JP3783228B2 - Internal combustion engine valve control structure - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弁のリフト量を可変とするカムと、このカムに当接して弁をリフトさせるタペットを有し、燃焼状態に応じて弁のリフト量を制御する内燃機関の弁制御構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、内燃機関の運転状態に応じて弁のリフト量を可変制御する弁制御構造として、特許第２５６３７１３号や米国特許第５０９０３６４号には、同心状の内部タペットと外部タペットとを有し、油圧作動されるロックピンにより、内部タペット及び外部タペットとを結合して高速カムにより弁をリフトさせるか、内部タペットと外部タペットとを分離して内部タペットで低速カムにより弁をリフトさせるか、いずれかの方法で弁のリフト量を可変とした構造が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来構造では、ロックピンがタペット軸心を通り、内部タペットと外部タペットの分割面と直角方向に作動するよう配設されているので、カムがタペットに当接することによりタペットがロックピンを回転軸としてカムの摺動方向に揺れるように作用して、タペットのカムに対する摺動面積が変動してリフト量が変動したり、タペットやカムの摺動面が偏摩耗するという不都合がある。
【０００４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、タペットのカムに対する摺動面積を確保でき、ロックピンを回転軸とするタペットの揺れを規制できる内燃機関の弁制御構造を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決し、目的を達成するために、本発明の内燃機関の弁制御構造は、弁のリフト量を可変とするカムと、該カムに当接して弁をリフトさせるタペットとを有し、燃焼状態に応じて弁のリフト量を制御する内燃機関の弁制御構造において、前記タペットは円筒状で、ステムエンドの一端部に設けられると共に、前記弁のリフト方向に平行で、カムの摺動方向に長辺となるように、中央タペットと、該中央タペットを挟むように、その両側面に摺接する外部タペットとの三つに分割され、前記タペットの内部には、前記中央タペットと外部タペットとを結合させて協働させるロック手段が設けられ、前記ロック手段は、前記中央タペットと外部タペットとの分割面に交わるように、該分割面と直角方向に作動すると共に、前記タペット軸心からカムの摺動方向にオフセットして配置されたロックピンを有する。
【０００６】
また、好ましくは、前記外部タペットは、タペットフレームと、該タペットフレームの外部を覆うタペットカバーとを備え、該タペットフレームとタペットカバーとにより隙間を形成し、該隙間に前記ロックピンを作動させるオイルを通じさせる。
【０００７】
また、好ましくは、前記中央タペットには、前記ロックピンを前記外部タペット側に付勢するスプリングが設けられ、該スプリングは、該ロックピンの作動方向に摺動すると共に、その作動範囲が規制されたスプリングシートにより該中央タペット内部に保持され、該スプリングシートの作動範囲は、前記スプリングシートの前記ロックピン側の端面が、前記中央タペットと外部タペットとの分割面と面一になり、且つ前記ロックピンの前記スプリングシート側の端面が、前記分割面と面一に位置決めされるよう規制されている。
【０００８】
また、好ましくは、前記ロックピンを作動させるオイルを通じさせる隙間が前記外部タペットの全外周に亘って形成され、前記外部タペットには該隙間に連通して該ロックピンの反スプリングシート側の端面に油圧を作用させる油圧室が形成され、該隙間が該油圧室より下方に配置されている。
【０００９】
【発明の効果】
以上説明のように、請求項１の発明によれば、タペット内部に設けられたロック手段は、中央タペットと外部タペットとの分割面に交わるように、分割面と直角方向に作動すると共に、タペット軸心からカムの摺動方向にオフセットして配置されたロックピンを有することにより、タペットのカムに対する摺動面積を確保でき、ロックピンを回転軸とするタペットの揺れを規制できるので、タペットを弁のリフト方向に正確に移動させることができる。また、カムの摺動方向に複数のロックピンを配置することができる。
【００１０】
更に、カムに当接するタペット面をカムの回転方向に三分割することが可能となり、摺動面積を広くできるので、カムフォークの設計自由度を高めることができる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、外部タペットは、タペットフレームと、タペットフレームの外部を覆うタペットカバーとを備え、タペットフレームとタペットカバーとにより隙間を形成し、隙間にロックピンを作動させるオイルを通じさせることにより、タペットフレームとタペットカバーによりオイル通路を容易に形成できる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、中央タペットには、ロックピンを外部タペット側に付勢するスプリングが設けられ、このスプリングは、ロックピンの作動方向に摺動すると共に、その作動範囲が規制されたスプリングシートにより中央タペット内部に保持され、スプリングシートの作動範囲は、スプリングシートのロックピン側の端面が、中央タペットと外部タペットとの分割面と面一になり、且つロックピンのスプリングシート側の端面が、分割面と面一に位置決めされるよう規制されていることにより、組み付け時のスプリングの装着が容易となる。また、中央タペットと外部タペットとがアンロック状態で、両タペットの相対移動がスムーズに行える。また、アンロック状態からロック状態への移行は、ロックピンに油圧を印加してカムプロフィルがベース円になった時に容易に達成される。
【００１３】
請求項４の発明によれば、ロックピンを作動させるオイルを通じさせる隙間が外部タペットの全外周に亘って形成され、外部タペットには隙間に連通してロックピンの反スプリングシート側の端面に油圧を作用させる油圧室が形成され、隙間が油圧室より下方に配置されていることにより、制御油圧発生時にロックピンに確実に圧力を伝達し、オイル通路が油圧室より下方にあることで油圧解放時に、オイルの自重で迅速に油圧室からオイルを排出できる。また、ロックピンへ供給するオイル通路が容易に形成でき、外周にオイル通路を形成することでタペットの剛性を高めることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係る実施形態として例示するエンジン１の側面図である。
【００１６】
図１に示すように、エンジン１は直列４気筒ＤＯＨＣエンジンであって、カムシャフトが車体前後方向に延びるようエンジンルーム内に縦置きされている。エンジン１の主要ボディは、シリンダブロック１１、シリンダヘッド１２、及びヘッドカバー１３から構成されている。
【００１７】
シリンダヘッド１１の下部からはクランクシャフト１４の前端部が突出していると共に、シリンダヘッド１２の上部からは吸気弁を駆動する吸気カムシャフト１５と排気弁を駆動する排気カムシャフト１６の前端部が夫々突出している。
【００１８】
クランクシャフト１４の突出する前端部にはクランクプーリ１７が固着され、吸気カムシャフト１５及び排気カムシャフト１６の突出する前端部には、カムプーリ１８、１９が夫々固着されている。また、シリンダブロック１１の前壁には左右一対のテンションプーリ２０、２１が軸支されている。
【００１９】
クランクプーリ１７、カムプーリ１８、１９には、タイミングベルト２２が巻つけられ、テンションプーリ２０、２１はタイミングベルト２２に所定の張力を付与するよう調整される。
【００２０】
吸気カムシャフト１５と排気カムシャフト１６は、クランクシャフト１４の回転に従動し、クランクシャフト１４の１／２の角速度で回転する。
【００２１】
図２は、図１のエンジン１からヘッドカバー１３を取り除いた状態でのシリンダヘッド１２の平面図である。図３は、図２のＩ−Ｉ縦断面図である。図４は、図２のＩＩ−ＩＩ縦断面図である。図５は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ縦断面図である。
【００２２】
図２乃至図５に示すように、吸気カムシャフト１５と排気カムシャフト１６は、相互に平行に車体前後方向に延び、各気筒Ａごとに点火プラグ２３が設けられている。エンジン１は、１気筒ＡＡたり２つの吸気弁３９（吸気ポート３７）及び２つの排気弁４０（排気ポート３８）が設けられた４弁タイプのエンジンであり、吸気弁３９及び排気弁４０の各ステムエンド８１にはカムに当接して弁をリフトさせるタペット２４が固着されている。
【００２３】
吸気カムシャフト１５と排気カムシャフト１６には、各吸気弁３９及び排気弁４０のタペット２４ごとにカムプロフィールが同じ２枚の第１カム２５、２７と、この第１カム２５、２７とプロフィールの異なる１枚の第２カム２６が形成されている。第２カム２６は、第１カム２５、２７の間に配設され、タペット２４の中央部に当接し、第１カム２５、２７はタペット２４の両側部に当接する。
