(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気弁又は吸気弁を駆動可能な弁駆動ピストンと、前記弁駆動ピストンが往復運動する弁駆動シリンダ内と接続する油圧回路の油路と、を含み、
ブロック内に形成された空間であり、前記弁駆動シリンダの戻り流路であって、前記弁駆動ピストンの筒数と同じ複数の油路に接続する油室と、
前記ブロックに当接するブロック蓋に形成された空間であるエア室と、
前記エア室へ気体を給気する給気路と、
前記油室の周縁の前記ブロックに当接されるとともに、前記ブロックと前記ブロック蓋とに挟まれて、前記エア室と前記油室とを分離する板状の可撓性膜部材と、
前記エア室内に内在し、かつ前記可撓性膜部材と接して前記可撓性膜部材の変形を抑制する可撓性膜変形抑制部材と、
を含み、
前記可撓性膜変形抑制部材は、内部に空隙がある材料であり、前記可撓性膜部材の可撓性膜エア室側面と接する可撓性膜側面と、前記エア室の後壁と接するエア室後壁面との距離が可撓性膜部材の変形する前の状態で、前記可撓性膜エア室側面と前記エア室後壁との距離よりも大きいことを特徴とする内燃機関の動弁装置。
【請求項２】
内燃機関の排気弁又は吸気弁を駆動可能な弁駆動ピストンと、前記弁駆動ピストンが往復運動する弁駆動シリンダ内と接続する油圧回路の油路と、を含み、
ブロック内に形成された空間であり、前記弁駆動シリンダの戻り流路であって、前記弁駆動ピストンの筒数と同じ複数の油路に接続する油室と、
前記ブロックに当接するブロック蓋に形成された空間であるエア室と、
前記エア室へ気体を給気する給気路と、
前記油室の周縁の前記ブロックに当接されるとともに、前記ブロックと前記ブロック蓋とに挟まれて、前記エア室と前記油室とを分離する板状の可撓性膜部材と、
前記エア室内に内在し、かつ前記可撓性膜部材と接して前記可撓性膜部材の変形を抑制する可撓性膜変形抑制部材と、
を含み、
前記可撓性膜変形抑制部材は、不定形であって内部に空隙がある材料を充填して可撓性膜部材へ押圧力を加えるように形成されていることを特徴とする内燃機関の動弁装置。
【請求項３】
前記可撓性膜部材は、中空円盤状の補強リングを内在しており、
前記中空円盤状の補強リングは、前記ブロックと前記ブロック蓋とに挟まれる、請求項１又は２に記載の内燃機関の動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧回路の脈動を吸収するための油圧回路用脈動吸収装置及び内燃機関の吸気弁、排気弁を駆動するための内燃機関の動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、ポンプ作用室の燃料流出孔と脈圧式燃料ポンプの燃料吐出口との間に形成される燃料吐出室と該燃料吐出室に発生する脈動圧を緩和するためのエアチャンバとを隔成する可撓性膜部材が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−０１４０７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の脈圧式燃料ポンプの可撓性膜部材は、油圧回路へ適用しようとすると、脈動吸収の機構を小型とすることができるが油圧の変動に可撓性膜部材が耐えきれないおそれがある。このため、従来の油圧回路では、脈動吸収のためプラダ型やピストン型といったアキュームレータを取り付けていたが小型とすることが難しい。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、可撓性膜部材の耐久性を高めた油圧回路用脈動吸収装置及び内燃機関の動弁装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するために本発明の油圧回路用脈動吸収装置は、油圧回路の油路に接続する油室と、気体を含むエア室と、前記エア室と前記油室とを分離する板状の可撓性膜部材と、前記エア室内に内在し、かつ前記可撓性膜部材と接して前記可撓性膜部材の変形を抑制する可撓性膜変形抑制部材と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
これにより、油室に伝達される油圧の変動に可撓性膜部材が耐えきれないおそれを低減できる。このため可撓性膜部材の耐久性を高めた油圧回路用脈動吸収装置は、平板な可撓性膜部材使用可能となり、小型とすることができる。
【０００８】
本発明の望ましい態様として、前記可撓性膜変形抑制部材が内部に空隙がある材料であることが好ましい。これにより、内部に空隙がある材料は気体を含み、気体は圧力の変化に応じて体積を変化させることができる。このため、脈動が吸収される。また、可撓性膜変形抑制部材が、板状の可撓性膜部材の過度の変形を抑制することができる。内部に空隙がある材料は発泡樹脂であるとより好ましい。
【０００９】
本発明の望ましい態様として前記可撓性膜変形抑制部材は、蛇腹状弾性部材と、前記蛇腹状弾性部材の変形を抑制する係止部材を有することが好ましい。これにより、前記蛇腹状弾性部材が気体を含み、気体は圧力の変化に応じて体積を変化させることができる。このため、脈動が吸収される。また、可撓性膜変形抑制部材が、板状の可撓性膜部材の過度の変形を抑制することができる。
