JP2003328713A

JP2003328713A - 内燃機関の動弁駆動装置

Info

Publication number: JP2003328713A
Application number: JP2002140438A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Tanaka; 恒夫田中; Yoshihiro Arakawa; 佳洋荒川; Akihiko Minato; 明彦港
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2002-05-15
Filing date: 2002-05-15
Publication date: 2003-11-19
Anticipated expiration: 2022-05-15
Also published as: EP1362991A3; JP3952845B2; EP1362991B1; EP1362991A2; US20030213446A1; DE60335058D1; US6745731B2

Abstract

(57)【要約】【課題】圧力室の容積を縮小し、バルブ開弁駆動時の
供給エネルギを少なくする。【解決手段】バルブ１１が開作動（リフト）されると
き、第一の作動弁２０が開とされ圧力室１８に高圧作動
流体が供給される。この初期エネルギによりバルブ１１
は慣性運動によりリフトする。この過程で圧力室１８が
低圧室３２の圧力より低くなると、第二の作動弁３４が
自ずと開き、低圧作動流体が圧力室１８に導入される。
これにより圧力室１８が負圧になることが無く、初期エ
ネルギに相当するリフト位置にバルブを保持することが
できる。バルブ１１が閉作動されるときは、アクチュエ
ータ６１により第二の作動弁３４が強制的に開とされ
る。すると圧力室１８の高圧作動流体は、第二の作動弁
３４を通過した後、その下流側にある第三の作動弁３０
を押し開き、回路３３に排出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の動弁駆動
装置に係り、特にカム機構を有さず、流体圧を利用して
動弁系の開閉を行う装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジン制御の自由度を高めるため、カ
ムによるバルブ駆動を廃止し、これに代わってバルブを
電磁駆動又は油圧駆動とする、所謂カムレス方式の動弁
駆動装置が有望視されている。特公平７−６２４４２号
公報や特許第２６４５４８２号公報等にはこのような技
術が開示され、当該装置によるとバルブの開閉タイミン
グやリフト量を自由に設定できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来装置では、バルブ
をバルブスプリングに逆らって必要量リフトさせるだけ
の高圧の流体圧を作り、それをバルブに与えて所望のリ
フトを行っている。しかし、単に高い流体圧をバルブに
与えるだけでは、バルブ駆動に必要なエネルギが大き
く、弁駆動損失が増大し燃費の悪化を招くなどの欠点が
あった。

【０００４】そこで、この問題を解消するため、本発明
者は低圧流体の利用によりバルブ駆動エネルギを大幅に
減少できる内燃機関の動弁駆動装置を新たに開発した。
これにおいては、バルブを開弁させるための作動流体が
供給される圧力室に、高圧作動流体を供給するための通
路と、低圧作動流体を導入するための通路と、圧力室か
ら作動流体を排出するための通路との三つの通路が接続
され、各通路にそれぞれ弁が設けられる。

【０００５】しかし、この構造だと圧力室の容積が必然
的に大きくなり、バルブを開弁駆動するときに圧力室に
大きな高圧作動流体によるエネルギを供給しなければな
らない。従って、バルブ開弁時の供給エネルギに対する
バルブの運動エネルギへの変換割合である有効エネルギ
割合が低下し、バルブの駆動エネルギが増大し、出力及
び燃費の悪化を招いてしまう。

【０００６】そこで、以上の問題点に鑑みて本発明は創
案され、その目的は圧力室の容積を極力小さくし、バル
ブ開弁駆動時の供給エネルギを少なくすると共に、有効
エネルギ割合を増加し、バルブの駆動エネルギの減少並
びに出力及び燃費の向上を図ることができる内燃機関の
動弁駆動装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、内燃機関の吸
気弁又は排気弁をなすバルブを開閉駆動するための動弁
駆動装置であって、上記バルブを開弁するための加圧さ
れた作動流体が供給される圧力室と、上記圧力室に接続
された高圧作動流体供給源と、上記圧力室に接続された
低圧作動流体供給源と、上記圧力室と上記高圧作動流体
供給源との間に設けられ、上記バルブの開弁初期の所定
期間に開弁され、上記圧力室に上記高圧作動流体供給源
の高圧作動流体を供給する第一の作動弁と、上記圧力室
と上記低圧作動流体供給源との間に設けられ、上記バル
ブの開弁初期の所定期間経過後、上記圧力室の圧力が上
記低圧作動流体供給源の圧力より低くなったときその圧
力差に基づき開弁し、上記圧力室に上記低圧作動流体供
給源の低圧作動流体を導入する逆止弁からなる第二の作
動弁と、上記第二の作動弁と上記低圧作動流体供給源と
の間又は上記低圧作動流体供給源に設けられ、入口側の
圧力が、上記低圧作動流体供給源の圧力より高く且つ上
記高圧作動流体供給源の圧力より低い所定の設定圧より
高くなったとき開弁し、これにより上記圧力室の作動流
体を排出する逆止弁からなる第三の作動弁と、上記バル
ブの閉弁時に上記第二の作動弁を強制的に開弁するアク
チュエータとを備えたものを提供する。

【０００８】ここで、上記第三の作動弁が上記第二の作
動弁と上記低圧作動流体供給源との間に設けられ、これ
ら第二の作動弁と第三の作動弁とが一のバルブユニット
に含まれ、上記低圧作動流体供給源が上記バルブユニッ
トに接続されるのが好ましい。

【０００９】また、上記第二の作動弁が軸方向に移動可
能な弁体を備え、この弁体の一端部に、上記圧力室側の
圧力を受けて閉弁側に押圧される傘弁部が設けられ、上
記アクチュエータが、ＯＮされたときに上記弁体の他端
部を押圧して上記弁体を開弁側に駆動する電気アクチュ
エータからなるのが好ましい。

【００１０】また、上記第二の作動弁の最大開度を規定
するためのバルブストッパが設けられるのが好ましい。

【００１１】本発明の好適な一態様によれば、バルブが
開作動（リフト）されるとき、第一の作動弁が開とされ
圧力室に高圧作動流体が供給される。これによりバルブ
に初期エネルギが与えられ、その後バルブは慣性運動に
よりリフトする。この過程で圧力室の圧力が低圧作動流
体供給源の圧力より低くなると、第二の作動弁が自ずと
開き、低圧作動流体が圧力室に導入される。これにより
高圧作動流体供給量を越えて圧力室により多くの作動流
体が供給され、圧力室が負圧になることが無く、上記し
た初期エネルギにより到達するバルブリフト位置にバル
ブを保持することが可能となり、バルブリフトに際して
の駆動エネルギを減少することができる。

