JPS60230504A - 内燃機関のバルブの開閉装置 - 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】 ！■殻四」ｌＬ 本発明は内燃機関の吸排気バルブの開閉装置に係り、と
くにカムシャフトに設けられたカムによって、ブツシュ
ロッドとロッカアームとを介してバルブの開閉を行なう
ようにした内燃機関のバルブの開閉装置に関する。

従来技術 内燃機関においては、そのシリンダの内部に燃料と吸気
とを供給するとともに圧縮し、燃焼爆発を起させ、つい
で排気ガスを排出することによってその１サイクルの動
作が終了するようになっている。このような内燃機関の
シリンダ内への吸気の導入や、あるいはシリンダからの
排気ガスの排出のために、内燃機関のシリンダヘッドに
は吸気ポートと排気ボートとがそれぞれ設けられており
、しかもこれらの吸気ポートと排気ボートとには、吸気
バルブと排気バルブとがそれぞれ取付けられている。こ
れらのバルブは、クランクシャフトに同期して回転する
カムシャフトに取付けられたカムによって駆動され、そ
の開閉が行なわれるようになっている。従ってエンジン
の回転に同期して、所定のタイミングで吸気の導入と、
そして排気ガスの排出とが行なわれることになる。

このような吸気バルブあるいは排気バルブの開閉のタイ
ミングを変更するには、上記カムが取付けられたカムシ
ャフトのクランクシャフトに対する位相角を変更すれば
よい。これによって吸気バルブや排気バルブの開閉の時
期を変更することができるようになる。しかし従来のカ
ムシャフトの位相角の変更によるバルブの開閉のタイミ
ングの変更は、第１図に示すようになっており、吸気バ
ルブや排気バルブの開かれる期間は不変で、吸気や排気
の動作のエンジンの回転に対する相対的な時期を変える
だけであった。

従って従来のこのような内燃機関のバルブの開閉装置に
よれば、とくに単一のカムシャフトによって吸気バルブ
と排気バルブとを開閉するようにしたシングルカムシャ
フトの場合には、吸排気のタイミングが同時に移動する
ことになり、これら２つのバルブがともに開かれるオー
バラップ期間の変更ができないという欠点があった。ま
たバルブが開かれた後閉じられるまでの期間を変えるこ
ともできなかった。従ってエンジンの回転数が低い場合
に、オーバラップ期間を小さくして吹抜けを防止したり
、あるいはエンジンの回転数が高くなった場合にオーバ
ラップ期間を長くして吸入効率を向上させることができ
なかった。

１１Ｌｌ江 本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであっ
て、吸排気バルブの開閉期間を自由にコントロールする
ことによって、例えば低速時におけるオーバラップの期
間を小さくして吹抜けを防止したり、あるいは高速時に
おけるオーバラップ期間を大きくして吸入効率を向上さ
せることができるようにした内燃機関のバルブの開閉装
置を提供することを目的と、するものである。

発明の構成 本発明は、カムシャフトに設けられたカムによって、ブ
ツシュロッドとロッカアームとを介してバルブの開閉を
行なうようにした装置において、前記ロッカアームの前
記ブツシュロッドとの連結部の位置を移動調整可能に構
成してロッカ比を変更し得るようにしたことを特徴とす
る内燃機関のバルブの開閉装置に関するものであって、
このような構成によって上記目的を達成するようにした
ものである。

実施例 以下本発明を図示の一実施例につき説明する。

第２図は本実施例に係るバルブの開閉装置を示すもので
あって、例えばディーゼルエンジンの吸気バルブ１は、
シリンダヘッド２の吸気ポート３の出口部分を開閉する
ように取付けられている。そして上記吸気バルブ１は圧
縮コイルばね４によって吸気ポート３を閉じるように押
されている。この吸気バルブ１を開閉するために、ロッ
カアーム５がシリンダヘッド２の上部に配されており、
このロッカアーム５はロッカアームシャフト６によって
回転可能に支持されている。そしてこのシャフト６に支
持されたロッカアーム５の他端は、ブツシュロッド７に
よって押されるようになっている。ブツシュロッド７の
下端にはタペット８が取付けられるとともに、このタペ
ット８はカムシャフト９に連設されたカム１０によって
押上げられるようになっている。

つぎに上記吸気バルブ１を開閉するためのロッカアーム
５とブツシュロッド７との連結部の構造について第３図
につき詳細に説明すると、ロッカアーム５のブツシュロ
ッド７との連結部には凹部１１が形成されるとともに、
この凹部１１の下端側の開口縁部は傾斜面１２に構成さ
れている。そしてこの傾斜面１２上を移動可能にスライ
ダ１３が取付けられている。スライダ１３の下面には球
状の凹部１４が形成されており、この凹部１４が上記ブ
ツシュロッド７の端部を受け入れている。

