(57)【要約】【課題】バルブリフトタイミングのずれを改善して、着座時におけるバルブへの衝撃を防止すること。【解決手段】ローラー式のタペット（２１）におけるカムとの当接部（３６ｃ）が一対のバルブステム（１６ａ，１６ｂ）間であって一方のバルブステム（１６ａ）側に偏った位置に配置された内燃機関の動弁装置において、ローラー式のタペット（２１）には、一対のバルブステム（１６ａ，１６ｂ）の上端部を押し下げる一対のアーム部（３９ａ，３９ｂ）が設けられており、一方のアーム部（３９ａ）の下面と一方のバルブステム（１６ａ）の上端部との長さを、他方のアーム部（３９ｂ）の下面と他方のバルブステム（１６ｂ）の上端部との長さよりも短くしたことを特徴とする。【選択図】図８
2015004334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タペットガイドのガイド部にガイドされてバルブステムの軸方向に往復動可能なローラー式のタペットが、一対のバルブステム間の上部に配置され、前記ローラー式のタペットがカムに押されて往復動し、バルブスプリングの弾力に抗して前記バルブスプリングを押し下げることで、１つの前記ローラー式のタペットが一対のバルブを開くように構成され、前記バルブステムの軸方向から見て、前記ローラー式のタペットと前記カムとの当接部が前記一対のバルブステム間であって一方のバルブステム側に偏った位置に配置された内燃機関の動弁装置であって、
前記ローラー式のタペットには、前記一対のバルブステムの上端部を押し下げる一対のアーム部が設けられており、
一方のアーム部の下面と前記一方のバルブステムの上端部との長さを、他方のアーム部の下面と他方のバルブステムの上端部との長さよりも短くしたことを特徴とする内燃機関の動弁装置。
【請求項２】
前記一対のバルブステムの上端部と前記一対のアーム部の下面との間には、スペーサ部材が設けられており、
前記他方のバルブステムに対応する前記スペーサ部材における前記バルブステムの軸方向に沿った寸法を、前記一方のバルブステムに対応する前記スペーサ部材における前記バルブステムの軸方向に沿った寸法よりも大きくしたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項３】
前記一対のアーム部の下面には、前記一対のバルブステム側に突出する突出部が設けられており、
前記他方のバルブステムに対応する前記突出部材における前記バルブステムの軸方向に沿った寸法を、前記一方のバルブステムに対応する前記突出部における前記バルブステムの軸方向に沿った寸法よりも大きくしたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項４】
前記ローラー式のタペットが前記カムに押されて前記タペットガイドのガイド部に前記ローラー式のタペットのローラー部の両側面が当接した時に、前記一対のアーム部による前記一対のバルブステムの押圧位置が、前記バルブステムの軸方向における同一高さの位置に配置されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の内燃機関の動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動二輪車あるいは自動車等における内燃機関において、アクセル開度に応じてバルブのリフト量及び作用角を制御する動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な４ストロークエンジンは、吸・排気バルブを開閉するための吸・排気カムを有しており、カムによるバルブのリフト量及び開閉タイミングは固定されている。しかし、エンジンが使用される各種状態（回転、負荷、暖機状態）に応じて、最適なリフト量及び開閉タイミングは異なっている。そこで、高、中、低の３つのリフト量・開閉タイミングを実現する三段切替え式三次元カム機構が提案されている。
【０００３】
かかる動弁装置の具体的構成において、例えば特許文献１では、ローラーが転動するローラー式のタペットを介してバルブステムのステムエンドを押圧し、三次元カムのプロフィールに追従してバルブを開閉動作させる。１気筒あたり２本の吸気バルブを有するエンジンでは、タペットは２本の吸気バルブの中間に配置され、ステムエンド間に架設配置される。タペットローラーの両側面から左右に伸びるタペットアームの両端がそれぞれの吸気バルブのステムエンドを押圧するように配置される。タペットは、シリンダーヘッドに固定されたタペットガイドのガイド溝内に浮動保持される。そして、タペットがカムに押されることで、タペットガイドにガイドされて移動し、タペットが２本の吸気バルブのバルブステムを同時に押動させる。
【０００４】
