JPH01134018A - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

内燃機関の動弁装置

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JPH01134018A
JPH01134018A JP62292623A JP29262387A JPH01134018A JP H01134018 A JPH01134018 A JP H01134018A JP 62292623 A JP62292623 A JP 62292623A JP 29262387 A JP29262387 A JP 29262387A JP H01134018 A JPH01134018 A JP H01134018A
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chamber
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八木　亨
Yoshihiro Fujiyoshi
美広 藤吉
Takatoshi Aoki
青木　孝俊
Yasuhiro Urata
泰弘 浦田
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    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0031—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of tappet or pushrod length
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/14—Tappets; Push rods
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
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    • F01L9/10—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic
    • F01L9/11—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic in which the action of a cam is being transmitted to a valve by a liquid column
    • F01L9/12—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic in which the action of a cam is being transmitted to a valve by a liquid column with a liquid chamber between a piston actuated by a cam and a piston acting on a valve stem
    • F01L9/14—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic in which the action of a cam is being transmitted to a valve by a liquid column with a liquid chamber between a piston actuated by a cam and a piston acting on a valve stem the volume of the chamber being variable, e.g. for varying the lift or the timing of a valve

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ１発明の目的 （１）産業上の利用分野 本発明は、閉弁方向にばね付勢された吸気弁あるいは排
気弁には、一端をダンパ室に臨ませた弁側ピストンの他
端が連動、連結され、クランク軸により駆動されるカム
にはカム側ピストンの一端が連動、連結され、該カム側
ピストンの他端が臨む作動油室と、前記ダンパ室とは、
吸気弁あるいは排気弁の閉弁作動途中から全閉までの間
でのみ絞り作用を果たす絞り機構を介して連通される内
燃機関の動弁装置に関する。
（２）従来の技術 従来、かかる装置は、たとえば特公昭５２−３５８１３
号公報により公知である。
（３）発明が解決しようとする問題点 ところで、かかる装置は、吸気弁あるいは排気弁の閉弁
作動時にダンパ室から作動油室に戻る作動油の流量を絞
