JP3876598B2 - エンジンの動弁装置 - Google Patents
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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とを有するエンジンの動弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特公平３−４６６４２号公報には、従来のエンジンの動弁装置として、同時にリフトされる２弁のステムエンドに当接するサイドタペットと、これらサイドタペット間に配設され、サイドタペットに対して相対的に摺動可能に設けられたセンタタペットと、これらサイドタペットとセンタタペットとを結合させて協働させるロックピンとを備え、互いにカムプロフィールの異なるカムによりサイドタペット又はセンタタペットを介して弁をリフトさせて、弁のリフト量を可変にする構成が開示されている。
【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、サイドタペットとセンタタペットとのロック部分が、サイドタペットの軸心、即ち、弁ステムの軸心からカムシャフト方向のセンタタペット側にずれて配置されているため、センタカムにより弁を駆動する際、サイドタペットのセンタタペット方向への倒れによる摩耗が発生しやすいという不都合がある。
【０００４】
また、サイドタペットとセンタタペットとのロックピンが１個のため、ロックピン回りにタペットが倒れ、その倒れによるタペット及びシリンダヘッドのタペットガイドのボアに摩耗が発生しやすいという不都合がある。
【０００５】
また、センタタペットが断面略円形のため、カムに対する摺動面積が小さく、カムとタペット摺動面の面圧が大きくなり、摩耗しやすいという不都合がある。
【０００６】
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、タペットの倒れを規制し、タペット外周面とタペットガイドのボアとの摩耗を抑制できるエンジンの動弁装置を提供することである。
【０００７】
【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、本発明のエンジンの動弁装置は、同時にリフトされる２弁のステムエンドに当接する２つのサイドタペットと、当該サイドタペット間に配設され、当該サイドタペットに対して弁のリフト方向に相対的に摺動可能に設けられたセンタタペットと、当該サイドタペットを介して弁をリフトさせるサイドカムと、当該センタタペットを介して弁をリフトさせるセンタカムと、当該２つのサイドタペットとセンタタペットとを結合させて協働させるロック手段とを備え、前記２弁のステムの軸心と前記２つのサイドタペットの軸心とがそれぞれ一致するように構成されたエンジンの動弁装置において、前記ロック手段により前記２つのサイドタペットと前記センタタペットとを結合した状態で、前記２つのサイドタペットと前記センタタペットとのロック部分を、当該２つのサイドタペットのそれぞれの略軸心を通り、カムの摺動方向に平行な直線上に位置させた。
【０００８】
また、好ましくは、前記２つのサイドタペットのそれぞれの軸心には、前記センタタペットの摺動を案内するガイドバーが当該軸心方向に延設されている。
【０００９】
また、好ましくは、前記センタタペットは、前記弁のステムエンド方向からみて矩形状に形成され、前記ロック手段は、前記サイドタペットの軸心から前記カムの摺動方向にオフセットされて、当該カムシャフトを挟むように並列に２つ配置されている。
【００１０】
また、好ましくは、前記センタタペットは、スプリングにより前記センタカムに当接するように付勢され、前記ロック手段は、前記カムシャフトと略平行な方向に、当該センタタペットを貫通するよう形成されたセンタ貫通孔内に移動可能に配設されたロックピンと、当該センタ貫通孔の開口に連通するよう前記サイドタペットに形成されたサイド貫通孔内に配設され、前記ロックピンの一端部を前記センタタペット方向に押圧するプランジャと、前記ロックピンの他端部を前記センタタペット方向に付勢する付勢手段とを有し、前記プランジャが挿入されるサイド貫通孔には、当該プランジャの反ロックピン側に、当該プランジャを駆動するための油圧通路が形成され、当該プランジャは油圧により前記付勢手段に抗して前記ロックピンを押圧することにより、当該プランジャと当該ロックピンの他端部とを前記センタ貫通孔とサイド貫通孔とに跨がる位置に移動させてロック状態を達成し、前記ロックピンは、前記センタ貫通孔と略同長に形成され、前記付勢手段は、前記プランジャによる押圧が解除された状態で、前記ロックピンの両端部が前記サイドタペットとセンタタペットとのロック部分と面一に位置決めしてアンロック状態を達成する。
【００１１】
また、好ましくは、前記サイドタペットは、前記弁のステムエンド方向からみて所定距離だけ離間した２つの断面円形部材で、その断面円形部材の近接する一部を矩形状に切り欠いて、この切り欠き部分に前記センタタペットを配置した。
【００１２】
また、好ましくは、前記サイドカムは、前記センタカムより小さいリフト量の低速用カムプロフィールを有し、前記センタカムは、当該サイドカムより大きいリフト量の高速用カムプロフィールを有する。
【００１３】
【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、ロック手段により２つのサイドタペットとセンタタペットとを結合した状態で、２つのサイドタペットとセンタタペットとのロック部分を、当該２つのサイドタペットの略軸心、即ち、弁ステムのそれぞれの略軸心を通り、カムの摺動方向に平行な直線上に位置させたことにより、サイドタペットとセンタタペットとのロック部分が、サイドタペットの軸心からカムシャフト方向のセンタタペット側にずれて配置されている従来構造に比べて、センタカムによる弁駆動時においてサイドタペットのセンタタペット方向への倒れが発生しにくい構造にできる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、２つのサイドタペットのそれぞれの軸心には、センタタペットの摺動を案内するガイドバーが当該軸心方向に延設されていることにより、タペットの倒れを規制し、タペット及びタペットガイドのボアとの摩耗を低減できる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、センタタペットは、弁のステムエンド方向からみて矩形状に形成されていることにより、タペットのカムに対する摺動面積を確保でき、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。更に、ロック手段は、サイドタペットの軸心からカムの摺動方向にオフセットされて、当該カムシャフトを挟むように並列に２つ配置されていることにより、タペットのカム摺動方向への倒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。
