JP2012197697A - バルブリフト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バルブの駆動制御を油圧駆動系統で行うようにし、構造および制御ロジックを簡素化することが可能なバルブリフト装置を提供する。
【解決手段】シリンダ室１１ｃに開口した吸気ポート１１ｂを開閉するバルブ２２ａを、その後端部に設けた給排室２１ａへのオイルＯの給排により駆動制御するようにし、給排室２１ａへのオイルＯの給排を、レシプロエンジン１１の駆動により回転するロータリバルブ３４を有する通路開閉機構３０により行うようにした。したがって、バルブ２２ａの駆動制御を、レシプロエンジン１１の駆動と同期するロータリバルブ３４を介して油圧駆動系統で行うことができ、バルブリフト装置１０の構造および制御ロジックを簡素化することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、シリンダ室に開口したポートを開閉するバルブを、油圧により駆動制御するバルブリフト装置に関する。

エンジンのシリンダ室（燃焼室）と当該シリンダ室に開口したポート（吸排気通路）とを開閉するバルブ（吸排気弁）は、クランク軸と連動するカムシャフトに設けたカムの回転により、所定のタイミングで開閉されるようになっている。また、エンジンの特性を変えて燃費を向上させたりするために、エンジンの回転数に応じてバルブの開閉量と開閉時期、つまりバルブリフト量とバルブタイミングを調整することが行われている。

カムシャフトに設けたカムによりバルブリフト量を調整するには、異なるバルブリフト量に対応した形状が異なる複数のカムを設け、当該各カムに対応させて複数のロッカーアームを設けたりする必要がある（例えば特許文献１参照）。そのため、エンジンの大型化や組み立て性低下等の問題が生じていた。

そこで、上述のような複数のカムおよびロッカーアームに換えて、バルブの駆動制御に電磁コイルによる推力を用いるとともに、バルブリフト量の調整に油圧制御装置を用いたものが知られている（例えば特許文献２参照）。これにより、カムシャフトやロッカーアームのような駆動部品を省略可能として、エンジンの小型化や組み付け性向上を実現している。

特開平１１−２８７１３９号公報（図１） 特開２００１−２８９０１７号公報（図２）

しかしながら、上述の特許文献２に記載されたバルブリフト装置によれば、制御系統として、電磁コイルを有する電気駆動系統および油圧ポンプを有する油圧駆動系統を備えており、これらの各駆動系統を制御する制御装置が必要となる。例えば、電気駆動系統においてはクランク軸の回転と同期させる制御を行い、油圧駆動系統においてはエンジンの回転数と同期させる制御を行う。したがって、制御ロジックが複雑化し、特に電気駆動系統（バルブの開閉制御）においては、その失陥（フェイル）を考慮した制御ロジックが必要となる場合がある。よって、バルブリフト装置を簡素化すべく、当該バルブリフト装置の構造や制御ロジックを根本的に見直す必要が生じていた。

本発明の目的は、バルブの駆動制御を油圧駆動系統で行うようにし、構造および制御ロジックを簡素化することが可能なバルブリフト装置を提供することにある。

本発明のバルブリフト装置は、シリンダ室に開口したポートを開閉するバルブを、油圧により駆動制御するバルブリフト装置であって、タンクに貯留された油液を吐出するポンプと、前記ポンプの吐出口に一端側が接続された第１油液通路と、前記バルブの後端部に設けられ、前記バルブを駆動制御するための前記油液が給排される給排室と、前記給排室に一端側が接続された第２油液通路と、前記第１油液通路の他端側と前記第２油液通路の他端側との間に設けられ、前記第１，第２油液通路間を開閉する通路開閉機構と、一端側が前記タンクに接続され、他端側が前記通路開閉機構に接続された第３油液通路とを備え、前記通路開閉機構は、エンジンの駆動により回転するロータリバルブを有し、前記ロータリバルブは、一の回転位置で前記第１，第２油液通路間を開／前記第２，第３油液通路間を閉とし、他の回転位置で前記第１，第２油液通路間を閉／前記第２，第３油液通路間を開とすることを特徴とする。

本発明のバルブリフト装置は、前記第１油液通路に、前記ポンプから前記通路開閉機構に向かう油液の圧力を制御する圧力制御バルブを設けることを特徴とする。

本発明のバルブリフト装置は、前記第２油液通路を前記シリンダ室の数に対応させて設け、前記ロータリバルブは、当該ロータリバルブが１回転する間に、前記各第２油液通路のそれぞれに対応した前記一の回転位置および前記他の回転位置を通過することを特徴とする。

