JP2890214B2 - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、機関本体に開閉可能に
支持された機関弁を駆動するための動弁カム軸およびク
ランク軸間には、軸方向移動位置に応じて動弁カム軸お
よびクランク軸の回転位相を制御可能であって軸方向一
端面を油圧室に臨ませるとともに該油圧室の容積を縮小
する側にばね付勢されたピストンを有する作動機構と、
前記油圧室の油圧を制御する油圧制御弁とを備える位相
制御手段が介設される内燃機関の動弁装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、かかる動弁装置は、たとえば特開
昭５９−１２０７０７号公報等により既に知られてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】かかる動弁装置の位相
制御手段では、油圧室の油圧を２ポート２位置の電磁制
御弁により制御し、それにより機関弁の開閉時期を制御
するようにしており、基本的には油圧室に油圧を作用さ
せるか、油圧を解放するかの２つの状態しか得られず、
したがって動弁カム軸およびクランク軸間の回転位相も
２種類しか得られない。しかるに機関の運転状態によっ
ては、特に低〜中速域では前記回転位相の変化の機関性
能に及ぼす影響は大きく、前記回転位相を多段あるいは
連続的に可変とすることにより機関性能を著しく向上す
ることが可能となる。

【０００４】而して上記特開昭５９−１２０７０７号公
報では、２ポート２位置電磁制御弁の位置をデューティ
制御することによりきめ細かく変化させることによる回
転位相の連続変化も可能であることが開示されている
が、作動油温度に応じて作動機構における各間隙からの
油リーク量が変化すること、ならびに加工精度により前
記リーク量が変化すること等を考慮すると、動弁カム軸
およびクランク軸間の回転位相を検出して電磁制御弁を
フィードバック制御することが必要となり、前記回転位
相の検出手段が必要となったりフィードバック制御シス
テムが必要となったりして、構成が複雑となる。

【０００５】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、簡単な構成で動弁カム軸およびクランク実開
昭間の回転位相を連続的に制御し得るようにした内燃機
関の動弁装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１の特徴によれば、油圧制御弁は、油圧
源に通じる入力ポート、油圧室に通じる出力ポートなら
びに油タンクに通じる解放ポートを備えるハウジング
と、入力ポートを出力ポートに連通させる給油位置、入
力ポート、出力ポートおよび解放ポートを相互に隔絶す
る遮断位置、ならびに出力ポートを解放ポートに連通す
る解放位置間で軸方向移動可能にしてハウジングに摺動
自在に嵌合されるスプールと、前記給油位置に向けてス
プールを付勢すべくハウジングおよびスプールの一端間
に介設されるばねと、スプールにその軸方向いずれか一
方に向けて付勢する作動力を発揮するアクチュエータと
を備え、出力ポートに通じる背圧室が前記解放位置に向
けての油圧力を発揮すべくスプールの他端側を臨ませて
形成され、前記アクチュエータは、作動位置とは無関係
に入力電気量に対応した推力を発揮すべく構成される。

【０００７】また本発明の第２の特徴によれば、前記ア
クチュエータはリニアソレノイドである。

【０００８】本発明の第３の特徴によれば、遮断位置に
あるスプールと、非作動状態にあるアクチュエータとの
間には一定間隔の空隙が設定される。

【０００９】さらに本発明の第４の特徴によれば、出力
ポートはオリフィスを介して背圧室に連通される。

【００１０】

【実施例】以下、図面により本発明の実施例について説
明する。

【００１１】図１ないし図８は本発明の一実施例を示す
ものであり、図１は全体縦断側面図、図２は位相制御手
段の拡大縦断面図、図３はリニアソレノイドの印加電流
に対応する軸方向推力特性図、図４はリニアソレノイド
のストロークに対応する軸方向推力特性図、図５は油圧
制御弁のスプールに作用する力を簡略化して示す図、図
６はリニアソレノイドの印加電流と油圧との関係を示す
図、図７はリニアソレノイドとスプールとの接触部拡大
断面図、図８はリフト量制御手段の拡大縦断面図であ
る。

【００１２】先ず図１において、機関本体Ｅのシリンダ
ヘッド１には、図示しないシリンダブロックとの間に形
成される燃焼室２の頂部に開口する吸気弁口３が吸気ポ
ート４に通じて穿設されるとともに、吸気弁口３を開閉
可能な機関弁としての吸気弁５が上下移動移動自在に配
設される。該吸気弁５の上端部には鍔部６が設けられ、
該鍔部６とシリンダヘッド１との間には、弁ばね７が縮
設されており、この弁ばね７のばね力により吸気弁５は
上方すなわち閉弁方向に向けて付勢される。

