(57)【要約】      （修正有）【課題】バルブ駆動機構を簡素化してエンジンを軽量化するとともに製造性を向上させた４サイクルエンジンを提供する。【解決手段】吸気バルブ１１と、吸気バルブ１１を開弁させる出力側ピストン１８と、クランク軸７に同軸に設けた吸気用駆動カム１９と、吸気用駆動カムの１回転で１往復運動を行う入力側ピストン２２と、油圧制御弁２０と、出力側ピストンと油圧制御弁３０とを連絡する出力側油路２５Ａ，２５Ｂと、入力側油圧室２１と油圧制御弁とを接続する入力側油路２４と、を備え、吸気用駆動カムの１回転により、入力側ピストンが入力側油圧室を押圧し始めてから元の位置に復帰するまでの１往復の期間は、入力側油路と出力側油路２５Ａとを圧力伝達可能に連通させる動作状態と、入力側ピストンの１往復の期間は、入力側油路と出力側油路２５Ａとを圧力伝達不能にする動作状態と、を吸気用駆動カムの１回転毎に交互に行わせるようにした。【選択図】図４
2013100763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブスプリングによって閉弁方向に付勢されているバルブと、
シリンダヘッドに設けられた出力側油圧室と、
前記出力側油圧室内に往復運動自在に設けられ、前記バルブスプリングの付勢力に抗して前記バルブを開弁させる出力側ピストンと、
クランク軸の近傍に設けられた入力側油圧室と、
前記入力側油圧室内に往復運動自在に設けられ作動油を介して前記出力側ピストンを駆動可能な入力側ピストンと、
前記クランク軸に同軸に設けられ、１回転につき前記入力側ピストンを１往復させる駆動カムと、
油圧制御弁と、
前記出力側油圧室と前記油圧制御弁とを接続する出力側油路と、
前記入力側油圧室と前記油圧制御弁とを接続する入力側油路と、
を備える油圧駆動系が設けられ、
前記油圧制御弁は、
前記駆動カムの１回転により、少なくとも、前記入力側ピストンが前記入力側油圧室の容積を減少させる方向に押圧し始めてから当該入力側ピストンが元の位置に復帰するまでの１往復の期間は、前記入力側油路と前記出力側油路とを圧力伝達可能に連通させる出力可能状態と、
少なくとも、前記入力側ピストンの１往復の期間は、前記入力側油路と前記出力側油路とを圧力伝達不能にさせる出力不能状態と、
に前記駆動カムの１回転毎に交互に切り替えることを特徴とする４サイクルエンジン。
【請求項２】
前記出力側油圧室および前記出力側ピストンは、一対の気筒における入口部または出口部の一方に配置される前記バルブのそれぞれに対応して設けられ、
前記油圧制御弁は、
前記一対の気筒における、一対の前記出力側油圧室にそれぞれ連通する互いに異なる前記出力側油路が接続され、
前記駆動カムの１回転分異なるタイミングで、それぞれの前記出力側油路を前記入力側油路に対して交互に圧力伝達可能に連通するように切り替えることを特徴とする請求項１に記載の４サイクルエンジン。
【請求項３】
前記バルブは、吸気バルブと排気バルブであり、
前記吸気バルブと前記排気バルブは、互いに異なる前記油圧駆動系で制御されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の４サイクルエンジン。
【請求項４】
前記駆動カムは、前記吸気バルブを制御する前記油圧駆動系への入力を行う吸気用駆動カムと、前記排気バルブを制御する前記油圧駆動系への入力を行う排気用駆動カムと、でなり、
前記吸気用駆動カムと前記排気用駆動カムは、前記クランク軸に同軸に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の４サイクルエンジン。
【請求項５】
前記出力側油路は、前記入力側油路と圧力伝達不能に切り替えられた状態でオイルポンプに連通されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の４サイクルエンジン。
【請求項６】
前記油圧制御弁は、ソレノイドと、シリンダ部と、前記シリンダ部に往復運動可能に収納され前記ソレノイドで進退動作されるスプールと、を備え、
前記スプールは、
前記駆動カムの１回転により、少なくとも、前記入力側ピストンが前記入力側油圧室の容積を減少させる方向に押圧し始めてから当該入力側ピストンが元の位置に復帰するまでの１往復の期間は、前記入力側油路と前記出力側油路とを圧力伝達可能に連通させる位置に配置される状態と、
少なくとも、前記入力側ピストンの１往復の期間は、前記入力側油路と前記出力側油路とを圧力伝達不能させる位置に配置される状態と、
に前記駆動カムの１回転毎に交互に切り替えられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の４サイクルエンジン。
【請求項７】
前記油圧制御弁は、ソレノイドと、シリンダ部と、前記シリンダ部に往復運動可能に収納され前記ソレノイドで進退動作されるスプールと、を備え、
前記スプールは、
前記駆動カムの１回転により、少なくとも、前記入力側ピストンが前記入力側油圧室の容積を減少させる方向に押圧し始めてから当該入力側ピストンが元の位置に復帰するまでの１往復の期間は、
