JP3935008B2 - エンジンの動弁装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カムシャフトホルダに支持されたカムシャフトにより吸気ロッカーアームを介して吸気弁を開閉駆動するとともに、電磁アクチュエータ機構のアマチュアに接続された保持ロッドで吸気弁のステムエンドを押圧して該吸気弁を開弁状態に保持し、かつ電磁アクチュエータ機構による保持を解除されて閉弁状態に復帰する吸気弁の着座時の衝撃を油圧ダンパー機構で緩衝する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において、油圧ダンパー機構を動弁室の上方の空間に配置したものが、特開昭６３−２９５８１２号公報により公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、油圧ダンパー機構を専用の支持部材を用いて支持すると部品点数が増加する問題がある。そこで油圧ダンパー機構をヘッドカバーを利用して支持しようとすると、固定剛性の低下やエンジンの高さ方向の寸法の増加といった問題が発生し、また油圧ダンパー機構をシリンダヘッドを利用して支持しようとすると、エンジンの高さ方向の寸法が増加したり、油圧ダンパー機構の油室に連なる油路を形成するためにシリンダヘッドの加工が複雑化するといった問題が発生する。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、エンジンの動弁装置の油圧ダンパー機構を強固にかつコンパクトに支持できるようにすることを目的とする。
【０００５】
【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、カムシャフトホルダに支持されたカムシャフトにより吸気ロッカーアームを介して吸気弁を開閉駆動するとともに、電磁アクチュエータ機構のアマチュアに接続された保持ロッドで吸気弁のステムエンドを押圧して該吸気弁を開弁状態に保持し、かつ電磁アクチュエータ機構による保持を解除されて閉弁状態に復帰する吸気弁の着座時の衝撃を油圧ダンパー機構で緩衝するエンジンの動弁装置であって、前記油圧ダンパー機構は、前記電磁アクチュエータ機構と同軸で且つその電磁アクチュエータ機構の下方に配置されると共に前記カムシャフトホルダの内部に収納されていて、該カムシャフトホルダに支持されており、前記油圧ダンパー機構には、前記保持ロッドを挿通させる保持ロッド挿通孔が設けられ、前記カムシャフトホルダには、前記油圧ダンパー機構の油室に連なる油路が形成されることを特徴とするエンジンの動弁装置が提案される。
【０００６】
上記構成によれば、電磁アクチュエータ機構による保持を解除されて閉弁状態に復帰する吸気弁の着座時の衝撃を緩衝する油圧ダンパー機構をカムシャフトホルダに支持したので、特別の支持部材が不要になって部品点数が削減され、しかも油圧ダンパー機構の油室に連なる油路をカムシャフトホルダに形成できてシリンダヘッドの加工を容易化することができる。また油圧ダンパー機構を電磁アクチュエータ機構の下方においてカムシャフトホルダの内部に収納して同ホルダに支持したので、油圧ダンパー機構をヘッドカバーに取り付ける場合に比べて油圧ダンパー機構の固定剛性を高め、かつエンジンの高さ方向の寸法を小型化することができ、更に油圧ダンパー機構ををシリンダヘッドに取り付ける場合に比べて該シリンダヘッドを小型化することができる。
【０００７】
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、前記カムシャフトホルダは複数のシリンダを結ぶ方向に連結された一体型であり、油圧ダンパー機構は、前記カムシャフトホルダの連結部に設けら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。
【０００８】
上記構成によれば、複数のシリンダを結ぶ方向に連結された一体型のカムシャフトホルダの連結部に油圧ダンパー機構を設けたので、カムシャフトホルダの高剛性の部分に油圧ダンパー機構を取り付けて固定剛性を高めることができる。
【０００９】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または２の構成に加えて、前記保持ロッド挿通孔は、前記油圧ダンパー機構の油室からエアを抜くエア抜き孔を兼ねることを特徴とするエンジンの動弁装置が提案される。
【００１０】
上記構成によれば、電磁アクチュエータ機構の保持ロッドを挿通すべく油圧ダンパー機構に設けられた保持ロッド挿通孔が、油圧ダンパー機構の油室からエアを抜くエア抜き孔を兼ねるので、特別のエア抜き孔を設けることなく油室のエアを抜くことができる。
【００１１】
尚、実施例の第１、第２吸気ロッカーアーム３０，３１は本発明のロッカーアームに対応する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１３】
図１〜図８は本発明の一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５部拡大図、図６は吸気弁閉弁タイミング遅延装置の作動状態を示す、前記図１に対応する図、図７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、図８は吸気弁の遅閉じ制御時におけるバルブリフト量、コイルの電圧およびコイルの電流の変化を示すタイムチャートである。