【００１０】
本発明の望ましい態様として前記油室は、前記油圧回路の複数の油路に接続されることが好ましい。これにより、油圧回路用脈動吸収装置が複数の油路で共用され、油圧システム全体が小型となる。
【００１１】
上述の目的を達成するために本発明の内燃機関の動弁装置は、内燃機関の排気弁又は吸気弁を駆動可能な弁駆動ピストンと、前記弁駆動ピストンが往復運動する弁駆動シリンダ内と接続する前記油圧回路の油路と、を含み、前記油圧回路用脈動吸収装置により、前記弁駆動シリンダ内と接続する前記油圧回路の油路の脈動を吸収することを特徴とする。
【００１２】
これにより油路の脈動が吸収され、弁駆動ピストンの動作に不要な振動が加わるおそれが低減される。その結果、可撓性膜部材の耐久性を高めた油圧回路用脈動吸収装置を有する内燃機関の動弁装置となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、可撓性膜部材の耐久性を高めた油圧回路用脈動吸収装置及び内燃機関の動弁装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施形態１に係る内燃機関の動弁装置の構成図である。
【図２】図２は、弁駆動装置の概要図である。
【図３】図３は、制御装置の構成図である。
【図４】図４は、本実施形態に係る油圧回路の一例を示す説明図である。
【図５】図５は、実施形態１に係る油圧回路用脈動吸収装置を示す概要図である。
【図６】図６は、実施形態１に係る可撓性膜部材を示す概要図である。
【図７】図７は、実施形態１に係る可撓性膜変形抑制部材を示す概要図である。
【図８】図８は、実施形態２に係る油圧回路用脈動吸収装置を示す概要図である。
【図９】図９は、実施形態３に係る可撓性膜変形抑制部材を示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００１６】
（実施形態１）
実施形態１について、図面を参照して説明する。図１は、実施形態１に係る内燃機関の動弁装置の構成図である。図２は、弁駆動装置の概要図である。図３は、制御装置の構成図である。実施形態１に係る内燃機関の動弁装置１００は、後述する油圧回路を有し、油圧により弁駆動装置１０が動作することで、シリンダブロック３内での燃焼用ピストン２の上下動に伴い、エンジンバルブとしての排気弁４ａ及び吸気弁４ｂを駆動する装置である。後述するように、実施形態１では、方向切換制御弁機構と弁駆動シリンダの弁駆動シリンダ上室とを接続している油路に油圧回路用脈動吸収装置を接続し、脈動吸収していることを特徴としている。
【００１７】
図１に示すように、動弁装置１００は、内燃機関１（エンジン）に設置される弁駆動装置１０と、内燃機関１の状態を計測する計測装置２０、２１と、弁駆動装置１０に油圧を供給する油圧ユニット３０と、弁駆動装置１０を制御する制御装置８０と、信号ラインＩ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４、Ｉ５と、油圧ラインＯ１及びＯ２と、を有している。なお、ダイナモ２００は、電力変換装置である。ダイナモ２００は、必須の構成要素ではなく付加要素であり、例えば試験装置として使用する場合に用いる。
【００１８】
図２に示すように、弁駆動装置１０は、弁駆動シリンダ１１と、弁駆動シリンダ１１内に移動可能に収納された弁駆動ピストン１２と、弁駆動ピストン１２を駆動するためのサーボ弁１３と、弁駆動ピストン１２の位置を計測する弁駆動ピストン変位計１５とを有している。図１に示すように内燃機関１は、シリンダブロック３と、クランクケース９と、燃焼用ピストン２と、クランクシャフト７と、コネクティングロッド８とを有している。燃焼用ピストン２とクランクシャフト７とがコネクティングロッド８で連結されている。このような構造により、燃焼用ピストンの往復運動がクランクシャフト７で回転運動に変換される。
【００１９】
また、図１及び図２に示すように内燃機関１は、排気弁４ａ及び吸気弁４ｂと、弁ロッド５と、バルブスプリング６とを有している。排気弁４ａ、吸気弁４ｂは、各々、弁ロッド５の下端に固定されており、弁ロッド５に設けられたバルブスプリング６により閉弁方向に力が付勢されている。弁駆動装置１０は、内燃機関１上に搭載され、弁駆動ピストン１２が弁ロッド５と接続されている。又は、弁駆動装置１０は、弁閉止時にわずかな隙間をあけ配置される。これにより、弁駆動ピストン１２を駆動すると、弁ロッド５に応じて排気弁４ａ及び吸気弁４ｂが駆動される。なお、弁駆動ピストン１２が弁ロッド５と接続される場合には、バルブスプリング６は不要となる。
【００２０】
