JPH1130113A - 吸排気弁の電磁駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸排気弁の開閉時の急激な作動を抑制して、
打音や摩耗音の発生を防止すると共に、機関への搭載性
を向上する。 【解決手段】 吸気弁２３とバルブリフター２７を摺動
自在に保持したシリンダヘッド２１の上面に、内部にア
ーマチュア３０、開閉弁用電磁石３１，３２及び開弁側
スプリング３３とを収納したケーシング２９が固定され
ている。閉弁側スプリング２８をバルブリフターと保持
孔２１ａ底面との間に弾装させる。また、前記アーマチ
ュアの中央にタペット支軸３８介して設けたタペット３
９とバルブリフターとの間に、上下に第１，第２カム面
５１，５２を有する伝達カム４６を揺動自在に介装する
と共に、ケーシング内に伝達カムと連動する油圧ラッシ
アジャスタ４７を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車用内
燃機関の吸排気弁を主として電磁力で開閉駆動する電磁
駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の電磁駆動装置としては、
例えば特開平８−２１２２０号公報等に記載されている
ものが知られている。

【０００３】図１６に基づいて概略を説明すれば、機関
のシリンダヘッド１に摺動自在に設けられた吸気弁２
と、吸気弁２を開閉駆動する電磁駆動機構３とを備えて
いる。

【０００４】前記吸気弁２は、吸気ポート４の開口端を
開閉する傘部２ａと、該傘部２ａの上端部に一体に設け
られたバルブステム２ｂとを有している。

【０００５】前記電磁駆動機構３は、シリンダヘッド１
上に固定されたケーシング５内に挿通されたバルブステ
ム２ｂの上端部に円板状のアーマチュア６が固定されて
いると共に、ケーシング５の内部上下位置に前記アーマ
チュア６を吸引して吸気弁２を開閉作動させる閉弁用電
磁石７及び開弁用電磁石８が配置されている。

【０００６】また、ケーシング５の上壁とアーマチュア
６の上面との間には、吸気弁２を開方向へ付勢する開弁
側スプリング９が弾持され、一方、シリンダヘッド１上
面のシート溝底面とアーマチュア６の下面との間には、
吸気弁２を閉方向へ付勢する閉弁側スプリング１０が弾
持されている。さらに、前記各電磁石７，８は、夫々の
コイルに増幅器１１を介して電子制御ユニット１２から
の制御電流が出力されるようになっている。

【０００７】この電子制御ユニット１２は、機関回転数
センサ１３や閉弁用電磁石７の温度検出センサ１４から
の検出信号に基づいて両電磁石７，８の通電量を制御す
るようになっている。なお、図中１５は電源である。

【０００８】そして、前記２つのスプリング９，１０の
ばね力と２つの電磁石７，８による吸引力とによって、
各スプリング９，１０に蓄力して位置エネルギーとして
保持し、電磁力の開放，吸引を交互に繰り返すことによ
って吸気弁２を開閉駆動させるようになっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の電磁駆動装置にあっては、吸気弁２の開閉時に各電
磁石７，８の電磁吸引力が、該吸引力に対抗する各スプ
リング９，１０のばね力よりも増大してしまうため、閉
弁時には傘部２ａがバルブシート４ａに激しく衝突し、
また開弁時にはアーマチュア６が開弁用電磁石８に衝突
してしまうおそれがある。

【００１０】すなわち、図１７Ａ，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１７Ｂは、
吸気弁２開閉時の電磁吸引力特性とスプリング９，１０
のばね力特性を示しており、まず、閉弁時に閉弁用電磁
石７の吸引力にアーマチュア６が上方に吸引される。よ
って、吸気弁２が上方へ摺動すると、閉弁側スプリング
１０が伸長される一方、開弁側スプリング９が圧縮され
てばね力が増大し、ばね力が蓄えられる。

【００１１】次に、開弁時には、閉弁用電磁石７に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が伸長されて閉弁側スプリング１０が圧
縮されてばね力が増大しばね力が蓄えられる。

【００１２】したがって、閉弁時及び開弁時には開弁
側，閉弁側の各コイルスプリング９，１０の増大したば
ね力で吸気弁２の摺動速度が減速させられるが、かかる
開，閉切換時には圧縮及び伸長したばね反力に加えて吸
引側の電磁石７，８の吸引力が急激に増加する。つま
り、各電磁石７，８の電磁吸引力は、アーマチュア６と
電磁石７，８の各固定コア７ａ，８ａとの間の距離のほ
ぼ２乗に反比例して増大する。したがって、かかる増大
した吸引力が各スプリング９，１０の圧縮，伸長側の合
成ばね力に打ち勝ってアーマチュア６を十分に減速させ
ることなく、上方あるいは下方向へ急激に移動させる。
したがって、吸気弁２は、図１７Ａ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。