ところで、上述の動弁装置では、バルブ間の幅を既存のシリンダーヘッドと共通化させる関係で幅の制限を受けるため、ローラー式のタペットを左右非対称の構成とすることでタペット幅を抑えている。これにより、燃焼室の形状等も変更する必要がなくなり、シリンダーヘッド以下を既存のエンジン構成のまま、三段切替え式三次元カム機構を搭載できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１７２６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の動弁装置においては、ローラー式のタペットが左右非対称の構成を採るため、バルブステムの軸方向から見て、タペットとカムが当接する当接位置が一方のバルブステム側へ偏っている。このため、タペットがカムによって押されると、タペットに一方のバルブステム側へ倒す方向の力が作用する。この結果、タペットの配置姿勢に傾きが生じることにより、タペットアームによる左右のバルブステムを押すタイミングにずれが生じるという問題がある。
【０００７】
一般に、タペットを押圧するカムには、シリンダーヘッドにおける着座部（バルブシート）に対するバルブの着座時における衝撃を緩和するためにランプ部（傾斜部）が設けられ、着座時のバルブの速度を遅くしている。カムにおけるランプ部に沿ってタペットがバルブステムを押動することにより、開き始めや着座直前のバルブにおける急速な開閉動作を回避でき、開き始めや着座時にバルブに加わる衝撃を緩和できる。しかしながら、上述のように、左右のバルブステムを押すタイミングがずれる場合には、バルブの動きが所望のタイミングとならず、カムのランプ部による所望の動きが着座のタイミングとずれて、バルブが着座部（バルブシート）に対して緩やかに着座しない事態が生じ得る。この場合、着座時における衝撃が一方のバルブ（例えば、遅れて開閉するバルブ）に加わり、バルブの一部（例えば、傘部）の耐久性が低下する事態が生じ得る。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、バルブリフトタイミングのずれを改善して、着座時におけるバルブへの衝撃を防止することができる内燃機関の動弁装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の内燃機関の動弁装置は、タペットガイドのガイド部にガイドされてバルブステムの軸方向に往復動可能なローラー式のタペットが、一対のバルブステム間の上部に配置され、前記ローラー式のタペットがカムに押されて往復動し、バルブスプリングの弾力に抗して前記バルブスプリングを押し下げることで、１つの前記ローラー式のタペットが一対のバルブを開くように構成され、前記バルブステムの軸方向から見て、前記ローラー式のタペットと前記カムとの当接部が前記一対のバルブステム間であって一方のバルブステム側に偏った位置に配置された内燃機関の動弁装置であって、前記ローラー式のタペットには、前記一対のバルブステムの上端部を押し下げる一対のアーム部が設けられており、一方のアーム部の下面と前記一方のバルブステムの上端部との長さを、他方のアーム部の下面と他方のバルブステムの上端部との長さよりも短くしたことを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、ローラー式のタペットに設けられた一方のアーム部の下面と一方のバルブステムの上端部との長さが、他方のアーム部の下面と他方のバルブステムの上端部との長さよりも短く構成されることから、カムとの当接位置が一方のバルブステム側に偏っている場合であっても、カムによるローラー式のタペットの押圧動作に伴う傾きを考慮してバルブの開閉タイミングを調整できるので、バルブリフトタイミングのずれを改善して、着座時におけるバルブへの衝撃を防止することが可能となる。
【００１１】
例えば、本発明の内燃機関の動弁装置において、前記一対のバルブステムの上端部と前記一対のアーム部の下面との間には、スペーサ部材が設けられており、前記他方のバルブステムに対応する前記スペーサ部材における前記バルブステムの軸方向に沿った寸法を、前記一方のバルブステムに対応する前記スペーサ部材における前記バルブステムの軸方向に沿った寸法よりも大きくすることが考えられる。この場合には、タペットのアーム部とバルブステムとの間に配置されるスペーサ部材の寸法によって、一対のアーム部の下面と一対のバルブステムの上端部との長さを所望の長さに設定できるので、タペットに特別な構成を必要とすることなく、カムによるローラー式のタペットの押圧動作に伴う傾きを考慮して一対のバルブの開閉タイミングを揃えると共に、着座のタイミングをカムのランプ部に調整することが可能となる。
【００１２】
また、本発明の内燃機関の動弁装置において、前記一対のアーム部の下面には、前記一対のバルブステム側に突出する突出部が設けられており、前記他方のバルブステムに対応する前記突出部材における前記バルブステムの軸方向に沿った寸法を、前記一方のバルブステムに対応する前記突出部における前記バルブステムの軸方向に沿った寸法よりも大きくする構成としてもよい。この場合には、タペットのアーム部の下面に設けられる突出部の寸法によって、一対のアーム部の下面と一対のバルブステムの上端部との長さを所望の長さに設定できるので、タペット以外の周辺部品に特別な構成を必要とすることなく、カムによるローラー式のタペットの押圧動作に伴う傾きを考慮してバルブの開閉タイミングを調整することが可能となる。
【００１３】
