JPH0762443B2 - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内燃機関の駆動に追従して動弁装置の動作時
期を制御し、内燃機関の燃焼効率及び燃料消費率を向上
させる内燃機関の動弁装置に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、内燃機関のシリンダヘッドに設けられる吸排気
通路を開閉する吸排気弁の動弁装置は第４図に示す構成
である。

内燃機関のシリンダヘッド１内には、吸排気通路２が形
成され、該吸排気通路２の燃焼室３側に設けた弁座４に
は吸排気弁５の弁頭６が着座可能となっている。吸排気
弁５の弁棒７は案内部８に摺動自在に嵌合しており、弁
棒７の先端は案内部８より所定量突出している。案内部
８の上方にはチャンバ９が形成され、案内部上端は円筒
状に形成されて該チャンバ９内に突出している。又、該
チャンバ９に連通し、前記弁棒７の軸心延長上に筒室10
を形成する。弁棒７の先端にピストン筒体11を固着し、
該ピストン筒体11の下部は筒状となっており、前記案内
部８の上端に摺動自在に嵌合せしめ、ピストン筒体の上
部にはピストン12が形成され、該ピストン12は前記筒室
10に摺動自在に嵌合してある。

案内部８とピストン筒体11で形成される圧力室13には圧
力通路14を介してアキュムレータ15が接続され、エアス
プリング16が構成されている。又、前記筒室10には弁駆
動用通路17を連通し、該弁駆動用通路17に動弁装置18が
接続されている。

弁駆動用通路17の１端に弁駆動用のプランジャポンプ19
が接続され、弁駆動用通路17の途中にはタンク20にそれ
ぞれ連通した戻り弁21、補充弁22を接続する。

プランジャポンプ19のプランジャ23は内燃機関のカム装
置（図示せず）にローラ24を介して当接し、スプリング
25によってカム装置側へ付勢されている。

今内燃機関の駆動に追従して、プランジャ23が下がると
補充弁22を介して作動流体が吸入される。この状態では
エアスプリング16の付勢力によって弁頭６は弁座４に密
着したままである。次にプランジャ23が上昇すると、吸
入した作動流体を加圧し、エアスプリング16に抗してピ
ストン12即ち吸排気弁５を下方に押し下げ吸排気通路２
を開口する。吸排気弁５を下方に押下げた後の余剰の作
動流体は戻り弁21を介してタンク20へ戻される。

更にプランジャ23が下がれば、筒室10の圧力が下り、エ
アスプリング16の付勢力が打勝って吸排気弁５は弁座４
に密着して吸排気通路２を閉塞する。

斯くの如くしてカム装置がプランジャポンプ19を駆動す
ることにより吸排気弁５が開閉する。

［発明が解決しようとする問題点］ 然しながら、上記従来例は、カム装置の回転数に同期さ
せて動弁装置18を駆動する構成である為、作動時期は固
定的であり、例えば一定格域の高回転、高負荷時に最適
に吸排気弁５が開閉する様作動時期を設定すると低回
転、低負荷時には最適な作動時期ではなくなる。

従って、内燃機関の燃焼状態が悪化し、燃料消費量が増
加する傾向にあった。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、吸排気弁を油圧によって開閉させる内燃機関
の動弁装置に於いて、ケーシングに開弁用バレルと閉弁
用バレルを平行に設け、両バレルにそれぞれ開弁用プラ
ンジャ及び閉弁用プランジャを液密に摺動自在且回転自
在に嵌合すると共に両プランジャを内燃機関と同期駆動
されるタペットと一体的に追従し得る様にし、前記両バ
レルにそれぞれスリーブを回転自在に嵌合せしめると共
に該スリーブと前記両プランジャとを回転方向にのみ拘
束せしめ、両スリーブにそれぞれケーシング外部から駆
動される棒状ラックを噛合し、前記開弁用バレルに開弁
孔を穿設すると共に閉弁用バレルには開弁孔より上死点
側に閉弁孔を穿設し、前記両プランジの先端にそれぞれ
開弁孔、閉弁孔に一致可能な欠切部を設け、又ケーシン
グには両バレル内に連通する連絡通路を穿設し、該連絡
通路を第１の逆止弁を具備した供給圧管により吸排気弁
駆動用の筒室に接続し、又連絡通路を第２の逆止弁を介
して油タンクに連通し、前記開弁孔と閉弁孔を油タンク
と連通すると共に閉弁孔を流れ制御弁を介して排圧管に
より前記筒室に接続したことを特徴とするものである。

