ２は、高速カムロブ部材１５のピン孔Ｈ２内に保持され、更に第３ロックピンＲ３は、低速カムロブ部材１４のピン孔Ｈ３内に保持される。そのため、このときの第４ロックピンＲ４及び第５ロックピンＲ５は、ピン孔Ｈ３内に保持された第３ロックピンＲ３に第４ロックピンＲ４が当接する位置までＡ端側に移動する。このときの高速カムロブ部材１５及び低速カムロブ部材１４は双方共に、第１カムベース部材１２及び第２カムベース部材１３との係合が解除された状態となり、いずれも吸気バルブの開閉駆動に寄与しなくなるため、カムロブ切換機構１１は、吸気バルブを閉弁保持する気筒休止動作を行うようになる。
【００４７】
以上説明した本実施形態のカムロブ切換機構によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）Ａ端側、Ｂ端側への各ロックピン（Ｒ１〜Ｒ６）の移動が双方共に油圧により行われる両端油圧式となっているため、カムロブの切換動作の応答性の確保が容易となる。
【００４８】
（２）両端油圧式のロックピン駆動による低速カムロブ部材１４、高速カムロブ部材１５のロック及びその解除を３系統の油路（１８〜２０）のみで実現しているため、油圧回路構造の複雑化を抑えつつ、カムロブ切換動作の応答性を高めることができる。
【００４９】
（３）低速カムロブ部材１４、高速カムロブ部材１５のロック及びその解除をそれぞれ個別の両端油圧式のロックピンで行う場合、４系統の油路が必要となり、カムシャフト１０のアウターシャフト１６にも、カムロブ切換機構１１の内部に油圧を供給するための油孔を４つ設ける必要がある。カムシャフト１０の内部に各々の油路を隔離して設ける都合上、これら油孔の位置は一定の距離だけ離す必要があり、その結果、カムロブ切換機構１１の体格がカムシャフト１０の中心軸方向に大きくなってしまう。その点、本実施形態のカムロブ切換機構１１では、両端油圧方式のロックピンによる３段階のカムロブ切換を３系統の油路で実現している。そのため、３段階のカムロブの高応答切換の実現に伴うカムシャフト１０の中心軸方向へのカムロブ切換機構１１の体格の大型化を抑えることができる。
【００５０】
（第２実施形態）
次に、カムロブ切換機構の第２実施形態を、図７を併せ参照して、第１実施形態のカムロブ切換機構１１との相違点を中心に説明する。なお本実施形態及び後述の各実施形態にあって、上述の実施形態と共通する構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００５１】
図７に示すように、本実施形態のカムロブ切換機構４０も、第１実施形態のカムロブ切換機構１１と同様に、第１カムベース部材１２、第２カムベース部材１３、低速カムロブ部材１４及び高速カムロブ部材１５の４つのカム部材を備える。ただし、このカムロブ切換機構４０では、それら４つのカム部材がＡ端側からＢ端側に向かって、第１カムベース部材１２、高速カムロブ部材１５、第２カムベース部材１３、低速カムロブ部材１４の順に、カムシャフト１０の中心軸方向に並んで配列されている。すなわち、本実施形態のカムロブ切換機構４０では、第１カムベース部材１２が「第１カム部材」に、高速カムロブ部材１５が「第２カム部材」に、第２カムベース部材１３が「第３カム部材」に、低速カムロブ部材１４が「第４カム部材」にそれぞれ相当する構成となっている。
【００５２】
