JPH0239608B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関のバルブの開閉装置に係り、
特にカムシヤフトに取付けられたカムによつてタ
ペツトを移動させ、このタペツトの移動に連動し
てバルブの開閉を行なうようにした内燃機関のバ
ルブの開閉装置に関する。

内燃機関においては、シリンダ内に燃料と吸気
とを導入し、燃焼爆発をおこさせた後にこのシリ
ンダ内において発生した排気ガスを外部に排出し
なければならない。このような目的のために、内
燃機関には、各シリンダごとにそれぞれ吸気バル
ブと排気バルブとが設けられており、これらのバ
ルブがエンジンの回転に同期して開閉運動を行な
うようになつている。これらのバルブの開閉は、
クランクシヤフトの回転に同期して回転するカム
シヤフトによつて行なわれるようになつており、
カムシヤフトに取付けられたカムによつてタペツ
トを移動させ、このタペツトの移動に連動してバ
ルブの開閉が行なわれるようになつている。

このようなバルブの開閉のタイミングは、エン
ジンの状態等に応じて変更されることが好まし
い。すなわち例えば慣性過給を行なう場合には、
この慣性過給の吸気の充填効率を最大にするため
に、エンジンの回転数に応じて吸気弁を閉じる時
期を調整するようにすることが好ましい。またエ
ンジンのポンピングロスを少なくするために、吸
気弁を早く閉じるようにすることが好ましく、こ
れによつて燃費の低減を図ることも可能になる。
あるいはまたエンジンの負荷の状態に応じて、吸
気の量を調整するために、吸気弁の開閉のタイミ
ングを調整するようにすることが好ましい。

そこで従来はクランクシヤフトに対してカムシ
ヤフトの位相を調整する等の方法がとられてい
た。すなわち第１図に示すようにクランクシヤフ
トに対してカムシヤフトの回転位相を変更するこ
とにより、バルブリフトの作動特性は、実線で示
す状態から鎖線で示す状態に変化することにな
る。従つてこのような方法によつて、バルブを閉
じるタイミングICを早めることが可能になる。
しかしカムシヤフトの位相角を変更するようにす
ると、当然のことながらバルブを開くタイミング
IOも同じように移動されることになり、これに
よつてピストンとの干渉を生ずる可能性がある。
すなわちバルブの開弁時期IOは、ピストンが上
死点に至るときよりもやや早い時期に設定されて
おり、さらにこの開弁時期を早めると、ピストン
が上死点に来るときのバルブのリフトがかなり大
きくなつて、この吸気バルブとピストンとが接触
することにより干渉を起こすことになる。従つて
このようなカムシヤフトの回転位相角を変更する
方法によれば、吸気バルブを閉じる時期をあまり
早くすることができないという欠点を有してい
た。また吸気バルブを閉じる時期を早めるように
すると、吸気バルブが開く時期もこれに応じて早
くなり、従つて吸気バルブの閉弁時期のみを早く
することができなかつた。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたも
のであつて、バルブの閉じるタイミングのみを自
由に、かつ広い範囲に亙つて調整可能とした内燃
機関のバルブの開閉装置を提供することを目的と
するものである。

以下本発明を吸気バルブ１の開閉装置に適用し
た一実施例を図面を参照して説明する。第２図に
示すように吸気バルブ１は、図外のシリンダへ吸
気を供給する吸気ポートに配されており、この吸
気バルブ１の上端は、ロツカアーム２の一端に取
付けられている。ロツカアーム２はアームシヤフ
ト３によつて回転可能に支持されている。そして
ロツカアーム２の他端にはアジヤストスクリユ４
が取付けられており、このアジヤストスクリユ４
の下端のボール５は、プツシユロツド６の上端と
接触するようになつている。そしてプツシユロツ
ド６は、その下端がタペツト７の上端と連結され
ており、かつこのタペツト７の下端は、カムシヤ
フト８に固着されたカム９によつて押されて作動
されるようになつている。

上記タペツト７は第２図および第３図に示すよ
うに、シリンダブロツクに形成された貫通孔から
成るシリンダ１０内に配されており、かつ第１お
よび第２の２つのピストン１１，１２から構成さ
れている。下側のピストン１１は、その下面が上
記カム９と接触するようになつており、またその
外周側には溝１３が形成されている。この溝１３
には例えば４つのオイル通過孔１４が形成されて
おり、このオイル通過孔１４によつて溝１３とピ
ストン１１の内部の凹部１５とが連通されてい
る。さらに上記溝１３は、シリンダブロツクに形
成されたオイル供給孔１６と連通されるようにな
つている。なおオイル供給孔１６には、一方向弁
１７が取付けられており、シリンダ１０からオイ
ル供給孔１６へのオイルの逆流が防止されるよう
になつている。