【００１３】一方、シリンダヘッド１の上方位置でホル
ダ８には、動弁カム軸９が回転自在に支承されており、
この動弁カム軸９は、位相制御手段１０を介して図示し
ないクランク軸に連動、連結される。また動弁カム軸９
に一体に設けられる動弁カム１１と、吸気弁５との間に
はリフト量制御手段１２が介設される。

【００１４】図２を併せて参照して、位相制御手段１０
は、図示しないクランク軸および動弁カム軸９の回転位
相を変化させるべく作動可能な作動機構１３と、作動機
構１３に作用させる油圧を制御可能な油圧制御弁１４と
を備える。

【００１５】作動機構１３は、クランク軸からの回転動
力を伝達するためのタイミングベルト１５が巻掛けられ
るプーリ１６と、ボルト２３により動弁カム軸９に同軸
に連結される回転軸１７と、プーリ１６に一体に設けら
れて動弁カム軸９の端部および回転軸１５を同軸に囲繞
する基本的に有底円筒状のケーシング１８と、該ケーシ
ング１８の開口端を閉塞する端板１９と、端板１９との
間に油圧室２０を画成しながら回転軸１７およびケーシ
ング１８に摺動自在に嵌合されるピストン２１と、該ピ
ストン２１を前記油圧室２０側に向けて付勢する戻しば
ね２２とを備える。

【００１６】ケーシング１８は、動弁カム軸９を同軸に
囲繞する円筒部１８ａを閉塞端に有して基本的に有底円
筒状に形成されており、この円筒部１８ａの外面および
ホルダ８間に環状のシール部材２４が介装される。また
プーリ１６は該ハウジング１８の外周に設けられる。

【００１７】ピストン２１の外面には、ハウジング１８
の内面に摺接するＯリング２５が嵌着され、内面には回
転軸１７の外面に摺接するＯリング２６が嵌着される。
また回転軸１７には、ケーシング１８の閉塞端に対向し
ながら半径方向外方に張出した鍔部１７ａと、その鍔部
１７ａの外端からピストン２１側に延設される円筒部１
７ｂとが設けられており、戻しばね２２は前記鍔部１７
ａとピストン２１との間に縮設される。しかもピストン
２１には、前記円筒部１７ａおよびハウジング１８間に
配置される円筒部２１ａが同軸に突設されており、該円
筒部２１ａの外面およびケーシング１８の内面間はヘリ
カルスプライン２７を介して結合され、また円筒部２１
ａの内面および前記円筒部１７ｂの外面はヘリカルスプ
ライン２８を介して結合される。したがってピストン２
１の軸方向移動に応じて、ケーシング１８にプーリ１６
およびタイミンベルト１５を介して連なるクランク軸
と、回転軸１７すなわち動弁カム軸９との回転位相が変
化することになる。

【００１８】再び図１において、シリンダヘッド１に
は、油タンクとしてのオイルバス３２が配設されてお
り、このオイルバス３２から油を汲上げる油圧源として
のオイルポンプＰの吐出口には、その上流側から順にリ
リーフ弁２９およびフィルタ３０を備える給油路３１が
接続される。しかも該給油路３１からは、前記位相制御
手段１０専用の分岐油路３３と、リフト量制御手段１２
用の分岐油路３４と、シリンダヘッド１における各潤滑
部すなわち動弁カム軸９のジャーナル部や動弁カム１１
の摺接部等に潤滑油を給油するための潤滑用分岐油路３
５とが分岐されており、潤滑用分岐油路３５にはオリフ
ィス３６が介設される。

【００１９】前記分岐油路３３は、シリンダヘッド１お
よびホルダ８に設けられるものであり、位相制御手段１
０における油圧室２０に一端を連通させた油路３７が、
回転軸１７および動弁カム軸９に穿設され、該油路３７
は分岐油路３３の下流側部分３３ｂに常時連通される。
しかも該分岐油路３３の上流側部分にはアキュムレータ
５３が介設されている。

【００２０】油圧制御弁１４は、前記分岐油路３３の上
流側部分３３ａおよび下流側部分３３ｂ間に介設され
る。この油圧制御弁１４は、シリンダヘッド１の側面に
取付けられるハウジング４０と、該ハウジング４０に摺
動自在に嵌合されるスプール４１と、スプール４１を軸
方向一方側に付勢するばね４９と、該スプール４１を軸
方向に押圧すべくハウジング４０に取付けられるアクチ
ュエータとしてのリニアソレノイド４２とを備える。

