JPH037526Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は可変気筒内燃エンジン用ピストンバル
ブに関するものであり、ビボツト式、ダイレクト
式、ロツズアーム内蔵式等のOHC、あるいは
OHV等ほとんどのエンジン動弁機構に利用する
ことができる。

［従来の技術］ 近年、省エネルギー及び車両の燃費向上を目的
として、種々の方式の内燃エンジンの可変気筒装
置が提供されている。

例えば、特開昭58−180709号公報に開示されて
いるように、コンピユータからの信号によりソレ
ノイドが駆動してラツシユアジヤスタのチエツク
ボールを押圧し、これによりラツシユアジヤスタ
の剛性を取り除いてバルブリフト作動を停止させ
る方式の可変気筒装置がある。

［考案が解決しようとする問題点］ 上記した従来の可変気筒装置では、ラツシユア
ジヤスタによる動弁機構を採用しているため、ダ
イレクト式の動弁機構には利用が不可能であつ
た。

本考案はこの問題点を解決するものであり、ほ
とんどの動弁機構に利用でき、円滑にバルブリフ
ト作動およびバルブリフト作動の停止を行ない得
る可変気筒内燃エンジン用ピストンバルブを提供
するものである。

［問題点を解決するための手段］ 本考案の可変気筒内燃エンジン用ピストンバル
ブは、エンジン燃焼室の吸気または排気孔を開閉
するバルブ部と、 該バルブ部と一体的に形成され、シリンダヘツ
ドに摺動自在に保持されるステム部と、 カム、ロツカアーム等の押圧部材により該ステ
ム部の軸方向に押圧され、該押圧部材の該軸方向
の動きを該ステム部に伝達し、該バルブ部を開閉
する連結部とから構成され、 該連結部は該ステム部の上端で該ステム部の該
軸方向に相対移動可能で互いに離れる方向に付勢
され、該軸方向と交わる方向に伸びるプランジヤ
ー室を有するハウジングと、 該プランジヤー室内に摺動自在に保持され、該
プランジヤー室内に導入される流体圧により一方
向に付勢され、該ステム部の上端部が入脱可能な
アイドル孔と該ステム部の上端部が当接する当接
面を有するプランジヤーと、 該ハウジングと該プランジヤーの間に設けら
れ、該流体圧により付勢された該プランジヤーを
該ステム部の上端が該アイドル孔に入脱可能な位
置に係止するストツパーと、 該ハウジングと該プランジヤーの間に設けら
れ、該プランジヤーを該流体圧の付勢方向と反対
方向にかつ該流体圧の付勢力より弱い力で付勢す
る付勢部材とで構成され、 該流体圧を作用させることにより、該プランジ
ヤーを該ストツパーで係止し、該ステム部の上端
を該アイドル孔内に入脱自在とし、該押圧部材の
該軸方向の動きを該連結部の該ステム部に対する
相対移動で吸収して該ステム部および該バルブ部
を不動とし、該流体圧を除去することにより、該
付勢部材で該プランジヤーを逆方向に移動させ、
該ステム部の上端を該プランジヤーの該当接面に
当接させ、該押圧部材の動きを該連結部を介して
該ステム部および該バルブ部に伝え、該バルブ部
により該吸気または排気孔を開閉するようにした
ことを特徴とする。

本考案にいうピストンバルブとは、カムシヤフ
トにより駆動されるカム、ロツカーアーム等の押
圧部材の押圧の動きにより、シリンダの吸気口又
は排気孔を開閉してエンジンの駆動を可能とする
装置をいう。このピストンバルブはバルブ部と、
バルブ部と一体的に形成されたステム部と、ステ
ム部に押圧部材の押圧の動きを伝える連結部とか
ら構成される。このうちバルブ部はシリンダの燃
焼室に設けられた吸気又は排気孔を開閉するため
のものであり、従来と同一のエンジンバルブを使
用することができる。またステム部は一端がバル
ブ部に一体的に固定された棒状の部材であり、通
常連結部へ近接する方向へ付勢され他端に連結部
を介して与えられる押圧部材の押圧により、シリ
ンダヘツド内を摺動してバルブ部を開閉するため
のものである。

