JPH0578908U - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目 的】 流体圧を利用したラッシュアジャスターを
使用して、機関の回転数に応じてバルブのリフト量、及
びバルブの開閉タイミングを連続して変化させることが
でき、しかも、バルブに不規則な開閉動作を発生させる
ことなく、常に確実に動作する可変バルブリフト及び可
変バルブタイミング機能を有する内燃機関の動弁装置を
提供すること。 【構 成】 内燃機関のバルブと、これを駆動するカム
との間に設けられる動弁装置であって、カムローブがバ
ルブを押す押圧力を伝達する圧力流体を、インナープラ
ンジャとこれに摺動自在に嵌合するアウタープランジャ
によって形成される圧力室に収容し、インナープランジ
ャとアウタープランジャとの間に、カムリフトの増加に
伴って圧力室の圧力流体を漏出させる排出路を、リフト
の増加に従って漏出量を徐々に絞り込むように形成する
と共に、カムリフトの減少に伴って圧力室に圧力流体を
充填する供給路を設けた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、内燃機関のバルブの開閉タイミングとリフト量を可変とする動弁装 置に関し、更に詳細にはバルブとこれを開閉駆動するカムとの間に設けられ、油 圧等の流体圧を利用してカムリフトをバルブに伝達する動弁装置に関するもので ある。

【０００２】

【従来の技術】

内燃機関は、アイドリングの安定性と高回転時の出力特性との双方を満足させ る必要があるため、アイドリング時には吸気弁と排気弁とが同時に開弁するオー バーラップを減少させ、高回転時にはオーバーラップを大きくして混合気の充填 率の向上を図るようにしている。

【０００３】 また、従来このようにバルブの開閉タイミングの調整を行う方法としては、例 えば特開昭63− 90607号公報に提案されているように、油圧式ラッシュアジャス ターを組み込んだ動弁装置によって行う方法が知られている。 次に、図７を参照して、従来から使用されている油圧式ラッシュアジャスター １について説明する。油圧式ラッシュアジャスター１は、シリンダヘッド２に形 成したシリンダ４内に摺動自在にボディ６を嵌装し、このボディ６の内部に案内 筒部８を設け、これにアウタープランジャ10を摺動自在に嵌装し、このアウター プランジャ10が、バルブステム12にカム14からの駆動力を伝達するようにしてい る。

【０００４】 そして、ボディ６に一体的に取り付けたインナープランジャ16が、アウタープ ランジャ10内に摺動自在に嵌入され、インナープランジャ16とアウタープランジ ャ10との間には、カムローブ15によるバルブ駆動力をバルブステム12に伝達する オイルが充填された高圧室20が形成されていると共に、インナープランジャ16内 には、高圧室20にオイルを補充するためのリザーバ室18が形成されている。更に 、インナープランジャ16とアウタープランジャ10との間には、高圧室20の容積を 増大させる方向に付勢するリターンスプリング21が設けられている。

【０００５】 また、オイルギャラリ26からリザーバ室18及び高圧室20にオイルが供給される ように、前記リザーバ室18と、シリンダヘッド２に形成されたオイルギャラリ26 とは、第一給油孔22と第二給油孔24によって連通されている。そして、リザーバ 室18と高圧室20との間のインナープランジャ16には連通孔28が開口されており、 更に、この連通孔28には、スプリング32によって閉弁方向に付勢されている逆止 弁30を設けて、高圧室20内のオイルがリザーバ室18内に逆流することを防止して いる。

【０００６】 なお、図中に示す符号36は多孔状のリテーナ、38はストッパー、40はカムシャ フト、42はオイル室である。 次に、図８〜図10によって前記した油圧式ラッシュアジャスター１の動作を説 明する。先ず、図８はボディ６がカムローブ15によって押し下げられる直前の状 態を示しており、この状態ではオイルギャラリ26からオイル室42にオイルが流入 可能状態となっており、逆止弁30は閉弁している。

【０００７】 次いで図９は、カム14が回転し、カムローブ15がボディ６を押し下げる状態を 示しており、高圧室20内に閉じ込められていたオイルが高圧となり、バルブステ ム12を押し下げ、バルブをリフトさせる。この状態では、第一給油孔22は閉止さ れた状態となっている。また、バルブがリフトされている間、インナープランジ ャ16とアウタープランジャ10との隙間からオイルがリークした分だけ、アウター プランジャ10は僅かに押し戻される。

