(57)【要約】【課題】ロッカーアームおよびバルブ間に配置したタペット機構の摩耗や摩擦力を最大限に低減する。【解決手段】ロッカーアーム３４の先端に設けたアジャストボルト４４とバルブ１９のステム１９ａとの間に配置されたタペット機構４５は、バルブ１９のステム１９ａに固定したリテーナ５２と、そのリテーナ５２の内部に揺動自在に収納されたシム５１とを備える。シム５１は、アジャストボルト４４の球面部４４ａに摺動可能に面接触する第１球面部５１ａと、バルブ１９の平坦なステムエンド１９ｃに転がり接触する第２球面部５１ｂとを備える。点接触しながら摺動する部分がなないために、アジャストボルト４４、タペット機構４５およびバルブ１９の摩耗に対する耐久性が向上するだけでなく、シム５１からバルブ１９に横方向の摩擦力が加わらないので、バルブ１９のこじりを防止してスムーズな駆動を可能にすることができる。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
揺動部材（３４）とバルブ（１９）との間にタペット機構（４５）を配置したエンジンの動弁装置において、
前記タペット機構（４５）は、揺動部材（３４）に対して摺動可能に面接触するとともに、バルブ（１９）に対して転がり接触するシム（５１，５５）を有することを特徴とするエンジンの動弁装置。
【請求項２】
シム（５１，５５）は、揺動部材（３４）のアジャストボルト（４４）に摺動可能に面接触する第１球面部（５１ａ，５５ａ）と、バルブ（１９）の平坦なステムエンド（１９ｃ）に転がり接触する第２球面部（５１ｂ，５５ｂ）とを備えたことを特徴とする、請求項１に記載のエンジンの動弁装置。
【請求項３】
シム（５１）を、バルブ（１９）のステム（１９ａ）に固定したリテーナ（５２）の内部に保持したことを特徴とする、請求項２に記載のエンジンの動弁装置。
【請求項４】
シム（５５）を、揺動部材（３４）のアジャストボルト（４４）に固定したリテーナ（５４）の内部に保持したことを特徴とする、請求項２に記載のエンジンの動弁装置。
【請求項５】
シム（５５）をリテーナ（５４）の中央にセンタリングするスプリング（５６）を備えたことを特徴とする、請求項４に記載のエンジンの動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、揺動部材とバルブとの間にタペット機構を配置したエンジンの動弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のタペット機構は、ロッカーアームの先端に設けたアジャストボルト（タペット）の下端を球面で構成し、この球面を平面で構成したバルブのステムエンドに当接させていた。しかしながら、この構造では、バルブのステムが直線運動するのに対してアジャストボルトがロッカーアームシャフトを中心として揺動運動するため、アジャストボルトとステムエンドとの接触点がステムエンド上を擦れながら移動し、その部分に異常摩耗が発生する可能性があるだけでなく、アジャストボルトからステムエンドに加わる横方向（バルブの軸線に直交する方向）の摩擦力により、バルブにこじりが作用してスムーズな作動が阻害される可能性があった。
【０００３】
そこで、アジャストボルトの下端に揺動可能に球面接触するキャップを設け、このキャップの平坦な下面をバルブの平坦なステムエンドに摺動可能に面接触させたものが、下記特許文献により公知である。この構造を採用すると、バルブのステムエンドにキャップが点接触ではなく面接触しながら摺動するので、接触部の面圧を低下させて異常摩耗の発生を抑制する効果がある。
【０００４】
【特許文献】
特開平１１−２８０４２０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のものは、バルブのステムエンドにキャップが面接触しながら摺動するので、その摺動部の摩擦力を必ずしも充分に低減することができなかった。