本考案の最大の特色は連結部の構成にある。

連結部は主としてハウジングと、ハウジング内
に設けられたプランジヤー室内を摺動するプラン
ジヤーとから構成され、一般にはステム部の上方
で、シリンダヘツド等のブロツク内を摺動可能に
配置することができる。このうちハウジングはス
テム部の上端で、ステム部の軸方向にステム部に
対して相対移動可能である。そして、スプリング
等でステム部と互いに離れる方向に付勢され、上
表面は常に押圧部材に当接している。またハウジ
ング底面にはステム部の一端がプランジヤー室内
に突出するように嵌入する穴が設けられる。ハウ
ジング内にはステム部の軸方向と交わる方向にプ
ランジヤー室が形成される。プランジヤー室はブ
ランジヤーに流体圧を導く流体通路を有する。こ
の流体通路は、通常ハウジングの側壁に設けら
れ、流体圧をブランジヤー一端面に与えて、プラ
ンジヤーをステム部の軸方向と交わる方向へ付勢
可能とするものである。この流体圧には空気圧油
圧等を用いることができるが、エンジンオイルの
油圧を利用するのが簡便である。流体圧を上記流
体通路へ導くには、シリンダヘツド等のブロツク
内にオイルポンプに連通する導入孔を設け、エン
ジンオイルの油圧を直接プランジヤーへ導くよう
にしてもよいし、ハウジング外壁とブロツクとの
境界面に、ハウジング外壁を一周する溝を設け、
その溝を通じて上記導入孔より流体圧を導くよう
にすることもできる。この場合には、エンジンオ
イルを利用することにより、オイルの潤滑作用が
働き、ハウジングの摺動が円滑になるという効果
が生じる。なお、流体圧は可変気筒時、バルブ部
の開閉作動を停止する時のみにプランジヤーを付
勢する必要がある。このような制御を行なうに
は、例えば上記導入孔とオイルポンプとの間に、
エンジンオイルの流れをオン−オフする弁を設
け、この弁を開閉することにより行なうことがで
きる。この弁は手動で開閉するようにしてもよい
が、電磁弁とし、エンジン負圧、スロツトル開度
等の信号を検知したコンピユータにより開閉制御
することが好ましい。このようにすれば、正確で
かつ細かな制御が可能となり、省エネルギー、燃
費の向上に大きく貢献することができる。

プランジヤー室内には、プランジヤーがステム
部の軸方向と交わる方向に、プランジヤー室内面
を摺動するように配設される。このプランジヤー
は、ステム部の上端部が入脱可能なアイドル孔を
有している。このアイドル孔は、バルブリフト作
動を停止すべきときにステム部の上端部が入脱す
る孔である。そして押圧部材によりハウジングが
押され、ハウジングがステム部に最も近接した場
合でもステム部の上端部はアイドル孔内にあり、
押圧が伝わらないように構成される。またプラン
ジヤーはステム部の上端部が当接する当接面を有
している。そして通常時のエンジン駆動時には、
この当接面にステム部の上端部が当接することに
より、押圧部材のステム部の軸方向の動きをバル
ブ部に伝達することが可能となる。なお、ステム
部の上端部と該当接面とは、押圧部材の押圧力が
最も小さくなつた時に、クリアランスとなる間隙
を有することが望ましい。これにより各部品の熱
膨張、疲労等による変形に柔軟に対処することが
できる。

連結部では、バルブリフト作動を停止すべき時
には、前記流体通路に流体が導びかれ、プランジ
ヤーは該流体の圧力によつて一方向に付勢されて
アイドル孔にステム部の上端部が入脱可能とな
る。また連結部は、上記流体の圧力の付勢方向と
反対方向にプランジヤーを付勢する、付勢部材を
具備している。この付勢部材は空気等の圧力を利
用することもできるが、スプリングを利用するこ
とが簡便である。そして通常時のエンジン駆動時
には付勢部材の付勢力によりプランジヤーは他方
向に付勢され、当接面がステム部に当接可能な状
態を維持する。