【００１６】
請求項４の発明によれば、ロック手段は、カムシャフトと略平行な方向に、当該センタタペットを貫通するよう形成されたセンタ貫通孔内に移動可能に配設されたロックピンと、当該センタ貫通孔の開口に連通するようサイドタペットに形成されたサイド貫通孔内に配設され、ロックピンの一端部をセンタタペット方向に押圧するプランジャと、ロックピンの他端部をセンタタペット方向に付勢する付勢手段とを有し、プランジャが挿入されるサイド貫通孔には、当該プランジャの反ロックピン側に、当該プランジャを駆動するための油圧通路が形成され、当該プランジャは油圧により付勢手段に抗してロックピンを押圧することにより、当該プランジャと当該ロックピンの他端部とをセンタ貫通孔とサイド貫通孔とに跨がる位置に移動させてロック状態を達成し、ロックピンは、センタ貫通孔と略同長に形成され、付勢手段は、プランジャによる押圧が解除された状態で、ロックピンの両端部がサイドタペットとセンタタペットとのロック部分と面一に位置決めしてアンロック状態を達成することにより、エンジン回転数が高く、オイルポンプによる油圧が高い状態で油圧を印加できるため、油圧によるロックピンの作動を確実に行うことができる。
【００１７】
請求項５の発明によれば、サイドタペットは、弁のステムエンド方向からみて所定距離だけ離間した２つの断面円形部材で、その断面円形部材の近接する一部を矩形状に切り欠いて、この切り欠き部分にセンタタペットを配置したことにより、センタタペットのカムに対する摺動面積を大きくできると共に、２弁間の距離が所定距離とした場合に、サイドタペットの直径を大きく確保でき、サイドタペットのカムに対する摺動長さ及び摺動面積を大きくでき、摩耗を抑制できる。
【００１８】
請求項６の発明によれば、サイドカムは、センタカムより小さいリフト量の低速用カムプロフィールを有し、センタカムは、当該サイドカムより大きいリフト量の高速用カムプロフィールを有することにより、リフト量の大きいカムに当接するタペットの摺動面積を大きくでき、また、使用頻度の高い低速カムを弁ステム軸心上に配置したため、カム駆動点と弁ステム軸心のオフセットによるタペットの倒れによる摩耗を抑制できる。
【００１９】
【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。
【００２０】
尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で下記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
【００２１】
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。
【００２２】
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左右方向に延びるようエンジンルーム内に横置きされている。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。
【００２３】
シリンダブロック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。
【００２４】
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及びアイドルプーリ２１が軸支されている。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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、相互に平行に車体左右方向に延び、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Ａあたり２つの吸気弁３９（吸気ポート３４）及び２つの排気弁４０（排気ポート３５）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が当接されている。
【００２９】
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枚のサイドカム２５、２７と、このサイドカム２５、２７とプロフィールの異なる１枚のセンタカム２６が形成されている。センタカム２６は、サイドカム２５、２７の間に配設され、タペット２４の中央部（後述するセンタタペット４３）に当接し、サイドカム２５、２７はタペット２４の両側部（後述するサイドタペット４１、４２）に当接する。
【００３０】
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。
【００３１】
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、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。
【００３２】
基部３０の上面にはカムキャリア５０が備えられている。このカムキャリア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の下部を軸支するウェブ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。
【００３３】
ウェブ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、ウェブ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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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に対して作動油を供給する。
【００３８】
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、カムキャリア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。
【００３９】
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に対して作動油を供給するためのオイルギャラリ６５、６６が形成されている。
【００４０】
また、図３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、左右一対の吸気側及び排気側ウェブ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。
【００４１】
そして、カムキャリア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、カムキャリア５０がシリンダヘッド１２に安定に固定される。
