JPH03182612A - エンジン用可変バルブ装置 - 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） この発明に係るエンジン用可変バルブ装置は、自動車の
駆動用エンジンに組み込み、エンジンの回転速度等に応
じてバルブの開閉状態を変える事により、エンジンが高
効率で運転される様にするものである。

（従来の技術） 自動車の駆動用等に用いられるエンジンには、一部の２
サイクルエンジンを除き、シリンダの内外を通じさせる
吸気弁と排気弁とを設け、両弁をクランクシャフトの動
きに同期させて開閉させている。

従来、この様なエンジンの吸気弁及び排気弁は、クラン
クシャフトの回転速度等に関係なく、常に一定の位相で
、しかも一定量だけ開く様にする事が殆どであった為、
クランクシャフトの回転速度によっては、必ずしも最高
の効率を得る事が出来ず、エンジンの出力が十分に得ら
れなかったり、或は燃料消費率が悪かったり、更には、
燃焼ガス中に含まれる有害成分が多くなる等の問題があ
った。

この為、例えば特開昭６３−２０１３０６号公報に開示
されている様に、クランクシャフトの回転速度等に応じ
て吸気弁、排気弁等の弁の開閉状況を変える事で、エン
ジンのシリンダ室内での混合気の燃焼が効率良く行なわ
れたり、或はシリンダ室内で発生した燃焼ガスの排出が
効率良く行なわれる様にする事が考えられている。

上記公報に開示されたエンジン用可変バルブ装置は、第
４図に示す様に構成されている。

この第４図に於いて１は、エンジンの固定部分２に形成
したガイド孔、３は、このガイド孔１の内周面に開口し
たポート、４は、このポート３を油圧源５とオイルパン
等の油溜とに選択的に連通させる切換弁、６は、上記ガ
イド孔１の内側に、軸方向（第４図の上下方向）＆：亙
る摺動自在に嵌装された有底円筒状のタペット本体、７
は、このタペット本体６の内側下部に、軸方向に亙る摺
動自在に嵌装されたピストン、８は、上記タペット本体
６の内側上部に装着されにブツシュロッド受金、９は、
このブツシュロッド受金８と上記ピストン７との間に設
けられた圧縮ばね、１０は、前記ポート３と上記ピスト
ン７の下側空間とを連通ずる為の油圧通路である。

上記タペット本体６の下面には、クランクシャフトに固
定されたカム１１の外周面が摺接しており、上記ブツシ
ュロッド受金８の上面には、ブツシュロッド１２の下端
部が突き当てられている。

ブツシュロッド１２には、このブツシュロッド１２によ
り開閉されるバルブに付属のリターンスプリング等の弾
力により、下方に向かう弾力が付与されているが、この
弾力は、前記圧縮ばね９の弾力よりも十分に大きいもの
となっている。

一方、ポート３を油圧源５とオイルパン等の油溜とに選
択的に連通させる切換弁４、並びに油圧源５と切換弁４
との間に設けられた油圧比例制御弁１３は、燃料噴射量
、温度、圧力、負荷条件、エンジンの回転速度等の条件
に応じて指令を発する制御器！４からの信号に応じて切
り換えられ、ポート３を通じてタペット本体５内に、所
定圧力の圧油を送り込んだり、或は、タペット本体６内
を、オイルパン等の油溜に通じさせる。

上述の様に構成される、従来のエンジン用可変バルブ装
置に於いて、バルブのリフト量を多くする場合（バルブ
の開き方向への移動量を多くする場合）は、切換弁４を
、ポート３と油圧源５とを連通ずる状態に切り換え、タ
ペット本体６内に圧油を送り込んで、圧縮ばね９の弾力
に抗してピストン７を上昇させ、このピストン７の上端
縁をブツシュロッド受金８の下端縁に突き当てる。

この状態では、タペット本体６の内側で、ピストン７の
下側に存在する下側空間に、圧油が充填された状態とな
る為、カム１１の回転に伴なってタペット本体６が押し
上げられると、このタペット本体６の動きは、そのまま
ブツシュロッド受金８に伝達され、ブツシュロッド１２
を押し上げて、バルブを大きく開く。