この付勢部材の付勢力は、流体通路に導びかれ
る流体の圧力より小さい事が必要である。例えば
エンジンオイルの油圧を用いた場合には、エンジ
ンの駆動条件等により圧力が脈動す場合がある。
従つて油圧が小値となつた時でも付勢部材の付勢
力の方が小さくなるように設定される。このよう
にすれば、バルブリフト作動時には流体の圧力が
常に付勢部材の付勢力に打ち勝ち、プランジヤー
は常に、アイドル孔へのステム部の入脱が行なわ
れるように付勢される。

また連結部には、プランジヤーが上記のように
流体圧により付勢された場合に、アイドル孔がス
テム部の入脱可能な位置にブランジヤーを係止す
るストツパーが設けられる。例えばプランジヤー
の一端は有底の中央孔とし、その底にスプリング
の一端が当接し、流体の圧力によりスプリングが
押し縮められた場合にプランジヤーの一端の周縁
部が、ハウジングのプランジヤー室の一端面に当
接して係止されるようにすることができる。また
プランジヤーの一端、あるいはプランジヤー室の
一端面に中央突起を設け、その突起をスプリング
に挿入してストツパーとすることもできる。そし
てプランジヤーが上記プランジヤーの周縁部、中
央突起等のストツパーで係止された場合にアイド
ル孔はステム部の上端部が入脱可能な位置とな
る。

［作用］ 上記のように構成された本考案の可変気筒内燃
エンジン用ピストンバルブでは、通常のエンジン
駆動時には、プランジヤーは一端部の付勢部材に
より流体の圧力がかかる方向と反対方向へ付勢さ
れる。そしてプランジヤーの当接面がステム部の
端部に当接可能となり、押圧部材の動きが連結部
を介してバルブ部に伝達されて、エンジン燃焼室
の吸気、排気孔の開閉が行なわれる。

一方例えばエンジンの負荷が小となり、その気
筒の駆動を停止する場合には、流体の圧力がプラ
ンジヤーの他端部にかかり、プランジヤーをステ
ム部の軸方向と交わる方向へ付勢する。この場合
付勢部材の付勢力は流体の圧力による付勢力より
常に小さいので、プランジヤーは流体の圧力によ
りプランジヤー室内を摺動する。そしてストツパ
ーにより一定位置に係止され、ステム部の上端部
がアイドル孔に入脱可能となる。従つて押圧部材
が連結部を押圧するとステム部の上端部がアイド
ル孔に入り、その押圧力はステム部およびバルブ
部には伝わらない。これにより吸気、排気孔は常
に閉状態となり、その気筒の駆動は停止される。

［考案の効果］ 本考案の可変気筒内燃エンジン用ピストンバル
ブは、ダイレクト式、ピボツト式等ほとんどの動
弁機構に利用することができる。また流体圧が変
動した場合でも円滑にステム部がアイドル孔内に
入脱し、ステム部端面あるいはプランジヤーの当
接面が損傷するような不具合は生じず、可変気筒
制御が円滑にかつ正確に行なわれる等、本考案の
効果は大きい。

［実施例］ 図面は本考案の１実施例のピストンバルブを示
すものである。

シリンダブロツク１０に形成れたシリンダ１１
の内部をを図示しないピストンが上下往復運動を
する。ピストン上方の燃焼室１２と吸排気孔１３
との連通はバルブ３０によつて開閉制御されてい
る。バルブ３０は円柱形状のバルブステム３１と
一体的に形成され、バルブステム３１は、シリン
ダブロツク１０に形成されたバルブガイド３２に
摺動可能に挿入されている。シリンダブロツク１
０には、バルブガイド３２の同軸上上方に、バル
ブガイド３２により大きな直径の円筒形状の穴部
１４が設けられている。穴部１４の底部に形成さ
れたバネ座３３とバルブステム３１の一端部近辺
に固定されたスプリングリテーナ３４との間に、
バルブスプリング３５が張設されている。このバ
ルブスプリング３５により、バルブ３０は常時バ
ルブシート１５に着座するように上方に付勢され
ている。

バルブステム３１の上方には、円柱状のハウジ
ング４０が穴部１４内を摺動可能に挿入されてい
る。そしてハウジング４０とバネ座３３との間に
はハウジングスプリング３６が張設され、ハウジ
ング４０は上方へ付勢されている。