り機構によって制限することにより、吸気弁あるいは排
気弁の閉弁速度を緩やかにし、着座時の衝撃を緩和して
吸気弁あるいは排気弁等の損傷を防止するものであるが
、上記従来のものは、絞り機構による絞り度が一定であ
って作動油の粘性を考慮しておらず、作動油の温度に応
じた粘性変化により弁側ピストンの作動速度が変化して
しまう。また機関の運転状態によっては吸気弁あるいは
排気弁の閉弁特性を変化させたいことがあるが、上記従
来のものでは、そのような要求には応えられない。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、作
動油の粘性および機関の運転状態等に応じて吸気弁ある
いは排気弁の閉弁特性を制御し得るようにした内燃機関
の動弁装置を提供することを目的とする。
Ｂ１発明の構成 （１）問題点を解決するための手段 本発明によれば、絞り機構を迂回してダンパ室および作
動油室間を結ぶバイパス路が設けられ、このバイパス路
には、作動油の粘性および機関の運転状態等により要求
される閉弁特性に応じて流通面積を変化し得る可変絞り
機構が設けられる。
（２）作用 上記構成によれば、可変絞り機構の絞り度を変化させて
バイパス路の流通面積を調整することにより、ダンパ室
から作動油室への作動油の流量を調整し、弁側ピストン
の閉弁方向の移動速度を要求される閉弁特性に応して制
御することができる。
（３）実施例 以下、図面により本発明の実施例について説明すると、
先ず本発明の第１実施例を示す第１図において、シリン
ダヘッドＨには、その下方のシリンダブロック（図示せ
ず）との間に形成される燃焼室１の頂部に開口する吸気
弁口２が吸気ボート３に連通して穿設されており、該吸
気弁口２に固設されたリング状弁座部材４に着座可能な
吸気弁５が、吸気弁口２を開閉すべくシリンダヘッドＨ
により上下移動自在に案内される。しかも吸気弁５の上
端部に設けられた鍔部６と機関本体Ｅとの間には、弁ば
ね７が縮設されており、この弁ばね７のばね力により吸
気弁５は上方すなわち閉弁方向に向けてばね付勢されて
いる。
一方、シリンダヘッドＨの上方には、図示しないクラン
ク軸により回転駆動されるカムシャフト８が配設されて
おり、このカムシャフト８に設けられたカム９と、前記
吸気弁１の上端との間には、カム９のプロフィルに応じ
た油圧力により吸気弁１を開閉駆動するための油圧駆動
装置１０が配設される。
第２図において、油圧駆動装置１０は、吸気弁５の上方
でシリンダヘッドＨに固設される支持部Ｓに」−下に延
びて固定されるシリンダ体１１と、吸気弁５の上端に当
接してシリンダ体１１の下部に摺動可能に嵌合される弁
側ピストン１２と、カムシャフト８のカム９に摺接する
リフタ１３と、該リフタ１３に上端を当接させてシリン
ダ体重１の」二部に摺動可能に嵌合されるカム側ピスト
：／１４とを備える。
吸気弁５の上方で支持部Ｓには、上方から順に、大径孔
１５、小径孔１６および中径孔１７が吸気弁５と同軸に
上下に延びて穿設され、大径孔１５および小径孔１６間
ならびに小径孔１６および中径孔１７間には段部１Ｂ、
１９がそれぞれ形成される。シリンダ体１１は、前記小
径孔１６に挿通し得る程度の小径部１１ａと、前記中径
孔１７に嵌合（１，得る程度の大径部１．１　ｂとを上
方に臨む段部１１ｃを介して同軸に連設して基本的に円
筒状に形成される。該シリンダ体１１の大径部１１ｂは
、その段部１１ｃと、前記小径孔１６および中径孔１７
間の段部１９との間にシム２０を介在せしめながら小径
部１１ａを小径孔１６に挿通ずるようにして中径部１７
に嵌合される。しかも小径部１１ａの小径孔Ｉ６から上
方に突出する部分には雄ねじ２１が刻設されており、こ
の雄ねじ２１に螺合するナツト２２を段部１８に当接す
るまで締付けることにより、シリンダ体１１が支持部Ｓ
に固定される。またシリンダ体１１における大径部１１
ｂの中間部外面には中径孔１７の内面との間のシールを
果たすべく環状のシール部材２３が嵌着される。
シリンダ体ｌｌ内の中間部内面には、半径方向内方に張
出した仕切壁２４が全周にわたって設けられており、こ
の仕切壁２４の中央部には連通孔２５が同軸に穿設され
る。弁側ピストン１２は、前記仕切壁２４との間にダン
パ室２６を画成してパ・リング体１１の下部に摺動可能
に嵌合され、カム側ピストン１４は前記仕切壁２４との
間に作動油室２７を画成してシリンダ体１１の上部に摺
動可能に嵌合される。
弁側ピストン１２は、閉塞端を上方にしてシリンダ体１
１の下部に摺動可能に嵌合する摺動部材２８の下部開口
端を、吸気弁５の上端部に当接する当接部材２９で閉塞
して成るものであり、摺動部材２８および当接部材２９
間には油室３０が形成される。しかも前記摺動部材２８
の上端中央部には、連通孔２５に挿通可能な短円筒部３
