JP2002332815A - 内燃機関 - Google Patents

内燃機関

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JP2002332815A JP2002081177A JP2002081177A JP2002332815A JP 2002332815 A JP2002332815 A JP 2002332815A JP 2002081177 A JP2002081177 A JP 2002081177A JP 2002081177 A JP2002081177 A JP 2002081177A JP 2002332815 A JP2002332815 A JP 2002332815A
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Francesco Vattaneo
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 同一気筒の二つの弁を、同一のディストゥリ
ビューションシャフトカムを介して同時に制御すること
を可能にする。 【解決手段】 弁の可変駆動のために油圧システムを有
する内燃機関において、一つのタペット（１６）が、二
つの別々の圧力チャンバーに接続された二つの別々のピ
ストン部分（１６０Ａ，１６０Ｂ）を有しており、これ
らの圧力チャンバーは、同一気筒の二つの別々の弁の駆
動ピストンを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、以下の構成を備え
るタイプの内燃機関に関する。すなわち、一気筒に少な
くとも一つの吸気弁と少なくとも一つの排気弁とを有
し、そのそれぞれが、対応吸排気マニホールドと燃焼室
との間の連絡を制御するために、弁を閉位置へ戻す戻し
バネ装置を備えており、適切なタペットによってそれら
気筒の吸排気弁を駆動する一つのカムシャフトを備えて
おり、それらタペットのうち少なくとも一つが、加圧流
体室を含んでいるところの油圧装置の作動を経て、上記
戻しバネ装置の動作によって個々の吸排気弁を駆動する
タイプの内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記加圧流体室は、弁をその各タペット
から分離するために、電磁弁が出口に取り付けられてお
り、対応する戻しバネ装置の動作によって弁を迅速に閉
動作させる。
【０００３】上記油圧装置はまた、弁ステムに連接され
るピストンも備えており、このピストンは、内側でガイ
ドブッシッングを摺動させるように取り付けられてい
る。このピストンは可変容量室に開口しており、可変容
量室は、内側にガイドブッシッングを有するピストンに
よって形成されている。この可変容量室は、ガイドブッ
シッング端部の開口を通じて加圧流体室と連絡してい
る。上記ピストンは、可変容量室と加圧流体室との間の
この連絡開口を減じるために、弁の閉ストロークの終端
でガイドブッシッング端部の開口内へ挿入されるのに適
した端部部材を有している。こうして、弁の閉ストロー
クでその閉位置へ接近するのを抑制する。
【０００４】上述のタイプのエンジンは、同一出願人の
会社によって欧州特許公開公報Ａ−０８０３６４２号お
よびＡ−１０９１０９７号に記載されて図示されてい
る。
【０００５】上記タイプのエンジンのために、同一気筒
の二つの弁が、すなわち二つの吸気弁または二つの排気
弁が、エンジンのディストゥリビューションシャフトの
同一カムによって駆動されることは、既に提案されてい
る。
【０００６】この問題は、通常は、駆動カムと同時に作
用する小さなプレートの取り付けによって機械的に解決
されており、それは、制御される弁に連結された二つの
タペットに対して、順に、機能的に連結されている。こ
の解決手段は、エンジンの構造上の問題を生じ、それは
エンジンの大型化および高コストにもつながる。理論的
には、上記圧力室に連結された単一のタペットを設ける
ことは可能であり、そしてこの圧力室は、二つの弁の駆
動ピストンに連結された複数のチャンバーに油圧で連結
される。しかし、これは最良の解決策ではない。なぜな
ら、弁駆動のための油圧回路の容積をかなり大きくしな
ければならず、システムの融通性を損ない、エンジンの
高速回転での作動を不可能にするからである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の問題を、簡単にして経済的な手段を適用することによ
って十分に解決することであり、同一気筒の二つの弁