ハウジング４０には、バルブステム３１の軸方
向と垂直方向に伸び、一方は有底であり他方はハ
ウジング４０の側面に開口した直方体状のプラン
ジヤー室４１が形成されている。ハウジング４０
のバルブステム３１へ向かう下端面には、プラン
ジヤー室４１と連通するステム穴４２、および空
気穴４３が設けられ、バルブステム３１の一端部
がステム穴４２からプランジヤー室４１内に突出
している。またハウジング４０の上端面に固定さ
れたプレート４６は、ハウジングスプリング３６
の付勢力により、カムシヤフト６０のカム面６１
に当接している。

またハウジング４０の側周面には、その円周方
向に一周するハウジング溝４４が設けられてい
る。そしてシリンダブロツク１０にはエンジンオ
イルの油圧を供給する油路１６が形成され、穴部
１４の内表面には、ハウジング４０が上下に摺動
した場合にもハウジング溝４４と少なくとも一部
が重なり、油路１６に連通する油溝１７が設けら
れている。従つて油路１６とプランジヤー室４１
とは常に連通が保たれている。

プランジヤー室４１内にはプランジヤー室４１
の伸びる方向に摺動可能なプランジヤー５０が挿
入されている。

プランジヤー５０は、プランジヤー室４１の底
に向かう端面に有底のスプリング穴５１を有して
いる。スプリング穴５１の底には、一端がプラン
ジヤー室４１の底に固定されたスプリング５２の
他端が当接し、プランジヤー５０はプランジヤー
室４１の開口側へ付勢されている。そしてプラン
ジヤー室４１の開口側にはスナツプリング５３が
固定され、プランジヤー５０の移動を規制してい
る。

またプランジヤー５０はバルブステム３１の軸
方向に、バルブステム３１と略同一の直径を有
し、プランジヤー５０を貫通する円筒状のアイド
ル孔５４を具備している。そしてプランジヤー５
０の下端面には、アイドル孔５４の開口を含み、
該開口より大きな長円形の凹部５５が設けられて
いる。この凹部５５の深さは、バルブスプリング
３５によつて付勢され、ステム穴４２から突出す
るバルブステム３１の一端部の高さより、若干大
きくなつている。

上記のプランジヤー５０では、スプリング５２
を縮めるようにプランジヤー５０が押圧される
と、空気穴４３より空気が逃げ、スプリング穴５
１の周縁部がプランジヤー室４１の底に当接し、
その位置でプランジヤーの移動が規制される。そ
してこの場合にバルブステム３１とアイドル孔５
４は同軸上に位置し、バルブステム３１はアイド
ル孔５４に入脱可能となる。なおスプリング５２
の付勢力は、油路１６、油溝１７、ハウジング溝
４４を通じてプランジヤー５０の一端面にかかる
エンジンオイルの油圧による付勢力より小さくな
つている。また油圧が断とされている時は、スプ
リング５２の付勢力によりプランジヤー５０は一
端がスナツプリング５３に当接した状態で係止さ
れる。そしてこの時には凹部５５の底面がバルブ
ステム３１の端面に対向するようになつている。

上記のごとく構成されたピストンバルブにおい
て、その作用を以下に説明する。

エンジン作動中には油路１６からの油圧は断と
され、プランジヤー５０は第１図のごとくスプリ
ング５２によつてプランジヤー室４１の開口側へ
付勢され、凹部５５の底面がバルブステム３１の
端面に対向している。この状態でカムシヤフト６
０が回転し、ハウジング４０が押し下げられる
と、凹部５５の底面がバルブステム３１の端面に
当接してバルブステム３１を押し下げる。従つて
バルブ３０はバルブシート１５から離れ、シリン
ダ１１の吸排気が行なわれる。その後はバルブス
プリング３５およびハウジングスプリング３６の
付勢力によりバルブステム３１、ハウジング４０
は元の状態へ戻る。なおエンジン作動中のバルブ
リフト機構に生じた熱膨脹、クリアランスは、凹
部５５の底面とバルブステム３１の端面との間の
間隙、バルブスプリング３５およびハウジングス
プリング３６により吸収され、常にバルブリフト
機構が一定寸法となるように作動している。

