JPH01262307A - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関の動弁装置に関するもので、詳しく
は、内燃機関の吸気弁または排気弁の開閉タイミングの
調整を該機関の運転中においても可能にした動弁装置に
関するものである。

〔従来の技術〕

従来の内燃機関の動弁装置は、たとえば、第７図に示す
ような構成からなっている。

第７図において、ａはカム軸に固定されたカム、ｂはロ
ーラ、Ｃはブツシュロッド、ｄはロッカーアーム、θは
吸気弁または排気弁、ｆはコイルばねである。

すなわち、カムａが矢印の方向に角速度ωで回転すると
、ローラｂが上昇する。該ローラｂにはブツシュロッド
Ｃが結合されていて、該ブツシュロッドＣが上昇する。

そのために、ロッカーアームｄの左端が降下し、コイル
ばねｆの力に打ち勝ち、該弁θを降下させ、該弁ｅを開
にする。カムａがさらに回転し、ローラが降下すると、
コイルばねｆの力で該弁θが上昇し、該弁θが閉となる
。

〔発明が解決しようとする課題〕

第７図に示した従来の内燃機関の勘弁装置においては、
カムａはカム軸に固定されているため、吸気弁または排
気弁θの開閉タイミングはカムａのプロフィールによっ
て決定される。このため、内燃機関の回転数および負荷
に対して、該弁θの最適な開閉タイミングをもっている
が、前述の従来の技術では、内燃機関の稼動中に変更す
ることができないという問題点がある。

本発明は、このような問題点を解決しようとするもので
ある。すなわち、本発明は。

内燃機関の稼動中においても吸気弁または排気弁の開閉
タイミングを容易に調整することができて、該機関の負
荷と回転数に応じて最適に制御することができ、該機関
の性能を全負荷にわたって改善することが可能である動
弁装置を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の内燃機関の勘弁装
置は、バレルの内部に摺動可能に設けられているととも
にカムによって往復運動をするように設けられて該バレ
ルとの間に油圧などの流体圧を発生するプランジャと、
この流体圧によって動かされて開閉する内燃機関の吸気
弁または排気弁とを備え、かつ、前記プランジャには、
その摺動方向に位置を隔てて２段に軸直角方向に設けら
れて該プランジャの先端に開口した孔に連通している貫
通孔を有し、しかも、前記２段に設けられた貫通孔をそ
れぞれ独立して閉塞できるように、該プランジャに対し
て回転可能に嵌合されているとともに螺旋状の切り欠き
が設けられている円筒状のリングと、該円筒状のリング
を回転させて前記プランジャの該貫通孔を閉塞するタイ
ミングを変更させるとともに該プランジャによる圧力発
生と圧力消滅のタイミングを変更させるように、前記円
筒状のリングの回転をさせるアクチュエータとを備えて
いるものとした。

〔作　　用〕

本発明によれば、バレルの内部に摺動可能に設けられた
グランジャは、カムの回転によって往復運動し、バレル
との間の加圧室に流体圧を発生し、この流体圧で内燃機
関の吸気弁または排気弁に設けられた駆動ピストンを動
かし、このピストンで該弁が開閉する。そして、プラン
ジャの圧縮行程で、それぞれの円筒状のリングがプラン
ジャに設けられたそれぞれの貫通孔を閉塞している状態
のときは、前述の流体圧が発生し、いずれかの貫通孔が
開口の状態になれば、その流体圧が発生しなくなる。し
たがって、両リングを該プランジャに対し、相対的に移
動制御することにより、該グランジャで圧縮される作動
流体の圧縮始めと圧縮終りを変更することができ、これ
により。

内燃機関の吸気弁または排気弁の開閉タイミングを変更
調整することができる。

〔実　施　例〕

第１図ないし第６図は本発明の一実施例を示している。

なお本発明では、作動流体として、液体を使用すること
が好ましいので、この実施例では、油を使用した場合に
ついて説明する。

第１図において、１はカム、２はローラ、３はプランジ
ャ、４はバレル、５は円筒状の弁開タイミングリング、
６は円筒状の弁閉タイミングリング、７は弁開ラック軸
、８は弁閉ラック軸である。

すなわち、プランジャ３はローラ２を介してカム１にて
上下に往復運動し、バレル４に嵌合されていて加圧室１
５を形成する。

プランジャ３には、軸直角方向に弁開タイミングポート
１１と弁閉タイミングボート１２が貫通しており、それ
ぞれ、プランジャ３の先端に開口した油圧通路１３と１
４に連通している。またプランジャ３には、弁開タイミ
ングリング５と弁閉タイミングリング６が、弁開タイミ
ングポート１１と弁閉タイミングボート１２を閉塞する
位置に嵌合され、プランジャ３に対して、それぞれ回転
自由に取付けられている。

