JP2005002846A - エンジンの動弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの高速運転時にも吸気弁の急激な着座を確実に防止する。
【解決手段】電磁アクチュエータ機構６２のアマチュア７３に接続された保持ロッド７４で吸気弁２１を押圧して開弁状態に保持し、かつ保持を解除されて閉弁状態に復帰する吸気弁２１の着座時の衝撃をダンパー機構６３で緩衝する。ダンパー機構６３は、シャフト７８に回転自在に支持されて緩衝ばね８０で付勢された緩衝カム７９を備えており、緩衝カム７９は吸気ロッカーアーム３０の上面に当接して吸気弁２１を開弁方向に付勢するので、従来の油圧ダンパー機構に特有の応答性の低下を排除して、エンジンの高速運転時にも確実な着座緩衝を行うことができる。しかも緩衝カム７９はシャフト７８まわりに往復回転して緩衝力を発生するので、吸気弁２１の開閉方向に往復移動して緩衝力を発生するものに比べて、ダンパー機構６３をコンパクト化することができる。
【選択図】 図７

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動弁カムにより弁駆動部材を介して開閉駆動される弁を開弁状態に保持する閉弁遅延機構と、閉弁遅延機構による保持を解除されて弁ばねの弾発力で閉弁する弁の着座を緩衝するダンパー機構とを備えたエンジンの動弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかるエンジンの動弁装置は、下記特許文献により公知である。このエンジンの動弁装置の油圧ダンパー機構は、吸気弁の閉弁を阻止する電磁アクチュエータ機構の保持ロッドの中間部に固定したピストンをシリンダの内部に緩く嵌合させ、ピストンの上下に区画された二つの緩衝室間を移動するオイルの流通抵抗により保持ロッドの上昇に抵抗力を付与することで、電磁アクチュエータ機構による拘束を解かれた保持ロッドを吸気弁と共にゆっくりと上昇させて、吸気弁の急激な着座を防止するようになっている。
【０００３】
【特許文献】
特開２０００−６５２３２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のものは、油圧によって吸気弁の着座を緩衝するようになっているため、エンジンの高速運転時に緩衝室に供給される油量が不足すると、吸気弁の急激な着座を確実に防止できなくなる可能性があった。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、エンジンの高速運転時にも吸気弁の急激な着座を確実に防止することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、動弁カムにより弁駆動部材を介して開閉駆動される弁を開弁状態に保持する閉弁遅延機構と、閉弁遅延機構による保持を解除されて弁ばねの弾発力で閉弁する弁の着座を緩衝するダンパー機構とを備えたエンジンの動弁装置において、ダンパー機構は、エンジン本体にシャフトを介して回転自在に支持されて弁駆動部材に当接する緩衝カムと、緩衝カムを弁の着座方向と逆方向に付勢する緩衝ばねとを備えたことを特徴とするエンジンの動弁装置が提案される。
【０００７】
上記構成によれば、弁ばねで閉弁方向に付勢された弁の着座を緩衝すべく、緩衝機構が、緩衝ばねで機械的に付勢された緩衝カムで弁を着座方向と逆方向に付勢するので、従来の油圧ダンパー機構に特有の応答性の低下を排除して、エンジンの高速運転時にも確実な着座緩衝を行うことができる。しかも緩衝カムはシャフトまわりに往復回転して緩衝力を発生するので、弁の開閉方向に往復移動して緩衝力を発生するものに比べて、ダンパー機構をコンパクト化することができる。
