(57)【要約】【課題】ローラー式のタペットを適用した動弁装置において、カムの応力集中を改善すると共にバルブリフトタイミングのずれを改善すること。【解決手段】ローラー式のタペット（２１）のローラー（３６）とカム（２０）の当接部がバルブステム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、タペットガイド（２２）のガイド溝（５０Ａ）は、一方のバルブステム（１６ａ）側においてローラー（３６）と対面するガイド面（５４）におけるカム側がバルブ側よりもローラー側に突出してカム側の突出部（５６）を構成すると共に、他方のバルブステム（１６ｂ）側においてローラー側面の他方側と対面するガイド面（５５）におけるバルブ側がカム側よりもローラー側に突出してバルブ側の突出部（５７）を構成することを特徴とする。【選択図】図８
2015004336.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つのローラー式のタペットが２つ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のローラーと前記カムの当接部が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において、
前記ガイド部は、前記一方のバルブステム側においてローラー側面の一方側と対面するガイド面におけるカム側がバルブ側よりもローラー側に突出してカム側の突出部を構成すると共に、他方のバルブステム側においてローラー側面の他方側と対面するガイド面におけるバルブ側がカム側よりもローラー側に突出してバルブ側の突出部を構成することを特徴とする内燃機関の動弁装置。
【請求項２】
前記ガイド部は、前記両ガイド面をシリンダーヘッドの取り付け面に対する垂線から同一方向へ所定角度傾けて形成することで、前記カム側の突出部を構成すると共に前記バルブ側の突出部を構成する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】
前記ローラーが前記カム側の突出部及び前記バルブ側の突出部に当接した時に、前記ローラー式のタペットのバルブ押圧部がシリンダーヘッドへの取り付け面に対して平行となることを特徴とする請求項１または請求項２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、アクセル開度や運転状態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本の吸気バルブを同時に作動させるべく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。つまり、２本の吸気バルブの中央に配置された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先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、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なため、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、タペットがカムから押されると、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して、タペットの配置姿勢に傾きが生じる。タペットに傾きの無い配置状態では、タペットローラー外周面のうち平坦部がカムロブと線接触するが、タペットが傾くことによりカムとタペットローラーが点接触する状態になる。カムとタペットローラーが点接触した状態では、点接触した押圧箇所に応力集中が生じてカムが損傷する可能性がある。また、タペットが傾くことにより、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にカムから力が作用した際のタペットの配置姿勢を適正な姿勢にすることで、応力集中を改善すると共にバルブリフトタイミングのずれを改善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つのローラー式のタペットが２つ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のローラーと前記カムの当接部が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において、前記ガイド部は、前記一方のバルブステム側においてローラー側面の一方側と対面するガイド面におけるカム側がバルブ側よりもローラー側に突出してカム側の突出部を構成すると共に、他方のバルブステム側においてローラー側面の他方側と対面するガイド面におけるバルブ側がカム側よりもローラー側に突出してバルブ側の突出部を構成する。
【０００９】
