WO2004088098A1 - 吸排気弁の電磁駆動装置 - Google Patents

Description

明 細 書 吸排気弁の電磁駆動装置 技術分野

本発明は、 例えば自動車用内燃機関の吸排気弁を主として電磁力で開閉駆動 する電磁駆動装置に関する。 背景技術

この種の従来の電磁駆動装置としては、 例えば特開平 8— 2 1 2 2 0号公報 等に記載されているものが知られている。

図 1 6に基づいて概略を説明すれば、 この電磁駆動装置は、 機関のシリンダ へッド 1に摺動自在に設けられた吸気弁 2と、 該吸気弁 2を開閉駆動する電磁 駆動機構 3とを備えている。

前記吸気弁 2は、 吸気ポート 4の開口端を開閉する傘部 2 aと、 該傘部 2 a の上端部に一体に設けられたパルブステム 2 bとを有している。

前記電磁駆動機構 3は、 シリンダへッド 1上に固定されたケ一シング 5内に 揷通されたパルブステム 2 bの上端部に円板状のァ一マチュア 6が固定されて いると共に、 ケーシング 5の内部上下位置に前記ァ一マチュア 6を吸引して吸 気弁 2を開閉作動させる閉弁用電磁石 7及び開弁用電磁石 8が配置されている。 また、 ケ一シング 5の上壁とァ一マチュア 6の上面との間には、 吸気弁 2を 開方向へ付勢する開弁側スプリング 9が弾装され、 一方、 シリンダヘッド 1上 面のシート溝底面とァ一マチュア 6の下面との間には、 吸気弁 2を閉方向へ付 勢する閉弁側スプリング 1 0が弾装されている。 さらに、 前記各電磁石 7， 8 は、 夫々のコイルに増幅器 1 1を介して電子制御ユニット 1 2からの制御電流 が出力されるようになっている。

この電子制御ュニッ卜 1 2は、 機関回転数センサ 1 3や閉弁用電磁石 7の温 度検出センサ 1 4からの検出信号に基づいて両電磁石 7 , 8の通電量を制御す るようになっている。 なお、 図中 1 5は電源である。

そして、 前記 2つのスプリング 9 , 1 0のばね力と 2つの電磁石 7 , 8によ る吸引力とによって、 各スプリング 9 , 1 0に蓄力して位置エネルギーとして 保持し、 電磁力の開放， 吸引を交互に繰り返すことによって吸気弁 2を開閉駆 動させるようになつている。

しかしながら、 前記従来の電磁駆動装置にあっては、 吸気弁 2の開閉時に各 電磁石 7， 8の電磁吸引力が、 該吸引力に対抗する各スプリング 9， 1 0のば ね力よりも増大してしまうため、 閉弁時には傘部 2 aがパルプシ一卜 4 aに激 しく衝突し、 また開弁時にはァーマチュア 6が開弁用電磁石 8に衝突してしま うおそれがある。

すなわち、 図 1 7 A , Bに基づいて各電磁石 7， 8の吸引力増加原理を説明 すれば、 図 1 7 Bは、 吸気弁 2開閉時の電磁吸引力特性とスプリング 9， 1 0 のばね力特性を示しており、 まず、 閉弁時に閉弁用電磁石 7の吸引力にァーマ チユア 6が上方に吸引される。 よって、 吸気弁 2が上方へ摺動すると、 閉弁側 スプリング 1 0が伸長される一方、 開弁側スプリング 9が圧縮されてばね力が 増大してばね力が蓄えられるようになつている。

次に、 開弁時には、 閉弁用電磁石 7に O F F信号 （非通電信号） が出力され る一方、 開弁用電磁石 8に O N信号 （通電信号） が出力され、 ァーマチュア 6 が下方へ吸引され、 吸気弁 2が下方へ摺動すると、 開弁側スプリング 9が伸長 されて閉弁側スプリング 1 0が圧縮されてばね力が増大しばね力が蓄えられる ようになつている。

したがって、 閉弁時及び開弁時には開弁側， 閉弁側の各コイルスプリング 9 , 1 0の増大したばね力で吸気弁 2の摺動速度が減速させられるが、 かかる開， 閉切換時には圧縮及び伸長したばね反力に加えて吸引側の電磁石 7 , 8の吸引 力が急激に増加する。 つまり、 各電磁石 7 , 8の電磁吸引力は、 ァ一マチュア 6と電磁石 7 , 8の各固定コア 7 a， 8 aとの間の.距離のほぼ 2乗に反比例し て増大する。 したがって、 かかる増大した吸引力が各スプリング 9 , 1 0の圧 縮， 伸長側の合成ばね力に打ち勝ってァ一マチュア 6を十分に減速させること なく、 上方あるいは下方向へ急激に移動させる。 したがって、 吸気弁 2は、 図 1 7 Aに示すように、 最大開時と閉時に急激なリフト， ダウン変化し、 この結 果、 閉弁時には傘部 2 aがバルブシ一卜 4 aに衝突し、 開弁時にはァーマチュ ァ 6が開弁用電磁石 8に衝突して、 夫々大きな打音を発生させると共に、 ァー マチュア 6やバルブシート 4 a等の摩耗を惹起するおそれがある。

