"カム位相と開角とが可変制御される開弁特性可変型内燃機関であって、バルブの開閉に供される第1カムが外周に形成されるとともに、当該バルブの開閉に供される第2カムが相対回転可能に外嵌するアウタカムシャフトと、前記アウタカムシャフトに相対回転可能に内設され、前記第2カムと一体に回転するインナカムシャフトと、前記アウタカムシャフトと前記インナカムシャフトとの間に介装され、当該アウタカムシャフトと当該インナカムシャフトとに相対回転力を付与する付勢手段と、クランクシャフトに同期して回転する第1回転部材と、前記アウタカムシャフトと前記インナカムシャフトとのどちらか一方と一体に回転するとともに、前記第1回転部材に相対回転可能に連結された第2回転部材とを有し、前記第1回転部材および前記第2回転部材の間に形成された進角側油圧室と遅角側油圧室とに連絡する油圧回路を切り換えることにより、前記アウタカムシャフトと前記インナカムシャフトとのどちらか一方のカム位相を変化させるカム位相可変手段と、前記アウタカムシャフトと前記インナカムシャフトとのどちらか他方を所定のカム位相で前記第1回転部材に結合するロック手段とを備えたことを特徴とする開弁特性可変型内燃機関。前記アウタカムシャフトおよび前記インナカムシャフトが排気カムシャフトであり、前記付勢手段は、前記第1カムの位相と前記第2カムの位相とが一致する方向に前記相対回転力を付与し、前記ロック手段は、前記アウタカムシャフトと前記インナカムシャフトとのどちらか他方を最遅角位置で前記第1回転部材に結合することを特徴とする、請求項1に記載された開弁特性可変型内燃機関。特許文献1のVTCでは、カムシャフトの位相を進角側や遅角側に連続的に変化させることができるものの吸排気の開角は一定であり、特許文献2の可変開角動弁装置では、吸気開角を連続的に変化させることができるもののカムシャフトの位相が固定であるため、どちらか一方を採用しても望ましい開弁特性が得られないことがあった。例えば、排気側おいては、低回転高負荷運転領域でカム位相を最遅角にするとともに開角を小さくしてノッキングを抑制する一方、高回転高負荷運転領域ではカム位相を進角させるとともに排気開角を大きくして吸排気オーバラップを確保して確実な掃気を行うことが求められる。しかしながら、このような開弁特性を実現すべく特許文献1のVTCと特許文献2の可変開角動弁装置との双方を排気カムシャフトに適用することは、VTCアクチュエータと位相変更手段とをシリンダヘッドに併設することになり、設置スペースを確保することが難しくなるだけでなく、機構の複雑化や構成備品点数の増大が許容できる範囲を越えてしまうため、量産エンジン用の可変動弁機構として非現実的であった。本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、単一のVTCアクチュエータをもってカム位相と開角との可変制御を実現した開弁特性可変型内燃機関を提供することを目的とする。本発明に係る開弁特性可変型内燃機関は、カム位相と開角とが可変制御される開弁特性可変型内燃機関であって、バルブ3の開閉に供される第1カム68が外周に形成されるとともに、当該バルブの開閉に供される第2カム73が相対回転可能に外嵌するアウタカムシャフト61と、前記アウタカムシャフトに相対回転可能に内設され、前記第2カムと一体に回転するインナカムシャフト62と、前記アウタカムシャフトと前記インナカムシャフトとの間に介装され、当該アウタカムシャフトと当該インナカムシャフトとに相対回転力を付与する付勢手段63と、クランクシャフトに同期して回転する第1回転部材22と、前記アウタカムシャフトと前記インナカムシャフトとのどちらか一方と一体に回転するとともに、前記第1回転部材に相対回転可能に連結された第2回転部材23とを有し、前記第1回転部材および前記第2回転部材の間に形成された進角側油圧室51a~54aと遅角側油圧室51b~54bとに連絡する油圧回路55,56を切り換えることにより、前記アウタカムシャフトと前記インナカムシャフトとのどちらか一方のカム位相を変化させるカム位相可変手段21と、前記アウタカムシャフトと前記インナカムシャフトとのどちらか他方を所定のカム位相で前記第1回転部材に結合するロック手段36とを備えた。