JP3921311B2

JP3921311B2 - 機関弁の電磁駆動装置

Info

Publication number: JP3921311B2
Application number: JP17632199A
Authority: JP
Inventors: 誠之助原; 信中村; 吉彦山田; 勉日比; 克久轟; 佳明宮里
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-10-30
Filing date: 1999-06-23
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2019-06-23
Also published as: US6257182B1; DE19952052B4; JP2000199410A; DE19952052A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車用内燃機関の吸気弁や排気弁である機関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。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来の電磁駆動装置としては、例えば特開平８−２１２２０号公報等に記載されているものが知られている。
【０００３】
図２３に基づいて概略を説明すれば、機関のシリンダヘッド１に摺動自在に設けられた吸気弁２と、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。
【０００４】
前記吸気弁２は、吸気ポート４の開口端を開閉する傘部２ａと、該傘部２ａの上端部に一体に設けられたバルブステム２ｂとを有している。
【０００５】
前記電磁駆動機構３は、シリンダヘッド１上に固定されたケーシング５内に挿通されたバルブステム２ｂの上端部に円板状のアーマチュア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アーマチュア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。
【０００６】
また、ケーシング５の上壁とアーマチュア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が弾持され、一方、シリンダヘッド１上面のシート溝底面とアーマチュア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１０が弾持されている。さらに、前記各電磁石７，８は、夫々のコイルに増幅器１１を介して電子制御ユニット１２からの制御電流が出力されるようになっている。
【０００７】
この電子制御ユニット１２は、機関回転数センサ１３や閉弁用電磁石７の温度検出センサ１４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１５は電源である。
【０００８】
そして、前記２つのスプリング９，１０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９，１０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っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
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９，１０のばね力よりも増大してしまうため、閉弁時には傘部２ａがバルブシート４ａに激しく衝突し、また開弁時にはアーマチュア６が開弁用電磁石８に衝突してしまうおそれがある。
【００１０】
すなわち、図２４Ａ，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２４Ｂは、吸気弁２開閉時の電磁吸引力特性とスプリング９，１０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の吸引力にアーマチュア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１０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、ばね力が蓄えられる。
【００１１】
次に、開弁時には、閉弁用電磁石７にＯＦＦ信号（非通電信号）が出力される一方、開弁用電磁石８にＯＮ信号（通電信号）が出力され、アーマチュア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が伸長される一方、閉弁側スプリング１０が圧縮されてばね力が増大しばね力が蓄えられる。
【００１２】
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９，１０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、アーマチュア６と電磁石７，８の各固定コア７ａ，８ａ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９，１０の圧縮，伸長側の合成ばね力に打ち勝ってアーマチュア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。
【００１３】
したがって、吸気弁２は、図２４Ａ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、閉時には傘部２ａがバルブシート４ａに衝突し、開時にはアーマチュア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、アーマチュア６やバルブシート４ａ等の摩耗や破損を惹起するおそれがある。
【００１４】
また、従来の電磁駆動装置では、吸気弁２の傘部２ａをバルブシート４ａ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が、各スプリング９，１０の経時変化によるへたりやバルブステム２ｂの熱膨張、及びバルブシート４ａの摩耗等に起因してアーマチュア６と電磁石７の固定コア７ａのギャ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２ａとバルブシート４ａ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、またはシート部に異物が堆積しやすくなって、バ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。
【００１５】
さらに、従来例にあっては、装置をシリンダヘッド１上に組み付けるには、まず吸気弁２をシリンダヘッド１下方から挿入して、バルブステム２ｂ上端部に、開弁用電磁石８を取り付けた後、該バルブステム２ｂにアーマチュア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アーマチュア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。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