さらに、本発明の内燃機関の動弁装置においては、前記ローラー式のタペットが前記カムに押されて前記タペットガイドのガイド部に前記ローラー式のタペットのローラー部の両側面が当接した時に、前記一対のアーム部による前記一対のバルブステムの押圧位置が、前記バルブステムの軸方向における同一高さの位置に配置されることが好ましい。この場合には、タペットのローラー部の両側面がタペットガイドのガイド部に当接した時点で一対のアーム部による一対のバルブステムの押圧位置が、バルブステムの軸方向における同一高さの位置に配置されることから、カムによるローラー式のタペットの押圧動作に伴う傾きがあっても、一対のバルブの開閉タイミングを効果的に調整することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の内燃機関の動弁装置によれば、バルブリフトタイミングのずれを改善して、着座時におけるバルブへの衝撃を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施の形態に係るシリンダーヘッドの上面図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】本実施の形態に係るシリンダーヘッドカバーの一部を取り外した状態のシリンダーヘッドの上面図である。
【図４】本実施の形態に係る動弁装置における吸気側構成の上面図及び側面図である。
【図５】図４に示す吸気側構成のカム部分の拡大図である。
【図６】本実施の形態に係るタペットから吸気バルブまでの上面図及びＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図７】本実施の形態に係るタペット及びタペットガイドの斜視図である。
【図８】本実施の形態に係るタペット周辺の構成を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づき、本発明における内燃機関の動弁装置の好適な実施形態を説明する。本実施形態では、動弁装置として三段切替え式三次元カム機構を自動二輪車の多気筒内燃機関に適用した例について説明する。本実施形態では、並列４気筒内燃機関であり、１気筒ごとに吸気側（ＩＮ）及び排気側（ＥＸ）にそれぞれ２つのバルブを有する４バルブ式の内燃機関について例示する。この実施形態では吸気側に三次元カムを適用した例とするが、吸気側及び排気側の双方に適用することもできる。なお、以下の説明においては、車両前方を矢印ＦＲ、車両後方を矢印ＲＥ、車両左側を矢印Ｌ、車両右側を矢印Ｒでそれぞれ示す。
【００１７】
図１及び図２を参照して、本実施の形態に係る動弁装置が搭載されるシリンダーヘッドについて説明する。図１は、本実施の形態に係るシリンダーヘッドの上面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。なお、図２は、内燃機関を直立姿勢させた状態を示すが、実際には前方に傾けて取り付けられるものとする。
【００１８】
図１及び図２に示すように、シリンダーヘッド１０は内部に動弁装置を収容しており、シリンダーヘッドカバー（ヘッドカバー）１２が装着されることにより動弁装置の収容空間が密閉構造とされる。シリンダーヘッド１０は、シリンダー本体１１の上部に固定されている。シリンダー本体１１には車幅方向に４つの気筒（不図示）が配置されており、各気筒内にはピストン（不図示）が往復動可能に収容されている。シリンダーヘッド１０には、各気筒に対して空気を取り込む一対のインテークポート１４と、各気筒から排気ガスを排出する一対のエキゾーストポート１５とが形成されている。インテークポート１４はシリンダーヘッド１０の車輌後方側に開口し、エキゾーストポート１５はシリンダーヘッド１０の車輌前方側に開口している。
【００１９】
また、シリンダーヘッド１０には、各気筒に対応して一対のインテークポート１４及び一対のエキゾーストポート１５を開閉する一対の吸気バルブ１６及び一対の排気バルブ１７が、それぞれ各気筒の配列方向に並んで設けられている（図４参照）。インテークポート１４及びエキゾーストポート１５は、シリンダーヘッド１０の底部及び各気筒のピストンの上面によって形成される燃焼室１３に連通される。吸気バルブ１６及び排気バルブ１７は、シリンダーヘッド１０の上部に設けた動弁装置によって所定のタイミングで駆動制御されることで、各気筒に対する吸気及び排気を適正に制御する。
【００２０】
動弁装置は、各気筒の配列方向に沿って吸気側と排気側で独立した一対のカムシャフト１８、２３を有している。吸気側のカムシャフト１８は、ベアリング１９を介してシリンダーヘッド１０及びカバー部材３５に回転自在に支持される。カムシャフト１８には複数のカム２０が回転軸方向にスライド可能に装着される。吸気側のカム２０は、三次元カムであり、回転軸方向に並んでリフト量が異なる３段階のカムプロフィールを有している（図５参照）。吸気側のカム２０と吸気バルブ１６の間には、カム２０と当接しカムシャフト１８の回転に伴い変化するカム２０との当接位置によってカム２０の形状に倣った動きを一対の吸気バルブ１６に伝達するローラー式のタペット２１が配置される。なお、吸気側のカム２０の所定位置には、シリンダーヘッド１０における着座部（バルブシート）に対する吸気バルブ１６の着座時における衝撃を緩和するための緩やかなランプ部（傾斜部）が設けられている。
