JPH0960512A - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

内燃機関の動弁装置

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JPH0960512A
JPH0960512A JP7217318A JP21731895A JPH0960512A JP H0960512 A JPH0960512 A JP H0960512A JP 7217318 A JP7217318 A JP 7217318A JP 21731895 A JP21731895 A JP 21731895A JP H0960512 A JPH0960512 A JP H0960512A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】強磁性材料から成る機関弁のステムに固定され
たアーマチュアの両側に閉弁側および開弁側電磁石が配
置され、アーマチュアが第1ばねで閉弁方向に付勢され
るとともに第2ばねで開弁方向に付勢され、両ばねは、
前記両電磁石の非通電時にアーマチュアを中立位置に保
持する内燃機関の動弁装置において、結合信頼性を高く
するとともにステムの小径化を可能としつつステムにア
ーマチュアを固定し、しかも磁束のステム側への漏洩を
防止して電磁石による吸引力を増加する。 【解決手段】アーマチュア8は、非磁性材料から成るコ
ッタ13を介して機関弁5のステム5aに固定され、ス
テム5aの端部には、第2ばね12の端部を係合させる
キャップ20が装着される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、強磁性材料から成
る機関弁のステムに固定されたアーマチュアと、該アー
マチュアの一側に対向配置されるとともに通電時に機関
弁を閉弁方向に作動せしめる電磁力を前記アーマチュア
に及ぼす閉弁側電磁石と、前記アーマチュアの他側に対
向配置されるとともに通電時に機関弁を開弁方向に作動
せしめる電磁力を前記アーマチュアに及ぼす開弁側電磁
石と、前記アーマチュアを閉弁方向に付勢する第1ばね
と、前記アーマチュアを開弁方向に付勢するばね力を発
揮するとともに前記両電磁石の非通電時には第1ばねと
共働してアーマチュアを中立位置に保持する第2ばねと
を備える内燃機関の動弁装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、かかる装置は、たとえば米国特許
公報5350153号等により既に知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のものでは、
ステムの端部に段部を介して小径のねじ軸部が設けられ
ており、ねじ軸部がアーマチュアに挿通され、ねじ軸部
のアーマチュアからの突出部に螺合されるナットと前記
段部との間にアーマチュアが挟持されている。しかる
に、このような固定構造によると、ナットが振動によっ
て緩み易く、またアーマチュアおよびステムの接触面積
が比較的小さいことにより接触面圧が高くなり、へたり
によってナットが緩み易くなる。またねじ部には応力集
中により高い応力が発生することから上記固定構造の耐
久信頼性は劣るものであり、さらに1気筒あたり複数の
機関弁を配設する場合にはステム径を小径化して高回転
対応を図る必要があるが、上述のような固定構造では接
触面圧およびねじ強度の面からステム径の小径化が困難
となる。しかも強磁性材料から成るステムにアーマチュ
アが直接接触していることから、磁束がステム側に漏洩
し、電磁石によるアーマチュアの吸引力が低下する。
【0004】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、結合信頼性を高くするとともにステムの小径
化を可能としつつステムにアーマチュアを固定し、しか
も磁束のステム側への漏洩を防止して電磁石による吸引
力を増加し得るようにした内燃機関の動弁装置を提供す
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記載の発明は、強磁性材料から成る機関弁
のステムに固定されたアーマチュアと、該アーマチュア
の一側に対向配置されるとともに通電時に機関弁を閉弁
方向に作動せしめる電磁力を前記アーマチュアに及ぼす
