JPH079168B2 - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.発明の目的 （１） 産業上の利用分野 本発明は、クランク軸により駆動されるカムシャフトに
設けられたカムと、閉弁方向にばね付勢された吸気弁あ
るいは排気弁との間に、一端がカムに連動、連結された
カム側ピストンの他端に臨む作動油室の油圧増大に応じ
て吸気弁あるいは排気弁を開弁作動すべく弁側ピストン
が吸気弁あるいは排気弁に連動、連結されて成る油圧駆
動機構が介装され、開弁作動時に油圧を解放すべく該作
動油室には油圧解放弁が接続される内燃機関の動弁装置
に関する。

（２） 従来の技術 従来、かかる動弁装置は、たとえば特開昭61-229912号
公報により公知である。

（３） 発明が解決しようとする問題点 ところで、かかる動弁装置では機関の高回転時には油圧
解放弁の作動を速やかにする必要があるが、上記従来の
ものでは、電磁弁を油圧解放弁として用いており、この
電磁弁の応答速度を機関の高回転に対応させるのは困難
である。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、油
圧解放弁の作動を機関の回転に対応させて高回転時にも
充分対処し得るようにした内燃機関の動弁装置を提供す
ることを目的とする。

B.発明の構成 （１） 問題点を解決するための手段 本発明によれば、油圧解放弁は、作動油室に連通する出
口油路を有するハウジングと、出口油路に常時連通すべ
く周方向に長く延びて側壁に穿設された第１弁孔を有し
て円筒状に形成されるとともに前記ハウジングに軸線ま
わりの回動を可能として嵌合されるアウタシャフトと、
内部に形成された油圧解放路に通じるべく半径方向に延
びる第２弁孔を前記第１弁孔に対応する位置の側壁に有
する円筒状に形成されたアウタシャフト内に回転自在に
嵌合されるとともにカムシャフトに連動、連結されるイ
ンナシャフトとを備える。

（２） 作用 上記構成によれば、アウタシャフトを回動させることに
より、第１および第２弁孔が相互に連通するタイミング
をずらせることができ、それにより油圧解放弁の開弁時
期を調整することができる。しかもインナシャフトはカ
ムシャフトに連動、連結されるので、油圧解放弁の作動
を機関の回転数に対応させることができ機関の高回転に
も対応することができる。

（３） 実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説明する
と、先ず第１図および第２図において、図示しない機関
本体には弁ばね１により閉弁方向に付勢された一対の吸
気弁２が開閉作動すべく配設されており、これらの吸気
弁２の上方で回転自在に配設されたカムシャフト３には
各吸気弁２に対応する位置にカム４が固設される。カム
シャフト３には図示しないクランク軸が連動、連結され
ており、カムシャフト３は機関の回転に応じて1/2の減
速比で回転駆動される。

カム４および吸気弁２間にはカム４のプロフィルに応じ
て吸気弁２を開閉駆動するための油圧駆動機構５がそれ
ぞれ介装され、吸気弁２を下方に押圧するための油圧駆
動機構５の押圧力を開弁作動途中で遮断するための油圧
解放弁６が油圧駆動機構５に接続される。

油圧駆動機構５は、機関本体に固設される支持部７に設
けられるものであり、吸気弁２の上方で上下に延びて支
持部７に嵌合、固定されるシリンダ体８と、吸気弁２の
上端に当接してシリンダ体８の下部に摺動可能に嵌合さ
れる弁側ピストン９と、カムシャフト３のカム４に摺接
するリフタ10と、該リフタ10に上端を当接させてシリン
ダ体８の上部に摺動可能に嵌合されるカム側ピストン11
とを備える。

シリンダ体８の中間部には、該シリンダ体８内を上下に
仕切る仕切壁12が設けられており、弁側ピストン９は、
該仕切壁12との間にダンパ室13を画成してシリンダ体８
の下部に摺動可能に嵌合され、カム側ピストン11は前記
仕切壁12との間に作動油室14を画成してシリンダ体８の
上部に摺動可能に嵌合される。また仕切壁12の中央部に
はダンパ室13および作動油室14間を連通可能な連通孔15
が形成される。