【００２１】
排気側のカムシャフト２３は、ベアリング（不図示）を介してシリンダーヘッド１０及びカバー部材３４に回転自在に支持される。カムシャフト２３には複数のカム２５が固定されており、排気側の各カム２５はカムシャフト２３の軸方向に平行な曲面で構成される平板状の板カムで構成されている。排気側のカム２５と排気バルブ１７のバルブステム１７ａとの間には、カム２５と当接しカムシャフト２３の回転に伴い変化するカム２５との当接位置によってカム２５の形状に倣った動きを各排気バルブ１７に伝達する直打式のタペット２６が配置される。吸気側のカムシャフト１８及び排気側のカムシャフト２３の一端側は、スプロケット２８（図５参照）及びカムチェーン等の動力伝達機構を介してクランクシャフトに連結されている。クランクシャフトの回転にカムシャフト１８、２３が同期回転することで、吸気バルブ１６及び排気バルブ１７が駆動される。
【００２２】
また、吸気バルブ１６及び排気バルブ１７のバルブステム１６ａ（１６ｂ）、１７ａは、それぞれバルブガイド２９によって往復動可能にガイドされている。また、各バルブガイド２９の周囲にはスプリングシート３１が設けられ、バルブステム１６ａ（１６ｂ）、１７ａの端部にはスプリングリテーナ３０が取り付けられている。スプリングシート３１とスプリングリテーナ３０との間にはバルブスプリング３２が装着され、このバルブスプリング３２によりバルブステム１６ａ（１６ｂ）、１７ａが吸気側のカム２０または排気側のカム２５に近づく方向に付勢され、吸気バルブ１６及び排気バルブ１７は常時閉方向に付勢される。このときバルブステム１６ａ（１６ｂ）、１７ａの上端にはタペット２１、２６が当接している。カム２０、２５によってバルブスプリング３２の弾力に抗してタペット２１、２６が押し下げられることでバルブステム１６ａ（１６ｂ）、１７ａが押し下げられ、吸気バルブ１６、排気バルブ１７が開くようになっている。
【００２３】
次に、図３から図５を参照して、動弁装置の内部構成について詳細に説明する。図３は、本実施の形態に係るシリンダーヘッドカバーの一部を取り外した状態のシリンダーヘッドの上面図である。図４は、本実施の形態に係る動弁装置の吸気側構成を示す図である。図４Ａは、図３から吸気側構成の部分を抜き出した図であり、図４Ｂは、図４Ａを車両後方側（ＲＥ側）から見た側面図である。図５は、図４に示す吸気側構成のカム部分の拡大図である。
【００２４】
図３は、シリンダーヘッド１０からシリンダーヘッドカバー１２が部分的に取り外された状態を示している。この場合、動弁装置の主要構成要素であるカム・カムシャフトユニットにおいて、排気側のカムシャフト２３（図２参照）はカバー部材３４に完全に覆われており、吸気側のカムシャフト１８はカバー部材３５の開口から一部が露出されている。カバー部材３５の上には、カムシャフト１８をスライドさせるカムスライド機構４が設けられており、カムスライド機構４はカバー部材３５の開口を通じてカムシャフト１８に連結されている。また、カバー部材３５上には、カムスライド機構４の駆動源としてアクセルモータ３３が搭載されている。
【００２５】
カムスライド機構４では、カムシャフト１８に対して平行にカムフォークシャフト４１が配置されている。カムフォークシャフト４１は、カバー部材３５に設けられた５つの軸受部３５ｂにより、その軸方向にスライド可能に支持されている。また、カムフォークシャフト４１と平行且つ略同一高さ位置にボールスクリュー４２が配置されている。ボールスクリュー４２は、その両端付近に設けられた一対のベアリング４３により回転可能に支持される。ボールスクリュー４２の一端部にはギア４４が固定されており、アクセルモータ３３の出力軸のピニオンギア４５に噛み合っている。ボールスクリュー４２にはスライドナット４６が螺合されている。
【００２６】
スライドナット４６には、ナットフォーク４７が連結されている。ナットフォーク４７には、ベースプレート４７ａを介してカムフォークシャフト４１が連結されている。カムフォークシャフト４１には、各気筒に対応して４つのカムフォーク４８が固定されている。このように、スライドナット４６とカムフォークシャフト４１とが連結されることで、アクセルモータ３３の動力によって、カムフォーク４８が駆動されて吸気側のカム２０がスライドされる。
【００２７】
図４に示すように、吸気側のカムシャフト１８には、各気筒に対応して複数のカム２０がスライド可能に取り付けられている。各カム２０には、カムシャフト１８のカムフォーク４８が連結される連結部４９が設けられている。各カム２０は、連結部４９がカムフォーク４８に操作されることで回転軸方向にスライドされる。また、カム２０は、３段式三次元カムであり、その外径（カムプロフィール）がカムの回転方向だけでなく、軸方向に対しても変化するように形成されている。３段式三次元カムは、高負荷用、中負荷用、低負荷用の３種類のカムプロフィールとなる３つのカム形状を、カムの回転軸方向に連設して構成されており、高、中、低の３つのリフト量・開閉タイミングとなっている。