【００１２】バルブを閉作動させるときは、アクチュエ
ータにより第二の作動弁が強制的に開とされる。すると
圧力室の高圧作動流体は、第二の作動弁を通過した後、
その下流側にある第三の作動弁を押し開き、外部に排出
される。これにより圧力室の圧力が降下しバルブが閉作
動される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施形態を添
付図面に基いて説明する。

【００１４】図１に本実施形態に係る動弁駆動装置の全
体を示す。本実施形態は車両用等の多気筒コモンレール
ディーゼルエンジンへの適用例である。まずコモンレー
ル式燃料噴射装置について説明すると、エンジンの各気
筒毎に燃料噴射を実行するインジェクタ１が設けられ、
インジェクタ１にはコモンレール２に貯留されたコモン
レール圧Ｐｃ（数10〜数100MPa）の高圧燃料が常時供給
されている。コモンレール２への燃料圧送は高圧ポンプ
３によって行われ、燃料タンク４の燃料が燃料フィルタ
５を通じてフィードポンプ６によって吸引吐出された
後、高圧ポンプ３に送られる。フィードポンプ６のフィ
ード圧Ｐｆは、リリーフ弁からなる圧力調整弁７によっ
て調整され、一定に保たれる。フィード圧Ｐｆは常圧よ
りは大きい（つまり燃料は加圧された状態にある）が、
コモンレール圧Ｐｃよりは著しく低い値で、例えば0.5M
Pa程度である。

【００１５】図示する装置全体を総括的に制御する制御
装置としての電子制御ユニット（以下ＥＣＵという）８
が設けられ、これにはエンジンの運転状態（エンジンの
クランク角、回転速度、エンジン負荷等）を検出するセ
ンサ（図示せず）が接続される。ＥＣＵ８はこれらセン
サの信号に基づいてエンジン運転状態を把握し、且つこ
れに基づいた駆動信号をインジェクタ１の電磁ソレノイ
ドに送ってインジェクタ１を開閉制御する。電磁ソレノ
イドのＯＮ／ＯＦＦに応じて燃料噴射が実行・停止され
る。噴射停止時にはインジェクタ１から常圧程度の燃料
がリターン回路９を通じて燃料タンク４に戻される。Ｅ
ＣＵ８はエンジン運転状態に基づいて実際のコモンレー
ル圧を目標圧に向けてフィードバック制御する。このた
め実際のコモンレール圧を検出するためのコモンレール
圧センサ１０が設けられる。

【００１６】次に、本発明に係る動弁駆動装置について
説明する。１１がエンジンの吸気弁又は排気弁をなすバ
ルブである。バルブ１１はシリンダヘッド１２に昇降自
在に支持され、バルブ１１の上端部は一体のピストン１
３となっている。即ち、バルブ１１にピストン１３が一
体に連結される。バルブ１１の上部に本装置の主要部を
なすバルブ駆動アクチュエータＡが設けられ、そのアク
チュエータボディ１４がシリンダヘッド１２に固設され
る。ピストン１３はアクチュエータボディ１４内を摺動
昇降可能である。なお、図示例は１気筒の１個のバルブ
についてのみのものであるが、多気筒或いは複数のバル
ブについて開閉制御したい場合は同じ構成を当該バルブ
に与えればよい。また、本実施形態ではバルブ１１とピ
ストン１３とを一体的に形成したが、別体として構成し
ても構わない。

【００１７】バルブ１１には鍔部１５が設けられ、鍔部
１５とシリンダヘッド１２との間にバルブ１１を閉弁方
向（図の上側）に付勢するバルブスプリング１６が圧縮
状態で配設される。ここではバルブスプリング１６がコ
イルスプリングで構成される。アクチュエータボディ１
４内に鍔部１５を吸引する磁石１７が埋設され、これに
よってもバルブ１１が閉弁方向に付勢される。磁石１７
はここではバルブ１１を囲繞するようなリング状の永久
磁石である。ピストン１３は少なくともバルブ１１の上
端の部分であり、アクチュエータボディ１４に軸シール
をなしつつ挿入される。

【００１８】アクチュエータボディ１４内に、ピストン
１３の上端面（即ち受圧面４３）に面した圧力室１８が
区画形成される。圧力室１８は、バルブ１１を開弁する
ための加圧された作動流体が供給されるもので、その底
面部分が受圧面４３によって区画形成される。作動流体
としては、エンジンの燃料と共通の軽油が用いられる。
圧力室１８に高圧燃料が供給されるとバルブ１１が開方
向（図の下側）に押され、この押圧力がバルブスプリン
グ１６及び磁石１７の付勢力を上回るとバルブ１１が下
方に開弁（リフト）する。一方、圧力室１８から高圧燃
料が排出されると、バルブ１１が閉弁する。

【００１９】圧力室１８は、主にアクチュエータボディ
１４内に形成された断面円形且つ一定径のピストン挿入
孔４４からなり、このピストン挿入孔４４にピストン１
３が摺動可能に挿入される。そしてバルブ１１が全閉か
ら全開になるまでの間、ピストン１３がピストン挿入孔
４４から外れる（抜ける）ことはなく、ピストン１３は
常にピストン挿入孔４４の内面に接している。言い換え
れば、バルブ１１が全閉から全開になるまでの間、ピス
トン１３の移動量に対する圧力室１８の容積の増大量の
比は一定に保たれる。

【００２０】圧力室１８の上方に、圧力室１８への高圧
燃料の供給又は供給停止を切り換えるための第一の作動
弁２０が設けられる。第一の作動弁２０は本実施形態で
は圧力バランス式制御弁からなっている。

【００２１】第一の作動弁２０は、バルブ１１と同軸に
配されたニードル状のバランス弁２１を有する。バラン
ス弁２１の上端部に軸シール部４０が形成され、軸シー
ル部４０の下方に供給通路２２が、軸シール部４０の上
方に弁制御室２３がそれぞれ区画形成されている。バラ
ンス弁２１の上端面は弁制御室２３内の燃料圧力が作用
される受圧面となっている。これら供給通路２２と弁制
御室２３とは、アクチュエータボディ１４内に形成され
た分岐通路４２と、外部の配管とを介して、高圧作動流
体供給源としてのコモンレール２に接続され、コモンレ
ール圧Ｐｃの高圧燃料が常時供給されている。後に分か
るが、バルブ１１のリフトはこのコモンレール圧Ｐｃの
高圧燃料によって生じるものである。

