(57)【要約】【課題】ローラー式のタペットの配置姿勢が傾いても、潤滑油不足による装置各部の損傷を防ぐこと。【解決手段】タペットガイド（２２）のガイド部（５０）にガイドされてバルブステム（１６ａ）の軸方向に往復動可能なローラー式のタペット（２１）がバルブステムの上部間に架設配置され、タペットがカム（２０）に押されて往復動し、バルブスプリング（３２）の弾力に抗してバルブスプリングを押し下げることで、１つのタペットが２つのバルブ（１６）を開くように構成された内燃機関の動弁装置において、タペットガイドに内燃機関の潤滑油を受け止め、潤滑油をタペットに向けて導く凹部（５２）、（５３）が形成される構成とした。【選択図】図６
2015004327.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バルブステムの上部間に架設配置され、前記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つの前記タペットが２つのバルブを開くように構成された内燃機関の動弁装置において、
前記タペットガイドには内燃機関の潤滑油を受け止め、潤滑油を前記タペットに向けて導く凹部が形成されたことを特徴とする内燃機関の動弁装置。
【請求項２】
前記内燃機関は車両に搭載されており、前記タペットガイドの上面は車両の後方側が高くなるように傾斜しており、
前記タペットガイドの上面において、前記タペットの回転中心よりも車両の後方側に前記凹部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項３】
前記タペットガイドのガイド部と前記タペットとの間に隙間が確保され、前記ローラー式のタペットに対して前記カムの当接位置が一方の前記バルブステム側に偏っており、
前記カムの当接面に当接する前記タペットの外周面がテーパー状に形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項４】
前記タペットガイドの上面には、テーパー状の前記タペットの大径側に前記凹部が形成されることを特徴とする請求項３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の動弁装置に関し、特に複数段階にバルブのリフト量を調整できる三次元カム機構を用いた内燃機関の動弁装置に関する。
【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つのリフト量及び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る。タペットは、タペットローラーの両側面から左右方向にタペットアームが延び、タペットアームの両端が各吸気バルブのステムエンドを押圧するように配置されている。また、タペットはシリンダーヘッド内のタペットガイドにガイドされており、三次元カムに押されることでタペットガイドにガイドされながら２本の吸気バルブを同時に押し下げる。
【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、燃焼室形状等を変更する必要がなくなり、シリンダーヘッド以下を既存エンジンのまま、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、上述の従来の動弁装置は、ローラー式のタペットが左右非対称に形成されているため、タペットとカムと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。この為、タペットがカムに押されると、タペットに作用する力が一方のバルブステム側に偏り、タペットガイドの寸法公差分だけタペットに傾きが生じる。また、上記した動弁装置では、タペットに対して十分な量の潤滑油が供給され難く、タペットとタペットガイドとの接触部分が摩耗するおそれがある。また、潤滑油が不足してタペットの軸心部分に適切な潤滑油膜が形成されない場合、タペットの耐久性が低下する問題がある。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ローラー式のタペットの配置姿勢が傾いても、潤滑油不足による装置各部の損傷を防ぐ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】
【０００８】
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バルブステムの上部間に架設配置され、前記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つの前記タペットが２つのバルブを開くように構成されており、前記タペットガイドには内燃機関の潤滑油を受け止め、潤滑油を前記タペットに向けて導く凹部が形成されたことを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、内燃機関内を循環する潤滑油の一部がタペットガイドに形成された凹部に受け止められ、その潤滑油が凹部を伝ってタペットに導かれる。ローラー式のタペットはカムに押されてバルブステムの軸方向に往復動しながら回転するため、潤滑油は回転するタペットに巻き込まれる。タペットへの潤滑油の供給量を増やすことができ、ガイド部とタペットとの接触部分の隅々まで潤滑油を供給できる。よって、タペットガイドに対してタペットが傾いて配置された場合であっても、潤滑油不足によるタペットガイドやタペットの損傷を防ぐことができる。