また、 従来の装置では、 吸気弁 2の傘部 2 aをバルブシート 4 aに対して適 切な面圧で付勢するため、 閉弁用電磁石 7の吸引力と開弁側スプリング 9のば ね力とを適度にバランスさせる必要がある。 しかし、 各スプリング 9 , 1 0の 経時変化によるへタリやパルプステム 2 bの熱膨張、 及びバルブシ一ト 4 aの 摩耗等に起因してァーマチュア 6と電磁石 7の固定コア 7 aのギヤップ変化が 生じて電磁力が大きく変化してしまう。 この結果、 十分な閉弁保持力が得られ ず、 傘部 2 aとバルブシート 4 aとの間にクリアランスが発生してシール性が 失われたり、 またはシート部に力一ボンなどの異物が堆積しやすくなつて、 パ ルブの放熱性が悪化してバルブの溶損などを招くおそれがある。

さらに、 従来例にあっては、 装置をシリンダへッド 1上に組み付けるには、 まず吸気弁 2をシリンダへッド 1下方から挿入して、 パルブステム 2 b上端部 に、 開弁用電磁石 8を取り付けた後、 該パルブステム 2 bにァーマチュア 6を 固定しなければならない。 つまり、 シリンダヘッド 1上で電磁駆動機構 3の各 構成部品を組み付けなければならないため、 その組み付け作業が煩雑となる。 特に、 かかる組み付け中に前記のように適正な閉弁保持力を得るためにァーマ チユア 6の上限， 下限位置の正確な調整が要求されるため、 さらに組み付け作 業能率が低下するおそれがある。 発明の開示

本発明は、 前記従来装置の課題に鑑みて案出されたもので、 請求項 1記載の 発明は、 機関の吸排気弁に連係するァ一マチュアと、 該ァーマチュアを吸引し て前記吸排気弁を開作動及び閉作動させる開弁用， 閉弁用の電磁石と、 前記吸 排気弁を閉方向及び開方向へ付勢して中立位置に保持する開弁側， 閉弁側用の ばね部材とを備えた吸排気弁の電磁駆動装置において、 前記吸排気弁のステム エンドに設けられたパルブリフタ一と前記ァ一マチュアの中央に設けられてバ ルブリフタ一に対向配置されたタぺッ卜との間に、 吸排気弁の開閉駆動力を伝 達カムにより伝達する伝達機構を介装したことを特徴としている。

請求項 2記載の発明は、 前記伝達カムが、 夕ペットに当接する円弧凸状の第 1カム面と、 バルブリフ夕一に当接する円弧凸状の第 2カム面とを有し、 一端 部を支点として揺動自在に設けられていることを特徴としている。

請求項 3記載の発明によれば、 前記伝達カムの第 2カム面の長さを第 1カム 面よりも短く形成して、 伝達カムの揺動により得られる前記夕ぺッ卜のリフト 量を前記バルプリフタ一のリフト量よりも小さく設定したことを特徴としてい る。

請求項 4記載の発明によれば、 前記閉弁側ばね部材をパルプリフタ一とシリ ンダへッドとの間に弾装すると共に、 前記伝達カムの一端部を回動自在に支持 するカム支軸に、 吸排気弁のバルブクリアランスを零調整するラッシアジヤス 夕をアームを介して連係させたことを特徴としている。

請求項 5記載の発明は、 前記吸排気弁のパルブステムの軸心と前記夕ぺット の夕ぺット支軸の軸心を、 機関巾方向へオフセット配置したことを特徴として いる。

請求項 6記載の発明は、 前記ァ一マチュアと電磁石及び夕ぺットとを備えた 電磁駆動機構と、 伝達カムとラッシアジヤス夕とを備えた前記伝達機構とを同 一のケーシング内に収納保持すると共に、 該ケ一シングを、 シリンダヘッド上 に固定したことを特徴としている。

請求項 7記載の発明は、 前記開弁側ばね部材をバルブリフタ一とシリンダへ ッドとの間に弾装すると共に、 前記バルブリフタ一の内部に、 吸排気弁のバル プクリアランスを零調整するラッシアジヤス夕を設けたことを特徴としている。 請求項 8記載の発明は、 前記伝達カムが収納されるケーシングの内面に一対 のボス部を対向して設けると共に、 前記伝達カムを前記両ボス部間に設けられ たカム支軸を支点として上下方向へ回動自在に設けたことを特徴としている。 図面の簡単な説明

図 1は本発明の第 1実施形態を示す縦断面図、 図 2は図 1の A— A線断面図、 図 3は開弁時の作用を示す縦断面図、 図 4は閉弁時の作用を示す縦断面図、 図 5は本実施形態に供される伝達カムの正面図、 図 6 Aは吸気弁の開閉時期特性 図、 図 6 Bは各電磁石の吸引力と各スプリングのばね力特性図、 図 7は伝達力 ムの作用説明図、 図 8は第 2の実施形態を示す縦断面図、 図 9は図 8の B— B 線断面図、 図 1 0は本実施形態に供される油圧パルブリフタ一を示す縦断面図、 図 1 1は閉弁時の作用を示す縦断面図、 図 1 2は閉弁時の作用を示す縦断面図、 図 Γ 3は第 3の実施形態を示す概略平面図、 図 1 4は本実施形態の縦断面図、 図 1 5は図 9の C— C線断面図、 図 1 6は従来の装置を示す縦断面図、 図 1 7 の Aは吸気弁の開閉時期特性図、 図 1 7の Bは各電磁石の吸引力と各スプリン グのばね力特性図である 発明を実施するための最良の形態

