JP2017206970A - 内燃機関の動弁装置と内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】流量調整弁等を設置することなく、より簡便に油圧伝達路を開閉制御できる。【解決手段】動弁装置１は、駆動するカム２によって駆動油圧ピストン１０を駆動シリンダ９内に摺動可能に設置した。吸気弁４を開閉作動する受動油圧ピストン２０を受動シリンダ１８内に摺動可能に設置した。駆動シリンダ９及び受動シリンダ１８を油圧流路６で接続して内部に充填した作動油の油圧を受動油圧ピストン２０に伝達する。油圧流路６には受動シリンダ１８の下流側に分岐して延びるドレン排出路２５を設けた。受動シリンダ１８の下流側のドレン室２８の壁面に設けたドレン排出路２５の排出口２５ａにオリフィス２６を設置した。オリフィス２６から排出される作動油のドレンを、受動シリンダ１８の下流側のドレン室２８の壁面から排出する。受動油圧ピストン２０の往復摺動によってドレン室２８におけるオリフィス２６の開放と閉塞を切り替える。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関におけるバルブの開閉を油圧で制御する油圧駆動式の動弁装置とこの動弁装置を備えた内燃機関に関する。

従来、船舶などで使用される比較的遅い回転速度で運転する内燃機関の吸排気弁を開閉する動弁装置として、油圧式の動弁装置が用いられている。油圧式の動弁装置は、機械式の動弁装置と比較して運転時の騒音が低く、動作による油の飛散が少なく船内環境をクリーンに維持することができる利点がある。このような油圧駆動式の動弁装置の一例として特許文献１〜３に記載されたものが知られている。
特許文献１に記載された内燃機関の動弁装置は、駆動油圧ピストン装置の油圧室と受動油圧ピストン装置の油圧室とを第一流体通路、油連通管、第二流体通路で連通する機構を備えている。第二流体通路内の潤滑油をＶＶＴ制御弁で選択的に外部に放出して、バルブの動作を変更するようにしている。

また、特許文献２に記載された排気弁駆動装置では、第一シリンダと第二シリンダを接続する油圧経路を有していて、第二シリンダ内を摺動するプランジャ内に連通孔を形成している。連通孔に接続された第二シリンダ側面の溝部に作動油を排出する作動油排出経路が接続され、作動油排出経路に排出量調整弁が設けられている。
また、特許文献３ではカム側シリンダと弁側シリンダとの間に作動油の圧力変動を抑制するアキュムレータを設けている。

また、図７に示す従来の油圧駆動動弁装置１００では、カム１０１で押動される駆動油圧ピストン１０２を摺動可能に収納した駆動シリンダ１０３と吸排気弁１０４を開閉させる受動油圧ピストン１０５を収納した受動シリンダ１０６とが油圧回路１０７によって接続されている。そして、油圧回路１０７の上流側には新たな作動油を機関本体から供給する逆止弁１０８が設置され、受動シリンダ１０６の下流側にはより簡便に油圧回路１０７を開閉する制御弁としてスロットル弁１０９等の流量調整弁、或いは電磁弁やパイロット逆止弁等が設置されている。

動弁装置１００内の閉じた系で吸排気弁１０４を常時作動させ続けると、吸排気弁１０４からの熱伝達や作動油の流動による摩擦に伴う温度上昇により作動油の早期劣化が懸念される。これを防止する為に、吸排気弁１０４が非リフト時にはスロットル弁１０９によって油圧回路１０７を開弁して油圧回路１０７内の加熱された作動油を排出して機関本体へ戻して潤滑油クーラで冷却すると共に、逆止弁１０８によって機関本体から冷却した作動油を油圧回路１０７に供給することで循環させている。
上述したスロットル弁１０９は、例えば図８（ａ）、（ｂ）に示すように、テーパ状の弁受け１１１に対して弁体１１２を進退可能に設置している。弁体１１２は油圧回路１０７内の油圧と弁ばね１１３の付勢力とで開閉され、弁受け１１１と弁体１１２の接触で作動油をシールしている。そして、開弁時にはスロットル弁１０９に設けたオリフィス１１２ａを通して作動油が排出される。

