JPH022445B2 - - 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バ
ルブを開閉するようにしたバルブの開閉装置に関
する。

内燃機関においては、そのシリンダの内部に燃
料と吸気とを供給するとともに圧縮し、燃焼爆発
を起こさせ、ついで排気ガスを排出することによ
つてその１サイクルの動作が終了するようになつ
ている。このような内燃機関のシリンダへの吸気
の導入や、あるいは排気ガスの排出のために、内
燃機関のシリンダヘツドには吸気ポートと排気ポ
ートとがそれぞれ設けられており、しかもこれら
の吸気ポートと排気ポートとには、吸気バルブと
排気バルブとがそれぞれ取付けられている。これ
らのバルブは、クランクシヤフトに同期して回転
するカムシヤフトに取付けられたカムによつて、
エンジンの回転に同期して開閉が行なわれるよう
になつている。従つてエンジンの回転に同期し
て、所定のタイミングで吸気の導入と、そして排
気ガスの排出とが行なわれることになる。

このような内燃機関の一対のバルブの内、吸気
バルブの開いている時期を制御することにより、
ミラーサイクルによる部分負荷を達成し、エンジ
ンの出力を抑制することによつて燃費の改善を行
なうことができる。このようなミラーサイクルを
行なうためには、吸気バルブの開閉をコントロー
ルする必要がある。従来のこのための機構として
は、上記カムシヤフトに取付けられたカムと接触
するタペツトを油圧タペツトによつて構成し、こ
の油圧タペツトに供給されるオイルの量を制御す
る方式や、あるいはタペツトとカムとの間に楔を
入れ、この楔の挿入量を偏心カムによつて制御す
る方式等がある。さらにはまた、バルブの前にロ
ータリーバルブを設ける、いわゆる兼坂サイクル
等がある。しかし上記の従来の方式は、その効果
が十分でなく、あるいは構造が複雑のためにコス
トが高い等の理由により、広く利用されるには至
つてはいない。

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、構造が簡単で十分な効果が得られ、
しかもコスト的に有利な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。

以下本発明を図示の一実施例につき説明する。
第１図は本発明の一実施例に係る吸気バルブ１の
開閉機構を示すものであつて。この開閉装置はカ
ムシヤフト２を備えている。カムシヤフト２はエ
ンジンに同期して回転されるようになつており、
かつカム３が固着されている。このカム３はタペ
ツト４と接触しており、カム３の回転によつてタ
ペツト４が移動するようになつている。タペツト
４はプツシユロツド５の下端と接触されており、
しかもこのプツシユロツド５の上端は、アジヤス
トスクリユ６の下端に形成されたボールと接触さ
れている。アジヤストスクリユ６は、ロツカアー
ム７の一端に固着されている。ロツカアーム７は
アームシヤフト８に回動可能に支持されるととも
に、その他端はフオロア９を押すようになつてい
る。

これに対して上記吸気バルブ１の弁棒は第１図
および第２図に示すように、一対のピストン１
０，１１から構成されており、下側のピストン１
０が上記バルブ１と一体に連結されている。これ
に対して上側のピストン１１の上端に上記フオロ
ア９が取付けられている。そしてこれら一対のピ
ストン１０，１１はシリンダヘツド１２に形成さ
れた貫通孔１３から成るシリンダ内に挿入されて
おり、かつ下側のピストン１０にはばね受け１４
が固着されている。そしてこのばね受け１４にそ
の上端が接触するように、シリンダヘツド１２の
凹部には圧縮コイルばね１５が介装されている。
これに対して上側のピストン１１には、その上端
側にピニオン１６が固着されており、このピニオ
ン１６はシリンダヘツド１２の上側に配されたラ
ツク１７と軸心方向に摺動自在に噛合つている。
また上記ピストン１１の下面には、傾斜した段部
１８が形成されており、そしてこの段部１８と対
応する位置において、シリンダヘツド１２にはシ
リンダ１３に連通するオイル供給孔１９が形成さ
れている。またピストン１１の上端に連結された
フオロア９とシリンダヘツド１２との間には、圧
縮コイルばね２１が介装されており、このばね２
１によつてピストン１１は上方に押されている。