図２に示す弁駆動シリンダ１１内に移動可能に収納された弁駆動ピストン１２は、油圧アクチュエータであって、弁駆動ピストン１２は弁駆動シリンダ１１に油圧が供給されると伸びて排気弁４ａ又は吸気弁４ｂを開動作させる。また弁駆動ピストン１２は弁駆動シリンダ１１から油圧が排出されると縮んで排気弁４ａ又は吸気弁４ｂを閉動作させる。サーボ弁１３は、弁駆動シリンダ１１の外部側面１１Ａに取り付けられている。サーボ弁１３は、後述する油圧ユニット３０と油圧の供給ラインである油圧ラインＯ１及び戻りラインである油圧ラインＯ２で接続されている。サーボ弁１３は、制御装置８０からの信号ラインＩ２の指示に基づいて弁駆動シリンダ１１への油圧の供給又は弁駆動シリンダ１１から油圧の排出を制御する。例えば、サーボ弁１３は、後述するスプール、油路、ノズルフラッパ機構等により構成されている。弁駆動ピストン変位計１５は、弁駆動シリンダ１１での弁駆動ピストン１２の位置を計測し、計測した位置データを制御装置８０へ出力する。
【００２１】
図１に示す計測装置２０は、内燃機関１の回転数を計測するエンコーダである。また、計測装置２１は、内燃機関１のクランク角度を計測するクランク角センサである。計測装置２０、２１で計測された内燃機関１の回転数情報及びクランク角度情報は、制御装置８０へ出力される。ここで、回転数というときには、各クランク角度での単位時間当たりの角度変化である回転速度をいうものとする。
【００２２】
制御装置８０は、弁駆動装置１０を制御する装置である。図１に示すように、制御装置８０は、信号ラインＩ１を介して油圧ユニット３０を起動又は停止する制御を行う。また、制御装置８０は、信号ラインＩ２を介してサーボ弁１３を制御できる。また、制御装置８０は、信号ラインＩ３、Ｉ４、Ｉ５を介して弁駆動ピストン変位計１５及び計測装置２０、２１に接続されている。次に、図３を用いて、制御装置８０を説明する。
【００２３】
図３に示す制御装置８０は、入力処理回路８１と、入力ポート８２と、処理部９０と、記憶部９４と、出力ポート８３と、出力処理回路８４と、を有する。処理部９０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算装置）９１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）９２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）９３とを含んでいる。制御装置８０には、表示装置８５と、入力装置８６とが付随していてもよい。制御装置８０には、表示装置８５と、入力装置８６とが必要に応じて接続可能である。また制御装置８０は表示装置８５と、入力装置８６とがなくても動作可能である。
【００２４】
処理部９０と、記憶部９４と、入力ポート８２及び出力ポート８３とは、バス８７、バス８８、バス８９を介して接続される。バス８７、バス８８及びバス８９により、処理部９０のＣＰＵ９１は、記憶部９４と、入力ポート８２及び出力ポート８３と相互に制御データをやり取りしたり、一方に命令を出したりできるように構成される。
【００２５】
入力ポート８２には、入力処理回路８１が接続されている。入力処理回路８１には、例えば、計測データｉｓが接続されている。そして、計測データｉｓは、入力処理回路８１に備えられるノイズフィルタやＡ／Ｄコンバータ等により、処理部９０が利用できる信号に変換されてから、入力ポート８２を介して処理部９０へ送られる。これにより、処理部９０は、必要な情報を取得することができる。計測データｉｓは、例えば弁駆動ピストン変位計１５、計測装置２０、２１から信号ラインＩ３、Ｉ４、Ｉ５を介して取得した変位データ、クランク角度データ、回転数データである。
【００２６】
出力ポート８３には、出力処理回路８４が接続されている。出力処理回路８４には、表示装置８５や、外部出力用の端子が接続されている。出力処理回路８４は、表示装置制御回路、弁駆動装置等の制御信号回路、信号増幅回路等を備えている。出力処理回路８４は、処理部９０が算出したサーボ弁１３への信号データを表示装置８５に表示させる表示信号として出力したり、サーボ弁１３へ伝達する指示信号ｉｄとして出力したりする。表示装置８５は、例えば液晶表示パネルやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等を用いることができる。指示信号ｉｄは、サーボ弁１３へ信号ラインＩ２を介して伝達される。
【００２７】
記憶部９４は、動弁装置１００の動作手順を含むコンピュータプログラム等が記憶されている。ここで、記憶部９４は、ＲＡＭのような揮発性のメモリ、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、ハードディスクドライブあるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。
【００２８】
上記コンピュータプログラムは、処理部９０へすでに記録されているコンピュータプログラムとの組み合わせによって、動弁装置１００の動作手順を実行するものであってもよい。また、この制御装置８０は、コンピュータプログラムの代わりに専用のハードウェアを用いて、動弁装置１００の動作手順を実行するものであってもよい。
【００２９】
