JPS6237928Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、運転状態に応じて稼動気筒数を制御
しうる多気筒エンジン等に用いられてその吸気ま
たは排気用の弁を作動状態にしたり停止状態にし
たりすることのできるエンジンの弁作動停止機構
に関する。

従来より、例えばアイドリング時または低負荷
時には全気筒を作動させる必要がないので、燃料
消費を節減するため一部の気筒の吸気弁および排
気弁を停止させてこの気筒を休筒させ、運転状態
に応じて再び吸気弁および排気弁を作動させて全
気筒を作動させるようにした稼動気筒数制御型多
気筒エンジンが提案されている。

そして、このように弁を作動状態にしたり停止
状態にしたりするために弁作動停止機構が設けら
れているが、従来の弁作動停止機構では、弁の作
動・停止に先立つて行なわれるタイミングプレー
トの作動のタイミングがバルブリフトに対し決ま
つたタイミングで行なわれるので、換言すれば弁
作動停止機構の作動のタイミングが動弁系の特性
等により規制されるので、このタイミングに規制
されて各種の問題が生じる。その一例として、次
のような具体的な問題が生じる。すなわち上述の
ごとく弁作動停止機構がバルブリフトに対し決ま
つたタイミングでしか作動できないため、弁を押
圧してその開閉作動を行なわしめるプランジヤに
係脱して弁を作動状態にしたり停止状態にしたり
するストツパと、このストツパを駆動するアクチ
ユエータのロツドとが所定のガタを有して連結さ
れなければならず、したがつてこのガタによつて
振動が発生し、ガタ音の発生や誤作動の原因とな
るのである。

本考案は、このような問題点を解決しようとす
るもので、弁作動停止機構を任意のタイミングで
作動させることができるようにして、ガタ音や誤
作動が起きないようにしたエンジンの弁作動停止
機構を提供することを目的とする。

このため、本考案の弁作動停止機構は、エンジ
ンの吸気または排気用の弁を駆動する動弁系の一
部に摺動可能に介装されたプランジヤと、同プラ
ンジヤに係脱しうるストツパと、同ストツパを駆
動しこのストツパを上記プランジヤに係合させて
同プランジヤの摺動を停止させることにより上記
弁を作動させ上記のストツパとプランジヤとの係
合を解放して同プランジヤを摺動自在にすること
により上記弁の作動を停止させるアクチユエータ
とをそなえるとともに、上記動弁系のカムシヤフ
トに設けられたタイミングカムの位相を検出し同
タイミングカムの位相に応じて上記アクチユエー
タを作動させる同調機構をそなえて構成されたこ
とを特徴としている。

以下、図面により稼動気筒数制御型多気筒エン
ジンに使用された本考案の一実施例としての弁作
動停止機構について説明すると、第１図は本機構
をそなえた稼動気筒数制御型多気筒エンジンを示
す概略図、第２図はその一部を破断して示す要部
の立面図、第３図は第２図の矢視方向から見た
平面図、第４図は第２図の−矢視断面図、第
５図ａ，ｂはいずれもその作用を説明するための
タイミング図である。

第１図に示すごとく、本実施例による稼動気筒
数制御型多気筒エンジンは第１、第２、第３およ
び第４気筒１，２，３，４を有する４気筒エンジ
ンとして示されている。各気筒１，２，３，４は
吸気マニホルド１０と排気マニホルド１２とに連
通され、吸気マニホルド１０には、各気筒との連
結部近傍に燃料噴射装置のインジエクタ１４，１
６，１８，２０が設けられている。

そして、これらのインジエクタはエンジンの運
転状態を表わす多数の信号を受ける電気的制御装
置２２からの出力信号によつて駆動される。

本実施例においては、第２と第３気筒２，３が
休筒可能に構成されており、第２と第３気筒の作
動あるいは休筒は、これらの気筒の図示しない吸
気弁および排気弁を作動あるいは停止させる吸気
弁側弁作動停止機構２４，２６および排気弁側作
動停止機構２８，３０によつて制御される。

各弁作動停止機構２４，２６，２８，３０は油
圧式のもので、エンジンのオイルポンプのような
油圧源３２からの油圧を供給された時に吸気弁、
排気弁を非作動状態にすることができるようにな
つている。

第２気筒２の吸気弁および排気弁側弁作動停止
機構２４，２８は第１油圧切換装置３４を介して
油圧源３２に連結され、第３気筒３の吸気弁およ
び排気弁側弁作動停止機構２６，３０は第２油圧
切換装置３６を介して油圧源３２に連結されてい
る。