【０００８】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、緩衝ばねは緩衝カムのシャフトの外周に巻き付けられたコイルばねであり、その緩衝ばねの一端がエンジン本体に係止されて他端が緩衝カムの頂部に設けたピンに係止されたことを特徴とするエンジンの動弁装置が提案される。
【０００９】
上記構成によれば、コイルばねで構成した緩衝ばねを緩衝カムのシャフトの外周に巻き付けたので、緩衝ばねをコンパクトにレイアウトすることができ、しかも緩衝ばねの他端を緩衝カムの頂部に設けたピンに係止したので、シャフトからピンまでのモーメントアームを最大限に確保し、小型の緩衝ばねで緩衝カムに充分なトルクを付与することができる。
【００１０】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、閉弁遅延機構は、モータにより巻き取られるワイヤーで緩衝カムを緩衝ばねの付勢方向と同方向に付勢することを特徴とするエンジンの動弁装置が提案される。
【００１１】
上記構成によれば、モータにより巻き取られるワイヤーで緩衝カムを緩衝ばねと同方向に付勢するので、ワイヤーの張力で干渉カムおよび弁駆動部材を拘束して弁を開弁位置に保持することができる。しかもワイヤーの張力で緩衝ばねの付勢力をアシストすることにより、緩衝ばねを小型化しても確実な着座緩衝を行うことができる。
【００１２】
尚、実施例のカムシャフトホルダ１３は本発明のエンジン本体に対応し、実施例の吸気弁２１は本発明の弁に対応し、実施例の吸気弁ばね２３は本発明の弁ばねに対応し、実施例の第１吸気ロッカーアーム３０は本発明の弁駆動部材に対応し、実施例の吸気ハイカム３６は本発明の動弁カムに対応し、実施例の吸気弁閉弁タイミング遅延装置６１は本発明の閉弁遅延機構に対応する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１４】
図１〜図９は本発明の第１実施例を示すもので、図１はエンジンのシリンダヘッド部の断面図（図２の１−１線断面図）、図２は図１の２−２線断面図、図３は図１の３部拡大図、図４は図３の４−４線断面図、図５は図１の要部を紙面の裏側から見た図、図６は図５の６−６線矢視図、図７は前記図１に対応する作用説明図、図８は図７の要部を紙面の裏側から見た図、図９は吸気弁の遅閉じ制御によるバルブリフト量の変化を示すグラフである。
【００１５】
図１に示すように、ＳＯＨＣ型の直列４気筒エンジンＥはシリンダブロック１１と、シリンダブロック１１の上面に結合されたシリンダヘッド１２と、シリンダヘッド１２の上面に結合されたカムシャフトホルダ１３とを備えており、シリンダブロック１１に形成したシリンダ１４にピストン１５が摺動自在に嵌合する。シリンダヘッド１２には、シリンダ１４毎に各２個の吸気ポート１６，１６および排気ポート１７，１７が形成されており、シリンダヘッド１２の下面にピストン１５の上面と対向するように形成され燃焼室１８は吸気弁孔１９，１９を介して吸気ポート１６，１６に連通するとともに、排気弁孔２０，２０を介して排気ポート１７，１７に連通する。
【００１６】
吸気弁孔１９，１９を開閉する吸気弁２１，２１はシリンダヘッド１２に設けた弁ガイド２２，２２に摺動自在に案内され、吸気弁ばね２３，２３で閉弁方向に付勢される。排気弁孔２０，２０を開閉する排気弁２４，２４はシリンダヘッド１２に設けた弁ガイド２５，２５に摺動自在に案内され、排気弁ばね２６，２６で閉弁方向に付勢される。カムシャフトホルダ１３はシリンダヘッド１２の長手方向に沿って配置された単一の部材であり、シリンダヘッド１２の上面とカムシャフトホルダ１３の下面との間に吸気・排気共用のカムシャフト２７が支持される。カムシャフト２７はクランクシャフトにタイミングチェーンを介して接続されており、クランクシャフトの２分の１の回転数で回転する。