図 1〜図 4は本発明の吸排気弁の電磁駆動装置を吸気弁側に適用した第 1の 実施形態を示し、 シリンダへッド 2 1内に形成された吸気ポー卜 2 2の開口端 を開閉する吸気弁 2 3と、 該吸気弁 2 3を開閉作動させる電磁駆動機構 2 4と、 吸気弁 2 3と電磁駆動機構 2 4との間に介装された伝達機構 2 5とを備えてい る。

前記吸気弁 2 3は、 燃焼室に臨む吸気ポート 2 2開口端の環状パルプシ一ト 2 2 aに離着座して該開口端を開閉する傘部 2 3 aと、 該傘部 2 3 aの上面中 央に一体に設けられてバルブガイド 2 6を介してシリンダへッド 2 1内を搢動 するパルブステム 2 3 bとを備え、 該パルブステム 2 3 bのェンド部に有蓋円 筒上のバルブリフタ一 2 7がシリンダへッド 2 1の保持孔 2 1 a内を摺動自在 に設けられている。 また、 この吸気弁 2 3は、 パルブステム 2 3 bのステムェ ンドに固定されたコッ夕と保持孔 2 1 a底面との間に弾装されたパルブスプリ ング 2 8のばね力で閉方向に付勢されている。 尚、 前記保持孔 2 l aの下部に はエア抜き孔 2 1 bが貫通形成されている。

前記電磁駆動機構 2 4は、 シリンダへッド 2 1上に設けられたケーシング 2 9と、 該ケーシング 2 9内に上下動自在に収納された円板状のァーマチュア 3 0と、 ケ一シング 2 9内のァーマチュア 3 0を挟んだ上下位置に固定された上 側の閉弁用電磁石 3 1及び下側の開弁用電磁石 3 2と、 ァーマチュア 3 0など を介して吸気弁 2 3を開方向に付勢する開弁側スプリング 3 3とを備えている。 前記ケーシング 2 9は、 図 1及び図 2に示すように、 シリンダヘッド 2 1上 に 4本のビス 3 4で固定された金属製の本体 2 9 aと、 該本体 2 9 aの上端一 側にビス 3 5で固定された非磁性材のカバ一 2 9 bとからなり、 該カバ一 2 9 側の内周面に非磁性材の筒状ホルダ一 3 6が配置されている。 また、 この筒状 ホルダー 3 6は、 開口上端に閉弁用電磁石 3 1を保持した段差径状の非磁性材 の蓋部 3 7が固定されていると共に、 下端部に開弁用電磁石 3 2を保持した底 壁 3 6 aを一体に有している。 尚、 前記蓋部 3 7の中央には、 エア抜き孔 3 7 aが貫通形成されている。

前記ァ一マチュア 3 0は、 上下面が両電磁石 3 1 , 3 2に対向配置され、 中 央には下方へ延出した夕ぺット支軸 3 8がナツト固定されていると共に、 この 夕ぺット支軸 3 8の下端に円板状のタぺット 3 9がー体に設けられている。 前 記タぺット支軸 3 8は、 底壁 3 6 aの中央に有する筒壁 3 6 b内に嵌揷固定さ れた筒状ガイド部 4 0を介して上下摺動自在に支持されている。 さらに、 前記 夕ぺット支軸 3 8は、 その軸心 Xが吸気弁 2 3のバルブステム 2 3 bの軸心 Y と所定量だけ機関巾方向へオフセット配置されている。

前記開閉弁用の電磁石 3 1 , 3 2は、 固定コア 3 1 a , 3 2 aが横断面略 U 字形に形成され、 互いにァーマチュア 3 0を介して所定の比較的小さな隙間 S をもって対向配置され、 固定コア 3 l a , 3 2 aの内部に電磁コイル 3 1 b， 3 2 bが巻装されている。 この電磁コイル 3 1 b , 3 2 bには、 後述する電子 制御ュニット 4 1からの通電ー非通電信号が出力されて、 ァーマチュア 3 0を 上方あるいは下方へ吸引あるいは吸引を解除するようになっている。

前記開弁側スプリング 3 3は、 ァ一マチュア 3 0の上面中央と蓋部 3 7の下 面との間に弾装されて、 そのばね力が各電磁石 3 1， 3 2の消磁時には、 前記 閉弁側スプリング 2 8のばね力とパランスしてァーマチュア 3 0を両電磁石 3 1 , 3 2のほぼ平衝中立位置に保持するようになっており、 その状態で吸気弁 2 3は閉弁位置及び開弁位置のほぼ中間位置に保持される。

前記電子制御ユニット 4 1は、 機関のクランク角センサ 4 2 , 機関回転数セ ンサ 4 3 , 閉弁用電磁石 3 1の温度を検出する温度検出センサ 4 4及び機関負 荷を検出するェアフロ一メータ 4 5からの夫々の検出値に基づいて、 閉弁用， 開弁用電磁石 3 1 , 3 2に通電—非通電を相対的に繰り返し出力している。 こ こで、 前記クランク角センサ 4 2からの回転角検出値は、 吸気弁 2 3の開閉夕 ィミングをクランクシャフ卜の回転と同期制御するためのものである。 機関回 転数検出センサ 4 3からの検出値つまりクランクシャフ卜の回転数の検出値は、 該回転数によって変化する各電磁石 3 1， 3 2の吸引許容時間に対処するため に利用され、 さらに、 温度センサ 4 4の検出値は、 温度上昇による閉弁用電磁 石 3 1の電磁コイル 3 1 bの通電抵抗増大に対処するためのものである。 また、 エアフローメータ 4 5による機関負荷検出値は、 機関回転数検出値とともに吸 気弁 2 3の開閉タイミングを最適に制御するために利用するものである。

