特許 6831207 ロッカーアーム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6831207

(24)【登録日】2021年2月1日

(45)【発行日】2021年2月17日

(54)【発明の名称】ロッカーアーム

(51)【国際特許分類】

   F01L 1/18 20060101AFI20210208BHJP

【ＦＩ】

   F01L1/18 C

【請求項の数】5

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2016-206287(P2016-206287)

(22)【出願日】2016年10月20日

(65)【公開番号】特開2018-66344(P2018-66344A)

(43)【公開日】2018年4月26日

【審査請求日】2019年7月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】316015888

【氏名又は名称】三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000785

【氏名又は名称】誠真ＩＰ特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】三浦 秀一

(72)【発明者】

【氏名】鶴岡 誠司

(72)【発明者】

【氏名】壽司 貴大

(72)【発明者】

【氏名】小田 健次郎

【審査官】 菅野 京一

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭６０−０７７７０８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５９−１５９７１０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５９−１３７３０９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１６−０９８９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５９−１６３１０７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭６０−０１４２１１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５９−１７９２０５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭５９−２０８１１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６１−０７８２０４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００２−３２２９０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｌ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アームシャフトに揺動可能に支持され、カムの回転によりバルブを動作させるロッカーアームであって、
前記アームシャフトによって支持される軸受部、前記軸受部から一方側に向かって延在するカム側アーム部、及び前記軸受部から他方側に向かって延在するバルブ側アーム部、を有するアーム本体部と、
前記軸受部を跨ぐように前記カム側アーム部と前記バルブ側アーム部とを接続するアーチ状部と、
前記アーム本体部と前記アーチ状部との間に画定される空間に設けられ、前記空間に前記アーチ状部と同一の材料が同一の厚さで充填されている場合と比べて軽量化された軽量化部と、を備え、
前記ロッカーアームの支点を通過し、且つ、カム側荷重作用点とバルブ側荷重作用点とを結ぶ基準直線に対して直交する直線を第１直線と定義した場合に、
前記軽量化部は、前記第１直線よりも前記カム側荷重作用点側に位置するカム側軽量化部と、前記第１直線よりも前記バルブ側荷重作用点側に位置するバルブ側軽量化部であって前記カム側軽量化部よりも体積が大きいバルブ側軽量化部と、を含み、
前記軽量化部は、前記空間において相互に離間して設けられた、前記アーム本体部と前記アーチ状部とを接続する複数の棒状部からなり、
前記アーチ状部は、前記基準直線からの離間距離が最も大きくなる頂点部を有し、前記バルブ側アーム部から前記頂点部に向かうにしたがって前記離間距離が大きくなるように、且つ、前記頂点部から前記カム側アーム部に向かうにしたがって前記離間距離が小さくなるように形成され、
前記複数の棒状部の各々は、前記軸受部の上部から前記アーチ状部に放射状に延在し、
前記アーチ状部との接続部が前記頂点部より前記バルブ側荷重作用点側に配置される少なくとも１つの前記棒状部の断面積は、前記アーチ状部との接続部が前記頂点部より前記カム側荷重作用点側に配置される少なくとも１つの前記棒状部の断面積より大きい、
ことを特徴とするロッカーアーム。

【請求項2】

前記ロッカーアームの揺動中心と前記バルブ側荷重作用点との距離であるバルブ側距離は、前記揺動中心と前記カム側荷重作用点との距離であるカム側距離よりも大きくなっており、
前記頂点部は、前記揺動中心に対して、前記バルブ側荷重作用点側に位置することを特徴とする請求項１に記載のロッカーアーム。

【請求項3】

前記アーチ状部の厚さは、前記バルブ側距離と前記カム側距離とを加算した長さの５％以上１５％以下であることを特徴とする請求項２に記載のロッカーアーム。

【請求項4】

前記頂点部の前記基準直線からの離間距離は、前記バルブ側距離以下であることを特徴とする請求項２又は３に記載のロッカーアーム。

【請求項5】

前記頂点部を通過する前記基準直線に対する垂線と前記基準直線との交点と、前記バルブ側荷重作用点との距離ｐに対する前記交点と前記カム側荷重作用点との距離ｑの比（ｑ／ｐ）は、０．８〜１．２であることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のロッカーアーム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、エンジンの動弁系を構成するロッカーアームの形状に関する。

【背景技術】

【0002】

エンジンの高効率化に伴い、エンジンの出力密度向上（単位重量当たりの出力）のためのクランク軸の高回転数化や高膨張比サイクルの実現のための給気弁早閉じ化などが行われており、燃焼室の給排気時におけるバルブの実開弁時間は短くなる傾向にある。このようにバルブの動作速度が増大すると、これに伴って動弁系の慣性力が増大するため、バルブのジャンピングやバウンスなどが発生しやすくなる。ジャンピングは、動弁系の弾性変形と振動の影響により、開弁時にバルブが跳ねて設計値より大きくリフトする現象挙動で、バウンスはバルブがバルブシートに着座した後に、激しく衝突し跳ね返るような現象挙動である。そして、ジャンピングが発生すると、バルブやエンジンのピストンなどのパーツの破損が生じることや、バルブの着座速度が速まることでバルブの開閉タイミングがずれることなどの問題が生じる。他方、エンジンを高効率化するためにはポンピングロスの低減が大きな課題となるが、このポンピングロスを低減するためには、燃焼室の給排気時におけるバルブによる圧損の低減までもが課題となっている。バルブのジャンピングを回避するためにはバルブの開閉する高さを小さくすることが考えられるものの、バルブの開閉高さを小さくするとバルブによる圧損が増大するため、この方法では、ポンピングロスの増大によってエンジンの効率が悪化するというジレンマが存在する。

【0003】

ところで、エンジンの高回転域でジャンピングが発生する要因として、動弁系を構成するロッカーアームなどのパーツの質量が大きいため慣性力が増えることや、動弁系自体の固有振動数がエンジンの回転数に比べて小さくなるために動弁系全体が振動することが挙げられる。この点、ロッカーアームの剛性が動弁系の振動特性に与える影響は大きく、従来から、ロッカーアームの重量（慣性モーメント）をできるだけ小さく保ちながら、ロッカーアームの剛性を増大することが可能な形状が提案されている（例えば、特許文献１〜２）。