前記入力側油路と一方の前記出力側油路とを連通させる位置に配置される状態と、
前記入力側油路と他方の前記出力側油路とを連通させる位置に配置される状態と、
に前記駆動カムの１回転毎に交互に切り替えられることを特徴とする請求項２に記載の４サイクルエンジン。
【請求項８】
前記バルブは、その軸線がシリンダボアの中心線と前記クランク軸の中心線とを含む第１平面に対して傾斜するとともに前記シリンダボアの中心線を含み前記第１平面と直交する第２平面に対しても傾斜することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の４サイクルエンジン。
【請求項９】
前記油圧駆動系は、前記シリンダヘッドとシリンダブロックとが一体に設けられたモノブロックの壁内部に形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の４サイクルエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は４サイクルエンジンに関し、さらに詳しくは、油圧により吸排気バルブを駆動する４サイクルエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、４サイクルエンジンとしては、シリンダヘッドに設けられたカム軸と、このカム軸に設けられたカムで駆動されるポンピングピストンと、ポンピングピストンで加圧されたオイルが供給されるバルブ駆動ピストンとを備え、このバルブ駆動ピストンによってバルブを開閉動作させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２０１２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記４サイクルエンジンの構造では、クランク軸に対して回転数が１／２に減速してカム軸に伝達するチェーンやベルト等が必要であり、エンジンの構造が複雑になって重量の増加を招くとともに製造工程数が増加するという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、４サイクルエンジンのバルブ駆動機構を簡素化して４エンジンを軽量化するとともに製造性を向上させることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様は、バルブスプリングによって閉弁方向に付勢されているバルブと、シリンダヘッドに設けられた出力側油圧室と、出力側油圧室内に往復運動自在に設けられ、バルブスプリングの付勢力に抗してバルブを開弁させる出力側ピストンと、クランク軸の近傍に設けられた入力側油圧室と、入力側油圧室内に往復運動自在に設けられ作動油を介して出力側ピストンを駆動可能な入力側ピストンと、クランク軸に同軸に設けられ、１回転につき前記入力側ピストンを１往復させる駆動カムと、油圧制御弁と、出力側油圧室と油圧制御弁とを接続する出力側油路と、入力側油圧室と油圧制御弁とを接続する入力側油路と、を備える油圧駆動系が設けられ、油圧制御弁は、駆動カムの１回転により、少なくとも、入力側ピストンが入力側油圧室の容積を減少させる方向に押圧し始めてからこの入力側ピストンが元の位置に復帰するまでの１往復の期間は、入力側油路と出力側油路とを圧力伝達可能に連通させる出力可能状態と、少なくとも、入力側ピストンの１往復の期間は、入力側油路と出力側油路とを圧力伝達不能にさせる出力不能状態と、に駆動カムの１回転毎に交互に切り替えることを特徴とする。
【０００７】
上記態様においては、１つの入力側油路に対して、１つバルブに対応する１つの出力側油路を圧力伝達可能に連通させる状態と、圧力伝達不能にさせる状態と、を交互に切り替えることができる。加えて、上記態様においては、１つの入力側油路に対して、２つの出力側油路を択一的に切り替える場合も含んでいる。すなわち、上記態様では、１つの入力側油路に対して、２つの出力側油路の一方を圧力伝達可能に連通させたときは他方の出力側油路は入力側油路に対して圧力伝達不能となり、１つの入力側油路に対して、２つの出力側油路のうちの他方を圧力伝達可能に連通させたときは一方の出力側油路は入力側油路に対して圧力伝達不能となるような切り替えも可能である。
【０００８】
上記態様としては、出力側油圧室および出力側ピストンは、一対の気筒における入口部または出口部の一方に配置される前記バルブのそれぞれに対応して設けられ、油圧制御弁は、一対の気筒における、一対の出力側油圧室にそれぞれ連通する互いに異なる出力側油路が接続され、駆動カムの１回転分異なるタイミングで、それぞれの出力側油路を入力側油路に対して交互に圧力伝達可能に連通するように切り替えることを特徴とする。
【０００９】
上記態様としては、バルブは、吸気バルブと排気バルブであり、吸気バルブと排気バルブは、互いに異なる油圧駆動系で制御されることを特徴とする
【００１０】