【００１０】
また本発明の内燃機関の動弁装置において、前記内燃機関は車両に搭載されており、前記タペットガイドの上面は車両の後方側が高くなるように傾斜しており、前記タペットガイドの上面において、前記タペットの回転中心よりも車両の後方側に前記凹部が形成されることを特徴とする。この構成によれば、車両の後方側の凹部に受け止められた潤滑油は、自重によって凹部を伝ってタペットの回転中心に向けて導かれる。このため、タペットへの潤滑油の供給を効果的に行うことができる。
【００１１】
また本発明の内燃機関の動弁装置において、前記タペットガイドのガイド部と前記タペットとの間に隙間が確保され、前記ローラー式のタペットに対して前記カムの当接位置が一方の前記バルブステム側に偏っており、前記カムの当接面に当接する前記タペットの外周面がテーパー状に形成されることを特徴とする。この構成によれば、タペットがカムによって押し下げられると、タペットに作用する力が一方のバルブステム側に偏り、タペットの配置姿勢に傾きが生じる。このとき、タペットの外周面がテーパー状に形成されているため、カムの当接面とタペットの外周面との接触面積が大きくなる。よって、タペットが傾いた場合であっても、カムとタペットとの接触部分における応力集中を抑えることができ、カム及びタペットの耐久性を向上させることができる。
【００１２】
また本発明の内燃機関の動弁装置において、前記タペットガイドの上面には、テーパー状の前記タペットの大径側に前記凹部が形成されることを特徴とする。この構成によれば、摩耗が大きいタペットの大径側に多くの潤滑油を供給できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の内燃機関の動弁装置によれば、内燃機関内の潤滑油の一部がタペットガイドの凹部に受け止められ、その潤滑油が凹部を伝ってタペットに供給されることで、潤滑油不足によるタペットガイドやタペットの損傷を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るシリンダーヘッドの上面図である。
【図２】図１のＡ-Ａ線に沿う断面図である。
【図３】本発明の実施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】本発明の実施形態に係る動弁装置の吸気側構成を示す図である。
【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】本発明の実施形態に係る吸気バルブ周辺の拡大図である。
【図７】本発明の実施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】本発明の実施形態に係るタペットによる潤滑油供給の説明図である。
【図９】本発明の実施形態に係るタペットとカムの接触状態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
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、本発明の実施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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
また、吸気バルブ１６及び排気バルブ１７のバルブステム１６ａ、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、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、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、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、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。
【００２２】
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、本発明の実施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、本発明の実施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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。即ち本発明の実施形態に係る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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
次に、図６及び図７を参照して、動弁装置の吸気バルブ周辺の構成について詳細に説明する。図６は、本発明の実施形態に係る吸気バルブ周辺の拡大図である。図６Ａは、吸気バルブ周辺の上面図であり、図６Ｂは、図６ＡのＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図７は、本発明の実施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７Ａは、タペット及びタペットガイドを上方から見た斜視図であり、図７Ｂは、タペット及びタペットガイドを下方から見た斜視図である。