各油圧切換装置３４，３６は弁作動停止機構を
油圧源３２に連通させあるいは大気に開放する三
方向ソレノイド弁であり、エンジンの運転状態に
応じて制御装置２２から発せられる油圧切換指令
によりその作動を制御される。

上記電気的制御装置２２は、図面では示してい
ないが、エンジンの運転状態を検出する各種セン
サからの多数の信号を判定して弁作動停止信号ま
たは弁作動信号を発する判定装置と、判定装置か
らの信号発生後カムシヤフトの回転位相から各気
筒の点火時期を検出するカムシヤフト位置センサ
３８によつて発せられる点火信号を受けた後、常
時作動される気筒１，４の点火信号を識別してこ
の点火信号から各気筒の点火信号の順番を数え上
記油圧切換装置３４，３６に油圧切換指令を与え
る点火信号検出器とを備えている。この点火信号
検出器によつて順番を数えられて休筒される気筒
２，３の点火信号はインジエクタ１６，１８によ
る同気筒への燃料噴射を停止または復帰させるの
に用いられる。

次に、第２〜４図を参照して弁作動停止機構２
４，２６，２８，３０の詳細な構造について説明
する。なお、これらの弁作動停止機構はすべて同
一の構造のものである。

弁作動停止機構は、吸気弁、排気弁を駆動する
ための動弁系の一部をなすロツカアーム４０に設
けられており、このロツカアーム４０はその第２
図左方のアーム部が動弁系のカムシヤフト４１付
きのカム４１ａに当接されている。またロツカア
ーム４０の右方のアーム部には、シリンダ４２が
装着されており、このシリンダ４２内に摺動可能
に有底円筒形のプランジヤ４４が嵌合されてい
る。

さらにシリンダ４２とプランジヤ４４との間に
介装されたスプリング４６がプランジヤ４４を第
２図下方に押圧してその下端の底面部を図示しな
い吸気弁、排気弁の弁軸端を当接させている。

シリンダ４２の円筒壁には、プランジヤ４４が
シリンダに対して最下方位置（図示の位置）にあ
るときにプランジヤ４４の上端に隣接する位置に
２つの長孔４８が対向して設けられており、長孔
４８には第３図に示すように右端部が二股フオー
ク状をなすストツパ５０が挿入されるようになつ
ている。

ストツパ５０の二股フオーク部は、その内側縁
が左方部分（基端部分）においてプランジヤ４４
の外径よりもやや大きい直径の円筒形をなし、右
方部分（先端部分）において、プランジヤ４４の
内径に略等しい距離を離れるように形成されてい
る。

なお、シリンダ４２の上方外面にはねじが形成
されており、同ねじにはストツパ５０を円滑に摺
動させるため同ストツパの上面をガイドするダブ
ルナツト５２が螺着され、ストツパ５０とロツカ
アーム４０間にはストツパの上下振動を防止する
ための押えスプリング５４が介装されている。

また、弁作動停止機構は、シリンダ５６と、同
シリンダ５６内を摺動するピストン５８と、同ピ
ストン５８をシリンダ５６の内部へ押圧する戻し
スプリング６０とからなる油圧式のアクチユエー
タ６２を含んでおり、ピストン５８にはロツド６
４の一端が固着されている。

そして、ロツド６４の外方の他端は連結ピン６
６を介してストツパ５０にガタなしに連結されて
いる。

ロツド６４には、第１係合部６７および第２係
合部６８が形成されており、またタイミングプレ
ート７０が各係合部６７，６８に係合できるよう
に設けられている。

すなわちタイミングプレート７０はロツカアー
ム４０に取付けられた軸７２を中心に回動可能に
枢支されるとともに、スプリング７４によつてロ
ツド６４と係合する方向に付勢されている。

ところで、動弁系のカムシヤフト４１には、タ
イミングカム７６が設けられており、さらにこの
タイミングカム７６にアーム部を排動されること
によつて第２図中時計回りに回動するタイミング
アーム７８がロツカシヤフト８０に枢支されてい
る。

そして、タイミングアーム７８の他のアーム部
は、第２〜４図に示すごとく、タイミングプレー
ト７０に上方から係合しており、したがつてタイ
ミングカム７６によつてタイミングアーム７８が
時計回りに回動することにより、タイミングプレ
ート７０を第４図において反時計回りに回動させ
ることができ、その結果タイミングプレート７０
と係合部６７又は６８との係合を解くことができ
る。