【０００６】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、揺動部材およびバルブ間に配置したタペット機構の摩耗や摩擦力を最大限に低減することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、揺動部材とバルブとの間にタペット機構を配置したエンジンの動弁装置において、前記タペット機構は、揺動部材に対して摺動可能に面接触するとともに、バルブに対して転がり接触するシムを有することを特徴とするエンジンの動弁装置が提案される。
【０００８】
上記構成によれば、タペット機構に設けたシムが、揺動部材に対して摺動可能に面接触し、バルブに対して転がり接触するので、点接触しながら摺動する部分がなくなって揺動部材、タペット機構およびバルブの摩耗に対する耐久性が向上するだけでなく、シムからバルブに横方向の摩擦力が加わらないので、バルブのこじりを防止してスムーズな駆動を可能にすることができる。
【０００９】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記シムは、揺動部材のアジャストボルトに摺動可能に面接触する第１球面部と、バルブの平坦なステムエンドに転がり接触する第２球面部とを備えたことを特徴とするエンジンの動弁装置が提案される。
【００１０】
上記構成によれば、シムに設けた第１球面部を揺動部材のアジャストボルトに摺動可能に面接触させ、第２球面部をバルブの平坦なステムエンドに転がり接触させるので、シムの組付方向に制約がなくなって組付自由度が増加する。
【００１１】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、シムを、バルブのステムに固定したリテーナの内部に保持したことを特徴とするエンジンの動弁装置が提案される。
【００１２】
上記構成によれば、バルブのステムに固定したリテーナの内部にシムを保持したので、予めバルブ側にリテーナおよびシムを組み付けておくことで揺動部材の組付性が向上する。
【００１３】
また請求項４に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、シムを、揺動部材のアジャストボルトに固定したリテーナの内部に保持したことを特徴とするエンジンの動弁装置が提案される。
【００１４】
上記構成によれば、揺動部材のアジャストボルトに固定したリテーナの内部にシムを保持したので、予め揺動部材側にリテーナおよびシムを組み付けておくことでバルブの組付性が向上する。
【００１５】
また請求項５に記載された発明によれば、請求項４の構成に加えて、シムをリテーナの中央にセンタリングするスプリングを備えたことを特徴とするエンジンの動弁装置が提案される。
【００１６】
上記構成によれば、スプリングの弾発力でシムをリテーナの中央にセンタリングするので、バルブのステムエンドに対する転動によりリテーナの中央からずれたシムをスプリングの弾発力で元位置に復帰させ、シムの位置ずれによる不正接触の発生を防止することができる。
【００１７】
尚、実施例の吸気バルブ１９は本発明のバルブに対応し、実施例の吸気ロッカーアーム３４は本発明の揺動部材に対応する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１９】
図１〜図５は本発明の第１実施例を示すもので、図１はエンジンの部分縦断面図、図２はタペット機構の分解斜視図、図３はタペット機構の作用説明、図４は図３（Ａ）の要部拡大図、図５はタペット機構の効果を説明する模式図である。
【００２０】
図１に示すように、直列多気筒エンジンＥは、内部にシリンダボア１１…が設けられたシリンダブロック１２と、シリンダボア１１…に摺動自在に嵌合するピストン１３…と、シリンダブロック１２の頂面に結合されたシリンダヘッド１４と、シリンダヘッド１４およびピストン１３…間に形成された燃焼室１５…と、シリンダヘッド１４の頂面に結合されたヘッドカバー１６とを備える。シリンダヘッド１４に各々の燃焼室１５に連通する吸気ポート１７および排気ポート１８が形成されており、吸気ポート１７が２個の吸気バルブ１９，１９で開閉され、排気ポート１８が２個の排気バルブ２０，２０で開閉される。各々の吸気バルブ１９のステム１９ａはシリンダヘッド１４に設けたバルブガイド２１に摺動自在に嵌合し、上下のスプリングシート２２，２３間に配置したバルブスプリング２４によって閉弁方向に付勢される。また各々の排気バルブ２０のステム２０ａはシリンダヘッド１４に設けたバルブガイド２５に摺動自在に嵌合し、上下のスプリングシート２６，２７間に配置したバルブスプリング２８によって閉弁方向に付勢される。