【００２２】供給通路２２は、バランス弁２１の下部側
に面して圧力室１８に連通されると共に、その途中にバ
ランス弁２１の下端円錐面が線接触或いは面接触される
弁シート２４を有する。弁シート２４の下流側（図の下
側）に供給通路２２の出口４１（即ち圧力室１８への高
圧燃料の入口）が設けられる。この出口４１は、バルブ
１１と同軸に位置されると共に、ピストン１３の受圧面
４３に指向され、バルブ１１又はピストン１３の移動方
向又は軸方向と同方向に指向される。受圧面４３はその
軸方向に垂直な円形の面である。

【００２３】弁制御室２３には、バランス弁２１を閉弁
方向（図の下側）に付勢するバネ２５が設けられる。バ
ネ２５はコイルスプリングからなり、圧縮状態で弁制御
室２３に挿入配置される。また弁制御室２３は、燃料の
出口であるオリフィス２６を介してリターン回路９に連
通される。オリフィス２６の上方にはこれを開閉する開
閉弁としてのアーマチュア２７が昇降可能に設けられ、
アーマチュア２７の上方にこれを昇降（開閉）駆動すべ
く、電気アクチュエータとしての電磁ソレノイド２８
と、アーマチュアスプリング２９とが設けられる。電磁
ソレノイド２８はＥＣＵ８に接続され、ＥＣＵ８から与
えられる信号即ちコマンドパルスによりＯＮ／ＯＦＦ制
御される。

【００２４】通常、電磁ソレノイド２８がＯＦＦのとき
は、アーマチュアスプリング２９によりアーマチュア２
７が下方に押し付けられ、オリフィス２６が閉じられ
る。一方、電磁ソレノイド２８がＯＮされると、アーマ
チュアスプリング２９の付勢力に抗じてアーマチュア２
７が上昇され、オリフィス２６が開かれる。

【００２５】一方、圧力室１８にはアクチュエータボデ
ィ１４内に形成された通路３１の一端が接続される。そ
して通路３１の他端には、アクチュエータボディ１４の
外側部に設けられたバルブユニット１９が接続される。
バルブユニット１９には所定容積を有した低圧作動流体
供給源としての低圧室３２が接続される。結果として、
低圧室３２は、バルブユニット１９内の通路とアクチュ
エータボディ１４内の通路３１とを介して圧力室１８に
接続される。

【００２６】低圧室３２は、圧力調整弁７の下流側且つ
高圧ポンプ３の上流側のフィード回路３３に接続され、
フィード回路３３からフィード圧Ｐｆの低圧燃料を常時
導入、貯留している。

【００２７】図２にバルブユニット１９の詳細を示す。
バルブユニット１９は、固定側例えばアクチュエータボ
ディ１４に取り付けられたバルブストッパ５０を有し、
バルブストッパ５０には、通路３１と低圧室３２とを接
続するための流体通路５１が設けられる。流体通路５１
は、弁体５２の傘弁部５３を収容するための弁室５４
と、弁室５４及び低圧室３２を接続するための第一通路
５５と、弁室５４及びフィード回路３３を接続するため
の第二通路５６とから構成される。

【００２８】弁体５２は、全体として軸状に形成され、
その先端部（図の右端部）に傘弁部５３が形成されると
共に、軸方向（図の左右方向）に移動可能である。この
軸方向移動により、傘弁部５３の背面がバルブストッパ
５０に形成されたシート部５７に対し着座・離反し、弁
室５４の中間位置が開閉される。バルブストッパ５０に
はスプリング室５８も形成され、このスプリング室５８
の中心部に弁体５２が移動可能に配置されると共に、ス
プリング室５８の内外周側に第一及び第二のリターンス
プリング５９，６０が設けられる。第一のリターンスプ
リング５９はセットフォース及びバネ定数が比較的小さ
いコイルスプリングからなり、弁体５２の外周部に嵌合
されると共に、弁体５２の基端部（図の左端部）に一体
的に設けられたスプリングシート７０を基端側に押し、
弁体５２を閉弁方向に常時付勢している。これら弁体５
２、シート部５７及び第一のリターンスプリング５９等
によって、機械式逆止弁としての第二の作動弁３４が構
成される。

【００２９】第二通路５６には、機械式逆止弁からなる
第三の作動弁３０が設けられる。第三の作動弁３０にお
いては、第二通路５６側が入口側、フィード回路３３側
が出口側となる。そして第三の作動弁３０は入口側と出
口側との圧力差に基づき開弁し、入口側の圧力が出口側
の圧力より所定圧力高くなったときのみ開弁する。

【００３０】第二の作動弁３４を強制的に開弁するため
の電気アクチュエータ、本実施形態では電磁アクチュエ
ータ６１が設けられる。電磁アクチュエータ６１は、固
定側に設けられＥＣＵ８から与えられる信号即ちコマン
ドパルスによりＯＮ／ＯＦＦ制御される電磁ソレノイド
６２と、電磁ソレノイド６２のＯＮ／ＯＦＦに応じて弁
体５２の同軸方向（図の左右方向）に移動するアーマチ
ュア６３と、アーマチュア６３の先端部に一体的に設け
られ弁体５２の基端面に当接可能な有底円筒状のスプリ
ングシート６４と、スプリングシート６４及びアーマチ
ュア６３を戻り側ないし閉弁側（図の左側）に付勢する
第二のリターンスプリング６０とから構成される。

【００３１】アーマチュア６３は、電磁ソレノイド６２
に囲繞されその中心部に挿通される軸部６５と、軸部６
５の基端部に一体的に設けられた磁力作用板６６とから
なる。図２は電磁ソレノイド６２がＯＦＦの状態であ
る。これに対し図４に示すように、電磁ソレノイド６２
がＯＮされると、アーマチュア６３が開弁側（図の右
側）に移動し、スプリングシート６４が第一及び第二の
リターンスプリング５９、６０の付勢力に抗じて弁体５
２を開弁側に押圧移動させ、第二の作動弁３４が強制的
に開弁される。このときスプリングシート６４がバルブ
ストッパ５０に当接することにより最大開度ないし弁体
５２の開弁ストロークが規定される。このストローク量
は例えば0.3mmである。第二のリターンスプリング６０
はセットフォース及びバネ定数が比較的大きいコイルス
プリングからなる。

【００３２】ここで、第三の作動弁３０の開弁設定圧
は、フィード圧Ｐｆより若干高く、コモンレール圧Ｐｃ
よりは著しく低い値である。従って第三の作動弁３０の
入口に低圧燃料が存在しても第三の作動弁３０は開弁し
ないが（図２参照）、第三の作動弁３０の入口に高圧燃
料が存在すると第三の作動弁３０は直ちに開弁する（図
４参照）。また第二の作動弁３４の開弁設定圧は低い値
であり、実質的には、傘弁部５３の背面側の圧力が正面
側の圧力より大きくなると第二の作動弁３４は開弁する
（図３参照）。