【００２４】
シリンダヘッド１２は、基部３０と、この基部３０の左右及び後ろの周縁部から立設され、相互に連続する側壁部３１、３２、３３とを有する。そして、側壁部３３に対向する前面壁にはシリンダブロック１１、シリンダヘッド１２、及びヘッドカバー１３の側面全体に亘って、クランクプーリ１７、カムプーリ１８、１９、テンションプーリ２０、２１、タイミングベルト２２などを保護するカバー部材２８が取り付られる。
【００２５】
シリンダヘッド１２の基部３０は、燃焼室Ｂの頂上部、この燃焼室Ｂに臨む吸気ポート３４及び排気ポート３５、点火プラグ２３が螺合装着されるプラグホール３６…３６等が形成される部分であり、燃料噴射弁〈図示せず）や、吸気マニホールド３７及び排気マニホールド３８等が組み付けられる。
【００２６】
基部３０の上面には支持部材５０が備えられている。この支持部材５０は、シリンダヘッド１２の左右及び後側壁部３１〜３３で囲まれたシリンダヘッド１２の上部空間内で水平に広がる横プレート５１と、この横プレート５１のほぼ全周縁部に亘って設けられた周壁部５２とを含む箱形状の部材である。横プレート５１には、カムシャフト１５、１６の下部を軸支する縦壁部５３や、タペット２４を摺動自在に収容して案内するタペットガイド５４等が一体に形成されている。縦壁部５３は横プレート５１から上方に立設され、図２に示すように、気筒Ａの左側方又は右側方であって相隣接する気筒Ａの略中間位置に配置されている。そして、縦壁部５３の上面には、カムシャフト１５、１６の上部を軸支するカムキャップ５５がボルト５６で結合されている。これにより、カムシャフト１５、１６をジャーナル部１５ａ、１６ａで軸支する軸受部５７が構成される。
【００２７】
なお、各軸受部５７は、基本的に同形状で一定間隔で配置されているが、最前方の軸受部５７ａ，５７ａだけは、形状が異なり、且つ、カムプーリ１８、１９に近接配置されて、隣接する軸受部５７との間隔が広くなっている。
【００２８】
タペットガイド５４は横プレート５１を上下に貫く傾斜した円筒状に形成され、その中にカム２５〜２７に従動して吸気弁３９又は排気弁４０を往復運動させるタペット２４が摺動自在に収容されている。
【００２９】
また、横プレート５１には、シリンダヘッド基部３０のプラグホール３６に装着される点火プラグ２３が挿通する孔５８が形成されている。すなわち、各気筒Ａの直上方に対応する位置において、横プレート５１を上下に貫く円柱部５９が形成され、この円柱部５９に上下に延びる貫通孔５８が形成されている。
【００３０】
ただし、図２に示すように、最前方の孔５８は、油圧コントロールバルブ６０が挿通する孔６１と共に２円連接形状の柱状部６２に形成されている。油圧コントロールバルブ６０は、タペット２４に対して潤滑油及び制御油圧生成のための作動油を供給する。
【００３１】
ヘッドカバー１３は、シリンダヘッド１２の左右及び後側壁部３１〜３３の上端面と、支持部材５０の円柱部５９及び柱状部６２の上端面とにおいてシリンダヘッド１２側に接し、組み付けられている。
【００３２】
また、横プレート５１の上面側には、孔５８、６１とタペットガイド５４との問の位置において前後に延びるリブ６３、６４が形成されている。そして、このリブ６３、６４に、タペット２４に対して潤滑油及び作動油を供給するための油路６５、６６が形成されている。
【００３３】
また、図２に示すように、横プレート５１の左縁部には円形の凹部７０が複数形成されていると共に、前後縁部には円形の膨出部７１が複数形成されている。さらに、図３に示すように、左右一対の吸気側及び排気側縦壁部５３間を連絡する梁部７２が横プレート５１の上面側に形成され、該梁部７２の中間位置において横プレート５１を上下に貫く円柱部７３が形成されている。
【００３４】
そして、支持部材５０は、これらの凹部７０、膨出部７１、及び円柱部７３において、ボルト７４によりシリンダヘッド１２に組み付けられている。その場合に、シリンダヘッド１２の基部３０からは、凹部７０、膨出部７１、及び円柱部７３に対応してそれぞれ円柱部７５が立設され、これらの端面同士が密着して対接することにより、支持部材５０がシリンダヘッド１２に安定に固定される。
【００３５】
また、シリンダヘッド１２の基部３０からは、プラグ挿通孔５８及びコントロールバルブ挿通孔６１が形成された円柱部５９及び柱状部６２に対応する円柱部７６も立設され、これらの端面同士も密着して対接することにより、支持部材５０がより一層シリンダヘッド１２に安定に固定される。
【００３６】
さらに、カムキャップ５５を縦壁部５３に結合するボルト５６のうち、吸気側の右側のいくつかのボルト５６ａは、縦壁部５３及び横プレート５１を貫通してシリンダヘッド１２の基部３０に突入し、カムキャップ５５を縦壁部５３に結合すると共に、支持部材５０をシリンダヘッド１２に共締めしている。
【００３７】
その場合に、共締め用ボルト５６ａに対応する位置において、横プレート５１から下方に延びる円柱部７７が形成されると共に、シリンダヘッド１２の基部３０からは、円柱部７７に対応する円柱部７８が立設されて、これらの端面同士もまた密着して対接することにより、支持部材５０がより一層シリンダヘッド１２に安定に固定される。
【００３８】
そして、シリンダヘッド１２は、基部３０を貫通してシリンダブロック１１に突入するヘッドボルト８０によりシリンダブロック１１に組み付けられている。その場合に、ヘッドボルト８０は、気筒Ａ内の爆発応力を均等に受けてシリンダヘッド１２をシリンダブロック１１に安定に固定するために、各気筒Ａの左側方又は右側方であって相隣接する気筒Ａの略中間位置に配置されている。
【００３９】
以上のように、このエンジン１のシリンダヘッド１２にあっては、該シリンダヘッド１２と別体の支持部材５０を備え、該支持部材５０にカムシャフト１５、１６を軸受けする縦壁部５３と、タペット２４を収容するタペットガイド５４とを一体に形成したから、支持部材５０をシリンダヘッド１２に組み付けるだけで、軸受部５７を構成する縦壁部５３と、タペット２４を案内するタペットガイド５４とを一度にシリンダヘッド１２に組み付けることができる。その結果、部品点数の削減、シリンダヘッド１２の構成の簡素化、レイアウト性の向上が図られ、ひいては、シリンダヘッド１２の組立作業性が改善され、シリンダヘッド１２がコンパクト化する。
【００４０】
また、この支持部材５０においては、広がり方向が相異なり、また形状の相異なる横プレート５１、周壁部５２、縦壁部５３、タペットガイド５４、その他の種々の部位同士が相互に連結され合うから、これらが補完し合って剛性の高いものとなる。その結果、カムシャフト１５、１６や、タペット２４、あるいは油圧コントロールバルブ６０等が安定に支持される。
【００４１】
さらに、支持部材５０がシリンダヘッド１２と別体に設けられているから、縦壁部５３及びカムキャップ５５で構成される軸受部５７とヘッドボルト８０とが干渉することがなく、軸受部５７の配置の自由度がヘッドボルト８０によって制限されることがない。したがって、上記のように、軸受部５７とヘッドボルト８０とを共に、気筒Ａの左側方又は右側方であって相隣接する気筒Ａの略中間位置に重ねて配置することができる。
［タペット構造］
次に、本発明に係る実施形態のタペット構造について説明する。
【００４２】
図６は、中央タペットの外観図である。図７は、外部タペットの外観図である。図８は、本発明の弁制御構造を適用した実施形態のタペット構造を例示する横断面図である。図９は、図８のＩＶ−ＩＶ縦断面図である。図１０は、図８のＶ−Ｖ縦断面図である。
【００４３】
図６乃至図１０に示すように、タペット２４は円筒状で、第１及び第２カム２５〜２７に当接する平面部が、ステムエンド８１の軸心方向（弁のリフト方向）に平行で、カムの摺動方向に長辺となるように、中央タペット４１と外部タペット４２とに三分割されている。
【００４４】
外部タペット４２には、第１カム２５、２７に当接する２つの第１平面４２ａがステムエンド８１の軸心を通り、カムの摺動方向に平行な方向に対して対称に形成されている。また、外部タペット４２には、第１平面４２ａに垂直に交わり、ステムエンド８１の軸心を通り、カムの摺動方向に対して対称な対向する２つの第１内側平面４２ｂと、これら２つの第１内側平面４２ｂを中間部分で連結する第１底面４２ｃと、第１平面４２ａに垂直に交わる円弧状の外側面４２ｄとが形成されている。
【００４５】
中央タペット４１には、第２カム２６に当接する第２平面４１ａがステムエンド８１の軸心に垂直に、カムの摺動方向に沿って形成されている。また、中央タペット４１には、第２平面４１ａに垂直に交わり、ステムエンド８１の軸心方向で、カムの摺動方向に対して対称な対向する２つの第２外側面４１ｂと、これら２つの第２外側面４１ｂの下部に延びる第２円筒部４１ｃとが形成されている。
【００４６】
外部タペット４２の第１底面４２ｃには、中央タペット４１の第２円筒部４１ｃが摺動自在に挿通させる第１円筒孔４２ｄが形成され、中央タペット４１は外部タペット４２に組み込まれて、第１内側平面４２ｂと第２外側面４１ｂとが摺動自在となっている。
【００４７】
中央タペット４１の下部を第２円筒部４１ｃとして、外部タペット４２の第１円筒孔４２ｄと摺動させる構成としたことで、カムの押圧による荷重を側面で均一に支持でき、信頼性を高めることができる。
【００４８】