又、バルブのリフト量を小さくする場合には、切換弁４
を、ポート３と油溜とを連通する状態に切り換え、タペ
ット本体６内の油が、油溜に排出自在な状態とする。

この状態では、カム１１の回転に伴なってタペット本体
６が押し上げられても、ブツシュロッド受金８がタペッ
ト本体６に対して、圧縮ばね９の弾力に抗して下降する
為、タペット本体６の動きがブツシュロッド受金８に、
直ちには伝わらない、ブツシュロッド受金８が上昇を開
始するのは、ピストン７の上端縁がブツシュロッド受金
８の下端縁に突き当たった後である為、ピストン７の上
端縁がブツシュロッド受金８の下端縁に突き当たる迄に
タペット本体６が押し上げられた分だけ、バルブのリフ
ト量が少なくなる。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上述の様に構成され作用する、従来のエンジ
ン用可変バルブ装置の場合、次に述べる様な不都合を生
じる。

即ち、上記従来装置の場合、タペット本体６内に圧油を
給排する為のポート３に連続して、切換弁４や油圧比例
制御弁１３を途中に有する配管が設けられており、この
配管中に存在する比較的多量の油の圧縮量が、バルブの
開弁特性に悪影響を及ぼす事が避けられない。特に、上
記油中に空気が混入した場合、圧縮量が多くなり、上記
悪影響が顕著になってしまう。

本発明のエンジン用可変バルブ装置は、上述の様な不都
合を解消するものである。

（課題を解決する為の手段） 本発明のエンジン用可変バルブ装置は、エンジンの固定
部分に形成したガイド孔と、このガイド孔の内周面に開
口した第一のポートと、この第一のポートを油溜と油圧
源とに選択的に連通させる切換弁と、上記ガイド孔の内
周面で、上記第一のポートから外れた位置に開口し、油
圧源に通じる第二のポートと、上記ガイド孔の内側に、
軸方向に亙る摺動自在に嵌装された円筒状部材と、この
円筒状部材の片半部内側に、軸方向に亙る摺動自在に嵌
装され、内部に油圧室を有するピストン部材と、上記円
筒状部材の中間部内側に固設された弁座部材及びこの弁
座部材に対向する弁体から成り、上記油圧室と上記第二
のポートに通じる第一の油圧通路との連通を制御する開
閉弁と、この開閉弁の弁体を閉鎖方向に付勢するばねと
、弁座部材の内側に、軸方向に亙る摺動自在に嵌装され
、一端を上記開閉弁の弁体に対向させた押圧杆と、上記
円筒状部材の他生部に嵌装され、片面を上記押圧杆の他
端に対向させたパイロットピストンと、このパイロット
ピストンの他面側と上記第一のポートとを連通させる、
第二の油圧通路と、エンジンのクランクシャフトの回転
に同期して回転するカムシャフトの中間部に固定され、
外周面を上記円筒状部材の一端面に摺接自在とした第一
のカム部と、同じく上記カムシャフトの中間部に固定さ
れ、外周面を上記ピストン部材の一端面に摺接させた第
二のカム部と、上記円筒状部材の他端部の動きをバルブ
に伝達する為の伝達部材とから構成されている。

（作　　用） 上述の様に構成される、本発明のエンジン用可変バルブ
装置の場合、切換弁の操作により、第一のポートを油溜
に連通させるか、或は油圧源に連通させるかにより、バ
ルブの開閉状態を変える事が出来る。

即ち、上記切換弁の操作に基づき、第一のポートを油溜
に連通させた場合、パイロットピストンの他面側に油圧
が作用せず、開閉弁はばねの力により閉鎖状態となる。

この結果、ピストン部材の内側に設けられた油圧室内に
、圧油が封入されたままの状態となり、このピストン部
材が円筒状部材に対して摺動する事が阻止され、上記ピ
ストン部材の一端面にその外周面を摺接させた第二のカ
ム部の動きが、ピストン部材、油圧室内に封入された圧
油、円筒状部材、伝達部材を介してバルブに伝えられ、
このバルブが、上記第二のカム部の外周面形状に応じた
動きをする。

又、前記切換弁の操作に基づき、第一のポートを油圧源
に連通させた場合、パイロットピストンの他面側に油圧
が作用し、このパイロットピストンが押圧杆を介して開
閉弁の弁体を押し、この開閉弁を開く。

開閉弁が開く事により、ピストン部材の内側に設けられ
た油圧室が、第一の油圧通路、第二のポートを介して、
油圧源に連通ずる。油圧源は、例えばエンジンに組み込
まれたオイルポンプ等が使用され、この油圧源からは比
較的低圧の圧油が送られて来るのみである為、ピストン
部材は円筒状部材に対して摺動自在な状態となる。

この結果、第二のカム部の動きがピストン部材に伝わっ
た場合にも、このピストン部材の動きが円筒状部材に迄
伝わる事はなくなり、第一のカム部の外周面との摺接に
基づく円筒状部材の動きのみが、伝達部材を介してバル
ブに伝達される様はなる。