【００２１】ハウジング４０には、前記分岐油路３３の
上流側部分３３ａに連なる入力ポート４３と、前記分岐
油路３３の下流側部分３３ｂに連なる出力ポート４４
と、オイルバス３２に連なる解放ポート４５とが設けら
れる。またハウジング４０には、一端をキャップ４８で
閉塞した大径摺動孔４６と、大径摺動孔４６の他端に同
軸に連なる小径摺動孔４７とが穿設されており、スプー
ル４１は大径摺動孔４６および小径摺動孔４７に摺動自
在に嵌合される。而してキャップ４８とスプール４１の
一端との間にはばね４９が縮設され、スプール４１の他
端にはリニアソレノイド４２が同軸に連動、連結され
る。すなわちリニアソレノイド４２は、ハウジング４０
の外側面に取付けられるものであり、このリニアソレノ
イド４２の駆動ロッド５２がスプール４１の他端に同軸
に当接される。さらにハウジング４０には、オリフィス
５０を介して出力ポート４４に連なる背圧室５１が、ス
プール４１の他端側を臨ませて形成される。

【００２２】スプール４１は、入力ポート４３と出力ポ
ート４４とを連通する給油位置、出力ポート４４を入力
ポート４３および解放ポート４５から隔絶する遮断位
置、ならびに出力ポート４４を解放ポート４５に連通す
る解放位置を、軸方向他端にかかるリニアソレノイド４
２の軸方向推力および背圧室５１の油圧力と軸方向一端
に作用するばね４９のばね力との大小関係による軸方向
位置変化に応じて切換えるものである。

【００２３】リニアソレノイド４２は、図３で示すよう
に、その入力電気量たとえば印加電流Ｉあるいは抵抗を
一定としたときの入力電圧に応じて比例的に変化する軸
方向推力Ｆ_A を発生するものである。しかも入力電気量
たとえば印加電流Ｉが一定であるときには、図４で示す
ように、作動ストロークが「０」から或る値「Ｌ₀ 」ま
での不安定域を除いては、作動ストロークにかかわらず
印加電流Ｉ₀ 〜１／４Ｉ₀ に応じた一定の推力をリニア
ソレノイド４２は発生する。

【００２４】次に上記油圧制御弁１４の作動について説
明すると、リニアソレノイド４２を消磁した状態ではス
プール４１は、入力ポート４３を出力ポート４４に連通
させた給油位置にある。この状態で分岐油路３３の上流
側部分３３ａから入力ポート４３に油圧が作用すると、
該油圧は出力ポート４４を介して分岐油路３３の下流側
部分３３ｂに作用するとともにオリフィス５０を介して
背圧室５１に作用し、背圧室５１に作用した油圧によ
り、ばね４９のばね力に抗して出力ポート４４を入力ポ
ート４３および解放ポート４５から隔絶する遮断位置に
押圧する油圧力がスプール４１に作用する。而してリニ
アソレノイド４２に電流を印加すると、リニアソレノイ
ド４２は印加電流に応じた軸方向推力で駆動ロッド５２
を軸方向に作動させ、それによりスプール４１は出力ポ
ート４４を解放ポート４５に連通させる位置に駆動され
る。このようにリニアソレノイド４２の印加電流を制御
することにより、スプール４１は、入力ポート４３と出
力ポート４４とを連通する給油位置、出力ポート４４を
入力ポート４３および解放ポート４５から隔絶する遮断
位置、ならびに出力ポート４４を解放ポート４５に連通
する解放位置を切換え、それにより分岐油路３３の上流
側部分３３ａの油圧が制御されて下流側部分３３ｂすな
わち作動機構１３の油圧室２０に作用することになる。

【００２５】このような油圧制御弁１４の荷重方向を簡
略化して示すと図５のようになり、ばね４９のばね荷重
をＦ_S 、背圧室５１に作用する油圧をＰ_C 、スプール４
１の背圧室５１に臨む受圧面積をＳ、リニアソレノイド
４２の軸方向推力をＦ_A とすると、スプール４１を解放
位置（図５の右位置）側に向けて押圧する力と、スプー
ル４１を給油位置（図５の左位置）に向けて押圧する力
とは、スプール４１が遮断位置（図５の中間位置）にあ
るときに均衡するものであり、その均衡状態では数式１
が得られる。