上記態様としては、駆動カムは、吸気バルブを制御する油圧駆動系への入力を行う吸気用駆動カムと、排気バルブを制御する油圧駆動系への入力を行う排気用駆動カムと、でなり、吸気用駆動カムと排気用駆動カムは、クランク軸に同軸に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
上記態様としては、出力側油路は、入力側油路と圧力伝達不能に切り替えられた状態でオイルポンプに連通されることを特徴とする。
【００１２】
上記態様としては、油圧制御弁は、ソレノイドと、シリンダ部と、シリンダ部に往復運動可能に収納されソレノイドで進退動作されるスプールと、を備え、スプールは、駆動カムの１回転により、少なくとも、入力側ピストンが入力側油圧室の容積を減少させる方向に押圧し始めてから入力側ピストンが元の位置に復帰するまでの１往復の期間は、入力側油路と出力側油路とを圧力伝達可能に連通させる位置に配置される状態と、少なくとも、入力側ピストンの１往復の期間は、入力側油路と出力側油路とを圧力伝達不能させる位置に配置される状態と、に駆動カムの１回転毎に交互に切り替えられることを特徴とする。
【００１３】
上記態様としては、油圧制御弁は、ソレノイドと、シリンダ部と、シリンダ部に往復運動可能に収納されソレノイドで進退動作されるスプールと、を備え、スプールは、駆動カムの１回転により、少なくとも、入力側ピストンが入力側油圧室の容積を減少させる方向に押圧し始めてからこの入力側ピストンが元の位置に復帰するまでの１往復の期間は、入力側油路と一方の出力側油路とを連通させる位置に配置される状態と、入力側油路と他方の前記出力側油路とを連通させる位置に配置される状態と、に駆動カムの１回転毎に交互に切り替えられることを特徴とする。
【００１４】
上記態様としては、バルブは、その軸線がシリンダボアの中心線とクランク軸の中心線とを含む第１平面に対して傾斜するとともにシリンダボアの中心線と第１平面を含み直交する第２平面に対しても傾斜することを特徴とする。
【００１５】
上記態様としては、油圧駆動系は、シリンダヘッドとシリンダブロックとが一体に設けられたモノブロックの壁内部に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、バルブ駆動機構を簡素化して、４サイクルエンジンを軽量化するとともに製造性を向上させことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る４サイクルエンジンのヘッドカバーを取り外した状態を示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る４サイクルエンジンの油圧駆動系、吸排気バルブ、クランク軸、ピストンの関係を示す要部斜視図である。
【図３】図３は、図１の平面Ａで切断した状態を示す４サイクルエンジンの断面図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態に係る４サイクルエンジンの油圧駆動系の動作（第１気筒選択動作）を示す断面説明図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施の形態に係る４サイクルエンジンの油圧駆動系の動作（第２気筒選択動作）を示す断面説明図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施の形態に係る４サイクルエンジンの第１気筒および第２気筒におけるクランク角とバルブリフトとの関係を示す説明図である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施の形態に係る４サイクルエンジンの油圧駆動系の動作（開弁動作）を示す断面説明図である。
【図８】図８は、本発明の第２の実施の形態に係る４サイクルエンジンの油圧駆動系の動作（閉弁動作）を示す断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の各実施の形態に係る４サイクルエンジンの詳細を図面に基づいて説明する。但し、図面は模式的なものも含んでおり、各部材の寸法や寸法の比率などは現実のものと異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
【００１９】
［第１の実施の形態］
図１〜５は、本発明の第１の実施の形態に係る４サイクルエンジン（以下、エンジンと云う）１について示している。
【００２０】
（エンジンの概略構成）
図１に示すように、本実施の形態のエンジン１は、シリンダヘッド部２とシリンダブロック部３とが一体に形成されたモノブロック４を備えている。モノブロック４には、気筒（図１は気筒の外側を示す）８Ａ，８Ｂが一対直列に設けられている。モノブロック４の下には、ロアクランクケース５が設けられている。モノブロック４のシリンダヘッド部２の上には、ヘッドカバー６が取り付けられている。ロアクランクケース５およびモノブロック４の下部には、クランク軸７が軸支され、ロアクランクケース５およびモノブロック４の下部の左右方向（図中に矢印で示す）の端面からは、クランク軸７が突出している。
【００２１】