【００４２】
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、カムキャリア５０がより一層シリンダヘッド１２に安定に固定される。
【００４３】
さらに、カムキャップ５５をウェブ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、ウェブ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をウェブ５３に結合すると共に、カムキャリア５０をシリンダヘッド１２に共締めしている。
【００４４】
また、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、カムキャリア５０がより一層シリンダヘッド１２に安定に固定される。
【００４５】
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。
【００４６】
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と別体のカムキャリア５０を備え、該カムキャリア５０にカムシャフト１５、１６を軸受けするウェブ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、カムキャリア５０をシリンダヘッド１２に組み付けるだけで、軸受部５７を構成するウェブ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、シリンダヘッドボルト８０とカムシャフト１５、１６との干渉による組み付け性、サービス性の悪化を防止しつつ、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。
【００４７】
また、このカムキャリア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、ウェブ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。
【００４８】
さらに、カムキャリア５０がシリンダヘッド１２と別体に設けられているから、ウェブ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。
［タペットの詳細構造］
図６は、本実施形態のタペットの内部構造を示すシリンダヘッドの要部断面図であり、図３乃至図５とはシリンダヘッドの形状の一部が異なっている。図７は、図６のＩＶ−ＩＶ断面図である。図８は、図７のＶ−Ｖ断面図である。
【００４９】
尚、吸気弁３９と排気弁４０とは、気筒の軸心に対して略対称に同じ構成となっている。また、図２乃至図５で説明した構成には、同一の番号を付して説明を省略する。また、本実施形態のタペット構成は、吸気弁３９と排気弁４０の両方に適用した例を説明するが、いずれか一方に適用することもできる。
【００５０】
図６乃至図８に示すように、タペット２４とステムエンド８１とは、シム９０を介して当接している。また、９１はバルブコッタ、９２はバルブシートで、このバルブシート９２と、シリンダヘッド１２の凹部９３との間には、バルブスプリング８２が配設されている。
【００５１】
バルブスプリング８２は、吸気弁３９及び排気弁４０を吸気ポート３４及び排気ポート３５に対して夫々閉成する方向に付勢している。
【００５２】
また、シリンダヘッド１２の内壁側のタペットガイド５４近傍には、カムシャフト１５、１６と平行にシリンダヘッド１２の前後方向に延びるオイルギャラリ６５、６６が形成され、また、このオイルギャラリ６５、６６から直角に外壁側に分岐してタペット２４に油圧を供給する分岐油路９５が形成されている。分岐油路９５は、シリンダヘッド成形後の加工でドリル加工等によりオイルギャラリ６５、６６に連通するようにシリンダヘッドの壁部に穴あけを施して形成される。
【００５３】
本実施形態として例示するタペット２４は、同時にリフトされる２つの吸気弁３９及び排気弁４０のステムエンド８１に連結されたサイドタペット４１、４２と、このサイドタペット４１、４２間に配設され、両サイドタペット４１、４２に対して相対的に摺動可能に設けられたセンタタペット４３と、サイドタペット４１、４２とセンタタペット４３とを結合させて協働させるロック機構２００とを備える。
【００５４】
サイドタペット４１、４２は、サイドカム２５、２７に当接して吸気弁３９及び排気弁４０をリフトさせ、センタタペット４３はセンタカム２６に当接して吸気弁３９及び排気弁４０をリフトさせるロック動作と、サイドタペット４１、４２に対して相対的に摺動するアンロック動作とを有する。
【００５５】
サイドカム２５、２７は、センタカム２６より小さいリフト量の低速用カムプロフィールを有し、センタカム２６は、サイドカム２５、２７より大きいリフト量の高速用カムプロフィールを有する。
【００５６】
サイドタペット４１、４２とセンタタペット４３とのロック部分は、サイドタペット４１、４２の略軸心Ｌ１、Ｌ２を通り、カムの摺動方向に平行な直線Ｌ３、Ｌ４上であって、軸心Ｌ１、Ｌ２からカムの摺動方向にずれた位置に設けている。
【００５７】
サイドタペット４１、４２は、吸気弁３９及び排気弁４０のステムエンド８１方向からみて所定距離だけ離間した２つの中空円筒形部材１０１、１０２で、この２つの中空円筒形部材１０１、１０２の近接する表面の一部１０１ｂ、１０２ｂを矩形状に切り欠いて、この切り欠き部分にセンタタペット４３が配置されている。
【００５８】
サイドタペット４１、４２の中空内部には、その外壁の上部４１ａ、４２ａから底部４１ｂ、４２ｂに亘って軸心Ｌ１、Ｌ２に沿うように、センタタペット４３の摺動を案内する円柱状のガイドバー１０３、１０４が延設されている。
【００５９】
センタタペット４３は、下部が開口した箱状に形成され、その側壁部４３ｂからサイドタペット４１、４２方向に延びるアーム部１５１、１５２が形成されている。アーム部１５１、１５２には、ガイドバー１０３、１０４に挿通させる貫通孔１５３、１５４が形成されている。
【００６０】
アーム部１５１、１５２の下部１５１ａ、１５２ａには、ガイドバー１０３、１０４に挿通された皿状のスプリングシート１０５、１０６が設けられ、このスプリングシート１０５、１０６とサイドタペット４１、４２の底部４１ｂ、４２ｂとの間にはタペットスプリング１０７、１０８が配設されている。
【００６１】
タペットスプリング１０７、１０８は、アーム部１５１、１５２をサイドタペット４１、４２の上部４１ａ、４２ａに押圧して、センタタペット４３をガイドバー１０３、１０４に沿ってセンタカム２６に当接する方向に付勢している。センタタペット４３のガイドバー１０３、１０４に沿った移動範囲は、貫通孔１５３、１５４の上端面１５１ｂ、１５２ｂがサイドタペット４１、４２の上部４１ａ、４２ａに当接することで、センタタペット４３のカム摺接面がサイドタペット４１、４２のカム摺接面と略面一になる位置で規制されている。
