JPH0147602B2

JPH0147602B2 -

Info

Publication number: JPH0147602B2
Application number: JP5701981A
Authority: JP
Inventors: Tooru Kosuda; Hiroki Kato; Masaaki Takizawa; Masaru Tamura; Noboru Matsubara; Tsutomu Hyoshi
Original assignee: Nippon Soken Inc; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Soken Inc
Priority date: 1981-04-17
Filing date: 1981-04-17
Publication date: 1989-10-16
Also published as: JPS57173513A; US4452188A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、オイルポンプの吐出オイルを効率的
に可変バルブ機構の油圧ピストンに供給する可変
バルブ機関に関する。従来より、機関の吸気弁、
排気弁等の開閉弁の開閉条件を機関作動特性に応
じて可変となした可変バルブ機関において、該開
閉弁を作動せしめるカム軸にカムプロフイルの異
なる複数のカムを互いに隣接して止着し、機関の
作動特性に応じてカム軸（又は、ロツカーアー
ム）を移動させることにより選択的に開閉弁を開
閉するようにした可変バルブ機関は数多く提案さ
れている。そしてカム軸又はロツカーアームの移
動手段として、該カム軸又はロツカーアームに連
結される油圧ピストンが用いられ、該油圧ピスト
ン自体は機関の回転に応じて駆動されるオイルポ
ンプからの吐出オイルにより駆動される。また、
この吐出オイルは同時に機関の各摺動部の潤滑に
も使用されるのが一般的である。そして一般には
機関の回転数が比較的低いときは、吐出オイルの
全量が該機関の各摺動部の潤滑用に使用されるよ
うになつている。従つて、このような機関状態に
おいて、カム軸又はロツカーアームを移動させる
べく油圧ピストンを駆動すると、オイルポンプの
吐出オイルは機関の各摺動部の潤滑用のみなら
ず、油圧ピストン駆動用として同時に両油圧系に
供給される為、油圧ピストンへの供給が始まると
同時にオイルポンプからの吐出オイルの圧力は急
激に低下し、油圧ピストンの移動速度は非常に遅
くなつてしまい、機関の吸気弁、排気弁等の開閉
条件の可変制御に非常に長い時間を要してしま
う。このことは特に、機関の作動特性が急激に変
化した場合、特に機関が高回転運転から低回転運
転に急激に変化した場合に重大な欠点となる。何
となれば、このような場合に吸気弁、排気弁等を
高回転用カムから低回転用カムに変更する訳であ
るが、その際に前記の如く吸気弁、排気弁等の可
変制御に非常に長い時間を要すると機関が低回転
運転状態になつても、まだ低回転用カムへの移動
が完了しない為、機関の運転性能が損なわれると
同時に、排気エミツシヨンにも悪影響を及ぼすか
らである。

本発明は上記の如き点に鑑みてなされたもの
で、その特徴は機関の回転に応じて駆動されるオ
イルポンプの吐出オイルは送油管路を介して、機
関の各摺動部に送られるが、オイルポンプからの
吐出オイルが機関の各摺動部の潤滑に使用される
前の送油管路途中にオイルポンプに設けられるリ
リーフ弁より低い開弁圧に設定された抵抗弁を設
け、抵抗弁を通過した後のオイルを機関の各摺動
部の潤滑油の為に送油し、オイルポンプと抵抗弁
との間の送油管路から油圧ピストン駆動用のオイ
ルを得る構造とした点にある。その結果、油圧ピ
ストンを作動させた場合にオイルポンプからの吐
出オイルは油圧ピストン内に流入する為、送油管
路中の油圧は急激に低下するが、この低下した油
圧が抵抗弁の開弁圧以下の場合は抵抗弁が全閉と
なり、オイルポンプにて吐出されたオイルは全量
油圧ピストン側に供給され得る。又、上記低下し
た油圧が抵抗弁の開弁圧以上であつても低下した
油圧分だけ抵抗弁の開口面積が減少し、それによ
り機関の各摺動部への潤滑オイル供給量は減少
し、油圧ピストン側に優先的にオイルを供給する
ことになり、油圧ピストンの移動時間が大巾に短
縮できるものである。