この構成によれば、ローラー式のタペットがカムから押されない状態では、タペットの下部が、一方のバルブステム側のガイド面に対してカム側の突出部よりも一方のバルブステム側に配置され、タペットの上部が、他方のバルブステム側のガイド面に対してバルブ側の突出部よりも他方のバルブステム側へ配置されることで、タペットが他方のバルブステム側に傾いた姿勢で保持される。他方のバルブステム側に傾いた姿勢のタペットがカムから押されると、タペットがカムから受ける応力によってタペットが一方のバルブステム側へ傾き、タペットの上部が一方のバルブステム側となるカム側の突出部へ近づくと共に、タペットの下部がバルブ側の突出部に近づく。この結果、カムに対するタペットの傾きが解消され、カムとローラーが点接触から線接触になり、カムへの応力集中が大幅に改善される。また、タペットがカムから押される状態では、タペットが一方のバルブステム側へ傾く結果として、タペットがタペットガイドのシリンダーヘッドへの取り付け面に対して平行になる。これにより、バルブステムの上端部の高さがバルブステムの軸方向において同一位置となり、バルブリフトのタイミングを左右同時となるように改善することができる。
【００１０】
また本発明の内燃機関の動弁装置において、前記ガイド部は、前記両ガイド面をシリンダーヘッドの取り付け面に対する垂線から同一方向へ所定角度傾けて形成することで、前記カム側の突出部を構成すると共に前記バルブ側の突出部を構成しても良い。これにより、ガイド部の両ガイド面を平面形状に加工するだけで必要な突出部を構成できるので、ガイド面の形状を簡素化できると共に加工工程を簡略化できる。
【００１１】
また本発明の内燃機関の動弁装置において、前記ローラーが前記カム側の突出部及び前記バルブ側の突出部に当接した時に、前記ローラー式のタペットのバルブ押圧部がシリンダーヘッドへの取り付け面に対して平行となるように構成しても良い。これにより、タペットがカムから押された状態、即ち前記ローラーが前記カム側の突出部及び前記バルブ側の突出部に当接した時に、タペットの傾きが無くなるので、バルブリフトのタイミングを左右同時とすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の内燃機関の動弁装置によれば、タペットガイドのガイド面にカム側の突出部及びバルブ側の突出部を設けたので、ローラー式のタペットに力が作用した際のタペットの配置姿勢を適正な姿勢とすることができ、カムの応力集中を改善できると共にバルブリフトタイミングのずれを改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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を拡大した図である。
【図６】本発明の実施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ガイド溝の傾斜及びタペットの配置姿勢を示す模式図である。
【図９】タペットガイドのガイド溝の変形例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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エンジンに適用した例について説明する。
【００１５】
図１から図３は、本実施形態に係るエンジンにおけるシリンダーヘッドの構成例を示している。なお、以下の説明においては、車体前方を矢印Ｆｒ、車体後方を矢印Ｒｒ、車体左側を矢印Ｌ、車体右側を矢印Ｒでそれぞれ示す。
【００１６】
シリンダーヘッド１０はシリンダ本体１１の上部に固定され、その内部に動弁装置を収容する。本実施形態では並列４気筒エンジンを例示しており、気筒ごとに吸気側（ＩＮ）及び排気側（ＥＸ）にそれぞれ２つのバルブを有している。この実施形態では吸気側に３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。また、シリンダ本体１１内ではピストンが略上下に往復動するようになっている。
【００１７】
シリンダーヘッド１０は、この例では４つの気筒♯１〜♯４の配列方向に沿って延設され、上部に被着するシリンダーヘッドカバー１２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の底部には各気筒に対応する燃焼室１３が形成され、それぞれの燃焼室１３にはインテークポート１４とエキゾーストポート１５が連通形成される。燃焼室１３及びインテークポート１４間は、互いに隣接配置された一対の吸気バルブ１６によって開閉され、また、燃焼室１３及びエキゾーストポート１５間は互いに隣接配置された一対の排気バルブ１７によって開閉される。これら吸気バルブ１６及び排気バルブ１７を所定のタイミングで駆動制御することで、各気筒のシリンダに対する吸気及び排気を適正に制御することができる。
【００１８】