【００６２】
センタタペット４３は、弁のステムエンド方向からみて長方形状に形成され、ロック機構２００は、サイドタペットの軸心Ｌ１、Ｌ２からカムの摺動方向にオフセットされて、カムシャフト１６を挟むように並列に２組配置されている。
【００６３】
ロック機構２００は、カムシャフト１６と略平行な方向に、センタタペット４３を貫通するよう形成されたセンタ貫通孔１５５内に移動可能に配設されたロックピン１５７と、センタ貫通孔１５５の開口に連通するよう各サイドタペットに形成されたサイド貫通孔１０９、１１０内に配設され、ロックピン１５７の一端部１５７ａをセンタタペット４３の方向に押圧するプランジャ１５８と、ロックピン１５７の他端部１５７ｂをセンタタペット４３の方向に付勢する付勢手段としてのスプリング１５９とを有する。
【００６４】
プランジャ１５８が挿入されるサイド貫通孔１０９には、プランジャ１５８の反ロックピン側に、プランジャ１５８を駆動するための油圧室１１１及び油圧通路１１２が形成され、プランジャ１５８は油圧によりスプリング１５９に抗してロックピン１５７を押圧することにより、プランジャ１５８をサイド貫通孔１０９に跨がる位置に移動させると同時に、ロックピン１５７の他端部１５７ｂをセンタ貫通孔１５５とサイド貫通孔１１０とに跨がる位置に移動させてロック状態を達成する。
【００６５】
また、ロックピン１５７は、センタ貫通孔１５５と略同長に形成されている。スプリング１５９は、プランジャ１５８による押圧が解除された状態で、ロックピン１５７の両端部１５７ａ、１５７ｂがサイドタペット４１、４２とセンタタペット４３とのロック部分Ｌ３、Ｌ４と面一になるよう位置決めしてアンロック状態を達成する。
【００６６】
油圧通路１１２は、一方のサイドタペット４１の側壁部４１ｃに沿って形成された溝部４１ｄに連通しており、油圧通路１１２の下方において分岐油路９５に連通されている。分岐油路９５は、タペットガイド５４の内周面５４ａの一部にオーバーラップするように、シリンダヘッド成形後の加工で基部３０の側壁部３１、３２からオイルギャラリ６５、６６に向けてドリル加工等により形成され、タペット２４を組付けた時に溝部４１ｄと分岐油路９５とが連通するよう穴あけ加工される。この場合、タペット４１が上下動しても油圧通路１１２と分岐通路９５とが常時連通するように、溝部４１ｄは上下方向に延設されている。
［タペットの動作］
エンジンの低速運転時において、サイドカム２５、２７により、弁を低リフトさせる場合には、図７において、プランジャ１５８の反ロックピン１５７側の端面に制御油圧を解放して（印加させないで）、ロックピン１５７の両端部１５７ａ、１５７ｂをサイドタペット４１、４２とセンタタペット４３とのロック部分Ｌ３、Ｌ４と面一な状態とし、センタタペット４３がサイドタペット４１、４２に対して相対的に上下方向に移動可能とする。
【００６７】
この状態で、サイドカム２５、２７がサイドタペット４１、４２の押圧面を押すことによって弁をリフトさせると共に、センタタペット４３はサイドタペット４１、４２とは無関係に摺動することになる。
【００６８】
エンジンの高速運転時において、センタカム２６により、弁を高リフトさせる場合には、図７において、プランジャ１５８の反ロックピン１５７側の端面に制御油圧を印加させて、スプリング１５９の付勢力に抗してロックピン１５７をセンタタペット４３側に移動させ、プランジャ１５８とロックピン１５７の他端部１５７ｂとが、サイドタペット４１、４２とセンタタペット４３とのロック部分Ｌ３、Ｌ４に跨がることによって、センタタペット４３がサイドタペット４１、４２と結合される。
【００６９】
この状態で、センタカム２６がセンタタペット４３の押圧面を押すことによって、センタタペット４３はサイドタペット４１、４２と一体で移動して、弁をリフトさせることになる。
【００７０】
尚、ロックピン１５７のアンロック状態からロック状態へ、或いはロック状態からアンロック状態への移行は、プランジャ１５８に制御油圧を印加又は解放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。
【００７１】
上記実施形態によれば、サイドタペット４１、４２とセンタタペット４３とのロック部分が、サイドタペット４１、４２の略軸心Ｌ１、Ｌ２を通り、カムの摺動方向に平行な直線Ｌ３、Ｌ４上であって、軸心Ｌ１、Ｌ２からカムの摺動方向にずれた位置に設けられているので、サイドタペットの倒れによる摩耗が発生しにくい構造を実現できる。また、センタタペット４３のセンタカム２６に対する摺動面積を大きくできるため、面圧を低減することができ、結果的に弁のリフト量を大きく設定できる。
【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】本実施形態のタペットの内部構造を示すシリンダヘッドの要部断面図である。
【図７】図６のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図８】図７のＶ−Ｖ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 サイドカム
２６ センタカム
４１、４２ サイドタペット
４３ センタタペット
１５７ ロックピン
１５８ プランジャ
【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とを有するエンジンの動弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特公平３−４６６４２号公報には、従来のエンジンの動弁装置として、同時にリフトされる２弁のステムエンドに当接するサイドタペットと、これらサイドタペット間に配設され、サイドタペットに対して相対的に摺動可能に設けられたセンタタペットと、これらサイドタペットとセンタタペットとを結合させて協働させるロックピンとを備え、互いにカムプロフィールの異なるカムによりサイドタペット又はセンタタペットを介して弁をリフトさせて、弁のリフト量を可変にする構成が開示されている。
【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、サイドタペットとセンタタペットとのロック部分が、サイドタペットの軸心、即ち、弁ステムの軸心からカムシャフト方向のセンタタペット側にずれて配置されているため、センタカムにより弁を駆動する際、サイドタペットのセンタタペット方向への倒れによる摩耗が発生しやすいという不都合がある。
【０００４】
また、サイドタペットとセンタタペットとのロックピンが１個のため、ロックピン回りにタペットが倒れ、その倒れによるタペット及びシリンダヘッドのタペットガイドのボアに摩耗が発生しやすいという不都合がある。
【０００５】
また、センタタペットが断面略円形のため、カムに対する摺動面積が小さく、カムとタペット摺動面の面圧が大きくなり、摩耗しやすいという不都合がある。