【００２６】

【数１】

【００２７】またリニアソレノイド４２の軸方向推力Ｆ
_A は、比例定数をαとすると図３で示したようにＦ_A ＝
αＩであるので、上記数式１から数式２が得られる。

【００２８】

【数２】

【００２９】ここで、スプール４１が遮断位置にあると
きのばね荷重Ｆ_S は、ハウジング４０における各ポート
４３，４４，４５の位置を設定した時点で定まる一定の
値となり、上記数式２から明らかなように、背圧室５１
の油圧Ｐ_C すなわち作動機構１３における油圧室２０の
油圧と、リニアソレノイド４２の印加電流Ｉとは図６で
示すように比例関係を有することになる。

【００３０】ところで、上記油圧制御弁１４において、
背圧室５１すなわち油圧室２０の油圧Ｐ_C がリーク等に
よりリニアソレノイド４２の印加電流Ｉで定まるべき値
よりも減圧した場合を想定すると、スプール４１が給油
位置に移動し、入力ポート４３および出力ポート４４間
が連通することにより背圧室５１の油圧が増圧し、それ
に応じてスプール４１が遮断位置に移動して油圧室２０
の油圧が印加電流Ｉに対応した値に制御される。また背
圧室５１の油圧Ｐ_Cが過給油によりリニアソレノイド４
２の印加電流Ｉで定まるべき値よりも増圧した場合を想
定すると、スプール４１が解放位置に移動し、出力ポー
ト４４および解放ポート４５間が連通することにより背
圧室５１の油圧が減圧し、それによりスプール４１が遮
断位置に移動して油圧室２０の油圧が印加電流Ｉに対応
した値に制御される。このようにして、油圧室２０すな
わち背圧室５１の油圧Ｐ_C がリニアソレノイド４２の印
加電流Ｉに対応する値からずれても自己復帰する構造を
油圧制御弁１４は備えていることになる。

【００３１】また図７で示すように、遮断位置にあるス
プール４１と、非作動状態にあるリニアソレノイド４２
との間には一定間隔の空隙５４が設定されるものであ
り、これは図４で示したようにリニアソレノイド４２に
は、作動ストロークが「０」から或る値「Ｌ₀ 」までの
間に不安定域を有することに対応するものであり、リニ
アソレノイド４２が遊びストロークを有することによ
り、安定領域でのみスプール４１にリニアソレノイド４
２からの軸方向推力を作用させることができる。

【００３２】さらに作動機構１３において、ピストン２
１はヘリカルスプライン２８を介して動弁カム軸９に連
結されるものであり、動弁カム１１の駆動荷重の振動成
分がピストン２１を軸方向に振動させ、油圧室２０の油
圧すなわち背圧室５１の油圧が変動するおそれがある。
しかるに、背圧室５１はオリフィス５０を介して油圧室
２０に通じるものであり、背圧室５１の油圧の変動を極
力回避し、油圧制御弁１４に悪影響が及ぶことを回避す
ることができる。

【００３３】次に図８を併せて参照しながらリフト量制
御手段１２の構成について説明すると、該リフト量制御
手段１２は、吸気弁５および動弁カム１１間に介設され
る伝動機構５５と、該伝動機構５５における伝動油室５
６の油圧を解放するための油圧解放弁５７と、アキュム
レータ５８と、フィード弁５９と、チェック弁６０とを
備える。

【００３４】伝動機構５５は、シリンダヘッド１の上部
に固定された支持ブロック６１に固定されるシリンダ体
６２と、動弁カム１１に摺接しながら支持ブロック６１
の上部に摺動可能に嵌合されるリフタ６３と、該リフタ
６３に上端を当接させてシリンダ体６２の上部に摺動可
能に嵌合されるカム従動ピストン６４と、吸気弁５の上
端に当接しながらシリンダ体６２の下部に摺動可能に嵌
合される弁駆動ピストン６５とを備え、両ピストン６
４，６５間に伝動油室５６が形成される。

【００３５】シリンダ体６２は、その中間部に仕切壁６
６を有する円筒状に形成されるものであり、カム従動ピ
ストン６４は仕切壁６６との間に上部油室５６ａを画成
しながらシリンダ体６２の上部に摺動可能に嵌合され、
弁駆動ピストン６５は仕切壁６６との間に下部油室５６
ｂを画成しながらシリンダ体６２の下部に摺動可能に嵌
合される。而して上部油室５６ａおよび下部油室５６ｂ
は、上部油室５６ａから下部油室５６ｂに向けての油の
流通のみを許容すべく仕切壁６６の下部油室５６ｂ側に
配設されたチェック弁６７を介して接続されるものであ
り、協働して伝動油室５６を形成する。また上部油室５
６ａ内にはカム従動ピストン６４をリフタ６３側に付勢
するばね６８が収納される。