【００２８】
図５に示すように、カム２０は、高負荷用、中負荷用、低負荷用の回転軸に平行な曲面形状（カムの回転軸方向で変化しない部分であって、以下、「平坦部」と記す）であるカムロブ２０ａ、２０ｂ、２０ｃを有するとともに、平坦部間を緩やかに繋ぐ傾斜部であるカムロブ２０ｄ、２０ｅを有している。基本的には、平坦部のカムロブ２０ａ、２０ｂ、２０ｃでタペット２１を押し下げる状態で本発明の内燃機関は運転されており、傾斜部のカムロブ２０ｄ、２０ｅはカムロブ２０ａ、２０ｂ、２０ｃを切り替えるための切替移行区間になっている。この場合、カム高さと同時にカム作用角及びリフトタイミングを変化させることが可能となる。即ち本発明の３段式三次元カムでは、バルブリフト量が大きくなるのに従ってカム作用角が大きくなり、更には吸気バルブ１６のリフトタイミングも変化される。このようなカム２０をカムシャフト１８に沿って移動させて後述するタペット２１との当接位置を変更することで、タペット２１に作用するカムの形状（高さ等）を３段階に切り替えることにより、吸気バルブ１６のリフト量、作用角及びリフトタイミングを３段階に可変制御することが可能になっている。
【００２９】
各カム２０の下方には、各気筒に対応して一対の吸気バルブ１６を開閉させるローラー式のタペット２１が設けられている。タペット２１は、タペットガイド２２によってバルブステム１６ａ、１６ｂの軸方向に沿って往復動可能にガイドされる。前述したように、カム２０がバルブスプリング３２の弾力に抗してタペット２１を押し下げることで、タペット２１に形成されたタペットアーム３９の先端が吸気バルブ１６を押圧し、吸気バルブ１６が開くようになっている。なお、ローラー式のタペット２１及びタペットガイド２２の詳細構成については後述する。
【００３０】
このように構成された動弁装置では、自動二輪車のアクセル開度や運転状態に合わせてアクセルモータ３３が作動され、ボールスクリュー４２が回転することでスライドナット４６の移動によりカムフォークシャフト４１がスライドされる。カムフォークシャフト４１のカムフォーク４８によって各カム２０が同時にスライドされることで、カム２０のリフト量が３段階に切り換えられる。例えば、低速走行時には、タペット２１は、リフト量の小さい（カム高さの低い）カムロブ２０ｃに当接される。この状態から加速されてエンジン回転が上昇すると、カム２０が回転軸方向にスライドされて、タペット２１に次段のカムロブ２０ｂが当接し、カムロブ２０ｂの形状にて吸気バルブ１６が開閉駆動される。さらに加速されてエンジン回転が上昇することで、タペット２１に最もリフト量の大きい（カム高さの高い）カムロブ２０ａが当接され、カムロブ２０ａの形状にて吸気バルブ１６が開閉駆動される。一方、減速時には上記とは逆の動作でリフト量が減少される。なお、各カムロブ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び平坦部間を緩やかに繋ぐ傾斜部においては、カム２０に設けられたランプ部（傾斜部）によってローラー式のタペット２１が一対のバルブステム１６ａ，１６ｂを押動することで、着座付近での吸気バルブ１６の動きを緩やかにして急速な開閉動作を回避し、着座時に吸気バルブ１６に加わる衝撃を緩和している。
【００３１】
次に、本実施形態に係るエンジンに適用されるタペットユニットについて、図６〜図８を参照しながら詳しく説明する。図６は、本実施形態に係るタペット２１から吸気バルブ１６までの上面図及びＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図７は、本実施形態に係るタペット２１及びタペットガイド２２の斜視図である。
【００３２】
図６に示すように、タペットガイド２２は、隣接する一対のバルブステム１６ａ，１６ｂの上方側に配置され、ガイド溝５０にてローラー式のタペット２１が動く方向をガイドする。ローラー式のタペット２１は、タペットガイド２２に形成されるガイド溝５０に一部を収容された状態において、バルブステム１６ａ，１６ｂ間の上部に架設配置される。タペットガイド２２は、その４隅に設けられたねじ穴５１ａ〜５１ｄに挿入される４つのねじ（図４参照）によりシリンダーヘッド１０の適所に固定される。タペットガイド２２の下面５２は、ガイド溝５０の形成領域を除いて平面形状に形成されており、シリンダーヘッド１０に対する取り付け面を構成する。なお、タペットガイド２２におけるガイド溝５０の詳細については後述する。
【００３３】
タペット２１は、概略ドーナッツ状に形成されたタペットローラー３６と、ベアリング３７を介してタペットローラー３６を支持する芯部３８と、芯部３８の両外側方へ延設する一対のアーム３９（３９ａ，３９ｂ）とを有する。一対のアーム３９（３９ａ，３９ｂ）は、バルブステム１６ａ（１６ｂ）の軸方向から見た図６Ａに示されているように、バルブステム１６ａ、１６ｂの中心を結ぶ様にその回転軸が配置されたタペットローラー３６の両側面３６ａ，３６ｂ（芯部３８）から左右方向（バルブステム１６ａ、１６ｂの中心軸に向かう方向）にタペットアーム３９が延び、各タペットアーム３９の先端部でバルブステム１６ａ、１６ｂを押し下げるように構成されている。タペットローラー３６の両側面３６ａ，３６ｂは、アーム３９の連結部位（芯部３８）を除けば、リング状の平面とされている。また、タペットローラー３６の外周面には、ローラーの回転軸と平行な平坦部であってカム２０と当接する当接部３６ｃが形成されている。