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に記載の発明は、機関弁に連係するアーマチュアと、該アーマチュアを吸引して前記機関弁を開作動及び閉作動させる開弁用，閉弁用の電磁石と、該各電磁石の消磁時には、前記機関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用，閉弁用のばね部材と、前記アーマチュアの往復動に伴い機関弁の開閉作動の終端域における開閉速度を制動する制動機構と、を備えた機関弁の電磁駆動装置であって、前記制御機構は、前記アーマチュアに連動し、かつ対向する上下内面に一対のフォロア面を有するフォロア部材と、該フォロア部材内にカム支軸を介して回転自在に配置されて、上下面にほぼ同一のカムプロフィールに形成された一対のカム面を有する単一の揺動カムと、該揺動カムを揺動方向の中立位置に付勢するスプリング部材と、を備え、前記上側のカム面は、前記アーマチュアが開弁用の電磁石により吸引されて下降するにつれて前記上側のフォロア面との当接点がベース部側に移動する一方、前記下側のカム面は、前記アーマチュアが閉弁用の電磁石に吸引されて上昇するにつれて前記下側のフォロア面との当接点がベース部側に移動することによって、前記機関弁の開閉作動の終端域における開閉速度を制動するように構成したことを特徴としている。
【００１７】
したがって、本発明によれば、機関始動時にアーマチュアが開弁用電磁石によって吸引され、かつ開弁側ばね部材のばね力により下降してフォロア部材が揺動カムを下方へ押圧すると、第１カム面の第１ランプ部が第１フォロア面に転接しつつ第１カム面の第１リフト部で例えば吸気弁のバルブステムを押圧して下降、つまり開弁させる。
【００１８】
一方、吸気弁の閉時には、開弁用電磁石が非通電され、閉弁用電磁石に通電されてアーマチュアが該閉弁用電磁石に吸引されると共に、閉弁側ばね部材によって吸気弁も閉弁方向へ上昇する。
【００１９】
そして、かかる吸気弁の開閉作動時には、フォロア部材の上下動に伴って揺動カムの各カム面が対向する各フォロア面上を転接して、吸気弁の開閉作動の終端域では、一方のフォロア面に対する一方のカム面の当接位置がランプ部のベース部側からリフト部側へ転接すると、他方のフォロア面に対する他方のカム面の当接位置がランプ部のリフト部側からベース部側へ転移する。このため、開閉弁用ばね部材のばね力などがバルブステムを介して揺動カムに伝達されることによって生じる該揺動カムの回転中心まわりのモーメントは零に近づく。したがって揺動カムは、徐々に回転速度が小さくなって停止する。これに伴ってアーマチュアは、そのストロークエンドでその速度が可及的に小さくなると共に、機関弁は、同じくそのストロークエンドで大きな衝突音の発生を防止できる。
【００２０】
請求項２記載の発明は、前提構成は請求項１の発明と同様であって、とりわけ、前記制動機構は、前記アーマチュアの下端部に結合されたほぼ円板状のフォロア部材と、該フォロア部材と前記機関弁との間に揺動自在に配置されて、上面に有する第１カム面が前記フォロア部材下面の第１フォロア面に転接する第１揺動カムと、前記アーマチュアとフォロア部材との間に揺動自在に配置されて、下面に有する第２カム面が前記フォロア部材上面の第２フォロア面に転接する第２揺動カムと、該第２揺動カムの第２カム面を第２フォロア面に常時弾接させる付勢機構と、を備え、
前記第１カム面は、前記アーマチュアが開弁用の電磁石により吸引されて下降するにつれて前記第１フォロア面との当接点がベース部側に移動する一方、前記第２カム面は、前記アーマチュアが閉弁用の電磁石に吸引されて上昇するにつれて前記第２フォロア面との当接点がベース部側に移動することによって、前記機関弁の開閉作動の終端域における開閉速度を制動するように構成したことを特徴としている。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、前記各カム面のベース部が各フォロア面に当接した位置で、前記アーマチュアの上下面と対向する前記各電磁石との間に微小隙間を形成するようにしたことを特徴している。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、前提構成は請求項１の発明と同様であって、とりわけ、前記制動機構は、前記アーマチュアの中央から機関弁方向に延出した第１カイドロッドと、該第１ガイドロッドの機関弁側の端部に設けられた第１フォロア部材と、該第１フォロア部材と機関弁との間に回転自在に配置され、上面に有する第１カム面が前記第１フォロア部材下面の第１フォロア面に転接する第１揺動カムと、前記アーマチュアの前記第１ガイドロッドと反対側から延出した第２ガイドロッドと、該第２ガイドロッドの上端部に結合された第２フォロア部材と、該第２フォロア部材の上方位置に回転自在に配置され、下面に有する第２カム面が前記第２フォロア部材上面の第２フォロア面に転接する第２揺動カムと、該第２揺動カムの前記第２カム面を第２フォロア面に常時弾接させる付勢機構と、を備え、
前記第１カム面は、前記アーマチュアが開弁用の電磁石により吸引されて下降するにつれて前記第１フォロア面との当接点がベース部側に移動する一方、前記第２カム面は、前記アーマチュアが閉弁用の電磁石に吸引されて上昇するにつれて前記第２フォロア面との当接点がベース部側に移動することによって、前記機関弁の開閉作動の終端域における開閉速度を制動するように構成したことを特徴としている。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、前記アーマチュアと機関弁との間に形成されたバルブクリアランスを零に調整するラッシアジャスタを設けたことを特徴としている。
【００２４】
請求項６に記載の発明は、前記ラッシアジャスタを、前記制動機構や機関弁に並行に設けたことを特徴としている。
【００２５】
請求項７に記載の発明は、前記機関弁が摺動自在に保持されたシリンダヘッドの上端部にほぼ円筒状のケーシングを固定すると共に、該ケーシングの内部に、前記制動機構を内部に保持した筒状の摺動体を摺動自在に保持し、かつ該摺動体の上端部に、内部に前記アーマチュアと電磁石とを保持した筒状ホルダを結合し、該筒状ホルダと摺動体とを介して前記制動機構とアーマチュア及び電磁石を一体的に連係配置する一方、前記ラッシアジャスタを前記ケーシングに設けるとともに、該ラッシアジャスタの作動によって筒状ホルダと摺動体とを一体的に摺動させるように構成したことを特徴としている。
【００３０】
図１は請求項１の発明に対応した実施形態であって、機関弁の電磁駆動装置を吸気側に適用したもので、シリンダヘッド２１内に形成された吸気ポート２２の開口端を開閉する吸気弁２３と、該吸気弁２３を開閉作動させる電磁駆動機構２４と、吸気弁２３と電磁駆動機構２４との間に介装された制動機構２５とを備えている。
【００３１】