【００３３】なお、第二の作動弁３４の開閉は傘弁部５
３とシート部５７との着座・離反にによって行われるこ
とから、この着座部を実質的な第二の作動弁３４と考え
ると、第三の作動弁３０は第二の作動弁３４と低圧室３
２との間に設けられることになる。

【００３４】次に、本実施形態の作用を説明する。

【００３５】まず、第一の作動弁２０の作用を説明す
る。図１の状態では、電磁ソレノイド２８がＯＦＦされ
アーマチュア２７によりオリフィス２６が閉じられると
共に、バランス弁２１が弁シート２４に着座しており、
閉弁状態にある。このとき軸シール部４０を境とする上
部側の弁制御室２３と、下部側の供給通路２２とから、
それぞれ下向き及び上向きの高圧燃料による圧力をバラ
ンス弁２１は受けている。しかし、バランス弁２１が弁
シート２４に着座しているため下向き圧力を受ける面の
面積が上向き圧力を受ける面の面積より著しく大きく、
且つ、バネ２５によってもバランス弁２１が下向きに押
されていることから、結果としてバランス弁２１は下向
きに押され、弁シート２４に強力に押し付けられる。

【００３６】次に、電磁ソレノイド２８がＯＮされアー
マチュア２７が上昇してオリフィス２６が開かれると、
弁制御室２３が燃料排出により低圧となり、これにより
バランス弁２１に対する上向きの力が下向きの力を上回
ってバランス弁２１が上昇する。これによって供給通路
２２の出口４１が開かれ、供給通路２２の出口４１を通
じて高圧燃料が圧力室１８に勢いよく供給される。

【００３７】次に、電磁ソレノイド２８がＯＦＦされア
ーマチュア２７が下降してオリフィス２６が閉じられる
と、弁制御室２３からの燃料排出が停止されて弁制御室
２３が次第に高圧となる。この過程で、バランス弁２１
が弁シート２４に着座する前は、弁制御室２３の高圧燃
料からバランス弁２１が受ける下向き圧力と、供給通路
２２の高圧燃料からバランス弁２１が受ける上向き圧力
とが釣り合っており、バランス弁２１はバネ２５による
下向きの力のみによって下降される。しかし、一旦バラ
ンス弁２１が弁シート２４に着座してしまえば、前述の
閉弁時と同じ状態が作られ、バランス弁２１は弁シート
２４に強力に押し付けられ、供給通路２２の出口４１を
閉じることとなる。

【００３８】次に、かかる動弁駆動装置の作用を説明す
る。図８にはＥＣＵ８から送られるコマンドパルスとバ
ルブリフトとの関係が示される。図の上段にはバルブリ
フト（ｍｍ）が、図の中段にはＥＣＵ８から第一の作動
弁２０の電磁ソレノイド２８に与えられるコマンドパル
スが、図の下段にはＥＣＵ８からバルブユニット１９の
電磁ソレノイド６２に与えられるコマンドパルスがそれ
ぞれ示される。

【００３９】まず、バルブ１１を図１に示される閉弁状
態から開作動（リフト）させるときは、バルブユニット
１９の電磁ソレノイド６２をＯＦＦに保持すると共に、
エンジン運転状態に基づき定まる所定の開弁開始時期
（図８の時間「０」の位置）に対し、作動遅れを考慮し
た所定時間前に、比較的短い所定期間ｔＣＰ１、第一の
作動弁２０の電磁ソレノイド２８をＯＮする。即ち、バ
ルブ１１の開弁初期の所定期間ｔＣＰ１、第一の作動弁
２０を開にする。すると第一の作動弁２０において、ア
ーマチュア２７が上昇してオリフィス２６が開き、弁制
御室２３の高圧燃料が排出され、バランス弁２１が上昇
し、バランス弁２１が弁シート２４から離れる。これに
より供給通路２２が開の状態となり、供給通路２２の出
口４１から圧力室１８に高圧燃料が瞬時に勢いよく噴出
される。この高圧燃料によりピストン１３の受圧面４３
が押圧され、これによりバルブ１１には初期エネルギが
与えられ、その後、バルブ１１は、バルブスプリング１
６及び磁石１７による力が作用する条件下で慣性運動
し、下方にリフトされる。バルブ１１の開弁動作は高圧
燃料の供給に対し遅れて行われる。

【００４０】このバルブ１１の慣性運動の過程で圧力室
１８の容積が次第に増加するが、バルブ１１の運動が数
10〜数100MPaもの高圧燃料による慣性運動であることに
起因して、高圧燃料供給量に応じた理論上の圧力室１８
の容積増大量よりも、実際の圧力室１８の容積増大量が
大きくなり、圧力室１８の圧力が低圧室３２の圧力より
低くなる。

【００４１】こうなると、図３に示されるように、それ
ら圧力差に起因して第二の作動弁３４の弁体５２が、第
一のリターンスプリング５９による付勢力に抗じて開弁
側に移動し、第二の作動弁３４が開弁する。これにより
低圧室３２の低圧燃料が第一通路５５、弁室５４、通路
３１という経路を経て圧力室１８に導入される。つまり
圧力室１８には過剰な容積増加分を補うように燃料が補
給される。これにより実際の高圧燃料供給量を越えて圧
力室１８により多くの燃料が供給されるので、圧力室１
８が負圧になることを回避し、バルブリフト動作を安定
化させると共に、バルブリフト量を、高圧燃料供給によ
り与えられた初期エネルギに応じたリフト量に保持する
ことができる。この結果バルブリフトに際しての駆動エ
ネルギを減少することができる。

【００４２】図３に示されるように、低圧燃料導入の際
には第三の作動弁３０の開弁が防止される。第三の作動
弁３０の開弁圧がフィード圧Ｐｆより若干高く設定され
ているからである。また、第二の作動弁３４において
は、傘弁部５３を有した弁体５２を用いているので、図
２に示されるように、バルブ開弁時に傘弁部５３の正面
側（図の右側）が圧力室１８からの高圧燃料圧力を受け
ても、その圧力により傘弁部５３が確実にシート部５７
に押し付けられ、圧力室１８からの燃料漏洩及び圧力室
１８の圧力減少が確実に防止される。