【００１７】
図２を併せて参照すると明らかなように、カムシャフト２７の上方のカムシャフトホルダ１３には吸気ロッカーアームシャフト２８および排気ロッカーアームシャフト２９が支持されており、吸気ロッカーアームシャフト２８に第１吸気ロッカーアーム３０および第２吸気ロッカーアーム３１が隣接して配置されるとともに、第１、第２吸気ロッカーアーム３０，３１の軸方向両側に第１、第２排気ロッカーアーム３２，３３が配置される。
【００１８】
第１吸気ロッカーアーム３０は中間部を吸気ロッカーアームシャフト２８に支持されており、二股に分岐した一端部に一方の吸気弁２１のステム２１ａに当接するアジャストボルト３４と、球状の上面を有する保持ロッド受け部材３５とが設けられ、また他端部にカムシャフト２７に設けた吸気ハイカム３６に当接するローラ３７が支持される。第２吸気ロッカーアーム３１は中間部を吸気ロッカーアームシャフト２８に支持されており、一端部に他方の吸気弁２１のステム２１ａに当接するアジャストボルト３８が設けられ、また他端部にカムシャフト２７に設けた吸気ローカム３９に当接するスリッパ４０が設けられる。吸気ハイカム３６のカム山に比べて、吸気ローカム３９のカム山の高さは低く設定されている。
【００１９】
吸気ロッカーアームシャフト２８を挟んでローラ３７およびスリッパ４０の反対側の第１、第２吸気ロッカーアーム３０，３１に、該第１、第２吸気ロッカーアーム３０，３１を一体に連結して一体に揺動させ、あるいは相互に分離して独立して揺動させるべく、連結・解除機構４１が設けられる。
【００２０】
連結・解除機構４１は、第１、第２吸気ロッカーアーム３０，３１に同軸に形成したピン孔３０ａ，３１ａと、第１吸気ロッカーアーム３０のピン孔３０ａに摺動自在に嵌合する第１ピン４２と、第２吸気ロッカーアーム３１のピン孔３１ａに摺動自在に嵌合する第２ピン４３と、第１ピン４２を第２ピン４３に向けて付勢する戻しばね４４と、第２ピン４３の第１ピン４２と反対側の端面に形成された油室４５とを備えており、油室４５は吸気ロッカーアームシャフト２８の内部に形成した油路２８ａに、吸気ロッカーアームシャフト２８および第２吸気ロッカーアーム３１に形成した油孔２８ｂ，３１ｂを介して常時連通する。
【００２１】
従って、図示せぬ制御手段からの指令で吸気ロッカーアームシャフト２８の油路２８ａ、吸気ロッカーアームシャフト２８の油孔２８ｂおよび第２吸気ロッカーアーム３１の油孔３１ｂを介して油室４５に油圧が供給されると、図２に示すように、戻しばね４４の弾発力に抗して第１、第２ピン４２，４３が移動し、第２ピン４３が両ピン孔３０ａ，３１ａに跨がることで、第１、第２吸気ロッカーアーム３０，３１が連結されて一体に揺動可能になる。また油室４５に供給される油圧を抜くと、戻しばね４４の弾発力で第１、第２ピン４２，４３が押し戻され、第１、第２ピン４２，４３がそれぞれ第１、第２吸気ロッカーアーム３０，３１のピン孔３０ａ，３１ａに収納されることで、第１、第２吸気ロッカーアーム３０，３１が分離されて独立して揺動可能になる。
【００２２】
排気ロッカーアームシャフト２９に揺動自在に支持された第１、第２排気ロッカーアーム３２，３３は、その一端側に設けたローラ４６，４７がカムシャフト２７に設けた排気カム４８，４９に当接し、その他端側に設けたアジャストボルト５０，５１が排気弁２４，２４のステム２４ａ，２４ａに当接する。また符号５２は点火プラグ挿入筒であり、一対の排気弁２４，２４の間に設けられる。
【００２３】
次に、吸気弁２１，２１の閉弁タイミングを遅延する吸気弁閉弁タイミング遅延装置６１の構造を説明する。
【００２４】