弁側ピストン９内には、油室16が形成される。しかも弁
側ピストン９の上端中央部には、前記連通孔15に連通可
能な短円筒部17が油室16内に連通可能にして同軸に突設
されており、この短円筒部17と前記連通孔15とで絞り18
が構成される。すなわち短円筒部17の外径は、連通孔15
の内面との間に数十ないし数百μｍの間隔が生じるよう
に設定されており、これにより短円筒部17が連通孔15に
挿通されている状態では、該短円筒部17および連通孔15
間に微小の環状通路が形成され、この環状通路によりダ
ンパ室13から作動油室14への作動油の流通が制限され
る。しかも環状通路すなわち絞り18が形成されるのは、
短円筒部17が連通孔15に挿通されるときのみであり、短
円筒部17の軸方向長さは、吸気弁２の閉弁作動途中すな
わち弁側ピストン９が弁ばね１により上方に押上げられ
ている途中で連通孔15に挿通されるように設定される。

弁側ピストン９の油室16内には、短円筒部17内の油圧が
油室16よりも一定値だけ高いときに開弁して作動油を短
円筒部17から油室16内に導く一方向弁19が収納され、ま
た弁側ピストン９には油室16をダンパ室13に連通する透
孔20が穿設される。このため短円筒部17が連通孔15に挿
通されている状態で作動油室14の油圧が高められたとき
に、該作動油室14の作動油は油室16からダンパ室13に導
かれる。

したがって上記絞り18は、短円筒部17が連通孔15よりも
下方にある状態、すなわち吸気弁２を押下げて開弁作動
しているとき、ならびに吸気弁２の全開状態から弁ばね
１により上方に押上げられて途中まで閉弁作動している
ときには、絞り作用を行なわず、閉弁作動の途中で短円
筒部17が連通孔15に挿通されて吸気弁２が全閉状態にな
るまでの間だけ絞り作用を行なうことになる。

カム側ピストン11は、閉塞端を下方にした有底円筒状に
形成されており、このカム側ピストン11の上部開口端は
リフタ10に当接し得る閉塞部材21で閉塞される。またリ
フタ10は、その閉塞端外面をカム４に摺接させるように
して有底円筒状に形成されており、支持部７の上部に摺
動可能に嵌合される。

カム側ピストン11と閉塞部材21との間には、貯留室22が
形成されており、閉塞部材21には、貯留室22に貯留され
た作動油をリフタ10との摺接部に導く透孔23が穿設され
る。またカム側ピストン11の閉塞端には、作動油室14に
連通し得る油孔24が穿設されるとともに、貯留室22から
作動油室14側への作動油の流通のみを許容する逆止弁25
が配設される。

シリンダ体８には作動油室14に連通する入口孔26が穿設
されており、この入口孔26に連通する入口油路27が支持
部７に穿設される。しかもこの入口油路27は、作動油室
14側からの作動油の流通を阻止する逆止弁25を介して油
圧供給源29に接続される。この油圧供給源29は、油タン
ク30から作動油を汲上げる油圧ポンプ31と、その油圧ポ
ンプ31から吐出される作動油を貯留するリザーブチャン
バ32とを備えるものであり、前記入口油路27は逆止弁28
を介してリザーブチャンバ32に接続される。

シリンダ体８には作動油室14に連通する出口孔33が穿設
されており、この出口孔33は、支持部７に設けられた第
１出口油路34、油圧解放弁６、第２出口油路35、ならび
に逆止弁36を介して前記油圧供給源29のリザーブチャン
バ32に接続される。しかも逆止弁36は、リザーブチャン
バ32側からの作動油の流通を阻止する機能を有する。

このような油圧駆動機構５では、吸気弁２の全閉状態で
は第１図示の状態にあり、この第１図の状態からカムシ
ャフト３の回転によりリフタ10が押下げられる。このリ
フタ10によりカム側ピストン11が下方に押圧駆動され、
作動油室14の容積が縮小せしめられ、油圧解放弁６が閉
弁している状態では、作動油室14内の作動油が一方向弁
19を経てダンパ室13に導入される。これにより弁側ピス
トン９が下方に押圧駆動され、吸気弁２が弁ばね１のば
ね力に抗して開弁駆動される。