またスライダ１３にはビン状を成す突部１５が連設され
ており、この突部１５はスライダキャップ１６内に挿入
されている。そしてこの突部１５の先端部と当接するよ
うに、上記キャップ１６内にはストローク吸収用スプリ
ング１７が収納されている。

上記スライダ１３の突部１５を受け入れているスライダ
キャップ１６の一側面にはピストン１８が連結されてい
る。このピストン１８はロッカアーム５に形成されたシ
リンダ１９内に挿入されている。そしてこのシリンダ１
９は小孔２０を介して、上記ロッカアームシャフト６が
挿入されている穴と連通されている。そしてこの小孔２
０と連通されるように、ロッカアームシャフト６には溝
２１が形成されている。そしてこの満２１と連通ずるよ
うに、シャフト６にはさらに小孔２２が形成されており
、この小孔２２はシャフト６の中心部を貫通するオイル
ホール２３と連通されている。

このオイルホール２３は、パイプを介してソレノイドバ
ルブ２４と接続されており、さらにバルブ２４はオイル
ポンプ２５と接続されるようになっている。また上記ス
ライダキャップ１６のピストン１８が設けられている一
側面とは反対側の側面にはリターンスプリング２６が配
されており、このスプリング２６の押圧力はアジャスト
スクリュ２７によって調整されるようになっている。

つぎに以上のような構成に係るこのバルブの開閉装置の
動作について説明すると、エンジンによってカムシャフ
ト９が駆動されると、このカムシャフト９に設けられて
いるカム１０も回転することになり、このカム１０がタ
ペット８を介してブツシュロッド７を押し上げることに
なる。従ってロッカアーム５はロッカアームシャフト６
を中心として第２図において時計方向に回動し、吸気バ
ルブ１のステムを押すことになる。従ってこのバルブ１
は圧縮コイルばね４に抗して下方へ移動し、吸気ボート
３を開くことになり、これによってシリンダ内へ吸気を
導入するようになる。なおここでは吸気バルブ１につい
てのみ示しているが、排気バルブについても同様にして
開閉されるようになる。

つぎにこのバルブの開閉装置の開閉期間のコントロール
の動作について第３図につき説明する。

ソレノイドバルブ２４を開くと、オイルポンプ２５によ
って加圧されたオイルが、シャフト６のオイルホール２
３および小孔２２を通して溝２１に導かれることになり
、さらにこの溝２１に導かれたオイルは小孔２０を通し
てロッカアーム５のシリンダ１９内に導かれることにな
る。従ってこれによりこのシリンダ１９内のピストン１
８は第３図において左方へ、リターンスプリング２６に
抗して移動することになる。するとこのピストン１８が
固着されているスライダキャップ１６が凹部１１内にお
いて左方へ移動し、このキャップ１６と連結されている
スライダ１３も傾斜面１２上を左方へ移動することにな
る。従ってこのスライダ１３とロッカアームシャフト６
の中心との門の距離が大きくなり、ロッカ比が小さくな
る。従ってこの場合には第４図において実線で示すよう
な特性で吸気バルブ１が開閉運動を行なうことになり、
吸気バルブ１の開かれている期間が長くなる。

これに対してソレノイドバルブ２４の排出孔を開くと、
ロッカアーム５のシリンダ１９内のオイルは、このシリ
ンダ１９と連通されている小孔２０、シャフト６の溝２
１、小孔２２、およびオイルホール２３を通して排出さ
れることになる。すなわちピストン１８にはオイルの圧
力が加わらなくなる。従ってこのピストン１８と連結さ
れているスライダキャップ１６はスプリング２６によっ
て押され、四部１１内を第３図において右方へ移動する
ことになり、これに伴なってスライダ１３は傾斜面１２
上を滑りながら右方へ移動する。なおこのときのスライ
ダ１３の高さ方向のストロークはスプリング１７によっ
て吸収されることになる。このようにしてシリンダ１９
内のオイルが抜去られた場合には、ブツシュロッド７と
ロッカアーム５との連結部の位置が、ロッカアームシャ
フト６の中心に近接することになる。従ってこの場合に
はロッカ比が大きくなり、第４図において点線で示すよ
うな特性で吸気バルブ１の開閉運動が行なわれることに
なる。従ってこの場合には吸気バルブ１の開かれている
期間が短くなる。