１が同軸に突設されており、この短円筒部３１と前記連
通孔２５とで絞り機構３２が構成される。
第３図において、短円筒部３１の外径は、連通孔２５の
内面との間に数十ないし数百μｍの間隔が生じるように
設定されており、これにより短円筒部３１が連通孔２５
に挿通されている状態では、該短円筒部３１および連通
孔２５間に環状の微小通路３３が形成され、この微小通
路３３によりダンパ室２６から作動油室２７への作動油
の流通が制限される。しかも、前記微小通路３３が形成
されるのは、短円筒部３１が連通孔２５に挿通されると
きのみであり、短円筒部３１の軸方向長さは、吸気弁５
の閉弁作動途中すなわち弁側ピストン１２が弁ばね７に
より上方に押上げられている途中で連通孔２５に挿通さ
れるように設定される。
また弁側ピストン１２の油室３０内には、短円筒部３１
の油室３０への開口端を閉塞可能な球状弁体３４が収納
されており、該弁体３４は当接部材２９との間に縮設し
たばね３５により閉弁方向に付勢される。さらに摺動部
材２８には、油室３０をダンパ室２６に連通させる透孔
３６が穿設される。かかる構成により短円筒部３１内の
油圧が油室３０よりも一定値だけ高いときに開弁じて作
動油を短円筒部３１から油室３０内に導く一方向弁３７
が構成され、この一方向弁３７は、短円筒部３１が連通
孔２５に挿通されている状態で作動油室２７の油圧が高
められたときに、該作動油室２７の作動油を油室３０か
らダンパ室２６に導く働きをする。
したがって上記絞り機構３２は、短円筒部３１が連通孔
２５よりも下方にある状態、すなわち吸気弁５を押下げ
て開弁作動しているとき、ならびに吸気弁５の全開状態
から弁ばね７により上方に押上げられて途中まで閉弁作
動しているときには、絞り作用を行なわず、閉弁作動の
途中で短円筒部３１が連通孔２５に挿通されて吸気弁５
が全閉状態になるまでの間だけ絞り作用を行なうことに
なる。
カム側ピストン１４は、閉塞端を下方にした有底円筒状
に形成されており、このカム側ピストン１４の上部開口
端はりフタ１３に当接し得る閉塞部材３８で閉塞される
。またリフタ１３は、その閉塞端外面をカム９に摺接さ
せるようにして有底円筒状に形成されており、大径孔１
５に摺動可能に嵌合される。しかもリフタ１３の閉塞端
内面中央部には、前記カム側ピストン１４の閉塞部材３
８に当接する当接突起１３ａが突設される。
カム側ピストン１４と閉塞部材３８との間には、貯留室
３９が形成されており、閉塞部材３日には、貯留室３９
に貯留された作動油をリフタ１３との摺接部に導く透孔
４０が穿設される。またカム側ピストン１４の閉塞端に
は、作動油室２７に連通し得る油孔４１が穿設されると
ともに、貯留室３９から作動油室２７側への作動油の流
通のみを許容する逆止弁４２が配設される。
本発明に従えば、ダンパ室２６および作動油室２７間は
、前記絞り機構３２を迂回するバイパス路４３で結ばれ
る。このバイパス路４３は、ダンパ室２６に連通してシ
リンダ体１１に穿設される第１油路４４と、作動油室２
７に連通してシリンダ体１１に穿設される第２油路４５
と、第１および第２油路４４，４５に連通可能とすべく
それらの油路４４．４５のシリンダ体１１外面への開口
端に対応して機関本体Ｅに設けられる凹部４６とから成
り、第１油路４４はシリンダ体１１の半径方向に沿って
穿設される。
しかも該バイパス路４３の途中には可変絞り機構４７が
配設されるものであり、この可変絞り機構４７は、第１
油路４４と、第１油路４４内への先端挿入量を可変とし
て支持部Ｓに摺動可能に嵌合されるニードル４日とによ
り構成されるものであり、ニードル４８はシリンダ体１
１の半径方向に沿って配設される。しかもニードル４８
の先端にはテーパ部４８ａが設けられており、このテー
パ部４８ａと第１油路４４の凹部４６への開口端との間
に形成される環状流路の面積がニードル４８の軸方向移
動により調整される。しかもかかる可変絞り機構４７は
、前記絞り機構３２が絞り作用を行なうときのみに絞り
作用を行なうものであり、それ以外のときには全閉状態
にある。
再び第１図を参照して、ニードル４８は駆動手段りに連
結されており、該駆動手段りの作動は制御手段Ｃにより
制御される。しかも制御手段Ｃは、作動油の粘性変化、
機関回転数、吸気弁５のリフト特性および吸気弁５の開
閉タイミング変更等により要求される吸気弁５の閉弁特
性に応じて駆動手段りの作動を制御するものであり、そ
のため制御手段Ｃには、４つの信号発生器ＳＮ１．−５
Ｎ４から信号が入力される。
すなわち第１の信号発生器ＳＮＩからは、直接検出した
作動油の粘性か、作動油の粘性を間接的に得るための作
動油温、潤滑油温あるいは冷却水温が制御手段Ｃに人力
される。これにより制御手段Ｃは、作動油の粘性が高い
ときには絞り度を小とし、作動油の粘性が低いときには
絞り度を大とするようにニードル４８を軸方向に駆動す