【００１３】また、従来の装置では、吸気弁２の傘部２
ａをバルブシート４ａに対して適切な面圧で付勢するた
め、閉弁用電磁石７の吸引力と開弁側スプリング９のば
ね力とを適度にバランスさせる必要があるが、各スプリ
ング９，１０の経時変化によるヘタリやバルブステム２
ｂの熱膨張、及びバルブシート４ａの摩耗等に起因して
アーマチュア６と電磁石７の固定コア７ａのギャップ変
化が生じて電磁力が大きく変化してしまう。この結果、
十分な閉弁保持力が得られず、傘部２ａとバルブシート
４ａとの間にクリアランスが発生してシール性が失われ
たり、またはシート部に異物が堆積しやすくなって、バ
ルブの放熱性が悪化してバルブの溶損などを招くおそれ
がある。

【００１４】さらに、従来例にあっては、装置をシリン
ダヘッド１上に組み付けるには、まず吸気弁２をシリン
ダヘッド１下方から挿入して、バルブステム２ｂ上端部
に、開弁用電磁石８を取り付けた後、該バルブステム２
ｂにアーマチュア６を固定しなければならない。つま
り、シリンダヘッド１上で電磁駆動機構３を組み付けな
ければならないため、その組み付け作業が煩雑となる。
特に、かかる組み付け中に前記のように適正な閉弁保持
力を得るためにアーマチュア６の上限，下限位置の正確
な調整が要求されるため、さらに組み付け作業能率が低
下するおそれがある。

【００１５】

【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、機関の吸排気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吸排気弁を開作動及び閉作動さ
せる開弁用，閉弁用の電磁石と、前記吸排気弁を閉方向
及び開方向へ付勢して中立位置に保持する開弁側，閉弁
用のばね部材とを備えた吸排気弁の電磁駆動装置におい
て、前記吸排気弁のステムエンドに設けられたバルブリ
フターと前記アーマチュアの中央に設けられてバルブリ
フターに対向配置されたタペットとの間に、吸排気弁の
開閉駆動力を伝達する伝達カムを介装したことを特徴と
している。

【００１６】請求項２記載の発明は、前記伝達カムが、
タペットに当接する円弧凸状の第１カム面と、バルブリ
フターに当接する円弧凸状の第２カム面とを有し、一端
部を支点として揺動自在に設けられていることを特徴と
している。

【００１７】請求項３記載の発明によれば、前記伝達カ
ムの第２カム面の長さを第１カム面よりも短く形成し
て、伝達カムの揺動により得られる前記タペットのリフ
ト量を前記バルブリフターのリフト量よりも小さく設定
したことを特徴としている。

【００１８】請求項４記載の発明によれば、前記閉弁側
ばね部材をバルブリフターとシリンダヘッドとの間に弾
装すると共に、前記伝達カムの一端部を回動自在に支持
するカム支軸に、吸排気弁のバルブクリアランスを零調
整するラッシアジャスタをアームを介して連係させたこ
とを特徴としている。

【００１９】請求項５記載の発明は、前記吸排気弁の弁
軸の軸心と前記タペットのタペット支軸の軸心を、機関
巾方向へオフセット配置したことを特徴としている。

【００２０】請求項６記載の発明は、前記アーマチュア
と電磁石及びタペットとを備えた電磁駆動機構と、伝達
カムとラッシアジャスタとを備えた伝達機構とを同一の
ケーシング内に収納保持すると共に、該ケーシングを、
シリンダヘッド上に固定したことを特徴としている。

【００２１】請求項７記載の発明は、前記開弁側ばね部
材をバルブリフターとシリンダヘッドとの間に弾装する
と共に、前記バルブリフターの内部に、吸排気弁のバル
ブクリアランスを零調整するラッシアジャスタを設けた
ことを特徴としている。

【００２２】請求項８記載の発明は、前記伝達カムが収
納されるケーシングの内面に一対のボス部を対向して設
けると共に、前記伝達カムを前記両ボス部間に設けられ
たカム支軸を支点として上下方向へ回動自在に設けたこ
とを特徴としている。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１〜図４は本発明の吸排気弁の
電磁駆動装置を吸気側に適用した第１の実施形態を示
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伝達機構２５とを備えてい
る。