吸気バルブ１６の軸方向となるバルブステム１６ａ上方には気筒の配列方向に沿って、カムシャフト１８が複数のベアリング１９を介して、シリンダーヘッド１０に回転自在に支持される。カムシャフト１８にはシャフト回転方向には固定されたカム２０がシャフト軸方向にスライド可能に装着される。なお、カムシャフト１８は中空構造とし、その中空内部に潤滑油路を形成してカム２０等に注油することができる。各気筒に対応する計４つのカム２０を有し、各カム２０は３次元カムとして形成される。カム２０と吸気バルブ１６（バルブステム１６ａ）の間には、タペットガイド２２により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が配置される。これらについての詳細は後述する。
【００１９】
排気バルブ１７の軸方向となるバルブステム１７ａ上方には気筒の配列方向に沿って、カムシャフト２３が複数のベアリング２４を介して、シリンダーヘッド１０に回転自在に支持される。カムシャフト２３にはその軸方向所定位置にカム２５が装着固定される。各気筒の一対の排気バルブ１７に対応して計８つのカム２５を有し、排気側の各カム２５は平板状の平面カムとして形成される。カム２５と排気バルブ１７のバルブステム１７ａとの間には、バルブステム１７ａの軸方向に往復動可能な直打式のタペット２６が配置される。
【００２０】
吸気側のカムシャフト１８及び排気側のカムシャフト２３のそれぞれ一端にはスプロケット２７，２８が固着され、これらのスプロケット２７，２８とクランクシャフトの一端に固着するドライブスプロケットとの間にカムチェーンが巻回装架される。これによりクランクシャフトの回転でカムシャフト１８及びカムシャフト２３が同期回転する。
【００２１】
また、吸気バルブ１６はそのバルブステム１６ａがバルブガイド２９によってガイドされることで、バルブステム１６ａの軸方向に往復動する。バルブステム１６ａの端部に取り付けられたスプリングリテーナ３０とスプリングシート３１の間にバルブスプリング３２が装着され、このバルブスプリング３２の弾力によりバルブステム１６ａは常時上方へ付勢される。また、このときバルブステム１６ａの上端には、シム４０を介してタペット２１が当接する。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、バルブステム１６ａが下方へ付勢されて吸気バルブ１６が開くようになっている。
【００２２】
排気バルブ１７は、吸気バルブ１６と同様に、バルブステム１７ａの端部に取り付けられたスプリングリテーナ３０とスプリングシート３１の間にバルブスプリング３２が装着される。カム２５によりタペット２１を押し下げて、排気バルブ１７を作動させるが、そのリフトタイミングやバルブリフト量は吸気バルブ１６とは異なる設定になっている。
【００２３】
また、カム２０をカムシャフト１８に沿って移動させるカムスライド機構の駆動源として、シリンダーヘッドカバー１２上にアクセルモータ３３が搭載支持される。アクセルモータ３３は、この例ではシリンダーヘッド１０の右後側の角部に配置され、そのフランジ３３ａを介してボールスクリューハウジング３４に結合する。このボールスクリューハウジング３４内部には、後述するボールスクリュー等の部材が収容される。
【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を取り外した状態を示している。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は、シリンダーヘッド１０に取付け固定されたカムハウジング３５内に収容されるが、この場合、排気側のカムシャフト２３及びカム２５は略全体がカムハウジング３５内に完全に収容される。一方、吸気側のカムシャフト１８及びカム２０は、カムハウジング３５の実質的に外部に配置されるカムスライド機構と連結もしくはリンクするため、そのような連結構造を配設可能とすべく開放構造とし、その一部がカムハウジング３５から露呈する。
【００２５】
図４Ａ、Ｂは、動弁装置の吸気側構成例を示しており、図５は吸気側構成のカム部分を拡大した図である。吸気側のカム２０は、３段式３次元カムとして構成され、各気筒に１つのカム２０が設けられる。３次元カムは、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たものである。３段式３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沿って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。カム２０は、カムの回転軸方向に沿って、高、中、低のカムロブ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ（平坦部）を有するとともに、平坦部間を繋ぐようにカムシャフト１８の軸方向に緩やかに傾斜するプロフィールを持つカムロブ２０ｄ、２０ｅを有する。基本的には平坦部のカムロブ２０ａから２０ｃでタペット２１と当接して押し下げ、連続的に傾斜するカムロブ２０ｄ、２０ｅはカム２０の切替移行区間となる。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も変化し、即ちバルブリフト量が大きくなるのに従ってカム作用角も大きくなり、更にはバルブのリフトタイミングも変化させ得るように設定されている。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カム高さを３段階に切り替えることにより、吸気バルブのリフト量、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できる。