以下、本発明を図に示す実施例について説明す
る。

第１図において、オイルパン１には機関（図示
せず）の潤滑に使用するオイル２が満たされてい
る。オイルポンプ４は機関の回転に応じて回転駆
動され、送油管３にてオイル２を汲み上げ送油管
５に圧送する。リリーフバルブユニツト７は送油
管６を介して送油管５に連通せしめられる。リリ
ーフバルブユニツト７のニードルバルブ８はスプ
リング９にて加勢されており、通常送油管６の油
圧を５〜６Kg/cm²に保つべくスプリング９の初期
ばね荷重を調整してある。送油管１０はリリーフ
バルブユニツト７にて調圧された余りのオイルを
オイルパン１に戻す通路である。抵抗弁ユニツト
１１はスプリング１４により加勢されて送油管５
からの抵抗弁１１への入口２９に押し付けられる
ニードルバルブ１２を有する。ニードルバルブ１
２の開弁圧はリリーフバルブユニツト７の開弁圧
より低くセツトしてある。ニードルバルブ１２の
周囲には環状の溝１３が設けられ、送油管１５に
連通せしめられる。抵抗弁１１より流出したオイ
ルは送油管１５を介して機関の各摺動部（図示せ
ず）に送られる。油圧切換弁１７は送油管１６を
介して抵抗弁ユニツト１１の上流の送油管５に連
通せしめられる。油圧切換弁１７には油圧シリン
ダ２１の左室２２に連通する送油管１８、油圧シ
リンダ２１の右室室２３に連通する送油管１９、
オイルパン１に連通するドレン用送油管２０が夫
夫設けられる。コンピユータユニツト（CPU）
２８エンジン回転数S₁、水温S₂、負荷S₃あるいは
油温S₄等の機関運転条件を代表する信号により導
線２７を介して油圧切換弁１７を制御し、各送油
管１６，１８，１９，２０の連通する組合せを決
定する。この組合せパターンとしては送油管１６
→１９，１８→２０及び１６→１８，１９→２０
の２通りの選択があり、機関運転条件により決定
される。第１図では油圧切換弁１７は１６→１
９，１８→２０が連通する第１の位置にある。油
圧シリンダ２１の油圧ピストン２４はシール材２
５により液密的に摺動可能である。連結棒２６の
一端は油圧ピストン２４に固定され、他端は特に
図示はしないが機関のロツカーアーム、カムシヤ
フト等（図示せず）に連結され、油圧ピストン２
４の動きをこれらロツカーアームあるいはカムシ
ヤフトに伝える。尚、抵抗弁ユニツト１１として
は図に示す形式にこだわらず、例えばインライン
形のものでも良いことは勿論である。

以上の如く構成した装置の作動は次の通りであ
る。機関の回転に応じて回転駆動されるオイルポ
ンプ４により、オイルパン１のオイル２は送油管
３を通り送油管５に圧送される。送油管５にはリ
リーフバルブユニツト７が送油管６を介して取付
けてあり、送油管６内の油圧がスプリング９のセ
ツト圧より低い場合はニードルバルブ８が開か
ず、従つて、送油管６と送油管１０は閉じられ、
オイルポンプ４の吐出オイルは全量送油管５に送
られる。又、送油管６内の油圧がスプリング９の
セツト圧より高くなるとニードルバルブ８が開き
送油管６と送油管１０が連通し、その結果、送油
管５内のオイルの一部が送油管１０に逃げ送油管
５内の油圧が設定値（通常５〜６Kg/cm²）以上に
ならないようになつている。送油管５内のオイル
は一部は送油管１６を通り油圧切換弁１７に流入
する。このとき、送油管１６は送油管１９を介し
て油圧シリンダ２１の右室２３に連通している
が、しかしながら油圧ピストン２４は図中左方に
フルストロークした状態にある為、これ以上オイ
ルは右室２３内には流入できず、単に油圧ピスト
ン２４を左方に押し付ける力としてのみ作用す
る。このため送油管５内のオイルは全量抵抗弁ユ
ニツト１１に圧送される。ここにおいて抵抗弁ユ
ニツト１１の開弁圧はリリーフバルブユニツト７
の開弁圧より低くセツトされている為、ニードル
バルブ１２はスプリング１４を圧縮し、抵抗弁ユ
ニツト１１の入口２９が開き環状の溝１３内にオ
イルが流入し、送油管１５を通り機関の各摺動部
（図示せず）の潤滑に圧送される。