べく、駆ＵＪ手段りの作動を制御する。
また第２の信号発生器ＳＮ２からは、機関回転数が制御
手段Ｃに入力されるものであり、制御手段Ｃは、機関回
転数に応じた着座速度の差による許容範囲内での着座特
性（緩衝曲線に相当）を最適あるいは一定に制御する。
たとえば高回転時には絞り度を大とし、低回転時には絞
り度を小とするように駆動手段りの作動が制御される。
第３の信号発生器ＳＮ３からは、吸気弁５のバルブリフ
ト位置および速度が制御手段Ｃに入力され、これにより
作動油の粘性による影響や作動油劣化による影響を実際
の作動状態から検出し、最適な着座特性が得られるよう
に駆動手段りの作動が制御される。
さらに第４の信号発生器ＳＮ４からは、吸気弁５の開閉
タイミングが変化したことを示す信号が制御手段Ｃに入
力され、制御手段Ｃは、そのタイミングに対して最適な
着座特性が得られるように駆動手段りの作動を制御する
。たとえばカム９のベース内部にリフタ１３が摺接して
いるときのみに可変絞り機構４７を作動させるように制
御手段Ｃが駆動手段りの作動を制御する。
次にこの実施例の作用について説明すると、吸気弁５の
全閉状態では、油圧駆動装置１０は第２図示の状態にあ
り、この第２図の状態からカムシャフト８の回転により
リフタ１３が押下げられる。
このリフタ１３によりカム側ピストン１４が下方に押圧
駆動され、作動油室２７の容積が縮小せしめられ、作動
油室２７内の作動油は一方向弁３７を経てダンパ室２６
内に導入される。これにより弁側ピストン１２が下方に
押圧駆動され、吸気弁５が弁ばね７のばね力に抗して開
弁駆動される。
吸気弁５が全開状態になった後に、カム９によるリフタ
１３への押圧力が解除されると、吸気弁５は弁ばね７の
ばね力により上方すなわち閉弁方向に駆動される。この
吸気弁５の開弁作動により弁側ピストン１２も上方に押
上げられ、ダンパ室２６の作動油は連通孔２５を経て作
動油室２７に戻されるが、その閉弁作動途中で短円筒部
３１が連通孔２５に挿通されてからは、絞り機構３２に
よる絞り作用が開始され、ダンパ室２６から作動油室２
７への作動油の流れが制限される。このため、吸気弁５
の上方への移動速度すなわち閉弁速度が閉弁作動途中か
ら緩められ、吸気弁５は弁座部材４に緩やかに着座する
ことになる。したがって着座時の衝撃が緩和され、吸気
弁５および弁座部材４等の損傷を極力防止することがで
きる。
ところで、絞り機構３２による作動油の流通制限量は、
作動油の粘性すなわち作動油の温度により異なるもので
あり、作動油の温度が高いときすなわち粘性が低いとき
にはダンパ室２６から作動油室２７に戻る作動油量は比
較的多く、作動油の温度が低いときすなわち粘性が高い
ときにはダンパ室２６から作動油室２７に戻る作動油量
は比較的少ない。このようにダンパ室２６から作動油室
２７に戻る作動油量が異なると、弁側ピストン１２の閉
弁速度が変化してしまう。そこで、ダンパ室２６および
作動油室２７間を結ぶバイパス路４３に設けた可変絞り
機構４７の流通面積を作動油の粘性に応じて変化させる
。すなわち作動油の温度が低くて粘性が高いときには流
通面積を大とすベくニードル４８をシリンダ体１１の半
径方向外方に移動させ、作動油の温度が高くて粘性が低
いときには流通面積を小とすべくニードル４８をシリン
ダ体１１の半径方向内方に移動させる。こうすると、ダ
ンパ室２６から作動油室２７への作動油の戻り量を作動
油の粘性に拘らずほぼ一定に調整することができ、左側
ピストン１２およびカム側ピストン１４の閉弁側の移動
速度を作動油の粘性に拘らずほぼ一定とすることができ
る。また機関の回転数、吸気弁５の開閉タイミング変更
および吸気弁５のリフト位置および速度等によっても可
変絞り機構４７の絞り度が調整され、これにより機関の
運転状態に応じた最適な着座タイミングが得られる。
第４図および第５図は本発明の第２実施例を示すもので
あり、前記第１実施例に対応する部分には同一の参照符
号を付す。
支持部Ｓに設けられた中径孔１７′には、シリンダ体１
１の大径部１１ｂ′を同軸に囲繞する筒体５１が軸線ま
わりの回動を可能として嵌合される。この筒体５１の上
端およびシリンダ体１１の段部１１ｃと、中径孔１７′
および小径孔１６間の段部１９との間にはシール部材５
２が介装され、シリンダ体１１における大径部１１ｂ′
の中間部には筒体５１の中間部内面に係合すべく上方に
臨んだ保合段部５３が設けられる。したがって筒体５１
は前記段部１９および係合段部５３間で回動自在に挟持
されることになる。また筒体５１の下部外面には歯車５
４が刻設されており、この歯車５４に噛合するラック５
５が軸方向移動自在にして支持部Ｓに支承され、該ラッ
ク５５は図示しない駆動手段に連結される。
ダンパ室２６および作動油室２７間には、絞り機構３２
を迂回するバイパス路５６が設けられており、このバイ