閉弁側電磁石と、前記アーマチュアの他側に対向配置さ
れるとともに通電時に機関弁を開弁方向に作動せしめる
電磁力を前記アーマチュアに及ぼす開弁側電磁石と、前
記アーマチュアを閉弁方向に付勢する第1ばねと、前記
アーマチュアを開弁方向に付勢するばね力を発揮すると
ともに前記両電磁石の非通電時には第1ばねと共働して
アーマチュアを中立位置に保持する第2ばねとを備える
内燃機関の動弁装置において、アーマチュアは、非磁性
材料から成るコッタを介して機関弁のステムに固定さ
れ、ステムの端部には、第2ばねの端部を係合させるキ
ャップが装着されることを特徴とする。
【0006】また請求項2記載の発明は、上記請求項1
記載の発明の構成に加えて、第2ばねが、固定のハウジ
ング7に摺動可能に嵌合された閉弁側電磁石とキャップ
との間に設けられ、閉弁側電磁石のハウジングへの摺接
部が球面状に形成されることを特徴とする。
【0007】さらに請求項3記載の発明は、上記請求項
1記載の発明の構成に加えて、第2ばねが、固定のハウ
ジングに摺動可能に嵌合された閉弁側電磁石とキャップ
との間に設けられ、閉弁側電磁石の外周には、ハウジン
グの内面と閉弁側電磁石の外面との間に間隙を形成して
ハウジングの内面に摺接する環状の弾性部材が装着され
ることを特徴とする。
【0008】
【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。
【0009】図1および図2は本発明の第1実施例を示
すものであり、図1は機関弁が中立位置に在る状態での
動弁装置の縦断面図、図2は閉弁着座状態での図1に対
応する縦断面図である。
【0010】先ず図1において、シリンダヘッド1に
は、弁口2を中央部に開口させた弁座3が燃焼室4に臨
んで設けられ、弁座3に着座可能な吸気弁あるいは排気
弁としての機関弁5に電磁駆動手段61 が連結される。
【0011】この電磁駆動手段61 は、シリンダヘッド
1上に固設される非磁性材料製のハウジング7と、機関
弁5のステム5aに固定されてハウジング7内に移動可
能に収納されるアーマチュア8と、該アーマチュア8を
吸引して機関弁5を閉弁作動せしめる電磁力を発揮可能
としてハウジング7内に配置される閉弁側電磁石9
1と、前記アーマチュア8を吸引して機関弁5を開弁作
動せしめる電磁力を発揮可能としてハウジング7内に配
置される開弁側電磁石10と、機関弁5の閉弁方向に向
けてアーマチュア8を付勢する第1ばね11と、機関弁
5の開弁方向に向けてアーマチュア8を付勢する第2ば
ね12とを備える。
【0012】ハウジング7は、下端を開放するとともに
上端を閉じた円筒状に形成されるものであり、シリンダ
ヘッド1の上面との間に作動室14を形成するようにし
てシリンダヘッド1の上面に結合される。機関弁5のス
テム5aは、シリンダヘッド1に固設されるガイド筒1
5に摺動可能に嵌合されて、作動室14内に突入されて
おり、該作動室14内でステム5aに円盤状のアーマチ
ュア8が固定される。すなわち、ステム5aの端部には
環状の係合溝5bが設けられており、該係合溝5bに係
合する二つ割りの非磁性材料から成るコッタ13により
アーマチュア8がステム5aに固定される。
【0013】閉弁側電磁石91 は、アーマチュア8の上
面側に開放した略U字状の横断面形状を有するとともに
ステム5aと同軸のリング状に形成されたヨーク161
内にコイル17が収納されて成るものであり、ヨーク1
1 には、その上端から半径方向内方に張出す鍔部16
aが一体に設けられ、ヨーク161 の外周面をハウジン
グ7の内周面に摺接させるようにして閉弁側電磁石91
がハウジング7の上部に摺動可能に嵌合される。しかも
閉弁側電磁石91 のハウジング7への摺接部すなわちヨ
ーク161 の外周面は球面状に形成される。また開弁側
電磁石10は、アーマチュア8の下面側に開放した略U
字状の横断面形状を有するとともにステム5aを同軸に
囲繞するリング状に形成されたヨーク18内にコイル1
9が収納されて成るものであり、作動室14内でシリン
ダヘッド1の上面に固定される。
【0014】第1および第2ばね11,12はそれぞれ
コイル状に形成されるものであり、第1ばね11は、作
動室14内でシリンダヘッド1の上面とアーマチュア8
との間に縮設され、第2ばね12は、ステム5aの端部
