(57)【要約】【課題】ロッカアームの揺動時に生じる摩擦損失の低減効果を向上させる。【解決手段】ロッカアームの一端部に設けられた揺動部材３０に曲率半径ｒ１の円筒状凹曲面３０ｄが形成されているとともに、揺動部材３０を支持する油圧式アジャスタ部材１４に、曲率半径ｒ２が円筒状凹曲面３０ｄよりも小さく曲率中心が円筒状凹曲面３０ｄと一致する円筒状凸曲面１４ｄが円筒状凹曲面３０ｄと間隔をおいて対向して形成されている。円筒状凹曲面３０ｄと円筒状凸曲面１４ｄとの間には、ロッカアームの揺動時に円筒状凸曲面１４ｄ及び円筒状凹曲面３０ｄに対し転がり接触する複数の円筒ころ１６が配設されており、ロッカアームの揺動角度をαとすると、円筒ころ１６が転がり角度θ＝α×ｒ１／（ｒ１＋ｒ２）で転がり運動するのを許容する転がりしろ１７ａが設けられている。【選択図】図３
2009091985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部がピボット部で揺動自在に支持され、他端部がバルブの軸先端部に係合するロッカアームを有し、カムの回転運動に伴ってロッカアームが揺動してバルブをその軸線方向に駆動する内燃機関の動弁機構であって、
ピボット部においては、ロッカアームの一端部に設けられた揺動部材に凹曲面が形成されているとともに、ロッカアームの一端部を支持する受け部材に、曲率半径が該凹曲面よりも小さく曲率中心が該凹曲面と一致する凸曲面が該凹曲面と間隔をおいて対向して形成されており、
揺動部材の凹曲面と受け部材の凸曲面との間には、ロッカアームの揺動時に該凹曲面及び該凸曲面に対し転がり接触する複数の転動体が配設されており、
さらに、揺動部材の凹曲面の曲率半径をｒ１、受け部材の凸曲面の曲率半径をｒ２、ロッカアームの揺動角度をαとし、
θ＝α×ｒ１／（ｒ１＋ｒ２）
とすると、転動体が転がり角度θで転がり運動するのを許容する転動体の転がりしろが設けられている、内燃機関の動弁機構。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の動弁機構であって、
揺動部材の凹曲面が円筒状凹曲面で、受け部材の凸曲面が円筒状凸曲面であり、
前記転動体として、ころが配設されている、内燃機関の動弁機構。
【請求項３】
一端部がピボット部で揺動自在に支持され、他端部がバルブの軸先端部に係合するロッカアームを有し、カムの回転運動に伴ってロッカアームが揺動してバルブをその軸線方向に駆動する内燃機関の動弁機構であって、
ピボット部においては、ロッカアームの一端部に設けられた揺動部材に凸曲面が形成されているとともに、ロッカアームの一端部を支持する受け部材に、曲率半径が該凸曲面よりも大きく曲率中心が該凸曲面と一致する凹曲面が該凸曲面と間隔をおいて対向して形成されており、
揺動部材の凸曲面と受け部材の凹曲面との間には、ロッカアームの揺動時に該凸曲面及び該凹曲面に対し転がり接触する複数の転動体が配設されており、
さらに、受け部材の凹曲面の曲率半径をｒ３、揺動部材の凸曲面の曲率半径をｒ４、ロッカアームの揺動角度をαとし、
θ＝α×ｒ４／（ｒ３＋ｒ４）
とすると、転動体が転がり角度θで転がり運動するのを許容する転動体の転がりしろが設けられている、内燃機関の動弁機構。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関の動弁機構であって、
揺動部材の凸曲面が円筒状凸曲面で、受け部材の凹曲面が円筒状凹曲面であり、
前記転動体として、ころが配設されている、内燃機関の動弁機構。
【請求項５】
一端部がピボット部で揺動自在に支持され、他端部がバルブの軸先端部に係合するロッカアームを有し、カムの回転運動に伴ってロッカアームが揺動してバルブをその軸線方向に駆動する動弁機構を備える内燃機関であって、