中央タペット４１と外部タペット４２には、第１平面４１ａと第２平面４２ａとが、面一の位置でカムの摺動方向とは直交するように、外部タペット４２の第１内側平面４２ｂと中央タペット４１の第２外側面４１ｂとを貫通し、タペット軸心からカムの摺動方向にオフセットして並列に形成された貫通孔４３、４４が形成されている。
【００４９】
貫通孔４３は、外部タペット４２の内部に形成された第１貫通孔４３ａと中央タペット４１の内部に形成された第２貫通孔４３ｂとが第２平面４１ａと第１平面４２ａとが面一の位置で一致するよう形成されている。同様に、貫通孔４４は、外部タペット４２の内部に形成された第１貫通孔４４ａと中央タペット４１の内部に形成された第２貫通孔４４ｂとが第２平面４１ａと第１平面４２ａとが面一の位置で一致するよう形成されている。
【００５０】
第２貫通孔４３ｂ、４４ｂには、タペット２４の軸心と交差して、第２貫通孔４３ｂ、４４ｂに直交する第３貫通孔４３ｃ、４４ｃが形成されている。
【００５１】
外部タペット４２の第１貫通孔４３ａ、４４ａと中央タペット４１の第２貫通孔４３ｂ、４４ｂには、中央タペット４１と外部タペット４２とを結合させて協働させるロック手段が設けられている。
【００５２】
ロック手段は、外部タペット４２の第１貫通孔４３ａ、４４ａに摺動自在に挿通された筒状で端面が面取りされたロックピン４５と、中央タペット４１の第２貫通孔４３ｂ、４４ｂに設けられたスプリング４６と、このスプリング４６を第２貫通孔４３ｂ、４４ｂ内部に保持するよう互いに開放端部が内方に対向するように配置されたカップ状の一対のスプリングシート４７とを備える。
【００５３】
スプリング４６は、互いに対向するスプリングシート４７を第１内側平面４２ｂに向けて付勢する。スプリングシート４７は、その拡径されたフランジ部４７ａが第２貫通孔４３ｂ、４４ｂに圧入されたシートストッパ部材４３ｄ、４４ｄに当接することにより第２貫通孔４３ｂ、４４ｂ内での作動範囲が規制されており、スプリングシート４７の作動範囲は、スプリングシート４７のロックピン側の端面４７ｂが、中央タペット４１の第２外側面４１ｂと（中央タペット４１と外部タペット４２との分割面）と面一になり、且つロックピン４５のスプリングシート４７側の端面が、外部タペット４２の第１内側平面４２ｂと面一に位置決めされるよう規制されている。
【００５４】
上記構成において、タペット２４内部に設けられたロック手段は、ロックピン４５が中央タペット４１と外部タペット４２との分割面に交わるように、分割面と直角方向に作動すると共に、タペット軸心からカムの摺動方向にオフセットして配置されることにより、ロックピン４５を回転軸とするタペットの揺れを規制できるので、タペット２４を弁のリフト方向に正確に移動させることができる。また、カムの摺動方向に複数のロックピン４５を配置することができる。
【００５５】
更に、カムに当接するタペット面を三分割することが可能となり、摺動面積を広くできるので、カムフォークの設計自由度を高めることができる。また、カムに当接するタペット面を平面にできるので、従来のように摺動面積をかせぐために曲面にしたりする必要がなくなり、カムとの摺動による摩擦抵抗や機械的損失等も低減できる。
【００５６】
スプリングシート４７は、フランジ部４７ａが第２貫通孔４３ｂ、４４ｂに設けられたリング部材４９に当接することにより対向するスプリングシート４７同士が接近する方向への第２貫通孔４３ｂ、４４ｂ内での作動範囲が規制されている。
【００５７】
ロックピン４５は、第１貫通孔４３ａ、４４ａに圧入されたピンストッパ部材４８により反スプリングシート側への作動範囲が規制され、スプリングシート４７に押されてロックピン４５の反スプリングシート側の端面がピンストッパ部材４８に当接することによって、ロックピン４５のスプリングシート４７側の端面が、外部タペット４２の第１内側平面４２ｂと面一に位置決めされるよう規制されている。
【００５８】
タペット２４は、第１貫通孔４３ａ，４４ａが設けられた外部タペット４２、中央タペット４１を備える他に、タペットフレーム９１の外周を覆うタペットカバー９２とを有し、このタペットフレーム９１の外周とタペットカバー９２との間に隙間９３を形成し、この隙間９３が第１貫通孔４３ａ、４４ａの外部タペット４２の第１外側面４２ｄ側の開口端４２ｅに連通される。この構成により、外部タペット４２とタペットカバー９２によりオイル通路を容易に形成できる。
【００５９】
この隙間９３は、外部タペット４２の外側面４２ｄの全周に亘って形成され、この全周に形成された隙間９３から分岐して第１貫通孔４３ａ、４４ａの外部タペット４２の第１外側面４２ｄ方向の開口端４２ｅに連通される。
【００６０】
ロックピン４５を作動させるための制御油圧は、図２に示す油圧コントロールバルブ６０により制御油圧が生成され、油路６５、６６から各タペット２４に分岐する分岐路１０１からタペットカバー９２の内外を連通する連通孔９９を通じて隙間９３に供給されて、開口端４２ｅからロックピン４５の反スプリングシート側の端面に制御油圧を作用させる。連通孔９９は、分岐路１０１に連通するタペットガイド５４の連通孔１０２と隙間９３とを連通するようにタペットカバー９２の１ヶ所に形成しており、オイル漏れを少なくして油圧を効率的に伝達できる。
【００６１】
第１貫通孔４３ａ，４３ｂのロックピン４５の反スプリングシート側の端面は、この隙間９３に連通してロックピンの反スプリングシート側の端面に油圧を作用させる油圧室としての役割を持っている。
【００６２】
また、隙間９３は油圧室より下方に配置されている。これにより、制御油圧発生時にロックピン４５に確実に圧力を伝達しつつ、油圧解放時にオイルの自重で迅速に油圧室からオイルを排出できる。また、ロックピン４５へ供給するオイル通路が容易に形成でき、外周にオイル通路を形成することでタペットの剛性を高めることができる。
【００６３】
外部タペット４２の第１外側面４２ｄと、中央タペット４１の第２円筒部４１ｃが挿通される第１円筒孔４２ｄとの間が中空状にされ、この中空状内部の上端面９４と第２円筒部４１ｃの下端部に取り付られたスプリングシート９５との間にスプリング９６が保持されている。
【００６４】
外部タペット４２は、タペットカバー９２の底面部９２ａでバルブコッタと呼ばれる連結部材９７を介して吸気弁３９及び排気弁４０のステムエンド８１に連結されている。
【００６５】
スプリング９６は、中央タペット４１を常に上方に付勢しており、中央タペット４１をスプリング９６の付勢力に抗して第２カム２６のカムプロフィールにより下方に押す。
【００６６】
吸気弁３９及び排気弁４０は、バルブスプリング８２により弁を開成する方向に付勢されており、外部タペット４２を下方に押すことによって、ステムエンド８１の燃焼室Ｂ側の端部に形成された弁体を閉成方向にリフトさせる。
［タペットの動作］
図１０は、第１カムによりタペットを低リフトさせるアンロック状態を示すタペットの縦断面図である。図１１は、第２カムによりタペットを高リフトさせるロック状態を示すタペットの縦断面図である。
【００６７】
第１カム２５、２７のカムプロフィールは弁のリフト量が小さく、第２カム２６のカムプロフィールは第１カム２５、２７と同位相であるが、リフト量が大きくなるよう構成されている。外部タペット４２の第１平面４２ａは第１カム２５、２７に当接し、中央タペット４１の第２平面４２ａは第２カム２６に当接する。
【００６８】
エンジンの低速運転時において、第１カム２５、２７により、弁を低リフトさせる場合には、図１０に示すように、制御油圧をロックピン４５の反スプリングシート側の端面に印加させないで、ロックピン４５のスプリングシート側の端部４７ｂを外部タペット４２の第１内側平面４２ｂと面一な状態とし、外部タペット４２が中央タペット４１に対して相対的に上下方向に移動可能とする。
【００６９】
この状態で、第１カム２５、２７が外部タペット４２の第１平面４２ａを押すことによって弁をリフトさせると共に、中央タペット４１は外部タペット４２とは無関係に摺動することになる。
【００７０】
エンジンの高速運転時において、第２カム２６により、弁を高リフトさせる場合には、図１１に示すように、制御油圧をロックピン４５の反スプリングシート側の端面に印加させて、スプリング４６の付勢力に抗してスプリングシート４７を中央タペット４１側に移動させ、ロックピン４５が、外部タペット４２の第１内側平面４２ｂと中央タペット４１の第２外側面４１ｂとに跨がるように、スプリングシート側の端部が第２貫通孔４３ｂ、４４ｂ内に入り込むことによって、中央タペット４１が外部タペット４２と結合される。
【００７１】
この状態で、第２カム２６が中央タペット４１の第２平面４１ａを押すことによって、中央タペット４１は外部タペット４２と一体で移動して、弁をリフトさせることになる。
【００７２】
以上のように、スプリングシート４７の作動範囲は、スプリングシート４７のロックピン側の端面４７ｂが、中央タペット４１と外部タペット４２との分割面と面一になり、且つロックピン４５のスプリングシート側の端面が、分割面と面一に位置決めされるよう規制されていることにより、組み付け時のスプリングの装着が容易となる。また、中央タペット４１と外部タペット４２とがアンロック状態で、両タペットの相対移動がスムーズに行える。また、アンロック状態からロック状態への移行は、ロックピン４５に油圧を印加してカムプロフィルがベース円になった時に容易に達成される。