吸気弁閉弁タイミング遅延装置６１は、カムシャフトホルダ１３に設けられるもので、４個のシリンダ１４…に各々対応して電磁アクチュエータ機構６２、ダンパー機構６３およびアマチュア固定機構６４を備える。各シリンダ１４に対応する電磁アクチュエータ機構６２、ダンパー機構６３およびアマチュア固定機構６４は全て同一構造であり、以下その一つを例にとって説明する。
【００２５】
図３および図４から明らかなように、電磁アクチュエータ機構６２は、第１端板６５と、第２端板６６と、重ね合わされた多数の第１積層板６８…および多数の第２積層板６９…よりなる２個のヨーク７０，７０とを備える。ヨーク７０，７０の第１積層板６８…および第２積層板６９…は左右対称な形状を有しており、それぞれ上面に開放するコイル収納溝６８ａ，６９ａを備える。また第１端板６５および第２端板６６は、第１、第２積層板６８…，６９…のコイル収納溝６８ａ，６９ａに連なるコイル収納溝６５ｂ，６５ｃ；６６ｂ，６６ｃを備えており、ボビンに巻き付けられたコイル７１が、第１、第２積層板６８，６９のコイル収納溝６８ａ，６９ａおよび第１、第２端板６５，６６のコイル収納溝６５ｂ，６５ｃ；６６ｂ，６６ｃに上方から嵌合し、更にその上部にコイル７１と略同一形状のレアショート板７２が配置される。磁束の成長を促進するためのレアショート板７２は打ち抜き、鍛造、削りだし等で製作したむく材で構成されるが、それを積層板で構成すれば更に効果を高めることができる。
【００２６】
概略長方形の枠状に形成されたレアショート板７２は、その一部に形成されたスリット７２ａで切断されており、その上面が第１、第２端板６５，６６の上面および第１、第２積層板６８…，６９…の上面と面一になるように固定される。コイル７１はコイル収納溝６５ｂ，６５ｃ；６６ｂ，６６ｃ；６８ａ；６９ａに嵌合して樹脂で固着されるが、レアショート板７２もコイル７１と共に樹脂で固着される。左右のヨーク７０，７０間に、上端にアマチュア７３を備えた保持ロッド７４が摺動自在に支持される。概略長方形のアマチュア７３は、その下面が第１、第２端板６５，６６および第１、第２積層板６８…，６９…の上面に対向する。
【００２７】
ヨーク７０，７０の両端部にはそれぞれ上下一対の締結シャフト７５…が配置されており、これら４本の締結シャフト７５…が貫通することで第１、第２端板６５，６６および第１、第２積層板６８…，６９…が一体に締結される。
【００２８】
図１から明らかなように、カムシャフトホルダ１３にステー７６を介してセンサ７７が支持されており、このセンサ７７でアマチュア７３の上下位置が検出される。
【００２９】
次に、図３、図５および図６に基づいて、電磁アクチュエータ機構６２により開弁保持された吸気弁２１，２１の閉弁時の衝撃を吸収するダンパー機構６３の構造を説明する。
【００３０】
ダンパー機構６３はカムシャフトホルダ１３に片持ち状に支持されたシャフト７８と、このシャフト７８の先端に設けられた緩衝カム７９と、シャフト７８の外周に巻き付けられたコイル状の緩衝ばね８０とを備える。緩衝ばね８０の一端はカムシャフトホルダ１３に係止され、他端は緩衝カム７９の頂部（カム山が最も高い部分）に植設したピン８１に係止される。緩衝カム７９は第１吸気ロッカーアーム３０にボルト８２およびナット８３で固定したスリッパ８４に当接する。前記ボルト８２の部分球状の頭部は前記保持ロッド受け部３５を構成する。緩衝ばね８０により回転する緩衝カム７９で第１吸気ロッカーアーム３０は下向き、つまり吸気弁２１を開弁させる方向に付勢されるが、その弾発力は吸気弁２１を閉弁させる方向に付勢する吸気弁ばね２３の弾発力よりも弱く設定されている。
【００３１】
このように、緩衝ばね８０を緩衝カム７９のシャフト７８の外周に巻き付けたので、緩衝ばね８０をコンパクトにレイアウトすることができる。また緩衝ばね８０を緩衝カム７９の頂部に設けたピン８１に係止したので、シャフト７８からピン８１までのモーメントアームが長くなり、小型の緩衝ばね８０で緩衝カム７９に充分なトルクを付与することができる。