前記動弁機構が、請求項１〜４のいずれか１に記載の内燃機関の動弁機構である、内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関及びその動弁機構に関し、特に、一端部がピボット部で揺動自在に支持され、他端部がバルブの軸先端部に係合するロッカアームを備え、カムの回転運動に伴ってロッカアームが揺動してバルブをその軸線方向に駆動する内燃機関及びその動弁機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の動弁機構の関連技術が下記特許文献１，２に開示されている。特許文献１においては、ピボット部で揺動自在に支持されたロッカアームの一端部に鋼球を一体固着し、鋼球を回転自在に支持する球面凹部を有する受け部材をシリンダヘッドに取り付け、さらに、受け部材の球面凹部の外周に潤滑油を溜める受鍔を突設している。
【０００３】
特許文献２においては、ロッカアームの一端部に設けられたピボット部材の先端面に凸面部を形成するとともに、ピボット部材を揺動自在に支持する受け部材に凹面部をピボット部材の凸面部と対向させて形成し、受け部材の凹面部のところに円環状の凹溝を設け、さらに、この凹溝内にピボット部材の凸面部との間において転がり接触する複数の鋼球を設けている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１５３００６号公報
【特許文献２】特開２００５−４８６２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１においては、カムの回転運動に伴うロッカアームの揺動運動の際に、ロッカアームの一端部に一体固着された鋼球が受け部材の球面凹部に対し摺動することで、鋼球と球面凹部との間に摩擦力が発生する。鋼球と球面凹部との接触は、面圧が高く摺動速度が小さいため、潤滑油を鋼球と球面凹部との接触部に直接供給しても十分な厚さの油膜を形成することが困難である。その結果、固体同士の接触割合が増大し、摩擦損失が増大する。特に、潤滑油の温度が上昇すると、油膜の形成がさらに困難となる。
【０００６】
特許文献２においては、カムの回転運動に伴うロッカアームの揺動運動の際に、ピボット部材の凸面部と凹溝内に設けられた複数の鋼球との間で転がり接触運動を生じさせることで、摩擦損失の低減を図っている。しかし、ロッカアームの揺動運動の際に、複数の鋼球と受け部材の凹面部との間では相対滑り運動が生じる。この相対滑り運動が生じる分、摩擦損失が発生する。
【０００７】
本発明は、ロッカアームの揺動時に生じる摩擦損失の低減効果を向上させることができる内燃機関及びその動弁機構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】
本発明に係る内燃機関及びその動弁機構は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００９】
本発明に係る内燃機関の動弁機構は、一端部がピボット部で揺動自在に支持され、他端部がバルブの軸先端部に係合するロッカアームを有し、カムの回転運動に伴ってロッカアームが揺動してバルブをその軸線方向に駆動する内燃機関の動弁機構であって、ピボット部においては、ロッカアームの一端部に設けられた揺動部材に凹曲面が形成されているとともに、ロッカアームの一端部を支持する受け部材に、曲率半径が該凹曲面よりも小さく曲率中心が該凹曲面と一致する凸曲面が該凹曲面と間隔をおいて対向して形成されており、揺動部材の凹曲面と受け部材の凸曲面との間には、ロッカアームの揺動時に該凹曲面及び該凸曲面に対し転がり接触する複数の転動体が配設されており、さらに、揺動部材の凹曲面の曲率半径をｒ１、受け部材の凸曲面の曲率半径をｒ２、ロッカアームの揺動角度をαとし、
θ＝α×ｒ１／（ｒ１＋ｒ２）
とすると、転動体が転がり角度θで転がり運動するのを許容する転動体の転がりしろが設けられていることを要旨とする。
【００１０】
