JPS59165809A - 内燃機関の弁作動切換装置 - 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】 この発明は内燃機関の吸気弁及び排気弁の弁作動？切換
える弁作動切換装置に関する。

吸気弁及び排気弁の弁作動の切換は、例えば気筒数制御
等に用いられており１０ツカシヤフトに設けたロッカア
ームがロッカシャフトの軸方向に摺動してカムシャフト
に形成した一対のカムの一方と選択的に係合することに
より行なわれるものである（特願昭５７−１３４６７８
号等）。

そして、ロッカアームを軸方向に移動させるには電磁ア
クチュエータ、油圧アクチュエータなどが利用され、油
圧アクチュエータを利用した場合會４気筒機関について
第１図〜第３図で説明する。

第１図は４気筒機関のす２．す３気筒に適用し九弁作動
切換システムの全体図、第２図は第１図の要部拡大図、
第３図は第２図の側面図上水す。

図中１は吸気弁、２は排気弁、３はカムシャフト、４は
稼動時用のプロフィルをもつカム４ａと休止時用のプロ
フィルをもつカム４ｂとから力る吸気弁ｌ用のカム、５
は稼動時用のプロフィルをもつカム５ａと休止時用のプ
ロフィル？もつカム５ｂとからなる排気弁２用のカムで
ある。６は吸気弁１用のロッカアーム、７は排気弁２用
のロッカアームである。

休止時用のカム４ｂ　、５ｂのプロフィルは例えば排気
弁２を全閉保持する一方吸気弁１を下死点の近傍でわず
かの期間開くように設定し、休止側気筒の筒内に新気を
調圧用に補充するようにしている。

コレラのロッカアーム６．７は、ロッカブラケット８に
よシ支持されるロッカシャフト９に揺動可能で且つ軸方
向に移動可能に取付けられている。

１０はスペーサリングである。

そして、ロッカアーム６．７の両側のロッカブラケット
８には単動形の油圧アクチュエータ１１゜１２が一体に
形成され、アクチュエータ１１の油圧室１１ａ１アクチ
ユエータ１２の油圧室１２ａの油圧に応じピストンＩｌ
ｂ、ｉ２ｂがリフトしロッカアーム６．７が軸方向に移
動して稼動時用カムａａ、ｓａ又は休止時用カム４ｂ、
５ｂのいずれかが選択されるようＫなっている。また、
図示しないが一方のロッカブラケット８とロッカアーム
７との間にスプリングが介装されており、機関始動時に
油圧が上昇しない状態では通常の全気筒稼動となるよう
ロッカアーム６．７をカム４ａ。

５ａ側に付勢しである。尚、カム４ａ、５ａはロッカア
ーム６．７の移動量ｉ少なくてるため２つに分割されて
いる。

次に、前記油圧室１１ａ、１２ａへの油圧の回路につい
て説明する。　　。

オイルポンプ部１３は高圧のオイルポンプ１４とチェッ
ク弁１５から１ｉｙ、り、オイルポンプ１４はカムシャ
フト３に取付けられたオイルポンフ駆動カム１６と、該
カム１６により駆動されるプランジャ１４ａとからなる
オイルポンプであって１図示しないオイルギヤラリから
チェック弁１５ヶ介して吸入した油を圧送する。

オイルタンク１４の吐出側は後述するタイミングリフタ
２９に接続されると共に、チェック弁１’ｌ−介してア
キュムレータ１８に接続され、このアキュムレータ１８
會介して４ボ一ト２位置の方向切換弁２０の供給側ボー
）Ｐに接続されている。

方向切換弁２０はその両側の室ａ、ｂに後述するパイロ
ット弁２４から信号油圧が導かれ、この信号油圧によっ
て切換えられて、供給側ボー）Ｐが出力側ボー）Ａ又は
Ｂのいずれかに接続されるようになっている。ここで、
出力側ボートＡは油圧室１１ａに接続され、出力側ポー
トＢは油圧室１２ａに接続されており、各油圧室１１ａ
、１２ａへはロッカブラケット８に形成した通孔２１を
介して連通している。