扨て、機関の運転条件に応じてCPU２８から
油圧切換弁１７に導線２７を介して切換え信号が
入力されると、油圧切換弁１７が作動し送油管１
６は送油管１８に、送油管１９は送油管２０に連
通する第２位置にくる。その結果、シリンダ２１
の右室２３は送油管２０を介してドレン側に継が
るため圧力が低下する。又、左室２２には送油管
１６の油圧が作用するため、左室２２にオイルが
流入し油圧ピストン２４及び連結棒２６は右方に
移動する。このため送油管５内の油圧は一時的に
大巾に低下するが、送油管５内の油圧が抵抗弁ユ
ニツト１１の開弁圧以下になると抵抗弁ユニツト
１１が閉じられ送油管１５への送油を中止し、オ
イルポンプ４の吐出オイルを全量油圧シリンダ２
１の左室２２に送る。

こうして、送油管５内の油圧をすばやく上昇さ
せると同時にピストン２４の移動速度を速くし、
機関のカムシヤフト又はロツカアーム等の移動時
間（作動応答時間）を短かくする。ピストン２４
の移動が終ると再び送油管５内圧力は上昇し、抵
抗弁ユニツト１１を開いて機関の各摺動部（図示
せず）にオイルを送油する。一方、油圧シリンダ
２１の左室２２にオイルが流入し、送油管５内の
油圧が低下し、この油圧が抵抗弁ユニツト１１の
開弁圧以上の場合でも油圧の低下に応じてニード
ルバルブ１２は閉じられ、送油管１５に送られる
オイル量は減少するので、上記の場合と同様にオ
イルポンプ４の吐出オイルの大部分は油圧シリン
ダ２１側に送られ、従つて、油圧ピストン２４の
移動速度は同様に速くなる。

第２図に抵抗弁ユニツトが無い場合（従来技術
に相当）の送油管１６の油圧とピストン２４の動
きとの関係を、又、第３図に抵抗弁ユニツトが有
る場合（本発明に相当）の送油管１６の油圧とピ
ストン２４の動きとの関係を示す。これによれ
ば、抵抗弁ユニツトが有る場合には油圧はピスト
ン移動初期に落ちこむが、すぐに抵抗弁ユニツト
が閉じて油圧が上昇するためピストン移動速度が
速くなつていることがわかる。

第４図に別の実施例を示す。第１図との相違点
は抵抗弁ユニツト１１をバイパスする小径バイパ
ス路３０を送油管５と環状の溝１３とに設けた点
にある。バイパス路３０の径は送油管５に対して
十分小さい径とする必要がある。

この実施例の作動は第１図と基本的には同一で
あるが、機関の回転数が極めて低回転になり、オ
イルポンプの吐出圧が抵抗弁ユニツト１１の開弁
圧に達しない場合でもバイパス路３０を通して必
要最小限のオイルを機関の各摺動部の潤滑の為に
圧送することができるという利点がある。更にま
た、油圧ピストン２４が作動して第２位置にきた
とき送油管５内の油圧が低下し、抵抗弁ユニツト
１１が閉じた場合でも、バイパス路３０を通して
機関の各摺動部に潤滑用のオイルを圧送すること
ができるという利点もある。

尚、このような場合でもバイパス路３０の径は
小さいため、バイパス路３０が無い場合に比して
油圧シリンダ２１に供給される油圧はほとんど変
わらない。又、これとは別に抵抗弁ユニツト１１
をバイパスする潤滑油用のバイパス路３０′を第
４図に破線で示す如く、抵抗弁ユニツト１１のニ
ードルバルブ１２の弁体を貫通して設けることも
可能である。この変形実施例の作動は上述の第４
図の実施例と全く同一であるので省略する。

第５図に油圧切換弁１７の具体的構造の一例を
示す。

１０１は嵌合穴１０２を設けたハウジングで、
この嵌合穴１０２にはスプール弁１０５が嵌合穴
１０２の軸心方向に液密的に移動可能に嵌合され
る。ハウジング１０１にはスプール弁１０５によ
り嵌合穴１０２に選択的に連通される環状溝１０
６，１０７，１０８，１０９，１１０が設けられ
ている。環状溝１０６と１１０は連通穴１１１に
より連結される。環状溝１１０は送油管２０に連
結されドレン側に通じている。環状溝１０７は送
油管１８を介して油圧シリンダ２１の左室２２に
連結される。環状溝１０８は送油管１６に連結さ
れそこからオイルが供給される。環状溝１０９は
送油管１９を介して油圧シリンダ２１の右室２３
に連結される。スプール弁１０５の左端部には連
結材１１７を介してコア１１６が設けられる。コ
ア１１６の周囲にはコイル１１３が設けられ、コ
イル１１３に通電されない状態ではスプール弁１
０５はバネ１１５により図中右端位置に押し付け
られている。