前記弁開タイミングリング５と弁閉タイミングリング６
には、外周にピニオン歯車２７ａ、２７ｂ　が形成され
ており、弁開ラック軸７に形成されたラック歯車２６ａ
と弁閉ラック軸８に形成されたラック歯車２６ｂとにそ
れぞれかみ合っている。

また弁開タイミングリング５には、その下端に螺旋状の
弁開調整端９が形成され。

弁閉タイミングリング６には、その上端に螺旋状の弁閉
調整端１０が設けられている。

前記バレル４の加圧室１５から油圧パイプ１７がシリン
ダ１８の油圧室２０まで導かれており、シリンダ１８に
は駆動ピストン１９を有し、吸気弁または排気弁２２の
上端に固定されている。また駆動ピストン１９はコイル
ばね２１の反力で保持されている。

前記弁開ラック軸７と弁閉ラック軸８は、第３図にみら
れるように、それぞれ独立に（第５図では、弁閉ラック
軸８を示し、弁開ラック軸７については、図示を省略し
ている。）油圧アクチュエータ２３のピストン２４に連
結されており、油圧アクチュエータ２５のピストン２４
をコイルばね２５に抗して動かすことで、弁開タイミン
グ５と弁閉タイミングリング６を回転させることができ
る。なおこの油圧アクチュエータ２３は電気式アクチュ
エータまたはその他のものに置きかえてもよい。

前記バレル４に、は、逆止弁１６が取付け、られていて
、作動油を補給できる構造になっている。

第１図ないし第３図に示すように構成された内燃機関の
勘弁装置においては、カム１が回転してプランジャ５が
上昇するとき。

弁開タイミングポート１１と弁閉タイミングボート１２
は、それぞれ、弁開タイミングリング５と弁閉タイミン
グリング６で閉塞されている。このため、油圧通路１３
゜１４を通った油はプランジャ３の外部へ漏出できない
。したがって、プランジャ３が上昇すると、加圧室の油
は圧縮され、油圧パイプ１７を通って油圧室２０に導か
れる。

ここで、駆動ピストン１９を押し下げ、コイルばね２１
の反力に打ち勝ち、弁２２を降下させる。カム１がさら
に回転し、プランジャ５が上昇すると、弁閉タイミング
ボート１２が弁閉タイミングリング６の弁閉調整端１０
から外れ、加圧室１５の油圧は油圧通路１４を通って漏
出するため、加圧室１５の油圧が低下する。このため、
油圧室２０の油圧が低下し、コイルばね２１の反力が油
圧に打ち勝ち、駆動ピストン１９を上昇させるため、弁
２２が閉となる。カム１がさらに回転し、プランジャ６
が降下すると、漏出により不足した油量は、逆止弁１６
から商給される。

つぎに、第４図は弁開時期調整の説明図で、同図の（ａ
）は弁開前、（ｂ）は弁開時期（標準）　＋　（Ｃ）は
弁開時期を遅らす場合、（ｄｉは弁開時期を早める場合
を示している。なお符号は（ｂ）についてのみ付け、（
ａ）　、　（Ｃ）　、　（ｄ）については、省略してい
る。

すなわち、第４図の（ａ）は、プランジャ３が上昇を開
始した時を示し、弁開タイミングポート１１は弁開タイ
ミングリング５にて閉塞されていない。このため、加圧
室１５の油は油圧通路１３を通って弁開タイミングポー
ト１１から漏出する。したがって、加圧室１５に油圧は
発生せず、弁２２の駆動ピストン１９を押し下げること
はできない。すなわち、弁２２はまだ開とはならない。

第４図の（ｂ）のように、さらにプランジャ３が上昇し
、弁開タイミングポート１１が弁開タイミングリング５
にて閉塞されると、加圧室１５の油は漏出できなくなっ
て加圧される。すなわち、このタイミングが弁開の開始
時期である。

第４図の（ｂ）に示す弁開タイミングリング５の状態を
標準の開タイミングとすれば、第４図の（Ｃ）のように
、弁開ラック軸７を引っばり、弁開タイミングリング５
を回転させた時が弁開時期を遅らせた場合である。

これは、弁開タイミングリング５の弁開調整端９が頌め
に切り欠いであるため、弁開タイミングポート１１との
相対的位置関係がずれ、プランジャ３が標準より、さら
に上昇しないと、弁開タイミングポート１１が閉塞され
ないためである。すなわち、カム１は標準状態より、さ
らに回転し、弁開タイミングでいうと、遅れたことにな
る。