本発明のバルブリフト装置は、前記ロータリバルブを、板状本体部とその回転中心に設けられる回転軸とから形成し、前記板状本体部と前記回転軸との間に、前記板状本体部と前記回転軸との相対回転位置を調整する調整部を設けることを特徴とする。

本発明のバルブリフト装置によれば、シリンダ室に開口したポートを開閉するバルブを、その後端部に設けた給排室への油液の給排により駆動制御するようにし、給排室への油液の給排を、エンジンの駆動により回転するロータリバルブを有する通路開閉機構により行う。したがって、バルブの駆動制御を、エンジンの駆動と同期するロータリバルブを介して油圧駆動系統で行うことができ、バルブリフト装置の構造および制御ロジックを簡素化することができる。また、油液を吐出するポンプとして、エンジンオイルを循環させるためのオイルポンプを利用することができるので、バルブを駆動制御するための専用のポンプを別途設ける必要が無く、エンジンが大型化するのを抑制できる。

本発明のバルブリフト装置によれば、ポンプと通路開閉機構との間に設ける第１油液通路に、ポンプから通路開閉機構に向かう油液の圧力を制御する圧力制御バルブを設けるので、エンジンの回転数等に応じて圧力制御バルブを制御することで、給排室内の圧力、つまりバルブに掛かる油圧を制御できる。これにより、バルブリフト量を調整することができる。この場合、圧力制御バルブの制御ロジックのみを構築すれば良いので、従前に比して制御ロジックが複雑化するようなことは無い。

本発明のバルブリフト装置によれば、給排室と通路開閉機構との間に設ける第２油液通路を、シリンダ室の数に対応させて設け、ロータリバルブは、当該ロータリバルブが１回転する間に、各第２油液通路のそれぞれに対応した一の回転位置（給排室へ油液を供給する位置）および他の回転位置（給排室から油液を排出する位置）を通過する。したがって、一のロータリバルブで複数のバルブを駆動制御することができ、４気筒等の多気筒エンジンに対応することができる。

本発明のバルブリフト装置によれば、ロータリバルブを、板状本体部とその回転中心に設けられる回転軸とから形成し、板状本体部と回転軸との間に、板状本体部と回転軸との相対回転位置を調整する調整部を設けるので、バルブの開閉タイミング（バルブタイミング）を調整することができる。また、調整部は、エンジンオイルを循環させるためのオイルポンプからの油圧により制御することができる。

本発明の一実施の形態に係るバルブリフト装置の概略を示す部分断面図である。 図１の矢印Ａ方向から見たロータリバルブと第１〜第４吸気バルブ機構との接続関係を説明する説明図である。 図１の通路開閉機構の詳細構造を説明する分解斜視図である。 バルブの開弁動作を説明する図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 バルブの閉弁動作を説明する図２のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。 （ａ），（ｂ）は調整部の動作を説明する動作説明図である。

以下、本発明の一実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明の一実施の形態に係るバルブリフト装置の概略を示す部分断面図を、図２は図１の矢印Ａ方向から見たロータリバルブと第１〜第４吸気バルブ機構との接続関係を説明する説明図を、図３は図１の通路開閉機構の詳細構造を説明する分解斜視図を、図４はバルブの開弁動作を説明する図２のＡ−Ａ線に沿う断面図を、図５はバルブの閉弁動作を説明する図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図を、図６（ａ），（ｂ）は、調整部の動作を説明する動作説明図をそれぞれ表している。

図１に示すバルブリフト装置１０は、４気筒のレシプロエンジン（エンジン）１１に搭載され、図２に示す第１吸気バルブ機構２０ａ，第２吸気バルブ機構２０ｂ，第３吸気バルブ機構２０ｃおよび第４吸気バルブ機構２０ｄを駆動制御（開閉駆動）するようになっている。

ここで、本実施の形態においては、バルブリフト装置１０により各吸気バルブ機構２０ａ〜２０ｄを駆動制御する場合を例に挙げて説明するが、バルブリフト装置１０は、図示しない各排気バルブ機構の駆動制御にも用いることができる。つまり、吸排気バルブ機構のそれぞれをバルブリフト装置１０により同様に駆動制御する場合には、吸排気側のそれぞれに対応させてバルブリフト装置１０を設けるようにすれば良い。

また、本実施の形態においては、１気筒あたり１つの吸気バルブ機構を備えたレシプロエンジン１１を例に挙げて説明するが、例えば、１気筒あたり２つの同期する吸気バルブ機構を備えたレシプロエンジンにも用いることができる。この場合、図１に示す給排油路１７ａから油圧を分岐させ、同期する他の吸気バルブ機構（図示せず）に油圧を給排すれば良い。