【００３１】
図６及び図７に示すように、ローラー式のタペット２１は、タペットガイド２２によってガイドされており、一対の吸気バルブ１６を同時に開閉する動弁装置の一部を構成している。タペット２１は、一対のバルブステム１６ａの上部間に架設配置されている。タペット２１は、バルブステム１６ａの軸方向から見た図６Ａに示されているように、一対のバルブステム１６ａ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の両側面から左右方向（一対のバルブステム１６ａ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の先端部で一対のバルブステム１６ａ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は、芯部３８の外周面と外輪３６１との間に針状のローラー３７が周方向に複数設けられたニードルベアリングになっている。タペットローラー３６の外周面（外輪３６１の外周面であって、カム２０と当接する面）は、回転軸に垂直な断面が円形であって、回転軸方向の一端から他端に向かって外径が徐々に大きくなるテーパー状に形成されている。
【００３２】
タペットガイド２２は、上面視略矩形状に形成されており、略矩形状の４隅であって車両前方側に２つの取付穴５１が設けられ、車両前方側の２つの取付穴５１の左右方向の間隔よりも間隔が広くなるように車両後方側に２つの取付穴５１が設けられている。タペットガイド２２は、各取付穴５１でネジ止されることでシリンダーヘッド１０の適所に配置固定される。また、タペットガイド２２には、一対の吸気バルブ１６に対応して一対の円形開口５６が形成されている。この円形開口５６により、バルブステム１６ａの上端に固定されたスプリングリテーナ３０及びシム４０とタペットガイド２２との干渉が回避され、スプリングリテーナ３０及びシム４０が上方から視認可能に露出される。また、タペットガイド２２の中央には、ローラー式のタペット２１を吸気バルブ１６の軸方向に摺動可能にガイドするガイド部５０が形成されている。
【００３３】
ガイド部５０は、タペットガイド２２の厚さ方向に貫通してローラー式のタペット２１が配置される貫通孔と、この貫通孔の周縁からタペットガイド２２の厚さ方向に突出する延設部によって構成される。詳細には、ガイド部５０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穴５０ａと、タペットアーム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）へのタペットアーム３９の摺動をガイドするガイド穴５０ｂとによって構成されている。そして、図６Ａに示されているように、ガイド穴５０ａは、タペットローラー３６の径方向に延在しており、ガイド穴５０ｂは左右方向に延在して一対の円形開口５６を繋いでいる。また、タペットガイド２２の下面（燃焼室１３側の面）に突出形成された延設部は、ガイド部５０をバルブステム１６ａの軸方向に延長するようにガイド穴５０ａの周囲から突設されるが、その一部がガイド穴５０ｂによって削除されていると共に、小型軽量化の為タペットローラー３６の径方向位置には形成していない。つまり、延設部（ガイド部５０）は、図７Ｂに示されているように、４つの脚部５４が突設されている。４つの脚部５４は、タペット２１の往復動をガイドするのに十分な長さを有している。
【００３４】
タペットローラー３６は、図２に示す様に、吸気バルブ１６が閉じた状態で略上半部をタペットガイド２２の上面から突出させた状態となるようにガイド穴５０ａに収容される。一対のタペットアーム３９は、先端部を一対の円形開口５６に突出させた状態でガイド穴５０ｂに収容される。円形開口５６内では、タペットアーム３９の先端部がシム４０を介してバルブステム１６ａに支持される。このように、ローラー式のタペット２１は、タペットガイド２２にガイドされた状態で、一対の吸気バルブ１６に両持ちで支持されている。
【００３５】
タペットガイド２２の上面には、車両前方側及び車両後方側の左右両側に、内燃機関内の潤滑油をローラー式のタペット２１に向けて導く４つの凹部５２、５３が形成されている。このとき、車両前方側の一対の取付穴５１の車幅方向の間隔が、車両後方側の一対の取付穴５１よりも車幅方向の間隔が狭いため、凹部５３よりも凹部５２が小さく形成されている。車両前方側の凹部５２及び車両後方側の凹部５３は、それぞれオイル溜め５２ａ、５３ａとオイル溝５２ｂ、５３ｂとで構成されている。潤滑油は、タペットガイド２２のオイル溜め５２ａ、５３ａに受け止められ、オイル溝５２ｂ、５３ｂに沿ってタペットローラー３６及びガイド穴５０ａに導かれる。
【００３６】
このとき、タペットローラー３６は、カム２０に押されてバルブステム１６ａの軸方向に往復動しながら回転する。タペットローラー３６に導かれた潤滑油は、タペットローラー３６の回転に巻き込まれながら、タペットローラー３６とガイド穴５０ａとの隙間や、タペットローラー３６内のローラー３７等隅々まで供給される。このため、ローラー式のタペット２１の各部やタペットガイド２２のガイド部５０に十分な厚みの潤滑油膜が形成され、異常摩耗や内輪剥離等による不具合が解消される。このように、本実施の形態では、タペットガイド２２に凹部５２、５３を形成して、タペットローラー３６に対して潤滑油を効果的に供給している。なお、潤滑油は、各部品同士の摩耗を抑えるだけでなく、内燃機関の冷却、洗浄、防錆、各部品間の密封、緩衝等の役割も果たしている。
