JP2006097534A

JP2006097534A - 可変バルブ機構

Info

Publication number: JP2006097534A
Application number: JP2004283693A
Authority: JP
Inventors: Masaru Kijima; 賢貴島
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2004-09-29
Filing date: 2004-09-29
Publication date: 2006-04-13

Abstract

【課題】油圧式の可変バルブ機構を採用するにあたり、始動時専用の電動オイルポンプを新たに装備することなく、エンジンの確実な始動を実現する。
【解決手段】油圧式の可変バルブ機構に関し、エンジン駆動のカム８により一端を押し上げられて傾動するロッカーアーム１０に、その傾動時にスレーブピストン１４に替わってバルブ３を開弁し得るようアーム部１８を付設し、該アーム部１８により始動時の開弁操作に最低限必要で且つ可変範囲の下限より低いリフトを実現し得るように構成する。このようにすれば、長時間のエンジン停止後にエンジンを始動する場合であっても、セルフ・スタータによりエンジンが回転してカム８が回ると、該カム８によりロッカーアーム１０が傾動されてアーム部１８によりバルブ３が開弁され、始動時の開弁操作に最低限必要なリフトが確保される。
【選択図】図１

Description

本発明は、可変バルブ機構に関するものである。

従来より、エンジンの回転数に応じた最適な熱効率を実現して燃費の向上を図ること等を目的として、バルブの開閉タイミング及びリフトを変化させ得るようにした可変バルブ機構が各種提案されており、その中の一部は既に実用化されているという状況にある。

図２は現在において未だ検討段階に置かれている油圧式の可変バルブ機構の一例を示すものであり、図中１は気筒、２は燃焼室、３はバルブ（図中には吸気弁を図示）、４はブリッジ、５は吸気流路、６は排気流路、７はカムシャフトを夫々示し、該カムシャフト７には、各気筒１に対応して吸気用と排気用のカム８（図中では吸気用のカムを図示）が並設されており、前記カムシャフト７の近傍を平行に延びるロッカーシャフト９には、前記カム８により一端をローラ１０ａを介し押し上げられて傾動するロッカーアーム１０が装備されている。

そして、このロッカーアーム１０の一端が上方の油圧ユニット１１に備えられたマスターピストン１２を押し上げ、前記油圧ユニット１１内に穿設された開弁用油通路１３に油圧を発生させてブリッジ４直上のスレーブピストン１４を下降せしめ、このマスターピストン１２によりブリッジ４を介し両バルブ３を押し下げて開弁し得るようになっている。

ここで、前記油圧ユニット１１内の開弁用油通路１３には、該開弁用油通路１３の油圧の保持・開放を切り替えるための３ウェイ式のソレノイドバルブ１５（油圧供給手段）を介して給油通路１６が接続されており、図示しないエンジン駆動のオイルポンプにより送り込まれる作動油１７を開弁用油通路１３に導き入れて該開弁用油通路１３内を満たし、マスターピストン１２の作動時には開弁用油通路１３の油圧の保持・開放を適宜に切り替えてスレーブピストン１４の追従時期や作動量を制御することでバルブ３の開閉タイミングやリフトを調節し得るようにしてある。

即ち、マスターピストン１２の作動時において、ソレノイドバルブ１５により開弁用油通路１３の油圧を保持すれば、マスターピストン１２の作動に直ちに追従してスレーブピストン１４が作動することになるが、マスターピストン１２の作動により生じる開弁用油通路１３の油圧をソレノイドバルブ１５の切り替えでアキュームレータ等へ逃がせば、マスターピストン１２が作動していてもスレーブピストン１４が追従しなくなるので、その追従時期を遅らせたり作動量を減らしたりすることができる。

尚、可変バルブ機構に関連する先行技術文献情報としては、例えば、本発明と同じ出願人による下記の特許文献１等がある。
特開２００３−２３９７１０号公報

しかしながら、先の特許文献１でも同様の問題が取り上げられているように、この種の油圧式の可変バルブ機構にあっては、エンジンの停止時にオイルポンプも休眠して開弁用油通路１３に作動油１７が供給されなくなり、しかも、エンジンの停止状態が長時間に及ぶことで開弁用油通路１３から作動油１７がリークしてしまうので、長時間のエンジン停止後にエンジンを始動しようとしても、開弁用油通路１３の油圧不足により必要なバルブリフトを確保することができず、そのままではエンジンの始動を行うことができないという問題があった。

このため、始動時専用の電動オイルポンプを別途装備し、この電動オイルポンプをバッテリの電力で始動時に駆動することが考えられているが、このような電動オイルポンプを新たに装備することは、バッテリの電力負担の増加や、コストの高騰、車輌重量の増加等といった新たな問題を招いてしまう結果となる。

本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、油圧式の可変バルブ機構を採用するにあたり、始動時専用の電動オイルポンプを新たに装備することなく、エンジンの確実な始動を実現することを目的としている。

本発明は、エンジン駆動のカムにより一端を押し上げられて傾動するロッカーアームと、該ロッカーアームの傾動により作動するマスターピストンと、該マスターピストンに対し開弁用油通路を介して接続され且つ該開弁用油通路に前記マスターピストンによる油圧が発生した際に作動してバルブを開弁するスレーブピストンと、前記開弁用油通路の油圧の保持・開放を適宜に切り替えてバルブの開閉タイミング及びリフトを調節する油圧供給手段とを備えた可変バルブ機構であって、前記ロッカーアームの傾動時に前記スレーブピストンに替わってバルブを開弁し得るよう前記ロッカーアームにアーム部を付設し、該アーム部により始動時の開弁操作に最低限必要で且つ可変範囲の下限より低いリフトを実現し得るように構成したことを特徴とするものである。

