JP2003129809A - Electromagnetic drive unit of engine valve - Google Patents

Electromagnetic drive unit of engine valve

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JP2003129809A
JP2003129809A JP2001323945A JP2001323945A JP2003129809A JP 2003129809 A JP2003129809 A JP 2003129809A JP 2001323945 A JP2001323945 A JP 2001323945A JP 2001323945 A JP2001323945 A JP 2001323945A JP 2003129809 A JP2003129809 A JP 2003129809A
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JP
Japan
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cam
valve
opening
armature
closing
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JP2001323945A
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Japanese (ja)
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Seinosuke Hara
誠之助 原
Kunihiro Irie
国博 入江
Akira Onuki
彰 大貫
Shingo Yoshizawa
伸吾 吉沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Unisia Automotive Ltd
Original Assignee
Hitachi Unisia Automotive Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a striking sound and generation of friction in the intermediate region of close/open stroke by suppressing a rapid action in the end region for close/open stroke of an engine valve. SOLUTION: An armature for a close/open stroke of a suction valve 23, an electromagnet for a close/open valve, a spring for a valve opening side, and a spring for a valve closing side, are provided. Inside a follower member 45 provided at an armature rod 38, a control cam 46 having a first and second follower plane 50 and 51 up and down which come in contact with a first and second follower plane 45a and 45b is provided in oscillation and universally. A return cam 47 and a sleeve 55 are integrally provided at the side of control cam 46. When an adding means 48 strikes in contact with the outer periphery face of the sleeve, a gap is formed between the adding means and the central position 54a of the cam face 54 of return cam.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electromagnetic drive device which opens and closes an engine valve such as an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine for an automobile mainly by electromagnetic force.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art As a conventional electromagnetic drive device of this type,
For example, those described in JP-A-8-21220 are known.

【0003】図10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、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。
The outline will be described with reference to FIG. 10. An intake valve 2 slidably provided on a cylinder head 1 of an engine.
And an electromagnetic drive mechanism 3 for opening and closing the intake valve 2.

【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。
The intake valve 2 has a cap portion 2a for opening and closing the open end of the intake port 4, and a valve stem 2b integrally provided at the upper end of the cap portion 2a.

【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。
The electromagnetic drive mechanism 3 includes a cylinder head 1
A disc-shaped armature 6 is fixed to the upper end of a valve stem 2b inserted into a casing 5 fixed above, and the intake valve 2 is sucked by sucking the armature 6 in the upper and lower positions inside the casing 5. A valve closing electromagnet 7 and a valve opening electromagnet 8 that are opened and closed are arranged.

【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。
A valve opening side spring 9 for biasing the intake valve 2 in the opening direction is elastically held between the upper wall of the casing 5 and the upper surface of the armature 6, while the seat groove on the upper surface of the cylinder head 1 is held. Between the bottom surface and the bottom surface of the armature 6,
A valve-closing spring 10 that biases the intake valve 2 in the closing direction is elastically held. Further, each of the electromagnets 7 and 8 is configured to output a control current from the electronic control unit 12 to the respective coil via the amplifier 11.

【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。
The electronic control unit 12 controls the energization amount of both electromagnets 7 and 8 based on detection signals from the engine speed sensor 13 and the temperature detection sensor 14 of the valve closing electromagnet 7. In the figure, 15 is a power source.

【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。
Then, by the spring force of the two springs 9 and 10 and the attraction force of the two electromagnets 7 and 8,
The intake valves 2 are driven to open and close by accumulating the respective springs 9 and 10 as potential energy and holding them as potential energy, and alternately repeating opening and closing of electromagnetic force.

【0009】[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。
However, in the above-mentioned conventional electromagnetic drive device, the electromagnetic attraction force of the electromagnets 7 and 8 when the intake valve 2 is opened and closed causes the springs 9 and 10 to oppose the attraction force. Therefore, when the valve is closed, the umbrella portion 2a violently collides with the valve seat 4a.
Further, when the valve is opened, the armature 6 may collide with the valve opening electromagnet 8.

【0010】すなわち、図11A,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11B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。
That is, the principle of increasing the attractive force of the electromagnets 7 and 8 will be described with reference to FIGS. 11A and 11B.
Electromagnetic attraction force characteristics when opening and closing intake valve 2 and springs 9 and 10
The spring force characteristic of the armature 6 is first attracted upward by the attraction force of the valve closing electromagnet 7 when the valve is closed. Therefore, when the intake valve 2 slides upward, the valve closing side spring 10 is expanded, while the valve opening side spring 9 is compressed to increase the spring force, and the spring force is stored.

【0011】次に、開弁時には、閉弁用電磁石7にOF
F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1
0が圧縮されてばね力が増大しばね力が蓄えられる。
Next, when the valve is opened, the electromagnet 7 for closing the valve is OF
While the F signal (non-energization signal) is output, the ON signal (energization signal) is output to the valve opening electromagnet 8, and the armature 6
Is sucked downward and the intake valve 2 slides downward, the valve opening side spring 9 is extended while the valve closing side spring 1
0 is compressed, the spring force increases, and the spring force is stored.

【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,閉切り換え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。
Therefore, at the time of valve closing and valve opening, the sliding speed of the intake valve 2 is reduced by the increased spring force of the coil springs 9 and 10 on the valve opening side and valve closing side. At times, in addition to the compressed and expanded spring reaction force, the attraction force of the electromagnets 7, 8 on the attraction side suddenly increases. That is, the electromagnetic attraction force of each electromagnet 7, 8 is equal to the armature 6
And the respective fixed cores 7a and 8a of the electromagnets 7 and 8 increase in inverse proportion to the square of the distance. Therefore, the increased suction force causes the armature 6 to move abruptly upward or downward without overcoming the combined spring force on the compression and extension sides of the springs 9 and 10 and sufficiently decelerating the armature 6.

【0013】したがって、吸気弁2は、図11A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。
Therefore, as shown in FIG. 11A, the intake valve 2 undergoes a rapid lift-down change during maximum opening and closing, and as a result, the umbrella portion 2a collides with the valve seat 4a during closing and the armature during opening. 6 may collide with the valve-opening electromagnet 8 to generate a large hitting sound, and wear and damage of the armature 6 and the valve seat 4a may occur.