【００２６】
前述したように、シリンダーヘッドカバー１２上にアクセルモータ３３が搭載され、ボールスクリューハウジング３４内に配置構成されたカムスライド機構を作動させる。先ず、シリンダーヘッドカバー１２内には、カムシャフト１８の上方にて所定間隔おいてその軸方向に沿って、カムフォークシャフト４１が平行配置されている。このカムフォークシャフト４１はカムハウジング３５に設けた複数の軸受部３５ｂ（本例では５つ）により、その軸方向にスライド可能に支持される。ボールスクリューハウジング３４内部において、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が配置される。このボールスクリュー４２はその両軸端付近にて、シリンダーヘッドカバー１２及びボールスクリューハウジング３４の合せ面で一対のベアリング４３により回転可能に支持される。ボールスクリュー４２のアクセルモータ３３側の端部にはギア４４が取り付けられると共に、該アクセルモータ３３の出力軸にはピニオンギア４５（図３参照）が取り付けられ、これらのギア４４及びピニオンギア４５が噛合し、アクセルモータ３３の作動によりボールスクリュー４２が回転駆動される。
【００２７】
ボールスクリュー４２には、回転方向に固定されたスライドナット４６が噛合する。このスライドナット４６はナットフォーク４７を介してカムフォークシャフト４１と連結する。ナットフォーク４７はボールスクリュー４２の軸方向に配置されたベースプレート４７ａを有し、このベースプレート４７ａがカムフォークシャフト４１と結合する。より具体的には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、このうち２つの気筒♯２及、♯３に対するカムフォーク４８とベースプレート４７ａとが相互に結合される。各カムフォーク４８は、カム２０の端部に装着されたベアリングを介して、そのカム２０と回転自在に係合する。
【００２８】
上記構成のカムスライド機構において、アクセルモータ３３によりボールスクリュー４２が回転すると、スライドナット４６及びナットフォーク４７を介してカムフォークシャフト４１がその軸方向にスライドする。そして、このようにカムフォークシャフト４１がスライドするのに連動もしくは同期して、各カム２０が同時にカムシャフト１８の軸方向に沿ってスライドする。
【００２９】
ここで、上記のように構成された動弁装置における基本動作について概略説明する。エンジン運転時、自動二輪車のアクセルグリップの操作や運転状態に応じてアクセルモータ３３が作動し、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及びナットフォーク４７を介してカムフォークシャフト４１がスライドする。このカムフォークシャフト４１のスライドにより各カム２０が同時にカムシャフト１８の軸方向に沿ってスライドする。例えば、エンジン低速時（エンジン回転が低い時）にはタペット２１はカム２０に対して、例えばカム高さの低いカムロブ２０ｃに当接している。この状態で加速、即ちアクセルを開く等の操作及び所定の運転状態になると、アクセルモータ３３の作動によりカム２０のスライドに伴いタペット２１は次にカム高さの高い部位であるカムロブ２０ｂに当接し、これによりカム２０が持つリフト特性に従ってバルブリフト量が増大する。一方、減速時にはアクセルを戻すことで、上記とは逆の動作でバルブリフト量を減少させる。
【００３０】
次に、タペットユニットについてさらに詳しく説明する。図６はタペット２１から吸気バルブ１６までの上面図及び断面図であり、図７はタペット２１及びタペットガイド２２の斜視図である。タペットガイド２２の４隅に設けられたねじ用穴５１ａ〜５１ｄに挿入される４つのねじ（図４参照）によりタペットガイド２２がシリンダーヘッド１０の適所に配置固定される。タペットガイド２２の下面５２は、後述するガイド溝の形成領域を除けば平面形状に形成されており、シリンダーヘッド１０への取り付け面となる。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アーム３９とを有する。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（回転軸を含む断面にて回転軸と平行な形状部分）であってカム２０と当接する当接部３６ｃが形成されている。