【００２４】前記吸気弁２３は、燃焼室に臨む吸気ポー
ト２２開口端の環状バルブシート２２ａに離着座して該
開口端を開閉する傘部２３ａと、該傘部２３ａの上面中
央に一体に設けられてバルブガイド２６を介してシリン
ダヘッド２１内を摺動する弁軸であるバルブステム２３
ｂとを備え、該バルブステム２３ｂのエンド部に有蓋円
筒上のバルブリフター２７がシリンダヘッド２１の保持
孔２１ａ内を摺動自在に設けられている。また、この吸
気弁２３は、バルブステム２３ｂのステムエンドに固定
されたコッタと保持孔２１ａ底面との間に弾装されたバ
ルブスプリング２８のばね力で閉方向に付勢されてい
る。尚、前記保持孔２１ａの下部にはエア抜き孔２１ｂ
が貫通形成されている。

【００２５】前記電磁駆動機構２４は、シリンダヘッド
２１上に設けられたケーシング２９と、該ケーシング２
９内に上下動自在に収納された円板状のアーマチュア３
０と、ケーシング２９内のアーマチュア３０を挟んだ上
下位置に固定された上側の閉弁用電磁石３１及び下側の
開弁用電磁石３２と、アーマチュア３０などを介して吸
気弁２３を開方向に付勢する開弁側スプリング３３とを
備えている。

【００２６】前記ケーシング２９は、図１及び図２に示
すように、シリンダヘッド２１上に４本のビス３４で固
定された金属製の本体２９ａと、該本体２９ａの上端一
側にビス３５で固定された非磁性材のカバー２９ｂとか
らなり、該カバー２９側の内周面に非磁性材の筒状ホル
ダー３６が配置されている。また、この筒状ホルダー３
６は、開口上端に閉弁用電磁石３１を保持した段差径状
の非磁性材の蓋部３７が固定されていると共に、下端部
に開弁用電磁石３２を保持した底壁３６ａを一体に有し
ている。尚、前記蓋部３７の中央には、エア抜き孔３７
ａが貫通形成されている。

【００２７】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
タペット支軸３８がナット固定されていると共に、この
タペット支軸３８の下端に円板状のタペット３９が一体
に設けられている。前記タペット支軸３８は、底壁３６
ａの中央に有する筒壁３６ｂ内に嵌挿固定された筒状ガ
イド部４０を介して上下摺動自在に支持されている。さ
らに、前記タペット支軸３８は、その軸心Ｘが吸気弁２
３のバルブステム２３ｂの軸心Ｙと所定量だけ機関巾方
向へオフセット配置されている。

【００２８】前記開閉弁用の電磁石３１，３２は、固定
コア３１ａ，３２ａが横断面略Ｕ字形に形成され、互い
にアーマチュア３０を介して所定の比較的小さな隙間Ｓ
をもって対向配置され、固定コア３１ａ，３２ａの内部
に電磁コイル３１ｂ，３２ｂが巻装されている。この電
磁コイル３１ｂ，３２ｂには、後述する電子制御ユニッ
ト４１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。

【００２９】前記開弁側スプリング３３は、アーマチュ
ア３０の上面中央と蓋部３７の下面との間に弾装され
て、そのばね力が各電磁石３１，３２の消磁時には、前
記閉弁側スプリング２８のばね力とバランスしてアーマ
チュア３０を両電磁石３１，３２のほぼ平衝中立位置に
保持するようになっており、その状態で吸気弁２３は閉
弁位置及び開弁位置のほぼ中間位置に保持される。

【００３０】前記電子制御ユニット４１は、機関のクラ
ンク角センサ４２，機関回転数センサ４３，閉弁用電磁
石３１の温度を検出する温度検出センサ４４及び機関負
荷を検出するエアフローメータ４５からの夫々の検出値
に基づいて、閉弁用，開弁用電磁石３１，３２に通電−
非通電を相対的に繰り返し出力している。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２
３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４４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４５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。

【００３１】そして、前記伝達機構２５は、ケーシング
２９の本体２９ａ内部一側に配置され、バルブリフター
２７とタペット３９との間に挾持状態に介装された伝達
カム４６と、該伝達カム４６を介して吸気弁２３のバル
ブクリアランスを零調整する油圧ラッシアジャスタ４７
と、該油圧ラッシアジャスタ４７の作動を伝達カム４６
に伝達するアーム４８とを備えている。