【００１４】
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。
【００１５】
吸気弁孔１９，１９を開閉する機関弁としての吸気弁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を開閉する機関弁としての排気弁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。
【００１６】
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。
【００１７】
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のステムエンド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のステムエンド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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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のステムエンド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。
【００２２】
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。
【００２３】
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、油圧ダンパー機構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、油圧ダンパー機構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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。第１、第２積層板６８…，６９…の上面の両側部、つまり締結シャフト７５…の上方に位置する部分に切欠６８ｂ，６９ｂが形成される。
【００２７】
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８８を介してセンサ８９が支持されており、このセンサ８９でアマチュア７３の上下位置が検出される。
【００２８】
次に、図１および図５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油圧ダンパー機構６３の構造を説明する。
【００２９】
油圧ダンパー機構６３はカムシャフトホルダ１３の上面の厚肉部の内部に収納されるもので、カムシャフトホルダ１３に形成された下面開放のシリンダ９１と、このシリンダ９１に摺動自在に嵌合するカップ状のピストン９２と、シリンダ９１およびピストン９２によって区画された油室９３とを備えており、電磁アクチュエータ機構６２の保持ロッド７４がピストン９２を貫通して固定される。シリンダ９１の内壁面には複数のオリフィス９４…が形成され、またピストン９２にも、それを貫通するように複数のオリフィス９２ａ…が形成される。ピストン９２の上方に形成された油室９３には油圧源からチェック弁（図示せず）を介してオイルが供給され、油室９３からオリフィス９４…を介して排出されたオイルはチェック弁（図示せず）を介してオイルタンクに戻される。
【００３０】
油室９３の上方において、保持ロッド７４の外周を囲む保持ロッド挿通孔９５がカムシャフトホルダ１３の上面まで延びており、この保持ロッド挿通孔９５と保持ロッド７４との間にエア抜き用の空間が形成される。従って、電磁アクチュエータ機構６２をカムシャフトホルダ１３に締結する前に、油室９３およびそれに連なる油路にオイルを充填する際に、保持ロッド挿通孔９５を介してエア抜きを行うことが可能となり、特別のエア抜き孔が不要となる。
【００３１】
次に、図１および図５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。
【００３２】
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が油圧ダンパー機構６３を挟むように配置される。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（図６参照）。
【００３３】
吸気弁閉弁タイミング遅延装置６１の非作動時に、図１および図５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から離反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６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から下方に離反し、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を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。
