JPH11166407A

JPH11166407A - 可変バルブ装置

Info

Publication number: JPH11166407A
Application number: JP33257797A
Authority: JP
Inventors: Takeo Uehara; 建生上原; Chuichi Shiozaki; 忠一塩崎
Original assignee: Hino Motors Ltd; Sanwa Seiki Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd; Sanwa Seiki Ltd
Priority date: 1997-12-03
Filing date: 1997-12-03
Publication date: 1999-06-22

Abstract

(57)【要約】【課題】バルブリフト量及びバルブタイミングを変更
自在で、実用的な構造をした可変バルブ装置を実現す
る。【解決手段】第一のシリンダ４に軸方向に亙る変位自
在に嵌装したアウターピストン５の一端部に設けた第二
のシリンダ６に第一のインナーピストン７を、他端部に
設けた第三のシリンダ１２内に第二のインナーピストン
１４を、それぞれ嵌装する。切換弁１８により、第二の
シリンダ６と第三のシリンダ１２との一方に圧油を送り
込み、他方を大気に開放する。上記切換弁１８の切り換
えに基づき、第一、第二のカム２、３の何れかのカムプ
ロフィルがプッシュロッド９に伝達される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明に係る可変バルブ装
置は、往復ピストンエンジンの吸気弁、排気弁を開閉す
る時期（タイミング）及び開放時の開放量（バルブリフ
ト量）を、エンジンの回転速度等に対応して変化させる
為に利用する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの燃焼効率を改善して、燃費並
びに出力の向上、排出ガスの清浄化を図る為、吸気弁及
び排気弁の開閉時期及び開放量を、エンジンの回転速度
等に対応して変化させる可変バルブ装置が、従来から考
えられ、又、一部のエンジンで実施されている。従来か
ら知られている可変バルブ装置としては、次ののも
のがあった。例えば特開平３−１８２６１２号公報に記載されて
いる様に、所定の回転速度で低速用のカムと高速用のカ
ムとを切り換え、図６に実線αで示す様に高速時のバル
ブリフト量を、同図に破線βで示した低速時のバルブリ
フト量よりも多くするもの。ヘリカルスプラインによりクランクシャフトとカム
シャフトとの位相を変え、エンジンの回転数に応じて吸
気弁及び排気弁を開閉するタイミングを変化させるも
の。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来から知られている
可変バルブ装置のうち、上記のものはバルブリフト量
を変えるのみで、開閉のタイミングを変える事はできな
い為、必ずしも燃費並びに出力の向上と排出ガスの清浄
化とを有効に図る事ができない。又、上記のものは、
開閉のタイミングを変える事はできてもバルブリフト量
を変える事はできないので、やはり燃費並びに出力の向
上と排出ガスの清浄化とを有効に図る事が十分にできな
い場合がある。更に、上記のものは、１本のカムシャ
フトで吸気弁と排気弁とを駆動する動弁装置の場合、こ
れら吸気弁のタイミングと排気弁のタイミングとを別個
に制御する事ができず、やはり燃費並びに出力の向上と
排出ガスの清浄化とを有効に図る事ができない場合があ
る。本発明はこの様な事情に鑑みて、バルブリフト量と
開閉のタイミングとの両方を、吸気弁と排気弁とのそれ
ぞれに就いて別個に制御自在な可変バルブ装置を実現す
べく発明したものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の可変バルブ装置
は、カムシャフトと、第一、第二のカムと、第一、第
二、第三のシリンダと、アウターピストンと、第一、第
二のインナーピストンと、伝達部材と、弾性部材と、圧
油給排手段とを備える。即ち、カムシャフトと、このカ
ムシャフトの中間部外周面に互いに隣接して固設した、
タイミング及びバルブリフト量に関して互いに異なるカ
ムプロフィルを有する第一、第二のカムと、上記カムシ
ャフトの周囲に存在する固定部分の内側に、上記カムシ
ャフトの断面の直径方向に亙って設けられ、その一端部
を上記第一、第二のカムに対向する部分に開口させた第
一のシリンダと、この第一のシリンダ内に軸方向に亙る
変位自在に嵌装され、その一端面を上記第一のカムの外
周面に対向させた、筒状のアウターピストンと、このア
ウターピストンの一端部内側に設けられてこのアウター
ピストンの一端面に開口した第二のシリンダと、この第
二のシリンダ内に軸方向に亙る変位自在に嵌装され、そ
の一端面を上記第二のカムの外周面に対向させた第一の
インナーピストンと、上記アウターピストンの他端部内
側に設けられてこのアウターピストンの他端面に開口し
た第三のシリンダと、この第三のシリンダ内に軸方向に
亙る変位自在に嵌装された第二のインナーピストンと、
この第二のインナーピストンの他端面にその一端部を突
き当てられ、この第二のインナーピストンの軸方向に亙
る変位に対応してバルブを開閉させる伝達部材と、この
伝達部材の一端部と上記カムシャフトの中心軸との距離
が一定距離以上の場合に、上記伝達部材に対して上記第
二のインナーピストンに向かう方向の弾力を付与する弾
性部材と、上記第二のシリンダと上記第三のシリンダと
のうち一方のシリンダに圧油を供給し、他方のシリンダ
の圧油を排出する機能を有する圧油給排手段とを備え、
上記一方のシリンダに供給される圧油の給油圧が、この
給油圧により上記伝達部材を上記弾性部材の弾力に抗し
て変位させる事のない程度に小さい事を特徴としてい
る。

