JPH0913924A - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長期間放置した場合のカム側油圧室１０から
の作動油の抜け落ちを防止し、始動時に速やかに所期の
バルブリフトを確保できるようにする。 【構成】 カム側プランジャ８はカムシャフト１５によ
り駆動され、カム側油圧室１０の作動油を加圧する。吸
排気弁２は、カム側油圧室１０内の油圧によって押し開
かれる。解放弁としても機能するアキュムレータ２０に
は、カム側油圧室１０から油圧解放通路２８が接続され
ている。パイロット圧通路３４のパイロット弁２１が、
バルブリフト途中で開弁すると、カム側油圧室１０から
アキュムレータ室２４へパイロット圧が導入され、ピス
トン２３が変位するので、油圧解放通路２８が開路し、
カム側油圧室１０内の油圧が解放される。カム側油圧室
１０から外部へ至る油漏洩経路となる油圧通路１１およ
びドレン通路３０は、カム側油圧室１０上端のレベルＬ
よりも上方に立ち上がっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の吸気弁ま
たは排気弁（以下、両者を総称して吸排気弁という。）
のリフト量を可変制御する内燃機関の可変動弁装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の吸排気弁のリフト量を可変制
御する油圧式の可変動弁装置が、例えば特開昭６３−１
７６６０９号公報等に開示されている。この装置は、カ
ムシャフトによってカム側プランジャを往復動させるこ
とにより作動油をカムリフトに沿って加圧し、かつこの
加圧作動油によって吸排気弁を油圧駆動するようにした
ものであって、加圧作動油の供給経路に、加圧作動油を
低圧側に解放する解放弁が設けられている。この解放弁
を吸排気弁のリフトの途中で開弁させると、作動油の圧
力が低下するので、吸排気弁がバルブスプリングの付勢
力によってリフト途中から着座動作に転じるようになっ
ている。つまり、吸排気弁のリフト量が、解放弁の開弁
時期によって可変制御できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな油圧式の動弁装置においては、内燃機関を長期間停
止していると、プランジャの嵌合隙間等を通して油圧室
内の作動油が抜け落ちてしまい、次の始動の際に、正常
な動作を確保できない。つまり、機関のクランキング時
には、オイルポンプの発生油圧が低いので、停止中に作
動油が抜け落ちていると、油圧室に作動油が十分に充填
されるまでに時間が掛かり、その間、始動に必要なバル
ブリフトが確保できず、始動性が悪化するおそれがあ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、バルブスプ
リングにより閉方向へ常時付勢された吸気弁または排気
弁と、カムシャフトにより駆動され、かつ油圧室内の作
動油を加圧するカム側プランジャと、この加圧された油
圧室内の油圧によって一方へ動作し、上記吸気弁または
排気弁をリフトさせる弁側プランジャと、摺動可能なピ
ストンによってアキュムレータ室を画成してなるアキュ
ムレータと、上記油圧室内の油圧を上記アキュムレータ
室へ解放する油圧解放手段と、を備えてなる内燃機関の
可変動弁装置において、上記カム側プランジャが嵌合す
るシリンダを、上記カム側プランジャが上方から加圧す
るように上方へ向けて開口形成するとともに、このカム
側プランジャにより画成されたカム側油圧室から外部へ
至る油漏洩経路の途中に、上記カム側プランジャが無変
位位置にあるときのカム側油圧室上端よりも上方に立ち
上がった部分を設け、上記油圧室上端よりも作動油油面
が下がることのないように構成したことを特徴としてい
る。

【０００５】また請求項２の発明は、上記弁側プランジ
ャを、上端が開口した有底筒状に形成し、この筒状のプ
ランジャを固定ピストン部外周に摺動可能に嵌合させ
て、該固定ピストン部先端とプランジャ底部との間に弁
側油圧室を形成するとともに、この弁側プランジャが無
変位位置にあるときの上端開口縁の高さを、上記カム側
プランジャが無変位位置にあるときのカム側油圧室上端
よりも上方に設定したことを特徴としている。

