JP5158190B2 - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents

Description

この発明は、内燃機関の可変動弁装置に関する。

従来、例えば特許文献１には、２種類のカムが設けられたカムキャリアを気筒毎に設け、回転駆動されるカム主軸に対して当該カムキャリアを軸方向に移動させることにより、各気筒のバルブ駆動用カムを切り換える内燃機関の動弁機構が開示されている。より具体的には、この従来の動弁機構では、各カムキャリアの外周面の両端に、螺旋状に形成されたガイド溝をそれぞれ備えている。また、当該ガイド溝に挿脱される駆動ピンを駆動する電動アクチュエータを各ガイド溝に対して備えるようにしている。

上記従来の動弁機構によれば、ガイド溝に対して駆動ピンを挿入することで、カムキャリアをその軸方向に移動させることができ、これにより、各気筒のバルブ駆動用カムを切り換えてバルブのリフト量を変更することができる。また、上記従来の動弁機構では、上記電動アクチュエータは、シリンダヘッドの外側に配置されている。
尚、出願人は、本発明に関連するものとして、上記の文献を含めて、以下に記載する文献を認識している。

日本特表２００６−５２０８６９号公報 日本特許第２６６３５５６号公報 日本特開平１１−２３５０００号公報 日本特開２００４−１２４７９４号公報 日本特開２００８−１９６４６２号公報 日本実公平７−２３５５８号公報

カムシャフトに固定もしくは軸方向の移動自在に取り付けられた円筒部の外周面に設けられたガイドレールと、当該ガイドレールに係脱自在な突起部と、当該突起部をガイドレールに向けて突き出し可能なアクチュエータとを利用してバルブの開弁特性を変化させる可変動弁装置においては、上述した特許文献１に記載の技術のようにバルブの開弁特性を切り換えるためのアクチュエータを内燃機関の外部に備えていると、アクチュエータの冷却を効率良く行うことが困難となる。その一方で、アクチュエータが突起部をガイドレールに向けて突き出した際に、アクチュエータに大きな応力が作用しないように、アクチュエータの配置場所が設定されていることが望ましい。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、冷却性向上および応力低減を図る観点においてアクチュエータの配置環境を良好に改善させることのできる内燃機関の可変動弁装置を提供することを目的とする。

内燃機関の気筒内の第１バルブを駆動するための第１カムが固定もしくは軸方向の移動自在に取り付けられた第１カムシャフトと、
前記第１バルブと同一気筒内に配置される第２バルブを駆動するための第２カムが固定もしくは軸方向の移動自在に取り付けられた第２カムシャフトと、
前記第１および第２カムシャフトに、それぞれ固定もしくは軸方向の移動自在に取り付けられた円筒部の外周面に設けられたガイドレールと、
前記ガイドレールに係脱自在に配置された突起部と、
前記円筒部と対向して配置され、前記突起部を前記ガイドレールに向けて突き出し可能なアクチュエータと、を備え、
前記突起部と前記ガイドレールとの係合時に生ずる前記突起部と前記円筒部との相対的な変位に伴って、前記第１バルブおよび前記第２バルブの開弁特性が変化する内燃機関の可変動弁装置であって、
前記アクチュエータの少なくとも一部が、前記突起部が前記ガイドレールに向けて突き出されていない状態において、前記第１および第２カムシャフトの軸方向から見て、前記第１カムシャフトに取り付けられた前記円筒部の円径および前記第１カムのベース円径のうちの何れか大きい方の円と、前記第２カムシャフトに取り付けられた前記円筒部の円径および前記第２カムのベース円径のうちの何れか大きい方の円とを繋げて仮想的に得られる長円状の領域内に収まるように配置されていることを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明において、
前記可変動弁装置は、
前記第１カムと前記第１バルブとの間、および、前記第２カムと前記第２バルブとの間の少なくとも一方に配置され、前記第１バルブおよび前記第２バルブのうちの少なくとも一方の開弁特性を変更する可変機構と、
所定の往復範囲内で移動することにより前記可変機構の動作状態を切り換える変位部材と、を更に備え、
前記突起部は、前記変位部材に固定されていることを特徴とする。

また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記突起部は、当該突起部が前記ガイドレールに向けて突き出されていない状態において、前記第１および第２カムシャフトの軸方向から見て、前記長円状の領域内に収まるように配置されていることを特徴とする。

また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、
前記アクチュエータは、前記長円状の領域内において前記第１カムシャフトに取り付けられた前記円筒部に向けて突き出し可能な位置に配置された第１可動子と、前記長円状の領域内において前記第２カムシャフトに取り付けられた前記円筒部に向けて突き出し可能な位置に配置された第２可動子と、を含むことを特徴とする。

また、第５の発明は、第４の発明において、
前記第１可動子と前記第２可動子とは、互いに対向するようにして、それぞれに対応する前記円筒部に向けて突き出し可能な位置に配置されていることを特徴とする。

また、第６の発明は、第４または５の発明において、
前記アクチュエータは、電磁ソレノイド式のアクチュエータであって、前記第１可動子および前記第２可動子を駆動する単一の電磁コイルを含むことを特徴とする。

また、第７の発明は、第３の発明において、
前記アクチュエータは、前記長円状の領域内において前記第１カムシャフトに取り付けられた前記円筒部に向けて突き出し可能な位置に配置された第１可動子と、前記長円状の領域内において前記第２カムシャフトに取り付けられた前記円筒部に向けて突き出し可能な位置に配置された第２可動子と、を含み、
前記突起部は、前記第１カムシャフトに取り付けられた前記ガイドレールと前記第１可動子との間、および、前記第２カムシャフトに取り付けられた前記ガイドレールと前記第２可動子との間にそれぞれ介在していることを特徴とする。

また、第８の発明は、第７の発明において、
前記アクチュエータは、電磁ソレノイド式のアクチュエータであって、前記第１可動子および前記第２可動子を駆動する単一の電磁コイルを含むことを特徴とする。

また、第９の発明は、第１乃至第８の発明の何れかにおいて、
前記第１および第２カムシャフトを内燃機関のシリンダヘッド側から支持するロア軸受部を有するカムシャフト支持部材を更に備え、
前記アクチュエータは、前記ロア軸受部に取り付けられていることを特徴とする。

また、第１０の発明は、第９の発明において、
前記円筒部は、前記ロア軸受部に近接して配置されており、
前記アクチュエータは、前記第１および第２カムシャフトを前記ロア軸受部と反対側から支持するアッパー軸受部、および前記ロア軸受部のうちの少なくとも一方に沿うようにして、前記ロア軸受部に取り付けられていることを特徴とする。

また、第１１の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、
前記第１および第２カムシャフトを内燃機関のシリンダヘッド側から支持するロア軸受部を有するカムシャフト支持部材と、
前記カムシャフト支持部材をシリンダヘッドの反対側から覆うヘッドカバーと、を更に備え、
前記アクチュエータは、前記ロア軸受部に対して前記ヘッドカバー側に配置されていることを特徴とする。

また、第１２の発明は、第１１の発明において、
前記ヘッドカバーの内部に設置され、当該ヘッドカバーの内部にオイルを噴射するオイル噴射部材を更に備え、
前記アクチュエータは、前記オイル噴射部材によるオイルの噴射方向に配置されていることを特徴とする。

また、第１３の発明は、第１１または第１２の発明において、
前記ヘッドカバーの内部に設置され、ブローバイガスの処理のために当該ヘッドカバーの内部に新気を流通させる新気通路を更に備え、
前記アクチュエータは、前記ヘッドカバーの内部における前記新気通路の開口部の近傍に配置されていることを特徴とする。

第１の発明によれば、円筒部と対向して配置されるアクチュエータが、第１および第２カムシャフト間に位置する上記長円状の領域内に収まるように配置される。このように、アクチュエータが内燃機関の内部に配置されることにより、内燃機関の内部に供給されるオイルによってアクチュエータを効率良く冷却することが可能となる。また、このような配置によって、アクチュエータをガイドレールに対して十分に近接して配置することができる。これにより、アクチュエータがガイドレールに向けて突起部を突き出す際に、アクチュエータから、突起部におけるガイドレールとの接触部位までの距離を短縮し易くすることができる。その結果、当該距離の短縮によって、アクチュエータに作用する応力を良好に低減することが可能となる。以上のように、本発明によれば、冷却性向上および応力低減を図る観点においてアクチュエータの配置環境を良好に改善させることができる。

第２の発明によれば、可変機構の動作状態を切り換える変位部材に上記突起部が固定されている構成を有する内燃機関の可変動弁装置において、冷却性向上および応力低減を図る観点においてアクチュエータの配置環境を良好に改善させることができる。

第３の発明によれば、突起部がガイドレールに向けて突き出されていない状態において、アクチュエータだけでなく、当該突起部についても上記長円状の領域内に収まるように配置される。これにより、アクチュエータがガイドレールに向けて突起部を突き出す際に、アクチュエータから、突起部におけるガイドレールとの接触部位までの距離を効果的に短縮することができる。その結果、当該距離の短縮によって、アクチュエータに作用する応力を良好に低減することが可能となる。

