(57)【要約】【課題】バルブのリフト量を精度良く制御できると共に、低コストで製造することができる可変動弁駆動装置を提供する。【解決手段】エンジンの吸気弁又は排気弁をなすバルブ１０と、バルブ１０を閉弁方向に付勢するスプリング１１と、スプリング１１の付勢力に抗してバルブ１０を開弁方向に押圧するカム１２と、バルブ１０に連結されたピストン１９と、ピストン１９が挿入されるピストン挿入孔２０から構成される制御室２１と、制御室２１の作動流体の導入・排出を制御することで、バルブ１０の閉弁時期を変更する制御機構２４とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸気弁又は排気弁をなすバルブと、該バルブを閉弁方向に付勢するスプリングと、該スプリングの付勢力に抗して上記バルブを開弁方向に押圧するカムと、上記バルブに連結されたピストンと、該ピストンが挿入されるピストン挿入孔から構成される制御室と、該制御室の作動流体の導入・排出を制御することで、上記バルブの閉弁時期を変更する制御機構とを備えたことを特徴とする可変動弁駆動装置。
【請求項２】
上記制御機構は、上記バルブを上記カムのカムプロファイルに応じた閉弁時期よりも遅く閉弁させるとき、上記制御室に導入された作動流体の排出を規制して、上記制御室に作動流体を保持する請求項１に記載の可変動弁駆動装置。
【請求項３】
上記制御機構は、上記制御室に接続された作動流体タンクと、該作動流体タンクの作動流体を上記制御室に導入するための第一の作動弁と、上記制御室の作動流体を上記作動流体タンクに排出するための第二の作動弁とを有する請求項１又は２に記載の可変動弁駆動装置。
【請求項４】
上記バルブは、上記カムにより直接、又は、上記カムによりロッカーアームを介して押圧される請求項１から３いずれかに記載の可変動弁駆動装置。
【請求項５】
上記制御室は、上記カム、又は、ロッカーアームが上記バルブを押圧する押圧点に対して、上記バルブと反対側に配設される請求項１から４いずれかに記載の可変動弁駆動装置。
【請求項６】
上記制御室は、上記バルブの軸線延長上に配設される請求項１から５いずれかに記載の可変動弁駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの動弁駆動装置に係り、特にバルブの閉弁時期を変更することができる可変動弁駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ミラーサイクル化、又は、予混合燃焼（ＰＣＩ燃焼）における燃料の着火時期の制御のために、エンジンのピストンが下死点から圧縮上昇したときに吸気弁が閉じるのを遅らせることが、有効であることが知られている。
【０００３】
吸気弁の閉弁時期を変更することができる可変動弁駆動装置としては、例えば特許文献１に開示されたものが提案されている。
【０００４】
特許文献１には、エンジンのシリンダヘッドに、カムにより駆動されるプランジャと、上記プランジャにより加圧されるプランジャ室に連通された吸気弁を開弁方向に押圧するアクチュエータと、上記プランジャ室に油圧を供給する油圧ポンプと、上記吸気弁のリテーナとシリンダヘッドとの間に設けられ当該吸気弁を閉弁方向に押圧する油圧室と、上記プランジャ室と油圧室とを連通する通路に介挿された切換手段と、上記通路の上記油圧室と切換手段との間に接続されたアキュムレータと、を備えた可変動弁駆動装置が開示されている。
【０００５】
当該可変動弁駆動装置では、吸気弁のリフト時には、切換手段によりプランジャ室と油圧室とが遮断されており、カムにより駆動されるプランジャにより加圧されたプランジャ室の油圧によりアクチュエータが駆動され、吸気弁が開弁される。この吸気弁の開弁に伴い加圧された油圧室の油圧は、アキュムレータに蓄圧される。吸気弁のリフト途中に切換手段によりプランジャ室と油圧室とが連通されると、プランジャ室の加圧された油圧とアキュムレータに蓄圧されている油圧が、油圧室に供給されて吸気弁を閉弁させる。
【０００６】
