JPH0133776Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、車両用多気筒エンジンにおいて稼動
気筒数を任意に変更することができる可変気筒エ
ンジンに関する。

（従来技術） 市街地走行のようにアイドリングや比較的低速
走行の多い運行等、或はその他低負荷状態の時
に、多気筒エンジンの一部の気筒を選択的に休止
させることは、燃費節約の対策上有効な手段であ
ることが認識され、その実用化が図られている。
一部の気筒を休止させるには、バルブ停止機構に
より吸・排気バルブを閉弁状態で作動停止させて
行われている。このバルブ停止機構としては、例
えばカムとの回転接触により揺動してバルブを昇
降動させるロツカアーム上部にソレノイドコイル
ユニツトを設けて、ロツカアームの揺動支点を浮
上させてカムとロツカアームとの接触を断つ方式
のものや、ロツカアーム自体に弁停止装置を組み
込み、油圧シリンダでバルブ作動をロツクする方
式のものがある。

しかしながら従来の気筒休止方式では、バルブ
は排ガス対策上閉弁状態で作動停止されているた
め、ガスや燃焼室内に閉じ込められた形となつて
いる。このため、各休止気筒におけるピストンが
稼動気筒でのピストンに連動して燃焼室内を上下
動する際、特に下死点への移動の際に負圧状態が
生じ多大な抵抗力がかかるといういわゆるポンピ
ングロスの問題があり、その分エンジン自体の絶
対的なエネルギーロスとなり効率の低下となつて
いるという問題点があつた。

（考案の目的） 本考案は上記問題を解決するためのものであ
り、休止気筒におけるポンピングロスを可及的に
低減させて、燃費節約とエンジン自体の効率を向
上する可変気筒エンジンを提供することを目的と
する。

（考案の構成） かかる目的を達成するため本考案は、多気筒の
うち少なくとも２気筒に設けたバルブ停止機構に
より吸・排気バルブを閉弁状態で作動停止させ稼
動気筒数を変更することができる可変気筒エンジ
ンにおいて、休止すべき気筒のそれぞれの吸排気
通路の少なくとも一方の通路に該通路開閉用のバ
タフライ弁を取付けた回転駆動される中空軸を配
設し、該中空軸はバタフライ弁により前記通路が
閉鎖されるとき燃焼室側の該通路と前記中空軸内
とを連通する開口部を有し、休止すべき気筒のそ
れぞれに設けられた中空軸同士を連通管により連
通させ、しかも前記中空軸がバタフライ弁をして
前記通路を閉鎖させる方向に回転するのに連動し
て前記通路側のバルブを押下げて前記通路と燃焼
室とを連通させる開弁手段を設けたことを特徴と
する。

（考案の作用） かかる構成によれば、バルブ停止機構により多
気筒のうち少なくとも２気筒が閉弁状態で休止
し、稼動気筒数は変更する。これと同時に休止気
筒における中空軸が回転するのに伴つて吸・排気
通路の少なくとも一方の通路がバタフライ弁によ
り閉じられ、かつ、該通路側のバルブは中空軸の
回転に連動する開弁手段によつてバルブスプリン
グの弾発力に抗しながら押下げられ、前記通路と
燃焼室とを連通させる。

しかも各休止気筒の燃焼室側の前記通路が中空
軸の開口部を経て中空軸および連通管を通して相
互に連通する。従つて各休止気筒ではピストンが
稼動気筒のピストンに連動して燃焼室内を上下動
しても、各休止気筒内に閉じ込められたガスは各
休止気筒間をピストンの上下動に応じて流れる。
従つて、各休止気筒の燃焼室内に負圧状態を生ず
ることもなくポンピングロスは低減する。

（実施例） 以下、本考案の一実施例を図に従つて説明す
る。

第１図は本考案の可変気筒エンジンにおける気
筒配置例を示す模式図である。図中、１は気筒、
２はピストン、３はコンロツド、４はクランクシ
ヤフト、５はクランクシヤフトの軸受である。

第２図は第１図の可変気筒エンジンにおける一
つの休止気筒の排気通路を含む断面図であり、そ
の背後に吸気通路および吸気バルブが存在するも
のと理解されたい。第２図において、６はシリン
ダヘツド、７はシリンダブロツク、８はシリンダ
ヘツド６に取付けられた内部中空の上部枠体、９
は排気バルブ、１０は弁座、１１は燃焼室、１２
は排気通路、１３はバルブスプリング、１４はバ
ルブリテーナ、１５はロツカアーム、１６はカム
シヤフト、１７はロツカアーム１５を揺動させて
バルブ９を上下動させるカムである。

そして排気通路１２には、円板型のバタフライ
弁１８を備えた中空軸１９が排気通路１２を横切
つて回転自在に配設されている。この中空軸１９
の一端側には、図示を省略した回転駆動源に連結
された軸２０が取付けられており、軸２０が第２
図の状態からα角度回転することにより中空軸１
９も同一方向に回転して、排気通路１２はバタフ
ライ弁１８により閉じられるようになつている。
この中空軸１９は、バタフライ弁１８が排気通路
１２を閉じる方向に回転するとき燃焼室１１側に
向う周面に開口部２１を有している。