【００２１】
シリンダヘッド１４に設けたカムシャフトホルダ２９およびカムシャフトキャップ３０間に、吸気カムシャフト３１および排気カムシャフト３２が回転自在に支持される。カムシャフトホルダ２９に固定した吸気ロッカーアームシャフト３３に吸気ロッカーアーム３４の一端部が枢支されており、吸気ロッカーアーム３４の中間部にピン３５で軸支したローラ３６が吸気カムシャフト３１に設けた吸気カム３７に当接する。またカムシャフトホルダ２９に固定した排気ロッカーアームシャフト３８に排気ロッカーアーム３９の一端部が枢支されており、排気ロッカーアーム３９の中間部にピン４０で軸支したローラ４１が排気カムシャフト３２に設けた排気カム４２に当接する。
【００２２】
そして両ロッカーアーム３４，３９の他端に係合してロックナット４３…で固定されたアジャストボルト４４…の下端に、吸気バルブ１９，１９および排気バルブ２０，２０のステムエンドに当接するタペット機構４５，４５が設けられる。吸気側のタペット機構４５および排気側のタペット機構４５は同一構造であるため、以下、代表として吸気側のタペット機構４５の構造を説明する。
【００２３】
図２〜図４に示すように、第１実施例のタペット機構４５はシム５１とリテーナ５２とを備える。シム５１は概略皿状の部材であって、アジャストボルト４４の軸線Ｌ上の中心Ｏ１を共有する第１球面部５１ａおよび第２球面部５１ｂと、両球面部５１ａ，５１ｂを接続する第３球面部５１ｃとを備える。シム５１の第２球面部５１ｂは、第１球面部５１ａの曲率半径よりも大きい曲率半径を有する。またアジャストボルト４４の下端には、その軸線Ｌ上に前記中心Ｏ１を有する球面部４４ａが形成されており、アジャストボルト４４の球面部４４ａとシム５１の第１球面部５１ａとは同一の曲率半径を有して摺動自在に密着する。またシム５１の第３球面部５１ｃの中心Ｏ２は、アジャストボルト４４の軸線Ｌと第２球面部５１ｂとの交点として設定される。
【００２４】
吸気バルブ１９のステム１９ａの上部には、スプリングシート２２を固定するコッタ５３が係合する環状溝１９ｂと、平坦なステムエンド１９ｃとが形成される。リテーナ５２は概略環状の部材であって、その固定孔５２ａが吸気バルブ１９の環状溝１９ｂとステムエンド１９ｃとの間に圧入により固定される。リテーナ５２の環状の本体部５２ｂには、周方向に９０°間隔で４個の保持爪５２ｃ…が設けられており、これらの保持爪５２ｃ…はシム５１の第３球面部５１ｃに対向することで、シム５１の揺動を許容しながら径方向の位置決めを行う。即ち、リテーナ５２の保持爪５２ｃ…の内面は、シム５１の第２球面部５１ｂが吸気バルブ１９のステムエンド１９ｃに沿って転動したときの第３球面部５１ｃの包絡面で構成される。
【００２５】
しかして、吸気カムシャフト３１に設けた吸気カム３７がローラ３６を押圧して吸気ロッカーアーム３４が吸気ロッカーアームシャフト３３まわりに反時計方向に揺動すると、吸気ロッカーアーム３４の先端に設けたアジャストボルト４４が、吸気バルブ１９のステムエンド１９ｃをタペット機構４５を介して押圧することにより、図３（Ｂ）に示すように吸気バルブ１９が下降して開弁する。
【００２６】
また吸気カム３７によるローラ３６の押圧が解除されると、図３（Ａ）に示すようにバルブスプリング２４の弾発力で吸気バルブ１９が開弁し、吸気バルブ１９のステムエンド１９ｃがタペット機構４５を介してアジャストボルト４４を押圧することにより、吸気ロッカーアーム３４が吸気ロッカーアームシャフト３３まわりに時計方向に揺動してローラ３６が吸気カム３７に追従する。
【００２７】
このようにして吸気ロッカーアーム３４の揺動に伴ってアジャストボルト４４の軸線Ｌが揺動すると、アジャストボルト４４の下端の球面部４４ａと、シム５１の第１球面部５１ａとが相互に面接触しながら摺動する。このとき、アジャストボルト４４の揺動に伴ってシム５１が揺動すると、シム５１の第３球面部５１ｃがリテーナ５２の保持爪５２ｃ…の内面に案内されながら、第２球面部５１ｂが吸気バルブ１９の平坦なステムエンド１９ｃ上を転がることで、第２球面部５１ｂとステムエンド１９ｃとの当接部の位置が例えばＰ１，Ｐ２のように変化する。
