JPH0338405B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多気筒内燃機関の一部の気筒群への燃
料供給を機関負荷に応じて遮断して部分気筒運転
するようにした多気筒内燃機関に関し、さらに詳
細には、部分気筒運転時に上記気筒群の吸気弁及
び排気弁を任意に休止するための装置に関するも
のである。

機関の軽負荷時に一部の気筒の吸排気弁の一方
更にまた場合によつては吸、排気弁の双方を全開
状態に保つて休止気筒のポンプ仕事をなくすこと
により機関の熱効率の向上せしめることができ
る。更に休止気筒から空気が排気系へ流れるのを
防止し、排気系に設けられた触媒装置の過冷を防
止して該触媒装置の排気浄化効率の低下を防ぐこ
ともできる。

従来からこのような減筒運転のための吸、排気
弁を任意に休止する技術がいくつか提案されてい
るが、それぞれ種々の欠点がある。

本発明者は従来のこれらの装置を改良するもの
として、さきに、一対の吸、排気弁のそれぞれに
バルブ停止機構を取付け、各バルブ停止機構をリ
ンク機構とクランクアームとで相互に連結して各
バルブ停止機構を同期して回動するよう構成した
内燃機関におけるバルブ停止装置を提案した（実
公昭61−29927号公報参照）。

上記の実公昭61−29927号公報に記載のバルブ
停止装置は第１〜３図に示す構成よりなるもので
あつて、第１図に示すように、点火栓２、燃焼室
３、排気ポート４を有するシリンダヘツド１に、
該排気ポート４を開閉する排気弁５を取付け、該
排気弁５はシリンダヘツド１上面及びバルブリテ
ーナ５、間に装着されたバルブスプリング７によ
つて閉弁方向に付勢されており、ロツカーアーム
９によつて駆動されるようになつている。ロツカ
ーアームはシリンダヘツド１に螺着されたピボツ
ト８を支点としてカム１０に追従して上下動す
る。排気弁５の弁軸６は従来品に比べその先端部
が上方に延長されており、その延長部分にロータ
１１が僅かなクリアランスをもつて回動可能に被
嵌されている。第２図に示すように該ロータ１１
の側面には１対の小突起１２ａ，１２ｂが直径方
向に設けられており、またロツカーアーム９の作
用部分先端は２股に分かれ２本のフオーク状つめ
１３ａ，１３ｂを形成している。該つめ１３ａ，
１３ｂ間の間隙はロータ１１の上部円筒部分の径
より僅かに大きくロータ１１が第２図の状態から
90°回転するとつめ１３ａ，１３ｂ間に該部分を
挾み、また該つめ１３ａ，１３ｂ間距離は小突起
１２ａ，１２ｂ間距離と対応しておりロータ１１
が第２図の位置にあるとつめ１３ａ，１３ｂが小
突起１２ａ，１２ｂの上面と接触可能となつてい
る。つる巻ばね形式のフオロアスプリング１５を
ロツカーアーム９の支点近傍の円筒形支持軸１６
に巻き付け固定し、該スプリング１５の一方の作
用点がロータ１１の下部に形成した鍔１４の上面
に作用してロータ１１を弁軸６に常時押し付け、
スプリング１５の他方の作用点はロツカーアーム
９に規制されるように取付けロータ１１を付勢す
る反力はロツカーアーム９をカム１０に押圧する
よう作用する。ロータ１１の鍔１４の一端にピン
１７を弁軸６に平行に固定し、ピン１７にスリー
ブ１８を介してピン１７の軸線方向に摺動可能に
レバー１９を連結する。レバー１９は適度な可撓
性を有しておりその中間部がピン２０により支持
され揺動可能であり、レバー１９の他端が電磁ソ
レノイド２１の作用軸２２に連結されている。