第４の発明によれば、アクチュエータの第１および第２可動子が上記長円状の領域内に配置されることにより、これらの可動子がガイドレールに向けて突起部を突き出す際に、これらの可動子から、突起部におけるガイドレールとの接触部位までの距離を効果的に短縮することができる。その結果、当該距離の短縮によって、アクチュエータに作用する応力を良好に低減することが可能となる。

第５の発明によれば、第１可動子と第２可動子とが互いに対向するように配置されていることにより、これらの第１可動子と第２可動子とを同時期に駆動する場合において、両者の駆動反力が相殺されるようになる。これにより、駆動時にアクチュエータに生ずる振動を効果的に抑制することができる。

第６の発明によれば、単一の電磁コイルに対して所定の励磁電流を指令することにより、第１および第２可動子の双方を同時に駆動することができる。このため、アクチュエータの個数の低減および小型化を図ることができる。

第７の発明によれば、第１および第２可動子がガイドレールに向けて突起部を突き出す際に、可動子から、突起部におけるガイドレールとの接触部位までの距離を効果的に短縮することができる。その結果、当該距離の十分な短縮によって、アクチュエータに作用する応力をより効果的に低減することが可能となる。

第８の発明によれば、単一の電磁コイルに対して所定の励磁電流を指令することにより、第１および第２可動子の双方を同時に駆動することができる。このため、アクチュエータの個数の低減および小型化を図ることができる。

第９の発明によれば、第１および第２カムシャフトを支持するために設けられる既存の部材を利用することにより、新たな固定場所を設ける必要なしに低コストかつ省スペースにアクチュエータを内燃機関の内部に搭載することができる。

第１０の発明によれば、第１および第２カムシャフトに設けられたガイドレールとアクチュエータとの位置決めを容易にすることができる。

第１１の発明によれば、ヘッドカバーの内部に供給されるオイルや新気（ブローバイガスの処理のために導入された新気）によって、アクチュエータを効率良く冷却し易くすることができる。

第１２の発明によれば、オイル噴射部材から噴射されたオイルがアクチュエータに当たることによって、アクチュエータを効率良く冷却することができる。

第１３の発明によれば、新気通路から供給される新気が直接的にアクチュエータに当たることによって、アクチュエータを効率良く冷却することができる。

本発明の実施の形態１の内燃機関の吸気可変動弁装置の全体構成を概略的に示す図である。 図１に示す可変機構を、吸気バルブの基端部側から見下ろした図である。 第１ロッカーアームをロッカーシャフトの軸方向（図２中の矢視Ａの方向）から見た図である。 第２ロッカーアームを図３と同じくロッカーシャフトの軸方向（矢視Ａの方向）から見た図である。 図１に示す切換機構の詳細な構成を説明するための図である。 切換機構をカムシャフトの軸方向（図５中の矢視Ｂの方向）から見た図である。 弁稼動状態時（通常のリフト動作時）の制御状態を示す図である。 弁停止動作の開始時の制御状態を示す図である。 スライド動作の完了時の制御状態を示す図である。 スライドピンを可動子によって保持する保持動作時の制御状態を示す図である。 図５に示す電磁ソレノイド式アクチュエータの配置を説明するための斜視図である。 電磁ソレノイド式アクチュエータを、カムシャフトの軸方向から見た断面図である。 カムキャリア７６によるアクチュエータ６６の位置決め手法の詳細を説明するための図である。 電磁ソレノイド式アクチュエータのアクチュエータ本体の内部構造を説明するための断面図である。 図１４に示すアクチュエータの動作を説明するための図である。 本発明の実施の形態２における電磁ソレノイド式アクチュエータの具体的な構成を説明するための図である。

１ 内燃機関
１０、１００ 吸気可変動弁装置
１２ 吸気カムシャフト
１４ 主カム
１４ａ ベース円部
１４ｂ ノーズ部
１６ 副カム
１８ 吸気バルブ
２０ 可変機構
２４ 切換機構
２６ ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
３２ 第１ロッカーアーム
３４Ｌ、３４Ｒ 第２ロッカーアーム
４６ 第１ピン孔
４８ 第１切換ピン
５２Ｌ、５２Ｒ 第２ピン孔
５４Ｌ、５４Ｒ 第２切換ピン
５６ リターンスプリング
５８、１０４ スライドピン
５８ａ 円柱部
５８ｂ、１０４ｂ アーム部
５８ｃ、１０４ｃ 突起部
５８ｄ 押圧面
５８ｅ 切欠部
５８ｆ 案内面
６０ 支持部材
６２ 円筒部
６４ ガイドレール
６４ａ 基端
６４ｂ 終端
６４ｃ 浅底部
６６、１０２ 電磁ソレノイド式アクチュエータ
６６ａ、１０２ａ 可動子
６６ｂ、１０２ｂ アクチュエータ本体
６６ｃ、１０２ｃ 固定部
７０、１２０ 排気可変動弁装置
７２ 排気カムシャフト
７４ シリンダヘッド
７６ カムキャリア
７６ａ ロア軸受部
７６ｂ カムキャリアの凹部
７８、１０６ カムキャップ
８４ ステータ
８６ 内側固定鉄心
８６ａ、８６ｂ 内側固定鉄心の端部
８８ 電磁コイル
９０、９２ 永久磁石
９４、９６ 外側固定鉄心
１１０ ヘッドカバー
１１２ ＰＣＶ室
１１４ バッフルプレート
１１６ オイルシャワーパイプ
１１６ａ、１１６ｂ 噴射孔
１１８ 新気通路
１１８ａ 開口部
Ｐｍａｘ１、Ｐｍａｘ２ 変位端

実施の形態１．
先ず、図１乃至図１４を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。
［可変動弁装置の基本構成］
図１は、本発明の実施の形態１の内燃機関１の吸気可変動弁装置１０の全体構成を概略的に示す図である。
ここでは、内燃機関１は、４つの気筒（＃１〜＃４）を有する直列４気筒型エンジンであるものとする。また、内燃機関１の個々の気筒には、２つの吸気バルブ１８と２つの排気バルブ（図示省略）とが備わっているものとする。尚、ここでは、吸気バルブ１８を駆動するための吸気可変動弁装置１０を例にとって説明を行うものとし、排気可変動弁装置７０（図１１参照）については、基本的に吸気可変動弁装置１０と同様に構成されているため、ここではその詳細な説明を省略する。

本実施形態の吸気可変動弁装置１０は、カムシャフト１２を備えている。カムシャフト１２は、図示省略するクランクシャフトに対してタイミングチェーンまたはタイミングベルトによって連結され、クランクシャフトの１／２の速度で回転するように構成されている。カムシャフト１２には、１気筒当たり１つの主カム１４と２つの副カム１６とが形成されている。主カム１４は、２つの副カム１６の間に配置されている。

主カム１４は、カムシャフト１２と同軸の円弧状のベース円部１４ａ（図３参照）と、当該ベース円の一部を半径方向外側に向かって膨らませるように形成されたノーズ部１４ｂ（図３参照）とを備えている。また、本実施形態では、副カム１６は、ベース円部のみを有するカム（ゼロリフトカム）として構成されている（図４参照）。

各気筒のカム１４、１６と吸気バルブ（以下、単に「バルブ」と略する場合がある）１８との間には、可変機構２０が介在している。すなわち、カム１４、１６の作用力は、可変機構２０を介して２つのバルブ１８へ伝達されるようになっている。バルブ１８は、カム１４、１６の作用力とバルブスプリング２２の付勢力とを利用して開閉されるようになっている。

可変機構２０は、主カム１４の作用力をバルブ１８へ伝達する状態と副カム１６の作用力をバルブ１８へ伝達する状態とを切り換えることにより、バルブ１８の開弁特性を変更する機構である。尚、本実施形態においては、副カム１６はゼロリフトカムであるため、副カム１６の作用力がバルブ１８へ伝達される状態とは、バルブ１８が開閉しない状態（弁停止状態）を意味するものとする。

また、本実施形態の吸気可変動弁装置１０は、各可変機構２０を駆動して、バルブ１８の動作状態を切り換えるための切換機構２４を気筒毎に備えている。切換機構２４は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２６からの駆動信号に従って駆動されるようになっている。ＥＣＵ２６は、内燃機関１の運転状態を制御するための電子制御ユニットであり、クランクポジションセンサ２８等の出力信号に基づいて切換機構２４を制御する。クランクポジションセンサ２８は、内燃機関１の出力軸（クランクシャフト）の回転速度を検出するセンサである。

（可変機構の構成）
次に、図２乃至図４を参照して、可変機構２０の詳細な構成を説明する。
図２は、図１に示す可変機構２０を、吸気バルブ１８の基端部側から見下ろした図である。
可変機構２０は、カムシャフト１２と平行に配置されたロッカーシャフト３０を備えている。図２に示すように、ロッカーシャフト３０には、１つの第１ロッカーアーム３２と、一対の第２ロッカーアーム３４Ｒ、３４Ｌとが回転自在に取り付けられている。第１ロッカーアーム３２は、２つの第２ロッカーアーム３４Ｒ、３４Ｌの間に配置されている。尚、本明細書では、左右の第２ロッカーアーム３４Ｒ、３４Ｌを特に区別しないときには、単に第２ロッカーアーム３４と表記する場合がある。

