JPH04292506A - 内燃機関用機関弁の油圧駆動装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固定の支持部に固定さ
れるシリンダ体に、該シリンダ体との間に形成される油
圧室に背面を臨ませるとともに前端を機関弁の後端に当
接させる弁駆動ピストンが摺動可能に嵌合され、前記油
圧室には、機関弁の開弁時期に対応して油圧を発生する
油圧発生手段と、開弁時に前記作動油圧室の油圧を解放
可能な電磁開閉弁とが接続され、機関の要求に応じて機
関弁の開閉作動特性を変更すべく電磁開閉弁の開閉作動
を制御する制御手段が電磁開閉弁に接続される内燃機関
用機関弁の油圧駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、かかる装置は、たとえば特開昭６
１−２７５５１６号公報等により公知である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、作動油の粘
度はその温度が低くなるのに応じて大となるものであり
、電磁開閉弁内の作動部では、粘度が高くなると作動油
の抵抗が増大し、また粘度が低くなると作動油の抵抗が
減少する。しかるに上記従来のものでは、電磁開閉弁を
駆動する電力を作動油粘度すなわち温度にかかわらず一
定としており、このため、作動油粘度が高いときには電
磁開閉弁の応答性が低下し、作動油粘度が低いときには
電磁開閉弁の応答性が著しく増加して作動部の衝突によ
る作動音が発生する。

【０００４】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、電磁開閉弁の作動特性を作動油粘度に適合し
たものとし、作動油高粘度時の作動レスポンス改善なら
びに作動油低粘度時の作動音低減を図るようにした内燃
機関用機関弁の油圧駆動装置を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、作動油の粘度を代表する指標を検
出する検出器が制御手段に接続され、該制御手段は、電
磁開閉弁の駆動電力を作動油の粘度が大であるときに大
とするように段階的または連続的に変化すべく構成され
る。

【０００６】

【実施例】以下、図面により本発明の実施例について説
明する。

【０００７】図１ないし図７は本発明の一実施例を示す
ものであり、図１は油圧駆動装置の縦断面図、図２は電
磁開閉弁の拡大縦断面図、図３は作動油粘度の高、低に
応じて定められたデューティ比を示す図、図４は作動油
粘度の高、低に応じた電磁吸引力の従来との対比図、図
５は作動油粘度の高、低に応じた作動レスポンスの従来
との対比図、図６は作動油粘度の高、低に応じた作動レ
スポンスの変化を示すグラフ、図７は作動油粘度の高、
低に応じた作動音レベルの従来との対比図である。

【０００８】先ず図１において、内燃機関におけるシリ
ンダヘッドＨＣ　には機関弁としての吸気弁Ｖが弁ばね
１１により閉弁方向に付勢されながら開閉作動可能にそ
れぞれ配設されており、各吸気弁Ｖを開閉駆動するため
の油圧駆動装置ＵがシリンダヘッドＨＣ　に配設される
。

【０００９】油圧駆動装置Ｕは、シリンダヘッドＨＣ　
に結合される支持部としての支持ブロック１２に、吸気
弁Ｖに連動、連結される弁駆動ピストン１３と、カムシ
ャフトＳに設けられたカム２２によって駆動されて吸気
弁Ｖの開弁時期に対応して油圧を発生可能な油圧発生手
段８と、機関の要求に応じて吸気弁Ｖの開閉作動特性を
変更すべく油圧発生手段８の発生油圧を解放可能な電磁
開閉弁１５とが設けられて成るものである。

【００１０】支持ブロック１２には、吸気弁Ｖと同軸に
して第１シリンダ体１６が固定されており、第１シリン
ダ体１６には、吸気弁Ｖの上端に当接する弁駆動ピスト
ン１３が摺動自在に嵌合され、該弁駆動ピストン１３と
シリンダ体１６との間には弁駆動ピストン１３の背面を
臨ませるようにして油圧室１７が形成される。

【００１１】油圧発生手段８は、カム２２の上方で支持
ブロック１２に固定される第２シリンダ体１８と、カム
２２に摺接するとともに第２シリンダ体１８と同軸上で
支持ブロック１２に摺動自在に嵌合される有底円筒状の
リフタ１９と、該リフタ１９に下端を当接させるととも
に第２シリンダ体１８との間に油圧発生室２０を画成し
て第２シリンダ体１８に摺動自在に嵌合されるカム従動
ピストン１４とを備える。

【００１２】油圧室１７および油圧発生室２０は、吸気
弁Ｖすなわち弁駆動ピストン１３がその全閉位置から所
定量だけ開弁方向に作動したときに連通するものであり
、しかも弁駆動ピストン１３には、油圧発生室２０から
油圧室１７への作動油の流通のみを許容するチェック弁
２１が設けられ、油圧室１７および油圧発生室２０間に
は絞り機構が配設される。