第２図に示すようなロータ１１の小突起１２
ａ，１２ｂの上面にロツカーアーム９のつめ１３
ａ，１３ｂが接触している場合には、カム１０の
回転によるロツカーアーム９の上下動でロータ１
１とともに排気弁５が開閉される。次にソレノイ
ド２１に通電し作用軸２２が第１図の紙面に垂直
な方向に移動すると、レバー１９はピン２０を支
点として揺動し、レバー１９の先端に連結したピ
ン１７に回動力が作用しロータ１１が弁軸６の周
りに回動する。このようにしてロータ１１の小突
起１２ａ，１２ｂの位置を変えてつめ１３ａ，１
３ｂと接触しなくなるので、カム１０の回転につ
れてロツカーアーム９が上下動しても、ロツカー
アーム９の力はロータ１１に作用せず、排気弁５
も開閉しないようになる。

そしてこのような構成のバルブ停止機構を、第
３図に示すように、吸気ポート３４及び排気ポー
ト４の燃焼室３への開口部に設けた１対の吸気弁
３５及び排気弁５のそれぞれに取付け、これらの
バルブ停止機構を同時に制御するようにする。す
なわち連結リンク３６にスリーブ１８を設け該ス
リーブ１８を吸気側のピン４１及び排気側のピン
１７にそれぞれ弁軸方向に摺動可能に係合させ両
ピン１７，４１を連結させる。連結リンク３６に
バネ質の主動レバー３７及び従動レバー３８が回
動可能にピン連結され、また主動レバー３７は中
間がハンガー３９にピン４２で支持され、その上
端には長孔４４を有しソレノイド２１のの作用軸
２２に連結されている。従動レバー３８はハンガ
ー３９にピン４３で連結され、ピン４３及びピン
４５間の距離は主動レバー３７のピン４６と中間
の支点となるピン４２との距離に等しく、平行ク
ランク機構を構成している。ソレノイド２１及び
その作用軸２２に固着された板２２ａ間にリター
ンスプリング４７が装着され、ソレノイド２１が
通電されない場合は作用軸２２を開放側へ付勢す
る。コントローラ（図示せず）によつてソレノイ
ド２１に通電されると、作用軸２２がリターンス
プリング４７に抗して吸引され、作用軸２２の移
動に従つて主動レバー３７が中間支点のピン４２
を中心に揺動しピン４６とともに連結リンク３６
が作用軸２２と逆方向に移動される。主動レバー
３７及び従動レバー３８は平行クランク機構を形
成しているので移動中に連結リンク３６の姿勢は
変わらず、連結リンク３６がロータ１１を同時に
回動させ、吸気弁３５及び排気弁５が同時に制御
される。

なお、上記ソレノイド２１で発生するロータ１
１の回動力はカム１０が作用して排気弁５、吸気
弁３５が開閉動している時にロータ１１を回転す
る程の力がないため、開閉動作をしている吸、排
気弁、３５，５を閉じたままの状態に保持するよ
うにロータ１１を回動し得るのは吸、排気弁各々
の開弁用カムがスペース円の場合つまり機関の圧
縮行程とそれに続く膨張行程に限られるわけであ
る。

以上のような構成を有する前記実公昭61−
29927号公報に記載の吸、排気弁の同時停止制御
装置にあつては、機関回転数が十分に高い時、１
サイクルの圧縮→膨張間でロータ１１が90°回転
する時間が与えられなくなることが起り得、この
時ロータ１１は僅かずつ回転して最後につめ１３
ａ，１３ｂが小突起１２ａ，１２ｂの上面から外
れて吸、排気弁３５，５が閉じたままになる。ま
た同様に機関の高回転時に逆に吸、排気弁３５，
５が閉じたままで停止している状態から開閉動作
をさせようとする時は最初のつめ１３ａ，１３ｂ
と小突起１２ａ，１２ｂとのひつかかりが得られ
てから所定の位置までロータ１１が回動するまで
僅かずつ回転しるいることである。この時リンク
機構のあそびやロータ１１、つめ１３ａ，１３ｂ
の製造公差等によりいずれか一方の弁が先に閉じ
たままになつたり或いは逆に開閉動作しはじめた
りすることが起り得る。このようにいずれか一方
の弁が先に開閉状態に変化できる場合に、たまた
ま排気弁５が先に停止して閉じたままになつた
り、逆に吸気弁３５が先行して開閉動作を開始し
たりするとシリンダ内の混合気もしくは吸入空気
又は既燃焼ガスが吸気管に吹き戻されることにな
り機関の運転性を損うおそれがある。

