JPS5916488Y2 - 内燃機関のバルブリフト制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は内燃機関のバルブリフト制御装置に関する。

バルブリフト制御装置とは、機関運転状態に応じて吸排
気弁のリフトないしタイミングを変化させ、様々な運転
条件に対応して効率よく機関運転か゛なされるようにし
た装置であり、例えば第１図ａ、 ｌ）に示したよう
なバルブリフト制御装置が本出願人より提案されている
（特開昭５４−４７０２５号公報参照）。

これを説明すると、バルブリフト制御装置は、機関と同
期して回転するカム１、カム１に従動する可変リフタ装
置２、ブツシュロッド３、揺動カム４などからなり、ロ
ッカアーム５を介して吸・排気弁６を開閉駆動する。

これらのうち、揺動カム４は、そのベースサークル７か
ら揺動端８にかけて緩曲線で形成され、図の位置から時
計方向に回動するとロッカアーム５の被動端９を徐々に
押し上げ、反時計方向に回動するとベースサークル７に
てロッカアーム５と接し続ける。

つまり、揺動カム４は、そのリフト部がロッカアーム５
に接するまでの時計方向の回動角に余裕があるほど、吸
・排気弁６が開き始めるまでのタイミングを遅らせ、同
時にリフトを小さくする。

これに対して、可変リフタ装置２は、カム１に当接する
筒状のタペット１０と、タペット１０に摺動自由に収め
られブツシュロッド３と当接するピストン１１とを備え
、機関油圧通路１２からの作動油を、各々に設けた連通
孔１３．１４を介してピストン１１の油圧室１５へ、さ
らにピストン１１の底部に設けたチェック弁１６を介し
てピストン１１とタペット１０との間に画成した第２の
油圧室１７へと導入しうるようになっている。

チェック弁１６は、ピストン１１の底部に設けたケージ
部１８と、ケージ部１８に摺動自由に収められ背後に介
装したコイルバネ１９の弾発力により油圧室１５の側に
付勢された弁体２０とからなり、第２の油圧室１７から
第１の油圧室］５への作動油の移動を規制している。

揺動カム４は戻しバネ２１を介して常時反時計方向に回
動付勢されているので、その作用力がブツシュロッド３
を介してピストン１１を押し下げる方向に働くが、これ
に対抗するように、第２の油圧室１７にコイルバネ２２
が介装され、その弾発力がピストン１１を押し上げる方
向に作用している。

ただし、戻しバネ２１に基づく作用力はコイルバネ２２
よりも勝るため、油圧がある程度高まるまでは、ピスト
ン１１はタペット１０の中で最も低い位置に押し下げら
れている。

すなわち、タペツ） １０に対するピストン１１の上昇
量は、第２の油圧室１７に作用する油圧力およびコイル
バネ２２の弾発力と、戻しバネ２１に基ヴく作用力との
釣りあいに応じて決まる。

図は高油圧が作用してピストン１１がほは゛最大に上昇
した状態を示しており、揺動カム４の立上り部がロッカ
アーム５を押し上げるばかりの位置に待機している。

従って、カム１がタペット１０をノットさせると、吸・
排気弁６は直ちに開き始め、最大のリフトをとる。

そして、図の状態から油圧が低下すると、第２の油圧室
１７の作動油がタペット１０とピストン１１との隙間等
から漏れて前述したバネ力との釣りあいに応じて、油圧
が低下した分だけピストン１１が下降する。

このように可変リフタ装置２の有効長が短くなると、揺
動カム４の初期位相が反時計方向へずれるので、既に述
べた揺動カム４の作用に基づいて吸・排気弁６の開弁時
期が遅れ、同時にリフトが小さくなる。

油圧がさらに低下すれば、ついにはピストン１１が最低
位置に達して吸・排気弁６のリフトを最小またはゼロに
する。

勿論、油圧が上昇したときは、作動油がチェック弁１６
を押し開いて油圧室１７へと侵入するので、ピストン１
１が相対的に上昇し、揺動カム４の初期位相を時計方向
へずらすのである。

ところが、このバルブリフト制御装置には、ピストン１
１が最低位置にある状態からの油圧の上昇に対する応答
性が低く、第２図に示したように制御油圧に対する有効
長の変化にヒステリシスを生じるという問題がある。