【0014】[0014]

【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、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に
おいて、前記制動機構は、前記アーマチュアに連係し、
かつ一対のフォロア面を有するフォロア部材と、前記ア
ーマチュアの上下動に伴い前記各フォロア面に転接して
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
一対のカム面を有する制動カムと、前記制動カムの側部
に一体的に設けられたリターンカムと、前記リターンカ
ムのカムフェースに弾接して、前記制動カムの回動時に
リターンカムを介して前記制動カムを回動方向のほぼ中
立位置に付勢する付勢手段とを備えたことを特徴として
いる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been devised in view of the above-mentioned problems of the conventional apparatus. The invention according to claim 1 is directed to an armature associated with an engine valve and a suction of the armature. A valve-opening and valve-closing electromagnet that opens and closes the engine valve, and a valve-opening and valve-closing spring member that biases the engine valve in the closing direction and the opening direction to maintain the neutral position. And an electromagnetic drive device for an engine valve, which comprises a braking mechanism that brakes the opening / closing speed in the terminal region of the opening / closing operation of the engine valve, wherein the braking mechanism is linked to the armature,
And a follower member having a pair of follower surfaces, and a braking cam having a pair of cam surfaces for rolling the opening / closing speed in the end region of the opening / closing operation of the engine valve by rollingly contacting each of the follower surfaces as the armature moves up and down. A return cam integrally provided on a side portion of the braking cam and a cam face of the return cam are elastically contacted with each other, and when the braking cam rotates, the braking cam is substantially neutral in the rotating direction via the return cam. And a biasing means for biasing the position.

【0015】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
制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。
Therefore, according to the present invention, when the armature is attracted by the valve opening electromagnet when the engine is started, and the armature is lowered by the spring force of the valve opening side spring member and the follower member presses the braking cam downward, While the first ramp portion of the cam surface is rollingly contacting the first follower surface, the first lift portion of the first cam surface presses, for example, the valve stem of the intake valve to lower, that is, open the valve.

【0016】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。
On the other hand, when the intake valve is closed, the valve-opening electromagnet is de-energized, the valve-closing electromagnet is energized, and the armature is attracted to the valve-closing electromagnet. Ascends in the valve closing direction.

【0017】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制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
ステムを介して制動カムに伝達されることによって生じ
る該制動カムの回転中心まわりのモーメントは零に近づ
く。したがって制動カムは、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、
吸気弁は、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。
When the intake valve is opened and closed,
As the follower member moves up and down, the cam surfaces of the braking cam roll on the opposing follower surfaces, and in the end region of the intake valve opening / closing operation, the contact position of one cam surface with respect to one follower surface is When the ramp portion rolls from the base portion side to the lift portion side, the contact position of the other cam surface with respect to the other follower surface is transferred from the lift portion side of the ramp portion to the base portion side. Therefore, the moment around the rotation center of the braking cam, which is generated by the spring force of the on-off valve spring member being transmitted to the braking cam via the valve stem, approaches zero. Therefore, the braking cam gradually decreases in rotation speed and stops. Along with this, the speed of the armature becomes as small as possible at its stroke end,
Similarly, the intake valve can prevent the generation of a loud collision noise at the end of its stroke.

【0018】しかも、前記吸気弁の開閉作動の終端域に
おいて制動カムが上下方向へ最大に回動する際に、付勢
手段が、制動カムと同期回動するリターンカムのカムフ
ェースの上側あるいは下側を押圧して制動カムを中立位
置に戻すように付勢する。このため、該制動カムの最大
揺動位置付近で強い戻しトルクを付与することができ、
これによって、吸気弁のさらに効果的な制動作用が得ら
れる。
Moreover, when the brake cam is rotated in the maximum vertical direction in the terminal region of the opening / closing operation of the intake valve, the biasing means is provided above or below the cam face of the return cam which rotates in synchronization with the brake cam. Press the side to urge the braking cam to return to the neutral position. Therefore, a strong return torque can be applied near the maximum swing position of the braking cam,
This results in a more effective braking action of the intake valve.

【0019】また、前述のように、付勢手段の付勢力を
制動カムに直接作用さえるのではなく、リターンカムに
作用させるようにしたことから、該リターンカムのカム
フェースの形状を任意に設定して、中央部位側では付勢
手段の付勢力が大きく掛からない形状に設定することに
よって前記アーマチュアのストロークエンド領域以外、
つまり吸気弁の開閉終了端領域間の中間ストローク領域
における無用な制動トルクが作用せずにスムーズな開閉
ストロークが得られる。
Further, as described above, since the urging force of the urging means is not directly applied to the braking cam but to the return cam, the shape of the cam face of the return cam is arbitrarily set. Then, on the side of the central portion, by setting the shape such that the biasing force of the biasing means is not applied greatly, except the stroke end region of the armature,
That is, a smooth opening / closing stroke is obtained without applying unnecessary braking torque in the intermediate stroke area between the opening / closing end areas of the intake valve.

【0020】請求項2に記載の発明は、前記リターンカ
ムのカムフェースを、ほぼく字形状に形成すると共に、
前記付勢手段を前記カムフェースに対してほぼ軸直角方
向から弾接させたことを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, the cam face of the return cam is formed in a substantially dogleg shape.
The urging means is elastically contacted with the cam face in a direction substantially perpendicular to the axis.

【0021】請求項3に記載の発明は、前記制動カムの
回動方向のほぼ中立位置において、前記リターンカムの
カムフェースと前記付勢手段との間に隙間を形成したこ
とを特徴としている。
The invention according to claim 3 is characterized in that a gap is formed between the cam face of the return cam and the urging means at a substantially neutral position in the rotating direction of the braking cam.

【0022】請求項4に記載の発明は、前記カムフェー
スの中央部位よりも大きな曲率半径を有するスリーブを
リターンカムと相対回動自在設けると共に、前記付勢手
段を前記カムフェースとスリーブの外周面に跨って弾接
させて、前記付勢手段がスリーブの外周面に弾接した際
に、付勢手段とリターンカムの中央部位との間に隙間を
形成したことを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, a sleeve having a larger radius of curvature than the central portion of the cam face is provided so as to be rotatable relative to the return cam, and the urging means is provided on the outer peripheral surface of the cam face and the sleeve. When the biasing means elastically contacts the outer peripheral surface of the sleeve, a gap is formed between the biasing means and the central portion of the return cam.

【0023】請求項5に記載の発明にあっては、前記付
勢手段は、前記アーマチュアや電磁石を収容したケーシ
ングににブラケットを介して設けられ、前記リターンカ
ムのカムフェース方向に進退自在に設けられたプランジ
ャと、該プランジャを前記外側面方向へ付勢するばね部
材とから構成したことを特徴としている。
According to a fifth aspect of the present invention, the urging means is provided in a casing accommodating the armature and the electromagnet via a bracket, and is movably provided in the cam face direction of the return cam. And a spring member for urging the plunger toward the outer side surface.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】図1は本発明の機関弁の電磁駆動
装置を吸気側に適用した実施形態を示し、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。
1 shows an embodiment in which an electromagnetic drive device for an engine valve according to the present invention is applied to an intake side, and an intake valve 23 for opening and closing an opening end of an intake port 22 formed in a cylinder head 21. And an electromagnetic drive mechanism 24 for opening and closing the intake valve 23 and a braking mechanism 25 interposed between the intake valve 23 and the electromagnetic drive mechanism 24.

