JP2000509455A - バルブタイミングシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 内燃機関エンジンの吸入および排出バルブの開閉周期を変化させるための、可変的な開閉タイミングを持つバルブシステム。本発明はひとつの受動車（4）とひとつのカム（1）で構成される。カム（1）はカムシャフト（3）の周囲を回転し、バルブの開閉位置の間でバルブを移動させる。バルブの開閉周期を変化させるために、回転の媒介手段（11、12）が次のような方式で受動車（4）を回転させるように接続されている。すなわち受動車（4）とカム（1）は直線上に並ばずに、カムの丸型の突出部の接触面（2）を高い位置で、それゆえカム（1）と受動車（4）が直線上に位置する場合よりも早いタイミングで噛み合わせる。それゆえバルブはより早期に開き、より遅れて閉じることとなり、例えばエンジンの回転数が増えるに従って、バルブの開いている周期の割合が増すことになる。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称：バルブタイミングシステム 本発明は内燃機関エンジンの出力向上に関する装置であり、とりわけそのバルブ による点火時間調整システムに関するものである。したがって本発明はひとつの 燃焼室に吸入および排気を複数配置した発動機に対しても応用可能である。 内燃機関の出力向上のために、爾来数多くのシステムが開発されてきた。これ らのうちの幾つかは、複数のバルブを使用し、またバルブによる可変的な点火時 間調整方式を採用している。後者は、ＢＭＷが特許を有するヴェイノス点火時間 調整システムのごとき方式である。 本発明は以下で構成される可変的なバルブタイミングシステムを提供する。す なわち； カムの受動車、これはバルブの開閉位置の間でバルブを移動させるものである 。該受動車はその輪郭に沿った噛み合わせ面を持つ、 カム、これはカムシャフトの上部に位置し、カムシャフトによって駆動され、 受動車の噛み合わせ面との噛み合わせに適した噛み合わせ面を有し、バルブを操 作するためのカムを作動させる。カムの接触面は少なくともその部分に沿って周 回する、また、 回転の媒介手段は受動車をカムの運動の水準に応じて回転させるものであるが 、その運動は縁取られたカムの接触面と縁取られた受動車の接触面が、受動車が 回転していない場合に比して、互いにより早期に噛み合い、より遅れて噛み合わ せを解くようになっている。 本発明を添付図面を参照しなから、実例によって以下さらに詳しく説明する。 図１は本発明に具体化されたもののひとつである、カムと受動車の概要を示す透 視図である。 図２は本発明に具体化されたものの、もうひとつである、カムと受動車の概要を 示す側面図である。 図３は図２に示された受動車の概要を示す平面図である。 図４は図３に示された4個の受動車を制御する制御軸の組み立て部品である。 図５は図４に示された受動車と回転の媒介手段の概要を示す拡大図である。 図６は本発明のさらなる具体化に沿った、受動車の平面図である。 図７は本発明の具体化をプッシュロッドエンジンに当てはめたものの透視図であ る。 図８は図７に示されたオーバーヘッドカムエンジンにおける、受動車組み立て部 品の部分断面図である。 図９は図８に示された概要部分の、矢印IXの方向に沿った断面図である。 本発明の具体化のひとつは、図１に示す通り、カム（1）が縁取られた外側の 接触面（2）を持つことである。この輪郭は、効果的なものであればどのような 輪郭側面でもよいが、Ｖ字型であることが望ましい。カム（1）は、内燃機関エ ンジンに一般的であるように、カムシャフト（3）に支えられている。 受動車（4）はバルブ（図には見えず）を操作し、望ましい形状の縁取られた 上部の噛み合わせ面（5）を持つ。 しかしながら、受動車（4）の上部噛み合わせ面（5）およびカム（1）の縁取り された接触面（2）は相互に対になって補足しあっている。ここに具体化されて いる本発明においては、受動車（4）の縁取られた上部の噛み合わせ面（5）は、 その２つの辺が望ましい角度を持つＶ字型の凹み（6）である。 本発明における点火時期システムの一般的な操作は、標準的な点火時期システ ムの操作と次の点で同様である。すなわち、そこではカムシャフトはエンジンの 速度によって、その二分の一であるように定められた速度で回転する。カムはカ ムシャフトの軸の周りを回転し、カムの突起部の噛み合わせ面は受動車と噛み合 い、バルブを開閉する。 しかしながら本発明においては、受動車（4）はそれ自身の軸（7）を中心とし て、図３に示した通り、エンジン速度に応じて望まれた角度で回転する。このよ うにＶ字型の凹み（6）と、それと対になったカム（1）のＶ字型の接触面（2） は、僅かに直線上から外れている。その結果、カム突出部のＶ字型の接触面（2 ）はＶ字型の凹みの両側の傾斜面（6）を、より高い位置で、それゆえＶ字型の 凹み（6）とそれと対になってＶ字型をしているカム（1）の接触面（2）が直線 上に並んでいる場合よりも、早いタイミングで噛み、これをより遅れて開放する 。それゆえバルブはより早期に開き、また、より遅れて閉じることとなり、例え ばエンジンの回転数が増えるに従って、バルブの開いている周期の割合が増すこ とになる。 図２および３に見るように、ここに具体化された発明では、Ｖ字型の凹み（6） の中に、２個の揺り子状の挿入物（8）があり、これはカム（1）の接触面と受動 車（4）の幾何学的に完全な直線状態を維持し、カム（1）の摩擦を減少させるた めである。