【０００８】 更に図10に示すように、再びカム14のベースサークルがボディ６に接するよう になると、リターンスプリング21が伸び、高圧室20の内圧が低下し、逆止弁30が 開放されると共に、リザーバ室18にオイルが供給され、更に高圧室20にオイルが 補給される。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、前記公報に記載されている動弁装置は、以上に説明した従来の油圧 式ラッシュアジャスターを用い、内燃機関の高回転時とアイドリングなどの低回 転時とで、バルブの開閉タイミングとリフト量を変化させている。これは、イン ナープランジャに形成した切欠部と、アウタープランジャに形成した切欠部とを 組み合わせてオイル洩れ通路とし、インナープランジャの沈み量（カムローブに 押された場合の変位）が設定値以下の時には、前記オイル洩れ通路の開口面積が 大きく、前記設定値を越えると前記開口面積が小さくなるように形成することに より、バルブタイミング及びリフト量を、エンジンの回転数に応じて調節するよ うにしたものである。

【００１０】 従って、エンジンの低回転時には、カムの回転速度が低く、オイル洩れ通路が 開放される時間が長い分だけオイルの漏出量が多くなり、その結果、ラッシュア ジャスターがバルブを押し下げるストロークが小さくなる。逆に、エンジンの高 回転時には、オイル洩れ通路が開放される時間が短いので、バルブを押し下げる ストロークが大きくなる。このように、エンジンの回転数が高くなるに従って、 吸気弁と排気弁との開閉タイミングのオーバーラップを大きくするようにしてい る。

【００１１】 しかしながら、前記公報の動弁装置は、インナープランジャがアウタープラン ジャの中でストロークする行程において、アウタープランジャの切欠部の下端 がインナープランジャの下端よりも下方に位置し、オイル洩れ通路が開放されて いる状態から、アウタープランジャの切欠部の下端がインナープランジャの下 端とインナープランジャの切欠部の下端との間に位置し、オイル洩れ通路が閉塞 されている状態に移行し、更に、アウタープランジャの切欠部の下端がインナ ープランジャの切欠部の下端とインナープランジャの切欠部の上端との間に位置 し、再びオイル洩れ通路が開放されている状態に移行し、最後に、アウタープ ランジャの切欠部の下端がインナープランジャの切欠部の上端よりも上方に位置 し、再びオイル洩れ通路が閉塞されている状態に移行する、という具合に、高圧 室内のオイルの圧力が複雑に変動し、それに伴ってバルブを駆動する押圧力も変 動するために、バルブに不規則な開閉動作が発生し、所望のバルブリフト調整及 びバルブタイミング調整を確実に行うことができなくなるという問題がある。

【００１２】 また、インナープランジャに形成した切欠部と、アウタープランジャに形成し た切欠部とが連通するように位置決めする必要があり、インナープランジャとア ウタープランジャが、周方向に相互にずれるとオイル洩れ通路が閉塞されて、バ ルブリフト調整及びバルブタイミング調整ができなくなるという問題がある。 本考案は、以上の問題に着目して成されたものであり、流体圧を利用したラッ シュアジャスターを使用して、機関の回転数に応じてバルブのリフト量、及びバ ルブの開閉タイミングを連続して変化させることができ、しかも、バルブに不規 則な開閉動作を発生させることなく、常に確実に動作する可変バルブリフト及び 可変バルブタイミング機能を有する内燃機関の動弁装置を提供することを目的と している。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

前記目的を達成するための本考案の内燃機関の動弁装置は、内燃機関のバルブ と、これを駆動するカムとの間に設けられる動弁装置であって、この動弁装置を 構成するインナープランジャとこれに摺動自在に嵌合するアウタープランジャに よって形成される圧力室に、カムローブがバルブを押す押圧力を伝達する圧力流 体を収容し、インナープランジャとアウタープランジャとの間に、カムリフトの 増加に伴って圧力室の圧力流体を漏出させる排出路を、リフトの増加に従って漏 出量を徐々に絞り込むように形成すると共に、カムリフトの減少に伴って圧力室 に圧力流体を充填する供給路を設けた構成である。

【００１４】 前記排出路は、アウタープランジャ側、またはインナープランジャ側に設ける こともでき、更に両側に形成して組み合わせても良い。また、圧力流体の漏出量 を変化させる手段としては、排出路の深さや幅を変化させると好ましく、要はそ の開口面積がカムリフトの増加に従って減少するようにすると良い。 更に、本考案の動弁装置に使用する圧力流体としては、オイルポンプからエン ジンオイルを供給するようにしても良く、或いは、専用の流体圧回路を設けても 良い。