【００３２】
次に、図３に基づいて、電磁アクチュエータ機構６２の非作動時にアマチュア７３を上昇位置に保持するアマチュア固定機構６４，６４の構造を説明する。
【００３３】
カムシャフトホルダ１３の上面の厚肉部の内部に、各シリンダ１４に対応して一対のアマチュア固定機構６４，６４が配置される。各々のアマチュア固定機構６４は、カムシャフトホルダ１３に形成されたシリンダ９６と、それに摺動自在に嵌合するピストン９７と、ピストン９７を上向きに付勢する戻しばね９８と、ピストン９７の上面に形成された油室９９と、ピストン９７の上面から上向きに突出してアマチュア７３の突起７３ａの下面に当接可能なアマチュア係止部材１００とを備える。アマチュア係止部材１００はカムシャフトホルダ１３を貫通して上方に突出する
吸気弁閉弁タイミング遅延装置６１の非作動時に、図３に示すようにアマチュア固定機構６４，６４の油室９９，９９の油圧は抜かれており、戻しばね９８，９８の弾発力でアマチュア係止部材１００，１００が上昇してアマチュア７３の突起７３ａ，７３ａを押し上げた位置に保持するため、第１吸気ロッカーアーム３０の揺動に伴って保持ロッド７４がアマチュア７３と共に不要な上下動をするのが防止される。
【００３４】
これにより、保持ロッド７４およびアマチュア７３の慣性重量や摺動抵抗が第１吸気ロッカーアーム３０のスムーズな揺動を阻害することが防止され、また吸気第１ロッカーアーム３０の揺動に保持ロッド７４の昇降が追従できないエンジンＥの高速運転時に、保持ロッド７４の下端が第１吸気ロッカーアーム３０の保持ロッド受け部材３５から離間したり衝突したりして騒音の発生や耐久性の低下の原因となることが防止される。
【００３５】
一方、吸気弁閉弁タイミング遅延装置６１の作動時には、図７に示すように、アマチュア固定機構６４，６４の油室９９，９９に油圧が供給され、戻しばね９８，９８の弾発力に抗してアマチュア係止部材１００，１００が下降する。その結果、アマチュア係止部材１００，１００がアマチュア７３から下方に離間し、アマチュア７３および保持ロッド７４は自由に昇降できる状態となる。
【００３６】
保持ロッド７４を挟んで対称的に配置した一対のアマチュア固定機構６４，６４のアマチュア係止部材１００，１００でアマチュア７３の一対の突起７３ａ，７３ａを固定するので、アマチュア７３の傾きや保持ロッド７４のコジリを確実に阻止することができる。
【００３７】
次に、上記構成を備えた実施例の作用を説明する。
【００３８】
図２において、エンジンＥの低速運転領域で吸気弁２１，２１の動弁系に設けた連結・解除機構４１の油室４５の油圧を抜くと、戻しばね４４の弾発力で第１、第２ピン４２，４３が押し戻され、第１、第２ピン４２，４３がそれぞれ第１、第２吸気ロッカーアーム３０，３１のピン孔３０ａ，３１ａに収納されることで、第１、第２吸気ロッカーアーム３０，３１が分離されて独立して揺動可能になる。その結果、カム山が高い吸気ハイカム３６にローラ３７を当接させた第１吸気ロッカーアーム３０は大きく揺動して一方の吸気弁２１を大きなリフト量で開閉する一方、カム山が低い吸気ローカム３９にスリッパ４０を当接させた第２吸気ロッカーアーム３１は小さく揺動して他方の吸気弁２１を小さなリフト量で開閉することで、燃焼室１８内に吸気スワールを発生させて混合気の燃焼効率を高めることができる。
【００３９】
エンジンＥの中・高速運転領域で連結・解除機構４１の油室４５に油圧を供給すると、図２に示すように、戻しばね４４の弾発力に抗して第１、第２ピン４２，４３が移動し、第２ピン４３が両ピン孔３０ａ，３１ａに跨がることで、第１、第２吸気ロッカーアーム３０，３１が連結されて一体に揺動可能になる。その結果、カム山が高い吸気ハイカム３６にローラ３７を当接させた第１吸気ロッカーアーム３０と一体に第２吸気ロッカーアーム３１が大きく揺動し、両方の吸気弁２１，２１が大きなリフト量で開閉してエンジンＥの出力が増加する。