また、本実施形態のカムロブ切換機構４０では、第３ロックピンＲ３、第４ロックピンＲ４及び第２スプリング３４が収容されるピン孔Ｈ３が、第３カム部材である第２カムベース部材１３に設けられ、第５ロックピンＲ５及び第２スプリング３４が収容されるピン孔Ｈ４が、第４カム部材である低速カムロブ部材１４に設けられる。更に、油溝１７Ｃに開口するアウターシャフト１６の油孔２８は、アウターシャフト１６における低速カムロブ部材１４の設置部分に設けられ、低速カムロブ部材１４の内径部分１４Ｂと油溝１７Ｃとを連通している。そして、油溝１７Ｃ、内径部分１４Ｂ及び油孔２８により第３油路２０が構成されている。また、油溝１７Ｂに開口するアウターシャフト１６の油孔３１は、アウターシャフト１６における第２カムベース部材１３の設置部分に設けられ、第２カムベース部材１３の内周とアウターシャフト１６との外周との間に形成された隙間２７と油溝１７Ｂとを連通する。そして、油溝１７Ｂ、隙間２７及び油孔２８により第２油路１９が構成されている。なお、このカムロブ切換機構４０の上記以外の部分は、第１実施形態のカムロブ切換機構１１と同様の構造となっている。
【００５３】
こうした本実施形態のカムロブ切換機構４０では、第１カムベース部材１２及び高速カムロブ部材１５の構成は、第１実施形態のカムロブ切換機構１１のものと同じである。一方、このカムロブ切換機構４０では、第１実施形態のカムロブ切換機構１１のものに対して、第２カムベース部材１３及び低速カムロブ部材１４の位置が入れ替えられている。ただし、ピン孔Ｈ３とピン孔Ｈ４との双方に跨る位置への第４ロックピンＲ４の移動により第２カムベース部材１３と第２カムベース部材１３とが係合され、第４ロックピンＲ４全体のピン孔Ｈ３内への移動によりそれらの係合が解除されることは、第１実施形態のカムロブ切換機構１１と同じである。そのため、本実施形態のカムロブ切換機構４０でも、表１に示した態様で、動作の切り換えを行うことができる。そして、本実施形態のカムロブ切換機構４０によっても、第１実施形態のカムロブ切換機構１１と同様の効果を奏することができる。
【００５４】
（第３実施形態）
次に、カムロブ切換機構の第３実施形態を、図８を併せ参照して、第２実施形態のカムロブ切換機構４０との相違点を中心に説明する。
【００５５】
図８に示すように、本実施形態のカムロブ切換機構５０は、第２実施形態のカムロブ切換機構４０における低速カムロブ部材１４及び高速カムロブ部材１５の位置を入れ替えたものとなっている。すなわち、本実施形態のカムロブ切換機構５０では、４つのカム部材がＡ端側からＢ端側に向かって、第１カムベース部材１２、低速カムロブ部材１４、第２カムベース部材１３、高速カムロブ部材１５の順に、カムシャフト１０の中心軸方向に並んで配列されている。こうした本実施形態のカムロブ切換機構５０では、第１カムベース部材１２が「第１カム部材」に、低速カムロブ部材１４が「第２カム部材」に、第２カムベース部材１３が「第３カム部材」に、高速カムロブ部材１５が「第４カム部材」にそれぞれ相当する構成となっている。
【００５６】
また、第２ロックピンＲ２が収容されるピン孔Ｈ２が、第２カム部材である低速カムロブ部材１４に設けられ、第５ロックピンＲ５及び第２スプリング３４が収容されるピン孔Ｈ４が、第４カム部材である低速カムロブ部材１４に設けられる。更に、油溝１７Ｃに開口するアウターシャフト１６の油孔２８は、アウターシャフト１６における高速カムロブ部材１５の設置部分に設けられ、高速カムロブ部材１５の内径部分１５Ｂと油溝１７Ｃとを連通している。そして、油溝１７Ｃ、内径部分１５Ｂ及び油孔２８により第３油路２０が構成されている。なお、このカムロブ切換機構５０の上記以外の部分は、第２実施形態のカムロブ切換機構４０と同様の構造となっている。
【００５７】