【００７３】
また、カムからタペット２４の第２平面４１ａ又は第１平面４２ａに印加される荷重のうち、カム摺動方向の中心付近に最大荷重が作用するが、この最大荷重点に近い位置にロックピン４５を配置しているので、タペット外側平面に作用する側圧を低減でき、信頼性を高めて、効率よく弁をリフトさせることができる。
【００７４】
尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で上記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
【００７５】
例えば、第１カム２５、２７のカムプロフィルを略真円とし、１つの燃焼室に設けられた一対の吸気弁の一方を低速運転時にリフト停止状態にすれば、燃焼室内に吸気スワールを生成するよう構成できる。但し、リフト停止状態でも、２ｍｍ程度はリフトさせて、吸気ポート内に溜っている燃料を燃焼室内に導出する必要がある。
【００７６】
また、１つの燃焼室に設けられた一対の吸気弁又は排気弁を夫々異なるカムプロフィルでリフトさせ、一対の弁のリフト量を可変にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態として例示するエンジンの側面図である。
【図２】図１のエンジンからヘッドカバーを取り除いた状態でのシリンダヘッドの平面図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ縦断面図である。
【図４】図２のＩＩ−ＩＩ縦断面図である。
【図５】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ縦断面図である。
【図６】中央タペットの外観図である。
【図７】外部タペットの外観図である。
【図８】本発明の弁制御構造を適用した実施形態のタペット構造を例示する横断面図である。
【図９】図８のＩＶ−ＩＶ縦断面図である。
【図１０】図８のＶ−Ｖ縦断面図である。
【図１１】第１カムによりタペットを低リフトさせるアンロック状態を示すタペットの縦断面図である。
【図１２】第２カムによりタペットを高リフトさせるロック状態を示すタペットの縦断面図である。
【符号の説明】
１ エンジン
１５、１６ カムシャフト
２４ タペット
２５、２７ 第１カム
２６ 第２カム
４１ 中央タペット
４２ 外部タペット
４３、４４ 貫通孔
４５ ロックピン
９３ 隙間（オイル通路）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a valve control structure for an internal combustion engine that includes a cam that makes a lift amount of a valve variable, and a tappet that lifts the valve in contact with the cam, and controls the lift amount of the valve according to a combustion state.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a valve control structure that variably controls the lift amount of a valve according to the operating state of an internal combustion engine, Patent No. 2563713 and US Pat. No. 5,090,364 have concentric internal tappets and external tappets, Either the internal tappet and the external tappet are connected by a hydraulically operated lock pin and the valve is lifted by the high speed cam, or the internal tappet and the external tappet are separated and the internal tappet is lifted by the low speed cam. A structure in which the lift amount of the valve is variable by this method is disclosed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above conventional structure, the lock pin passes through the tappet axis and is arranged to operate in a direction perpendicular to the dividing surface of the internal tappet and the external tappet, so that the tappet is locked by the cam contacting the tappet. As a rotating shaft, it acts so as to swing in the sliding direction of the cam, and the sliding area of the tappet with respect to the cam fluctuates and the lift amount fluctuates, and the sliding surface of the tappet and cam is unevenly worn. .
[0004]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a valve control structure for an internal combustion engine that can secure the sliding area of the tappet with respect to the cam and can regulate the swing of the tappet with the lock pin as the rotation axis. is there.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems and achieve the object, the valve control structure of an internal combustion engine of the present invention has a cam that makes the lift amount of the valve variable, and a tappet that lifts the valve in contact with the cam. In the valve control structure of the internal combustion engine that controls the lift amount of the valve according to the combustion state, the tappet is cylindrical, is provided at one end of the stem end, and is parallel to the lift direction of the valve. The tappet is divided into three parts, that is, a center tappet so as to be a long side in the sliding direction, and an outer tappet that is in sliding contact with both side surfaces of the center tappet so as to sandwich the center tappet. Locking means for coupling and cooperating with an external tappet is provided, and the locking means operates in a direction perpendicular to the split surface so as to intersect with the split surface of the central tappet and the external tappet, and the tappet. Shaft center has a locking pin which is arranged offset in the sliding direction of the cam.