前記吸気弁２３は、燃焼室に臨む吸気ポート２２開口端の環状バルブシート２２ａに離着座して該開口端を開閉する傘部２３ａと、該傘部２３ａの上面中央に一体に設けられてバルブガイド２６を介してシリンダヘッド２１内を摺動する弁軸であるバルブステム２３ｂとを備えている。また、この吸気弁２３は、バルブステム２３ｂのステムエンド２３ｄに固定されたコッタ２３ｃの外周に設けられたリテーナ２３ｅとシリンダヘッド２１内に形成された保持孔２７底面との間に弾装された閉弁用ばね部材である閉弁側スプリング２８のばね力で閉方向に付勢されている。
【００３２】
前記電磁駆動機構２４は、シリンダヘッド２１上に設けられたケーシング２９と、該ケーシング２９内に上下動自在に収納された円板状のアーマチュア３０と、ケーシング２９内のアーマチュア３０を挟んだ上下位置に固定された上側の閉弁用電磁石３１及び下側の開弁用電磁石３２と、アーマチュア３０などを介して吸気弁２３を開方向に付勢するばね部材である開弁側スプリング３３とを備えている。
【００３３】
前記ケーシング２９は、図１に示すように、シリンダヘッド２１上に４本のビス３４で固定された金属製の本体２９ａと、該本体２９ａの上端一側にビス３５で固定された非磁性材のカバー２９ｂとからなり、該カバー２９側の内周面に非磁性材の筒状ホルダー３６が配置されている。また、この筒状ホルダー３６は、開口上端に閉弁用電磁石３１を保持した段差径状の非磁性材の蓋部３７が固定されていると共に、下端部に開弁用電磁石３２を保持した底壁３６ａを一体に有している。尚、前記蓋部３７の中央には、エア抜き孔３７ａが貫通形成されている。
【００３４】
前記アーマチュア３０は、上下面が両電磁石３１，３２に対向配置され、中央には下方へ延出したガイドロッド３８の上端部３８ａがナット固定されていると共に、このガイドロッド３８の下端部に制動機構２５の後述するフォロア部材４５が一体に設けられている。前記ガイドロッド３８は、底壁３６ａの中央に有する筒壁３６ｂ内に嵌挿固定された筒状ガイド部３９を介して上下摺動自在に支持されていると共に、その軸心Ｘが吸気弁２３のバルブステム２３ｂの軸心Ｙと同軸心上に配置されて、その下端部３８ｂの下端縁がステムエンド２３ｄに当接している。
【００３５】
前記開閉弁用の電磁石３１，３２は、固定コア３１ａ，３２ａが横断面略Ｕ字形に形成され、互いにアーマチュア３０を介して所定の比較的小さな隙間をもって対向配置され、固定コア３１ａ，３２ａの内部に電磁コイル３１ｂ，３２ｂが巻装されている。この電磁コイル３１ｂ，３２ｂには、後述する電子制御ユニット４０からの通電−非通電信号が出力されて、アーマチュア３０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。
【００３６】
前記開弁側スプリング３３は、アーマチュア３０の上面中央と蓋部３７の下面との間に弾装されて、そのばね力が各電磁石３１，３２の消磁時には、前記閉弁側スプリング２８のばね力とバランスしてアーマチュア３０を両電磁石３１，３２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２３は閉弁位置及び開弁位置のほぼ中間位置に保持される。
【００３７】
前記電子制御ユニット４０は、機関のクランク角センサ４１，機関回転数センサ４２，閉弁用電磁石３１の温度を検出する温度検出センサ４３及び機関負荷を検出するエアフローメータ４４からの夫々の検出値に基づいて、閉弁用，開弁用電磁石３１，３２に通電−非通電を相対的に繰り返し出力している。
【００３８】
ここで、前記クランク角センサ４２からの回転角検出値は、吸気弁２３の開閉タイミングをクランクシャフトの回転と同期制御するためのものであり、機関回転数検出センサ４３からの検出値つまりクランクシャフト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３１，３２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４３の検出値は、温度上昇による閉弁用電磁石３１の電磁コイル３１ｂ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４４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２３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。
【００３９】
そして、前記制動機構２５は、図１及び図２に示すように前記ガイドロッド３８の下端部３８ｂに一体に設けられたフォロア部材４５と、このフォロア部材４５の内部に回動自在に保持された１つの揺動カム４６と、該揺動カム４６の回動を中立位置に保持するスプリング部材である捩りコイルばね４７とから主として構成されている。
【００４０】
前記フォロア部材４５は、正面ほぼコ字形状に形成され、対向する上端壁の下面と下端壁の平坦な上面が夫々第１フォロア面４５ａと第２フォロア面４５ｂとして構成されている。
【００４１】
前記揺動カム４６は、図２に示すように本体２９ａの内面に突出した対向ボス部４８ａ，４８ｂ間に貫通固定されたカム支軸４９に中央孔４６ａを介して回転自在に支持されている。また、この揺動カム４６は、図３にも示すように正面ほぼ扇形状に形成されて、上半分の上面全体が前記第１フォロア面４５ａに転接する弁開き側の第１カム面５０として構成され、下半分の下面全体が第２フォロア面４５ｂに転接する弁閉じ側の第２カム面５１として構成されている。そして、この第１，第２カム面５０，５１は、同一のプロフィールに形成され、それぞれベース部である第１，第２基円部５０ａ，５１ａ側の第１，第２ランプ部５０ｂ，５１ｂ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，第２リフト部５０ｃ，５１ｃが第１，第２ランプ部５０ｂ，５１ｂの曲率より大きな円弧面に形成され、さらに第１、第２リフト部５０ｃ，５１ｃより先端側に第３，第４ランプ部５０ｄ．５１ｄが形成されている。したがって、揺動カム４６の回転角θに対するフォロア部材４５のリフト曲線は図４に示すようなＳ字曲線特性となるように設定されており、前記第３，第４ランプ部５０ｄ．５１ｄの存在によってアーマチュア３０の上下動の切り換え時における各カム面５０，５１の摺動切換を滑らかに行うことができる。
【００４２】
さらに、揺動カム４６は、図５，図６に示すように各カム面５０，５１の基円部５０ａ，５１ａが各フォロア面４５ａ，４５ｂに当接した位置で、前記アーマチュア３０の上下面と対向する各電磁石３１，３２の上下面との間に微小隙間Ｇｏ，Ｇｃを形成するように基円部５０ａ，５１ａの外径が設定されている。
【００４３】
また、前記捩りコイルばね４７は、図２に示すようにカム支軸４９の外周に巻装されて、一端部４７ａが一方側ボス部４８ｂ内に挿通係止されている一方、他端部４７ｂが揺動カム４６の一端側上下方向の中央位置に挿通係止されている。したがって、揺動カム４６は、該捩りコイルばね４７のばね力によって常時回動方向の中立位置に付勢されている。
【００４４】
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３１，３２の各電磁コイル３１ｂ，３２ｂに電子制御ユニット４０から通電信号が出力せず、非通電状態となっている。このため、アーマチュア３０は、図１に示すように、両スプリング２８，３３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２３もバルブシート２２ａから若干離れた中立位置になっている。この時点での揺動カム４６は、捩りコイルばね４７のばね力で中央位置に保持されて、両カム面５０，５１の第１，第２リフト部５０ｃ，５１ｃが各フォロア面４５ａ，４５ｂに極微小隙間をもって対向している。