こうしたカムロブ切換機構５０は、表２に示されるように、第１油路１８、第２油路１９及び第３油路２０の油圧供給態様を切り換えることで、カムロブの切換動作を行う。なお、下表においても、「○」は、該当油路への油圧供給を、「×」は、該当油路への油圧供給の停止を、それぞれ示している。
【００５８】
【表２】
2016160887.tif 000004
（デフォルト状態）
本実施形態のカムロブ切換機構５０では、高速カムロブ部材１５により吸気バルブを開閉駆動する高速カム動作がデフォルト状態となっている。同表に示すように、デフォルト状態では、第２油路１９に油圧を供給し、第１油路１８及び第３油路２０への油圧供給は停止される。このときの第２油路１９を通じて供給された油圧により、第３ロックピンＲ３はカムロブ切換機構５０のＡ端側に、第４ロックピンＲ４はカムロブ切換機構５０のＢ端側にそれぞれ押される。そして、第３ロックピンＲ３が第２ロックピンＲ２を、更にはその第２ロックピンＲ２を介して第１ロックピンＲ１を押すことで、第１ロックピンＲ１、第２ロックピンＲ２及び第３ロックピンＲ３は、第１ロックピンＲ１がその可動範囲のＡ端側の端に位置する位置までＡ端側に一体となって移動する。これにより、第３ロックピンＲ３は、ピン孔Ｈ２とピン孔Ｈ３とを跨ぐ位置に移動して、低速カムロブ部材１４と第２カムベース部材１３とを係合するとともに、第２ロックピンＲ２が、ピン孔Ｈ１とピン孔Ｈ２とを跨ぐ位置に移動して、第１カムベース部材１２と低速カムロブ部材１４とを係合する。一方、第４ロックピンＲ４は、第５ロックピンＲ５を押しつつ、第５ロックピンＲ５と一体となってＢ端側に移動する。これにより、第４ロックピンＲ４は、ピン孔Ｈ３とピン孔Ｈ４とを跨ぐ位置に移動して、第２カムベース部材１３と高速カムロブ部材１５とを係合する。その結果、高速カムロブ部材１５及び低速カムロブ部材１４は、双方共に高位置でロックされた状態となる。このときのロッカーアームは、より高い高速カムロブ部材１５のカム山の押圧を受けることになるため、カムロブ切換機構５０は、高速カムロブ部材１５により吸気バルブを開閉駆動する高速カム動作を行うようになる。
【００５９】
（高速カム動作→低速カム動作）
上記のような高速カム動作中に、第１油路１８への油圧供給の停止を維持したまま、第２油路１９への油圧供給を停止し、第３油路２０への油圧供給を開始すると、第３油路２０を通じて供給された油圧により第５ロックピンＲ５がＡ端側に押される。この押力により、第５ロックピンＲ５は、第４ロックピンＲ４を押しつつ、第４ロックピンＲ４の全体が第２カムベース部材１３のピン孔Ｈ３内に入るまでＡ端側に移動する。また、この油圧による押力は、第２スプリング３４を介して第１〜第３ロックピンＲ１〜Ｒ３にも伝達され、第１〜第３ロックピンＲ１〜Ｒ３をＡ端側に移動させる。その結果、第２ロックピンＲ２は、ピン孔Ｈ１とピン孔Ｈ２とを跨ぐ位置に移動して、第１カムベース部材１２と低速カムロブ部材１４とを係合し、第３ロックピンＲ３は、ピン孔Ｈ２とピン孔Ｈ３とを跨ぐ位置に移動して、低速カムロブ部材１４と第２カムベース部材１３とを係合する。一方、第４ロックピンＲ４の全体がピン孔Ｈ３内に移動して、第２カムベース部材１３と高速カムロブ部材１５との係合は解除される。その結果、このときのカムロブ切換機構５０は、吸気バルブを低速カムロブ部材１４により開閉駆動する低速カム動作を行うようになる。
【００６０】
（低速カム動作→高速カム動作）
