JPH0551042B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの吸気弁もしくは排気弁の
開閉作動を制御する弁作動制御装置に関するもの
である。

（従来技術） 一般に、エンジンの吸気弁もしくは排気弁は、
バルブスプリングによつて閉弁方向に付勢され、
バルブ駆動機構のカムシヤフトのカム形状に対応
して吸気もしくは排気弁を開弁方向に押圧して、
所定のリフト特性で開閉作動するように構成され
ている。しかるに、上記吸気もしくは排気弁の開
閉において、エンジン回転数が高くなると、バル
ブの開閉移動がカム形状に追従できずに離れてジ
ヤンピング現象を生じる問題がある。

すなわち、第４図に示すように、曲線Ａのカム
リフト特性に対して、カム加速度は曲線Ｂのよう
に変化するものである。そして、このカム加速度
Ｂの変化量の多い時期Ｃにジヤンピング現象が発
生しやすいものであり、この時期Ｃは低リフト領
域にあり、カム加速度Ｂが急激に減少もしくは増
大する時に、バルブがその慣性力によつてカム形
状から離れる方向に移動して、追従性が低下する
ものである。

上記のようなカムとバルブの追従性を向上する
ためには、強いバルブスプリングを使用してカム
面に対してカムホロアを大きな付勢力で押圧すれ
ばよいが、ジヤンピング現象の発生が少ない低回
転時には過大なスプリング力が作用していること
になり、開閉作動の抵抗が増大し、カム面の摩耗
等の問題があり、スプリング力の上昇には限界が
あるものである。

そこで、従来、上記ジヤンピング現象を抑制す
るものとして、例えば実開昭57−148003号に見ら
れるように、油圧機構によつてバルブスプリング
のリテーナをエンジン回転数に応じて移動し、エ
ンジン回転数が低い時にはバルブスプリングのセ
ツト荷重を小さくし、エンジン回転数が高くなる
とこのセツト荷重を上昇するようにし、バルブの
追従性を向上するようにした技術が知られてい
る。

しかし、上記のようにバルブスプリングのセツ
ト荷重を変更するものでは、そのスプリング力が
大きいことから、油圧機構に高い油圧を供給する
必要があり、潤滑に要するオイルポンプとは別途
に専用のオイルポンプを必要とするなどの実用上
の問題がある。

（発明の目的） 本発明は上記事情に鑑み、通常の潤滑に使用さ
れるオイルギヤラリーにおける油圧を使用して、
必要時にのみバルブの閉弁方向の付勢力を増大し
て所定のジヤンピング抑制作用を得るようにした
エンジンの弁作動制御装置を提供することを目的
とするものである。

（発明の構成） 本発明の弁作動制御装置は、バルブスプリング
により吸気もしくは排気弁を閉方向に付勢すると
ともに、オイルチヤンバーを設けて、このオイル
チヤンバー内の油圧により吸気もしくは排気弁を
閉方向に付勢するように構成し、さらに、オイル
チヤンバーに対してバルブリフトに伴う容積変化
を吸収する圧力応動部材を設け、この圧力応動部
材を変位量が小さいときはばね定数が大きく変位
量が大きくなるとばね定数が小さくなる特性を有
する弾性部材でオイルチヤンバー方向に付勢する
ように設けたことを特徴とするものである。

（発明の効果） 本発明によれば、エンジン高回転時等において
は、吸気もしくは排気弁を閉方向にバルブスプリ
ングにより付勢するとともに、オイルチヤンバー
の油圧により付勢して、その付勢力を増大させて
バルブジヤンピング現象を改善することができ
る。一方、低回転時等のバルブジヤンピング現象
の発生し難い領域では、バルブスプリングのみで
付勢するようにして、抵抗減少および摩耗対策を
図ることができる。

また、上記吸気もしくは排気弁の往復動に伴う
オイルチヤンバーの容積変化を圧力応動部材で吸
収し、オイルの給排を不要としたことにより、高
回転時においても所定の開閉作動を得ることがで
きて、良好な追従性を確保できる。しかも、可動
部材の面積に対応する付勢力が得られることか
ら、低い油圧で所定の付勢力を得ることができ、
通常の潤滑油のオイルポンプにより発生している
オイルギヤラリーの油圧で十分な付勢力が得ら
れ、構造も簡単にして実用性に優れるものであ
る。