図２に示すように、エンジン１は、気筒８Ａ，８Ｂ（図１および図３参照）内を上下動するピストン９をクランク軸７にコネクティングロッド１０を介して連結することにより、ピストン９の往復運動を回転運動に変換して伝達するようになっている。
【００２２】
モノブロック４のシリンダヘッド部２における一対の第１気筒８Ａ，第２気筒８Ｂのそれぞれに対応する位置には、図示しない吸気ポートおよび排気ポートへ連通する開口部を開閉する吸気バルブ１１と排気バルブ１２が設けられている。一対の吸気バルブ１１は、バルブスプリング１３によって閉弁方向に付勢されている。また、一対の排気バルブ１２は、バルブスプリング１４によって閉弁方向に付勢されている。
【００２３】
図２、図４および図５に示すように、本実施の形態のエンジン１は、吸気バルブ１１および排気バルブ１２と、油圧により吸気バルブ１１の開閉を行う出力側ピストン１８と、油圧の入力を行う入力側ピストン２２と、入力側ピストン２２への油圧の入力を行う、クランク軸７に同軸に設けられた吸気用駆動カム１９と、油圧制御弁３０と、を備える油圧駆動系が設けられている。
【００２４】
なお、本実施の形態では、排気バルブ１２側の油圧駆動系は吸気バルブ１１側の油圧駆動系と同様であるため、主に吸気バルブ１１側の油圧駆動系について説明する。なお、排気バルブ１２側の油圧駆動系の各部材には、吸気バルブ１１側の油圧駆動系の同一部材と同一の符合または類似の符合を付し、排気バルブ１２側の油圧駆動系の説明は省略する。
【００２５】
油圧制御弁３０は、吸気用駆動カム１９の１回転により、入力側ピストン２２が１往復する間に、出力側ピストン１８で吸気バルブ１１を開いて閉じさせる動作と、入力側ピストン２２の１往復の間に、入力側ピストン２２からの駆動力が出力側ピストン１８へ伝わらないように油路を遮断させる動作と、を吸気用駆動カム１９の１回転毎に交互に切り替える制御を行う方向切替弁である。
【００２６】
本実施の形態に係るエンジン１では、気筒８Ａ，８Ｂにおけるバルブ面積の増大、吸排気機能の効率性や筒内混合気の流れの適正化を図って燃焼にとって理想的な半球形状燃焼室とするため、吸気バルブ１１および排気バルブ１２を以下のような配置に設定している。すなわち、図２および図３に示すように、吸気バルブ１１は、その軸線Ｄ（図３参照）がシリンダボアの中心線Ｂ１とクランク軸７の中心線Ｃ１とを含む第１平面Ｐ１に対して傾斜するように設定されている。また、吸気バルブ１１の軸線Ｄは、シリンダボアの中心線Ｂ１を含み第１平面Ｐ１と直交する第２平面Ｐ２に対しても角度θ（図３参照）傾斜するように設定されている。なお、上記配置設計は、排気バルブ１２の配置においても同様である。
【００２７】
（油圧駆動系の構成）
図１に示すように、シリンダヘッド部２の上には、油圧駆動系の一部が設けられる油圧駆動ユニット１５がボルト１６で固定されている。なお、この油圧駆動ユニット１５はシリンダヘッド部２の一部を構成する。図３に示すように、油圧駆動ユニット１５には、出力側油圧室１７が形成されている。なお、説明の便宜から図２〜５において出力側油圧室１７を筒体状に表示しているが、出力側油圧室１７は、油圧駆動ユニット１５のブロック内に形成された中空な部分であり、作動油としてのエンジンオイルが充填されている。
【００２８】
図４および図５に示すように、出力側油圧室１７内には、軸方向に沿って往復運動自在に出力側ピストン１８が設けられている。なお、この出力側ピストン１８の中心軸は、吸気バルブ１１の中心軸と一致するように設定されている。この出力側ピストン１８は、バルブスプリング１３の付勢力に抗して吸気バルブ１１を開弁させるようになっている。なお、本実施の形態においては、吸気バルブ１１の上端部は、出力側ピストン１８側に当接した状態に設定されている。
【００２９】
図２および図３に示すように、クランク軸７の端部に近い部分には、吸気バルブ１１を制御する油圧駆動系への入力を行う吸気用駆動カム１９と、排気バルブ１２を制御する油圧駆動系への入力を行う排気用駆動カム２０とが、クランク軸７に同軸に設けられている。
【００３０】
図４および図５に示すように、吸気用駆動カム１９に対向する位置に、入力側油圧室２１が設けられている。なお、図４および図５では、説明の便宜から入力側油圧室２１を筒体の内部空間として示すが、実際はモノブロック４内に形成した中空空間である。
【００３１】
この入力側油圧室２１には、入力側ピストン２２が往復運動自在に収納されている。この入力側ピストン２２は、吸気用駆動カム１９のカム面（周面）に当接している。この入力側ピストン２２は、上記した吸気用駆動カム１９の１回転につき１往復するようになっている。すなわち、吸気用駆動カム１９は、図４および図５に示すように、その周面の回転軸からの距離が短くて同一の距離に設定されたベース円部１９Ａと、回転軸から周面までの距離が長く設定されて突出する形状のノーズ部１９Ｂと、を有する。なお、図２、図４および図５に示すように、入力側ピストン２２は、吸気用駆動カム１９のカム面に常時当接するようにスプリング２３で付勢されている。
【００３２】