【００４１】
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２９のスムーズな開閉が可能になる。特に、エンジンＥの高速運転時には、吸気第１ロッカーアーム３０の揺動に保持ロッド７４の昇降が追従できず、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から離反したり衝突したりする状況となり、騒音の発生や耐久性の低下の原因となる可能性があるが、かかるエンジンＥの高速運転時に戻しばね９８，９８の弾発力でアマチュア係止部材１００，１００を上昇させてアマチュア７３を上昇位置に保持すれば、上記騒音の発生や耐久性の低下を確実に防止できる。
【００４２】
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６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から下方に離反し、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。
【００４３】
しかして、第１吸気ロッカーアーム３０が吸気弁２１のステムエンド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のステムエンド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から離反して空転する。
【００４４】
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の上面から離反する。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７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。
【００４５】
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。
【００４６】
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にステムエンド２４ａ，２４ａを当接させた排気弁２４，２４が開閉駆動される。
【００４７】
図３から明らかなように、ヨーク７０，７０の第１、第２積層板６８…，６９…および第１、第２端板６５，６６を一体に結合する４本の締結シャフト７５…は、該ヨーク７０，７０に形成される磁路Ｃ，Ｃを避けた両側位置に配置されるので、締結シャフト７５…の影響による磁束密度の低下を最小限に抑えることができ、しかも締結シャフト７５…が磁路Ｃ，Ｃの側方に配置されるので、電磁アクチュエータ機構６２の上下方向寸法を小型化することができる。またアマチュア７３が吸着されるヨーク７０，７０の上面における第１、第２積層板６８…，６９…の両端位置に、つまり締結シャフト７５…の上方位置に切欠６８ｂ，６９ｂを形成したので、締結シャフト７５…を通過する磁束量を減少させて該締結シャフト７５…の影響による磁束密度の低下を更に低減することができる。そして前記切欠６８ｂ，６９ｂを持たない下面側で第１、第２積層板６８…，６９…をカムシャフトホルダ１３に固定したので、固定面積を充分に確保してカムシャフトホルダ１３に対する電磁アクチュエータ機構６２の固定強度を高めることができる。
【００４８】
更に、アマチュア７３の移動方向に測った切欠６８ｂ，６９ｂの高さは、アマチュア７３がヨーク７０，７０の吸着面に吸着されたときのアマチュア７３およびヨーク７０，７０間のギャップよりも大きいため、アマチュア７３の吸着時にヨーク７０，７０の吸着面を通過する磁束量を最大限に確保してアマチュア７３の吸着力を増加させることができる。しかも片側２本の締結シャフト７５，７５は上下方向（アマチュア７３の吸着方向）に離間して配置されているので、第１、第２積層板６８…，６９…を強固に締結してヨーク７０，７０の吸着面における口開き（締結の緩み）を防止し、アマチュア７３の吸着力の低下を抑制することができる。
【００４９】
ところで、電磁アクチュエータ機構６２は、弁ばね２３の強い弾発力に抗して吸気弁２１を開弁状態に保持するために、アマチュア７３を大きな吸着力で吸着する必要があり、また電磁アクチュエータ機構６２の駆動回路の損失を最小限に抑えるためにも、その駆動電圧が高い方が望ましい。そのために従来の電磁アクチュエータ機構６２は、車載のバッテリの電圧である１２Ｖを例えば４２Ｖに昇圧して使用することを前提としていた。電磁アクチュエータ機構６２を低電圧（つまり車載のバッテリの電圧である１２Ｖ）で駆動するのが難しいのは、以下のような理由からである。
【００５０】
