(57)【要約】【課題】有効且つ効果的にシリンダヘッドをコンパクト化し得る内燃機関の動弁装置を提供する。【解決手段】シリンダヘッド１０に回転自在に軸支されたカムシャフト１８と、カムシャフト１８に回転一体で設けたカム２０と、カム２０に摺接して転動するタペットローラ３６を介して、カム２０のプロフィルに追従してバルブ１６を開閉動作させるようにバルブ軸端を押圧するタペット２１と、を備える。タペットローラ３６は、隣接する２つのバルブスプリング３２の間であって、その一部がシリンダ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。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドに回転自在に軸支されたカムシャフトと、
前記カムシャフトに回転一体で設けたカムと、
前記カムに摺接して転動するタペットローラを介して、前記カムのプロフィルに追従してバルブを開閉動作させるようにバルブ軸端を押圧するタペットと、を備えた内燃機関の動弁装置であって、
前記タペットローラは、隣接する２つのバルブスプリングの間であって、その一部が前記シリンダヘッド高さ方向において、前記バルブスプリングと重なって配置されることを特徴とする内燃機関の動弁装置。
【請求項２】
前記タペットローラはその回転中心軸が高さ方向において、前記タペットのアーム部の高さ中央と同一位置もしくは下方位置に配置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は前記タペットローラがバルブステム軸受方向のみ作動可能となるように、上面視で略十字状にガイド溝が形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項４】
前記タペットのアームと前記バルブ軸端との間にバルブクリアランス調整用のシムが挿着されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項５】
前記タペットガイドの下面は、バルブ作動方向でスプリングリテーナと重なる範囲が周囲より薄くなるよう形成されたことを特徴とする請求項３又は４に記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項６】
前記カムは、前記カムシャフト軸方向に移動可能であって、そのカムロブが軸方向傾斜面を有した立体形状カムであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項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無段に可変制御する動弁装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の内燃機関において、以前より燃焼効率の向上を図るべく、種々の工夫あるいは提案等がなされてきている。バルブの開閉タイミングをずらして行なう可変位相方式に始まり、カム切換によるバルブリフトの可変制御やバルブ休止等が採用されてきた。なお、このカム切換方式は、低速用と高速用の２つのカムを用意し、エンジン出力に応じてバルブ作用角の小さいものから大きなものに切り換えるというものである。
【０００３】
更に最近では可変位相とカム切換の組合せが出始め、その後バルブ作用角及びリフト量を連続可変する３次元カムを使用する方式が提案されている。例えば、直打式円筒タペットの頂部に接触角変化に対する追従機構を設け、３次元カムを軸方向にスライドさせることにより、バルブリフト量を無段階に可変するものがある。
【０００４】
従来の動弁装置の具体的構成において例えば特許文献１に開示されるものでは、３次元カム用のタペットは、アジャストスクリューを用いてそのタペットクリアランスを調整している。この場合、該タペットのローラ部外周が僅かにバルブスプリングにオーバーラップする高さ位置に配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２５４８７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ではタペットのローラ部外周から、バルブステムのステムエンド（上端側）までの距離が小さく、即ちタペットのローラ部とバルブステムとがバルブステム軸方向に連接するように配置される。このためこれらの部材のバルブステム軸方向の合計長さが長くなり、動弁系の高さが大きくなる。これに伴いシリンダヘッドの高さが大きくなってしまい、車両寸法等を大きく変更しないと、そのままでは３次元カム式エンジンを搭載できないものとなっていた。
【０００７】
本発明はかかる実情に鑑み、有効且つ効果的にシリンダヘッドをコンパクト化し得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、シリンダヘッドに回転自在に軸支されたカムシャフトと、前記カムシャフトに回転一体で設けたカムと、前記カムに摺接して転動するタペットローラを介して、前記カムのプロフィルに追従してバルブを開閉動作させるようにバルブ軸端を押圧するタペットと、を備えた内燃機関の動弁装置であって、前記タペットローラは、隣接する２つのバルブスプリングの間であって、その一部が前記シリンダヘッド高さ方向において、前記バルブスプリングと重なって配置されることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の内燃機関の動弁装置において、前記タペットローラはその回転中心軸が高さ方向において、前記タペットのアーム部の高さ中央と同一位置もしくは下方位置に配置されることを特徴とする。
【００１０】
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は前記タペットローラがバルブステム軸受方向のみ作動可能となるように、上面視で略十字状にガイド溝が形成されることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の内燃機関の動弁装置において、前記タペットのアームと前記バルブ軸端との間にバルブクリアランス調整用のシムが挿着されることを特徴とする。