【００３４】
タペットローラー３６の外周面におけるカム２０と当接する当接部３６ｃは、タペットローラー３６の回転軸方向（図６に示す左右方向）において一方のバルブステム１６ａ側へ偏った位置に配置されている（図６Ｂ参照）。また、タペットローラー３６の外周面においては、当接部３６ｃが最大径となり、他方のバルブステム１６ｂ側に向かって外径寸法が徐々に小さくなっている。なお、ベアリング３７は、この例では芯部３８の外周に沿って配列された複数のニードルベアリングとする。
【００３５】
タペットローラー３６は、バルブステム１６ａの軸方向から見て、バルブステム１６ａとバルブステム１６ｂとの間の中央に配置され、アーム３９ａ，３９ｂは、それぞれ同一の長さを有している。一方のアーム３９ａは、一方のバルブステム１６ａの上端部まで延出しており、他方のアーム３９ｂは、他方のバルブステム１６ｂの上端部まで延出している。また、それぞれのアーム部３９ａ，３９ｂの下面には、吸気バルブ１６側（図６Ｂに示す下方側）に突出する突出部３９ｄ，３９ｅが設けられている（図６Ｂにおいて不図示、図７Ｂ参照）。これらの突出部３９ｄ，３９ｅは、例えば、半球形状を有するが、これに限定されるものではない。これらのアーム部３９ａ，３９ｂは、下面に設けられた突出部３９ｄ，３９ｅにより後述するシム４０（４０ａ，４０ｂ）を介してバルブステム１６ａ、１６ｂの上端と間接的に当接する。本実施の形態に係る動弁装置において、タペット２１は、そのタペットローラー３６がカム２０のカムロブに押されることで、アーム３９ａ，３９ｂでバルブスプリング３２の弾力に抗して一対のバルブステム１６ａ，１６ｂを押動させ、これにより吸気バルブ１６を開かせるバルブリフタとして機能する。
【００３６】
アーム部３９ａ，３９ｂの下面（より具体的には、アーム部３９ａ，３９ｂの先端部の下面に設けられた突出部３９ｄ，３９ｅ）と、一対のバルブステム１６ａ、１６ｂとの間には、スペーサ部材を構成するシム４０（４０ａ，４０ｂ）が配置されている。一方のシム４０ａは、アーム３９ａとバルブステム１６ａとの間に配置され、他方のシム４０ｂは、アーム３９ｂとバルブステム１６ｂとの間に配置される。これらのシム４０（４０ａ，４０ｂ）は、タペットクリアランスを調整する機能を有する。詳細について後述するように、シム４０ｂは、バルブステム１６ａ，１６ｂの軸方向における寸法（厚さ寸法）が、シム４０ａにおける同一方向における寸法よりも大きく構成されている。
【００３７】
タペットローラー３６の回転軸は、図６Ａに示すように、バルブステム１６ａ，１６ｂの軸方向から見てバルブステム１６ａとバルブステム１６ｂの中心を結ぶ様にその回転軸が配置され、図６Ｂに示すように、高さ方向において典型的にはアーム３９の高さ中央と同一位置に配置される。タペットローラー３６は、その上部でカム２０と接触するため、カム２０の位置を下げてシリンダーヘッド１０の高さをコンパクトにするには、タペットローラー３６の回転中心軸をできるだけ下方に配置する程よい。上述のようにタペットローラー３６の回転中心軸を配置することで、有効にシリンダーヘッド１０の高さをコンパクト化することが可能になる。
【００３８】
タペットガイド２２には、図６、図７に示すようにバルブステム１６ａ，１６ｂの位置に対応してスプリングリテーナ３０及びシム４０とタペットガイド２２との干渉を回避する開口５１が貫通形成されている。また、タペットガイド２２には、平面視にて（バルブステム１６ａ，１６ｂの軸方向から見て）、タペットローラー３６がバルブステム１６ａ，１６ｂの軸方向（実車では略上下方向）のみに沿って動作可能なように、略十字状にガイド溝５０が形成される。具体的にいうと、タペットガイド２２には、図７Ａ、図７Ｂに示すように、タペットローラー３６の径方向（回転中心軸に垂直な方向）に沿って延びるようにタペットガイド２２の厚さ方向に貫通形成された一方のガイド溝５０Ａと、このガイド溝５０Ａと交差（直交）するようにアーム３９の長手方向、即ちカムシャフト１８の軸方向に沿って延びるように貫通形成された他方のガイド溝５０Ｂとが形成されている。ガイド溝５０Ｂは、開口５１に達し、ガイド溝５０Ａと開口５１を連通している。タペット２１は、これらのガイド溝５０Ａ，５０Ｂにタペットローラー３６，アーム３９がそれぞれ収容される。タペットガイド２２の開口５１は、ガイド溝５０に収容された状態のタペット２１のアーム３９の端部周辺に開設されている。
【００３９】