また、本発明の第2の側面では、前記アウタカムシャフトおよび前記インナカムシャフトが排気カムシャフトであり、前記付勢手段は、前記第1カムの位相と前記第2カムの位相とが一致する方向に前記相対回転力を付与し、前記ロック手段は、前記アウタカムシャフトと前記インナカムシャフトとのどちらか他方を最遅角位置で前記第1回転部材に結合する。本発明によれば、例えばカム位相可変手段によってアウタカムシャフトとインナカムシャフトとを所定のカム位相に一体に回転させた後、ロック手段によって両カムシャフトのどちらか一方を第1回転部材に結合させる。次に、カム位相可変手段によって両カムシャフトのどちらか他方を回転させると、両カムシャフトのカム位相がずれて開角が増大する。また、アウタカムシャフトおよびインナカムシャフトが排気カムシャフトであるものでは、所定の運転領域で両カムシャフトのカム位相を最遅角にするとともに開角を小さくしてノッキングを抑制できる一方、両カムシャフトの一方を最遅角でロックした状態で他方を進角させることで排気開角を大きくして確実な掃気を実現することができる。以下、図面を参照して、本発明に係る開弁特性可変型内燃機関の一実施形態を詳細に説明する。≪実施形態の構成≫<全体構成>図1に示すエンジン開弁特性可変型内燃機関Eは、自動車に搭載されるDOHC4バルブ型の4サイクル直列4気筒ガソリンエンジンであり、そのシリンダヘッド1に、各気筒2本ずつの吸気バルブ2および排気バルブ3、これら吸排気バルブ2,3を駆動する吸気カムシャフト4および排気カムシャフト5を備えている。両カムシャフト4,5は、クランクスプロケット6、カムチェーン7、吸気カムスプロケット8、排気カムスプロケット9を介して、クランクシャフト10によって1/2の回転速度をもって回転駆動される。また、クランクシャフト10は、コネクティングロッド11を介してピストン12に連結されるとともに、チェーン13を介して斜め下方に設置されたオイルポンプ作動油供給源14を駆動する。吸気カムシャフト4の前端には吸気側VTCアクチュエータ20が取り付けられ、排気カムシャフト5の前端には排気側VTCアクチュエータ21が取り付けられ、シリンダヘッド1およびシリンダブロック15にはオイルポンプ14からの作動油エンジンオイルを両VTCアクチュエータ20,21に供給するための油路16が形成されている。<可変動弁機構>図2に示すように、排気側VTCアクチュエータ以下、単にVTCアクチュエータと記す21は、外周に排気カムスプロケット9が形成されたハウジング第1回転部材22、ハウジング22内に回転自在に保持されるロータ第2回転部材23、ロータ23の軸心に圧入等によって固着一体化される円筒状のロータエクステンション24、ハウジング22の前面を覆うフロントカバー25、ハウジング22の後面を覆うバックプレート26、ロータエクステンション24の軸心に保持されたオイルコントロールバルブ以下、OCVと記す30、エンジンECU図示せずに制御されることでOCV30を駆動するリニアソレノイド31、ロータ23に軸方向摺動自在に保持された第1ロックピン33、第1ロックピン33をバックプレート26側に付勢する第1ロックピンスプリング34、ハウジング22に軸方向摺動自在に保持された第2ロックピン36、第2ロックピン36を排気カムシャフト5側に付勢する第2ロックピンスプリング37等を構成要素としている。図3に示すように、ロータ23の外周には第1~第4ベーン41~44が立設される一方、ハウジング22の内周にはこれらベーン41~44を所定角度をもって相対回動自在に収容する第1~第4ベーン室51~54が形成されている。ハウジング22やロータ23には、OCV30からの作動油を第1~第4ベーン室51~54の進角側油室51a~54aに供給する進角側油路55と、OCV30からの作動油を第1~第4ベーン室51~54の遅角側油室51b~54bに供給する遅角側油路56と、油路16からの作動油を第1ロックピン33に供給する第1ロック解除油路57とが形成されている。また、バックプレート26には、図示しないスプールバルブ等からの作動油を第2ロックピン36に供給する第2ロック解除油路58が形成されている。