図１に示すように、バルブリフト装置１０は、レシプロエンジン１１のクランク軸１２により駆動されるオイルポンプ（ポンプ）１３を備えている。オイルポンプ１３は、オイルパン（タンク）１４に貯留されたオイル（油液）Ｏを、オイルフィルタ１５を介して吸い込んで吐出するようになっている。オイルポンプ１３から吐出されたオイルＯは、レシプロエンジン１１に形成された冷却油路等（図示せず）に供給されるとともに、バルブリフト装置１０を形成する供給油路１６に供給されるようになっている。

バルブリフト装置１０は、さらに通路開閉機構３０と、各吸気バルブ機構２０ａ〜２０ｄのそれぞれに対応して設けられた給排室２１ａ〜２１ｄ（図２参照）とを備えている。通路開閉機構３０とオイルポンプ１３との間には、供給油路（第１油液通路）１６が設けられ、供給油路１６の一端側は、オイルポンプ１３の吐出口１３ａに接続され、供給油路１６の他端側は、通路開閉機構３０の給油孔３１に接続されている。

通路開閉機構３０と各給排室２１ａ〜２１ｄとの間には、図２に示すように、各給排室２１ａ〜２１ｄのそれぞれ対応する給排油路（第２油液通路）１７ａ〜１７ｄが設けられている。各給排油路１７ａ〜１７ｄは、シリンダ室１１ｃの数（４気筒）に対応させて４つ設けられ、各給排油路１７ａ〜１７ｄの一端側は、各給排室２１ａ〜２１ｄのそれぞれに接続され、各給排油路１７ａ〜１７ｄの他端側は、通路開閉機構３０の各第１給排孔３２ａ〜３２ｄに接続されている。

ここで、各吸気バルブ機構２０ａ〜２０ｄはそれぞれ同じ形状に形成されているため、以下、第１吸気バルブ機構２０ａを代表してその詳細な構造について説明する。

図１に示すように、第１吸気バルブ機構２０ａは、バルブ２２ａと駆動機構２３ａとを備えている。バルブ２２ａは、バルブ本体２４ａとバルブステム２５ａとを備え、バルブステム２５ａは、レシプロエンジン１１を形成するシリンダヘッド１１ａを、摺動自在に貫通している。

バルブ本体２４ａは、シリンダヘッド１１ａに形成された吸気ポート（ポート）１１ｂを開閉するもので、吸気ポート１１ｂのシリンダ室１１ｃ側に装着されたバルブシート１１ｄに対して離着座するようになっている。そして、駆動機構２３ａの給排室２１ａにオイルＯを給排することで、バルブ２２ａは駆動制御（開閉駆動）され、ひいてはシリンダ室１１ｃに開口した吸気ポート１１ｂを開閉することができる。なお、吸気ポート１１ｂからは、シリンダ室１１ｃに向けて、図示しないスロットルバルブを介して混合気（図示せず）が供給されるようになっている。

駆動機構２３ａは、ケーシング２６ａ，ピストン２７ａおよびコイルスプリング２８ａを備えている。ケーシング２６ａおよびピストン２７ａは、それぞれ鋼板等をプレス加工することにより有底筒状に形成され、ピストン２７ａはケーシング２６ａ内に摺動自在に設けられている。バルブ２２ａの後端部で、ケーシング２６ａとピストン２７ａとの間には給排室２１ａが形成され、つまり、給排室２１ａ内にオイルＯを給排することで給排室２１ａの容積が変化し、ピストン２７ａが移動するようになっている。

ピストン２７ａの底部側（図中上側）には、バルブステム２５ａの後端部が固定され、バルブ２２ａはピストン２７ａの移動に伴って上下動するようになっている。また、ケーシング２６ａの底部側（図中上側）には連通穴２９ａが設けられ、当該連通穴２９ａには給排油路１７ａの一端側が接続されている。

コイルスプリング２８ａは、ピストン２７ａの内側で、ピストン２７ａとバルブステム２５ａとの間に設けられ、給排室２１ａの容積が増加したときに押し縮められ、給排室２１ａの容積が減少したときに延びるようになっている。つまり、コイルスプリング２８ａの弾性力は、バルブ本体２４ａをバルブシート１１ｄに押し付ける方向（閉弁方向）に作用している。これにより、給排室２１ａにオイルＯを供給することでバルブ２２ａは開弁し、給排室２１ａからオイルＯを排出することでバルブ２２ａは閉弁する。