【００３２】前記伝達カム４６は、図１及び図５に示す
ように正面横し字状を呈し、一端側の円弧状ベース部４
９に有する軸孔４６ａに挿通したカム支軸５０を支点と
して上下に揺動自在に設けられ、バルブリフター２７の
上面に当接する下面が円弧凸状の第１カム面５１として
構成されている一方、タペット３９の下面に当接する上
面が円弧凸状の第２カム面５２として構成されている。
前記第１カム面５１は、図５に示すように第２カム面５
２よりも前後方向に延出されて面積が大きく設定され、
ベース部４９側の第１ランプ部５１ａ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リフト部５１ｂ
が第１ランプ部５１ａの曲率より大きな円弧面に形成さ
れている。一方、第２カム面５２は、ベース部４９側の
第２ランプ部５２ａが緩やかな円弧面に形成されている
と共に、先端側の第２リフト部５２ｂが第２ランプ部５
２ａの曲率より大きな円弧面に形成されている。

【００３３】前記アーム４８は、ケーシング２９の狭巾
壁に両端部が保持されたアーム支軸５３を支点としてシ
ーソ状に揺動自在に支持され、伝達カム４６側の二又状
の一端部４８ａ，４８ａに前記カム支軸５０の両端部が
挿通支持されていると共に、その間に伝達カム４６のベ
ース部４９が摺動自在に嵌入している一方、ヘラ状の他
端部４８ｂの上面にラッシアジャスタ４７の後述するボ
ディ４７ａ頭部が当接配置されている。

【００３４】前記ラッシアジャスタ４７は、図１に示す
ように構成され、ケーシング本体２９ａの内部一側に有
するほぼ円筒状の隔壁２９ｃ内に有底筒状のボディ４７
ａが上下に摺動自在に設けられていると共に、該ボディ
４７ａの内周には内部にリザーバ４７ｂを有する筒状の
プランジャ４７ｃが設けられ、さらに、このプランジャ
４７ｃの下端部にはボディ４７ａの頭部内の高圧室４７
ｄとリザーバ４７ｂとを連通する連通孔４７ｅが形成さ
れている。また、高圧室４７ｄ内には、連通孔４７ｅを
スプリング等を介して開閉するチェックボール４７ｆが
設けられている。さらに、リザーバ４７ｂ内には、ケー
シング本体２９ａの一部周壁内に上下方向に沿って形成
された油孔５４を介してオイルギャラリ５５から潤滑油
が供給されるようになっている。そして、アーム４８の
他端部４８ｂがわずかに下降すると、リザーバ４７ｂ内
の油圧がチェックボール４７ｆを押し開いて高圧室４７
ｄに流入してボディ４７ａを下降させて隙間を吸収し
て、伝達カム４６とバルブリフター２７及びタペット３
９との間の隙間を常時零調整するようになっている。
尚、前記オイルギャラリ５５には、図外のオイルポンプ
から潤滑油が導入されており、また、ラッシアジャスタ
４７からリークした潤滑油は、隔壁２９ｃとホルダー３
６に貫通形成された油孔５６及び筒壁３６ｂとガイド部
４０に形成された油孔５７を通ってタペット支軸３８と
ガイド部４０との間に供給されて潤滑用に供される。

【００３５】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４１から通電信号が
出力されず、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２
８，３３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
の時点での伝達カム４６は、第１カム面５１の第１ラン
プ部５１ａがバルブリフター２７の上面に、第２カム面
５２の第２リフト５２ｂがタペット３９の下面にそれぞ
れ当接している。

【００３６】機関が始動されて、電子制御ユニット４１
から開弁用電磁石３２の電磁コイル３２ｂに通電信号が
出力されると、図３に示すようにアーマチュア３０が該
電磁石３２に吸引され、かつ開弁側スプリング３３のば
ね力によって下降して、タペット３９が伝達カム４６を
下方へ押圧する。これによって、該伝達カム４６はカム
支軸５０を支点として下方へ回動して、第２カム面５２
の第１ランプ部５２ａがタペット３９に転接しつつ、第
１カム面５１の第１リフト部５１ｂでバルブリフター２
７の上面を押圧し、閉弁側スプリング２８のばね力に抗
して吸気弁２３を下降、つまり開弁させる。

【００３７】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、図４に示すようにアーマ
チュア３０が該電磁石３１に吸引されて上昇し、同時に
閉弁側スプリング２８のばね力によってバルブリフター
２７を上昇させて伝達カム４６を上方へ押圧する。これ
によって、伝達カム４６は、上方へ回動して第１カム面
５１の第１ランプ部５１ａがバルブリフター２７の上面
を転接しつつ第２カム面５２の第２リフト部５２ｂがタ
ペット３９を上方へ押圧する。これによって、吸気弁２
３は開弁側スプリング３３のばね力に抗して上昇し、傘
部２３ａがバルブシート２２ａに着座して閉弁する。

