JPS60128912A - 内燃機関の吸排気弁駆動装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ この発明は吸排気弁の開閉時期ならびに弁リフト鍮を運
転条件に応じて可変制御する内燃機関、特に、自動車用
内燃機関の吸排気弁駆動装置に関する。

［従来技術］ 一般に、自動車用内燃機関は広い運転条件で使用される
ので、運転条件に応じて吸気弁又は排気弁或いはその両
者の弁リフト及びタイミング（作動角）を可変制御する
ことが望ましい。このような観点から内燃機関の吸排気
弁を可変制御する各種の提案がなされており、その一つ
として米国特許第３４１３９６５＠が知られている。

しかしながら、この従来のものは弁リフト及びタイミン
グを可変とする機構として、機械的な制御カムを用いて
いるので、直列４気筒以上の多気筒エンジンにおいては
いずれかの気筒の弁が作動しているため、その気筒のバ
ルブスプリングに打勝って制御カムを駆動する必要があ
るため、駆動用のアクチュエータが大型になり、それを
駆動するため動力損失も大きくなる欠点がある。

このため、各気筒毎に油圧アクチュエータを設け、駆動
カム、従ってバルブの休止１１１１問中にこれを伸縮し
、前述の欠点に対処するものがある。この場合、油圧ア
クチュエータのシリンダをスリーブ弁の回転制御にＪζ
つて゛サーボ機構を利用してその伸縮位置を規制するこ
とが通常考えられるのであるが、このようなスリーブ弁
の回転による方法であると、オイルの連通又は遮断のた
めのスリーブ弁の窓孔がどうしても斜めスリット形状と
なり、特に加工製造が困難となる問題がある。この問題
は可変バルブ装置の多回生産の可否、ひいては採用実現
の可否につながる問題である。

Ｌ発明の目的Ｊ この発明は、油圧アクチュエータの伸縮制御をスリーブ
弁の回転運動による方法を用いないで、その往復動又は
上下動により得るようにしたもので、スリーブ弁の油孔
の加工の困難性を回避し、多量生産可能でかつ、リフト
のバラツキの少い吸排気弁駆動装置を提供することを目
的とする。

［発明の構成］ この発明は上記目的を達成するため、機関回転に同期し
て回転するバルブ駆動カムと、一端が前記駆動カムに当
接し他端がバルブステムに連係するロッカアームと、前
記ロッカアームの背面に沿って配設され前記背面が支点
接触する支持面を持つレバーと、前記レバーの一端を支
持するブラケットと、前記レバーの他端を支持しスリー
ブ弁の往復動位置に応じて伸縮位置が規制されるシリン
ダを持つ油圧アクチュエータと、前記スリーブ弁を往復
動づる制御手段とを備えることを要旨とする。

［作用］ スリーブ弁をカムによりｔｔ　４Ｑ　ａ　（上下動）さ
せると、オイルがリザーバ室から逆止弁を通って高圧室
に供給されるので、油圧アクチュエータはそのシリンダ
が伸長し、そのサーボ作用によりスリーブ弁の往復動位
置に応じて伸縮位置が決定される。従ってレバーの（ぽ
１斜が変り、これがロッカアームの揺動角度の変化とな
ってバルブリフト及びタイミングを可変とりる。

前述のスリーブ弁の往復動によりサーボ作用を行うので
、スリーブ弁の油孔の開閉が簡単に加工できる単純孔形
状で済み、従って、スリーブ弁、ひいては油圧アクチュ
エータの砧産が可能となる。

また、加工も単純孔であるため部品間のバラツキが少な
く、従って気筒間のバルブリフトのバラツキを少なくす
ることができる。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例を示す図である。

まず構成を説明すると、１は機関回転に同期して回転す
るバルブ駆動カム、２はロッカアーム、３はバルブステ
ム、４はレバー、５はブラケット、６は油圧アクチュエ
ータである。

