(57)【要約】      （修正有）【課題】小型化と慣性質量の低減化が図れるリフト切換機構を備えた油圧ラッシアジャスタを提供する。【解決手段】ボディ２１の内部に圧入固定されたシート部材２２の上部内にプランジャ２４を摺動自在に設け、シート部材の内部にリザーバ室２３を設け、ボディの底部側にチェックバルブ３２を介して容積が変化する高圧室２５を形成してある。前記プランジャの内部径方向に摺動自在に設けられたピストン３４が、受圧室４１内の油圧によって進出移動して貫通孔３８に係合することによりプランジャをボディにロックさせると共に、スプリング３５，３６のばね力で貫通孔から離脱させてプランジャ全体をロストモーションさせることにより吸気弁８を弁停止させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトによって回転駆動するカムシャフトと、一端部が機関弁に当接して前記カムシャフトの駆動カムの回転力を前記機関弁に伝達するロッカアームと、該ロッカアームの他端部を揺動自在に支持すると共に、前記機関弁とロッカアームの一端部との隙間を零調整する油圧ラッシアジャスタと、を備え、
前記油圧ラッシアジャスタの内部に、機関運転状態に応じて前記機関弁のバルブリフト量を切り換えるリフト切換機構を設けたことを特徴とする内燃機関の動弁装置。
【請求項２】
一端部が機関弁に当接したロッカアームの他端部を揺動自在に支持すると共に、前記ロッカアームの一端部と機関弁との間の隙間を零調整する油圧ラッシアジャスタであって、
前記油圧ラッシアジャスタの本体の内部に、機関運転状態に応じて前記機関弁のバルブリフト量を切り換えるリフト切換機構を設けたことを特徴とする油圧ラッシアジャスタ。
【請求項３】
請求項１に記載の内燃機関の動弁装置において、
前記油圧ラッシアジャスタは、
シリンダヘッドに保持されたボディと、
該ボディの内部に摺動自在に設けられたシート部材と、
前記シート部材の内部に摺動自在に設けられて、ボディの一端開口から進出した先端部が前記ロッカアームの揺動支点となるプランジャと、
前記ボディの他端側内部に設けられて、前記シート部材の内部に供給された作動油を、チェックバルブを介して内部に導入する高圧室と、
前記シート部材とプランジャとの間に設けられて、機関運転状態に応じて前記プランジャを進出位置にロックするか、あるいはロックを解除するリフト切換機構と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の動弁装置。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関の動弁装置において、
前記リフト切換機構は、
前記プランジャの内部に軸直角方向から形成された摺動用孔と、
該摺動用孔の内部に摺動自在に設けられたピストンと、
該ピストンを前記摺動用孔内で摺動方向の後退位置に保持する付勢手段と、
前記シート部材の周壁に形成されて、前記ピストンの先端部が係合可能な係合部と、
前記シート部材の内部に設けられて、前記プランジャを進出方向に付勢する付勢部材と、
を備え、
前記ピストンの後端側に形成された受圧室に油圧を給排する油圧回路を設けると共に、
機関運転状態に応じて前記油圧回路の流路切換弁の作動を制御するコントローラを設けたことを特徴とする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、例えば自動車用内燃機関の機関弁のバルブリフト量を、油圧ラッシアジャスタを利用して調整可能な動弁装置及び前記油圧ラッシアジャスタの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、内燃機関の吸気弁や排気弁のバルブリフト量を機関運転状態に応じて切り換えるリフト切換機構を備えた動弁装置が種々提供されており、その一つとして、例えば以下の特許文献１に記載されたものがある。
【０００３】
この動弁装置は、クランクシャフトによって回転駆動するカムシャフトと、一端部が吸気弁に当接して前記カムシャフトの駆動カムの回転力を前記吸気弁に伝達するロッカアームと、該ロッカアームの他端部を揺動自在に支持するピボットと、を備えている。
【０００４】
前記ピボットは、シリンダヘッドの保持穴内に固定された有底円筒状のハウジングの内部に、有底円筒状のボディが摺動自在に設けられていると共に、該ボディの内部に、先端部がボディの上端開口から突出したプランジャが摺動自在に設けられている。また、前記ボディの下部内には、チェックバルブを介して油圧が導入される高圧室が設けられていると共に、ボディの外周壁の下部に、リフト切換機構の連結ピンが係合可能な係合溝が形成されている。