【００１３】ところで、油圧発生室２０および油圧室１
７間は、吸気弁Ｖが全閉位置から所定量だけリフトした
状態から全開状態までの間では連通状態にあり、また吸
気弁Ｖが全閉位置から所定量だけリフトするまでは油圧
発生室２０から油圧室１７への作動油の流通のみを許容
するチェック弁２１ならびに油圧室１７から油圧発生室
２０への作動油の戻り量を制限する絞り機構を介して連
通することになる。而して吸気弁Ｖの全閉状態では、油
圧駆動装置Ｕは図１で示す状態にあり、この図１の状態
からカムシャフトＳの回転に応じてカム２２によりリフ
タ１９が押上げられる。それによりカム従動ピストン１
４が上方に押圧駆動され、油圧発生室２０の容積が収縮
せしめられ、油圧発生室２０内の作動油はチェック弁２
１および絞り機構を介して油圧室１７に導入される。し
たがって油圧室１７の油圧が大となり、弁駆動ピスン１
３が下方に押下げられて吸気弁Ｖが弁ばね１１のばね力
に抗して開弁駆動される。また吸気弁Ｖが全開状態にな
った後に、カム２２によるリフタ１９への押圧力が解除
されると、吸気弁Ｖは弁ばね１１のばね力により上方す
なわち閉弁方向に駆動される。この吸気弁Ｖの閉弁作動
により弁駆動ピストン１３も上方に押上げられ、油圧室
１７の作動油は油圧発生室２０に戻されるが、その閉弁
作途中で油圧室１７および油圧発生室２０間にチェック
弁２１および絞り機構が介在するようになってからは、
油圧室１７から油圧発生室２０への作動油の戻り量が制
限され、吸気弁Ｖの上方への移動速度すなわち閉弁速度
が閉弁作動途中から緩められて着座時の衝撃が緩和され
ることになる。

【００１４】また支持ブロック１２には、吸気弁Ｖが完
全に閉弁した状態で吸気弁Ｖの上端を検出するリフトセ
ンサ２３が配設される。

【００１５】上記油圧室１７および油圧発生室２０の油
圧を、吸気弁Ｖの開弁作動途中で解放すると、油圧室１
７は弁ばね１１のばね力に打勝って吸気弁Ｖを開弁し続
けるだけの伝達機能を失うことになり、カム２２がリフ
タ１９を上方に押続けるにもかかわらず、吸気弁Ｖは前
記油圧解放時から弁ばね１１の弾発力により閉弁作動を
開始し、油圧室１７の容積は縮小する。

【００１６】電磁開閉弁１５は、上述の油圧室１７およ
び油圧発生室２０からの油圧の解放時期すなわち吸気弁
Ｖのリフト量および閉弁時期を制御する電磁弁であり、
油圧発生室２０に通じて支持ブロック１２に穿設された
通路１と、支持ブロック１２に配設されたアキュムレー
タ２４に連通しながら支持ブロック１２に穿設された通
路２との間に介設される。また前記両通路１，２間で電
磁開閉弁１５を迂回して支持ブロック１２に設けられた
迂回路７には一方向弁２５が配設されており、この一方
向弁２５は、第２通路２の油圧が第１通路１の油圧より
も設定圧以上大きくなったときに開弁してアキュムレー
タ２４から通路１すなわち油圧発生室２０に向けての作
動油の流通のみを許容するものである。またシリンダヘ
ッドＨＣ　に設けられているオイルバス３から作動油を
汲み上げるオイルポンプ４は、フィルタ５を備える油路
６に接続されており、該油路６は、支持ブロック１２に
配設された逆止弁２６を介して通路２に接続される。而
して逆止弁２６はオイルポンプ４から通路２側に向けて
の作動油の流通のみを許容するものである。

【００１７】図２において、支持ブロック１２には、そ
の上部外面に開口する取付孔２７が電磁開閉弁１５を取
付けるべく穿設される。この取付孔２７は、その軸方向
に沿う内方側から順に小径孔部２８と、小径孔部２８よ
りも大径の大径孔部２９と、大径孔部２９よりも大径で
あるねじ孔部３０とが同軸に連設されて成り、通路１は
小径孔部２８に同軸に連設される。小径孔部２８には、
小径孔部２８および大径孔部２９間の段差面と面一にし
てフィルタ４０が嵌合される。また通路２は、大径孔部
２９における小径孔部２８寄りの側面に開口される。