図３は、第１ロッカーアーム３２をロッカーシャフト３０の軸方向（図２中の矢視Ａの方向）から見た図であり、図４は、第２ロッカーアーム３４を図３と同じくロッカーシャフト３０の軸方向（矢視Ａの方向）から見た図である。
図３に示すように、第１ロッカーアーム３２におけるロッカーシャフト３０の反対側の端部には、主カム１４と接することができる位置に、第１ローラ３６が回転可能に取り付けられている。第１ロッカーアーム３２は、ロッカーシャフト３０に取り付けられたコイルスプリング３８によって、第１ローラ３６が主カム１４と常に当接するように付勢されている。上記のように構成された第１ロッカーアーム３２は、主カム１４の作用力とコイルスプリング３８の付勢力との協働により、ロッカーシャフト３０を支点として揺動するようになる。

一方、図４に示すように、第２ロッカーアーム３４におけるロッカーシャフト３０の反対側の端部には、バルブ１８の基端部（詳細には、バルブステムの基端部）が当接している。また、第２ロッカーアーム３４の中央部位には、第２ローラ４０が回転可能に取り付けられている。

また、第２ロッカーアーム３４の他端においては、ロッカーシャフト３０がラッシュアジャスタ４２を介してシリンダヘッド７４（図１１参照）に支持されているものとする。このため、第２ロッカーアーム３４は、ラッシュアジャスタ４２から押し上げ力を受けることによって、副カム１６に向けて付勢されている。

また、第１ローラ３６に対する第２ローラ４０の位置は、第１ローラ３６が主カム１４のベース円部１４ａと当接（図３参照）し、かつ、第２ローラ４０が副カム１６のベース円部と当接（図４参照）している時に、第２ローラ４０の軸心と第１ローラ３６の軸心とが図２に示すように、同一直線Ｌ上に位置するように定められている。

（切換機構の構成）
次に、図５および図６を参照して、切換機構２４の詳細な構成を説明する。
切換機構２４は、第１ロッカーアーム３２と第２ロッカーアーム３４との連結／非連結を切り換えるための機構であり、これにより、主カム１４の作用力が第２ロッカーアーム３４に伝達される状態と、当該作用力が第２ロッカーアーム３４に伝達されない状態とを切り換えて、バルブ１８の動作状態を弁稼動状態と弁停止状態との間で切り換えることができるようになっている。

図５は、図１に示す切換機構２４の詳細な構成を説明するための図である。尚、図５においては、ローラ３６、４０の軸心位置で切断した断面を用いて可変機構２０を表している。また、説明を分かり易くする観点から、可変機構２０の搭載位置に対するカムシャフト１２の搭載位置を、カムシャフト１２の軸方向位置を除き実際の搭載位置と異ならせた状態で表している。

図５に示すように、第１ローラの第１支軸４４の内部には、その軸方向に貫通するように第１ピン孔４６が形成されており、第１ピン孔４６の両端は、第１ロッカーアーム３２の両側面に開口している。第１ピン孔４６には、円柱状の第１切換ピン４８が摺動自在に挿入されている。第１切換ピン４８の外径は、第１ピン孔４６の内径と略同等であり、第１切換ピン４８の軸方向の長さは、第１ピン孔４６の長さと略同等である。

一方、第２ロッカーアーム３４Ｌ側の第２ローラ４０の第２支軸５０Ｌの内部には、第１ロッカーアーム３２と反対側の端部が閉塞され、かつ、第１ロッカーアーム３２側の端部が開口された第２ピン孔５２Ｌが形成されている。また、第２ロッカーアーム３４Ｒ側の第２ローラ４０の第２支軸５０Ｒの内部には、その軸方向に貫通するように第２ピン孔５２Ｒが形成されており、第２ピン孔５２Ｒの両端は、第２ロッカーアーム３４Ｒの両側面に開口している。第２ピン孔５２Ｒ、５２Ｌの内径は、第１ピン孔４６の内径と同等である。

第２ピン孔５２Ｌには、円柱状の第２切換ピン５４Ｌが摺動自在に挿入されている。また、第２ピン孔５２Ｌの内部には、第２切換ピン５４Ｌを第１ロッカーアーム３２方向（以下、「切換ピンの進出方向」と称する）に向けて付勢するリターンスプリング５６が配置されている。第２切換ピン５４Ｌの外径は、第２ピン孔５２Ｌの内径と略同等である。また、第２切換ピン５４Ｌの軸方向の長さは、第２ピン孔５２Ｌより短くされており、第２切換ピン５４Ｌが第２ピン孔５２Ｌ内に向けて押された状態で、第２切換ピン５４Ｌの先端が第２ロッカーアーム３４Ｌの側面から僅かに突出するように調整されている。また、リターンスプリング５６は、実装された状態において、第１ロッカーアーム３２に向けて第２切換ピン５４Ｌを常時付勢するように構成されているものとする。

第２ピン孔５２Ｒには、円柱状の第２切換ピン５４Ｒが摺動自在に挿入されている。第２切換ピン５４Ｒの外径は、第２ピン孔５２Ｒの内径と略同等であり、第２切換ピン５４Ｒの軸方向の長さは、第２ピン孔５２Ｒの長さと略同等である。

以上の３つのピン孔４６、５２Ｌ、５２Ｒの相対位置は、第１ローラ３６が主カム１４のベース円部１４ａと当接（図３参照）し、かつ、第２ローラ４０が副カム１６のベース円部と当接（図４参照）している時に、３つのピン孔４６、５２Ｌ、５２Ｒの軸心が同一直線上に位置するように決定されている。

ここで、上記図５とともに新たに図６を参照して、切換機構２４の説明を継続する。
図６は、切換機構２４をカムシャフト１２の軸方向（図５中の矢視Ｂの方向）から見た図である。
切換機構２４は、カム１４、１６の回転動力を利用して、切換ピン４８、５４Ｌ、５４Ｒを第２ロッカーアーム３４Ｌ側に向けて（切換ピンの退出方向に）変位させるためのスライドピン５８を備えている。スライドピン５８は、図５に示すように、第２切換ピン５４Ｒの端面と当接する端面を有する円柱部５８ａを備えている。円柱部５８ａは、シリンダヘッド７４（図１１参照）に固定された支持部材６０によって、軸方向に進退自在であって、周方向に回転自在に支持されている。

また、円柱部５８ａにおける第２切換ピン５４Ｒと反対側の端部には、当該円柱部５８ａの半径方向外側に向けて突出するように、棒状のアーム部５８ｂが設けられている。すなわち、当該アーム部５８ｂは、当該円柱部５８ａの軸心を中心として回転自在に構成されている。アーム部５８ｂの先端部は、図６に示すように、カムシャフト１２の外周面と対向する位置まで延びるように構成されている。また、アーム部５８ｂの先端部には、カムシャフト１２の外周面に向けて突出するように突起部５８ｃが設けられている。

カムシャフト１２における突起部５８ｃと対向する外周面には、当該カムシャフト１２よりも大きな外径を有する円筒部６２が形成されている。円筒部６２の外周面には、周方向に延びる螺旋状のガイドレール６４が形成されている。ここでは、ガイドレール６４は、螺旋状の溝として形成されている。

また、切換機構２４は、突起部５８ｃをガイドレール６４に係合（挿入）させるための電磁ソレノイド式のアクチュエータ６６を備えている。尚、このアクチュエータ６６の詳細な構成については、図１１〜図１４を参照して後述する。

アクチュエータ６６は、その可動子６６ａがスライドピン５８のアーム部５８ｂの先端部の押圧面（突起部５８ｃが設けられた面と反対側の面）５８ｄをガイドレール６４に向けて押圧可能な場所に配置されている。言い換えれば、押圧面５８ｄは、可動子６６ａによって突起部５８ｃがガイドレール６４に向けて押されることができるような形状および位置に設けられている。

スライドピン５８のアーム部５８ｂは、カムシャフト１２側の円筒部６２とストッパー６８とによって拘束された範囲内で、円柱部５８ａの軸心を中心として回転可能に設定されている。そして、アーム部５８ｂが当該範囲内にあり、かつ、スライドピン５８の軸方向位置が後述する変位端Ｐｍａｘ１にある場合には、アクチュエータ６６により駆動される可動子６６ａがアーム部５８ｂの押圧面５８ｄに確実に当接できるように、各構成要素の位置関係が設定されている。

カムシャフト１２のガイドレール６４における螺旋の向きは、その内部に突起部５８ｃが挿入された状態でカムシャフト１２が図６に示す所定の回転方向に回転する場合に、スライドピン５８がリターンスプリング５６の付勢力に抗して切換ピン４８、５４Ｌ、５４Ｒをその退出方向に押し退けてロッカーアーム３２、３４に近づく方向に変位するように、設定されている。