【0004】

例えば、特許文献１には、ロッカーアームに、カム側アームとバルブ側アームとを跨ぐように形成したリブを立設して、バルブ側アームのリブの上端部をリブの高さ方向に凸型に形成すると共に、カム側アームのリブの上端部をリブの高さ方向に凹型に形成することが開示されている。これによって、リブの上端部を直線で形成した従来のロッカーアームと比較して、ロッカーアームをアームシャフトの回りの慣性モーメントを増大させることなく、高剛性化させることができ、このようなロッカーアームを装着した動弁系では、バルブの規定リフトへの追従性が向上して、ジャンプおよびバウンスの発生をより高回転域に移行させることができるとされる。また、特許文献２では、ロッカーアームを、幅方向の肉厚を比較的薄く設定し、下端に補強リブを配した断面逆Ｔ字状に形成することにより、軽量でかつ高い剛性を得ることが可能である旨が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００１−５５９１１号公報

【特許文献2】実開昭６２−９０９０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１〜２のロッカーアームの形状は、基本的には、設計者がロッカーアームを梁とみなし、梁とみなしたロッカーアームの剛性を大きくすることを設計思想として決定されたものである。この結果、ロッカーアームは、その中央に位置するアームシャフトが設置される軸部を太くし、軸部から先端に行くほど細くなるような形状を基本としている。今回、本発明者らは、トポロジー最適化などの近代的な計算方法からロッカーアームの形状を解析し、解析結果に基づいて新しいロッカーアームの形状を発明するに至った。

【0007】

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、重量の増大を抑制しつつ、剛性が大幅に増大されたロッカーアーム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】

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るロッカーアームは、
アームシャフトに揺動可能に支持され、カムの回転によりバルブを動作させるロッカーアームであって、
前記アームシャフトによって支持される軸受部、前記軸受部から一方側に向かって延在するカム側アーム部、及び前記軸受部から他方側に向かって延在するバルブ側アーム部、を有するアーム本体部と、
前記軸受部を跨ぐように前記カム側アーム部と前記バルブ側アーム部とを接続するアーチ状部と、
前記アーム本体部と前記アーチ状部との間に画定される空間に設けられ、前記空間に前記アーチ状部と同一の材料が同一の厚さで充填されている場合と比べて軽量化された軽量化部と、を備える。

【0009】

上記（１）の構成によれば、ロッカーアームの重量の増大を抑制しつつ、ロッカーアームの剛性を大幅に増大することができる。すなわち、軸受部を跨ぐようにアーチ状部をアーム本体部に接続すると共に、アーチ状部とアーム本体部との間に軽量化部を有することによって、ロッカーアームはトラス状の構造を有している。換言すれば、トラス状の構造により、ロッカーアームに作用する曲げ荷重は、アーチ状部における軸荷重によっても支えられることになる。これによって、従来型の梁状の構造を有したロッカーアームに比べて、ロッカーアームの剛性を高めることができる。また、例えば、ロッカーアームが軽量化部を有しておらず、アーム本体部にリブ（上記のアーチ状部に相当する部分と上記の軽量化部に相当する部分とからなるリブ）が設けられる場合のように、アーム本体部とアーチ状部との間に画定される空間にアーチ状部と同一の材料が同一の厚さで充填されている場合よりも、軽量化部によってロッカーアームの重量の増大が抑制することができる。したがって、軽量化部によってロッカーアームの重量の増大を抑制しつつ、アーチ状部によってロッカーアームの剛性を大幅に増大することができる。

【0010】

また、上記の構成によれば、ロッカーアームの重量の増大を抑制しつつ剛性を高めることができるので、ロッカーアームを含む動弁系の固有振動数を向上することができ、動弁系のジャンピングの発生を抑制することができる。さらに、動弁系のジャンピングの発生が起きにくくされることにより、吸気バルブや排気バルブといったバルブの開閉高さを増やすことができる。これによって、吸排気時の圧損（ポンピングロス）の低減できるので、エンジンの効率を高めることができる。また、バルブの着座速度なども低減できるので、パーツの寿命を長くすることができ、パーツの故障に伴うトラブルの未然防止を図ることもできる。エンジン効率向上のための給気弁の早閉じ化などを進めた場合に生じるリフト量減少も軽減することができる。

【0011】

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において
前記軽量化部は、前記空間を埋めるように設けられた、前記アーチ状部よりも小さい厚さを有する板状部からなる。
上記（２）の構成によれば、板状部からなる軽量化部によってアーチ状部を支持することによりアーチ状部を補強することができ、アーチ状部の強度（耐久力）の向上を図ることができる。また、軽量化部を板状に形成することにより、軽量化部の製作を容易にすることができる。

【0012】

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において
前記軽量化部は、前記空間において相互に離間して設けられた、前記アーム本体部と前記アーチ状部とを接続する複数の棒状部からなる。
上記（３）の構成によれば、例えば、複数の棒状部をスポーク状に配置することによって軽量化部を形成するなど、複数の棒状部によってアーチ状部を支持することで、アーチ状部の補強を行うことができ、アーチ状部の強度（耐久力）の向上を図ることができる。また、軽量化部を複数の棒状部で形成することにより、ロッカーアームの軽量化をさらに図ることができる。

【0013】

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（３）の構成において
前記アーチ状部は、カム側荷重作用点とバルブ側荷重作用点とを結ぶ基準直線からの離間距離が最も大きくなる頂点部を有し、前記バルブ側アーム部から前記頂点部に向かうにしたがって前記離間距離が大きくなるように、且つ、前記頂点部から前記カム側アーム部に向かうにしたがって前記離間距離が小さくなるように形成される。
上記（４）の構成によれば、アーチ状部は、カム側荷重作用点とバルブ側荷重作用点とを結ぶ直線となる基準直線からの距離が最大となる部分となる頂点部を有すると共に、各々の荷重作用点から頂点部に向かって基準直線からの距離が次第に大きくなるように形成される。これによって、アーチ状部によるロッカーアームの剛性の増大をより効果的に実現することができる。

【0014】

（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において
前記ロッカーアームの揺動中心と前記バルブ側荷重作用点との距離であるバルブ側距離は、前記揺動中心と前記カム側荷重作用点との距離であるカム側距離よりも大きくなっており、
前記頂点部は、前記揺動中心に対して、前記バルブ側荷重作用点側に位置する。
上記（５）の構成によれば、バルブ側距離をカム側距離よりも長くすることによって、カムリフト量に対応したバルブの開閉高さをより高くすることができる。また、ロッカーアームの揺動中心よりもバルブ側荷重作用点側にアーチ状部の頂点部が位置することにより、アーチ状部によるロッカーアームの剛性の増大をより効果的に実現することができる。