また、本発明に係る内燃機関の動弁機構は、一端部がピボット部で揺動自在に支持され、他端部がバルブの軸先端部に係合するロッカアームを有し、カムの回転運動に伴ってロッカアームが揺動してバルブをその軸線方向に駆動する内燃機関の動弁機構であって、ピボット部においては、ロッカアームの一端部に設けられた揺動部材に凸曲面が形成されているとともに、ロッカアームの一端部を支持する受け部材に、曲率半径が該凸曲面よりも大きく曲率中心が該凸曲面と一致する凹曲面が該凸曲面と間隔をおいて対向して形成されており、揺動部材の凸曲面と受け部材の凹曲面との間には、ロッカアームの揺動時に該凸曲面及び該凹曲面に対し転がり接触する複数の転動体が配設されており、さらに、受け部材の凹曲面の曲率半径をｒ３、揺動部材の凸曲面の曲率半径をｒ４、ロッカアームの揺動角度をαとし、
θ＝α×ｒ４／（ｒ３＋ｒ４）
とすると、転動体が転がり角度θで転がり運動するのを許容する転動体の転がりしろが設けられていることを要旨とする。
【００１１】
本発明の一態様では、凹曲面が円筒状凹曲面で、凸曲面が円筒状凸曲面であり、前記転動体として、ころが配設されていることが好適である。
【００１２】
また、本発明に係る内燃機関は、一端部がピボット部で揺動自在に支持され、他端部がバルブの軸先端部に係合するロッカアームを有し、カムの回転運動に伴ってロッカアームが揺動してバルブをその軸線方向に駆動する動弁機構を備える内燃機関であって、前記動弁機構が、本発明に係る内燃機関の動弁機構であることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、カムの回転運動に伴うロッカアームの揺動運動時に、揺動部材と転動体との転がり接触運動、及び転動体と受け部材との転がり接触運動をカムの回転位置に関係なく常に維持することができるので、揺動部材と転動体との間に作用する摩擦力、及び転動体と受け部材との間に作用する摩擦力を低減することができる。したがって、ロッカアームの揺動時に生じる摩擦損失の低減効果を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。
【００１５】
「基本構成」
図１は、内燃機関の動弁機構の基本構成を示す図であり、ロッカアーム式動弁機構を示す。図１では、動弁機構を備える内燃機関の具体的構成の図示を省略しているが、公知の構成で実現可能である。ロッカアーム３の一端部はピボット部５で揺動自在に支持されており、ロッカアーム３の他端部８はバルブ９の軸先端部に冠着されたキャップ１１に係合している。ロッカアーム３の中央部にはローラ４が回転自在に支持されており、カム２の外周面（カム面）がローラ４の外周面に当接している。ここでのバルブ９及びカム２は、それぞれ吸気弁及び吸気カムであってもよいし、排気弁及び排気カムであってもよい。
【００１６】
図１に示す基本構成のピボット部５においては、ロッカアーム３の一端部に機械式アジャスタ部材６が設けられており、ロッカアーム３の一端部（機械式アジャスタ部材６）を支持する受け部材７がシリンダヘッド１にねじで固定されている。機械式アジャスタ部材６は、カム２とローラ４間の隙間調整及びロッカアーム３への固定を兼ねたねじ部６ａと、受け部材７側へ向けて球状凸曲面６ｃが形成された半球部材６ｂと、を含む。受け部材７には球状凹曲面７ｃが機械式アジャスタ部材６の球状凸曲面６ｃと対向して形成されており、機械式アジャスタ部材６の球状凸曲面６ｃが受け部材７の球状凹曲面７ｃと接触する。機械式アジャスタ部材６の球状凸曲面６ｃと受け部材７の球状凹曲面７ｃとの接触部には潤滑油が供給される。
【００１７】
図１に示す基本構成では、カム２の回転運動に伴って、ローラ４が回転しながら図１の略上下方向に移動し、ロッカアーム３がピボット部５を支点として揺動する。このロッカアーム３の揺動運動により、バルブ９がその軸線方向に駆動されて開閉する。ロッカアーム３の揺動運動の際には、機械式アジャスタ部材６の球状凸曲面６ｃが受け部材７の球状凹曲面７ｃに対し摺動する。
【００１８】