【００３６】しかも仕切壁６６よりも下方においてシリ
ンダ体６２の内面には環状凹部６９が設けられており、
この環状凹部６９と上部油室５６ａとを連通する油路７
０がシリンダ体６２に穿設される。また弁駆動ピストン
６５の上部は薄肉円筒状に形成されており、この薄肉円
筒部には下部油室５６ｂを環状凹部６９に常時連通させ
るオリフィス７１が穿設される。

【００３７】かかる伝動機構５５は、油圧解放弁５７が
閉じているときの吸気弁５の全閉状態では図３で示した
状態にあり、この状態から動弁カム１１の回転に応じて
カム従動ピストン６４が下方に押下げられると、上部油
室５６ａの油圧が油路７０およびオリフィス７１を介し
て下部油室５６ｂに導かれるが、下部油室５６ｂの油圧
力よりも上部油室５６ａの油圧が所定値以上大きい状態
ではチェック弁６７が開くので、チェック弁６７を介し
て上部油室５６ａから下部油室５６ｂに油圧が作用し、
弁駆動ピストン６５が下方に押下げられる。

【００３８】この弁駆動ピストン６５の下方への摺動途
中で油路７０は環状凹部６９を介して下部油室５６ｂに
直接連通し、下部油室５６ｂへの油の流入量が大とな
り、弁駆動ピストン６５はさらに下方に押さげられて、
吸気弁５が弁ばね７のばね力に抗して開弁する。

【００３９】吸気弁５が全閉状態になった後に、動弁カ
ム１１による押圧力が解除されると、吸気弁５は弁ばね
７のばね力により上方すなわち閉弁方向に駆動される。
この吸気弁５の閉弁作動により弁駆動ピストン６５も上
方に押上げられ、下部油室５６ｂの油は油路７０を経て
上部油室５６ａに戻される。

【００４０】而して吸気弁５の閉弁作動途中で環状凹部
６９および下部油室５６ｂ間の直接の連通状態が解除さ
れ、下部油室５６ｂおよび環状凹部６９間にオリフィス
７１が介在するようになると、下部油室５６ｂから上部
油室５６ａへの油の戻り量が制限される。このため、吸
気弁５の上方への移動速度すてわち閉弁速度が閉弁作動
途中から緩められ、吸気弁５が緩やかに着座することに
より、着座時の衝撃が緩和される。

【００４１】上記伝動機構５５における伝動油室５６す
なわち油路７０の油圧を、吸気弁５の開弁作動途中で解
放すると、伝動油室５６は弁ばね７のばね力に打勝って
吸気弁５を開弁し続けるだけの伝達機能を失うことにな
り、吸気弁５は、動弁カム１１がリフタ６３を下方に押
続けるにもかかわらず、前記油圧解放時から弁ばね７の
弾発力により閉弁作動を開始し、伝動油室５６は収縮す
る。

【００４２】油圧解放弁５７は、上述のように吸気弁５
の開弁作動途中での伝動油室５６からの油圧解放を司ど
るものであり、油路７０に連通して支持ブロック６１に
穿設された通路７４と、アキュムレータ５８の蓄圧室９
２に連通しながら支持ブロック６１に穿設された通路７
５との間に介設される。

【００４３】この油圧解放弁５７は、制御弁部７６と、
該制御弁部７６を駆動する電磁駆動部７７とから成るも
のである。而して制御弁部７６は、弁ハウジング７８
に、両通路７４，７５間の連通、遮断を切換可能な主弁
体７９が摺動可能に嵌合されるとともに該主弁体７９の
開閉移動を司るパイロット弁８０が設けられて成り、電
磁駆動部７７はパイロット弁８０を開閉駆動すべく制御
弁部７６に連設される。すなわち電磁駆動部７７のケー
シング８１に制御弁部７６の弁ハウジング７８が結合さ
れる。

【００４４】主弁体７９は有底円筒状に形成される。而
して該主弁体７９は、その前面に通路７４すなわち伝動
油室５６の油圧を開弁方向に作用させながら通路７４，
７５間を遮断する方向にばね付勢されてハウジング７８
内に摺動可能に嵌合されており、この主弁体７９の背部
にはパイロット室８２が形成される。したがって主弁体
７９には、通路７４の油圧が開弁方向に作用し、パイロ
ット室８２の油圧およびばね力が閉弁方向に作用するこ
とになる。さらに主弁体７９には通路７４をパイロット
室８２に通じさせるオリフィス８３が設けられる。

