JPH0562205B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は吸入空気量をロータリバルブによつて
調整するようにしたロータリバルブ付エンジンに
関する。

（従来技術） 一般にエンジンの出力は、吸気通路に設けたス
ロツトルバルブで吸入空気量を調整することによ
り制御されるが、このような制御方法によると、
吸入空気量が少い低負荷時に上記スロツトルバル
ブの開度が小さくなるため所謂絞り損失が増大
し、その結果、低負荷時における燃費が悪化する
という問題が生じる。そこで、例えば特公昭58−
5329号公報に開示されているように、吸気通路に
おける吸気弁の上流側に該通路を開閉するロータ
リバルブを備え、該バルブの開閉時期を変化させ
ることにより吸入空気量を調整するようにしたエ
ンジンが提案されている。つまり、第４図に示す
ように、吸気通路Ａにおける吸気弁Ｂの上流側に
該通路Ａを開閉するロータリバルブＣを備え、該
ロータリバルブＣをエンジン出力軸によつて回転
駆動することにより、第５図に示すように該ロー
タリバルブＣの開弁時期と上記吸気弁Ｂの開弁
時期とがオーバーラツプする時期（斜線部）
に空気を吸入させるように構成する。そして、ロ
ータリバルブＣの開弁時期をエンジン負荷に応
じて可変として、例えば矢印(イ)で示すようにクラ
ンク角に対する該バルブＣの回転位相を進めた場
合には上記オーバーラツプ期間が短くなること
により吸入空気量が減少され、また矢印(ロ)で示す
ようにロータリバルブＣの回転位相を遅らせれば
オーバーラツプ期間が長くなることにより吸入
空気量が増大するように構成する。このようなエ
ンジンによれば、ロータリバルブＣの開弁時期Ｉ
と吸気弁Ｂの開弁時期のオーバーラツプ期間
、即ち吸気通路Ａが上流側から燃焼室Ｄまで開
通している期間によつて吸入空気量が調整される
ので、スロツトルバルブの開度によつて該吸入空
気量を調整する場合のような絞り損失がなく、従
つて低負荷時における燃費が向上されることにな
る。

ところで、上記のようなエンジンにおいては、
ロータリバルブＣの回転位相の調整は、上記公報
にも示されているように、第６図に示すような構
成によつて行われるのが通例である。即ち、エン
ジン出力軸に同期して回転される駆動軸Ｅとロー
タリバルブＣに一体の被動軸Ｆとを同一軸線上に
配置し、両軸Ｅ，Ｆの対向端部外周に互いに逆方
向に傾斜するスプライン溝E′，F′を形成すると共
に、これらのスプライン溝E′，F′に係合される調
整スリーブＧを備え、駆動軸Ｅの回転を該スリー
ブＧを介して被動軸ＦないしロータリバルブＣに
伝達するように構成する。そして、加速時には、
上記スリーブＧをアクセルペダルの踏込みに連動
するアクセルワイヤＨ及びレバーを介して例え
ば(ハ)方向に移動させることにより、駆動軸Ｅに対
して被動軸Ｆを（ハ′）方向に相対回転させて、
これら全体の回転方向(ニ)に対する被動軸Ｆないし
ロータリバルブＣの回転位相を遅らせ、また減速
時にはリターンスプリングＪによつて調整スリー
ブＧを(ホ)方向に移動させることにより、駆動軸Ｅ
に対して被動軸ＦないしロータリバルブＣを
（ホ′）方向に相対回転させて、これらの回転位相
を進めるようにする。これにより、第５図に示す
ような負荷に応じたロータリバルブＣの開弁時期
の調整が行われ、これに伴つて吸入空気量の調整
が行われることになる。

然して上記のような構成によれば、減速時にリ
ターンスプリングＪによる調整スリーブＧの(ホ)方
向への移動が遅れるという問題が生じる。即ち、
ロータリバルブＣは大きな質量を有しているため
(ニ)方向に大きな慣性力を伴つて回転しているので
あるが、この慣性力に打ち勝つて該ロータリバル
ブＣの回転位相を変化させようとすると、スプリ
ングＪの付勢力だけでは調整スリーブＧを移動さ
せる力が不足し、そのため、アクセルペダルを離
した時の該スリーブＧの(ホ)方向への移動が遅れ、
エンジンの減速応答性が悪くなるのである。これ
に対しては、リターンスプリングＪのバネカを十
分大きくすればよいが、この場合、アクセルペダ
ルが重くなつて、踏込みに大きな力を要すること
になる。