【0015】

（６）幾つかの実施形態では、上記（５）の構成において
前記アーチ状部の厚さは、前記バルブ側距離と前記カム側距離とを加算した長さの５％以上１５％以下である。

【0016】

ロッカーアームの剛性は、アーチ状部の厚さ（後述する図の紙面奥行の長さ）が大きくなるにしたがって増大するが、バルブ側距離およびカム側距離の加算値に対するアーチ状部の厚さの比が所定の値以上になると、剛性はそれ以上大きくなりにくくなり、サチる（飽和する）ことが、発明者らの鋭意研究により明らかになった。上記（６）の構成によれば、上述した新たな知見に基づき、アーチ状部の厚さを決定することで、より効果的に、ロッカーアームの重量の増大を抑制しつつ剛性を増大することができる。

【0017】

（７）幾つかの実施形態では、上記（５）〜（６）の構成において
前記頂点部の前記基準直線からの離間距離は、前記バルブ側距離以下である。

【0018】

アーチ状部によるロッカーアームの剛性は、頂点部の基準直線からの離間距離が大きくなるにしたがって増大するが、離間距離が一定以上大きくなると、剛性はそれ以上大きくなりにくくなり、サチる（飽和する）。他方、上記の離間距離が大きくなるほど、アーチ状部の全長が長くなるために、ロッカーアームの重量が増大する。上記（７）の構成によれば、頂点部の基準直線からの離間距離をバルブ側距離以下とすることにより、より効果的に、ロッカーアームの重量の増大を抑制しつつ剛性を増大することができる。

【0019】

（８）幾つかの実施形態では、上記（５）〜（７）の構成において
前記頂点部を通過する前記基準直線に対する垂線と前記基準直線との交点と、前記バルブ側荷重作用点との距離ｐに対する前記交点と前記カム側荷重作用点との距離ｑの比（ｑ／ｐ）は、０．８〜１．２である。
上記（８）の構成によれば、アーチ状部によってより効果的に、ロッカーアームの重量の増大を抑制しつつ剛性を増大することができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明の少なくとも一実施形態によれば、重量の増大を抑制しつつ、剛性が大幅に増大されたロッカーアームが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施形態に係るロッカーアームを備えるエンジンの動弁系の正面図である。

【図2】本発明の一実施形態に係るロッカーアームを示す図であり、軽量化部は板状部からなる。

【図3A】本発明の一実施形態に係るロッカーアームの断面図であり、図２のＧＧ断面に対応する。

【図3B】本発明の他の一実施形態に係るロッカーアームの断面図である、図２のＧＧ断面に対応する。

【図4】本発明の一実施形態に係るロッカーアームの断面図であり、図２のＨＨ断面に対応する。

【図5】本発明の一実施形態に係るロッカーアームを示す図であり、軽量化部は複数の棒状部からなる。

【図6】本発明の一実施形態に係るロッカーアームの断面図であり、図５のＧＧ断面に対応する。

【図7】本発明の一実施形態に係るロッカーアームの断面図であり、図５のＨＨ断面に対応する。

【図8】本発明の一実施形態に係るロッカーアームが備えるアーチ状部の厚さと剛性との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

【0023】

図１は、本発明の一実施形態に係るロッカーアーム２を備えるエンジンの動弁系１の正面図である。エンジンの動弁系１（以下、動弁系１）は、吸気バルブや排気バルブといったエンジンが備えるバルブ７を開閉する機構である。そして、図１に示されるように、動弁系１は、カム６と、バルブ７と、カム６によるカムリフト量に応じてバルブ７を駆動する伝達機構８とを含む。まず、動弁系１の構成について、それぞれ説明する。

【0024】

カム６は、回転運動を直線運動に変換する機構を構成する一要素である。すなわち、カム６は回転するカムシャフト６６と共に回転すると共に、後述する伝達機構８の従動体（図１の例示ではカムフォロア８１）に当接している。そして、回転するカム６によってこの従動体が押されることで、従動体を直線状に運動させる。より詳細には、一般的なカム６の断面は卵形の形状となっており、突出する部分（突出部６２）をカム６が有することで、カム６の回転中心Ｏからカム６の外周までの距離の全てが一定とはなっていない。このため、カム６の回転に従って、従動体に当接するカム６の外周の位置（当接位置）が変化すると、この当接位置とカム６の回転中心Ｏとの距離が変化し、この距離に応じた分だけ従動体は押されることになる。

【0025】

具体的には、カム６の回転中心Ｏから外周までの距離は突出部６２に近づくに従って増加し、突出部６２の頂部６３において最大となる。逆に、突出部６２の頂部６３から当接位置が離れるに従って、カム６の回転中心Ｏと当接位置との距離は減少する。このため、従動体がカム６によって押されて変位する変位量であるカムリフト量は、カムリフト量は、カム形状に大きく依存する。具体的には、カムリフト量は、当接位置が突出部６２に近づくにつれて大きくなり、突出部６２の頂部６３において最大となる。逆に、突出部６２の頂部６３から当接位置が離れるに従って、カムリフト量は最大値から減少していく。

【0026】

バルブ７は、エンジンのシリンダヘッドにあけられた吸気孔と排気孔の開閉状態を制御する吸気バルブや排気バルブである。また、図１に示されるように、バルブ７は、棒状の軸部７１と、軸部７１の前端部７１ｆに接続される円板状の傘部７２とで構成される。そして、この傘部７２と弁シート７４（弁座）との接触状態に応じて吸気孔と排気孔の開閉状態が制御される。すなわち、エンジンの吸気孔や排気孔は、傘部７２と弁シート７４が接触している時は閉じられた状態であり、逆に、両者が接触していない時は開かれた状態である。そして、このバルブ７の開閉制御は、カム６と、次に説明する伝達機構８と、によって行われる。

【0027】

伝達機構８は、ロッカーアーム方式で実現されており、カム６によるカムリフト量に応じてバルブ７を駆動する。言い換えると、このロッカーアーム方式で実現された伝達機構８によって、カムリフト量は、弁シート７４への着座状態からのバルブ７の変位量であるからバルブリフト量に変換される。より詳細には、図１に示されるように、バルブ７の軸部７１の後端部７１ｒには伝達機構８が接続されている。そして、上記に説明したように、カム６の回転運動は伝達機構８の従動体によってカムリフト量に変換されると共に、伝達機構８によって、カムリフト量に対応したバルブリフト量だけバルブ７は直線状に変位される。具体的には、バルブ７の軸部７１の後端部７１ｒがバルブリフト量の増加に伴って伝達機構８に押されると、作用板８６とガイド部８７との間に位置する、バルブ７の軸部７１に挿通されたスプリング８４が縮められながらバルブ７が開かれる。逆に、バルブリフト量の減少に伴って、バルブ７の軸部７１の後端部７１ｒが伝達機構８によって押される力が弱まると、縮められたスプリング８４が元に戻ろうとする力でバルブ７は閉じられる。

