JPH04121404A - 内燃機関における動弁装置 - 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、内燃機関における吸気弁又は排気弁を開閉作
動するときのタイミング（所謂、バルブタイミング）及
びバルブリフトを、内燃機関の運転中において変更でき
るようにした動弁装置に関するものである。

〔従来の技術〕

吸気弁又は排気弁におけるバルブタイミング及びバルブ
リフトは、カムの外周面におけるカムプロフィールによ
って定まり、このカムプロフィールによるバルブタイミ
ング及びバルブリフトを、高速回転域において吸気又は
排気の流れを促進するように設定すると、低速回転域に
おいて燃焼効率の低下や吸気の吹き抜けが増大すること
になる。

また、バルブタイミング及びバルブリフトを、低速回転
域において燃焼効率等を向上するように設定すると、高
速回転域において吸気又は排気の流れに遅れ力（金４−
［、て−惠遺出力がモ下ｔス、−ふ１ニなる。

そこで、先行技術としての特開昭６３−１０６３１０号
公報又は特開昭６３−１１７１０９号公報は、シリンダ
ヘッドに設けた吸気弁又は排気弁におけるバルブステム
の上端を、シリンダへ・シトに摺動自在に保持したバル
ブリフタ体の下面に接当し、該バルブリフタ体の上面に
、カム軸のカムを接当して成る動弁装置において、前記
ノくルブリフタ体の上面に接当するカムを、低速回転域
に適合する低速用カムと、高速回転域に適合する高速用
カムとの二つに構成する一方、前記ノくルブリフタ体も
、前記低速用カムに達して接当する低速用バルブリフタ
体と、前記高速用カムに対して接当する高速用バルブリ
フタ体との二つに構成し、前記両バルブリフタ体の両方
に、前記ノくルブステムの軸線と直角に延びるビン孔を
、軸線を一致して穿設し、この両ピン孔のうち一方のピ
ン孔内に、プランジャピンを摺動自在に嵌挿し、該プラ
ンジャピンを、一方のピン孔内に引っ込んだ状態と、両
ビン孔の両方に跨って嵌まる状態とに切換え可能ニ構成
し、前記プランジャピンを一方のピン孔内ニ引っ込める
ことで両バルブリフタ体を非連結の状態にしたとき、吸
気弁又は排気弁を、前記低速用カムによって開閉作動し
、前記プランジャピンを両方のビン孔に跨るように嵌め
ることで両バルブリフタ体を連結状態にしたとき、吸気
弁又は排気弁を、前記高速用カムによって開閉作動する
ように構成することを提案している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、この先行技術における動弁装置は、以下に述べ
るような不具合を有する。

■、バルブタイミング及びバルブリフトの変更が、高速
回転域と低速回転域との二段の変更であって、無段階的
な変更ではないから、バルブタイミング及びバルブリフ
トを全回転域に適合することができない。

■０両バルブリフタ体を連結状態にしたとき、吸気弁又
は排気弁を、そのばねに抗して開くことに要する力（以
下、開弁力と云う）は、一方のバルブリフタ体から両方
のビン孔に跨って嵌まるプランジャピンを介して他方の
バルブリフタ体に伝達されるため、゛前記プランジャビ
ンには、前記開弁力による曲げモーメントとせん断荷重
との両方を同時に受けることになるから、その連結部に
おける剛性が低いのであり、これに加えて、両バルブリ
フタ体におけるビン孔の内面には、前記プランジャピン
に対する曲げモーメント及びせん断荷重に起因するこじ
れが作用することにより、当該側ピン孔の内面にへたり
等の摩耗を生じることになるから、前記連結部における
剛性が低いことと相俟って、内燃機関の高速化に追従し
ないと共に、耐久性が低いのである。

■、前記プランジャピンを、両方のビン孔に跨って嵌ま
るように構成するには、両バルブリフタ体におけるビン
孔の軸線が正確に一直線上において一致するようにしな
ければならず、この両ピン孔の加工に、高度の加工精度
が必要であるから、製造コストの大幅なアップを招来す
る。

■０両ピン孔の軸線は、各カムにおけるベース面及びバ
ルブリフタ体の上面が摩耗した場合にずれるので、バル
ブタイミング又はバルブリフトの低速適合から高速適合
への切換えが不能になる事態か発生するおそれがある。