【０００６】

【作用】機関の停止中に種々の油漏洩経路を介してカム
側油圧室から外部へ作動油が漏洩しようとするが、その
種々の油漏洩経路の途中には、上方へ立ち上がった部分
を有するので、その内側で作動油が貯留される形とな
る。つまり、カム側プランジャが無変位位置にあるとき
のカム側油圧室上端よりも下方に作動油油面が下がるこ
とがない。そのため、次の始動の際には、短時間で作動
油が充填され、圧縮作用が開始される。

【０００７】さらに請求項２の構成においては、筒状の
プランジャによって弁側油圧室からの作動油の漏洩も阻
止される。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明する。

【０００９】図１は、この発明の一実施例を示す内燃機
関要部の断面図である。なお、内燃機関は一般に車両に
傾斜状態で搭載されるので、その実際の搭載状態に沿っ
て図示してある。内燃機関の図示せぬシリンダブロック
上面に載置固定されるシリンダヘッド１には、吸排気弁
２が摺動可能に装着されており、かつ、バルブスプリン
グ３によって閉方向へ常時付勢されている。シリンダヘ
ッド１の上面には、リフト制御ユニットのハウジング４
が重ねて配置されており、このハウジング４の下面側
に、吸排気弁２のステムエンドを押圧する弁側プランジ
ャ６が配置されている。この弁側プランジャ６は、上端
が開口するとともに下端が閉塞された有底筒状をなして
おり、ハウジング４の一部として下方へ突出するように
形成された軸状の固定ピストン部５外周に摺動可能に嵌
合している。そして、この固定ピストン部５先端と上記
弁側プランジャ６底部との間に、油圧室の一部となる弁
側油圧室１８が画成されている。なお、図１では、吸排
気弁２が着座状態にあり、弁側油圧室１８が圧縮された
状態となっている。

【００１０】また、上記ハウジング４の上面側には上方
へ向けて開口したシリンダ７が装着されており、該シリ
ンダ７内に、その上端開口を閉塞するようにカム側プラ
ンジャ８が摺動可能に配置されている。このカム側プラ
ンジャ８は、シリンダ７内に収納したスプリング９によ
って上方へ付勢されている。上記カム側プランジャ８が
シリンダ７に上方から嵌合することによって、該シリン
ダ７下部に、油圧室の主要部をなすカム側油圧室１０が
画成されている。このカム側油圧室１０は、油圧通路１
１を介して弁側油圧室１８と連通されている。

【００１１】すなわち、カム側プランジャ８は、内燃機
関のクランク軸（図示せず）に同期して回転するカムシ
ャフト１５のカム１６に、ロッカアーム１７を介して駆
動されるようになっており、カムシャフト１５が回転す
ることにより往復動し、カム側油圧室１０内の作動油を
加圧する。そして、この油圧が油圧通路１１を介して弁
側油圧室１８内に導入され、弁側プランジャ６が吸排気
弁２のリフト方向へ押圧されるようになっている。

【００１２】上記油圧通路１１の先端部は、図２にも示
すように、固定ピストン部５内で２本の通路に分岐して
おり、一方の通路１１ａが固定ピストン部５外周面に開
口しているとともに、他方の通路１１ｂが逆止弁１２を
介して固定ピストン部５先端に開口している。上記逆止
弁１２は、テーパ状の弁体１２ａおよびリターンスプリ
ング１２ｂからなり、かつ弁体１２ａには、オリフィス
１４が貫通形成されている。そして、固定ピストン部５
は、先端側に小径部を有し、弁側プランジャ６内周面と
の間に、弁側油圧室１８の一部となる間隙１８ａが形成
されているとともに、上記通路１１ａの先端開口と連通
するように、弁側プランジャ６内周面に、図２，図３に
示すように、軸方向に沿った複数の連通溝１３が形成さ
れている。

【００１３】従って、カム側油圧室１０の油圧低下時に
は、上記逆止弁１２が閉じるが、上記間隙１８ａと連通
溝１３とが連通状態にあるため、これらを通して通路１
１ａ側から作動油が排出される。そして、吸排気弁２の
着座直前には、図２のように間隙１８ａと連通溝１３と
の連通が断たれるため、以後は、上記オリフィス１４を
通して作動油が排出されることになり、吸排気弁２の着
座が緩やかとなるのである。