を、同一のディストゥリビューションシャフトカムを介
して同時に制御することを可能にする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するとい
観点において、本発明の主題は、本明細書の導入部分に
述べた全ての特徴を備えたエンジンであって、さらに
は、上述のタペットが、二つの別個の圧力チャンバーに
連結された二つの別々のピストン部分を備えており、こ
れらのチャンバーが、同一気筒に設けられる二つの弁
の、これら駆動ピストンを制御することを特徴とするエ
ンジンにある。
【０００９】好ましい形態の一例として、上述のタペッ
トは、大径の第１ピストン部分と小径の第２ピストン部
分とを備えて円筒状体を有しており、それらピストン部
分は、円筒状ガイドブッシングの対応部分内で摺動し、
上記小径のピストン部分は、その一方端に形成される圧
力チャンバー上へと開いている。第２の圧力チャンバー
が、タペットの小径部分によって、ガイドブッシングの
大径部分の内側に輪環状の空所を形成する。これら二つ
のチャンバーは、制御される弁の二つの駆動ピストンへ
と、別々のマニホールドによって接続されている。
【００１０】上述した特徴により、本発明は、弁駆動の
ための油圧回路における容積の実質的増大を必要とする
ことなく、また構造上の問題をもたらすこともなく、同
一気筒の二つの弁が、ディストゥリビューションシャフ
トの同じカムから始まって駆動されるのを確実にする。
このことは、システムが相当に高い正確性で作動するの
を可能にし、そのことは、エンジンが高速回転されると
きでさえ適切な応答性を可能にする。
【００１１】本発明の付加的な特徴や利点については、
添付図面を参照して以下に述べる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１を参照して、上述した、同一
出願人の会社による欧州特許公開公報Ａ−０８０３６４
２号およびＡ−１０９１０９７号に記載された内燃機関
は、例えば五気筒直列エンジンのように多気筒エンジン
であり、そしてシリンダヘッド１を有している。
【００１３】シリンダヘッド１は、各気筒ごとに対し
て、その底部領域３にキャビティ２が形成されており、
それは燃焼室を形成し、そのキャビティ内へは二つの吸
気マニホールド４および５と二つの排気マニホールド６
が続いている。二つの吸気マニホールド４および５と燃
焼室２との間の連絡は、シリンダヘッドとともに設けら
れた従来タイプの二つの吸気弁７によって制御され、そ
れら弁は、それぞれにステム８を備えている。各ステム
は、シリンダヘッド１内で摺動するように取り付けられ
ている。各吸気弁７は戻しバネ９によって閉位置へ戻さ
れ、戻しバネ９はシリンダヘッド１の一内面と弁の端部
キャップ１０との間に挟み込まれている。
【００１４】吸気弁７の開口はカムシャフト１１によっ
て制御され、このカムシャフト１１は、ヘッド１の支持
でその内側で軸１２の回りに回転するように取り付けら
れている。そして、このカムシャフト１１は、以下に説
明するように弁を駆動するための複数のカム１４を含ん
でいる。
【００１５】吸気弁７の各制御カム１４は、軸１７に沿
って摺動するように取り付けられた一つのタペット１６
のプレート１５と同時に作用する。このタペット１６
は、前もって組み立てられるサブアセンブリ２０の本体
１９に取り付けられるブッシング１８の中で、基本的に
は弁７の軸に対して９０度の方向に向けらている（な
お、タペット１６は弁７の軸と同じ軸線上に配置するこ
ともできる。）。このサブアセンブリ２０は、以下に詳
述するように、吸気弁の駆動に関連する全ての電気装置
および油圧装置を含んでいる。タペット１６は、チャン
バーＣ内に入れられた加圧流体（通常、この流体は、エ
ンジンの潤滑回路から取るオイルである。）の作用によ
って戻しバネ９が動作し、その結果として弁７が開くよ
うに、弁７のステム８へ推力を伝達することができる。
そしてピストン２１は、ブッシング２２からなる円筒体
内で摺動するように取り付けられており、このブッシン
グ２２もまたサブアセンブリ２０の本体１９に取り付け
られる。これと同じ解決手段の部分として、図１に示さ
れるように、各吸気弁７に接続された加圧流体チャンバ
ーＣは、電磁弁２４を介して各出口２３に接続される。
電磁弁２４は、これは既知のタイプのどれであってもよ
いが、ここに説明されている機能に適切なものであっ
て、例えばアクセルの位置やエンジンの回転数といっ
た、エンジンの運転パラメータを示す信号Ｓに基づいて
電子制御装置２５（模式的に図示している）によって制
御される。電磁弁２４が開のとき、チャンバーＣは出口