[0006]
Preferably, the external tappet includes a tappet frame and a tappet cover that covers the outside of the tappet frame, and the tappet frame and the tappet cover form a gap, and the oil that operates the lock pin in the gap. Let through.
[0007]
Preferably, the central tappet is provided with a spring for urging the lock pin toward the external tappet, and the spring slides in the operating direction of the lock pin and its operating range is restricted. The spring seat is held inside the central tappet, and the operating range of the spring seat is such that an end surface of the spring seat on the lock pin side is flush with a split surface of the central tappet and the external tappet, and The end surface of the lock pin on the spring seat side is regulated so as to be positioned flush with the split surface.
[0008]
Preferably, a gap through which oil for operating the lock pin is passed is formed over the entire outer periphery of the external tappet, and the external tappet communicates with the gap to an end surface of the lock pin on the side opposite to the spring seat. A hydraulic chamber for applying hydraulic pressure is formed, and the gap is disposed below the hydraulic chamber.
[0009]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the locking means provided in the tappet operates in a direction perpendicular to the dividing surface so as to intersect the dividing surface of the central tappet and the external tappet, and the tappet. By having a lock pin that is offset from the shaft center in the cam sliding direction, the sliding area of the tappet with respect to the cam can be secured, and the tappet's swinging with the lock pin as the rotation axis can be restricted. It can be accurately moved in the valve lift direction. Also, a plurality of lock pins can be arranged in the cam sliding direction.
[0010]
Furthermore, the tappet surface that comes into contact with the cam can be divided into three in the rotational direction of the cam, and the sliding area can be increased, so that the degree of freedom in designing the cam fork can be increased.
[0011]
According to the invention of claim 2, the external tappet includes a tappet frame and a tappet cover that covers the outside of the tappet frame. A gap is formed by the tappet frame and the tappet cover, and oil that operates the lock pin is passed through the gap. By doing so, the oil passage can be easily formed by the tappet frame and the tappet cover.
[0012]
According to the invention of claim 3, the center tappet is provided with a spring for urging the lock pin toward the external tappet. The spring slides in the operation direction of the lock pin and its operation range is restricted. The spring seat is held inside the center tappet, and the operating range of the spring seat is such that the end surface of the spring seat on the lock pin side is flush with the split surface of the center tappet and the external tappet, and the lock pin is on the spring seat side Since the end surface of this is regulated so as to be positioned flush with the dividing surface, it becomes easy to mount the spring during assembly. In addition, when the central tappet and the external tappet are unlocked, the relative movement of both tappets can be performed smoothly. The transition from the unlocked state to the locked state is easily achieved when the cam profile becomes the base circle by applying hydraulic pressure to the lock pin.
[0013]
According to the fourth aspect of the present invention, the gap through which the oil for operating the lock pin is passed is formed over the entire outer periphery of the external tappet, and the external tappet communicates with the gap to the end surface of the lock pin on the side opposite to the spring seat. Is formed, and the gap is located below the hydraulic chamber, so that when the control oil pressure is generated, the pressure is reliably transmitted to the lock pin, and the oil passage is below the hydraulic chamber, releasing the hydraulic pressure. Sometimes, oil can be quickly discharged from the hydraulic chamber by its own weight. Further, an oil passage for supplying to the lock pin can be easily formed, and the rigidity of the tappet can be increased by forming the oil passage on the outer periphery.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[0015]
FIG. 1 is a side view of an engine 1 exemplified as an embodiment according to the present invention.
[0016]
As shown in FIG. 1, the engine 1 is an in-line four-cylinder DOHC engine, and is vertically installed in the engine room so that the camshaft extends in the longitudinal direction of the vehicle body. The main body of the engine 1 includes a cylinder block 11, a cylinder head 12, and a head cover 13.
[0017]
The front end portion of the crankshaft 14 protrudes from the lower portion of the cylinder head 11, and the front end portions of the intake camshaft 15 that drives the intake valve and the exhaust camshaft 16 that drives the exhaust valve respectively from the upper portion of the cylinder head 12. It protrudes.
[0018]
A crank pulley 17 is fixed to the protruding front end portion of the crankshaft 14, and cam pulleys 18 and 19 are fixed to the protruding front end portions of the intake camshaft 15 and the exhaust camshaft 16, respectively. A pair of left and right tension pulleys 20 and 21 are pivotally supported on the front wall of the cylinder block 11.
[0019]
A timing belt 22 is wound around the crank pulley 17 and the cam pulleys 18 and 19, and the tension pulleys 20 and 21 are adjusted so as to apply a predetermined tension to the timing belt 22.
[0020]
The intake camshaft 15 and the exhaust camshaft 16 are driven by the rotation of the crankshaft 14 and rotate at an angular velocity that is ½ of the crankshaft 14.
[0021]
FIG. 2 is a plan view of the cylinder head 12 with the head cover 13 removed from the engine 1 of FIG. 3 is a vertical sectional view taken along the line II of FIG. 4 is a vertical sectional view taken along the line II-II in FIG. 5 is a vertical sectional view taken along the line III-III in FIG.
[0022]
As shown in FIGS. 2 to 5, the intake camshaft 15 and the exhaust camshaft 16 extend in the longitudinal direction of the vehicle body in parallel with each other, and a spark plug 23 is provided for each cylinder A. The engine 1 is a four-valve engine in which one cylinder AA and two intake valves 39 (intake ports 37) and two exhaust valves 40 (exhaust ports 38) are provided, and each of the intake valves 39 and the exhaust valves 40 is provided. A tappet 24 that abuts against the cam and lifts the valve is fixed to the stem end 81.
[0023]
The intake camshaft 15 and the exhaust camshaft 16 include two first cams 25 and 27 having the same cam profile for each of the tappets 24 of the intake valves 39 and the exhaust valves 40, and the profile of the first cams 25 and 27 and the profile of the first cams 25 and 27. A different second cam 26 is formed. The second cam 26 is disposed between the first cams 25 and 27 and abuts against the center portion of the tappet 24, and the first cams 25 and 27 abut against both sides of the tappet 24.
[0024]
The cylinder head 12 includes a base portion 30 and side wall portions 31, 32, and 33 that are erected from the left and right and rear peripheral portions of the base portion 30 and continuous with each other. A crank pulley 17, cam pulleys 18 and 19, tension pulleys 20 and 21, a timing belt 22, and the like are provided on the front wall facing the side wall 33 over the entire side surfaces of the cylinder block 11, the cylinder head 12, and the head cover 13. A cover member 28 to be protected is attached.
[0025]
The base 30 of the cylinder head 12 is a portion where a top portion of the combustion chamber B, an intake port 34 and an exhaust port 35 facing the combustion chamber B, a plug hole 36... 36 to which the spark plug 23 is screwed, and the like are formed. Yes, a fuel injection valve (not shown), an intake manifold 37, an exhaust manifold 38, and the like are assembled.
