JPH07332119A - 可変気筒装置 - Google Patents

可変気筒装置

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JPH07332119A
JPH07332119A JP6128925A JP12892594A JPH07332119A JP H07332119 A JPH07332119 A JP H07332119A JP 6128925 A JP6128925 A JP 6128925A JP 12892594 A JP12892594 A JP 12892594A JP H07332119 A JPH07332119 A JP H07332119A
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JP
Japan
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intake
valve
exhaust
cutoff valve
cylinder
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JP6128925A
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English (en)
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Toru Kosuda
通 小須田
Osamu Sato
佐藤　　修
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、簡単、かつ安価な構造で、モ−ド切
換えに必要な切換時間の短縮化を図った可変気筒装置を
提供することにある。 【構成】本発明は、ゼネバ機構４３により、ＤＣモ−タ
４４からの駆動力を吸気遮断弁１０ａ〜１０ｃ、排気遮
断弁２９に振り分け、かつこれら吸気遮断弁１０ａ〜１
０ｃ、排気遮断弁２９を所定の動作タイミングでずらし
て間欠的に動作させて、全気筒運転モ−ドと減筒運転モ
−ドとを切換える構造を採用した。これにより、機械的
に一義的に決まるゼネバ機構４３の動作タイミングだけ
で、一つのＤＣモ−タ４４の駆動力により吸気遮断弁１
０ａ〜１０ｃ、排気遮断弁２９を所定に切換動作させ
て、できるだけ不要な時間を切換時間からなくし、併せ
て構造も簡単にした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の稼働気筒数
を可変する可変気筒装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車（車両）に搭載されるレシプロエ
ンジン（以下、エンジンと称す）には、走行時の燃費を
向上させることを目的として、負荷に応じて稼働気筒数
を可変させるようにしたものがある。
【０００３】稼働気筒数の可変は、軽負荷時（部分負荷
時）に気筒の一部を休止する可変気筒装置によって行わ
れる。この可変気筒装置には、吸排気弁の作動を制御す
る技術がある。
【０００４】これは、例えば特開昭６１−１１８５１５
号公報に示されるように吸排気弁のリフタボディ内に、
弁当接部が形成されたスライダ−、同スライダ−と係脱
するピンを設けて構成される。
【０００５】この構成によると、気筒稼働時には、油圧
によりピンをスライダ−と係合させれば、吸排気弁が所
期に作動し、同じくピンをスライダ−から離脱させれ
ば、吸排気弁が休止して気筒を休止させる。
【０００６】ところが、このような休止気筒の吸排気弁
の作動を停止させる技術は、エンジン本体を大幅に変更
する必要がある。特に各気筒に吸排気弁が複数個設けら
れる多弁のエンジンは、その変更から構造が非常に複雑
になる。
【０００７】しかも、弁の作動停止により、休止気筒の
筒内圧は負圧となるから、オイル上り増加してしまう不
具合がある。そこで、エンジンの動弁系を全く変更せ
ず、休止する気筒内に排気ガスを還流させることによっ
て、気筒を休止させる可変気筒装置が提案されている。
【０００８】これは、例えば実開昭６０−５２３６０号
公報に示されるように休止する気筒の吸気路に同吸気路
を開閉するモ−タ駆動の吸気遮断弁を設け、また休止す
る気筒の排気路から吸気遮断弁の下流側の吸気路部分に
排気ガスの一部を導く排気導入路を設け、この排気導入
路に吸気遮断弁とは異なる駆動源で開閉駆動される排気
遮断弁を設けて構成される。
【０００９】この構成によると、吸気遮断弁を「開」、
排気遮断弁を「閉」にすれば、エンジンは全気筒が稼働
する運転（全気筒運転）となり、吸気遮断弁を「閉」、
排気遮断弁を「開」にすれば、エンジンは休止気筒が仕