ここで、リターンスプリング５６の付勢力によって、第２切換ピン５４Ｌが第２ピン孔５２Ｌおよび第１ピン孔４６の双方に挿入された状態となり、かつ、第１切換ピン４８が第１ピン孔４６および第２ピン孔５２Ｒの双方に挿入された状態となっている時のスライドピン５８の位置を、「変位端Ｐｍａｘ１」と称する。この変位端Ｐｍａｘ１にスライドピン５８が位置している時には、第１ロッカーアーム３２と第２ロッカーアーム３４Ｒ、３４Ｌとがすべて連結された状態となる。そして、切換ピン４８等がスライドピン５８からの力を受けることによって、第２切換ピン５４Ｌ、第１切換ピン４８、および第２切換ピン５４Ｒがそれぞれ第２ピン孔５２Ｌ、第１ピン孔４６、および第２ピン孔５２Ｒのみに挿入された状態となっている時のスライドピン５８の位置を、「変位端Ｐｍａｘ２」と称する。すなわち、この変位端Ｐｍａｘ２にスライドピン５８が位置している時には、第１ロッカーアーム３２と第２ロッカーアーム３４Ｒ、３４Ｌとがすべて非連結とされた状態となる。

本実施形態では、カムシャフト１２の軸方向におけるガイドレール６４の基端６４ａの位置は、スライドピン５８が上記変位端Ｐｍａｘ１に位置する時の突起部５８ｃの位置と一致するように設定されている。そして、カムシャフト１２の軸方向におけるガイドレール６４の終端６４ｂの位置は、スライドピン５８が上記変位端Ｐｍａｘ２に位置する時の突起部５８ｃの位置と一致するように設定されている。つまり、本実施形態では、ガイドレール６４によって突起部５８ｃが案内される範囲内で、スライドピン５８が変位端Ｐｍａｘ１からＰｍａｘ２の間で変位可能となるように構成されている。

更に、本実施形態のガイドレール６４には、図６に示すように、スライドピン５８が変位端Ｐｍａｘ２に達した後における終端６４ｂ側の所定区間として、カムシャフト１２の回転に伴ってガイドレール６４が徐々に浅くなる浅底部６４ｃが設けられている。尚、ガイドレール６４における浅底部６４ｃ以外の部位の深さは一定である。

また、本実施形態のアーム部５８ｂには、押圧面５８ｄの一部を切り欠いて凹状に形成された切欠部５８ｅが設けられている。押圧面５８ｄは、スライドピン５８が変位端Ｐｍａｘ１からＰｍａｘ２に変位する間、可動子６６ａと当接した状態が維持されるように設けられている。そして、切欠部５８ｅは、スライドピン５８が上記変位端Ｐｍａｘ２に位置している状態において、上記浅底部６４ｃの作用によって突起部５８ｃが円筒部６２の表面に取り出された時に、可動子６６ａと係合可能な部位に設けられている。

また、切欠部５８ｅは、突起部５８ｃがガイドレール６４に挿入される方向にアーム部５８ｂが回転するのを規制可能であって、スライドピン５８が切換ピンの進出方向に移動するのを規制可能な態様で、可動子６６ａと係合するように形成されている。より具体的には、切欠部５８ｅには、可動子６６ａが当該切欠部５８ｅ内に入り込んでいくにつれ、スライドピン５８が円筒部６２から離れるように案内する案内面５８ｆが備えられている。

［可変動弁装置の動作］
次に、図７乃至図１０を参照して、吸気可変動弁装置１０の動作について説明する。
（弁稼動状態時）
図７は、弁稼動状態時（通常のリフト動作時）の制御状態を示す図である。
この場合には、図７（Ｂ）に示すように、アクチュエータ（ソレノイド）６６の駆動がＯＦＦとされており、これにより、スライドピン５８は、カムシャフト１２から離れた状態で、リターンスプリング５６の付勢力を受けて、変位端Ｐｍａｘ１に位置している。この状態では、図７（Ａ）に示すように、第１ロッカーアーム３２と２つの第２ロッカーアーム３４とが切換ピン４８、５４Ｌを介して連結されている。その結果、主カム１４の作用力が第１ロッカーアーム３２から左右の第２ロッカーアーム３４Ｒ、３４Ｌを介して双方のバルブ１８に伝達されるようになる。このため、主カム１４のプロフィールに従って、通常のバルブ１８のリフト動作が行われるようになる。

（弁停止動作開始時（スライド動作の開始時））
図８は、弁停止動作の開始時の制御状態を示す図である。
弁停止動作は、例えば、内燃機関１のフューエルカット要求等の所定の弁停止動作の実行要求がＥＣＵ２６によって検知された際に行われる。このような弁停止動作は、カムシャフト１２の回転力を利用してスライドピン５８によって切換ピン４８、５４Ｌ、５４Ｒをその退出方向に変位させる動作であるため、これらの切換ピン４８、５４Ｌ、５４Ｒの軸心が同一直線状に位置する時、すなわち、第１ロッカーアーム３２が揺動していない時に行われる必要がある。

本実施形態では、切換ピンの退出方向へのスライドピン５８の変位区間がベース円区間内となるように、ガイドレール６４が設定されている。このため、ＥＣＵ２６が所定の弁停止動作の実行要求を検知した場合において、最初にベース円区間が到来する気筒から順にアクチュエータ６６を駆動することによって、図８（Ｂ）に示すように、突起部５８ｃがガイドレール６４に挿入され、各気筒の弁停止動作が順に開始するようになる。そして、ガイドレール６４に挿入された突起部５８ｃが当該ガイドレール６４によって案内されることで、カムシャフト１２の回転力を利用して、図８（Ａ）に示すように、変位端Ｐｍａｘ２側に向けて、スライドピン５８のスライド動作が開始するようになる。

（スライド動作の完了時）
図９は、スライド動作の完了時の制御状態を示す図である。
スライド動作の実行中には、ガイドレール６４の側面に突起部５８ｃが当接することによって、リターンスプリング５６の付勢力が受け止められた状態で、スライドピン５８が変位端Ｐｍａｘ２に向けて移動していく。図９（Ａ）は、スライドピン５８が変位端Ｐｍａｘ２に到達して弁停止要求時のスライド動作が完了したタイミング、すなわち、第１切換ピン４８および第２切換ピン５４Ｌがそれぞれ第１ピン孔４６および第２ピン孔５２Ｌ内に収まるようになったことで、第１ロッカーアーム３２と第２ロッカーアーム３４Ｒ、３４Ｌとの連結が解除されたタイミングを示している。また、このタイミングでは、図９（Ｂ）に示すように、ガイドレール６４内における突起部５８ｃの位置は、未だ浅底部６４ｃに達していない。

上記のようにスライド動作が完了し、第１ロッカーアーム３２と第２ロッカーアーム３４Ｒ、３４Ｌとが非連結とされた状態になると、主カム１４の回転に伴って、コイルスプリング３８によって主カム１４に向けて付勢された第１ロッカーアーム３２が単独で揺動することになる。このため、２つの第２ロッカーアーム３４には、主カム１４の作用力が伝達されなくなる。また、第２ロッカーアーム３４が当接する副カム１６は、ゼロリフトカムであるため、主カム１４の作用力が伝達されなくなった第２ロッカーアーム３４には、バルブ１８を駆動するための力が与えられなくなる。その結果、主カム１４の回転に関係なく、第２ロッカーアーム３４が静止状態となるので、バルブ１８のリフト動作が閉弁位置で停止状態となる。

（変位部材の保持動作時）
図１０は、スライドピン５８を可動子６６ａによって保持する保持動作時の制御状態を示す図である。
上記図９に示すスライド動作完了時から更にカムシャフト１２が回転すると、突起部５８ｃは、溝が徐々に浅くなる浅底部６４ｃに差し掛かる。その結果、浅底部６４ｃの作用によって、スライドピン５８がカムシャフト１２から離れる方向に回転させられるようになる。そして、浅底部６４ｃによって溝が浅くなるにつれ、可動子６６ａがその退出方向に少し変位する。その後、アクチュエータ６６によって駆動され続けている可動子６６ａが切欠部５８ｅに一致するようになるまでスライドピン５８が更に回転すると、可動子６６ａと当接するスライドピン５８側の部位が押圧面５８ｄから切欠部５８ｅへと切り替わる。

その結果、可動子６６ａが切欠部５８ｅに係合するようになる。これにより、図１０（Ｂ）に示すように、スライドピン５８は、突起部５８ｃがカムシャフト１２から離れた状態で、かつ、可動子６６ａによってリターンスプリング５６の付勢力を受け止める状態で保持されるようになる。このため、この保持動作中において、図１０（Ａ）に示すように、第１ロッカーアーム３２と第２ロッカーアーム３４とが非連結とされた状態、すなわち、弁停止状態が維持されるようになる。

（弁復帰動作時）
弁停止状態から弁稼動状態に戻すための弁復帰動作は、例えば、フューエルカットからの復帰要求等の所定の弁復帰動作の実行要求がＥＣＵ２６によって検知された際に行われる。このような弁復帰動作は、図１０に示す制御状態において、ＥＣＵ２６が所定のタイミング（切換ピン４８等が移動可能となるベース円区間の開始タイミングよりもアクチュエータ６６の動作に要する所定時間分だけ早いタイミング）でアクチュエータ６６への通電をＯＦＦとすることで開始される。アクチュエータ６６への通電がＯＦＦとされると、スライドピン５８の切欠部５８ｅと可動子６６ａとの係合が解かれることになる。その結果、リターンスプリング５６の付勢力に抗して第１切換ピン４８および第２切換ピン５４Ｌをそれぞれ第１ピン孔４６および第２ピン孔５２Ｌに留めておく力が消滅することになる。