また、方向切換弁２０には戻り側ポートＲが形成され、
ていて、供給側ボートＰが出力側ボー）Ａ又はＢのいず
れか一方と連通したとき、他方が戻り側ボー）Ｒと連通
するようになっている。この戻り側ボートＲはオイルタ
ンク２３に接続されている。

パイロット弁２４は方向切換弁２０の出力側ボー）Ａと
油圧室１．１ａとの間の油圧ＡＩと、出力側ポートＢと
油圧室１２ａとの間の油圧Ｂ１とｔそれぞれ絞ｐ２５ａ
、２５ｂを介して受け、これらの大小に応じて切換えら
れて、方向切換弁２００両側の室ａ又はｂのいずれか一
方に油圧供給源すカわちアキュムレータ１８の油圧を作
用させ、他方を戻シ側すなわちオイルタンク２３と接続
するようになっている。そして、この切換特性は、方向
切換弁２０が切換えられることによシ変化した油圧Ａｔ
　、ＢＩＫ　ヨりパイロットｙＰｚ　４が方向切換弁２
０を元の切換位置に戻すよう切換えられるようになって
いる。

一方、方向切換弁２０は、第２図及び第３図に明瞭に示
されるように軸方向に２つの溝２６ａ。

２６ｂを有し、これらの溝２６ａ　、２６ｂのいずれか
にストッパ２７が係合している状態では、いずれかの切
換位置にロックされるようになっている。ストッパｚ７
はスプリング２８により係合方向に付勢されている。

そして、このロック状態はタイミングリフタ２９のピス
トン２９ａに連結された出力ロット２９ｂによジアーム
３０を介してストッパ２７を前記付勢方向と反対方向に
回動することによシ解除されるようになっているが、ア
ーム３０に連結された電磁アクチュエータ３１が吸引作
動しているときのみ、タイミングリフタ２９の出力ロッ
ト２９ｂがアーム３０と係合するようになっている。

タイミングリフタ２９はオイルポンプ１４の吐出側圧力
を直接ピストン２９ａに受け、オイルポンプ１４のプラ
ンジャ１４ａのリフト、つマシはカムリフトと同期して
出力ロット２９ｂを往復動させるようになっている。

電磁アクチュエータ３１は、例えばアクセルペダルの踏
込量を検出するアクセルセンサ等からの信号を受ける制
御回路（図示しない）によシ、高負荷条件から低負荷糸
件に移ったとき、あるいは低負荷灸件から高負荷条件に
移ったときに一定の時間通電されるようになっている。

今、全気筒稼動状態にあシ、方向切換弁２０が図示の如
く切換わっていて、油圧室１１ａの側に油圧が導入され
て、ロッカアーム６．７が図示の如く稼動時用カム４ａ
、５Ｂによシ駆動されているものとすると、パイロット
弁２４に作用する油圧はＡＩの方が大きいので、パイロ
ット弁２４は図示の状態にあり、これに伴ない方向切換
弁２０の室ａへ油圧が作用しているため、方向切換弁２
０は図示状態とは反対の状態へ切換わるうとするが、こ
れはストッパ２７によシ阻止されている。

この状態から運転条件の変化、すなわち負荷の減少をア
クセルセンサの出力変化から制御回路が検出すると、制
御回路によシミ磁アクチュエータ３１が一定時間作動し
て、アーム３０を第２図で左方に移動させるから、タイ
ミングリフタ２９の邑カロット２９ｂとアーム３０とが
係合可能な状態になる。

一方、タイミングリフタ２９は前述の如くカムリフトに
同期して往復動するが、オイルポンプ駆動カム１６の位
相の設定により、対応する気筒の下死点付近で出力ロッ
ト２９ｂが突出し、アーム３０を介してストッパ２７を
回動することによシ、ストッパ２７を解除する。

ストッパ２７が解除されると、パイロット弁２４からの
信号油圧にょシ方向切換弁２ｏが第１図で右方に切換え
られ、切換ゎった状態で再びストッパ２７がかかってロ
ックされる。なぜなら、タイミングリフタ２９はアキュ
ムレータ１８に再び油圧が満たされるまではりフトして
こないし、また電磁アクチュエータ３１はその間に再び
オフとなるからである。