特開２０１４−２９１３８号公報 特開２０１５−１３２１９２号公報 実開昭５９−５８７０６号公報

ところで、上述した従来の油圧駆動動弁装置１００では、スロットル弁１０９の長期間の使用によって弁受け１１１やスロットル弁１０９が摩耗したり、異物を噛み込む等によって弁受け１１１やスロットル弁１０９が損傷したりすることがあった。また、電磁弁等では電気的な故障によって油圧回路の開閉機構が機能不全に陥ることがあった。

本発明は、このような実情に鑑みて、制御弁等を設置することなく、より簡便に油圧回路を開閉制御できるようにした内燃機関の動弁装置と内燃機関を提供することを目的とする。

本発明による内燃機関の動弁装置は、カムによって加圧される油の油圧でバルブを開閉する内燃機関の動弁装置において、駆動するカムによって往復動する駆動ピストンと、駆動ピストンを往復動させて作動油の容積を変化させる駆動シリンダと、往復動することでバルブを開閉する受動ピストンと、受動ピストンを往復動させて作動油の容積を変化させる受動シリンダと、駆動シリンダ及び受動シリンダを接続していて内部に充填された作動油の油圧を受動ピストンに伝達する油圧伝達路と、該油圧伝達路における前記受動ピストン寄りの位置に接続され作動油を排出する作動油排出部とを備え、受動ピストンの往復動によって作動油排出部の開閉を行うようにしたことを特徴とする。
本発明によれば、カムのリフトによって駆動ピストンを往動させて駆動シリンダを圧縮することで油圧伝達路内の作動油を受動シリンダ側に流動させて油圧を上昇させ、熱で昇温した作動油を作動油排出部から排出させると共に受動ピストンを作動させることで吸排気弁等のバルブを開弁させ、更に受動ピストンの作動によって作動油排出部を閉塞させる。そして、カムのリフトが終了すると駆動ピストンが駆動シリンダ内で復動して油圧伝達路の油圧を低圧にして受動ピストンの復動によって作動油排出部を開放させると共にバルブを閉弁させる。そのため、スロットル弁や電磁弁等の制御弁を用いることなく油圧伝達路の圧力制御とカムによるバルブの開閉操作を行うことができる。作動油排出部は油圧伝達路における受動ピストン寄りの位置に分岐接続されており、熱の影響を受けやすい受動ピストン付近の油が排出される。ここで「油圧伝達路における受動ピストン寄りの位置」とは、油圧伝達路において、相対的に駆動ピストンよりも受動ピストンに近い位置を意味し、好ましくは、油圧伝達路中の受動シリンダの近傍である。

また、受動ピストンがバルブを開く際に作動油排出部を閉塞することが好ましい。
受動ピストンがバルブを開かせる際に作動油排出部を閉塞することで油圧伝達路からの作動油の排出を停止させることができて油圧を維持しバルブを開弁状態に保持できる。

また、油圧伝達路における駆動ピストン寄りの位置に接続され油圧に応じて作動油を供給する作動油供給部を更に備えていてもよい。
油圧伝達路の油圧が上昇した場合には作動油供給部を閉塞し、油圧が低下した場合には作動油供給部を開放して作動油を油圧伝達路に供給できる。ここで、「油圧伝達路における駆動ピストン寄りの位置」とは、油圧伝達路において、相対的に受動ピストンよりも駆動ピストンに近い位置を意味し、好ましくは、油圧伝達路中の駆動シリンダの近傍である。

また、受動ピストンには作動油排出部に連通可能な排出通路が形成されており、該排出通路を介して作動油を外部に排出するようにしてもよい。
油圧伝達路の作動油排出部から作動油を排出させる際に受動ピストンに設けた排出通路を介して作動油を外部に排出する。

また、油圧伝達路、作動油排出部、または作動油供給部には余剰の作動油を貯留するアキュムレータが接続されていてもよい。
油圧伝達路の油圧が高い場合にはアキュムレータによって余剰の作動油を貯留し、バルブリフト終了時において、油圧伝達路の油圧が低下した場合にアキュムレータ内の作動油を速やかに油圧伝達路、作動油排出部、または作動油供給部に供給して作動油の負圧化を防止する。

また、作動油排出部に作動油の圧力損失を生じる圧力損失部を設けることが好ましい。
駆動シリンダの往動によって油圧伝達路の作動油が下流側に送られると作動油排出部の圧力損失部で作動油が高速で排出されると共に圧力損失が上昇し、油圧伝達路内の油圧が上昇する。

