JPH0472972B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の給、排気弁を所定時に停止
される装置、特に、動弁系内のカムとカム軸との
間で弁作動力をカツト可能な弁停止装置に関す
る。

内燃機関を備えた車両は、これが平坦路を定常
走行したり、市街地を低速走行するような軽負荷
運転時、あるいは空ぶかし時には大きな出力を必
要としない。このような場合、内燃機関は必要最
小限の燃料を着火させてその駆動を持続させれば
よく、給気量、燃料とも低量に押えられる。特
に、給気弁および排気弁をそれぞれ２つの備えた
ような２弁式の内燃機関の場合、低出力時には口
径の比較的小さい、スワール多発形状の給気ポー
トを備えた給気弁と一つの排気弁のみを作動さ
せ、大出力には４つの弁を全て作動させるという
ような方式を用いたものが知られている。更に、
多気筒エンジンの場合、「自動車工学、昭和57年
４月号、新機構解説」に開示されるように、複数
個のシリンダの内の一部シリンダのロツカアーム
を空振させて、弁を全閉に保持し、出力発生を停
止させ、軽負荷時に休筒運転を行ない、定状駆動
を持続させるものも知られている。これらの内燃
機関は、いずれも無駄な燃料の消費を押え、燃費
を上げることができるが、動弁系内に弁停止装置
を取付ける必要があり、通常の内燃機関より、そ
の動弁系が複雑となり、動弁系の駆動部のマスが
増加し、慣性力の増大を招くという不都合を生じ
る。

本発明は動弁系のマスの増加を低く押えること
ができ、かつ、弁停止と弁作動との切換がよりス
ムーズに行なわれる弁停止装置を提供することを
目的とする。

本発明による弁停止装置は、内燃機関の動弁系
内のカム軸と、カム軸に外嵌するカムと、カム軸
に形成されたガイド穴に嵌合され、かつ、カムの
環状内壁面の係止穴に突入、退去可能なプランジ
ヤと、弁停止時にプランジヤを係止穴より退去さ
せる油圧操作装置とを有し、上記カムに対し、係
止穴およびプランジヤをそれぞれ一対形成し、少
なくとも一つの係止穴にはカム軸の反回転方向に
沿つて深さの減じるランプ溝を形成したことを特
徴としている。

以下、本発明を添付図面と共に説明する。

第１図には本発明の一実施例としての弁停止装
置１を示した。この弁停止装置は図示しない多気
筒ガソリンエンジンの内の、通常運転と休筒運転
を適時に行なう１つの気筒（ここでは１気筒のみ
としたが複数の気筒にも同様に取付けられる）に
対して取付けられる。なお、このエンジンの動弁
系は、エンジン回転速度の半分の速度で回転され
るカム軸２をシリンダヘツド３上に枢着してお
り、カム軸２と平行状に架設される給気弁用ロツ
カアームシヤフト４（第２図参照）と排気弁用ロ
ツカアームシヤフト５とにそれぞれ取付けられた
ロツカアーム６を介し、給気弁（図示せず）や排
気弁７を作動させるというオーバヘツドバルブ構
造を呈する。ここで、弁停止装置１は休筒運転時
において、給気弁と排気弁７とを同様に操作し、
その構造も同様であることより、以後、主に排気
弁７側の動弁系を説明する。

カム軸２はこれと一体の軸受部１０を介し、シ
リンダヘツド３上の取付台８に、カムキヤツプ９
をボルト止めすることにより取付けられる。な
お、カムキヤツプ９は図示しない複数箇の他のカ
ムキヤツプおよび取付台８と共働し、このカム軸
２の他に上述の２本のロツカアームシヤフト４，
５をも支持している（第２図参照）。