【０００５】更に、請求項２に記載した可変バルブ装置
は、第二、第三のシリンダ内にそれぞれ設けられ、これ
ら両シリンダを閉鎖する方向の弾力が付与される第一、
第二の逆止弁と、上記第二のシリンダと上記第三のシリ
ンダとの間に設けられた第四のシリンダ内に、軸方向に
亙る変位自在に嵌装されたリリースピストンと、このリ
リースピストンの軸方向両端部に形成され、上記第一、
第二の逆止弁と対向する状態で設けられた第一、第二の
押圧ピンとを備え、上記圧油給排手段の圧油の給排の切
り換えに伴って上記リリースピストンが軸方向に変位
し、上記第一、第二の押圧ピンのうち一方の押圧ピン
が、上記第一、第二の逆止弁のうち一方の逆止弁を開放
したままとし、上記第一、第二の押圧ピンのうち他方の
押圧ピンが、上記第一、第二の逆止弁のうち他方の逆止
弁と離隔したままとしてこの他方の逆止弁を作動自在と
している。

【０００６】

【作用】上述の様に構成する本発明の可変バルブ装置に
よれば、第二、第三のシリンダ内への圧油の給排に基づ
き、伝達部材によるバルブの開閉を、第一のカムのカム
プロフィルによるか、或は第二のカムのカムプロフィル
によるかを変える。先ず、第二のシリンダ内の圧油を排
出し、第三のシリンダ内に圧油を供給した状態では、第
一のインナーピストンは第二のシリンダ内に、軸方向に
亙る摺動変位自在に嵌装された状態となる。この状態で
は、第二のカムの外周面の変位に対応して上記第一のイ
ンナーピストンが軸方向に変位した場合でも、この変位
が第二のインナーピストンにまでは伝達されない。従っ
て、この状態では、伝達部材が第二のカムのカムプロフ
ィルに応じて駆動される事はない。一方、上記第三のシ
リンダ内には圧油が供給されるので、上記第二のインナ
ーピストンが軸方向に、上記伝達部材の一端部に当接す
るまで変位する。又、同時に、上記アウターピストンの
一端面は第一のカムの外周面に当接する。即ち、上記第
二のシリンダ内に供給される圧油の給油圧は、この給油
圧により上記伝達部材を上記弾性部材の弾力に抗して変
位させる事のない程度に小さいので、上記圧油は上記第
三のシリンダ内にそれ以上は供給されない。この状態で
上記第三のシリンダ内には圧油が封入され、上記アウタ
ーピストンと上記第二のインナーピストンとが一体に結
合された如き状態となる。従って、この第二のインナー
ピストンは上記第一のカムのカムプロフィルに対応して
軸方向に変位し、上記伝達部材がこの第一のカムのカム
プロフィルに応じて駆動される。

【０００７】一方、第二のシリンダ内に圧油を供給し、
第三のシリンダ内の圧油を排出した状態では、第一のイ
ンナーピストンは第二のシリンダから突出したままの状
態に固定される。一方、第三のシリンダ内からは圧油が
排出される為、第二のインナーピストンは、第三のシリ
ンダの底部に当接する。そして、この状態では、第二の
カムの外周面の変位に対応して上記第一のインナーピス
トンが軸方向に変位し、更にこの第一のインナーピスト
ンの変位が、上記第二のシリンダ内の圧油を介して、第
二のインナーピストンにまで伝達される。従って、この
状態では、伝達部材が第二のカムのカムプロフィルに応
じて駆動される。一方、上記第一のインナーピストンが
上記アウターピストンの一端面から突出したままに固定
されるので、このアウターピストンの一端面は第一のカ
ムの外周面と当接しない。従って、上記アウターピスト
ンがこの第一のカムのカムプロフィルに対応して軸方向
に変位する事はない。この結果、本発明の可変バルブ装
置は、カムプロフィルの大きく異なる第一、第二のカム
のカムプロフィルに応じて、バルブを開閉させる事がで
きる。