また、排出通路に圧力損失部を設けることが好ましい。
受動ピストンの排出通路を圧力損失部とすることで、作動油が作動油排出部から排出通路を通過する際に圧力損失が上がり油圧伝達路の油圧を上昇させることができる。

また、圧力損失部は作動油の流量を制限するオリフィスまたは絞り部であることが好ましい。
作動油排出部にオリフィスを形成することで作動油の排出流量を制限できる。また、油圧伝達路の作動油排出部の内径に対して受動ピストンの排出通路の等価直径を比較的小径にすることで排出通路において高い圧力損失を生じる。そのため、油圧伝達路の油圧を上昇させることができる。

本発明による内燃機関の動弁装置は、カムによって加圧される油の油圧でバルブを開閉する内燃機関の動弁装置において、駆動するカムによって往復動する駆動ピストンと、駆動ピストンを往復動させて作動油の容積を変化させる駆動シリンダと、往復動することでバルブを開閉する受動ピストンと、受動ピストンを往復動させて作動油の容積を変化させる受動シリンダと、駆動シリンダ及び受動シリンダを接続していて内部に充填した作動油の油圧を受動ピストンに伝達する油圧伝達路と、受動ピストンに設けられていて受動シリンダ内の作動油を外部に排出する排出通路と、を備え、受動ピストンの往復動によって排出通路の開閉を行うようにしたことを特徴とする。
本発明によれば、カムのリフトによって駆動ピストンを往動させて油圧伝達路内の作動油を受動シリンダ側に流動させて油圧を上昇させ、熱伝達等で昇温した作動油をドレンとして受動シリンダの排出通路から排出させると共に受動ピストンを作動させることで吸排気弁等のバルブを開弁させ、受動ピストンの作動によって排出通路を受動シリンダの下流側で閉塞させる。そして、カムのリフトが終了すると駆動ピストンが駆動シリンダ内で復動して油圧伝達路の油圧を低圧にして受動ピストンの復動によって排出通路を開放させると共にバルブを閉弁させる。そのため、スロットル弁や電磁弁等の制御弁を用いることなく油圧伝達路の開閉とカムによるバルブの開閉操作を行うことができる。

本発明は上述したいずれかに記載された動弁装置を備えた内燃機関である。
動弁装置によって燃焼室の吸排気弁であるバルブを開閉することで燃焼室内のガス交換を行える。

本発明に係る内燃機関の動弁装置及び内燃機関によれば、駆動ピストンを往動させて駆動シリンダを圧縮することで油圧伝達路内の作動油の油圧を上昇させ、熱伝達等で昇温した作動油をドレンとして作動油排出部から排出させ、更に受動ピストンの作動によって作動油排出部を閉塞させ、吸排気弁等のバルブを開弁させることができる。また、駆動ピストンが復動して油圧伝達路の油圧を低圧にして受動ピストンの復動によって作動油排出部を開放させると共にバルブを閉弁させることができる。
そのため、スロットル弁や電磁弁等の制御弁を用いることなく油圧伝達路の開閉とカムによるバルブの開閉操作を行うことができる。

本発明に係る内燃機関の動弁装置及び内燃機関によれば、駆動ピストンを往動させて油圧伝達路内の作動油の油圧を上昇させ、熱伝達等で昇温した作動油をドレンとして受動ピストンの排出通路から排出させ、更に受動ピストンの作動によって排出通路を閉塞させ、吸排気弁等のバルブを開弁させることができる。また、駆動ピストンが復動して油圧伝達路の油圧を低圧にし、受動ピストンの復動によって排出通路を開放させると共にバルブを閉弁させることができる。そのため、スロットル弁や電磁弁等の制御弁を用いることなく油圧伝達路の開閉とカムによるバルブの開閉操作を行うことができる。

本発明の第一実施形態による内燃機関の動弁装置の要部構成を示す図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は図１に示す動弁装置の作動行程を示す図である。 本発明の第二実施形態による内燃機関の動弁装置の要部構成を示す図である。 本発明の第三実施形態による内燃機関の動弁装置の要部構成を示す図である。 本発明の第四実施形態による内燃機関の動弁装置の要部構成を示す図である。 図５に示す動弁装置の受動油圧ピストンを示す斜視図である。 従来の油圧駆動による動弁装置の要部構成を示す図である。 図７に示す動弁装置のスロットル弁を示すものであり、（ａ）は開弁状態、（ｂ）は閉弁状態を示す図である。