図２は、内燃機関の動弁機構の他の基本構成を示す図であり、ロッカアーム式動弁機構を示す。図２でも、動弁機構を備える内燃機関の具体的構成の図示を省略しているが、公知の構成で実現可能である。図２に示す基本構成のピボット部５においては、図１に示す基本構成と比較して、ロッカアーム３の一端部に支承椀部１０が設けられており、ロッカアーム３の一端部（支承椀部１０）を支持し且つカム２とローラ４間の隙間を調整する油圧式アジャスタ部材１４がその下部をシリンダヘッド１に挿入して固定されている。支承椀部１０には、球状凹曲面１０ｃが油圧式アジャスタ部材１４側へ向けて形成されている。油圧式アジャスタ部材１４の先端部には、球状凸曲面１４ｃが支承椀部１０の球状凹曲面１０ｃと対向して形成されており、支承椀部１０の球状凹曲面１０ｃが油圧式アジャスタ部材１４の球状凸曲面１４ｃと接触する。支承椀部１０の球状凹曲面１０ｃと油圧式アジャスタ部材１４の球状凸曲面１４ｃとの接触部には潤滑油が供給される。
【００１９】
図２に示す基本構成でも、カム２の回転運動に伴って、ローラ４が回転しながら図２の略上下方向に移動し、ロッカアーム３がピボット部５を支点として揺動する。このロッカアーム３の揺動運動により、バルブ９がその軸線方向に駆動されて開閉する。ロッカアーム３の揺動運動の際には、支承椀部１０の球状凹曲面１０ｃが油圧式アジャスタ部材１４の球状凸曲面１４ｃに対し摺動する。
【００２０】
「実施形態１」
図３は、本発明の実施形態１に係る内燃機関にて用いられる動弁機構の概略構成を示す図であり、図２に示す基本構成に対して本発明を適用した例を示し、ピボット部５の構成例を示す。図２に示す基本構成のピボット部５を以下に説明する構成のピボット部５に置き換えることで、本実施形態に係る内燃機関の動弁機構が得られる。以下の実施形態１の説明では、図１，２に示した基本構成と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２１】
図３に示す構成例のピボット部５においては、ロッカアーム３の一端部には略半円筒形状の揺動部材３０が設けられており、揺動部材３０には円筒状凹曲面３０ｄが油圧式アジャスタ部材１４側へ向けて形成されている。そして、油圧式アジャスタ部材１４の先端部には、円筒状凸曲面１４ｄが揺動部材３０の円筒状凹曲面３０ｄと間隔をおいて対向して形成されており、揺動部材３０の円筒状凹曲面３０ｄと油圧式アジャスタ部材１４の円筒状凸曲面１４ｄとの間に、略半円筒形状の収容溝１７が形成されている。ここで、円筒状凸曲面１４ｄの曲率半径ｒ２は円筒状凹曲面３０ｄの曲率半径ｒ１よりも小さく、円筒状凸曲面１４ｄの曲率中心Ｏ２は円筒状凹曲面３０ｄの曲率中心Ｏ１と一致している。図３に示す構成例でも、カム２の回転運動に伴って、ロッカアーム３がピボット部５を支点として揺動することで、バルブ９がその軸線方向に駆動されて開閉する。
【００２２】
本実施形態では、揺動部材３０の円筒状凹曲面３０ｄと油圧式アジャスタ部材１４の円筒状凸曲面１４ｄとの間の収容溝１７に、複数の円筒ころ１６（転動体）が収容されている。図３に示す例では、複数の円筒ころ１６は、略半円筒形状の収容溝１７の円周方向（円筒状凹曲面３０ｄ及び円筒状凸曲面１４ｄの円周方向）に沿って互いに接触もしくは近接して並べられている。各円筒ころ１６の直径は（ｒ１−ｒ２）に略等しく、各円筒ころ１６は、ロッカアーム３の揺動時には、揺動部材３０の円筒状凹曲面３０ｄ及び油圧式アジャスタ部材１４の円筒状凸曲面１４ｄに対し転がり接触する。図４に示すように、例えば揺動部材３０が円筒状凹曲面３０ｄの曲率中心Ｏ１（円筒状凸曲面１４ｄの曲率中心Ｏ２）を揺動中心として図の時計まわりに回転すると、各円筒ころ１６は、図の時計まわりに自転しながら、円筒状凹曲面３０ｄの曲率中心Ｏ１を公転中心として図の時計まわりに公転する。ここで、図４（Ａ）はバルブ９が閉じている（バルブリフト量が０である）ときのピボット部５の状態を示し、図４（Ｂ）はバルブ９が開いているがバルブリフト量が最大リフト量まで達していないときのピボット部５の状態を示し、図４（Ｃ）はバルブリフト量が最大リフト量まで達したときのピボット部５の状態を示す。
【００２３】