タペットガイド２２の上面は、図７Ａに示すように、実質的に平坦に形成される。一方、タペットガイド２２の下面５２には、図７Ｂに示すように、ガイド溝５０Ａ，５０Ｂからなる十字状ガイド溝５０を下方向に延設するように４つの脚部５３が突出して設けられている。タペット２１は、吸気バルブ１６の開閉時のバルブリフト量に対応して上下動する。十字状ガイド溝５０は、少なくとも、このようなタペット２１の上下動の際にタペットローラー３６及びアーム３９をそれぞれ両側面からガイドし得るに十分な上下方向長さを有している。なお、これらのガイド溝５０及び脚部５３の内側面は、タペットガイド２２のガイド部を構成する。詳細には、ガイド溝５０Ａの内面は、タペットローラー３６の側面に当接し、タペットローラー３６の姿勢と左右方向の位置を維持すると共に、吸気バルブ１６の軸方向（本実施例ではタペットガイド２２の厚さ方向）への摺動をガイドする。ガイド溝５０Ｂの内面は、アーム３９の側面に当接し、タペットローラー３６の軸位置（吸気バルブ１６の軸に対して垂直方向の位置、略前後方向の位置）を維持すると共に、吸気バルブ１６の軸方向（本実施例ではタペットガイド２２の厚さ方向）へのアーム３９の摺動をガイドする。
【００４０】
上述したように、本実施の形態に係るタペット２１においては、カム２０との当接部３６ｃがバルブステム１６ａの軸方向から見て、バルブステム１６ａとバルブステム１６ｂとの間の中央に配置されておらず、一方のバルブステム１６ａ側に偏って配置されている。このため、吸気バルブ１６の開閉時にタペット２１がカム２０によって押されると、タペット２１には一方のバルブステム１６ａ側へ倒す方向の力が作用する。この結果、タペット２１は、タペットガイド２２のガイド溝５０内で僅かに傾いた状態でシム４０を押すこととなる（図８参照）。このようなタペット２１の傾きは、タペットアーム３９ａ，３９ｂによる一対のバルブステム１６ａ，１６ｂを押すタイミングのずれの原因となる結果、バルブリフトタイミングのずれとなって現れる。バルブリフトタイミングのずれが生じた場合には、カム２０のランプ部による所望のタイミングで一方の吸気バルブ１６を開閉できず、ランプ部による着座時の衝撃緩和効果を得ることができない。この結果、着座時における衝撃により吸気バルブ１６の耐久性が低下する。
【００４１】
このような吸気バルブ１６への衝撃を防止すべく、本実施の形態に係る動弁装置においては、タペット２１における一方のアーム部３９ａの下面と一方のバルブステム１６ａの上端部との長さを、他方のアーム部３９ｂの下面と他方のバルブステム１６ｂの上端部との長さよりも短く構成する。すなわち、本実施の形態に係る動弁装置においては、当接部３６ｃの配置に伴って発生するタペット２１の傾きを矯正せず、一対のアーム部３９ａ，３９ｂと一対のバルブステム１６ａ，１６ｂとの間の長さを調整することで、バルブリフトタイミングを一致させ、吸気バルブ１６への衝撃を防止する。このように構成することにより、カム２０との当接部３６ｃが一方のバルブステム１６ａ側に偏って配置される場合であっても、カム２０によるタペット２１の押圧動作に伴う傾きを考慮して傾いた状態での吸気バルブ１６の開閉タイミングを調整できるので、一対の吸気バルブ１６相互のバルブリフトタイミングのずれを改善して、一対の吸気バルブ１６の着座のタイミングを揃えると共に、着座のタイミングをカム２０のランプ部の作動範囲と合わせてランプ部の効果を確実に利用して着座時における吸気バルブ１６への衝撃を防止することが可能となる。
【００４２】
図８は、本実施の形態に係るタペット２１周辺の構成を説明する模式図である。なお、図８においては、説明の便宜上、バルブステム１６ａ，１６ｂの軸方向に沿った直線Ｖを示している。この直線Ｖは、シリンダーヘッド１０に対する取り付け面を構成するタペットガイド２２の下面５２と直交する。また、図８においては、タペット２１の当接部３６ｃがカム２０に押されて一方のバルブステム１６ａ側に僅かに傾き（具体的には、図８に示す角度θだけ傾き）、タペットガイド２２のガイド部（ガイド溝５０Ａ及び脚部５３の内側面）にタペットローラー３６の両側面３６ａ，３６ｂが当接した状態について示している。
【００４３】
図８Ａに示すように、本実施の形態に係る動弁装置においては、一対のアーム部３９ａ，３９ｂと一対のバルブステム１６ａ，１６ｂとの間に配置されるシム４０（４０ａ，４０ｂ）の厚さ寸法を互いに異ならせることで、バルブリフトタイミングを一致させ、吸気バルブ１６への衝撃を防止する。具体的には、当接部３６ｃと遠い側となるバルブステム１６ｂに対応するシム４０ｂにおけるバルブステム１６ａ，１６ｂの軸方向に沿った寸法（Ｌ１）を、当接部３６ｃに近い側となるバルブステム１６ａに対応するシム４０ａにおける同一方向に沿った寸法（Ｌ２）よりも大きく構成する。本実施の形態に係る動弁装置によれば、シム４０ａ，４０ｂの寸法（厚さ）によって、一対のアーム部３９ａ，３９ｂの下面と一対のバルブステム１６ａ，１６ｂの上端部との長さを所望の長さに設定できるので、タペット２１に特別な構成を必要とすることなく、カム２０によるタペット２１の押圧動作に伴う傾きの影響を無くして吸気バルブ１６の開閉タイミングを揃えると共に、ランプ部との関係を調整することが可能となる。
【００４４】
