JPH01100306A - 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、内燃機関の排気弁または吸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、ｅは
排気弁または吸気弁、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ｅを降下させ、該弁ｅｉ開
にする。カムａがさらに回転し、ローラｂが降下すると
、コイルばねｆの力で該弁ｅが上昇し、該弁θが閉とな
る。

発明が解決しようとする問題点 第７図に示した従来の内燃機関の動弁装置においては、
カムａはカム軸に固定されているため、排気弁または吸
気弁ｅ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ｅ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。

問題点を解決するための手段 ローラを介してカムの回転によって往復運動するように
バレルに嵌合されて先端と該バレルの間に流体圧室を形
成しているプランジャを備えているとともに、該プラン
ジャには、軸直角方向に各別に独立して貫通している弁
閉タイミングポートと弁開タイミングポートならびに軸
方向にそれぞれ設けられて前記先端で開口していて前記
弁閉タイミングポートと弁開タイミングボートに各別に
連通している流体圧通路を有し、かつ、前記プランジャ
にそれぞれ外接して摺動可能に嵌合されて前記弁閉タイ
ミングポートと弁開タイミングポートを各別に閉塞する
ように配置された弁閉タイミングリングと弁開タイミン
グリングとを備え、しかも、前記弁閉タイミングリング
と弁開タイミングリングがそれぞれの対応する弁閉タイ
ミングポートと弁開タイミングポートを閉塞しているタ
イミングを変更させて前記流体圧室に流体圧が発生して
いるタイミングと流体圧がなくなるタイミングを変更さ
せるように、前記弁閉タイミングリングと弁開タイミン
グリングを軸方向に各別に摺動させる制御レバーを備え
、さらに、前記バレルに形成された該流体圧室と内燃機
関の弁の流体圧室とを連結した流体圧ノ（イブを有する
とともに、前記バレルには、該バレルに形成された流体
圧室に逆止弁を介して作動流体を補給する流体供給孔を
有するものとした。

作　　　　　用 バレルに嵌合されたプランジャはローラを介してカムの
回転によって往復運動し、バレルに形成された流体圧室
に流体圧が発生し、この流体圧で内燃機関の排気弁また
は吸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、該プランジャの圧縮行
程で、両タイミングリングがそれぞれのタイミングポー
トを閉塞している状態のときは、前記流体王室に流体圧
が発生し、いずれかのタイミングポートが開口の状態に
な′れば、その流体圧が発生しなくなる。したがって、
両タイミング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、該プ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、内燃機関の排気弁または吸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
ができるが、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、６はプランジ
ャ、４はバレル、５は弁閉タイミングリング、６は弁開
タイミングである。

すなわち、プランジャ５はローラ２を介してカム１０回
転によって上下に往復運動し、バレル４に嵌合されてい
て、プランジャ３の上先端とバレル４の間で油圧室１１
を形成している。プランジャ３には、軸直角方向に弁閉
タイミングポート７と弁開タイミングポート８が各別に
貫通している。

また第２図にもみられるように、プランジャ３の上先端
に開口した油圧通路９がプランジャ３の軸方向に形成さ
れて弁閉タイミングポート７に連絡している。同様に、
油圧通路１０が弁開タイミングポート８に連絡されてい
る。

また第３図にもみられるように、プランジャ３に外接す
るように、弁閉タイミングリング５と弁開タイミングリ
ング６が嵌合されていて、それぞれ弁閉タイミングポー
ト７と弁開タイミングポート８を閉塞するように配置さ
れており、両タイミングリング７．８はプランジャ３に
対して円滑に上下に摺動可能なようになっている。

そして、バレル４の油圧室１１から内燃機関の排気弁ま
たは吸気弁１７の上部にシリンダ２４とピストン１５で
形成された油圧室２５に油圧パイプ１４が連結されてい
る゛。ピストン１５は該弁１７の上部に固定されている
とともに、コイルばね１６により支えられている。