【００４３】図８に示されるように、第一のコマンドパ
ルスＣＰ１の後に第二のコマンドパルスＣＰ２が第一の
作動弁２０の電磁ソレノイド２８に与えられる。つまり
バルブ１１の開弁中期の所定期間ｔＣＰ２においても第
一の作動弁２０が開作動され、第一の作動弁２０が二段
階で開作動される。第一のコマンドパルスＣＰ１による
圧力室１８への高圧燃料及び低圧燃料の流入によって、
バルブ１１が一旦中間開度Ｌ１に保持され、その後前記
同様の方法による、第二のコマンドパルスＣＰ２による
圧力室１８への高圧燃料及び低圧燃料の流入によって、
バルブ１１が最大リフト位置Ｌｍａｘまでリフトされ
る。この二段階のバルブリフトにより、通常のカム駆動
の場合に近似したリフトカーブを得ることができる。

【００４４】次に、バルブ１１を閉作動させるときは、
第一の作動弁２０を閉（電磁ソレノイド２８をＯＦＦ）
に保持すると共に、エンジン運転状態に基づき定まる所
定の閉弁開始時期（時間「ｔ３」の位置）に対し、作動
遅れを考慮した所定時間前に、バルブユニット１９の電
磁ソレノイド６２をＯＮする。

【００４５】すると、図４に示されるように、第二の作
動弁３４の弁体５２がアーマチュア６３及びスプリング
シート６４により開弁側に押圧され、第二の作動弁３４
が強制的に開となる。こうなると、圧力室１８の高圧燃
料が通路３１、弁室５４という経路を経て第二通路５６
に至り、第三の作動弁３０を押し開いてフィード回路３
３に排出される。第三の作動弁３０の開弁圧が高圧燃料
圧力即ちコモンレール圧Ｐｃより低い値に設定されてい
るので、第三の作動弁３０は自ずと開くことになる。

【００４６】これにより圧力室１８の圧力が下がり、バ
ルブ１１がバルブスプリング１６及び磁石１７の付勢力
により上昇即ち閉作動される。

【００４７】このように本装置によれば、第一の作動弁
２０と電磁アクチュエータ６１とを制御することで、エ
ンジンクランク角に依存しない如何なるタイミングにお
いてもバルブ１１を開閉することができる。図８にＯ
１，Ｏ２，Ｏ３で示されるように、第二のコマンドパル
スＣＰ２の出力時期をずらすことで、バルブが中間開度
Ｌ１から全開Ｌｍａｘになるタイミングをずらすことも
できる。同じことが閉弁時期についてもいえる。ただし
図示例は一定タイミングＣで閉弁している。電磁アクチ
ュエータ６１をデューティ制御すれば、圧力室１８から
の高圧燃料排出流量を制御し、バルブ１１の閉弁速度を
制御することも可能である。電磁アクチュエータ６１を
ＯＦＦに保持してＫで示されるように全開保持すること
も可能である。

【００４８】さらに、仮想線ＣＰｘで示されるように、
電磁アクチュエータ６１をバルブ１１が全閉となる直前
でＯＦＦとすれば、このＯＦＦ時から、バルブ１１の閉
弁動作により次第に圧力室１８の圧力が上昇するので、
バルブ着座時の衝撃や着座音を緩和することが出来る。

【００４９】図９は本実施形態の装置におけるバルブ開
弁から閉弁までの各部の作動を表したものである。この
例では（ａ）図で示されるようにバルブ開弁初期にのみ
第一の作動弁２０に所定期間ｔＣＰ１のコマンドパルス
が与えられ、第一の作動弁２０が開とされる。

【００５０】まず、第一の作動弁２０にコマンドパルス
が与えられると（（ａ）図）、バランス弁２１が開とな
り（（ｂ）図）、圧力室１８内が高圧燃料流入により瞬
時に高圧となる（（ｃ）図）。これにより、コマンドパ
ルスの発生から所定のタイムラグを経てバルブ１１の開
弁が開始される（（ｆ）図）。第一の作動弁２０は短時
間でＯＦＦとされ、これと同時にバランス弁２１が閉と
なり、圧力室１８への高圧燃料供給が停止されるが、バ
ルブ１１が慣性運動していることからバルブ１１は直ち
に停止せず、これにより圧力室１８に高圧燃料流入量に
相当する分以上の容積増大が生じ、圧力室１８が一瞬フ
ィード圧Ｐｆより低くなる（（ｃ）図のＱ）。これによ
り第二の作動弁３４が開き（（ｄ）図）、圧力室１８に
低圧燃料が導入され、高圧燃料流入による初期エネルギ
によるバルブリフトが実行されて、バルブ１１が全開と
なる。このとき圧力室１８内の液圧とバルブスプリング
１６との間のエネルギ変換に伴うバルブ１１の微振動が
生じるが、問題視されるレベルではない。この後所定タ
イミングで電磁アクチュエータ６１がＯＮされると、第
二の作動弁３４が強制的に開弁されると共に、高圧燃料
の作用により第三の作動弁３０が開弁され（（ｅ）
図）、バルブ１１が閉弁される。

【００５１】次に、本実施形態の作用効果をより詳細に
説明する。

【００５２】バルブリフトを開始するとき、圧力室１８
の圧力は、バランス弁２１の開弁時間に比例して上昇す
る。そしてその圧力と、ピストン１３の断面積Ａｐとの
積で表される下向きの力が、バルブスプリング１６のセ
ットフォースと、磁石１７の吸引力との和に打ち勝った
瞬間から、バルブは下向きに運動を開始する。

【００５３】ここで、ピストン〜バルブの運動系におい
て、任意の位置までリフトし静止状態にあるバルブに関
するエネルギは、フリクションと磁石１７の吸引力とを
無視した場合以下の式（１）で表される。

【００５４】ｍｘ＋（１／２）ｋｘ²＝ＰＦ_in ・・・（１）ただしｍ；等価重量、ｘ；バルブリフト量、ｋ；バルブ
スプリング１６のバネ定数、Ｐ；圧力室１８の圧力、Ｆ
_in；圧力室１８に導入される燃料流量である。

【００５５】等価重量ｍ及びバネ定数ｋは既知の定数で
ある。従って、圧力Ｐが一定とみなせる場合、リフト量
ｘは燃料流量Ｆ_inのみの関数となる。本実施形態では、
電磁ソレノイド２８のＯＮ時間を制御することで、バラ
ンス弁２１の開弁時間を連続して変化させることが可能
であり、これに伴い燃料流量Ｆ_inを制御することが可能
である。従ってバルブ開閉タイミングのみならず、バル
ブリフト量ｘも任意に制御することが可能である。