【０００８】更に、請求項２に記載した可変バルブ装置
によれば、上記圧油給排手段の圧油の給排の切り換えに
伴ってリリースピストンが軸方向に変位し、このリリー
スピンに設けた上記第一、第二の押圧ピンのうち一方の
押圧ピンが、上記第二、第三のシリンダに設けた第一、
第二の逆止弁のうち一方の逆止弁を開放したままとし、
上記第一、第二の押圧ピンのうち他方の押圧ピンが、上
記第一、第二の逆止弁のうち他方の逆止弁と離隔したま
まとしてこの他方の逆止弁を作動自在としている。従っ
て、上記圧油の給排の切り換えは、吸気弁又は排気弁が
閉鎖時のみ行なわれる。即ち、吸気弁又は排気弁が開放
している場合に、上記第二、第三のシリンダのうち一方
のシリンダ内に封入されている圧油には、伝達部材に付
与される弾力とカムシャフトの回転トルクとの両方が加
わり、上記圧油の油圧は高くなっている。この場合に圧
油の給排を切り換えても、上記リリースピストンを変位
させる方向に油圧を付与する圧油によっては、上記一方
のシリンダに設けられた逆止弁を開放する事ができな
い。この結果、吸気弁又は排気弁の開閉作動中に、圧油
の給排の切り換えに伴って生じる振動を発生する事がな
く、エンジンの信頼性を向上できると共に、エンジンの
回転を不安定にする事がない。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１〜５は、本発明の実施の形態
の１例を示している。図示の例は、大型車用４サイクル
ディーゼルエンジン等として広く使用されている、オー
バヘッドバルブ（ＯＨＶ）型のエンジンに、本発明を適
用したものである。本発明の可変バルブ装置は、カムシ
ャフト１と、第一、第二のカム２、３と、第一、第二、
第三のシリンダ４、６、１２と、アウターピストン５
と、第一、第二のインナーピストン７、１４と、伝達部
材であるプッシュロッド９と、圧油給排手段８と、弾性
部材である図示しないバルブスプリングとを備える。

【００１０】このうちのカムシャフト１は、エンジンの
クランクシャフトにより歯車等（図示せず）を介して駆
動され、上記クランクシャフトと同期して、図１〜２の
時計方向に回転する。上記第一、第二のカム２、３は、
この様なカムシャフト１の中間部外周面に、互いに隣接
して固設したもので、バルブリフト量並びに開閉タイミ
ングの何れに就いても互いに異なるカムプロフィル（外
周面形状）を有する。即ち、高速回転時用の第一のカム
２、２は、低速回転時用の第二のカム３に比べて外径差
を大きくすると共に回転方向（図１〜２の時計方向）前
側に偏らせた状態で形成している。又、上記第一のカム
２、２は、上記第二のカム３を軸方向両側から挟持する
状態で設けている。又、全体的に上記第一のカム２、２
の外周面を、上記第二のカム３の外周面よりも所定量ｈ
だけ、直径方向外方に突出させている。

【００１１】又、上記第一のシリンダ４は、アウターピ
ストン５を挿入する為の孔であり、エンジンのシリンダ
ブロック１０等、上記カムシャフト１の周囲に存在する
固定部分の内側に、上記カムシャフト１の断面の直径方
向に亙り設けている。そして、上記第一のシリンダ４の
一端部（図１〜２の下端部）を、上記第一、第二のカム
２、３に対向する部分に開口させている。

【００１２】又、タペットとしての機能を有する上記ア
ウターピストン５を、上記第一のシリンダ４内に、この
第一のシリンダ４の軸方向（図１〜２の上下方向）に亙
る変位自在に嵌装している。上記アウターピストン５
は、全体を円筒状に形成したもので、その一端面（図１
〜２の下端面）は図３に示す様にラッパ状に開いた拡径
部１１を形成して、上記第一のカム２、２の外周面に対
向させている。即ち、上記第一のカム２、２の外周面
は、この拡径部１１の先端面の直径方向反対側２個所位
置に、それぞれ対向させている。

【００１３】又、上記アウターピストン５の一端部（図
１〜２の下端部）内側には、このアウターピストン５の
一端面に開口する第二のシリンダ６を、他端部（図１〜
２の上端部）内側には、上記アウターピストン５の他端
面（図１〜２の上端面）に開口する第三のシリンダ１２
を、それぞれ設けている。このうちの第二のシリンダ６
の開口部は、上記第二のカム３の外周面に対向してい
る。又、上記第三のシリンダ１２を構成すべく、上記ア
ウターピストン５の内側には、有底円筒状のシリンダラ
イナ２４を、螺合固定している。

