JPH02286809A - 内燃機関の給排気弁装置 - 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） この発明は、内燃機関において吸気弁または排気弁とし
て用いられる弁装置に関する。

（従来の技術） 内燃ｌ１ｌＩｌの吸気弁は、吸気行程においてバルブス
テムとそのガイド間の潤滑用のエンジンオイルが吸気ボ
ート内に吸引され、ステム部および弁傘部を流下する際
に燃焼室からの燃焼熱により炭化して、カーボンや炭化
物のＨ１１ｆ！４物が生じる。この堆積物は、吸気弁の
重量を増加させて動弁特性を悪化させ、バルブガイドと
の間に噛込まれてシール性を低下させ、弁体を被覆して
放熱性を悪化させ、さらに燃料を吸着放出して空燃比の
変化に対する応答性を悪化させる等、種々の不具合の原
因となる。

そこでこれの改良案として、実開昭６２−１７６４０９
号公報において、弁傘部に剥離性を持つ高分子材料をコ
ーティングした吸気弁が提案されているが、この高分子
材料の被膜にピンホール等の欠陥があると、ごく微少の
ピンホールであってもそれを起点としてカーボンや炭化
物が付着して堆積が始まり、健全な被膜上にも堆積が進
行するという問題がある。また高分子材料は耐熱性が低
く、その融点は３００℃程度であり、一方弁傘部の温度
はエンジンの運転による蓄熱やバツクファイヤ等により
その温度は３００℃を越えるので、高分子材料の被膜が
溶融して金属母材が露出し、カーボンや炭化物の付着堆
積が始まってしまい、１（ｉ積防止効采はごく短１す１
間しか得られない。

〔発明が解決しようとする課題〕

この発明は上記従来の問題点を解決するもので、長期に
わたって確実にカーボンや炭化物の堆積を防止できる内
燃機関の吸排気弁装置を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

しかしてこの発明の内燃機関の吸排気付装置は、エンジ
ンバルブの軸端に電歪振動子を取付１ノ、前記電歪振動
子駆動用の高周波電圧を発生する振動子駆動回路と、前
記電歪振動子と前記振動子駆動回路との間に接続されリ
フタに連動して前記エンジンバルブの開弁時に開路する
給電用スイッチとを具備したことを特徴とする。

〔作用） この発明の吸排気弁装置においては、エンジンバルブが
開弁するとりフタに連動して給電用スイッチが閉路して
、振動子駆動回路の発する高周波電圧が電歪振動子に印
加される。これによって電歪振動子が伸縮して、エンジ
ンバルブを軸方向に振動させ、この高周波振動によりエ
ンジンバルブに付着しようとするカーボンや炭化物等が
振落され、エンジンバルブへの堆積が防止される。この
ときりフタに連動する給電用スイッチに五り電歪振動子
への高周波電圧の印加開始と停止をおこなうので、各エ
ンジンバルブは確実に開弁状態で高周波振動させること
ができる。またエンジンバルブの開弁中の高周波振動に
より、バルブローテーションが生じて着座位置が変化し
、局所摩耗がなくなり、また吸入混合気中の燃料が微粒
化する作用も得られる。

〔実施例〕

以下第１図乃至第４図によりこの発明の第１実施例を説
明する。

第１図において、１は吸気弁として用いられるエンジン
バルブで、弁傘部２とステム部３とから成り、ステム部
３はエンジンのシリンダヘッド４に固設したバルブガイ
ド５に摺動自在に嵌挿されている。また弁傘部２は、吸
気ボート６の間口部に設けたシート７に接離するように
なっている。

８はリテーナで、ステム部３に設けた溝９に嵌合するコ
ツタ１０により、ステム部３の軸端３ａ付近に取付けら
れ、このリテーナ８とシリンダヘッド４のスプリング受
面４ａとの間に介装されたバルブスプリング１１がエン
ジンバルブ１を上向きに付勢し、弁傘部２をシート７に
押付けている。

１２はカムシャフト１３に固着したカム、１４はこのカ
ム１２に上面が摺接するシム１５を頂面に固着したりフ
タで、シリンダヘッド４に穿設したガイド穴１６内に摺
動自在に嵌挿されている。２０は短円柱状の電歪振動子
で、その上端面がリフタ１４に、下端面がエンジンバル
ブ１のステム部３の軸端３ａの頂面に、それぞれ接着さ
れている。

この電歪振動子２０は、ＰｂＴｉＯ３などの圧電セラミ
ック製の圧電体から成り、その両端の電極間に電圧を印
加すると軸方向に伸びるものである。２１はリフタ１４
とシリンダヘッド４との間に設けた給電用スイッチで、
リフタ１４の外周部に絶縁物を介して固設した接点２２
と、この接点２２に対向してガイド穴１６の壁面に設け
た溝１７部に絶縁物を介して取付けた弾性金属製のリー
ドフレーム２３とから成る。前記電歪振動子２０のリー
ド線２４は、リフタ１４の底面に設けた満を経て接点２
２に接続され、またリードフレーム２３に接続したリー
ド線２５は、第２図に示す振動子駆動回路３２に接続さ
れている。なお電歪振動子２０のもう１本のリード線２
４はもう１個の給電用スイッチ２１を介してもう１本の
リード線２５に接続されるが、これらの図示は省略しで
ある。