さらに、本実施形態では、円筒状凹曲面３０ｄと円筒状凸曲面１４ｄとの間の収容溝１７に、各円筒ころ１６の転がり運動を許容する転がりしろ１７ａが設けられている。図３に示す例では、揺動部材３０の円周方向に関する両端部に、収容溝１７側へ張り出すことで円筒ころ１６が収容溝１７から脱落するのを防止するための保持部３０ｅが設けられており、収容溝１７の円周方向に関する端部、すなわち最も端に位置する円筒ころ１６と保持部３０ｅとの間に、円筒ころ１６の転がりしろ１７ａが形成される。
【００２４】
ここで、カム２の回転運動時におけるロッカアーム３の揺動角度（円筒状凹曲面３０ｄの曲率中心Ｏ１を揺動中心とした揺動部材３０の揺動角度）をα°とする。ロッカアーム３が角度α°で揺動する場合に各円筒ころ１６が円筒状凹曲面３０ｄ及び円筒状凸曲面１４ｄに対し相対滑りを生じさせることなく転がり運動するときは、各円筒ころ１６の転がり角度（円筒状凹曲面３０ｄの曲率中心Ｏ１を公転中心とした公転角度）θ°は、以下の（１）式で表される。
【００２５】
θ＝α×ｒ１／（ｒ１＋ｒ２）      （１）
【００２６】
そこで、本実施形態では、ロッカアーム３の揺動運動時に各円筒ころ１６を円筒状凹曲面３０ｄ及び円筒状凸曲面１４ｄに対し相対滑りを生じさせることなく転がり運動させるために、各円筒ころ１６が転がり角度θ°で転がり運動するのを許容する円筒ころ１６の転がりしろ１７ａを収容溝１７に設ける。図３に示す例では、円筒ころ１６の転がりしろ１７ａの円周方向長さｘ１は、各円筒ころ１６を転がり角度θ°で転がり運動させるために、以下の（２）式を満たす。つまり、（α−θ）°以上の角度に相当する転がりしろ１７ａを設ける。さらに、動弁機構（ピボット部５）の小型化を図るためには、転がりしろ１７ａの円周方向長さｘ１が以下の（３）式を満たす（あるいはほぼ満たす）ことが好ましく、（α−θ）°の角度に相当する転がりしろ１７ａを設けることが好ましい。
【００２７】
ｘ１≧（α−θ）／３６０×２π×（ｒ１＋ｒ２）／２      （２）
ｘ１＝（α−θ）／３６０×２π×（ｒ１＋ｒ２）／２      （３）
【００２８】
なお、円筒ころ１６の数の下限は２個で、円筒ころ１６の数の上限は、収容溝１７の弧の長さ、揺動部材３０の揺動運動に必要な転がりしろ、及び円筒ころ１６の寸法の関係から幾何学的に決まる挿入可能な最大値が上限となる。
【００２９】
図１に示す基本構成では、カム２の回転運動に伴うロッカアーム３の揺動運動の際には、機械式アジャスタ部材６の球状凸曲面６ｃが受け部材７の球状凹曲面７ｃに対し摺動することで、球状凸曲面６ｃと球状凹曲面７ｃとの間に摩擦力が発生する。球状凸曲面６ｃと球状凹曲面７ｃとの接触は、面圧が高く摺動速度が小さいため、潤滑油を球状凸曲面６ｃと球状凹曲面７ｃとの接触部に直接供給しても十分な厚さの油膜を形成することが困難である。そして、図２に示す基本構成でも、カム２の回転運動に伴うロッカアーム３の揺動運動の際には、支承椀部１０の球状凹曲面１０ｃが油圧式アジャスタ部材１４の球状凸曲面１４ｃに対し摺動することで、球状凹曲面１０ｃと球状凸曲面１４ｃとの間に摩擦力が発生する。球状凹曲面１０ｃと球状凸曲面１４ｃとの接触は、面圧が高く摺動速度が小さいため、潤滑油を球状凹曲面１０ｃと球状凸曲面１４ｃとの接触部に直接供給しても十分な厚さの油膜を形成することが困難である。したがって、図１，２に示す基本構成では、固体同士の接触割合が増大し、摩擦損失が増大する。特に、潤滑油の温度が上昇すると、油膜の形成がさらに困難となり、摩擦損失がさらに増大する。
【００３０】
これに対して本実施形態では、カム２の回転運動に伴うロッカアーム３の揺動運動の際には、各円筒ころ１６が、その中心軸まわりに自転しながら円筒状凹曲面３０ｄの曲率中心Ｏ１まわりに公転する。これによって、各円筒ころ１６は、ロッカアーム３の揺動運動により揺動部材３０の円筒状凹曲面３０ｄとの接触位置が移動するのに対して、円筒状凹曲面３０ｄとの間に相対滑りをほとんど生じさせることなく転がり運動する。さらに、各円筒ころ１６は、油圧式アジャスタ部材１４の円筒状凸曲面１４ｄに対しても相対滑りをほとんど生じさせることなく接触位置を移動させながら転がり運動する。
【００３１】