（発明の目的） 本発明は、吸気弁上流側の吸気通路に該通路を
開閉するロータリバルブを備え、該バルブの回転
位相を負荷に応じて変化させることによつて吸入
空気量を調整するようにしたロータリバルブ付エ
ンジンにおける上記のような問題に対処するもの
で、減速時におけるロータリバルブの吸入空気量
減少方向への回転位相の変化を速やかに行わせる
ことにより、この種のエンジンにおける減速応答
性を改善することを目的とする。

（発明の構成） 本発明に係るロータリバルブ付エンジンは、上
記目的達成のため次のような構成したことを特徴
とする。

即ち、吸気弁上流側の吸気通路に該通路を開閉
するロータリバルブを備えると共に、該バルブの
駆動系に、対向端部に互いに逆方向に傾斜するス
プライン溝が夫々形成されたエンジン出力軸側の
駆動軸及びロータリバルブ側の被動軸を同一軸線
上に配置し、且つこれら両軸のスプライン溝に係
合されて動力の伝達を行う調整スリーブを設け
て、該スリーブをエンジン負荷に応じて軸方向に
移動させることにより、上記駆動軸に対する被動
軸の回転位相を変化させるように構成する。そし
て、上記調整スリーブ負荷の減少方向への移動時
に被動軸の回転位相が進み側に変化するように上
記両スプライン溝の傾斜方向を設定すると共に、
駆動軸におけるスプライン溝の軸心線に対する傾
斜角を被動軸におけるスプライン溝の軸心線に対
する傾斜角より大きくする。

ところで、上記駆動軸及び被動軸のスプライン
溝の傾斜角は、調整スリーブの軸方向の一定スト
ロークに対して駆動軸に対する被動軸の回転位相
の変化量が所要の量となるように設定されるもの
であるが、上記のように駆動軸側スプライン溝の
傾斜角を被動軸側スプライン溝の傾斜角より大き
くすると、調整スリーブ自身の慣性力が被動軸の
回転位相を進める方向に作用することになる。従
つて、両スプライン溝の傾斜方向を減速時に被動
軸の回転位相が進み側に変化するように設定すれ
ば、上記調整スリーブの慣性力がリターンスプリ
ングによる該スリーブを減速方向に移動させる作
用を助勢することになり、その結果、被動軸ない
しロータリバルブの回転位相の進み側への変化が
速かに行われることになる。

（発明の効果） このように本発明によれば、ロータリバルブの
回転位相をエンジン負荷に応じて変化させること
によつて吸入空気量を調整するようにしたエンジ
ンにおいて、該ロータリバルブの吸入空気量減少
方向への回転位相の変化が速やかに行われること
になる。もつて、この種のロータリバルブを備え
たエンジンにおいて、リターンスプリングのバネ
力を大きくすることなく、即ちアクセルペダルを
重くすることなく、該ペダルを離した時の減速応
答性を向上させることが可能となる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について説明する。

第１図に示すように、エンジン１の一側部には
各気筒２…２の燃焼室に吸気弁３…３を介して吸
気を供給する吸気系４が設けられ、また他側部に
は各燃焼室で発生した排気ガスを排気弁５…５を
介して排出する排気系６が設けられている。そし
て、上記吸気系４には、エンジン１に取付けられ
たケース７内に軸受８，８を介して回転自在に収
納された中空円筒状のロータリバルブ９が備えら
れている。このロータリバルブ９の一端面は開口
されて、エアクリーナ（図示せず）から吸入され
た空気を該バルブ９内に導入する入口９ａとされ
ていると共に、週面には気筒数と同数の開口部９
ｂ…９ｂが設けられている。また、上記ケース７
には各気筒２…２の燃焼室に夫々通じる独立吸気
通路７ａ…７ａが設けられ、ロータリバルブ９の
回転により上記開口部９ｂ…９ｂが各独立吸気通
路７ａ…７ａに所定の順序で一致して、該バルブ
９の内部空間が各独立吸気通路７ａ…７ａに順次
連通するようになつている。