【0028】

また、ロッカーアーム方式では、シリンダヘッドなどへのロッカーアーム２の固定部分（後述する軸受部３１）をてこの支点ＰＰとして、ロッカーアーム２の力点（後述するカム側荷重作用点Ｐｃ）側にカム６側が接続され、ロッカーアーム２の作用点（後述するバルブ側荷重作用点Ｐｖ）側にバルブ７側が接続されている。図１に示される動弁系１では、伝達機構８は、上記のスプリング８４と、ロッカーアーム２（揺腕）と、従動体に相当するカムフォロア８１（滑筒）と、カムフォロア８１とロッカーアーム２の力点とを接続する棒状の押棒８２と、ロッカーアーム２の作用点とバルブ７の後端部７１ｒを接続するブリッジ８５と、スプリング８４とロッカーアーム２との間に設けられた、スプリング８４の一端部（後端部７１ｒ）に固定された作用板８６を含んでいる。そして、カム６は、カムフォロア８１（従動体）に当接することにより、カムフォロア８１および押棒８２を介してロッカーアーム２に間接的に接続されている。他方、バルブ７は、作用板８６が固定されたバルブ７の後端部７１ｒとブリッジ８５とが接続されることにより、ブリッジ８５を介して間接的にロッカーアーム２に接続されている。

【0029】

このような機構により、伝達機構８は、カム６側のバルブリフト量をバルブ７側のカムリフト量に変換している。換言すれば、動弁系１は、カムシャフト６６、カム６、カムフォロア８１、押棒８２、ロッカーアーム２、ブリッジ８５、作用板８６、バルブ７を含んで構成されており、カム６の回転によって生じるカムリフト量に応じてバルブ７がバルブリフト量だけ駆動される。なお、他の幾つかの実施形態では、伝達機構８は、カムフォロア８１および押棒８２を備えておらず、ロッカーアーム２にカム６が当接（直接的に接続）することにより、ロッカーアーム２がカム６により直接的にリフトされるように構成されていても良い。

【0030】

次に、図１に示される動弁系１を構成するロッカーアーム２について、図２〜図８を用いて説明する。図２は、本発明の一実施形態に係るロッカーアーム２を示す図であり、軽量化部５は板状部５１からなる。図３Ａは、本発明の一実施形態に係るロッカーアーム２の断面図であり、図２のＧＧ断面に対応する。図３Ｂは、本発明の他の一実施形態に係るロッカーアーム２の断面図である、図２のＧＧ断面に対応する。図４は、本発明の一実施形態に係るロッカーアーム２の断面図であり、図２のＨＨ断面に対応する。図５は、本発明の一実施形態に係るロッカーアーム２を示す図であり、軽量化部５は複数の棒状部５３からなる。図６は、本発明の一実施形態に係るロッカーアームの断面図であり、図５のＧＧ断面に対応する。図７は、本発明の一実施形態に係るロッカーアームの断面図であり、図５のＨＨ断面に対応する。また、図８は、本発明の一実施形態に係るロッカーアーム２が備えるアーチ状部の厚さと剛性との関係を示す図である。

【0031】

図２、図５に示されるように、ロッカーアーム２は、伝達機構８を構成するパーツ（部品）であり、アームシャフト８８に揺動可能に支持され、カム６の回転によりバルブ７を動作させる。そして、ロッカーアーム２は、アーム本体部３と、アーチ状部４と、軽量化部５と、を備える。
以下、ロッカーアーム２を構成する各々の部位について説明する。なお、以下の説明にある上方や下方とは、図面における上方と下方に一致するものであり、例えば、重力の向きが下方でその反対が上方であっても良い。以下の説明中の厚さ方向とは紙面の法線に一致する方向であり、厚さはその方向の長さとなる。また、カム６の回転によって生じる力（つまり、ロッカーアーム２を上方へ押す押圧力）がロッカーアーム２に作用する点をカム側荷重作用点Ｐｃと呼び、ロッカーアーム２がカム６の回転に応じて揺動することにより生じる力（つまり、バルブ７を下方へ押圧する押圧力）がバルブ７側に作用する点をバルブ側荷重作用点Ｐｖと呼ぶものとする。

【0032】

アーム本体部３は、ロッカーアーム２における、カム６の回転によって生じる力を、バルブ７を下方へ押圧する力に変換する役割を担う主要部分である。そして、アーム本体部３は、軸受部３１と、カム側アーム部３２と、バルブ側アーム部３３と、を備える。アーム本体部３の軸受部３１は、アームシャフト８８によって支持される部分である。図１〜図８に示される実施形態では、図２、図５に示されるように、軸受部３１は、アーム本体部３を厚さ方向（紙面の法線の方向）に貫通する貫通孔を有することによって、厚さ方向に伸びる円筒形状を有している（図３Ａ〜図３Ｂ参照）。また、この軸受部３１の貫通孔に、シリンダヘッドなどに支持されたアームシャフト８８が挿通されている。

【0033】

つまり、アーム本体部３（ロッカーアーム２）は、軸受部３１においてアームシャフト８８に支持されると共に、アームシャフト８８（支点ＰＰ）を中心に回転（揺動）可能となっている。軸受部３１はアームシャフト８８に固定されていても良いし、アームシャフト８８に対して回転可能に構成されていても良い。また、図３Ａに示されるように、軸受部３１におけるアーム本体部３の厚さａは、アーチ状部４の厚さｂと同一になるようにしても良く（ａ＝ｂあるいはａ≒ｂ）、これによって、ロッカーアーム２の軽量化が図ることができる。あるいは、図３Ｂに示されるように、軸受部３１におけるアーム本体部３の厚さａは、アーチ状部４の厚さｂよりも大きくても良く（ａ＞ｂ）、これによって、ロッカーアーム２の強度（耐久力）の向上を図ることができる。