これに対して第２のピストン１２は、その下端
側に係合部１８が形成されており、この係合部１
８が上記第１のピストン１１の凹部１５内に挿入
されている。そして第２のピストン１２の係合部
１８は、凹部１５内に配された圧縮コイルばね１
９によつて上方へ押されている。また係合部１８
には、その下端に開口されたオイル通過孔２０が
形成されており、このオイル通過孔２０は、第２
のピストン１２の段部２１の外周面に形成された
オイル通過孔２２と連通されている。すなわち上
記一対のピストン１１，１２の間には、段部２１
によつて空間２３が形成されることになり、この
空間２３へは、オイル通過孔２０，２２を通して
オイルが供給されるようになつている。また第２
のピストン１２にはその外周面に縦溝２４が形成
されている。そしてこのピストン１の回転によつ
て、縦溝２４はオイル排出孔２５と整合されるよ
うになつている。また第２のピストン１２には、
その上面にピン２６が植設されており、このピン
２６は制御板２７の切欠き２８に係合されてい
る。また上記制御板２７は、第４図に示すように
その端部がアクチユエータ２９と連結されるよう
になつている。

以上のような構成において、シリンダ１０内に
配された一対のピストン１１，１２の間に形成さ
れている空間２３はオイルが充填されるようにな
つている。すなわち加圧されたオイルがオイル供
給孔１６を通つてシリンダ７内に供給され、この
オイルが溝１３およびオイル通過孔１４を通つて
第１のピストン１１の凹部１５内に供給されるこ
とになる。そしてこの凹部１５からさらにオイル
通過孔２０，２２を通つて、第１のピストン１１
と第２のピストン１２との間の空間２３内に供給
されることになる。この空間２３内のオイルは外
部へ逃げることができないために、第２図に示す
状態において、一対のピストン１１，１２は相対
的な位置関係を維持するようにしている。すなわ
ち一方向弁１７によつて、オイル供給孔１６への
オイルの逆流が防止され、また縦溝２４がオイル
排出孔２５と整合されてないために、このオイル
排出孔２５を通つてオイルが排出されることがな
くなる。

このようにピストン１２の縦溝２４がオイル排
出孔２５と整合されていない場合には、一対のピ
ストン１１，１２の間に相対運動が生ずることが
なく、このためにこれら一対のピストン１１，１
２は単一のタペツト７として機能することにな
る。従つてカムシヤフト８が回転されると、カム
９がタペツト７を押すことになり、このタペツト
７の動きがプツシユロツド６およびアジヤストス
クリユ４を介してロツカアーム２に伝達され、ロ
ツカアーム２がアームシヤフト３を中心として反
時計方向に回動されることになる。これによつて
吸気バルブ１が下方へ移動してこのバルブ１が開
かれ、シリンダ内に吸気が導入されることにな
る。このときのバルブ１のリフトは第５図におい
て実線で示すようになり、通常のバルブの開閉動
作が行なわれることになる。

つぎにこのバルブ１を閉じる時期を早くしたい
場合には、第４図に示すアクチユエータ２９を作
動させ、このアクチユエータ２９のロツドと連結
されている制御板２７を第４図において左方へ移
動させればよい。この制御板２７は上述の如くそ
の切欠き２８によつて第２のピストン１２に植設
されたピン２６と連結されているために、制御板
２７の左方への移動によつてピストン１２が第４
図において時計方向に所定の角動回転され、これ
によつてその縦溝２４がオイル排出孔２５と整合
されることになる。ピストン１２の縦溝２４がオ
イル排出孔２５と整合されると、一対のピストン
１１，１２の間に形成された空間２３内のオイル
は、この縦溝２４およびオイル排出孔２５を通つ
て外部へ排出されることになり、この結果一対の
ピストン１１，１２の間に相対運動が生ずること
になる。すなわち空間２３内のオイルの圧力がこ
の時点で急激に減少するために、第２のピストン
１２は第１のピストン１１に対して係合部１８が
凹部１５内に入り込むように相対的に移動するこ
とになる。