本発明は、上記のような従来装置の問題点を解
決するためになされたものであつて、一対の吸、
排気弁のそれぞれにバルブ停止機構を取付け、こ
の各バルブ停止機構を吸、排気弁の弁軸延長部に
被嵌したロータとカムに追従して上下動するロツ
カーアームとにより構成するとともに、前記ロー
タはその側面に対峙する２個の小突起を有し、ま
た前記ロツカーアームはその先端部に前記２個の
突起の上面のみに接触可能な２本のフオークを有
する構成とし、各バルブ停止機構を同期して作動
させる場合においてバルブの作動を休止して閉じ
たままにしようとする時は吸気弁を先行させ、逆
にバルブの作動を開始して開閉動しようとする時
は排気弁を先行させ、もつてバルブ停止制御過程
においてシリンダ内のガスが吸入側へ戻されるこ
とを防止し、これによりバルブ停止機構付機関の
信頼性を向上させる装置を提供することを目的と
するものである。

そして、本発明によれば、上記の目的は、一対
の吸、排気弁のそれぞれにバルブ停止機構を取付
け、前記各バルブ停止機構を、前記吸、排気弁の
弁軸延長部に被嵌したロータとカムに追従して上
下動するロツカーアームとにより構成し、前記ロ
ータはその側面に対峙する２個の小突起を有し、
前記ロツカーアームはその先端部に前記ロータの
前記２個の小突起の上面のみに接触可能な２本の
フオークを有し、各バルブ停止機構をリンク機構
とクランクアームとで相互に連結し前記各バルブ
停止機構を同期して回動させるよう構成した内燃
機関のバルブ停止装置において、吸気弁に取付け
たバルブ停止機構の回動角度を排気弁のそれより
も大きく設定するよう構成することにより、これ
を達成することができた。

本発明の実施例を図面を参照して説明する。第
４図、及び第５図は本発明の第１実施例を示すも
ので、前記した本発明者の提案にかかる第１〜３
図に示す装置と共通する部分は同一符号をもつて
表わしているので、これら共通部分についての詳
細な説明は省略する。吸、排気弁のそれぞれにロ
ータ１１，５１を被嵌させ、これらロータ１１，
５１の下部に鍔１４，５４を設け、該鍔１４，５
４にピン１７，４１をそれぞれ固定し、連結リン
ク３６がこれらのピン１７，４１を連結してソレ
ノイド２１に発生した駆動力をバネ質の主、従動
レバー３７，３８を介してロータ１１，５１に伝
達するように構成されている点は第１〜３図に示
す装置と同様である。

本実施例においては、第５図に示すように特
に、吸気側のロータ５１に取付けるべきピン４１
はロータ５１の回転中心からl_Iの距離に固定さ
れ、一方排気弁側のロータ１１に取付けるべきピ
ン１７はロータ１１の回転中心からl_Eの距離に固
定され、l_E＞l_Iとなるように各クランクアームの
長さl_I，l_Eを設定している。

なお、吸気弁側のロータ５１にも排気弁側のそ
れと同様に小突起５２ａ，５２ｂが設けられ、こ
れらの小突起がロツカーアームの先端の２つのつ
め（図示せず）と接触するようになつている。ま
た各ロータ１１，５１は吸、排気弁の開閉作動位
置において小突起１２ａ，１２ｂ，５２ａ，５２
ｂの各中心線４９，５０が正確にロツカーアーム
９（吸気弁側については図示せず）の長手方向中
線に直交するように、すなわちロツカーアーム９
の２個のつめ１３ａ，１３ｂ（吸気弁側について
は図示せず）の接触面と小突起１２ａ，１２ｂ及
び５２ａ，５２ｂとの接触線が中心線４９，５０
と平行であるように位置している。