上記のような低速カム動作中に、第１油路１８への油圧供給の停止を維持したまま、第３油路２０への油圧供給を停止し、第２油路１９への油圧供給を開始すると、第２油路１９を通じて供給された油圧により第４ロックピンＲ４がＢ端側に押されるようになる。この押力により、第４ロックピンＲ４は、第５ロックピンＲ５を押して、ピン孔Ｈ４における第５ロックピンＲ５よりもＢ端側の部分に残留した油を第３油路２０に押し戻しつつ、ピン孔Ｈ３とピン孔Ｈ４とを跨ぐ位置に移動する。一方、第２油路１９を通じて供給された油圧により第３ロックピンＲ３は、Ａ端側に押されるが、既にＡ端側に移動した位置に位置しているため、第１〜第３ロックピンＲ１〜Ｒ３は現状の位置に保持される。その結果、高速カムロブ部材１５及び低速カムロブ部材１４は、双方共に高位置でロックされた状態となり、より高いカム山を有した高速カムロブ部材１５により吸気バルブが開閉駆動される。よって、このときのカムロブ切換機構５０は、高速カムロブ部材１５により吸気バルブを開閉駆動する高速カム動作を行うようになる。
【００６１】
（低速カム動作→気筒休止動作）
上記のような低速カム動作中に、第２油路１９への油圧供給の停止及び第３油路２０への油圧供給を維持したまま、第１油路１８への油圧供給を開始すると、第１ロックピンＲ１は、第１油路１８を通じて供給された油圧によりＢ端側に押されるようになる。そして、その油圧の押力により第１ロックピンＲ１は、第２ロックピンＲ２及び第３ロックピンＲ３を押しつつ、その可動範囲のＢ端側の端に到達するまでＢ端側に移動する。これにより、第２ロックピンＲ２の全体が低速カムロブ部材１４のピン孔Ｈ２内に移動して、第１カムベース部材１２及び第２カムベース部材１３と低速カムロブ部材１４との係合が解除される。そのため、このときの高速カムロブ部材１５及び低速カムロブ部材１４は、双方共にロックが解除された状態となり、カムロブ切換機構５０は、吸気バルブを閉弁保持する気筒休止動作を行うようになる。
【００６２】
（気筒休止動作→低速カム動作）
気筒休止動作から低速カム動作への切り換えは、第３油路２０への油圧供給を維持したまま、第１油路１８への油圧供給を停止し、第２油路１９への油圧供給を開始することで行われる。このときの第３ロックピンＲ３は、第２油路１９を通じて供給された油圧によりＡ端側に押される。一方、第２油路１９を通じて供給された油圧によっては、第４ロックピンＲ４もＢ端側に押される。ただし、第４ロックピンＲ４には、第５ロックピンＲ５を通じて、第３油路２０を通じて供給された油圧によるＡ端側の押力が伝達されている。そのため、このときには、第４ロックピンＲ４の位置を保持したまま、第３ロックピンＲ３がＡ端側に移動するようになる。その結果、第３ロックピンＲ３は、ピン孔Ｈ２とピン孔Ｈ３とを跨ぐ位置に移動して、低速カムロブ部材１４と第２カムベース部材１３とを係合する。また、その第３ロックピンＲ３に押されて第２ロックピンＲ２は、ピン孔Ｈ１とピン孔Ｈ２とを跨ぐ位置に移動して、第１カムベース部材１２と低速カムロブ部材１４とを係合する。その結果、高速カムロブ部材１５のロックが解除された状態のまま、低速カムロブ部材１４が高位置でロックされ、カムロブ切換機構５０は、吸気バルブを低速カムロブ部材１４により開閉駆動する低速カム動作を行うようになる。
【００６３】
以上説明した本実施形態のカムロブ切換機構５０でも、３系統の油路のみで、両端油圧式のロックピンによる３段階のカムロブ切換を実現することができる。よって、本実施形態のカムロブ切換機構５０によっても、第１実施形態のカムロブ切換機構１１と同様の効果を奏することができる。
【００６４】
（第４実施形態）
次に、カムロブ切換機構の第４実施形態を、図９を併せ参照して、第１実施形態のカムロブ切換機構１１との相違点を中心に説明する。
【００６５】