ある電圧（例えば、４２Ｖ）で適切に作動するように設計された電磁アクチュエータ機構６２をより低い電圧で作動させるには、高い電圧の場合と比べてコイル７１に対する電圧印加時間を長くしてヨーク７０，７０における磁束の成長を促す必要がある。しかしながら、エンジンＥの回転数が高い場合には前記磁束の成長を待つ時間的な余裕がないため、アマチュア７３を適切なタイミングで応答性良く吸着することが難しくなる。またコイル７１に対する電圧印加時間を長くするために早いタイミングで電圧を印加すると、その電圧の印加を開始する時点でアマチュア７３とヨーク７０，７０との距離が離れているため、電磁アクチュエータ機構６２の電気端子から見込んだ等価的なインダクタンスが非常に小さくなり、低電圧にも拘わらずコイル７１に大電流が流れてしまう。その結果、電磁アクチュエータ機構６２のコイル７１の直流抵抗や駆動回路の駆動素子の損失が大きくなって磁束の成長への貢献が不充分になり、所望の磁束を得るために更にコイル７１に対する電圧印加タイミングを早めなければならず、電磁アクチュエータ機構６２の消費電力が過大になるか、あるいはアマチュア７３を吸着できなくなる事態に至る。
【００５１】
しかしながら、本実施例では、電磁アクチュエータ機構６２のヨーク７０，７０を構成する第１、第２積層板６８…，６９…および第１、第２端板６５，６６のコイル収納溝６５ｂ，６５ｃ；６６ｂ，６６ｃ；６８ａ；６９ａに嵌合するコイル７１の上面にレアショート板７２を配置したことで、前記コイル収納溝６５ｂ，６５ｃ；６６ｂ，６６ｃ；６８ａ；６９ａを磁気的にレアショートさせ、コイル７１に電圧を印加した後のヨーク７０，７０の磁束の成長を促進することができる。その結果、車載のバッテリの電圧である１２Ｖを昇圧することなく、またコイル７１に対する電圧印加タイミングをあまり早めることなく、ヨーク７０，７０に充分な磁束を速やかに発生させてアマチュア７３を適切なタイミングで吸着することができ、エンジンＥの高速回転時にも吸気弁２１の遅閉じ制御を可能になすることができる。
【００５２】
またレアショート板７２の上面は第１、第２端板６５，６６および第１、第２積層板６８…，６９…の上面と面一に配置されているので、レアショート板７２の上面をアマチュア７３を吸着する吸着面の一部として機能させることができる。これにより、ヨーク７０，７０に吸着されたアマチュア７３がレアショート板７２と一体になり、該アマチュア７３の実質的な磁路断面積が増加して磁気飽和が緩和されるので、僅かではあるがアマチュア７３を薄くして軽量化を図るとともに、電磁アクチュエータ機構６２の上下方向寸法を小型化することができる。しかもレアショート板７２の位置が高くなるので、その下方のコイル収納溝６５ｂ，６５ｃ；６６ｂ，６６ｃ；６８ａ；６９ａの容積を拡大してコイル７１を大型化することができる。
【００５３】
またレアショート板７２とコイル収納溝６５ｂ，６５ｃ；６６ｂ，６６ｃ；６８ａ；６９ａとの間のギャップα（図３および図４参照）は、アマチュア７３が吸着された状態で該アマチュア７３とヨーク７０，７０の吸着面とのギャップ（実質的に０）よりも大きいため、前記ギャップαに磁束が漏れるのを防止してアマチュア７３の吸着力を高めることができる。更に、長方形のレアショート板７２の一部にスリット７２ａを形成したことで、ヨーク７０，７０に発生する磁束に起因する誘導起電力によりレアショート板７２に渦電流が流れるのを抑制し、コイル７１の消費電力を削減することができる。
【００５４】
レアショート板７２を持たないもの（図８（Ａ）参照）と、レアショート板７２を持つもの（図８（Ｂ）参照）とを比較すると明らかなように、レアショート板７２を設けたことにより、電圧印加のタイミングを遅らせ、かつアマチュア７３の吸着に至るまでの時間においてコイル７１に供給する電流および投入エネルギーを大幅に低減しても、吸気弁２１のバルブリフト量を最大バルブリフト位置に保持することができる。
【００５５】
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油圧ダンパー機構６３が作用する。即ち、閉弁する吸気弁２１のステムエンド２１によって保持ロッド７４が押し上げられると、保持ロッド７４に押圧された油圧ダンパー機構６３のピストン９２が、図６の下降位置から図１の上昇位置へと押し上げられる。シリンダ９１内をピストン９２が上昇すると、ピストン９２の上方の油室９３の容積が減少する。ピストン９２が下降位置にあるとき、油室９３には開弁した入口側チェック弁を介して油圧が供給されているが、ピストン９２の上昇によって油室９３の容積が減少すると入口側チェック弁が閉弁し、油室９３内のオイルは出口側チェック弁を開弁して排出される。このとき、油室９３内のオイルがシリンダ９１の壁面のオリフィス９４…及びピストン９２のオリフィス９２ａ…を通過することで、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油圧緩衝力が発生する。
【００５６】
上記油圧緩衝力の発生メカニズムを更に詳細に説明する。ピストン９２が図６に示す下降位置から上昇を開始するとき、シリンダ９１の壁面のオリフィス９４…をオイルが通過することで油圧緩衝力が発生し、バルブリフト量は一定の比率で減少する。ピストン９２の上動に伴い、該ピストン９２の上端がシリンダ９１の壁面のオリフィス９４…を閉塞すると、それ以後はピストン９２の小径のオリフィス９２ａ…をオイルが通過することで更に強い油圧緩衝力が発生し、バルブリフト量の減少率が低下して吸気弁２１は衝撃を発生することなくゆっくりと着座する。
【００５７】