【００１４】この様な第二のシリンダ６内には前記第一
のインナーピストン７を、この第二のシリンダ６の軸方
向に亙る変位自在に嵌装している。そして、この第一の
インナーピストン７の一端面を、上記第二のカム３の外
周面に当接させている。図示の例では、上記第一のイン
ナーピストン７の一端部に、外向フランジ状の鍔部１３
を形成し、この鍔部１３の片面（図１〜２の下面）を上
記第二のカム３の外周面に当接させている。尚、上記鍔
部１３の外径Ｄ₁₃は、図３に示す様に、前記各第一のカ
ム２、２同士の間隔Ｄ₂ よりも小さく（Ｄ₁₃＜Ｄ₂ ）し
て、図１に示す様に、上記各第一のカム２、２同士の間
に上記鍔部１３を進入自在としている。又、この鍔部１
３は、上記アウターピストン５の一端部に形成した上記
拡径部１１の内側に進入自在としている。

【００１５】又、上記シリンダライナ２４の内側に設け
た第三のシリンダ１２内には第二のインナーピストン１
４を、軸方向に亙る変位自在に嵌装している。この様な
第二のインナーピストン１４の他端面（図１〜２の上端
面）中央部には、球面状の受凹部１５を形成している。
そして、この受凹部１５に前記プッシュロッド９の一端
部を突き当てている。このプッシュロッド９は、上記第
二のインナーピストン１４の軸方向に亙る変位に対応し
て軸方向に変位し、吸気弁又は排気弁を開閉させる。
又、上記プッシュロッド９には、上記吸気弁又は排気弁
を閉じる方向に付勢する為に、この吸気弁又は排気弁に
付設した、図示しないバルブスプリングにより、上記第
二のインナーピストン１４に向かう方向の弾力を付与し
ている。但し、上記吸気弁又は排気弁が閉鎖した状態に
ある、上記プッシュロッド９の一端部と上記カムシャフ
ト１の中心軸との距離が一定距離にある場合には、上記
バルブスプリングはそれ以上に伸張する事がなく、上記
プッシュロッド９に上記弾力を付与しない。

【００１６】又、前記圧油給排手段８は、前記第二のシ
リンダ６と上記第三のシリンダ１２との内側に圧油を、
選択的に給排する。即ち、この圧油給排手段８は、上記
第二、第三のシリンダ６、１２のうちの一方のシリンダ
１２（又は６）に圧油を供給し、他方のシリンダ６（又
は１２）内の圧油を排出する機能を有する。この様な圧
油給排手段８は、エンジンのオイルパン等の貯油層１６
と、この貯油層１６内の油（エンジンオイル）を吸引し
て加圧し、所定圧（例えば５〜８kgf/cm² 程度）の圧油
として吐出する給油ポンプ１７と、この給油ポンプ１７
から送られる圧油の流れ方向を切り換える電磁式の切換
弁１８とを備える。又、上記所定圧は、上記一方のシリ
ンダ１２（又は６）に供給される圧油の給油圧により、
上記プッシュロッド９を上記バルブスプリングの弾力に
抗して変位させる事のない程度に小さくしている。即
ち、図４に示す様に、上記給油圧をＰとし、第三のシリ
ンダ１２の断面積をＡ´とし、後述する第四のシリンダ
４６の断面積をＡとし、同じく後述する弁座３４（又は
３１）の形成に伴って形成される通孔４７（又は４８）
の断面積をａとし、上記バルブスプリングによる弾性力
をＦとした場合に、Ｆ＞（Ａ×Ａ´×Ｐ）／ａの関係が成り立つ様に上記給油圧Ｐを設定している。