以下、本発明の各実施形態による内燃機関の動弁装置を図１〜図５を参照して説明する。
図１及び図２は本発明の第一実施形態による内燃機関の動弁装置を示すものである。図１に示す動弁装置１は例えば船舶用ディーゼルエンジンの油圧駆動動弁装置である。この動弁装置１は吸気カム２または排気カム(以下、単にカム２という）の回転を伝達する駆動油圧ピストン手段３と吸気弁（または排気弁）４を開閉作動する受動油圧ピストン手段５とが、作動油が充填された油圧流路６によって連結されている。

駆動油圧ピストン手段３はローラガイドケース８内に駆動シリンダ９が形成され、駆動シリンダ９内には駆動油圧ピストン１０が摺動して往復動するように嵌合されている。駆動油圧ピストン１０のロッド１１の下端部にはローラガイド１２が固定され、このローラガイド１２にはカム２が当接していてリフト時即ちカム部が当接した時に駆動油圧ピストン１０を押し上げ可能とされている。駆動シリンダ９は駆動油圧ピストン１０の昇降によって作動油が充填された内部空間９ａの容積を増減できる。
駆動シリンダ９は油圧流路６に接続されており、油圧流路６中の駆動シリンダ９との接続部近傍には作動油供給管１４が接続されている。この作動油供給管１４には逆止弁１５が設置され、作動油供給管１４と逆止弁１５により作動油供給部が構成される。油圧流路６の油圧が低下した場合には逆止弁１５を開弁して図示しない機関本体から冷却された作動油を供給することになる。

また、受動油圧ピストン手段５は動弁ケース１７内に作動油が充填された受動シリンダ１８が形成され、受動シリンダ１８内には受動油圧ピストン２０が摺動して往復動するように嵌合されている。受動油圧ピストン２０のロッド２１の下端部には吸気弁（または排気弁）４が連結されている。カム２のリフト時には駆動油圧ピストン１０が上昇し、受動油圧ピストン２０が降下して吸気弁４を開弁する。カム２のリフト終了時には駆動油圧ピストン１０が下降し、受動油圧ピストン２０が上昇して吸気弁４を閉弁する。吸気弁４には受動油圧ピストン２０を上方の閉弁方向に付勢する弁ばね２３が圧縮状態で装着されている。受動シリンダ１８は受動油圧ピストン２０の昇降によって作動油が充填された内部空間１８ａの容積を増減できる。

また、油圧流路６は作動油供給管１４の下流側で受動シリンダ１８に接続されていると共に、受動シリンダ１８と分岐されたドレン排出路２５が形成されている。ドレン排出路２５は動弁ケース１７内の受動シリンダ１８の側部の肉厚部に延びていて作動油を排出するための排出口２５ａが受動シリンダ１８の下方をなすドレン室２８の壁面に開口している。この排出口２５ａには流路内径を絞るオリフィス２６が装着されている。
カム２が非リフト時にオリフィス２６から余分な作動油がドレンとして排出される。このドレンはドレン室２８から図示しないドレン配管を介して回収され、冷却されて機関本体に戻る。また、ドレン排出路２５の途中にはアキュムレータ２７が接続されている。アキュムレータ２７はその空間内でドレン排出路２５に連通して作動油を蓄積する油室２９を仕切るピストン３０とばね３１とを少なくとも有しており、油圧流路６内の高圧で余剰の作動油を油室２９内に封じ込めて蓄積し低圧になった際に放出するものである。
なお、油圧流路６は、駆動シリンダ９と受動シリンダ１８との間を物理的に接続する流路であるが、より具体的には、ローラガイドケース８それ自体に設けられた流路、ローラガイドケース８と動弁ケース１７をつなぐ配管、および動弁ケース１７それ自体に設けられた流路からなる。

本実施形態による動弁装置１は上述した構成を備えており、次に図２に基づいてその作用を説明する。
図２（ａ）において、受動油圧ピストン２０はドレン排出路２５に設けたオリフィス２６の上側に静止し、吸気弁４は閉弁している。このとき、受動油圧ピストン２０はオリフィス２６の上側に位置している。カム２が回転してリフトを開始すると、駆動油圧ピストン１０が押動されて上昇（リフト）を始める。そして、オリフィス２６内から高温となった余分な作動油がドレンとして排出される。