また、このロータリバルブ９とエンジン１の出
力軸１０との間には該バルブ９の駆動系統１１が
設けられている。この駆動系統１１は、上記エン
ジン出力軸１０に平行な且つロータリバルブ９の
軸線上に配置された駆動軸１２と、ロータリバル
ブ９の端面に一体的に設けられ且つ上記駆動軸１
２に同一軸線上で対向配置された被動軸１３と、
上記エンジン出力軸１０及び駆動軸１２に夫々取
付けられた一対のプーリ１４，１５間に巻架され
たタイミングベルト１６と、駆動軸１２と被動軸
１３の間に設けられて回転を伝達すると共に、駆
動軸１２に対する被動軸１３の回転位相を変化さ
せる位相調整装置１７とで構成されている。ここ
で、この実施例においては、エンジン出力軸１０
により駆動軸１２、被動軸１３及びロータリバル
ブ９がＸ方向に回転されるゆになつていると共
に、ロータリバルブ９の回転速度はエンジン出力
軸１０の回転速度の1/2とされている。また、各
気筒２…２の吸気行程時における吸気弁３…３の
開弁時期にオーバーラツプしてロータリバルブ９
の対応する開口部９ｂ…９ｂが独立吸気通路７ａ
…７ａに一致するように、エンジン出力軸１０と
ロータリバルブ９の位相及び該バルブ９における
各開口部９ｂ…９ｂの開設位置が設定されてい
る。

一方、上記位相調整装置１７は、第２図に拡大
して示すように、駆動軸１２と被動軸１３の対向
端部外周に形成された互いに逆方向に傾斜するス
プライン溝１２ａ，１３ａに両端部が夫々係合さ
れた調整スリーブ１８と、該調整スリーブ１８の
外側に配置されて、該スリーブ１８の両端部を軸
受１９，１９を介して回転自在に支持する支持ス
リーブ２０と、該支持スリーブ２０に一端が連結
されて、該支持スリーブ２０ないし調整スリーブ
１８を軸方向に移動させるレバー２１とで構成さ
れていると共に、第１図に示すように該レバー２
１の他端部にはアクセルペダル（図示せず）の踏
込みによつて該レバー２１をｘ方向に揺動させる
アクセルワイヤ２２と、該ワイヤ２２による揺動
方向と反対のｙ方向に該レバー２１を付勢するリ
ターンスプリング２３とが連結されている。そし
て、アクセルペダルの踏込みによるレバー２１の
ｘ方向への揺動により支持スリーブ２０及び調整
スリーブ１８がx′方向に移動し、この時、駆動軸
１２に対して調整スリーブ１８が相対的にx″方
向に回転し、更に調整スリーブ１８に対して被動
軸１３が相対的に同方向のｘ方向に回転するよ
うになつており、また、これとは逆にリターンス
プリング２３の引張力によりレバー２１がｙ方向
に揺動し、これに伴つて支持スリーブ２０及び調
整スリーブ１８がy′方向に移動した時は、駆動軸
１２に対して調整スリーブ１８がy″方向に、また
調整スリーブ１８に対して被動軸１３が同方向の
ｙ方向に夫々相対回転するようになつている。
つまり、調整スリーブ１８のx′方向への移動によ
り被同軸１３ないしロータリバルブ９の回転位相
がこれらの回転方向Ｘに対して遅れ側に変化し、
逆に調整スリーブ１８のy′方向の移動により被動
軸１３ないしロータリバルブ９の回転位相が進み
側に変化するようになつているのである。そし
て、このような回転位相の変化を生じさせる上記
駆動軸１２及び被動軸１３の互いに逆方向に傾斜
するスプライン溝１２ａ，１３ａの軸心線に対す
る傾斜角が、本発明においては、駆動軸１２側の
スプライン溝１２ａでは大きく（例えば45゜）、被
動軸１３側のスプライン溝１３ａでは小さく（例
えば15゜）されている。

次に、上記実施例の作用を説明する。

エンジン１の運転時において、いずれかの気筒
２が吸気行程に入つて吸気弁３が開く時に、その
開弁時期にオーバーラツプして当該気筒２に通じ
る独立吸気通路７ａとロータリバルブ９における
対応する開口部９ｂとが一致するため、図示しな
いエアクリーナから吸入されてロータリバルブ９
の内部空間に導入されている空気が上記開口部９
ｂ、独立吸気通路７ａ及び吸気弁３を経て該気筒
２の燃焼室に吸入される。この時、吸入空気量
は、第５図に示すように上記吸気弁３の開弁時期
と、ロータリバルブ９の開弁時期（開口部９
ｂと独立吸気通路７ａとが一致している時期）と
がオーバーラツプする期間によつて決定される
ことになる。