【0034】

他方、アーム本体部３のカム側アーム部３２は、アーム本体部３において軸受部３１から一方側に向かって延在する部分である。他方、アーム本体部３のバルブ側アーム部３３は、アーム本体部３において軸受部３１から他方側に向かって延在する部分である。つまり、カム側アーム部３２とバルブ側アーム部３３とは、互いに反対方向に向かって延在する。また、カム側アーム部３２の先端部（カム側端部３２ｅ）にはカム６側が接続されるようになっている。他方、バルブ側アーム部３３の先端部（バルブ側端部３３ｅ）にはバルブ７側が接続されるようになっている。そして、図２、図５に示されるように、このカム側端部３２ｅでは、カム６側（図１では押棒８２）と接続される下端にカム側荷重作用点Ｐｃが生じ、他方、バルブ側端部３３ｅでは、バルブ７側（図１ではブリッジ８５）と接続される下端にバルブ側荷重作用点Ｐｖが生じている。

【0035】

図４、図７に示される実施形態では、アーム本体部３のバルブ側アーム部３３における厚さａは、アーチ状部４の厚さｂと同一になるように形成されている（ａ＝ｂあるいはａ≒ｂ）。ただし、この実施形態には限定されず、例えば、アーチ状部４をより軽量化するなどのために、アーム本体部３のバルブ側アーム部３３における厚さａは、アーチ状部４の厚さｂよりも大きくても良い（ａ＞ｂ）。

【0036】

アーチ状部４は、ロッカーアーム２における、軸受部３１を跨ぐようにカム側アーム部３２とバルブ側アーム部３３とを接続する部分である。このようにアーチ状部４がアーム本体部３に接続されることにより、アーム本体部３およびアーチ状部４によって疑似的なトラス構造が形成されるため、ロッカーアーム２の剛性が増大されている。すなわち、アーチ状部４は、カム６の回転により生じる力の作用により弾性変形しようとするアーム本体部３の変形量を抑制（低減）するようにアーム本体部３を支持しており、アーチ状部４によって、アーム本体部３（ロッカーアーム２）の剛性が増大される。図１〜図８に示される実施形態では、アーチ状部４は、四角形状の断面形状を有し、直方体状の形状を有している（図３Ａ〜図４、図６〜図７参照）。ただし、本実施形態に限定されず、アーチ状部４の断面は、円形や楕円形、Ｈ状などの他の形状を有していても良い。また、アーチ状部４は、長手方向に沿って中空部が形成された円筒形状を有していても良い。

【0037】

また、図１〜図８に示される実施形態では、図２、図５に示されるように、アーチ状部４は、軸受部３１を跨ぐようにして、カム側アーム部３２のカム側端部３２ｅの上部とバルブ側アーム部３３のバルブ側端部３３ｅの上部とを接続している。アーチ状部４が、カム側端部３２ｅの上部とバルブ側端部３３ｅの上部とに接続されることにより、カム側アーム部３２およびバルブ側アーム部３３の少なくとも一方の端部以外の部分にアーチ状部４が接続される場合よりも、アーム本体部３の剛性の増大を図ることが可能となる。

【0038】

詳述すると、カム６が回転することによって、アーム本体部３はカム側端部３２ｅにおいて上方に押圧される。また、このカム６の回転によって生じる押圧力によってアーム本体部３が揺動し、この揺動に伴って、アーム本体部３はバルブ側端部３３ｅにおいてブリッジ８５を下方に押圧する。この際、ブリッジ８５から反力を受けることにより、アーム本体部３はバルブ側端部３３ｅにおいて上方に押圧される。このように、アーム本体部３は、軸受部３１で支持された状態で、カム側端部３２ｅおよびバルブ側端部３３ｅ（両先端部）が共に上方に押圧されるため、軸受部３１を底として湾曲するように弾性変形しようとすることになる。ところが、アーチ状部４が、共に上方への力が作用している部分である両先端部を上方から下方へ向けて支持する。すなわち、一方側の先端部に作用する上方へ向けた押圧力は、アーチ状部４の軸力となって、他方側の先端部を下方へ押圧する押圧力となり、この他方側の先端部に作用する上方への押圧力を打ち消す方向に働く。よって、アーチ状部４は、アーム本体部３の弾性変形を抑制するように働くので、アーム本体部３（ロッカーアーム２）の剛性が増大される。特に、アーチ状部４の両端がアーム本体部３の両方の先端部にそれぞれ接続されることにより、各々の先端部において、上方への押圧力および下方への押圧力の作用する横方向（紙面において上下方向に直交する方向）における位置を近づけることができるので、アーム本体部３の剛性の増大をより効果的に行うことができる。

【0039】

軽量化部５は、ロッカーアーム２における、アーム本体部３とアーチ状部４との間に画定される空間Ｓに設けられ、この空間Ｓにアーチ状部４と同一の材料が同一の厚さで充填されている場合と比べて軽量化されている部分である。軽量化部５は、ロッカーアーム２の剛性の増大への寄与は小さく、主に、アーチ状部４を支持する役割を担う。上述したアーチ状部４によってロッカーアーム２の剛性を増大することができるものの、アーチ状部４の重量の分だけ、ロッカーアーム２の重量が増大することになる。そこで、アーチ状部４の重量によるロッカーアーム２全体の重量の増大を抑制すべく、ロッカーアーム２は軽量化部５を備える。

【0040】

例えば、後述するように、軽量化部５は板状部５１（図２参照）からなっていても良いし、軽量化部５は複数の棒状部５３（図５参照）からなっていても良い。軽量化部５は、例えば、金属や樹脂など、アーチ状部４を形成する材料よりも密度（単位体積当たりの質量）が小さい材料（以下、軽量材料）が、上記空間Ｓにアーチ状部４と同一の厚さで上記の空間Ｓに充填されることにより形成されても良いし、後述する板状部５１や複数の棒状部５３がこの軽量部材により形成されても良い。これらの実施形態の各々では、軽量化部５によってアーチ状部４を支持するため、アーチ状部４の強度（耐久力）を向上することもできる。あるいは、軽量化部５は空間Ｓのままでも良く、この場合には、アーチ状部４によるロッカーアーム２の重量の増大を最大限抑制することが可能となる。

【0041】

図１〜図８で示される実施形態では、アーム本体部３およびアーチ状部４は同じ材料で形成されている。例えば、ロッカーアーム２は、少なくともアーム本体部３およびアーチ状部４を鋳造により一体的に成形することにより製造されても良いし、板状の材料を加工することにより製造されても良い。この場合、図３Ｂに示されるように、アーム本体部３、アーチ状部４、軽量化部５の各々の表面にテーパを形成することにより、製造を容易に行うことができる。