通路開閉機構３０は、供給油路１６ａと各給排油路１７ａ〜１７ｄとの間を開閉するもので、ハウジング３３とロータリバルブ３４とを備えている。ハウジング３３はシリンダヘッド１１ａの各吸気バルブ機構２０ａ〜２０ｄの近傍に設けられ、ロータリバルブ３４はハウジング３３の内部に回転自在に設けられている。

ハウジング３３は、第１ハウジング部材３３ａと第２ハウジング部材３３ｂとを備え、これらを突き合わせることで略箱形状に形成されている。第１ハウジング部材３３ａには、供給油路１６の他端側が接続される給油孔３１が形成され、当該給油孔３１はロータリバルブ３４の上流側（オイルポンプ１３寄り）に配置されている。第２ハウジング部材３３ｂには、各給排油路１７ａ〜１７ｄの他端側がそれぞれ接続される各第１給排孔３２ａ〜３２ｄ（図２，３参照）が形成され、これらの各第１給排孔３２ａ〜３２ｄはロータリバルブ３４の下流側（各吸気バルブ機構２０ａ〜２０ｄ寄り）に配置されている。

第１ハウジング部材３３ａには、さらに、排出孔３５および第２給排孔３６が形成されている。排出孔３５は、各第１給排孔３２ａ〜３２ｄよりもロータリバルブ３４のさらに下流側（オイルパン１４寄り）に配置され、排出孔３５とオイルパン１４との間には、排出油路（第３油液通路）１８が設けられている。つまり、排出油路１８の一端側はオイルパン１４に接続され、排出油路１８の他端側は通路開閉機構３０の排出孔３５に接続されている。

第２給排孔３６には、供給油路１６の下流側で分岐した分岐供給油路１６ａと、排出油路１８の上流側で分岐した分岐排出油路１８ａとが接続されている。つまり、第２給排孔３６には、オイルＯが給排されるようになっている。分岐供給油路１６ａおよび分岐排出油路１８ａには、それぞれ電磁式の開閉バルブ１６ｂ，１８ｂが設けられ、これらの各開閉バルブ１６ｂ，１８ｂは、ロータリバルブ３４の調整部３４ｅを形成する油室３４ｈに対してオイルＯを給排する給排弁３７を形成している。

具体的には、図示しない車載コントローラ（Ｃ／Ｕ）からの指令により、一方の開閉バルブ１６ｂを開き、他方の開閉バルブ１８ｂを閉じることで、第２給排孔３６（油室３４ｈ）にオイルＯが供給され、一方の開閉バルブ１６ａを閉じ、他方の開閉バルブ１８ｂを開くことで、第２給排孔３６（油室３４ｈ）からオイルＯが排出される。

供給油路１６の給油孔３１の近傍には、電磁式の圧力制御バルブ３８が設けられ、当該圧力制御バルブ３８は、車載コントローラ（Ｃ／Ｕ）からの指令により、オイルポンプ１３から通路開閉機構３０に向かうオイルＯの圧力を制御するようになっている。これにより、圧力制御バルブ３８の下流側にある各吸気バルブ機構２０ａ〜２０ｄの各給排室２１ａ〜２１ｄ内の圧力（油圧）が制御されて、各バルブ２２ａ〜２２ｄ（図２参照）のバルブリフト量が調整される。

第１ハウジング部材３３ａには、図３に示すように、環状供給油路３３ｃと環状排出油路３３ｄとが設けられている。環状供給油路３３ｃは、環状排出油路３３ｄよりも大径に形成され、ロータリバルブ３４の板状本体部３４ａ上に二点鎖線で示した大径仮想円Ｃ１と対向している。環状供給油路３３ｃは、給油孔３１に接続されており、これにより環状供給油路３３ｃの周方向に沿う全域には、圧力制御バルブ３８（図１参照）で調圧されたオイルＯが供給される。

一方、環状排出油路３３ｄは、ロータリバルブ３４の板状本体部３４ａ上に二点鎖線で示した小径仮想円Ｃ２と対向している。環状排出油路３３ｄは、排出孔３５に接続されており、これにより環状排出油路３３ｄの周方向に沿う全域は、オイルパン１４（図１参照）と略同じ圧力（略大気圧）となっている。

ロータリバルブ３４は、円盤状に形成された板状本体部３４ａと、その回転中心Ｐ（図１，２参照）に設けられた回転軸３４ｂとを備えている。板状本体部３４ａには、大径仮想円Ｃ１上に位置するよう、つまり第１ハウジング部材３３ａの環状供給油路３３ｃと対向するよう１つの供給連通穴３４ｃが設けられている。また、板状本体部３４ａには、小径仮想円Ｃ２上に位置するよう、つまり第１ハウジング部材３３ａの環状排出油路３３ｄと対向するよう１つの排出連通穴３４ｄが設けられている。各連通穴３４ｃ，３４ｄは、板状本体部３４ａの周方向に沿って、それぞれ所定の角度差（例えば６０°）を有するよう互いに離間して設けられ、各第１給排孔３２ａ〜３２ｄと対向可能となっている（図２参照）。

