JPS5925009A - 内燃機関の弁作動切換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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の燃焼を機関運転
条件により休止させる気筒数制御に際して稼動、休止の
切換が行なわれる気筒の吸気弁及び排気弁の弁作動を切
換える弁作動切換装置に関する。

自動車等の車両が加速時、登板時のように高出力の要求
される状態で走行する場合は、機関の全ての気筒に混合
気を充填し、高出力を得るのがよいが、低負荷時でもそ
のまま全ての気筒を稼動させていると、各気筒の新気の
充填率が低下する結果、燃焼が悪化すると共にボンピン
グロスが増大する。そこで、低負荷時に一部の気筒の稼
動を停止することにより、混合気を残りの気筒に集中さ
せて燃焼を改善し、ポンピングロスを減少させて燃費を
向上させようとする気筒数制御の概念が既に存在し、公
知である（特開昭５１１０４１１６号参照）。

）°た、４気筒機関での気筒数制御の場合は、２、、＞
　’：Ｉ　Ｊ　笥、；７．休止によって燃焼の間隔がク
ランク角で３□、０°と長くなり、これに伴ってトルク
変動が増大するが、これは休止気筒に新気を調圧用とし
て補充する方式によって大幅に改善できることが本出願
人により既に確認されている。

かかるトルク変動抑制方式について簡単に述べると、気
筒数制御に際して稼動、休止の切換が行なわれる２つの
気筒に、第１図に示すように、その稼動時は吸入行程で
吸気弁１が開き、圧縮行程で閉じ、膨張行程の末期から
排気行程にわたって排気弁２が開弁するといった通常の
４サイクルと同様の吸・排気弁の開弁特性を与えるが、
休止時は排気弁２が常時閉となり、吸気弁１がピストン
下死点付近（吸入下死点、膨張下死点のいずれでもよく
、両者でもよい）においてわずかに開となる特性を与え
る。即ち、第２図に示すような弁リフト特性にする。

これによれば、圧縮が開始される時点での休止気筒の筒
内圧力は稼動気筒の吸入負圧に常に等しくなり、以後は
ピストンの昇降により単純圧縮・膨張が繰り返され、気
筒数制御時の各気筒の筒内圧力は第３図のような変化特
性となる。休止気筒（＃２，３）の圧力変化はピーク値
においては稼動気筒（＃１，４）の半分程度であるが、
クランク角３６０°毎に２つの休止気筒が同期して圧力
変化するため、機関のトルク変化としては見掛は上、こ
の２つの休止気筒から発生するトルク変化が合成され、
２倍の効果となるので、稼動気筒のピーク圧レベルに対
向できるようになる。このため、機関のトルク変化とし
ては稼動気筒も含めてクランク角１８０°毎に燃焼圧力
のピーク値によるものに近いものが得られ、回転の円滑
さは著しく向上する。

そして、稼動、休止の切換の際に、このように吸・排気
弁の弁作動を切換えるには、プロフィルの異なる一対の
カムを選択的に用いるのが合理的であることから、従来
の弁作動切換装置としては、例えば第４図〜第６図に示
すようなものがあった。

これについて説明すると、カムシャフト４にプロフィル
の異なるカム５ａ、　５ｂ　（カム５ａは稼動時用、カ
ム５ｂは休止時用）が隣合わせに固定されている。

ロッカアーム６はロッカシャフト７に軸方向にも移動可
能に取付けられ、ロッカブラケット８と、電磁アクチュ
エータ９によりロッカシャフト７上を移動する切換リン
グ１０との間にスプリング１１゜１２を介して位置決め
されており、切換リング１０の移動により軸方向に移動
制御されて、カム５ａ、　５ｂのいずれか一方と選択的
に係合する。

例えば稼動から休止への切換は、電磁アクチュエータ９
により切換リング１０がＡ方向に移動することによって
行なわれる。但し、カム５ａがロッカアーム６に当接し
、これを駆動している時はバルブスプリング１３の荷重
が加わり、摩擦力が極めて大となるため、ロッカアーム
６の軸方向への移動は困難であり、この状態では切換リ
ング１０がＡ方向に移動しても、スプリング１２が圧縮
されるに止まる。そして、カム５ａのカム山部分が終っ
てロッカアーム６との接触面にクリアランスが生しると
、バルブスプリング１３の荷重が作用しなくなるので、
圧縮されているスプリング１２の作用力でロッカアーム
６がＡ方向に移動し、これによりカム５ｂとロッカアー
ム６とが相対するようになる。