そして、 前記伝達機構 2 5は、 ケーシング 2 9の本体 2 9 a内部一側に配置 され、 バルブリフタ一 2 7と夕ぺット 3 9との間に挾持状態に介装された伝達 カム 4 6と、 該伝達カム 4 6を介して吸気弁 2 3のバルブクリアランスを零調 整する油圧ラッシアジヤス夕 4 7と、 該油圧ラッシアジヤス夕 4 7の作動を伝 達カム 4 6に伝達するアーム 4 8とを備えている。

前記伝達カム 4 6は、 図 1及び図 5に示すように正面横し字状を呈し、 一端 側の円弧状ベース部 4 9に有する軸孔 4 6 aに揷通したカム支軸 5 0を支点と して上下に揺動自在に設けられ、 パルブリフタ一 2 7の上面に当接する下面が 円弧凸状の第 1カム面 5 1として構成されている一方、 タぺット 3 9の下面に 当接する上面が円弧凸状の第 2カム面 5 2として構成されている。 前記第 1力 ム面 5 1は、 図 5に示すように第 2カム面 5 2よりも前後方向に延出されて面 積が大きく設定され、 ベース部 4 9側の第 1ランプ部 5 1 aが緩やかな円弧面 に形成されていると共に、 先端側の第 1リフト部 5 1 bが第 1ランプ部 5 1 a の曲率より大きな円弧面に形成されている。 一方、 第 2カム面 5 2は、 ベース 部 4 9側の第 2ランプ部 5 2 aが緩やかな円弧面に形成されていると共に、 先 端側の第 2リフト部 5 2 bが第 2ランプ部 5 2 aの曲率より大きな円弧面に形 成されている。

前記アーム 4 8は、 ケ一シング 2 9の狭巾壁に両端部が保持されたアーム支 軸 5 3を支点としてシ一ソ状に揺動自在に支持され、 伝達カム 4 6側の二又状 の一端部 4 8 a , 4 8 aに前記カム支軸 5 0の両端部が揷通支持されていると 共に、 その間に伝達カム 4 6のベース部 4 9が摺動自在に嵌入している一方、 ヘラ状の他端部 4 8 bの上面にラッシアジヤス夕 4 7の後述するボディ 4 7 a 頭部が当接配置されている。

前記ラッシアジヤス夕 4 7は、 図 1に示すように構成され、 ケーシング本体 2 9 aの内部一側に有するほぼ円筒状の隔壁 2 9 c内に有底筒状のボディ 4 7 aが上下に摺動自在に設けられていると共に、 該ポディ 4 7 aの内周には内部 にリザ一バ 4 7 bを有する筒状のプランジャ 4 7 cが設けられ、 さらに、 この プラ ジャ 4 7 cの下端部にはボディ 4 7 aの頭部内の高圧室 4 7 dとリザ一 バ 4 7 bとを連通する連通孔 4 7 eが形成されている。 また、 高圧室 4 7 d内 には、 連通孔 4 7 eをスプリング等を介して開閉するチェックポール 4 7 f が 設けられている。 さらに、 リザ一パ 4 7 b内には、 ケーシング本体 2 9 aの一 部周壁内に上下方向に沿って形成された油孔 5 4を介してオイルギャラリ 5 5 から潤滑油が供給されるようになっている。 そして、 アーム 4 8の他端部 4 8 bがわずかに下降すると、 リザ一パ 4 7 b内の油圧がチェックポール 4 7 f を 押し開いて高圧室 4 7 dに流入してボディ 4 7 aを下降させて隙間を吸収して、 伝達カム 4 6とパルプリフタ一 2 7及び夕ぺット 3 9との間の隙間を常時零調 整するようになっている。 尚、 前記オイルギャラリ 5 5には、 図外のオイルポ ンプから潤滑油が導入されており、 また、 ラッシアジヤス夕 4 7からリークし た潤滑油は、 隔壁 2 9 cとホルダー 3 6に貫通形成された油孔 5 6及び筒壁 3 6 とガイド部 4 0に形成された油孔 5 7を通って夕ぺット支軸 3 8とガイド 部 4 0との間に供給されて潤滑用に供される。

以下、 本実施形態の作用を説明すれば、 まず機関停止時には、 両電磁石 3 1 , 3 2の各電磁コイル 3 l b , 3 2 bに電子制御ュニット 4 1から通電信号が出 力されず、 非通電状態となっている。 このため、 ァーマチュア 3 0は、 図 1に 示すように、 両スプリング 2 8 , 3 3の相対的なばね力によって隙間 S内のほ ぼ平衝中立位置に保持され、 したがって、 吸気弁 2 3もパルプシート 2 2 aか ら若干離れた中立位置になっている。 この時点での伝達カム 4 6は、 第 1カム 面 5 1の第 1ランプ部 5 1 aがパルブリフタ一 2 7の上面に、 第 2カム面 5 2 の第 2リフト 5 2 bが夕ペット 3 9の下面にそれぞれ当接している。