さらに、本実施形態では、（１）式で表される転がり角度（公転角度）θ°での転がり運動を許容する円筒ころ１６の転がりしろ１７ａが設けられている。これによって、図４に示すように、カム２の回転運動時にロッカアーム３が角度α°で揺動しても、各円筒ころ１６は、揺動部材３０の円筒状凹曲面３０ｄ及び油圧式アジャスタ部材１４の円筒状凸曲面１４ｄの両方に対し相対滑りをほとんど生じさせることなく転がり接触運動（自転及び公転）を常に行うことができる。このように、ロッカアーム３の揺動運動時には、円筒状凹曲面３０ｄと各円筒ころ１６との転がり接触運動、及び各円筒ころ１６と円筒状凸曲面１４ｄとの転がり接触運動をカム２の回転位置（バルブ９のリフト量）に関係なく常に維持することができるので、円筒状凹曲面３０ｄと各円筒ころ１６との間に作用する摩擦力、及び各円筒ころ１６と円筒状凸曲面１４ｄとの間に作用する摩擦力を低減することができる。したがって、ロッカアーム３の揺動運動時における摩擦損失の低減効果を向上させることができる。
【００３２】
図５に、本実施形態に係る動弁機構による摩擦損失の低減効果を確認した実験結果を示す。図５はロッカアーム３の揺動時にピボット部５に作用する摩擦力を示し、図５において、比較例１は図１に示す基本構成、比較例２は図２に示す基本構成、比較例３は特許文献２の構成を示す。本実施形態によれば、図５に示すように、比較例１〜３と比べて、ピボット部５に作用する摩擦力が大幅に減少しており、摩擦損失を大幅に低減できていることがわかる。
【００３３】
また、本実施形態では、円筒状凹曲面３０ｄ及び円筒状凸曲面１４ｄに対し転がり接触する転動体として円筒ころ１６を用いることで、円筒状凹曲面３０ｄと円筒ころ１６との間の面圧、及び円筒ころ１６と円筒状凸曲面１４ｄとの間の面圧を低減することができる。
【００３４】
次に、本実施形態の他の構成例について説明する。図６に示す構成例では、図３に示す構成例と比較して、複数の円筒ころ１６が保持器１５で保持されており、揺動部材３０の保持部３０ｅが省略されている。円筒ころ１６の数の下限は２個で、円筒ころ１６の数の上限は、収容溝１７の弧の長さ、揺動部材３０の揺動運動に必要な転がりしろ、円筒ころ１６の寸法、及び保持器１５の寸法の関係から幾何学的に決まる挿入可能な最大値が上限となる。図６に示す構成例においても、カム２の回転運動に伴うロッカアーム３の揺動運動の際には、図７に示すように、各円筒ころ１６がその中心軸まわりに自転しながら円筒状凹曲面３０ｄの曲率中心Ｏ１まわりに公転することで、円筒状凹曲面３０ｄと各円筒ころ１６との転がり接触運動、及び各円筒ころ１６と円筒状凸曲面１４ｄとの転がり接触運動をカム２の回転位置に関係なく常に維持することができる。なお、図７（Ａ）はバルブ９が閉じている（バルブリフト量が０である）ときのピボット部５の状態を示し、図７（Ｂ）はバルブ９が開いているがバルブリフト量が最大リフト量まで達していないときのピボット部５の状態を示し、図７（Ｃ）はバルブリフト量が最大リフト量まで達したときのピボット部５の状態を示す。
【００３５】
また、本実施形態では、揺動部材３０の円筒状凹曲面３０ｄと油圧式アジャスタ部材１４の円筒状凸曲面１４ｄとの間の収容溝１７には、円筒ころ１６の代わりに鋼球を配設することもできる。さらに、揺動部材３０に形成する凹曲面３０ｄについては、円筒状凹曲面以外に、例えば球状凹曲面を形成することもできるし、油圧式アジャスタ部材１４に形成する円筒状凸曲面１４ｄについては、円筒状凸曲面以外に、例えば球状凸曲面を形成することもできる。このように、揺動部材３０に形成する凹曲面３０ｄは円筒状凹曲面に限るものではなく、油圧式アジャスタ部材１４に形成する凸曲面１４ｄは円筒状凸曲面に限るものではない。
【００３６】
「実施形態２」
図８は、本発明の実施形態２に係る内燃機関にて用いられる動弁機構の他の概略構成を示す図であり、図１に示す基本構成に対して本発明を適用した例を示し、ピボット部５の構成例を示す。図１に示す基本構成のピボット部５を以下に説明する構成のピボット部５に置き換えることで、本実施形態に係る内燃機関の動弁機構が得られる。以下の実施形態２の説明では、図１，２に示した基本構成及び図３，６に示した実施形態１と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３７】