【0025】前記吸気弁23は、燃焼室に臨む吸気ポー
ト22の開口端に取付られた環状バルブシート22aに
離着座して該開口端を開閉する傘部23aと、該傘部2
3aの上面中央に一体に設けられて図外のバルブガイド
を介してシリンダヘッド21内を摺動するバルブステム
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
タの外周に設けられたリテーナ23c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
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。
The intake valve 23 is provided with an umbrella portion 23a for opening and closing the opening and closing of an annular valve seat 22a attached to the opening end of the intake port 22 facing the combustion chamber, and the umbrella portion 2a.
3a, a valve stem 23b that is integrally provided at the center of the upper surface of the cylinder 3a and slides in the cylinder head 21 via a valve guide (not shown). The intake valve 23 is a spring member elastically mounted between a retainer 23c provided on the outer periphery of a cotter fixed to the stem end 23d of the valve stem 23b and a bottom surface of a holding hole 27 formed in the cylinder head 21. The spring force of the valve closing side spring 28 is urging in the closing direction.

【0026】前記電磁駆動機構24は、シリンダヘッド
21上に設けられたベース板29と、該ベース板29上
に設けられた円筒状のケーシング34と、該ケーシング
34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34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。
The electromagnetic drive mechanism 24 is accommodated in a base plate 29 provided on the cylinder head 21, a cylindrical casing 34 provided on the base plate 29, and a vertically movable housing in the casing 34. A disk-shaped armature 30, an upper valve-closing electromagnet 31 and a lower valve-opening electromagnet 32 which are fixed in a vertical position with the armature 30 in a casing 34, and an intake valve through the armature 30 and the like. A valve opening side spring 33, which is a spring member that biases 23 in the opening direction, is provided.

【0027】前記ケーシング34は、図1に示すよう
に、ベース板29上に4本のビス335で固定された金
属製の円筒状の本体34aと、該本体34aの上端一側
にビスで固定された筒状の非磁性材のカバー34bとか
らなり、該カバー34b側の内周面に非磁性材の図外の
筒状ホルダーが配置されている。また、この筒状ホルダ
ーは、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36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37が設けられてい
る。
As shown in FIG. 1, the casing 34 has a metallic cylindrical main body 34a fixed on the base plate 29 with four screws 335, and a fixed screw on one side of the upper end of the main body 34a. And a cylindrical non-magnetic material cover 34b, and a cylindrical holder (not shown) made of non-magnetic material is arranged on the inner peripheral surface of the cover 34b. Further, in this cylindrical holder, a stepped diameter non-magnetic material lid part 36 holding a valve closing electromagnet 31 is fixed to the upper end of the opening, and a bottom wall holding a valve opening electromagnet 32 to the lower end. 37 is provided.

【0028】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
アーマチュアロッド38の上端部38aがナット39に
よって固定されていると共に、このアーマチュアロッド
38の下端部に制動機構25の後述するフォロア部材4
5が一体に設けられている。前記アーマチュアロッド3
8は、底壁37の中央に有する筒壁内に嵌挿固定された
筒状ガイド部26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23
b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。
The upper and lower surfaces of the armature 30 are arranged to face both electromagnets 31 and 32, and the upper end 38a of the armature rod 38 extending downward is fixed to the center by a nut 39, and the armature rod 38 is also provided. The follower member 4 of the braking mechanism 25, which will be described later,
5 are integrally provided. The armature rod 3
8 is slidably supported in the vertical direction via a tubular guide portion 26 that is fitted and fixed in a tubular wall provided at the center of the bottom wall 37, and its axis X is the valve stem 23 of the intake valve 23.
It is arranged coaxially with the axis Y of b, and its lower end portion 38b
The lower end edge of the abutment contacts the stem end 23d.

【0029】前記開閉弁用電磁石31,32は、固定コ
アが横断面略U字形に形成され、互いにアーマチュア3
0を介して所定の隙間Sをもって対向配置され、固定コ
アの内部に電磁コイル31a,32aが巻装されてい
る。この電磁コイル31a,32a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。
The on-off valve electromagnets 31 and 32 each have a fixed core formed in a substantially U-shaped cross section, and the armatures 3 are connected to each other.
Electromagnetic coils 31a and 32a are wound inside the fixed core so as to be opposed to each other with a predetermined gap S therebetween. An energization / de-energization signal from an electronic control unit 40, which will be described later, is output to the electromagnetic coils 31a and 32a, so that the armature 30 is attracted upward or downward or released.

【0030】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
弁位置及び最大開弁位置のほぼ中間位置に保持される。
The valve opening side spring 33 is elastically mounted between the center of the upper surface of the armature 30 and the lower surface of the lid portion 37, and when the spring force is demagnetized by the electromagnets 31 and 32, the valve closing side spring 28. The armature 30 is held in a substantially neutral position between the electromagnets 31 and 32 in balance with the spring force of the intake valve 23. In that state, the intake valve 23 is located at an intermediate position between the closed position and the maximum open position. Retained.

【0031】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にパルス
信号による通電−非通電を相対的に繰り返し出力してい
る。
The electronic control unit 40 includes an engine crank angle sensor 41, an engine speed sensor 42, a temperature detection sensor 43 for detecting the temperature of the valve closing electromagnet 31, and an air flow meter 44 for detecting the engine load. Based on the detected value, energization / de-energization by the pulse signal is relatively repeatedly output to the valve closing and valve opening electromagnets 31, 32.

【0032】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。
The rotation angle detection value from the crank angle sensor 42 is used to control the opening / closing timing of the intake valve 23 in synchronization with the rotation of the crankshaft, and the detection value from the engine speed detection sensor 43. That is, the detected value of the rotation speed of the crankshaft is used to deal with the allowable suction time of the electromagnets 31 and 32 which changes depending on the rotational speed. This is for coping with an increase in energization resistance of the electromagnetic coil 31b of the use electromagnet 31. The engine load detection value obtained by the air flow meter 44 is used together with the engine rotation speed detection value to optimally control the opening / closing timing of the intake valve 23.