また、動弁装置１００の動作手順は、予め用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーション、あるいは制御用コンピュータ等のコンピュータシステムで実行することによって実現することもできる。また、このプログラムは、ハードディスク等の記録装置、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００３０】
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」には、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線網を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものを含むものとする。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
【００３１】
以上説明した制御装置８０は、計測装置２０、２１から、クランク角度及び回転数データを取得する。本実施形態では、制御装置８０は、本来所望のクランク角度毎にリフト量が与えられた目標リフト波形が記憶部９４又はＲＡＭ９２に記憶されているものとする。例えば、４ストロークエンジンでは燃焼用ピストンが２往復する間に、吸気・圧縮・膨張・排気の４行程を行うことで１サイクルを完結する。制御装置８０は、この１サイクル分の目標リフト波形を生成し、目標リフト波形と同一のドライブ波形で弁駆動ピストンを駆動できるようサーボ弁に制御コマンドを制御信号として送付する。
【００３２】
次に、本実施形態に係る油圧回路について説明する。図４は、実施形態１に係る油圧回路の一例を示す説明図である。図４に示す油圧回路１０Ａは、図２に示す弁駆動装置１０の弁駆動シリンダ１１と、弁駆動シリンダ１１内に移動可能に収納された弁駆動ピストン１２と、弁駆動ピストン１２を駆動するためのサーボ弁１３との油圧回路を示している。
【００３３】
油圧回路１０Ａは、弁駆動シリンダ１１と、弁駆動ピストン１２と、スプール１７を有する方向切換制御弁機構１８と、ノズルフラッパ機構６０と、油路４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９と、絞り６８、６９と、油圧回路用脈動吸収装置１１０とを含んでいる。また、スプール１７の変位は、スプール変位計１９により計測される。スプール変位計１９は、信号ラインＩ６を通じて、上述した制御装置８０へ接続されている。また、必要に応じ、配管７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７が設けられている。なお、油路４１、４２、４４、４５、４７、４８、４９、配管７７は、油ポート５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８に接続されている。油圧回路用脈動吸収装置１１０が実施形態１に係る油圧回路用脈動吸収装置である。油圧回路１０Ａは、後述する実施形態２において説明するように、油圧回路用脈動吸収装置１３０と油ポート５１、油路１４０を通じて接続されていてもよい。
【００３４】
方向切換制御弁機構１８は、３方向に切換可能な３方切換制御弁である。方向切換制御弁機構１８は、スプール１７が移動することで、弁駆動シリンダ１１へ通じる油路４６へ接続する油路４５、４８を切り換えることができる。これにより、油路４６に供給する作動油圧力の供給対象を切り換えることができる。
【００３５】
ノズルフラッパ機構６０は、ノズルの流路面積を絞ることにより圧力を変化させる機構である。図４に示すようにノズルフラッパ機構６０が油路４１中に介在する。油路４１はノズルフラッパ機構６０から油路４２、４３との管路接続４３ａ側となる油路４１Ａと、ノズルフラッパ機構６０から油ポート５１側となる油路４１Ｂとを含んでいる。
【００３６】
上述した制御装置８０は制御信号コマンドを送信し、制御信号コマンドに応じてノズルフラッパ駆動機構６０が動作する。ノズルフラッパ機構６０の動作に沿って、フラッパがノズルの流路面積を絞り又は開口することで油路４１Ａの圧力を変化させることができる。
【００３７】
図４に示す油路４２は、油ポート５２を介して油圧ユニット３０と接続され、パイロット圧力が加えられている。絞り６８はオリフィスであり、パイロット圧力を調整する圧力絞りである。
【００３８】
油路４３は、管路接続４３ａで、油路４１Ａ及び油路４２に接続されている。油路４３は、方向切換制御弁機構１８のスプール１７を押圧する押圧部でもある。油路４４は、油ポート５３を介して油圧ユニット３０と接続され、パイロット圧力が加えられている。
【００３９】
油路４５は、油ポート５４を介して油圧ユニット３０と接続され、弁駆動ピストン１２の第１の作動油圧力が加えられている。方向切換制御弁機構１８により、油路４５及び油路４６の接続がスプール１７の位置によって切り換えられる。
【００４０】