本発明は、この先行技術の動弁装置か有する問題を解消
することを技術的課題とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

この技術的課題を達成するため本発明は、シリンダヘッ
ドに設けた吸気弁又は排気弁におけるバルブステムの上
端と、その上方に配設したカム軸上におけるカムとの間
に、内部に油圧室を備えたシリンダ体を、前記シリンダ
ヘッドに対して回転自在で且つ摺動不能に保持して設け
、該シリンダ体には、その上部に頂面が前記カム軸上の
カムに対して接当する第１バルブリフタ体を、その下部
に前記吸気弁又は排気弁におけるバルブステムの上端に
対して接当する第２バルブリフタ体を各々摺動自在に装
着し、更に、前記第１バルブリフタ体の側面に、前記油
圧室内への作動油供給ポートを穿設する一方、前記シリ
ンダ体には、前記第１バルブリフタ体における下降動に
際して前記作動油供給ポートの油圧室内への開口部を閉
じるようにした閉塞部を設け、該閉塞部の上面を、シリ
ンダ体の軸線に対して適宜角度の傾斜面に形成する構成
にした。

〔作　　用〕

この構成において、カム軸か回転すると、当該カム軸上
のカムによって第１バルブリフタ体が下向きに押圧され
て下降動することにより、シリンダ体の油圧室内におけ
る作動油の圧力が高くなり、この圧力によって第２バル
ブリフタ体が下降動するから、吸気弁又は排気弁は、そ
のバルブばねに抗して開き作動する。そして、前記カム
軸の回転につれてカムによる第１バルブリフタ体の下向
き方向への押圧が解除されると、前記吸気弁又は排気弁
におけるバルブばねの反発力によって、前記吸気弁又は
排気弁が閉じ作動すると共に、前記第１バルブリフタ体
及び第２バルブリフタ体が上昇動する。

ところで、前記作動油供給ポートの油圧室内への開口部
が開いているとき、油圧室内における作動油は、前記第
１　／＜ルブリフタ体の下降動によって、油圧室から前
記作動油供給ポートを経て押し圧されることにより、当
該油圧室内における作動油の圧力は上昇しないから、前
記第２バルブリフタ体の下降動、つまり、吸気弁又は排
気弁の開き作動は、前記第１バルブリフタ体の下降動に
伴い、前記作動油供給ポートか、シリンダ体における閉
塞部にて閉じたときから開始することになる。

この場合において、前記シリンダ体を、シリンダヘッド
に対して回転自在に支持する一方、このシリンダ体に設
けた閉塞部の上面を、傾斜面に形成したことにより、前
記第１バルブリフタ体の下降動中において前記作動油供
給ポートが閉じる位置を、前記シリンダ体を適宜回転操
作することによって、シリンダ体の軸線方向に沿って自
在に変位できるから、前記第１バルブリフタ体の下降動
中において前記作動油供給ポートが閉じる位置を、前記
シリンダ体の回転操作によって、上方に変位することに
より、吸気弁又は排気弁か開き始めるときのタイミング
が早く、閉じるときのタイミングか遅くなると共に、バ
ルブリフトが大きくなるのである。また、前記第１バル
ブリフタ体の下降動中において前記作動油供給ポートが
閉じる位置を、前記シリンダ体の回転操作によって、下
方に変位することにより、吸気弁又は排気弁か開き始め
るときのタイミングか遅（、閉じるときのタイミングが
早くなると共に、バルブリフトが小さくなるのである。

従って、前記吸気弁又は排気弁におけるバルブタイミン
グ又はバルブリフトを、前記シリンダ体を回転操作する
ことによって、無段階的に変更できるのである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を、吸気弁に対して適用した場合
の図面について説明する。

図において符号ｌは、シリンダブロック（図示せず）の
上面に締結したシリンダヘッドを示し、該シリンダヘッ
ド１には、吸気ポート３が、当該シリンダヘッドｌの下
面２に開口するように形成され、この吸気ポート３にお
ける開口部４には、当該開口部４を開閉するための吸気
弁５か設けられ、この吸気弁５におけるバルブステム６
には、当該吸気弁５を常時閉の状態に付勢するバルブば
ね７か設けられている。