【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下面は、バルブ作動方向でスプリングリテーナと重なる範囲が周囲より薄くなるよう形成されたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の内燃機関の動弁装置において、前記カムは、前記カムシャフト軸方向に移動可能であって、そのカムロブが軸方向傾斜面を有した立体形状カムであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、タペットローラのバルブステムに対する高さ位置を下げることで動弁系の高さを小さくできる。これによりシリンダヘッドの高さを従来のエンジンから実質的に変更することなく、動弁系のレイアウトが可能となり、車両側を小変更するだけで３次元カムエンジンを搭載することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る自動二輪車の全体構成例を示す側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るシリンダヘッドの上面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るシリンダヘッドの側面図である。
【図４】図２のＡ‐Ａ線に沿う断面図である。
【図５】図２のＢ‐Ｂ線に沿う断面図である。
【図６】図２のＣ‐Ｃ線に沿う断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係るボールスクリューハウジングを示す側面図、上面図及び正面図である。
【図８】本発明の実施形態に係るシリンダヘッドカバーを取り外した状態のシリンダヘッドの斜視図である。
【図９】本発明の実施形態に係るシリンダヘッドカバーを取り外した状態のシリンダヘッドの上面図である。
【図１０】本発明の実施形態に係るシリンダヘッドカバーを取り外した状態のシリンダヘッドの正面図である。
【図１１】本発明の実施形態に係るカムハウジングを示す側面図、上面図及び正面図である。
【図１２】本発明の実施形態に係るタペットの斜視図及び側面図である。
【図１３】本発明の実施形態に係るタペットの縦断面図及び横断面図である。
【図１４】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それぞれ斜視図である。
【図１５】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及び断面図である。
【図１６】本発明の実施形態に係るカムスライド機構の主要構成を示す斜視図である。
【図１７】本発明の実施形態に係る動弁装置の上面図及び正面図である。
【図１８】図１７（ａ）のＤ‐Ｄ線に沿う断面図及びＥ‐Ｅ線に沿う断面図である。
【図１９】本発明の実施形態に係るカムスライド機構の主要構成を示す部分斜視図である。
【図２０】本発明の実施形態に係るタペット及びタペットガイドまわりの平面図及び正面図である。
【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の形態を説明する。
先ず図１は、本発明の適用例としての自動二輪車の側面図である。図１を用いて、この自動二輪車１００の全体構成について説明する。なお、図１を含め、以下の説明で用いる図においては、必要に応じて車両の前方を矢印Ｆｒにより、車両の後方を矢印Ｒｒにより示し、また、車両の側方右側を矢印Ｒにより、車両の側方左側を矢印Ｌにより示す。
【００１７】
図１において鋼製或いはアルミニウム合金材でなるメインフレーム１０１の前部には、ステアリングヘッドパイプ１０２によって左右に回動可能に支持された左右２本のフロントフォーク１０３が設けられる。フロントフォーク１０３の上端にはハンドルバー１０４が固定され、ハンドルバー１０４の両端にグリップ１０５を有する。フロントフォーク１０３の下部には前輪１０６が回転可能に支持されると共に、前輪１０６上部を覆うようにフロントフェンダ１０７が固定される。前輪１０６は、前輪１０６と一体回転するブレーキディスク１０８を有している。
【００１８】
メインフレーム１０１はステアリングヘッドパイプ１０２の後部に接続され、更に後方に向けて左右一対が二又状に分岐し、それぞれが後下がりに傾斜して延出する。メインフレーム１０１の後部付近から、後上りに適度に傾斜してシートレール１０１Ａが延出し、後述するシートを支持する。なお、メインフレーム１０１やシートレール１０１Ａにより車体フレームが構成される。また、メインフレーム１０１の後部にはスイングアーム１０９が揺動可能に結合すると共に、両者間にリヤショックアブソーバ１１０が装架される。スイングアーム１０９の後端には後輪１１１が回転可能に支持される。後輪１１１は、後述するエンジンの動力を伝達するチェーン１１２が巻回されたドリブンスプロケット１１３を介して、回転駆動されるようになっている。後輪１１１の直近周囲にはその前上部付近を覆うインナフェンダ１１４が設けられると共に、そのインナフェンダ１１４の上方にはリヤフェンダ１１５が配置される。
【００１９】
メインフレーム１０１に搭載されたエンジンユニット１１６（点線部）には、図示しない燃料供給装置から混合気が供給されると共に、エンジン内での燃焼後の排気ガスがエキゾーストパイプ１１７を通って排気される。本実施形態において、エンジンは例えば４サイクル多気筒、典型的には４気筒エンジンであってよい。それぞれの気筒のエキゾーストパイプ１１７はエンジンユニット１１６の下側にて結合し、その後排気チャンバを経て車両後端付近で排気装置１１８から排気される。
【００２０】
また、エンジンユニット１１６の上方には燃料タンク１１９が搭載され、燃料タンク１１９の後方にシート１２０が連設される。このシート１２０は、ライダシート１２０Ａとタンデムシート１２０Ｂとを含む。ライダシート１２０Ａ及びタンデムシート１２０Ｂに対応して、フートレスト１２１及びフートレストもしくはピリオンステップ１２２が配置される。なお、この例では車両左側において、前後方向略中央下部に図示しないプロップスタンドを有している。
【００２１】