事をしない運転、すなわち排気ガスが還流する運転（減
筒運転）となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】この還流式の可変気筒
装置は、確かにエンジン本体の構造の複雑化、オイル上
りは解消できるものの、二つの駆動源を要するために構
造的に複雑となりやすい。またコストの点でも高くつ
く。
【００１１】しかも、吸気遮断弁，排気遮断弁を個別に
制御するために、全気筒運転から減筒運転へ、減筒運転
から全気筒運転への切換えには長い時間を要してしまう
不具合がある。
【００１２】この点について述べれば、排気ガスの還流
を成立させるためには、吸気遮断弁を「閉」にして吸気
路を遮断させた後、排気遮断弁を「開」にして排気導入
路を開放する必要があり、復帰させるためには、排気遮
断弁を「閉」にして排気導入路を遮断させた後、吸気遮
断弁を「開」にして吸気路を開放する必要がある。
【００１３】これは、両弁が同時に開弁すると、排気ガ
スが吸気側に多量に流入して、エンジンの運転が不可能
となるからである。これを満足するために、従来では、
上記タイミングとなるよう各吸気遮断弁，排気遮断弁を
電子制御で個別に動作させている。
【００１４】ところが、電子制御だと、全気筒運転から
減筒運転への切換え（排気ガス還流）には、吸気遮断弁
が「閉」になったことをセンサ−などを用いて判断させ
てからでないと、排気遮断弁の動作が行えない。反対に
減筒運転から全気筒運転への切換え（復帰）には、排気
遮断弁が「閉」になったことをセンサ−などを用いて判
断させてからでないと、吸気遮断弁の動作が行えない。
【００１５】つまり、全気筒運転から減筒運転への切換
えは、吸気遮断弁が「閉」になった後、ある時間差があ
って、排気遮断弁が「開」になるというタイミングでな
いと行えず、同様に減筒運転から全気筒運転への切換え
は、排気遮断弁が「閉」になった後、ある時間差があっ
て、これに続いて吸気遮断弁が「閉」になるというタイ
ミングでないと行えない。
【００１６】しかも、個別の駆動源にて、吸気遮断弁、
排気遮断弁をそれぞれ動作（二回）させる都合上、弁立
上り時間は二倍程、費やす（弁を駆動源で駆動する場
合、立上りまでが最も時間がかかる）。
【００１７】したがって、切換えの際には、最初の弁が
立上りその動作が終了するまでの時間と、この弁が所期
の状態になった否かを判断するための時間と、つぎの弁
が立上りその動作が終了するまでの時間が必要である
（制御ならびに構造上による）。
【００１８】このため、全気筒運転から減筒運転への切
換え、減筒運転から全気筒運転への切換えには、制御な
らびに構造上、かなりの時間を要する。こうした切換時
間の長期化は、全気筒運転から減筒運転への切換時、減
筒運転から全気筒運転への切換時、トルクショック、も
たつき等といったエンジンの運転性能に悪化をもたらす
ので切換時間の短縮化が望まれている。
【００１９】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、構成の簡素化、コス
トの低減を図りつつ、全気筒運転から減筒運転へ、同減
筒運転から全気筒運転への切換えに必要な切換時間の短
縮化を図ることができる可変気筒装置を提供することに
ある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１に記載の可変気筒装置は、間欠動作機構の間
欠動作によって、一つの弁駆動部からの動力で、排気遮
断弁、吸気遮断弁の動作タイミングを所定にずらして開
閉動作させたことにある。
【００２１】同じく請求項２に記載の可変気筒装置は、
上記目的に加えて、排気ガスが吸気側に流入するのを確
実に防ぐために、間欠動作機構の動作タイミングを、排
気遮断弁の開時期と吸気遮断弁の開時期とがオ−バ−ラ
ップしないタイミングに設定したことにある。
【００２２】
【作用】請求項１に記載の可変気筒装置によると、全気
筒運転から減筒運転への切換えは、立ち上がる弁駆動部
の動力を間欠動作機構が受けて、まず吸気遮断弁を閉動
作させる。この間、間欠動作機構の動作タイミングによ
り、排気遮断弁の動作開始はずらされる。
【００２３】ついで、吸気路が吸気遮断弁で遮断される
と、それに続いて排気遮断弁は開動作され、排気路を開
放する。これにより、内燃機関は、一部気筒に排気ガス
が排気導入路、吸気路を通じて還流する運転が行われる
（減筒運転）。
【００２４】減筒運転から全気筒運転への切換えは、立
上る弁駆動部からの動力を間欠機構が受けて、まず排気
遮断弁が閉動作させる。この間、間欠動作機構の動作タ
イミングにより、吸気遮断弁の動作開始はずらされる。
【００２５】ついで、排気路が排気遮断弁で遮断される