駆動油圧ピストン１０が上昇することによって油圧流路６とドレン排出路２５ではカム２側からオリフィス２６側に作動油が流れる。作動油はオリフィス２６を通過してドレン室２８に排出される際に流速が上昇し、オリフィス２６から作動油をドレンとして放出する際の圧力損失が上昇する。そのため、油圧流路６及びドレン排出路２５内の圧力が上昇する。油圧流路６内の作動油圧力の上昇によって逆止弁１５が閉弁し、油圧流路６内への作動油の流入が停止する。
また、アキュムレータ２７は、前段階のカム２が非リフト状態（駆動油圧ピストン１０を押さない状態）から作動油の圧力が上昇することにより、作動油をばね３１の付勢力に抗して油室２９内に貯留したチャージ状態になっている。

次に、図２（ｂ）に示すように、吸気用のカム２が駆動油圧ピストン１０をリフトすることによって油圧流路６内の作動油圧力が更に上昇する。そして、受動油圧ピストン手段５における作動油圧力による受動油圧ピストン２０を押す力（開弁力）が弁ばね２３の付勢力（荷重）と吸気弁４を押す力を超えると、受動油圧ピストン２０及び吸気弁４がリフト(下降)を開始し、燃焼室２２において吸気弁４が開弁し始める。

そして、図２（ｃ）において、受動油圧ピストン２０及び吸気弁４のリフト量増加により受動油圧ピストン２０の下部がオリフィス２６の位置よりも下方に移動すると、オリフィス２６が受動油圧ピストン２０によって閉塞される。すると、ドレン排出路２５からの作動油の流出が停止し、油圧流路６内の油圧が低下することなく開弁リフトが継続するため吸気弁４は開弁状態に保持される。一方、カム２による駆動油圧ピストン１０のリフトが終了すると作動油の流れが止まり、作動油の圧力は油圧流路６内で均一になる。

その後、図２（ｄ）に示すように、リフトが終了すると、駆動油圧ピストン１０が降下して油圧が低下する。また、受動油圧ピストン２０は弁ばね２３の付勢力によって押し戻されて、吸気弁４は閉弁する。リフト終了後は駆動油圧ピストン１０が降下して油圧流路６内の油圧が下がっているため逆止弁１５が開弁して作動油を供給し、油圧を元の状態に上昇させて初期状態に戻る。
なお、油圧流路６内やドレン排出路２５内の作動油は吸排気弁からの熱伝達や自身の流動による摩擦に伴う温度上昇で早期に劣化し易い。しかし、オリフィス２６から排出された高温のドレンはドレン室２８から図示しないドレン配管を介して機関本体に戻り、図示しない潤滑油クーラで冷却される。その後、作動油は図示しないオイルポンプにより送出され、逆止弁１５から油圧流路６に供給されることで循環され、早期劣化を抑制される。

また、本実施形態による動弁装置１はドレン排出路２５内にアキュムレータ２７が設置されているため、カム２のリフト開始から吸気弁４のリフト終了までの間、油圧流路６とドレン排出路２５内の油圧が上昇するため、一部の作動油はアキュムレータ２７の油室２９内に蓄積(チャージ)された状態となる。
そして、リフト終了後に、駆動シリンダ９内での駆動油圧ピストン１０の降下によって油圧流路６及びドレン排出路２５内の油圧が低下した際に、逆止弁１５が開弁してから油圧流路６内の作動油圧の回復が遅れると油圧流路６内の油圧が負圧になり、キャビテーションが生じる。これを防ぐために、油圧流路６及びドレン排出路２５内の油圧が低下した際にアキュムレータ２７でチャージしていた比較的高圧の作動油が油圧流路６及びドレン排出路２５内に速やかに放出される。
これによって、吸気弁４のリフトが終了する時点における油圧流路６及びドレン排出路２５内の油圧の負圧化を抑制できる。

