JPS593109A - 内燃機関のバルブ停止装置 - 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１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
場合によっては吸、排気弁の双方を全閉状態に保って休
止気筒のポンプ仕事をなくすことによシ機関の熱効率を
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適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、各パルプ停止機構ｅ　ＩＪ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パルプ停止装
置を提案した（実願昭５６−５７８３９号参照）。

上記の本発明者の提案したパルプ停止装置は第１〜３図
に示す構成よシなるものであって、第１図に示すように
、点火栓２、燃焼室３．排気ボート４含有するシリンダ
ヘッド１に、該排気ボート４を開閉する排気弁５を取付
け、該排気弁５はシリンダヘッド１上面及びパルプリテ
ーナ５１間に装着サレタバルプスプリング７によって閉
弁方向に付勢されており、ロッカーアーム９によって駆
動されるようになっている。ロッカーアームはシリンダ
ヘッド１に螺着８されたピボットを支点としてカムＩＯ
Ｋ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が僅かなりリアランスをもって回動可動に被
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υ、またロッカーアーム９の作用部分先端は２股に
分かれ２本のフォーク状つめ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
部円筒部分の径よシ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、また画亥つめ１３ａ、１３ｂ間距離は小突起
１２ａ、１２ｂ間距離と対応しておシロータ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っている。つる巻ばね形式
のフォロアスプリング１５金ロツカーアーム９の支点近
傍の円筒形支持軸１６に巻き付は固定し。

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ッカ
ーアーム９に親告１ｊされるように取付はロータ１１を
付勢する反力はロッカーアーム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
弁明１１６に平行に固定し、ピン１７にスリー７゛１８
を介してピン１７の軸線方向に摺動可能にし／′ニー１
９を連結する。レバー１９は適度な可撓性含有しており
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１２ａ。

１２ｂの上面にロッカーアーム９のつめ１３ａ。

１３ｂが接触している場合には、カム１０の回転による
ロッカーアーム９の上下動でロータ１１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２
２が第１図の紙面に垂直な方向に移動すると、レバ−１
９Ｖｉピン２０ｅ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＋１３ｂと
接触しなくなるので、カム１００回転につれてロッカー
アーム９が上下動しても、ロッカーアーム９０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ノ（ルブ停止機構を、第３図に
示すように、吸気ボート３４及び排気ボート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、これらのパルプ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を設は該スリーブ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が回動可能にビ
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２１０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
及びビン４５間の距離は主動レバー３７のピン４６と中
間の支点と外るピン４２との距離に等しく、平行うラン
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）
によってソレノイド２１に通電されると５作用軸２２が
リターンスプリング４７に抗して吸引され１作用軸２２
の移動に従って主動レバー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は平行う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１１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、排気仲冬々の開弁用カ
ムがベース円の場合つまり機関の圧縮行程とそれに続く
膨張行程に限ら扛るわけである。

以上のような構成を有する本発明者の提案にかかる吸、
排気弁の同時停止制御装置にあっては。

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１３ａ＋ｔ３ｂ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とのひっ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ていることがあ
る。この時リンク機構のあそびやロータ１１、つめ１３
ａ、１３ｂの製造公差等によシいずれか一方の弁が先に
閉じたままになったり或いは逆に開閉動作しはじめたシ
することが起り得る。

このようにいずｎか一方の弁が先に開閉状態に変化が起
きる場合に、たまたま排気弁５が先に停止して閉じたま
まになったり、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
運転性を損うばか夛か安全性に対する問題性も生じるお
そｎもある。

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って、一対の吸。

排気弁のそれぞれにパルプ停止機構ヲ暇付け、各パルプ
停止機構を同期して作動させる場合においてパルプの作
動を休止して閉じたままにしようとする時は排気弁を先
行させ、逆にパルプ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、もってパルプ停止制御過程に
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、これによりパルプ停止機構付機関の信頼性を向上さ
せる装置を掃供することを目的とするものである。

そして１本発明によれば、上記の目的は、一対の吸、排
気弁のそ扛ぞれにバルブ停止機構ヲ暇付け、各パルプ停
止機構ヲリンク機構とクランクアームとで相互に連結し
前記各パルプ停止機構を同期して回動させるよう構成し
た内燃機関のパルプ停止装置において、吸気弁に取付け
たパルプ停止機構の回動角度管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っ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．
５４にピン１７．４１それぞれ固定し、連結リンク３６
がこれらのピン１７．４１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３７．３８ｔ−
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５
１の回転中心からｎＸの距離に固定され。

一方排気弁側のロータ１１に暇付けるべきピン１７はロ
ータ１１の回転中心からムの距離に固定され、　　ｊ！
ｘ’：Ｊｒとなるように各クランクアームの長さρｒ、
４２ｇ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
ロッカーアームの先端の２つのつめ（図示せず）と接触
するようになっている。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１２　ａ　＋　１
２　ｂ　＋　５２ａ、５２ｂの各中心線４９．５０が正
確にロッカーアーム９（吸気弁側については図示せず）
の長手方向中心線に直交するように、すなわちロッカー
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５
２ａ、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。