タペットローラー３６の外周面における当接部３６ｃの位置は、タペットローラー３６の回転軸方向において一方のバルブステム１６ａ側へ偏った位置となっている。タペットローラー３６の外周面において、当接部３６ｃが最大径となり、他方のバルブステム１６ｂ側に掛けて外径が小さくなっている。即ち、ローラー式のタペット２１は左右非対称であり、タペット２１の中央にタペットローラー３６が配置されているが、タペット２１とカム２０とが当接する当接位置が一方のバルブステム１６ａ側へ偏っている。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。アーム３９はバルブステム１６ａ、１６ｂの上端まで延出し、シム４０を介してバルブステム１６ａ、１６ｂの上端と間接的に当接する。アーム３９の両端部がバルブステム１６ａ、１６ｂの上端を押し下げるバルブ押圧部を構成する。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３９がバルブスプリング３２の弾力に抗してバルブステム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。
【００３１】
タペット２１は、隣接する２つのバルブステム間に配置される。この場合、タペットローラー３６の一部がシリンダーヘッド高さ方向において、バルブスプリング３２と重なって配置される。本実施形態ではシム４０によりタペットクリアランスの調整を行うようにしている。そして、タペットローラー３６内のベアリング３７がバルブスプリング３２とオーバーラップする位置までタペット２１を下げることが可能になる。
【００３２】
また、タペットローラー３６の回転軸は図６Ｂの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。上記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。
【００３３】
また、タペットガイド２２はタペットローラー３６がバルブステム軸方向（実車では上下方向）のみ作動可能なように、上面視で略十字状にガイド溝５０が形成される。具体的には図７Ａ、図７Ｂに示されるように、タペットローラー３６の径方向に沿って、タペットガイド２２を上下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の軸方向に沿って貫通形成された他方のガイド溝５０Ｂとを有する。これらのガイド溝５０Ａ，５０Ｂにタペット２１が収容される。詳細には、十字状ガイド溝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溝５０Ａと、アーム部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）へのアーム部３９の摺動をガイドするガイド溝５０Ｂとによって構成されている。そして、タペットガイド２２にはアーム３９の端部周辺に開口５１が開設され、この開口５１を下側から臨むようにスプリングリテーナ３０が配置されるようになっている。
【００３４】
タペットガイド２２の上面は実質的に平坦に形成されるが、図７Ｂに示すように、下面にはガイド溝５０Ａ，５０Ｂで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が突設される。タペット２１は吸気バルブ１６の開閉時のバルブシフト量に対応して上下動するが、十字状ガイド溝は少なくとも、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。
【００３５】
ここで、図８を参照してタペットガイド２２におけるガイド溝５０Ａの傾斜及びタペット２１の配置姿勢について説明する。図８は、図６Ｂと同様な断面での模式図であって、バルブステム１６ａ、１６ｂの軸を含む断面である。ガイド溝５０Ａは、タペットローラー３６の幅（回転軸方向の長さ）に対応する間隔を隔てて対面する一対のガイド面５４、５５が形成されている。ガイド面５４、５５は、タペットガイド２２のカム側となる上面から脚部５３の先端にかけて、一対の平行な面として形成される。タペットガイド２２に収容されたタペット２１は、タペットローラー３６の一方の側面３６ａがガイド面５４と対向し、他方の側面３６ｂがガイド面５５と対向する。タペット２１がガイド溝５０Ａ，５０Ｂ内を上下動可能なように、タペットローラー３６の両側面３６ａ、３６ｂとガイド面５４、５５との間には適切な隙間が確保される。
【００３６】