図８に示す構成例のピボット部５においては、ロッカアーム３の一端部に設けられた機械式アジャスタ部材６は、カム２とローラ４間の隙間調整及びロッカアーム３への固定を兼ねたねじ部６ａと、受け部材７側へ向けて円筒状凸曲面６ｄが形成された半円柱形状の揺動部材６ｅと、を含む。受け部材７には円筒状凹曲面７ｄが機械式アジャスタ部材６（揺動部材６ｅ）の円筒状凸曲面６ｄと間隔をおいて対向して形成されており、揺動部材６ｅの円筒状凸曲面６ｄと受け部材７の円筒状凹曲面７ｄとの間に、略半円筒形状の収容溝１７が形成されている。ここで、円筒状凸曲面６ｄの曲率半径ｒ４は円筒状凹曲面７ｄの曲率半径ｒ３よりも小さく、円筒状凸曲面６ｄの曲率中心Ｏ４は円筒状凹曲面７ｄの曲率中心Ｏ３と一致している。図８に示す構成例でも、カム２の回転運動に伴って、ロッカアーム３がピボット部５を支点として揺動することで、バルブ９がその軸線方向に駆動されて開閉する。
【００３８】
本実施形態では、揺動部材６ｅの円筒状凸曲面６ｄと受け部材７の円筒状凹曲面７ｄとの間の収容溝１７に、複数の円筒ころ１６（転動体）が収容されている。図８に示す例では、複数の円筒ころ１６は、略半円筒形状の収容溝１７の円周方向（円筒状凸曲面６ｄ及び円筒状凹曲面７ｄの円周方向）に沿って互いに接触もしくは近接して並べられている。各円筒ころ１６の直径は（ｒ３−ｒ４）に略等しく、各円筒ころ１６は、ロッカアーム３の揺動時には、揺動部材６ｅの円筒状凸曲面６ｄと受け部材７の円筒状凹曲面７ｄに対し転がり接触する。図９に示すように、例えば揺動部材６ｅが円筒状凸曲面６ｄの曲率中心Ｏ４（円筒状凹曲面７ｄの曲率中心Ｏ３）を揺動中心として図の時計まわりに回転すると、各円筒ころ１６は、図の反時計まわりに自転しながら、円筒状凸曲面６ｄの曲率中心Ｏ４を公転中心として図の時計まわりに公転する。ここで、図９（Ａ）はバルブ９が閉じている（バルブリフト量が０である）ときのピボット部５の状態を示し、図９（Ｂ）はバルブ９が開いているがバルブリフト量が最大リフト量まで達していないときのピボット部５の状態を示し、図９（Ｃ）はバルブリフト量が最大リフト量まで達したときのピボット部５の状態を示す。
【００３９】
さらに、本実施形態では、円筒状凸曲面６ｄと円筒状凹曲面７ｄとの間の収容溝１７に、各円筒ころ１６の転がり運動を許容する転がりしろ１７ａが設けられている。図８に示す例では、受け部材７に、収容溝１７の円周方向に関する両端部へ張り出すことで円筒ころ１６が収容溝１７から脱落するのを防止するための保持部７ｅが設けられており、収容溝１７の円周方向に関する端部、すなわち最も端に位置する円筒ころ１６と保持部７ｅとの間に、円筒ころ１６の転がりしろ１７ａが形成される。
【００４０】
ここで、カム２の回転運動時におけるロッカアーム３の揺動角度（円筒状凸曲面６ｄの曲率中心Ｏ４を揺動中心とした揺動部材６ｅの揺動角度）をα°とする。ロッカアーム３が角度α°で揺動する場合に各円筒ころ１６が円筒状凸曲面６ｄ及び円筒状凹曲面７ｄに対し相対滑りを生じさせることなく転がり運動するときは、各円筒ころ１６の転がり角度（円筒状凸曲面６ｄの曲率中心Ｏ４を公転中心とした公転角度）θ°は、以下の（４）式で表される。
【００４１】
θ＝α×ｒ４／（ｒ３＋ｒ４）      （４）
【００４２】
そこで、本実施形態でも、ロッカアーム３の揺動運動時に各円筒ころ１６を円筒状凸曲面６ｄ及び円筒状凹曲面７ｄに対し相対滑りを生じさせることなく転がり運動させるために、各円筒ころ１６が転がり角度θ°で転がり運動するのを許容する円筒ころ１６の転がりしろ１７ａを収容溝１７に設ける。図８に示す例では、円筒ころ１６の転がりしろ１７ａの円周方向長さｘ２は、各円筒ころ１６を転がり角度θ°で転がり運動させるために、以下の（５）式を満たす。つまり、θ°以上の角度に相当する転がりしろ１７ａを設ける。さらに、動弁機構（ピボット部５）の小型化を図るためには、転がりしろ１７ａの円周方向長さｘ２が以下の（６）式を満たす（あるいはほぼ満たす）ことが好ましく、θ°の角度に相当する転がりしろ１７ａを設けることが好ましい。