【特許文献１】特許第２９７０３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述の可変動弁駆動装置では、プランジャ室等における作動油の圧縮性により吸気弁のリフト量が変化するため、吸気弁のリフト量を精度良く制御することが困難であった。
【０００８】
また、上述の可変動弁駆動装置では、従来のカム方式の動弁駆動装置からの変更規模が大きく、構造が複雑となるため、製造コストが上昇するという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、バルブのリフト量を精度良く制御できると共に、低コストで製造することができる可変動弁駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、エンジンの吸気弁又は排気弁をなすバルブと、該バルブを閉弁方向に付勢するスプリングと、該スプリングの付勢力に抗して上記バルブを開弁方向に押圧するカムと、上記バルブに連結されたピストンと、該ピストンが挿入されるピストン挿入孔から構成される制御室と、該制御室の作動流体の導入・排出を制御することで、上記バルブの閉弁時期を変更する制御機構とを備えたことを特徴とする可変動弁駆動装置である。
【００１１】
請求項２の発明は、上記制御機構は、上記バルブを上記カムのカムプロファイルに応じた閉弁時期よりも遅く閉弁させるとき、上記制御室に導入された作動流体の排出を規制して、上記制御室に作動流体を保持する請求項１に記載の可変動弁駆動装置である。
【００１２】
請求項３の発明は、上記制御機構は、上記制御室に接続された作動流体タンクと、該作動流体タンクの作動流体を上記制御室に導入するための第一の作動弁と、上記制御室の作動流体を上記作動流体タンクに排出するための第二の作動弁とを有する請求項１又は２に記載の可変動弁駆動装置である。
【００１３】
請求項４の発明は、上記バルブは、上記カムにより直接、又は、上記カムによりロッカーアームを介して押圧される請求項１から３いずれかに記載の可変動弁駆動装置である。
【００１４】
請求項５の発明は、上記制御室は、上記カム、又は、ロッカーアームが上記バルブを押圧する押圧点に対して、上記バルブと反対側に配設される請求項１から４いずれかに記載の可変動弁駆動装置である。
【００１５】
請求項６の発明は、上記制御室は、上記バルブの軸線延長上に配設される請求項１から５いずれかに記載の可変動弁駆動装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、バルブのリフト量を精度良く制御できると共に、低コストで製造することができる可変動弁駆動装置を提供することができるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係る可変動弁駆動装置の概略図である。
【００１９】
本実施形態の可変動弁駆動装置は、４バルブエンジンに適用したものである。
【００２０】
本実施形態の可変動弁駆動装置は、エンジンの吸気弁又は排気弁をなすバルブ（エンジンバルブ）１０と、バルブ１０を閉弁方向（図１中の上方向）に付勢するスプリング（バルブスプリング）１１と、スプリング１１の付勢力に抗してバルブ１０を開弁方向（図１中の下方向）に押圧するカム１２とを備えている。
【００２１】
バルブ１０は、そのバルブステム１３にてシリンダヘッド１４に昇降自在に支持されている。
【００２２】
バルブ１０には、リテーナ（バルブリテーナ）１５が取り付けられており、リテーナ１５とシリンダヘッド１４との間に、スプリング１１が圧縮状態で配設されている。
【００２３】
バルブ１０には、略Ｔ字形状のブリッジ（バルブブリッジ）１６が取り付けられており、ブリッジ１６の上部に、ロッカーアーム１７が係合されている。ブリッジ１６は、シリンダヘッド１４に固着されたガイドピン１８に昇降自在に支持されている。
【００２４】
カム１２は、ロッカーアーム１７を介してバルブ１０を押圧するようになっている。つまり、バルブ１０は、ロッカーアーム１７を介してカム１２により押圧されるようになっている。