【００１８】一方、電磁開閉弁１５のハウジング３１は
、ハウジング主体３２の前端に弁ハウジング部３３が設
けられるとともにハウジング主体３２の後端に固定コア
３４が取付けられて成る。而してハウジング主体３２は
、ねじ孔部３０よりも小径である外筒部３５と、該外筒
部３５内に同軸に配置される内筒部３６と、外筒部３５
および内筒部３６の一端を連結する連結板部３７と、ね
じ孔部３０の内径よりもわずかに小さな外径を有して外
筒部３５の一端から半径方向外方に張出される鍔部３８
と、大径孔２９に嵌合する外径を有して外筒部３５およ
び内筒部３６とは反対側に延びながら連結板部３７に同
軸に連設される連結筒部３９とを有する。しかも内筒部
３６の連結板部３７からの軸方向長さは外筒部３５の連
結板部３７からの軸方向長さよりも小さく設定される。

【００１９】弁ハウジング部３３は、外ガイド筒４１と
該外ガイド筒４１内に同軸に配置される内ガイド筒４２
とから成り、連結板部３７に内ガイド筒４２を当接させ
るようにして外ガイド筒４１および内ガイド筒４２を連
結筒部３９に嵌合した状態で、該連結筒部３９の先端を
外ガイド筒４１にかしめ結合することにより、弁ハウジ
ング部３３が構成されるとともに該弁ハウジング部３３
がハウジング主体３３の前端に連設される。また固定コ
ア３４は外筒部３５の後端にかしめ結合される。

【００２０】このような電磁開閉弁１５のハウジング３
１は、その弁ハウジング部３３をフィルタ４０に当接さ
せるまでハウジング主体３２の連結筒部３９を大径孔２
９に嵌合するようにして取付孔２７に挿入される。また
円筒状に形成されているカラー４４が取付孔２７のねじ
孔部３０に螺合され、該カラー４４を、その先端がハウ
ジング３１の鍔部３８に当接するまで締付けることによ
り、電磁開閉弁１５のハウジング３１がカラー４４およ
び支持ブロック１２間に挟持、固定されることになる。

【００２１】弁ハウジング部３３における外ガイド筒４
１の一端にはフィルタ４０を介して通路１に同軸に通じ
る入口ポート４７が設けられ、該入口ポート４７近傍で
外ガイド筒４１の側壁には周方向に間隔をあけた複数の
出口ポート４８が穿設される。しかも支持ブロック１２
の取付孔２７における大径孔２９内面および外ガイド筒
４１間には各出口ポート４８および通路２に通じる環状
通路４９が形成され、ハウジング主体３２の連結筒部３
９外面には、環状通路４９と外部との間のシールを果た
すための環状のシール部材５０が嵌着される。

【００２２】弁ハウジング部３３内には、有底円筒状に
形成される主弁体５１が、その外面を外ガイド筒４１内
面に摺接させるようにして嵌合されており、該主弁体５
１は、入口ポート４７の内端縁を囲むようにして外ガイ
ド筒４１に設けられるテーパ状の弁座５２に着座して入
口ポート４７および出口ポート４８間を遮断する位置と
、弁座５２から離反して入口ポート４７および出口ポー
ト４８間を連通する位置との間で移動可能である。

【００２３】主弁体５１の背面を臨ませるようにして弁
ハウジング部３３内には背圧室５３が形成されており、
該背圧室５３内には、主弁体５１を弁座５２に着座せし
める方向のばね力を発揮するばね５４が収納される。し
たがって主弁体５１には、入口ポート４７の流体圧が開
弁方向に作用し、背圧室５３の流体圧が閉弁方向に作用
し、ばね５３のばね力が閉弁方向に作用することになる
。しかも主弁体５１には、入口ポート４７および背圧室
５３間を連通する絞り５５が軸線からずれた位置に穿設
される。

【００２４】弁ハウジング部３３における内ガイド筒４
２は、主弁体５１の開弁作動時に該主弁体５１に当接し
てストッパとしての機能を果たすものであり、主弁体５
１の背面に対向する内ガイド筒４２の先端部にはパイロ
ット弁孔５６が同軸に穿設される。また内ガイド筒４２
内にパイロット弁孔５６を閉鎖可能なパイロット弁体５
７が摺動自在に嵌合されており、該パイロット弁体５７
は、弁ハウジング部３３との間に介設したばね５８によ
り開弁方向すなわち後退方向に付勢される。しかもパイ
ロット弁体５７には、その開弁時にパイロット弁孔５６
に通じる連通路６０が同軸に穿設されており、該連通路
６０はパイロット弁体５７の後端で開口される。