【００５６】次に、バルブが運動しているとき、圧力室
１８に関し以下の連続の式（２）が成立している。

【００５７】Ｆ_in＝Ａｐ・ｄｘ／ｄｔ＋Ｖ_cc／Ｋ・ｄＰ_cc／ｄｔ・・・（２）ただしＦ_in；圧力室１８に導入される燃料流量、Ａｐ；
ピストン１３の断面積、ｘ；バルブリフト量、Ｖ_cc；圧
力室１８の容積、Ｋ；体積弾性率、Ｐ_cc；燃料圧力であ
る。

【００５８】この式から、バルブの下降中は、バルブ速
度ｄｘ／ｄｔに比例した圧力室１８の圧力降下が起きる
のが分かる。この圧力降下により、圧力室１８の圧力が
低圧室３２の圧力以下となると第二の作動弁３４が開
く。この結果、上式（２）右辺第一項で示される（ピス
トン断面積Ａｐ）×（バルブリフト量ｘ）に相当する量
の低圧燃料が圧力室１８に流入する。これによってバル
ブの運動は妨げられない。一般にエネルギは式（１）の
右辺で示す通り圧力×流量である。流量は、ピストン断
面積Ａｐ及びバルブ速度ｄｘ／ｄｔが定まると一律に決
まる。従って、ここでのエネルギ損失を低減するには低
圧を利用するのが有効であることが分かる。本実施形態
でバルブリフト時に低圧燃料を圧力室１８に導入するの
はこのためである。これにより不必要なエネルギを低減
することが可能になる。

【００５９】次に、圧力室１８に対する燃料（圧力）の
出入りが無い場合、バルブは静止状態に維持される。こ
の結果、所望の時間、バルブを開弁状態に保持すること
が可能となる。中間開度に保持することも可能である。

【００６０】ところで、エンジンを過給する場合、吸気
弁の場合だとバルブリフト時にバルブに開弁方向（下向
き）の力が作用する。この力による開弁動作を避けるた
めには、通常、バルブスプリング１６のセットフォース
を比較的高くしなければならない。本実施形態ではＦｓ
＝30kgf程度である。しかしこうするとバルブがリフト
するに従い、閉弁方向（上向き）の力ないし荷重が一層
強くなり、バルブリフトさせるのに高い駆動エネルギを
必要とする。

【００６１】通常のカム駆動方式の動弁機構だと、閉弁
側でスプリング力がカムのフェース面を押し上げるた
め、結果としてエネルギ回収作用が働くこととなり、バ
ルブ駆動エネルギは少ない。図１０は当該動弁機構を使
用したディーゼルエンジンにおける各部品毎の摩擦損失
を示したもので、縦軸は軸平均有効圧力である。これは
フリクションロスに係る負の仕事をエンジン排気量で割
った値である。横軸はエンジン回転数であり、即ちここ
ではエンジン回転数に対する各損失割合を分解フリクシ
ョン法によって測定した値を示している。この結果か
ら、全フリクション中に占める動弁系のフリクション割
合は２〜４％で、これに投入エネルギを乗じると動弁系
の駆動に必要なエネルギが計算できる。計算の結果、１
バルブ当たりに必要な駆動エネルギは1.65Jであった。

【００６２】ところが、本実施形態のようなカムレス方
式ではエネルギ回収は困難である。従って通常ならば、
カムレス方式はカム駆動方式に比べバルブ駆動エネルギ
が高くなり、出力や燃費の悪化を招く。

【００６３】そこで、本実施形態では、バルブスプリン
グ１６に加え磁石１７を用いることとした。

【００６４】一般に、磁石間の力Ｆｍは次式（３）で表
される。

【００６５】Ｆｍ＝１／（４πμ₀）・ｑ_mｑ_m’／ｒ² ・・・（３）ただしμ₀；透磁率、ｑ_m、ｑ_m’；磁荷、ｒ；距離であ
る。

【００６６】従って、本実施形態の場合、バルブがリフ
トするに従い、磁石１７と鍔部１５との距離の自乗に反
比例して力は減少する。この結果、高リフトを得る場合
でもバルブ駆動エネルギは少なくて済み、やはり出力、
燃費の向上に繋がる。

【００６７】（１）式で分かるように、駆動エネルギは
理論的には等価重量ｍ×バルブリフト量ｘで決まる。バ
ルブリフト量ｘはエンジン性能上一義的に決まるため、
駆動エネルギを低減するには等価重量ｍを低減する必要
がある。ここで、等価重量とは、バルブ自体の質量＋バ
ルブスプリング等からの荷重を意味する。現実としてバ
ルブ自体の質量を大幅に低減するのは不可能なため、本
実施形態では荷重の項に着目した。

【００６８】即ち、バルブは過給圧に対して開弁動作し
ないように、閉弁着座時にＦｓ＝30kgf程度の高い力で
支えておく必要がある。これを通常のコイルスプリング
のセット荷重のみでまかなうと、当然バルブがリフトす
るに従い、バルブを開弁保持するための力（荷重）が増
加する。これを示したのが図１１で、一点鎖線で示すよ
うに、バルブリフト（横軸）の増大につれバルブ開弁保
持力（縦軸）は増加している。

【００６９】これに対し、磁石は、図中実線で示すよう
に距離の自乗に反比例して力が減衰する特性である。こ
のためバルブスプリングに磁石を併用する本実施形態の
場合、バルブ開弁保持力の特性は図の二点鎖線のような
ものとすることができる。従って、バルブスプリングの
みの場合に比べ、バルブ開弁保持力を減少させることが
でき、これが駆動エネルギの低減に繋がるのである。

【００７０】より分かり易くいえば、本来必要なバルブ
スプリング（バルブ閉弁状態のときの初期荷重が30kgf
以上のもの）より弱いバルブスプリング（同初期荷重が
30kgf未満のもの）を用い、このスプリング荷重の不足
分を磁石で補い、バルブ閉弁中常に必要荷重Ｆｓ＝30kg
fを得られるようにするのである。バルブ開弁中はリフ
ト量増加につれ荷重増加傾向にあるスプリングと、荷重
減少傾向にある磁石との足し合わせにより、バルブを閉
弁させるのに最低必要な荷重を確保し、リフト量が増加
しても必要以上に駆動エネルギが消費されるのを防止で
きる。

【００７１】図１１に示したバルブスプリングと磁石と
の特性（絶対値は異なる）に基づき、駆動エネルギを計
算した結果を図１２に示す。図１２は、１本のバルブを
最大リフトＬ_max＝11.8mm（図８参照）させるのに最低
必要なエネルギを示している。