【００３８】ここで、図６Ａ，Ｂに基づいて吸気弁２３
の開閉時の各電磁石３１，３２の吸引力特性及び各スプ
リング２８，３３のばね力特性を考察すると、図中横軸
はアーマチュア３０の変位を示し、この変位特性は伝達
カム４６の第１，第２カム面５１，５２のプロフィール
によって吸気弁２３の開閉リフト特性の約1/2になって
いる。このため、吸気弁２３に伝達される両電磁石３
１，３２の電磁吸引力は、伝達カム４６のテコ比によっ
て約1/2となり、その分、両電磁吸引力を増大させる必
要がある。しかし、電磁吸引力特性は、前述したように
アーマチュア３０と各電磁石３１，３２の固定コア３１
ａ，３２ａとの間の距離の２乗にほぼ反比例する特性と
なり、約４倍の吸引力となるため、伝達カム４６のテコ
比によりアーマチュア３０のストローク量を減少させる
ことは、より大きな電磁吸引力を得やすくなり、電磁石
３１，３２の有効な使用が可能になる。

【００３９】また、本実施形態にあっては、図６Ａに示
すように吸気弁２３の開閉ストロークの終端域（丸破
線）では緩やかな作動特性が得られる。吸気弁２３の閉
弁時を例に取って具体的に説明すれば、開閉弁側スプリ
ング３３，２８の伝達カム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。

【００４０】すなわち、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
ってバルブリフター２７が上昇するに連れて伝達カム４
６との当接点は図７に示すように第１ランプ５１ａの第
１リフト部５１ａ側の一端からベース部４９側の他端部
に転移する。このため、閉弁側スプリング２８のばね力
がバルブリフター２７を介して伝達カム４６に伝達され
るモーメントは零に近づき、したがって、伝達カム４６
からタペット３９，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。そ
して、かかる特異な作用は開弁時にも生じる。

【００４１】したがって、基本的に伝達カム４６の第
１，第２ランプ部５１ａ，５２ａで機械的にバルブリフ
ター２７の急激な動き（特に吸気弁閉時）及びアーマチ
ュア３０の急激な動き（特に吸気弁開時）を抑制するこ
とが可能になり、この結果、吸気弁２３は、開閉ストロ
ークの終端域でなだらかな作動特性が得られる。要する
に、伝達カム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御力が大きくなり、緩衝作
用が得られるのである。

【００４２】しかも、両スプリング２８，３３のアーマ
チュアに作用するばね合力は、図６Ｂに示すようにアー
マチュア３０の上限，下限付近からそれぞれ急激に増大
する特性となり、この増大特性がそれぞれ吸気弁２３の
開時及び閉時の終端域の制動力として有効に作用する。

【００４３】したがって、吸気弁２３は、図６Ａ（特に
丸破線）に示すように開閉作動時に安定した緩衝作用が
得られる。この結果、傘部２３ａとバルブシート２２ａ
及びアーマチュア３０と開弁電磁石３２との激しい衝突
が回避され、打音や摩耗あるいは破損等の発生が防止さ
れる。

【００４４】尚、吸気弁２３の閉時に、アーマチュア３
０が上昇し終わり、閉弁用電磁石３１に接近するとき
は、伝達カム４６からタペット３９が一時的に離間する
おそれがあるため、伝達カム４６のプロフィールによる
動きの規制が不十分になる可能性もあるが、前述のよう
に両スプリング２８，３３のばね合力が増大するため、
アーマチュア３０の閉弁用電磁石３１への衝突を回避で
きる。

【００４５】また、本実施形態では、電磁駆動機構２４
と吸気弁２３とは別体に設けられ、伝達カム４６がバル
ブリフター２７を押し下げていない時（閉弁時）は、吸
気弁２３は閉弁用スプリング２８のばね力によって安定
かつ確実に閉弁方向に付勢することができ、しかも、油
圧ラッシアジャスタ４７によって伝達カム４６と吸気弁
２３のバルブステム２３ｂとの間の隙間が常時零調整さ
れるため、常に傘部２３ａとバルブシート２２ａとの確
実な密着性が得られる。つまり、吸気弁２３の熱膨張や
バルブシート２２ａの摩耗等によるバルブリフター２７
の上昇変位を油圧ラッシアジャスタ４７が吸収するため
である。尚、伝達カム４６は、油圧ラッシアジャスタ４
７のボディ４７ａ頭部に対しアーム４８を介して常に押
し上げ力が作用するような外形状に形成されている。つ
まり、伝達カム４６は、第２リフト部５２ｂが第１リフ
ト部５１ｂに対して拡開形状に形成され、該第２リフト
部５２ｂ側がタペット３９に押圧された形になることに
より、カム支軸５０が下方へ押圧されるため、アーム４
８の他端部４８ｂは常に上方に押圧力が作用してボディ
４７ａを押し上げている。