更に、カム軸２はその中央に軸内油路２０１が
形成され、この軸内油路２０１には油圧操作装置
OCが接続される。油圧操作装置OCは後述するプ
ランジヤ１９を摺動操作するものであり、油圧回
路より形成される。まず、カムハヤツプ９と取付
台８および軸受部１０とは共働し、軸内油路２０
１と油圧源側に連通可能な油路１１との間を断続
する開閉弁Ｖを形成する。開閉弁Ｖは、第５図に
示すようにカム軸２と一体の軸受部１０の外周面
に凹溝１０１およびこの凹溝のない遮断部１０３
を形成し、連絡路１０２を介し凹溝１０１と軸内
油路２０１を連通させ、遮断部１０３を後述する
カム１６がカム軸２に一体連結されれた際、その
カムのリフト部ａと同一回転角位置となるよう形
成している。そして、凹溝１０１が油路１１の下
端の開口１１１と対向する回転角θ域において、
開閉弁Ｖは油路１１と軸内油路２０１を連通さ
せ、それ以外の回転域であるカムのリフト作動域
において、油路１１と軸内油路２０１とを遮断す
る油路１１の上端はオイルコントロールバルブ１
３に接続される。オイルコントロールバルブ１３
は三方電磁弁であり、マイクロコンピユータから
なるコントローラ１４からの出力信号により操作
され、通常の弁作動時にはオイルポンプ１５から
の油を油溜としてのアキユムレータ１５１に備蓄
し、これを流入ポート１３１にまで導き、弁停止
時には油を操作ポート１３２を介し油管１２側に
導くよう切換作動する。なお、符号１３３はドレ
ーンポートを示している。

カム軸２上の所定位置には図示しない給気弁用
のカムと排気弁用のカム１６が所定間隔を介しそ
れぞれ外嵌される。第３図に示すように、カム１
６はそのベースサークルｂの中心点がカム軸２の
中心線ｌに一致するよう、その環状内壁面１６１
が形成される。第１図に示すように、環状内壁面
１６１には中心線ｌ方向に沿つて一対の係止穴１
６３，１６４が形成される。これら両係止穴は共
に、その底面Ｃまでの深さがほぼ等しく形成され
るが、各底面Ｃより延出するランプ溝１６５，１
６６の向きが異なつている（第３図，第４図参
照）。即ち、係止穴１６３に連続したランプ溝１
６５はカム軸２の回転方向Ｒと反対のと方向に沿
つて深さが減じるように形成され、他方の係止穴
１６４に連続したランプ溝１６６はカム軸２の回
転方向Ｒに沿つて深さが減じるように形成され
る。しかも、係止穴１６３は極くわずかなテーパ
を有した形状であり、係止穴１６４も比較的小さ
なテーパを有した形状を呈する。

なお、カム１６はその中心線ｌの方向へのずれ
を防ぐため、その両側面１６２を平坦に形成さ
れ、カム軸２に離脱不可に取付けられた切欠円状
のストツパピン１７に摺動可能である。カム軸２
にはこのようなストツパピン１７間に位置し、か
つ、カムの環状内壁面１６１に対し摺動可能な摺
接壁面２０２が確保される。この摺接壁面２０２
で囲まれたカム軸２内には中心線ｌと直行する中
心線l₁を各々備えると共に、互いに平行な一対の
ガイド穴１８が形成される。各ガイド穴１８はそ
の中央部が軸内油路２０１と交差状に重なり合つ
ており、しかも、一方端は摺接壁面２０２に開口
し、他方端は細路２０４を備えた底壁２０５に対
向している。なお、細路２０４は摺接壁面２０２
上の逃し溝２０３を介し油やエアを大気開放させ
る。各ガイド穴１８には係止部材としてのプラン
ジヤ１９，２１が摺動可能に嵌合される。第３
図，第４図に示すように、両プランジヤはその全
長がガイド穴１８の長さよりわずかに短かく、そ
の中央部には油圧受面１９１，２１１が形成さ
れ、この油圧受面の他の部分は円筒状に形成され
る。しかも、この油圧受面を形成した隔壁１９
２，２１２より下側、即ち、底壁２０５側はピス
トン部１９３，２１３として形成され、このピス
トン部はばね２３により底壁２０５より離れる方
向に付勢される。ピストン部１９３，２１３より
上方、即ち、開口側は突状部１９４，２１４とし
て形成され、その突端は係止穴１６３，１６４に
突入可能な形状を呈する。即ち、第３図に示すよ
うにプランジヤ１９の突状部１９４の突端は極く
わずかなテーパに形成される。一方、第４図に示
すように、プランジヤ２１の突状部２１４の突端
は比較的小さなテーパに形成される。このように
両突状部１９４共にその突端のテーパは小さい
が、各係止穴１６３，１６４にそれぞれランプ溝
１６５，１６６が連続的に形成されているため、
小テーパでもプランジヤ１９，２１の喰いつきに
よる離脱不可状態の発生は防止され、かつ、カム
軸２の回転力はプランジヤ１９，２１と各係止穴
１６３，１６４との間でのすべりを生ずることな
く、カム１６側に確実に伝えられる。なお、各突
状部１９４，２１４の側壁には切欠穴１９５，２
１５が形成され、これを通して軸内油路２０１か
らの油圧が油圧受面１９１，２１１に伝えられ
る。このようにプランジヤ１９，２１はその突状
部１９４，２１４をばね２３の弾性力により常に
ガイド穴より突出するよう付勢され、油圧を受け
た際は突状部１９４，２１４をガイド穴１８内に
退却させる構成である。