上記のバルブ停止機構においてソレノイド２１
に通電すると、作用軸２２がソレノイド２１の方
向に引き寄せられ主動レバー３７を介して連結リ
ンク３６を移動させる。この時l_E＞l_Iに各ロータ
１１，５１のクランクアームの長さを設定してあ
るため、各ロータ１１，５１の回動中に回動角度
に位相差が生じ、吸気弁３５側のロータ５１の回
動角度は排気弁側のロータ１１の回動角度よりも
大きくなつて吸気弁３５の方が先にその開閉動作
を停止し閉じたままの状態になる。さらに主動レ
バー３７は連結リンク３６を移動させ次に排気弁
５が停止し閉じたままの状態になる。

前記したように第１〜３図に示す機構では機関
の回転数が低い時は１サイクルの圧縮→膨張行程
中で排気弁５の作動停止までの動作は完了するも
のの、機関の回転数が高い時には上記動作の完了
までには数サイクルないし20サイクルの時間が要
求されるが、本実施例によればロータ１１とロー
タ５１との間に回動角の位相差が生じ、必ず吸気
弁３５が先に停止状態となり、したがつてシリン
ダ内のガスが吸気通路に吹き戻されることがな
い。また逆に吸、排気弁３５，５が開閉作動を停
止して閉じたままになつている状態から開閉作動
状態に切換える時は、吸気弁３５側のロータ５１
の回動が排気弁５側のロータ１１の回動より遅れ
るので排気弁側ロータ１１の小突起１２ａ，１２
ｂが先にロツカーアーム９のつめ１３ａ，１３ｂ
に係合し排気弁駆動力が伝えられるようになるた
め、排気弁５が先に開閉作動を開始し、シリンダ
内のガスが吸気通路に吹き戻されることがない。

本発明の第２実施例を第６図、第７図に示す。
但しこれらの図は吸、排気弁が開閉作動している
場合と開閉作動が停止している場合の各々におけ
る各ロータとこれの連結機構の位置関係を主とし
て示し、動弁機構の主要部分は省略してある。

本実施例の第１実施例と異なる点は２個のロー
タ１１，５１を連結するリンク機構として、第１
実施例のような単一の連結リンク３６を用いる代
りに２個のレバー６０，６１とこれらを連結する
リンク６６とを用い、また第１実施例が各クラン
クアームの長さを異ならしめたのに代えて、上記
レバー６０，６１の枢着点と揺動点間の距離を異
ならしめた点である。

すなわち、レバー６０，６１はその回動中心と
なる各枢着点６２，６３を有し、その各一端をリ
ンク６６で連結しこれら連結点６４，６５を揺動
点とする。またレバー６０，６１の他端はフオー
ク状に形成しこのフオーク部分でロータ１１，５
１に固定した各ピン１７，４１を挾持する。ソレ
ノイド２１の作用軸２２はレバー６０の中間部に
固定されたフオーク状のアーム６７のスリツトに
合わせて溝が形成されており、この溝を介して作
用軸２２とアーム６７は連結され、ソレノイド２
１に発生した駆動力が作用軸２２、アーム６７を
介してレバー６０に伝えられさらにリンク６６を
経てレバー６１にも伝えられるようになつてい
る。さらに吸気弁側のレバー６１の枢着点６３と
揺動点６５間の距離l_Iは排気弁側のレバー６０の
枢着点６２と揺動点６４間の距離l_Eより小さく、
すなわちl_E＞l_Iとなるよう設定されている。ソレ
ノイド２１に通電されるとレバー６０，６１の回
動により各ロータ１１，５１は第６図の吸、排気
弁の開閉作動位置から第７図の作動停止位置へと
移行する。この間においてレバー６０，６１はl_E
＞l_Iの関係があるからロータ１１，５１には回動
角度において位相差を生じ第１実施例と同じ効果
をもたらすこととなる。