機関が始動されて、 電子制御ュニッ卜 4 1から開弁用電磁石 3 2の電磁コィ ル 3 2 bに通電信号が出力されると、 図 3に示すようにァ一マチュア 3 0が該 電磁石 3 2に吸引され、 かつ開弁側スプリング 3 3のばね力によって下降して、 夕ペット 3 9が伝達カム 4 6を下方へ押圧する。 これによつて、 該伝達カム 4 6はカム支軸 5 0を支点として下方へ回動して、 第 2カム面 5 2の第 1ランプ 部 5 2 aが夕ペット 3 9に転接しつつ、 第 1カム面 5 1の第 1リフト部 5 1 b でバルブリフタ一 2 7の上面を押圧し、 閉弁側スプリング 2 8のばね力に抗し て吸気弁 2 3を下降、 つまり開弁させる。

一方、 吸気弁 2 3の閉時には、 開弁用電磁石 3 2への通電が遮断され、 閉弁 用電磁石 3 1の電磁コイル 3 1 に通電されるため、 図 4に示すようにァーマ チユア 3 0が該電磁石 3 1に吸引されて上昇し、 同時に閉弁側スプリング 2 8 のばね力によってパルプリフタ一 2 7を'上昇させて伝達カム 4 6を上方へ押圧 する。 これによつて、 伝達カム 4 6は、 上方へ回動して第 1カム面 5 1の第 1 ランプ部 5 1 aがバルプリフタ一 2 7の上面を転接しつつ第 2カム面 5 2の第 2リフト部 5 2 bが夕ペット 3 9を上方へ押圧する。 これによつて、 吸気弁 2 3は開弁側スプリング 3 3のばね力に抗して上昇し、 傘部 2 3 aがバルブシー h 2 2 aに着座して閉弁する。

ここで、 図 6 A， Bに基づいて吸気弁 2 3の開閉時の各電磁石 3 1 , 3 2の 吸引力特性及び各スプリング 2 8 , 3 3のばね力特性を考察すると、 図中横軸 はァーマチュア 3 0の変位を示し、 この変位特性は伝達カム 4 6の第 1 , 第 2 カム面 5 1 , 5 2のプロフィールによって吸気弁 2 3の開閉リフト特性の約 1 /2になっている。 このため、 吸気弁 2 3に伝達される両電磁石 3 1 , 3 2の電 磁吸引力は、 伝達カム 4 6のテコ比によって約 1/2となり、 その分、 両電磁吸 引力を増大させる必要がある。 しかし、 電磁吸引力特性は、 前述したようにァ —マチュア 3 0と各電磁石 3 1， 3 2の固定コア 3 l a , 3 2 aとの間の距離 の 2乗にほぼ反比例する特性となり、 約 4倍の吸引力となるため、 伝達カム 4 6のテコ比によりァーマチュア 3 0のストローク量を減少させることは、 より 大きな電磁吸引力を得やすくなり、 電磁石 3 1 , 3 2の有効な使用が可能にな る。

また、 本実施形態にあっては、 図 6 Aに示すように吸気弁 2 3の開閉スト口 一クの終端域 （丸破線） では緩やかな作動特性が得られる。

吸気弁 2 3の閉弁時を例に取って具体的に説明すれば、 開閉弁側スプリング 3 3 , 2 8の伝達カム 4 6に対する開閉方向の付勢力は吸気弁 2 3の開閉スト ロークの終端域では、 それぞれほぼ零に近くなる。

すなわち、 例えば吸気弁 2 3の閉作動時には、 電磁吸引力と閉弁側スプリン グ 2 8のばね力とによってバルブリフタ一 2 7が上昇するに連れて伝達カム 4 6との当接点は図 7に示すように第 1ランプ 5 1 aの第 1リフト部 5 1 a側の 一端からベース部 4 9側の他端部に転移する。 このため、 閉弁側スプリング 2 8のばね力がバルブリフ夕一 2 7を介して伝達カム 4 6に伝達されるモーメン トは零に近づき、 したがって、 伝達カム 4 6から夕ペット 3 9 , ァ一マチュア 3 0に伝達される閉弁側スプリング 2 8のばね力は零に近づくことになる。 そ して、 かかる特異な作用は開弁時にも生じる。

したがって、 基本的に伝達カム 4 6の第 1 , 第 2ランプ部 5 1 a , 5 2 aで 機械的にパルブリフタ一 2 7の急激な動き (特に吸気弁閉時) 及びァーマチュ 7 3 0の急激な動き (特に吸気弁開時） を抑制することが可能になり、 この結 果、 吸気弁 2 3は、 開閉ストロークの終端域でなだらかな作動特性が得られる。 要するに、 伝達カム 4 6が開閉側スプリング 3 3 , 2 8と各電磁石 3 1， 3 2 の吸引力によって揺動し、 回転モーメン卜が作用することによって制御力が大 きくなり 緩衝作用が得られるのである。

しかも、 両スプリング 2 8， 3 3のァ一マチュアに作用するばね合力は、 図 6 Βに示すようにァ一マチュア 3 0の上限， 下限付近からそれぞれ急激に増大 する特性となり、 この増大特性がそれぞれ吸気弁 2 3の開時及び閉時の終端域 の制動力として有効に作用する。