図９に示すように、本実施形態のカムロブ切換機構６０では、Ａ端側からＢ端側に向けて、第１カムベース部材１２、低速カムロブ部材１４、高速カムロブ部材１５、第２カムベース部材１３の順に、４つのカム部材がカムシャフト１０の中心軸方向に並んで配列されている。すなわち、このカムロブ切換機構６０では、第１カムベース部材１２が「第１カム部材」に、低速カムロブ部材１４が「第２カム部材」に、高速カムロブ部材１５が「第３カム部材」に、第２カムベース部材１３が「第４カム部材」にそれぞれ相当する構成となっている。
【００６６】
このカムロブ切換機構６０では、第２ロックピンＲ２が収容されるピン孔Ｈ２が第２カム部材である低速カムロブ部材１４に設けられ、第３ロックピンＲ３及び第４ロックピンＲ４が収容されるピン孔Ｈ３が第３カム部材である高速カムロブ部材１５に設けられている。また、油溝１７Ｂに開口するアウターシャフト１６の油孔３１は、アウターシャフト１６における高速カムロブ部材１５の設置部分に、高速カムロブ部材１５の内径部分１５Ｂと油溝１７Ｂとを連通するように形成されている。そして、油溝１７Ｂ、内径部分１５Ｂ及び油孔２８により第２油路１９が構成されている。
【００６７】
また、カムロブ切換機構６０には、第１実施形態のカムロブ切換機構１１において、ピン孔Ｈ３における第３ロックピンＲ３と第４ロックピンＲ４との間の部分に設けられた第２スプリング３４に代えて、第２カムベース部材１３のピン孔Ｈ４における第５ロックピンＲ５よりもＢ端側の部分に第２スプリング６１が設けられている。そして、第５ロックピンＲ５はその第２スプリング６１によって、カムロブ切換機構６０のＡ端側、すなわち第２カムベース部材１３から見て高速カムロブ部材１５が設けられた側に付勢されている。
【００６８】
更に、このカムロブ切換機構６０では、ストッパーＳ１により、第１ロックピンＲ１の可動範囲が次のように制限されている。すなわち、第１ロックピンＲ１のＢ端側の端面が、第１カムベース部材１２のＢ端側の端面と同一平面上に位置する位置が、第１ロックピンＲ１の可動範囲におけるＡ端側の端とされている。また、第１ロックピンＲ１のＢ端側の端面が第１カムベース部材１２のＢ端側の端面から規定の長さｌ１だけ突出する位置が、第１ロックピンＲ１の可動範囲におけるＢ端側の端とされている。
【００６９】
一方、カムシャフト１０の中心軸方向における第２ロックピンＲ２の長さｌ３は、同中心軸方向におけるピン孔Ｈ２の長さｌ２から上記長さｌ１を引いた長さとされている（ｌ３＝ｌ２−ｌ１）。すなわち、第２ロックピンＲ２の長さｌ３は、第１ロックピンＲ１がその可動範囲のＢ端側の端に位置し、第２ロックピンＲ２がその第１ロックピンＲ１と接触する位置に位置したときに、第２ロックピンＲ２のＢ端側の端面が、低速カムロブ部材１４のＢ端側の端面と同一平面に位置するように設定されている。ちなみに、第３ロックピンＲ３及び第４ロックピンＲ４の長さは、第１実施形態のカムロブ切換機構１１と同様に、カムシャフト１０の中心軸方向におけるそれらの長さの合計が、同中心軸方向におけるピン孔Ｈ３の長さと等しくなるように設定されている。
【００７０】
更に、このカムロブ切換機構６０では、第５ロックピンＲ５にも、その可動範囲を制限するストッパーＳ２が設けられている。具体的には、第５ロックピンＲ５のＡ端側の端面が、第２カムベース部材１３のＡ端側の端面と同一平面上に位置する位置が、第５ロックピンＲ５が可動範囲におけるＡ端側の端とされている。なお、このカムロブ切換機構６０の上記以外の部分は、第１実施形態のカムロブ切換機構１１と同様の構造となっている。
【００７１】