これに対し、第４図の（ｄ）は、弁開タイミングを早め
た場合である。弁開ラック軸７を押し、弁開タイミング
リング５を前述とは逆に回転させると、傾めの弁開調整
端９のため、弁開タイミングポート１１が閉塞される時
期が早まる。すなわち、弁開タイミングは早まっている
。

また第５図は弁閉時期調整の説明図で。

同図の（ａ）は弁閉前、（ｂ）は弁閉時期（標準）、（
ｅ）は弁閉時期を遅らす場合、（ｄ）は弁閉時期を早め
る場合を示している。なお符号は（１））についてのみ
つけ、（ａ）　、　（ｃ）　、　（ｄ）については省略
している。

すなわち、第５図の（ａ）は、弁閉前の状態を示してお
り、プランジャ３の弁開タイミングポート１１と弁閉タ
イミングポート１２は、それぞれ弁開タイミングリング
５と弁閉タイミングリング６にて閉塞されている。この
ため、加圧室１５に油圧は保持されていて、弁２２は開
の状態である。

プランジャ６がさらに上昇し、第５図の（ｂｌ　Ｋ示す
ように、弁閉タイミングボート１２が弁閉タイミングリ
ング６の弁閉調整端１０に一致すると、加圧室１５の油
は油圧通路１４を通って弁閉タイミングボート１２から
漏出する。このため、加圧室１５の油圧が低下し、コイ
ルばね２１０反力が打ち勝ち、弁２２は閉じ始じめる。

すなわち、この時期が弁閉時期である。

第５図の（Ｃ）は弁閉時期を遅らせた場合で、つまり、
弁閉ラック軸８を引っばった場合であり、また第５図の
（ｄ）は弁閉時期を早めた場合で、つまり、弁閉ラック
軸８を押した場合である。

第６図は上記の作動を可能にするカムプロフィールの説
明図である。第６図の（ａ）はプランジャ５のリフト線
図であり、該弁２２の開時期と閉時期が、ともにプラン
ジャの上昇行程を利用している。また第６図の（ｂ）は
前記リフト線図を可能とするカム１の外形を示している
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、カムにより発生
した駆動力をプランジャとバレルの間に発生される流体
圧に変換し、この流体圧で内燃機関の吸気弁または排気
弁を開閉駆動するため、その流体圧の発生するタイミン
グと消滅するタイミングを該プランジャに各別に回転可
能に嵌合された円筒状のリングの相対的位置調整によっ
て変更することができて、該弁の開閉タイミングを変更
することができ、しかも、内燃機関の稼動中においても
、該弁の開閉タイミングを容易に調整することができる
。したがって、該弁の開のタイミングと閉のタイミング
の両方を内燃機関の負荷と回転数に応じて最適に制御で
きるので、内燃機関の性能を全負荷にわたって改善する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した断面正面図、第２図
は第１図の一部を示した断面側面図、第３図は第２図の
切断線Ａ−Ａに沿う断面平面図、第４図（ａ）　、　（
ｂ）　、　（Ｃ）　、　（ｄ）は第１図の装置罠よる弁
開時期調整の説明図、第５図（ａ）　、　（ｂ）　、　
（Ｃ）　、　（ｄ）は同じく弁閉時期調整の説明図、第
６図（ＩＬ）Ｉｔ））は同じくカムプロフィールの説明
図、第７図は従来の技術の一例を示した断面正面図であ
る。 １・・・カム、２・・・ローラ、５・・・プランジャ、
４・俳・バレル、５・・・弁開タイミングリング、６・
・・弁閉タイミンクリング、１１・・・弁開タイミング
ポート、１２・・・弁閉タイミングポート、１５１４・
・・油圧通路、１５・・・加圧室、２２・・・吸気弁ま
たは排気弁。 ２３・・・油圧アクチュエータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、バレルの内部に摺動可能に設けられているとともに
   カムによつて往復運動をするように設けられて該バレル
   との間に流体圧を発生するプランジャと、この流体圧に
   よつて動かされて開閉する内燃機関の吸気弁および排気
   弁のいずれかの弁とを備え、 かつ、前記プランジャには、その摺動方向に位置を隔て
   て２段に軸直角方向に設けられて該プランジャの先端に
   開口した孔に連通している貫通孔を有し、 しかも、前記２段に設けられた貫通孔をそれぞれ独立に
   閉塞できるように、該プランジャに対して回転可能に嵌
   合されているとともに螺旋状の切り欠きが設けられてい
   る円筒状のリングと、該円筒状のリングを回転させて前
   記プランジャの該貫通孔を閉塞するタイミングを変更さ
   せるとともに該プランジャによる圧力発生と圧力消滅の
   タイミングを変更させるように、前記円筒状のリングの
   回転をさせるアクチュエータとを備えていることを特徴
   とする、内燃機関の動弁装置。