このようにして係合部６７，６８との係合を解
くことによつて、アクチユエータ６２を他の状態
へ作動させて弁を作動または停止状態にすること
ができる。

すなわちシリンダ５６内に圧油が供給されてい
ないときは、戻しスプリング６０の作用によりロ
ツド６４を第２図中左方へ移動させて弁を作動状
態にし、シリンダ５６内に圧油が供給されている
ときは、戻しスプリング６０に抗してロツド６４
を第２図中右方へ移動させて弁を停止状態にする
ことができる。

なお、各係合部６７，６８はロツド６４のスト
ロークをも規制しており、これによりロツド６４
に連結されたストツパ５０がシリンダ４２の長孔
４８から抜け出ないようになつている。

これにより上記のタイミングプレート７０，タ
イミングアーム７８は、タイミングカム７６の位
相を検出しこのタイミングカム７６の位相に応
じ、バルブリフトのタイミングに依存することな
く、任意のタイミングでアクチユエータ６２を作
動させる同調機構Ｓを構成することになる。

なお、アクチユエータ６２のシリンダ５６は、
ロツカアーム４０の揺動に関係なく、ロツカアー
ム４０に設けられた油路８２およびロツカシヤフ
ト８０に設けられた半径方向の油路８４を介して
ロツカシヤフト８０の軸方向の油路８６に常時連
通している。油路８６は一方の油圧切換装置３４
または３６に連通されている。

ところで、吸入・圧縮、爆発および排気という
１つのサイクル中で、排気弁を吸気弁よりも後に
作動を停止させると、そのタイミングによつては
吸入した空気または混合気あるいはその燃焼生成
ガスが排出されてしまい、その後シリンダ内に残
る気体は排気管圧力条件のもとでピストン上死点
時の空隙を満たす気体だけとなる。この状態から
吸気弁および排気弁が閉じたままでピストンが下
降した場合、シリンダ内圧力は負圧となり、この
負圧によりオイルがシリンダ内に吸い込まれる。
その後、このシリンダでの作動が復帰した場合、
オイルが燃えてオイル消費が増えるばかりでな
く、カーボンスラツジが堆積するとともに排ガス
有害成分が増える等の不具合が生じる。

また、休筒運転状態から通常運転状態へ復帰さ
せる場合に排気弁を吸気弁よりも後に作動を復帰
させると、シリンダ内に閉じ込められていた気体
が復帰直後の吸入行程においてシリンダ内に吹き
返えすため、シリンダ内に新たな空気または混合
気が十分に吸入されず、このシリンダでの作動が
不完全となつて運転が円滑に行われず、また排ガ
ス有害成分が増える等の不具合が生じる。

ところが、本考案の弁作動停止機構によれば、
例えばシリンダ５６内に圧油が供給されていない
状態すなわち弁停止状態（休筒状態）において、
タイミングカム７６の作用により、タイミングア
ーム７８が排動されると、タイミングプレート７
０とロツド６４との係合が外れ、これによりロツ
ド６４およびストツパ５０は、戻しスプリング６
０の作用により、ガタ付くことなく第２図中左方
へ移動し、プランジヤ４４の摺動を停止させて、
吸気弁または排気弁を作動状態にする。

このときタイミングプレート７０とロツド６４
との係合の解放を、バルブリフトに対し任意のタ
イミング、例えば第５図ａ，ｂに斜線で示すよう
に、戻しスプリング６０の作用によりストツパ５
０を弁作動状態位置まで移動させるために十分な
時間を有するようなタイミングとなるように設定
できる。

なお、第５図ａは吸気弁のバルブリフト特性と
タイミングカムリフト特性（斜線部分）とを示し
ており、第５図ｂは排気弁のバルブリフト特性と
タイミングカムリフト特性（斜線部分）とを示し
ている。

したがつて、この第５図からもわかるように弁
作動復帰に際して、確実に排気弁から復帰できる
ようになつており、これにより円滑な運転が行な
えるとともに、排ガス有害成分の増大をも防止で
きる等の利点が得られる。

また、ストツパ５６内に圧油が供給されている
状態すなわち弁作動状態で、タイミングカム７６
によつて、タイミングアーム７８が排動される
と、タイミングプレート７０とロツド６４との係
合が外れ、これによりロツド６４およびストツパ
は、圧油の作用により、ガタ付くことなく第２図
中右方へ移動し、プランジヤ４４を摺動可能な状
態にして、吸気弁または排気弁を停止状態（休筒
状態）にする。