したがって、 吸気弁 2 3は、 図 6 Α (特に丸破線） に示すように開閉作動時 に安定した緩衝作用が得られる。 この結果、 傘部 2 3 aとバルブシート 2 2 a 及びァ一マチュア 3 0と開弁用電磁石 3 2との激しい衝突が回避され、 打音や 摩耗等の発生が防止される。

尚、 吸気弁 2 3の閉時に、 ァーマチュア 3 0が上昇し終わり、 閉弁用電磁石 3 1に接近するときは、 伝達カム 4 6から夕ペット 3 9が一時的に離間するお それがあるため、 伝達カム 4 6のプロフィールによる動きの規制が不十分にな る可能性もあるが、 前述のように両スプリング 2 8， 3 3のばね合力が増大す るため、 ァ一マチュア 3 0の閉弁用電磁石 3 1への衝突を回避できる。

また、 本実施形態では、 電磁駆動機構 2 4と吸気弁 2 3とは別体に設けられ、 伝達カム 4 6がパルブリフタ一 2 7を押し下げていない時 （閉弁時） は、 吸気 弁 2 3は閉弁側スプリング 2 8のばね力によって安定かつ確実に閉弁方向に付 勢することができる。 しかも、 油圧ラッシアジヤス夕 4 7によって伝達カム 4 6と吸気弁 2 3のパルブステム 2 3 bとの間の隙間が常時零調整されるため、 常に傘部 2 3 aとバルブシー卜 2 2 aとの確実な密着性が得られる。 つまり、 吸気弁 2 3の熱膨張やパルプシート 2 2 aの摩耗等によるパルブリフタ一 2 7 の上昇変位を油圧ラッシアジヤスタ 4 7が吸収するためである。 尚、 伝達カム 4 6は、 油圧ラッシアジヤス夕 4 7のボディ 4 7 a頭部に対しアーム 4 8を介 して常に押し上げ力が作用するような外形状に形成されている。 つまり、 伝達 カム 4 6は、 第 2リフト部 5 2 bが第 1 リフト部 5 1 bに対して拡開形状に形 成され、 該第 2リフト部 5 2 b側が夕ぺッ卜 3 9に押圧された形になることに より、 カム支軸 5 0が下方へ押圧されるため、 アーム 4 8の他端部 4 8 bは常 に上方に押圧力が作用してボディ 4 7 aを押し上げている。

さらに、 吸気弁 2 3ゃパルブリフタ一 2 7及び閉弁側スプリング 2 8の配置 構成は、 従来から採用されているカムシャフト式の動弁構造と同じであるから、 これらのシリンダヘッド 2 1への組み付けが容易になると共に、 電磁駆動機構 2 4と伝達機構 2 5がケーシング 2 9内に一体的に取り付けられ、 これらを予 めユニット化した上で、 シリンダヘッド 2 1上に組み付けることができるため、 従来のようにシリンダへッド上での細かな組み付け作業が不要となり、 装置全 体の機関への搭載性 （組付作業性） が良好になる。

図 8は本発明の第 2の実施形態を示し、 伝達カム 4 6の支持構造とラッシァ ジャス夕 7 1の配置及び構造を変更したものである。

すなわち、 ケーシング 2 9は、 図 8及び図 9に示すようにシリンダヘッド 2 1上に 4本のビス 3 4で固定された金属製の本体 2 9 aがその上端に固定され た非磁性材の筒状カバー 2 9 bと最大外径がほぼ同一の横断面菱形状に形成さ れていると共に、 該本体 2 9 aのほぼ対向した内周面下部に中心方向へ突出し た左右一対の横 U字形のボス部 2 9 c , 2 9 cが対向して設けられている。 また、 伝達カム 4 6は、 第 1の実施形態のものと同一形状であって、 バルブ リフタ一 2 7の上面に当接する下面が円弧凸状の第 1カム面 5 1として構成さ れ、 タぺッ卜 3 9の下面に当接する上面が円弧凸状の第 2のカム面 5 2として 構成されている。 また、 伝達カム 4 6の一端側の円弧状ベース部 4 9は、 前記 両ポス部 2 9 c , 2 9 c間に介装されていると共に、 両端部 7 0 a , 7 O bが ボス部 2 9 c , 2 9 cに固定されたカム軸 7 0を支点として他端部側が上下方 向へ回動自在に設けられている。

さらに、 前記バルブリフタ一 2 7の内部には、 吸気弁 2 3のバルブクリアラ ンスを零に調整する油圧ラッシアジヤス夕 7 1.が設けられている。 この油圧ラ ッシアジヤス夕 7 1は、 図 1 0に示すように一般的なものであって、 バルブリ フタ一 2 7のほぼ中央に設けられた筒状隔壁 7 1 aの内周面に摺動自在に設け られた有底円筒状のプランジャ 7 1 bと、 該プランジャ 7 1 bの内側に配置さ れ、 上端部がパルプリフタ一 2 7の上壁 2 7 a下面に有するプランジャヘッド 7 1 cに固定されたプランジヤシ一卜 7 1 dと、 該プランジヤシ一ト 7 1 d内 のリザーバ室 7 1 eと、 プランジャ 7 1 b底部内の高圧室 7 1 f とを備えてい る。