そして、方向切換弁２ｏが切換ゎった状態では、アキュ
ムレータ１８からの油圧が油圧室１２ａに供給され、油
圧室１１ａの油圧は排出される。こコニオイて、ナ２気
筒では吸気弁１の通常リフトが、終了して、吸気弁１及
び排気弁２共、ロッカアーム６　、７トカム４　ａ　、
　５　ａとの接触面にクリアランスが生じるため、油圧
室１２ａに供給される油圧によシロツカアーム６．７が
休止時用カム４ｂ、５ｂ＠に一気に移動し、これにより
これらのカム４ｂ　、５ｂとロッカアーム６．７とが相
対するようになる。また、ナ３気筒では排気弁２の通常
のリフトが開始されていて、引続く吸気弁１のリフトが
終るまでは吸気弁ｌ及び排気弁２の少なくとも一方につ
いてカム４ａ、、５ａがロッカアーム６．７を駆動して
おシ、パルプスプリング（図示せず）の荷重による摩擦
力が大きいためロッカアーム６．７が軸方向へ移動する
ことはないが、吸気弁１０通常のリフトが終了した時点
でクリアランスを生じることにより、同様に一気に移動
し、これによシ切換が終了する。

また、方向切換弁２０が切換わるとパイロット弁２４に
作用する油圧が逆転するので、パイロット弁２４が切換
わり、パイロット弁２４からの信号油圧が方向切換弁２
０を再び元の状態に戻すように作用する。但し、方向切
換弁２０はストッパ２７によシロツクされているので、
実際には切換わらず、次の切換に備えることになる。

このようにして、吸、排気弁１，２の作動が切換えられ
、したがってこの切換時にロッカアーム６．７が例えば
弁リフトの直前に移動してロッカアーム６．７の移動が
終了しないうちに弁リフトが開始し、カム４，５とロッ
カアーム６．７が一部分で接触して面圧が過大となシ破
損するといつた現象を防止することが可能となる。

しかしながら、この従来装置にあっては、方向切換弁２
０の切換えに油圧応動形のパイロット弁２４を用いてい
るため、回路が複雑になっていた。

また、方向切換弁２０とパイロット弁２４とが発振現象
（ハンチング）を起こさないように、パイロット弁２４
を駆動する油圧がオリフィス２５ａ。

２５ｂを介して伝えられるようになっておシ、とのため
オリフィス２５ａ　、２５ｂがゴミ等により目づまシを
起としやすく、作動性、信頼性に不安を生じていた。

この発明は、油圧制御系の簡略化を図ると共に、良好な
作動性を保ち、信頼性を高めるようにした弁作動切換装
置を提供することを目的としている。

そのためにこの発明は、油圧アクチュエータへ圧油を選
択的に供給する方向切換弁と、この方向切換弁に信号油
圧を送るパイロット弁（電磁弁）と、仁のパイロット弁
の切換時にその信号油圧に応動してタイミングリフタと
係合するアームとを設け、パイロット弁の切換えによシ
方向切換弁のストッパを解除すると共に、方向切換弁を
切換駆動するよう構成して、制御系の簡略化を図υつつ
応答性を十分に高め、安定した作動を維持するものであ
る。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第４図はこの発明の実施例を示す構成断面図で、１４は
オイルポンプ、１８はアキュームレータ、２９はタイミ
ングリフタ、３５け方向切換弁。

１１．１２は油圧アクチュエータ、６．７はロッカアー
ム、３はカムシャフトである。

オイルポンプ１４は駆動カム１６により所定のカム角毎
に油を圧送し、タイミングリフタ２９はこの圧油に応じ
て出力ロット２９ｂが往復動し、アキュームレータ１８
はとの圧油を蓄圧して方向切換弁３５およびパイロット
弁３６に供給する、方向切換弁３５はそのスプール３７
の両側の室ａ、ｂに導入される信号油圧によシ切換駆動
され、アキュームレータ１８の圧油を油圧アクチュエー
タ１１．１２の油圧室１１ａ、１２ａに選択的に供給す
る。