上述の様に作用する、本発明のエンジン用可変バルブ装
置の場合、バルブを開閉させる際に、第二のカム部の！
ａきに応じて圧力を受ける油は、油圧室内に封入された
油のみである為、強い圧力を受けた場合にも、この油が
圧縮される量は実用上問題とならない程度に少なく、バ
ルブ装置の作用も安定したものとなる。

（実施例） 次に、図示の実施例を説明しつつ、本発明を更に詳しく
説明する。

第１〜３図は本発明の実施例を示しており、第１図は全
体構成を示す断面図、第２図は円筒状部材とピストン部
材との関係を示す、第１図の下方から見た図、第３図は
第一のカム部と第二のカム部との関係を示す、第１図の
右方から見た図である。

エンジンの固定部分２に形成したガイド孔１の内周面に
は、第一のポート１５と第二のポート１６とが、軸方向
（第１図の上下方向）にずらせて設けられている。

この内、第一のポート１５に一端を接続した管１７の途
中には切換弁１８を設け、上記第一のポート１５を油溜
１９と油圧源であるオイルポンプ２０の吐出口とに、選
択的に連通自在としている。又、上記第二のポート１６
に一端を接続した管２１の他端は、上記オイルポンプ２
０の吐出口に連通させている。

上述の様な第一、第二のポート１５．１６を内周面に開
口させた、ガイド孔ｌの内側には、円筒状部材２２を、
軸方向に亙る摺動自在に嵌装置ノている。

この円筒状部材２２の片半部（′ｓ１図の下半部）には
、有底円筒状のピストン部材２３が、軸方向に亙る摺動
自在に嵌装されている。このピストン部材２３の内部は
油圧室２４とし、次遅する開閉弁２５により、この油圧
室２４と外部との連通を制御する事で、バルブの開閉状
態を変えられる様にしている。

この様にバルブの開閉状態を変える為の開閉弁２５は、
上記円筒状部材２２の中間部内側に螺子止め固定された
弁座部材２６と、この弁座部材２６の下端間口縁部に対
向する、弁体である鋼球２７とから構成されている。こ
の鋼球２７の下面と前記油圧室２４の奥面との間には、
圧縮ばね２８を設けて、上記鋼球２７を、上記下端間口
縁部に向は押圧している。この為上記開閉弁２５は、外
力が作用しない限り閉じられたままの状態・となり、前
記油圧室２４内Ｃ圧泊が封入されたままの状態に保持さ
れる。

一方、上記弁座部材２６の内側には押圧杆２９が、軸方
向に亙る摺動自在に嵌装されている。この押圧杆２９の
一端（第１図の下端）は、上記開閉弁２５を構成する鋼
球２７に対向させ、押圧杆２９の下降に伴なって、上記
開閉弁２５が開放される様にしている。

又、上記押圧杆２９の他端部（第１図の上端部）は、前
記弁座部材２６の端面から突出させて、前記円筒状部材
２２の他端部に嵌装されたパイロットピストン３０の片
面（第１図の下面）に、突き当てている。

上記パイロットピストン３０の他面側（第１図の上面側
）と前記第一のポート１５とは、前記円筒状部材２２の
上部外周面に形成した凹溝３１と、一端をこの凹溝３１
の奥面に、他端を円筒状部材２２の内周面に、それぞれ
開口させた通孔３２とから成る、第二の油圧通路３３に
より連通され、上記他面側に圧油を送り込み自在として
いる。

又、前記第二のポート１６と前記油圧室２４とは、前記
円筒状部材２２の中間部外周面に形成された凹溝３４と
、一端をこの凹溝３４の奥面に、他端を円筒状部材２２
の内周面に、それぞれ開口させた通孔３５と、この通孔
３５の他端に連続させた状態で前記弁座部材２６に形成
した通孔３６と、弁座部材２６の中心孔３７とから成る
第一の油圧通路４２により連通されている。

一方、エンジンのクランクシャフトの回転に同期して回
転する、カムシャフト４３の中間部には、第３図に示す
様な第一のカム部３８．３８と第二のカム部３９とが固
設されている。

この内、互いに間隔を開けて形成された、第一のカム部
３８．３８の外周面は、それぞれ前記円筒状部材２２の
一端面（第１図の下端面〉に摺接自在とし、摺接時には
、第一のカム部３８．３８の外周形状に合わせて、円筒
状部材２２が軸方向に変位する様にしている。