と、それに続いて吸気遮断弁は開動作され、吸気路を開
放する。これにより、通常の運転に復帰する（全気筒運
転）。
【００２６】したがって、一つの弁駆動部からの動力を
吸気遮断弁，排気遮断弁に間欠的に振り分け、機械的に
定められた一義的な動作タイミングで、吸気遮断弁，排
気遮断弁を動作させる間欠動作機構の採用により、運転
モ−ドの切換える切換時間としては、吸気遮断弁および
排気遮断弁が開閉動作する時間だけすむ。
【００２７】つまり、電子制御のようなつぎの動作を開
始させるのに必要な時間差は不要となる。しかも、一つ
の弁駆動部を立ち上げるだけなので、必要な立上り時間
（最も多くの時間を費やす要因となるもの）は、従来に
比べ少なくてよく、切換時間は短くてすむ。
【００２８】請求項２に記載の可変気筒装置によると、
モ−ド切換えの際、排気ガスが吸気側に流入することは
なくなり、同排気ガスの流入による内燃機関のトラブル
が回避される。
【００２９】
【実施例】以下、本発明を図１ないし図８に示す第１の
実施例にもとづいて説明する。図１および図２は本発明
を適用した内燃機関、例えば自動車（車両）に搭載され
る直列６気筒のレシプロエンジン（走行用）回りの概略
構成を示し、１はエンジン本体である。
【００３０】このエンジン本体１は、例えば左側の３つ
の気筒を常時稼働用の気筒２ａ〜２ｃとし、右側の３つ
の気筒を軽負荷時に稼働を休止する休止用の気筒３ａ〜
３ｃ（休止気筒）としてある。むろん、各気筒において
燃料が所定のサイクルで燃焼されるようにしてある。
【００３１】エンジン本体１の一側部には、各気筒の吸
気側につながる吸気管４ａ〜４ｆ（吸気路を構成するも
の）が接続してある。これら吸気管４ａ〜４ｆには、吸
気マニホ−ルド５が接続してあり、この吸気マニホ−ル
ド５の上流側に設けたスロットル弁６を通じて、燃焼に
必要な空気（あるいは混合気）を各気筒に取り込めるよ
うにしてある。
【００３２】エンジン本体１の他側部には、気筒２ａ〜
２ｃ、休止気筒３ａ〜３別につながる排気マニホ−ルド
７ａ，７ｂが接続してある。各排気マニホ−ルド７ａ，
７ｂの端部には、触媒８が装着された一本の排気管９に
接続されていて、排気マニホ−ルド７ａ，７ｂから排出
される各気筒からの排気ガスを触媒作用で浄化させなが
ら大気中へ排出させるようにしてある。
【００３３】また気筒３ａ〜３ｃにつながる各吸気管４
ｄ〜４ｆには、可変気筒装置Ａを構成する吸気遮断弁１
０ａ〜１０ｃがそれぞれ設けてある。吸気遮断弁１０ａ
〜１０ｃには、例えば図３〜図６に示されるような構造
が採用してある。
【００３４】すなわち、１１は吸気管４ｄ〜４ｆ内に渡
り、管腔を横切る方向に一直線状に延びて形成された弁
設置用の円筒状の空間である。この空間１１は、吸気管
４ｄならびに吸気管４ｆを貫通するまで形成してあり、
両端開口は蓋体１２で閉塞してある。
【００３５】空間１１の各吸気管４ｄ〜４ｆの管腔に臨
む周壁面には、それぞれ円筒状のブッシュ１５が嵌挿さ
れている。この各ブッシュ１５の各吸気管４ｄ〜４ｆの
管腔と対向する周壁部分には、同管腔の形状に対応した
一対の通孔１９，１９が形成してある。
【００３６】これら各ブッシュ１５には、それぞれ弁体
１６が回動自在に嵌挿してある。弁体１６は、ブッシュ
１５の内周面と摺動する一対の円板状の端板１８，１８
と、これら端板１８，１８間を掛け渡して設けたプレ−
ト状の弁部１７とを有して構成される。
【００３７】各弁体１６は、弁部１７が吸気管４ｄ〜４
ｆの軸心と平行となる向きを開ポジションとし、弁部１
８が吸気管４ｄ〜４ｆの軸心と略直角となる向きを閉ポ
ジションとして設定されていて、二つの向きに弁体１６
を回動させることにより吸気管４ｄ〜４ｆの管腔を遮断
したり開放したりできるようにしてある（開閉）。
【００３８】また直列に並ぶ弁体１６の相互は連結して
ある。具体的には、各端板１８の外面中央には支軸２２
を突設されている。また弁体１６間の空間部分（空間１
１）には、同空間部分を埋めるような筒形のスペ−サ２
３が嵌挿されている。そして、隣合う端板１８から突き
出た支軸２２，２２同志をスペ−サ２３の内腔に配置し
た継手２４で結合してある。
【００３９】またスペ−サ２３の両端部には支軸２２を
回転自在に支持する軸受２５が設けてあり、各弁体１６
を同期させながら支軸回りに回動できるようにしてあ
る。なお、吸気遮断弁列の末端となる支軸２２，２２は
蓋体１２に設けた軸受２５ａによって回転自在に支持し
てある。
【００４０】そして、同支軸２２，２２のうち、吸気管
列の外側に配置された支軸２２の先端部は蓋体１２から
外部へ突き出ていて、同端部にはギヤ２６が設けてあ
る。一方、吸気遮断弁１０ａ〜１０ｃの下流側（エンジ
