タペット

タペットまたはバルブリフターは、バルブを作動させる際に回転運動を直線運動に変換するバルブトレイン部品です。最も一般的に使用されているのは内燃機関で、カムシャフトの回転運動を吸気バルブと排気バルブの直線運動に直接的または間接的に変換する部品です。

この用語は、1715 年に始まったビーム エンジンのバルブ ギアの部品に最初に使用されました。この用語は、空気圧シリンダーや織機のコンポーネントにも使用されます。

タペットという用語が最初に記録に残っているのは、蒸気エンジンの初期形態である1715 年のニューコメン エンジンのバルブ ギアの一部です。1712 年のニューコメン エンジンの初期バージョンではバルブが手動で操作されていましたが、1715 年までにこの反復作業はタペットの使用によって自動化されました。エンジンのビームには、シリンダーの横に垂直の「プラグ ロッド」が吊り下げられていました。調整可能なブロックまたは「タペット」がこのロッドに取り付けられており、ビームが上下に動くと、タペットがエンジンのバルブに取り付けられた長いレバーまたは「ホーン」に押し付けられ、蒸気バルブと噴射水バルブのサイクルが作動してエンジンが作動しました。^[1]

プラグロッド上のタペットによるこの動作は、20世紀初頭のコーニッシュエンジンによって継続されました。^[2]

19 世紀以降、ほとんどの蒸気機関では、タペットを必要としない スライドバルブまたはピストンバルブが使用されました。

内燃機関において、タペット（「バルブリフター」または「カムフォロア」とも呼ばれる）^{[3] [4] [5]は、カムシャフトの回転を垂直方向の動きに変換し、吸気バルブまたは排気}バルブを開閉する部品である。

自動車エンジンに使用されるタペットの主な種類は、ソリッド、油圧、ローラーである。^{[6] [7]}

回転するカムシャフトによる摩耗を減らすため、タペットは通常円形で、その場で回転することが許可されているか、または推奨されています。これにより、カムシャフトがバルブサイクルごとにタペットの基部の同じポイントに接触して溝ができることで生じる摩耗を最小限に抑えることができます。ただし、比較的小型でシリンダー数が多いエンジン（ダイムラーの「250」V8 エンジンなど）では、タペットは小さく、回転しません。^[要出典]

ほとんどのプレーンタペットのベースには、カムシャフトローブの先端との接触を和らげるために、わずかに凸状のプロファイルが与えられています。

タペットの代替品として「フィンガーフォロワー」があります。これはカムシャフトの回転をバルブの開閉に変換するために使用されるピボットビームです。フィンガーフォロワーは、一部の高性能デュアルオーバーヘッドカムシャフト（DOHC）エンジンで使用されており、最も一般的にはオートバイやスポーツカーに使用されています。^[8]

ほとんどのオーバーヘッドバルブ (OHV) エンジンでは、カムシャフトとタペット間の適切なクリアランスは、プッシュロッドの端に接触するロッカーアームの端にあるセットスクリューを、隙間ゲージを使用して目的の隙間が得られるまで回すことによって実現されます。隙間が大きすぎると、位置ずれした部品による摩耗やエンジン性能の低下を招き、隙間が小さすぎると、プッシュロッドが曲がったり、バルブが焼損したりする可能性があります。

ロックナットはセットスクリューを固定します。セットスクリューが緩んでいるとエンジンが故障し、致命的な航空機墜落事故につながる可能性があります。^[9]

1960年代のフォード・タウヌスV4エンジンやオペルCIHエンジンなどの一部のOHVエンジンでは、タペット調整はロッカーピボットポイントの高さを設定することによって行われました（ロッカーエンド調整ネジという一般的な方法ではなく）。ソリッドタペットを備えた1965-1970年バージョンのオペルCIHエンジンでは、タペット調整はエンジンを始動した状態で行われました。^[10]

油圧タペットは「油圧バルブリフター」や「油圧ラッシュアジャスター」とも呼ばれ、加圧されたエンジンオイルで満たされる小さな油圧ピストンが含まれています。^{[4] [11]}ピストンは油圧スプリングとして機能し、オイル圧力に応じてタペットのクリアランスを自動的に調整します。ピストンの動きは小さく、頻度も低いですが、バルブ作動を自動調整するには十分であり、タペットのクリアランスを手動で調整する必要はありません。

油圧タペットは、適切な圧力で供給されるきれいなオイルに依存します。冷えたエンジンを始動すると、油圧が低いため、油圧タペットは正しい位置に配置されるまで数秒間ノイズを発することがよくあります。

初期の自動車エンジンでは^、カムシャフトとの接触点にローラーが使用されていましたが、^{[ 12 ] : 44}、エンジン速度が上昇するにつれて、ローラー付きのタペットよりも、端が平らな「フラットタペット」がはるかに一般的になりました。しかし、最近では、摩擦が少なく効率が高く、抗力も少ないため、ローラータペットとローラータペット端のロッカーアームが復活しています。^[7]