更に図１において、１２３はヘッドランプ、１２４はスピードメータ、タコメータ或いは各種インジケータランプ等を含むメータユニット、１２５はステー１２６を介してハンドルバー１０４に支持されるバックミラーである。
【００２２】
車両外装において、フェアリング１２７及びサイドカウル１２８によって車両の主に前部及び側部が覆われ、車両後部にはサイドカバーあるいはシートカウル１２９が被着し、これらの外装部材により所謂、流線型を有する車両の外観フォルムが形成される。
【００２３】
ここで、この実施形態におけるエンジンユニット１１６は、ピストンを往復動可能に収容するシリンダもしくはシリンダブロック１１６Ａと、このシリンダブロック１１６Ａの下方に配置されたクランクケース１１６Ｂとを含み、これらが一体的に結合する。また、エンジンユニット１１６は複数のエンジンマウントを介してメインフレーム１０１に懸架されることでメインフレーム１０１に一体的に結合支持され、それ自体でメインフレーム１０１の剛性部材として作用する。
【００２４】
なお、図１に示されるようにドーム状もしくは甲羅状を呈する燃料タンク１１９は、メインフレーム１０１の上側全体を上部から蓋うようにメインフレーム１０１上に搭載支持される。更に、シリンダブロック１１６Ａのシリンダヘッドカバーの上側には、吸気装置に清浄空気を供給するためのエアクリーナ１３０が配置される。エアクリーナ１３０によって清浄化された空気は吸気装置によって吸気され、その後図１のようにインテークパイプ１３１内にて燃料が混合され、混合気としてエンジンユニット１１６に供給される。
【００２５】
図２〜図６は、エンジンユニット１１６のシリンダブロック１１６Ａ、特にシリンダヘッド１０の構成例を示している。シリンダブロック１１６Ａにおいてシリンダヘッド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。これらの図にも示されるように、この実施形態では並列４気筒エンジンであってよく、各気筒ごとに吸気側（ＩＮ）及び排気側（ＥＸ）にそれぞれ２つのバルブ、つまり４バルブを有している。なお、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。
【００２６】
シリンダヘッド１０は、この例では♯１〜♯４気筒の配列方向に沿って延設され、上部に被着するシリンダヘッドカバー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。
【００２７】
吸気バルブ１６の軸方向、即ちそのバルブステム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、シリンダヘッド１０に回転自在に支持される。カムシャフト１８には後述するカム２０がその軸方向にスライド可能に装着されるが、カム２０はカムシャフト１８に対して回転方向には固定される。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（のバルブステム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、後述するものとする。
【００２８】
排気バルブ１７の軸方向、即ちそのバルブステム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。各気筒に対応する計４つのカム２５を有し、排気側については各カム２５は平板状の所謂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、この例では直打式のタペット２６が配置される。
【００２９】
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が固着している（図６、図９等参照）。これらのスプロケット２７，２８と図示を省略するが、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。なお、カムチェーンは、付属のチェーンガイド、チェーンテンショナ及びチェーンアジャスタ等により適正走行するようになっている。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。
【００３０】
更に具体的に説明すると、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、後述するシムを介してタペット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、即ち吸気バルブ１６が開くようになっている。
【００３１】
排気バルブ１７についても吸気バルブ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。この場合もカム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。
【００３２】
ここで、吸気側のカム２０は前述のように「３次元カム」として構成され、また各気筒に１つのカム２０が設けられる。カム２０は、カムシャフト１８の軸方向であるその長手方向に緩やかに傾斜するプロフィールを持つカムロブを有し、バルブリフト量を連続的に変化させる形状に成形されている。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無段階に可変制御することができる。なお、カム２０の移動機構等については後述するものとする。
【００３３】
カム２０をカムシャフト１８に沿って移動させるためのカムスライド機構を有し、その駆動源として図２及び図３等に示すようにシリンダヘッドカバー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（図７をも参照）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。
【００３４】