ン本体側）となる吸気管４ｄ〜４ｆの部位には、図３〜
図６に示されるように吸気遮断弁列と並行な連通路２７
が形成してある。連通路２７は、吸気管４ｄ〜４ｆの各
管腔と交わるように形成してあり、連通路２７の周壁、
例えば下壁部分には排気導入口２８が形成してある。
【００４１】この排気導入口２８は、吸気管下部に設け
た排気遮断弁２９（可変気筒装置Ａを構成するもの）を
介して、排気マニホ−ルド７ｂから分岐した排気還流管
３０に連通している。これにより、排気マニホ−ルド７
ｂ（気筒３ａ〜３ｃ）へ排出されたガスを吸気管４ｄ〜
４ｆへ導入するための通路３１（排気導入路）を構成し
ている。
【００４２】排気遮断弁２９には、図３〜図６に示され
るような構造が採用してある。すなわち、３２は吸気管
４ｄ〜４ｆの下部に設置した設置ブロックである。設置
ブロック３２の内部には、弁設置用の円筒状の空間３３
が上記空間１１と並行に設けてある。
【００４３】空間３３内には円筒状のブッシュ３４が嵌
挿されている。このブッシュ３４の上側の周壁部分と、
これと略直角な方向の周壁部分とには、一対の例えば長
方形状を呈した通孔３５ａ，３５ｂが形成してある。こ
のうち上側の通孔３５ａは、設置ブロック３２に形成し
た通路３６を介して、排気導入口２８に連通している。
また側部の通孔３５ｂは、設置ブロック３２に形成され
た通路３７、設置ブロック３２に接続されて上記通路３
７と連通している排気還流管３０（図１，図２にのみ図
示）を介して、排気マニホ−ルド７ｂに連通している。
【００４４】ブッシュ３４には、弁体３８が摺動自在に
嵌挿してある。弁体３８は、両端部が円形に形成され、
中央部に周部を接線方向に切欠したような帯状の切欠部
３９が形成された円柱状をなしている。
【００４５】また弁体３８の端面中央には一対の支軸４
０，４０が突設してある。これら支軸４０，４０が軸受
４１，４１を介して設置ブロック３２に支持され、弁体
３８を吸気遮断弁１０ａ〜１０ｃの弁体１６と同様に回
動自在に設置させている。
【００４６】そして、この弁体３８の外周面部分（切欠
部３９を除く）で、通路３５ａ，３５ｂを所定範囲の
間、塞ぐ閉領域、切欠部３９で通路３５ａ，３５ｂを所
定範囲の間、開放させる開領域を設定しており、弁体３
８の回動により、排気マニホ−ルド７ｂに連通する通路
３１を遮断したり開放したりできるようにしてある（開
閉）。
【００４７】吸気管４ｄ側に向く支軸４０は、設置ブロ
ック３２の側部に設置したロ−タリエンコ−ダ４２（セ
ンサ−）に接続されていて、同ロ−タリエンコ−ダ４２
を通じて、弁体３８の位置を検出できるようにしてあ
る。
【００４８】また吸気管４ｆ側に向く支軸４０は、可変
気筒装置Ａを構成する間欠動作機構、例えばゼネバ機構
４３を介して、設置ブロック３２の側部に設置したモ−
タ、例えばＤＣモ−タ４４（弁駆動部）、および吸気遮
断弁１０ａ〜１０ｃにつながっている。
【００４９】ゼネバ機構４３は、設置ブロック３２に形
成された機械室４５内に収容してある。そのゼネバ機構
４３回りの構造が図３に示されている。同構造について
説明すれば、４６は支軸４０と同軸をなして機械室４５
の壁部間に回転自在に支持された駆動側シャフト、４７
は同じくこれと並行に回転自在に支持された従動側シャ
フトである。なお、４８は駆動側シャフト４６の両端部
を回転自在に支持する軸受を示す（図３に図示）。
【００５０】駆動側シャフト４６の排気遮断弁２９側の
端部は、継手４９を介して、弁体３８の支軸４０に連結
されている。駆動側シャフト４６には、排気遮断弁２９
側から順に、ゼネバ機構４３を構成する原車５０、ギヤ
５１が設けられている。
【００５１】原車５０は、図８にも示されるように一部
切欠したような円板形の拘束カム５２と、この拘束カム
５２の側部に形成された、先端が拘束カム５２の切欠部
５３の上方に向かって延びるクランク状部５４とを有し
ている。またクランク状部５４の先端部には、拘束カム
５２と並行に駆動コロ５５が回転自在に支持させてあ
る。
【００５２】またギヤ５１は、ＤＣモ−タ４４の出力軸
に設けたピニオンギヤ５６に噛合してある。つまり、Ｄ
Ｃモ−タ４４からの回転力で、駆動側シャフト４６を通
じて、ゼネバ機構４３の原車５０および排気遮断弁２９
の弁体３８を駆動（回動）できるようにしてある。
【００５３】一方、従動側シャフト４７の排気遮断弁２
９側には、原車５０の拘束カム５２と組合う従動カム５
７が設けられている。従動カム５７は、拘束カム５２と
並行に配置された円板カム、例えば外周面の一部に形成
した半径方向に延びる溝部５８と、この溝部５８を挟ん
だ両側の外周部分を円弧状に切欠してなる一対のカム面
５９，５９とを有した円板形のカムから構成されてな
る。