また弁閉タイミングリング５には、外周上に溝が設けら
れていて、制御レバー２２ｂの先端が嵌められており、
制御レバー２２ｂはリンク２３ｂ　　を介してアクチュ
エータピストンＬ９ｂに連結されている。このピストン
１９’ｂは油圧アクチュエータ１８ｂの中に納められ、
コイルばね２０ｂ　で反力を受けるように取付けられて
いて、油圧アクチュエータ１８ｂの他端には制御油圧孔
２ｉｂが設けられている。同様に、弁開タイミングリン
グ６には、外周上に溝が設けられていて、制御レバー２
２ａの先端が嵌められており、制御レバー２２ａはリン
ク２３ａｉ介してアクチュエータピストン１９ａに連結
されている。このピストン１９ａは油圧アクチュエータ
１８ａの中に納められ、コイルばね２０ａで反力を受け
るように取付けられていて、油圧アクチュエータ１８ａ
の他端には制御油圧孔２１ａが設けられている。

さらに、バレル４には逆止弁１２が設けられていて、油
供給孔１３から作動流体としての油を補給できる構造に
なっている。

第１図に示すように構成された内燃機関の動弁装置にお
いては、カム１が回転して、プランジャ３が上昇すると
き、弁閉タイミングポート７と弁開タイミングポート８
は、それぞれ弁閉タイミングリング５と弁開タイミング
リング６で閉塞されている。このため、油圧通路９，１
０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、油圧室１１
の油は圧縮加圧され、油圧パイプ１４を通って油圧室２
５に導かれる。ここで、ピストン１５を押し下げ、コイ
ルばね１６の反力に打ち勝って該弁１フを降下させて開
にする。カム１がさらに回転し、プランジャ３が上昇す
ると、後述するように、油圧室１１の油圧が低下し、こ
のため、油圧室２５の油圧も低下する。すると、コイル
ばね１６の反力が油圧に打ち勝ち、ピストン１５を上昇
させる。このため、該弁１７が上昇し、閉となる。

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）　ｉｄ弁開時期（標準）　、　（Ｃ
）は開時期を遅らす場合、（ｄ）は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、弁閉タイミングポート７は閉塞されて
いるが、弁開タイミングポート８は開いている。このた
め、油圧油１１の油は油圧通路１０を通って弁開タイミ
ングボート８からプランジャ６の外部へ漏出する。した
がって、油圧室１１には油圧が発生しないので、該弁１
７のピストンを押し下げることができない。つまり、該
弁１７は開にならない。

第４図の（ｂ）のように、プランジャ３がさらに上昇す
ると、弁開タイミングポート８は弁開タイミングリング
６によって閉塞されるため、油はプランジャ３の外部へ
漏出できなくなるので、油圧室１１に油圧が発生する。

この時、始めてピストン１５が降下し、該弁１７が開と
なる。すなわち、弁開タイミングリング乙の位置で弁開
タイミングポート８を閉塞する時間が決定される。

この時間とは、カム１の回転した位相角で、すなわち、
弁開時のタイミングである。

第４図の（Ｃ）は、制御レバー２２ａ　　を矢印で示す
ように、油圧アクチュエータ１８ａで引張り、弁開タイ
ミングリング６を上昇摺動させた場合で、プランジャ６
がさらに上昇しないと、油圧室１１に油圧が発生しない
。すなわち、弁開時期は遅れる。

逆に、第４図の（ｄ）のように、制御レバー２２ａを矢
印で示すように、油圧アクチュエータ１８ａで押して弁
開タイミングリング６を降下摺動させると、弁開タイミ
ングボート８を閉塞するタイミングが早まり、該弁１７
を降下させるタイミング、つまり、弁開タイミングが早
くなる。

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）、（Ｃ）は閉時期を
遅らす場合、（ｄ）は閉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の弁閉タイミングポート７と弁開タイ
ミングボート８ば、いずれも、それぞれ弁閉タイミング
リング５と弁開タイミングリング６で閉塞されている。

このため、油圧室１１に油圧が保持されていて、該弁１
７は開の状態のままである。プランジャ５が、さらに上
昇し、弁閉タイミングポート７が弁閉タイミングリング
乙の上端に一致すると、油圧室１１の油は油圧通路９を
逼り、弁閉タイミングポート７からプランジャ３の外部
へ漏出する。