【００２８】
以上のようにしてアジャストボルト４４によりタペット機構４５を介して吸気バルブ１９が駆動されるとき、アジャストボルト４４の移動は図５（Ａ）に示す軸線Ｌの平行移動と、図５（Ｂ）に示す軸線Ｌの回転移動（揺動）とに別けられる。アジャストボルト４４の球面部４４ａとシム５１の第１球面部５１ａとの接触部は、平行移動および回転移動の両方の場合について球面どうしの面接触になるため、点接触に比べて接触面圧が低下することで摩耗を低減することができる。またシム５１の第２球面部５１ｂと吸気バルブ１９ステムエンド１９ｃとの接触部は、平行移動の場合については転がり接触となり、回転移動の場合については点接触となるが接触点が移動しないため、摩耗および摩擦抵抗の両方を大幅に低減することができる。
【００２９】
またタペット機構４５を吸気バルブ１９側に設けたので、吸気バルブ１９に予めタペット機構４５を組み付けておくことで、吸気ロッカーアーム３４の組付性を高めるとともに吸気ロッカーアーム３４の大型化を防止することができる。
【００３０】
次に、図６〜図８に基づいて本発明の第２実施例を説明する。
【００３１】
第１実施例のタペット機構４５は吸気バルブ１９に設けられているのに対し、吸気ロッカーアーム３４に設けられた第２実施例のタペット機構４５は、リテーナ５４と、シム５５と、スプリング５６とで構成される。概略環状に形成されたリテーナ５４は、アジャストボルト４４の環状溝４４ｂに嵌合して固定される固定孔５４ａと、固定孔５４ａを囲む環状の本体部５４ｂと、周方向に９０°間隔で配置された４個の保持爪５４ｃ…とを備える。リテーナ５４の内部に支持されたシム５５は、アジャストボルト４４の下端の球面部４４ａに摺動可能に当接する第１球面部５５ａと、保持爪５４ｃ…の内側の球面部５４ｄ…に摺動可能に当接するとともに吸気バルブ１９のステムエンド１９ｃ上を転動する第２球面部５５ｂと、第１球面部５５ａおよび第２球面部５５ｂを接続する側面部５５ｃとを備えており、第１球面部５５ａおよび第２球面部５５ｂはアジャストボルト４４の軸線Ｌ上に中心Ｏ１を共有する。
【００３２】
スプリング５６は、環状の連結部５６ａと、連結部５６ａから周方向に９０°間隔で突出する４個の弾発部５６ｂ…とを備えており、弾発部５６ｂ…はリテーナ５４に形成した４個のスリット５４ｅ…に嵌合して周方向に位置決めされるとともに、シム５５の側面部５５ｃに当接して該シム５５をリテーナ５４の中央部にセンタリングする。
【００３３】
しかして、吸気ロッカーアーム３４の揺動に伴ってアジャストボルト４４の軸線Ｌが揺動すると、アジャストボルト４４の下端の球面部４４ａと、シム５５の第１球面部５５ａとが相互に摺動する。このとき、アジャストボルト４４の揺動に伴ってシム５５が揺動すると、シム５５の第２球面部５５ｂが吸気バルブ１９の平坦なステムエンド１９ｃ上を転がることで、第２球面部５５ｂとステムエンド１９ｃとの当接部の位置が例えばＰ１，Ｐ２のように変化する。その際に前記当接部Ｐ１，Ｐ２に近い側のスプリング５６の弾発部５６ｂが圧縮されることで、吸気バルブ１９のステムエンド１９ｃに対するシム５５の第２球面部５５ｂの転動が許容される。
【００３４】
この第２実施例によっても、アジャストボルト４４によりタペット機構４５を介して吸気バルブ１９が駆動されるとき、アジャストボルト４４の球面部４４ａとシム５５の第１球面部５５ａとの接触部は、平行移動および回転移動の両方の場合について球面どうしの面接触になるため、点接触に比べて接触面圧が低下することで摩耗を低減することができ、またシム５５の第２球面部５５ｂと吸気バルブ１９のステムエンド１９ｃとの接触部は、平行移動の場合については転がり接触となり、回転移動の場合については点接触となるが接触点が移動しないため、摩耗および摩擦抵抗の両方を大幅に低減することができる。
【００３５】