【００４３】
ｘ２≧（θ／３６０）×２π×（ｒ３＋ｒ４）／２      （５）
ｘ２＝（θ／３６０）×２π×（ｒ３＋ｒ４）／２      （６）
【００４４】
本実施形態でも、カム２の回転運動に伴うロッカアーム３の揺動運動の際には、各円筒ころ１６が、その中心軸まわりに自転しながら円筒状凸曲面６ｄの曲率中心Ｏ４まわりに公転することで、各円筒ころ１６は、揺動部材６ｅの円筒状凸曲面６ｄ及び受け部材７の円筒状凹曲面７ｄの両方に対して相対滑りをほとんど生じさせることなく接触位置を移動させながら転がり運動する。さらに、（４）式で表される転がり角度（公転角度）θ°での転がり運動を許容する円筒ころ１６の転がりしろ１７ａが設けられていることで、図９に示すように、カム２の回転運動時にロッカアーム３が角度α°で揺動しても、円筒状凸曲面６ｄと各円筒ころ１６との転がり接触運動、及び各円筒ころ１６と円筒状凹曲面７ｄとの転がり接触運動をカム２の回転位置に関係なく常に維持することができる。したがって、本実施形態でも、ロッカアーム３の揺動運動時に、円筒状凸曲面６ｄと各円筒ころ１６との間の摩擦力、及び各円筒ころ１６と円筒状凹曲面７ｄとの間の摩擦力を低減することができ、摩擦損失の低減効果を向上させることができる。
【００４５】
本実施形態でも実施形態１と同様に、複数の円筒ころ１６を保持器１５で保持し、受け部材７の保持部７ｅを省略することができる。また、実施形態１と同様に、揺動部材６ｅの円筒状凸曲面６ｄと受け部材７の円筒状凹曲面７ｄとの間の収容溝１７には、円筒ころ１６の代わりに鋼球を配設することもできる。さらに、揺動部材６ｅに形成する凸曲面６ｄについては、円筒状凸曲面以外に、例えば球状凸曲面を形成することもできるし、受け部材７に形成する凹曲面７ｄについては、円筒状凹曲面以外に、例えば球状凹曲面を形成することもできる。このように、揺動部材６ｅに形成する凸曲面６ｄは円筒状凸曲面に限るものではなく、受け部材７に形成する凹曲面７ｄは円筒状凹曲面に限るものではない。
【００４６】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】内燃機関の動弁機構の基本構成を示す図である。
【図２】内燃機関の動弁機構の他の基本構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る内燃機関にて用いられる動弁機構の概略構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る動弁機構の動作を説明する図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る動弁機構による摩擦損失の低減効果を確認した実験結果を示す図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る内燃機関にて用いられる動弁機構の他の概略構成を示す図である。
【図７】本発明の実施形態１に係る動弁機構の動作を説明する図である。
【図８】本発明の実施形態２に係る内燃機関にて用いられる動弁機構の概略構成を示す図である。
【図９】本発明の実施形態２に係る動弁機構の動作を説明する図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  シリンダヘッド、２  カム、３  ロッカアーム、４  ローラ、５  ピボット部、６  機械式アジャスタ部材、６ｄ，１４ｄ  円筒状凸曲面、６ｅ，３０  揺動部材、７  受け部材、７ｄ，３０ｄ  円筒状凹曲面、９  バルブ、１４  油圧式アジャスタ部材、１５  保持器、１６  円筒ころ、１７  収容溝、１７ａ  転がりしろ。
【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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