揺り子状の挿入物（8）は受動車（4）と隙間なく適合し、その結果、 カム（1）が回転し、受動車（4）がそれに反応して回転している間に、これらが 縁取りされたカム（1）の接触面（2）で噛み合い、これらはそれぞれの軸（9と1 0）を中心にして回転する。 受動車（4）の回転のひとつの方法は図４および５に示している。ここでは操作 用の連結横木（11）は旋回心軸で回転するように、一方の端は受動車（4）に、 またもう一方の端は操作用ロッド（12）に、２本のボルト（13）で取り付けられ ている。操作用の連結横木（11）は、心棒（14）によって操作用ロッド（12）の 中の浮動する球体状の組み立て部品（15）に連結されている。受動車（4）の位 置角度の調整は調整ナット（16）を使って行われる。このナットには左利きのね じのロッド（17）と右利きのねじのロッド（18）があり、操作用ロッド（12）と 噛み合っている。操作用ロッド（12）の動きはエンジン回転数や運転モードによ って、コンピューター制御されたり、遠心力によって制御されたりすることが可 能である。 図６に示すように、揺り子状の挿入物（8）は凹み部分（21）から脱落しない ように、その端の部分（19）がそれぞれの凹部（20）に滑り込まねばならない。 ここには示さないいま一つの具体化においては、特別な受動車の２つの揺り子 状の挿入物とそれぞれのカムの噛み合わせ面との成す角度は、異なったものとす ることも可能であり、そうすることでバルブは先立って開き、遅れて閉じること が可能でありうるし、またその逆も可能でありうる。さらに揺り子状の挿入物の 噛み合わせ面は受動車の表面から、受動車（4）の中心線（26）へと離れること も可能である（図3）。 図７に示すように、本発明の具体化はプッシュロッドエンジンにも適用できる 。受動車（4）とカム（1）の操作の制御はそのほかの具体化と同じである。 しかしながら、可変的なバルブの開閉タイミングに関係した調整を行うための 可能性を高めるためには、このカム軸（3）、受動車（4）および調整用つまみは ひとつの組み立て部品の中に位置し、全体としてエンジンから取り外すことが可 能であることがより望ましいであろう。図７は一対の吸入・排出バルブ 配置を示している。 図８と図９に示したように、受動車の中心（7）はバルブの柄の中心（23）か らずれている。半円形の凹み（24）は、受動車（4）の柄（27）と呼応した受動 車（4）の回転を吸収するために、受動車（4）の下部（25）で回転させられる。 この半円形の凹み（24）は深度を変化させながら回転せしめることができるが、 その結果、受動車が回転している時に、凸子の遊びは維持される。 油圧動作式のバルブを設計に組み込むことは、凸子の遊びの僅かな変化を償う ために、最も好まれる手段である。これは主としてプッシュロッドエンジンに応 用されるところである。 上記の具体化に対する修正と変化は、本発明の意図ないし視野から出発すること なくしては成し得ない。このことはこの分野に熟達している人々にとっては明白 なことであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ， ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ， ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 以下で構成される可変的なバルブタイミングシステムすなわち； バルブの開閉位置の間でバルブを移動させるために適当な受動車。該受動車はそ の輪郭に沿った噛み合わせ面を持つ、 カム、これはカムシャフトの上部に位置し、カムシャフトによって駆動され、 受動車の噛み合わせ面との噛み合わせに適した噛み合わせ面を有し、バルブを操 作するためのカムを作動させる。カムの接触面は少なくともその部分に沿って周 回する、また、 回転の媒介手段は受動車をカムの運動の水準に応じて回転させるものであるが 、その運動は縁取られたカムの接触面と縁取られた受動車の接触面が、受動車が 回転していない場合に比して、互いにより早期に噛み合い、より遅れて噛み合わ せを解くようになっている。 2. 受動車の輪郭に沿った噛み合わせ面の断面がＶ字型である、請求の範囲１に 記載の可変的なバルブタイミングシステム。 3．２つの揺り子状の挿入物が受動車の噛み合わせ面を形成する、請求の範囲1〜 2のいずれかに記載の可変的なバルブタイミングシステム。 4．受動車の内部および凹部に位置する揺り子状の挿入物で、凹部を持ち、この 凹部によって揺り子状の挿入物の端を滑らせ、揺り子状の挿入物をそれぞれの凹 部に保持する、請求の範囲3に記載の可変的なバルブタイミングシステム。 5．該回転手段が操作用ロッドで構成されるとともに、個々の受動車がＵ字型の 連結横木の２本の腕の中に保持され、連結横木がシャフトによって操作用ロッド 上の浮動する球体状の組み立て部品に連結されている、請求範囲1〜4のいず れかに記載の可変的なバルブタイミングシステム。 6．操作用ロッドが、個々の球体状の組み立て部品の間でその長さを変化させう る手段を備え、そして、カムと受動車を必要に応じて直線上に整列させる、請求 の範囲５に記載の可変的なバルブタイミングシステム。 7．添付図面を参照しながらその概要を記述した、可変的なバルブタイミングシ ステム。