【００１７】一方、前記アウターピストン５の軸方向中
間部内側で、上記第二のシリンダ６と第三のシリンダ１
２との間に設けられた第四のシリンダ４６内には、上記
切換弁１８の切り換えに伴って軸方向に変位するリリー
スピストン１９と、このリリースピストン１９を挟んで
このリリースピストン１９の軸方向両側に設けられた第
一、第二の逆止弁２０、２１とを設けている。それぞれ
がボール弁式の逆止弁である、これら第一、第二の逆止
弁２０、２１は、上記リリースピストン１９の非作動
時、即ち、上記第一の逆止弁２０、又は第二の逆止弁２
１と、上記リリースピストン１９とが離隔している時に
は、上記第一、第二の逆止弁２０、２１を作動自在とす
る。即ち、これら第一、第二の逆止弁２０、２１は、上
記リリースピストン１９側の圧力が高い場合に開き、反
対にこのリリースピストン１９側の圧力が低い場合に閉
じる機能を有する。但し、後述する様に、上記リリース
ピストン１９が軸方向に変位した場合には、変位した側
に存在する逆止弁２０（又は２１）は、開放したままと
なる。又、上記切換弁１８を構成する１対の給排ポート
にそれぞれの一端部を接続した第一、第二の給排路２
２、２３のうち、第一の給排路２２の他端部は、上記リ
リースピストン１９と上記第一の逆止弁２０との間部分
に、第二の給排路２３の他端部は、上記リリースピスト
ン１９と上記第二の逆止弁２１との間部分に、それぞれ
通じさせている。

【００１８】即ち、上記第一の給排路２２の他端部は、
前記第一のシリンダ４の内周面に形成した第一の凹部２
５と、上記アウターピストン５の一部でこの第一の凹部
２５と整合する部分に形成した第一の通孔２６とを介し
て、上記リリースピストン１９と上記第一の逆止弁２０
との間部分に通じている。又、上記第二の給排路２３の
他端部は、前記第一のシリンダ４の内周面に形成した第
二の凹部２７と、上記アウターピストン５の一部でこの
第二の凹部２７と整合する部分に形成した第二の通孔２
８と、上記アウターピストン５の内周面に形成した第三
の凹部２９と、前記シリンダライナ２４の底部外側面
（図１〜２の下面）に形成した凹溝３０とを介して、上
記リリースピストン１９と上記第二の逆止弁２１との間
部分に通じている。

【００１９】又、上記第一、第二の逆止弁２０、２１の
うち、第一の逆止弁２０は、上記アウターピストン５の
中間部内周面に形成した内向フランジ状の第一の弁座３
１と、この第一の弁座３１に関して上記リリースピスト
ン１９と反対側に設けられた第一のボール３２と、この
第一のボール３２を上記第一の弁座３１に向け弾性的に
押圧する第一のばね３３とから成る。又、第二の逆止弁
２１は、前記シリンダライナ２４の底部に設けられた内
向フランジ状の第二の弁座３４と、この第二の弁座３４
に関して上記リリースピストン１９と反対側に設けられ
た第二のボール３５と、この第二のボール３５を上記第
二の弁座３４に向け弾性的に押圧する第二のばね３６と
から成る。

【００２０】又、前記リリースピストン１９の軸方向両
端面中央部には、それぞれ第一、第二の押圧ピン３７、
３８を固設している。これら各押圧ピン３７、３８の長
さ（高さ）は、上記第一、第二の弁座３１、３４の厚さ
よりも大きくしている。従って、上記リリースピストン
１９が軸方向に変位して第一の弁座３１（又は第二の弁
座３４）を形成した部分の反対側面に当接した場合に
は、上記第一の押圧ピン３７（又は第二の押圧ピン３
８）が上記第一のボール３２（又は第二のボール３５）
を第一のばね３３（又は第二のばね３６）の弾性に抗し
て変位させ、上記第一の逆止弁２０（又は第二の逆止弁
２１）を開放したままにする。

【００２１】更に、図示の例では、前記受凹部１５とプ
ッシュロッド９の一端部との当接部の潤滑を図る為、或
はエンジンの低速回転時にも可変バルブ装置に送り込む
圧油の圧力を確保する為、次の様な機構を組み込んでい
る。先ず、上記受凹部１５とプッシュロッド９の一端部
との当接部の潤滑を図る為、前記給油ポンプ１７から吐
出された油を、給油路３９と、前記第一のシリンダ４の
内周面に形成した第三の凹部４０と、アウターピストン
５の一部でこの第三の凹部４０と整合する部分に形成し
た第三の通孔４１と、前記シリンダライナ２４の一部に
形成した第四の通孔４２と、前記第二のインナーピスト
ン１４の内部に形成した潤滑油通路とを介して、上記受
凹部１５の底部に供給自在としている。