カム軸２は、プランジヤ１９，２１を嵌合した
各ガイド穴１８の各中心線l₁を含むと共に、カム
軸の中心線ｌと直交する各面上に３つの補油路２
４をそれぞれ形成している。（第３図、第４図参
照）。各補油路２４は軸内油路２０１より放射状
に延出し、その開口端は環状内壁面１６１の各ラ
ンプ溝１６５，１６６にも対向するよう形成され
る。これら補油路は係止穴１６３，１６４やラン
プ溝１６５，１６６の油がカム軸２の回転によ
り、逃し溝２０３より排出した際それを再度補充
するような働きをする。

第１図中符号２２は軸内油路２０１の範囲を規
制する止め柱を示している。

第１図に示した弁停止装置１はエンジンの作動
と共に作動する。まず、コントローラ１４は車両
の走行状態としてのエンジン回転速度、エンジン
負荷、トランスミツシヨンの変速段の位置、クラ
ツチのオン、オフ等をそれぞれ検出し、それが軽
負荷走行時、あるいは空ぶかし時である時のみ出
力信号をオイルコントロールバルブ１３に出力
し、それ以外の時は出力信号を停止する。即ち、
出力信号停止時にはオイルコントロールバルブ１
３はホームポジシヨンにあり、圧油を流入ポート
１３１にまで導くのみであり、軸内油路２０１側
には伝えられない。このため両プランジヤー１
９，２１は各ばね２３の弾性力のみを受け、各突
状部１９４，２１４を各係止穴１６３，１６４に
突入させる。この際、突状部１９４は、まず、ラ
ンプ溝１６５に案内され係止穴１６３にスムーズ
に突入でき、同時に小テーパ状の突端を持つ突状
部１９４は係止穴１６４に対向した際、突入す
る。これによりカム軸２と一体的にカム１６は回
転し、これが排気弁７を通常状態で開閉作動させ
る。なお、図示しない給気弁も同様に定常作動
し、これらの弁を備えたシリンダは出力発生を行
なう。一方、コントローラ１４が出力信号を発生
すると、オイルコントロールバルブ１３は圧油を
操作ポート１３２に導くよう切換られ（第１図中
に１点鎖線で示した）、この圧油は開閉弁の凹溝
１０１が開口１１１と対向する回転角θ域の間に
角油圧受面１９１，２１１に加わり、プランジヤ
１９，２１は各ガイド穴１８に全て退却し、カム
１６に対し、カム軸２が相対的に空回りする。こ
の際、各補油路２４により各係止穴１６３，１６
４ やランプ溝１６５，１６６には常時油が充填
され、各プランジヤ１９，２１の誤つた突出作動
が防止される。しかも、プランジヤ１９，２１
は、共に、係止穴１６３，１６４より比較的スム
ーズに離脱できる。これは各係止穴にそれぞれラ
ンプ溝１６５，１６６が連結されているため、各
プランジヤの突端のテーパが小さいにもかかわら
ず喰いつきが少ないためである。更に、係止穴１
６４には、これに連続したランプ溝１６６が形成
されているため、たとえプランジヤ２１が喰いつ
いていてもプランジヤ１９側が離脱状態を保持す
れば必ず離脱でき、一方のプランジヤ１９のみが
係合を保つという状態は防止される。しかも、開
閉弁Ｖの働きにより、カム１６がその最大リフト
位置a1付近により排気弁７を開放させたまま停
止するという状態の発生も防止できる。このた
め、排気弁７は確実に全閉状態を保持する。これ
と同様に図示しない排気弁も全閉状態を保持する
ため、これら両弁を備えたシリンダは出力発生を
停止した休筒運転に入る。