ロッカアーム２は一端が駆動カム１に当接し、他端がバ
ルブステム３に連係し、駆動カム１の駆動により揺動し
、その運動をバルブステム３に伝え、バルブスプリング
７に抗して弁（吸気弁又は排気弁）８を開くもので、そ
の中間に支持軸９を設（プている。

レバー４はロッカアーム２の背面１Ｏに沿って配設され
、支持ＩＴｌｈ９との間にレバースプリング１１を圧縮
して設けてあり、かつ、ロッカアームの背面１０が支点
接触する支持面１２を設けている。

ブラケット５はレバー４の一端（バルブ側）を油圧・ピ
ボット１３で支持すると共に、レバー４の他端（駆動）
ｊム側）を油圧アクチュエータ６で支持し、油圧アクテ
コュータ６の伸縮作用により、レバー４の傾斜、ひいて
は弁８のリフトを可変とする。油圧ピボット１３も油圧
アクチュエータ６も、ブラケット５に収容され、オイル
供給用通路１４からのオイルにより、前者は弁隙間をゼ
ロラッシュに、後者は伸縮してバルブリフトを可変とす
る。なお、油圧ピボット１３は通常の油圧りペットと同
様に逆止弁１５と、摺動用外筒７６と、固定内＠１７と
を持っているが、これは、機械式の調節ねじ式に置換え
てもよく、要するに固定端と考えてよいものである。

次に、油圧アクチュエータ６の構造を細く説明する。ブ
ラケット５に固定されたＭ　１８に内筒１９が固定され
ており、この外側をシリンダ２０が」−下動し、更にイ
の外側をスリーブ弁２１が上下動するようになっており
、スリーブ弁２１はカム２２０紙面に直角な方向の運動
により上下動するものである。すなわち、第２図及び第
３図に示すように、カム２２のＸ方向の移動により、そ
の斜面２３がスリーブ弁２１のガイド面２４に案内され
斜面２４に接することによりスリーブ弁２１をＹ方向に
下降ざ往るものである。

オイルは第４図、第５図及び第６図に示すように、ブラ
ケット５内の供給用通路１４からスリーブ弁２１の孔２
６、シリンダ２０の溝２７、スリーブ弁２１の反対側の
孔２−８、ブラケット５の通路２９、蓋１８の通路３０
．内筒１９のリナーバ室３１、逆止弁３２を経て高圧室
３３に供給される。

又、オイルのリークは一般的には各摺動部から行なわれ
るが、リフト減少時の応答性を高めるため、高圧室３３
のリーク孔３４がスリーブ弁２１の下端面３５から覗い
たとき、ブラケット５のドレン孔３６から人足に洩れ出
るように構成する。

なお、リーク室３７にはスリーブ弁２１の戻り用円すい
ばね３８が縮設されており、又、室３９は、シリンダ２
０の案内部の通気孔４１及び蓋１８の通気孔４２を経て
外部に通じている。なお４１ａはリークダウンしたオイ
ルの回収孔である。

シリンダ２Ｏは第５図及び第７図に示りように平行直線
部４２を持ち、レバー４との支持部において回転止めを
果覆ように構成する。

次に上記実施例の作用を説明する。

（１）　リフト人のとき 第４図〜第６図はリフト大の場合を示す。この場合はカ
ム２２がＸ方向、従って、スリーブ弁２１が下方即らＹ
方向に移行した場合である。スリーブ弁２１が下るとそ
の孔２６が下るので、スリーブ弁２１の満２７とオーバ
ーラツプが大となり、オイルは通路１４から、孔２６、
溝２７、孔２８、通路２９．３０を経−Ｃ１リザーバ室
３１に至り、リザーバ室の圧力が」−昇し逆止弁３２を
開いて高圧室３３に供給される。従って、シリンダ２０
が高圧室３３内のばね４３及び油圧により下方に伸びる
。りると、前述のＡ−バーラップが小となりオイルの供
給が止み、かくしてスリーブ弁２１の下った位置に応じ
て、シリンダ２０の下方伸長位置が決定される。このよ
うなサーボ作用により、油圧アクチユエータ６は第１図
に示すような伸長位置を占める。