【００２２】一方、エンジンの始動時、上記給油ポンプ
１７から吐出される油の圧力が低い場合にも、可変バル
ブ装置に送り込む圧油の圧力を確保する為、アキュムレ
ータ４３内に必要とする圧力を有する圧油を貯溜自在と
している。このアキュムレータ４３には、エンジンの中
高速運転時に上記給油ポンプ１７から吐出する圧油を貯
溜する他、この給油ポンプ１７から吐出する圧油だけで
は不足する場合には、電動式の補助給油ポンプ４４を適
宜駆動して、常に必要とする圧力を有する圧油を貯溜し
ておく。そして、バルブ切り換えの必要が生じたにも拘
らず、上記給油ポンプ１７から吐出される油の圧力が低
いと考えられる場合には、第二の切換弁４５を図示の状
態とは逆に切り換えて、上記アキュムレータ４３内に貯
溜している圧油を、前記切換弁１８を介して、前記第二
のシリンダ６と第三のシリンダ１２とのうちの一方に送
り込む。

【００２３】上述の様に構成する本発明の可変バルブ装
置によれば、上記切換弁１８を適宜切り換えて、上記第
二のシリンダ６と第三のシリンダ１２とへの圧油の給排
状態を変える事により、プッシュロッド９によるバルブ
の開閉を、第一のカム２のカムプロフィルによるか、或
は第二のカム３のカムプロフィルによるかを変える事が
できる。

【００２４】先ず、エンジンが比較的高速で回転する場
合等、上記切換弁１８を図１の状態に切り換えると、上
記給油ポンプ１７から吐出された圧油は、第三のシリン
ダ１２内に供給される。即ち、上記切換弁１８の切り換
えに基づいて、前記リリースピストン１９と第二の逆止
弁２１との間部分が上記給油ポンプ１７の吐出口に通
じ、上記リリースピストン１９と前記第一の逆止弁２０
との間部分は、前記貯油層１６に通じる（大気に開放さ
れる）。この状態では、上記リリースピストン１９が上
記第一の逆止弁２０側に変位し、前記第一の押圧ピン３
７により第一のボール３２を押圧して、上記第一の逆止
弁２０を開放したままの状態とし、前記第一のインナー
ピストン７により一端開口を塞がれた第二のシリンダ６
内を大気に開放する。一方、前記第二の押圧ピン３８
は、前記第二のボール３５から離れたままの状態とし、
上記第二の逆止弁２１を作動自在とする。

【００２５】この結果、上記第二の逆止弁２１を通じて
前記シリンダライナ２４内に設けた第三のシリンダ１２
内に圧油が供給され、この第三のシリンダ１２内に嵌装
した前記第二のインナーピストン１４を、この第三のシ
リンダ１２から突出する方向に変位させる。この方向に
関する上記第二のインナーピストン１４の変位は、プッ
シュロッド９の一端部と上記第二のインナーピストン１
４の凹部１５との間に隙間が発生しない位置までであ
る。即ち、上記第三のシリンダ１２内に供給される圧油
の給油圧は、この圧油の給油圧により上記プッシュロッ
ド９を前記バルブスプリングにより付与される弾力に抗
して変位させる事のない程度に小さい。従って、上記圧
油は上記第三のシリンダ１２内に、上記第二のインナー
ピストン１４の凹部１５が上記プッシュロッド９に当接
した状態からそれ以上は供給されない。又、上記第三の
シリンダ１２内への圧油の供給により、上記プッシュロ
ッド９の一端部と上記凹部１５との間に隙間が発生する
事がなく、バルブリフト量を一定にする、所謂ラッシュ
アジャスタの機能を発揮する。そして、この状態で上記
第三のシリンダ１２内には、非圧縮性流体である圧油が
封入され、上記シリンダライナ２４と第二のインナーピ
ストン１４とが、一体的に結合された如き状態となる。

【００２６】又、上述の様に上記第二のインナーピスト
ン１４が変位するのは、上記切換弁１８の切り換え前に
於いて、上記第二のカム３のベースサークル上に上記第
一のインナーピストン７の一端面が当接している場合、
即ち吸気弁又は排気弁が閉鎖している場合のみである。
この理由は次の通りである。即ち、上記第二のカム３の
ベースサークルでない外周面上に上記第一のインナーピ
ストン７の一端面が当接している場合、即ち吸気弁又は
排気弁が開放している場合に、上記第二のシリンダ６内
に封入されている圧油には、上記プッシュロッド９に付
与される弾力と上記カムシャフト１の回転トルクとの両
方が加わり、上記圧油の油圧は高くなっている。この場
合に上記切換弁１８を図１に示す状態に切り換えても、
上記リリースピストン１９を変位させる方向に油圧を付
与する圧油は、上記第二のシリンダ６内に封入されてい
る圧油に比べて油圧が小さい。従って、上記切換弁１８
を切り換えてもこの第二のシリンダ６内に設けられた第
一の逆止弁２０を開放する事ができない。この結果、吸
気弁又は排気弁の開閉作動中に、圧油の給排の切り替え
に伴って生じる振動を発生する事がなく、エンジンの信
頼性を向上できると共に、エンジンの回転を不安定にす
る事がない。