次に、油圧制御弁３０について説明する。この油圧制御弁３０は、油圧駆動ユニット１５に内蔵されている。図４および図５に示すように、油圧制御弁３０は、ソレノイド３１と、エンジンオイルが充填されたシリンダ部３２と、シリンダ部３２に収納されソレノイド３１で往復駆動されるスプール３３と、を備える。なお、シリンダ部３２は、油圧駆動ユニット１５を構成するブロック体の内部に形成された中空な空間領域である。
【００３３】
図４および図５に示すように、この油圧制御弁３０は、シリンダ部３２の軸方向の略中央に位置するポート３２Ａで入力側油路２４を介して入力側油圧室２１に連通するように接続されている。また、シリンダ部３２には、第１気筒８Ａと第２気筒８Ｂ（図１および図３参照）に対応するそれぞれの出力側油圧室１７が出力側油路２５Ａ，２５Ｂを介してポート３２Ｂ，３２Ｃで連通するように接続されている。なお、ポート３２Ｂ，３２Ｃは、シリンダ部３２の軸方向において、上記ポート３２Ａを挟む位置に形成されている。また、これらポート３２Ｂ，３２Ｃの両側方、すなわち、軸方向においてポート３２Ａと反対側の近傍位置には、ポート３２Ｄ，３２Ｅが形成されている。これらポート３２Ｄ，３２Ｅには、それぞれ油路３９Ａ，３９Ｂが接続されている。
【００３４】
図４および図５に示すように、スプール３３は、ロッド状であり、ソレノイド３１側より大径部３４，３５，３６，３７が所定間隔で形成されている。なお、大径部３７は、スプール３３の先端に設けられている。図４に示すように、ソレノイド３１によりスプール３３が引き戻された状態（図中左にスプール３３が移動した状態）では、大径部３４と大径部３５との間の空間で油路３９Ａが接続されたポート３２Ｄに連通し、大径部３５と大径部３６との間の空間で入力側油路２４が接続されたポート３２Ａと第１気筒８Ａ側の出力側油路２５Ａが接続されたポート３２Ｂと連通し、大径部３６と大径部３７との間の空間で出力側油路２５Ｂが接続されたポート３２Ｃと油路３９Ｂが接続されたポート３２Ｅが連通するように設定されている。また、この状態で大径部３７とシリンダ部３２の端面３２Ｆの間の距離Ｌがスプール３３のストローク長さとなる。
【００３５】
図５に示すように、ソレノイド３１によりスプール３３が突出した状態（図中右側にスプール３３が移動した状態）では、大径部３４と大径部３５との間の空間で出力側油路２５Ａが接続されたポート３２Ｂと油路３９Ａが接続されたポート３２Ｄとが連通し、大径部３５と大径部３６との間の空間で入力側油路２４が接続されたポート３２Ａと第２気筒８Ｂ側の出力側油路２５Ｂが接続されたポート３２Ｃとが連通し、大径部３６と大径部３７との間の空間と油路３９Ｂが接続されたポート３２Ｅとが連通するように設定されている。また、この状態で大径部３４とシリンダ部３２のソレノイド３１側の端面３２Ｇと間の距離がＬとなる。なお、シリンダ部３２の端面３２Ｆ近傍の空間と端面３２Ｇ近傍の空間は、油路４０で連通されており、シリンダ部３２内でスプール３３が往復動を円滑に行えるようになっている。
【００３６】
ソレノイド３１は、スプール３３を、図４と図５に示す２つの位置に、上記の吸気用駆動カム１９の１回転毎に交互に変位させるように制御される。すなわち、油圧制御弁３０では、上記の吸気用駆動カム１９の１回転毎に、少なくとも、入力側ピストン２２が入力側油圧室２２の容積を減少させる方向（入力側油路２４側へ向けた方向）に押圧し始めてからこの入力側ピストン２２が元の位置に復帰するまでの１往復の期間は、入力側油路２４と第１気筒８Ａ側の出力側油路２５Ａとを圧力伝達可能に連通させる位置（図４に示す位置）に配置された状態と、入力側油路２４と第２気筒８Ｂ側の出力側油路２５Ｂとを圧力伝達可能に連通させる位置に配置された状態（図５に示す状態）と、を保つように交互に切り替えられるように設定されている。
【００３７】
油路３９Ａ，３９Ｂは、油路３９で合流して油路３９を介してアキュムレータ３８に接続されている。また、油路３９には、オイルポンプ４１が油路４２を介して接続されている。したがって、油路３９，３９Ａ，３９Ｂは、エンジンオイルの圧力である油路４２の圧力とほぼ同じ圧力が保たれる。
【００３８】
アキュムレータ３８は、蓄圧室４３と、蓄圧室４３内に往復運動可能に収納された蓄圧ピストン４４と、蓄圧ピストン４４を油路３９側へ向けて付勢するスプリング４５と、を備えて構成されている。上記した入力側油圧室２１、入力側油路２４、油圧制御弁３０、出力側油路２５Ａ，２５Ｂ、出力側油圧室１７、油路３９，３９Ａ，３９Ｂ，４２、蓄圧室４３は、エンジンオイルで満たされている。なお、スプリング４５のバネ定数は、吸気バルブ１１のバルブスプリング１３のバネ定数よりも小さく設定されている。このため、出力側油路２５Ａ，２５Ｂと油路３９とが連通したときに、吸気バルブ１１が確実に閉弁するようになっている。
【００３９】
（動作および作用）