次に図８〜図１０は、シリンダヘッド１０からシリンダヘッドカバー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、シリンダヘッド１０に取付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内にすっぽりと収容される。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、即ちその一部がカムハウジング３５から露呈する。ここで、図１１は、本実施形態におけるカムハウジング３５を示している。カムハウジング３５全体としてはカムシャフト１８及びカムシャフト２３の上方を覆うカバー構造となっているが、吸気側についてはカムスライド機構を搭載するために必要なフレーム部３５ａ等を除き、開放構造となっている。
【００３５】
前述したようにタペット２１は、タペットガイド２２によりガイドされる。タペットユニットについて更に説明すると、図１２及び図１３に示すようにその内側にベアリング３７を収容する収容部を有する概略ドーナッツ状に形成されたタペットローラ３６と、ベアリング３７を介してタペットローラ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３６は、バルブスプリング３２の弾力に基づきカム２０のカムロブに当接する。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の上端まで延出し、シム４０を介してバルブステム１６ａの上端と間接的に当接する。なお、芯部３８の両外側からタペットローラ３６側へ延出する突片３８Ａが付設され、タペットローラ３６組付時のベアリング３７の脱落防止を図っている。
【００３６】
シリンダヘッド１０適所にはタペットガイド２２が配置固定されており、タペット２１は図１４及び図１５ようにタペットガイド２２内側に収容されるかたちで浮動保持される。タペット２１は、そのタペットローラ３６がカム２０のカム面に押されることで、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。
【００３７】
図１６〜図１９は、動弁装置の吸気側構成例を示している。前述したようにシリンダヘッドカバー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、この例では５つの軸受部３５ｂ（図８等参照）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、即ちアクセルモータ３３の作動によりボールスクリュー４２が回転駆動される。
【００３８】
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及び♯３気筒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４９を介して、そのカム２０と回転自在に係合する。
【００３９】
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。
【００４０】
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１００のアクセルグリップを操作するとアクセルモータ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、エンジン低速時にはタペット２１はカム２０に対して、カム高さの低い部位に当接している。この状態で加速、即ちアクセルを開くと、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は次第に、カム高さの高い部位に当接し、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。
【００４１】
次に、本発明の特徴的な構成及びその作用効果等について説明すると先ず、本発明において特に、タペットガイド２２によりガイドされるタペット２１は図１４のように、隣接する２つのバルブスプリングの間に配置される。この場合、タペットローラ３６の一部が図１３（ａ）のようにシリンダ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。つまり既に説明したように従来のタペットでは、アジャストスクリューを用いてタペットクリアランスを調整していたが、本発明ではアジャストスクリューの替わりにシム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、図１３（ａ）のＨ寸法を大きく確保し、タペットローラ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。
【００４２】
このようにタペットローラ３６から吸気バルブ１６のステムエンドまでの距離（Ｈ寸法）を大きくすることで、つまりタペットローラ３６のバルブステム１６ａに対する高さ位置を下げることで動弁系の高さを小さくできる。これに伴い、シリンダヘッド１０の高さを従来のエンジンから変更せずに、動弁系のレイアウトが可能となり、車両側を小変更するだけで３次元カムエンジンを搭載できる。なお、従来ではタペットローラの下部がバルブスプリング上端よりも下方に配置することができなかったため、動弁装置をコンパクトに配置することができなかった。
【００４３】
この場合、上述のようにカム２０の位置を下げるための構成の一つとして、タペットローラ３６の下部を隣接するバルブスプリング３２間に配置するためにはタペットローラ３６の幅がバルブスプリング３２の間隔よりも小さい必要がある。図１３ようにタペットローラ３６の内側に配置されるベアリング３７は、タペットローラ３６よりも小幅であり、バルブスプリング３２と干渉することはなく、タペットローラ３６をバルブスプリング３２間に適正に配置することができる。
【００４４】
また、タペットローラ３６の回転中心軸３６Ａは図１３（ａ）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。あるいはまた、タペットローラ３６の回転中心軸３６Ａは、アーム３９の高さ中央よりも下方位置に配置してもよい。
【００４５】
タペットローラ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３６の回転中心軸３６Ａ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３６の回転中心軸３６Ａを配置することで、有効にシリンダヘッド１０の高さをコンパクト化することが可能になる。