【００４５】
機関が始動されて、電子制御ユニット４０から開弁用電磁石３２の電磁コイル３２ｂに通電信号が出力されると、図５に示すようにアーマチュア３０が該電磁石３２に吸引され、かつ開弁側スプリング３３のばね力によって下降する。このため、フォロア部材４５もガイドロッド３８を介して下降して下端部３８ｂでステムエンド２３ｄを下方へ押圧する。これによって、吸気弁２３は、閉弁側スプリング２８のばね力に抗して下降ストローク、つまり開弁方向へストロークする。
【００４６】
一方、吸気弁２３の閉時には、開弁用電磁石３２への通電が遮断され、閉弁用電磁石３１の電磁コイル３１ｂに通電されるため、アーマチュア３０は、図６に示すように電磁石３１の吸引力と閉弁側スプリング２８とのばね力によって開弁側スプリング３３のばね力に抗してフォロア部材４５を上昇させる。これによって吸気弁２３は、閉弁側スプリング２８のばね力によって上昇して傘部２３ｄがバルブシート２２ａに着座して閉弁する。
【００４７】
そして、この吸気弁２３の開閉時における揺動カム４６は、前記フォロア部材４５の上昇あるいは下降に伴って捩りコイルばね４７のばね力に抗して各カム面５０，５１が各フォロア面４５ａ，４５ｂに転接しつつカム支軸４９を中心に時計方向あるいは反時計方向へ回動するため、図７に示すように吸気弁２３の開閉作動の終端域（破線丸域）で効果的な緩衝制動作用が得られる。
【００４８】
すなわち、吸気弁２３の閉弁時を例に取って説明すれば、開閉弁側スプリング３３，２８の揺動カム４６に対する開閉方向の付勢力は、吸気弁２３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。
【００４９】
つまり、例えば吸気弁２３の閉作動時には、電磁吸引力と閉弁側スプリング２８のばね力とによってバルブステム２３ｂが上昇するに連れて揺動カム４６との当接点Ｐは、図６に示すように第２ランプ部５１ｂから基円部５１ｂ側に転移する。このため、閉弁側スプリング２８のばね力が揺動カム４６に伝達されるモーメントは零に近づき、したがって、揺動カム４６からガイドロッド３８，アーマチュア３０に伝達される閉弁側スプリング２８のばね力は零に近づくことになる。特に、閉弁時におけるアーマチュア３０には、開弁側スプリング３３のばね力の他に捩りコイルばね４７のばね反力が作用して、かかる合力が増大するため、アーマチュア３０と吸気弁２３は閉ストロークの終端域で効果的に制動される。
【００５０】
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、基本的に揺動カム４６の第１，第２ランプ部５０ｂ，５１ｂから基円部５０ａ，５１ａで機械的にアーマチュア３０の急激な動きを抑制することが可能になり、この結果、吸気弁２３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、揺動カム４６が開閉側スプリング３３，２８と各電磁石３１，３２の吸引力によって揺動し、回転モーメントが作用することによって制動力が大きくなり、緩衝作用が得られるのである。
【００５１】
しかも、前述のように両スプリング２８，３３及び捩りコイルばね４７のアーマチュアに作用するばね合力は、図７Ｂに示すようにアーマチュア３０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２３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。
【００５２】
したがって、吸気弁２３は、図７Ａ（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２３ａとバルブシート２２ａ及びアーマチュア３０と開弁電磁石３２との激しい衝突が回避され、打音や摩耗あるいは破損等の発生が防止される。
【００５３】
さらに、本実施形態では、図５，図６に示すようにアーマチュア３０の最大上昇，下降時において、揺動カム４６によってアーマチュア３０の上下面と各電磁石３１，３２の対向面とに間に積極的な微小隙間Ｇｏ，Ｇｃを形成したため、アーマチュア３０と各電磁石３１，３２との衝突を一層確実に回避することができる。
【００５４】
また、本実施形態では、電磁駆動機構２４と吸気弁２３とは別体に設けられ、フォロア部材４５が吸気弁２３を押し下げていない時（閉弁時）すなわちガイドロッド下端部３８ｂとステムエンド２３ｄの当接点に極微小な隙間を有する状態では、吸気弁２３は閉弁用スプリング２８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ため、常に傘部２３ａとバルブシート２２ａとの確実な密着性が得られる。
【００５５】
さらに、吸気弁２３や閉弁側スプリング２８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２１への組み付けが容易になると共に、電磁駆動機構２４と制動機構２５がケーシング２９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２１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ヘ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。
【００５６】
図８は請求項２に対応した実施形態を示し、制動機構２５の構造を変更し、フォロア部材５５の構造を異ならせると共に、開弁用と閉弁用の第１，第２の２つの揺動カム５６，５７を用いたものである。
【００５７】
すなわち、フォロア部材５５は、円板状に形成され、その中央部がガイドロッド３８の下端部３８ｂに結合されている。また、前記ガイドロッド３８は、その軸心Ｘがバルブステム２３ｂの軸心Ｙから図示のように右方向へ所定量Ｚだけオフセット配置されている。
【００５８】
一方、開弁用の第１揺動カム５６は、図９及び図１０にも示すようにヘ字形状を呈し、基端部５６ａが本体２９ａのボス部２９ｃに固定支持された第１カム支軸５８を支点として上下に揺動自在に設けられ、先端部５６ｂ下面に形成された曲率半径の小さな円弧凸部が吸気弁２３のステムエンド２３ｄに当接していると共に、上面が曲率半径の大きな円弧凸状の第１カム面５９として構成されている。そして、この第１カム面５９は、フォロア部材５５の下面に有する第１フォロア面５５ａに当接し、基端部５６ａ側のベース部５９ａと、該ベース部５９ａから先端側に緩らかな円弧状に形成された第１ランプ部５９ｂと、先端部５６ｂ側の第１リフト部５９ｃとから形成されている。
【００５９】
また、第２揺動カム５７は、図８，図９，図１１に示すようにフォロア部材５５の上方位置に設けられ、同じくほぼへ字形状を呈し、本体２９ａの内周ボス部２９ｄに固定支持された第２カム支軸６０に中央孔を介して揺動自在に設けられていると共に、一端部５７ａが先端から長手方向に沿って２又状に切割形成されて、その間の挿通溝５７ｂがガイドロッド３８に挾持状態に係入している一方、く字状に折曲された他端部５７ｃの下端縁が付勢機構６１に弾接している。また、一端部５７ａの下面が曲率半径の大きな円弧凸状の第２カム面６２として構成され、この第２カム面６２が中央側のベース部６２ａと緩らかな円弧状の第２ランプ部６２ｂと、先端側の第２リフト部６２ｃとから構成されている。