吸気弁２が全開状態になった後に、カム４によるリフタ
10への押圧力が解除されると、吸気弁２は弁ばね１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２の閉弁作動により弁側ピストン９も上方に押上げ
られ、ダンパ室13の作動油は連通孔15を経て作動油室14
に戻されるが、その閉弁作動途中で短円筒部17が連通孔
15に挿通されてからは、絞り18による絞り作用が開始さ
れ、ダンパ室13から作動油室14への作動油の流れが制限
される。このため、吸気弁２の上方への移動速度すなわ
ち閉弁速度がその閉弁作動途中から緩められ、吸気弁２
は緩やかに閉弁することになる。したがって着座時の衝
撃が緩和され、吸気弁２および図示しない弁座部材等の
損傷を極力防止することができる。

油圧解放弁６は、ハウジングとしての支持部７と、第１
出口油路34に常時連通すべく周方向に長く延びて側壁に
穿設された第１弁孔37を有して円筒状に形成されるとと
もに前記支持部７に軸線まわりの回動を可能として嵌合
されるアウタシャフト38と、内部に形成された油圧解放
路39に通じるべく半径方向に延びる第２弁孔40を前記第
１弁孔37に対応する位置の側壁に有する円筒部41aを有
してアウタシャフト38内に回転自在に嵌合されるインナ
シャフト41とを備える。

支持部７には、油圧駆動機構５におけるシリンダ体８の
軸線と直交する方向に延びる支持孔42が穿設されてお
り、この支持孔42の内面には軸方向に間隔をあけた位置
に一対の凹部43が設けられる。これらの凹部43は支持孔
42の周方向に長く円弧状に形成されるものであり、一対
の油圧駆動機構５における作動油室14にそれぞれ連通す
る一対の第１出口油路34が各凹部43にそれぞれ連通され
る。支持孔42には、アウタシャフト38が軸線まわりに回
動自在に嵌合されており、軸方向に沿う前記凹部43の両
側をシールすべく支持孔42の内面およびアウタシャフト
38間には３つのシール部材44,45,46が介装される。また
支持孔42の内面には、第２出口油路35に連通する環状溝
47が前記凹部43とは軸方向にずれた位置に穿設される。

アウタシャフト38には前記凹部43にそれぞれ対応する位
置に第１弁孔37がそれぞれ穿設され、これらの第１弁孔
37は、アウタシャフト38が軸線まわりに回動しても前記
凹部43に常時連通すべくアウタシャフト38の周方向に長
く形成される。またアウタシャフト38の外面には歯車48
が刻設されており、この歯車48に噛合するラック49がア
ウタシャフト38の軸線とは直角な方向に移動自在にして
支持部７に支承され、該ラック49は図示しない駆動手段
に連結される。したがってラック49をその長手方向に駆
動することによりアウタシャフト38が軸線まわりに角変
位する。さらにアウタシャフト38には前記環状溝47に常
時連通する油孔50が穿設される。

インナシャフト41の一端側には円筒部41aが形成されて
おり、この円筒部41aがアウタシャフト38内に回転自在
に嵌合される。しかも円筒部41a内にはインナシャフト4
1の端部に嵌合されたキャップ51で閉塞されて油圧解放
路39が形成され、この油圧解放路39に通じる第２弁孔40
が前記第１弁孔37に対応する位置で半径方向に延びてそ
れぞれ穿設される。しかも円筒部41aの外面には前記油
孔50に通じる環状溝52が設けられ、この環状溝52および
油圧解放路39間に油路53で連通される。したがって油圧
解放路39は第２出口油路35に常時連通することになる。
またインナシャフト41およびアウタシャフト38間には第
１および第２弁孔37,40の接続部をシールすべく３つの
シール部材54,55,56が介装される。

インナシャフト41は、支持部７に回転自在に支承された
被動軸57に図示しない継手を介して同軸に連結されてお
り、この被動軸57にセラシ機構を有して設けられた被動
ギヤ58に、カムシャフト３に固設された駆動ギヤ59が噛
合される。