また、符号８は、前記吸気弁５に対するカム９を備えた
カム軸を示し、該カム軸８は１、前記吸気弁５の上方の
部位において、図示しない軸受にて、前記シリンダヘッ
ド１に対して軸支されている。

符号１０は、中空状のシリンダ体を示し、該シリンダ体
ＩＯ内には、その上部に第１油圧室１１を、下部に前記
第１油圧室１１に対して通路１２を介して連通ずる第２
油圧室１３を各々形成して、このシリンダ体ｌＯを、前
記カム軸８と前記吸気弁５との間の部位に配設して、こ
のシリンダ体１０を、前記シリンダヘッド１に対して回
転自在に、且つ、摺動不能に支持する。

そして、前記シリンダ体１０における上部の外側に、頂
面が前記カム軸８上のカム９に接当する第１バルブリフ
タ体１４を、摺動自在に被嵌する（なお、この第１バル
ブ＋）フタ体Ｉ４は、シリンダヘッド１に対して滑りキ
ー等により回転不能に係止されている）一方、前記シリ
ンダ体１０における下部の内側に、前記吸気弁５におけ
るバルブステム６の上端に接当する第２バルブリフタ体
１５を摺動自在に挿入する。

前記第１バルブリフタ体１４の側面には、図示しない作
動油源に作動油通路１６を介して連通ずる作動油供給ポ
ート１７を、当該作動油供給ポー）１７が前記第１油圧
室１１内に開口するように穿設する一方、前記シリンダ
体１０のうち前記第１油圧室ｌｌ内の部分には、前記第
１バルブリフタ体１４における下降動に際して前記作動
油供給ポー）１７の第１油圧室１１内への開口部を閉じ
るようにした閉塞部１８を設け、この閉塞部１８の上面
を、前記シリンダ体１０の軸線に対して適宜角度（θ）
の傾斜面１９に形成する。

この構成において、カム軸８が回転すると、当該カム軸
８上のカム９によって第１バルブリフタ体１４が下向き
に押圧されて下降動することにより、シリンダ体１０の
第１油圧室ｌｌ内における作動油の圧力か高くなり、こ
の圧力が通路１２を介して第２油圧室１３に伝達するこ
とにより、第２バルブリフタ体１５が下降動するから、
吸気弁５は、そのバルブばね７に抗して開き作動する。

そして、前記カム軸８の回転につれてカム９による第１
バルブリフタ体１４の下向き方向への抑圧が解除される
と、前記吸気弁５バルブばね７の反発力によって、前記
吸気弁５が閉じ作動すると共に、前記第１バルブリフタ
体１４及び第２バルブリフタ体１５が元のの位置まで上
昇動する。

ところで、前記作動油供給ポート１７の第１油圧室１１
内への開口部が開いているとき、第１油圧室１１内にお
ける作動油は、前記第１バルブリフタ体１４の下降動に
よって、第１油圧室１１から前記作動油供給ポート１７
を経て押し出されることにより、当該第１油圧室１１内
における作動油の圧力は上昇しないから、前記第２バル
ブリフタ体１５の下降動、つまり、吸気弁５の開き作動
は、前記第１バルブリフタ体１４の下降動に伴い、前記
作動油供給ポート１７が、シリンダ体１ｏにおける閉塞
部１８にて閉じたときから開始することになる。

この場合において、前記シリンダ体１０を、シリンダヘ
ッドｌに対して回転自在に支持する一方、このシリンダ
体１０に設けた閉塞部１８の上面を、傾斜面Ｉ９に形成
したことにより、前記第１バルブリフタ体１４の下降動
中において前記作動油供給ポート１７が閉じる位置を、
前記シリンダ体１０を適宜回転操作することによって、
シリンダ体ＩＯの軸線方向に沿って自在に変位できる。

そこで、前記シリンダ体１０を、その閉塞部１８にて前
記作動油供給ポート１７を常時閉じる位置まで回転操作
することにより、吸気弁５におけるリフト曲線は第４図
に実線Ａで示すようになり、当該吸気弁５が開き始める
ときのタイミングか最も早（、閉じるときのタイミング
が最も遅くなると共に、最大バルブリフトを得ることが
できる。