したがって、４気筒機関で＃２，３気筒を休止させる場
合、これら気筒の吸気弁及び排気弁についてそれぞれ弁
作動を切換えるが、単一のアクチュエータ９により各切
換リング１０を同時に移動させても、各ロッカアーム６
が移動するのは、それぞれ別々で、各ロッカアーム６と
各カム５ａとの接触面にクリアランスを生じたときに次
々と移動することになる。

これとは逆に、休止から稼動に切換えられる場合、すな
わち電磁アクチュエータ９により切換リング１０がＢ方
向に戻った場合は、圧縮されているスプリング１１の作
用力で、カム５ｂとロッカアーム６との接触面にクリア
ランスが生じたときに、ロッカアーム６の移動が行なわ
れる。

尚、図示しない＃１．４気筒は常時稼動となるため、動
弁系は通常の構成（カム５ａのみで切換機構なし）でよ
い。

しかしながら、このような従来の気筒数制御用の弁作動
切換装置にあっては、第４図に示した如く稼動、休止の
切換が行なわれる気筒につき吸気弁用と排気弁用の２本
のロッカアームがそれぞれ相異なるロッカシャフトに取
付けられていたため、アクチュエータからの制御系統（
切換リング、スプリング等）が吸気弁用１系統、排気弁
用１系統、計２系統必要となり、部品点数が多く、製造
コストが高いという問題点の他、本来吸気弁及び排気弁
の弁作動は同時に切換えられなくてはいけないものであ
るのに、制御系統が各々の系統に別れているので、同時
に切換ねるという保証が得られないため、信頼性及び耐
久性に欠けるという問題点があった。

本発明はこのような従来の問題点を解決することを目的
としてなされたもので、稼動、休止の切換が行なわれる
気筒の吸気弁及び排気弁の各駆動用ロッカアームを１本
のロッカシャフトに支持させると共に、アクチュエータ
により共通の制御系統を介して軸方向に一体的にかつ同
時に移動させるようにしたものである。

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第７図及び第８図は本発明の一実施例を示している。

（７） 図中１は吸気弁、２は排気弁、１３．１４はこれらの弁
１．２を閉弁方向に付勢するバルブスプリングである。

カムシャフト２０には、稼動時用のプロフィルをもつカ
ム２１ａと休止時用のプロフィルをもつカム２１ｂとを
隣合わせに設けた吸気弁１用のカム２１と、稼動時用の
プロフィルをもつカム２２ａと休止時用のプロフィルを
もつカム２２ｂとを隣合わせに設けた排気弁２用のカム
２２とを隣合わせに固定しである。

２３は吸気弁１用のロッカアーム、Ｕは排気弁２用のロ
ッカアームであって、これらのロッカアーム２３．２４
はカムシャフト２０の上方にこれと平行に配設された１
本のロッカシャフト２５に隣合わせにして回動自在に取
付けである。ここで、これらのロッカアーム詔、２４は
ロッカシャフト２５に対し、軸方向にも移動可能に取付
けられ、ロッカブラケット２６と、電磁アクチュエータ
２７にまりロッカシャフト２５上を移動する切換リング
２８との間にスプリング２９．３０を介して位置決めさ
れており、切換（８） リング２８の移動により軸方向に移動制御されて、稼動
時用カム２１ａ、２２ａ又は休止時用カム２１ｂ。

２２ｂのいずれか一方と選択的に係合する。

次に作用を説明すると、稼動から休止への切換は、電磁
アクチュエータ２７により切換リング２８がＡ方向に移
動することによって行なわれるが、排気行程若しくはこ
れに続く吸入行程にあって、吸気弁１側が排気弁２側の
少なくとも一方のカム２１８゜２２ａがロッカアーム２
３．２４に当接し、これを駆動している時は、バルブス
プリング１３．１４の荷重が加わって、摩擦力が極めて
大きいため、この状態では切換リング２８が移動しても
、スプリング３０が圧縮されるに止る。そして、吸入行
程が終り、両弁１．２共リフトがＯになった状態では、
カム２１ａ。

２２ａとロッカアーム２３．２４との接触面にクリアラ
ンスが生じると共にバルブスプリング１３．１４の荷重
が作用しなくなるので、圧縮されているスプリング３０
の作用力でロッカアーム２３．２４がＡ方向に一体的か
つ同時移動し、これにより休止時用カム２１ｂ、２２ｂ
とロッカアーム２３．２４とが相対するようになって切
換が終了する。