本実施形態では、ガイド溝５０Ａ（ガイド面５４、５５）が傾けて形成される。図８において、カムシャフト１８の回転中心を通りカムシャフト１８の回転軸（シャフト軸）に対して垂直な直線をＬ１とする。直線Ｌ１はカムシャフト１８のシャフト軸方向と直交しているので、カムシャフト１８のシャフト軸と平行に形成されたカムロブ２０ａから２０ｃは直線Ｌ１方向に高さが上下動することになる。そして、タペットローラー３６の外周面における平坦部である当接部３６ｃと直線Ｌ１とが垂直に交差すればタペット２１はカムシャフト１８に対して傾きが無い状態（正立状態）であり、当接部３６ｃと直線Ｌ１とが垂直に交差しなければ、タペット２１が傾いた状態（カムシャフト１８に対して傾いた状態）であると言える。ガイド溝５０Ａは、タペットローラー３６の径方向に沿って形成されており、バルブステム１６ａ、１６ｂの軸方向から見てカムシャフト１８のシャフト軸と垂直となる方向に沿って形成されている。そして、図８に示す様に、ガイド溝５０Ａは直線Ｌ１から角度αだけ傾いている。ガイド溝５０Ａの傾き方向は、タペットローラー３６のカム側となる上部が他方のバルブステム１６ｂ側に倒れる方向である。つまり、ガイド溝５０Ａは、カムシャフト１８に接近するほどバルブステム１６ｂ側となるように、カムシャフト１８に対して傾いている。ガイド溝５０Ａの傾き角度αは、図８Ｂに示されるように、タペット２１が左右非対称であることに起因してタペット２１押圧時に傾く角度に対応している。つまり、タペットローラー３６の両側面３６ａ、３６ｂとガイド溝５０Ａのガイド面５４、５５との間に設定された隙間の範囲内で、タペット２１（タペットローラー３６）はカム２０に押圧されて倒れることになるが、側面３６ａとガイド面５４、及び、側面３６ｂとガイド面５５が当接した限界倒れ状態で、ローラー３６の回転軸とカムシャフト１８のシャフト軸が平行となるように、ガイド溝５０Ａの傾き角度αは設定されている。したがって、タペット２１はカム２０から押されることにより、カム２０から見て傾きの無い正立状態となる。
【００３７】
図８に示される構成例では、ガイド溝５０Ａのガイド面５４、５５の全体が一体として傾斜することによって、一方のバルブステム１６ａ側のガイド面５４におけるカム側（上部）が同ガイド面５４におけるバルブ側（下部）よりもタペットローラー３６側へ突出するカム側の突出部５６を構成している。また、他方のバルブステム１６ｂ側のガイド面５５におけるバルブ側（下部）が同ガイド面５５におけるカム側（上部）よりもタペットローラー３６側へ突出するバルブ側の突出部５７を構成している。タペットローラー３６の一方の側面におけるカム側の上部がカム側の突出部５６と接触する直前の状態（又は接触した状態）で、かつ他方の側面におけるバルブ側の下部がバルブ側の突出部５７に接触する直前の状態（又は接触した状態）では、タペット２１の傾きが無くなるように各突出部５６、５７のタペットローラー３６側への突出量が設定される。なお、タペットガイド２２に関し、バルブ側の面であってシリンダーヘッド１０への取り付け面となる下面は、カムシャフト１８のシャフト軸に平行な面で且つバルブステム１６ａ、１６ｂに垂直な面に形成され、カムシャフト１８側の面（上面）は、下面に対して斜めに形成されたガイド溝５０Ａ（ガイド面５４、５５）に垂直な面に形成されている。上面をガイド溝５０Ａに垂直な面とすることで、ガイド溝５０Ａの加工が容易となる。
【００３８】
以上のように構成されたタペットユニットにおいては、タペット２１がカム２０から押されるまでは、タペット２１の配置状態が、図８Ａに示されるようにガイド溝５０Ａに沿って斜めとなっている可能性がある。しかし、他方のバルブステム１６ｂ側に傾いた姿勢のタペット２１がカム２０から押されると（例えばカムロブ２０ａがタペットローラー３６の当接部３６ｃに接触してタペット２１が押されると）、タペット２１がカム２０から受ける応力によってタペット２１が一方のバルブステム１６ａ側へ傾き、タペット２１（タペットローラー３６）の上部が一方のバルブステム１６ａ側となるカム側の突出部５６へ近づくと共に、タペット２１（タペットローラー３６）の下部がバルブ側の突出部５７に近づき正立した状態となる(図８Ｂ)。タペット２１がカム２０に対して正立した状態(図８Ｂ)においては、平坦部であるカムロブ２０ａとタペットローラー３６の外周面における平坦部である当接部３６ｃとが平行な状態で線接触することになる。カム２０とタペット２１が点接触から線接触になることで、カム２０がタペット２１を押す力が均等に分散され、カム２０への応力集中が大幅に改善される。また、タペット２１がカム２０から押される状態では、タペット２１が一方のバルブステム１６ａ側へ傾く結果として、タペット２１がタペットガイド２２のシリンダーヘッド１１への取り付け面（５２）に対して平行になる。これにより、タペット２１に押されて開いた状態での左右のバルブステム１６ａ，１６ｂの上端部の高さがバルブステムの軸方向において同一位置となり、バルブリフトのタイミングを左右同時となるように改善することができる。
【００３９】
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。
【００４０】
例えば、上述した実施形態ではタペットガイド２２のガイド溝５０Ａを全体として傾ける構成としたが、ガイド溝５０Ａは傾けずにガイド面の間隔を拡大するとともに突出部を構成しても上述した実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００４１】