【００５４】溝部５８は駆動コロ５５が出入自在な形状
となっている。またカム面５９，５９は拘束カム５２の
外周面が嵌挿自在な円弧形状に形成されており、図８に
示す如く駆動コロ５５が溝部５８内を出入りする工程、
ならびにカム面５９で拘束カム５２の外周部を摺動自在
に保持する工程にしたがって、原車５０からの回動変位
を間欠的な変位に変換するようにしてある。
【００５５】従動側シャフト４７の外側の端部は、機械
室４５の壁部を貫通して、外部に突出している。この突
出端には、ギヤ２６と噛合うギヤ６０が設けられ、従動
側シャフト４７からの間欠変位をギヤ２６，６０を介し
て、各吸気遮断弁１０ａ〜１０ｃの弁体１６へ伝えられ
るようにしてある。
【００５６】またゼネバ機構４３の動作タイミング（間
欠）は、図７に示されるように全気筒運転モ−ドが０°
（吸気遮断弁：開、排気遮断弁：閉）となるに駆動側シ
ャフト４６の回転角度を定めたとき、０°から駆動側シ
ャフト４６（ＤＣモ−タ４４で駆動）の回転角度が９０
°になるまでの範囲で、吸気遮断弁１０ａ〜１０ｃの弁
体１６を全閉位置に導き、その全閉直後となる９０°か
ら１８０°までの範囲で、排気遮断弁２９の弁体３８だ
け（吸気遮断弁１０ａ〜１０ｃの弁体１６の位置はその
ままに）を開位置に導く間欠的な設定してある。
【００５７】具体的には、機械的に一義的に定まるゼネ
バ機構４３の動作タイミングは、まず図８に示されるよ
うに駆動側シャフト４６の回転角度が０°から９０°ま
では、吸気遮断弁１０ａ〜１０ｃを閉作動させるととも
に、その間、弁体３８の閉領域を利用して排気遮断弁２
９の遮断状態を保つ（同期動作）。そして、駆動コロ５
５が溝部５８から外れる地点を利用して、吸気遮断弁１
０ａ〜１０ｃの全閉状態を保つ。と共に駆動コロ５５が
溝部５８から外れることを利用して、排気遮断弁２９だ
けを開側に変位させ、吸気遮断弁１０ａ〜１０ｃが全閉
となる直後から通路３７を開放させるようにしてある。
【００５８】つまり、この動作タイミングにより、全気
筒運転モ−ドから減筒運転モ−ドへの切換時には、吸気
管４ｄ〜４ｆを遮断してから、排気還流管３０を開ける
ようにしてある。
【００５９】むろん、この動作タイミングにより、減筒
運転モ−ドから全気筒運転モ−ドへの切換時には、排気
還流管３０を閉じてから、吸気管４ｄ〜４ｆを開放させ
るようになる。
【００６０】他方、６１はコントロ−ラ（例えばマイク
ロコンピュ−タで構成したもの）である。コントロ−ラ
６１には、ロ−タリエンコ−ダ−４２およびＤＣモ−タ
４４が接続してある。
【００６１】このコントロ−ラ６１には、モ−ド切換信
号（エンジンが軽負荷運転時となるとき）が入力される
と、駆動側シャフト４６が「全気筒運転」となる回転角
度０°位置から「減筒運転」となる回転角度１８０°位
置まで、ＤＣモ−タ４４を励磁（正転）させる設定、な
らびにモ−ド復帰信号（エンジンが中・重負荷運転に移
るとき）が入力されると、これとは逆に駆動側シャフト
４６が「減筒運転」となる回転角度１８０°位置から
「全気筒運転」となる回転角度０°位置まで、ＤＣモ−
タ４４を励磁（逆転）させる設定がなされていて、運転
状態に応じて可変気筒装置Ａのモ−ドが切換わるように
してある。
【００６２】つぎに、このように構成された可変気筒装
置Ａの作用について説明する。エンジン本体１が全気筒
運転モ−ド（６気筒運転）で運転しているとする。この
ときは、コントロ−ラ６１の指令により各吸気遮断弁１
０ａ〜１０ｃは、図８中の回転角度０°のときに示され
るように「全開」となり、排気遮断弁２９は「閉」とな
っている。
【００６３】つまり、図１および図４に示されるように
休止気筒となる気筒３ａ〜３ｃは吸気マニホ−ルド５に
連通し、排気導入路となる通路３１は遮断される。この
ことから、全気筒（６気筒）２ａ〜２ｃ，３ａ〜３ｃで
は、いずれも吸気マニホ−ルド５からの空気を吸込み、
気筒内部で爆発燃焼、燃焼ガス（排気ガス）を排出させ
るという内燃機関のサイクルが行われ、同サイクルで得
られる駆動力を動力として、例えば自動車（車両）を走
行させる。
【００６４】なお、気筒２ａ〜２ｃ，３ａ〜３ｃから排
出された燃焼ガスは、排気マニホ−ルド７ａ，７ｂおよ
び触媒８を通り、排気ガスとして排気管９の先端から大
気へ放出される。このとき、通路３１は排気遮断弁２９
によって遮断されているから、排気ガスが吸気管４ｄ〜
４ｆに侵入することはない。
【００６５】そして、この走行中、軽負荷運転、例えば
小さなアクセル開度で、一定の速度で走行させるような
運転状態になると、コントロ−ラ６１にモ−ド切換信号
が入力される。
【００６６】すると、ＤＣモ−タ４４が、コントロ−ラ
６１の指令により、例えば正転方向に駆動され、この回