さらに第３図に示すように、中空軸１９の他端
は開口しており、そこに第２図と同一構造をもつ
他の休止すべき気筒の排気通路１２に配設された
中空軸１９の他端に連通する気筒間連通管２２が
配設されている。第３図中、２３は稼動気筒にお
ける排気通路、２４はエキゾーストマニホールド
である。

さらに中空軸１９の軸２０側の端部には、中空
軸１９がバタフライ弁１８をして排気通路１２を
閉鎖させる方向に回転するのに連動して、閉弁状
態のバルブ９をバルブスプリング１３の弾発力に
抗してバルブフエース９ａを弁座１０から離反さ
せる方向に押下げる開弁手段２５が設けてある。

この開弁手段２５を第２図および第５図に基づ
いて説明すると、シリンダヘツド６外に突出して
いる中空軸１９端部に第１ベベルギヤ２６を装着
し、これに軸受２７，２８で支持された伝動軸２
９の下端に装着された第２ベベルギヤ３０を噛み
合せ、さらに伝動軸２９上端に装着した第３ベベ
ルギヤ３１を、上部枠体８の軸受３２に支持され
た軸３３に装着された第４ベベルギヤ３４と噛み
合せ、この第４ベベルギヤ３４に先端がロツカア
ーム１５まで延びる押下レバー３５を一体的に形
成した構成とされている。この第４ベベルギヤ３
４と押下レバー３５との関係を、第５図に示す。
なお押下レバー３５の先端とロツカアーム１５の
先端部とには、第６図に示すように、ロツカアー
ム１５が揺動してバルブ９を昇降動させている状
態では互いに接触しない間隙がもたせてある。ま
た停止状態のバルブ９を押し下げるときの押下レ
バー３５の回転角β（第６図参照）は、第１ない
し第４ベベルギヤ２６，３０，３１，３４のギヤ
比で決められている。第２図中、３６はカバーで
ある。

一方、ロツカアーム１５の揺動支点部１５ｂに
は、バルブ停止機構４０が連結されている。この
バルブ停止機構４０を第２図に基づいて説明する
と、バルブ９に隣接してシリンダヘツド６内に嵌
められたプランジヤ４１の球状頂部がロツカアー
ム１５の揺動支点部１５ｂに連結し、このプラン
ジヤ４１の底面が軸４２に装着された上下動用カ
ム４３に当接し、この軸４２の端部に装着された
ピニオン４４が軸４６の外周部に軸線方向に形成
したラツク４５と噛み合い、この軸４６が図示を
省略した油圧シリンダにより軸４２に対し直角方
向に進退動する構成とされている。従つて油圧シ
リンダの作用により軸４６が進退動すると、この
運動がラツク４５、ピニオン４４を介して軸４２
に伝達されて軸４２は回転し、軸４２とともに回
転するカム４３によりプランジヤ４１は上下動す
るようになつている。

プランジヤ４１とカム４３との位置関係を示す
第７図の状態では、プランジヤ４１は最上位にあ
つて、ロツカアーム１５を回転カム１７に断続的
に接触させてバルブ９の正常な上下動作用を及ぼ
しめる状態にあり、逆に図示例の状態からカム４
３が軸４２を中心にして図中Ａ方向に270゜回転す
ると、プランジヤ４１は最下位に至り、ロツカア
ーム１５を回転カム１７から離してバルブ９のフ
エース９ａを弁座１０に当接させて開弁状態を保
持させる。なお、第２図中、４７はシリンダヘツ
ド１に着脱自在に取付けられた軸承部、４８はカ
バーである。

次に、上記構成からなる多変気筒エンジンの作
用を説明する。

休止しようとする気筒の通常運転時には、ロツ
カアーム１５の揺動支点は第１図のピストン２が
上死点および下死点間を往復動する位置に位置決
めされる第２図の状態にあり、カム１７の第２図
中Ｂ方向への回転によつてカム１７のノーズ部１
７ａがロツカアーム１５の屈曲頂部１５ｃを押し
下げ、これに伴つてバルブ９が開弁状態となり、
またノーズ部１７ａがロツカアーム１５の屈曲頂
部１５ｃから遠ざかるのに従つてバルブ９を閉弁
状態となる。

一方、気筒休止に際しては、バルブ停止機構４
０のカム４３が第２図の状態から回転することに
よりプランジヤ４１が下降し、これに伴つてロツ
カアーム１５の摺動支点が、第６図の二点鎖線Ｃ
に示すようにストロークＳだけ下がり、ロツカア
ーム１５とカム１７とは接触せず、バルブ９はバ
ルブスプリング１３の上向き付勢力により閉弁状
態を維持する。