【００６０】
さらに、前記付勢機構６１は、本体２９ａの内周面側部に上下方向に沿って形成されたシリンダ６３と、該シリンダ６３内に上下方向へ摺動自在に設けられて上面６４ａに前記他端部５７ｃが弾接したプランジャ６４と、シリンダ６３内に弾装されてプランジャ６４を上方向、つまり第２揺動カム５７の第２カム面６２をフォロア部材５５の第２フォロア面５５ｂ上に押圧付勢するスプリング６５とから構成されている。尚、シリンダ６３の底壁には、プランジャ６４の摺動を確保する空気孔６３ａが穿設されている。
【００６１】
ここで、図１４Ａ，Ｂに基づいて吸気弁２３の開閉時の各電磁石３１，３２の吸引力特性及び各スプリング２８，３３のばね力特性を考察すると、図中横軸はアーマチュア３０の変位を示し、この変位特性は第１揺動カム５６の第１カム面５９のプロフィールによって吸気弁２３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２３に伝達される両電磁石３１，３２の電磁吸引力は、揺動カム５６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、前述したようにアーマチュア３０と各電磁石３１，３２の固定コア３１ａ，３２ａ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、揺動カム５６のテコ比によりアーマチュア３０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３１，３２の有効な使用が可能になる。
【００６２】
そして、この実施形態によれば、機関停止時には、アーマチュア３０は、図８に示すように両スプリング２８，３３の相対的なばね力によって隙間内のほぼ平衡中立位置に保持され、したがって、吸気弁２３もバルブシート２２ａから若干離れた中立位置に保持されている。この時点では、第１揺動カム５６は、第１カム面５９がフォロア部材５５の第１フォロア面５５ａに、先端部５６ｂがステムエンド２３ｄに夫々当接している一方、第２揺動カム５７は、スプリング６５のばね力によって第２カム面６２がフォロア部材５５の第２フォロア面５５ｂに当接している。
【００６３】
機関が始動して、アーマチュア３０が図１２に示すように開弁側スプリング３３のばね力と電磁石３２の吸引力によって下降すると、ガイドロッド３８及びフォロア部材５５の下降に伴い第１揺動カム５６が図示にように時計方向へ回動して先端部でステムエンド２３ｄを押圧し下げて吸気弁２３を開作動させる。このとき、第１カム面５９は、第１フォロア面５５ａ上を転接しつつ、第１ランプ部５９ｂからベース部５９ａ側へ当接位置を変化させる。したがって、かかる第１揺動カム５６の第１カム面５９のベース部５９ａ側への転接によりアーマチュア３０及び吸気弁２３の開ストロークの終端域で制動作用が得られる。つまり、開弁時の終端域では第１カム面５９の当接点Ｐの移動によってアーマチュア３０はフォロア部材５５を介して第１カム支軸５８に力が作用して支持された形になる。このため、開弁終端域でのアーマチュア３０の急激な下降が抑制されて、緩らかな作動特性となる。
【００６４】
一方、吸気弁２３の閉作動時には、アーマチュア３０が図１３に示すように閉弁側スプリング２８のばね力と閉弁用電磁石３１の吸引力によって上昇すると、フォロア部材５５の上昇に伴い第１揺動カム５６が反時計方向へ回動すると共に、第２揺動カム５７もスプリング６５のばね力に抗して図示のように時計方向へ回動して吸気弁２３を閉作動させる。このとき、第２カム面６２は、第２フォロア面５５ｂ上を第２リフト部６２ｃ側からベース部６２ａ側へ転接する。したがって、この場合も斯かる第２揺動カム５７が第２フォロア面５５ｂをベース部６２ａ側へ転接することにより、閉弁終端域での吸気弁２３の上昇力が第２カム支軸６０に支持された形になり、アーマチュア３０及び吸気弁２３ａの閉ストロークの終端域で制動作用が得られる。特に、かかる閉弁時には、スプリング６５のばね力が図１４Ｂに示すように第２揺動カム５７及び第２フォロア面５５ｂを介してアーマチュア３０に押し下げ力として作用するため、吸気弁２３の閉ストロークの終端域での制御力を増大させることができる。
【００６５】
このように、本実施形態では、第１，第２揺動カム５６，５７の各カム面５９，６２とスプリング６５のばね力によって図１４Ａに示すように吸気弁２３の開閉ストローク終端域のストローク速度を減速させることができるため、アーマチュア３０と各電磁石３１，３２及び吸気弁２３の傘部２３ａとバルブシート２２ａとの衝突が回避されて、打音や摩耗の発生が防止できる。
【００６６】
図１５〜図１７は請求項４の発明に対応した実施形態を示し、第１フォロア部材５５や第１揺動カム５６の配設位置などは第２実施形態と同様であるが、第２ガイドロッドや第２フォロア部材、及び第２揺動カムなどをケーシング２９の上部に設けられた第２ケーシング８２内に設けたものである。
【００６７】
すなわち、前記第２ケーシング８２は、ケーシング２９の蓋部３７の上部に複数のビス８１によって固定されており、この前記第２ケーシング８２は、円筒状を呈し、上部に円板状の蓋壁８７がビス８８によって固定されていると共に、内周面の所定位置に肉厚円板状の支持壁８９が一体に形成されており、この支持壁８９には、支持孔が上下に貫通形成されている。
【００６８】
前記第２ガイドロッド８０は、蓋部３７の中央に有する筒状壁３７ａに嵌挿固定された円筒状ガイド部材８３内に摺動自在に支持されていると共に、その下端部８０ａが第１ガイドロッド３８の上端部３８ａに当接している。
【００６９】
前記第２フォロア部材８４は、円板状を呈し、第２ガイドロッド８０の上端部に一体に固定されて、上面に第２フォロア面８４ａが形成されている。
【００７０】
前記第２揺動カム８５は、ほぼ雨滴状を呈し、図１８に示すように前記蓋壁８７の下面中央に一体に有する一対のブラケット９０，９０の各挿通孔に圧入固定された第２カム支軸９１によって軸孔８５ｂを介して揺動自在に支持されていると共に、下面には前記第２フォロア部材８４の第２フォロア面８４ａに常時当接する円弧状の第２カム面８８が形成されている。また、一端部の外端縁には、先端部が前記付勢機構８６に当接するレバー部９２が一体に設けられている。
【００７１】
前記付勢機構８６は、第２ケーシング８３の支持壁８９の支持孔内に圧入固定された有蓋円筒状のボディ９３と、該ボディ９３内に摺動自在に設けられたプランジャ９４と、ボディ９３内に弾装されてプランジャ９４を上方向へ付勢するコイルばね９５とから構成されている。前記プランジャ９４は、上端部９４ａが球面状に形成されて、その先端縁がレバー部９２の端部下端縁にコイルばね９５のばね力によって下方から弾接して第２揺動カム８５全体を図１５中時計方向、つまり第２カム面８８を第２フォロア部材８４の第２フォロア面８４ａに弾接させ、さらに該第２ガイドロッド８０を第１ガイドロッド３８の上端縁に弾接させるようになっている。前記コイルばね９５は、そのばね力が比較的小さく設定されている。