図１に示すように、回転軸３４ｂの基端側はハウジング３３内で板状本体部３４ａに接続され、回転軸３４ｂの先端側はハウジング３３の外部に延出されている。回転軸３４ｂの先端側には、減速機構４０を形成する大径ギヤ（平歯車）４０ａが一体回転可能に固定されている。回転軸３４ｂの先端側に固定された大径ギヤ４０ａは、レシプロエンジン１１のクランク軸１２に一体回転可能に固定された小径ギヤ（平歯車）４０ｂと噛み合わされており、これにより、クランク軸１２の回転が減速されて回転軸３４ｂに伝達される。

ここで、レシプロエンジン１１は４サイクル機関であり、減速機構４０の減速比は、クランク軸１２が２回転（７２０°回転）する間に、回転軸３４ｂ（ロータリバルブ３４）が１回転（３６０°回転）する減速比（２分の１）に設定されている。

図２，３に示すように、板状本体部３４ａと回転軸３４ｂとの間には、板状本体部３４ａと回転軸３４ｂとの相対回転位置を調整するための調整部３４ｅが設けられている。調整部３４ｅは、回転軸３４ｂと一体の半円状部３４ｆと、板状本体部３４ａと一体の突起部３４ｇとを備えており、板状本体部３４ａの周方向に沿う突起部３４ｇの両側には、それぞれ油室３４ｈとバネ室３４ｉとが形成されている。

油室３４ｈには、第１ハウジング部材３３ａの第２給排孔３６（図１，３参照）が接続されてオイルＯが給排されるようになっており、バネ室３４ｉには戻しバネＳが設けられている。戻しバネＳは、油室３４ｈからオイルＯを排出するときに延びるようになっており、つまり、戻しバネＳの弾性力は、油室３４ｈを押し縮める方向に作用している。

次に、以上のように形成したバルブリフト装置１０の動作について、図面を用いて詳細に説明する。

＜始動動作＞
イグニッションスイッチ（図示せず）をオン操作する等して、レシプロエンジン１１を始動すると、図１に示すようにクランク軸１２が回転する。すると、クランク軸１２と連動するオイルポンプ１３および小径ギヤ４０ｂが回転駆動される。オイルポンプ１３は、オイルパン１４からオイルＯを吸い込み、吸い込んだオイルＯを吐出口１３ａから供給油路１６に供給する。

小径ギヤ４０ｂはクランク軸１２とともに回転し、これに伴い減速機構４０が作動する。すると、減速機構４０の作動によって、大径ギヤ４０ａは小径ギヤ４０ｂの回転数の２分の１にまで減速されて回転し、これにより大径ギヤ４０ａと連動するロータリバルブ３４が回転駆動される。つまり、クランク軸１２が２回転する間にロータリバルブ３４は１回転するようになっている。

＜開弁動作＞
図２，４に示すように、ハウジング３３内でロータリバルブ３４が矢印Ｒ方向に回転すると、まず、板状本体部３４ａの供給連通穴３４ｃが第２ハウジング部材３３ｂの第１給排孔３２ａと対向する。すると、オイルポンプ１３から吐出されたオイルＯは、矢印（１）に示すように供給油路１６から圧力制御バルブ３８，給油孔３１を流れて、環状供給油路３３ｃに供給される。

次いで、環状供給油路３３ｃに供給されたオイルＯは、供給連通穴３４ｃを通過して第１給排孔３２ａに流れて、矢印（２）に示すように給排油路１７ａに流れ込む。そして、給排油路１７ａを流れるオイルＯは、矢印（３）に示すように連通穴２９ａを介して給排室２１ａに供給される。

これにより、給排室２１ａ内の圧力が所定圧にまで上昇し、ひいてはコイルスプリング２８ａを押し縮めて給排室２１ａの容積が増加し、バルブ２２ａが矢印（４）に示すように開弁する。そして、シリンダ室１１ｃと吸気ポート１１ｂとが連通するようになり、矢印（５）に示すようにシリンダ室１１ｃ内に混合気が流入する。