この場合において、シム４０（４０ａ，４０ｂ）の厚さ寸法（Ｌ１，Ｌ２）は、図８Ａに示すように、タペットガイド２２のガイド部にタペットローラー３６の両側面３６ａ，３６ｂが当接した状態（傾いた状態）で一方のシム４０ａに一方のアーム部３９ａが当接した時に、他方のシム４０ｂに他方のアーム部３９ｂが当接するように設定される。つまり、タペット２１が傾いた状態で、シム４０（４０ａ，４０ｂ）の厚さを含めた一対のアーム部３９ａ，３９ｂによる一対のバルブステム１６ａ，１６ｂの押圧位置が、これらの軸方向における同一高さの位置に配置される寸法とされる。このような厚さ寸法とすることにより、カム２０によりタペット２１が押圧されている状態において、一対の吸気バルブ１６の動作位置を、バルブステム１６ａ，１６ｂの軸方向における同一高さの位置に合わせることができることから、カム２０によるタペット２１の押圧動作に伴う傾きが問題とならない様に一対の吸気バルブ１６の開閉タイミングを合わせることが可能となって、吸気バルブ１６の開閉タイミング（着座タイミング）をランプ部による作動位置に効果的に調整することが可能となる。
【００４５】
以上説明したように、本実施の形態に係る動弁装置においては、ローラー式のタペット２１に設けられた一方のアーム部３９ａの下面と一方のバルブステム１９ａの上端部との長さ（距離）を、他方のアーム部３９ｂの下面と他方のバルブステム１９ｂの上端部との長さ（距離）よりも短くし、その差をシム４０（４０ａ，４０ｂ）の厚さの差で吸収するように構成している。これにより、カム２０との当接部３６ｃが一方のバルブステム１９ａ側に偏っている場合であっても、カム２０によるタペット２１の押圧動作に伴う傾き（タペットガイド２２のガイド溝５０内での隙間によるタペット２１の傾き）を吸収して一対の吸気バルブ１６の開閉タイミングを合わせることができると共にカム２０に対する吸気バルブ１６の開閉タイミングを調整できるので、バルブリフトタイミングのずれを改善して、着座時における吸気バルブ１６への衝撃を防止することが可能となり、耐久性が向上する。
【００４６】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【００４７】
例えば、上述した実施の形態に係る動弁装置においては、シム４０（４０ａ，４０ｂ）の厚さ寸法を所定の厚さ寸法に設定することで、一対のアーム部３９ａ，３９ｂと一対のバルブステム１６ａ，１６ｂとの間の長さを調整してバルブリフトタイミングを一致させる場合について説明している。しかしながら、一対のアーム部３９ａ，３９ｂと一対のバルブステム１６ａ，１６ｂとの間の長さを調整する構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。
【００４８】
例えば、図８Ｂに示すように、一対のアーム部３９ａ，３９ｂの下面に設けられる突出部３９ｄ，３９ｅにおける一対のバルブステム１６ａ，１６ｂの軸方向に沿った寸法（突出高さ）を異ならせ、それぞれ所定の寸法及び寸法差に設定することで、一対のアーム部３９ａ，３９ｂと一対のバルブステム１６ａ，１６ｂとの間の長さを調整し、一対の吸気バルブ１６の開閉タイミングを合わせると共にカム２０に対する吸気バルブ１６の開閉タイミングを調整することも可能である。具体的には、当接部３６ｃと遠い側となるバルブステム１６ｂに対応する突出部３９ｅにおけるバルブステム１６ａ，１６ｂの軸方向に沿った寸法（Ｌ１）を、当接部３６ｃに近い側となるバルブステム１６ａに対応する突出部３９ｄにおける同一方向に沿った寸法（Ｌ２）よりも大きく構成する。なお、この場合、シム４０（４０ａ，４０ｂ）の厚さ寸法は共通化できる。このように変更した場合には、突出部３９ｄ，３９ｅの寸法によって、一対のアーム部３９ａ，３９ｂの下面と一対のバルブステム１６ａ，１６ｂの上端部との長さ（距離）を所望の長さに設定できるので、タペット２１以外の周辺部品に特別な構成を必要とすることなく、カム２０によるタペット２１の押圧動作に伴う傾きを吸収して吸気バルブ１６の開閉タイミングを調整することが可能となる。なお、突出部３９ｄ，３９ｅの寸法による調整とシム４０（４０ａ，４０ｂ）による調整を併用しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上説明したように、本発明は、ローラー式のタペットが適用された動弁装置においてバルブリフトタイミングのずれを改善するのに有用である。
【符号の説明】
【００５０】
１６  吸気バルブ
１６ａ，１６ｂ  バルブステム
２０  カム
２０ａ〜２０ｅ  カムロブ
２１  ローラー式のタペット
２２  タペットガイド
３０  スプリングリテーナ
３１  スプリングシート
３２  バルブスプリング
３６  タペットローラー
３６ａ，３６ｂ  ローラー側面
３６ｃ  当接部
３７  ベアリング
３８  芯部
３９，３９ａ，３９ｂ  アーム
３９ｄ，３９ｅ  突出部
４０，４０ａ，４０ｂ  シム
５０，５０Ａ，５０Ｂ  ガイド溝
５１ａ〜５１ｄ  ねじ穴
５２  タペットガイドの下面
５３  脚部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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