【０００５】
前記ハウジングとボディとの間には、該ボディを上方へ付勢するロストモーションスプリングが弾装されている。
【０００６】
前記リフト切換機構は、シリンダヘッド内に設けられたケーシング内から進退自在に設けられた前記連結ピンと、該連結ピンを油圧によって進退動させる油圧手段とから構成されている。
【０００７】
そして、前記ボディの上下位置に応じて油圧により前記連結ピンが係合溝に係合してプランジャを最大上方位置に保持し、これによって吸気弁のリフトを大きくする、一方、前記連結ピンが後退して係合溝から離脱し、これによって、前記ボディやプランジャなどの主たる構成部材が前記ロストモーションスプリングのばね力に抗してロストモーションを行って吸気弁のリフトを零状態に制御するようになっている。
【特許文献１】特表２００４−５２２８８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記従来の動弁装置にあっては、ピボットの下部にロストモーションスプリングを介してピボット全体を上下方向へ大きく移動するようになっているため、装置の高さが大きくなって大型化が余儀なくされると共に、前記ロストモーション時の慣性質量が大きくなってしまう。この結果、燃費や出力トルクの悪化を招くおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記従来の動弁装置の技術的課題に鑑みて案出されたものであって、請求項１に記載の発明は、クランクシャフトによって回転駆動するカムシャフトと、一端部が機関弁に当接して前記カムシャフトの駆動カムの回転力を前記機関弁に伝達するロッカアームと、該ロッカアームの他端部を揺動自在に支持すると共に、前記機関弁とロッカアームの一端部との隙間を零調整する油圧ラッシアジャスタと、を備え、前記油圧ラッシアジャスタの内部に、機関運転状態に応じて前記機関弁のバルブリフト量を切り換えるリフト切換機構を設けたことを特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、一端部が機関弁に当接したロッカアームの他端部を揺動自在に支持すると共に、前記ロッカアームの一端部と機関弁との間の隙間を零調整する油圧ラッシアジャスタであって、前記油圧ラッシアジャスタの本体の内部に、機関運転状態に応じて前記機関弁のバルブリフト量を切り換えるリフト切換機構を設けたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、リフト切換機構のピストンなどの主たる構成部材を油圧ラッシアジャスタの内部に収容配置すると共に、前記ピストンによる連結が解除された場合には、従来技術のように油圧ラッシアジャスタ全体をロストモーションさせるのではなく、プランジャのみを摺動させるようにしたため、装置全体の小型化が図れると共に、慣性質量を低減することができる。この結果、動弁装置のフリクションを低減できることから、燃費や出力トルクの悪化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る内燃機関の動弁装置及び油圧ラッシアジャスタの実施例を図面に基づいて詳述する。
【００１３】
前記内燃機関１は、例えば直列４気筒のレシプロエンジンであって、本発明の油圧ラッシアジャスタが適用される気筒は、例えば第１気筒と第３気筒など２つの気筒に適用されている場合を示している。
【００１４】
すなわち、前記内燃機関１は、図２に示すように、シリンダブロック２のクランクケース２ａで隔成されたクランク室３の内部にクランクシャフト４が図外の軸受けによって回転自在に支持されていると共に、クランクケース２ａの上部に形成された円筒状のシリンダ壁２ｂの内部には、前記クランクシャフト４とコンロッド５を介して連結されたピストン６が摺動自在に設けられている。
【００１５】
前記シリンダ壁２ｂの上端部に有するシリンダヘッド７には、吸気ポート７ａと排気ポート７ｂをそれぞれ開閉する吸気弁８と排気弁９が摺動自在に設けられていると共に、外周に設けられた駆動カム１０ａ、１１ａを介して吸排気弁８，９を開作動させる吸気側カムシャフト１０と排気側カムシャフト１１が図外の軸受によって回転自在に支持されている。なお、シリンダヘッド７の上部には、ロッカカバー２０が設けられている。
【００１６】
前記吸排気弁８，９は、バルブスプリング１２，１３によって閉方向に付勢されていると共に、前記各駆動カム１０ａ、１１ａの回転力が各ロッカアーム１４，１５を介して揺動運動に変換されて開弁されるようになっている。
【００１７】