【0033】そして、前記制動機構25は、図1〜図3
に示すように前記アーマチュアロッド38の下端部38
b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つの制動カ
ム46と、該制動カム46と一体に設けられたリターン
カム47と、該リターンカム47を付勢して制動カム4
6を中立位置に戻すようなトルクを付与する付勢手段4
8とから主として構成されている。
The braking mechanism 25 has the structure shown in FIGS.
As shown in FIG.
b, a follower member 45 provided integrally with b, a brake cam 46 rotatably held inside the follower member 45, a return cam 47 provided integrally with the brake cam 46, and a return cam Brake cam 4 by energizing cam 47
Biasing means 4 for applying torque to return 6 to the neutral position
8 and mainly.

【0034】前記フォロア部材45は、図2にも示すよ
うに正面ほぼロ字形状に形成され、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。
As shown in FIG. 2, the follower member 45 is formed in a substantially square shape on the front surface. The lower surface of the upper end wall and the flat upper surface of the lower end wall which face each other are the first follower surface 45a and the second follower surface, respectively. It is configured as 45b.

【0035】前記制動カム46は、図2及び図6に示す
ようにベース板29の下面にボルト80によって固定さ
れたブラケット81の下端部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、この制動カム46は、図2及び図4にも示す
ように正面ほぼ扇形状に形成されて、要部(ベースサー
クル部)と反対側にほぼ平坦な外側面52を有すると共
に、上半分の上面全体が前記第1フォロア面45aに転
接する弁開き側の傾斜状の第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
る弁閉じ側の傾斜状の第2カム面51として構成されて
いる。
As shown in FIGS. 2 and 6, the braking cam 46 has a cam support shaft 49 fixed to the lower end of a bracket 81 fixed to a lower surface of a base plate 29 by a bolt 80 through a central hole 46a. And is rotatably supported. As shown in FIGS. 2 and 4, the braking cam 46 has a substantially fan-shaped front surface, has a substantially flat outer surface 52 on the side opposite to the main part (base circle part), and has an upper half. Is configured as an inclined first cam surface 50 on the valve opening side that is in rolling contact with the first follower surface 45a, and the entire lower surface of the lower half is in an inclined shape on the valve closing side that is in rolling contact with the second follower surface 45b. It is configured as the second cam surface 51.

【0036】そして、この第1,第2カム面50,51
は、図4に示すように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,51
a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,51
b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、制
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5に示すように、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.5
1d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。
Then, the first and second cam surfaces 50, 51
Are formed in the same profile as shown in FIG.
First and second base circular portions 50a and 51, which are base portions, respectively.
The first and second ramp portions 50b and 51b on the a side are formed in gentle arcuate surfaces, and the first and second lift portions 50c and 51c on the tip end side include the first and second ramp portions 50b and 51b.
b is formed in an arcuate surface having a curvature larger than that of the first and second lift portions 50c and 51c, and the third and fourth ramp portions 50d. 51d is formed. Therefore, the lift curve of the follower member 45 with respect to the rotation angle θ of the braking cam 46 is set so as to have an S-shaped curve characteristic as shown in FIG. 5, and the third and fourth ramp portions 50d. 5
Due to the presence of 1d, the sliding switching of the cam surfaces 50 and 51 can be smoothly performed when the vertical movement of the armature 30 is switched.

【0037】さらに、制動カム46は、各カム面50,
51の基円部50a,51aが各フォロア面45a,4
5b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、図8
に示すような微小隙間G1,G2を形成するように基円
部50a,51aの外径が設定されている。
Further, the braking cam 46 includes the cam surfaces 50,
The base circle portions 50a and 51a of the 51 are the follower surfaces 45a and 4a.
5b between the upper and lower surfaces of the armature 30 and the upper and lower surfaces of the electromagnets 31 and 32 facing each other, respectively.
The outer diameters of the base circle portions 50a and 51a are set so as to form the minute gaps G1 and G2 as shown in FIG.

【0038】前記リターンカム47は、図2及び図6、
図7に示すように制動カム46の中央孔孔縁に結合され
た円筒状の連結部53を介して制動カム46に一体に設
けられていると共に、連結部53の内部挿通孔と連続す
る中央の支持孔47aに挿通した前記支持軸49に制動
カム46と共に回転自在に支持されている。また、この
リターンカム47は、全体形状が上下方向に延出した三
日月状に形成されて、上下端部47b、47cが制動カ
ム46の上下幅よりも十分に大きく設定されていると共
に、制動カム46の外側面52側にカムフェース54が
形成されている。このカムフェース54は、前記外側面
52にほぼ沿ってほぼく字形状に形成されて、円弧状の
中央部位54aから上下方向へ下り傾斜状に形成されて
いる。
The return cam 47 is shown in FIGS.
As shown in FIG. 7, it is integrally provided on the braking cam 46 via a cylindrical connecting portion 53 that is connected to the hole edge of the central hole of the braking cam 46, and the center portion of the connecting portion 53 is continuous with the internal insertion hole. The support shaft 49 inserted into the support hole 47a is rotatably supported together with the braking cam 46. The return cam 47 is formed in a crescent shape extending in the vertical direction as a whole, and the upper and lower end portions 47b and 47c are set to be sufficiently larger than the vertical width of the braking cam 46 and the braking cam 47 is also formed. A cam face 54 is formed on the outer surface 52 side of 46. The cam face 54 is formed in a substantially V shape along the outer side surface 52, and is formed so as to be inclined downward in the vertical direction from the arc-shaped central portion 54a.

【0039】また、前記リターンカム47の連結部53
と反対側の側部には、支持軸49に回転自在に支持され
たスリーブ55が当接配置されている。このスリーブ5
5は、中央に支持軸49が挿通する挿通孔55aが形成
されていると共に、外周面55bの外径Dが前記カムフ
ェース54の中央部位54aの曲率半径よりも大きく設
定されている。また、このスリーブ55の側部に大径な
ワッシャ56が設けられ、このワッシャ56と前記支持
軸49の外端部に嵌着したCリング57とによって、前
記制動カム46、リターンカム47、スリーブ55の支
持軸49からの不用意な抜け出しが防止されるようにな
っている。
Also, the connecting portion 53 of the return cam 47.
A sleeve 55, which is rotatably supported by the support shaft 49, is disposed in contact with the side portion on the opposite side. This sleeve 5
In No. 5, the insertion hole 55a through which the support shaft 49 is inserted is formed in the center, and the outer diameter D of the outer peripheral surface 55b is set to be larger than the radius of curvature of the central portion 54a of the cam face 54. Further, a large-diameter washer 56 is provided on the side portion of the sleeve 55, and the braking cam 46, the return cam 47, the sleeve and the C-ring 57 fitted to the outer end portion of the support shaft 49 are provided by the washer 56. Inadvertent removal of 55 from the support shaft 49 is prevented.