転力（動力）がゼネバ機構４３の原車５０、同従動カム
５７、従動側シャフト４７、ギヤ２６，６０を介して、
各吸気遮断弁１０ａ〜１０へ伝わり、図８に示されるよ
うに各弁体１６を「全閉」にする。またＤＣモ−タ４４
からの駆動力が、駆動側シャフト４６を介して、排気遮
断弁２９に伝わり、同弁体３８を「開」にさせる。
【００６７】このときのゼネバ機構４３の動きを図８に
もとづき説明すれば、全気筒運転モ−ドとなる駆動側シ
ャフト４６の回転角度が０°位置となる地点は、円板状
の拘束カム５２（原車５０）の外周部と従動カム５７の
円弧形のカム面５９とだけが摺動自在に係合して、従動
カム５７の動きを規制し、吸気遮断弁１０ａ〜１０ｃを
開（全開）ポジションに保持させている。
【００６８】この状態から、モ−ド切換えにしたがい、
駆動側シャフト４６はＤＣモ−タ４４により回転される
ことになる。このとき、回転角度が９０°になるまで
は、原車５０と従動カム５７とは、駆動コロ５５が溝部
５８に対して出入り方向にスライドしながら係合し続け
る。
【００６９】つまり、原車５０と従動カム５７とは、回
転角度９０°までは共に回動する。この回動変位を受け
て、吸気遮断弁１０ａ〜１０ｃの弁体１６は、「全開」
から「全閉」に次第に変る。また排気遮断弁２９は、弁
構造（長い閉領域をもつため）により、９０°直後まで
は「閉」状態を保ち続ける。
【００７０】回転角度９０°まで変位すると、再び駆動
コロ５５は、溝部５８の出入口に達して同溝部５８から
外れ、従動カム５７に対する動力伝達を断つ。すると、
再び従動カム５７は、円弧形のカム面５９が拘束カム５
２の外周部と係合するだけの状態に戻り、９０°ずれた
地点で拘束される。
【００７１】この拘束により、各吸気遮断弁１０ａ〜１
０ｃの弁体１６は吸気管４ｄ〜４ｆを遮断した状態で保
持される。つまり、各吸気遮断弁１０ａ〜１０ｃは、９
０°以降、遮断状態（全閉）に保たれたまま待機する。
【００７２】一方、駆動側シャフト４６は、ＤＣモ−タ
４４からの回転力を受けて、回動変位をしていて、吸気
遮断弁１０ａ〜１０ｃが遮断状態で保持される時点、す
なわち９０°を越える時点から、弁体３８の開領域（切
欠部３９）は通路３６と通路３７との間に配置させ、両
通路３６，３７間を連通させる。
【００７３】この弁体３８の回動変位は、排気遮断弁２
９が全開となる回転角度１８０°の地点にまで続く。そ
して、ロ−タリエンコ−ダ４２にて、駆動側シャフト４
６が１８０°まで回動変位したことが検出されると、コ
ントロ−ラ６１は、ＤＣモ−タ４４を消磁させ、排気遮
断弁２９を全開位置で保持させる。
【００７４】すると、図２および図５に示されるように
気筒３ａ〜３ｃの回りには、同気筒３ａ〜３ｃ、排気マ
ニホ−ルド７ｂ、排気還流管３０、排気遮断弁２９、連
通路２７、吸気管４ｄ〜４ｆの下流側が順に連通する還
流路が形成される。
【００７５】これにより、各気筒３ａ〜３ｃへの新気の
流入が抑制されると同時に、各気筒３ａ〜３ｃの共通す
る排気マニホ−ルド７ｂ内の排気ガスが排気還流管３
０、連通路２７、吸気管４ｄ〜４ｆを通じて各気筒３ａ
〜３ｃに吸込まれるという、気筒２ａ〜２ｃだけが稼働
する減筒運転（３気筒運転）に切換わる。
【００７６】この排気ガスが気筒３ａ〜３ｃ内を還流す
る減筒運転は、気筒３ａ〜３ｃのポンプロスの減少、稼
働した気筒２ａ〜２ｃのポンプロスの減少（吸気マニホ
−ルド５内の負圧減少による）するので、大幅な燃費の
向上となる。
【００７７】また、例えば軽負荷運転から中・高負荷運
転となると、今度はコントロ−ラ６１にモ−ド復帰信号
が入力され、減筒運転モ−ドから全気筒運転モ−ドに切
換わる。
【００７８】すなわち、ＤＣモ−タ４４が逆方向に回転
駆動され、１８０°回動変位した駆動側シャフト４６を
０°の地点にまで戻す。すると、全気筒運転モ−ドから
減筒運転モ−ドとは逆に、ゼネバ機構４３の間欠動作に
より、図８に示されるように１８０°から９０°に戻る
とき、排気遮断弁２９が「開」から「閉」となって通路
３６，３７間を遮断し、その後の０°に戻るまでの範囲
で、駆動コロ５５と溝部５８との係合による動力伝達が
行われて、吸気遮断弁１０ａ〜１０ｃを「全閉」から
「全開」に駆動する。
【００７９】これにより、排気ガスの還流で休止してい
た気筒３ａ〜３ｃは、通常の運転に復帰し、６気筒運転
（全気筒運転）に切換わる。かくして、ゼネバ機構４３
の採用により、機械的に定められた一義的な動作タイミ
ングだけで、吸気遮断弁１０ａ〜１０ｃおよび排気遮断
弁２９を、排気ガスが吸気側に流入することがないよ
う、所定に動作させることができる。
【００８０】すなわち、全気筒運転モ−ドから減筒運転
モ−ドへの切換時には、吸気遮断弁１０ａ〜１０ｃが吸