このため、油圧室１１の油圧が低下する。

すなわち、コイルばね１６の反力が油圧室２５の圧力に
打ち勝ち、ピストン１５を上昇させる。この結果、該弁
１７を上昇させて閉にする。

第５図の（Ｃ）は、制御レバー２２ｂ　　を矢印で示す
ように、油圧アクチュエータ１８ｂで引張り、弁閉タイ
ミングリング５を上昇摺動させて弁閉タイミングポート
７が開らくタイミングを遅らせた場合で、該弁１７の閉
時期は遅れる。

第５図の（ｄ）は、逆に、制御レバー２２ｂを矢印で示
すように、油圧アクチュエータ１８ｂで押して弁閉タイ
ミング５を下降摺動させ、弁閉タイミングポート７が開
らくタイミングを早めた場合で、該弁１７の閉タイミン
グは早まる。

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３のリフト
線図であり、該弁１７の開時期と閉時期が、ともにプラ
ンジヤ３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　４゜１の外形を
示している。

発明の詳細 な説明したように、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
形成される流体圧室の流体圧に変換し、この流体圧で内
燃機関の排気弁または吸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嵌合された弁開タイミングリングと
弁閉タイミング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、該弁の開閉の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図の切断線ｐ、　−Ａ　Ｋ沿う断面平面図、第３
図は第１図の一部を拡大して示した断面正面図、第４図
（ａ）　、　（１））　。 （Ｃ）　、　（ａ）は第１図の装置による弁開時期調整
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（ａ）
　、　（ｂ）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、３・・・フランシャ、
４・・・バレル、５・・・弁閉タイミングリング、６・
・・弁開タイミングリング、７・・・弁閉タイミングポ
ート、８・・・弁開タイミングポート、９゜１０・・・
油圧通路、１１・・・油圧室、１２・・・逆止弁、１３
・・・油供給孔、１４・・・油圧パイプ、１５・・・駆
動ピストン、１６・・・コイルハネ、１７・・・排気弁
または吸気弁、１８ａ、　１８ｂ・・・油圧アクチュエ
ータ、１９ａ、　１９ｂ・・・アクチュエータピストン
、２０ａ、　２０ｂ　ニア　イルばね、２１ａ、　２１
ｂ、　、　、制御油圧孔、２２ａ。 ２２ｋｌ・・・制御レバー−２５ａ’、２３ｂ・・・リ
ンク、２４・・・シリンダ、２５・・・油圧室。 特許出願人　　石川島播磨重工業株式会社第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ローラを介してカムの回転によつて往 復運動するようにバレルに嵌合されて先端 と該バレルの間に流体圧室を形成している プランジャを備えているとともに、該プラ ンジャには、軸直角方向に各別に独立して 貫通している弁閉タイミングポートと弁開 タイミングポートならびに軸方向にそれぞ れ設けられて前記先端で開口していて前記 弁閉タイミングポートと弁開タイミングポ ートに各別に連通している流体圧通路を有 し、かつ、前記プランジャにそれぞれ外接 して摺動可能に嵌合されて前記弁閉タイミ ングポートと弁開タイミングポートを各別 に閉塞するように配置された弁閉タイミン グリングと弁開タイミングリングとを備え、しかも、前
   記弁閉タイミングリングと弁開 タイミングリングがそれぞれの対応する弁 閉タイミングポートと弁開タイミングポー トを閉塞しているタイミングを変更させて 前記流体圧室に流体圧が発生しているタイ ミングと流体圧がなくなるタイミングを変 更させるように、前記弁閉タイミングリン グと弁開タイミングリングを軸方向に各別 に摺動させる制御レバーを備え、さらに、 前記バレルに形成された該流体圧室と内燃 機関の弁の流体圧室とを連結した流体圧パ イプを有するとともに、前記バレルには、 該バレルに形成された流体圧室に逆止弁を 介して作動流体を補給する流体供給孔を有 することを特徴とする、内燃機関の動弁装 置。