【００７２】
したがって、この実施形態にあっては、機関停止時には、第２の実施形態と同様に、アーマチュア３０は、図１５に示すように両スプリング２８，３３の相対的なばね力によって隙間Ｓ内のほぼ平衡中立位置に保持され、したがって、吸気弁２３もバルブシート２２ａから若干離れた中立位置に保持されている。この時点では、第２揺動カム８５は、コイルばね９５のばね力によって第２カム面８８の先端側が第２フォロア部材８４の第２フォロア面８４ａに弾接している。
【００７３】
機関が始動して、吸気弁２３が図１９に示すように開弁側スプリング３３のばね力と電磁石３２の吸引力によって下降して開弁すると、第１ガイドロッド３８の下降に伴い、コイルばね９５のばね力によってプランジャ９４が上方へ進出してレバー部９２を介して第２揺動カム８５を図中時計方向へ回転させるため、その第２カム面８８は第２フォロア面８４ａを転接しながら下方へ押圧する。このため、第２ガイドロッド８０は、第１ガイドロッド３８の下降に追従して下降摺動する。
【００７４】
このとき、第１揺動カム５５による前述した特異な作用によって、吸気弁２３の開ストロークの終端域でなだらかな作動特性が得られ、かかる緩衝作用によって、アーマチュア３０と開弁用電磁石３２との衝突が回避される。
【００７５】
一方、吸気弁２３の閉作動時には、前述したように、電磁吸引力と閉弁側スプリング２８のばね力によって、吸気弁２３が上昇するが、かかるアーマチュア３０が上昇すると、第２ガイドロッド８０も上昇して第２フォロア部材８４の第１フォロア面８４ａ上を第２揺動カム８５の第２カム面８８が転接し、当接点Ｐが図１９に示す他端部のリフト部８８ｃからランプ部８８ｂを経て図２０に示す一端部のカムベース部８８ａ側に移行して第２カム支軸９１のほぼ下方位置になる。つまり、閉弁時の終端域では吸気弁２３は第２揺動カム４６と第１ガイドロッド３８及び第２ガイドロッド８０を介して第２カム面８８の当接点Ｐの移動によって漸次第２カム支軸９１によって支持された形になる。このため、コイルばね９５のばね力と相俟ってかかる開弁ストロークの終端域での吸気弁２３の急激な上昇ストロークがさらに抑制されて、傘部２３ａとバルブシート２２ａとの衝突を一層確実に回避することが可能になる。この結果、打音や摩耗等の発生をより効果的に防止できる
図２１及び図２２は、請求項１の発明に対応した実施形態の他例を示し、図１に示す先の実施形態の構成を基本として、制動機構２５の側部に、前記ガイドロット３８の下端部３８ｂとバルブステム２３ｂのステムエンド２３ｄとの間のバルブクリアランスＣを零に調整するラッシアジャスタ９６を並設したものである。
【００７６】
具体的に説明すれば、前記ケーシング２９は、カバー２９ｂが廃止されて、本体２９ａのみによって構成されており、この本体２９ａは、一側部にボス部２９Ｃが一体に形成されていると共に、内部の支持穴２９ｅに有蓋筒状の摺動体９７が上下動自在に収容されている。また、前記ボス部２９ｃの内部には、下端が開口した保持穴２９ｄが形成されている。
【００７７】
前記摺動体９７は、円盤状の上壁９７ａの中央に筒壁３６ｂに固定された前記筒状ガイド部３９が一体に設けられていると共に、該筒状ガイド部３９を筒壁３６ｂ内に挿通固定することによって上壁９７ａ上に前記筒状ホルダ３６が載置固定されている。したがって、摺動体９７と筒状ホルダ３６を介して、前記アーマチュア３０と各電磁石３１、３２と開弁側スプリング３３及び制動機構２５が一体的に連係配置されていると共に、一緒に本体２９ａを介して上下摺動するようになっている。また、摺動体９７は、内壁面３６ａ対向位置に前記揺動カム４６のカム支軸４９の両端部を支持するボス部９７ｂが一体に設けられていると共に、外周面下端位置に前記ラッシアジャスタ９６の下端部が当接する突起片９８が水平方向に延出している。
【００７８】
そして、前記ラッシアジャスタ９６は、保持穴２８ｄ内を上下摺動する有底筒状のプランジャ９９と、該プランジャ９９の内部に摺動自在に設けられた筒状部１００と、該筒状部１００の下端隔壁１０１によって画成されたリザーバ室１０２及び高圧室１０３と、隔壁１０１に穿設された連通孔１０４に設けられて、リザーバ室１０２から高圧室１０３への作動油の流入を許容する逆止弁１０５とから主として構成されている。
【００７９】
前記プランジャ９９は、底壁の中央膨出部９９ａが前記突起片９８の上面に当接していると共に、膨出部９９ａの突起９９ｂが突起片９８に形成された小孔９４ａに嵌合し、摺動体９７や筒状ホルダ３６の自由回動を防止している。また、上端縁と保持穴２９ｄの底面との間に環状油溝１０６を構成している。
【００８０】
前記筒状部１００は、上端部開口に蓋部１０７が圧入固定されていると共に、該蓋部１０７が位置する上端縁に前記環状油溝１０６とリザーバ室１０２とを連通する油通路１０８が形成されている。また、筒状部１００は、高圧室１０３内に装着されたスプリングによって、上方に付勢されている。
【００８１】
また、リザーバ室１０２は、シリンダヘッド２１内に形成された油路１０９からボス部２９ｃ内の油孔１１０と環状油溝１０６，油通路１０８を介して作動油が供給されるようになっている。
【００８２】
前記逆止弁１０５は、チェックボールと、該チェックボールを連通孔１０４の閉塞方向に付勢するチェックバルブスプリングとを備えている。
【００８３】
尚、図中１１１は、プランジャ９９や筒状部１００の摺動を確保するためのエア抜き孔である。
【００８４】
したがって、この実施形態によれば、機関停止時には、各電磁コイル３１ｂ，３２ｂが非通電状態となるため、アーマチュア３０は、図２１に示すように両スプリング２８，３３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、吸気弁２３もバルブシート２２ａから若干離れた中立位置に保持される。
【００８５】
かかる状態では、開弁側スプリング３３が筒状ホルダ３６を介して摺動体９７を押し上げるため、突起片９８がラッシアジャスタ９６のプランジャ９９に押し上げ力が作用する。しかし、機関停止直後ではチェックボールによって高圧室１０３内に作動油が封止保持されているため、プランジャ９９の上昇移動が規制され、したがって、電磁駆動機構２４の上昇も規制されている。ただし、停止後の時間が経過するにつれて高圧室１０３から作動油がリークし、プランジャ９９は上昇移動し電磁駆動機構２４も上昇するため、吸気弁２３は、図２１に示す状態から、若干バルブシート２２ａに近づき、アーマチュア３０が開弁用電磁石３２に若干近づいた状態になる。
【００８６】
そして、前述のように機関が始動されて電磁石３２によりアーマチュア３０が吸引され、かつ開弁側スプリング３３のばね力によって下降して、揺動カム４６の第１フォロア面４５ａに対する当接位置が第１ランプ部５０ｂから基円部５０ａに転接した際に、急激な下降移動が抑制される。この結果、アーマチュア３０の下面３０ａと開弁用電磁石３２の上面との衝突が防止される。
【００８７】
このように、揺動カム４６が第１ランプ部５０ｂから基円部５０ａに転接すると、制動機構２５に閉弁側スプリング２８のばね力により上方への押圧力が作用して突起片９８を介してプランジャ９９が押し上げられるが、このときも高圧室１０３内の油圧保持により摺動体９７の上昇が規制されるため、吸気弁２３の開状態が維持される。