気管４ｄ〜４ｆを遮断した直後、排気遮断弁２９が排気
還流管３０と連通路２７との間を連通させ、減筒運転モ
−ドから全気筒運転モ−ドへの切換時には、排気遮断弁
２９が排気還流管３０と連通路２７との間を遮断した直
後、吸気遮断弁１０ａ〜１０ｃが吸気管４ｄ〜４ｆを連
通する。
【００８１】このことは、電子制御のようなつぎの動作
を開始させるのに必要な時間差が不要である。またゼネ
バ機構４３によって、一つのＤＣモ−タ４４からの回転
力を、吸気遮断弁１０ａ〜１０ｃと排気遮断弁２９に間
欠的に振り分けて、動作させるようにしたので、モ−ド
切換えに必要な立ち上がり時間（最も多くの時間を費や
す要因となるもの）は、一つのＤＣモ−タ４４が立ち上
がるだけの時間ですむ。
【００８２】つまり、従来の二つの弁駆動部をもつ構造
に比べ、モ−ド切換えに要する切換時間は短くてすむ。
したがって、全気筒運転から減筒運転へ、同減筒運転か
ら全気筒運転への切換えに必要な切換時間の短縮化を図
ることができる。
【００８３】この結果、トルクショック、もたつき等を
改善することができる。しかも、弁駆動部としては一つ
のＤＣモ−タ４４ですむから、構成が簡素で、かつコス
ト的にも安価ですむ。
【００８４】またゼネバ機構４３は、排気遮断弁２９の
開時期と吸気遮断弁１０ａ〜１０ｃの開時期とがオ−バ
−ラップしない動作タイミングに設定したことにより、
モ−ド切換時、排気ガスが吸気側に流入するのを確実に
防ぐことができ、同排気ガスの流入によるエンジンのト
ラブルを防ぐことができる。
【００８５】本発明は、第１の実施例に限定されるもの
ではなく、例えば図９に示される第２の実施例、図１０
に示される第３の実施例のようにしてもよい。第２の実
施例は、ゼネバ機構でなく、間欠歯車機構７０を用い
て、第１の実施例のゼネバ機構４３と同じ動作を得よう
としたものである。
【００８６】すなわち、間欠歯車機構７０は、原車の代
わりとなる原動歯車７１と、従動カムの代わりとなる従
動歯車７２とを有してなる。原動歯車７１は、例えば外
周の１／４部分となる部分のみに数枚の歯部７３を設け
て、他の部分をピッチサ−クルにならう円形部分７４に
してある。
【００８７】また従動歯車７２は、例えば軸心を通る直
交する４か所の外周部分に、円形部分７４を受けるため
の円弧状部７５をそれぞれ形成し、これら円弧状部７５
間にだけ数枚の歯部７６を設けてある。
【００８８】この両者の歯車７１，７２の組合わせによ
って、原動歯車７１の歯部７３が従動歯車７２の歯部７
６に噛合うことにより、従動歯車７２を所定量送り、原
動歯車７１の外周部分が従動歯車７２の円弧状部７５に
摺動自在に嵌まることにより、従動歯車７２を回動しな
いように保持するという間欠動作を得るようにしてい
る。
【００８９】このようにしても、第１の実施例と同様、
原動歯車７１を０°〜１８０の範囲で往復回動させれ
ば、第１の実施例と同じく、吸気遮断弁、排気遮断弁を
間欠的に開閉動作させることができる。むろん、原動歯
車７１は、往復回動でなく、「０°〜１８０」に進ませ
た後、「１８０°〜３６０°」に進ませて、排気遮断弁
を開閉動作させてもよい。
【００９０】第３の実施例は、第１の実施例で説明した
原車、従動カムが各一つで構成されるゼネバ機構でな
く、一つの原車８０と二つ従動カム８１，８２とを組合
わせて構成されるゼネバ機構８３を用いたものである。
【００９１】すなわち、ゼネバ機構８３の原車８０は、
第１の実施例で述べた原車５０と同じ構成が用いてあ
る。また従動カム８１，８２は、いずれも第１の実施例
で述べた従動カム５７と同じ構成が用いてある。
【００９２】ここで、図示はしないが排気遮断弁とＤＣ
モ−タとの間をつなぐ駆動側シャフトは、弁側シャフト
部分とモ−タ側シャフト部分とに分離されていて、従動
側シャフトとモ−タ側シャフト部分とは横方向に並行に
配置され、このモ−タ側シャフト部分と弁側シャフト部
分とが上下方向に並行に配置されているとする。
【００９３】この状態において、原車８０は、ＤＣモ−
タとつながるモ−タ側シャフト部分に設けてあり、従動
カム８１は第１の実施例と同様に吸気遮断弁につながる
従動側シャフトに設けてある。
【００９４】残る従動カム８２は、排気遮断弁につなが
る弁側シャフト部分に設けてあり、原車８０が「０°か
ら１８０°の範囲」で回動する間に、「０°から９０°
の範囲」において、駆動コロ５５が従動カム８１の溝部
５８と係合して、吸気遮断弁１０ａ〜１０ｃを全開から
全閉に動作させ、続く「９０°から１８０°の範囲」に
おいて、今度は従動カム８２の溝部５８と係合して、プ
レ−ト状の弁部８４を有してなる排気遮断弁８５を全閉
から全開に動作させるという間欠動作を得るようにした
ものである。
【００９５】このゼネバ機構８３の間欠動作によって、