なお、アキュムレータが設置されていない場合、過負荷運転等でカム２の非リフト時において吸気弁（または排気弁）４を閉弁方向に付勢する筒内残圧と開弁方向に付勢する吸（排）気圧のバランスが崩れて意図しないタイミングで吸（排）気弁４がリフトを行うことがある。この場合には、受動油圧ピストン２０の下降により膨張したドレン排出路２５及び油圧流路６の容積を補填するために、逆止弁１５から作動油が流入する。これにより吸（排）気弁４がリフトしていない場合のドレン排出路２５及び油圧流路６の容積に対して作動油の体積の方が多くなるため、吸（排）気弁４がリフトした後に再度閉弁するのが困難になる。
これに対してアキュムレータ２７を備えた場合は、意図しないタイミングで吸（排）気弁４がリフトした場合でも、アキュムレータ２７がチャージしている作動油を、ドレン排出路２５及び油圧流路６内へ放出することで、逆止弁１５からの作動油の流入を抑えることができる。また、吸（排）気弁４が着座する際に作動油の体積に余剰がある場合も、余剰の作動油がアキュムレータ２７へ再流入することで、吸（排）気弁の着座不良を回避できる。

上述のように本実施形態による動弁装置１によれば、油圧流路６の開閉が受動シリンダ１８下方のドレン室２８の壁面に取り付けられたドレン排出路２５のオリフィス２６と昇降する受動油圧ピストン２０との相互位置によって行われ、従来のスロットル弁の弁受けと弁体のようにメタルタッチを伴わないため、シート面の消耗が生じない。これにより、油圧流路６及びドレン排出路２５の開閉機能の安定した動作と長寿命化を図ることができる。

また、１つのドレン室２８によって、ドレン排出路２５のオリフィス２６から排出されるドレンと受動シリンダ１８及び受動油圧ピストン２０の嵌合隙間から漏れ出るドレンとの双方を回収できるため、動弁装置１の製造コストを低廉にできると共により簡便に配管を設計することができる。
また、受動シリンダ１８に続くドレン室２８にオリフィス２６からドレンを放出するため、受動油圧ピストン２０によるオリフィス２６の閉塞時には受動油圧ピストン２０と受動シリンダ１８の嵌合部に直接作動油が注油される。これにより良好な受動油圧ピストン２０の潤滑性を得られ、受動油圧ピストン２０のカジリや焼損を防いで、信頼性が向上する。

なお、本発明は上述の第一実施形態による動弁装置１に限定されることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜の変更や置換等が可能であり、これらはいずれも本発明に含まれる。次に本発明の他の実施形態や変形例について説明するが、上述した実施形態と同一または同様な部分、部材には同一の符号を用いて説明する。

図３は本発明の第二実施形態による動弁装置１Ａを示すものである。
図３に示す動弁装置１Ａは、動弁ケース１７内へ排出するドレンを低減する構造を有している。本第二実施形態では、第一実施形態による動弁装置１との相違点として、オリフィス２６を非リフト位置(静止位置)の受動油圧ピストン２０の側面に対向して受動シリンダ１８の内壁面に設定した。そして、同一高さの受動油圧ピストン２０の外周面全周にドレン排出用の油溝部３５を排出通路として形成した。また、動弁ケース１７には受動シリンダ１８の内壁面に設けたオリフィス２６に対向する他方の内壁面の同一高さ位置に別のドレン排出穴３６を設け、排出口を径方向外側に開口させた。

そのため、本第二実施形態による動弁装置１Ａでは、非リフト位置(静止位置)の受動油圧ピストン２０において、カム２のリフト時に油圧流路６とドレン排出路２５を介してオリフィス２６から排出されたドレンは受動油圧ピストン２０の油溝部３５を通ってドレン排出穴３６から外部に排出される。これにより動弁ケース１７内に落ちるドレン量を低減でき、オリフィス２６の口径が大きくドレン量が多い場合でも吸排気弁のバルブステムへの注油量が過大になることを防止できる。
そして、カム２のリフトによって駆動油圧ピストン１０が上昇して油圧流路６内の油圧が上昇して受動油圧ピストン２０が吸気弁４と共にリフト(降下)することで、油溝部３５がオリフィス２６からずれて受動油圧ピストン２０の側面で閉塞される。そのため、ドレン排出路２５からの作動油の流出が停止し、吸気弁４は開弁状態に保持される。そして、カム２による駆動油圧ピストン１０のリフトが終了し、作動油の圧力は油圧流路６内で均一に保持される。