なお第７図に示すように、ロータの回動角度に
位相差が生じる関係上排気弁側のロータ１１の小
突起１２ａ，１２ｂの中心線がロツカーアーム９
の長手方向中心線と直交しない位置をとることが
あるので、この状態においてもロツカーアーム９
のつめ１３ａ，１３ｂが小突起１２ａ，１２ｂに
接触しないようにしなければならず、そのために
は小突起１２ａ，１２ｂの巾Ｗがつめ１３ａ，１
３ｂ間の間隙（ロータ頭部の直径）より十分に小
さくければならず、またl_I：l_Eの比も適当に選ぶ
ことが必要である。

本発明は以上のような構成、作用を有するもの
であるから、一対の吸、排気弁の各バルブ停止機
構を、吸、排気弁の弁軸延長部に被嵌しかつ側面
に対峙する２個の小突起を有するロータと、先端
に前記２個の小突起の上面のみに接触可能な２本
のフオークを有するロツカーアームとにより構成
し、一対の吸、排気弁を同期して制御する内燃機
関のバルブ停止装置において、開閉作動中の吸、
排気弁を作動状態に移行するに際しては吸気弁が
先行して閉じ、逆に吸、排気弁の作動停止状態か
らこれの作動状態に移行するに際しては排気弁が
先行して開き、したがつてこの制御過程において
シリンダ内のガスが吸気側に吹き戻されることを
防止することができ、これにより前記型式のバル
ブ停止機構付き機関の信頼性、運転性を向上させ
ることができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のバルブ停止装置の縦断面、第２
図はその要部の斜視図、第３図は第１図のバルブ
停止装置を吸、吸気弁の各々に装着して各弁を同
期するよう構成した応用例を示す縦断面図、第４
図は本発明の第１実施例の縦断面図、第５図は第
４図の−線矢視の平面図、第６図及び第７図
は本発明の第２実施例の平面図で第６図は吸、排
気弁の開閉動作する位置を示し、第７図は吸、排
気弁が開閉動せず閉止状態に保持されている位置
を示すものである。 １……シリンダヘツド、５……排気弁、６……
弁軸、９……ロツカーアーム、１０……カム、１
１，５１……ロータ、１２ａ，１２ｂ，５２ａ，
５２ｂ……小突起、１３ａ，１３ｂ……つめ、１
４，５４……鍔、１５……フオロアスプリング、
１７，４１……ピン、１８……スリーブ、１９…
…レバー、２１……ソレノイド、２２……作用
軸、３５……吸気弁、３６……連結リンク、３７
……主動レバー、３８……従動レバー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一対の吸、排気弁のそれぞれにバルブ停止機
   構を設け、前記各バルブ停止機構を、前記吸、排
   気弁の弁軸延長部に被嵌したロータとカムに追従
   して上下動するロツカーアームとにより構成し、
   前記ロータはその側面に対峙する２個の小突起を
   有し、前記ロツカーアームはその先端部に前記ロ
   ータの前記２個の小突起の上面のみに接触可能な
   ２本のフオークを有し、前記各バルブ停止機構を
   リンク機構とクランクアームとで相互に連結し前
   記各バルブ停止機構を同期して回動するよう構成
   した内燃機関のバルブ停止装置において、前記吸
   気弁に取付けたバルブ停止機構の回動角度を前記
   排気弁のそれよりも大きく設定したことを特徴と
   するバルブ停止装置。 ２ 前記吸気弁に取付けたバルブ停止機構のクラ
   ンクアームの長さを排気弁のそれよりも短かく設
   定した特許請求の範囲第１項記載のバルブ停止装
   置。 ３ 前記ロータの下端に鍔を設け、該鍔の一部に
   ピンを弁軸に平行に固定し、該ピンをリンク機構
   で連結した特許請求の範囲第１項記載のバルブ停
   止装置。 ４ 前記リンク機構を、それぞれの中間部を枢着
   した２本のレバーの各一端をリンクで相互に連結
   して該連結点を揺動点となしたリンク機構で構成
   し、前記各レバーの他端にはスリツトを設けて該
   スリツトに前記ロータに固定したピンを挿入し、
   吸気弁側のバルブ停止機構に連結した前記レバー
   の前記枢着点と前記揺動点との距離を排気弁側の
   それよりも短かく設定した特許請求の範囲第１項
   記載のバルブ停止装置。