[0026]
A support member 50 is provided on the upper surface of the base 30. The support member 50 includes a horizontal plate 51 extending horizontally in the upper space of the cylinder head 12 surrounded by the left and right and rear side wall portions 31 to 33 of the cylinder head 12, and substantially the entire peripheral edge of the horizontal plate 51. It is a box-shaped member including the peripheral wall portion 52 provided. The horizontal plate 51 is integrally formed with a vertical wall portion 53 that pivotally supports the lower portions of the camshafts 15 and 16, a tappet guide 54 that slidably accommodates and guides the tappet 24, and the like. The vertical wall portion 53 is erected upward from the horizontal plate 51, and is disposed on the left side or the right side of the cylinder A at a substantially intermediate position between adjacent cylinders A as shown in FIG. A cam cap 55 that pivotally supports the upper portions of the camshafts 15 and 16 is coupled to the upper surface of the vertical wall portion 53 by bolts 56. Thereby, the bearing part 57 which pivotally supports the camshafts 15 and 16 by the journal parts 15a and 16a is comprised.
[0027]
The bearing portions 57 are basically the same shape and are arranged at a constant interval, but only the foremost bearing portions 57a and 57a are different in shape and are arranged close to the cam pulleys 18 and 19, The space | interval with the adjacent bearing part 57 is wide.
[0028]
The tappet guide 54 is formed in an inclined cylindrical shape penetrating the horizontal plate 51 up and down, and the tappet 24 that reciprocates the intake valve 39 or the exhaust valve 40 by following the cams 25 to 27 is slidably accommodated therein. ing.
[0029]
The horizontal plate 51 has a hole 58 through which the spark plug 23 mounted in the plug hole 36 of the cylinder head base 30 is inserted. That is, at a position corresponding to a position directly above each cylinder A, a cylindrical portion 59 that penetrates the horizontal plate 51 is formed, and a through hole 58 that extends vertically is formed in the cylindrical portion 59.
[0030]
However, as shown in FIG. 2, the foremost hole 58 is formed in a two-circle-connected columnar portion 62 together with a hole 61 through which the hydraulic control valve 60 is inserted. The hydraulic control valve 60 supplies lubricating oil and hydraulic oil for generating control hydraulic pressure to the tappet 24.
[0031]
The head cover 13 is assembled in contact with the cylinder head 12 at the left and right upper end surfaces of the cylinder head 12 and the upper end surfaces of the rear side wall portions 31 to 33 and the upper end surfaces of the columnar portion 59 and the columnar portion 62 of the support member 50.
[0032]
Further, on the upper surface side of the horizontal plate 51, ribs 63 and 64 are formed extending forward and backward at the positions of the holes 58 and 61 and the tappet guide 54. The ribs 63 and 64 are formed with oil passages 65 and 66 for supplying lubricating oil and hydraulic oil to the tappet 24.
[0033]
As shown in FIG. 2, a plurality of circular recesses 70 are formed at the left edge of the horizontal plate 51, and a plurality of circular bulges 71 are formed at the front and rear edges. Further, as shown in FIG. 3, a beam portion 72 that communicates between the pair of left and right intake side and exhaust side vertical wall portions 53 is formed on the upper surface side of the horizontal plate 51, and the horizontal plate 51 is located at an intermediate position of the beam portion 72. Is formed with a cylindrical portion 73 penetrating up and down.
[0034]
The support member 50 is assembled to the cylinder head 12 by bolts 74 in the concave portion 70, the bulging portion 71, and the cylindrical portion 73. In that case, from the base portion 30 of the cylinder head 12, a cylindrical portion 75 is erected corresponding to the concave portion 70, the bulging portion 71, and the cylindrical portion 73, respectively, and these end faces are in close contact with each other. The support member 50 is stably fixed to the cylinder head 12.
[0035]
Also, from the base portion 30 of the cylinder head 12, a columnar portion 59 corresponding to the columnar portion 59 and the columnar portion 62 in which the plug insertion hole 58 and the control valve insertion hole 61 are formed are erected, and these end surfaces are also in close contact with each other. Thus, the support member 50 is more stably fixed to the cylinder head 12.
[0036]
Further, among the bolts 56 that connect the cam cap 55 to the vertical wall portion 53, some of the bolts 56 a on the right side on the intake side penetrate the vertical wall portion 53 and the horizontal plate 51 and enter the base portion 30 of the cylinder head 12. The cam cap 55 is coupled to the vertical wall portion 53 and the support member 50 is fastened to the cylinder head 12 together.
[0037]
In that case, a cylindrical portion 77 extending downward from the lateral plate 51 is formed at a position corresponding to the co-tightening bolt 56a, and a cylindrical portion 78 corresponding to the cylindrical portion 77 is formed from the base portion 30 of the cylinder head 12. The support members 50 are more stably fixed to the cylinder head 12 by being erected and bringing these end faces into close contact with each other.
[0038]
The cylinder head 12 is assembled to the cylinder block 11 by a head bolt 80 that penetrates the base 30 and enters the cylinder block 11. In this case, the head bolts 80 are adjacent to each other on the left side or the right side of each cylinder A in order to uniformly receive the explosion stress in the cylinder A and stably fix the cylinder head 12 to the cylinder block 11. The cylinder A is disposed at a substantially intermediate position.
[0039]
As described above, the cylinder head 12 of the engine 1 includes the support member 50 that is separate from the cylinder head 12, and the vertical wall portion 53 that supports the camshafts 15 and 16 on the support member 50. Since the tappet guide 54 that accommodates the tappet 24 is integrally formed, the vertical wall portion 53 that constitutes the bearing portion 57 and the tappet guide 54 that guides the tappet 24 can be obtained simply by assembling the support member 50 to the cylinder head 12. It can be assembled to the cylinder head 12 at a time. As a result, the number of parts can be reduced, the configuration of the cylinder head 12 can be simplified, and the layout can be improved. As a result, the assembly workability of the cylinder head 12 can be improved and the cylinder head 12 can be made compact.
[0040]
Further, in this support member 50, the lateral plate 51, the peripheral wall part 52, the vertical wall part 53, the tappet guide 54, and other various parts having different spreading directions and different shapes are connected to each other. These complement each other and become highly rigid. As a result, the camshafts 15 and 16, the tappet 24, the hydraulic control valve 60, and the like are stably supported.
[0041]
Further, since the support member 50 is provided separately from the cylinder head 12, the bearing portion 57 constituted by the vertical wall portion 53 and the cam cap 55 and the head bolt 80 do not interfere with each other. The degree of freedom of arrangement is not limited by the head bolt 80. Therefore, as described above, both the bearing portion 57 and the head bolt 80 can be disposed so as to overlap each other on the left side or the right side of the cylinder A and at a substantially intermediate position between the adjacent cylinders A.
[Tuppet structure]
Next, the tappet structure of the embodiment according to the present invention will be described.
[0042]
FIG. 6 is an external view of the center tappet. FIG. 7 is an external view of an external tappet. FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a tappet structure of an embodiment to which the valve control structure of the present invention is applied. 9 is a vertical sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 10 is a VV longitudinal sectional view of FIG.
[0043]
As shown in FIGS. 6 to 10, the tappet 24 has a cylindrical shape, and the flat portion contacting the first and second cams 25 to 27 is parallel to the axial direction of the stem end 81 (the valve lift direction). The central tappet 41 and the external tappet 42 are divided into three parts so that the longer side is in the cam sliding direction.
[0044]
In the external tappet 42, two first flat surfaces 42a contacting the first cams 25 and 27 are formed symmetrically with respect to a direction parallel to the sliding direction of the cam through the axis of the stem end 81. Further, the outer tappet 42 intersects the first plane 42a perpendicularly, passes through the axis of the stem end 81, and is symmetrical with respect to the sliding direction of the cam. A first bottom surface 42c that connects the first inner plane 42b at an intermediate portion and an arc-shaped outer surface 42d that intersects the first plane 42a perpendicularly are formed.
[0045]
The central tappet 41 is formed with a second flat surface 41 a that contacts the second cam 26, perpendicular to the axis of the stem end 81 and along the sliding direction of the cam. Further, the central tappet 41 intersects the second flat surface 41a perpendicularly, and in the axial direction of the stem end 81, two opposing second outer side surfaces 41b symmetrical with respect to the sliding direction of the cam, and the two A second cylindrical portion 41c extending to the lower portion of the second outer surface 41b is formed.