【００１４】一方、上記油圧通路１１は、カム側油圧室
１０から外部へ至る油漏洩経路の一つとなるものであ
り、先端がカム側油圧室１０の底部寄り位置に接続され
ているとともに、中間部分が上方に立ち上がっている。
詳しくは、上記カム側プランジャ８が無変位位置にある
ときのカム側油圧室１０上端つまり図１に破線Ｌでもっ
て示す高さ位置よりも上方に立ち上がっている。そし
て、この立ち上がった部分に、作動油供給通路１９が接
続され、ここから作動油が供給されるようになってい
る。この作動油供給通路１９は、図示せぬ逆止弁を介し
て図示せぬオイルポンプの吐出側へ連通している。尚、
この作動油供給系統は機関潤滑系統と一体となってお
り、作動油として機関潤滑油が利用されるとともに、機
関出力にて機械駆動される潤滑用のオイルポンプがその
まま兼用される。

【００１５】また、上記弁側プランジャ６が無変位位置
にあるときの該プランジャ６の上端開口縁の高さ位置
は、やはり上記破線Ｌよりも上方に設定されている。な
お、図１の例では、略等しい高さ位置に設定されてい
る。

【００１６】さらに、上記ハウジング４には、吸排気弁
２のリフト量を運転条件等に応じて可変制御するため
に、解放弁として機能するアキュムレータ２０と、この
アキュムレータ２０にパイロット圧を供給するパイロッ
ト弁２１とが配設されている。

【００１７】上記アキュムレータ２０は、シリンダ２２
内に摺動可能に配置されたピストン２３を有し、このピ
ストン２３によってアキュムレータ室２４が画成されて
いる。ピストン２３は、アキュムレータ室２４が縮小す
る方向にアキュムレータスプリング２５によって付勢さ
れている。上記アキュムレータスプリング２５が収納さ
れている背圧室２６は、連通孔２７を介して大気解放さ
れている。

【００１８】上記アキュムレータ２０には、カム側油圧
室１０から油圧解放通路２８が接続されている。この油
圧解放通路２８の先端は、ピストン２３の外周面に向け
て開口しており、ピストン２３が変位していない状態で
は該ピストン２３によって閉塞されるとともに、ピスト
ン２３が変位するとアキュムレータ室２４と連通するよ
うになっている。なお、上記アキュムレータ室２４は、
カム側油圧室１０よりも低位に配置されている。

【００１９】上記ピストン２３は、アキュムレータ室２
４側にテーパ部２３ａを有し、アキュムレータスプリン
グ２５の付勢力を受けて該テーパ部２３ａがシリンダ２
２のテーパ面に圧接することによって、油圧解放通路２
８の閉時シールがなされている。また上記アキュムレー
タ室２４には、オリフィス２９を介してドレン通路３０
が接続されており、該ドレン通路３０を介してアキュム
レータ室２４が外部のオイルパン３１に解放されてい
る。なお、ドレン通路３０の先端部３０ａはオイルパン
３１の底部にまで延在しており、エアの吸い込みがない
ようにしてある。上記ドレン通路３０により、例えばピ
ストン２３とシリンダ２２との接触面を通して油圧解放
通路２８から作動油が多少漏洩したとしても、アキュム
レータ室２４内が確実に低圧状態に保たれる。

【００２０】ここで、上記カム側油圧室１０から外部へ
至る油漏洩経路の一つとなる上記ドレン通路３０は、ハ
ウジング４内部で、アキュムレータ室２４から上方に立
ち上がって形成されており、その最上部で外部配管に接
続されている。具体的には、上述した破線Ｌのレベルよ
りも上方にドレン通路３０が立ち上がっている。

【００２１】一方、上記パイロット弁２１は、この実施
例では、通電の有無により開閉動作するＯＮ，ＯＦＦ型
の電磁弁にて構成されている。すなわち、このパイロッ
ト弁２１は、図４にも示すように、摺動可能に支持され
たニードル状の弁体３２を有し、この弁体３２がスプリ
ング３５により常時閉弁方向へ付勢されているととも
に、開弁方向へ弁体３２を付勢するようにソレノイド３
３が設けられている。このパイロット弁２１は、カム側
油圧室１０とアキュムレータ室２４とを接続したパイロ
ット圧通路３４を開閉している。特に、カム側油圧室１
０からの高い油圧が上記弁体３２に対し開弁方向へ作用
することのないように、パイロット圧通路３４のカム側
油圧室１０側部分が弁体３２の側面に向かって開口し、
かつアキュムレータ室２４側の部分が弁体３２先端へ向
かって開口している。従って、カムリフトの立ち上がり
時にカム側油圧室１０内で高いサージ圧が発生したとし
ても、その影響によってパイロット弁２１が開弁するよ
うなことがない。