［作用］ 両プランジャの軸心方向の移動により、吸排気弁駆動用
の油室へ油から給排され、且開弁孔を開弁用プランジャ
が閉塞することにより圧油が供給され、閉弁孔を閉弁用
プランジャが開口することにより圧油に排出が行われ、
且棒状ラックの駆動によりスリーブを介してプランジャ
が回転し、開弁孔と欠切部、閉弁孔と欠切部の一致時期
の変更、即ち両プランジャによる開弁孔の閉塞時期、閉
弁孔の開口時期が変化する。

［実 施 例］ 以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図に示される如く、26はケーシング上部体、27はケ
ーシング中間部体、28はケーシング下部体であり、これ
等各部体を一体化して動弁装置30のケーシング29を形成
している。

前記中間部体27の下半部は中空で円柱状の中空部31が形
成され、該中空部31に上バネ座32を嵌設すると共にタペ
ット33の円筒状の上半部を摺動自在に嵌合し、且上半部
の凹部い下バネ座34を嵌設する。上バネ座32と下バネ座
34との間に圧縮バネ35を撓ませた状態で挟設し、タペッ
ト33をカム36方向（下方）に付勢する。

中間部体27の上方より円筒形状の開弁用バレル37及び閉
弁用バレル38をその下端が上バネ座32を貫通して前記中
空部31に突出する様、挿通固着する。開弁用バレル37、
閉弁用バレル38の下半部にスリーブ39,40を回転自在に
嵌合し、両スリーブ39,40の上端部にピニオン歯41,42を
刻設し、下端部にはスリット43,44を穿設する。又、両
スリーブ39,40は前記上バネ座32に回転自在に嵌合して
おり、上バネ座32と中間部体27とで軸心方向の動きが規
制される。

両バレル37,38に開弁用プランジャ45、閉弁用プランジ
ャ46を液密に摺動自在且回転自在に嵌合せしめ、両プラ
ンジャ45,46よりそれぞれ下方に延出したロッド47,48の
下端を下バネ座34に係合せしめると共にロッド47,48の
途中にそれぞれ突設した回止め49,50を前記スリット43,
44に摺動自在に嵌合させる。

前記ピニオン歯41,42にそれぞれ噛合する棒状ラック51,
52,をスリーブ39,40の接線方向（紙面に対して垂直な方
向）に移動自在に設け、両ラック51,52は図示しない駆
動機構に連結する。

前記プランジャ45,46それぞれの頂部には、第２図で示
される如き、軸心に対し平行な面53と端面に対して傾斜
した面54とで形成される切欠部55を設け、又、前記開弁
用バレル37の上部所要位置に開弁孔56を穿設し、閉弁用
バレル38の該閉弁孔56の位置より所定量上方に閉弁孔57
を穿設する。中間部体27に該開孔弁56に連通する通孔58
及び閉弁孔57に連通する通孔59を穿設する。

前記上部体26には開弁用バレル37内、閉弁用バレル38内
にそれぞれ連通する２股状の連絡通路60を穿設し、下部
体28には前記タペット33の下半部を摺動自在に嵌合す
る。

又、図中61は油タンクであり、油タンク内に連通された
給油管62は給油ポンプ63、フィルタ64を経て分岐し、１
方の分岐路65は前記通孔58に接続し、他方の分岐路66は
逆止弁67を経て前記連絡通路60に接続する。該連絡通路
60と前記弁駆動用通路17とを逆止弁68を介して給圧管69
により接続し、給圧管69の逆止弁68より筒室10側と通孔
59とを逆止弁70、可変絞り71とから成る流れ制御弁72を
有する排圧管73によって接続する。又、給圧ポンプ63の
吐出側と油タンク61とを低圧逃し弁74を介して接続し、
逆止弁68の気筒室10側と油タンク61とを高圧逃し弁75を
介して接続する。

尚、前記した筒室10の側壁には逃し口76を穿設してあ
り、該逃し口76と油タンク61とを配管77によって接続す
る。

以下作動を説明する。

内燃機関に同期してカム36が回転すると、ローラ24を介
してカム36に当接するペレット33は圧縮バネ35に抗して
上下動する。開弁用プランジャ45、閉弁用プランジャ46
は圧縮バネ35により下バネ座34を介してタペット33に押
付けられているので、両プランジャ45,46はタペット33
の動きに追従して上下動する。

今、両プランジャ45,46が下降すると油タンク61より給
油ポンプ63を経て、開弁用バレル37、閉弁用バレル38に
それぞれ油が吸引される。次に下死点を越え両プランジ
ャ45,46が上昇すると、開弁用プランジャ46が開弁孔56
を閉塞する迄は、閉弁用バレル38内の油は連絡通路60を
経て分岐路65、低圧逃し弁74から油タンク61へ、又開弁
用バレル37内の油は分岐路65、低圧逃し弁74を経て油タ
ンク61へそれぞれ戻される。