[0046]
The first bottom surface 42c of the external tappet 42 is formed with a first cylindrical hole 42d through which the second cylindrical portion 41c of the central tappet 41 is slidably inserted. The central tappet 41 is incorporated into the external tappet 42, The inner flat surface 42b and the second outer surface 41b are slidable.
[0047]
Since the lower part of the center tappet 41 is the second cylindrical part 41c and is configured to slide with the first cylindrical hole 42d of the external tappet 42, the load caused by the cam pressing can be uniformly supported on the side surface, and the reliability is improved. Can do.
[0048]
The center tappet 41 and the outer tappet 42 are arranged so that the first flat surface 41a and the second flat surface 42a are at the same position as the first inner flat surface 42b of the outer tappet 42 and perpendicular to the sliding direction of the cam. Through holes 43 and 44 that pass through the second outer side surface 41b of the tappet 41 and are formed in parallel by being offset from the tappet shaft center in the sliding direction of the cam are formed.
[0049]
In the through hole 43, the first through hole 43a formed in the outer tappet 42 and the second through hole 43b formed in the center tappet 41 are flush with the second plane 41a and the first plane 42a. It is formed so as to coincide with each other. Similarly, the through hole 44 includes a first through hole 44a formed inside the outer tappet 42, a second through hole 44b formed inside the center tappet 41, and a second plane 41a and a first plane 42a. It is formed so as to match at a flush position.
[0050]
In the second through holes 43b and 44b, third through holes 43c and 44c that intersect with the axis of the tappet 24 and are orthogonal to the second through holes 43b and 44b are formed.
[0051]
The first through holes 43a and 44a of the external tappet 42 and the second through holes 43b and 44b of the central tappet 41 are provided with locking means for coupling the central tappet 41 and the external tappet 42 together.
[0052]
The locking means is provided in a cylindrical lock pin 45 having a chamfered end face that is slidably inserted into the first through holes 43 a and 44 a of the external tappet 42, and in the second through holes 43 b and 44 b of the center tappet 41. And a pair of cup-shaped spring seats 47 arranged so that the open ends thereof face each other inward so as to hold the spring 46 in the second through holes 43b and 44b.
[0053]
The spring 46 biases the spring seats 47 facing each other toward the first inner plane 42b. The spring seat 47 has its expanded flange portion 47a abutting against the sheet stopper members 43d and 44d press-fitted into the second through holes 43b and 44b, thereby restricting the operating range in the second through holes 43b and 44b. The operating range of the spring seat 47 is such that the end surface 47b on the lock pin side of the spring seat 47 is flush with the second outer surface 41b of the center tappet 41 (the split surface of the center tappet 41 and the outer tappet 42). And the end surface of the lock pin 45 on the spring seat 47 side is regulated so as to be positioned flush with the first inner flat surface 42b of the outer tappet 42.
[0054]
In the above-described configuration, the locking means provided in the tappet 24 operates in a direction perpendicular to the dividing surface so that the lock pin 45 intersects the dividing surface of the center tappet 41 and the external tappet 42, and cams from the tappet shaft center. Since the tappet swaying with the lock pin 45 as the rotation axis can be restricted by being offset in the sliding direction, the tappet 24 can be accurately moved in the valve lift direction. Further, a plurality of lock pins 45 can be arranged in the cam sliding direction.
[0055]
Furthermore, the tappet surface that comes into contact with the cam can be divided into three parts, and the sliding area can be increased, so that the degree of freedom in designing the cam fork can be increased. In addition, since the tappet surface that comes into contact with the cam can be made flat, it is not necessary to use a curved surface to increase the sliding area as in the prior art, and frictional resistance and mechanical loss due to sliding with the cam can be reduced.
[0056]
The spring seat 47 has a flange portion 47a in contact with a ring member 49 provided in the second through holes 43b and 44b, so that the opposing spring sheets 47 approach each other in the second through holes 43b and 44b. The operating range is regulated.
[0057]
The lock pin 45 is regulated by the pin stopper member 48 press-fitted into the first through holes 43a, 44a to the anti-spring seat side, and is pushed by the spring seat 47 to end the end face of the lock pin 45 on the anti-spring seat side. Is in contact with the pin stopper member 48, so that the end surface of the lock pin 45 on the spring seat 47 side is regulated so as to be positioned flush with the first inner flat surface 42 b of the external tappet 42.
[0058]
The tappet 24 includes an external tappet 42 provided with first through holes 43a and 44a and a center tappet 41, and also includes a tappet cover 92 that covers the outer periphery of the tappet frame 91. The outer periphery of the tappet frame 91 and the tappet A gap 93 is formed between the cover 92 and the gap 92. The gap 93 communicates with the opening end 42e on the first outer surface 42d side of the outer tappet 42 of the first through holes 43a and 44a. With this configuration, the oil passage can be easily formed by the external tappet 42 and the tappet cover 92.
[0059]
The gap 93 is formed over the entire circumference of the outer surface 42d of the outer tappet 42, branches from the gap 93 formed in the entire circumference, and the first outer surface of the outer tappet 42 of the first through holes 43a and 44a. It communicates with the open end 42e in the 42d direction.
[0060]
The control oil pressure for operating the lock pin 45 is generated by the oil pressure control valve 60 shown in FIG. 2, and the inside and outside of the tappet cover 92 are communicated from the branch passage 101 that branches from the oil passages 65 and 66 to each tappet 24. The control oil pressure is applied to the clearance 93 through the communicating hole 99, and the control oil pressure is applied to the end surface of the lock pin 45 on the side opposite to the spring seat from the opening end 42e. The communication hole 99 is formed in one place of the tappet cover 92 so as to connect the communication hole 102 of the tappet guide 54 communicating with the branch path 101 and the gap 93, and oil leakage is reduced and the hydraulic pressure is efficiently increased. Can communicate.
[0061]
The end surface of the first through hole 43a, 43b on the side opposite to the spring seat of the lock pin 45 serves as a hydraulic chamber that communicates with the gap 93 and applies hydraulic pressure to the end surface on the side opposite to the spring seat of the lock pin. .
[0062]
The gap 93 is disposed below the hydraulic chamber. As a result, the pressure can be reliably transmitted to the lock pin 45 when the control hydraulic pressure is generated, and the oil can be quickly discharged from the hydraulic chamber by the weight of the oil when the hydraulic pressure is released. Further, an oil passage to be supplied to the lock pin 45 can be easily formed, and the rigidity of the tappet can be increased by forming the oil passage on the outer periphery.
[0063]
A space is formed between the first outer side surface 42d of the outer tappet 42 and the first cylindrical hole 42d through which the second cylindrical portion 41c of the center tappet 41 is inserted, and the upper end surface 94 and the second cylinder inside the hollow shape are formed. A spring 96 is held between the spring seat 95 attached to the lower end of the portion 41c.
[0064]
The external tappet 42 is connected to the stem end 81 of the intake valve 39 and the exhaust valve 40 via a connecting member 97 called a valve cotter on the bottom surface portion 92 a of the tappet cover 92.
[0065]
The spring 96 always biases the central tappet 41 upward, and pushes the central tappet 41 downward by the cam profile of the second cam 26 against the biasing force of the spring 96.
[0066]
The intake valve 39 and the exhaust valve 40 are urged in a direction to open the valve by a valve spring 82, and are formed at the end of the stem end 81 on the combustion chamber B side by pushing the external tappet 42 downward. Lift the valve body in the closing direction.
[Operation of tappet]
FIG. 10 is a longitudinal sectional view of the tappet showing an unlocked state in which the tappet is lifted low by the first cam. FIG. 11 is a longitudinal sectional view of the tappet showing a locked state in which the tappet is highly lifted by the second cam.