さて、エンジンの負荷が小さいときには、気筒
切替コンピユータ７０が例えばエンジン負圧、車
速、スロツトル開度等の信号を検知し、電磁弁７
１を作動させてエンジンオイルを油路１６から、
ハウジング溝４４を通じてプランジヤー室４１の
開口側へ導く。すると油圧の付勢力がスプリング
５２の付勢力に勝り、プランジヤー５０はスプリ
ング穴５１の周縁部がプランジヤー室４１の底に
当接した位置で係止される。従つてバルブステム
３１はアイドル孔５４に入脱可能となり、カムシ
ヤフト６０によりハウジング４０が押し下げられ
ても、バルブステム３１はアイドル孔５４に入る
のみで、カムシヤフト６０による押圧は伝わらな
い。従つてバルブ３０はバルブシート１５に着座
した状態で保持され、シリンダ１１の吸排気は行
なわれない。なお、油圧が変動し、最小値となつ
た場合でも、スプリング５２の付勢力は油圧の付
勢力より小さくなるようにされている。従つて油
圧が変動しても、プランジヤー５０はプランジヤ
ー室４１の底に当接した状態を維持し、アイドル
孔５４および凹部５５とバルブステム３１とが接
触して損傷するような不具合は発生しない。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図は本考案の実
施例のピストンバルブに関するものであり、第１
図は通常のエンジン作動時で表わすその説明断面
図、第２図は第１図のＡ−Ａ矢視断面図、第３図
は可変気筒時を表わすその説明断面図、第４図は
第３図のＢ−Ｂ矢視断面図である。 ３０……バルブ、３１……バルブステム、４０
……ハウジング、４４……ハウジング溝、５０…
…プランジヤー、５１……スプリング穴、５４…
…アイドル孔、５５……凹部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) エンジン燃焼室の吸気または排気孔を開閉す
   るバルブ部と、 該バルブ部と一体的に形成され、シリンダヘ
   ツドに摺動自在に保持されるステム部と、 カム、ロツカアーム等の押圧部材により該ス
   テム部の軸方向に押圧され、該押圧部材の該軸
   方向の動きを該ステム部に伝達し、該バルブ部
   を開閉する連結部とから構成され、 該連結部は該ステム部の一端部側で該ステム
   部の該軸方向に相対移動可能で互いに離れる方
   向に付勢され、該軸方向と交わる方向に伸びる
   プランジヤー室を有するハウジングと、 該プランジヤー室内に気液密に摺動自在に保
   持され、該プランジヤー室内に導入される流体
   圧により該軸方向と交差する方向に付勢され、
   該ステム部の該一端部が入脱可能なアイドル孔
   と該ステム部の該一端部端面が当接して該ステ
   ム部に該ハウジングの動きを伝える当接面とを
   有するプランジヤーと、 該ハウジングと該プランジヤーの間に設けら
   れ、該流体圧により付勢された該プランジヤー
   を該ステム部の該一端部が該アイドル孔に入脱
   可能な位置に係止するストツパーと、 該ハウジングと該プランジヤーの間に設けら
   れ、該プランジヤーを該流体圧の付勢方向と反
   対方向にかつ該流体圧の付勢力より弱い力で付
   勢する付勢部材とで構成されたことを特徴とす
   る可変気筒内燃エンジン用ピストンバルブ。 (2) 連結部のハウジングは円柱状であり、該円柱
   状の円周面にその円周方向に流体導入用の溝を
   もつ実用新案登録請求の範囲第１項記載の可変
   気筒内燃エンジン用ピストンバルブ。 (3) プランジヤー室は一端開口、他端閉鎖の有底
   孔であり、付勢部材は該プランジヤー室の該底
   とプランジヤーの一端との間に圧縮状態で保持
   されているスプリングである実用新案登録請求
   の範囲第１項記載の可変気筒内燃エンジン用ピ
   ストンバルブ。 (4) プランジヤーの一端は有底の中央孔を有し、
   該底にスプリングの一端が当接し、該一端の周
   縁部がストツパーを構成する実用新案登録請求
   の範囲第３項記載の可変気筒内燃エンジン用ピ
   ストンバルブ。 (5) プランジヤーの一端は中央突起を有し、該中
   央突起がストツパーを構成する実用新案登録請
   求の範囲第３項記載の可変気筒内燃エンジン用
   ピストンバルブ。