【００２７】一方、前記第二のシリンダ６内は、上述し
た様に大気に開放する為、前記第一のインナーピストン
７は第二のシリンダ６内に、軸方向に亙る摺動変位自在
に嵌装された状態となる。この状態では、前記第二のカ
ム３の外周面の変位に対応して上記第一のインナーピス
トン７が軸方向に変位した場合でも、この変位がアウタ
ーピストン５にまでは伝達されない。即ち、この様な図
１に示した状態でカムシャフト１が回転し、上記第二の
カム３の外周面と前記鍔部１３の片側面とが摺接して
も、上記第一のインナーピストン７が上記第二のシリン
ダ６内で軸方向に摺動するのみで、上記第一のインナー
ピストン７の動きが上記アウターピストン５には伝わら
ず、前記プッシュロッド９が上記第二のカム３のカムプ
ロフィルに応じて駆動される事はない。

【００２８】一方、上記アウターピストン５の一端部に
形成した前記拡径部１１の先端面は、前記第一のカム
２、２の外周面と当接する。従って、上記アウターピス
トン５は、この第一のカム２、２のカムプロフィルに対
応して軸方向に変位し、プッシュロッド９がこの第一の
カム２のカムプロフィルに応じて駆動される。この状態
で前記吸気弁又は排気弁は、前記クランクシャフトの回
転に伴い、図５に実線α′で示す様な開度で開閉され
る。

【００２９】次に、エンジンが比較的低速で回転してい
る場合等、前記切換弁１８を図２の状態に切り換える
と、上述した高速回転時とは逆に、前記給油ポンプ１７
から吐出された圧油は、第三のシリンダ１２内には供給
されず、第二のシリンダ６内に供給される。この様に第
二のシリンダ６内に圧油を供給した状態では、上記第二
のシリンダ６内に封入された圧油の存在に基づき、上記
第一のインナーピストン７とアウターピストン５とが、
この第一のインナーピストン７の一端部がこのアウター
ピストン５の一端面から突出したまま、一体的に結合さ
れた如き状態となる。又、上記第一のインナーピストン
７の変位は上記プッシュロッド９の一端部と上記第二の
インナーピストン１４の凹部１５との間に隙間が発生し
ない位置までとなる。

【００３０】一方、上記第三のシリンダ１２内は大気に
開放されたままの状態となる為、上記第二のインナーピ
ストン１４は、前記プッシュロッド９に付与されている
弾力に基づき、上記第三のシリンダ１２の奥端部にまで
押し込まれた状態となる。この場合にも、上記第二のシ
リンダ６内に供給される圧油の量が規制され、前記ラッ
シュアジャスタの機能を発揮する。この様に、上記第一
のインナーピストン７の変位に拘らず、前記カムシャフ
ト１の中心と前記受凹部１５との位置関係は（カムシャ
フト１が回転しない限り）変化しない。即ち、上記第二
のシリンダ６内での第一のインナーピストン７の変位に
より、上記アウターピストン５を駆動する第一、第二の
カム２、３を切り換えるのみで、上記第一のインナーピ
ストン７の変位自体がバルブリフト量の変化に繋がらな
い。又、この場合にも切換弁１８を切り換えても、リリ
ースピストン１９の変位は、吸気弁又は排気弁が閉鎖し
ている場合にのみなされ、その結果、エンジンの信頼性
を向上できると共に、エンジンの回転を不安定にする事
がない。

【００３１】上述の様に、前記切換弁１８を図２に示す
状態に切り換えた状態では、第二のカム３の外周面の変
位に対応して上記第一のインナーピストン７が軸方向に
変位し、更にこの第一のインナーピストン７の変位が、
上記第二のシリンダ６内の圧油を介して、アウターピス
トン５にまで伝達される。一方、上記第一のインナーピ
ストン７が上記アウターピストン５の一端面から突出し
たままに固定されるので、このアウターピストン５の一
端部に設けた拡径部１１の先端面は上記第一のカム２、
２の外周面と離隔したまま当接しない。従って、この状
態では、プッシュロッド９が第二のカム３のカムプロフ
ィルに応じて駆動される。即ち、この状態で前記吸気弁
又は排気弁は、前記クランクシャフトの回転に伴い、図
５に破線β′で示す様な開度で開閉される。