サイドバルブエンジン（1950年代まで自動車エンジンの一般的な設計）では、バルブはシリンダーの側面に上向きに取り付けられている。つまり、ロッカーを必要とせずに、カムシャフトをバルブの真下に配置できる。シリンダーブロックが低いため、プッシュロッドさえ必要とせずにタペットがバルブを直接駆動できる。^{[4] [13]}サイドバルブエンジンでは、タペットクリアランスの定期的な調整も必要であり、この場合はタペット自体が直接調整された。シリンダーブロックの側面に小さなアクセスプレートが設けられており、バルブとタペットの隙間にアクセスできるようにしていた。一部のタペットにはねじ式アジャスターが付いていたが、よりシンプルなエンジンではバルブステムの端を直接研磨することで調整できた。タペットの調整は常にクリアランスを広げることで構成されていたため（デコーキング中にバルブをバルブシートに再研磨すると、バルブの位置が低くなり、タペットクリアランスが減少する）、バルブステムを短くすることによる調整は実行可能な方法であった。最終的にはバルブが完全に交換されることになりますが、これはこの時代のエンジンでは比較的一般的な作業です。

プッシュロッドエンジンでは、タペットはエンジンブロックの下部に配置され、長くて細いプッシュロッドを操作して、その動きを（ロッカーアームを介して）エンジンの上部にあるバルブに伝えます。^[14]

シングルオーバーヘッドカムシャフト（SOHC）エンジンでは、カムシャフトがロッカーアームと直接相互作用するため、タペットはロッカーアームの設計に一体化されています。乗用車用のSOHCエンジンの量産は、より効率的な設計でコスト効率よく製造できるため、シングルオーバーヘッドカムシャフトの真上にオーバーヘッドロッカーを備えたクロスフローシリンダーヘッドの形で、1970年代に一般的になりました。1970〜2001年のフォードピントのエンジンは、歯付きカムベルトを備えたSOHC設計を採用した最初の量産エンジンの1つでした。^[15]この構成では、ロッカーはスライディングタペット、ロッカー、および調整装置の機能を兼ね備えています。バルブクリアランスの調整は通常、ロッカーのバルブ端にあるねじ付きスタッドによって行われます。直線的にスライディングするタペット側は摩耗率が高いことが多く、亜鉛添加剤を含むオイルで注意深く潤滑する必要がありました。 1気筒あたり4つのバルブを備えたSOHCカムシャフトの比較的珍しい設計は、1973年から1980年にかけてのトライアンフ・ドロマイト・スプリント直列4気筒エンジンで初めて採用されました。このエンジンでは、巧妙なロッカーアームの配置によって16個のバルブを作動させる8つのローブを備えたカムシャフトが使用されていました。^{[16] [17]}

ダブル オーバーヘッド カムシャフト(DOHC) エンジンは、当初は高性能航空機およびレーシング エンジンとして開発され、カムシャフトはバルブの真上に取り付けられ、シンプルな「バケット タペット」を介してバルブを駆動していました。ほとんどのエンジンは、クロスフロー シリンダー ヘッドを使用し、バルブは対応するカムシャフトと一列に 2 列に並んでいました。タペット クリアランスの調整は、通常、タペットの上または下に配置された小さなシムを使用して設定されます。シムはさまざまな標準的な厚さで作られており、整備士はシムを交換してタペット ギャップを変更していました。初期の DOHC エンジンでは、エンジンは最初に既知の厚さのデフォルトのシムを使用して組み立てられ、次にギャップが測定されました。この測定値を使用して、目的のギャップになるシムの厚さが計算されました。新しいシムを取り付けた後、ギャップが再度測定され、クリアランスが正しいことが検証されました。シムを交換するにはカムシャフトを取り外す必要があったため、非常に時間のかかる作業であった（特にカムシャフトの位置は再取り付けするたびにわずかに変わる可能性があるため）。後のエンジンでは、シムがタペットの上に位置する改良設計が採用され、タペットやカムシャフトを取り外さずにシムを交換できるようになった。この設計の欠点は、タペットの摩擦面がシムの表面になることで、これは量産冶金の難しい問題である。このシステムを採用した最初の量産エンジンは、1966年から2000年のフィアットツインカムエンジンであり、その後ボルボや水冷式フォルクスワーゲンのエンジンが採用した。^[18]

「タペット」という用語は、他の機械のバルブシステムのコンポーネント、特に空気圧シリンダーのバッシュバルブの一部として、あいまいに使用されている。空気圧ドリルや削岩機などの往復運動が発生する場合、バルブは慣性または作動ピストンの動きによって作動することがある。ピストンが前後にハンマーで叩かれると、小さなタペットに衝突し、それが今度は空気バルブを動かして、ピストンへの空気の流れを逆転させる。^[19]

織機において、タペットとは、緯糸（左右または短方向）を通すための縦糸（長方向）の開口部または素材の畝を形成するのに役立つ機構です。タペットは、平織り、綾織り、デニム織り、または朱子織りなどの基本的なパターンを素材に形成します。ハリスツイードは、今でもタペットが使用されている織機で織られています。^{[引用が必要]}

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