【００２５】ハウジング主体３２における内筒部３６内
にはスリーブ５９を介して駆動ロッド６１が軸方向移動
自在に配置されており、該駆動ロッド６１の先端はパイ
ロット弁体５７の後端に同軸に当接される。また内筒部
３６の端部と固定コア３４との間には、軸方向の移動を
可能として可動コア６２が配置されており、前記駆動ロ
ッド６１の後端が該可動コア６２に結合される。しかも
可動コア６２および固定コア３４間にはばね６３が縮設
されており、可動コア６２はばね６３により内筒部３６
側に付勢される。さらに駆動ロッド６１および固定コア
３４には、前記連通路６０に通じる連通路６４および連
通孔６５が穿設されている。

【００２６】ハウジング主体３２の外筒部３５および内
筒部３６間には、ボビン６６に巻装されたコイル６７が
配設されており、該コイル６７に接続されるリード線６
８が固定コア３４から外部に引出される。

【００２７】このような電磁開閉弁１５では、コイル６
７の励磁により可動コア６２および駆動ロッド６１がば
ね６３のばね力に抗して後退し、駆動ロッド６１に追随
してパイロット弁体５７が後退することによりパイロッ
ト弁孔４７が開放される。それにより背圧室５３の油圧
が解放され、主弁体５１の両面に作用する油圧のバラン
スがくずれ、その前面に作用している入口ポート４７の
油圧による開弁力が、背圧室５３の油圧およびばね５４
による閉弁力に打勝って開弁作動する。またコイル６７
の消磁状態では可動コア６２および駆動ロッド６１がば
ね６３のばね力により前進し、パイロット弁体５７はパ
イロット弁孔５６を閉塞するまで前進する。これにより
絞り５５を介して背圧室５３に入口ポート４７の油圧が
作用し、主弁体５１が閉弁作動する。

【００２８】再び図１において、電磁開閉弁１５のコイ
ル６７の励磁および消磁はコンピュータから成る制御手
段Ｃにより制御されるものであり、開弁時にコイル６７
には、励磁電力として断続的な電流が印加される。しか
も制御手段Ｃは、電磁開閉弁１５を開弁すべくコイル６
７に印加する断続電流のデューティ比を作動油粘度に応
じて変化させるものであり、制御手段Ｃには作動油粘度
を代表する指標として作動油温度を検出する検出器７０
が接続される。而して制御手段Ｃでは、検出器７０で検
出された作動油温度が高いときすなわち作動油粘度が低
いときにコイル６７に印加する断続電流のデューティ比
が図３（ａ）で示すように設定されるのに対し、検出器
７０で検出された作動油温度が低いときすなわち作動油
粘度が高いときにコイル６７に印加する断続電流のデュ
ーティ比が図３（ｂ）で示すように設定されている。す
なわち作動油粘度が高いときのデューティ比は低粘度の
ときのテューティ比よりも大きく設定される。これに対
し、従来のものでは、鎖線で示すように作動油粘度の変
化にかかわらずデューティ比が定められていたものであ
る。

【００２９】次にこの実施例の作用について説明すると
、電磁開閉弁１５における内部の作動部、すなわち主弁
体５１、パイロット弁体５７および可動コア６２の周囲
には作動油が満たされており、コイル６７の励磁によっ
て生じる可動コア６２の固定コア３４側への電磁吸引力
が一定であるならば、それらの作動部の作動レスポンス
は周囲の作動油の粘度に左右されることになる。しかる
に、制御手段Ｃは、作動油粘度が高いときのデューティ
比を高くし、作動油粘度が低いときのデューテ比を低く
するようにしてコイル６７を励磁する。このため、可動
コア６２の固定コア３４側への電磁吸引力は、図４で示
すように、従来のものが白抜き部で示すように作動油粘
度にかかわらず一定であったのに対し、上述のように作
動油粘度の高、低に応じてデューティ比を変化させるこ
とにより斜線部で示すように変化するものであり、作動
油粘度の高いときには電磁吸引力が従来のものよりも強
くなり、作動油粘度の低いときには電磁吸引力が従来の
ものよりも弱くなる。