そして、エンジン出力を増大させるためにアク
セルペダルを踏込んだ場合は、ロータリバルブ９
の駆動系統１１における位相調整装置１７におい
て、レバー２１がアクセルワイヤ２２を介してｘ
方向に揺動されて、支持スリーブ２０及び調整ス
リーブ１８がx′方向に移動されることにより、駆
動軸１２に対する被動軸１３及びロータリバルブ
９の回転位相が遅れ側に変化されることになる。
そして、これに伴つて第５図に矢印(ロ)で示す方向
にロータリバルブ９の開弁時期が変化し、吸気
弁３の開弁時期とのオーバーラツプ期間が長
くなる。これにより、吸入空気量が増大し、所望
のエンジン出力が得られることになる。また、上
記アクセルペダルを離せば、リターンスプリング
２３により上記レバー２１を介して調整スリーブ
１８がy′方向に移動させることにより、被動軸１
３ないしロータリバルブ９の回転位相が進み側に
変化され、これに伴つて第５図に矢印(イ)で示す方
向にロータリバルブの開弁時期が変化して吸気
弁３の開弁時期とオーバーラツプ期間が短く
なり、これにより吸入空気量が減少することにな
る。

然して、吸入空気量を減少させるエンジン１の
減速時においては、リターンスプリング２３のバ
ネ力だけでは調整スリーブ１８が速やかにy′方向
に移動せず、そのためロータリバルブ９の回転位
置の進み側への変化、即ちエンジン１の減速が遅
れるという問題が生じるのであるが、本発明で
は、この遅れが次のようにして低減もしくは解消
される。つまり、第３図に示すように駆動軸１２
や被動軸１３等と共にＸ方向に回転している調整
スリーブ１８にはその質量に対応する同方向の慣
性力が作用しており、この慣性力が該スリーブ１
８の両端部における歯１８ａ，１８ｂを介して力
Ｆ，Ｆとして駆動軸１２及び被動軸１３のスプラ
イン溝１２ａ，１２ａに作用する。この時、スプ
ライン溝の傾斜角が大きい駆動軸１２側において
は、該スプライン溝１２ａに沿つて調整スリーブ
１８の歯１８ａを滑らせて該スリーブ１８をy′方
向に移動させようとする大きな分力F₁が生じる
のに対して、スプライン溝の傾斜角が小さい被動
軸１３ではx′方向に移動させようとする分力F₂と
して小さな力しか生じないことになる。そのた
め、調整スリーブ１８には上記慣性力に基づいて
全体としてy′方向の力が作用することになり、こ
の力が上記リターンスプリング２３のバネ力を助
勢することになる。これにより、リターンスプリ
ング２３のバネ力を大きくしなくても調整スリー
ブ１８のy′方向の移動、即ちロータリバルブ９の
回転位相を進めて吸入空気量を減少させる方向の
移動が速やかに行われることになり、アクセルペ
ダルが重くなる等の弊害を伴うことなく、エンジ
ン１の減速応答性が向上されることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すロータリバルブ
付エンジンの一部破断平面図、第２図は該エンジ
ンにおけるロータリバルブの位相調整装置を示す
拡大断面図、第３図は本発明の作用説明図であ
る。第４図はロータリバルブの一般的配置状態を
示すエンジンの概略縦断面図、第５図は該ロータ
リバルブの作用を示すグラフ、第６図は従来の位
相調整装置を示す拡大断面図である。 １……エンジン、３……吸気弁、７ａ……吸気
通路、９……ロータリバルブ、１１……駆動系、
１２……駆動軸、１３……被動軸、１２ａ，１３
ａ……スプライン溝、１８……調整スリーブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 吸気弁上流側の吸気通路にエンジン出力軸に
   駆動されて該吸気通路を開閉するロータリバルブ
   を備えると共に、該バルブの駆動系を構成する同
   一軸線上に配置された駆動軸と被動軸の対向端部
   に互いに逆方向に傾斜されたスプライン溝を夫々
   形成し、且つこれらのスプライン溝に係合され
   て、エンジン負荷に応じて軸方向に移動すること
   により上記駆動軸に対する被動軸の回転位相を変
   化させる調整スリーブを備えたエンジンであつ
   て、上記調整スリーブの負荷の減少方向への移動
   時に被動軸の回転位相が進み側に変化するように
   上記両スプライン溝の傾斜方向が設定されている
   と共に、駆動軸におけるスプライン溝の軸心線に
   対する傾斜角が被動軸におけるスプライン溝のそ
   の傾斜角より大きくされていることを特徴とする
   ロータリバルブ付エンジン。