これとは逆に、休止から稼動へ切換えられる際は、電磁
アクチュエータ２７により切換リング２８がＢ方向に移
動した後、カム２１ｂ、２２ｂとロッカアーム２３．２
４との接触面にクリアランスを生じたときに、圧縮され
ているスプリング２９の作用力によってロッカアーム２
３．２４がＢ方向に一体的かつ同時に移動し、これによ
り稼動時用カム２１　ａ　＋　２２ａとロッカアーム２
３．２４とが相対する。

このように１本のロッカシャフトδ上で吸気弁１及び排
気弁２用のロッカアーム召、２４を一体的且つ同時に移
動させるようにすれば、電磁アクチュエータ２７からの
制御系統、即ち切換リング四及びスプリング２９．３０
を共用できるばかりか、必ず同時に切換ねるので、信頼
性及び耐久性が向上する。

尚、このような弁作動切換装置にあっては、切換動作等
を円滑ならしめるため、パルプクリアランスを適正に保
つ必要がある。この場合は、第９図に示す如く、吸気弁
１　（排気弁２についても同様）の頭部と、ロッカアー
ム２３との間にシム３１を挿入し、適当な厚さのシム３
１を選定して適宜交換することにより、バルブクリアラ
ンスの調整を行なうことができるようにすればよく、更
にはロッカアーム２３を、その先端に取付けたアジャス
トボルト３２を介してシム３１に当接させるようにし、
アジャストボルト３２を回転させてバルブクリアランス
の調整を行なうことができるようにしてもよい。

３３はスプリングリテーナ、３４はコツタ、３５はアジ
ャストボルト３２用のロックナツトである。

以上説明したように本発明によれば、気筒数制御に際し
て稼動、休止の切換が行なわれる気筒の吸気弁及び排気
弁の各ロッカアームを１本のロッカシャフトに支持させ
て、アクチュエータにより軸方向に一体的か・つ同時に
移動させるようにしたため、完全に１系統の切換機構で
切換可能となり、部品点数の削減と製造コストの低減と
が達成される他、切換が吸気側、排気側の両方について
同時に行なわれることが保証され、気筒数制御装置の信
頼性、耐久性が向上するという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は気筒数制御に際し稼動、休止の切換が行なわれ
る気筒の吸・排気弁に気筒数制御を効果的に行なうため
に与える弁作動の概略図、第２図は同上の弁リフトの特
性図、第３図は同上の特性を付与したときに得られる気
筒数制御時の各気筒の筒内圧力の変化特性図、第４図は
弁作動切換装置の従来例を示す平面図、第５図は第４図
の要部拡大図、第６図は第５図のＶＴ−Ｖｌ断面図、第
７図は本発明の一実施例を示す弁作動切換装置の平面図
、第８図は第７図の■−■断面図、第９図は部分改良例
を示す断面図である。 １・・・吸気弁　　２・・・排気弁　　２０・・・カム
シャツ）　　　２１ａ、２２ａ・・・稼動時用カム　　
２１ｂ、２２ｂ・・・休止時用カム　　２３．２４・・
・ロッカアーム　　２５・・・ロッカシャフト　　２６
・・・ロッカブラケット２７・・・電磁アクチュエータ
　　２８・・・切換リング２９、３０・・・スプリング 特許出願人　　　　　日産自動車株式会社代　理　人　
　　弁理士　笹　島　冨二雄（ｅ−）　　　　（併入）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多気筒内燃機関で機関運転条件により燃焼を休止させる
   ようにした一部の気筒の吸気弁及び排気弁の各駆動用ロ
   ッカアームを、前記条件に応じて作動するアクチュエー
   タによりロッカシャフトの軸方向に移動させて、カムシ
   ャフトの軸方向に並設したプロフィルの異なる一対のカ
   ムのいずれか一方と選択的に係合させることにより、当
   該気筒の吸気弁及び排気弁の弁作動を切換えるようにし
   た内燃機関の弁作動切換装置において、前記一部の気筒
   の吸気弁及び排気弁の各駆動用ロッカアームを１本のロ
   ッカシャフトに支持させると共に、アクチュエータによ
   り軸方向に一体的かつ同時に移動させるようにしたこと
   を特徴とする内燃機関の弁作動切換装置。