以上のように、油圧ダンパー機構６３およびアマチュア固定機構６４，６４をカムシャフトホルダ１３の内部に設けたので、エンジンＥの高さ方向の寸法を小型化するとともに、それらを支持する特別の支持部材を不要にして部品点数を削減し、かつ油圧ダンパー機構６３およびアマチュア固定機構６４，６４に連なる油路をカムシャフトホルダ１３に形成することでシリンダヘッド１２の加工を容易化することができる。更に油圧ダンパー機構６３およびアマチュア固定機構６４，６４をヘッドカバーに取り付ける場合に比べて固定剛性を高め、かつエンジンＥの高さ方向の寸法を小型化することができ、またそれらをシリンダヘッド１２に取り付ける場合に比べて該シリンダヘッド１２を小型化することができる。特に、一体型のカムシャフトホルダ１３の高剛性の連結部（つまりカムシャフト２７のジャーナルを支持するジャーナル支持部を連結する部分）に油圧ダンパー機構６３を設けたので、油圧ダンパー機構６３の固定剛性を高めることができる。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
【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、電磁アクチュエータ機構による保持を解除されて閉弁状態に復帰する吸気弁の着座時の衝撃を緩衝する油圧ダンパー機構をカムシャフトホルダに支持したので、特別の支持部材が不要になって部品点数が削減され、しかも油圧ダンパー機構の油室に連なる油路をカムシャフトホルダに形成できてシリンダヘッドの加工を容易化することができる。また油圧ダンパー機構を電磁アクチュエータ機構の下方においてカムシャフトホルダの内部に収納して同ホルダに支持したので、油圧ダンパー機構をヘッドカバーに取り付ける場合に比べて油圧ダンパー機構の固定剛性を高め、かつエンジンの高さ方向の寸法を小型化することができ、更に油圧ダンパー機構ををシリンダヘッドに取り付ける場合に比べて該シリンダヘッドを小型化することができる。
【００６１】
また請求項２に記載された発明によれば、複数のシリンダを結ぶ方向に連結された一体型のカムシャフトホルダの連結部に油圧ダンパー機構を設けたので、カムシャフトホルダの高剛性の部分に油圧ダンパー機構を取り付けて固定剛性を高めることができる。
【００６２】
また請求項３に記載された発明によれば、電磁アクチュエータ機構の保持ロッドを挿通すべく油圧ダンパー機構に設けられた保持ロッド挿通孔が、油圧ダンパー機構の油室からエアを抜くエア抜き孔を兼ねるので、特別のエア抜き孔を設けることなく油室のエアを抜くことができる。
【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５部拡大図
【図６】 吸気弁閉弁タイミング遅延装置の作動状態を示す、前記図１に対応する図
【図７】 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
【図８】 吸気弁の遅閉じ制御時におけるバルブリフト量、コイルの電圧およびコイルの電流の変化を示すタイムチャート
【符号の説明】
１３ カムシャフトホルダ
１４ シリンダ
２１ 吸気弁
２１ａ ステムエンド
２７ カムシャフト
３０ 第１吸気ロッカーアーム（ロッカーアーム）
３１ 第２吸気ロッカーアーム（ロッカーアーム）
６２ 電磁アクチュエータ機構
６３ 油圧ダンパー機構
７３ アマチュア
７４ 保持ロッド
９３ 油室
９５ 保持ロッド挿通孔

Claims (3)

1. カムシャフトホルダ（１３）に支持されたカムシャフト（２７）により吸気ロッカーアーム（３０，３１）を介して吸気弁（２１）を開閉駆動するとともに、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）のステムエンド（２１ａ）を押圧して該吸気弁（２１）を開弁状態に保持し、かつ電磁アクチュエータ機構（６２）による保持を解除されて閉弁状態に復帰する吸気弁（２１）の着座時の衝撃を油圧ダンパー機構（６３）で緩衝するエンジンの動弁装置であって、
   前記油圧ダンパー機構（６３）は、前記電磁アクチュエータ機構（６２）と同軸で且つその電磁アクチュエータ機構（６２）の下方に配置されると共に前記カムシャフトホルダ（１３）の内部に収納されていて、該カムシャフトホルダ（１３）に支持されており、
   前記油圧ダンパー機構（６３）には、前記保持ロッド（７４）を挿通させる保持ロッド挿通孔（９５）が設けられ、
   前記カムシャフトホルダ（１３）には、前記油圧ダンパー機構（６３）の油室（９３）に連なる油路が形成されることを特徴とする、エンジンの動弁装置。
2. 前記カムシャフトホルダ（１３）は複数のシリンダ（１４）を結ぶ方向に連結された一体型であり、前記油圧ダンパー機構（６３）は、前記カムシャフトホルダ（１３）の連結部に設けら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. 前記保持ロッド挿通孔（９５）は、前記油圧ダンパー機構（６３）の油室（９３）からエアを抜くエア抜き孔を兼ねることを特徴とする、請求項１又は２に記載のエンジンの動弁装置。

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