前記各ロッカアーム１４，１５は、中央部に回転自在に設けられたローラ１６，１７が前記各駆動カム１０ａ、１１ａの外周面に転接していると共に、一端部が前記各吸排気弁８，９のステムエンドに当接し、他端部が油圧ラッシアジャスタ１８，１９に当接して該各油圧ラッシアジャスタ１８，１９を揺動支点として全体が揺動するようになっている。
【００１８】
前記油圧ラッシアジャスタ１８は、図１及び図３に示すように、便宜上、吸気弁８側について説明すると、シリンダヘッド７の上端部に上下方向に沿って穿設された保持穴７ｃ内に圧入固定された有底円筒状のボディ２１と、該ボディ２１の内部に摺動可能に設けられて、内部にリザーバ室２３を有する有底円筒状のシート部材２２と、該シート部材２２の上端部内に摺動自在に設けられて、先端部２４ｂが前記シート部材２２の上端開口から突出したプランジャ２４と、前記ボディ２１の内底部と前記シート部材２２の底部隔壁２２ａとの間に隔成された高圧室２５と、主たる構成部材が前記ボディ２１の内部に収容されて、機関運転状態に応じて前記プランジャ２４を進出位置にロックするか、あるいはロックを解除するリフト切換機構２６と、を備えている。
【００１９】
前記ボディ２１は、鉄系金属によって一体に形成され、上端開口部には中央に貫通孔２７ａを有する円板プレート状のストッパ部材２７が取り付けられていると共に、その長さが前記保持穴７ｃの深さよりも若干長く形成されて、上端縁が保持穴７ｃから僅かに突出している。前記ストッパ部材２７は、前記ボディ２１内にシート部材２２やプランジャ２４などの各構成部材を組み入れた際に、これらが外部へ飛び出さないように保持するようになっている。また、このボディ２１は、周壁のほぼ中央位置に内部と連通する油孔２１ａが径方向に貫通形成されている。
【００２０】
前記シート部材２２は、軸方向の長さがボディ２１の内部軸方向の長さとほぼ同一に設定されていると共に、底部側の隔壁２２ａには前記リザーバ室２３と高圧室２５とを連通する連通路２８が貫通形成されている。また、前記隔壁２２ａ上端面には、円筒状のセパレータ２９が上下方向に沿って固定されており、このセパレータ２９は、前記リザーバ室２３内の作動油に混入した気泡を分離して前記高圧室２５への気泡の流入を阻止するものである。
【００２１】
また、シート部材２２は、ボディ２１の内底面と隔壁２２ａ下面との間に弾装されたリターンスプリング３１によって上方へ付勢されている。
【００２２】
さらに、シート部材２２は、外周面の前記ボディ２１の油孔２１ａと対向する位置に円環状のグルーブ溝２２ｂが形成されていると共に、該グルーブ溝２２ｂの幅方向のほぼ中央位置は、前記油孔２１ａとリザーバ室２３とを連通する連通孔２２ｃが径方向に貫通形成されている。そして、前記リザーバ室２３には、後述するオイルポンプから吐出された作動油が油供給通路３０から前記油圧２１ａとグルーブ溝２２ｂ及び連通孔２２ｃを介して供給されるようになっている。
【００２３】
前記高圧室２５内には、前記連通路２８を介してリザーバ室２３から高圧室２５への作動油の流入のみを許容するチェックバルブ３２が設けられており、このチェックバルブ３２は、ボール弁体３２ａと、該ボール弁体３２ａを連通路２８の閉止方向へ付勢するリリーフスプリング３２ｂと、該リリーフスプリング３２ｂを保持するカップ状のリテーナ３２ｃとから構成されている。
【００２４】
前記プランジャ２４は、鉄系金属によって段差径状に形成され、前記シート部材２２の内周面を摺動する下側の円柱状の大径部２４ａと、該大径部２４ａの上端面から上方へ突出形成された小径部２４ｂとから構成され、この小径部２４ｂの先端部２４ｃが、前記ロッカアーム１４の他端部下面に形成された球面状の当接面１４ａに当接する球面状に形成されている。
【００２５】
また、プランジャ２４の内部、つまり、前記大径部２４ａの内部から小径部２４ｂの内部及びこの先端部２４ｃの内部中央には、前記リザーバ室２３内の作動油に混入した気泡を外部に排出する空気排出孔２４ｅが連続して形成されている。
【００２６】
前記リフト切換機構２６は、前記プランジャ２４の大径部２４ａの内部に軸直角方向に沿って穿設された摺動用孔３３と、該摺動用孔３３の内部に摺動自在に設けられたピストン３４と、該ピストン３４を摺動方向のほぼ中立位置に保持する付勢手段である一対のスプリング３５，３６と、前記シート部材２２の前記摺動用孔３３に対応した位置に設けられて、前記ピストン３４の上下方向のスライド移動を許容するガイド用長溝３７と、該ガイド用長溝３７の上端部に径方向へ貫通形成されて、前記ピストン３４の先端部３４ｂが貫通しつつ摺動可能な係合部である貫通孔３８と、前記リザーバ室２３内に弾装されて、前記プランジャ２４を上方へ付勢する付勢部材であるロストモーションスプリング４０と、前記ピストン３４の後端部に形成された受圧室４１に油圧を給排する油圧回路４２と、を備えている。