【００４６】さらに、吸気弁２３やバルブリフター２７
及び閉弁側スプリング２８の配置構成は、従来から採用
されているカムシャフト式の動弁構造と同じであるか
ら、これらのシリンダヘッド２１への組み付けが容易に
なると共に、電磁駆動機構２４と伝達機構２５がケーシ
ング２９内に一体的に取り付けられ、これらを予めユニ
ット化した上で、シリンダヘッド２１上に組み付けるこ
とができるため、従来のようにシリンダヘッド上での細
かな組み付け作業が不要となり、装置全体の機関への搭
載性（組付作業性）が良好になる。

【００４７】図８は本発明の第２の実施形態を示し、伝
達カム４６の支持構造とラッシアジャスタ７１の配置及
び構造を変更したものである。

【００４８】すなわち、ケーシング２９は、図８及び図
９に示すようにシリンダヘッド２１上に４本のビス３４
で固定された金属製の本体２９ａがその上端に固定され
た非磁性材の筒状カバー２９ｂと最大外径がほぼ同一の
横断面菱形状に形成されていると共に、該本体２９ａの
ほぼ対向した内周面下部に中心方向へ突出した左右一対
の横Ｕ字形のボス部２９ｃ，２９ｃが対向して設けられ
ている。

【００４９】また、伝達カム４６は、第１の実施形態の
ものと同一形状であって、バルブリフター２７の上面に
当接する下面が円弧凸状の第１カム面５１として構成さ
れ、タペット３９の下面に当接する上面が円弧凸状の第
２のカム面５２として構成されている。また、伝達カム
４６の一端側の円弧状ベース部４９は、前記両ボス部２
９ｃ，２９ｃ間に介装されていると共に、両端部７０
ａ，７０ｂがボス部２９ｃ，２９ｃに固定されたカム軸
７０を支点として他端部側が上下方向へ回動自在に設け
られている。

【００５０】さらに、前記バルブリフター２７の内部に
は、吸気弁２３のバルブクリアランスを零に調整する油
圧ラッシアジャスタ７１が設けられている。この油圧ラ
ッシアジャスタ７１は、図１０に示すように一般的なも
のであって、バルブリフター２７のほぼ中央に設けられ
た筒状隔壁７１ａの内周面に摺動自在に設けられた有底
円筒状のプランジャ７１ｂと、該プランジャ７１ｂの内
側に配置され、上端部がバルブリフター２７の上壁２７
ａ下面に有するプランジャヘッド７１ｃに固定されたプ
ランジャシート７１ｄと、該プランジャシート７１ｄ内
のリザーバ室７１ｅと、プランジャ７１ｂ底部内の高圧
室７１ｆとを備え、該高圧室７１ｆとリザーバ室７１ｅ
との連通孔７１ｇが、スプリング７１ｓによって閉方向
へ付勢されたチェックボール７１ｉによって開閉される
ようになっている。また、リザーバ室７１ｅ内には、バ
ルブリフター２７上部内の油溜り室７２及びバルブリフ
ター２７側壁の通孔２７ｂを介してオイルメインギャラ
リ５５から油圧が常時供給されるようになっている。さ
らに、プランジャ７１ｂの底壁中央に吸気弁２３のバル
ブステム２３ｂ上端が当接している。そして、吸気弁２
３が閉じ、伝達カム４６がそのベース部４９でバルブリ
フター２７の上面と当接する状態にある時で、該当接面
の摩耗や高圧室７１ｆからの油圧のリークなどによりベ
ース部４９とリフタ上面との間に隙間を有する場合、ス
プリング７１ｈによりプランジャ７１ｄおよびリフタ上
壁２７ａが押し上げられ、高圧室７１ｆにはチェックボ
ール７１ｉを介して油が流入するので、ベース部とリフ
タ上面との隙間を吸収され伝達カム４６とバルブリフタ
ー２７との間の隙間が常時零調整されるようになってい
る。尚、他の構成は第１の実施形態と同様である。

【００５１】したがって、この実施形態によれば、機関
停止時には、図８に示すようにアーマチュア３０は両ス
プリング２８，３３の相対的なばね力によって中立位置
に保持され、したがって、吸気弁２３もバルブシート２
２ａから若干離れた中立位置になっている。この時点で
の伝達カム４６は、第１カム面５１の第１リフト部５１
ｂがバルブリフター２７の上面に当接し、第２カム面５
２のリフトがタペット３９の下面に当接している。