パス路５６には可変絞り機構５７が備えられる。バイパ
ス路５６は、ダンパ室２６に連通してシリンダ体１１に
穿設される第１油路５８と、作動油室２７に連通してシ
リンダ体１１に穿設される第２油路５９と、両油路５Ｂ
、５９を連通可能にして筒体５１に設けられる連通溝６
０とから成るものである。第１および第２油路５８．５
９はシリンダ体１１の外面に開口するものであり、連通
溝６０は両油路５Ｂ、５９を連通すべく筒体５１の内面
に軸方向に延びて穿設される。
また可変絞り機構５７は連通溝６０と、両油路５８．５
９のシリンダ体１１の外面開口端とにより構成されるも
のであり、筒体５１が軸線まわりに回動することにより
バイパス路５６の流通面積が調整される。
この第２実施例によっても可変絞り機構５７の絞り度を
変化させることにより前記第１実施例と同様の効果を奏
することができる。
第６図および第７図は本発明の第３実施例を示すもので
あり、前記第１実施例に対応する部分には同一の参照符
号を付す。
シリンダ体１１’　は、その仕切壁２４に対応する部分
で上下に２分割されており、支持部Ｓもそのシリンダ体
１１′の分割部分に対応して上下に２分割される。しか
もシリンダ体１１’　の下部は支持部Ｓに設けられた段
部６１により支承され、この段部６１にはシシリング体
１１′の下部が回動するのを阻止すべく該シリンダ体１
１′の下部に嵌合する係合ピン６２が植設される。
シリンダ体１１′における仕切壁２４には、絞り機構３
２を迂回してダンパ室２６および作動油室２７間を結ぶ
複数のバイパス路６３が設けられており、このバイパス
路６３に対応する複数の透孔６４を有する回動板６５が
シリンダ体１１’　の上部および下部間に同一軸線まわ
りに回動可能にして挟持される。シリンダ体１１′およ
び回動板６５間にはシール部材６６．６７が介装される
。
しかもシリンダ体１１′から外方に突出した回動板６５
の外面には歯車６８が刻設され、該歯車６Ｂに噛合する
とともに図示しない駆動手段に連結されたラック６９が
長手方向移動可能にして支持部Ｓに支承される。したが
って回動板６５の回動により透孔６４のバイパス路６３
との重合面積を変化させることができ、バイパス路６３
の流通面積を自在に調整可能な可変絞り機構７０が構成
される。
この第３実施例によっても可変絞り機構７０の絞り度を
変化させることにより前記第１および第２実施例と同様
の効果を奏することができる。
以上の実施例では、吸気弁５の動弁装置について説明し
たが、本発明は、排気弁の動弁装置にっいても同様に実
施可能である。
Ｃ０発明の効果 以上のように本発明によれば、絞り機構を迂回してダン
パ室および作動油室間を結ぶバイパス路が設けられ、こ
のバイパス路には、作動油の粘性および機関の運転状態
等により要求される閉弁特性に応じて流通面積を変化し
得る可変絞り機構が設けられるので、可変絞り機構の流
通面積を調整することにより、絞り機構の絞り度が一定
であるにも拘らずダンパ室から作動油室に戻る作動油量
を自在に調節することができ、したがって閉弁時の作動
速度を作動油の粘性および機関の運転状態等により要求
される速度に調整することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図、第２図および第３図は本発明の第１実施例を示
すものであり、第１図は全体縦断側面図、第２図は油圧
作動装置の拡大縦断面図、第３図は絞り機構の拡大縦断
面図、第４図および第５図は本発明の第２実施例を示す
ものであり、第４図は第２図に対応した縦断面図、第５
図は第４図の■−Ｖ線断面図、第６図および第７図は本
発明の第３実施例を示すものであり、第６図は第２図に
対応した縦断面図、第７図は第６図の■−■線断面図で
ある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 閉弁方向にばね付勢された吸気弁あるいは排気弁には、
    一端をダンパ室に臨ませた弁側ピストンの他端が連動、
    連結され、クランク軸により駆動されるカムにはカム側
    ピストンの一端が連動、連結され、該カム側ピストンの
    他端が臨む作動油室と、前記ダンパ室とは、吸気弁ある
    いは排気弁の閉弁作動途中から全閉までの間でのみ絞り
    作用を果たす絞り機構を介して連通される内燃機関の動
    弁装置において、絞り機構を迂回してダンパ室および作
    動油室間を結ぶバイパス路が設けられ、このバイパス路
    には、作動油の粘性および機関の運転状態等により要求
    される閉弁特性に応じて流通面積を変化し得る可変絞り
    機構が設けられることを特徴とする内燃機関の動弁装置
    。
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