さらに、高回転時でオイルチヤンバーに油圧を
供給しているときでも、該オイルチヤンバーの油
圧を調整する弾性部材を変位量が小さいときはば
ね定数が大きく変位量が大きくなるとばね定数が
小さくなる特性に設定したことで、前記ジヤンピ
ング現象が発生する低リフト領域の圧力が高くな
るようにしてカム面に対する押圧力を有効に高め
て、ジヤンピング現象をより確実に抑制する一
方、高リフト領域の圧力が過大となるのを回避し
て、開閉作動の抵抗増大、カム面の摩耗等の問題
を解消している。

（実施例） 以下、図面により本発明の実施例を説明する。
第１図は弁作動制御装置１の全体概略構成を示
し、シリンダヘツド２には、その底面に開口する
吸気もしくは排気ポート３を開閉する吸気もしく
は排気弁４が摺動自在に装着されている。上記弁
４のバルブステム４ａはシリンダヘツド２を貫通
し、その上端部にはバケツトによる可動部材５が
バルブステム４ａと一体に往復移動するように設
けられ、この可動部材５の上面にはバルブ駆動機
構６のカムシヤフト７のカム面７ａが当接するよ
う構成されている。

上記可動部材５はバルブステム４ａの上部外周
のシリンダヘツド２に形成された筒孔部２ａに嵌
挿されてオイルチヤンバー８が構成され、このオ
イルチヤンバー８はバルブリフトに応じて移動す
る可動部材５によつてその容積が変化する。この
オイルチヤンバー８内には弁４を閉方向に付勢す
るバルブスプリング１０が縮装されるとともに、
この弁４はオイルチヤンバー８内に供給される油
圧が可動部材５に作用して閉方向に付勢されるも
のである。

すなわち、上記オイルチヤンバー８にはオイル
パン１１からオイルポンプ１２を経たオイルギヤ
ラリー等からのオイル供給通路１３が接続される
とともに、オイルチヤンバー８内のオイルをオイ
ルパン１１に戻すドレン通路１４が接続され、こ
のオイル供給通路１３およびドレン通路１４には
それぞれ開閉バルブ１５，１６が介装されてい
る。この開閉バルブ１５，１６は制御装置１７か
らの制御信号によつて開閉作動され、オイルチヤ
ンバー８内への油圧の供給が制御される。上記制
御装置１７には回転数センサー１８からのエンジ
ン回転数信号が入力され、高回転時に油圧を供給
するように制御される。

さらに、上記オイルチヤンバー８には、第２図
に詳細に示すような圧力調整機構２０が設けられ
ている。この圧力調整機構２０は、オイルチヤン
バー８に連通する連通路２１にピストン状の圧力
応動部材２２を備え、この圧力応動部材２２はそ
の受圧面２２ａがオイルチヤンバー８に臨んでオ
イルチヤンバー８内の油圧により進退移動し、オ
イルチヤンバー８容積を変化させるものであつ
て、その背部には該圧力応動部材２２をオイルチ
ヤンバー８方向に付勢する弾性部材２３が設けら
れている。

上記弾性部材２３は直列に配設された第１スプ
リング２３ａと第２スプリング２３ｂとからな
り、両者間にはストツパー２４に係合するスプリ
ングシート２５が介装されている。なお、２６は
プラグである。上記第１スプリング２３ａは第２
スプリング２３ｂに対してセツト荷重が低く、ば
ね定数が大きく設定されている。すなわち、第１
スプリング２３ａは、ばね定数が大きいものが使
用されて小さいセツト荷重で取付けられる一方、
第２スプリング２３ｂは、ばね定数が小さいもの
が使用されて大きいセツト荷重で取付けられるも
のである。

従つて、上記弾性部材２３によれば、圧力応動
部材２２の変位（移動量）すなわち弁リフト量に
対する荷重（油圧）の変化は、第３図に示される
ように、圧力応動部材２２が変位していない状態
では第１スプリング２３ａのセツト荷重F₁を受
け、圧力応動部材２２が変位し、第２スプリング
２３ｂのセツト荷重F₂に達する変位P₀までの低
リスト領域は、第１スプリング２３ａの大きいば
ね定数による特性で荷重が上昇し、第２スプリ
ング２３ｂのセツト荷重F₂を越えた高リフト領
域となると、第１スプリング２３ａに加えて第２
スプリング２３ｂの小さいばね定数による特性
で荷重が徐々に増大するように構成されているも
のである。