【００５２】機関始動後の吸気弁２３の開時には、図１
１に示すように逆に開弁用電磁石３２の電磁コイル３２
ｂへの通電に伴いアーマチュア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
降して、タペット３９が伝達カム４６を押し下げる。し
たがって、該伝達カム４６は、カム支軸７０を支点とし
て下方（時計方向）へ回動して、第１カム面５１の第１
リフト部５１ｂでバルブリフター２７の上面を押圧し、
閉弁側スプリング２８のばね力に抗して吸気弁２３を開
弁させる。

【００５３】機関始動後の吸気弁２３の閉時には、図１
２に示すように閉弁用電磁石３１の電磁コイル３１ｂへ
の通電に伴い、アーマチュア３０が電磁石３１に吸引さ
れると共に、閉弁側スプリング２８のばね力によって伝
達カム４６は上方（反時計方向）へ回動して第１カム面
５１の第１ランプ部５１ａ全体がバルブリフター２７の
上面に転接しつつ第２カム面５２の第２リフト部５２ｂ
がタペット３９を上方へ押圧する。これによって、吸気
弁２３は、開弁側スプリング３３のばね力に抗して上昇
し、傘部２３ａがバルブシート２２ａに着座して閉弁す
る。

【００５４】したがって、第１実施形態と同様に伝達カ
ム４６によって吸気弁２３の開閉時の緩衝作用が得られ
る。

【００５５】しかも、この実施形態では、ラッシアジャ
スタ７１をケーシング２９内ではなく、バルブリフター
２７の内部に設けたため、ケーシング本体２９ａの外径
を十分に小さくすることができる。この結果、電磁駆動
機構２４と伝達機構２５との組み付け性が良好になると
共に、装置全体のコンパクト化が図れる。

【００５６】さらに、伝達カム４６は、ベース部４９が
ケーシング本体２９ａの両ボス部２９ｃ，２９ｃ間にカ
ム支軸７０によって安定かつ確実に支持されるため、上
下方向の回動も常時安定した状態となり、この結果、電
磁石３１，３２とアーマチュア３０との間の隙間Ｓの調
整が容易になる。

【００５７】図１３〜図１５は本発明の第３の実施形態
を示し、１気筒当たり２つの吸気弁２３，２３と２つの
排気弁６３，６３を備えたもの夫々に適用したものであ
る。すなわち、本発明はバルブステム２３ｂ，６３ｂの
軸心Ｙとアーマチュア３０のタペット支軸６８の軸Ｘと
を機関巾方向へ互いにオフセット配置しているため、か
かる４弁型機関に適用するについても、各電磁駆動機構
２４，２４、６４，６４を機関巾方向に配置することに
より、比較的大径な電磁石３１，３２、６１，６２でも
容易に配置することが可能になるのである。尚、電磁石
３１，３２、６１，６２を大径化することにより電磁力
を高めることができので、機関の高速化に対応できる。

【００５８】また、図１４に示すように左右の閉弁用電
磁石３１，６１を傾けて上側を互いに若干離間させるこ
とにより、固定コア３１ａ，６１ａを大径化することが
でき、電磁力をさらに大きくすることができる。この場
合、吸気弁２３を上方が離間するように互いに傾けても
良いし、傾けなくても良いので燃焼室形状の設定自由度
が得られる。

【００５９】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。

【００６０】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
係る吸排気弁の電磁駆動装置によれば、特に伝達カムに
よって吸排気弁の開閉終端域における急激な開閉作動を
十分に抑制できるため、傘部とバルブシート、並びにア
ーマチュアと閉弁用電磁石との激しい衝突が緩和され
る。この結果、激しい衝突打音の発生や摩耗あるいは破
損等の発生が防止される。

【００６１】また、ラッシアジャスタによって吸排気弁
の熱膨張などによるバルブリフター上端の上昇変位を吸
収して、閉弁時に伝達カムとバルブリフターのクリアラ
ンスを常時零調整できるため、吸排気弁はほぼ閉弁用ば
ね部材のばね力によって閉弁方向に付勢されるため、安
定した閉弁保持力が得られる。

【００６２】さらに、吸排気弁，閉弁側スプリングやバ
ルブリフター等を電磁駆動機構とは別体とし、かつ電磁
駆動機構と伝達機構とをケーシング内に一体に収納して
ユニット化できるため、装置のシリンダヘッドへの組み
付け作業性が向上し、搭載性が良好になる。

【００６３】請求項７及び８記載の発明によれば、ラッ
シアジャスタをケーシングではなく、バルブリフターの
内部に収納保持したことにより、ケーシングの外径を十
分に小さくすることができ、電磁駆動機構と伝達機構と
の組み付け作業が容易になると共に、装置全体のコンパ
クト化が図れ、シリンダヘッドへの搭載性がさらに良好
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す縦断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。