このように本実施例に係る吸気バルブ１の開閉装置は、
ロッカアーム５のロッカ比を変更することによって、第
４図に示すように吸気バルブ１が開かれている期間を制
御することができるようになる。この場合においてバル
ブ１の開かれている期間を変更しても、バルブ１のリフ
トが変化しないようにするために、リフトの吸収機構を
設ける必要がある。そこでこの実施例においては、傾斜
面１２をロッカアーム５の下面に設け、この傾斜面１２
に沿ってスライダ１３を移動させることによってリフト
を一定にして、いる。

この理由をより詳細に第５図および第６図につき説明す
る。第４図に示すクランク角θ１、θ２が、カムシャフ
ト９に取付けられたカム１０においては第５図に示す角
度θ１、θ２に対応するものとし、これらの角度におけ
るカム１０のリフトをそれぞれＬｌおよびＬｌとし、両
者の差をＧとする。そしてロッカ比が４７ｍの場合、す
なわちブツシュロッド７の上端とロッカアームシャフト
６の中心との間の距離が第６図に示すように■であって
、しかもロッカアーム６の中心とバルブ１のステムの上
端を押す位置との間の距離がβの場合には、 Ｌ＝ＬｔＸ　Ｊ２／Ｉ１１　・・・（１）となる。これ
に対してロッカ比を大きくした場合、すなわちブツシュ
ロッド７とロッカアーム５との連結部をロッカアームシ
ャフト６の中心に近づけ、両者の距離を第６図に示すよ
うにｎとした場合には、 し＝Ｌ２ＸＪ２／ｎ　・・・　（２） となる。従って、 Ｇ＝Ｌ＋−１２＝　＜ＩＩ　−ｎ　）Ｘ　Ｌ／Ａ　”　
”　（３）という関係が成立する。従ってこの関係が正
確に保たれるように、凹部１１の開口縁部に傾斜面１２
を形成し、この傾斜面１２によってＧの傾斜を与え、バ
ルブ１のリフトが変化しないようにすることが望ましい
。

このように本実施例に係るバルブの開閉機構によれば、
ソレノイドバルブ２４の操作によって、ロッカアーム５
に設けられているピストン１８をシリンダ１９内におい
て移動させることにより、スライダキャップ１６を介し
てスライダ１３をロッカアーム５の長さ方向に移動させ
、ブツシュロッド７とロッカアーム５との連結部の位置
を移動調整することができ、これによってこのバルブ１
の開閉装置のロッカ比を調整することができる。

従ってこのロッカ比の調整によって、第４図に示すよう
に吸気バルブ１の開かれている期間を自由にコントロー
ルすることができる。同様に排気バルブについてもその
開閉の期間をコントロールすることが可能となる。従っ
てこのような吸気バルブ１および排気バルブの開閉期間
のコントロールから、例えば低速時における２つのバル
ブのオーバラップ期間を小さくすることにより、吹抜け
を防止することが可能となる。また高速回転時における
オーバラップ期間を大きくし、吸入効率を高めてエンジ
ンの出力を改善することもできるようになる。

発明の効果 以上のように本発明は、ロッカアームのブツシュロッド
との連結部の位置を移動調整可能に構成してロッカ比を
変更し得るようにしたものである。

従ってこのような構成によれば、ロッカ比を変えること
によりバルブの開閉期間を自由にコントロールすること
ができ、これに伴なってシングル力、ムシャフトの場合
における吸排気バルブのオーバラップ期間の変更もでき
るようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の内燃機関のバルブの開閉の動作を示すグ
ラフ、第２図は本発明の一実施例に係るバルブの開閉装
置を示す要部正面図、第３図はこの開閉装置を構成する
ロッカアームの要部拡大断面図、第４図は本実施例に係
るバルブの開閉の動作を示すグラフ、第５図はこの開閉
装置を構成するカムの正面図、第６図はこの開閉装置を
構成するリンク機構の原理図である。 なお図面に用いた符号において、 ５・・・ロッカアーム ６・・・ロッカアームシャフト ７・・・ブツシュロッド ９・・・カムシャフト １０・・・カム １２・・・傾斜面 １３・・・スライダ １６・・・スライダキャップ １８・・・ピストン １９・・・シリンダ ２４・・・ソレノイドバルブ ２５・・・オイルポンプ ２６・・・リターンスプリング である。 出願人　日野自動車工業株式会社 第１図 第４図 闇　閣　ワラ、２＾　閉　閉

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. カムシャフトに設けられたカムによって、ブツシュロッ
   ドとロッカアームとを介してバルブの開閉を行なうよう
   にした装置において、前記ロッカアームの前記ブツシュ
   ロッドとの連結部の位置を移動調整可能に構成してロッ
   カ比を変更し得るようにしたことを特徴とする内燃機関
   のバルブの開閉装置。