これは、制御油圧が低い領域では、第２の油圧室１７に
作用する油圧も相応に低く、従ってチェック弁１６（弁
体２０）を閉弁保持しようとする作用力が小さいので、
殊にピストン１１が最低位置にある場合には、タペツｔ
−１０がカム１に押し上げられる瞬間の慣性力に基づい
て弁体２０が下降開弁じ、第２の油圧室１７に侵入しよ
うとする作動油を第１の油圧室１５へと押し戻してしま
うからである。

この結果、第２の油圧室１７から油圧通路１２へと漏れ
出る分の作動油量を補うことができなくなり、可変リフ
タ装置１２の有効長が伸びないという現象を生じる。

そして、制御油圧がある程度上昇し、第２の油圧室１７
に充分な油圧力が作用しはしめると、カム１がそのベー
スサークル上でタペット１０と接している間にピストン
１１が僅かに上昇するので、タペット１０か゛リフトさ
れた瞬間に第２の油圧室１７の油圧が急上昇し、チェッ
ク弁１６を強く閉弁保持させる。

このときの、ピストン１１が僅かに上昇する現象は、前
に述べた油圧力とバネ力との釣りあいが崩れた状態から
起るので、それ以後は作動油の供給に応じて釣り合いを
取り戻す位置までピストン１１が急上昇し、可変リフタ
装置２の有効長を伸ばす。

反面、制御油圧が低下していく過程ではこのような問題
が生じないので、制御油圧の変化に対する有効長の変化
特性はほぼリニアになる。

このため、第１図ａ、 ｂに示したバルブリフト制御
装置は、油圧に基づいて精密に吸・排気弁タイミングを
制御するという目的上盤があるのである。

本考案はこのような問題に着目して創案されたもので、
可変リフタ装置のピストンを常に最低位置よりも少しだ
け上昇させておく補助上昇手段を設けることにより、可
変リフタ装置の伸長時特性を改善するようにしたバルブ
リフト制御装置を提供するものである。

以下、本考案を図示実施例に基づいて説明するが、第１
図ａ、 ｌ）と実質的に同一の部分には同一の符号を
付して示すことにする。

第３図の可変リフタ装置２′は、ピストン１１を収めた
シリンダ部１０′ａとカム１に当接するタペット部１０
’ｂとからなるタペツ１−１０’と、ピストン１１をそ
の最低位置から少しだけ上昇させておくストッパ２３と
を備える。

ストッパ２３は、シリンダ部１０’ａの底部とタペット
部１０’ｂとの間に画成した小室２４に摺動自由に収め
られ、その突起部２６は油圧室１７へ突出する。

このスｌ−ツバ２３の背後にはコイルバネ２５が介装さ
れるのであるが、このコイルバネ２３の弾発力は戻しバ
ネ２１（第１図）の作用力よりも勝るので、突起部２６
の先端をチェック弁１６（ケージ部１８の底面）に当接
させてピストン１１をその最低位置よりも少しだけ押し
上げた状態に保持する（図示の状態）。

この状態でカム１がタペット１０′をリフｌ〜すると、
ピストン１１は上昇開始前に自らの慣性力や戻しバネ２
１（第１図参照）の作用力に基づいて極く短時間だけそ
の位置にとどまろうとする。

つまり、タペット１０′がカム１に急速に押し上げられ
る瞬間、ピストン１１はコイルバネ２５に抗してストッ
パ２３を押し、予め付与された僅かな上昇分を費しなが
らタペット部１０′ａの中で相対的に下降しようとする
のである。

この結果、第２の油圧室１７は急激に圧力が上昇するの
で、弁体２０はこの高油圧をうけて強く閉弁保持し、第
２の油圧室１７から第１の油圧室１５への作動油の逆流
を阻止する。

ただし、タペット１０′がさらに押し上げられると、リ
フトの加速度が鈍るとともにピストン１１がタペット１
０′とともに上昇し始めるので、第２の油圧室１７の油
圧は第１の油圧室１５に対して相対的に低下し、はぼリ
フト前の油圧になる。

従って、この間に制御油圧が少しでも上昇すれば、作動
油はチェック弁１６を押し開いて第２の油圧室１７へと
侵入でき、油圧に応じてピストン１１を押し上げて可変
リフタ装置２′の有効長を伸ばす。