また、 前記高圧室 7 1 f とリザ一バ室 7 1 eとの連通孔 7 1 gが、 スプリン グ 7 1 sによって閉方向へ付勢されたチェックポール 7 1 iによって開閉され るようになっている。 さらに、 リザーパ室 7 1 e内には、 パルブリフタ一 2 7 上部内の油溜り室 7 2及びパルブリフタ一 2 7側壁の通孔 2 7 を介してオイ ルメインギャラリ 5 5から油圧が常時供給されるようになつている。 さらに、 プランジャ 7 1 の底壁中央に吸気弁 2 3のバルブステム 2 3 b上端が当接し ている。

そして、 吸気弁 2 3が閉じられかつ伝達カム 4 6がそのベース部 4 9でパル プリフタ一 2 7の上面と当接する状態にある時で、 該当接面の摩耗や高圧室 7 1 ίからの油圧のリークなどによりべ一ス部 4 9とバルブリフタ一 2 7の上面 との間に隙間が形成されている場合には、 スプリング 7 1 hによりプランジャ 7 1 dおよびリフタ上壁 2 7 aが押し上げられ、 高圧室 7 1 f にはチェックポ —ル 7 1 iを介して油が流入するので、 ベ一ス部 4 9とパルブリフタ一 2 7の 上面との隙間が吸収されて、 伝達カム 4 6とバルブリフタ一 2 7との間の隙間 が常時零調整されるようになっている。 尚、 他の構成は第 1の実施形態と同様 である。

したがって、 この実施形態によれば、 機関停止時には、 図 8に示すようにァ 一マチュア 3 0は両スプリング 2 8 , 3 3の相対的なばね力によって中立位置 に保持され、 したがって、 吸気弁 2 3もバルブシート 2 2 aから若干離れた中 立位置になっている。 この時点での伝達カム 4 6は、 第 1カム面 5 1の第 1リ フト部 5 1 bがバルブリフタ一 2 7の上面に当接し、 第 2カム面 5 2のリフト が夕ペット 3 9の下面に当接している。 ，

機関始動後の吸気弁 2 3の開弁時には、 図 1 1に示すように逆に開弁用電磁 石 3 2の電磁コイル 3 2 bへの通電に伴いァ一マチュア 3 0が該電磁石 3 2に 吸引され、 かつ開弁側スプリング 3 3のばね力によって下降して、 夕ペット 3 9が伝達カム 4 6を押し下げる。 したがって、 該伝達カム 4 6は、 カム支軸 7 0を支点として下方 （時計方向） へ回動して、 第 1カム面 5 1の第 1リフト部 5 1 bでパルブリフタ一 2 7の上面を押圧し、 閉弁側スプリング 2 8のばね力 に抗して吸気弁 2 3を開弁させる。

吸気弁 2 3の閉時には、 図 1 2に示すように閉弁用電磁石 3 1の電磁コイル 3 1 bへの通電に伴い、 ァーマチュア 3 0が電磁石 3 1に吸引されると共に、 閉弁側スプリング 2 8のばね力によって伝達カム 4 6は上方 (反時計方向) へ 回動して第 1カム面 5 1の第 1ランプ部 5 1 a全体がパルブリフタ一 2 7の上 面に転接しつつ第 2カム面 5 2の第 2リフト部 5 2 bが夕ペット 3 9を上方へ 押圧する。 これによつて、 吸気弁 2 3は、 開弁側スプリング 3 3のばね力に抗 して上昇し、 傘部 2 3 aがバルブシート 2 2 aに着座して閉弁する。

したがって、 第 1実施形態と同様に伝達カム 4 6によって吸気弁 2 3の開閉 時の緩衝作用が得られる。

しかも、 この実施形態では、 ラッシアジヤス夕 7 1をケ一シング 2 9内では なく、 バルブリフタ一 2 7の内部に設けたため、 ケ一シング本体 2 9 aの外径 を十分に小さくすることができる。 この結果、 電磁駆動機構 2 4と伝達機構 2 5との組み付け性が良好になると共に、 装置全体のコンパクト化が図れる。 さらに、 伝達カム 4 6は、 ベース部 4 9がケ一シング本体 2 9 aの両ボス部 2 9 c , 2 9 c間にカム支軸 7 0によって安定かつ確実に支持されるため、 上 下方向の回動も常時安定した状態になり、 この結果、 電磁石 3 1 , 3 2とァー マチュア 3 0との間の隙間 Sの調整が容易になる。

図 1 3〜図 1 5は本発明の第 3の実施形態を示し、 1気筒当たり 2つの吸気 弁 2 3， 2 3と 2つの排気弁 6 3 , 6 3を備えたもの夫々に適用したものであ る。

すなわち、 本発明はバルブステム 2 3 b , 6 3 bの軸心 Yとァ一マチュア 3 0の夕ぺッ卜支軸 6 8の軸 Xとを機関巾方向へ互いにオフセット配置している ため、 かかる 4弁型機関に適用するについても、 各電磁駆動機構 2 4 , 2 4、 6 4， 6 4を機関巾方向に配置することにより、 比較的大径な電磁石 3 1， 3 2、 6 1， 6 2でも容易に配置することが可能になるのである。 尚、 電磁石 3 1， 3 2、 6 1， 6 2を大径化することにより電磁力を高めることができので、 機関の高速化に対応できる。