したがってインナシャフト41はカムシャフト３に連動、
連結されることになる。

かかる油圧解放弁６においては、インナシャフト41がカ
ムシャフト３の回転に応じて回転することにより第１お
よび第２弁孔37,40が相互に連通して開弁するが、その
開弁タイミングは、アウタシャフト38をラック49で角変
位することにより変化する。

次にこの実施例の作用について説明すると、油圧駆動機
構５において、カム側ピストン11がカム４により下方に
押圧駆動され、吸気弁２を開弁駆動している途中で、油
圧解放弁６が開弁作動すると、作動油室14およびダンパ
室13の油圧がリザーブチャンバ32に逃がされるので、弁
側ピストン９にかかっていた下向きの力が解消し、弁側
ピストン９および吸気弁２は弁ばね１のばね力により上
方に反転駆動され、閉弁作動し始める。すなわち吸気弁
２が全開状態に至らないうちに吸気弁２は閉弁作動し始
める。したがって油圧解放弁６の開弁時期を選択するこ
とにより、第３図で示すように、吸気弁２の閉弁時期を
自在にかつ容易に設定することが可能となる。

しかも油圧解放弁６の開弁時期は、ラック49によりアウ
タシャフト38を角変位することにより任意に設定可能で
あり、したがって吸気弁２の閉弁時期すなわちリフト量
も任意に設定可能である。また油圧解放弁６のインナシ
ャフト41は、カムシャフト３に連動、連結されるので、
油圧解放弁６の作動速度は機関の運転状態に対応するこ
とになり、したがって機関が高回転になっても充分に対
応することができる。

以上の実施例では、吸気弁２の動弁装置について述べた
が、本発明は、排気弁の動弁装置について実施し得るの
は言うまでもない。

C.発明の効果 以上のように本発明によれば、油圧解放弁は、作動油室
に連通する出口油路を有するハウジングと、出口油路に
常時連通すべく周方向に長く延びて側壁に穿設された第
１弁孔を有して円筒状に形成されるとともに前記ハウジ
ングに軸線まわりの回動を可能として嵌合されるアウタ
シャフトと、内部に形成された油圧解放路に通じるべく
半径方向に延びる第２弁孔を前記第１弁孔に対応する位
置の側壁に有する円筒状に形成されてアウタシャフト内
に回転自在に嵌合されるとともにカムシャフトに連動、
連結されるインナシャフトとを備えるので、油圧解放弁
の作動速度を機関の運転状態に対応させることができ、
機関が高回転になっても充分に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は全体構
成を示す縦断側面図であって第２図のＩ−Ｉ線に沿う断
面図、第２図は第１図のII−II線拡大断面図、第３図は
特性線図である。 ２……吸気弁、３……カムシャフト、４……カム、５…
…油圧駆動機構、６……油圧解放弁、７……ハウジング
としての支持部、９……弁側ピストン、11……カム側ピ
ストン、34,35……出口油路、37……第１弁孔、38……
アウタシャフト、39……油圧解放路、40……第２弁孔、
41……インナシャフト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クランク軸により駆動されるカムシャフト
   に設けられたカムと、閉弁方向にばね付勢された吸気弁
   あるいは排気弁との間に、一端がカムに連動、連結され
   たカム側ピストンの他端に臨む作動油室の油圧増大に応
   じて吸気弁あるいは排気弁を開弁作動すべく弁側ピスト
   ンが吸気弁あるいは排気弁に連動、連結されて成る油圧
   駆動機構が介装され、開弁作動時に油圧を解放すべく該
   作動油室には油圧解放弁が接続される内燃機関の動弁装
   置において、油圧解放弁は、作動油室に連通する出口油
   路を有するハウジングと、出口油路に常時連通すべく周
   方向に長く延びて側壁に穿設された第１弁孔を有して円
   筒状に形成されるとともに前記ハウジングに軸線まわり
   の回動を可能として嵌合されるアウタシャフトと、内部
   に形成された油圧解放路に通じるべく半径方向に延びる
   第２弁孔を前記第１弁孔に対応する位置の側壁に有する
   円筒状に形成されてアウタシャフト内に回転自在に嵌合
   されるとともにカムシャフトに連動、連結されるインナ
   シャフトとを備えることを特徴とする内燃機関の動弁装
   置。