【0042】

上記の構成によれば、ロッカーアーム２の重量の増大を抑制しつつ、ロッカーアーム２の剛性を大幅に増大することができる。すなわち、軸受部３１を跨ぐようにアーチ状部４をアーム本体部３に接続すると共に、アーチ状部４とアーム本体部３との間に軽量化部５を有することによって、ロッカーアーム２はトラス状の構造を有している。換言すれば、トラス状の構造により、ロッカーアーム２に作用する曲げ荷重は、アーチ状部４における軸荷重によっても支えられることになる。これによって、従来型の梁状の構造を有したロッカーアーム２に比べて、ロッカーアーム２の剛性を高めることができる。また、例えば、ロッカーアーム２が軽量化部５を有しておらず、アーム本体部３にリブ（上記のアーチ状部に相当する部分と上記の軽量化部に相当する部分とからなるリブ）が設けられる場合のように、アーム本体部３とアーチ状部４との間に画定される空間Ｓにアーチ状部４と同一の材料が同一の厚さで充填されている場合よりも、軽量化部５によってロッカーアーム２の重量の増大が抑制することができる。したがって、軽量化部５によってロッカーアーム２の重量の増大を抑制しつつ、アーチ状部４によってロッカーアーム２の剛性を大幅に増大することができる。

【0043】

また、上記の構成によれば、ロッカーアーム２の重量の増大を抑制しつつ剛性を高めることができるので、ロッカーアーム２を含む動弁系１の固有振動数を向上することができ、動弁系１のジャンピングの発生を抑制することができる。さらに、動弁系１のジャンピングの発生が起きにくくされることにより、吸気バルブや排気バルブといったバルブ７の開閉高さを増やすことができる。これによって、吸排気時の圧損（ポンピングロス）の低減できるので、エンジンの効率を高めることができる。また、バルブ７の着座速度なども低減できるので、パーツの寿命を長くすることができ、パーツの故障に伴うトラブルの未然防止を図ることもできる。エンジン効率向上のための給気弁の早閉じ化などを進めた場合に生じるリフト量減少も軽減することができる。なお、図１〜図８に示される実施形態では、４０％程度のポンピングロスの低減効果が確認されている。

【0044】

次に、上述した軽量化部５の実施形態について説明する。
幾つかの実施形態では、図２〜図４に示されるように、軽量化部５は、上記の空間Ｓを埋めるように設けられた、アーチ状部４よりも小さい厚さを有する板状部５１からなる。図２〜図４に示される実施形態では、図３Ａ〜図４に示されるように、板状部５１の厚さｅは、アーチ状部４の厚さｂよりも小さくなっている（厚さｅ＜厚さｂ）。これによって、板状部５１が上述した軽量部材で形成されている場合は当然として、板状部５１がアーチ状部４と同一の材料で形成されている場合であっても、板状部５１の厚さｅ＝アーチ状部４の厚さｂの関係が成立する場合と比較して、ロッカーアーム２の軽量化が実現されている。また、アーム本体部３とアーチ状部４との間に板状部５１が介在することにより、板状部５１によってアーチ状部４を支持することができ、アーチ状部４が変形するのを防止することができる。

【0045】

上記の構成によれば、板状部５１からなる軽量化部５によってアーチ状部４を支持することによりアーチ状部４を補強することができ、アーチ状部４の強度（耐久力）の向上を図ることができる。また、軽量化部５を板状に形成することにより、軽量化部５の製作を容易にすることができる。

【0046】

また、幾つかの実施形態では、図５〜図７に示されるように、軽量化部５は、上記空間Ｓにおいて相互に離間して設けられた、アーム本体部３とアーチ状部４とを接続する複数の棒状部５３からなる。図５〜図７に示される実施形態では、図示されるように、複数の棒状部５３は４本の棒状の部材で構成されている。また、複数の棒状部５３の各々は、軸受部３１の上部からアーチ状部４に放射状に延在することにより、アーム本体部３とアーチ状部４とを接続している。すなわち、複数の棒状部５３は、アーチ状部４における空間Ｓに向いた分力の向きと、棒状部５３の軸方向の力の向きを合わせるように、アーム本体部３とアーチ状部４とを接続している。これによって、アーチ状部４の強度（耐久力）の向上を図っている。

【0047】

また、図５〜図７に示される実施形態では、複数の棒状部５３の各々の断面は四角形の形状をしており、その厚さｅは、アーチ状部４の厚さｂより小さくなっている（ｅ＜ｂ）。ただし、本実施形態に限定されず、例えば、他の幾つかの実施形態では、複数の棒状部５３の各々の厚さｅはアーチ状部４の厚さｂと同じであっても良く（ｅ＝ｂ）、複数の棒状部５３の各々の厚さｅはアーチ状部４の厚さｂ以下となっていても良い（ｅ≦ｂ）。また、複数の棒状部５３の各々の断面形状は、円、楕円、Ｈ状、環状など他の形状であっても良い。

【0048】

また、図５〜図７に示される実施形態では、図示されるように、複数の棒状部５３の各々の断面積の大きさ（太さ）は全て同じとはなっておらず、それぞれ異なっている。これは、アーチ状部４において、頂点部４ｐ（後述）よりもバルブ側端部３３ｅ側の方が大きな力が作用することに対応するためであり、より大きな力が作用する側に位置する棒状部５３の太さを、より大きくしている。これによって、受ける力の大きさに応じて、複数の棒状部５３の各々の強度（耐久力）を調整することで、その強度（耐久力）を適切に設定しつつ、重量の増大を抑制することができる。また、受ける力が大きいほど、アーチ状部４やアーム本体部３と棒状部５３との接続部分の断面積を大きくすることにより、接続部分における局所的な力を断面積の全体に分散することができる。これによって、アーチ状部４、アーム本体部３が上記の接続部分において棒状部５３からの力に負けて破壊等されることを防止することができる。

【0049】

ただし、本実施形態に本発明は限定されない。例えば、他の幾つかの実施形態では、上述のように棒状部５３の太さを調整するのではなく、棒状部５３の本数を調整しても良い。すなわち、より大きな力が作用する側に位置する棒状部５３の本数をより増やしても良く、複数の棒状部５３の太さを調整する場合と同様の効果を奏することができる。また、その他の幾つかの実施形態では、全ての棒状部５３の太さが同じであっても良い。また、複数の棒状部５３は、２以上の棒状部５３からなっていれば良い。また、例えば、他の幾つかの実施形態では、複数の棒状部５３の少なくとも１本の棒状部５３がアーム本体部３とアーチ状部４とを接続していれば良く、その１本の棒状部５３に接続される棒状部５３や、カム側アーム部３２あるいはバルブ側アーム部３３の上面から垂直に伸びる棒状部５３など、他の棒状部５３は上記の効果を奏する範囲で、様々な配置を取っていても良い。