又、上記カムシャフトの中間部で、上記第一のカム部３
８．３８に挟まれた部分には、第二のカム部３９が固定
されている。この第二のカム部３９の外周面は、前記ピ
ストン部材２３の一端面（第１図の下端面）に摺接させ
、第二のカム部３９の外周形状に合わせて、ピストン部
材２３が軸方向に変位する様にしている。

更に、前記円筒状部材２２の他端開口部Ｃ被着した蓋体
４０の外面中心部には、伝達部材であるブツシュロッド
４１の一端を突き当てて、円筒状部材２２の動きを、吸
気弁或は排気弁等のバルブに、伝達自在としている。

上述の様に構成される、本発明のエンジン用可変バルブ
装置の場合、切換弁１８の操作により、第一のポート１
５を油溜１９に連通させるか、或は油圧源であるオイル
ポンプ２０の吐出口に連通させるかにより、バルブの開
閉状態を変える事が出来る。

例えば、エンジンが高速で回転している場合には、図示
しない制御器からの指令Ｃ基づき、上記切換弁１８が、
第１図に示した状態に切り換えられ、第一のポート１５
が油溜１９に連通する。

この結果、パイロットピストン３０の他面側には油圧が
作用せず、このパイロットピストン３０が押圧杆２９を
押す事もなくなる為、この押圧杆２９の端部が対向した
鋼球２７は、圧縮ばね２８の弾力により、弁座部材２６
に向けて押し付けられ、開閉弁２５は閉鎖状態に保持さ
れる。

この結果、ピストン部材２３の内側に設けられた油圧室
２４内に、圧油が封入されたままの状態となり、ピスト
ン部材２３と円筒状部材２２とが、一体的に結合された
如き状態となる。即ち、この状態では、ピストン部材２
３が円筒状部材２２に対して摺動する事が阻止され、上
記ピストン部材２３の一端面にその外周面を摺接させた
第二のカム部３９の動きが、ピストン部材２３、油圧室
２４内に封入された圧油、円筒状部材２２、蓋体４０．
ブツシュロッド４１を介してバルブに伝えられ、このバ
ルブが、高速回転用（合わせて造られた上記第二のカム
部３９の外周面形状Ｃ応じた動きをする。即ち、この場
合に於いでは、バルブのリフト量が多くなり、各バルブ
が大きく開くようになる。

尚、油圧室２４内に封入された圧油が漏洩した場合でも
、この油圧室２４内には、バルブが閉鎖状態に移動する
行程（円筒状部材２２とピストン部材２３とが第１図で
下降する行程）の終期に、凹溝３４と通孔３６とから成
る第一の油圧通路４２を介して、新たに圧油が供給され
る為、次にバルブを開く際には、油圧室２４内に十分な
圧油が存在する様になる。

即ち、本発明のエンジン用可変バルブ装置は、常に適正
なタペット調整を自動的に行なう、ラッシュアジャスタ
としても機能する。

又、エンジンが低速で回転している場合には、やはり図
示しない制御器からの信号に基づき、前記切換弁１８を
、第１図に示したのとは反対の状態に切り換え、第一の
ポート１５を油圧源であるオイルポンプ２０の吐出口に
連通させる。

この結果圧油が、第一のポート１５から、凹溝３１と通
孔３２とにより構成される第二の油圧通路３３を介して
、パイロットピストン３０の他面側に送り込まれ、この
パイロットピストン３０が、第１図で下方に押圧される
。パイロットピストン３０の下方への押圧に基づき、押
圧杆２９を介して開閉弁２５の弁体である鋼球２７が、
圧縮ばね２８の弾力に抗して第１図で下方に押され、こ
の鋼球２７が弁座部材２６から離れて、開閉弁２５が開
かれる。

この様にして開閉弁２５が開かれると、前記ピストン部
材２３の内側に設けられた油圧室２４が、凹溝３４と通
孔３５．３６と中心孔３７とから成る第一の油圧通路４
２、第二のポート１６を介して、油圧源であるオイルポ
ンプ２０の吐出口に連通ずる。油圧源であるオイルポン
プ２０は、比較的低圧の圧油が送られて来るのみであり
、この状態では、油圧室２４内の油圧が、第二のカム部
３９とブツシュロッド４１との近付き力（両部材３９．
４１同士の間隔が狭くなろうとする力）よりも大きくな
る事はない、この為、ピストン部材２３は、円筒状部材
２２に対して摺動自在な状態となる。