以上のような構成において、エンジンに同期し
てカムシヤフト２が回転されると、このカムシヤ
フト２に取付けられているカム３が回転してタペ
ツト４を押すことになる。従つてこのタペツト４
が上下動し、プツシユロツド５およびアジヤスト
スクリユ６を介してタペツト４の運動がロツカア
ーム７の回動運動に変換されることになる。従つ
てこのロツカアーム７の先端は、フオロア９を介
して弁棒を構成する一対のピストン１０，１１の
内の上側のピストン１１を押すことになる。この
ピストン１１の下端は、オイルが充填された空間
２０を介して下側のピストン１０の上部と対向し
ているために、ピストン１１が下側へ移動される
と、空間２０内のオイルを介してピストン１０も
下方へ移動し、圧縮コイルばね１５に抗して吸気
バルブ１が開かれることになる。このようにして
バルブ開閉用のカム３によつて吸気バルブ１の開
閉が行なわれることになる。なお空間２０内に供
給されるオイルは、エンジンの潤滑オイルと兼用
してもよい。

そしてこの場合には、第２図に示すようにピス
トン１１の下側の段部１８の最も低い部分がオイ
ル供給孔１９と対接されるようになつているため
に、ピストン１１の全ストロークはほぼピストン
１０に伝達されることになる。すなわちピストン
１１が、その外周面によつてオイル供給孔１０を
閉塞しているために、このオイル供給孔１９を通
して空間２０内のオイルが逃げることがなく、こ
のためにピストン１１のストロークとピストン１
０のストロークとは互に等しくなる。従つてこの
場合には、第３図において吸気バルブ１のリフト
は実線で示すようなカーブを描くことになる。

これに対してラツク１７によつてピニオン１６
を介して上側のピストン１１を例えば180度回転
させ、段部１８の最も高い部分がオイル供給孔１
９に対向するようにさせると、ピストン１１の外
周面がオイル供給孔１９を塞ぐタイミングが遅れ
ることになる。すなわち溝１８の上端部がオイル
供給孔１９を通過するまでは、ピストン１１が押
されても空間２０内のオイルはオイル供給孔１９
を通つて逃げてしまうために、下側のピストン１
０が移動されることはなく、このために吸気弁１
の開くタイミングが遅れることになる。すなわち
ピストン１１がラツク１７によつて180度回転さ
れた場合には、第３図おいて鎖線で示すような特
性になる。なおラツク１７によつてピストン１１
を約90度回転させた場合には、第３図において点
線で示すような特性になる。

このように本実施例のバルブの開閉装置によれ
ば、吸気バルブ１の開弁のタイミングを所定の範
囲内で自由に遅らせることができ、これによつて
ミラーサイクルによるエンジンの部分負荷を達成
することが可能になり、燃費の低減を可能にする
ことができる。しかもこの部分負荷は、ピストン
１１をコントロールラツク１７によつて回転操作
すればよく、その回転角度を制御することによ
り、バルブ１が開くタイミングを任意に調整する
ことができる。従つて例えばコントロールラツク
１７を、ステツプモータ等によつて移動させるこ
とにより、バルブ１が開かれる時期が任意に調整
されることになる。

つぎに本発明の第２の実施例を第４図につき説
明する。なおこの実施例において、上記第１の実
施例と対応する部分には同一の符合を付すととも
に、同一の構造の部分についてはその説明を省略
する。この第２の実施例においては、上側の第１
のピストン１１の下端が平坦に構成されるととも
に、その下端よりもやや上側の位置において、ピ
ストン１１の外周面には傾斜孔２３が形成されて
おり、しかもこの傾斜孔２３と上記ピストン１１
の下端側の空間２０とを連通させるオイル通過孔
２４がこのピストン１１に形成されている。