ここで、給排室２１ａに供給されるオイルＯの圧力（油圧）は、例えばレシプロエンジン１１の回転数等に応じて圧力制御バルブ３８により調圧されており、これによりバルブ２２ａのバルブリフト量は調整された状態となっている。また、バルブ２２ａの開弁動作時においては、図２に示すように板状本体部３４ａの排出連通穴３４ｄは、第２ハウジング部材３３ｂの第１給排孔３２ａとは対向せず、給排室２１ａ内のオイルＯが給排油路１７ａに排出されることは無い。

なお、このようなバルブ２２ａを開弁動作させる状態でのロータリバルブ３４のハウジング３３に対する相対回転位置は、本発明における「一の回転位置」を構成している。つまり、ロータリバルブ３４が「一の回転位置」にある場合には、供給油路１６，給排油路１７ａ間が開／給排油路１７ａ，排出油路１８間が閉となり、バルブ２２ａが開弁動作することになる。

＜閉弁動作＞
図２，５に示すように、ハウジング３３内でロータリバルブ３４が矢印Ｒ方向に引き続き回転すると、今度は、板状本体部３４ａの排出連通穴３４ｄが第２ハウジング部材３３ｂの第１給排孔３２ａと対向する。すると、排出連通穴３４ｄを介して第１給排孔３２ａと排出孔３５とが連通状態となり、ひいては給排油路１７ａと排出油路１８とが連通する。これにより、給排油路１７ａ内のオイルＯが破線矢印（６）に示すように流れて、排出連通穴３４ｄを介して排出油路１８に開放される。排出油路１８に流れ出たオイルＯは、破線矢印（７）に示すように流れてオイルパン１４に到達する。

給排油路１７ａの油圧が低下すると、給排室２１ａ内のオイルＯが、破線矢印（８）に示すように連通穴２９ａから給排油路１７ａに流れ出し、これにより給排室２１ａ内の油圧も低下する。その後、コイルスプリング２８ａの弾性力によってピストン２７ａが給排室２１ａを押し縮めるよう図中上側に移動し、ひいてはバルブ２２ａが破線矢印（９）に示すように閉弁する。

ここで、オイルポンプ１３からは、矢印（１）に示すように、オイルＯが供給油路１６に供給され続けるが、オイルＯは循環回路（図示せず）を介してオイルパン１４に戻されるようになっている。したがって、オイルポンプ１３に無理な負荷が掛かるようなことは無く、エンジン出力の低下や燃費の低下等の不具合の発生を抑制することができる。

なお、このようなバルブ２２ａを閉弁動作させる状態でのロータリバルブ３４のハウジング３３に対する相対回転位置は、本発明における「他の回転位置」を構成している。つまり、ロータリバルブ３４が「他の回転位置」にある場合には、供給油路１６，給排油路１７ａ間が閉／給排油路１７ａ，排出油路１８間が開となり、バルブ２２ａが閉弁動作することになる。

＜他の吸気バルブ機構の動作＞
図２に示すように、第１吸気バルブ機構２０ａは、ロータリバルブ３４の各連通穴３４ｃ，３４ｄが［０°〜９０°］の回転範囲で回転することで、上述したように開弁動作および閉弁動作する。つまり、各連通穴３４ｃ，３４ｄが［０°〜９０°］の回転範囲にある場合は、ロータリバルブ３４が給排油路１７ａに対応した「一の回転位置」および「他の回転位置」を通過し、第１吸気バルブ機構２０ａのみが作動する。この場合、第２，第３，第４吸気バルブ機構２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは非作動状態（閉弁状態）となっている。

また、各連通穴３４ｃ，３４ｄが［９０°〜１８０°］の回転範囲にある場合は、ロータリバルブ３４が給排油路１７ｃに対応した「一の回転位置」および「他の回転位置」を通過し、第３吸気バルブ機構２０ｃのみが作動する。その他の第１，第２，第４吸気バルブ機構２０ａ，２０ｂ，２０ｄは非作動状態（閉弁状態）となっている。

さらに、各連通穴３４ｃ，３４ｄが［１８０°〜２７０°］の回転範囲にある場合は、ロータリバルブ３４が給排油路１７ｂに対応した「一の回転位置」および「他の回転位置」を通過し、第２吸気バルブ機構２０ｂのみが作動する。その他の第１，第３，第４吸気バルブ機構２０ａ，２０ｃ，２０ｄは非作動状態（閉弁状態）となっている。

また、各連通穴３４ｃ，３４ｄが［２７０°〜３６０°（０°）］の回転範囲にある場合は、ロータリバルブ３４が給排油路１７ｄに対応した「一の回転位置」および「他の回転位置」を通過し、第４吸気バルブ機構２０ｄのみが作動する。その他の第１，第２，第３吸気バルブ機構２０ａ，２０ｂ，２０ｃは非作動状態（閉弁状態）となっている。