扨て、スプール弁１０５が図示の位置にあると
き、送油管１６内のオイルは環状溝１０８，１０
９送油管１９を介して油圧シリンダ２１の右室２
３に流入する。一方、油圧シリンダ２１の左室２
２に連通する送油管１８は環状溝１０７，１０
６、連通穴１１１、環状溝１１０、送油管２０を
介してドレン側に通じている。油圧切換弁１７に
切換え信号が入力され、コイル１１３に通電され
るとスプール弁１０５はバネ１１５を圧縮し、図
中左端側に吸引される。この状態において、油圧
シリンダ２１の右室２３に連通する送油管１９は
環状溝１０９，１１０、送油管２０を介してドレ
ン側に通じ、一方油圧シリンダ２１の左室２２に
連通する送油管１８は環状の溝１０７，１０８、
送油管１６を介してオイルが供給され油圧ピスト
ン２４は前述の如く第１図において右側に移動す
る。

以上に記載した如く、本発明によればオイルポ
ンプからの吐出オイルか機関の摺動部の潤滑に使
用される前の送油管路途中にオイルポンプに設け
られるリリーフ弁より低い開弁圧に設定された抵
抗弁が設けられ、オイルポンプと抵抗弁との間の
送油管路より油圧ピストン駆動用のオイルを得る
ようにしたので、油圧ピストンの作動時にオイル
ポンプの吐出圧が急激に低下するとこの低下の程
度に応じて抵抗弁が機関の各摺動部への潤滑用の
油路面積を減少又は全閉することにより、オイル
ポンプの吐出オオイルを優先的に油圧シリンダ側
に供給することができ、それにより油圧シリンダ
への供給油圧を高め油圧ピストンの移動時間を短
かくすることができる。又、抵抗弁をバイパスす
るバイパス路を設けることにより、どのような機
関運転条件においても機関の各摺動部への潤滑を
行ないつつ油圧ピストンの移動時間を短かくする
ことも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る可変バルブ機
関の全体構成を示す部分断面図解図、第２図及び
第３図は本発明の効果を示す油圧及び油圧ピスト
ンの作動特性図、第４図は本発明の別実施例を示
す第１図と同様の図、第５図は本発明において用
いられる油圧切換弁の一例を示す長手断面図。１…オイルパン、４…オイルポンプ、７…リリ
ーフ弁ユニツト、１１…抵抗弁ユニツト、１６…
油圧切換弁、２１…油圧シリンダ、２４…油圧ピ
ストン、３０…バイパス路。

Claims

【特許請求の範囲】１可変バルブ機構を有する機関のリリーフ弁付
オイルポンプからの吐出オイイルを送油管を介し
て機関の各摺動部並びに可変バルブ機構の油圧ピ
ストンに送るようにした可変バルブ機関におい
て、オイルポンプからの各摺動部に潤滑油を送る
管路中に前記オイルポンプのリリーフ弁より低い
開弁圧に設定される抵抗弁ユニツトを設けると共
にこの抵抗弁ユニツト上流の送油管路を可変バル
ブ機構の油圧ピストンに連結せしめたことを特徴
とする可変バルブ機関。２可変バルブ機構を有する機関のリリーフ弁付
オイルポンプからの吐出オイルを送油管を介して
機関の各摺動部並びに可変バルブ機構の油圧ピス
トンに送るようにした可変バルブ機関において、
オイルポンプから各摺動部に潤滑油を送る管路中
に前記オイルポンプのリリーフ弁より低い開弁圧
に設定される抵抗弁ユニツトを設けると共にこの
抵抗弁ユニツト上流の送油管路を可変バルブ機構
の油圧ピストンに連結せしめ、更に、上記抵抗弁
ユニツトに該抵抗弁をバイパスするバイパス路を
設けたことを特徴とする可変バルブ機関。