かくして、第１図に示すように、レバー４は油圧アクチ
ュエータ６の伸長位置での支点と油圧ピボット１３の支
点に支えられロッカアーム２に接近した位置となるので
、ロッカアーム２の揺動角度が大となり、バルブステム
３従って弁８を大きくリフトする。

（２）　リフト小のとき この場合は、第８図〜第１０図に示すように、カム２２
を７方向に移動させることにより、前述と反対にスリー
ブ弁２１はばね３８により上昇し従って、シリンダ２Ｏ
も上方に移動し、結局、油圧アクチユエータ６は最も収
縮した状態となる。

従って、レバー４はロッカアーム２と離れるのでバルブ
リフトは小となる。

（３）　リフト変更時 第１１図は大リフト時のオーバーラツプの状態、第１２
図は小リフト時のオーバーラツプの状態を示す。大リフ
ト時はリザーバ室にはより高い圧力が必要なので孔２６
と溝２７とのオーバーラツプ４４が大であり、リーク孔
３４下端とスリーブ弁２１の下端面３５どの段差４５が
大きい。また、小リフト時は、リザーバ室に要求される
圧力が低いためオーバーラツプ４４．と段差４５が小さ
い。

しかし、第１３図のように、スリーブ弁の孔２６を下方
が角状のかまぼこ孔に形成すると、オーバーラツプ４４
の有効開口面積を大きくとることができるので、オーバ
ーラツプ４４の間隔が小となり、従って、高圧室３３の
リーク孔３４とスリーブ弁上端面３５と、の段差４５を
小とすることができ、リフト縮少時の応答性を高めるこ
とができる。

すなわち、スリーブ弁２１がばね３８の戻し力により上
昇すると、その下端面３５から、シリンダ内高圧室３３
のリーク孔３４が覗くので、その中の高圧のオイルは勢
いよく洩れ出てドレン孔３６（第４図参照）より外部に
流出する。従ってシリンダ２Ｏはカムによるノ〕を受（
プているので、応答性よく収縮する。

なお、第１２図において、溝２７の下方に延長してオイ
ル逃し溝４６を形成しであるので、リフト小のとき、ス
リーブ弁２１の下端面３５からこの逃し溝４６が覗くの
で、Ａイル供給孔２６からのオイルはドレンされ、リフ
ト小の状態を維持する。

第１４図には他の実施例を示１゜この実施例はシリンダ
２０にオイル供給用のオイル通路４７を設（プたもので
、内筒１９の溝４８、孔４９と通じさせることにより、
第４図のブラケット５、蓋１８の通路を省略することが
できる。なお、オイル回収孔４１ａのうらの１個を供給
孔に兼用もできる。

第１５図には更に他の実施例を示す。この場合は高圧室
３３にシリンダ２０の伸長時の戻りばねを有しない場合
である。１なわち、シリンダ２０の伸長は専ら、逆止弁
１５を通るオイルの油圧により行なう簡素型である。な
お逆止弁１５のスプリングリテーナ４８は内筒１９にそ
のフランジを嵌合固定しである。

第１６図〜第１９図には更に他の実施例を示す。

この場合はスリーブ弁２１を直動するのに、制御力ムシ
１１フト４９を用いたもので、このカムシャフトを駆動
するのに、円運動アクチユエータの直角が可能になるメ
リットがある。

第２０図〜第２３図は更に他の実施例を示す。

この場合はシリンダ２Ｏに回り止めキー５０をブラケッ
ト５との間に設け、その回り止めを行なうと共に、下方
にスライドカム５１を設けたもので、シリンダ２Ｏのつ
ば部とスリーブ弁２１との間に円すいばね５２を設【プ
、スリーブ弁を大リフト側に付勢づ°るようにしている
。これにより、スライドカムのアクチュエータが作動し
ない万一の場合はバルブリフトを大ぎい方に固定してフ
ェイルセーフをやりやすいものとしている。