【0050】

上記の構成によれば、例えば、複数の棒状部５３をスポーク状に配置することによって軽量化部５を形成するなど、複数の棒状部５３によってアーチ状部４を支持することで、アーチ状部４の補強を行うことができ、アーチ状部４の強度（耐久力）の向上を図ることができる。また、軽量化部５を複数の棒状部５３で形成することにより、ロッカーアーム２の軽量化をさらに図ることができる。

【0051】

また、幾つかの実施形態では、図２、図５に示されるように、アーチ状部４は、カム側荷重作用点Ｐｃとバルブ側荷重作用点Ｐｖとを結ぶ基準直線Ｌｂからの離間距離Ｉｓが最も大きくなる頂点部４ｐを有する。そして、アーチ状部４は、バルブ側アーム部３３から頂点部４ｐに向うにしたがって離間距離Ｉｓが大きくなるように、且つ、頂点部４ｐからカム側アーム部３２に向かうにしたがって離間距離Ｉｓが小さくなるように形成される。図１〜図８に示される実施形態では、離間距離Ｉｓは、アーチ状部４におけるバルブ側アーム部３３の端部から頂点部４ｐに向かうにしたがって連続的に大きくなっている。換言すれば、離間距離Ｉｓは、頂点部４ｐから、アーチ状部４におけるバルブ側アーム部３３の端部に向かうにしたがって連続的に小さくなっている。同時に、離間距離Ｉｓは、アーチ状部４におけるカム側アーム部３２の端部から頂点部４ｐに向かうにしたがって連続的に大きくなっている。換言すれば、離間距離Ｉｓは、頂点部４ｐから、アーチ状部４におけるカム側アーム部３２の端部に向かうにしたがって連続的に小さくなっている。つまり、アーチ状部４は、カム側端部３２ｅ（例えばカム側荷重作用点Ｐｃ）と頂点部４ｐとバルブ側端部３３ｅ（例えばバルブ側荷重作用点Ｐｖ）とを結んだ線が円弧状を含む弓なりの形状となるような形状を有している。

【0052】

ただし、アーチ状部４の形状は図１〜図８に示される実施形態の形状に限定されず、上記の離間距離Ｉｓは、図２、図５に示されるように連続的に変化していなくても良い。例えば、アーチ状部４は、カム側端部３２ｅ（例えばカム側荷重作用点Ｐｃ）と頂点部４ｐとバルブ側端部３３ｅ（例えばバルブ側荷重作用点Ｐｖ）とを結んだ線が、三角形や多角形となるような形状を有していていも良い。

【0053】

上記の構成によれば、アーチ状部４は、カム側荷重作用点Ｐｃとバルブ側荷重作用点Ｐｖとを結ぶ直線となる基準直線Ｌｂからの距離が最大となる部分となる頂点部４ｐを有すると共に、各々の荷重作用点から頂点部４ｐに向かって基準直線Ｌｂからの距離が次第に大きくなるように形成される。これによって、アーチ状部４によるロッカーアームの剛性の増大をより効果的に実現することができる。

【0054】

また、幾つかの実施形態では、図１〜図５に示されるように、ロッカーアーム２の揺動中心（アームシャフト８８の軸心となる支点ＰＰ）とバルブ側荷重作用点Ｐｖとの距離であるバルブ側距離Ｄｖは、揺動中心とカム側荷重作用点Ｐｃとの距離であるカム側距離Ｄｃよりも大きくなっており、頂点部４ｐは、揺動中心に対して、バルブ側荷重作用点Ｐｖ側に位置する。

【0055】

上記の構成によれば、バルブ側距離Ｄｖをカム側距離Ｄｃよりも長くすることによって、カムリフト量に対応したバルブ７の開閉高さをより高くすることができる。また、ロッカーアーム２の揺動中心（支点ＰＰ）よりもバルブ側荷重作用点Ｐｖ側にアーチ状部４の頂点部４ｐが位置することにより、アーチ状部４によるロッカーアーム２の剛性の増大をより効果的に実現することができる。

【0056】

また、幾つかの実施形態では、アーチ状部４の厚さｂ（図３Ａ〜図４、図６〜図７参照）は、バルブ側距離Ｄｖとカム側距離Ｄｃとを加算した長さの５％以上１５％以下である。詳述すると、ロッカーアーム２の剛性は、アーチ状部４の厚さｂが大きくなるにしたがって増大するが、バルブ側距離Ｄｖおよびカム側距離Ｄｃの加算値（Ｄｖ＋Ｄｃ）に対するアーチ状部４の厚さの比が所定の値以上になると、その剛性はそれ以上大きくなりにくくなり飽和することが、発明者らの鋭意研究により明らかになった。これに関して図８を用いて説明する。図８は、バルブ側距離Ｄｖとカム側距離Ｄｃとの加算値に対するアーチ状部４の厚さｂの割合（ｂ／（Ｄｖ＋Ｄｃ））と、ロッカーアーム２の剛性との関係を示す剛性特性Ｃを示している。後述するように、アーチ状部４の厚さｂに関する剛性特性Ｃ（以下、単に剛性特性Ｃ）は、横軸の値が大きくなるにしたがって剛性が飽和する特性を示すので、縦軸は、飽和した際の剛性の値を１００％として示している。

【0057】

図８に例示されるように、この剛性特性Ｃは、縦軸で示される剛性の値が、横軸の値の増加に従って単調に増加するのではなく、変曲点により増加の割合を次第に減じながら、次第に剛性の値が飽和していくような特性を有している。より具体的には、縦軸に示される剛性の値は、横軸の値（割合）が０％側から５％付近（第１変曲点Ｃａ）まで大きくなるのにしたがって最も大きな割合（変化率）で増大しており、横軸の値が５％付近において、剛性の値は６０％付近まで増大している。また、横軸の値が５％付近から８％付近（第２変曲点Ｃｂ）の間は、剛性の値は、第１変曲点Ｃａまでの変化率よりも小さい変化率で増大し、横軸の値が８％付近において９０％付近まで増大している。一方、剛性の値は、横軸の値が２０％付近で飽和（１００％）しており、第２変曲点Ｃｂ以降は、剛性の値は、アーチ状部４の厚さｂを増大させるにしたがって増大するものの、最低の変化率でゆるやかに飽和に向けて増大している。