【００４０】
吸気弁閉弁タイミング遅延装置６１の非作動時、つまり電磁アクチュエータ機構６２のコイル７１への通電が行われないとき、図１に示すようにアマチュア固定機構６４，６４の油室９９，９９の油圧は抜かれており、戻しばね９８，９８の弾発力でアマチュア係止部材１００，１００が上昇して突起７３ａ，７３ａに係合することでアマチュア７３を押し上げるため、第１吸気ロッカーアーム３０の揺動に伴って保持ロッド７４がアマチュア７３と共に不要な上下動をするのが防止される。これにより、保持ロッド７４およびアマチュア７３の慣性重量や摺動抵抗が第１吸気ロッカーアーム３０のスムーズな揺動を阻害することが防止され、吸気弁２１のスムーズな開閉が可能になる。
【００４１】
一方、吸気弁閉弁タイミング遅延装置６１の作動時、つまり電磁アクチュエータ機構６２のコイル７１への通電が行われるとき、図７に示すようにアマチュア固定機構６４，６４の油室９９，９９に油圧が供給され、戻しばね９８，９８の弾発力に抗してアマチュア係止部材１００，１００が下降する。その結果、アマチュア係止部材１００，１００がアマチュア７３の突起７３ａ，７３ａから下方に離間し、アマチュア７３および保持ロッド７４は自由に昇降できる状態となる。
【００４２】
しかして、第１吸気ロッカーアーム３０が吸気弁２１のステム２１ａを押し下げて該吸気弁２１のリフト量が最大になるのにタイミングを合わせて電磁アクチュエータ機構６２のコイル７１を励磁すると、ヨーク７０，７０にアマチュア７３が吸引されることで保持ロッド７４が下降し、その下端が保持ロッド受け部材３５を下方に押圧する。すると、第１吸気ロッカーアーム３０が揺動し、その一端側のアジャストボルト３４が吸気弁２１のステム２１ａを押圧して該吸気弁２１を開弁させたままの状態に保持する。このとき、第１吸気ロッカーアーム３０の他端側のローラ３７はカムシャフト２７の吸気ハイカム３６から離間して空転する。
【００４３】
所定時間の経過後にコイル７１を消磁すると、吸気弁ばね２３の弾発力で吸気弁２１が閉弁位置に上昇し、第１吸気ロッカーアーム３０が逆方向に揺動してローラ３７が吸気ハイカム３６に当接するとともに、保持ロッド受け部材３５に下端を押し上げられた保持ロッド７４と共にアマチュア７３が上昇してヨーク７０，７０の上面から離間する。このように、電磁アクチュエータ機構６２のコイル７１を所定のタイミングで励磁および消磁することにより、吸気弁２１の閉弁時期を任意の長さだけ遅延させることができ、ポンピングロスの低減による燃料消費の低減を図ることができる。図９には、エンジンＥの回転数が６５０ｒｐｍの場合および３０００ｒｐｍの場合について、吸気弁２１の遅閉じ制御によるバルブリフト量の変化が示される。
【００４４】
尚、電磁アクチュエータ機構６２の作動時に、連結・解除機構４１で第１、第２吸気ロッカーアーム３０，３１が一体に結合されていれば、２個の吸気弁２１，２１の閉弁タイミングを共に遅延させることができる。また連結・解除機構４１で第１、第２吸気ロッカーアーム３０，３１を分離していれば、第１吸気ロッカーアーム３０側の吸気弁２１の閉弁タイミングだけが遅延し、第２吸気ロッカーアーム３０側の吸気弁２１は吸気ローカム３９のプロフィールに応じたバルブリフト量で開閉する。
【００４５】
さて、吸気弁２１の開弁保持を解除すべくコイル７１の励磁状態から消磁状態に切り換えると、吸気弁ばね２３の弾発力で吸気弁２１が閉弁する。このとき、吸気弁２１が吸気弁孔１９に衝撃的に着座するのを防止するためにダンパー機構６３が作用する。
【００４６】