次に、以上のように構成されたカムロブ切換機構６０の作用を説明する。このカムロブ切換機構６０では、表３に示されるように、第１油路１８、第２油路１９及び第３油路２０の油圧供給態様を切り換えることで、カムロブの切換動作を行う。なお、下表においても、「○」は、該当油路への油圧供給を、「×」は、該当油路への油圧供給の停止を、それぞれ示している。
【００７２】
【表３】
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（デフォルト状態）
このカムロブ切換機構６０では、低速カム動作がデフォルト状態とされている。デフォルト状態では、第１油路１８、第２油路１９及び第３油路２０のすべての油圧供給が停止されている。このときの第１ロックピンＲ１は、第１スプリング３２の付勢力により、その可動範囲のＢ端側の端の位置に保持される。すなわち、第１ロックピンＲ１は、そのＢ端側の端面が第１カムベース部材１２のＢ端側の端面から長さｌ１だけ突出する位置に保持される。その結果、第１ロックピンＲ１は、ピン孔Ｈ１及びピン孔Ｈ２を跨いで第１カムベース部材１２と低速カムロブ部材１４とを係合し、低速カムロブ部材１４を高位置でロックするようになる。
【００７３】
一方、このときの第５ロックピンＲ５は、第２スプリング６１の付勢力により、その可動範囲のＡ端側の端の位置に保持される。すなわち、第５ロックピンＲ５は、そのＡ端側の端面が第２カムベース部材１３のＡ端側の端面と同一平面上に位置する位置に保持される。また、上述のように、第２ロックピンＲ２の長さｌ２は、ピン孔Ｈ２の長さｌ２から上記長さｌ１を引いた長さとされ、第３ロックピンＲ３及び第４ロックピンＲ４の長さの合計は、ピン孔Ｈ３の長さと等しくされている。そのため、このときの第２ロックピンＲ２は、その全体がピン孔Ｈ２内に完全に収容された位置に保持され、第３ロックピンＲ３及び第４ロックピンＲ４は、それらの全体がピン孔Ｈ３内に完全に収容された位置に保持される。よって、このときの高速カムロブ部材１５は、その両側の低速カムロブ部材１４及び第２カムベース部材１３のいずれとも係合されず、ロックが解除された状態となる。
【００７４】
以上のように、デフォルト状態では、低速カムロブ部材１４は高位置でロックされ、高速カムロブ部材１５はロックが解除された状態となる。よって、このときのカムロブ切換機構６０では、低速カムロブ部材１４により吸気バルブを開閉駆動する低速カム動作が行われる。
【００７５】
なお、デフォルト状態において、第１油路１８のみに油圧を供給するようにしてもよい。この場合にも、各ロックピンＲ１〜Ｒ５の位置は、上記と同様となり、低速カム動作が行われるようになる。
【００７６】
（低速カム動作→高速カム動作）
低速カム動作から高速カム動作への切り換えは、第１油路１８への油圧供給及び第３油路２０への油圧供給の停止を維持したまま、第２油路１９への油圧供給を開始することで行われる。なお、デフォルト状態において第１油路１８に油圧供給を停止している場合には、第３油路２０への油圧供給の停止を維持したまま、第１油路１８及び第２油路１９への油圧供給を開始することで高速カム動作への切り換えが行われる。
【００７７】