【0058】

このように、アーチ状部４の厚さｂを増大するとロッカーアーム２の剛性を飽和値まで増大することができるが、その一方で、アーチ状部４の厚さｂを増大するのにしたがって、アーチ状部４（ロッカーアーム２）の重量が単調に増大していくため、重量の増大した分だけ慣性力が増大する。つまり、アーチ状部４により増大したロッカーアーム２の剛性は、慣性力により低減されることになる。このため、横軸の値が５％以上となるようにアーチ状部４の厚さｂを決定することにより、ロッカーアーム２の重量の増大を抑制しつつ、その剛性の増大効果を最大限得ることが可能となる。一方、ロッカーアーム２の剛性の増大効果が得られないような横軸の値が２０％よりも大きくなるようにアーチ状部４の厚さｂを決定する必要はない。つまり、横軸の値が５％以上２０％以下となるように、アーチ状部４の厚さｂを決定することにより、ロッカーアーム２の剛性を増大することができる。また、横軸の値が１５％より大きい範囲では、剛性が増大するものの重量の増大に比べて剛性の増大はわずかに増加するに過ぎない。このため、横軸の値が５％以上１５％以下とした場合であっても、ロッカーアーム２の剛性を横軸の値が２０％の場合と同様な程度にまで増大することができる。さらに、横軸の値が５％以上８％以下となるように、アーチ状部４の厚さｂを決定することにより、ロッカーアーム２の重量の増大を抑制しつつ、アーチ状部４の厚さｂの増大によって得られる剛性の９０％程度までの剛性を得ることができる。

【0059】

上記の構成によれば、上述した新たな知見に基づき、アーチ状部４の厚さｂを決定することで、より効果的に、ロッカーアーム２の重量の増大を抑制しつつ剛性を増大することができる。

【0060】

また、幾つかの実施形態では、アーチ状部４の幅ｄ（図２、図５参照）は、バルブ側距離Ｄｖとカム側距離Ｄｃとを加算した長さの３％以上である。アーチ状部４は応力を受ける部分であり、ロッカーアーム２の剛性の増大には、アーチ状部４の幅ｄは大きい方が望ましい。ただし、アーチ状部４の幅ｄが大きいほど、アーチ状部４（ロッカーアーム２）の重量が増大することになる。このため、バルブ側距離Ｄｖとカム側距離Ｄｃとの加算値に対するアーチ状部４の幅ｄの割合（ｄ／（Ｄｖ＋Ｄｃ））が３％以上となるように、アーチ状部４の幅ｄを決定するのが望ましい。図１〜図８に示される実施形態では、上記のｄ／（Ｄｖ＋Ｄｃ）が例えば、３．７％など、３％以上〜４％以下の値となるように、アーチ状部４の幅ｄを決定している。これによって、ロッカーアーム２の剛性を増大させるためのアーチ状部４の強度（耐久力）を確保することができる。

【0061】

また、幾つかの実施形態では、頂点部４ｐの基準直線Ｌｂからの離間距離Ｉｓは、バルブ側距離Ｄｖ以下である。アーチ状部４によるロッカーアーム２の剛性も、頂点部４ｐの基準直線Ｌｂからの離間距離Ｉｓが大きくなるにしたがって増大するが、離間距離Ｉｓが一定以上大きくなると、剛性はそれ以上大きくなりにくくなり、サチる（飽和する）。他方、上記の離間距離Ｉｓが大きくなるほど、アーチ状部４の全長が長くなるために、ロッカーアーム２の重量が増大する。上記の構成によれば、頂点部４ｐの基準直線Ｌｂからの離間距離Ｉｓをバルブ側距離Ｄｖ以下とすることにより、より効果的に、ロッカーアーム２の重量の増大を抑制しつつ剛性を増大することができる。

【0062】

また、幾つかの実施形態では、頂点部４ｐを通過する基準直線Ｌｂに対する垂線Ｌｈと基準直線Ｌｂとの交点Ｌｏと、バルブ側荷重作用点Ｐｖとの距離ｐに対する上記交点Ｌｏとカム側荷重作用点Ｐｃとの距離ｑの比（ｑ／ｐ）は、０．８〜１．２である。図２、図５に示されるように、ロッカーアーム２の揺動中心（アームシャフト８８の軸心となる支点ＰＰ）は、アーム本体部３の長手方向の中央よりも、カム側端部３２ｅ側に位置する。そして、０．８≦ｑ／ｐ≦１．２とすることにより、ロッカーアーム２の揺動中心よりも頂点部４ｐをバルブ側端部３３ｅに位置させることが可能となる。図１〜図８に示される実施形態では、ｑ／ｐは１．１となっている。他の幾つかの実施形態では、ｑ／ｐは１．０となっている。これによって、アーチ状部によってより効果的に、ロッカーアームの重量の増大を抑制しつつ剛性を増大することができる。

【0063】

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

【符号の説明】

【0064】

１ 動弁系
２ ロッカーアーム
３ アーム本体部
３１ 軸受部
３２ カム側アーム部
３２ｅ カム側端部
３３ バルブ側アーム部
３３ｅ バルブ側端部
４ アーチ状部
４ｐ 頂点部
５ 軽量化部
５１ 板状部
５３ 棒状部
６ カム
６２ 突出部
６２ 実開昭
６３ 頂部
６６ カムシャフト
７ バルブ
７１ 軸部
７１ｆ 前端部
７１ｒ 後端部
７２ 傘部
７４ 弁シート
８ 伝達機構
８１ カムフォロア
８２ 押棒
８４ スプリング
８５ ブリッジ
８６ 作用板
８７ ガイド部
８８ アームシャフト

Ｓ 空間（アーム本体部とアーチ状部との間に画定される空間）
Ｌｂ 基準直線
Ｌｈ 垂線
Ｌｏ 交点
Ｉｓ 離間距離
ＰＰ てこの支点（アームシャフトの軸心）
Ｐｃ カム側荷重作用点
Ｐｖ バルブ側荷重作用点
ａ アーム本体部の厚さ
ｂ アーチ状部の厚さ
ｅ 板状部（軽量化部）の厚さ
ｄ アーチ状部の幅

Ｄｃ カム側距離
Ｄｖ バルブ側距離
Ｃ アーチ状部の厚さに関す剛性特性
Ｃａ 第１変曲点
Ｃｂ 第２変曲点
Ｏ カムの回転中心
ｑ 距離（ＬｏとＰｃとの間の距離）
ｐ 距離（ＬｏとＰｖとの間の距離）

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】