【0040】前記付勢手段48は、図2及び図3、図7
にも示すように、ベース板29の下面にボルト82によ
って固定されたブラケット83の下端部83aに設けら
れて、該下端部83aの内部に前記リターンカム47と
スリーブ55方向に向かって穿設された摺動孔58と、
該摺動孔58内を摺動自在に設けられたプランジャ59
と、該プランジャ59の先端部に一体に有し、上下方向
に長い板状の押接部60と、摺動孔58の開口底部を閉
塞する閉塞板61とプランジャ59の内部えぐり底面と
の間に弾装されて、プランジャ83をリターンカム47
の支持軸49軸心方向へ付勢するばね部材であるコイル
スプリング62とから構成されている。
The biasing means 48 is shown in FIG. 2, FIG. 3, and FIG.
As also shown, the bracket 83 is fixed to the lower surface of the base plate 29 by a bolt 82 and is provided at a lower end portion 83a of the bracket 83. The lower end portion 83a is bored toward the return cam 47 and the sleeve 55. Sliding hole 58,
A plunger 59 slidably provided in the sliding hole 58.
Between the pressing contact portion 60 that is integrally formed at the tip of the plunger 59 and is long in the up-down direction, the closing plate 61 that closes the opening bottom of the sliding hole 58, and the bottom surface of the inner recess of the plunger 59. Mounted on the return cam 47.
And a coil spring 62 that is a spring member that urges the support shaft 49 in the axial direction.

【0041】前記プランジャ59は、図2、図3及び図
7にも示すように、先端部の押接部60が前記リターン
カム47とスリーブ55を跨った状態で対向配置され
て、その前面60aが制動カム46の回動に伴いリター
ンカム47が回動したカムフェース54に摺接するが、
制動カム46の中立位置、すなわちリターンカム47の
中央部位54aが押接部60に対峙している状態では、
該押接部60の前面60aがスリーブ55の外周面55
bに当接して中央部位54a領域と前面60aとの間に
一定幅の隙間Cが形成されて、中央部位54aとは非接
触状態になる。
As shown in FIG. 2, FIG. 3 and FIG. 7, the plunger 59 is arranged so that the pressing portion 60 at the tip end thereof faces the return cam 47 and the sleeve 55 so as to face each other, and its front surface 60a. Comes into sliding contact with the rotated cam face 54 of the return cam 47 as the braking cam 46 rotates,
In the neutral position of the braking cam 46, that is, in the state where the central portion 54a of the return cam 47 faces the pressing portion 60,
The front surface 60a of the pressing portion 60 is the outer peripheral surface 55 of the sleeve 55.
A gap C having a constant width is formed between the central portion 54a region and the front surface 60a by coming into contact with b, and the central portion 54a is brought into a non-contact state.

【0042】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
点での制動カム46は、図1に示すように自重によって
第2カム面51の第2リフト部51cがフォロア面45
bに当接している。
The operation of this embodiment will be described below. First, when the engine is stopped, the energization signal is not output from the electronic control unit 40 to the electromagnetic coils 31b and 32b of the electromagnets 31 and 32, and the deenergized state is set. ing. For this reason, the armature 30, as shown in FIG.
The relative spring force of 33 holds the substantially neutral position in the gap S, and therefore the intake valve 23 is also in a neutral position slightly apart from the valve seat 22a. As shown in FIG. 1, the braking cam 46 at this point of time causes the second lift portion 51c of the second cam surface 51 to move to the follower surface 45 due to its own weight.
It is in contact with b.

【0043】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、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もアーマチュアロッ
ド38を介して下降して下端部38bでステムエンド2
3d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、つまり最大に開弁する方向へストロークする。
When the engine is started, the electronic control unit 40
When an energization signal is output from the electromagnetic coil 32b of the valve opening electromagnet 32 to the armature 30, the armature 30 is attracted by the electromagnet 32 and is lowered by the spring force of the valve opening side spring 33. Therefore, the follower member 45 also descends via the armature rod 38, and the stem end 2 moves at the lower end 38b.
Press 3d downward. As a result, the intake valve 23
It moves downward against the spring force of the valve-closing spring 28, that is, in the direction of maximum valve opening.

【0044】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、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23
dがバルブシート22aに着座して閉弁する。
On the other hand, when the intake valve 23 is closed, the energization of the valve opening electromagnet 32 is cut off, and the electromagnetic coil 31b of the valve closing electromagnet 31 is energized. The follower member 45 is raised against the spring force of the valve opening side spring 33 by the spring force of the valve side spring 28. As a result, the intake valve 23 is lifted by the spring force of the valve closing side spring 28 and is lifted.
d seats on the valve seat 22a and closes the valve.

【0045】そして、この吸気弁23の開閉時における
制動カム46は、前記フォロア部材45の上昇あるいは
下降に伴ってリターンカム47のカムフェース54の上
下部が、プランジャ59の押接部60に押圧されながら
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9Aに示すように吸気弁23の
開閉作動の終端域(破線丸)で効果的な緩衝制動作用が
得られる。
When the intake valve 23 is opened and closed, the braking cam 46 presses the upper and lower parts of the cam face 54 of the return cam 47 against the pressing portion 60 of the plunger 59 as the follower member 45 moves up and down. While each cam surface 50, 51 is rollingly contacted with each follower surface 45a, 45b while rotating, it rotates clockwise or counterclockwise around the cam support shaft 49, so that the intake valve 23 is opened and closed as shown in FIG. 9A. In the end region (circle of broken line), effective cushioning braking action is obtained.

【0046】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の制動カ
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。
That is, when the intake valve 23 is closed, the urging force of the opening / closing valve side springs 33, 28 in the opening / closing direction with respect to the braking cam 46 is in the end region of the opening / closing stroke of the intake valve 23. , Respectively, close to zero.

【0047】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制動カム4
6との当接点Pは、図8に示すように第2ランプ部51
bから基円部51a側に転移する。このため、閉弁側ス
プリング28のばね力が制動カム46に伝達されるモー
メントは零に近づき、したがって、制動カム46からア
ーマチュアロッド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のばね力の他に付勢手段48のばね反
力がリターンカム47を介して作用し、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。
That is, for example, when the intake valve 23 is closed, as the valve stem 23b rises due to the electromagnetic attraction force and the spring force of the valve-closing spring 28, the braking cam 4 increases.
The contact point P with the 6 is the second ramp portion 51 as shown in FIG.
It is transferred from b to the base circle portion 51a side. Therefore, the moment when the spring force of the valve-closing spring 28 is transmitted to the braking cam 46 approaches zero, so that the spring force of the valve-closing spring 28 that is transmitted from the braking cam 46 to the armature rod 38 and the armature 30 is reduced. It will approach zero. In particular, when the valve is closed, the spring reaction force of the biasing means 48 acts on the armature 30 via the return cam 47 in addition to the spring force of the valve opening side spring 33, and the resultant force increases. The intake valve 23 is effectively braked in the closing stroke end region.