この結果、第二のカム部３９の動きがピストン部材２３
に伝わった場合にも、このピストン部材２３は円筒状部
材２２の内側で摺動するのみとなり、ピストン部材２３
の動きが円筒状部材２２に迄伝わる事はなくなる。

これに伴なって、第一のカム部３８．３８の外周面と円
筒状部材２２の端面とが摺接する状態となり、両部材３
８．２２の摺接に基づく円筒状部材２２の動きのみが、
伝達部材である蓋体４ｏとブツシュロッド４１とを介し
て、バルブに伝達される様になる。

第一のカム部３８．３８は、第二のカム部３９がピスト
ン部材２３を円筒状部材２２の内側に成る程度押し込ん
だ後、初めて摺接する為、第一のカム部３８．３８によ
りバルブのリフト量は少なくなり、エンジンが低速で回
転している場合にも、良好な燃焼条件を得られる様にな
る。

上述の様に作用する、本発明のエンジン用可変バルブ装
置の場合、バルブを開閉させる際に、第二のカム部３９
の動き社応じて圧力を受ける油は、油圧室２４内に封入
された油のみである為、強い圧力を受けた場合にも、こ
の油が圧縮される量は実用上問題とならない程度Ｃ少な
く、バルブ装置の作用も安定したものとなる。

（発明の効果） 本発明のエンジン用可変バルブ装置は、以上に述べた通
り構成され作用する為、バルブの動作な４゜ 切り換える為の油の圧縮量を極〈少なく抑えて、油の圧
縮に基づく悪影響を殆どなくす事が出来、バルブの動作
を安定させる事が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明の実施例を示しており、第１図は全
体構成を示す断面図、第２図は円筒状部材とピストン部
材との関係を示す、第１図の下方から見た図、第３図は
第一のカム部と第二のカム部との関係を示す、第１図の
右方から見た図、第４図は従来のエンジン用可変バルブ
装置を示す部分断面図である。 １；ガイド孔、２：固定部分、３：ポート、４：切換弁
、５：油圧源、６：タペット本体、７：ピストン、８：
プッシュロッド受金、９：圧縮ばね、１０：油圧通路、
１１：カム、１２：プッシュロッド、１３：油圧比例制
御弁、１４：制御器、１５：第一のポート、１６：第二
のポート、１７：管、１８：切換弁、１９：油溜、２０
ニオイルポンプ、２１：管、２２：円筒状部材、２３：
ピストン部材、２４：油圧室、２５：開閉弁、２８：＄
座部材、２７：鋼球、２８：圧縮ばね、２９：押圧杆、
３０：パイロットピストン、３１：凹溝、３２：通孔、
３３：第二の油圧通路、３４：凹溝、３５．３６：通孔
、３７：中心孔、３８：第一のカム部、３９：第二のカ
ム部、４０：蓋体、４１：プッシュロッド、４２：第一
の油圧通路、４３：カムシャフト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの固定部分に形成したガイド孔と、この
   ガイド孔の内周面に開口した第一のポートと、この第一
   のポートを油溜と油圧源とに選択的に連通させる切換弁
   と、上記ガイド孔の内周面で、上記第一のポートから外
   れた位置に開口し、油圧源に通じる第二のポートと、上
   記ガイド孔の内側に、軸方向に亙る摺動自在に嵌装され
   た円筒状部材と、この円筒状部材の片半部内側に、軸方
   向に亙る摺動自在に嵌装され、内部に油圧室を有するピ
   ストン部材と、上記円筒状部材の中間部内側に固設され
   た弁座部材及びこの弁座部材に対向する弁体から成り、
   上記油圧室と上記第二のポートに通じる第一の油圧通路
   との連通を制御する開閉弁と、この開閉弁の弁体を閉鎖
   方向に付勢するばねと、弁座部材の内側に、軸方向に亙
   る摺動自在に嵌装され、一端を上記開閉弁の弁体に対向
   させた押圧杆と、上記円筒状部材の他端部に嵌装され、
   片面を上記押圧杆の他端に対向させたパイロットピスト
   ンと、このパイロットピストンの他面側と上記第一のポ
   ートとを連通させる、第二の油圧通路と、エンジンのク
   ランクシャフトの回転に同期して回転するカムシャフト
   の中間部に固定され、外周面を上記円筒状部材の一端面
   に摺接自在とした第一のカム部と、同じく上記カムシャ
   フトの中間部に固定され、外周面を上記ピストン部材の
   一端面に摺接させた第二のカム部と、上記円筒状部材の
   他端部の動きをバルブに伝達する為の伝達部材とから成
   るエンジン用可変バルブ装置。