このときの第３油路２０を通じて供給された油圧によっては、第３ロックピンＲ３がＡ端側に押され、第４ロックピンＲ４がＢ端側に押される。ただし、このときの第３ロックピンＲ３には、第１油路１８を通じて供給された油圧によるＢ端側への押力が、第１ロックピンＲ１及び第２ロックピンＲ２を介して伝達されている。そのため、このときには、第１ロックピンＲ１、第２ロックピンＲ２及び第３ロックピンＲ３の位置を保持したまま、第４ロックピンＲ４が第５ロックピンＲ５と共にＢ端側に移動する。その結果、第１ロックピンＲ１による第１カムベース部材１２と低速カムロブ部材１４との係合を維持したまま、ピン孔Ｈ３とピン孔Ｈ４とを跨ぐ位置に第４ロックピンＲ４が移動して、高速カムロブ部材１５と第２カムベース部材１３とを係合するようになる。すなわち、低速カムロブ部材１４及び高速カムロブ部材１５が双方共に高位置でロックされた状態となる。この場合のロッカーアームは、より高いカム山を有した高速カムロブ部材１５により揺動されるため、カムロブ切換機構６０は、高速カムロブ部材１５により吸気バルブを開閉駆動する高速カム動作を行うようになる。
【００７８】
（高速カム動作→低速カム動作）
上記のような高速カム動作中に、第１油路１８への油圧供給を維持したまま、第２油路１９への油圧供給を停止し、第３油路２０への油圧供給を開始すると、第３油路２０を通じて供給された油圧により第５ロックピンＲ５がＡ端側に押される。そして、第５ロックピンＲ５に押された第４ロックピンＲ４が、ピン孔Ｈ３における第３ロックピンＲ３と第４ロックピンＲ４との間の部分に残留した油を第２油路１９に押し出しつつ、第５ロックピンＲ５と共にＡ端側に移動する。その結果、第４ロックピンＲ４の全体がピン孔Ｈ３内に入る位置まで移動して、高速カムロブ部材１５と第２カムベース部材１３との係合が解除される。一方、第１ロックピンＲ１は、第１油路１８を通じて供給された油圧により押されており、ピン孔Ｈ１とピン孔Ｈ２とを跨ぐ位置から移動しないため、低速カムロブ部材１４のロックは維持される。よって、このときのカムロブ切換機構６０は、低速カム動作を行うようになる。
【００７９】
（低速カム動作→気筒休止動作）
上記のような低速カム動作中に、第３油路２０への油圧供給を維持したまま、第１油路１８への油圧供給を停止し、第２油路１９への油圧供給を開始すると、第２油路１９を供給された油圧により第３ロックピンＲ３がＡ端側に押される。そして、第２ロックピンＲ２を介して第３ロックピンＲ３からの押力が伝達された第１ロックピンＲ１は、ピン孔Ｈ１における第１ロックピンＲ１よりもＡ端側の部分に残留した油を第１油路１８に押し戻しつつ、第２ロックピンＲ２及び第３ロックピンＲ３と共にＡ端側に移動する。その結果、第３ロックピンＲ３がピン孔Ｈ２とピン孔Ｈ３とを跨ぐ位置に移動して、低速カムロブ部材１４と高速カムロブ部材１５とが係合されるとともに、第１ロックピンＲ１の全体がピン孔Ｈ１内に入る位置に移動して、第１カムベース部材１２と低速カムロブ部材１４との係合が解除される。一方、このときの第４ロックピンＲ４は、第２油路１９を通じて供給された油圧によりＢ端側に押されるが、第５ロックピンＲ５を介して第３油路２０を通じて供給された油圧によりＡ端側にも押されているため、第４ロックピンＲ４及び第５ロックピンＲ５は、高速カムロブ部材１５と第２カムベース部材１３との係合を解除する位置から移動しない。そのため、低速カムロブ部材１４及び高速カムロブ部材１５が双方共にロックが解除された状態となって、カムロブ切換機構６０が気筒休止動作を行うようになる。
【００８０】
（気筒休止動作→低速カム動作）
気筒休止動作から低速カム動作への切り換えは、第３油路２０への油圧供給を維持したまま、第１油路１８への油圧供給を開始し、第２油路１９への油圧供給を停止することで行われる。このときには、高速カムロブ部材１５と第２カムベース部材１３との係合を解除する位置に第４ロックピンＲ４及び第５ロックピンＲ５を保持したまま、第１油路１８を通じて供給された油圧により第１ロックピンＲ１、第２ロックピンＲ２及び第３ロックピンＲ３がＢ端側に移動する。その結果、高速カムロブ部材１５のロックを解除したまま、第１ロックピンＲ１がピン孔Ｈ１とピン孔Ｈ２とを跨ぐ位置に移動して、低速カムロブ部材１４が高位置でロックされる。よって、このときのカムロブ切換機構６０は、低速カム動作を行うようになる。