このため、切換ピン４８、５４Ｌ、５４Ｒの位置が一致するベース円区間が到来すると、リターンスプリング５６の付勢力によって、切換ピン４８、５４Ｌが進出方向に移動し、第１ロッカーアーム３２と２つの第２ロッカーアーム３４とが切換ピン４８、５４Ｌを介して連結された状態、すなわち、主カム１４の作用力によってバルブ１８のリフト動作が可能な状態に復帰することになる。また、リターンスプリング５６の付勢力によって切換ピン４８、５４Ｌが進出方向に移動するのに伴って、第２切換ピン５４Ｒを介して、スライドピン５８が変位端Ｐｍａｘ２から変位端Ｐｍａｘ１に戻されるようになる。

（まとめ）
以上のように構成された本実施形態の吸気可変動弁装置１０によれば、アクチュエータ６６への通電のＯＮ、ＯＦＦとカムシャフト１２の回転力とリターンスプリング５６の付勢力とを利用して、スライドピン５８の軸方向位置を変位端Ｐｍａｘ１からＰｍａｘ２の間で移動させることで、弁稼動状態と弁停止状態との間でバルブ１８の動作状態を切り換えることが可能となる。

より具体的には、弁停止要求が出された際に、アクチュエータ６６への通電をＯＮとして突起部５８ｃをガイドレール６４に挿入することで、カムシャフト１２の回転力を利用するスライドピン５８によって、切換ピン４８等を切換ピンの退出方向に移動させることができる。その結果、一度のベース円区間中に、第１ロッカーアーム３２と２つの第２ロッカーアーム３４とを連結状態から非連結状態に速やかに切り換えることが可能となる。これにより、速やかに弁停止状態とすることができる。また、弁復帰要求が出された際に、アクチュエータ６６への通電をＯＦＦとしてスライドピン５８と可動子６６ａとの係合を解除することで、リターンスプリング５６の付勢力を利用して、切換ピン４８等やスライドピン５８を切換ピンの進出方向に移動させることができる。その結果、一度のベース円区間中に、第１ロッカーアーム３２と２つの第２ロッカーアーム３４とを非連結状態から連結状態に速やかに切り換えることが可能となるとともに、弁停止動作を開始させられる元の位置（Ｐｍａｘ１）にスライドピン５８を戻すことができる。これにより、バルブ１８の動作状態を弁稼動状態に速やかに復帰させることができる。

また、上記吸気可変動弁装置１０によれば、スライドピン５８のスライド動作が完了する変位端Ｐｍａｘ２にスライドピン５８が達した後に、可動子６６ａを切欠部５８ｅと係合させることにより、リターンスプリング５６の付勢力によって変位端Ｐｍａｘ２から変位端Ｐｍａｘ１側に向けて変位しないようにスライドピン５８を保持する機能を、突起部５８ｃと係合するガイドレール６４の側面から切欠部５８ｅと係合する可動子６６ａに移し変えることができるようになる。可動子６６ａと切欠部５８ｅとが係合することでスライドピン５８が保持された状態では、既述したように、突起部５８ｃがカムシャフト１２から離れた状態となるように設定されている。このように、弁停止動作の完了後にスライドピン５８の保持が軸方向に関して静止状態にある可動子６６ａに変更されることにより、回転するカムシャフト１２との摺動に伴うフリクションや摩耗の発生を回避することができる。より具体的には、フリクションが無くなることで、内燃機関１の燃費を向上させることができ、また、スライドピン５８の摩耗が無くなることで、切換ピン４８等の制御位置が安定するので、バルブ１８の動作状態の良好な切換性を確保することができるようになる。更に付け加えると、本実施形態の吸気可変動弁装置１０の構成によれば、突起部５８ｃの挿入を行うために備えられているアクチュエータ６６の可動子６６ａと、切換ピン４８等を移動させる目的で備えられているスライドピン５８に設けられた切欠部５８ｅとの間で、上記保持機能が実現される。このため、部品点数の増加を招くことなく、簡素化された構成を用いてバルブ１８の動作状態を良好に切り換えることのできる吸気可変動弁装置１０を得ることができる。

［実施の形態１の電磁ソレノイド式アクチュエータの具体的な構成］
（電磁ソレノイド式アクチュエータの配置場所および固定手法）
先ず、図１１および図１２を参照して、電磁ソレノイド式アクチュエータ６６の配置場所および固定手法について説明する。
図１１は、図５に示す電磁ソレノイド式アクチュエータ６６の配置を説明するための斜視図である。より具体的には、図１１において左側に位置するのが吸気可変動弁装置１０であり、右側に位置するのが排気可変動弁装置７０である。また、図１１における切断面は、＃４気筒の中心で切断されたシリンダヘッド７４およびその搭載部材のものである。また、図１１においては、＃３気筒に対してのみ電磁ソレノイド式アクチュエータ６６を代表して図示しており、他の気筒についてはアクチュエータ６６の図示を省略している。
図１２は、電磁ソレノイド式アクチュエータ６６を、カムシャフト１２、７２の軸方向から見た断面図である。より具体的には、図１２は、アクチュエータ６６の中心においてシリンダヘッド７４の搭載部材が切断された断面を、＃４気筒側から見た図である。
尚、図１１、１２においては、主カム１４、副カム１６等の可変動弁装置１０、７０の各構成要素については、それらの所属が分かるようにするために、吸気側であることを示す符号「ＩＮ」、排気側であることを示す符号「ＥＸ」、および気筒番号「＃○」を、それぞれ各構成要素の参照符号の末尾に適宜付すようにしている。

図１１、１２に示すように、アクチュエータ６６は、内燃機関１（シリンダヘッド７４）の内部において、吸気カムシャフト１２と排気カムシャフト７２との間に挟まれるようにして配置されている。より具体的には、アクチュエータ６６は、図１２中に示す一点鎖線で囲まれる領域内に、その大部分が収まるようにして配置されている。ここでいう一点鎖線で囲まれる領域とは、吸気側の主カム１４ＩＮのベース円と排気側の主カム１４ＥＸのベース円とを繋げて仮想的に得られる長円状の領域のことである。また、図１１においては、＃３気筒以外のアクチュエータ６６の図示を省略しているが、各気筒のアクチュエータ６６は、各円筒部６２（各ガイドレール６４）に対向して配置されている。つまり、アクチュエータ６６は、カムシャフト１２、７２の軸方向から見て上記領域内に収まるようにして配置されているとともに、カムシャフト１２、７２の軸方向においては、それぞれのカムシャフト１２、７２の長さの範囲内に配置されている。

アクチュエータ６６は、電磁ソレノイドが内蔵されたアクチュエータ本体６６ｂを備えている。このアクチュエータ本体６６ｂは、２つの可動子６６ａＩＮ、６６ａＥＸを備えている。これらの可動子６６ａＩＮ、６６ａＥＸは、互いに対向して、各ガイドレール６４ＩＮ、６４ＥＸに向けて突き出し可能に構成されている。また、アクチュエータ６６は、アクチュエータ本体６６ｂと一体的に構成された固定部６６ｃを備えている。

更に付け加えると、アクチュエータ６６は、図１２に示すように、アクチュエータ本体６６ｂとしては、その全体が上記領域内に収まるように配置されている。また、上記２つの可動子６６ａＩＮ、６６ａＥＸは、上記領域内の中央（すなわち、吸気カムシャフト１２と排気カムシャフト７２との中間位置）から当該領域の両端に位置する各ガイドレール６４ＩＮ、６４ＥＸに向けて突き出し可能な位置に配置されている。

また、各突起部５８ｃＩＮ、５８ｃＥＸについても、上記領域内においてスライドピン５８ＩＮ、５８ＥＸを介して各可動子６６ａＩＮ、６６ａＥＸと当接可能な位置であって、各ガイドレール６４ＩＮ、６４ＥＸに対して係脱自在な位置に配置されている。言い換えれば、各突起部５８ｃＩＮ、５８ｃＥＸは、上記領域内において、各可動子６６ａＩＮ、６６ａＥＸと各ガイドレール６４ＩＮ、６４ＥＸとの間に介在するようにして配置されている。

また、図１２に示す状態は、駆動軸６６ａＩＮ、６６ａＥＸが各切欠部５８ｅＩＮ、５８ｅＥＸに挿入されたことによって各突起部５８ｃＩＮ、５８ｃＥＸが各ガイドレール６４ＩＮ、６４ＥＸと離れている状態を示している。つまり、本実施形態では、各突起部５８ｃＩＮ、５８ｃＥＸは、このように各ガイドレール６４ＩＮ、６４ＥＸから離れている状態においても、上記領域内に収まるように配置されている。