２３と相互に作用し、チャンバーＣ内に入れられている
加圧流体がその出口へと流れ、各吸入弁７とタペット１
６との連結が外れた状態となり、したがって弁７は戻し
バネ９の動作によって迅速に閉位置へ移動する。チャン
バーＣと出口２３との間の連絡を制御することによっ
て、各吸入弁７の開時間およびストロークを随意に変更
することができる。
【００１６】どの電磁弁２４の出口２３も全て同一の細
長い（longitudinal）出口２６内へ通じており、この出
口２６は、一つもしくは複数の蓄圧機２７に通じてい
る。蓄圧機２７は、図１には一つだけ示している。タペ
ット１６および対応ブッシング１８と、ピストン２１お
よび対応ブッシング２２と、そして電磁弁２４および対
応出口２３，２６は、全て、上述したサブアセンブリ２
０の本体１９に取り付けられ、あるいは本体１９に形成
され、したがってエンジンの組立て容易性および迅速性
が高められている。
【００１７】排気弁８０は、図１に示すような形態で各
気筒に取り付けられており、カムシャフト２８および対
応タペット２９によって従来どおり制御される。
【００１８】図２は、前もって組み立てられるサブアセ
ンブリ２０の本体１９の要部拡大図である。
【００１９】図２は、本発明に係るエンジンのタペット
の一例を詳細に拡大して示している。図２に示した例で
は、タペット１６は、端部にプレート１５を形成する頭
部部分を有して平行なめくら穴１００にされた管状体に
形成されており、この頭部部分は、図示のように円盤部
材１０１によって閉じられている。すなわち、円盤部材
１０１は、管状体のタペット１６の端部開口内に取り付
けられている。また、タペット１６の管状体の第１部分
１６０Ａは、プレート１５に近くて大きい直径を有して
おり、第２部分１６０Ｂは、プレート１５と反対側の位
置でタペット１６の端部を形成しており、小さい直径を
有している。タペット１６は、ガイドブッシング１７０
の中で摺動するように取り付けられている。ガイドブッ
シング１７０の第１部分１７０Ａは大きい直径を有して
おり、タペット１６の大径部分１６０Ａがその中で摺動
する。そして、ガイドブッシング１７０の第２部分１７
０Ｂは小さい直径を有しており、タペット１６の小径部
分１６０Ｂがその中で摺動する。
【００２０】タペット１６の小径部分１６０Ｂが第１ピ
ストンを構成し、圧力チャンバーＣ１に接続されてい
る。タペット１６の大径部分１６０Ａもまたピストンを
構成し、これには第２の圧力チャンバーＣ２が接続され
ている。第２圧力チャンバーＣ２は、タペット１６の小
径部分１６０Ｂによって、ガイドブッシング１７０の大
径部分１７０Ａの内側に輪環状の空所を構成する。
【００２１】二つの圧力チャンバーＣ１およびＣ２は、
それぞれの出口１８１および１８２を介して、図１に示
したタイプの二つのピストン２１、すなわち同一の気筒
に接続された二つの弁（すなわち、二つの吸気弁または
二つの排気弁）を駆動するための二つのピストン２１が
接続されているチャンバーに接続されている。出口１８
１および１８２は、図２には部分的にだけ示されてい
る。
【００２２】エンジンの運転中、タペット１６のプレー
ト１５と同時に作用するカムは、バネ１５ａの動作の結
果として、タペット１６を図２において右方向へ周期的
に押す。この運動は、タペット１６の二つのピストン部
分１６０Ａ，１６０Ｂから圧力チャンバーＣ１およびＣ
２内での油圧の上昇をもたらす。加圧された油は、この
ようにして、制御される弁の二つの駆動ピストンに接続
されたチャンバーへと送られる。このとき、エンジン上
でのいかなる機械的な付加作用も構造的な付加作用も必
要とせず、また、油圧回路における容積の実質的増加を
伴うことも必要としない。
【００２３】この手法において、各カムは二つの弁を駆
動することができ、それらの動きは別々のままに維持で
きる。これは、各チャンバーが、それぞれ別々に駆動さ
れる電磁弁に接続されるからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本件出願人によって欧州特許公開公報Ａ−０
８０３６４２号においても示された内燃機関のシリンダ
ヘッド部分の断面図である。
【図２】 本発明に基づくタペットの関連部分を詳細に