【００１５】

【作 用】

本考案の内燃機関の動弁装置は以上の構成を有しており、カムリフトの増加に 伴って圧力室の圧力流体を漏出させる排出路を、インナープランジャとアウター プランジャとの間に設けると共に、この排出路をカムリフトの増加に従って漏出 量を徐々に絞り込むように形成したので、機関の回転数の高低、即ちカムの回転 数の高低に応じて、カムリフトの増加に伴って圧力室の圧力流体が排出路から漏 出する量が連続的に変化し、その結果、機関の回転数に応じた適正なバルブのリ フト量、及びバルブの開閉タイミングを得ることができる。

【００１６】

【実 施 例】

以下添付の図を参照して、本考案の一実施例を説明する。尚、本実施例の内燃 機関の動弁装置は、図７に示した従来の油圧式ラッシュアジャスター１を使用し た動弁装置に適用したものである。従って、図１及び図２に示す本実施例の動弁 装置46において、図７に示す共通の部材には同じ符号を付し、要部のみ図示する こととする。

【００１７】 図１及び図２において、アウタープランジャ10の内壁面には、圧力流体（本実 施例ではオイル）が充填された圧力室（高圧室）20から、カム14のリフトに伴う インナープランジャ16の沈み込み（カムローブ15に押されて、高圧室20の容積を 減少させる方向に移動する変位）によって、オイルを漏出させる排出路48を形成 している。

【００１８】 そして、アウタープランジャ10内に対するインナープランジャ16の沈み込み量 が増加するに従って、前記排出路48から漏出するオイルの量は減少する。これは 、アウタープランジャ10の内壁面に形成される排出路48の開口面積（幅ｗ×深さ ｄ）を、インナープランジャ16がアウタープランジャ10内に深く沈み込むに従っ て減少するように、この排出路48の高圧室20に面する端部をテーパー状に形成し たものであり、本実施例では、深さｄをインナープランジャ16の変位に従って、 徐々に浅くなるように形成した。

【００１９】 尚、このように開口面積を絞り込むようにして形成するテーパー状の斜面は、 深さｄを変えて形成しても良いし、幅ｗを変えて形成しても良い。 また、図１にＲで示した領域は、高圧室20からの、ある程度以上のオイルの漏 出を防止することによって、インナープランジャ16がアウタープランジャ10内を ストロークした際に、アウタープランジャ10に衝突しないように、高圧室20内に 高圧を発生させる領域である。このようにして、アウタープランジャ10とインナ ープランジャ16同士の底突きを防ぎ、騒音の発生を防止している。

【００２０】 次に図３及び図４により、本実施例の動弁装置46の動作について説明する。図 ３に示すタイミングチャートは、エンジンの高速回転時及び中速回転時の場合で あって、カムローブ15がバルブの駆動に作用するカム作用角の一周期に対する、 カムリフト量、動弁装置46の高圧室20内圧、プランジャ変位量、及びバルブの開 閉量を示している。

【００２１】 この場合は、カム14の回転速度が比較的に速いため、カムローブ15に押される インナープランジャ16の沈み込み速度も速くなり、高回転時のバルブタイミング は、カムが作用するタイミングの末期において、図中に示すように、プランジャ の変位量分だけ、バルブの開弁タイミングが減少し、開弁時間が短縮される。尚 、この開弁時間の短縮は、後述するエンジンの低回転時にも共通して生じること である。

【００２２】 次に、図４に示すタイミングチャートは、エンジンの低速回転時の場合であっ て、前記と同様に、カム作用角の一周期に対する、カムリフト量、動弁装置46の 高圧室20内圧、プランジャ変位量、及びバルブの開閉量を示しており、更に、比 較のために図３に示したバルブの開閉量を最下段に記載している。 この場合は、カム14の回転速度が比較的に遅いため、カムローブ15に押される インナープランジャ16の沈み込み速度も遅くなり、低回転時のバルブタイミング は、カムが作用するタイミングの初期及び末期において、図中に示すように、プ ランジャの変位量分だけ、バルブの開弁タイミングが減少し、開弁時間が短縮さ れる。このように、エンジンの低回転時のバルブの開弁タイミングは、高回転時 に比して、カムが作用するタイミングの初期において更に減少し、吸気弁と排気 弁とが同時に開弁するオーバーラップを減少させるように、開弁時間が短縮され る。

【００２３】 次に、図５及び図６により、エンジンの高回転時と低回転時のそれぞれの場合 における、カムリフトに対するバルブリフトを、タイミングチャートを利用して 比較する。 先ず、図５に示すエンジンの高速回転時では、カムローブ15がインナープラン ジャ16を押し下げる速度が速いので、高圧室20からのオイルの漏出量が少なく、 その結果、カム14のリフトタイミングにバルブのリフトタイミングがほぼ一致す ると共に、カム14のリフト量とほぼ同じ量だけバルブもリフトする。