【００３０】このように作動油粘度の変化に応じて電磁
吸引力を変化させるようにすると、電磁開閉弁１５にお
ける作動部の作動レスポンスは、作動油粘度の高、低に
応じて図５の斜線部で示すようになる。すなわち作動油
粘度が高いときには白抜き部で示す従来のものよりも作
動レスポンスが向上し、作動油粘度が低いときには白抜
き部で示す従来のものよりも作動レスポンスが低下する
ことになる。このようにして、電磁開閉弁１５の作動レ
スポンスは、従来のものが図６の破線で示す曲線のよう
に作動油粘度の変化に応じて変化するものであったのに
対し、図６の実線で示すように作動油粘度の変化にかか
わらずほぼ一定となる。これにより、作動油粘度が高い
ときすなわち低温時に電磁開閉弁１５の作動レスポンス
を向上することが可能となる。また電磁開閉弁１５の作
動レスポンスを作動油粘度の変化にかかわらずほぼ一定
とすることにより、図７で示すように、作動音レベルを
作動油粘度の変化にかかわらずほぼ一定とすることがで
きる。すなわち作動油粘度が高いときには作動速度が従
来のものよりも早くなることにより、白抜き部で示す従
来のものよりも作動音レベルを斜線部で示すようにわず
かに増加させ、また作動油粘度が低いときには作動速度
の低下に応じて作動音レベルを白抜き部で示す従来のも
のよりも斜線部で示すように大幅に低下させることがで
きる。

【００３１】本発明の他の実施例として、図８で示すよ
うに、電磁開閉弁１５のコイル６７に印加する電圧を、
作動油粘度が低くなるにつれて低くなるように段階的に
変化させるようにしても、上記実施例と同様の効果を奏
することができる。

【００３２】以上の実施例では、作動油粘度を代表する
指標として作動油温度を検出するようにしたが、機関冷
却水温を検出するようにしてもよい。また本発明は、排
気弁の油圧駆動装置についても適用可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、作動油の
粘度を代表する指標を検出する検出器が制御手段に接続
され、該制御手段は、電磁開閉弁の駆動電力を作動油の
粘度が大であるときに大とするように段階的または連続
的に変化すべく構成されるので、作動油高粘度時の作動
レスポンス向上を図るとともに作動油低粘度時の作動音
低減を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の油圧駆動装置の縦断面図で
ある。

【図２】電磁開閉弁の拡大縦断面図である。

【図３】作動油粘度の高、低に応じて定められたデュー
ティ比を示す図である。

【図４】作動油粘度の高、低に応じた電磁吸引力の従来
との対比図である。

【図５】作動油粘度の高、低に応じた作動レスポンスの
従来との対比図である。

【図６】作動油粘度の高、低に応じた作動レスポンスの
変化を示すグラフである。

【図７】作動油粘度の高、低に応じた作動音レベルの従
来との対比図である。

【図８】本発明の他の実施例の作動油粘度の高、低に応
じた印加電圧の変化を示すグラフである。

【符号の説明】

８　　　　　　　　　　　　油圧発生手段１２　　　　
　　　　　　支持部としての支持ブロック１３　　　　
　　　　　　弁駆動ピストン１５　　　　　　　　　　
電磁開閉弁 １６　　　　　　　　　　シリンダ体 １７　　　　　　　　　　油圧室 ７０　　　　　　　　　　検出器 Ｃ　　　　　　　　　　　　制御手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　固定の支持部（１２）に固定されるシ
   リンダ体（１６）に、該シリンダ体（１６）との間に形
   成される油圧室（１７）に背面を臨ませるとともに前端
   を機関弁（Ｖ）の後端に当接させる弁駆動ピストン（１
   ３）が摺動可能に嵌合され、前記油圧室（１７）には、
   機関弁（Ｖ）の開弁時期に対応して油圧を発生する油圧
   発生手段（８）と、開弁時に前記油圧室（１７）の油圧
   を解放可能な電磁開閉弁（１５）とが接続され、機関の
   要求に応じて機関弁（Ｖ）の開閉作動特性を変更すべく
   電磁開閉弁（１５）の開閉作動を制御する制御手段（Ｃ
   ）が電磁開閉弁（１５）に接続される内燃機関用機関弁
   の油圧駆動装置において、作動油の粘度を代表する指標
   を検出する検出器（７０）が制御手段（Ｃ）に接続され
   、該制御手段（Ｃ）は、電磁開閉弁（１５）の駆動電力
   を作動油の粘度が大であるときに大とするように段階的
   または連続的に変化すべく構成されることを特徴とする
   内燃機関用機関弁の油圧駆動装置。
2. 【請求項２】　　前記制御手段（Ｃ）は、前記電磁開閉
   弁（１５）に印加する断続的な電流のデューティ比を作
   動油粘度に応じて変化させるべく構成されることを特徴
   とする請求項１記載の内燃機関用機関弁の油圧駆動装置
   。
3. 【請求項３】　　前記制御手段（Ｃ）は、電磁開閉弁（
   １５）に印加する電圧を作動油粘度に応じて変化させる
   べく構成されることを特徴とする請求項１記載の内燃機
   関用機関弁の油圧駆動装置。