油路４６は、方向切換制御弁機構１８と弁駆動シリンダ１１の弁駆動シリンダ上室１１ａとを接続している。油路４９は、方向切換制御弁機構１８と弁駆動シリンダ１１の弁駆動シリンダ上室１１ａとを接続する間の管路接続４６ａで油路４６と接続されている。油路４９には、油圧回路用脈動吸収装置１１０が設けられており、油路４６で生じる脈動を吸収している。また、油路４９は、油ポート５８を介して油圧回路用脈動吸収装置１３０と接続している。ここで、弁駆動シリンダ上室１１ａは、弁駆動シリンダ１１内の空間であって、図２に示す弁ロッド５の逆側となる弁駆動ピストン１２と弁駆動シリンダ１１とで囲まれる空間である。弁駆動シリンダ上室１１ａには、配管７１が接続されており、配管７１が必要に応じ空気を抜く作用をしている。
【００４１】
また、弁駆動シリンダ下室１１ｂは、図２に示す弁ロッド５側となる弁駆動ピストン１２と弁駆動シリンダ１１とで囲まれる空間である。油路４７は、油ポート５７を介して油圧ユニット３０と接続され、弁駆動ピストン１２の第２の作動油圧力が加えられている。油路４７には、絞り６９が設けられている。絞り６９はオリフィスであり、第２の作動油圧力を調整する圧力絞りである。絞り６９により、第２の作動油圧力は上述した第１の作動油圧力よりも小さくなるように設定されていることが好ましい。油路４７は、管路接続４７ａを有しており、配管７２が接続されている。配管７２は、必要に応じ空気を抜く作用をしている。
【００４２】
油路４８は、方向切換制御弁機構１８からの戻り管路であり、油ポート５５を介して油タンクと接続している。
【００４３】
配管７３、７４、７５、７６、７７は、ドレン配管であり、水分が油ポート５６を介して排出される。油ポート５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８は、サーボ弁１３に開口した油又は水分を運ぶ開口部である。
【００４４】
次に、実施形態１に係る動弁装置の動作を説明する。動弁装置１００の制御装置８０は、制御信号のコマンドをサーボ弁１３へ送信する。図１及び図２に示すように、制御装置８０からの制御信号コマンドは、信号ラインＩ２を介し、サーボ弁１３へ伝達される。サーボ弁１３では、ノズルフラッパ機構６０が制御信号のコマンドに応じ動作する。
【００４５】
ノズルフラッパ駆動機構６０が駆動され、ノズルの流路面積を絞ることにより油路４１Ａの圧力を変化させると、油路４２にパイロット圧力が減圧されることなく、油路４３へ印加される。油路４３へは圧力ＰＰＢが印加されることになる。上述したように、油路４４にもパイロット圧力が印加されている。ここで、油路４４に加わる圧力を圧力ＰＰＡとする。
【００４６】
本実施形態では、圧力ＰＰＡは、ノズルフラッパ機構６０が駆動され、ノズルの流路面積を最も絞る状態での圧力ＰＰＢの略半分となるように、絞り６８が設定されていることが好ましい。これにより、圧力ＰＰＡは、ノズルフラッパ機構６０が駆動され、ノズルの流路面積を所定以上絞ると、圧力ＰＰＡよりも圧力ＰＰＢが大きくなり、スプール１７が移動する。スプール１７が移動すると、スプール変位計１９がスプールの変位を読み取り、スプール変位計１９は信号ラインＩ６を通じて、スプールの変位情報を制御装置８０へ送出する。
【００４７】
スプール１７の移動に伴い、方向切換制御弁機構１８が油路４５と油路４６を接続する。これにより、弁駆動シリンダ上室１１ａが第１の作動油圧力となり、弁駆動シリンダ下室１１ｂの第２の作動油圧力よりも大きくなることから弁駆動ピストン１２が、図２に示す弁ロッドの方向へ移動することになる。弁駆動ピストン１２の変位は、図２に示す弁駆動ピストン変位計１５で計測され、弁駆動ピストン変位計１５は信号ラインＩ３を通じて、ピストンの変位情報を制御装置８０へ送出する。
【００４８】
逆にノズルフラッパ駆動機構６０が駆動され、ノズルの流路面積の絞りを開放することにより油路４１Ａの圧力を変化させると、油路４２のパイロット圧力が減圧される。このため油路４３へ印加される圧力も減圧される。その結果、油路４３へ印加されるＰＰＢが油路４４に加わる圧力ＰＰＡよりも小さくなる。
【００４９】
すなわち、圧力ＰＰＡは、ノズルフラッパ駆動機構６０が駆動され、ノズルの流路面積の絞りが所定以上開放されると、圧力ＰＰＢよりも圧力ＰＰＡが大きくなり、スプール１７が移動する。スプール１７が移動すると、スプール変位計１９がスプールの変位を読み取り、スプール変位計１９は信号ラインＩ６を通じて、スプールの変位情報を制御装置８０へ送出する。
【００５０】
スプール１７の移動に伴い、方向切換制御弁機構１８が油路４５と油路４６との接続を、油路４８と油路４６との接続に切り替わらせる。これにより、弁駆動シリンダ上室１１ａが戻り管路の圧力となり、弁駆動シリンダ下室１１ｂの第２の作動油圧力よりも小さくなることから弁駆動ピストン１２が、図２に示す弁ロッドの逆方向、へ移動することになる。弁駆動ピストン１２の変位は、図２に示す弁駆動ピストン変位計１５で計測され、弁駆動ピストン変位計１５は信号ラインＩ３を通じて、ピストンの変位情報を制御装置８０へ送出する。
【００５１】