【００３２】

【発明の効果】本発明の可変バルブ装置は、以上に述べ
た通り構成され作用するので、エンジンの吸気弁及び排
気弁の開閉状況を、それぞれ最適に制御して、エンジン
の燃費並びに出力の向上、並びに排出ガスの清浄化を効
率良く図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の１例の要部を、第一のカ
ムによりバルブの駆動を行なう状況で示す、要部断面図
及び油圧回路図。

【図２】同じく第二のカムによりバルブの駆動を行なう
状況で示す、図１と同様の図。

【図３】図１のＡ−Ａ断面図。

【図４】図１のＢ部拡大図

【図５】本発明の可変バルブ装置によりバルブの開閉タ
イミングとバルブリフト量とを変える状況を示す線図。

【図６】従来の可変バルブ装置によりバルブの開閉タイ
ミングとバルブリフト量とを変える状況を示す線図。

【符号の説明】

１カムシャフト２第一のカム３第二のカム４第一のシリンダ５アウターピストン６第二のシリンダ７第一のインナーピストン８圧油給排手段９プッシュロッド１０シリンダブロック１１拡径部１２第三のシリンダ１３鍔部１４第二のインナーピストン１５受凹部１６貯油槽１７給油ポンプ１８切換弁１９リリースピストン２０第一の逆止弁２１第二の逆止弁２２第一の給排路２３第二の給排路２４シリンダライナ２５第一の凹部２６第一の通孔２７第二の凹部２８第二の通孔２９第三の凹部３０凹溝３１第一の弁座３２第一のボール３３第一のばね３４第二の弁座３５第二のボール３６第二のばね３７第一の押圧ピン３８第二の押圧ピン３９給油路４０第三の凹部４１第三の通孔４２第四の通孔４３アキュムレータ４４補助給油ポンプ４５第二の切換弁４６第四のシリンダ４７通孔４８通孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カムシャフトと、このカムシャフトの中
間部外周面に互いに隣接して固設した、タイミング及び
バルブリフト量に関して互いに異なるカムプロフィルを
有する第一、第二のカムと、上記カムシャフトの周囲に
存在する固定部分の内側に、上記カムシャフトの断面の
直径方向に亙って設けられ、その一端部を上記第一、第
二のカムに対向する部分に開口させた第一のシリンダ
と、この第一のシリンダ内に軸方向に亙る変位自在に嵌
装され、その一端面を上記第一のカムの外周面に対向さ
せた、筒状のアウターピストンと、このアウターピスト
ンの一端部内側に設けられてこのアウターピストンの一
端面に開口した第二のシリンダと、この第二のシリンダ
内に軸方向に亙る変位自在に嵌装され、その一端面を上
記第二のカムの外周面に対向させた第一のインナーピス
トンと、上記アウターピストンの他端部内側に設けられ
てこのアウターピストンの他端面に開口した第三のシリ
ンダと、この第三のシリンダ内に軸方向に亙る変位自在
に嵌装された第二のインナーピストンと、この第二のイ
ンナーピストンの他端面にその一端部を突き当てられ、
この第二のインナーピストンの軸方向に亙る変位に対応
してバルブを開閉させる伝達部材と、この伝達部材の一
端部と上記カムシャフトの中心軸との距離が一定距離以
上の場合に、上記伝達部材に対して上記第二のインナー
ピストンに向かう方向の弾力を付与する弾性部材と、上
記第二のシリンダと上記第三のシリンダとのうち一方の
シリンダに圧油を供給し、他方のシリンダの圧油を排出
する機能を有する圧油給排手段とを備え、上記一方のシ
リンダに供給される圧油の給油圧が、この給油圧により
上記伝達部材を上記弾性部材の弾力に抗して変位させる
事のない程度に小さい可変バルブ装置。
【請求項２】第二、第三のシリンダ内にそれぞれ設け
られ、これら両シリンダを閉鎖する方向の弾力が付与さ
れる第一、第二の逆止弁と、上記第二のシリンダと上記
第三のシリンダとの間に設けられた第四のシリンダ内
に、軸方向に亙る変位自在に嵌装されたリリースピスト
ンと、このリリースピストンの軸方向両端部に形成さ
れ、上記第一、第二の逆止弁と対向する状態で設けられ
た第一、第二の押圧ピンとを備え、圧油給排手段の圧油
の給排の切り換えに伴って、上記リリースピストンが軸
方向に変位し、上記第一、第二の押圧ピンのうち一方の
押圧ピンが、上記第一、第二の逆止弁のうち一方の逆止
弁を開放したままとし、上記第一、第二の押圧ピンのう
ち他方の押圧ピンが上記第一、第二の逆止弁のうち他方
の逆止弁と離隔したままとしてこの他方の逆止弁を作動
自在とした、請求項１に記載した可変バルブ装置。