図４は本発明の第三実施形態による動弁装置１Ｂを示すものである。
図４に示す動弁装置１Ｂは、動弁ケース１７内へ排出するドレンを低減する構造を有している。本第三実施形態では、ドレン排出路２５の排出口２５ａにオリフィス２６を設けず、第二実施形態において受動油圧ピストン２０の外周面に形成した油溝部３５の断面積をドレン排出路２５の排出口２５ａの断面積より小さく設定した。本実施形態の油溝部を符号３８で示す。これによってオリフィス２６と同等の圧力損失を発揮できる。更にドレン排出穴３９は動弁ケース１７の肉厚部を通って下方に形成して外部に排出するようにした。或いは、上述したドレン排出穴３６と同一構成を採用してもよい。
しかも、ドレン排出路２５の排出口２５ａは非リフト時（静止状態）の受動油圧ピストン２０の位置に形成した油溝部３８と同一高さで連通し、ドレン排出穴３９の入口３９ａも排出口２５ａと同一高さに設置した。

従って、カム２のリフト時に油圧流路６を流れる作動油はドレン排出路２５の排出口２５ａから受動油圧ピストン２０の比較的小径の油溝部３８に流れる際にドレンの流速が上がり、圧力損失が上昇するため、油圧流路６内の作動油の油圧が上昇する。油溝部３８からドレン排出穴３９を通る作動油はドレンとして外部に排出される。また、油圧流路６の油圧が上昇すると受動油圧ピストン２０がリフトされる。
なお、上述した実施形態のオリフィス２６を用いた構造では、圧力損失の調整はオリフィス径の調整により行うが、本第三実施形態ではドレン排出路２５の排出口２５ａの断面積に対して受動シリンダ１８の内壁面からなる流路断面の濡れ縁長さと断面積から求まる等価直径を目的関数として油溝部３８の断面形状を設計することで圧力損失が調整可能となる。この場合、油溝部３８はドレン排出路２５の絞り部を形成する。

次に図５は本発明の第四実施形態による動弁装置１Ｃを示すものである。
図５に示す動弁装置１Ｃも動弁ケース１７内へ排出するドレンを低減する構造である。本第四実施形態では、動弁ケース１７に設けた受動シリンダ１８内を摺動可能な受動油圧ピストン２０において、受動シリンダ１８の作動油が充填された内部空間１８ａと受動油圧ピストン２０の側面とに開口するドレン連通路４２を断面略逆Ｔ字状に形成した。そして、非リフト状態（静止状態）の受動油圧ピストン２０の側面に開口するドレン連通路４２の水平部分に対向する受動シリンダ１８の壁面に入口を有するドレン排出穴３６を設けた。

図６は、本実施形態における受動油圧ピストン２０の構造を示すものである。ドレン連通路４２は、受動油圧ピストン２０の上端面に開口する垂直部分４２ａ、垂直部分４２ａに連通し側面に開口する水平部分４２ｂ、水平部分４２ｂと連通する位置において受動油圧ピストン２０の外周面を全周に亘って凹溝状に切除した断面略半円形状の溝部分４２ｃにより構成されている。そのため、受動油圧ピストン２０が受動シリンダ１８内で受動シリンダ１８の中心軸回りに回転してもドレンを排出可能な形状とされている。

従って、本実施形態による動弁装置１Ｃでは、油圧流路６を流れる作動油は受動シリンダ１８から受動油圧ピストン２０のドレン連通路４２に流れ込む際に流速が上昇して圧力損失を上昇させるため、油圧流路６内の圧力が上昇する。ドレン連通路４２からドレン排出穴３６を通る作動油はドレンとして外部に排出される。受動油圧ピストン２０のドレン連通路４２を流れる作動油は駆動油圧ピストン１０のリフトにより流速が上昇し、圧力損失の増大により油圧が上昇して受動油圧ピストン２０がリフトされる。

なお、本第四実施形態において、油圧流路６の受動シリンダ１８の下流側にドレン排出路２５を設けているが、ドレン排出路２５は設置しなくてもよい。この場合、油圧流路６にアキュムレータ２７を接続すればよい。或いは、上述した各実施形態による動弁装置１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃにおいて、アキュムレータ２７はドレン排出路２５に代えて油圧流路６の逆止弁１５の下流側近傍に接続してもよい。この場合には、リフト終了後に油圧が低下した油圧流路６内にアキュムレータ２７の作動油を放出することで油圧の負圧化を防止できる。また、アキュムレータ２７からの作動油の放出によって逆止弁１５の開弁作動を抑制でき、過剰な作動油が油圧流路６内に流入することを抑制できる。なお、アキュムレータ２７をドレン排出路２５と油圧流路６の両方、或は油圧流路６における駆動シリンダ９の近傍と受動シリンダ１８の近傍にそれぞれ設置してもよい。