図4にも示すように、第1ロックピン33および第1ロックピンスプリング34が第1ベーン41に収容される一方、バックプレート26にはロータ23の最遅角位置で第1ロックピン33の先端が嵌入するロックピンキャッチ38が嵌着されている。また、第2ロックピン36および第2ロックピンスプリング37がハウジング22における第2ベーン室52と第3ベーン室53との間に収容される一方、排気カムシャフト5のフランジ部65後述には第2ロックピン36の先端が嵌入するロックピンキャッチ39が嵌着されている。なお、図4では、第1,第2ロックピン33,36がロックピンキャッチ38,39にそれぞれ嵌入した状態を示している。<排気カムシャフト>図4,図5にも示すように、排気カムシャフト5は、カムホルダ60に回転自在に保持されたアウタカムシャフト61と、アウタカムシャフト61に相対回転可能に内嵌したインナカムシャフト62と、インナカムシャフト62に対してアウタカムシャフト61を進角側に常時付勢するバイアススプリングねじりコイルスプリング63とから構成されている。アウタカムシャフト61は、VTCアクチュエータ21のバックプレート26に対峙するフランジ部65を有するとともにその外周がカムホルダ60の内周に摺接するベース66と、ベース66に圧入一体化された中空のシャフト本体67と、シャフト本体67に外嵌一体化された一対の第1カム68とを有している。なお、第1カム68は、圧入や焼き嵌め等により、シャフト本体67に強固に一体化されている。インナカムシャフト62は、ロータエクステンション24の後端図4中、右端に圧入一体化された中実のシャフト本体71と、シャフト本体71に固定ピン72を介して固着された第2カム73とを有している。第2カム73は、第1カム68に挟まれた状態で、アウタカムシャフト61の外周に相対回転自在に遊嵌している。また、アウタカムシャフト61のシャフト本体67には固定ピン72が遊嵌する長孔69が形成されており、固定ピン72すなわち、第2カム73が第1カム68に対して所定の角度範囲で相対回転可能となっている。バイアススプリング63は、その両端がアウタカムシャフト61とインナカムシャフト62とに各々圧入された係止ピン75,76に掛けられており、アウタカムシャフト61をインナカムシャフト62に対して進角方向に常時付勢している。第1カム68は、通常時においてはバイアススプリング63に付勢されることで第2カム73と重なるがそのカム位相が第2カム73と同一となるが、外力が加わることによって図5中に二点差線で示すように第2カム73に対して遅角側に回転する。≪実施形態の作用≫以下、図6~図12の模式図やグラフも参照して本実施形態の作用を説明する。<エンジン始動時>エンジンEの始動時には、十分な作動油がVTCアクチュエータ21に供給されないため、カムトルクによってハウジング22内でロータ23が不用意に回転することを防止すべく、図6に示すように、前回の停止時に第1ロックピン33によってロータ23が最進角位置に保持される。なお、第2ロックピン36は、第2ロック解除油路58からの作動油が供給されず排気カムシャフト5のフランジ部65に押し付けられるが、角度位相が異なることによりロックピンキャッチ39に嵌入することはない。そのため、アウタカムシャフト61は、バイアススプリング63に付勢されてインナカムシャフト62と一体に回転する。この状態では、図7に示すように、吸気開角と排気開角とがオーバラップしないため、確実な始動が可能となる。<中低負荷運転領域>エンジンEが始動すると、油路16からの作動油が第1ロック解除油路57を介して第1ロックピン33に供給される一方、エンジンECUは、第2ロック解除油路58を介して第2ロックピン36に作動油を供給する。これにより、第1ロックピン33によるロータ23とハウジング22との結合が断たれ、ロータ23が進角側あるいは遅角側に回転することが可能となる。そして、第2ロックピン36を解除側に付勢する油圧が加わるため、第2ロックピン36がロックピンキャッチ39上を通過しても、第2ロックピン36とロックピンキャッチ39とが係合しなくなる。これにより、エンジンECUが進角側油路55や遅角側油路56を介して進角側油室51a~54aまたは遅角側油室51b~54bに作動油を供給することで、図8に示すように、ロータ23が進角側あるいは遅角側に回転してインナカムシャフト62第2カム73のカム位相が変化するが、この場合もアウタカムシャフト61はバイアススプリング63に付勢されてインナカムシャフト62と一体に回転する。