【０００６】
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、タペットの倒れを規制し、タペット外周面とタペットガイドのボアとの摩耗を抑制できるエンジンの動弁装置を提供することである。
【０００７】
【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、本発明のエンジンの動弁装置は、同時にリフトされる２弁のステムエンドに当接する２つのサイドタペットと、当該サイドタペット間に配設され、当該サイドタペットに対して弁のリフト方向に相対的に摺動可能に設けられたセンタタペットと、当該サイドタペットを介して弁をリフトさせるサイドカムと、当該センタタペットを介して弁をリフトさせるセンタカムと、当該２つのサイドタペットとセンタタペットとを結合させて協働させるロック手段とを備え、前記２弁のステムの軸心と前記２つのサイドタペットの軸心とがそれぞれ一致するように構成されたエンジンの動弁装置において、前記ロック手段により前記２つのサイドタペットと前記センタタペットとを結合した状態で、前記２つのサイドタペットと前記センタタペットとのロック部分を、当該２つのサイドタペットのそれぞれの略軸心を通り、カムの摺動方向に平行な直線上に位置させた。
【０００８】
また、好ましくは、前記２つのサイドタペットのそれぞれの軸心には、前記センタタペットの摺動を案内するガイドバーが当該軸心方向に延設されている。
【０００９】
また、好ましくは、前記センタタペットは、前記弁のステムエンド方向からみて矩形状に形成され、前記ロック手段は、前記サイドタペットの軸心から前記カムの摺動方向にオフセットされて、当該カムシャフトを挟むように並列に２つ配置されている。
【００１０】
また、好ましくは、前記センタタペットは、スプリングにより前記センタカムに当接するように付勢され、前記ロック手段は、前記カムシャフトと略平行な方向に、当該センタタペットを貫通するよう形成されたセンタ貫通孔内に移動可能に配設されたロックピンと、当該センタ貫通孔の開口に連通するよう前記サイドタペットに形成されたサイド貫通孔内に配設され、前記ロックピンの一端部を前記センタタペット方向に押圧するプランジャと、前記ロックピンの他端部を前記センタタペット方向に付勢する付勢手段とを有し、前記プランジャが挿入されるサイド貫通孔には、当該プランジャの反ロックピン側に、当該プランジャを駆動するための油圧通路が形成され、当該プランジャは油圧により前記付勢手段に抗して前記ロックピンを押圧することにより、当該プランジャと当該ロックピンの他端部とを前記センタ貫通孔とサイド貫通孔とに跨がる位置に移動させてロック状態を達成し、前記ロックピンは、前記センタ貫通孔と略同長に形成され、前記付勢手段は、前記プランジャによる押圧が解除された状態で、前記ロックピンの両端部が前記サイドタペットとセンタタペットとのロック部分と面一に位置決めしてアンロック状態を達成する。
【００１１】
また、好ましくは、前記サイドタペットは、前記弁のステムエンド方向からみて所定距離だけ離間した２つの断面円形部材で、その断面円形部材の近接する一部を矩形状に切り欠いて、この切り欠き部分に前記センタタペットを配置した。
【００１２】
また、好ましくは、前記サイドカムは、前記センタカムより小さいリフト量の低速用カムプロフィールを有し、前記センタカムは、当該サイドカムより大きいリフト量の高速用カムプロフィールを有する。
【００１３】
【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、ロック手段により２つのサイドタペットとセンタタペットとを結合した状態で、２つのサイドタペットとセンタタペットとのロック部分を、当該２つのサイドタペットの略軸心、即ち、弁ステムのそれぞれの略軸心を通り、カムの摺動方向に平行な直線上に位置させたことにより、サイドタペットとセンタタペットとのロック部分が、サイドタペットの軸心からカムシャフト方向のセンタタペット側にずれて配置されている従来構造に比べて、センタカムによる弁駆動時においてサイドタペットのセンタタペット方向への倒れが発生しにくい構造にできる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、２つのサイドタペットのそれぞれの軸心には、センタタペットの摺動を案内するガイドバーが当該軸心方向に延設されていることにより、タペットの倒れを規制し、タペット及びタペットガイドのボアとの摩耗を低減できる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、センタタペットは、弁のステムエンド方向からみて矩形状に形成されていることにより、タペットのカムに対する摺動面積を確保でき、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。更に、ロック手段は、サイドタペットの軸心からカムの摺動方向にオフセットされて、当該カムシャフトを挟むように並列に２つ配置されていることにより、タペットのカム摺動方向への倒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。
【００１６】
請求項４の発明によれば、ロック手段は、カムシャフトと略平行な方向に、当該センタタペットを貫通するよう形成されたセンタ貫通孔内に移動可能に配設されたロックピンと、当該センタ貫通孔の開口に連通するようサイドタペットに形成されたサイド貫通孔内に配設され、ロックピンの一端部をセンタタペット方向に押圧するプランジャと、ロックピンの他端部をセンタタペット方向に付勢する付勢手段とを有し、プランジャが挿入されるサイド貫通孔には、当該プランジャの反ロックピン側に、当該プランジャを駆動するための油圧通路が形成され、当該プランジャは油圧により付勢手段に抗してロックピンを押圧することにより、当該プランジャと当該ロックピンの他端部とをセンタ貫通孔とサイド貫通孔とに跨がる位置に移動させてロック状態を達成し、ロックピンは、センタ貫通孔と略同長に形成され、付勢手段は、プランジャによる押圧が解除された状態で、ロックピンの両端部がサイドタペットとセンタタペットとのロック部分と面一に位置決めしてアンロック状態を達成することにより、エンジン回転数が高く、オイルポンプによる油圧が高い状態で油圧を印加できるため、油圧によるロックピンの作動を確実に行うことができる。
【００１７】
請求項５の発明によれば、サイドタペットは、弁のステムエンド方向からみて所定距離だけ離間した２つの断面円形部材で、その断面円形部材の近接する一部を矩形状に切り欠いて、この切り欠き部分にセンタタペットを配置したことにより、センタタペットのカムに対する摺動面積を大きくできると共に、２弁間の距離が所定距離とした場合に、サイドタペットの直径を大きく確保でき、サイドタペットのカムに対する摺動長さ及び摺動面積を大きくでき、摩耗を抑制できる。
【００１８】