【0048】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、基本的に制動カム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、図9A(破線
丸)に示すような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、制動カム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。
The unique action also occurs when the valve is opened. Therefore, basically, the first and second brake cams 46 are
It is possible to mechanically suppress the rapid movement of the armature 30 from the ramp portions 50b and 51b to the base circle portions 50a and 51a, and as a result, the intake valve 23 opens and closes as shown in FIG. 9A (dotted line circle). A gentle operating characteristic can be obtained in the end region of the stroke. In short, the braking cam 46 swings by the attraction force of the open / close side springs 33, 28 and the electromagnets 31, 32, and the rotational moment acts to increase the braking force, and a cushioning action is obtained.

【0049】しかも、前述のように両スプリング28,
33と付勢手段48のスプリング62のアーマチュアに
作用するばね合力は、図9Bの一点鎖線下側に示すよう
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(a、b)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。
Moreover, as described above, both springs 28,
33 and the spring resultant force acting on the armature of the spring 62 of the urging means 48 have characteristics (a, b) that sharply increase from around the upper and lower limits of the armature 30, respectively, as shown on the lower side of the alternate long and short dash line in FIG. 9B. This increasing characteristic effectively acts as the braking force in the terminal region when the intake valve 23 is opened and closed.

【0050】したがって、吸気弁23は、図9A、B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と開閉弁電磁石32、33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。
Therefore, as shown in FIGS. 9A and 9B, the intake valve 23 can obtain a stable cushioning action during the opening / closing operation.
As a result, a violent collision between the umbrella portion 23a, the valve seat 22a, the armature 30, and the on-off valve electromagnets 32 and 33 is avoided, and the occurrence of tapping noise, wear, or damage is prevented.

【0051】さらに、本実施形態では、アーマチュア3
0の最大の上昇,下降時において、制動カム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。
Further, in this embodiment, the armature 3 is used.
At the maximum ascent and descent of 0, since a positive minute gap is formed between the upper and lower surfaces of the armature 30 and the facing surfaces of the electromagnets 31, 32 by the braking cam 46, the armature 30 and the electromagnets 31, 32 are It is possible to more reliably avoid the collision.

【0052】また、前述のように、とりわけ吸気弁23
の例えば閉作動の終端域において制動カム46が上下方
向へ最大に揺動しょうとする際に、プランジャ59がコ
イルスプリング62のばね力で、図8に示すように、リ
ターンカム47のカムフェース54の下側を押圧して制
動カム46を中立位置に戻すように付勢する。このた
め、最大上方向の回動位置付近で制動カム46に対して
中立位置方向へ強い戻しトルクを付与する。これによっ
て、アーマチュア30に対してさらに効果的な制動作用
が得られる。
As described above, the intake valve 23
For example, when the braking cam 46 tries to swing up and down to the maximum in the end region of the closing operation, the plunger 59 uses the spring force of the coil spring 62 to generate the cam face 54 of the return cam 47 as shown in FIG. The lower side is pressed to urge the braking cam 46 to return to the neutral position. Therefore, a strong return torque is applied to the braking cam 46 in the direction of the neutral position in the vicinity of the maximum upward rotation position. This provides a more effective braking action on the armature 30.

【0053】一方、吸気弁23の開弁作動時の終端域に
おいても、プランジャ59がリターンカム47のカムフ
ェース54の上側を押圧して制動カム46を中立位置に
戻すように付勢する。このため、最大上方向の回動位置
付近で制動カム46に対して中立位置方向へ強い戻しト
ルクを付与する。これによって、アーマチュア30に対
してさらに効果的な制動作用が得られる。
On the other hand, even in the end region when the intake valve 23 is opened, the plunger 59 pushes the upper side of the cam face 54 of the return cam 47 and urges the braking cam 46 to return to the neutral position. Therefore, a strong return torque is applied to the braking cam 46 in the direction of the neutral position in the vicinity of the maximum upward rotation position. This provides a more effective braking action on the armature 30.

【0054】さらに、この実施形態では、前述のよう
に、吸気弁23が僅かに開いて制動カム46がほぼ中立
位置になっている場合は、図7に示すように、プランジ
ャ押接部60の前面60aがスリーブ55の外周面55
aに弾接して、前記前面60aとリターンカム47の中
央部位54の外周面54aとの間に隙間Cが形成されて
互いに非接触状態になっているため、この領域(図9B
一点鎖線下側c領域)におけるリターンカム47(制動
カム46)との間のフリクションが発生せず、単にスリ
ーブ55側との間に僅かに発生するだけであるから、制
動カム46に対するフリクションの発生を大幅に低減す
ることができる。このため、この中間領域におけるアー
マチュア30と吸気弁23は、その開閉ストローク時の
作動速度の低下が防止されて、スムーズな作動が得られ
る。
Further, in this embodiment, as described above, when the intake valve 23 is slightly opened and the braking cam 46 is in the substantially neutral position, as shown in FIG. The front surface 60a is the outer peripheral surface 55 of the sleeve 55.
Since a gap C is formed between the front surface 60a and the outer peripheral surface 54a of the central portion 54 of the return cam 47 by elastically contacting a, the areas C (FIG. 9B) are not in contact with each other.
The friction between the return cam 47 (braking cam 46) in the area c below the alternate long and short dash line) does not occur, and only a small amount occurs between the return cam 47 and the sleeve 55 side. Can be significantly reduced. Therefore, the armature 30 and the intake valve 23 in this intermediate region are prevented from lowering the operating speed during the opening / closing stroke, and a smooth operation is obtained.

【0055】また、制動カム46は、カム支軸49とリ
ターンカム47を介してプランジャ59との両方で両持
状態に支持されるため、該制動カム46の支持剛性が高
くなり、その揺動作用が安定かつ確実になる。この結
果、前記アーマチュア30の上下面と各電磁石31,3
2の対向面とに間に形成された微小隙間の変動が抑制さ
れて前述のような各部材間の衝突を確実に回避できる。
Further, since the braking cam 46 is supported by both the cam support shaft 49 and the return cam 47 on both sides of the plunger 59, the supporting rigidity of the braking cam 46 becomes high and its swinging motion. It is stable and reliable. As a result, the upper and lower surfaces of the armature 30 and the electromagnets 31, 3 are
The fluctuation of the minute gap formed between the two opposing surfaces is suppressed, and the collision between the respective members as described above can be reliably avoided.