このスプール３７には軸方向に２つの溝２６ａ２６ｂが
形成され、これらの溝２６ａ　、２６ｂに係合して方向
切換弁３５の切換駆動を規制し、いずれかの切換位置に
ロックするストツノ（２７が配設される。

ストッパ２７は、前記第３図のように支持ピン２７ａを
回動支点として、スプリング２８によりスプール３７と
係合方向に付勢されると共に、その他端に当接してスト
ッパ２７を解除方向に駆動するアーム３８と連結される
。

アーム３８は、シリンダ３９に摺動自由に収装したピス
トン４０の先端に回転自由に支持され、ピストン４０を
押圧するリターンスプリング４１によシ後退方向に付勢
されるが、シリンダ３９に所定の圧油が供給されると、
リターンスプリング４１に抗し、前記ストッパ２７と当
接した状態を保ちながら前進方向にスライドする。

この前進位置において、アーム３８の他端が前記タイミ
ングリフタ２９の出力ロット２９ｂと係、合し、これに
よりタイミングリフタ２９の往復動がアーム３８を介し
てストッパ２７に伝達され、ストッパ２７を間欠的に揺
動する。したがって、このとき方向切換弁３５は、所定
のタイミング（オイルポンプ１４の駆動カム１６に対応
し、例えばす２気筒の吸気下死点）で切換駆動の規制が
解除される。

一方、前記パイロット弁３６として電磁式の切換弁が用
いられ、図示しない制御回路からの指令により切換制御
される。

そして、このパイロット弁３６は、その指令に一応じて
信号油圧を前記方向切換弁３５のスプール３フ両狽ｉの
室ａ、ｂに切換導入するが、この切換時にその信号油圧
に応動して前記アーム３８が前進方向にスライドするよ
うにしている。

具体的には、方向切換弁３５のスプール３７の両側ラン
ド部にさらに環状溝４２ａ、４２ｂが形成され、スプー
ル３７の内部に設けた導孔４３゜４４を介してそれぞれ
室ａ、ｂに連通する。そして、この環状溝４２ａ、４２
ｂに対応してバルブスリーブ４９にそれぞれ切換ボー）
　４５　ａ、４５ｂが設けられ、この切換ボート４５　
ａ　ｐ　４５　ｂが合流通路４６を介してアーム３８の
スライド用のシリンダ３９に接続される。

環状溝４２ａ、４２ｂに対する切換ボート４５ａ。

４５ｂの位置は、スプール３７の最左端（ストッパ２７
がスプール３７の右側の溝２６ｂに係合する図示位置）
で一方の環状溝４２ａと切換ボート４５ａが連通し、′
スプール３７の最右端（ストッパ２７がスプール３７の
左側の溝２６ａに係合する位＆）で他方の環状溝４２ｂ
と切換ボー）　４５ｂが連通するように定められ乏。

即ち、図示状態から第５図の（ａ）　、　（ｂ）に示す
ように、パイロット弁３６を切換え、方向切換弁３５の
室ａに信号油圧を導くと、との信号油圧祉導孔４３、環
状溝４２ａおよび連通状態にある切換ボー）４５ａ、合
成通路４６とを介して前記シリンダ３９に案内、導入さ
れる。したがって、前述したよう′にピストン４ｏにょ
ジアーム３８が前進方向にスライドし、タイミングリフ
タ２９と係合する。これにより、スプール３７の切換駆
動の規制が所定のタイミングで解除され、解除されると
同時に信号油圧に応動してスプール３７の位置っま多方
向切換弁３５が切換えられるのである。

この切換後は、切換ボート４５ｂが環状溝４２ｂと連通
し、シリンダ３９内の圧油が方向切換弁３５の室す側に
開放され、したがってこの状態（第５図の（ｂ）の位置
）で方向切換弁３５にストッパ２７がかけられる。