図９に示すように、ガイド溝５０Ａにローラーの回転軸方向に対向する一対のガイド面５８、５９を構成する。かかるガイド面５８、５９は直線Ｌ１に対して傾いていない（α＝０）平行平面で構成されていて、ガイド面５８とガイド面５９の間隔はタペット２１が傾いた際のローラー３６の回転軸方向の長さに相当する間隔に設定される。なお、ガイド面５８、５９は、タペット２１の組付けや摺動に支障が無い程度にローラー３６との間に隙間を有していれば良く、カムシャフト１８のシャフト軸に対して傾いていても良い。一方のバルブステム１６ａ側のガイド面５８におけるカム側（上部）が同ガイド面５８におけるバルブ側（下部）よりもタペットローラー３６側へ突出するように、ガイド面５８のカム側にカム側の突出部６１が形成されている。また、他方のバルブステム１６ｂ側のガイド面５９におけるバルブ側（下部）が同ガイド面５９におけるカム側（上部）よりもタペットローラー３６側へ突出するように、ガイド面５９のバルブ側にバルブ側の突出部６２が形成されている。タペットガイド２２に収容されたタペット２１はカム２０から押されない状態ではガイド溝５０Ａ内の隙間によって傾いた状態となる。即ち、タペット２１の下部が、一方のバルブステム１６ａ側のガイド面５８に対してカム側の突出部６１よりも一方のバルブステム１６ａ側に配置され、タペット２１の上部が、他方のバルブステム１６ｂ側のガイド面５９に対してバルブ側の突出部６２よりも他方のバルブステム１６ｂ側へ配置されることで、タペット２１が他方のバルブステム１６ｂ側に傾いた姿勢となる可能性がある。この状態からタペット２１がカム２０から押されると、図９に示されるように、タペット２１がカム２０から受ける力によってタペット２１が一方のバルブステム１６ａ側へ傾き（起き上がり）、タペット２１（タペットローラー３６）の上部が一方のバルブステム１６ａ側となるカム側の突出部６１へ近づくと共に、タペット２１（タペットローラー３６）の下部がバルブ側の突出部６２に近づく(図９)。そして、カム側の突出部６１とバルブ側の突出部６２の突出した先端面がタペットローラー３６との当接面となるが、このタペットローラー３６との当接面（先端面）のカムシャフト１８のシャフト軸方向での間隔は、タペットローラー３６の厚み寸法となっている。つまり、タペットローラー３６がカム側の突出部６１とバルブ側の突出部６２に当接した状態でローラー３６の回転軸とカムシャフト１８のシャフト軸が平行となるように、カム側の突出部６１とバルブ側の突出部６２の突出位置は設定されている。その結果、カムロブ２０ａとタペットローラー３６の当接部３６ｃとが平行な状態で線接触することになり、応力集中によるカム２０の破損を防止できる。また、左右のバルブステム１６ａ，１６ｂの上端部の高さがバルブステムの軸方向において同一位置となり、バルブリフトタイミングのずれを改善できる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
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カムの応力集中と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】
【００４３】
１０  シリンダーヘッド、１１  シリンダ本体、１２  シリンダーヘッドカバー、１３燃焼室、１４  インテークポート、１５  エキゾーストポート、１６  吸気バルブ、１６ａ  バルブステム（一方側）、１６ｂ  バルブステム（他方側）、１７  排気バルブ、１８  カムシャフト、１９  ベアリング、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、２３  カムシャフト、２４  ベアリング、２５  カム、２６  タペット、２７，２８  スプロケット、２９  バルブガイド、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、３３  アクセルモータ、３４  ボールスクリューハウジング、３５  カムハウジング、３５ｂ  軸受部、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  アーム、４０  シム、４１  カムフォークシャフト、４２  ボールスクリュー、４３  ベアリング、４４  ギア、４５  ピニオンギア、４６  スライドナット、４７  ナットフォーク、４８  カムフォーク、５０Ａ，５０Ｂ  ガイド溝、５１ａ〜５１ｄ  ねじ用穴、５２  タペットガイド下面、５３  脚部、５４，５５，５８，５９  ガイド面、５６、６１  カム側の突出部、５７、６２  バルブ側の突出部
【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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【図９】
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