に装着されたキャップ20と閉弁側電磁石91 の鍔部1
6aとの間に縮設される。
【0015】次にこの第1実施例の作用について説明す
ると、アーマチュア8が中立位置に在る状態で閉弁側電
磁石91 への通電を開始すると、アーマチュア8は閉弁
側電磁石91 で吸引されることにより第2ばね12を圧
縮しながら閉弁方向に作動するが、その吸引反力によ
り、閉弁側電磁石91 は、第2ばね12のばね力に抗し
てアーマチュア8側に移動し、図2で示すように、アー
マチュア8に閉弁側電磁石91 が当接する。而して閉弁
側電磁石91 およびアーマチュア8の接触後は、第1ば
ね11の比較的弱いばね力で機関弁5が閉弁方向に移動
して弁座3に着座することになる。
【0016】この際、閉弁側電磁石91 の球面形状であ
る外周がハウジング7の内面に摺接しているので、閉弁
側電磁石91 はハウジング7内で揺動可能であり、動弁
装置各部の寸法公差があっても機関弁5を弁座3に確実
に着座させた状態で閉弁側電磁石91 をその全周にわた
ってアーマチュア8に接触させることが可能であり、機
関弁5の閉弁状態を保持するための閉弁側電磁石91
通電電流を比較的小さく設定することが可能となる。
【0017】またアーマチュア8はコッタ13を介して
機関弁5のステム5aに固定されるものであることか
ら、従来のねじ結合構造に比べると、結合信頼性を向上
することができるとともにステム5aの小径化にも寄与
することができる。しかもコッタ13は非磁性材料から
成るものであり、強磁性材料から成るステム5aおよび
アーマチュア8間に非磁性材料が介在せしめられること
により、アーマチュア8からステム5aへの磁束の漏洩
を防止することができ、その分だけ両電磁石91,10
による吸引力を増大することが可能となる。
【0018】さらにアーマチュア8およびシリンダヘッ
ド1間に設けられる第1ばね11は、コッタ13による
アーマチュア8のステム5aへの結合をより強固にする
方向でばね力を発揮するものであるが、第2ばね12が
閉弁側電磁石91 およびアーマチュア8間に設けられて
いると、第2ばね12はステム5aとの結合を解除する
方向のばね力をアーマチュア8に及ぼすことになる。し
かるにステム5aの端部にはキャップ20が装着されて
おり、第2ばね12は該キャップ20と閉弁側電磁石9
1 との間に設けられるので、アーマチュア8にステム5
aとの結合を解除する方向のばね力が作用することはな
く、前記コッタ13とは別のコッタを設けることを不要
としてコンパクトな構成でアーマチュア8に開弁方向の
ばね付勢力を作用せしめることができる。
【0019】図3は本発明の第2実施例を示すものであ
り、上記第1実施例に対応する部分には同一の参照符号
を付す。
【0020】機関弁5のステム5aには電磁駆動手段6
2 が連結されており、この電磁駆動手段62 は、シリン
ダヘッド1上に固設される非磁性材料製のハウジング7
と、機関弁5のステム5aにコッタ13を介して結合さ
れてハウジング7内に移動可能に収納されるアーマチュ
ア8と、該アーマチュア8を吸引して機関弁5を閉弁作
動せしめる電磁力を発揮可能としてハウジング7内に配
置される閉弁側電磁石92 と、前記アーマチュア8を吸
引して機関弁5を開弁作動せしめる電磁力を発揮可能と
してハウジング7内に配置される開弁側電磁石10と、
機関弁5の閉弁方向に向けてアーマチュア8を付勢する
第1ばね11と、機関弁5の開弁方向に向けてアーマチ
ュア8を付勢する第2ばね12とを備える。
【0021】閉弁側電磁石92 は、アーマチュア8の上
面側に開放した略U字状の横断面形状を有するとともに
ステム5aと同軸のリング状に形成されたヨーク162
内にコイル17が収納されて成るものであり、ヨーク1
2 には、その上端から半径方向内方に張出す鍔部16
aが一体に設けられ、ヨーク162 の外周には、ハウジ
ング7の内面と閉弁側電磁石92 の外面との間に間隙2
2を形成してハウジング7の内面に摺接する環状の弾性
部材としてのOリング21が装着される。
【0022】この第2実施例によれば、上記第1実施例
と同様に閉弁側電磁石92 をハウジング7内で揺動させ
ることができ、上記第1実施例と同様の効果を奏するこ
とができる。
【0023】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計