次に、本実施の形態に係るエンジン１の動作について説明する。第１気筒８Ａの吸気バルブ１１をリフトさせる場合は、図４に示すように、油圧制御弁３０のスプール３３がソレノイド３１で引き込まれて大径部３４がシリンダ部３２の端面３２Ｇ側に近づいた位置に配置させる。そして、スプール３３がこの位置を保つ期間は、吸気用駆動カム１９のベース円部１９Ａが入力側ピストン２２に当接した状態からノーズ部１９Ｂとの接触を経て再度ベース円部１９Ａが入力側ピストン２２に当接するまでの一回転の間の期間である。
【００４０】
このとき、図４に示すように、ポート３２Ａとポート３２Ｂが連通し、ポート３２Ｃとポート３２Ｅが連通する。この状態では、吸気用駆動カム１９で押圧された入力側ピストン２２が移動して油圧が発生し、入力側油圧室２１、入力側油路２４、シリンダ部３２、出力側油路２５Ａ、および出力側油圧室１７を介して出力側ピストン１８を押出して、第１気筒８Ａの吸気バルブ１１を１回開弁させる（図６に示す第１気筒８Ａの吸気行程参照）。なお、この期間において、第１気筒８Ａの排気バルブ１２の開弁タイミングは、図２に示す別の油圧制御弁３０Ａにより油圧制御弁３０で制御される吸気バルブ１１のタイミングに基づいて決定されている。
【００４１】
また、隣の第２気筒８Ｂにおける、入口部に配置されるバルブである吸気バルブ１１は、図４に示すように、閉弁状態になっている。そして、第２気筒８Ｂ側の吸気バルブ１１に対応する出力側油圧室１７は、出力側油路２５Ｂ、シリンダ部３２、油路３９Ｂが連通した状態にあり、比較的低圧に保たれている。
【００４２】
次の吸気用駆動カム１９の１回転の期間（クランク角で３６０〜７２０°）は、図５に示すように、油圧制御弁３０のスプール３３をソレノイド３１で押し出して大径部３７がシリンダ部３２の端面３２Ｆ側に近づいた位置に配置させる。この期間は、第１気筒８Ａでは爆発行程と排気行程であるため、図５に示すように、第１気筒８Ａの吸気バルブ１１は閉じた状態を保っている。そして、この期間では、ポート３２Ａとポート３２Ｃが連通するため、上記した第１気筒８Ａの吸気バルブ１１の動作と同様に、第２気筒８Ｂの吸気バルブ１１が１回開弁する（図６に示す第２気筒８Ｂの吸気行程を参照）。なお、この第２気筒８Ｂの排気バルブ１２のタイミングは、第１気筒８Ａの排気バルブ１２と同様に図２に示す別の油圧制御弁３０Ａにより、吸気バルブ１１のタイミングに基づいて決定されている。
【００４３】
上述のように、第１気筒８Ａの吸気バルブ１１と第２気筒８Ｂの吸気バルブ１１は、吸気用駆動カム１９の１回転毎に、油圧制御弁３０でスプール３３の位置を変位させるだけで各吸気バルブの開弁のタイミングクランク角で７２０°シフトさせることができる。そして、それぞれの気筒の出力側油圧室１７は、入力側油路２４と遮断されているときに油路３９Ｂ，３９を介してアキュムレータ３８に接続されている。また、油路３９はオイルポンプ４１に接続されているため、油圧駆動系内へ必要に応じてエンジンオイルを常時供給することができ、吸気バルブ１１および排気バルブ１２を遅滞なく作動させることができる。
【００４４】
上述のように、本実施の形態に係るエンジン１では、クランク軸７の１回転毎に、油圧制御弁３０のスプール３３を軸方向に進退動作させることにより、吸気用駆動カム１９によるリフト作用を、第１気筒８Ａと第２気筒８Ｂとに分配することができる。したがって、１つの気筒の吸気バルブ１１に対してはクランク軸７の２回転に１度の駆動力が分配されるため、従来のようにクランク軸に対して１／２回転のカムシャフトを用いる場合と同等の作動が得られる。
【００４５】
以上、本実施の形態に係るエンジン１について説明したが、本実施の形態で用いる油圧制御弁３０では、吸気用駆動カム１９のベース円部１９Ａが入力側ピストン２２に当接しているとき（リフト状態でないとき）、スプール３３をオン／オフ動作で作動させればよく、特別なタイミング精度を必要としないという利点がある。
【００４６】
特に、本実施の形態に係るエンジン１では、入力側ピストン２２の動きを、油圧制御弁３０によって、少なくとも２つの出力側ピストン１８に交互に伝達できるため、入力側ピストン２２の数が少なくてよいため、バルブ駆動機構の構造を簡素化でき、エンジン１を軽量化するとともに、製造性を向上させることができる。
【００４７】
また、本実施の形態に係るエンジン１では、シリンダヘッド部２とシリンダヘッド部３などが一体となったモノブロック４としたことにより、入力側油圧室２１、入力側油路２４、シリンダ部３２、出力側油路２５Ａ，２５Ｂ、油路３９，３９Ａ，３９Ｂ，４２、蓄圧室４３などの油圧通路を、例えばドリル加工などで形成して一体的な油圧通路とすることができる。したがって、部品境界部が少なくなり油圧シールを大幅に削減することが可能となる。
【００４８】
また、本実施の形態では、図２および図３で示したように、吸気バルブ１１の軸線Ｄがシリンダボアの中心線Ｂ１とクランク軸７の中心線Ｃ１とを含む第１平面Ｐ１に対して傾斜し、シリンダボアの中心線Ｂ１を含み第１平面Ｐ１と直交する第２平面Ｐ２に対しても傾斜するように設定したことにより、燃焼にとって理想的な半球形状燃焼室に対して、バルブ駆動機構を複雑な機構や機械加工を必要とせずに簡単に実現できる。因みに、従来のカムシャフトでバルブリフトを行うエンジンで半球形状燃焼室の実現を図ることは、新たなロッカアームの追加、或いは駆動カム面の斜め加工などが必要となり困難であった。したがって、本実施の形態では、吸気バルブ１１および排気バルブ１２を上記第１平面Ｐ１と第２平面Ｐ２の両方に対して自由な角度に傾斜させてもバルブ駆動機構の構造が複雑化することを防止でき、エンジン１を軽量化できるとともに製造性を向上させることができる。