このように、ロータリバルブ３４が１回転する間で９０°回転する毎に、第１吸気バルブ機構２０ａ〜第４吸気バルブ機構２０ｄが、順次切り替わって開閉動作するようになっている。つまり、ロータリバルブ３４が１回転する間に、当該ロータリバルブ３４は、各給排油路１７ａ〜１７ｄに対応した「一の回転位置」および「他の回転位置」を通過するようになっている。

＜バルブタイミング調整の動作＞
各バルブ２２ａ〜２２ｄの開閉タイミング（バルブタイミング）を調整するには、ロータリバルブ３４の調整部３４ｅを形成する油室３４ｈにオイルＯを給排するようにする。具体的には、図１に示すように、給排弁３７を形成する一方の開閉バルブ１６ｂを開き、他方の開閉バルブ１８ｂを閉じることで、分岐供給油路１６ａのオイルＯを第２給排孔３６から油室３４ｈに供給する。すると、油室３４ｈの容積が大きくなって、図６（ａ）に示すように、板状本体部３４ａの矢印Ｒ方向への回転に対して、半円状部３４ｆが矢印（１０）の方向へ戻しバネＳを押し縮めつつ相対回転する。これにより、回転軸３４ｂの板状本体部３４ａに対する回転位置が一方にずれて、各バルブ２２ａ〜２２ｄの開閉タイミングを進めることができる。

一方、図１に示すように、給排弁３７を形成する一方の開閉バルブ１６ｂを閉じ、他方の開閉バルブ１８ｂを開くことで、油室３４ｈのオイルＯを第２給排孔３６から分岐排出油路１８ａに開放する。すると、油室３４ｈ内の圧力が低下して、図６（ｂ）に示すように、戻しバネＳの弾性力により、板状本体部３４ａの矢印Ｒ方向への回転と同じ方向、つまり矢印（１１）の方向に半円状部３４ｆが相対回転する。これにより、回転軸３４ｂの板状本体部３４ａに対する回転位置が他方にずれて、各バルブ２２ａ〜２２ｄの開閉タイミングを遅らせることができる。

以上詳述したように、本実施の形態に係るバルブリフト装置１０によれば、シリンダ室１１ｃに開口した吸気ポート１１ｂを開閉するバルブ２２ａを、その後端部に設けた給排室２１ａへのオイルＯの給排により駆動制御するようにし、給排室２１ａへのオイルＯの給排を、レシプロエンジン１１の駆動により回転するロータリバルブ３４を有する通路開閉機構３０により行うようにした。したがって、バルブ２２ａの駆動制御を、レシプロエンジン１１の駆動と同期するロータリバルブ３４を介して油圧駆動系統で行うことができ、バルブリフト装置１０の構造および制御ロジックを簡素化することができる。また、オイルＯを吐出するポンプとして、エンジンオイルを循環させるためのオイルポンプ１３を利用するので、バルブ２２ａを駆動制御するための専用のポンプを別途設ける必要が無く、レシプロエンジン１１が大型化するのを抑制できる。

また、本実施の形態に係るバルブリフト装置１０によれば、オイルポンプ１３と通路開閉機構３０との間の供給油路１６に、オイルポンプ１３から通路開閉機構３０に向かうオイルＯの圧力を制御する圧力制御バルブ３８を設けたので、レシプロエンジン１１の回転数等に応じて圧力制御バルブ３８を制御することで、給排室２１ａ内の圧力、つまりバルブ２２ａに掛かる油圧を制御できる。これにより、バルブリフト量を調整することができる。この場合、圧力制御バルブ３８の制御ロジックのみを構築すれば良いので、従前に比して制御ロジックが複雑化するようなことは無い。

さらに、本実施の形態に係るバルブリフト装置１０によれば、給排室２１ａと通路開閉機構３０との間の給排油路１７ａ〜１７ｄを、シリンダ室１１ｃの数に対応させて設け、ロータリバルブ３４は、当該ロータリバルブ３４が１回転する間に、各給排油路１７ａ〜１７ｄのそれぞれに対応した一の回転位置（給排室２１ａ〜２１ｄへオイルＯを供給する位置）および他の回転位置（給排室２１ａ〜２１ｄからオイルＯを排出する位置）を通過する。したがって、一のロータリバルブ３４で複数のバルブ２２ａ〜２２ｄを駆動制御することができ、４気筒等の多気筒エンジンに対応することができる。