以上説明したように、実施形態１の内燃機関の動弁装置は、制御信号で動作して、ノズルの流路面積を絞ることにより圧力を変化させるノズルフラッパ機構と、前記ノズルフラッパ機構の動作に応じて、作動油圧力の供給対象を切り換える方向切換制御弁と、前記方向切換制御弁により切り換えられた作動油圧力の供給対象に応じて弁駆動シリンダ内で往復運動して、内燃機関の排気弁と吸気弁との少なくとも一方を駆動可能な弁駆動ピストンと、を含み、前記ノズルフラッパ機構のノズルの流路面積を絞ることにより圧力を変化させると、前記圧力の変化に従って前記方向切換制御弁により切り換えられた作動油圧力の供給対象が変化し、前記作動油圧力の供給対象に応じて前記弁駆動ピストンが前記弁駆動シリンダから突き出る。逆に、前記ノズルフラッパ機構のノズルの流路面積の絞りを開放することにより圧力を変化させると、前記方向切換制御弁により作動油圧力の供給対象が変化し、前記作動油圧力の供給対象に応じて前記弁駆動ピストンが前記弁駆動シリンダへ格納される方向（縮む方向）へ移動する。
【００５２】
これにより、方向切換制御弁機構１８と弁駆動シリンダ１１の弁駆動シリンダ上室１１ａとを接続している油路４６に油圧の流れが生じる。油路４６に不要な脈動が生じている場合、弁駆動ピストンの動作に不要な振動が加わることになり望ましくない。また、弁駆動ピストンを早く切り換えるためには、脈動を早く吸収してしまう必要もある。このため、図４に示すように、実施形態１の油圧回路１０Ａでは、方向切換制御弁機構１８と弁駆動シリンダ１１の弁駆動シリンダ上室１１ａとを接続している油路４６に油圧回路用脈動吸収装置１１０を接続し、脈動吸収している。サーボ弁１３内及び弁駆動シリンダ１１内に油圧回路用脈動吸収装置１１０を設けることにより、油路４６から油圧回路用脈動吸収装置１１０迄の距離が短くなり早く脈動を吸収することができる。
【００５３】
図５は、実施形態１に係る油圧回路用脈動吸収装置を示す概要図である。図５に示す油圧回路用脈動吸収装置１１０は、エア室（気体室）１１１と、給気路１１２と、油室１１３と、可撓性膜部材１１５と、可撓性膜変形抑制部材１２０とを含んでいる。油圧回路用脈動吸収装置１１０は、図２に示す弁駆動シリンダ１１とサーボ弁１３との境界である外部側面１１Ａ付近に配置されている。
【００５４】
図５に示すエア室（気体室）１１１は、弁駆動シリンダ１１内に形成された空間である。例えば、この空間は円筒形の空間である。エア室（気体室）１１１には、例えば空気、窒素等の気体を含ませることができる。給気路１１２は、エア室（気体室）１１１へ気体を給気する給気孔である。油室１１３は、サーボ弁１３内に形成された空間である。油路４９と接続し、油が充填されている。油室１１３は、例えば円筒形の空間である。エア室（気体室）１１１は、サーボ弁１３内に形成された空間としてもよく、油室１１３は、駆動シリンダ１１内に形成された空間としてもよい。
【００５５】
可撓性膜部材１１５は、エア室（気体室）１１１と油室１１３とを分離するセパレータであり、板状の可撓性膜１１６を有する。可撓性膜部材１１５の周縁では、可撓性膜エア室側面１１６Ａに弁駆動シリンダ１１が当接し、可撓性膜油室側面１１６Ｂにサーボ弁１３が当接して固定されている。例えば、可撓性膜１１６は、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）等の耐油性の高いエラストマーで形成されていることが好ましい。図５に示すように、可撓性膜部材１１５は、弁駆動シリンダ１１とサーボ弁１３とにより挟まれて固定されている。弁駆動シリンダ１１とサーボ弁１３との境界に可撓性膜部材１１５を設け、可撓性膜部材１１５を介してエア室（気体室）１１１と油室１１３とを配置したので、省スペースとすることができ、動弁装置を小型にできる。
【００５６】
図６は、実施形態１に係る可撓性膜部材を示す概要図である。可撓性膜部材１１５は、エア室（気体室）１１１及び油室１１３を油密とするため、エア室（気体室）１１１及び油室１１３の形状に合わせて大きさが決められている。例えば、図６に示すように、エア室（気体室）１１１及び油室１１３が円筒形状であるので、エア室（気体室）１１１及び油室１１３との大きい方の直径よりも大きな円盤状の形状としている。
【００５７】
図５及び図６に示すように、可撓性膜部材１１５は、可撓性膜１１６の強度を補強するため、中空円盤状の補強リング１１７を内在していることが好ましい。補強リング１１７は、例えばステンレス鋼等の防錆効果のある金属材料で形成されており、可撓性膜１１６の材料で覆われていることが好ましい。
【００５８】
図７は、実施形態１に係る可撓性膜変形抑制部材を示す概要図である。可撓性膜変形抑制部材１２０は、内部に空隙がある材料、例えばポリウレタン等の発泡樹脂で形成されている。図７に示すように、可撓性膜変形抑制部材１２０は、エア室１１１の内在する空間と相似形状となっていることが好ましい。例えば、可撓性膜変形抑制部材１２０は、円筒形状である。可撓性膜変形抑制部材１２０は、可撓性膜部材１１５の可撓性膜エア室側面１１６Ａと接する可撓性膜側面１２０Ａと、エア室後壁１１１Ａと接するエア室後壁面１２０Ｂとの距離が可撓性膜部材１１５の変形する前の状態で、可撓性膜エア室側面１１６Ａとエア室後壁１１１Ａとの距離よりも大きい。このため、可撓性膜変形抑制部材１２０が可撓性膜部材１１５へ押圧力を加えている。なお、可撓性膜変形抑制部材１２０は、不定形であって内部に空隙がある材料、例えばポリウレタン等の発泡樹脂を充填して形成してもよい。
【００５９】