開弁用プランジャ46が開弁孔56を閉塞すると油は連絡通
路60と排圧管73から、給圧管69、弁駆動用通路17を通っ
て筒室10内に流入する。筒室10内に流入した油はエアス
プリング16に打勝ってピストン12を押し下げ弁頭６を弁
座４より離反させ開弁する。この時の最大油圧は高圧逃
し弁の設定圧により決定される。ピストン12が押下げら
れ逃し口76が開口すると油圧は逃し口76を経て油タンク
61へ戻され、開弁状態が継続される。

次に、両プランジャ45,46が上死点を越えて下がり始め
ると筒室10の圧油は封入状態となり、依然開状態が維持
され、油はタンク61より両バレル37,38内に吸引され
る。更に両プランジャ45,46が下って閉弁孔57が開口す
ると筒室10の油は両バレル37,38内に流入する。この流
入速度は可変絞り71によって調整され、閉弁速度も可変
絞り71の調整によってコントロールし得る。筒室10内の
油が流出することによりエアスプリング16の作用により
ピストンは復帰閉弁する。

上記した如く、両プランジャ45,46の昇降動に伴い開弁
孔56の閉塞、閉弁孔57の開口によって、吸排気弁５の開
閉が行われ、斯かる作動により明らかな如く、開弁孔5
6、閉弁孔57の開閉時期により吸排気弁５の作動時期が
決定される。

更に、開弁孔56、閉弁孔57の開閉時期は即ち前記欠切部
55と両孔56,57との一致時期であり、欠切部55と両孔56,
57との一致時期は、スリーブ39,40を回転させることに
より変更可能である。

棒状ラック51を紙面に対し垂直な方向に移動させれば、
スリーブ39が回転し、スリット43、回止め49を介し開弁
用プランジャ45が回転し、欠切部55と開弁孔56との一致
時期が変更され、棒状ラック52を紙面に対し垂直な方向
に移動させれば、同様にしてスリーブ40が回転して欠切
部55と閉弁孔57との一致時期が変更される。而して、吸
排気弁５の開閉時期は棒状ラック51,52の操作により自
在に調整し得、この調整は内燃機関を停止させることな
く行える。

尚、上記実施例では弁の開閉機構がエアスプリングの例
を示したが、第３図に示す様な圧縮コイルスプリング78
を用いた弁の開閉機に実施可能であることは勿論であ
る。

［発明の効果］ 以上述べた如く本発明によれば、下記の優れた効果を発
揮する。

（１） 内燃機関のシリンダヘットの弁装置を駆動する
動弁装置を作動流体を介し且その作動流体の流体圧の発
生時期及び開放時期を機関の駆動に同期して制御でき、
それによって燃焼効率の向上と燃料消費量を低減でき
る。

（２） 最適な燃焼を可能にするので燃焼室内に発生す
る燃焼生成物（HC）等を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す説明図、第２図は圧力
時期制御用の欠切部を示す弁棒の部分斜視図、第３図は
他の弁開閉機構の説明図、第４図は従来例を示す説明図
である。 ５は吸排気弁、29はケーシング、33はタペット、37は開
弁用バレル、38は閉弁用バレル、39,40はスリーブ、45
は開弁用プランジャ、46は閉弁用プランジャ、51,52は
棒状ラック、55は切欠部、56は開弁孔、57は閉弁孔、60
は連絡通路、61は油タンク、69は給圧管を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸排気弁を油圧によって開閉させる内燃機
   関の動弁装置に於いて、ケーシングに開弁用バレルと閉
   弁用バレルを平行に設け、両バレルにそれぞれ開弁用プ
   ランジャ及び閉弁用プランジャを液密に摺動自在且回転
   自在に嵌合すると共に両プランジャを内燃機関と同期駆
   動されるタペットと一体的に追従し得る様にし、前記両
   バレルにそれぞれスリーブを回転自在に嵌合せしめると
   共に該スリーブと前記両プランジャとを回転方向にのみ
   拘束せしめ、両スリーブにそれぞれケーシング外部から
   駆動される棒状ラックを噛合し、前記開弁用バレルに開
   弁孔を穿設すると共に閉弁用バレルには開弁孔より上死
   点側に閉弁孔を穿設し、前記両プランジの先端にそれぞ
   れ開弁孔、閉弁孔に一致可能な欠切部を設け、又ケーシ
   ングには両バレル内に連通する連絡通路を穿設し、該連
   絡通路を第１の逆止弁を具備した給圧管により吸排気弁
   駆動用の筒室に接続し、又連絡通路を第２の逆止弁を介
   して油タンクに連通し、前記開弁孔と閉弁孔を油タンク
   と連通すると共に閉弁孔を流れ制御弁を介して排圧管に
   より前記筒室に接続したことを特徴とする内燃機関の動
   弁装置。