【００２５】
本実施形態の可変動弁駆動装置は、バルブ１０に連結され、且つ、カム１２の押圧を直接受けない位置に配設されたピストン（プランジャ）１９と、ピストン１９が挿入されるピストン挿入孔２０から構成される制御室２１とを備えている。
【００２６】
ブリッジ１６の上部には、ロッカーアーム１７が挿通される開口が形成された門型の補助部材２２が取り付けられており、補助部材２２の上部に、ピストン１９が取り付けられている。
【００２７】
制御室２１は、ハウジング２３内に形成されたピストン挿入孔２０と、ピストン挿入孔２０に挿入されたピストン１９の上面とにより区画形成される。図示省略しているが、ハウジング２３は、シリンダヘッド１４に固着されている。
【００２８】
制御室２１は、ロッカーアーム１７がバルブ１０（ブリッジ１６）を押圧する押圧点Ｐに対して、バルブ１０と反対側（図１中の上側）に配設されている。また、制御室２１は、バルブ１０（ブリッジ１６）の軸線Ｃの延長上に配設されている。
【００２９】
本実施形態の可変動弁駆動装置は、制御室２１の作動流体（作動油）の導入・排出を制御することで、バルブ１０の閉弁時期を変更するための制御機構２４を備えている。
【００３０】
制御機構２４は、導入ライン２５ａ及び排出ライン２５ｂを介して制御室２１に接続された作動流体タンク（作動油タンク）２６と、導入ライン２５ａの途中に設けられ、作動油タンク２６の作動油を制御室２１に導入するための第一の作動弁２７と、排出ライン２５ｂの途中に設けられ、制御室２１の作動流体を作動油タンク２６に排出するための第二の作動弁２８とを有している。
【００３１】
第一の作動弁２７は、チェック弁（逆止弁）からなる。チェック弁２７においては、作動油タンク２６側が入口側、制御室２１側が出口側となる。チェック弁２７は、制御室２１の圧力が負圧となると自ずと開弁され、開弁時に作動油タンク２６の作動油を制御室２１に導入することを可能とする。
【００３２】
第二の作動弁２８は、制御弁（電磁弁）からなる。制御弁２８は、コントローラ２９によって開閉が制御され、開弁時に制御室２１の作動流体を作動油タンク２６に排出することを可能とする。制御弁２８は、ＮＯ（ノーマルオープン）型及びＮＣ（ノーマルクローズ）型のいずれであっても良い。
【００３３】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００３４】
ここで、本実施形態の制御弁２８は、ＮＣ型のものである。
【００３５】
バルブ１０を開弁する際、制御弁２８を閉弁しておく（図３（ａ）参照）。
【００３６】
バルブ１０は、カム１２によりスプリング１１の付勢力に抗して開弁方向に押圧されて、カム１２のカムプロファイル（カム山の形状）に従って開弁される（図３（ｃ）参照）。このとき、バルブ１０（ブリッジ１６）に連結されたピストン１９も、バルブ１０の開弁方向に移動される。
【００３７】
制御弁２８が閉弁されていると共に、ピストン１９がバルブ１０の開弁方向に移動されるため、制御室２１の圧力が負圧となり、チェック弁２７が自ずと開弁される（図３（ｂ）参照）。これにより、ピストン１９の移動に伴い、作動油タンク２６の作動油が導入ライン２５ａを通して制御室２１に導入（吸引）される。
【００３８】
バルブ１０をカム１２のカムプロファイルに応じた閉弁時期よりも遅く閉弁させる場合（遅閉じ動作を行う場合）には、カム１２がピーク位置を過ぎて閉弁側に移行した際に、制御弁２８を閉弁したままとする。
【００３９】
カム１２がピーク位置を過ぎると、バルブ１０がスプリング１１の付勢力によって閉弁方向に移動される。このとき、ピストン１９もバルブ１０の閉弁方向に移動される。
【００４０】
制御弁２８が閉弁されていると共に、ピストン１９がバルブ１０の閉弁方向に移動されるため、ピストン１９により制御室２１に導入された作動油が圧縮されて、制御室２１の圧力が正圧となり、チェック弁２７が自ずと閉弁される（図３（ｂ）参照）。バルブ１０の閉弁時に制御室２１が密閉されるため、制御室２１に導入された作動油の排出が規制されて、制御室２１に作動油が保持される。