請求項６の発明によれば、サイドカムは、センタカムより小さいリフト量の低速用カムプロフィールを有し、センタカムは、当該サイドカムより大きいリフト量の高速用カムプロフィールを有することにより、リフト量の大きいカムに当接するタペットの摺動面積を大きくでき、また、使用頻度の高い低速カムを弁ステム軸心上に配置したため、カム駆動点と弁ステム軸心のオフセットによるタペットの倒れによる摩耗を抑制できる。
【００１９】
【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。
【００２０】
尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で下記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
【００２１】
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。
【００２２】
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左右方向に延びるようエンジンルーム内に横置きされている。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。
【００２３】
シリンダブロック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。
【００２４】
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及びアイドルプーリ２１が軸支されている。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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、相互に平行に車体左右方向に延び、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Ａあたり２つの吸気弁３９（吸気ポート３４）及び２つの排気弁４０（排気ポート３５）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が当接されている。
【００２９】
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枚のサイドカム２５、２７と、このサイドカム２５、２７とプロフィールの異なる１枚のセンタカム２６が形成されている。センタカム２６は、サイドカム２５、２７の間に配設され、タペット２４の中央部（後述するセンタタペット４３）に当接し、サイドカム２５、２７はタペット２４の両側部（後述するサイドタペット４１、４２）に当接する。
【００３０】
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。
【００３１】
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、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。
【００３２】
基部３０の上面にはカムキャリア５０が備えられている。このカムキャリア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の下部を軸支するウェブ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。
【００３３】
ウェブ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、ウェブ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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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に対して作動油を供給する。
【００３８】
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、カムキャリア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。
【００３９】
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に対して作動油を供給するためのオイルギャラリ６５、６６が形成されている。
【００４０】
また、図３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、左右一対の吸気側及び排気側ウェブ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。
【００４１】
そして、カムキャリア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、カムキャリア５０がシリンダヘッド１２に安定に固定される。
【００４２】
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、カムキャリア５０がより一層シリンダヘッド１２に安定に固定される。
【００４３】
さらに、カムキャップ５５をウェブ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、ウェブ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をウェブ５３に結合すると共に、カムキャリア５０をシリンダヘッド１２に共締めしている。
【００４４】
また、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、カムキャリア５０がより一層シリンダヘッド１２に安定に固定される。
【００４５】
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。
【００４６】
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と別体のカムキャリア５０を備え、該カムキャリア５０にカムシャフト１５、１６を軸受けするウェブ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、カムキャリア５０をシリンダヘッド１２に組み付けるだけで、軸受部５７を構成するウェブ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、シリンダヘッドボルト８０とカムシャフト１５、１６との干渉による組み付け性、サービス性の悪化を防止しつつ、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。
【００４７】