【００３７】
次に、図８を参照してタペットガイドにおける潤滑油の流れについて説明する。図８は、本発明の実施形態に係るタペットによる潤滑油供給の説明図である。図８Ａは、タペットガイドにおける潤滑油の流れを上方から見た図であり、図８Ｂは図８ＡのＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【００３８】
図８に示すように、タペットガイド２２は、タペットローラー３６の回転中心（芯部３８）よりも車両後方側が高くなるように傾斜して配置されている。上述したように、内燃機関内では潤滑油が循環しており、内燃機関内の各部品を伝って流れる潤滑油やカム２０から飛散してくる潤滑油の飛沫をタペットガイド２２のオイル溜め５２ａ、５３ａにて受け止める。減速走行時や等速走行時においては、タペットガイド２２の後方側が高くなるように傾斜しているため、矢印Ｆ１に示すように車両後方側のオイル溜め５３ａ内の潤滑油がオイル溝５３ｂを下ってタペットローラー３６及びガイド穴５０ａに流れ込み易くなっている。そして、本実施の形態では、図２おいてタペットローラー３６は時計回りに回転する。つまり、図８においては、カム２０との当接側となる紙面手前側が図面の左側（ＲＥ側）に回動し、紙面奥側に回動するので、潤滑油はタペットローラー３６の回転に巻き込まれながら、タペットローラー３６とガイド穴５０ａとの隙間や、タペットローラー３６内に供給される。特に、後述するようにカム２０からの押圧力が中心線Ｌ１（図９参照）よりも一方側（後述する他端側）に偏った位置に入力されるローラー式のタペット２１では、一方側にタペット２１が傾いてタペットローラー３６がガイド穴５０ａの上面近傍に強く当たることになるが、タペットローラー３６の回転方向による巻き込みと凹部５３によって潤滑油が当該部位に効果的に供給され、磨耗が抑制されて耐久性が向上すると共に、タペット２１のスムーズな動きを確保することができる。
【００３９】
一方、加速走行時においては、タペットガイド２２に供給された潤滑油が慣性力を受けるため、矢印Ｆ２に示すように車両前方側のオイル溜め５２ａ内の潤滑油がオイル溝５２ｂを上ってタペットローラー３６に流れ込み易くなっている。そして、潤滑油はタペットローラー３６の回転に巻き込まれながら、タペットローラー３６とガイド穴５０ａとの隙間や、タペットローラー３６内に供給される。このように、車両後方側のオイル溜め５３ａは主に減速走行時や等速走行時にタペットローラー３６に潤滑油を導き、車両前方側のオイル溜め５２ａは主に加速走行時にタペットローラー３６に潤滑油を導いている。よって、車両の走行状況に関わらず、タペットローラー３６に対して潤滑油を十分に供給することができ、潤滑油不足によるタペットガイドやタペットの損傷が防止される。
【００４０】
次に、図９を参照してタペットとカムとの接触状態について説明する。図９は、タペットとカムの接触状態の説明図である。図９Ａ及び図９Ｂは、比較例に係るタペットとカムの模式図であり、図９Ｃ及び図９Ｄは、本実施の形態に係るタペットとカムの模式図である。なお、図９Ａ及び図９Ｂに示す比較例に係るタペットローラーは、外周面をテーパー形状にしていない点でのみ、本実施の形態に係るタペットローラーと相違している。
【００４１】
図９Ａに示すように、タペットガイド２２のガイド穴５０ａの幅は、タペットローラー１３６のスムーズな動きを確保する為にタペットローラー１３６よりも僅かに幅広に設定されており、ガイド穴５０ａとタペットローラー１３６との間に隙間が確保されている。比較例に係るタペットローラー１３６の外周面１３６ａは、中心線Ｌ１（図６Ａのように、バルブステム１６ａの軸に対して垂直で、一対のバルブステム１６ａの中心を結ぶ線分の垂直二等分線）から一端側（図示左半部）に向かってＲ状に縮径しており、中心線Ｌ１よりも他端側（図示右半部）では一定の外径で円柱状（タペットローラー１３６の回動軸と同軸の円柱）に形成されている。このタペットローラー１３６では、カム２０の平坦部と当接するのは円柱状に形成された部分となっており、カム２０が当接する当接位置が他端側へ偏っている。
【００４２】
図９Ｂに示すように、タペットローラー１３６の外周面１３６ａには、中心線Ｌ１よりも他端側に偏った位置にカム２０が当接される。カム２０からの押圧力は、タペットローラー１３６に対して他端側に偏って入力される。この場合、ガイド穴５０ａとタペットローラー１３６との間には隙間が確保されているため、タペットローラー１３６が中心線Ｌ１よりも他端側に傾けられる。つまり、偏った位置にカム２０が当接するタペットローラー１３６は、偏った側でカム２０が当接する側のガイド穴５０ａの縁に強く接触する様に傾くことになる。そしてこの場合、タペットローラー１３６が傾くのに対して、カム２０は傾かないのでタペットローラー１３６とカム２０の接触面２０ｆの角度が異なることになり、タペットローラー１３６とカム２０との接触面積が小さくなって応力が集中し、分布に偏りが生じる。これによって、タペットローラー１３６とカム２０との接触部分が早期に磨耗するおそれがある。
【００４３】