示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１ シリンダヘッド ２ キャビティ ３ シリンダヘッドの底部領域 ４ 吸気マニホールド ５ 吸気マニホールド ６ 排気マニホールド ７ 吸気弁 ８ ステム ９ 戻しバネ １０ 弁の端部キャップ １１ カムシャフト １２ 軸 １４ カム １５ プレート １５ａ バネ １６ タペット １７ 軸 １８ ブッシング １９ サブアセンブリの本体 ２０ サブアセンブリ ２１ ピストン ２２ ブッシング ２３ 出口 ２４ 電磁弁 ２５ 電子制御装置 ２６ 細長い出口 ２７ 蓄圧機 ２８ カムシャフト ２９ タペット ８０ 排気弁 １００ めくら穴 １０１ 円盤部材 １６０Ａ タペットの第１部分 １６０Ｂ タペットの第２部分 １７０ ガイドブッシング １７０Ａ ガイドブッシングの第１部分 １７０Ｂ ガイドブッシングの第２部分 １８１ 出口 １８２ 出口 Ｃ１ 圧力チャンバー Ｃ２ 第２の圧力チャンバー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンドレア・ペコリ イタリア10100トリノ、コルソ・セバスト ポリ33番 (72)発明者 フランチェスコ・ヴァッタネオ イタリア10060パンカリエリ（トリノ）、 ヴィア・ジャルディーニ・デッラ・レシー ガ13番 Ｆターム(参考） 3G016 AA02 AA06 AA19 BA19 BB01 BB04 BB27 BB31 BB36 CA11 DA01 DA06 DA22 DA23 GA01 3G018 AB02 AB12 AB16 BA33 CA11 CA12 CA19 DA17 DA48 DA50 DA51 DA58 DA74 DA85 EA31 FA01 FA06 GA14 GA18

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一気筒に少なくとも一つの吸気弁と少な
    くとも一つの排気弁とを有し、そのそれぞれが、対応吸
    排気マニホールド（４，６）と燃焼室との間の連絡を制
    御するために、該弁を閉位置へ戻す戻しバネ装置（９）
    を備えており、 対応タペット（１６）によってそれら気筒の吸排気弁を
    駆動する一つのカムシャフトを備えており、 それらタペット（１６）のうち少なくとも一つが、加圧
    流体室（Ｃ）を含んでいるところの油圧装置の作動を経
    て、上記戻しバネの動作によって個々の吸排気弁を駆動
    し、 上記加圧流体室が、上記弁をそれぞれの対応タペットか
    ら連結を解除させるように、電磁弁（２４）を介して出
    口（２６）に接続されており、そのことによって該弁
    は、対応戻しバネ装置（９）の動作の結果として迅速に
    閉じ、 上記油圧装置はまた、上記弁のステム（８）に接続され
    て且つガイドブッジング（２２）内で摺動するように取
    り付けられたピストン（２１）を備えており、該ピスト
    ンは、自身によって該ガイドブッジング（２２）内に形
    成される容積可変チャンバーに面しており、該容積可変
    チャンバーは、上記ガイドブッシング端部の開口を経て
    加圧流体室（Ｃ）と通じており、上記ピストンは、該容
    積可変チャンバーと該加圧流体室との間の連絡のための
    開口を減じるために、弁の閉じストロークの終端で該端
    部開口の中に挿入されるのに適した端部部品（end piec
    e）を有しており、このようにして、弁の閉位置へ接近
    するストロークをチェックする内燃機関において、 上記タペット（１６）が、二つのピストン部分（１６０
    Ａ，１６０Ｂ）を別々に備え、該ピストン部分は、同一
    気筒の二つの別々の弁を駆動するためのピストン（２
    １）を制御する別々の圧力チャンバー（Ｃ１，Ｃ２）に
    接続されている、ことを特徴とする内燃機関。
  2. 【請求項２】 上記タペット（１６）が、大径の第１ピ
    ストン部分（１６０Ａ）と小径の第２ピストン部分（１
    ６０Ｂ）とを備えて円筒状体を有しており、それらピス
    トン部分は、円筒状ガイドブッシング（１７０）の対応
    部分内で摺動するように取り付けられており、上記小径
    のピストン部分は、その一方端に形成される圧力チャン
    バー（Ｃ１）上に面しており、上記第２の圧力チャンバ
    ー（Ｃ２）が、タペットの小径部分（１６０Ｂ）によっ
    て、ガイドブッシングの大径部分（１７０Ａ）の内側に
    輪環状の空所を形成する、請求項１記載の内燃機関。
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DE (1) DE60200432T2 (ja)
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