また、このカムキャリア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、ウェブ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。
【００４８】
さらに、カムキャリア５０がシリンダヘッド１２と別体に設けられているから、ウェブ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。
［タペットの詳細構造］
図６は、本実施形態のタペットの内部構造を示すシリンダヘッドの要部断面図であり、図３乃至図５とはシリンダヘッドの形状の一部が異なっている。図７は、図６のＩＶ−ＩＶ断面図である。図８は、図７のＶ−Ｖ断面図である。
【００４９】
尚、吸気弁３９と排気弁４０とは、気筒の軸心に対して略対称に同じ構成となっている。また、図２乃至図５で説明した構成には、同一の番号を付して説明を省略する。また、本実施形態のタペット構成は、吸気弁３９と排気弁４０の両方に適用した例を説明するが、いずれか一方に適用することもできる。
【００５０】
図６乃至図８に示すように、タペット２４とステムエンド８１とは、シム９０を介して当接している。また、９１はバルブコッタ、９２はバルブシートで、このバルブシート９２と、シリンダヘッド１２の凹部９３との間には、バルブスプリング８２が配設されている。
【００５１】
バルブスプリング８２は、吸気弁３９及び排気弁４０を吸気ポート３４及び排気ポート３５に対して夫々閉成する方向に付勢している。
【００５２】
また、シリンダヘッド１２の内壁側のタペットガイド５４近傍には、カムシャフト１５、１６と平行にシリンダヘッド１２の前後方向に延びるオイルギャラリ６５、６６が形成され、また、このオイルギャラリ６５、６６から直角に外壁側に分岐してタペット２４に油圧を供給する分岐油路９５が形成されている。分岐油路９５は、シリンダヘッド成形後の加工でドリル加工等によりオイルギャラリ６５、６６に連通するようにシリンダヘッドの壁部に穴あけを施して形成される。
【００５３】
本実施形態として例示するタペット２４は、同時にリフトされる２つの吸気弁３９及び排気弁４０のステムエンド８１に連結されたサイドタペット４１、４２と、このサイドタペット４１、４２間に配設され、両サイドタペット４１、４２に対して相対的に摺動可能に設けられたセンタタペット４３と、サイドタペット４１、４２とセンタタペット４３とを結合させて協働させるロック機構２００とを備える。
【００５４】
サイドタペット４１、４２は、サイドカム２５、２７に当接して吸気弁３９及び排気弁４０をリフトさせ、センタタペット４３はセンタカム２６に当接して吸気弁３９及び排気弁４０をリフトさせるロック動作と、サイドタペット４１、４２に対して相対的に摺動するアンロック動作とを有する。
【００５５】
サイドカム２５、２７は、センタカム２６より小さいリフト量の低速用カムプロフィールを有し、センタカム２６は、サイドカム２５、２７より大きいリフト量の高速用カムプロフィールを有する。
【００５６】
サイドタペット４１、４２とセンタタペット４３とのロック部分は、サイドタペット４１、４２の略軸心Ｌ１、Ｌ２を通り、カムの摺動方向に平行な直線Ｌ３、Ｌ４上であって、軸心Ｌ１、Ｌ２からカムの摺動方向にずれた位置に設けている。
【００５７】
サイドタペット４１、４２は、吸気弁３９及び排気弁４０のステムエンド８１方向からみて所定距離だけ離間した２つの中空円筒形部材１０１、１０２で、この２つの中空円筒形部材１０１、１０２の近接する表面の一部１０１ｂ、１０２ｂを矩形状に切り欠いて、この切り欠き部分にセンタタペット４３が配置されている。
【００５８】
サイドタペット４１、４２の中空内部には、その外壁の上部４１ａ、４２ａから底部４１ｂ、４２ｂに亘って軸心Ｌ１、Ｌ２に沿うように、センタタペット４３の摺動を案内する円柱状のガイドバー１０３、１０４が延設されている。
【００５９】
センタタペット４３は、下部が開口した箱状に形成され、その側壁部４３ｂからサイドタペット４１、４２方向に延びるアーム部１５１、１５２が形成されている。アーム部１５１、１５２には、ガイドバー１０３、１０４に挿通させる貫通孔１５３、１５４が形成されている。
【００６０】
アーム部１５１、１５２の下部１５１ａ、１５２ａには、ガイドバー１０３、１０４に挿通された皿状のスプリングシート１０５、１０６が設けられ、このスプリングシート１０５、１０６とサイドタペット４１、４２の底部４１ｂ、４２ｂとの間にはタペットスプリング１０７、１０８が配設されている。
【００６１】
タペットスプリング１０７、１０８は、アーム部１５１、１５２をサイドタペット４１、４２の上部４１ａ、４２ａに押圧して、センタタペット４３をガイドバー１０３、１０４に沿ってセンタカム２６に当接する方向に付勢している。センタタペット４３のガイドバー１０３、１０４に沿った移動範囲は、貫通孔１５３、１５４の上端面１５１ｂ、１５２ｂがサイドタペット４１、４２の上部４１ａ、４２ａに当接することで、センタタペット４３のカム摺接面がサイドタペット４１、４２のカム摺接面と略面一になる位置で規制されている。
【００６２】
センタタペット４３は、弁のステムエンド方向からみて長方形状に形成され、ロック機構２００は、サイドタペットの軸心Ｌ１、Ｌ２からカムの摺動方向にオフセットされて、カムシャフト１６を挟むように並列に２組配置されている。
【００６３】
ロック機構２００は、カムシャフト１６と略平行な方向に、センタタペット４３を貫通するよう形成されたセンタ貫通孔１５５内に移動可能に配設されたロックピン１５７と、センタ貫通孔１５５の開口に連通するよう各サイドタペットに形成されたサイド貫通孔１０９、１１０内に配設され、ロックピン１５７の一端部１５７ａをセンタタペット４３の方向に押圧するプランジャ１５８と、ロックピン１５７の他端部１５７ｂをセンタタペット４３の方向に付勢する付勢手段としてのスプリング１５９とを有する。
【００６４】
プランジャ１５８が挿入されるサイド貫通孔１０９には、プランジャ１５８の反ロックピン側に、プランジャ１５８を駆動するための油圧室１１１及び油圧通路１１２が形成され、プランジャ１５８は油圧によりスプリング１５９に抗してロックピン１５７を押圧することにより、プランジャ１５８をサイド貫通孔１０９に跨がる位置に移動させると同時に、ロックピン１５７の他端部１５７ｂをセンタ貫通孔１５５とサイド貫通孔１１０とに跨がる位置に移動させてロック状態を達成する。
【００６５】
また、ロックピン１５７は、センタ貫通孔１５５と略同長に形成されている。スプリング１５９は、プランジャ１５８による押圧が解除された状態で、ロックピン１５７の両端部１５７ａ、１５７ｂがサイドタペット４１、４２とセンタタペット４３とのロック部分Ｌ３、Ｌ４と面一になるよう位置決めしてアンロック状態を達成する。
【００６６】