このように、本実施例によればタペット１０′がノット
する瞬間にチェック弁１６が開いたままになることがな
いので、リフト時の制御油圧の上昇に対してチェック弁
１６が正常に開弁じ、僅かな油圧上昇に対しても応答よ
く可変リフタ装置２′の有効長を伸ばす。

すなわち、可変リフタ装置２′の有効長の変化は、第４
図に示したように制御油圧の低い領域でもリニアになる
。

第５図は本考案の他の実施例であり、第２の油圧室１７
に制御油圧をフィードバックしてピストン１１′を常に
少しだけ上昇した位置に保持するようにした例である。

タペット１０′とピストン１１′とには、それぞれ第２
の連通孔２７．２８が形成される。

連通孔２７は、第１の連通孔１３の下方に位置して形成
され、油圧通路１２と常時連通する。

これに対して、連通孔２８は、ピストン１１′の底面か
ら側面にかけて形成され、タペット１０′の連通孔２７
を介して油圧通路１２と油圧室１７とを連通ずるのであ
るが、その側面開口部２８ ａは、ピストン１１′が最
低位置から少しだけ上昇した図の位置から僅かでも下降
すると連通孔２７と連通ずるように位置決めされる。

このため、ピストン１１′が図の位置から少しでも下降
しそうになると油圧通路１２からの制御油圧か゛第２の
油圧室１７に作用してビスＩ・ン１１′を押し上げ、最
低位置よりも少しだけ上昇した図の位置に保持する。

従って、先の実施例と全く同様に、タペット１０′がリ
フトする瞬間にチェック弁１６が強く閉弁保持して低油
圧域の可変リフタ装置２′の伸長時特性を改善する効果
が得られる。

以上説明したように、本考案によれば、ピストンに対向
するストッパや第２の油圧室に制御油圧をフィードバッ
クする連通孔などの補助上昇手段を設けてピストンをい
つもタペットに対して少しだけ上昇した位置に保つこと
により、タペットがｊフトする瞬間にチェック弁が強く
閉弁して作動油の逆流を阻止するようにしたので、制御
油圧が低い領域でも可変リフタ装置の伸長特性が改善さ
れ、従って応答性・制御性に秀れたバルブリフト制御装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、 ｂはそれぞれ従来例の平面図、正面断面
図であり、第２図はその特性の説明図である。 第３図、第５図は各々本考案の実施例の正面断面図であ
り、第４図はその特性の説明図である。 １・・・カム、２，２′・・・可変リフタ装置、３・・
・ブツシュロッド、４・・・揺動カム、１０．１０’・
・・タペット、１１゜１１′・・・ピストン、１２・・
・油圧通路、１３．１４．２７．２８・・・連通孔、１
５・・・油圧室（第１）、１６・・・チェック弁、１７
・・・油圧室（第２）、２３・・・ストッパ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 機関に同期して回転するカムにより駆動されるタペ
   ットと、このタペットに摺動自由に収められチェック弁
   を介して油圧室を画成するピストンと、このピストンと
   連動して吸・排気弁を開閉駆動する揺動カムとを備え、
   前記油圧室に付与する制御油圧に応じて吸・排気弁のリ
   フトないしタイミングを変化させるようにしたバルブリ
   フト制御装置において、タペットがカムのベースサーク
   ルにて当接している間にタペッＩ・に対するピストンの
   位置をその最低位置よりも僅かに上昇させておく補助上
   昇手段を設け、タペットがリフトを開始する瞬間にチェ
   ック弁に強い閉弁保持力が作用するようにしたことを特
   徴とする内燃機関のバルブリフト制御装置。 ２ 補助上昇手段は、ピストンと対向的に設けられ、コ
   イルバネの弾発力に基づいてピストンを上方に押し上げ
   るストッパであることを特徴とする実用新案登録請求の
   範囲第１項に記載の内燃機関のバルブリフト制御装置。 ３ 補助上昇手段は、ピストンが所定の位置よりも下降
   すると油圧通路と油圧室とを連通ずる位置に形成した連
   通孔であることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
   １項に記載の内燃機関のバルブリフト制御装置。