このときも、第５図からあきらかなように、排
気弁から弁作動停止が行なわれ、これによりカー
ボンスラツジの堆積を少なくできるとともに排ガ
ス有害成分の増大を防止できる等の利点がある。

なお、バルブリフトに対し任意のタイミングで
タイミングプレート７０とロツド６４との係合を
解くことができるので、第５図ａ，ｂに示すよう
に、吸・排気弁のタイミングカム７６によるタイ
ミングアーム７８の作動時期を相互にオーバラツ
プさせることができ、これにより弁作動停止およ
び弁作動復帰を確実に排気弁から行なわせること
ができ、信頼性も向上する。

すなわち、上記の作動時期が両弁間でオーバラ
ツプしていない場合は、吸気弁用のタイミングア
ーム作動時期と排気弁用のタイミングアーム作動
時期との間に圧油の切換が行なわれたときに、排
気弁から作動停止および作動復帰できない場合が
あるからであり、したがつて上述のごとく両弁の
作動時期を相互にオーバラツプさせることにより
確実に排気弁から作動停止および作動復帰するこ
とができ、これにより信頼性が大幅に向上するの
である。

なお、第２図はシリンダ５６内に圧油が供給さ
れておらず、第１の係合部６７とタイミングプレ
ート７０とが係合して戻しスプリング６０による
ロツド６４の移動が規制されている状態を示すも
ので、例えば弁作動復帰に際しては、第１の係合
部６７とタイミングプレート７０との係合が外れ
ることにより戻しスプリング６０の作用によりロ
ツド６４とストツパ５０とが第２図中左方へ移動
するのである。

以上詳述したように、本考案のエンジンの弁作
動停止機構によれば、バルブリフトに対し任意の
タイミングでアクチユエータを作動させることが
できるので、ガタ音や誤作動が起きないようにす
ることができ、しかも稼動気筒数制御型多気筒エ
ンジンに使用した場合には排気弁を吸気弁よりも
先に作動停止および作動復帰させることもできる
ので、排ガス有害成分を少なくできるとともに、
円滑な運転を行なえる等の利点が得られるのであ
る。

【図面の簡単な説明】

図は本考案の一実施例としてのエンジンの弁作
動停止機構を示すもので、第１図は本機構をそな
えた稼動気筒数制御型多気筒エンジンを示す概略
図、第２図はその一部を破断して示す要部の立面
図、第３図は第２図の矢視方向から見た平面
図、第４図は第２図の−矢視断面図、第５図
ａ，ｂはいずれもその作用を説明するためのタイ
ミング図である。 １〜４……気筒、１０……吸気マニホルド、１
２……排気マニホルド、１４，１６，１８，２０
……インジエクタ、２２……電気的制御装置、２
４，２６，２８，３０……弁作動停止機構、３２
……油圧源、３４，３６……油圧切換装置、３８
……カムシヤフト位置センサ、４０……ロツカア
ーム、４１……カムシヤフト、４１ａ……カム、
４２……シリンダ、４４……プランジヤ、４６…
…スプリング、４８……長孔、５０……ストツ
パ、５２……ダブルナツト、５４……押えスプリ
ング、５６……シリンダ、５８……ピストン、６
０……戻しスプリング、６２……アクチユエー
タ、６４……ロツド、６６……連結ピン、６７，
６８……係合部、７０……タイミングプレート、
７２……軸、７４……スプリング、７６……タイ
ミングカム、７８……タイミングアーム、８０…
…ロツカシヤフト、８２，８４，８６……油路、
Ｓ……同調機構。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. エンジンの吸気または排気用の弁を駆動する動
   弁系の一部に摺動可能に介装されたプランジヤ
   と、同プランジヤに係脱しうるストツパと、同ス
   トツパを駆動しこのストツパを上記プランジヤに
   係合させて同プランジヤの摺動を停止させること
   により上記弁を作動させ上記のストツパとプラン
   ジヤとの係合を解放して同プランジヤを摺動自在
   にすることにより上記弁の作動を停止させるアク
   チユエータとをそなえるとともに、上記動弁系の
   カムシヤフトに設けられたタイミングカムの位相
   を検出し同タイミングカムの位相に応じて上記ア
   クチユエータを作動させる同調機構をそなえて構
   成されたことを特徴とする、エンジンの弁作動停
   止機構。