【００４９】
［第２の実施の形態］
図７および図８は、本発明の第２の実施の形態に係るエンジンの油圧駆動系を示している。本実施の形態に係るエンジンは、１気筒または複数気筒のうちの１気筒について吸気バルブ１１および排気バルブ１２側に油圧制御系をそれぞれ別々に設けている。なお、本実施の形態においても、排気バルブ１２側の油圧制御系は、吸気バルブ１１側の油圧制御系と同様であるため説明を省略する。また、本実施の形態における油圧制御弁３０Ｂにおいて、上記第１の実施の形態に係る油圧制御弁３０と同一部材には同一の符合を付して説明する。
【００５０】
本実施の形態の油圧制御弁３０Ｂは、上記した第１の実施の形態の油圧制御弁３０と異なり、入力側油路２４と１つの出力側油路２５とを連通させる場合と、非連通させる場合とを、吸気用駆動カム１９の１回転毎に切り替えるように設定されている。
【００５１】
（油圧制御弁の構成）
油圧制御弁３０Ｂは、上記第１の実施の形態と同様に、油圧駆動ユニット１５に内蔵されている。図７および図８に示すように、油圧制御弁３０Ｂは、ソレノイド３１と、エンジンオイルが充填されたシリンダ部３２と、シリンダ部３２に収納されソレノイド３１で進退動作されるスプール３３と、を備える。
【００５２】
また、図７および図８に示すように、この油圧制御弁３０Ｂは、シリンダ部３２の軸方向における、中央部と、ソレノイド３１から遠ざかる方向の端面３２Ｆとの中間に位置するポート３２Ａで入力側油路２４を介して入力側油圧室２１に連通するように接続されている。
【００５３】
また、油圧制御弁３０Ｂには、シリンダ部３２に、気筒８に対応する出力側油圧室１７が出力側油路２５を介してポート３２Ｂで連通するように接続されている。なお、ポート３２Ｂは、シリンダ部３２の軸方向において、略中央に配置されている。また、ポート３２Ｄは、ポート３２Ｂよりもソレノイド３１に近い位置に配置されている。また、ポート３２Ｅは、ポート３２Ａよりもシリンダ部３２の端面３２Ｆ寄りに配置されている。
【００５４】
図７および図８に示すように、スプール３３は、ロッド状であり、ソレノイド３１側より大径部３４，３５，３６が所定間隔で形成されている。なお、大径部３６は、スプール３３の先端に設けられている。図７に示すように、ソレノイド３１によりスプール３３が引き戻された状態（図中左にスプール３３が移動した状態）では、大径部３４と大径部３５との間の空間で油路３９Ａが接続されたポート３２Ｄに連通し、大径部３５と大径部３６との間の空間で入力側油路２４が接続されたポート３２Ａと出力側油路２５が接続されたポート３２Ｂと連通し、大径部３６と端面３２Ｆとの間の空間が油路３９Ｂに接続されたポート３２Ｅに連通している。また、この状態で大径部３６とシリンダ部３２の端面３２Ｆの間の距離Ｌがスプール３３のストローク長さとなる。
【００５５】
図８に示すように、ソレノイド３１によりスプール３３が突出した状態（図中右側にスプール３３が移動した状態）では、大径部３４と大径部３５との間の空間で出力側油路２５が接続されたポート３２Ｂと油路３９Ａが接続されたポート３２Ｄとが連通し、大径部３５と大径部３６との間の空間で入力側油路２４が接続されたポート３２Ａと油路３９Ｂが接続されたポート３２Ｅとが連通するように設定されている。
【００５６】
ソレノイド３１は、スプール３３を、図７と図８に示す２つの位置に、上記の吸気用駆動カム１９の１回転毎に交互に変位させるように制御される。すなわち、油圧制御弁３０Ｂでは、上記の吸気用駆動カム１９の１回転毎に、入力側ピストン２２が入力側油圧室２２の容積を減少させる方向（入力側油路２４側へ向けた方向）に押圧し始めてからこの入力側ピストン２２が元の位置に復帰するまでの１往復の期間は、入力側油路２４と気筒８側の出力側油路２５とを連通させる位置（図７に示す位置）に保つ状態と、入力側油路２４と油路３９Ｂとを連通させる位置を保つ状態（図８に示す状態）と、に交互に切り替えられるように設定されている。
【００５７】
なお、本実施の形態の油圧駆動系の他の構成は、上記した第１の実施の形態の油圧駆動系と同様である。
【００５８】
（動作および作用）
次に、本実施の形態に係るエンジンの動作について説明する。気筒８の吸気バルブ１１をリフトさせる場合は、図７に示すように、油圧制御弁３０Ｂのスプール３３がソレノイド３１で引き込まれて大径部３４がシリンダ部３２の端面３２Ｇ側に近づいた位置に配置させる。そして、スプール３３がこの位置を保つ期間は、吸気用駆動カム１９のベース円部１９Ａが入力側ピストン２２に当接した状態からノーズ部１９Ｂとの接触を経て再度ベース円部１９Ａが入力側ピストン２２に当接するまでの一回転の間の期間である。
【００５９】