また、本実施の形態に係るバルブリフト装置１０によれば、ロータリバルブ３４を、板状本体部３４ａとその回転中心Ｐに設けられる回転軸３４ｂとから形成し、板状本体部３４ａと回転軸３４ｂとの間に、板状本体部３４ａと回転軸３４ｂとの相対回転位置を調整する調整部３４ｅを設けたので、バルブ２２ａの開閉タイミングを調整することができる。また、調整部３４ｅは、エンジンオイルを循環させるためのオイルポンプ１３からのオイルＯにより制御できるので、調整部３４ｅのための専用のポンプを別途設ける必要が無い。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記実施の形態においては、板状本体部３４ａの各連通穴３４ｃ，３４ｄを円形形状に形成し、第２ハウジング部材３３ｂの各第１給排孔３２ａ〜３２ｄを扇形形状に形成（図２参照）したが、本発明はこれに限らず、例えば、各バルブ２２ａ〜２２ｄの開閉の応答性に応じて、三角形や四角形等任意の形状に形成しても良い。また、各連通穴３４ｃ，３４ｄおよび各第１給排孔３２ａ〜３２ｄを設ける位置や大きさは、レシプロエンジン１１に必要とされる特性（トルク特性等）に応じて任意に設定すれば良い。

さらに、上記実施の形態においては、ロータリバルブ３４とクランク軸１２との間の減速機構４０を、大径ギヤ４０ａとそれに噛み合う小径ギヤ４０ｂとから形成したものを示したが、本発明はこれに限らず、大径ギヤ４０ａと小径ギヤ４０ｂとの噛み合いに換えて、両者間にタイミングベルト（タイミングチェーン）を設けて動力伝達できるようにしても良い。また、他の形式の減速機構、例えば遊星歯車機構等を用いることもできる。

さらに、上記実施の形態においては、エンジンとして、４気筒のレシプロエンジン１１であるものを示したが、本発明はこれに限らず、例えば６気筒のレシプロエンジンにも適用することができる。この場合、減速機構４０による減速比を調整し、ロータリバルブ３４が１回転する間で６０°回転する毎に、第１吸気バルブ機構〜第６吸気バルブ機構が、順次切り替わって開閉動作するようにすれば良い。

１０ バルブリフト装置
１１ レシプロエンジン（エンジン）
１１ｂ 吸気ポート（ポート）
１１ｃ シリンダ室
１３ オイルポンプ
１３ａ 吐出口
１４ オイルパン（タンク）
１６ 供給油路（第１油液通路）
１７ａ〜１７ｄ 給排油路（第２油液通路）
１８ 排出油路（第３油液通路）
２１ａ〜２１ｄ 給排室
２２ａ〜２２ｄ バルブ
３０ 通路開閉機構
３４ ロータリバルブ
３４ａ 板状本体部
３４ｂ 回転軸
３４ｅ 調整部
３８ 圧力制御バルブ
Ｏ オイル（油液）

Claims (4)

1. シリンダ室に開口したポートを開閉するバルブを、油圧により駆動制御するバルブリフト装置であって、
   タンクに貯留された油液を吐出するポンプと、
   前記ポンプの吐出口に一端側が接続された第１油液通路と、
   前記バルブの後端部に設けられ、前記バルブを駆動制御するための前記油液が給排される給排室と、
   前記給排室に一端側が接続された第２油液通路と、
   前記第１油液通路の他端側と前記第２油液通路の他端側との間に設けられ、前記第１，第２油液通路間を開閉する通路開閉機構と、
   一端側が前記タンクに接続され、他端側が前記通路開閉機構に接続された第３油液通路とを備え、
   前記通路開閉機構は、エンジンの駆動により回転するロータリバルブを有し、前記ロータリバルブは、一の回転位置で前記第１，第２油液通路間を開／前記第２，第３油液通路間を閉とし、他の回転位置で前記第１，第２油液通路間を閉／前記第２，第３油液通路間を開とすることを特徴とするバルブリフト装置。
2. 請求項１記載のバルブリフト装置において、前記第１油液通路に、前記ポンプから前記通路開閉機構に向かう油液の圧力を制御する圧力制御バルブを設けることを特徴とするバルブリフト装置。
3. 請求項１または２記載のバルブリフト装置において、前記第２油液通路を前記シリンダ室の数に対応させて設け、前記ロータリバルブは、当該ロータリバルブが１回転する間に、前記各第２油液通路のそれぞれに対応した前記一の回転位置および前記他の回転位置を通過することを特徴とするバルブリフト装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のバルブリフト装置において、前記ロータリバルブを、板状本体部とその回転中心に設けられる回転軸とから形成し、前記板状本体部と前記回転軸との間に、前記板状本体部と前記回転軸との相対回転位置を調整する調整部を設けることを特徴とするバルブリフト装置。

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