【００４５】パイロット弁８０は、前記パイロット室８
２と外部との間に介設されるものであり、電磁駆動部７
７により駆動される。すなわち電磁駆動部７７は、ソレ
ノイド８４と、該ソレノイド８４により駆動される可動
コア８５とを備え、ソレノイド８４が励磁されたときの
可動コア８５の移動に応じてパイロット弁８０は開弁作
動する。

【００４６】このような油圧解放弁５７において、電磁
駆動部７７のソレノイド８４を励磁するとパイロット弁
８０が開弁し、パイロット室８２の油圧が解放される。
したがって主弁体７９の両面に作用する油圧のバランス
がくずれ、その前面に作用している通路７４の油圧によ
る開弁力が、パイロット室８２の油圧およびばねによる
閉弁力に打勝って開弁作動する。

【００４７】ソレノイド８４の消磁によるパイロット弁
８０の閉弁時には、オリフィス８３を介してパイロット
室８２に通路７４の油圧が作用し、主弁体７９が閉弁作
動する。

【００４８】アキュムレータ５８は、支持ブロック６１
に設けられた有底の摺動穴８８に、アキュムレータピス
トン８９が摺動可能に嵌合されて成り、摺動穴８８の閉
塞端とアキュムレータピストン８９との間に蓄圧室９２
が画成され、摺動穴８８の解放端を塞ぐキャップ９０と
アキュムレータ用ピストン８９との間には蓄圧室９２の
容積を収縮する方向にアキュムレータピストン８９を付
勢するアキュムレータばね９１が縮設される。

【００４９】フィード弁５９は、前記アキュムレータ５
８の蓄圧室９２と、通路７４との間で、前記油圧解放弁
５７を迂回して支持ブロック６１に配設されるものであ
り、蓄圧室９２から通路７４に向けての油の流通のみを
許容するものである。またチェック弁６０は、蓄圧室９
２およびフィード弁５９の接続部に接続されるものであ
り、蓄圧室９２およびフィード弁５９側に向けての油の
流通を許容すべくして支持ブロック６１に配設される。

【００５０】また支持ブロック１には、吸気弁５が完全
に閉弁した状態で該吸気弁５の上端を検出するリフトセ
ンサＳが配設される。

【００５１】ところで、上記伝動機構５５、油圧解放弁
５７、アキュムレータ５８、フィード弁５９およびチェ
ック弁６０は、多気筒内燃機関における各気筒の吸気弁
５に対応してそれぞれ配設されるものであり、各気筒に
おけるチェック弁６０は、各気筒に共通にしてシリンダ
ヘッド１に穿設された共通油路９３に接続され、この共
通油路９３は、調圧弁９４を備える分岐油路３４に接続
される。

【００５２】調圧弁９４は、シリンダヘッド１の側面に
取付けられるハウジング９５と、該ハウジング９５に摺
動自在に嵌合されるスプール９６とを備える。ハウジン
グ９５には、分岐油路３４の上流側部分３４ａに連なる
入力ポート９７と、分岐油路３４の下流側部分３４ｂに
連なる出力ポート９８と、オイルバス３２に連通してシ
リンダヘッド１に穿設された解放油路１００に連なる解
放ポート９９とが設けられる。またハウジング９５に
は、一端を閉塞した大径摺動孔１０１と、大径摺動孔１
０１の他端に同軸に連なる小径摺動孔１０２とが穿設さ
れており、スプール９６は大径摺動孔１０１および小径
摺動孔１０２に摺動自在に嵌合される。而して大径摺動
穴１０１の一端とスプール９６の一端との間にはばね１
０３が縮設される。さらにハウジング９５には、オリフ
ィス１０４を介して出力ポート９８に連なる背圧室１０
５が、スプール９６の他端側を臨ませて形成される。

【００５３】スプール９６は、入力ポート９７と出力ポ
ート９８とを連通する位置、出力ポート９８を入力ポー
ト９７および解放ポート９９から隔絶する位置、ならび
に出力ポート９８を解放ポート９９に連通する位置を、
背圧室１０５の油圧力と軸方向一端に作用するばね１０
３のばね力との大小関係による軸方向位置変化に応じて
切換えるものである。