【００４６】
また、タペットガイド２２はタペットローラ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１４（ａ）に示されるようにタペットローラ３６の径方向、即ちカムシャフト１８の軸方向と直交方向に沿って、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。そして、これらのガイド溝５０Ａ，５０Ｂにタペット２１が収容される。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。
【００４７】
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、下面側には図１５に示されるようにガイド溝５０Ａ，５０Ｂでなる十字状ガイド溝５０（図２０のハッチング部をも参照）を上下方向に延設するように４つの脚部５２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。
【００４８】
タペット２１のタペットローラ３６は図１７等にも示されるように、隣接する２つのバルブスプリング３２間に挟まれるように配置される。このような狭小スペースにおいて、カム２０がカムシャフト１８の軸方向に移動しながら回転運動したりしても、タペットローラ３６は十字状ガイド溝により上下方向にのみ作動するようにガイドされる。これによりタペットローラ３６及びアーム３９自体の円滑且つ適正作動を確保すると共に、周辺部品もしくは部材との干渉等を回避し、動弁装置の安全作動が保証される。
【００４９】
また、タペット２１のアーム３９の端部と吸気バルブ１６の軸端、即ちバルブステム１６ａのステムエンドとの間には、図１３（ａ）に示されるようにバルブクリアランス調整用の円板状シム４０が挿着される。この場合シム４０は、スプリングリテーナ３０と高さ方向で重なるように配置される。なお、アーム３９の端部下面におけるシム４０と当接する部位は図１３（ａ）に示されるように、シム４０側へ凸状となるように適度な湾曲面として形成される。これによりアーム３９とシム４０との円滑な当接状態を確保することができる。
【００５０】
従来ではタペットローラのアームとバルブステムのステムエンドとの間にアジャストスクリューやアジャストナットが配置されており、ステムエンド及びタペットローラの回転中心軸間のバルブステム方向距離を小さくするのが困難であった。
本発明ではそのようなアジャストスクリューやアジャストナットを用いず、それ自体薄いシム４０を、スプリングリテーナ３０と高さ方向でオーバーラップするように配置することで、シリンダヘッド１０の高さをコンパクトにすることができる。
【００５１】
また、タペットガイド２２の下面は、吸気バルブ１６の作動方向でスプリングリテーナ３０と重なる範囲が周囲よりも薄くなるように形成される。即ち、タペットガイド２２の下面には、図２０のように実質的に略円形の座グリ５３が設けられる。
【００５２】
このようにタペットガイド２２の下面側に座グリ５３を入れることにより、スプリングリテーナ３０に対するガイド形状を設けることで、タペットガイド２２の下面側はスプリングリテーナ３０と高さ方向で重なる。これによりカム２０を更に低く配置することができ、この点でもシリンダヘッド１０を高さ方向でコンパクトにすることができる。
【００５３】
また、本実施形態におけるカム２０はカムシャフト１８の軸方向に移動可能であって、そのカムロブは軸方向傾斜面を有した立体形状カムである。
この実施形態において本発明を３次元カムに適用して優れた効果が得られた。即ち、カム２０のスライド動作により所定のバルブリフト量となるように吸気バルブ１６を駆動制御し、良好な吸排気動作を実現することができた。その際、従来のエンジンのシリンダヘッド高さを実質的に変更することなく、３次元カムエンジンを搭載できる。
【００５４】
なお、上記の場合、アーム３９の端部と吸気バルブ１６のバルブステム１６ａのステムエンドとの間にシム４０を設けるが、このシム４０はスプリングリテーナ３０の上面に嵌合して配置される。厚さの異なるシム４０を選択して組付けることでバルブクリアランスを好適に調整することができる。
また、タペットローラ３６の位置精度を向上させるために、タペットガイド２２とシリンダヘッド１０との間に、２箇所程度にノックピンを打設するとよい。
更に、カムシャフト１８の位置を下げるために、タペット２１のアーム３９を薄くして幅広形状とし、これにより剛性を確保している。
【００５５】
以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
例えば上記実施形態において、４気筒エンジンの場合の例を説明したが、本発明は１気筒又は３気筒エンジン、更にその他の多気筒エンジンに対しても有効に適用可能である。
また、本発明は自動二輪車の場合の他に、例えば乗用車等の４輪車や船外機に適用可能であり、上記実施形態と同様な効果が得られる。
【符号の説明】
【００５６】
１０  シリンダヘッド、１１  シリンダ本体、１２  シリンダヘッドカバー、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、１７  排気バルブ、１８  カムシャフト、１９  ベアリング、２０  カム、２１  タペット、２２  タペットガイド、２３  カムシャフト、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、３６  タペットローラ、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、５０，５０Ａ，５０Ｂ  ガイド溝、５１  開口、５２  脚部、５３  座グリ、１００  自動二輪車、１１６  エンジンユニット、１１６Ａ  シリンダブロック。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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