【００８８】
一方、吸気弁２３の閉時には、アーマチュア３０が閉弁用電磁石３１に吸引されて上昇し、同時に閉弁側スプリング２８のばね力によって吸気弁２３を引き上げて、バルブシート２２ａに着座させる。この場合は、閉弁用電磁石３１の吸引力と、開弁側スプリング３３のばね力が相殺されて、摺動体９７を上下動させる力は発生しない。したがって、摺動体９７は、ラッシアジャスタ９６のスプリング力と高圧室１０３内の油圧力による伸長力によって突起片９８を介して押し下げられる。このため、ガイドロッド３８の下端縁３８ｂは、吸気弁２３のバルブステム上端部２３ｄに押し付けられて、この間のクリアランスＣを零に調整することができる。
【００８９】
したがって、吸気弁２３の傘部２３ａとバルブシート２２ａとの衝突が防止されて、打音の発生を抑制することができる。
【００９０】
また、この場合、第２カム面５１の基円部５１ａが第２フォロア面４５ｂに当接しているので、閉弁用電磁石３１とアーマチュア３０は、衝突が回避され、かつ開弁側スプリング３３のばね力に打ち勝てる電磁力を発生するギャップをもって対峙させることができる。
【００９１】
このように、本実施形態では、閉弁状態においてガイドロッド３８の位置と電磁駆動機構２４の位置がラッシアジャスタ９６によって自動調整されるため、吸気弁２３の熱膨張やバルブシート２２ａの摩耗が発生しても、バルブシート２２ａとの衝突が回避されて常時吸気弁２３の適正な開閉作動が得られる。
【００９２】
特に、バルブステム２３ｂの上端部２３ｄとガイドロッド３８の下端縁３８ｂとのクリアランスＣを常に零とすることができるため、両者間の打音の発生も防止できる。
【００９３】
しかも、ラッシアジャスタ９６を、吸気弁２３やガイドロッド３８と同軸上ではなく、吸気弁２３などとは連動しない並行な位置に配置したため、吸気弁２３やアーマチュア系の慣性質量の増加を招かずに、常時安定かつ確実な作動が得られる。また、ラッシアジャスタ９６の吸気弁２３との連動が回避されることにより、該ラッシアジャスタ９６外周の摺動摩耗抵抗の発生も回避できる。
【００９４】
さらに、ラッシアジャスタ９６を制動機構２５と並列に配置したことにより、装置全体の高さを高くする必要がなく、コンパクト化が図れる。このため、かかる装置が取り付けられた機関のエンジンルーム内への搭載性の悪化が防止される。
【００９５】
さらに、この実施形態では、電磁駆動機構２４のアーマチュア３０や電磁石３１、３２などと制動機構２５のフォロア部材４５及び揺動カム４６を連係配置して一体的にユニット化し、これらの全体をラッシアジャスタ９６によって一緒に上下に摺動させるようにしたため、アーマチュア３０や電磁石３１、３２及び制動機構２５の連係状態を維持したままバルブクリアランスを零調整することができる。したがって、該バルブクリアランスを高精度に調整することが可能になる。すなわち、バルブクリアランスが変化して、ラッシアジャスタ９６によって零調整する際には、制動機構２５とアーマチュア３０のみが一緒に上下動するのではなく各電磁石３１、３２などを含めた全体が上下動するため、各電磁石３１、３２とアーマチュア３０との間の相対隙間などの変化が発生しないので、バルブクリアランスを高精度に調整することができるのである。
【００９６】
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っ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。
【００９７】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明に係る機関弁の電磁駆動装置によれば、特に揺動カムによって機関弁の開閉終端域における急激な開閉作動を十分に制動できるため、傘部とバルブシート、並びにアーマチュアと開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あるいは破損等の発生が防止される。
さらに、機関弁，閉弁側スプリングやバルブリテーナ等を電磁駆動機構とは別体とし、かつ電磁駆動機構と制動機構とをケーシング内に一体に収納してユニット化できるため、装置のシリンダヘッドへの組み付け作業性が向上し、搭載性が良好になる。
また、フォロア部材と上下に２つのカム面を有する１つの揺動カムを組み合わせたため、部品点数を削減できると共に、アーマチュアのストローク位置精度が出し易くなる。
また、スプリング部材によって揺動カムを中立位置に復帰させることができることにより、前記制動力の増加が図れると共に、該揺動カムの比較的大きな揺動角を得ることができる。このため、揺動カムのコンパクト化が図れ、装置全体の小型化が図れる。
【０１０２】
請求項２に記載の発明は、特に第１揺動カムと第２揺動カムを分割形成してこれらを一つのフォロア部材に上下から当接するようにしたため、第１揺動カム，第２揺動カムの各カムプロフィールを個々に設定できるためアーマチュア上昇時と下降時にそれぞれ最適な制動作用を得ることができると共に、アーマチュア最上昇及び最下降時の電磁石との間の各微小隙間を正確に設定することが可能になる。
また、付勢機構によって、特に閉弁時のストローク終端域の速度を効果的に制動できる。
【０１０３】
請求項３に記載の発明によれば、前記請求項１、２の発明によるアーマチュアのストローク位置精度が出し易いことと相俟って、微小隙間の形成が容易になる。この結果、弁開時と弁閉時のための各電磁石の電磁力を有効に利用でき、その分、電力の消費量を減少させることが可能になる。
【０１０４】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１及び２に記載の発明と同様な効果が得られる。
【０１０６】
請求項５に記載の発明によれば、アーマチュアのガイドロッドと機関弁のバルブクリアランスを常時零に調整できるため、作動時のガイドロッドと機関弁との衝突打音の発生が防止できる。
【０１０７】
請求項６に記載の発明によれば、請求項５に記載された発明の作用効果の他に、特にラッシアジャスタを制動機構や機関弁などに対して直列ではなく、これらと並行に配置したため、機関弁の開閉作動中における制動機構やアーマチュアなどの作動構成部材の慣性質量の増加が抑制されて、機関弁など不安定な挙動を防止できる。
【０１０８】
また、前記ラッシアジャスタを制動機構などに対して並行に設けたことにより、装置の上下方向の高さの増加も抑制されるため、かかる装置が取り付けられた機関のエンジンルーム内への搭載性が良好になり、レイアウトの自由度が向上する。
【０１０９】
さらに、請求項７に記載の発明によれば、摺動体と筒状ホルダを介してアーマチュアや各電磁石及び制動機構の連係配置を維持したままバルブクリアランスを零調整することができるため、該バルブクリアランスを高精度に調整することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す縦断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】本実施形態に供される揺動カムの正面図。
【図４】アーマチュアの上下ストロークに対する揺動カムの回転角を示す特性図