しかもタペット機構４５を吸気ロッカーアーム３４のアジャストボルト４４側に設けたので、アジャストボルト４４に予めタペット機構４５を組み付けておくことで、吸気バルブ１９の組付性を高めるとともに吸気バルブ１９の大型化を防止することができる。またスプリング５６でシム５５をリテーナ５４の中央部に向けて付勢するので、シム５５の位置がずれたままになって不正接触が発生するのを防止することができる。
【００３６】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３７】
例えば、実施例では吸気バルブ１９側のタペット機構４５の構造および作用について説明したが、排気バルブ２０側のタペット機構４５の構造および作用も同じである。
【００３８】
また実施例のシム５１，５５の第１、第２球面部５１ａ，５５ａ；５１ｂ，５５ｂおよびアジャストボルト４４の球面部４４ａに代えて、吸気ロッカーアームシャフト３３あるいは排気ロッカーアームシャフト３８の軸線と平行な軸線を有す円筒面を採用しても同様の作用効果を達成することができる。但し、第１、第２球面部５１ａ，５５ａ；５１ｂ，５５ｂおよび球面部４４ａを採用すると、シム５１，５５を組み付ける際にアジャストボルト４４の軸線Ｌまわりの位相を考慮する必要ないので、組付性の向上に寄与することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、タペット機構に設けたシムが、揺動部材に対して摺動可能に面接触し、バルブに対して転がり接触するので、点接触しながら摺動する部分がなくなって揺動部材、タペット機構およびバルブの摩耗に対する耐久性が向上するだけでなく、シムからバルブに横方向の摩擦力が加わらないので、バルブのこじりを防止してスムーズな駆動を可能にすることができる。
【００４０】
また請求項２に記載された発明によれば、シムに設けた第１球面部を揺動部材のアジャストボルトに摺動可能に面接触させ、第２球面部をバルブの平坦なステムエンドに転がり接触させるので、シムの組付方向に制約がなくなって組付自由度が増加する。
【００４１】
また請求項３に記載された発明によれば、バルブのステムに固定したリテーナの内部にシムを保持したので、予めバルブ側にリテーナおよびシムを組み付けておくことで揺動部材の組付性が向上する。
【００４２】
また請求項４に記載された発明によれば、揺動部材のアジャストボルトに固定したリテーナの内部にシムを保持したので、予め揺動部材側にリテーナおよびシムを組み付けておくことでバルブの組付性が向上する。
【００４３】
また請求項５に記載された発明によれば、スプリングの弾発力でシムをリテーナの中央にセンタリングするので、バルブのステムエンドに対する転動によりリテーナの中央からずれたシムをスプリングの弾発力で元位置に復帰させ、シムの位置ずれによる不正接触の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジンの部分縦断面図
【図２】タペット機構の分解斜視図
【図３】タペット機構の作用説明
【図４】図３（Ａ）の要部拡大図
【図５】タペット機構の効果を説明する模式図
【図６】第２実施例に係る、前記図３に対応する図
【図７】図６（Ａ）の要部拡大図
【図８】タペット機構の分解斜視図
【符号の説明】
１９        吸気バルブ（バルブ）
１９ａ      ステム
１９ｃ      ステムエンド
３４        吸気ロッカーアーム（揺動部材）
４４        アジャストボルト
４５        タペット機構
５１        シム
５１ａ      第１球面部
５１ｂ      第２球面部
５２        リテーナ
５４        リテーナ
５５        シム
５５ａ      第１球面部
５５ｂ      第２球面部
５６        スプリング
【図１】
2004360564.tif 000003
【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】
2004360564.tif 000009
【図８】
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