上述のように、実施形態１に係る油圧回路用脈動吸収装置は、油圧回路の油路に接続する油室と、気体を含むエア室と、前記エア室と前記油室とを分離する板状の可撓性膜部材と、前記エア室内に内在し、かつ前記可撓性膜部材と接して前記可撓性膜部材の変形を抑制する可撓性膜変形抑制部材と、を含んでいる。
【００６０】
ここで、油室に伝達される油圧の変動は、まず可撓性膜部材の変形を引き起こし、エア室の気体を圧縮する。気体は圧力の変化に応じて体積を変化させることができるが可撓性膜部材の変形には許容範囲がある。実施形態１に係る油圧回路用脈動吸収装置は、板状の可撓性膜部材を用いてエア室と油室とを分離するため、小型な油圧回路用脈動吸収装置となっている。一方、板状の可撓性膜部材は、変形の許容範囲が狭い。そこで、実施形態１に係る油圧回路用脈動吸収装置は、エア室内に内在し、かつ前記可撓性膜部材と接して前記可撓性膜部材の変形を抑制する可撓性膜変形抑制部材により、板状の可撓性膜部材の過度の変形を抑制している。これにより、油室に伝達される油圧の変動に可撓性膜部材が耐えきれないおそれを低減できる。
【００６１】
実施形態１に係る油圧回路用脈動吸収装置は、前記可撓性膜変形抑制部材が内部に空隙がある材料であることが好ましい。内部に空隙がある材料は気体を含み、気体は圧力の変化に応じて体積を変化させることができる。このため、脈動が吸収される。また、可撓性膜変形抑制部材が、板状の可撓性膜部材の過度の変形を抑制することができる。内部に空隙がある材料は発泡樹脂であるとより好ましい。
【００６２】
（実施形態２）
図８は、実施形態２に係る油圧回路用脈動吸収装置を示す概要図である。本実施形態に係る動弁試験装置は、実施形態１と同じであるが、実施形態１において上述した油圧回路用脈動吸収装置１３０に特徴がある。次の説明においては、実施形態１で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００６３】
図８に示すように、油圧回路用脈動吸収装置１３０は、エア室（気体室）１３１と、給気路１３２と、油室１３３と、可撓性膜部材１１５と、可撓性膜変形抑制部材１２０とを含んでいる。油圧回路用脈動吸収装置１３０は、図４に示す油圧回路用脈動吸収装置１１０並列に油路４６と接続し、油路４６の脈動を吸収している。
【００６４】
図８に示すエア室１３１は、ブロック蓋１５２内に形成された空間である。例えば、この空間は円筒形の空間である。エア室１３１には、例えば空気、窒素等の気体を含ませることができる。給気路１３２は、エア室１３１へ気体を給気する給気孔である。油室１３３は、ブロック１５３内に形成された空間である。油室１３３は、図４に示す油路４９と油ポート５８を介して接続された油路１４０が接続し、油が充填されている。ここで、油室１３３には、他の動弁装置から同様に接続された油路１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｘとエンジンバルブの筒数と同じ複数の油路が接続され油が充填されている。すなわち、油室１３３は、油圧回路の複数の油路１４０、１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｘに接続することができ、脈動吸収のための油圧回路用脈動吸収装置１３０を共通とすることができる。これにより、システム全体の大きさを小型化することができる。油室１３３は、例えば円筒形の空間である。なお、油路１３４は、油圧ユニット３０への戻り流路へ接続されている。
【００６５】
可撓性膜部材１１５は、上述した実施形態１と同じであるので説明を省略する。可撓性膜部材１１５の周縁では、可撓性膜エア室側面１１６Ａにブロック蓋１５２が当接し、可撓性膜油室側面１１６Ｂにブロック１５３が当接して固定されている。実施形態１と同様に、可撓性膜変形抑制部材１２０は、円筒形状である。図７に示す可撓性膜変形抑制部材１２０では、可撓性膜部材１１５の可撓性膜エア室側面１１６Ａと接する可撓性膜側面１２０Ａと、エア室後壁１３１Ａと接するエア室後壁面１２０Ｂとの距離が可撓性膜部材１１５の変形する前の状態で、図８に示す可撓性膜エア室側面１１６Ａとエア室後壁１３１Ａとの距離よりも大きい。このため、可撓性膜変形抑制部材１２０が可撓性膜部材１１５へ押圧力を加えている。なお、可撓性膜変形抑制部材１２０は、不定形であって内部に空隙がある材料、例えばポリウレタン等の発泡樹脂を充填して形成してもよい。
【００６６】
上述のように、実施形態２に係る油圧回路用脈動吸収装置は、油圧回路の油路に接続する油室と、気体を含むエア室と、前記エア室と前記油室とを分離する板状の可撓性膜部材と、前記エア室内に内在し、かつ前記可撓性膜部材と接して前記可撓性膜部材の変形を抑制する可撓性膜変形抑制部材と、を含んでおり、前記油室は、油圧回路の複数の油路に接続される。これにより、システム全体の大きさを小型化することができる。
【００６７】
（実施形態３）