上記のパルプ停止機構においてソレノイド２１に通電す
ると１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λＩｃ）４Ｉに各ロータ１１．５１のクランク
アームの長さを設定しであるため、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
よりも大きく力って吸気弁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３
７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１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２
０サイクルの時間が要求されるが１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、したがってシリ
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
ｉｔになっ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の回動よシ遅れるので排気弁側ロータ１１の小突
起１２ａ＋１２ｂが先にロッカーアーム９のつめ１３ｍ
、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
主要部分は省略しである。

本実施例の第１実施例と異なる点Ｖ１２個のロータ１１
，５１ｔ一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。

スナわち、レバー６０．６１はその回動中心と々る各枢
着点６２．６３を有し、その各一端ヲリンク６６で連結
しこれら連結点６４．６５ｅ揺動点とする。またレバー
６０．６１の他端はフォーク状に形成しこのフォーク部
分でロータ１１．５１に固定した各ビン１７．４１１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ォーク状のアーム６７のスリットに
合わせて溝が形成されており、この溝を介して作用軸２
２とアーム６７は連結され、ソレノイド２１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
れるようになっている。

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Ｒｘｆ４排気弁側のレバー６０の枢着点６２と
揺動点６４間の距離ムよシ小さく、すなわちＩｇ）　ｆ
ｌ、１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６
０．６１は１１、ｗ　’＞　ＡＩ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、１
２ｂの中心線がロッカーアーム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
もロッカーアーム９のつめ１３ａ、１３ｂが小突起１２
ａ、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）よシ十分に小さくな
ければならず、またＤ工：　Ａｘ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１作用を有するものであるか
ら、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。

排気弁を作動停止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、
したがっ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
よシ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、
排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ＩＶ−ＩＶ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・・・シリンダヘッドｓ　５・・・排気弁、６・・・
弁軸。 ９・・・ロッカーアーム、１０・・・カム、１１．５１
・・・ロータ、１２　ａ　、　１２　ｂ　、　５２　ａ
　、　５２　ｂ　・−小突起、１３ａ＋１３ｂ”・つめ
、１４．５４−・・鍔、１５・＝フォロアスプリング、
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。 特許出願人 トヨタ自動車工業株式会社 特許出願代理人 弁理士　青　木　　　　朗 弁理士　西　舘　和　之 弁理士　中　　山　恭　介 弁理士　山　　口　昭　之 第１図 第３図 第４図 第５図 手続補正書（自発） 昭和５８年３月９日 特許庁長官　若杉和　夫　殿 １、事件の表示 昭和５７年　特許願　　第１１０７４９号２、発明の名
称 内燃機関のパルプ停止装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名　称　（３２０）　　）ヨタ自動車株式会社４、代理
人 （外　３　名） ５、補正の対象 （１）明細書の１−発明の詳細な説明」の欄及び「図面
の簡単な説明」の欄 （２）図　面（晃＋Ｈ） ６、補正の内容 （１）明細書 （イ）明細書第１０頁第１〜３行の「損うばかりか安全
性・・・おそれもある」を、「損うおそれがある」に補
正する。 （ロ）同第１０頁第９行の「排気弁」ヲ、「吸気弁」に
補正する。 Ｑ９　　同第１７頁第１３行のｒｌＶ−ｒｌ／線」を、
ｒ　ｖ−ｖ線」に補正する。 （２）図　面 第１図を別紙添付図面のように補正する。７．７、添付
畜類の目録 図　面（第１図）　　　　　　１通

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一対の吸、排気弁のそれぞれにパルプ停止機構を取
   付け、各パルプ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パルプ停止機構を同期して回動
   するよう構成した内燃機関のパルプ停止装置において、
   吸気弁に暇付けたパルプ停止機構の回動角度を排気弁の
   それよりも大きく設定したことを特徴とするパルプ停止
   装置。 ２、前記吸気弁に喉付けたパルプ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項記載のパルプ停止装置。 ３、前記各パルプ停止機構を、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ッカーアームとによ
   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、前記ロッカーアームはその先端部に前記ロー
   タの頭部を挾みかつ前記２個の小突起の上面にのみ接す
   る２本のフォークを有する特許請求の範囲第１項記載の
   パルプ停止装置。 ４、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、該ピンをり′ンク機構で連結した
   特許請求の範囲第３項記載のパルプ停止装置。 ５、　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ヲ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
   の他端にはスリットを設けて該スリットに前記ロータに
   固定したピンを挿入し。 吸気弁側のパルプ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シも短
   かく設定した特許請求の範囲第４項記載のパルプ停止装
   置。