即ち、吸気弁２１が閉弁状態（図５参照）から開弁状態（図８参照）にリフトすると、反時計方向に揺動する第１吸気ロッカーアーム３０のスリッパ８４に追従して、緩衝ばね８０の弾発力で緩衝カム７９が図５の位置から図８の位置に時計方向に回転する。この状態から吸気弁２１の開弁保持を解除すると、吸気弁ばね２３の弾発力で吸気弁２１が急激に閉弁しようとするが、緩衝ばね８０の弾発力で付勢された緩衝カム７９および第１吸気ロッカーアーム３０が、吸気弁２１の閉弁に抵抗することで、吸気弁２１はゆっくりと吸気弁孔１９に着座して着座騒音の発生が防止される。
【００４７】
このように、吸気弁２１の急激な閉弁を緩衝ばね８０で機械的に付勢された緩衝カム７９で緩衝するので、従来の油圧ダンパー機構に特有の応答性の低下を排除して、エンジンＥの高速運転時にも確実な着座緩衝を行うことができる。また緩衝カム７９はシャフト７８まわりに回転して緩衝力を発生するので、吸気弁２１の開閉方向に往復移動して緩衝力を発生するものに比べて、ダンパー機構６３をコンパクト化することができる。
【００４８】
以上、吸気弁２１，２１の動弁作用について説明したが、排気弁２４，２４の動弁作用は従来のものと同様である。即ち、図２において、カムシャフト２７に設けた排気カム４８，４９にローラ４６，４７を当接させた第１、第２排気ロッカーアーム３２，３３が排気ロッカーアームシャフト２９まわりに揺動することで、それら第１、第２排気ロッカーアーム３２，３３に設けたアジャストボルト５０，５１にステム２４ａ，２４ａを当接させた排気弁２４，２４が開閉駆動される。
【００４９】
次に、図１０〜図１２に基づいて本発明の第２実施例を説明する。
【００５０】
上述した第１実施例の吸気弁閉弁タイミング遅延装置６１は電磁アクチュエータ機構６２で吸気弁２１を開弁位置に保持していたが、第２実施例の吸気弁閉弁タイミング遅延装置６１はカムシャフトホルダ１３の上面に設けたトルクモータよりなるモータ８６で吸気弁２１を開弁位置に保持するようになっている。
【００５１】
即ち、モータ８６の出力軸８６ａに設けたドラム８７に一端を巻き付けられたワイヤー８８がカムシャフトホルダ１３の開口１３ａを通過し、緩衝カム７９を支持するシャフト７８に外周にボルト８９で係止される。緩衝カム７９は、第１実施例と同様に、緩衝ばね８０の弾発力で吸気弁２１の閉弁を阻止する方向に付勢される。
【００５２】
従って、図１２に示すように、吸気弁２１が開弁したときにモータ８６を駆動してワイヤー８８を強く牽引し、緩衝カム７９を反時計方向に付勢することで吸気弁２１を開弁状態に保持することができる。つまり、モータ８６およびワイヤー８８は第１実施例の電磁アクチュエータ機構６２と同じ機能を発揮する。吸気弁２１を閉弁すべくモータ８６への通電を解除すると、吸気弁ばね２３の弾発力で吸気弁２１が急激に閉弁しようとするが、第１実施例と同様に、緩衝ばね８０で付勢された緩衝カム７９が吸気弁２１の閉弁に抵抗することで、吸気弁２１をゆっくりと着座させて着座騒音を低減することができる。
【００５３】
この吸気弁２１の閉弁時にモータ８６への通電を一挙に解除せずに所定のトルクを発生させ続けると、緩衝ばね８０による緩衝カム７９の付勢をモータ８６のトルクでアシストすることができるため、緩衝ばね８０を小型化しても充分な着座緩衝機能を発揮させることができる。またモータ８６とシャフト７８とはワイヤー８８で接続されているため、モータ８６を配置する位置を容易に選択することが可能になって設計自由度が増加する。しかもモータ８６およびワイヤー８８よりなる吸気弁閉弁タイミング遅延装置６１を、吸気弁２１の着座を緩衝するダンパー機構６３に兼用できるので、部品点数の削減に寄与することができる。
【００５４】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００５５】