[0067]
The cam profiles of the first cams 25 and 27 have a small valve lift amount, and the cam profile of the second cam 26 is in phase with the first cams 25 and 27, but the lift amount is large. The first flat surface 42 a of the outer tappet 42 contacts the first cams 25 and 27, and the second flat surface 42 a of the center tappet 41 contacts the second cam 26.
[0068]
When the valve is lifted low by the first cams 25 and 27 during low-speed operation of the engine, the control oil pressure is not applied to the end face of the lock pin 45 on the side opposite to the spring seat as shown in FIG. The end 47 b of the pin 45 on the spring seat side is flush with the first inner flat surface 42 b of the outer tappet 42, so that the outer tappet 42 can move in the vertical direction relative to the central tappet 41.
[0069]
In this state, the first cams 25 and 27 push the first flat surface 42 a of the external tappet 42 to lift the valve, and the central tappet 41 slides independently of the external tappet 42.
[0070]
When the valve is lifted by the second cam 26 during high-speed operation of the engine, the control oil pressure is applied to the end surface of the lock pin 45 on the side opposite to the spring seat as shown in FIG. The spring seat 47 is moved toward the center tappet 41 against the urging force, and the lock pin 45 straddles the first inner plane 42b of the outer tappet 42 and the second outer surface 41b of the center tappet 41. The center tappet 41 is coupled to the external tappet 42 by the end portion on the spring seat side entering the second through holes 43b and 44b.
[0071]
In this state, when the second cam 26 pushes the second flat surface 41a of the central tappet 41, the central tappet 41 moves together with the external tappet 42 to lift the valve.
[0072]
As described above, the operating range of the spring seat 47 is such that the end surface 47b of the spring seat 47 on the lock pin side is flush with the split surface of the center tappet 41 and the external tappet 42, and the lock pin 45 is on the spring seat side. Since the end surface of this is regulated so as to be positioned flush with the dividing surface, it becomes easy to mount the spring during assembly. Further, when the central tappet 41 and the external tappet 42 are unlocked, the relative movement of both tappets can be performed smoothly. Further, the transition from the unlocked state to the locked state is easily achieved when the cam profile becomes the base circle by applying hydraulic pressure to the lock pin 45.
[0073]
Of the loads applied from the cam to the second plane 41a or the first plane 42a of the tappet 24, the maximum load acts near the center in the cam sliding direction, but the lock pin 45 is positioned near the maximum load point. Therefore, the lateral pressure acting on the outer surface of the tappet can be reduced, the reliability can be improved, and the valve can be lifted efficiently.
[0074]
Note that the present invention can be applied to modifications or variations of the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
[0075]
For example, if the cam profiles of the first cams 25 and 27 are substantially perfect circles and one of a pair of intake valves provided in one combustion chamber is brought into a lift stop state during low speed operation, intake swirl is generated in the combustion chamber. It can be configured as follows. However, even in the lift stop state, it is necessary to lift the fuel by about 2 mm and lead the fuel accumulated in the intake port into the combustion chamber.
[0076]
In addition, a pair of intake valves or exhaust valves provided in one combustion chamber may be lifted by different cam profiles, and the lift amount of the pair of valves may be variable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of an engine exemplified as an embodiment according to the present invention.
2 is a plan view of a cylinder head in a state where a head cover is removed from the engine of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a vertical sectional view taken along the line II in FIG. 2;
4 is a longitudinal sectional view taken along the line II-II in FIG.
5 is a vertical sectional view taken along line III-III in FIG.
FIG. 6 is an external view of a center tappet.
FIG. 7 is an external view of an external tappet.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a tappet structure of an embodiment to which the valve control structure of the present invention is applied.
9 is a vertical sectional view taken along the line IV-IV in FIG.
FIG. 10 is a VV longitudinal sectional view of FIG.
FIG. 11 is a longitudinal sectional view of the tappet showing an unlocked state in which the tappet is lifted low by the first cam.
FIG. 12 is a longitudinal sectional view of the tappet showing a locked state in which the tappet is lifted by the second cam.
[Explanation of symbols]
1 engine
15, 16 Camshaft
24 Tappet
25, 27 1st cam
26 Second cam
41 Central tappet
42 External tappet
43, 44 Through hole
45 Lock pin
93 Clearance (oil passage)

Claims (4)

弁のリフト量を可変とするカムと、該カムに当接して弁をリフトさせるタペットとを有し、燃焼状態に応じて弁のリフト量を制御する内燃機関の弁制御構造において、
前記タペットは円筒状で、ステムエンドの一端部に設けられると共に、前記弁のリフト方向に平行で、カムの摺動方向に長辺となるように、中央タペットと、該中央タペットを挟むように、その両側面に摺接する外部タペットとの三つに分割され、
前記タペットの内部には、前記中央タペットと外部タペットとを結合させて協働させるロック手段が設けられ、
前記ロック手段は、前記中央タペットと外部タペットとの分割面に交わるように、該分割面と直角方向に作動すると共に、前記タペット軸心からカムの摺動方向にオフセットして配置されたロックピンを有することを特徴とする内燃機関の弁制御構造。In a valve control structure of an internal combustion engine that has a cam that makes the lift amount of the valve variable, and a tappet that lifts the valve in contact with the cam, and controls the lift amount of the valve according to the combustion state,
The tappet is cylindrical, is provided at one end of the stem end, is parallel to the lift direction of the valve, and has a long side in the cam sliding direction so as to sandwich the central tappet , Divided into three with external tappet that slidably touches both sides,
Inside the tappet, there is provided a locking means for coupling the central tappet and the external tappet to cooperate.
The lock means operates in a direction perpendicular to the split surface so as to intersect with the split surface of the center tappet and the external tappet, and is arranged to be offset from the tappet axis in the sliding direction of the cam. A valve control structure for an internal combustion engine, comprising: 前記外部タペットは、タペットフレームと、該タペットフレームの外部を覆うタペットカバーとを備え、該タペットフレームとタペットカバーとにより隙間を形成し、該隙間に前記ロックピンを作動させるオイルを通じさせることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の弁制御構造。The external tappet includes a tappet frame and a tappet cover that covers the outside of the tappet frame. A gap is formed between the tappet frame and the tappet cover, and oil for operating the lock pin is passed through the gap. The valve control structure for an internal combustion engine according to claim 1. 前記中央タペットには、前記ロックピンを前記外部タペット側に付勢するスプリングが設けられ、該スプリングは、該ロックピンの作動方向に摺動すると共に、その作動範囲が規制されたスプリングシートにより該中央タペット内部に保持され、該スプリングシートの作動範囲は、前記スプリングシートの前記ロックピン側の端面が、前記中央タペットと外部タペットとの分割面と面一になり、且つ前記ロックピンの前記スプリングシート側の端面が、前記分割面と面一に位置決めされるよう規制されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の弁制御構造。The central tappet is provided with a spring for urging the lock pin toward the external tappet. The spring slides in the operating direction of the lock pin and is moved by a spring seat whose operating range is restricted. The operating range of the spring seat is such that the end surface of the spring seat on the lock pin side is flush with the split surface of the central tappet and the external tappet, and the spring of the lock pin 3. The valve control structure for an internal combustion engine according to claim 1, wherein an end surface on the seat side is regulated so as to be positioned flush with the dividing surface. 4. 前記ロックピンを作動させるオイルを通じさせる隙間が前記外部タペットの全外周に亘って形成され、前記外部タペットには該隙間に連通して該ロックピンの反スプリングシート側の端面に油圧を作用させる油圧室が形成され、該隙間が該油圧室より下方に配置されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の内燃機関の弁制御構造。A gap for allowing oil to actuate the lock pin is formed over the entire outer periphery of the external tappet, and the external tappet communicates with the gap to apply hydraulic pressure to the end surface of the lock pin on the side opposite to the spring seat. The valve control structure for an internal combustion engine according to claim 2 or 3, wherein a chamber is formed, and the gap is disposed below the hydraulic chamber.

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