第２４図・〜第２７図には更に（［１の実施例を示す。

この場合は、シリンダ２０に回り止めキー５０を設（プ
ると共に、スリーブ弁２１を大リフト側に付勢するにう
テーパばね５２を設Ｃ〕た点は前実施例と同様であるが
、スリーブ弁２つの制御カムは力ムシ１１フト５３を設
けた点で異なる。この理由により、スライドカムを設け
た前実施例よりバルブリフタ（吸排気弁駆動装置全体）
の全高を短縮できる。

［発明の効果］ 以上説明してぎたように、この発明は油圧アクチュエー
タの伸縮制御を往復ａ即ち直動（上下動１のスリーブ弁
によって行なうｊ：うにしたので、油圧サーボをスリー
ブ弁の単純孔又はその端面にて実行でき、従って、スリ
ーブ弁の孔加工が簡単にでき実用化大なる効果を生ずる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の断面図、第２図は第１図
の油圧アクチュエータの斜視図、第３図は同じく分解図
、第４図〜第７図は同じくリフト大のときの作動図で、
第４図は第５図のＡ−Ａ断面図、第５図は第４図の一部
切欠いた側面図、第６図は第５図の上面図、第７図は第
５図の底面図、第８図〜第１０図はリフト小のとぎの作
動図で、第８図は第９図のＢ−Ｂ断面図、第９図は第８
図の一部を切欠Ｃ１だ側面図、第１０図は第９図の−Ｌ
面図、第１１図はリフト大のときのオーバラップを示す
作動図、第１２図はリフト小のときのオーバーラツプを
示す作動図、第１３図はオーバラップの他の実施例の拡
大図、第１４図はオイル通路をシリンダに設（〕たもの
の断面図、第１５図は高圧室の戻しばねを省略したもの
の断面図、第１６図〜第１９図は回転式制御カムシャフ
トによるものの実施例で第４図〜第７図に対応するもの
、同じく、第２０図〜第２３図は下方のスライドカムに
よるもの、第２４図〜第２７図は下方の回転式制御カム
シャフトによるものの図である。 図面に現われた符号の説明 １・・・バルブ駆動カム ２・・・［１ツカアーム　３・・・バルブステム４・・
・レバー　５・・・ブラケット ６・・・油圧アクチユエータ １０・・・背面　１１・・・支持面 １３・・・油圧ピボット　１４・・・オイル供給通路１
９・・・内筒　２Ｏ・・・シリンダ ２１・・・スリーブ弁　２２・・・カム３１・・・リザ
ーバ室　３２・・・逆１に弁３３・・・高圧室　３４・
・・リーク孔３５・・・下端面　３８．５２・・・テー
パばね４４・・・オーバラップ　４５・・・段差４９・
・・制御カムシャフト ５１・・・スライドカム　５３・・・カムシャフト第１
図 第２図 第４１図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 口 第１１図 Ｚυ 第１２図 Ｕ 第１３図 １ こ−、−−Ｊ 第１４図 爪 第１５図 、ｙ　４ｏ　ｌコ　ｌＵ 第１６図 ９ ＠１７図 ｑ 第１８図 第２０図 １０ 第２１図 ９ 第２２図 口 第２３図 第２４図 ＠２５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ４１Ｉ関回転に同期して回転するバルブ駆動カムと、一
   端が前記駆動カムに当接し他端がバルブステムに連係す
   るロッカアームと、前記ロッカアームの背面に沿って配
   設され前記背面が支点接触づる支持面を持つレバーと、
   前記レバーの一端を支持するブラケットと、前記レバー
   の他端を支持しスリーブ弁の往復動位置に応じて伸縮位
   置が規制されるシリンダを持つ油圧アクチュエータと、
   前記スリーブ弁を往復動する制御手段とを備えてなる内
   燃機関の吸排気弁駆動装置。