【００８１】
以上説明した本実施形態のカムロブ切換機構６０でも、３系統の油路のみで、両端油圧式のロックピンによる３段階のカムロブ切換を実現することができる。よって、本実施形態のカムロブ切換機構６０によっても、第１実施形態のカムロブ切換機構１１と同様の効果を奏することができる。
【００８２】
なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施形態では、カムシャフト１０に対してカムロブ上下方向に往復直線動可能に低速カムロブ部材１４及び高速カムロブ部材１５を設けるようにしていたが、それらがカムシャフト１０に対して揺動や回動などそれ以外の動きをするように設けるようにしてもよい。
【００８３】
・上記実施形態では、完全なカムプロフィール面を外周面に備えた低速カムロブ部材１４及び高速カムロブ部材１５を用いていたが、不完全なカムプロフィール面を外周面に備えたカム部材をそれらの代わりに採用するようにしてもよい。すなわち、カムベース円のカムプロフィール面は、第１カムベース部材１２、第２カムベース部材１３も備えている。そのため、低速カムロブ部材１４、高速カムロブ部材１５には、カム山部分のカムプロフィール面さえ設けられていれば、第１カムベース部材１２及び第２カムベース部材１３の備えるカムベース円部分のカムプロフィール面と合わせれば、完全なカムプロフィール面となる。よって、カム山部分のカムプロフィール面のみを備える低速カムロブ部材１４、高速カムロブ部材１５を採用しても、３段階のカムロブの切り換えを行うことが可能である。
【００８４】
・上記実施形態では、カムシャフト１０内に形成された螺旋状の油溝１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃを通じて各気筒のカムロブ切換機構に３系統の油圧を供給するようにしていた。カムシャフト１０内の油路の形状として、これ以外の形状を採用しても良い。例えば、直線に延びる３本の油路をカムシャフト１０内に形成して、各気筒のカムロブ切換機構に３系統の油圧を供給するようにしてもよい。
【００８５】
・上記実施形態では、ロックピンを付勢するスプリングを２つ設けるようにしていたが、必要に応じてその数を適宜増減してもよい。また、スプリングを設置する位置も適宜変更しても良い。
【符号の説明】
【００８６】
Ｈ１〜Ｈ４…ピン孔、Ｒ１…第１ロックピン、Ｒ２…第２ロックピン、Ｒ３…第３ロックピン、Ｒ４…第４ロックピン、Ｒ５…第５ロックピン、１０…カムシャフト（１０Ｌ…中心軸）、１１，４０，５０，６０…カムロブ切換機構、１２…第１カムベース部材（カム部材：１２Ａ…外周面）、１３…第２カムベース部材（カム部材：１３Ａ…外周面）、１４…低速カムロブ部材（カム部材：１４Ａ…外周面）、１５…高速カムロブ部材（カム部材：１５Ａ…外周面）、１８…第１油路、１９…第２油路、２０…第３油路、２９Ａ，３０Ａ…リターンスプリング、３２…第１スプリング、３４，６１…第２スプリング。
【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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