【００２２】上記弁体３２は、アキュムレータ室２４内
の油圧によって開弁方向へ押圧力を受けるが、これに対
抗するように、スプリング３５の付勢力によって着座方
向へ押圧されている。このスプリング３５の付勢力は、
常にアキュムレータ室２４の油圧によるリフト方向への
押圧力を上回るように設定されており、ソレノイド３３
の通電停止時に弁体３２が着座状態に確実に保持され
る。そして、ソレノイド３３に通電すると、磁力により
弁体３２がリフト方向へ吸引され、スプリング３５の付
勢力を上回って弁体３２がリフトするようになってい
る。

【００２３】次に、上記実施例の作用を説明する。カム
１６のリフトに伴ってカム側プランジャ８が押圧される
と、カム側油圧室１０内の油圧が上昇し、これによって
弁側プランジャ６が移動する。つまり、吸排気弁２のリ
フトが開始される。このようにカム側油圧室１０内の加
圧作動油によって吸排気弁２がリフトしている途中で、
パイロット弁２１のソレノイド３３へ通電を行うと、パ
イロット弁２１が開弁し、カム側油圧室１０内の油圧が
パイロット圧通路３４を通してアキュムレータ室２４へ
パイロット圧として導入される。このパイロット圧が導
入された状態では、アキュムレータ室２４内の油圧によ
る押圧力がアキュムレータスプリング２５による付勢力
を上回るようにばね力や受圧面積が設定されているの
で、ピストン２３がアキュムレータスプリング２５を押
し縮めながらその上方へ変位する。これによって、油圧
解放通路２８が開路する。つまり、油圧解放通路２８の
先端とアキュムレータ室２４とが連通状態となり、カム
側油圧室１０内の油圧が、低圧状態にあるアキュムレー
タ室２４へ解放される。従って、吸排気弁２はリフト途
中で着座動作に転じる。ここで、上記ピストン２３は、
アキュムレータ２０として必要な容量を確保するため
に、比較的大きなものとなるので、ピストン２３が変位
した状態での油圧解放通路２８の通路開口面積は十分に
大きく確保できる。従って、カム側油圧室１０からアキ
ュムレータ室２４へ作動油が移動する際のエネルギロス
は非常に小さい。

【００２４】その後、カム１６のリフトが徐々に減少方
向へ向かうと、アキュムレータ室２４内に蓄えられてい
た作動油が油圧解放通路２８を通してカム側油圧室１０
内に押し戻される。この油圧エネルギは、カムシャフト
１５の回転に寄与し、これによってエネルギが回収され
ることになる。このように、アキュムレータ室２４から
カム側油圧室１０へ作動油が戻る際に、その経路中に逆
止弁が介在していないため、エネルギロスは非常に小さ
くなる。なお、一部の作動油がアキュムレータ室２４か
らドレン通路３０を介してオイルパン３１に排出される
ので、カム１６のリフト終了後、同量の作動油がオイル
ポンプから作動油供給通路１９を通してカム側油圧室１
０に供給される。

【００２５】なお、アキュムレータ２０のピストン２３
が無変位の状態で、例えばシリンダ２２との接触面を通
して油圧解放通路２８からアキュムレータ室２４へ作動
油が多少漏洩したとしても、漏洩した作動油は、オリフ
ィス２９およびドレン通路３０を通してオイルパン３１
へ排出されるので、アキュムレータ室２４内が確実に低
圧状態に保たれる。つまり、アキュムレータ２０のピス
トン２３がアキュムレータ室２４への作動油の漏洩によ
って誤作動する虞れはない。