【００７２】既述したように、通常のカム駆動方式では
(a)に示す通り1.65Jである。これに対し、本実施形態に
おいて磁石１７及び低圧室３２を省略し、バルブスプリ
ングのみで閉弁着座時の力Ｆｓ＝30kgfを確保するカム
レス方式の場合、(d)に示す通り4.85Jもの高いエネルギ
を要する。ちなみに参考までに、バルブスプリング及び
磁石の代わりに4.43MPaの油圧で閉弁着座時の力Ｆｓ＝3
0kgfを確保し、且つ低圧室からの低圧導入により駆動エ
ネルギを低減したカムレス方式の場合、(b)に示す通り
3.48J必要である。これにおいて油圧を20MPaに高める
と、(c)に示す通り15.67Jもの非常に高いエネルギが必
要となる。一方、磁石を用い低圧導入を行う本実施形態
の場合だと、(e)に示す通り2.1Jと大幅にエネルギを低
減し、通常のカム駆動方式と同等にすることができる。
以上の結果により本実施形態の優位性は立証されたこと
になる。

【００７３】なお、磁石を使用しない場合、閉弁保持力
Ｆｓ＝30kgfを別の方法で発生させる必要がある。スプ
リング又は油圧を使用すると上記のように駆動損失が増
加するので、有効な方法とはいえない。ただ、それらを
使用しても装置自体は成立する。

【００７４】磁石としては、永久磁石の他、電磁石等他
の磁石も使用可能である。但し、永久磁石とした方がコ
スト安となり、電磁石の駆動エネルギ等も不要になるの
で、より好ましい。

【００７５】ところで、本実施形態では圧力室１８に導
入される圧力が高いほど効率が高いことが判明してい
る。図１３は、投入エネルギ（横軸）に対するバルブの
最大リフト（縦軸）の関係を示したもので、圧力室１８
に導入される高圧燃料の圧力を10MPa（破線）、100MPa
（一点鎖線）、200MPa（実線）と振って調べてみた。こ
れによると圧力が高い方が効率が良くなることが分か
る。通常のカム駆動方式だと、1.65JのエネルギでＬ_max
＝11.8mmの最大リフトを得ており、10MPaでもこれと同
等の特性を得られる。しかし、さらに圧力を上げれば、
同一リフトに対して必要なエネルギが減少され、エネル
ギ効率を改善することができる。数100MPaもの高いコモ
ンレール圧を利用する本実施形態はこういった意味で駆
動エネルギの減少に非常に有効なものである。また別途
高圧を作る装置も不要になるので、装置のシンプル化、
低コスト化に貢献し得るものである。

【００７６】次に、バルブリフト時の低圧使用の有効性
を検証した結果を図１４に示す。ここでは本実施形態と
類似の装置を対象とし、圧力室への低圧導入を行った場
合（低圧使用、実線）と行ってない場合（低圧不使用、
一点鎖線）とについて調べた。また、バルブを最大リフ
トＬ_max＝11.8mmさせるのに必要なエネルギ（縦軸）
を、圧力室に導入する高圧圧力（横軸）を振って調べて
みた。なお通常のカム駆動ではＸに示すように必要エネ
ルギは1.65Jである。

【００７７】図から分かるように、低圧を使用した場
合、使用しない場合に比べ1/2〜1/4のエネルギで済むの
が分かる。これにより低圧導入の優位性が証明された。

【００７８】また、本実施形態には次のような構造上の
特徴もある。

【００７９】図１に示されるように、本実施形態では、
バルブ１１が全閉から全開になるまでの間、ピストン１
３がピストン挿入孔４４から抜けることがなく、ピスト
ン１３の移動量に対する圧力室１８の容積の増大量の比
が一定に保たれる。従って、圧力室１８に導入された高
圧燃料又は低圧燃料による圧力エネルギを全て効率良く
バルブ１１の運動エネルギに変換することができ、エネ
ルギの損失を低減できると共に、駆動損失をも低減する
ことができる。

【００８０】逆にいえば、仮にバルブ１１が全閉から全
開になる途中に、ピストン１３がピストン挿入孔４４か
ら抜けてしまって圧力室１８の断面積が急激に拡大し、
ピストン１３の移動量に対する圧力室１８の容積の増大
量の比がピストン１３が抜けた瞬間から増大してしまう
ような構造にすると、せっかく増大された圧力室１８の
圧力が、ピストン１３が抜けた瞬間から激減してしま
い、バルブ１１の運動エネルギに有効に変換されなくな
ってしまう。このような構造に比べ、本実施形態は、バ
ルブ１１が全閉から全開になるまでの間、圧力エネルギ
を有効にバルブ１１の運動のために利用し得るものであ
り、有利な構造である。

【００８１】また、本実施形態では、アクチュエータボ
ディ１４の外部に設置された低圧室３２から、アクチュ
エータボディ１４の内部に設けられた専用の孔等による
通路３１を通じて、低圧燃料が直接的に圧力室１８に導
入される。これによって、低圧燃料の流路が過大になる
ことが防止され、低圧燃料の即座の導入が可能となり、
制御性、応答性が高められる。

【００８２】特に、圧力室１８に接続される通路は出口
４１と通路３１との二つのみであり、従来の三つより少
ない。これにより圧力室１８の容積を極力小さくするこ
とができ、バルブ開弁駆動時の供給エネルギを少なくす
ると共に、バルブ開弁時の供給エネルギに対するバルブ
の運動エネルギへの変換割合である有効エネルギ割合を
増加でき、バルブの駆動エネルギの減少並びに出力及び
燃費の向上を図ることができる。

【００８３】この効果は、従来別々であった、低圧導入
のための第二の作動弁３４と、流体排出のための第三の
作動弁３０とを一箇所にまとめた点、図２乃至図４の例
では一つのバルブユニット１９に含ませた点によるとこ
ろが大きい。そして各作動を支障無く行えるよう上記構
成を採用した点によるところが大きい。上記実施形態に
おいては、圧力室１８から第二の作動弁３４を通過する
ような流れの向きを考えた場合、第三の作動弁３０が第
二の作動弁３４の下流側に設けられる。このような配置
により第二の作動弁３４と第三の作動弁３０とを支障無
く作動させることができる。

【００８４】図５乃至図７には他の実施形態を示す。な
お前記実施形態と同一の部分については図中同一符号を
付し詳細な説明を省略する。

【００８５】図５に示されるように、この実施形態で
は、バルブユニット１９から第二通路５６及び第三の作
動弁３０が省略され、代わりに第三の作動弁３０が低圧
室３２に直接設けられる。第三の作動弁３０の入口は低
圧室３２に接続され、第三の作動弁３０の出口はフィー
ド回路３３に接続される。その他の点は前記実施形態同
様である。