全気筒運転モ−ドから減筒運転モ−ドへ切換えるとき
は、第１の実施例と同様、吸気遮断弁１０ａ〜１０ｃが
閉じるまでは、排気遮断弁８５が開動作に移らないよう
にし、減筒運転モ−ドから全気筒運転モ−ドへ切換える
ときも、排気遮断弁８５が閉じるまでは、吸気遮断弁１
０ａ〜１０ｃは開動作に移らないようにしてある。
【００９６】このようにしても、第１の実施例と同様、
原動歯車８０を０°〜１８０の範囲で往復回動させるこ
とにより、第１の実施例と同じく、吸気遮断弁、排気遮
断弁を間欠的に開閉動作させることができる。
【００９７】なお、上述した実施例では、間欠動作機構
としてゼネバ機構、間欠歯車機構を用いたが、これに限
らず、他の機構を用いて、吸気遮断弁，排気遮断弁を間
欠的に動作させるようにしてもよい。
【００９８】また本発明を６気筒のレシプロエンジンに
適用したが、これに限らずの他の気筒数のレシプロエン
ジン、さらには他の形式のエンジン（ディ−ゼル，ロ−
タリ等）にも適用してもよいことはいうまでもない。
【００９９】
【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、一つの弁駆動部からの動力を吸気遮断弁，排気遮
断弁に間欠的に振り分け、かつ機械的に定められた一義
的な動作タイミングで、吸気遮断弁，排気遮断弁を間欠
動作させる間欠動作機構の採用により、運転モ−ドの切
換える切換時間としては、吸気遮断弁および排気遮断弁
が開閉動作する時間だけよく、しかも一つの弁駆動部を
立ち上げるだけなので、必要な立上り時間は少なくてよ
くなる。
【０１００】それ故、全気筒運転から減筒運転へ、同減
筒運転から全気筒運転への切換時間の短縮化を図ること
ができる。しかも、弁駆動部は一つですむので、構成が
簡素ですみ、コスト的にも安価ですむ。さらに請求項２
の発明によれば、上記効果に加えて、排気ガスが吸気側
に流入するのを確実に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の可変気筒装置の概略構
成を、全気筒運転モ−ド（６気筒運転）の状態と共に示
す図。
【図２】同可変気筒装置の減筒運転モ−ド（３気筒運
転）を説明するための図。
【図３】吸気管回りを、同吸気管に付いている吸気遮断
弁、排気遮断弁、ゼネバ機構、ＤＣモ−タと共に示す断
面図。
【図４】図３中のＸ−Ｘ線に沿う吸気遮断弁、排気遮断
弁回りの構造を、全気筒運転モ−ドの状態と共に示す断
面図。
【図５】同減筒運転モ−ドとなっている状態を示す断面
図。
【図６】全気筒運転モ−ドと減筒運転モ−ドとを間欠的
に切換えるゼネバ機構の構成を説明するための斜視図。
【図７】ゼネバ機構の吸気遮断弁，排気遮断弁にかかわ
る動作タイミングを説明するための線図。
【図８】ゼネバ機構の吸気遮断弁，排気遮断弁にかかわ
る動作を説明するための図。
【図９】本発明の第２の実施例の要部の間欠歯車機構を
示す図。
【図１０】本発明の第３の実施例の要部となるゼネバ機
構の構造を、吸気遮断弁，排気遮断弁にかかわる動作と
共に示す図。
【符号の説明】
１…エンジン本体 ２ａ〜２ｃ…常時稼働す
る気筒 ３ａ〜３ｃ…休止する気筒 ４ａ〜４ｆ…吸気管
（吸気路） １０ａ〜１０ｃ…吸気遮断弁 ２９…排気遮
断弁 ３１…通路（排気導入路） ４３…ゼネバ機
構（間欠動作機構） ４４…ＤＣモ−タ（弁駆動部） ５０…原車 ５２…拘束カム ５５…駆動コロ ５７…従動カム ５８…溝部 ５９…カム面 Ａ…可変気筒
装置。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の一部気筒の吸気路に設けられ
    同吸気路を開閉する吸気遮断弁と、前記一部気筒と連通
    する排気路から前記吸気遮断弁を境とした前記吸気路の
    下流側へ排気ガスを導く排気導入路と、この排気導入路
    を開閉する排気遮断弁と、弁駆動の動力が発生する弁駆
    動部と、この弁駆動部と前記各吸気遮断弁，排気遮断弁
    とを結合してなり、前記弁駆動部からの動力により、動
    作タイミングを所定にずらして前記排気遮断弁、前記吸
    気遮断弁を開閉動作させる間欠動作機構とを具備したこ
    とを特徴とする可変気筒装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の可変気筒装置におい
    て、前記間欠動作機構は、前記排気遮断弁の開時期と前
    記吸気遮断弁の開時期とがオ−バ−ラップしない動作タ
    イミングに設定されてなることを特徴とする可変気筒装
    置。
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