【００２７】
前記ピストン３４は、後端側の外周に外周面が前記摺動用孔３３の内周面に摺接する大径な摺接部３４ａが形成されていると共に、該摺接部３４ａの前後に配置された前記一対のスプリング３５，３６のばね力で先端部３４ｂが前記ガイド用長溝３７に配置された状態で中立位置に保持されている。また、前記受圧室４１に供給された油圧によって進出移動して先端部３４ｂが前記貫通孔３８に係合してプランジャ２４を上昇位置でロックするようになっている。
【００２８】
前記一方側のスプリング３５は、一端が前記摺接部３４ａの一側面に弾接していると共に、他端が摺動用孔３３の開口縁に嵌着固定された円環プレート状のリテーナ４３の側面に弾接して、ピストン３４を図中右方向に付勢している。一方、他方側のスプリング３６は、一端が摺動用孔３３の他端側内側面に弾接し、他端が摺接部３４ａの他側面に弾接して、ピストン３４を図中左方向へ付勢している。したがって、ピストン３４は、両スプリング３５，３６の対向するばね力によって中立位置に保持されている。
【００２９】
前記油圧回路４２は、前記ボディ２１の上部周壁とシート部材の上部周壁及びプランジャ２４の大径部２４ａにそれぞれ穿設されて前記受圧室３６に連通する油孔２１ｂ、２２ｄ、２４ｄと、オイルパン４４から作動油を吸入して供給通路４５に吐出する前記オイルポンプ４６と、一端部が前記油孔２１ｂに接続され他端部が流路切換弁である電磁切換弁４７に接続された給排通路４８と、前記電磁切換弁４７に接続されたドレン通路４９と、前記電磁切換弁４７を作動させる電子コントローラ５０(ＥＣＵ)と、を備えている。
【００３０】
前記電磁切換弁４７は、３ポート２位置型であって、前記電子コントローラ５０から出力された制御電流によって前記供給通路４５と給排通路４８を連通し、あるいは給排通路４８とドレン通路４９とを連通する切換を行う。
【００３１】
前記電子コントローラ５０は、図外のクランク角センサやエアーフローメータ、機関水温センサ、スロットル開度センサ、アクセル開度センサなどの各種センサからの検出信号に基づいて現在の機関運転状態を検出し、この機関運転状態に基づいて前記電磁切換弁４７に制御電流をオン、オフ的に出力あるいは出力しないようになっている。
【００３２】
以下、本実施例の作用について説明すると、まず、例えば、機関のアイドリング運転時や低速走行などの低回転時には、電子コントローラ５０から電磁切換弁４７に制御電流が出力されず、したがって、オイルポンプ４６から吐出された作動油は前記給排通路４８を介して受圧室４１には供給されない。
【００３３】
このため、前記ピストン３４は、図１及び図４に示すように、両スプリング３５，３６のばね力によって軸方向のほぼ中立位置に保持されていることから、先端部３４ｂがガイド用長溝３７内に配置された状態にあり、このガイド用溝３７内で上下動可能になっている。したがって、カムシャフト１０の駆動カム１０ａのリフト域では、プランジャ２４は、全体がロストモーションスプリング４０のばね力に抗して下降移動してロッカアーム１４を介して吸気弁８にリフト力を伝達しない。前記プランジャ２４のロストモーション作動は、該ピストン２４の下降時にリザーバ室２３内の作動油が空気排出孔２４ｅから下降移動分だけ排出されることによって行われる。
【００３４】
このため、２つの気筒では吸気弁８が弁停止状態となり、他方の２つの気筒の吸気弁８は開閉作動を行うことから、ある程度の機関トルクを確保しつつ燃費の向上などが図れる。
【００３５】
なお、前記駆動カム１０ａのベースサークル域では、プランジャ２４が僅かに上昇して前記受圧室４１側の２４ｄと前記各油孔２１ｂ、２２ｄが連通する状態になっている。
【００３６】
次に、機関が定常運転に移行した場合は、電子コントローラ５０から電磁切換弁４７に制御電流が出力されて、供給通路４５と給排通路４８を連通すると共に、ドレン通路４９を閉止する。
【００３７】
したがって、例えば、駆動カム１０ａのベースサークル域において前記給排通路４８から各油孔２１ｂ、２２ｄを介して油孔２４ｄから受圧室４１に作動油圧が供給されて、該受圧室４１ないが高圧になると、前記ピストン３４が一方のスプリング３５のばね力に抗して図中左方向へ移動する。
【００３８】