油圧通路１１２は、一方のサイドタペット４１の側壁部４１ｃに沿って形成された溝部４１ｄに連通しており、油圧通路１１２の下方において分岐油路９５に連通されている。分岐油路９５は、タペットガイド５４の内周面５４ａの一部にオーバーラップするように、シリンダヘッド成形後の加工で基部３０の側壁部３１、３２からオイルギャラリ６５、６６に向けてドリル加工等により形成され、タペット２４を組付けた時に溝部４１ｄと分岐油路９５とが連通するよう穴あけ加工される。この場合、タペット４１が上下動しても油圧通路１１２と分岐通路９５とが常時連通するように、溝部４１ｄは上下方向に延設されている。
［タペットの動作］
エンジンの低速運転時において、サイドカム２５、２７により、弁を低リフトさせる場合には、図７において、プランジャ１５８の反ロックピン１５７側の端面に制御油圧を解放して（印加させないで）、ロックピン１５７の両端部１５７ａ、１５７ｂをサイドタペット４１、４２とセンタタペット４３とのロック部分Ｌ３、Ｌ４と面一な状態とし、センタタペット４３がサイドタペット４１、４２に対して相対的に上下方向に移動可能とする。
【００６７】
この状態で、サイドカム２５、２７がサイドタペット４１、４２の押圧面を押すことによって弁をリフトさせると共に、センタタペット４３はサイドタペット４１、４２とは無関係に摺動することになる。
【００６８】
エンジンの高速運転時において、センタカム２６により、弁を高リフトさせる場合には、図７において、プランジャ１５８の反ロックピン１５７側の端面に制御油圧を印加させて、スプリング１５９の付勢力に抗してロックピン１５７をセンタタペット４３側に移動させ、プランジャ１５８とロックピン１５７の他端部１５７ｂとが、サイドタペット４１、４２とセンタタペット４３とのロック部分Ｌ３、Ｌ４に跨がることによって、センタタペット４３がサイドタペット４１、４２と結合される。
【００６９】
この状態で、センタカム２６がセンタタペット４３の押圧面を押すことによって、センタタペット４３はサイドタペット４１、４２と一体で移動して、弁をリフトさせることになる。
【００７０】
尚、ロックピン１５７のアンロック状態からロック状態へ、或いはロック状態からアンロック状態への移行は、プランジャ１５８に制御油圧を印加又は解放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。
【００７１】
上記実施形態によれば、サイドタペット４１、４２とセンタタペット４３とのロック部分が、サイドタペット４１、４２の略軸心Ｌ１、Ｌ２を通り、カムの摺動方向に平行な直線Ｌ３、Ｌ４上であって、軸心Ｌ１、Ｌ２からカムの摺動方向にずれた位置に設けられているので、サイドタペットの倒れによる摩耗が発生しにくい構造を実現できる。また、センタタペット４３のセンタカム２６に対する摺動面積を大きくできるため、面圧を低減することができ、結果的に弁のリフト量を大きく設定できる。
【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】本実施形態のタペットの内部構造を示すシリンダヘッドの要部断面図である。
【図７】図６のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図８】図７のＶ−Ｖ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 サイドカム
２６ センタカム
４１、４２ サイドタペット
４３ センタタペット
１５７ ロックピン
１５８ プランジャ
Claims (6)
- 同時にリフトされる２弁のステムエンドに当接する２つのサイドタペットと、当該サイドタペット間に配設され、当該サイドタペットに対して弁のリフト方向に相対的に摺動可能に設けられたセンタタペットと、当該サイドタペットを介して弁をリフトさせるサイドカムと、当該センタタペットを介して弁をリフトさせるセンタカムと、当該２つのサイドタペットとセンタタペットとを結合させて協働させるロック手段とを備え、前記２弁のステムの軸心と前記２つのサイドタペットの軸心とがそれぞれ一致するように構成されたエンジンの動弁装置において、
前記ロック手段により前記２つのサイドタペットと前記センタタペットとを結合した状態で、前記２つのサイドタペットと前記センタタペットとのロック部分を、当該２つのサイドタペットのそれぞれの略軸心を通り、カムの摺動方向に平行な直線上に位置させたことを特徴とするエンジンの動弁装置。 - 前記２つのサイドタペットのそれぞれの軸心には、前記センタタペットの摺動を案内するガイドバーが当該軸心方向に延設されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの動弁装置。
- 前記センタタペットは、前記弁のステムエンド方向からみて矩形状に形成され、前記ロック手段は、前記サイドタペットの軸心から前記カムの摺動方向にオフセットされて、当該カムシャフトを挟むように並列に２つ配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの動弁装置。
- 前記センタタペットは、スプリングにより前記センタカムに当接するように付勢され、
前記ロック手段は、前記カムシャフトと略平行な方向に、当該センタタペットを貫通するよう形成されたセンタ貫通孔内に移動可能に配設されたロックピンと、当該センタ貫通孔の開口に連通するよう前記サイドタペットに形成されたサイド貫通孔内に配設され、前記ロックピンの一端部を前記センタタペット方向に押圧するプランジャと、前記ロックピンの他端部を前記センタタペット方向に付勢する付勢手段とを有し、
前記プランジャが挿入されるサイド貫通孔には、当該プランジャの反ロックピン側に、当該プランジャを駆動するための油圧通路が形成され、当該プランジャは油圧により前記付勢手段に抗して前記ロックピンを押圧することにより、当該プランジャと当該ロックピンの他端部とを前記センタ貫通孔とサイド貫通孔とに跨がる位置に移動させてロック状態を達成し、
前記ロックピンは、前記センタ貫通孔と略同長に形成され、前記付勢手段は、前記プランジャによる押圧が解除された状態で、前記ロックピンの両端部が前記サイドタペットとセンタタペットとのロック部分と面一に位置決めしてアンロック状態を達成することを特徴とする請求項３に記載のエンジンの動弁装置。 - 前記サイドタペットは、前記弁のステムエンド方向からみて所定距離だけ離間した２つの断面円形部材で、その断面円形部材の近接する一部を矩形状に切り欠いて、この切り欠き部分に前記センタタペットを配置したことを特徴とする請求項３に記載のエンジンの動弁装置。
- 前記サイドカムは、前記センタカムより小さいリフト量の低速用カムプロフィールを有し、前記センタカムは、当該サイドカムより大きいリフト量の高速用カムプロフィールを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のエンジンの動弁装置。
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