例えば、本発明はクランクシャフトを鉛直方向に配置した船外機のような船舶推進用エンジンに対しても適用することができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、弁ばねで閉弁方向に付勢された弁の着座を緩衝すべく、緩衝機構が、緩衝ばねで機械的に付勢された緩衝カムで弁を着座方向と逆方向に付勢するので、従来の油圧ダンパー機構に特有の応答性の低下を排除して、エンジンの高速運転時にも確実な着座緩衝を行うことができる。しかも緩衝カムはシャフトまわりに往復回転して緩衝力を発生するので、弁の開閉方向に往復移動して緩衝力を発生するものに比べて、ダンパー機構をコンパクト化することができる。
【００５７】
また請求項２に記載された発明によれば、コイルばねで構成した緩衝ばねを緩衝カムのシャフトの外周に巻き付けたので、緩衝ばねをコンパクトにレイアウトすることができ、しかも緩衝ばねの他端を緩衝カムの頂部に設けたピンに係止したので、シャフトからピンまでのモーメントアームを最大限に確保し、小型の緩衝ばねで緩衝カムに充分なトルクを付与することができる。
【００５８】
また請求項３に記載された発明によれば、モータにより巻き取られるワイヤーで緩衝カムを緩衝ばねと同方向に付勢するので、ワイヤーの張力で干渉カムおよび弁駆動部材を拘束して弁を開弁位置に保持することができる。しかもワイヤーの張力で緩衝ばねの付勢力をアシストすることにより、緩衝ばねを小型化しても確実な着座緩衝を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジンのシリンダヘッド部の断面図（図２の１−１線断面図）
【図２】図１の２−２線断面図
【図３】図１の３部拡大図
【図４】図３の４−４線断面図
【図５】図１の要部を紙面の裏側から見た図
【図６】図５の６−６線矢視図
【図７】前記図１に対応する作用説明図
【図８】図７の要部を紙面の裏側から見た図
【図９】吸気弁の遅閉じ制御によるバルブリフト量の変化を示すグラフである。
【図１０】本発明の第２実施例に係る、前記図５に対応する図
【図１１】図１０の１１−１１線矢視図
【図１２】前記図１０に対応する作用説明図
【符号の説明】
１３ カムシャフトホルダ（エンジン本体）
２１ 吸気弁（弁）
２３ 吸気弁ばね（弁ばね）
３０ 第１吸気ロッカーアーム（弁駆動部材）
３６ 吸気ハイカム（動弁カム）
６１ 吸気弁閉弁タイミング遅延装置（閉弁遅延機構）
６３ ダンパー機構
７８ シャフト
７９ 緩衝カム
８０ 緩衝ばね
８１ ピン
８６ モータ
８８ ワイヤー

Claims (3)

1. 動弁カム（３６）により弁駆動部材（３０）を介して開閉駆動される弁（２１）を開弁状態に保持する閉弁遅延機構（６１）と、閉弁遅延機構（６１）による保持を解除されて弁ばね（２３）の弾発力で閉弁する弁（２１）の着座を緩衝するダンパー機構（６３）とを備えたエンジンの動弁装置において、
   ダンパー機構（６３）は、エンジン本体（１３）にシャフト（７８）を介して回転自在に支持されて弁駆動部材（３０）に当接する緩衝カム（７９）と、緩衝カム（７９）を弁（２１）の着座方向と逆方向に付勢する緩衝ばね（８０）とを備えたことを特徴とするエンジンの動弁装置。
2. 緩衝ばね（８０）は緩衝カム（７９）のシャフト（７８）の外周に巻き付けられたコイルばねであり、その緩衝ばね（８０）の一端がエンジン本体（１３）に係止されて他端が緩衝カム（７９）の頂部に設けたピン（８１）に係止されたことを特徴とする、請求項１に記載のエンジンの動弁装置。
3. 閉弁遅延機構（６１）は、モータ（８６）により巻き取られるワイヤー（８８）で緩衝カム（７９）を緩衝ばね（８０）の付勢方向と同方向に付勢することを特徴とする、請求項１に記載のエンジンの動弁装置。

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