【0056】また、この実施形態における付勢手段48
は、制動カム46に直接設けられるものではなく、ケー
シング本体34aに設けられているため、アーマチュア
30の慣性力の増加を抑制できると共に、耐久性の向上
が図れる。
Further, the biasing means 48 in this embodiment
Is not provided directly on the braking cam 46 but is provided on the casing main body 34a, so that an increase in inertial force of the armature 30 can be suppressed and durability can be improved.

【0057】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。また、制動機構25
のリターンカム47は、そのカムフェース54の形状を
制動力や中間位置での制動トルクの低減化を促進するよ
うに任意に設定することが可能であり、また付勢手段4
8のコイルスプリング62のばね力も制動力などを考慮
して自由に設定することができる。
The present invention can be applied not only to the intake valve side but also to the exhaust valve side. When it is applied to the exhaust valve side, the rapid movement of the exhaust valve at the time of opening can be regulated so that combustion can be performed. Rapid discharge of gas is suppressed, and as a result, exhaust noise can be reduced. In addition, the braking mechanism 25
The return cam 47 can have the shape of its cam face 54 arbitrarily set so as to promote the reduction of the braking force and the braking torque at the intermediate position, and the biasing means 4
The spring force of the coil spring 62 of No. 8 can also be freely set in consideration of the braking force and the like.

【0058】また、前記制動カム46の回動方向の中立
位置において、前記リターンカム47のカムフェース5
4とプランジャ押接部60との間に隙間を形成する場合
は、プランジャ59の最大進出位置を所定のストッパ等
によって規制して前記カムフェース54との当接を回避
することにより行うことが可能になる。
Further, at the neutral position in the rotating direction of the braking cam 46, the cam face 5 of the return cam 47 is provided.
When a gap is formed between the plunger 4 and the plunger pressing portion 60, the maximum advance position of the plunger 59 can be restricted by a predetermined stopper or the like to avoid contact with the cam face 54. become.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項1
に記載の発明によれば、制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や、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を防止でき
る。
As is apparent from the above description, claim 1
According to the invention described in (1), since the sudden opening / closing operation in the opening / closing end region of the engine valve can be sufficiently braked by the braking cam, a violent collision between the umbrella portion and the valve seat or between the armature and the opening / closing valve electromagnet is mitigated. . As a result, it is possible to prevent the occurrence of a violent impact hammering sound and the occurrence of wear or damage.

【0060】しかも、機関弁の開閉作動の終端域におい
て制動カムが上下方向へ最大に揺動する際に、付勢手段
がリターンカムのカムフェースの上側あるいは下側を押
圧して制動カムを中立位置に戻すように付勢するため、
該制動カムの最大揺動付近で強い戻しトルクを付与する
ことができる。これによって、さらに効果的な制動作用
が得られる。
Moreover, when the braking cam swings to the maximum in the vertical direction in the end region of the opening / closing operation of the engine valve, the biasing means presses the upper side or the lower side of the cam face of the return cam to neutralize the braking cam. To urge it back into position,
A strong return torque can be applied near the maximum swing of the braking cam. This provides a more effective braking action.

【0061】さらに、制動カムが、前述のようにほぼ中
立位置になっている場合は、付勢手段がリターンカムの
カムフェース形状によって該カムフェースの中央部位と
の間のフリクションを大幅に低減することができる。こ
のため、この中間領域におけるアーマチュアと機関弁
は、その開閉ストローク時の作動速度の低下が防止され
て、スムーズな作動が得られる。
Further, when the braking cam is in the substantially neutral position as described above, the biasing means greatly reduces the friction between the return cam and the central portion of the cam face due to the cam face shape of the return cam. be able to. Therefore, the armature and the engine valve in this intermediate region are prevented from lowering the operating speed during the opening / closing stroke, and a smooth operation is obtained.

【0062】請求項2に記載の発明によれば、リターン
カムのカムフェースをほぼく字形状の滑らかな形状とし
たことによって、前述のように機関弁の開閉作動の終端
域における制動カムの作用と相俟って制動効果を一層高
めることが可能になると共に、制動カムの中立位置の領
域おける付勢手段によるフリクションの発生を効果的に
抑制することが可能になる。
According to the second aspect of the invention, since the cam face of the return cam has a substantially V-shaped smooth shape, the action of the braking cam in the terminal region of the opening / closing operation of the engine valve is as described above. In addition to this, it is possible to further enhance the braking effect, and it is possible to effectively suppress the occurrence of friction by the biasing means in the region of the neutral position of the braking cam.

【0063】請求項3及び4に記載の発明によれば、隙
間によって、その間における制動カムと付勢手段とのフ
リクションの発生を一層効果的に防止することができ
る。このため、アーマチュアや機関弁の作動速度の低下
をさらに防止することができる。
According to the third and fourth aspects of the invention, the gap can more effectively prevent the friction between the braking cam and the urging means from occurring therebetween. Therefore, it is possible to further prevent a decrease in the operating speed of the armature or the engine valve.

【0064】請求項5に記載の発明によれば、付勢手段
を制動カムなどの可動部材とは別体に設けたため、アー
マチュアの慣性質量の増加が抑制されて、該アーマチュ
アの作動応答性の低下を防止できる。
According to the fifth aspect of the present invention, since the biasing means is provided separately from the movable member such as the braking cam, an increase in the inertial mass of the armature is suppressed, and the actuation response of the armature is suppressed. It can prevent the deterioration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施形態を示す縦断面図。FIG. 1 is a vertical sectional view showing an embodiment of the present invention.

【図2】本実施形態の要部拡大図。FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the present embodiment.

【図3】本実施形態の要部平面図。FIG. 3 is a plan view of a main part of this embodiment.

【図4】本実施形態に供される制動カムを示す正面図。FIG. 4 is a front view showing a braking cam used in the present embodiment.

【図5】アーマチュアの上下ストロークに対する制動カ
ムの回転角を示す特性図。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the rotation angle of the braking cam with respect to the vertical stroke of the armature.

【図6】本実施形態に供される制動機構の一部の構成部
材を示す分解斜視図。
FIG. 6 is an exploded perspective view showing some components of the braking mechanism used in the present embodiment.

【図7】図3のA−A線断面図。7 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

【図8】本実施形態の作用説明図。FIG. 8 is an operation explanatory view of the present embodiment.