このとき、図７に示すように、ポート３２Ａとポート３２Ｂが連通する。この状態では、吸気用駆動カム１９で押圧された入力側ピストン２２が移動して油圧が発生し、入力側油圧室２１、入力側油路２４、シリンダ部３２、出力側油路２５、および出力側油圧室１７を介して出力側ピストン１８を押出して、気筒８の吸気バルブ１１を１回開弁させる。なお、この期間において、気筒８の排気バルブ１２の開弁タイミングは、図示しない別の油圧制御弁により、油圧制御弁３０Ｂで制御される吸気バルブ１１のタイミングに基づいて決定されている。
【００６０】
次の吸気用駆動カム１９の１回転の期間（クランク角で３６０〜７２０°）は、図８に示すように、油圧制御弁３０Ｂのスプール３３をソレノイド３１で押し出して大径部３６がシリンダ部３２の端面３２Ｆ側に近づいた位置に配置させる。この期間は、気筒８では爆発行程と排気行程であるため、気筒８の吸気バルブ１１は閉じた状態を保っている。
【００６１】
そして、この期間では、ポート３２Ａとポート３２Ｅが連通するため、吸気用駆動カム１９がリフト動作を行っても、発生した油圧は入力側油路２４、シリンダ部３２、油路３９Ｂ，３９を介してアキュムレータ３８で吸収される。また、バルブスプリング１３のバネ力はアキュムレータ３８のスプリング４５より大きいため、油路３９，３９Ａ、シリンダ部３２を介して出力側油路２５および出力側油圧室１８へはエンジンオイルの流入は発生せず、吸気バルブ１１を閉じた状態を保っている。
【００６２】
上述のように、気筒８の吸気バルブ１１は、吸気用駆動カム１９の１回転毎に、油圧制御弁３０でスプール３３の位置を変位させるだけで開弁のタイミングをクランク角で７２０°シフトさせることができる。したがって、吸気バルブ１１にとってはクランク軸７の２回転に１度の駆動力が分配されるため、従来のようにクランク軸に対して１／２回転のカムシャフトを用いる場合と同等の作動が得られる。
【００６３】
本実施の形態で用いる油圧制御弁３０Ｂにおいても、吸気用駆動カム１９のベース円部１９Ａが入力側ピストン２２に当接しているとき（リフト状態でないとき）、スプール３３をオン／オフ動作で作動させればよく、特別なタイミング精度を必要としないという利点がある。
【００６４】
なお、本実施の形態に係るエンジンでは、上記した第１の実施の形態に係るエンジン１と同様の作用・効果を得ることができる。したがって、本実施の形態においても、バルブ駆動機構を簡素化してエンジンを軽量化するとともに製造性を向上できる。
【００６５】
（その他の実施の形態）
以上、実施の形態について説明したが、この実施の形態の開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
【００６６】
例えば、上記した各実施の形態では、クランク軸７に吸気用駆動カム１９および排気用駆動カム２０を直接設けたが、クランク軸７と等速のバランサを設けてこのバランサに、これら吸気用駆動カム１９および排気用駆動カム２０を設ける構成としてもよい。この場合、バランサをクランク軸７よりも上方に配置することで油路２４の短縮化を図ることができバルブ駆動応答性を向上するようにしてもよい。
【００６７】
また、上記した各実施の形態では、１気筒に対して吸気バルブ１１と排気バルブ１２とがそれぞれ１つずつ備えられた場合について説明したが、１気筒に吸気バルブ１１と排気バルブ１２がそれぞれ一対ずつある場合は、例えば一対の吸気バルブ１１，１１に対して１本の出力側油路をシリンダヘッド部２内で分岐させて同時に一対の出力側油圧室に圧力伝達を行うような構成としてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１  エンジン
２  シリンダヘッド部
３  シリンダブロック部
４  モノブロック
７  クランク軸
８Ａ  第１気筒
８Ｂ  第２気筒
１１  吸気バルブ
１２  排気バルブ
１３  バルブスプリング
１４  バルブスプリング
１５  油圧駆動ユニット
１７  出力側油圧室
１８  出力側ピストン
１９  吸気用駆動カム
１９Ａ  ベース円部
１９Ｂ  ノーズ部
２０  排気用駆動カム
２１  入力側油圧室
２２  入力側ピストン
２３  スプリング
２４  入力側油路
２５，２５Ａ，２５Ｂ  出力側油路
３０  油圧制御弁
３１  ソレノイド
３２  シリンダ部
３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅ  ポート
３３  スプール
３４，３５，３６，３７  大径部
３８  アキュムレータ
３９，３９Ａ，３９Ｂ  油路
４１  オイルポンプ
４２  油路
４３  蓄圧室
４４  蓄圧ピストン
４５  スプリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2013100763.tif 000007
【図６】
2013100763.tif 000008
【図７】
2013100763.tif 000009
【図８】
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