<高負荷運転領域>エンジンEが低回転低負荷運転状態にあるときに運転者がアクセルペダルを強く踏み込むとすなわち、低回転高負荷運転領域に移行すると、エンジンECUは、図9に示すように、先ず遅角側油路56を介して遅角側油室51b~54bに作動油を供給する一方、第2ロックピン36の作動油を第2ロック解除油路58から排出させる。これにより、ロータ23が遅角側に回転してアウタカムシャフト61第1カム68およびインナカムシャフト62第2カム73のカム位相は最遅角となるとともに、アウタカムシャフト61ベース66のフランジ部65が第2ロックピン36によってハウジング22に固定される。加速に伴ってエンジンEの回転速度が上昇するとすなわち、高回転高負荷運転領域に移行すると、エンジンECUは、第2ロックピン36の作動油を第2ロック解除油路58から排出させた状態で、進角側油路55を介して進角側油室51a~54aに作動油を供給する。これにより、図10に示すように、ロータ23が進角側に回転してインナカムシャフト62第2カム73のカム位相は進角する図10は、最進角状態を示すが、アウタカムシャフト61第1カム68は、第2ロックピン36によってハウジング22に固定されていることから、図11に示すようにそのカム位相が最遅角のままとなる。その結果、第1カム68の高位部と第2カム73の高位部とが円周方向に連続することで排気開角が有意に大きくなる。本実施形態ではこのような構成を採ったことにより、図12aに示すように、低回転高負荷運転領域においては、小さな開角のまま排気バルブ3の開弁タイミングを遅くするとともに吸排気オーバラップを確保することにより、燃焼室の掃気が促されるとともに点火順序が隣り合う気筒からの排気脈動の影響も少なくなってノッキングが抑制される。また、図12bに示すように、高回転高負荷運転領域においては、排気効率を高めるべく排気バルブ3の開弁タイミングを早くしても、開角が大きくなることで適正な吸排気オーバラップが確保され、確実な掃気による出力の向上等が実現される。以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこれらに限られるものではない。例えば、上記実施形態は排気側の動弁機構に本発明を適用したものであるが、本発明は吸気側の動弁機構にも当然に適用可能である。また、上記実施形態では、アウタカムシャフトが最遅角位置でハウジングに固定されるものとしたが、最遅角と最進角との間の任意の位置で固定されるようにしてもよいし、複数の位置で固定される例えば、複数の第2ロックピンやロックピンキャッチを用いることにより、開角を多段階に可変制御するものとしてもよい。また、上記実施形態ではインナカムシャフトがロータと一体に回転し、アウタカムシャフトが第2ロックピンによってハウジングに固定されるものとしたが、アウタカムシャフトがロータと一体に回転し、インナカムシャフトが第2ロックピンによってハウジングに固定されるものとしてもよい。また、上記実施形態では、ロータとロータエクステンションとの接合や、ロータエクステンションとインナカムシャフトとの接合に圧入を採用したが、これらをセレーションやスプライン等によって接合させるようにしてもよい。また、上記実施形態では、VTCアクチュエータをOCVによって駆動し、第2ロックピンを別のスプールバルブによって駆動するようにしたが、VTCアクチュエータと第2ロックピンとを単一の油圧制御弁で駆動するようにしてもよい。また、第2ロックピンをロックピンキャッチに係合させるにあたり、上記実施形態では第2ロック解除油路を介して第2ロックピンから作動油を積極的に排出させるようにしたが、第2ロックピンへの作動油の供給を停止し、各部材ハウジングや第2ロックピン等の間隙から作動油を漏洩させることで第2ロックピンに加わる油圧を低減させてもよい。その他、VTCアクチュエータやカムシャフトの具体的機構をはじめ、エンジンの具体的構成等についても、本発明の主旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。"