バルブ９が停止するのに続いて、軸２０が駆動
源の作動により第２図の起立状態からα角だけ回
転し、この回転に伴つて中空軸１９が回転して、
排気通路１２はバタフライ弁１８により閉鎖され
る。と同時に、中空軸１９の回転力が第１ベベル
ギヤ２６および第２ベベルギヤ３０を介して伝動
軸２９に伝達され、さらに伝動軸２９の回転力が
第３ベベルギヤ３１および第４ベベルギヤ３４を
介して押下レバー３５に伝達され、押下レバー３
５は第６図中実線状態から二点鎖線に示す状態に
β角だけ回転する。

回転する押下レバー３５によりロツカアーム１
５の先端部１５ａが押下げられて、ロツカアーム
１５は第６図中−点鎖線Ｄで示す状態となり、バ
ルブ９は、第６図中二点鎖線に示す状態となつて
バルブフエース９ａが弁座１０から離反した開弁
状態となる。これにより多気筒１のうち所定数の
気筒１が休止する。

気筒休止状態では当然のことながら無点火状態
となつており、各休止気筒１でのピストン２は、
稼動気筒１でのピストン２に連動して空動作を続
けるが、ピストン２が上死点側へ移行する際に
は、各休止気筒１の燃焼室１１内に封じ込められ
たガスが、バルブフエース９ａと弁座１０との隙
間から排気通路１２、中空軸１９の開口部２１を
経、中空軸１９および気筒間連通管２２をバイパ
スとして他の休止気筒１に逃げ、またピストン２
が下死点側へ移行する際には他の休止気筒１側か
ら逆の経路で還流し、全行程を通じて各休止気筒
１では完全に閉じる状態はなく、いわゆるポンピ
ングロスが可及的に低減する。

なお以上説明した可変気筒エンジンはわかり易
い様に水平対向４気筒の場合を述べたが、これは
直列４または６気筒等、その他Ｖ型多気筒でも同
様である。また、実施例では、バタフライ弁１
８、休止気筒間連通管２２等を休止しようとする
気筒の排気側通路１２側にそして開弁手段２５は
通常排気バルブ９側に設けるが、これらは吸気通
路側および吸気バルブ側だけ設けてもよいし、あ
るいは吸気通路側および吸気バルブ側と併せて設
けるようにしてもよい。

また実施例では、バルブ停止機構４０の作動の
後に開弁手段２５を作動させるようにしている
が、これらの作動を一定ステツプ毎に繰返しつつ
交互に行つて、バルブを開弁させるようにしても
よい。

さらにまたバルブ停止機構４０は、ロツカアー
ム１５の揺動支点を下降させて、ロツカアーム１
５とカム１７との接触を断つものであるなら従来
のものでも使用できる。

つまり、開弁手段２５、停止機構４０の作動態
様は各々独立に働いても、共同して作用してもよ
く限定されない。

（考案の効果） 以上説明した本考案の可変気筒エンジンでは、
運行条件に応じて多気筒のうち任意の数の気筒を
休止させることができるため燃費節約が図れる
上、気筒休止時に、各休止気筒内に封じ込まれた
ガスを休止気筒間を流動させていわゆるポンピン
グロスを低減させることができ、エンジン自体の
効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案エンジンの気筒配置例を示す模
式図、第２図は本考案エンジンの一休止気筒を示
す縦断面図、第３図は第２図のものの排気通路の
一部を示す横断面、第４図は第２図の開弁機構を
示す側面図、第５図は開弁機構の押下レバー部分
を示す正面図、第６図は開弁機構およびバルブ停
止機構によりロツカアームの変動とバルブの変動
状態とを示す図、第７図はバルブ停止機構におけ
るプランジヤとカムとの位置関係を示す側面図で
ある。 １……気筒、２……ピストン、６……シリンダ
ヘツド、７……シリンダブロツク、９……バル
ブ、１０……弁座、１１……燃焼室、１２……排
気通路、１５……ロツカアーム、１７……カム、
１８……バタフライ弁、１９……中空軸、２１…
…中空軸の開口部、２２……気筒間連通管、２５
……開弁手段、２６，３０，３１，３４……ベベ
ルギヤ、２９……伝動軸、３５……押下レバー、
４０……バルブ停止機構、４１……プランジヤ、
４２……軸、４３……上下動用カム、４４……ピ
ニオン、４５……ラツク。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 多気筒のうち少なくとも２気筒に設けたバルブ
   停止機構により吸・排気バルブを閉弁状態で作動
   停止させ稼動気筒数を変更することができる可変
   気筒エンジンにおいて、休止すべき気筒のそれぞ
   れの吸排気通路の少なくとも一方の通路に該通路
   開閉用のバタフライ弁を取付けた回転駆動される
   中空軸を配設し、該中空軸はバタフライ弁により
   前記通路が閉鎖されるとき燃焼室側の該通路と前
   記中空軸内とを連通する開口部を有し、休止すべ
   き気筒のそれぞれに設けられた中空軸同士を連通
   管により連通させ、しかも前記中空軸がバタフラ
   イ弁をして前記通路を閉鎖させる方向に回転する
   のに連動して前記通路側のバルブを押下げて前記
   通路と燃焼室とを連通させる開弁手段を設けたこ
   とを特徴とする可変気筒エンジン。