これに対し、図９Ｃに示すように、本実施の形態に係るタペットローラー３６の外周面３６ａは、中心線Ｌ１から一端側（図示左半部）に向かってＲ状に縮径しており、中心線Ｌ１から他端側（図示右半部）に向かってテーパー状（直円錐状）に拡径する面に形成されている。すなわち、タペットローラーのテーパー面は、仮想線１３７によって示されるストレート面（タペットローラー３６の回動軸と同軸の円柱面）に対して微小角度だけ傾けられている。このタペットローラー３６においても、カム２０が当接する当接位置が他端側へ偏っている。図９Ｄに示すように、タペットローラー３６の外周面３６ａには、中心線Ｌ１よりも他端側に偏った位置にカム２０が当接される。このため、タペットローラー３６が中心線Ｌ１よりも他端側に傾けられる。なお、タペットローラー３６の外周面３６ａは、一端側から他端側に向かって拡径しているが、これに対してカム２０は、図５に示す様に他端側から一端側に向かって拡径し一端側ほどバルブリフト量が大きくなるように配置されている。
【００４４】
図９Ｄに示すように、タペットローラー３６にカム２０が当接したとき、タペットローラー３６の外周面３６ａは、カム２０の当接箇所がテーパー状に形成されているため、タペットローラー３６が傾くことで外周面３６ａとカム２０の当接面２０ｆとが平行に近けられる。よって、タペットローラー３６とカム２０との接触面積を大きくとることで応力集中を抑えることができ、タペットローラー３６とカム２０との接触部分の耐久性を向上させることができる。なお、タペットローラー３６のテーパー角度は、タペットローラー３６のスムーズな動きを確保する為に設定されているガイド穴５０ａとタペットローラー３６との間の隙間から求めることが可能であって、タペットローラー３６が傾く場合に、外周面３６ａとカム２０の当接面２０ｆとの接触部分を他端側に広げて接触面積を大きくできる程度に設定されていればよい。
【００４５】
以上のように、本実施の形態に係る内燃機関の動弁装置では、内燃機関内を循環する潤滑油の一部がタペットガイド２２に形成された凹部５２、５３に受け止められ、その潤滑油が凹部５２、５３を伝ってタペット２１に導かれる。ローラー式のタペット２１はカム２０に押されてバルブステム１６ａの軸方向に往復動しながら回転するため、潤滑油は回転するタペット２１に巻き込まれる。タペット２１への潤滑油の供給量を増やすことができ、ガイド部５０とタペット２１との接触部分の隅々まで潤滑油を供給できる。よって、タペットガイド２２に対してタペット２１が傾いて配置された場合であっても、潤滑油不足によるタペットガイド２２やタペット２１の損傷を防ぐことができる。
【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、本実施の形態において、図８Ａに示すように、タペットガイド２２の上面でガイド穴５０ａを挟んで左右両側に凹部５２、５３を形成する構成としたが、この構成に限定されない。少なくともタペットローラー３６の大径側のタペットローラー３６とタペットガイド２２との接触部に潤滑油を導くように凹部５２、５３が形成されていればよく、タペットガイド２２の左右片側に凹部５２、５３が形成されていてもよい。また、タペットローラー３６の大径側に潤滑油を導く凹部５２、５３が、タペットローラー３６の小径側に潤滑油を導く凹部５２、５３よりも大きく形成されてもよい。このような構成により、タペットローラー３６の大径側で潤滑油の巻き込み量が多くなるため、摩耗が大きいタペットの大径側に多くの潤滑油を供給できる。
【００４８】
また、本実施の形態において、内燃機関の動弁装置は、三次元カムによって吸気バルブ１６を開く構成としたが、この構成に限定されない。内燃機関の動弁装置は、１つのローラー式のタペットで２つのバルブを開く構成であればよい。
【００４９】
また、本実施の形態において、凹部５２、５３は、オイル溜め５２ａ、５３ａとオイル溝５２ｂ、５３ｂとによって構成されたが、この構成に限定されない。凹部５２、５３は、内燃機関内の潤滑油を受け止めてタペット２１に向けて潤滑油を導く構成であれば、どのように形成されてもよい。
【００５０】
また、本実施の形態において、タペットローラー３６の外周面３６ａがテーパー状に形成される構成としたが、この構成に限定されない。タペットガイド２２に潤滑油を導く凹部５２、５３が形成されていれば、タペットローラー３６の外周面３６ａはストレートに形成されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上説明したように、本発明は、ローラー式のタペットの配置姿勢が傾いても、潤滑油不足による装置各部の損傷を防ぐことができるという効果を有し、特に、複数段階にバルブのリフト量を調整できる三次元カム機構を用いた内燃機関の動弁装置に有用である。
【符号の説明】
【００５２】
１６  吸気バルブ
１６ａ  バルブステム
２０  カム
２１  タペット
２２  タペットガイド
３２  バルブスプリング
３６  タペットローラー
３９  タペットアーム
５０  ガイド部
５２、５３  凹部
５２ａ、５３ａ  オイル溜め
５２ｂ、５３ｂ  オイル溝
【図１】
2015004327.tif 000003
【図２】
2015004327.tif 000004
【図３】
2015004327.tif 000005
【図４】
2015004327.tif 000006
【図５】
2015004327.tif 000007
【図６】
2015004327.tif 000008
【図７】
2015004327.tif 000009
【図８】
2015004327.tif 000010
【図９】
2015004327.tif 000011