シリンダヘッド７４の上には、吸気カムシャフト１２および排気カムシャフト７２を支持するロア軸受部７６ａを有するカムキャリア７６が組み付けられている。ロア軸受部７６ａは、各気筒間において吸気側と排気側とを橋渡すようにしてそれぞれ配置されている。ロア軸受部７６ａの上には、当該ロア軸受部７６ａと反対側からカムシャフト１２、７２を支持するアッパー軸受部として機能するカムキャップ７８が配置されている。カムシャフト１２、７２がカムキャリア７６のロア軸受部７６ａに搭載された状態において、締結ボルト８０を用いて各ロア軸受部７６ａと各カムキャップ７８とが締結されることによって、カムシャフト１２、７２が回転可能に支持されるようになっている。また、図１１に示すように、カムシャフト１２、７２は、各円筒部６２に近接する部位において、各ロア軸受部７６ａと各カムキャップ７８とによって支持されている。

そのうえで、本実施形態では、図１１、１２に示すように、カムシャフト１２、７２を支持するためのロア軸受部７６ａを利用して、アクチュエータ６６をカムキャリア７６に取り付けるようにしている。

より具体的には、図１１に示すように、アクチュエータ６６の固定部６６ｃをカムキャップ７８の中央の締結部に合わせるようにして当該カムキャップ７８上に載せたうえで、カムキャップ７８を介して固定部６６ｃをロア軸受部７６ａと締結ボルト８２によって締結することで、アクチュエータ６６がカムキャップ７８を介して、カムキャリア７６のロア軸受部７６ａに固定されるようになっている。更に付け加えると、アクチュエータ６６は、図１１に示すように、カムキャップ７８およびロア軸受部７６ａに沿うようにしてロア軸受部７６ａに取り付けられている。

図１３は、カムキャリア７６によるアクチュエータ６６の位置決め手法の詳細を説明するための図である。
カムキャリア７６のロア軸受部７６ａにおけるアクチュエータ６６の周辺部位は、アクチュエータ本体６６ｂの外形に沿う形状で形成された凹部７６ｂが設けられている。そして、図１３に示すように、アクチュエータ６６は、アクチュエータ本体６６ｂの一部が凹部７６ｂに嵌め込まれた状態で、固定部６６ｃがカムキャップ７８を介してロア軸受部７６ａに締結ボルト８２によって締結されることで、カムキャリア７６を用いた位置決めがなされている。このような手法によれば、アクチュエータ６６の駆動時に当該アクチュエータ６６に作用する反力によって、カムキャリア７６（およびカムキャップ７８）に対するアクチュエータ６６の固定位置がずれてしまうのを確実に抑制することができる。これにより、弁停止を行うための切換機構２４の精度の良い作動を確保することができる。尚、カムキャリア（およびカムキャップ）に対するアクチュエータの確実な位置決め手法は、図１３に示す手法に限らず、例えば、次のようなものであってもよい。すなわち、カムキャリアのロア軸受部に、アクチュエータ本体の外形に沿う形状で形成された凸部を設けるようにし、当該凸部を利用して、アクチュエータの位置決めを行うようにしてもよい。或いは、アクチュエータが、カムキャリアおよびカムキャップを上下両側から覆うように断面Ｃ字状に形成された固定部を備えるようにしたうえで、当該固定部の一方側から当該固定部、カムキャップ、およびカムキャリアを貫通する通しボルトと、当該固定部の他方側で当該通しボルトに噛み合わされるナットとによって、アクチュエータをカムキャリアおよびカムキャップに固定するものであってもよい。

以上説明したように、本実施形態のアクチュエータ６６（アクチュエータ本体６６ｂ）は、内燃機関１（シリンダヘッド７４）の内部において、一点鎖線で表される上記領域に収まるようにして、吸気カムシャフト１２と排気カムシャフト７２との間に配置されている。一般的に、シリンダヘッド内には、動弁装置の潤滑のためにオイルがオイルシャワーパイプ等を利用して供給されるようになっている。このため、本実施形態のアクチュエータ６６によれば、アクチュエータをシリンダヘッドの外部に取り付ける場合と比べ、シリンダヘッド７４内に供給されるオイルによってアクチュエータ６６を効率良く冷却することが可能となる。これにより、アクチュエータ６６内の電磁コイル８８（図１３参照）の過熱を抑制することができ、過熱によるアクチュエータ６６の応答性の低下を良好に防止することができる。

また、アクチュエータ６６（アクチュエータ本体６６ｂ）を上記領域内に収まるように配置し、かつ、アクチュエータ６６をガイドレール６４に対向して配置するようにしたことにより、アクチュエータ６６をガイドレール６４に対して十分に近接して配置することができる。これにより、アクチュエータ６６がガイドレール６４に向けて突起部５８ｃを突き出す際に、アクチュエータ６６の可動子６６ａから、突起部５８ｃにおけるガイドレール６４との接触部位までの距離を短縮し易くすることができる。その結果、当該距離の短縮によって、アクチュエータ６６に作用する応力を良好に低減することが可能となる。また、当該距離の短縮によって、アクチュエータ６６による突起部５８ｃの駆動時の応答性を良好に確保することが可能となる。

また、上記アクチュエータ６６の可動子６６ａＩＮ、６６ａＥＸは、互いに対向するようにして、上記領域内の中央（すなわち、吸気カムシャフト１２と排気カムシャフト７２との中間位置）から当該領域の両端に位置する各ガイドレール６４ＩＮ、６４ＥＸに向けて突き出し可能な位置に配置されている。これにより、可動子６６ａＩＮ、６６ａＥＸから突起部５８ｃまでの距離を十分に短くしつつガイドレール６４への突起部５８ｃの係脱動作を行えるようになる。このため、アクチュエータ６６による突起部５８ｃの駆動時の応答性を良好に確保することが可能となる。また、可動子６６ａＩＮ、６６ａＥＸが互いに対向するようにして配置されていることによって、これらの可動子６６ａＩＮ、６６ａＥＸを同時期に駆動する場合において、両者の駆動反力が相殺されるようになる。これにより、駆動時にアクチュエータ６６に生ずる振動を効果的に抑制することができる。このため、弁停止を行うための切換機構２４を精度良く作動させることが可能となる。

更に、本実施形態では、各突起部５８ｃは、当該突起部５８ｃが各ガイドレール６４から離れている状態においても、上記領域内において、各可動子６６ａと各ガイドレール６４との間に介在するようにして配置されている。このような構成によれば、各可動子６６ａがガイドレール６４に向けて突起部５８ｃを突き出す際に、可動子６６ａから、突起部５８ｃにおけるガイドレール６４との接触部位までの距離を効果的に短縮することができる。その結果、当該距離の十分な短縮によって、アクチュエータ６６に作用する応力をより効果的に低減することが可能となり、また、アクチュエータ６６による突起部５８ｃの駆動時の応答性をより十分に確保することが可能となる。

また、本実施形態では、アクチュエータ６６は、ロア軸受部７６ａにおけるカムキャップ７８の締結部を利用してカムキャリア７６に取り付けられている。このようなアクチュエータ６６の固定手法によれば、カムシャフト１２、７２を支持するために設けられる既存の部材を利用することにより、新たな固定場所を設ける必要なしに低コストかつ省スペースにアクチュエータ６６を内燃機関１の内部に搭載することができる。

更に、本実施形態では、アクチュエータ６６（アクチュエータ本体６６ｂ）が、カムキャップ７８およびロア軸受部７６ａに沿うようにしてロア軸受部７６ａに取り付けられている。ロア軸受部７６ａは、カムシャフト１２、７２との間で位置が規定されており、カムキャップ７８は、ロア軸受部７６ａに対して位置決めされている。このため、アクチュエータ６６をカムキャップ７８およびロア軸受部７６ａに沿うようにして取り付けることで、カムシャフト１２、７２に設けられたガイドレール６４とアクチュエータ６６との位置決めを容易にすることができる。

（電磁ソレノイド式アクチュエータの内部構造）
次に、図１４および図１５を参照して、電磁ソレノイド式アクチュエータ６６の内部構造について説明する。
図１４は、電磁ソレノイド式アクチュエータ６６のアクチュエータ本体６６ｂの内部構造を説明するための断面図である。

図１４に示すように、アクチュエータ本体６６ｂは、ステータ８４を備えている。ステータ８４の内部には、磁性体で構成された内側固定鉄心８６が配置されている。また、ステータ８４の内部において、内側固定鉄心８６の外周には、電磁コイル８８が設けられている。

内側固定鉄心８６の両端部８６ａ、８６ｂは、円盤状に形成されている。また、アクチュエータ本体６６ｂは、それぞれの端部８６ａ、８６ｂに対向するように、一対の永久磁石９０、９２を備えている。一方（図１４の左側）の永久磁石９０は、上記端部８６ａに対向する面と反対側の面において吸気側の可動子６６ａに固定されており、もう一方（図１４の右側）の永久磁石９２は、上記端部８６ｂに対向する面と反対側の面において排気側の可動子６６ａに固定されている。より具体的には、上記永久磁石９０は、可動子６６ａに固定される面がＮ極となり、上記端部８６ａに対向する面がＳ極となるように構成されている。また、上記永久磁石９２は、上記端部８６ｂに対向する面がＳ極となり、可動子６６ａに固定される面がＳ極となるように構成されている。