【００５４】かかる調圧弁９４において、背圧室１０５
の油圧が低いときにはスプール９６は図３で示すように
入力ポート９７および出力ポート９８を連通させた位置
にあり、この状態で、分岐油路３４の上流側部分３４ａ
から入力ポート９７に油圧が作用すると、該油圧は出力
ポート９８を介して分岐油路３４の下流側部分３４ｂに
作用するとともにオリフィス１０４を介して背圧室１０
５に作用し、背圧室１０５に作用した油圧により、ばね
１０３のばね力に抗して出力ポート９８を入力ポート９
７および解放ポート９９から隔絶する位置に押圧する油
圧力がスプール９６に作用する。而して出力ポート９８
の油圧がさらに高くなると、スプール９６は出力ポート
９８を解放ポート９９に連通させる位置に駆動される。
したがってスプール９６は、ばね１０３のばね力と、背
圧室１０５の油圧による油圧力とがバランスするように
移動して、入力ポート９７と出力ポート９８とを連通す
る位置、出力ポート９８を入力ポート９７および解放ポ
ート９９から隔絶する位置、ならびに出力ポート９８を
解放ポート９９に連通する位置を切換え、それにより分
岐油路３４の上流側部分３４ａの油圧が制御されて下流
側部分３４ｂすなわち共通油路９３に作用することにな
る。

【００５５】次にこの実施例の作用について説明する
と、位相制御手段１０では、油圧室２０の油圧によりピ
ストン２１に作用する油圧力と、ピストン２１を付勢す
る戻しばね２２のばね力とがバランスする位置に該ピス
トン２１が移動することにより、クランク軸および動弁
カム軸９の回転位相すなわち吸気弁５の開閉時期が連続
的に制御されるものであり、開閉時期を連続的に変化さ
せるためには油圧室２０に作用する油圧を連続的に変化
させればよい。而して、油圧制御弁１４は、給油位置、
遮断位置および解放位置間で軸方向移動可能にしてハウ
ジング４０に摺動自在に嵌合されるスプール４１に、ば
ね４９によって給油位置に向けてのばね力を作用さるせ
とともに、背圧室５１の油圧による力およびリニアソレ
ノイド４２の軸方向推力を解放位置側に向けて作用さ
せ、それらの力のバランスにより油圧室２０の油圧を連
続的に制御すべく構成されるものであり、リニアソレノ
イド４２の入力電気量たとえば印加電流を変化させるだ
けの簡単な制御により油圧室２０の油圧を連続的に変化
させることが可能である。

【００５６】本発明の他の実施例として、図９で示すよ
うに、スプール４１をばね４９′のばね力およびリニア
ソレノイド４２′の軸方向推力とで給油位置側に付勢す
るとともに出力ポート４４の油圧を背圧としてスプール
４１を解放位置側に付勢するように油圧制御弁１４′を
構成してもよく、この場合、出力ポート４４から出力さ
れる油圧Ｐ_C とリニアソレノイド４２′の印加電流Ｉと
の関係は図１０で示すようになる。

【００５７】以上の実施例では、シリンダヘッド１に設
けられた油タンクとしてのオイルバス３２から作動油を
汲上げるポンプＰを油圧源としたが、クランク軸まわり
の潤滑油供給を行なうための油タンクとしてのオイルパ
ンから作動油を汲上げるポンプを油圧源とするようにし
てもよい。また本発明は、機関弁としての排気弁に関連
して実施することも可能である。

【００５８】

【発明の効果】以上のように本発明の第１の特徴によれ
ば、油圧制御弁は、油圧源に通じる入力ポート、油圧室
に通じる出力ポートならびに油タンクに通じる解放ポー
トを備えるハウジングと、入力ポートを出力ポートに連
通させる給油位置、入力ポート、出力ポートおよび解放
ポートを相互に隔絶する遮断位置、ならびに出力ポート
を解放ポートに連通する解放位置間で軸方向移動可能に
してハウジングに摺動自在に嵌合されるスプールと、前
記給油位置に向けてスプールを付勢すべくハウジングお
よびスプールの一端間に介設されるばねと、スプールに
その軸方向いずれか一方に向けて付勢する作動力を発揮
するアクチュエータとを備え、出力ポートに通じる背圧
室が前記解放位置に向けての油圧力を発揮すべくスプー
ルの他端側を臨ませて形成され、前記アクチュエータ
は、作動位置とは無関係に入力電気量に対応した推力を
発揮すべく構成されるので、アクチュエータの入力電気
量を変化させるだけの簡単な制御で油圧室の油圧を連続
的に変化させ、それによりクランク軸および動弁カム軸
間の回転位相を連続的に変化させることが可能となる。

【００５９】また本発明の第２の特徴によれば、アクチ
ュエータはリニアソレノイドであるので、アクチュエー
タに必要な特性を容易に得ることができる。

【００６０】本発明の第３の特徴によれば、遮断位置に
あるスプールと、非作動状態にあるアクチュエータとの
間には一定の空隙が設定されるので、リニアソレノイド
に特有の不安定域を避けて安定領域のみでリニアソレノ
イドに軸方向推力を発揮させることができる。