このため、ピストン３４は、図５に示すように、先端部３４ｂが前記ボディ２１の貫通孔３８内に係合する。これによってプランジャ２４は、通常の上昇位置で前記ピストン３４を介してシート部材２２にロックされた状態になる。このため、前記ロッカアーム１４は、プランジャ２４を揺動支点として揺動して前記駆動カム１０ａのリフト域では該リフト力によって各吸気弁８を開作動させることができる。したがって、前記弁停止状態にあった２気筒も通常の弁作動となり、機関の十分なトルクを確保することができる。
【００３９】
また、機関運転状態がアイドリング運転などの低回転域に移行した場合は、前述にように、電子コントローラ５０から電磁切換弁４７に制御電流が出力されず、流路が切り換えられて供給通路４５が閉止されると共に、給排通路４８とドレン通路４９が連通されて受圧室４１内の作動油が前記各油孔や各通路４８，４９を通ってオイルパン４４内に戻されて前記受圧室４１内が低圧になる。これにより、ピストン３４は、一方のスプリング３５のばね力で図中右方向に後退移動して中立位置に戻されると共に、先端部３４ｂが貫通孔３８から抜け出してガイド用長溝３７内に位置する。したがって、前記プランジャ２４が、シート部材２２とのロック状態が解除されて、前述のような、各吸気弁８を弁停止状態とする。
【００４０】
また、前記弁停止状態におけるプランジャ２４は、ベースサークル域で僅かに上昇移動した際に、リザーバ室２３内に油供給通路３０から作動油が供給され、下降移動した際に前記チェックバルブ３２を介して高圧室２５に作動油が導入されるため、先端部２４ｃとロッカアーム１４の他端部の当接面１４ａとの間の隙間を吸収してロッカアーム１４の一端部と吸気弁８のステムエンドとのバルブクリアランスを零調整する。
【００４１】
以上のように、本実施例では、油圧ラッシアジャスタ１８による吸気弁８のバルブクリアランスの零調整を行うことができることは勿論のこと、リフト切換機構２６のピストン３４などの主たる構成部材を油圧ラッシアジャスタ１８の内部に収容配置したことから、リフト切換機構２６の上下方向の長さを大きくとることがなくなるため、全体の小型化が図れる。
【００４２】
しかも、前記ピストン３４によるシート部材２２とプランジャ２４との連結が解除された場合には、従来技術のように油圧ラッシアジャスタ全体をロストモーションさせるのではなく、前記プランジャ２４のみをロストモーションさせるようにしたため、慣性質量を十分に低減することができる。この結果、動弁装置のフリクションを低減できることから、燃費や出力トルクの悪化を抑制することができる。
【００４３】
また、前記ロストモーションスプリング４０の伸縮作動などによってリザーバ室２３内に気泡が発生しても、前記セパレータ２９の気液分離作用によって気泡が前記空気排出孔２４ｅから外部に速やかに排出されて、高圧室２５へ流入するのを十分に防止できるので、前記零ラッシ調整を常時精度良く行うことが可能になる。
【００４４】
本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、内燃機関としては、４気筒以外の例えば直列やＶ型の６気筒や８気筒などのいずれの内燃機関にも適用することができる。また、前記ピストン３４の中立付勢部材としてコイルスプリング以外に皿ばねなどの他のばね部材を用いることも可能である。
【００４５】
また、吸気弁の他に排気弁にも適用できると共に、両方の弁に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る内燃機関の動弁装置の一実施例を一部断面して示す概略図である。
【図２】本実施例が適用される内燃機関の概略図である。
【図３】本実施例に供される油圧ラッシアジャスタの縦断面図である。
【図４】本実施例の油圧ラッシアジャスタの作用を説明する概略図である。
【図５】本実施例の油圧ラッシアジャスタの作用を説明する概略図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…内燃機関
２…シリンダブロック
４…クランクシャフト
７…シリンダヘッド
８…吸気弁（機関弁）
８…ロッカアーム
１０…吸気側カムシャフト
１０ａ…駆動カム
１４…ロッカアーム
１８…油圧ラッシアジャスタ
２１…ボディ
２２…シート部材
２３…リザーバ室
２４…プランジャ
２５…高圧室
２６…リフト切換機構
２９…セパレータ
３２…チェックバルブ
３３…摺動用孔
３４…ピストン
３５・３６…スプリング(付勢手段)
３７…ガイド用長溝
３８…貫通孔(係合部)
４２…油圧回路
５０…電子コントローラ
【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】
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