上記実施例の作用を説明すれば、エンジン回転
数が設定値以下の低回転時には、オイルチヤンバ
ー８に対するオイル供給通路１３の開閉バルブ１
５を閉じる一方、ドレン通路１４の開閉バルブ１
６を開いて、可動部材５にはバルブスプリング１
０の付勢力のみが作用するようにし、この可動部
材５のカム面７ａに対する付勢力は小さいもので
ある。

エンジン回転数が設定値を越えて上昇すると、
制御装置１７によつてオイル供給通路１３の開閉
バルブ１５が開かれる一方、ドレン通路１４の開
閉バルブ１６が閉じられ、オイルチヤンバー８に
所定圧力の油圧が供給され、可動部材５にはバル
ブスプリング１０の付勢力に加えてこの可動部材
５の受圧面積に対応するオイルチヤンバー８内の
油圧による付勢力が作用し、可動部材５は大きな
付勢力でカム面７ａに圧接し、高回転時の追従性
の向上を図つてジヤンピング現象の発生を抑制し
ている。

その際、カムシヤフト７の回転に伴つて可動部
材５が弁４と共に往復移動し、オイルチヤンバー
８の容積がバルブリフト量に応じて変化するが、
この容積変化は圧力応動部材２２の進退移動によ
つて吸収され、可動部材５の往復移動が確保され
る。そして、上記圧力応動部材２２を付勢する弾
性部材２３の特性を、第１スプリング２３ａと第
２スプリング２３ｂとに設定していることによ
り、低リフト時のセツト荷重を比較的高くする一
方、最大リフト時の荷重を単一のスプリングによ
つて上昇する度合に比べて低下するようにしてい
る。これにより、最大リフト時の荷重を過大とす
ることなく、低リフト時の荷重を上昇し、ジヤン
ピング現象をより確実に抑制し、摩耗等に対処す
るようにしているものである。

なお、バルブステム４ａに設ける可動部材５
は、このバルブステム４ａと一体に移動するとと
もに、オイルチヤンバー８に対するオイルシール
性を有し、かつ、バルブスプリング１０の組付け
を可能とした構造に設けられている。上記可動部
材５の径は、オイルチヤンバー８に作用する油圧
の大きさに対応して、所要の付勢力を得るために
必要な受圧面積が得られるように設定するもので
ある。

また、オイルチヤンバー８に接続するオイル供
給通路１３は、従来よりバルブ駆動機構等に対し
てオイルを供給するギヤラリー等から開閉バルブ
１５を介して供給すればよく、各部の構造に応じ
てそのレイアウトは適宜設計される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における弁作動制御
装置の概略構成を示すエンジンの要部断面図、第
２図は圧力応動部材の詳細構造を示す断面拡大
図、第３図は圧力応動部材を付勢する弾性部材の
荷重と変位との関係を示す特性図、第４図はカム
回転角度に対するカムリフトとカム加速度の変化
を示すグラフである。 １……弁作動制御装置、４……吸気もしくは排
気弁、４ａ……バルブステム、５……可動部材、
６……バルブ駆動機構、７……カムシヤフト、８
……オイルチヤンバー、１０……バルブスプリン
グ、１３……オイル供給通路、１４……ドレン通
路、１５，１６……開閉バルブ、１７……制御装
置、２０……圧力調整機構、２１……連通路、２
２……圧力応動部材、２２ａ……受圧面、２３…
…弾性部材、２３ａ……第１スプリング、２３ｂ
……第２スプリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ バルブスプリングにより吸気もしくは排気弁
   を閉方向に付勢するとともに、バルブ駆動機構に
   て駆動される吸気もしくは排気弁のバルブステム
   とともに往復動する可動部材によりバルブリフト
   に伴つて容積が変化するオイルチヤンバーを構成
   し、該オイルチヤンバー内への油圧の供給により
   前記吸気もしくは排気弁を閉方向に付勢し、さら
   に、上記オイルチヤンバーに受圧面が臨みオイル
   チヤンバー内の油圧により進退移動してオイルチ
   ヤンバー容積の変化を吸収する圧力応動部材を設
   け、該圧力応動部材をオイルチヤンバー方向に付
   勢する弾性部材を配設し、該弾性部材は変位量が
   小さいときはばね定数が大きく、変位量が大きく
   なるとばね定数が小さくなる特性を有することを
   特徴とするエンジンの弁作動制御装置。 ２ 前記弾性部材が、直列に配設された第１スプ
   リングと第２スプリングとで構成され、上記第１
   スプリングは第２スプリングに対してセツト荷重
   が低く、ばね定数が大きく設定されたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のエンジンの弁
   作動制御装置。