【００８６】図５は図２に対応した、バルブユニット１
９の電磁ソレノイド６２がＯＦＦの状態である。図６は
図３に対応した、圧力室１８への低圧導入状態であり、
電磁ソレノイド６２は同様にＯＦＦされている。図７は
図４に対応した、圧力室１８からの燃料排出状態であ
り、電磁ソレノイド６２がＯＮされる。このとき圧力室
１８から弁室５４から流入してきた高圧燃料は、第一通
路５５を通じて低圧室３２に至り、第三の作動弁３０を
押し開けてフィード回路３３に排出される。

【００８７】なお、この実施形態から理解されるよう
に、第三の作動弁３０は第一通路５５に設けても構わな
い。

【００８８】本発明の実施の形態は他にも様々なものが
考えられる。上記実施形態では作動流体をエンジンの燃
料（軽油）とし、高圧作動流体をコモンレール圧の燃
料、低圧作動流体をフィード圧の燃料としたが、作動流
体は通常のオイル等でもよく、別途油圧装置で高圧と低
圧とを作ってもよい。但しコモンレールディーゼルエン
ジンの場合は元々燃料による高圧と低圧とが作られてい
るので、上記実施形態のようにそれらを利用する方が構
成がシンプル、低コストとなって望ましい。

【００８９】上記実施形態ではバルブを閉作動方向に付
勢するためバルブスプリングと磁石を併用したが、バル
ブスプリングのみ、或いは磁石のみと各々単独で用いる
ことも考えられる。上記実施形態では磁石１７で鍔部１
５を吸引する構成としたが、別段このような構成でなく
ても構わない。

【００９０】内燃機関はコモンレールディーゼルエンジ
ンに限らず、通常の噴射ポンプ式ディーゼルエンジン、
ガソリンエンジン等であってもよい。第一の作動弁は上
記のような圧力バランス式制御弁に限らず、通常のスプ
ール弁等であってもよい。第一の作動弁２０及びバルブ
ユニット１９における電気アクチュエータは、電磁ソレ
ノイド２８、６２を用いた電磁アクチュエータに限ら
ず、ピエゾ素子又は超磁歪素子等を用いたものでもよ
い。ただしこれらアクチュエータは動作速度ができるだ
け高速であるのが望ましく、各作動弁の動作速度、応答
性はできるだけ高いのが望ましい。

【００９１】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、圧力室の
容積を縮小することができ、バルブ開弁駆動時の供給エ
ネルギを少なくすることができると共に、バルブ開弁時
の有効エネルギ割合を増加でき、バルブの駆動エネルギ
の減少並びに出力及び燃費の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る動弁駆動装置の全体図
である。

【図２】バルブユニットの要部断面図で、電磁ソレノイ
ドがＯＦＦの通常状態である。

【図３】バルブユニットの要部断面図で、低圧導入状態
である。

【図４】バルブユニットの要部断面図で、高圧排出状態
である。

【図５】他の実施形態に係るバルブユニットの要部断面
図で、電磁ソレノイドがＯＦＦの通常状態である。

【図６】他の実施形態に係るバルブユニットの要部断面
図で、低圧導入状態である。

【図７】他の実施形態に係るバルブユニットの要部断面
図で、高圧排出状態である。

【図８】本実施形態における動弁制御の内容を示したタ
イムチャートである。

【図９】本実施形態の動弁駆動装置において各部の作動
状態を示すタイムチャートである。

【図１０】通常のカム駆動ディーゼルエンジンにおける
摩擦損失を示したグラフである。

【図１１】バルブ開弁保持力について、バルブスプリン
グと磁石との比較を示したグラフである。

【図１２】バルブの最大リフトに必要なエネルギを比較
して示すグラフである。

【図１３】各高圧値に対するバルブの駆動効率を比較し
て示すグラフである。

【図１４】低圧使用の有効性の検証結果を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

２コモンレール１１バルブ１８圧力室１９バルブユニット２０第一の作動弁３０第三の作動弁３２低圧室３４第二の作動弁５０バルブストッパ５２弁体５３傘弁部６１電磁アクチュエータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者港明彦神奈川県藤沢市土棚８番地いすゞ自動車株式会社藤沢工場内Ｆターム(参考） 3G018 AB12 AB16 CA18 DA57 DA58 DA59 FA01 FA06 FA07 GA04 GA07 GA15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の吸気弁又は排気弁をなすバル
ブを開閉駆動するための駆動装置であって、上記バルブを開弁するための加圧された作動流体が供給
される圧力室と、上記圧力室に接続された高圧作動流体供給源と、上記圧力室に接続された低圧作動流体供給源と、上記圧力室と上記高圧作動流体供給源との間に設けら
れ、上記バルブの開弁初期の所定期間に開弁され、上記
圧力室に上記高圧作動流体供給源の高圧作動流体を供給
する第一の作動弁と、上記圧力室と上記低圧作動流体供給源との間に設けら
れ、上記バルブの開弁初期の所定期間経過後、上記圧力
室の圧力が上記低圧作動流体供給源の圧力より低くなっ
たときその圧力差に基づき開弁し、上記圧力室に上記低
圧作動流体供給源の低圧作動流体を導入する逆止弁から
なる第二の作動弁と、上記第二の作動弁と上記低圧作動流体供給源との間又は
上記低圧作動流体供給源に設けられ、入口側の圧力が、
上記低圧作動流体供給源の圧力より高く且つ上記高圧作
動流体供給源の圧力より低い所定の設定圧より高くなっ
たとき開弁し、これにより上記圧力室の作動流体を排出
する逆止弁からなる第三の作動弁と、上記バルブの閉弁時に上記第二の作動弁を強制的に開弁
するアクチュエータとを備えたことを特徴とする内燃機
関の動弁駆動装置。
【請求項２】上記第三の作動弁が上記第二の作動弁と
上記低圧作動流体供給源との間に設けられ、これら第二
の作動弁と第三の作動弁とが一のバルブユニットに含ま
れ、上記低圧作動流体供給源が上記バルブユニットに接
続される請求項１記載の内燃機関の動弁駆動装置。
【請求項３】上記第二の作動弁が軸方向に移動可能な
弁体を備え、該弁体の一端部に、上記圧力室側の圧力を
受けて閉弁側に押圧される傘弁部が設けられ、上記アク
チュエータが、ＯＮされたときに上記弁体の他端部を押
圧して上記弁体を開弁側に駆動する電気アクチュエータ
からなる請求項１又は２記載の内燃機関の動弁駆動装
置。
【請求項４】上記第二の作動弁の最大開度を規定する
ためのバルブストッパが設けられる請求項１乃至３いず
れかに記載の内燃機関の動弁駆動装置。