【図３】開弁時の作用を示す縦断面図。

【図４】閉弁時の作用を示す縦断面図。

【図５】本実施形態に供される伝達カムの正面図。

【図６】Ａは吸気弁の開閉時期特性図、Ｂは各電磁石の
吸引力と各スプリングのばね力特性図。

【図７】伝達カムの作用説明図。

【図８】第２の実施形態を示す縦断面図。

【図９】図８のＢ−Ｂ線断面図。

【図１０】本実施形態に供される油圧バルブリフターを
示す縦断面図。

【図１１】開弁時の作用を示す縦断面図

【図１２】閉弁時の作用を示す縦断面図。

【図１３】第３の実施形態を示す概略平面図。

【図１４】本実施形態の縦断面図。

【図１５】図９のＣ−Ｃ線断面図。

【図１６】従来の装置を示す縦断面図

【図１７】Ａは吸気弁の開閉時期特性図、Ｂは各電磁石
の吸引力と各スプリングのばね力特性図。

【符号の説明】

２１…シリンダヘッド ２２ａ…バルブシート ２３…吸気弁 ２３ａ…傘部 ２３ｂ…バルブステム ２４…電磁駆動機構 ２５…伝達機構 ２７…バルブリフター ２８…閉弁側スプリング ２９…ケーシン ３０…アーマチュア ３１…閉弁用電磁石 ３２…開弁用電磁石 ３３…開弁側スプリング ３８…タペット支軸 ３９…タペット ４１…電子制御ユニット ４６…伝達カム ４７，７１…油圧ラッシアジャスタ ４８…アーム ５０，７０…カム支軸 ５１…第１カム面 ５２…第２カム面

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機関の吸排気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吸排気弁を開作動及
   び閉作動させる開弁用，閉弁用の電磁石と、前記吸排気
   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
   弁側，閉弁用のばね部材とを備えた吸排気弁の電磁駆動
   装置において、 前記吸排気弁のステムエンドに設けられたバルブリフタ
   ーと前記アーマチュアの中央に設けられてバルブリフタ
   ーに対向配置されたタペットとの間に、吸排気弁の開閉
   駆動力を伝達する伝達カムを介装したことを特徴とする
   吸排気弁の電磁駆動装置。
2. 【請求項２】 前記伝達カムは、タペットに当接する円
   弧凸状の第１カム面と、バルブリフターに当接する円弧
   凸状の第２カム面とを有し、一端部を支点として揺動自
   在に設けられていることを特徴とする請求項１記載の吸
   排気弁の電磁駆動装置。
3. 【請求項３】 前記伝達カムの第２カム面の長さを第１
   カム面よりも短く形成して、伝達カムの揺動により得ら
   れる前記タペットのリフト量を前記バルブリフターのリ
   フト量よりも小さく設定したことを特徴とする請求項２
   記載の吸排気弁の電磁駆動装置。
4. 【請求項４】 前記閉弁側ばね部材をバルブリフターと
   シリンダヘッドとの間に弾装すると共に、前記伝達カム
   の一端部を回動自在に支持するカム支軸に、吸排気弁の
   バルブクリアランスを零調整するラッシアジャスタをア
   ームを介して連係させたことを特徴とする請求項２また
   は３記載の吸排気弁の電磁駆動装置。
5. 【請求項５】 前記吸排気弁の弁軸の軸心と前記タペッ
   トのタペット支軸の軸心を、機関巾方向へオフセット配
   置したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載
   の吸排気弁の電磁駆動装置。
6. 【請求項６】 前記アーマチュアと電磁石及びタペット
   とを備えた電磁駆動機構と、伝達カムとラッシアジャス
   タとを備えた伝達機構とを同一のケーシング内に収納保
   持すると共に、該ケーシングを、シリンダヘッド上に固
   定したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載
   の吸排気弁の電磁駆動装置。
7. 【請求項７】 前記開弁側ばね部材をバルブリフターと
   シリンダヘッドとの間に弾装すると共に、前記バルブリ
   フターの内部に、吸排気弁のバルブクリアランスを零調
   整するラッシアジャスタを設けたことを特徴とする請求
   項２または３記載の吸排気弁の電磁駆動装置。
8. 【請求項８】 前記伝達カムが収納されるケーシングの
   内面に一対のボス部を対向して設けると共に、前記伝達
   カムを前記両ボス部間に設けられたカム支軸を支点とし
   て上下方向へ回動自在に設けたことを特徴とする請求項
   ７記載の吸排気弁の電磁駆動装置。