JPH04179809A - 内燃機関の動弁カムの形状が選択可能な機構 - 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） 本機構は内燃機関の吸、排気の一方又は両方に関しバル
ブの開閉期間、リフト量を無段階的かつ連続的に選択し
つる為、機関の広範囲な運転状況、回転域において最適
な吸排気効率を提供する為、広回転域で使用されかつ、
高出力、低燃費、排気ガスの清浄化が必要な自動車用機
関等に使用しうる機構。

（従来の技術） 内燃機関の低速型、高速型等の特性は吸排気バルブを開
閉するカムの形状（主に、作用角とリフト量）により主
に左右されるが、従来の内燃機関に使用されるカムは固
定式であるため、機関自体も、低速回転用、中速回転用
、高速回転用と特性が固定されたものとなっている。そ
のため低速回転用機関を用いた場合低回転域では、高Ｌ
１！ＩＡ関効率、低燃費を達成するが、高回転域では効
率の低下又は、運転不良をきたす。一方、高回転用機関
を用いた場合、高回転域では、高出力、高い機関効率を
達成するが、低回転域では、効率の低下や運転不良をき
たしてしまう。又、中速回転用機関は、低速、高°速域
に於いて十分な効率が得られない。又、低速用、高速用
の二種類のカムを切り替えて使用する機構を用いた従来
機関に於いてもその二種類のカムの守備範囲以外、つま
りその二つのカムの設定の中間回転域や、更に高い回転
域や、更に低い回転域ではやはり効率の低下や運転不良
をきたすのである。

（発明が解決しようとする問題点） 内燃機関の吸排気バルブを駆動するカムの作用角度、リ
フト量（つまりバルブの開閉期間、リフト量）を機関の
運転中に無段階的に低速用から高速用と広範囲に選択可
能なものとし、　ひいては機関自体が低速から高速まで
あらゆる運転状況に於いて高効率、高出力を発生せしめ
ることを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 以下、本発明に係る実施例を図°面を参照しつつ説明す
る。

第１−図のごとく吸又は、排気バルブ（Ｄ）を駆動する
カム軸（Ａ）のカムシャフト部（Ｂ）の片端の断面（Ｅ
）は作用角（θ）もリフト量（ｈ）も小さい低速用のカ
ムの形状を有しており逆端面方向（１）に向かい、滑ら
かかつ連続的に作用角（θ）とリフト量（ｈ）を増加（
Δθ、Δｈ）させつっ逆端面の断面（Ｅ′）のごとき作
用槽（Δθ°）もリフト量（Δｈ’）も大きい高速用の
カム形状のを有する断面に至るカムシャフト部（Ｂ）を
用い、　排気バルブ（Ｄ）に対するカムシャフト部（Ｂ
）の作用位置（１）を選択することによりバルブ（Ｄ）
に作用するカム断面（Ｅ）の作用角度（θ）とリフト量
（ｈ）を任意に選択することを可能とする。

（作用） 上述した問題点を解決する手段は以下のように作用する
。

カム軸を軸方向に移動させることは機関が運転中であっ
ても、従来技術である油圧手段、機械手段、電気手段等
を応用することによって実行可能である。又、センサー
類と組み合わせたマイコンを用い、機関の回転数、負荷
、運転状況などの諸条件に応じてカム軸を移動制御する
ことにより、理想的なバルブの開閉期間、バルブリフト
量を機関に提供し、常に機関の高出力、高効率化を達成
する。

（実施例） 以下、本発明に係る実施例を図面を参照しつつ説明する
。

本発明に係る第２−図に示すようにカムシャフト（１）
のカム部（４）の片端は作用角（θ）、リフト量（ｈ）
の小さな低速用のカム断面（Ｅ）を有してａり逆端に向
かうに従い断面の作用角（θ）、リフト量（ｈ）は大き
くなる。

カムシャフト（１）は機関主軸により駆動されるギアー
（２）とスプラインシャフト部（３）により結合されて
おり、カムシャフト（１）は軸方向に自由に移動可能に
なっており、ギアー（２）を経由して、機関主軸により
回転される。　カムシャフト（１）のカム＠（４）はロ
ッカーアーム（５）の先端に取り付けられているローラ
ーベアリング（６）に接しておりカム部（４）が回転す
ることによりロッカーアーム（５）を経由して吸気弁（
７）を所定の作用角（θ）、リフト量（ｈ）で開閉する
。カムシャフト（１）の片方の端は油圧ピストン（８）
になっており油圧シリンダー（９）に挿入されている。

油圧シリンダー（９）はエンジンの主軸により駆動され
る油圧回路（］０）と、油圧のリリース回路（１１）の
二つの油圧回路に接続されており、それぞれの回路には
油圧コントロールバルブ（Ｉ２）と油圧リリースバルブ
（１３）が取り付けられており、それぞれのバルブはマ
イクロコンブニーター（Ｉ４）により制御されている。

油圧がゼロの場合つまり機関始動時、スプリンング（１
５）によりカム部（４）はローラーベアリング（６）に
対し作用角（θ）及びリフト量（ｈ）が最も低い鍛低速
部を接する位置に保持される、それにより機関始動時に
は最低速用カムで始動を容５にし、機関始動後　機関の
回転が上がるにつれ油圧シリンダー（９）内の油圧がス
ブリンング（１５）を圧縮しカム部（４）をローラ・−
ベアリング（６）に対して作用角（θ）とリフト量（ｈ
）の大きな高速側に徐々に移動させる。

機関が更に回転を上げれば油圧は更に上昇し、カム部（
４）は更に高速側に移動される。　更に正確にカムの作
用角（θ）とリフト量（ｈ）を制御するため、カム部（
４）の位置は位置センサー（１６）によりマイクロコン
ピュータ−（１４）に把握され、かつその位置は油圧コ
ントロールバルブ（１２）と油圧リリース回路（１３）
の開閉をマイクロコンピュータ−（１４）でコントロー
ルすることにより制御する。

又、カム部（４）の位置制御（カムの軸方向の位置制御
）はＬ２以外の機械式、電気式等の従来技術によっても
容易に達成可能なものである。

又、排気バルブ側に対しても同様の機構、原理、方法を
用いるものである。

第４−図はロッカーアームの支点（１９）をカムシャツ
、）　（１９）とバルブ（１８）の中間に配置した例で
ある。

第５−図はカム軸（２０）と接触するローラーベアリン
グ（２１）の接触面が適切なＲを有していることを示し
ている。

（発明の効果） 上述したように、本発明によりあらゆる回転数、運転状
況に於いも機関に対し最適の弁開閉期間、リフト量を提
供するため常に機関の最適効率、最適出力を達成し、ひ
いては排気ガスの清浄化、低燃費化を実現しうるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第五４図は３次元的カム（カムＩＩＩＢ）と２次元的カ
ム（カム断面）とバルブ（作用点）の関係を示す図、第
五２図は本機構の作用とその制御を示す図、第五１図は
カムとロッカーアームとバルブの配置ヨー 例を示す図、第：ｌＣ１＃図はローラーベアリングの形
一 状の例を示す図。 特許出願人　株式会社エムイーアイ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関の吸排気動弁機構において三次元的なカム軸を
   用いそのカムを軸方向に位相させ二次元的カムを選択す
   ることにより、バルブの開閉期間、リフト量を機関の運
   転中に、任意かつ連続的に選択しうる機構。