【００２４】 一方、図６に示すエンジンの低速回転時では、カムローブ15がインナープラン ジャ16を押し下げる速度が遅いので、高圧室20からのオイルの漏出量が多く、そ の結果、カム14のリフトタイミングに対してバルブのリフトタイミングがＴだけ 遅れるようになり、更に、カム14のリフト量に対してバルブのリフト量はＨだけ 減少する。

【００２５】 このように、本実施例によると、前記動弁装置46の作動特性は、エンジンの低 速・高速のいずれの回転域においても、インナープランジャ16の沈み込み量の増 加に伴って、排出路48の開口面積が連続的に減少し、オイルの漏出量を連続的に 減少させるので、エンジン回転数に合わせて、適正なバルブのリフト量、リフト タイミングを得ることができる。

【００２６】 なお、本実施例では、カム14によって動弁装置46のボディ６を直接押すように したが、このカム14とボディ６との間にタペット機構等を介在させても良い。 また、圧力流体として本実施例ではエンジンオイルを使用しているが、作動を より確実にするために専用の流体圧回路を使用しても良い。

【００２７】

【考案の効果】

本考案の内燃機関の動弁装置は、内燃機関のバルブと、これを駆動するカムと の間に設けられる動弁装置であって、この動弁装置を構成するインナープランジ ャとこれに摺動自在に嵌合するアウタープランジャによって形成される圧力室に 、カムローブがバルブを押す押圧力を伝達する圧力流体を収容し、インナープラ ンジャとアウタープランジャとの間に、カムリフトの増加に伴って圧力室の圧力 流体を漏出させる排出路を、リフトの増加に従って漏出量を徐々に絞り込むよう に形成すると共に、カムリフトの減少に伴って圧力室に圧力流体を充填する供給 路を設けたので、以下の効果を奏することができる。

【００２８】 カムリフトに伴って圧力室の圧力流体が排出路から漏出する量を、内燃機関の 回転数の高低、即ちカムの回転数の高低に応じて、連続的に変化させることがで きる。 従って、内燃機関の回転数に応じて、適正なバルブのリフト量、及びバルブの 開閉タイミングを得ることができる。

【００２９】 また、これらの動作は、特別な制御装置を必要とせずに自動的に行うことがで き、しかも、バルブに不規則な開閉動作を発生させることなく、常に確実に動作 させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の内燃機関の動弁装置を図６に示す従来
例に適用した一実施例の要部縦断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線平断面図である。

【図３】エンジンの高回転時における図１に示す動弁装
置の動作のタイミングチャートである。

【図４】エンジンの低回転時における図１に示す動弁装
置の動作のタイミングチャートである。

【図５】エンジンの高回転時におけるカムの動作と図１
の動弁装置によるバルブの動作を示すタイミングチャー
トである。

【図６】エンジンの低回転時におけるカムの動作と図１
の動弁装置によるバルブの動作を示すタイミングチャー
トである。

【図７】従来の内燃機関の動弁装置の縦断面図である。

【図８】（ａ）はカムローブによるバルブリフト前の動
弁装置の状態を示す要部縦断面図であり、（ｂ）は
（ａ）の要部拡大図である。

【図９】（ａ）はカムローブによるバルブリフト中の動
弁装置の状態を示す要部縦断面図であり、（ｂ）は
（ａ）の要部拡大図である。

【図10】（ａ）はカムローブによるバルブリフト後の動
弁装置の状態を示す要部縦断面図であり、（ｂ）は
（ａ）の要部拡大図である。

【符号の説明】

10 アウタープランジャ 12 バルブステ
ム 14 カム 15 カムローブ 16 インナープランジャ 20 圧力室（高
圧室） 24 供給路（第二給油孔） 28 供給路（連
通孔） 46 動弁装置 48 排出路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関のバルブと、これを駆動するカ
   ムとの間に設けられる動弁装置であって、この動弁装置
   を構成するインナープランジャとこれに摺動自在に嵌合
   するアウタープランジャによって形成される圧力室に、
   カムローブがバルブを押す押圧力を伝達する圧力流体を
   収容し、インナープランジャとアウタープランジャとの
   間に、カムリフトの増加に伴って圧力室の圧力流体を漏
   出させる排出路を、リフトの増加に従って漏出量を徐々
   に絞り込むように形成すると共に、カムリフトの減少に
   伴って圧力室に圧力流体を充填する供給路を設けた内燃
   機関の動弁装置。