変更を行なうことが可能である。
【0024】
【発明の効果】以上のように請求項1記載の発明によれ
ば、アーマチュアは、非磁性材料から成るコッタを介し
て機関弁のステムに固定され、ステムの端部には、第2
ばねの端部を係合させるキャップが装着されるので、結
合構造の大型化を回避しつつアーマチュアのステムへの
結合信頼性を向上させてステムの小径化が可能となり、
またステム側への磁束の漏洩を防止して両電磁石による
アーマチュアの吸引力を増大することができる。
【0025】また請求項2記載の発明によれば、上記請
求項1記載の発明の構成に加えて、第2ばねが、固定の
ハウジング7に摺動可能に嵌合された閉弁側電磁石とキ
ャップとの間に設けられ、閉弁側電磁石のハウジングへ
の摺接部が球面状に形成され、さらに請求項3記載の発
明によれば、上記請求項1記載の発明の構成に加えて、
第2ばねが、固定のハウジングに摺動可能に嵌合された
閉弁側電磁石とキャップとの間に設けられ、閉弁側電磁
石の外周には、ハウジングの内面と閉弁側電磁石の外面
との間に間隙を形成してハウジングの内面に摺接する環
状の弾性部材が装着されるので、機関弁の確実な着座を
可能としつつアーマチュアの全周を閉弁側電磁石に接触
させることができ、閉弁保持のための閉弁側電磁石への
通電電流を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例において機関弁が中立位置に在る状
態での動弁装置の縦断面図である。
【図2】閉弁着座状態での図1に対応する縦断面図であ
る。
【図3】第2実施例における閉弁着座状態での図2に対
応する縦断面図である。
【符号の説明】
5・・・機関弁 5a・・・ステム 7・・・ハウジング 8・・・アーマチュア 91 ,92 ・・・閉弁側電磁石 10・・・開弁側電磁石 11・・・第1ばね 12・・・第2ばね 13・・・コッタ 20・・・キャップ 21・・・弾性部材としてのOリング 22・・・間隙

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 強磁性材料から成る機関弁(5)のステ
    ム(5a)に固定されたアーマチュア(8)と、該アー
    マチュア(8)の一側に対向配置されるとともに通電時
    に機関弁(5)を閉弁方向に作動せしめる電磁力を前記
    アーマチュア(8)に及ぼす閉弁側電磁石(91
    2 )と、前記アーマチュア(8)の他側に対向配置さ
    れるとともに通電時に機関弁(5)を開弁方向に作動せ
    しめる電磁力を前記アーマチュア(8)に及ぼす開弁側
    電磁石(10)と、前記アーマチュア(8)を閉弁方向
    に付勢する第1ばね(11)と、前記アーマチュア
    (8)を開弁方向に付勢するばね力を発揮するとともに
    前記両電磁石(91 ,92 ;10)の非通電時には第1
    ばね(11)と共働してアーマチュア(8)を中立位置
    に保持する第2ばね(12)とを備える内燃機関の動弁
    装置において、アーマチュア(8)は、非磁性材料から
    成るコッタ(13)を介して機関弁(5)のステム(5
    a)に固定され、ステム(5a)の端部には、第2ばね
    (12)の端部を係合させるキャップ(20)が装着さ
    れることを特徴とする内燃機関の動弁装置。
  2. 【請求項2】 第2ばね(12)が、固定のハウジング
    (7)に摺動可能に嵌合された閉弁側電磁石(91 )と
    キャップ(20)との間に設けられ、閉弁側電磁石(9
    1 )のハウジング(7)への摺接部が球面状に形成され
    ることを特徴とする請求項1記載の内燃機関の動弁装
    置。
  3. 【請求項3】 第2ばね(12)が、固定のハウジング
    (7)に摺動可能に嵌合された閉弁側電磁石(92 )と
    キャップ(20)との間に設けられ、閉弁側電磁石(9
    2 )の外周には、ハウジング(7)の内面と閉弁側電磁
    石(92 )の外面との間に間隙(22)を形成してハウ
    ジング(7)の内面に摺接する環状の弾性部材(21)
    が装着されることを特徴とする請求項1記載の内燃機関
    の動弁装置。
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