他方、上記とは反対方向に方向切換弁３５を切換えると
きは、第６図の（ａ）　、　（ｂ）に示すようになり、
パイロット弁３６の切換えに伴う信号油圧に応動してま
ずストッパ２７が解除され、解除と同時に方向切換弁３
５が切換えられ、この切換後にストッパ２７がかけられ
るのである。

なお、第４図中の４７はタイミングリフタ２９に供給さ
れた圧油の逃がし弁で、オイルポンプ１４と連動し、そ
のリフト終了後に開いてタイミングリフタ２９を後退さ
せる。

また、４８は方向切換弁３５がらの圧油を各油圧アクチ
ュエータ讐２に分配供給するロータリ弁で、カムシャフ
ト３と同期回転し、例えば対応気筒の吸気下死点にてそ
れぞれの油圧アクチュエータ１２が作動するように順々
に圧油を供給する。

このように構成したので、吸、排気弁１，２の作動を切
換えるときには、パイロット弁３６を切換えるだけで、
方向切換弁３５のストッパ２７が解除され、方向切換弁
３５の切換えが行なわれる。

したがって、方向切換弁３５の切換制御が容易になると
共に、その高い応答性を得ることができる。

そして、方向切換弁３５から圧油が各油圧アクチュエー
タ１１．１２へと的確に供給され、対応する四ツカアー
ム６．７をスムーズに移動して適正タイミングで吸、排
気弁１．２の作動が切換えられるのである。

その結果、油圧制御系の簡略化が図れる一方、各部の良
好な作動を維持することができ、また従来例のように回
路にオリフィス２５ａ　、２５ｂを設ける必要がなく、
目づまり等による故障の心配は回避され、装置の信頼性
が著しく向上する。

なお、本実施例ではパイロット弁３６の切換えに応じて
信号油圧を送り、方向切換弁３５を切換えるようになっ
ているから、ストッパ２７に無理な力が加わることがな
く、また振動等によシストツバ２７がはずれることがあ
っても方向切換弁３５が逆転することはなく、安全性が
高い。

以上説明した通シ、本発明によれば、パイロット弁から
の信号油圧によ多方向切換弁のストッパを解除し、方向
切換弁を切換えるようにしたので、装置の簡略化が図れ
ると共に、安定かつ的確な作動性、応答性が得られ、信
頼性を十分に高めることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来装置の全体図と要部拡大図、第３
図は第２図の側面図、第４図は本発明の実施例を示す構
成断面図、第５図の（ａ）　、　（ｂ）、第６図の（ａ
）　、　（ｂ）はそれぞれ本発明の作動説明図である。 １・・・吸気弁、２・・・排気弁、３・・・カムシャフ
ト、４．５・・・カム、６，７・・・ロッカアーム、１
１゜１２・・・油圧アクチュエータ、１４・・・オイル
ポンプ、２７・・・ストッパ、２９・・・タイミングリ
フタ、３５・・・方向切換弁、３６・・・パイロット弁
、３７・・・スプール、３８・・・アーム、３９・・・
シリンダ、４０・・・ピストン、４２　ａ　、　４２　
ｂ　・・・環状溝、４５　ａ　、　４ｓｂ・・・切換ポ
ート。 特許出願人　　日産自動車株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロッカアーム會ロッカシャフトの軸方向に移動する油圧
   アクチュエータと、この油圧アクチュエータにオイルポ
   ンプからの圧油上選択的に供給する方向切換弁とを設け
   、ロッカアーム會カムシャフトの軸方向に並設したプロ
   フィルの異なる一対のカムのいずれか一方と選択的に係
   合させることくよシ、吸、排気弁の弁作動を切換えるよ
   うにし九内燃機関の弁作動切換装置において、前記方向
   切換弁を切換駆動する信号油圧を送るパイロット弁と、
   この方向切換弁の切換駆動音規制するストッパと、この
   ストッパに連結したアームと、前記パイロット弁の切換
   時にその信号油圧に応動して前記アームと係合し、所定
   のカム角で前記ストッパを解除するタイミングリフタと
   會備えたことを特徴とする内燃機関の弁作動切換装置。