【００４１】
ピストン１９がバルブ１０の閉弁方向にさらに移動され、スプリング１１の付勢力と制御室２１の圧力とが平衡した状態に達する結果、図２に示すように、バルブ１０を開弁状態に保持することが可能となる。
【００４２】
そして、任意のタイミングで制御弁２８を開弁すると、スプリング１１の付勢力によりバルブ１６及びピストン１９が閉弁方向に移動されるため、ピストン１９により制御室２１の作動油が排出ライン２５ｂを通して作動油タンク２６に排出される。このようにすることで、バルブ１０をカム１２のカムプロファイルに応じた閉弁時期よりも遅く閉弁させることができる。
【００４３】
一方、バルブ１０をカム１２のカムプロファイルに応じた閉弁時期に閉弁させる場合（通常動作を行う場合）には、カム１２のピーク位置近傍のタイミングで、制御弁２８を開弁する（図３（ａ）中の破線参照）。
【００４４】
バルブ１０の閉弁時に制御室２１が密閉されることがないため、スプリング１１の付勢力によりバルブ１０及びピストン１９が閉弁方向に移動され（図３（ｃ）中の破線参照）、ピストン１９により制御室２１の作動油が排出ライン２５ｂを通して作動油タンク２６に排出される。したがって、制御室２１の圧力は上昇せず、バルブ１０の閉弁動作も従来のカム駆動式のものとほとんど変わらない。
【００４５】
以上要するに、本実施形態では、バルブ１０の遅閉じ動作を行う場合を除く大半の領域でバルブ１０をカム１２のカムプロファイルに従って動作させるようにしているため、油圧でバルブを開閉する可変動弁駆動装置に比べて、バルブ１０のリフト量を精度良く制御することができる。
【００４６】
また、本実施形態では、従来のカム方式の動弁駆動装置からの変更規模が小さく、油圧でバルブを開閉する可変動弁駆動装置に比べて、構造が複雑となることはないため、低コストで製造することができる。
【００４７】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず他の様々な実施形態を採ることが可能である。
【００４８】
例えば、図４に示すように、バルブ１０が、カム１２により直接押圧されても良い。この場合、バルブ１０にはタペット（バルブリフター）３０が取り付けられ、タペット３０とシリンダヘッド１４との間に、スプリング１１が圧縮状態で配設される。また、タペット３０の上部には、カムシャフトが挿通される開口が形成された門型の補助部材３１が取り付けられ、補助部材３１の上部に、ピストン１９が取り付けられる。
【００４９】
また、制御室２１は、バルブ１０（ブリッジ１６）の軸線Ｃの延長上に配設されていなくても良い。
【００５０】
さらに、ピストン１９は、リテーナ１５、バルブステム１３又はロッカーアーム１７等に取り付けられていても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態に係る可変動弁駆動装置の概略図であり、バルブが閉弁された状態を示す。
【図２】図１の実施形態に係る可変動弁駆動装置の概略図であり、バルブが開弁状態に保持された状態を示す。
【図３】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、制御弁のリフト量、チェック弁のリフト量、及び、バルブのリフト量を示すグラフである。
【図４】変形例に係る可変動弁駆動装置の概略図であり、バルブが閉弁された状態を示す。
【符号の説明】
【００５２】
１０  バルブ
１１  スプリング
１２  カム
１７  ロッカーアーム
１９  ピストン
２０  ピストン挿入孔
２１  制御室
２４  制御機構
２６  作動油タンク（作動流体タンク）
２７  チェック弁（第一の作動弁）
２８  制御弁（第二の作動弁）
Ｃ  軸線
Ｐ  押圧点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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