【図9】Aは吸気弁の開閉時の緩衝特性図、Bは各電磁
石の吸引力と各スプリングのばね力特性図。
9A is a buffer characteristic diagram when the intake valve is opened and closed, and B is a characteristic diagram of attraction force of each electromagnet and spring force of each spring.

【図10】従来の装置を示す縦断面図FIG. 10 is a vertical sectional view showing a conventional device.

【図11】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。
FIG. 11A is a characteristic diagram of opening / closing timing of an intake valve, and B is a characteristic diagram of attraction force of each electromagnet and spring force of each spring.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21…シリンダヘッド 23…吸気弁 25…制動機構 28…閉弁側スプリング 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…アーマチュアロッド 45…フォロア部材 46…制動カム 47…リターンカム 48…付勢手段 49…支持軸 50…第1カム面 51…第2カム面 54…カムフェース 21 ... Cylinder head 23 ... Intake valve 25 ... Braking mechanism 28 ... Valve closing spring 30 ... Armature 31 ... Electromagnet for valve closing 32 ... Electromagnet for opening valve 33 ... Valve opening side spring 38 ... Armature rod 45 ... Follower member 46 ... Braking cam 47 ... Return cam 48 ... Biasing means 49 ... Support shaft 50 ... 1st cam surface 51 ... Second cam surface 54 ... Cam face

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大貫 彰 神奈川県厚木市恩名1370番地 株式会社ユ ニシアジェックス内 (72)発明者 吉沢 伸吾 神奈川県厚木市恩名1370番地 株式会社ユ ニシアジェックス内 Fターム(参考) 3G016 AA02 AA05 BA34 BA35 BA36 BA37 BA44 CA08 CA09 CA10 CA25 CA45 CA46 DA01 DA23 GA04 3G018 AB08 AB09 AB16 BA02 BA38 CA11 CA12 DA34 DA36 DA43 DA70 DA83 DA85 FA01 FA06 FA07 GA02 GA23 GA27    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Akira Onuki             1370 Onna, Atsugi, Kanagawa             Nissia Jex (72) Inventor Shingo Yoshizawa             1370 Onna, Atsugi, Kanagawa             Nissia Jex F term (reference) 3G016 AA02 AA05 BA34 BA35 BA36                       BA37 BA44 CA08 CA09 CA10                       CA25 CA45 CA46 DA01 DA23                       GA04                 3G018 AB08 AB09 AB16 BA02 BA38                       CA11 CA12 DA34 DA36 DA43                       DA70 DA83 DA85 FA01 FA06                       FA07 GA02 GA23 GA27

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 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
び開方向へ付勢して中立位置に保持する開弁用,閉弁用
のばね部材と、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制動機構とを備えた機関弁の電磁駆
動装置において、 前記制動機構は、前記アーマチュアに連係し、かつ一対
のフォロア面を有するフォロア部材と、 前記アーマチュアの上下動に伴い前記各フォロア面に転
接して機関弁の開閉作動の終端域における開閉速度を制
動する一対のカム面を有する制動カムと、 前記制動カムの側部に一体的に設けられたリターンカム
と、 前記リターンカムのカムフェースに弾接して、前記制動
カムの回動時にリターンカムを介して前記制動カムを回
動方向のほぼ中立位置に付勢する付勢手段とを備えたこ
とを特徴とする機関弁の電磁駆動装置。
1. An armature linked to an engine valve, valve-opening and valve-closing electromagnets for sucking the armature to open and close the engine valve, and closing and opening the engine valve. In an electromagnetic drive device for an engine valve, which is provided with a spring member for opening and closing the valve member that is biased and held in a neutral position, and a braking mechanism that brakes the opening / closing speed in the terminal region of the opening / closing operation of the engine valve, The braking mechanism is a follower member that is linked to the armature and has a pair of follower surfaces, and rolls on each follower surface as the armature moves up and down to brake the opening / closing speed in the terminal region of the opening / closing operation of the engine valve. Braking cam having a pair of cam surfaces, a return cam integrally provided on a side portion of the braking cam, and a cam face of the return cam elastically contacting the retarding cam when the braking cam rotates. Electromagnetic drive device of the engine valve, characterized in that a biasing means for biasing the brake cam via a cam substantially neutral position in the rotational direction.
【請求項2】 前記リターンカムのカムフェースを、ほ
ぼく字形状に形成すると共に、前記付勢手段を前記カム
フェースに対してほぼ軸直角方向から弾接させたことを
特徴とする請求項1に記載の機関弁の電磁駆動装置。
2. The cam face of the return cam is formed in a substantially dogleg shape, and the biasing means is elastically contacted with the cam face in a direction substantially perpendicular to the axis. An electromagnetic drive device for an engine valve according to.
【請求項3】 前記制動カムの回動方向のほぼ中立位置
において、前記リターンカムのカムフェースと前記付勢
手段との間に隙間を形成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。
3. A gap is formed between the cam face of the return cam and the urging means at a substantially neutral position in the turning direction of the braking cam.
Alternatively, the electromagnetic drive device of the engine valve according to the item 2.
【請求項4】 前記カムフェースの中央部位よりも大き
な曲率半径を有するスリーブをリターンカムと相対回動
自在設けると共に、前記付勢手段を前記カムフェースと
スリーブの外周面に跨って弾接させて、前記付勢手段が
スリーブの外周面に弾接した際に、付勢手段とリターン
カムの中央部位との間に隙間を形成したことを特徴とす
る請求項1〜3のいずれかに記載の機関弁の電磁駆動装
置。
4. A sleeve having a larger radius of curvature than the central portion of the cam face is provided so as to be rotatable relative to the return cam, and the biasing means is elastically contacted over the cam face and the outer peripheral surface of the sleeve. The gap is formed between the biasing means and the central portion of the return cam when the biasing means elastically contacts the outer peripheral surface of the sleeve. Electromagnetic drive for engine valves.
【請求項5】 前記付勢手段は、前記アーマチュアや電
磁石を収容したケーシングにブラケットを介して設けら
れ、前記リターンカムのカムフェース方向へ進退自在に
設けられたプランジャと、該プランジャを前記外側面方
向へ付勢するばね部材とから構成したことを特徴する請
求項1〜4のいずれかに記載の機関弁の電磁駆動装置。
5. The plunger is provided in a casing accommodating the armature and an electromagnet via a bracket, and the biasing means is provided so as to be movable back and forth in the cam face direction of the return cam, and the plunger is provided on the outer surface. An electromagnetic drive device for an engine valve according to any one of claims 1 to 4, wherein the electromagnetic drive device comprises a spring member that biases in a direction.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100365250C (en) * 2003-12-08 2008-01-30 丰田自动车株式会社 Valve gear of internal combustion engine

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