更に、アクチュエータ本体６６ｂは、永久磁石９０の外側に、当該永久磁石９０におけるＮ極側の面と対向する面を有する外側固定鉄心９４を備えており、また、永久磁石９２の外側に、当該永久磁石９２におけるＳ極側の面と対向する面を有する外側固定鉄心９６を備えている。尚、外側固定鉄心９４、９６と永久磁石９０、９２との間に生ずる吸引力は、通電時の内側固定鉄心８６と永久磁石９０、９２との間に生ずる吸引力よりも大きくなるように設定されている。

図１５は、図１４に示すアクチュエータ６６の動作を説明するための図である。
以上説明したように、アクチュエータ６６は、中央に配置された単一の電磁コイル８８によって、永久磁石９０、９２がそれぞれ固定された左右の可動子６６ａＩＮ、６６ａＥＸを駆動するものである。

図１５（Ａ）は、内側固定鉄心８６の左側の端部８６ａがＳ極となり、右側の端部８６ｂがＮ極となるように、励磁電流が電磁コイル８８に供給された場合の図である。この場合には、図１５（Ａ）に示すように、内側固定鉄心８６に形成された磁極と左右の永久磁石９０、９２の磁極との間で反発力がそれぞれ生ずることとなる。このため、内側固定鉄心８６との間で吸引状態にある永久磁石９０、９２に対して図１５（Ａ）に示す方向の励磁電流が供給されると、左右の可動子６６ａＩＮ、６６ａＥＸがそれぞれ外側に突き出されるようになる。

一方、図１５（Ｂ）は、内側固定鉄心８６の左側の端部８６ａがＮ極となり、右側の端部８６ｂがＳ極となるように、上記図１５（Ａ）とは逆方向の励磁電流が電磁コイル８８に供給された場合の図である。この場合には、図１５（Ｂ）に示すように、内側固定鉄心８６に形成された磁極と左右の永久磁石９０、９２の磁極との間で吸引力がそれぞれ生ずることとなる。このため、外側固定鉄心９４、９６との間で吸引状態にある永久磁石９０、９２に対して図１５（Ｂ）に示す方向の励磁電流が供給されると、左右の可動子６６ａＩＮ、６６ａＥＸがそれぞれ内側に戻されるようになる。

上記のように構成されたアクチュエータ６６によれば、ＥＣＵ２６が単一の電磁コイル８８に対して所定の励磁電流を指令することにより、吸気側および排気側の双方の可動子６６ａＩＮ、６６ａＥＸを同時に駆動することができる。このため、アクチュエータ６６の個数の低減および小型化を図ることができ、また、アクチュエータ６６の個数の低減および小型化によるハード上のコスト低減、並びにアクチュエータ６６の制御系のコスト低減（制御ポートの削減等）を図ることができる。更に、このアクチュエータ６６のように２方向に同時作動可能なアクチュエータによれば、２つの可動子の駆動反力を相殺することができる。これにより、駆動時にアクチュエータに生ずる振動を効果的に抑制することができる。

また、上記アクチュエータ６６によれば、外側固定鉄心９４、９６に接触する位置にまで永久磁石９０、９２が突き出された状態（弁停止状態）では、外側固定鉄心９４、９６と永久磁石９０、９２との間に生ずる吸引力によって、可動子６６ａの位置が保持される。また、内側固定鉄心８６に接触する位置にまで永久磁石９０、９２が戻された状態（弁可動状態）では、内側固定鉄心８６と永久磁石９０、９２との間に生ずる吸引力によって、可動子６６ａの位置が保持される。このように、上記アクチュエータ６６の構成によれば、これらの各状態を保持するための保持電力を不要とすることができる。

ところで、上述した実施の形態１においては、アクチュエータ６６によって突き出された突起部５８ｃとガイドレール６４との係合時に、カムシャフト１２、７２の軸方向位置が拘束されている円筒部６２に対して、突起部５８ｃが固定されたスライドピン５８が相対的に変位することに伴って、弁稼動状態から弁停止状態にバルブ１８の開弁特性が変化する構成を例に挙げて説明を行っている。しかしながら、本発明の対象となる可変動弁装置は、このような構成に限定されるものではなく、例えば、次のような構成を有する可変動弁装置であってもよい。すなわち、本発明の突起部として機能する可動子を有するアクチュエータを備えるとともに、ガイドレールが固定された円筒部と２種類のカムとを備える部材を軸方向の移動自在にカムシャフトに取り付けるようにする。そして、突起部とガイドレールとの係合時に、カムシャフトの軸方向位置が拘束されているアクチュエータ（突起部）に対して、円筒部と２種類のカムとを備える上記部材が相対的に変位することに伴って、バルブの開弁特性が変化するようにする。

また、上述した実施の形態１においては、吸気バルブおよび排気バルブの双方に対して可変動弁装置を備える構成について説明したが、本発明における可変動弁装置は、吸気バルブおよび排気バルブのうちの少なくとも一方に対して備えられたものであってもよい。

また、上述した実施の形態１においては、２つの可動子６６ａＩＮ、６６ａＥＸと単一の電磁コイル８８とを備え、単一のアクチュエータ６６によって、２つのカムシャフト１２、７２によりそれぞれ駆動される吸気バルブ１８および排気バルブの開弁特性を変化させるようにしている。しかしながら、本発明におけるアクチュエータは、このような構成に限定されるものではなく、第１および第２カムシャフトのそれぞれに対して別個に備えられた２つのアクチュエータであってもよい。また、このようにそれぞれのカムシャフトに対してアクチュエータを別個に備えている場合であっても、上述した実施の形態１のように２つの可動子を互いに対向して配置することによって、これらの可動子を同時期に駆動する場合において、両者の駆動反力が相殺されるようになる。これにより、この場合においても、駆動時にアクチュエータに生ずる振動を効果的に抑制することができる。

また、上述した実施の形態１においては、アクチュエータ６６の大部分であってアクチュエータ本体６６ｂとしては全体が図１２中に示される上記領域内に収まる構成を例に挙げて説明を行った。しかしながら、本発明のアクチュエータは、その少なくとも一部が上記領域内に配置されているものであればよい。

また、上述した実施の形態１においては、吸気バルブ１８を駆動するための専用の吸気カムシャフト１２と排気バルブを駆動するための専用の排気カムシャフト７２とを備えた構成を例に挙げて説明を行った。しかしながら、本発明における第１カムシャフトおよび第２カムシャフトは、このような構成に限定されるものではなく、例えば、同一気筒内の１つの吸気バルブおよび１つの排気バルブの駆動を第１カムシャフトが担い、同一気筒内の他の１つの吸気バルブおよび他の１つの排気バルブの駆動を第２カムシャフトが担う構成であってもよい。

また、上述した実施の形態１においては、円筒部６２ＩＮ、６２ＥＸの円径よりも主カム１４ＩＮ、１４ＥＸのベース円径の方が大きいため、吸気側の主カム１４ＩＮのベース円と排気側の主カム１４ＥＸのベース円とを繋げて仮想的に得られる長円状の領域と関連付けてアクチュエータ６６の配置場所を特定するようにしている。しかしながら、本発明においてアクチュエータの配置場所を特定するために使用される長円状の領域は、このように規定されるものに限られない。すなわち、本発明においては、カムのベース円径よりも円筒部の円径の方が大きい構成を備えている場合には、円筒部の円を利用して上記領域が規定されることになる。

また、上述した実施の形態１においては、副カム１６がゼロリフトカムとして構成されている例について説明を行ったが、本発明における副カムは、ゼロリフトカムに限られない。すなわち、主カム１４よりも小さなリフトが得られるようにするノーズ部を備えるカムであってもよい。

尚、上述した実施の形態１においては、吸気バルブ１８が前記第１の発明における「第１バルブ」に、主カム１４ＩＮが前記第１の発明における「第１カム」に、吸気カムシャフト１２が前記第１の発明における「第１カムシャフト」に、排気可変動弁装置７０が備える排気バルブ（図示省略）が前記第１の発明における「第２バルブ」に、主カム１４ＥＸが前記第１の発明における「第２カム」に、排気カムシャフト７２が前記第１の発明における「第２カムシャフト」に、それぞれ相当している。
また、上述した実施の形態１においては、変位端Ｐｍａｘ１と変位端Ｐｍａｘ２とで規定される範囲が前記第２の発明における「往復範囲」に、スライドピン５８が前記第２の発明における「変位部材」に、それぞれ相当している。
また、上述した実施の形態１においては、可動子６６ａＩＮおよび可動子６６ａＥＸが前記第５または第７の発明における「第１可動子」および「第２可動子」に相当している。
また、上述した実施の形態１においては、カムキャリア７６が前記第９の発明における「カムシャフト支持部材」に相当している。
また、カムキャップ７８が前記第１０の発明における「アッパー軸受部」に相当している。

実施の形態２．
次に、図１６を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施形態の可変動弁装置１００、１２０の構成は、電磁ソレノイド式アクチュエータ１０２に関連する構成が異なる点を除き、上述した実施の形態１の可変動弁装置１０、７０と同様であるものとする。