【図５】開弁時の作用を示す縦断面図。
【図６】閉弁時の作用を示す縦断面図。
【図７】Ａは吸気弁の開閉時期特性図、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８】第２の実施形態を示す縦断面図。
【図９】本実施形態の要部分解斜視図。
【図１０】図８のＢ−Ｂ線断面図。
【図１１】図８のＣ−Ｃ線断面図。
【図１２】本実施形態の開弁状態を示す縦断面図。
【図１３】本実施形態の閉弁状態を示す縦断面図。
【図１４】Ａは吸気弁の開閉時期特性図、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１５】第３の実施形態を示す縦断面図。
【図１６】図１５のＤ−Ｄ線断面図
【図１７】図１５のＥ矢視図。
【図１８】要部分解斜視図。
【図１９】開弁状態を示す縦断面図。
【図２０】閉弁状態を示す縦断面図。
【図２１】本発明の第４実施形態を示す縦断面図。
【図２２】図２１のＦ−Ｆ線断面図。
【図２３】従来の装置を示す縦断面図
【図２４】Ａは吸気弁の開閉時期特性図、Ｂは各電磁石の吸引力と各スプリングのばね力特性図。
【符号の説明】
２１…シリンダヘッド
２２ａ…バルブシート
２３…吸気弁
２３ａ…傘部
２３ｂ…バルブステム
２４…電磁駆動機構
２５…制動機構
２８…閉弁側スプリング
２９…ケーシン
３０…アーマチュア
３１…閉弁用電磁石
３２…開弁用電磁石
３３…開弁側スプリング
３８…ガイドロッド
４１…電子制御ユニット
４５…フォロア部材
４６…揺動カム
５０…第１カム面
５１…第２カム面
９６…ラッシアジャスタ

Claims

機関弁に連係するアーマチュアと、
該アーマチュアを吸引して前記機関弁を開作動及び閉作動させる開弁用，閉弁用の電磁石と、
前記機関弁を閉方向及び開方向へ付勢し、前記各電磁石の消磁時には中立位置に保持する開弁用，閉弁用のばね部材と、
前記アーマチュアの往復動に伴い機関弁の開閉作動の終端域における開閉速度を制動する制動機構と、を備えた機関弁の電磁駆動装置であって、
前記制御機構は、前記アーマチュアに連動し、かつ対向する上下内面に一対のフォロア面を有するフォロア部材と、該フォロア部材内に回転自在に配置されて、上下面にほぼ同一のカムプロフィールに形成された一対のカム面を有する単一の揺動カムと、該揺動カムを揺動方向の中立位置に付勢するスプリング部材と、を備え、
前記上側のカム面は、前記アーマチュアが開弁用の電磁石により吸引されて下降するにつれて前記上側のフォロア面との当接点がベース部側に移動する一方、前記下側のカム面は、前記アーマチュアが閉弁用の電磁石に吸引されて上昇するにつれて前記下側のフォロア面との当接点がベース部側に移動することによって、前記機関弁の開閉作動の終端域における開閉速度を制動するように構成したことを特徴とする機関弁の電磁駆動装置。
機関弁に連係するアーマチュアと、
該アーマチュアを吸引して前記機関弁を開作動及び閉作動させる開弁用，閉弁用の電磁石と、
前記機関弁を閉方向及び開方向へ付勢し、前記各電磁石の消磁時には中立位置に保持する開弁用，閉弁用のばね部材と、
前記アーマチュアの往復動に伴い機関弁の開閉作動の終端域における開閉速度を制動する制動機構と、を備えた機関弁の電磁駆動装置であって、
前記制動機構は、前記アーマチュアの下端部に結合されたほぼ円板状のフォロア部材と、該フォロア部材と前記機関弁との間に揺動自在に配置されて、上面に有する第１カム面が前記フォロア部材下面の第１フォロア面に転接すると共に、前記閉弁用ばね部材のばね力により前記機関弁を介して前記第１カム面が第１フォロア面側に付勢された第１揺動カムと、前記アーマチュアとフォロア部材との間に揺動自在に配置されて、下面に有する第２カム面が前記フォロア部材上面の第２フォロア面に転接する第２揺動カムと、該第２揺動カムの第２カム面を第２フォロア面に常時弾接させる付勢機構と、を備え、
前記第１カム面は、前記アーマチュアが開弁用の電磁石により吸引されて下降するにつれて前記第１フォロア面との当接点がベース部側に移動する一方、前記第２カム面は、前記アーマチュアが閉弁用の電磁石に吸引されて上昇するにつれて前記第２フォロア面との当接点がベース部側に移動することによって、前記機関弁の開閉作動の終端域における開閉速度を制動するように構成したことを特徴とする機関弁の電磁駆動装置。
前記各カム面のベース部が各フォロア面に当接した位置で、前記アーマチュアの上下面と対向する前記各電磁石との間に微小隙間を形成するようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の機関弁の電磁駆動装置。
機関弁に連係するアーマチュアと、
該アーマチュアを吸引して前記機関弁を開作動及び閉作動させる開弁用，閉弁用の電磁石と、
前記機関弁を閉方向及び開方向へ付勢し、前記各電磁石の消磁時には中立位置に保持する開弁用，閉弁用のばね部材と、
前記アーマチュアの往復動に伴い機関弁の開閉作動の終端域における開閉速度を制動する制動機構と、を備えた機関弁の電磁駆動装置であって、
前記制動機構は、前記アーマチュアの中央から機関弁方向に延出した第１カイドロッドと、該第１ガイドロッドの機関弁側の端部に設けられた第１フォロア部材と、該第１フォロア部材と機関弁との間に回転自在に配置され、上面に有する第１カム面が前記第１フォロア部材下面の第１フォロア面に転接すると共に、前記閉弁用ばね部材のばね力により前記機関弁を介して前記第１カム面が第１フォロア面側に付勢された第１揺動カムと、前記アーマチュアの前記第１ガイドロッドと反対側から延出した第２ガイドロッドと、該第２ガイドロッドの上端部に結合された第２フォロア部材と、該第２フォロア部材の上方位置に回転自在に配置され、下面に有する第２カム面が前記第２フォロア部材上面の第２フォロア面に転接する第２揺動カムと、該第２揺動カムの前記第２カム面を第２フォロア面に常時弾接させる付勢機構と、を備え、
前記第１カム面は、前記アーマチュアが開弁用の電磁石により吸引されて下降するにつれて前記第１フォロア面との当接点がベース部側に移動する一方、前記第２カム面は、前記アーマチュアが閉弁用の電磁石に吸引されて上昇するにつれて前記第２フォロア面との当接点がベース部側に移動することによって、前記機関弁の開閉作動の終端域における開閉速度を制動するように構成したことを特徴とする機関弁の電磁駆動装置。
前記アーマチュアと機関弁との間に形成されたバルブクリアランスを零に調整するラッシアジャスタを設けたことを特徴とする請求項１に記載の機関弁の電磁駆動装置。
前記ラッシアジャスタを、前記制動機構や機関弁に並行に設けたことを特徴とする請求項５に記載の機関弁の電磁駆動装置。
前記機関弁が摺動自在に保持されたシリンダヘッドの上端部にほぼ円筒状のケーシングを固定すると共に、該ケーシングの内部に、前記制動機構を内部に保持した筒状の摺動体を摺動自在に保持し、かつ該摺動体の上端部に、内部に前記アーマチュアと電磁石とを保持した筒状ホルダを結合し、該筒状ホルダと摺動体とを介して前記制動機構とアーマチュア及び電磁石を一体的に連係配置する一方、前記ラッシアジャスタを前記ケーシングに設けるとともに、該ラッシアジャスタの作動によって筒状ホルダと摺動体とを一体的に摺動させるように構成したことを特徴とする請求項６に記載の機関弁の電磁駆動装置。