図９は、実施形態３に係る可撓性膜変形抑制部材を示す概要図である。本実施形態に係る油圧回路用脈動吸収装置は、実施形態１又は実施形態２と同じであって、実施形態１又は実施形態２において上述した可撓性膜変形抑制部材１２０を容積変動抑制機構へ置き換えたことに特徴がある。次の説明においては、実施形態１又は実施形態２で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００６８】
図９に示す可撓性膜変形抑制部材１２１は、弾性部材である蛇腹状ゴム１２５と、蛇腹状ゴム１２５の変形を抑制する係止部材であるストッパー１２７、１２８と、を有する容積変動抑制機構で形成されている。可撓性膜変形抑制部材１２１は、蛇腹状ゴム１２５の位置決めのため、蛇腹状ゴム１２５の両端に位置決め部材１２２、１２３が、複数の取り付け部材１５０で固定されていることが望ましい。また、可撓性膜変形抑制部材１２１は、例えば図５のエア室１１１、又は図８のエア室１３１の内在する空間に収まることが好ましい。例えば、可撓性膜変形抑制部材１２０は、円筒形状に収まる形状である。
【００６９】
蛇腹状ゴム１２５は、中空な略円筒形状の蛇腹状弾性部材であり、中空部分に気体を含むことができる。蛇腹状ゴム１２５は変形可能であり、位置決め部材１２２、１２３の距離を縮めることができる。位置決め部材１２２、１２３の距離が縮まると、位置決め部材１２２、１２３の距離を戻そうとする押圧力が働くことになる。位置決め部材１２２、１２３の距離が大きく縮まる力が加わると、ストッパー１２７、１２８の距離も縮まり、蛇腹状ゴム１２５の変形を抑制することができる。
【００７０】
図９に示す可撓性膜変形抑制部材１２１は、図５又は図８に示す可撓性膜部材１１５の可撓性膜エア室側面１１６Ａと接する側面１２３Ａと、エア室後壁１１１Ａ（１３１Ａ）と接する側面１２２Ａとの距離は、可撓性膜部材１１５が変形する前の状態で、可撓性膜エア室側面１１６Ａとエア室後壁１１１Ａ（１３１Ａ）との距離よりも大きく、可撓性膜変形抑制部材１２０が可撓性膜部材１１５へ押圧力を加えていることが好ましい。
【００７１】
上述のように、実施形態３に係る油圧回路用脈動吸収装置は、油圧回路の油路に接続する油室と、気体を含むエア室と、前記エア室と前記油室とを分離する板状の可撓性膜部材と、前記エア室内に内在し、かつ前記可撓性膜部材と接して前記可撓性膜部材の変形を抑制する可撓性膜変形抑制部材と、を含んでおり、前記可撓性膜変形抑制部材は、蛇腹状弾性部材と、前記蛇腹状弾性部材の変形を抑制する係止部材を有する。蛇腹状弾性部材は、気体を含み、気体は圧力の変化に応じて体積を変化させることができる。このため、脈動が吸収される。また、可撓性膜変形抑制部材が、板状の可撓性膜部材の過度の変形を抑制することができる。
【００７２】
上述したように、内燃機関の排気弁又は吸気弁を駆動可能な弁駆動ピストンと、前記弁駆動ピストンが往復運動する弁駆動シリンダ内と接続する前記油圧回路の油路と、を含み、実施形態１、２、３の油圧回路用脈動吸収装置により、前記弁駆動シリンダ内と接続する前記油圧回路の油路の脈動を吸収する。
【００７３】
これにより、油路の脈動が吸収され、弁駆動ピストンの動作に不要な振動が加わるおそれが低減される。その結果、可撓性膜部材の耐久性を高めた油圧回路用脈動吸収装置を有する内燃機関の動弁装置となる。
【００７４】
なお、上述した動弁装置及び動弁駆動方法は、内燃機関の吸気弁又は排気弁を開閉駆動する試験機にも適している。また、本実施形態の内燃機関は、シリンダブロックと、前記シリンダブロック内を上下動する燃焼用ピストンと、排気弁及び吸気弁と、前記排気弁及び前記吸気弁を各々駆動することが好ましい。これにより、清浄な排気と燃費向上とによりＮＯｘ、未燃ＨＣの排出量の低減と二酸化炭素排出量の低減とに寄与することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１  内燃機関
２  燃焼用ピストン
３  シリンダブロック
４ａ  排気弁
４ｂ  吸気弁
５  弁ロッド
６  バルブスプリング
７  クランクシャフト
８  コネクティングロッド
９  クランクケース
１０  弁駆動装置
１１  弁駆動シリンダ
１１ａ  弁駆動シリンダ上室
１１ｂ  弁駆動シリンダ下室
１２  弁駆動ピストン
１３  サーボ弁
１５  弁駆動ピストン変位計
１７  スプール
１８  方向切換制御弁機構
１９  スプール変位計
２０、２１  計測装置
３０  油圧ユニット
４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９  油路
６０  ノズルフラッパ機構
８０  制御装置
１００  動弁装置
１１０、１３０  油圧回路用脈動吸収装置
１１１、１３１  エア室
１１３、１３３  油室
１１５  可撓性膜部材
１２０、１２１  可撓性膜変形抑制部材
【図１】
0005781329.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0005781329.tif 000007
【図７】
0005781329.tif 000008
【図８】
0005781329.tif 000009
【図９】
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