次に、前記シリンダ体重０の回転操作によって、前記作
動油供給ポート１７が閉じる位置を、前記の状態から下
方に変位することにより、吸気弁５におけるリフト曲線
は第４図に二点鎖線Ｂで示すようになり、また、前記シ
リンダ体ｌＯの回転操作によって、前記第１バルブリフ
タ体１４の下降動中において前記作動油供給ポート１７
が閉じる位置を、前記よりも更に下方に変位することに
より、吸気弁５におけるリフト曲線は第４図に一点鎖線
Ｃで示すようになるから、吸気弁５におけるバルブタイ
ミング及びバルブリフトを、前記シリンダ体ｌＯの回転
操作によって、無段階的に変更することができるのであ
る。

従って、前記シリンダ体１０の下部外周に歯車２０を設
け、この歯車２０に噛合するピニオン歯車２１を、ステ
ップモータ２２等により、内燃機関における回転数に応
じて回転するように構成することにより、吸気弁５にお
けるバルブタイミング及びバルブリフトを、内燃機関の
低速回転域から高速回転域の全般にわたって自動調節す
ることまた、前記シリンダ体ＩＯの回転操作によって、
前記作動油供給ポート１７を常時開いている状態にする
ことにより、吸気弁５における開閉作動を停止すること
ができるのである。

なお、前記実施例は、吸気弁５に対して適用した場合で
あったか、本発明は、排気弁に適用したり、或いは吸気
弁と排気弁との両方に適用できることは言うまでもない
。また、前記実施例のように、第１油圧室１１を内径り
の大径に、第２油圧室１３を内径ｄの小径にして、この
間を通路１２を介して連通ずる構成にすることにより、
吸気弁５のリフトを、第１バルブリフタ体１４のリフト
よりも大きくすることができる。

〔発明の効果〕

以上の通り本発明によると、吸気弁又は排気弁における
バルブタイミング及びバルブリフトを、シリンダ体の回
転操作によって、無段階的に変更することができるから
、吸気弁又は排気弁におけるバルブタイミング及びバル
ブリフトを、低速回転域から高速回転域の全般にわたっ
て的確に適合することができる。

シカも、本発明は、バルブタイミング及びバルブリフト
の変更を、前記シリンダ体の回転操作によって行うもの
であるから、変更不能の事態を招来することかないので
あり、その上、本発明は、前記先行技術のものに比べて
、耐久性か高いと共に、高速追従性に優れており、且つ
、安価に提供できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は縦断正面図、第
２図は第１図の■−■視断面断面図３図は第１図の■−
■視断面断面図４図は吸気弁におけるリフト曲線を示す
図である。 １・・・・シリンダヘッド、３・・・・吸気ポート、５
・・・・吸気弁、６・・・・バルブステム、７・・・・
バルブばね、８・・・・カム軸、９・・・・カム、１０
・・・・シリンダ体、１１．１３・・・・油圧室、１４
・・・・第１バルブリフタ体、１５・・・・第２バルブ
リフタ体、１６・・・・作動油通路、１７・・・・作動
油供給ポート、１８・・・・閉塞部、１９・・・・傾斜
面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）．シリンダヘッドに設けた吸気弁又は排気弁にお
   けるバルブステムの上端と、その上方に配設したカム軸
   上におけるカムとの間に、内部に油圧室を備えたシリン
   ダ体を、前記シリンダヘッドに対して回転自在で且つ摺
   動不能に保持して設け、該シリンダ体には、その上部に
   頂面が前記カム軸上のカムに対して接当する第１バルブ
   リフタ体を、その下部に前記吸気弁又は排気弁における
   バルブステムの上端に対して接当する第２バルブリフタ
   体を各々摺動自在に装着し、更に、前記第１バルブリフ
   タ体の側面に、前記油圧室内への作動油供給ポートを穿
   設する一方、前記シリンダ体には、前記第１バルブリフ
   タ体における下降動に際して前記作動油供給ポートの油
   圧室内への開口部を閉じるようにした閉塞部を設け、該
   閉塞部の上面を、シリンダ体の軸線に対して適宜角度の
   傾斜面に形成したことを特徴とする内燃機関おける動弁
   装置。