ここで、始動時にアーム部による開弁操作で実現されるバルブのリフトについては、例えば、カムにより押し上げられるロッカーアームの一端から傾動中心までの長さと、該傾動中心からアーム部の先端までの長さとの比を調整して設定することが可能である。

而して、このように可変バルブ機構を構成すれば、長時間のエンジン停止後にエンジンを始動する場合であっても、セルフ・スタータによりエンジンが回転してカムが回ると、該カムによりロッカーアームが傾動されてアーム部によりバルブが開弁され、始動時の開弁操作に最低限必要なリフトが確保されるので、始動時専用の電動オイルポンプを新たに装備することなく、エンジンの確実な始動を実現することが可能となる。

尚、アーム部により実行される開弁操作のリフトは、可変範囲の下限より低く設定されているので、始動後も継続されるアーム部の開弁操作によりスレーブピストンによる可変範囲が減縮されることはない。

また、何らかのトラブルにより走行中に十分な油圧を確保することができなくなってしまったような緊急の場合でも、ロッカーアームの傾動によりバルブの開閉操作を最低限のリフトで継続することが可能となる。

上記した本発明の可変バルブ機構によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。

（Ｉ）油圧式の可変バルブ機構を採用するにあたり、始動時専用の電動オイルポンプを新たに装備することなく、エンジンの確実な始動を実現することができるので、電動オイルポンプの新たな装備に伴うバッテリの電力負担の増加や、コストの高騰、車輌重量の増加等といった新たな問題を未然に回避することができる。

（ＩＩ）何らかのトラブルにより走行中に十分な油圧を確保することができなくなってしまったような緊急の場合でも、ロッカーアームの傾動によりバルブの開閉操作を最低限のリフトで継続することができるので、エンジンを停止させることなく、然るべき場所まで車輌を走行させることができる。

以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図１は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図２と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。

図１に示す如く、本形態例においては、前述した図２のものと略同様に構成した可変バルブ機構に関し、ロッカーアーム１０にブリッジ４の頂部まで延在するアーム部１８を付設し、その傾動時にスレーブピストン１４に替わってブリッジ４を押し下げてバルブ３を開弁し得るようになっている。

ただし、このようにロッカーアーム１０にアーム部１８を付設するにあたっては、該アーム部１８により始動時の開弁操作に最低限必要で且つ可変範囲の下限より低いリフトを実現し得るように構成する必要があり、より具体的には、カム８により押し上げられるロッカーアーム１０の一端（より厳密にはローラ１０ａの回転中心位置を始点とする）から傾動中心までの長さと、該傾動中心からアーム部１８の先端（より厳密にはブリッジ４の頂部を押し下げる作用点の位置を終点とする）までの長さとの比を調整することで前記リフトの適切な設定を図るようにしてある。

而して、このように可変バルブ機構を構成すれば、長時間のエンジン停止後にエンジンを始動する場合であっても、セルフ・スタータによりエンジンが回転してカム８が回ると、該カム８によりロッカーアーム１０が傾動されてアーム部１８によりバルブ３が開弁され、始動時の開弁操作に最低限必要なリフトが確保されるので、始動時専用の電動オイルポンプを新たに装備することなく、エンジンの確実な始動を実現することが可能となる。

尚、アーム部１８により実行される開弁操作のリフトは、可変範囲の下限より低く設定されているので、始動後も継続されるアーム部１８の開弁操作によりスレーブピストン１４による可変範囲が減縮されることはない。

従って、上記形態例によれば、油圧式の可変バルブ機構を採用するにあたり、始動時専用の電動オイルポンプを新たに装備することなく、エンジンの確実な始動を実現することができるので、電動オイルポンプの新たな装備に伴うバッテリの電力負担の増加や、コストの高騰、車輌重量の増加等といった新たな問題を未然に回避することができる。

また、何らかのトラブルにより走行中に十分な油圧を確保することができなくなってしまったような緊急の場合でも、ロッカーアーム１０の傾動によりバルブ３の開閉操作を最低限のリフトで継続することができるので、エンジンを停止させることなく、然るべき場所まで車輌を走行させることができる。

尚、本発明の可変バルブ機構は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、油圧供給手段は、必ずしも図示例の如き３ウェイ式のソレノイドバルブによる単独構成としなくても良く、複数の油通路や各種のバルブにより様々な形式で構成することが可能であること、また、図示では吸気弁の場合のバルブで例示しているが、排気弁の場合にも同様の構造を適用して良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。従来例を示す概略図である。

符号の説明

３バルブ
８カム
１０ロッカーアーム
１２マスターピストン
１３開弁用油通路
１４スレーブピストン
１５ソレノイドバルブ（油圧供給手段）
１８アーム部

Claims

エンジン駆動のカムにより一端を押し上げられて傾動するロッカーアームと、該ロッカーアームの傾動により作動するマスターピストンと、該マスターピストンに対し開弁用油通路を介して接続され且つ該開弁用油通路に前記マスターピストンによる油圧が発生した際に作動してバルブを開弁するスレーブピストンと、前記開弁用油通路の油圧の保持・開放を適宜に切り替えてバルブの開閉タイミング及びリフトを調節する油圧供給手段とを備えた可変バルブ機構であって、前記ロッカーアームの傾動時に前記スレーブピストンに替わってバルブを開弁し得るよう前記ロッカーアームにアーム部を付設し、該アーム部により始動時の開弁操作に最低限必要で且つ可変範囲の下限より低いリフトを実現し得るように構成したことを特徴とする可変バルブ機構。
始動時にアーム部による開弁操作で実現されるバルブのリフトを、カムにより押し上げられるロッカーアームの一端から傾動中心までの長さと、該傾動中心からアーム部の先端までの長さとの比を調整することで設定したことを特徴とする請求項１に記載の可変バルブ機構。