なお、本発明においてアキュムレータ２７は必ずしも設置しなくてもよい。
本発明における油圧伝達路は、油圧流路６に代表されるがこれに限定されない。受動シリンダ１８の上部の受動油圧ピストン２０が上昇してもこれとオーバーラップしない部分、駆動シリンダ９の上部の駆動油圧ピストン１０が上昇してもこれとオーバーラップしない部分も、油圧伝達路として機能しており、油圧伝達路はこれらを含むものである。従って、これらの部分にそれぞれ、作動油排出部、作動油供給部が接続されても良い。
ドレン排出路２５及び排出口２５ａは作動油排出部に含まれる。
また、駆動油圧ピストン１０は駆動ピストンに含まれ、受動油圧ピストン２０は受動ピストンに含まれる。受動油圧ピストン２０の油溝部３５，３８、ドレン連通路４２は排出通路を構成し、オリフィス２６、油溝部３８、ドレン連通路４２は圧力損失部に含まれる。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 動弁装置
２ カム
４ 吸気弁
６ 油圧流路
９ 駆動シリンダ
１０ 駆動油圧ピストン
１５ 逆止弁
１８ 受動シリンダ
２０ 受動油圧ピストン
２５ ドレン排出路
２６ オリフィス
２７ アキュムレータ
３５，３８ 油溝部
３６、３９ ドレン排出穴
４２ ドレン連通路

Claims (10)

1. カムによって加圧される油の油圧でバルブを開閉する内燃機関の動弁装置において、
   駆動する前記カムによって往復動する駆動ピストンと、
   前記駆動ピストンを往復動させて作動油の容積を変化させる駆動シリンダと、
   往復動することで前記バルブを開閉する受動ピストンと、
   前記受動ピストンを往復動させて作動油の容積を変化させる受動シリンダと、
   前記駆動シリンダ及び受動シリンダを接続していて内部に充填された作動油の油圧を前記受動ピストンに伝達する油圧伝達路と、
   該油圧伝達路における前記受動ピストン寄りの位置に接続されていて作動油を排出する作動油排出部とを備え、
   前記受動ピストンの往復動によって前記作動油排出部の開閉を行うようにしたことを特徴とする内燃機関の動弁装置。
2. 前記受動ピストンが前記バルブを開く際に前記作動油排出部を閉塞するようにした請求項１に記載された内燃機関の動弁装置。
3. 前記油圧伝達路における前記駆動ピストン寄りの位置に接続され作動油を供給する作動油供給部をさらに備えている請求項１または２に記載された内燃機関の動弁装置。
4. 前記受動ピストンには前記作動油排出部に連通可能な排出通路が形成されており、該排出通路を介して作動油を外部に排出するようにした請求項１から３のいずれか1項に記載された内燃機関の動弁装置。
5. 前記油圧伝達路、作動油排出部、または作動油供給部には余剰の作動油を貯留するアキュムレータが接続されている請求項１から４のいずれか１項に記載された内燃機関の動弁装置。
6. 前記作動油排出部に作動油の圧力損失を生じる圧力損失部を設けた請求項１から５のいずれか１項に記載された内燃機関の動弁装置。
7. 前記排出通路に圧力損失部を設けた請求項４に記載された内燃機関の動弁装置。
8. 前記圧力損失部は作動油の流量を制限するオリフィスまたは絞り部である請求項６または７に記載された内燃機関の動弁装置。
9. カムによって加圧される油の油圧でバルブを開閉する内燃機関の動弁装置において、
   駆動する前記カムによって往復動する駆動ピストンと、
   前記駆動ピストンを往復動させて作動油の容積を変化させる駆動シリンダと、
   往復動することで前記バルブを開閉する受動ピストンと、
   前記受動ピストンを往復動させて作動油の容積を変化させる受動シリンダと、
   前記駆動シリンダ及び受動シリンダを接続していて内部に充填した作動油の油圧を前記受動ピストンに伝達する油圧伝達路と、
   前記受動ピストンに設けられていて前記受動シリンダ内の作動油を外部に排出する排出通路とを備え、
   前記受動ピストンの往復動によって前記排出通路の開閉を行うようにしたことを特徴とする内燃機関の動弁装置。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載された内燃機関の動弁装置を備えた内燃機関。

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