この後、コントローラ１４が出力を再度停止す
ると、プランジヤ１９，２１は再度ばね２３の弾
性力のみを受け、その突状部１９４，２１４が各
係止穴１６３，１６４に対向した際、それに突入
し、カム１６とカム軸２は一体的に回転し、再度
シリンダは出力発生可能な通常運転に入る。

このように弁停止装置１が所定時に作動するこ
とにより、本装置の取付けられたシリンダは通常
運転と休筒運転とを行なうことができ、燃料消費
を低く押えることができる。特に、２つのプラン
ジャ１９，２１の内、プランジヤ１９は、カム１
６のリフト増加作動中（第６図参照）に反回転方
向の押圧力P1を受けるが、この際、プランジヤ
１９の突端は極くわずかなテーパ状（第３図参
照）であるため、カム軸２の回転方向Ｒへのトル
クを係止穴１６３にすべりを生じさせることなく
確実に伝えることができる。更に、プランジヤ２
１は、カムのリフト減少作動中（第７図参照）に
回転方向の押圧力P2を受けるが、この際、プラ
ンジヤ２１の突端はカム軸２の回転方向へのトル
クより大きな押圧力P2による偶力を受けるが、
その際もカム１６とカム軸２との相対的なずれを
生じさせることなく作用できる。このように２つ
のプランジヤ１９，２１を用いたため、正、反両
回転方向の押圧力をカム１６が受けても、これと
カム軸２との間のガタを確実に除去でき、しか
も、両プランジヤ１９，２１の突入、退却作動は
スムーズに行なわれる利点がある。

上述の処において、弁停止装置１は１シリンダ
に給、排気弁を１つずつ備えたエンジンの内の特
定シリンダのみに取付けられ、休筒運転と通常運
転とを行なうものであつたが、これに限定される
ものではなく、１シリンダに給気弁を２つ、排気
弁を２つ備えたような４弁式のエンジンにも本発
明を適用できる。更に、第１図に示した弁停止装
置１はカム１６と、図示しない給気弁作動用のカ
ムとが別体のものとして説明したが、第８図およ
び第９図に示すように、給気弁作動用のカム２５
と排気弁作動用のカム２６とを一体化し、この２
連カムDCを２つのプランジヤ２７，２８でカム
軸２９側に連結、離脱させる構成としてもよい。
この場合も第１図の弁停止装置１と同様の効果を
得られる。

特に、部品点数の低減をも計れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての弁停止装置
の要部断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面
図、第３図は第１図Ｘ−Ｘ線断面図、第４図は第
１図のＹ−Ｙ線断面図、第５図は第１図のＺ−Ｚ
線断面図、第６図および第７図はそれぞれ弁停止
装置のカムに加わる押圧力の作用を説明する図、
第８図は本発明の他の実施例の要部概略断面図、
第９図は第８図のＢ−Ｂ線断面図をそれぞれ示し
ている。 １……弁停止装置、２……カム軸、１６……カ
ム、１８……ガイド穴、１９，２１……プランジ
ヤ、１６１……環状内壁面、１６３，１６４……
係止穴、１６５，１６６……ランプ溝、１９４，
２１４……突状部、１９１，２１１……油圧受
面、２０１……軸内油路、OC……油圧操作装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内燃機関の動弁系内のカム軸と、このカム軸
   に外嵌すると共に、環状内壁面の形成されたカム
   と、上記カム軸に形成されたガイド穴に摺動可能
   に嵌合され、かつ、環状内壁面に形成された係止
   穴に突入、脱却可能なプランジヤと、上記カム軸
   内に形成された軸内油路よりの油圧をプランジヤ
   の中央に形成した油圧受面に加え、弁停止時にプ
   ランジヤを係止穴より退去させる油圧操作装置と
   を有し、上記カムに対し、係止穴およびプランジ
   ヤをそれぞれ一対形成し、少なくとも１つの係止
   穴にはカム軸の反回転方向に沿つて深さが減じる
   ランプ溝を形成した構成の弁停止装置。