この第２のピストン１２の第１のピストン１１
に対する相対運動を、バルブ１が通常閉じる時期
よりもやや早く行なうことにより、第５図におい
て点線で示すようにバルブ１の閉じる時期を早く
することが可能になる。このバルブ１の閉じる時
期のタイミングは、アクチユエータ２９を作動さ
せるタイミングによつて決定されるために、バル
ブ１の閉弁時期をこのアクチユエータ２９によつ
て自由に制御することが可能になる。またたバル
ブ１は、その閉弁時期のみが早まるに留まり、開
弁時期は従来と全く同様となるために、上死点位
置にあるピストンとバルブ１とが衝突して干渉を
起すことがなくなる。従つてバルブ１を閉じる時
期を可変とするとともに、その調整範囲を非常に
広くとることが可能になる。

以上のように本実施例に係るバルブ１の開閉装
置によれば、このバルブ１の閉弁時期のみを自由
に、かつ広い範囲に亙つて早めることが可能にな
る。従つてエンジンの回転数に応じて、バルブ１
が閉じる時期を調整することにより、慣性過給の
マツチングをエンジンの回転数に応じて調整する
ことが可能になり、これによつて広い回転域に亙
る慣性過給を効果的に行なうことができるように
なる。また低負荷時におけるシリンダ内への吸気
の導入量を減少させることにより、エンジンのポ
ンピングロスを少なくして燃費の低減を図ること
が可能になる。

以上本発明を図示の一実施例につき述べたが、
本発明は上記実施例によつて限定されることな
く、本発明の技術的思想に基づいて各種変更が可
能である。例えば上記実施例は、吸気バルブの開
閉装置に係るものであるが、本発明は排気バルブ
の開閉装置にも適用可能であり、排気バルブの開
閉装置に本発明を適用してその閉弁時期を調整す
ることにより、排気ガスの対策を改善することが
できるようになる。

以上に述べたように本発明は、タペツトを第１
のピストンと第２のピストンに分割し、両ピスト
ンをシリンダブロツクに摺動自在に嵌合し、第１
のピストンに第２のピストンを回転自在且摺動自
在に嵌入すると共に両ピストンを抜脱不能とし、
両ピストンで形成される凹部に圧縮コイルばねを
装入して両ピストンを離反方向に付勢し、前記第
２のピストンの周囲に空間を形成すると共に第２
のピストンの外周面に該空間と連通する縦溝を刻
設し、前記凹部と該空間とを第２のピストン内部
に設けた孔により連通し、又前記凹部に一方弁を
介してオイル供給孔を連通し、前記縦溝とオイル
排出孔を連通可能とし、該第２のピストンに任意
の時期に作動させ得るアクチユエータを連結した
ものである。従つて、簡単な構造でバルブが閉じ
る時期のみを自由に、かつ広い範囲に亙つて調整
することが可能になり、、これによつてエンジン
の出力の向上を図り、あるいはその燃費を低減す
ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はクランクシヤフトに対してカムシヤフ
トの位相を変更した場合における、クランク角度
に対するバルブリフトの変化を示すグラフ。第２
図は本発明の一実施例に係るバルブの開閉装置を
示す一部を破断した要部正面図、第３図はこの開
閉装置に用いられるタペツトの一部を破断した斜
視図、第４図は第２図における−線断面図、
第５図は本実施例に係るバルブの開閉装置の動作
を示す、クランク角度に対するバルブの変化を示
すグラフである。 なお図面に用いた符号において、１……吸気バ
ルブ、７……タペツト、８……カムシヤフト、９
……カム、１０……貫通孔（シリンダ）、１１…
…第１のピストン、１２……第２のピストン、２
４……溝、２５……オイル排出孔、２７……制御
板、２９……アクチユエータである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ タペツトを第１のピストンと第２のピストン
   に分割し、両ピストンをシリンダブロツクに摺動
   自在に嵌合し、第１のピストンに第２のピストン
   を回転自在且摺動自在に嵌入すると共に両ピスト
   ンを抜脱不能とし、両ピストンで形成される凹部
   に圧縮コイルばねを装入して両ピストンを離反方
   向に付勢し、前記第２のピストンの周囲に空間を
   形成すると共に第２のピストンの外周面に該空間
   と連通する縦溝を刻設し、前記凹部と該空間とを
   第２のピストン内部に設けた孔により連通し、又
   前記凹部に一方弁を介してオイル供給孔を連通
   し、前記縦溝とオイル排出孔を連通可能とし、該
   第２のピストンに任意の時期に作動させ得るアク
   チユエータを連結したことを特徴とする内燃機関
   のバルブの開閉装置。