図１６は、本発明の実施の形態２における電磁ソレノイド式アクチュエータ１０２の具体的な構成を説明するための図である。尚、図１６において、上記図１２に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。また、排気可変動弁装置１２０は、基本的に吸気可変動弁装置１００と同様に構成されているため、ここではその詳細な説明を省略する。

図１６に示す構成は、Ｌ字状に形成されたアーム部１０４ｂを有し、円柱部１０４ａの軸心を中心として軸方向の移動可能かつ回転可能に構成されたスライドピン１０４を備えている。電磁ソレノイド式アクチュエータ１０２は、そのようなスライドピン１０４に対して可動子１０２ａの推力を与えることにより、スライドピン１０４に固定された突起部１０４ｃをガイドレール６４に係合させられるように構成されている。

また、本実施形態においても、アクチュエータ１０２の一部は、上記図１２中に示す上記領域と同様に設定された図１６中に示す領域内に収まるようにして配置されている。アクチュエータ１０２は、その固定部１０２ｃを介して、カムキャップ１０６に締結ボルト１０８を用いて固定されている。

更に、アクチュエータ１０２は、ロア軸受部７６ａに対してヘッドカバー１１０側に配置されており、より具体的には、アクチュエータ本体１０２ｂの端部（下端）がカムキャップ１０６の上面よりも低くなるように配置されている。このような構成によれば、アクチュエータ１０２の搭載位置を低く抑えることができるようになる。これにより、ヘッドカバー１１０の上に配置される他の要素部品との干渉を避け易くすることができる。また、ヘッドカバー１１０の内部に存在するブローバイガスとオイルとを分離するために設けられるＰＣＶ（ポジティブクランクケースベンチレーション）室１１２の容積が減少するのを避け易くすることができる。

また、図１６に示すように、ヘッドカバー１１０の裏面には、バッフルプレート１１４が設けられている。アクチュエータ１０２は、上記の固定手法によって搭載位置が低く抑えられた結果として、バッフルプレート１１４よりも下方の空間に配置されている。

バッフルプレート１１４には、吸気可変動弁装置１００が備える各ローラ部材（例えば、第１ローラ３６等）に向けてオイルを噴射するための噴射孔１１６ａを備えるオイルシャワーパイプ１１６が設けられている。また、オイルシャワーパイプ１１６には、各アクチュエータ本体１０２ｂに向けてオイルを噴射するための噴射孔１１６ｂをも備えられている。言い換えれば、アクチュエータ１０２は、オイルシャワーパイプ１１６の噴射孔１１６ｂによるオイルの噴射方向に配置されている。

更に、バッフルプレート１１４には、ブローバイガスの処理のためにヘッドカバー１１０の内部に新気を流通させる新気通路１１８が設けられている。新気通路１１８には、各アクチュエータ本体１０２ｂに向けて新気を当てるための開口部１１８ａが形成されている。言い換えれば、アクチュエータ１０２は、ヘッドカバー１１０の内部における新気通路１１８の開口部１１８ａの近傍に配置されている。

以上説明した本実施形態の構成によれば、オイルシャワーパイプ１１６から噴射されたオイルがアクチュエータ本体１０２ｂに当たることによって、電磁コイルを内蔵するアクチュエータ本体１０２ｂを効率良く冷却することができる。更に、新気通路１１８から供給される新気が直接的にアクチュエータ本体１０２ｂに当たることによって、アクチュエータ本体１０２ｂを効率良く冷却することができる。これにより、アクチュエータ１０２の温度を安定させることができ、アクチュエータ１０２の応答のロバスト性を改善することができる。

尚、上述した実施の形態２においては、カムキャリア７６が前記第１１の発明における「カムシャフト支持部材」に相当している。
また、上述した実施の形態２においては、オイルシャワーパイプ１１６が前記第１２の発明における「オイル噴射部材」に相当している。

Claims (13)

1. 内燃機関の気筒内の第１バルブを駆動するための第１カムが固定もしくは軸方向の移動自在に取り付けられた第１カムシャフトと、
   前記第１バルブと同一気筒内に配置される第２バルブを駆動するための第２カムが固定もしくは軸方向の移動自在に取り付けられた第２カムシャフトと、
   前記第１および第２カムシャフトに、それぞれ固定もしくは軸方向の移動自在に取り付けられた円筒部の外周面に設けられたガイドレールと、
   前記ガイドレールに係脱自在に配置された突起部と、
   前記円筒部と対向して配置され、前記突起部を前記ガイドレールに向けて突き出し可能なアクチュエータと、を備え、
   前記突起部と前記ガイドレールとの係合時に生ずる前記突起部と前記円筒部との相対的な変位に伴って、前記第１バルブおよび前記第２バルブの開弁特性が変化する内燃機関の可変動弁装置であって、
   前記アクチュエータの少なくとも一部が、前記突起部が前記ガイドレールに向けて突き出されていない状態において、前記第１および第２カムシャフトの軸方向から見て、前記第１カムシャフトに取り付けられた前記円筒部の円径および前記第１カムのベース円径のうちの何れか大きい方の円と、前記第２カムシャフトに取り付けられた前記円筒部の円径および前記第２カムのベース円径のうちの何れか大きい方の円とを繋げて仮想的に得られる長円状の領域内に収まるように配置されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
2. 前記可変動弁装置は、
   前記第１カムと前記第１バルブとの間、および、前記第２カムと前記第２バルブとの間の少なくとも一方に配置され、前記第１バルブおよび前記第２バルブのうちの少なくとも一方の開弁特性を変更する可変機構と、
   所定の往復範囲内で移動することにより前記可変機構の動作状態を切り換える変位部材と、を更に備え、
   前記突起部は、前記変位部材に固定されていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の可変動弁装置。
3. 前記突起部は、当該突起部が前記ガイドレールに向けて突き出されていない状態において、前記第１および第２カムシャフトの軸方向から見て、前記長円状の領域内に収まるように配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の可変動弁装置。
4. 前記アクチュエータは、前記長円状の領域内において前記第１カムシャフトに取り付けられた前記円筒部に向けて突き出し可能な位置に配置された第１可動子と、前記長円状の領域内において前記第２カムシャフトに取り付けられた前記円筒部に向けて突き出し可能な位置に配置された第２可動子と、を含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の可変動弁装置。
5. 前記第１可動子と前記第２可動子とは、互いに対向するようにして、それぞれに対応する前記円筒部に向けて突き出し可能な位置に配置されていることを特徴とする請求項４記載の内燃機関の可変動弁装置。
6. 前記アクチュエータは、電磁ソレノイド式のアクチュエータであって、前記第１可動子および前記第２可動子を駆動する単一の電磁コイルを含むことを特徴とする請求項４または５記載の内燃機関の可変動弁装置。
7. 前記アクチュエータは、前記長円状の領域内において前記第１カムシャフトに取り付けられた前記円筒部に向けて突き出し可能な位置に配置された第１可動子と、前記長円状の領域内において前記第２カムシャフトに取り付けられた前記円筒部に向けて突き出し可能な位置に配置された第２可動子と、を含み、
   前記突起部は、前記第１カムシャフトに取り付けられた前記ガイドレールと前記第１可動子との間、および、前記第２カムシャフトに取り付けられた前記ガイドレールと前記第２可動子との間にそれぞれ介在していることを特徴とする請求項３記載の内燃機関の可変動弁装置。
8. 前記アクチュエータは、電磁ソレノイド式のアクチュエータであって、前記第１可動子および前記第２可動子を駆動する単一の電磁コイルを含むことを特徴とする請求項７記載の内燃機関の可変動弁装置。
9. 前記第１および第２カムシャフトを内燃機関のシリンダヘッド側から支持するロア軸受部を有するカムシャフト支持部材を更に備え、
   前記アクチュエータは、前記ロア軸受部に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項記載の内燃機関の可変動弁装置。
10. 前記円筒部は、前記ロア軸受部に近接して配置されており、
    前記アクチュエータは、前記第１および第２カムシャフトを前記ロア軸受部と反対側から支持するアッパー軸受部、および前記ロア軸受部のうちの少なくとも一方に沿うようにして、前記ロア軸受部に取り付けられていることを特徴とする請求項９記載の内燃機関の可変動弁装置。
11. 前記第１および第２カムシャフトを内燃機関のシリンダヘッド側から支持するロア軸受部を有するカムシャフト支持部材と、
    前記カムシャフト支持部材をシリンダヘッドの反対側から覆うヘッドカバーと、を更に備え、
    前記アクチュエータは、前記ロア軸受部に対して前記ヘッドカバー側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の可変動弁装置。
12. 前記ヘッドカバーの内部に設置され、当該ヘッドカバーの内部にオイルを噴射するオイル噴射部材を更に備え、
    前記アクチュエータは、前記オイル噴射部材によるオイルの噴射方向に配置されていることを特徴とする請求項１１記載の内燃機関の可変動弁装置。
13. 前記ヘッドカバーの内部に設置され、ブローバイガスの処理のために当該ヘッドカバーの内部に新気を流通させる新気通路を更に備え、
    前記アクチュエータは、前記ヘッドカバーの内部における前記新気通路の開口部の近傍に配置されていることを特徴とする請求項１１または１２記載の内燃機関の可変動弁装置。

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