また第２図において振動子駆動回路３２は、たとえば１
にｌｌｚ以上の高周波信号を発生する高周波発生回路３
３と、電歪振動子２０に印加する電圧を供給する電源３
４と、電歪振動子２０に高周波電圧を出力する駆動回路
３５とから成る。この駆動回路３５は第３図に示すよう
に、スイッチング素子としてＮ型ＦＥＴ３７および３８
と、Ｐ型ＦＥＴ３９を、波形整形用および信号反転用に
インバータ４０〜４３をそれぞれそなえた回路構成を有
し、電源３４から常時付加される電圧ＶＣに対して、高
周波発生回路３３から高周波信号Ｆが入カされると、Ｎ
型ＦＥＴ３７およびＰ型ＦＥＴ３９の導通による電歪振
動子２０への電圧印加と、Ｎ型ＦＥＴ３８の導通による
電圧印加解除とが繰返されるようになっている。

上記構成の装置においては、エンジンの運転に応じて回
転駆動されるカム１２により、エンジンバルブ１が開き
はじめ第４図に示すように時間Ｔｌ後にリフト量が８１
となった時点から、バルブ全開後にリフト量が８２とな
る時点までの時間Ｔ２の間、リフタ１４の下降に伴って
給電用スイッチ２１が開路し、振動子駆動回路３２が出
力する高周波電圧が電歪振動子２０に印加され、電歪振
動子２０はこの電圧ＶＣに相当する振巾δで伸縮する。

電歪振動子２０の上縁はリフタ１４．シム１５を介して
カム１２により拘束されているので、上記電歪振動子２
０の伸縮によりエンジンバルブ１が軸方向に高周波で加
振されることになり、この高周波振動によりエンジンバ
ルブ１の弁傘部２やステム部３に付着しようとするエン
ジンオイルやカーボン、炭化物等（閉弁中に付着しはじ
めたものを含む）は娠落され、エンジンバルブへの堆積
が防止されるのである。またエンジンバルブ１の加振は
、開弁中におこなわれるので、シート７および弁傘部２
の接触部の撮動によるｔｉｔＪＡを生じることもなく、
また開弁中の加振によりバルブローテーションが容易に
おこなわれ、着座位置が変化するので局所当りがなくな
る。

次に第５図はこの発明の第２実施例を示し、電歪振動子
２０をリフタ１４の中央に設けた穴に嵌挿し、その上端
面をシム１５の下面に接着した点、およびこの電歪振動
子２０のリード線２４をリフタ１４の上面に設けた溝を
経て接点２２に接続し、この接点位置の変更に伴ってリ
ードフレーム２３の折曲形状を変更した点のみが、前記
第１実施例と異なるが、第１実施例と同様な作用効果が
得られる°ものである。なお図中第１図と同一部分には
第１図と同一符号を付しである。

この発明は上記各実施例に限定されるものではなく、た
とえば給電用スイッチ２１のリードフレーム２３をリフ
タ１４側に、接点２２をシリンダヘッド４側に設けても
よい。

また以上は吸気弁装置について説明したが、この発明は
エンジンの排気弁装置にも適用できるものであり、この
場合はエンジンオイルに起因するカーボンや炭化物に加
えて燃料の燃焼生成物がエンジンバルブに付着堆積する
のを防止することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、エンジンバルブ
は電歪振動子により開弁中に高周波で加振されるので、
カーボンや炭化物のエンジンバルブへの堆積が長期にわ
たって確実に防止され、またバルブローテーションによ
り弁傘部とシートとの局所摩耗が減少して寿命が延びる
とともに、吸気弁に適用した場合は吸入混合気中の燃料
がエンジンバルブの振動により微粒化して燃費も向Ｆす
る。またリフタに連動する給電用スイッチにより電歪振
動子への高周波電圧の印加開始と停止をおこなうので、
エンジンバルブが確実に量弁状態にあるときにのみ高周
波振動させることができ、閉弁中に加振して弁傘部とシ
ートの接触部を損傷させるおそれがない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示すエンジンバルブ部
の縦断面図、第２図は電歪振動子の駆動系統の回路（ブ
ロック）図、第３図は第２図の駆動回路部の回路図、第
４図はエンジンバルブと電歪振動子の動作特性線図、第
５図はこの発明の第２実施例を示すエンジンバルブ上部
の縦断面図である。 １・・・エンジンバルブ、３・・・ステム部、３ａ・・
・軸端、１４・・・リフタ、２０・・・電歪振動子、２
１・・・給電用スイッチ、２２・・・接点、２３・・・
リードフレーム、２４・・・リード線、２５・・・リー
ド線、３２・・・振動子駆動回路、３３・・・高周波発
生回路、３４・・・電源、３５・・・駆動回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エンジンバルブの軸端に電歪振動子を取付け、前記
   電歪振動子駆動用の高周波電圧を発生する振動子駆動回
   路と、前記電歪振動子と前記振動子駆動回路との間に接
   続されリフタに連動して前記エンジンバルブの開弁時に
   閉路する給電用スイッチとを具備したことを特徴とする
   内燃機関の吸排気弁装置。