【００２６】このように、上記実施例によれば、カム側
油圧室１０とアキュムレータ室２４との間で作動油が往
復移動するに際して、エネルギロスを非常に小さくで
き、それだけ内燃機関の燃料消費率を向上させることが
できる。また、パイロット弁２１はアキュムレータ２０
とは別個に構成されており、比較的通路面積の小さなパ
イロット圧通路３５を開閉するに過ぎないので、応答性
が悪化するようなことはない。

【００２７】そして、上記構成では、カム側油圧室１０
から外部へ至る油漏洩経路となる油圧通路１１およびド
レン通路３０が、上記カム側プランジャ８が無変位位置
にあるときのカム側油圧室１０上端つまり図１に破線Ｌ
でもって示す高さ位置よりも上方に立ち上がっているの
で、長期間の放置により油圧供給通路１９やドレン通路
３０を通して作動油が抜け落ちたとしても、カム側油圧
室１０内は常に作動油が充満した状態を保ち得る。つま
り、上記破線Ｌのレベル以下に油面が低下することがな
い。

【００２８】また、弁側プランジャ６が有底筒状をな
し、その上端開口縁の位置がやはり上記破線Ｌのレベル
以上にあるので、弁側油圧室１８内の作動油も、外部へ
漏洩することがない。従って、カム側油圧室１０および
弁側油圧室１８の双方で、確実に作動油を保持すること
ができ、長期間放置後に始動する際に、速やかに吸排気
弁２のリフトを開始できる。

【００２９】尚、パイロット弁２１は、単にアキュムレ
ータ室２４へパイロット圧をパルス的に与えることがで
きれば良く、上記各実施例に示したような電磁式の構成
に限定されるものではない。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
に係る内燃機関の可変動弁装置においては、機関を長期
間停止していたとしても、カム側油圧室内部に作動油を
確実に保持させておくことができ、次の始動の際に、速
やかに圧縮作用が開始し、所期のバルブリフト特性を得
ることができる。

【００３１】また、請求項２の構成においては、弁側油
圧室内部の作動油も確実に保持でき、一層速やかに所期
のバルブリフト特性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る可変動弁装置の一実施例を示す
断面図。

【図２】弁側プランジャの部分を拡大して示す断面図。

【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った断面図。

【図４】パイロット弁を拡大して示す断面図。

【符号の説明】

２…吸排気弁 ６…弁側プランジャ ８…カム側プランジャ １０…カム側油圧室 １１…油圧供給通路 １８…弁側油圧室 ２０…アキュムレータ ２１…パイロット弁 ２４…アキュムレータ室 ３０…ドレン通路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バルブスプリングにより閉方向へ常時付
   勢された吸気弁または排気弁と、 カムシャフトにより駆動され、かつ油圧室内の作動油を
   加圧するカム側プランジャと、 この加圧された油圧室内の油圧によって一方へ動作し、
   上記吸気弁または排気弁をリフトさせる弁側プランジャ
   と、 摺動可能なピストンによってアキュムレータ室を画成し
   てなるアキュムレータと、 上記油圧室内の油圧を上記アキュムレータ室へ解放する
   油圧解放手段と、 を備えてなる内燃機関の可変動弁装置において、 上記カム側プランジャが嵌合するシリンダを、上記カム
   側プランジャが上方から加圧するように上方へ向けて開
   口形成するとともに、このカム側プランジャにより画成
   されたカム側油圧室から外部へ至る油漏洩経路の途中
   に、上記カム側プランジャが無変位位置にあるときのカ
   ム側油圧室上端よりも上方に立ち上がった部分を設け、
   上記油圧室上端よりも作動油油面が下がることのないよ
   うに構成したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装
   置。
2. 【請求項２】 上記弁側プランジャを、上端が開口した
   有底筒状に形成し、この筒状のプランジャを固定ピスト
   ン部外周に摺動可能に嵌合させて、該固定ピストン部先
   端とプランジャ底部との間に弁側油圧室を形成するとと
   もに、この弁側プランジャが無変位位置にあるときの上
   端開口縁の高さを、上記カム側プランジャが無変位位置
   にあるときのカム側油圧室上端よりも上方に設定したこ
   とを特徴とする請求項１記載の内燃機関の可変動弁装
   置。