従つて第４図において実線で示すように、傾斜
孔２３が左上りの傾斜となるようにピストン１１
の回転角を調整しておけば、ピストン１１が上方
へ復動したときにも傾斜溝２３がオイル供給孔１
９に整合することはなくなる。従つてこの場合に
は空間２０内のオイルが、オイル通過孔２４およ
び傾斜孔２３を通つてオイル供給孔１９に逃げる
ことがなく、一対のピストン１０，１１は互に一
体であるかの如く作動することになる。従つて第
５図において実線で示すような特性で、吸気バル
ブ１の開閉が行なわれることになる。

これに対してピストン１１をラツク１７によつ
て180度回転させ、第４図において鎖線で示すよ
うに傾斜孔２３が右上りの状態になるようにする
と、ピストン１１が上方へ復動する途中で、この
ピストン１１の傾斜孔２３がオイル供給孔１９と
整合することになる。従つてこの段階において空
間２０内のオイルは、オイル通過孔２４および傾
斜孔２３を通つてオイル供給孔１９に逃げてしま
い、この結果ピストン１１に対してピストン１０
が圧縮コイルばね１５によつて相対的に上昇し、
このピストン１０と一体に連結されている吸気バ
ルブ１が早く閉じてしまうことになる。すなわち
第５図において鎖線で示すように、吸気バルブ１
は通常の場合よりもかなり早く閉じてしまうこと
になる。またラツク１７によつてピストン１１を
90度回転された場合には、第５図において点線で
示すような特性となる。

このように第２の実施例によれば、ラツク１７
によつてピストン１１の回転角を調整することに
より、吸気バルブ１の閉弁の時期を自由に調整す
ることが可能になり、これによつてもミラーサイ
クルを達成してエンジンの部分負荷を得ることが
可能になる。従つて上記第１の実施例と同様に燃
費の低減を図ることができる。

以上本発明を第１および第２の実施例につき説
明したが、本発明はこれらの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２つの実施例
はいずれも吸気バルブの開閉装置に関するもので
あるが、本発明は排気バルブの開閉装置にも適用
可能である。また上記実施例は、エンジンの下側
部に設けられたカムシヤフトによつて弁の開閉を
行なうようにした装置に関するものであるが、本
発明はオーバヘツドカムによるバルブの開閉装置
にも適用可能である。以上に述べたように本発明
は、シリンダヘツドに形成されたオイルシリンダ
内を摺動するバルブの弁棒が分割された一対のピ
ストンにより構成されると共に該一対のピストン
のうちカム側のピストンにピニオンを固着し、該
ピニオンをラツクに軸心方向に摺動自在に噛合
し、また前記カム側のピストンに傾斜段部または
溝を形成し、オイルを逃がす逃がし孔を一対のピ
ストンの間に形成される空間に連通可能としたも
のである。従つて本発明によれば、カム側のピス
トンの回転角度を調整することにより、上記段部
または溝によつてオイルを逃がすタイミングを調
整することが可能になり、これに応じて弁の開閉
のタイミングを自由に調整することが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るバルブの開閉
装置の一部を破断した正面図、第２図は同要部拡
大断面図、第３図はクランク角度に対するバルブ
のリフトの変化を示すグラフ、第４図は本発明の
第２の実施例に係るバルブの開閉装置の要部拡大
断面図、第５図はこの実施例によるクランク角度
に対するバルブリフトの変化を示すグラフであ
る。 なお図面に用いた符号において、１……吸気バ
ルブ、２……カムシヤフト、３……カム、１０…
…ピストン（下側）、１１……ピストン（上側）、
１３……貫通孔（シリンダ）、１６……ピニオン、
１７……ラツク、１８……段部、１９……オイル
供給孔、２３……傾斜溝、２４……オイル通過孔
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シリンダヘツドに形成されたオイルシリンダ
   内を摺動するバルブの弁棒が分割された一対のピ
   ストンにより構成されると共に該一対のピストン
   のうちカム側のピストンにピニオンを固着し、該
   ピニオンをラツクに軸心方向に摺動自在に噛合
   し、また前記カム側のピストンに傾斜段部または
   溝を形成し、オイルを逃がす逃がし孔を一対のピ
   ストンの間に形成される空間に連通可能としたこ
   とを特徴とする内燃機関のバルブの開閉装置。