【００６１】さらに本発明の第４の特徴によれば、出力
ポートはオリフィスを介して背圧室に連通されるので、
油圧室側の油圧変動が背圧室に直接作用して油圧制御弁
の作動に悪影響が及ぶことを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全体縦断側面図である。

【図２】位相制御手段の拡大縦断面図である。

【図３】リニアソレノイドの印加電流に対応する軸方向
推力特性図である。

【図４】リニアソレノイドのストロークに対応する軸方
向推力特性図である。

【図５】油圧制御弁のスプールに作用する力を簡略化し
て示す図である。

【図６】リニアソレノイドの印加電流と油圧との関係を
示す図である。

【図７】リニアソレノイドとスプールとの接触部拡大断
面図である。

【図８】リフト量制御手段の拡大縦断面図である。

【図９】本発明の他の実施例の図５に対応する図であ
る。

【図１０】図９の油圧制御弁における図６に対応する図
である。

【符号の説明】

５ 機関弁としての吸気弁 ９ 動弁カム軸 １０ 位相制御手段 １３ 作動機構 １４，１４′ 油圧制御弁 ２０ 油圧室 ２１ ピストン ３２ 油タンクとしてのオイルバス ４０ ハウジング ４１ スプール ４２，４２′ アクチュエータとしてのリニアソレノ
イド ４３ 入力ポート ４４ 出力ポート ４５ 解放ポート ４９，４９′ ばね ５０ オリフィス ５１ 背圧室 ５４ 空隙 Ｅ 機関本体 Ｐ 油圧源としてのポンプ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−134011（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−54307（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−93215（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−87913（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−120707（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−298612（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−136405（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−76108（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−42334（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−57711（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−104704（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−99806（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F01L 1/34

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機関本体（Ｅ）に開閉可能に支持された
   機関弁（５）を駆動するための動弁カム軸（９）および
   クランク軸間には、軸方向移動位置に応じて動弁カム軸
   （９）およびクランク軸の回転位相を制御可能であって
   軸方向一端面を油圧室（２０）に臨ませるとともに該油
   圧室（２０）の容積を縮小する側にばね付勢されたピス
   トン（２１）を有する作動機構（１３）と、前記油圧室
   （２０）の油圧を制御する油圧制御弁（１４，１４′）
   とを備える位相制御手段（１０）が介設される内燃機関
   の動弁装置において、油圧制御弁（１４，１４′）は、
   油圧源（Ｐ）に通じる入力ポート（４３）、油圧室（２
   ０）に通じる出力ポート（４４）ならびに油タンク（３
   ２）に通じる解放ポート（４５）を備えるハウジング
   （４０）と、入力ポート（４３）を出力ポート（４４）
   に連通させる給油位置、入力ポート（４３）、出力ポー
   ト（４４）および解放ポート（４５）を相互に隔絶する
   遮断位置、ならびに出力ポート（４４）を解放ポート
   （４５）に連通する解放位置間で軸方向移動可能にして
   ハウジング（４０）に摺動自在に嵌合されるスプール
   （４１）と、前記給油位置に向けてスプール（４１）を
   付勢すべくハウジング（４０）およびスプール（４１）
   の一端間に介設されるばね（４９，４９′）と、スプー
   ル（４１）にその軸方向いずれか一方に向けて付勢する
   作動力を発揮するアクチュエータ（４２，４２′）とを
   備え、出力ポート（４４）に通じる背圧室（５１）が前
   記解放位置に向けての油圧力を発揮すべくスプール（４
   １）の他端側を臨ませて形成され、前記アクチュエータ
   （４２，４２′）は、作動位置とは無関係に入力電気量
   に対応した推力を発揮すべく構成されることを特徴とす
   る内燃機関の動弁装置。
2. 【請求項２】 前記アクチュエータ（４２，４２′）は
   リニアソレノイドであることを特徴とする請求項１記載
   の内燃機関の動弁装置。
3. 【請求項３】 遮断位置にあるスプール（４１）と、非
   作動状態にあるアクチュエータ（４２，４２′）との間
   には一定間隔の空隙（５４）が設定されることを特徴と
   する請求項２記載の内燃機関の動弁装置。
4. 【請求項４】 前記出力ポート（４４）はオリフィス
   （５０）を介して背圧室（５１）に連通されることを特
   徴とする請求項１記載の内燃機関の動弁装置。