また、 図 1 4に示すように左右の閉弁用電磁石 3 1 , 6 1を傾けて上側を互 いに若干離間させることにより、 固定コア 3 l a , 6 l aを大径化することが でき、 電磁力をさらに大きくすることができる。 この場合、 吸気弁 2 3を上方 が離間するように互いに傾けても良いし、 傾けなくても良いので燃焼室形状の 設計の自由度が大きくなる。

以上の説明で明らかなように、 本発明に係る吸排気弁の電磁駆動装置によ れば、 特に伝達カムによって吸排気弁の開閉終端域における急激な開閉作動を 十分に抑制できるため、 傘部とバルブシート、 並びにァーマチュアと閉弁用電 磁石との激しい衝突が緩和される。 この結果、 激しい衝突打音の発生や摩耗等 の発生が防止される。

また、 請求項 4記載の発明によれば.. ラッシアジヤス夕によって吸排気弁の 熱膨張などによるパルブリフタ一上端の上昇変位を吸収して、 閉弁時に伝達力 ムとバルプリフタ一のクリアランスを常時零調整できるため、 吸排気弁は閉弁 用ばね部材のばね力による安定した閉弁保持力が得られる。

さらに、 請求項 6記載の発明によれば、 吸排気弁ゃ閉弁側スプリング及びバ ルブリフ夕一等を電磁駆動機構とは別体とし、 かつ電磁駆動機構と伝達機構と をケーシング内に一体に収納してュニット化できるため、 装置のシリンダへッ ドへの組み付け作業性が向上し、 搭載性が良好になる。

請求項 7及び 8記載の発明によれば、 ラッシアジヤス夕をケ一シングではな く、 バルブリフタ一の内部に設けたことにより、 ケーシングの外径を十分に小 さくすることができ、 電磁駆動機構と伝達機構との組み付け作業が容易になる と共に、 装置全体のコンパクト化が図れ、 シリンダヘッドへの搭載性がさらに 良好になる。 産業上の利用可能性

本発明は、 吸気弁側に限らず排気弁側のみに適用することも可能であり、 排 気弁側に適用した場合は、 排気弁の開時の急激な動きを規制できることによつ て、 燃焼ガスの急激な排出が抑制され、 この結果、 排気音を低減させることが 可能になる。

Claims

請 求 の 範 囲 l . 機 の吸排気弁に連係するァ一マチュァと、 該ァーマチュアを吸引して前 記吸排気弁を開作動及び閉作動させる開弁用， 閉弁用の電磁石と、 前記吸排気 弁を閉方向及び開方向へ付勢して中立位置に保持する開弁側， 閉弁側用のばね 部材とを備えた吸排気弁の電磁駆動装置において、

前記吸排気弁のステムェンドに設けられたパルプリフタ一と前記ァーマチュ ァの中央に設けられてバルブリフタ一に対向配置された夕ぺットとの間に、 吸 排気弁の開閉駆動力を伝達カムにより伝達する伝達機構を介装したことを特徴 とする吸排気弁の電磁駆動装置。

2 . 前記伝達カムは、 夕ペットに当接する円弧凸状の第 1カム面と、 バルブリ フタ一に当接する円弧凸状の第 2カム面とを有し、 一端部を支点として揺動自 在に設けられていることを特徴とする請求項 1記載の吸排気弁の電磁駆動装置。

3 . 前記伝達カムの第 2カム面の長さを第 1カム面よりも短く形成して、 伝達 カムの揺動により得られる前記夕ぺッ卜のリフト量を前記パルプリフタ一のリ フト量よりも小さく設定したことを特徴とする請求項 2記載の吸排気弁の電磁 駆動装置。

4 . 前記閉弁側ばね部材をバルブリフタ一とシリンダへッドとの間に弾装する と共に、 前記伝達カムの一端部を回動自在に支持するカム支軸に、 吸排気弁の パルブクリアランスを零調整するラッシアジヤス夕をアームを介して連係させ たことを特徴とする請求項 2または 3記載の吸排気弁の電磁駆動装置。

5 . 前記吸排気弁のパルブステムの軸心と前記夕ぺッ卜の夕ぺット支軸の軸心 を、 機関巾方向へオフセッ卜配置したことを特徴とする請求項 1〜4のいずれ かに記載の吸排気弁の電磁駆動装置。

6 . 前記ァ一マチュアと電磁石及び夕ペットとを備えた電磁駆動機構と、 伝達 カムとラッシアジヤス夕とを備えた前記伝達機構とを同一のケーシング内に収 納保持すると共に、 該ケーシングを、 シリンダへッド上に固定したことを特徴 とする請求項 1〜 5のいずれかに記載の吸 排気弁の電磁駆動装置。

7 . 前記開弁側ばね部材をバルブリフタ一とシリンダへッドとの間に弾装する と共に、 前記バルブリフターの内部に、 吸排気弁のパルプクリアランスを零調 整す-るラッシアジヤス夕を設けたことを特徴とする請求項 2または 3記載の吸 排気弁の電磁駆動装置。

8 . 前記伝達カムが収納されるケ一シングの内面に一対のボス部を対向して 設けると共に、 前記伝達カムを前記両ボス部間に設けられたカム支軸を支点と して上下方向へ回動自在に設けたことを特徴とする請求項 7記載の吸排気弁の 電磁駆動装置。