(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸，排気弁の各弁軸に連設されたアーマチュアと、該アーマチュアの上下面に対向して配設された２つの電磁石と、前記弁軸を開弁側と閉弁側とに付勢する２つのばね部材とを備え、吸，排気弁をこれら電磁石とばね部材との協働により電磁的に開閉するようにした内燃機関の動弁装置において、前記各電磁弁のコアに、アーマチュアが着座する吸着面から出没するピストンと、ピストン背部で作動油を貯留した作動油室と、作動油室に連なって設けられてピストンの押動で作動油室から流出する作動油の流通に抵抗を付与する抵抗通路と、を備えたショックアブソーバを設けつつ、各電磁石のコアに設けたショックアブソーバの作動油室を抵抗通路で連通したことを特徴とする内燃機関の動弁装置。
【請求項２】
抵抗通路にダンピング力調整用のオリフィスを設け、かつ、該抵抗通路にオリフィスをバイパスするバイパス通路を設けると共に、該バイパス通路と抵抗通路との連接部の一方に、動弁装置の冷機時にオリフィスへの作動油の流通を遮断してバイパス通路を開放し、動弁装置の暖機完了後はバイパス通路を遮断してオリフィスへの作動油の流通を許容する切換弁を設けたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項３】
抵抗通路に動弁装置の温度条件に応じてオリフィス径を可変制御するダンピング力調整用の可変オリフィスを設け、動弁装置の冷機時に相当する所定温度以下ではオリフィス径を最大に拡大するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項４】
吸，排気弁の各弁軸に連設されたアーマチュアと、該アーマチュアの上下面に対向して配設された２つの電磁石と、前記弁軸を開弁側と閉弁側とに付勢する２つのばね部材とを備え、吸，排気弁をこれら電磁石とばね部材との協働により電磁的に開閉するようにした内燃機関の動弁装置において、前記各電磁弁のコアに、アーマチュアが着座する吸着面から出没するピストンと、ピストン背部で作動油を貯留した作動油室と、作動油室に連なって設けられてピストンの押動で作動油室から流出する作動油の流通に抵抗を付与する抵抗通路と、を備えたショックアブソーバを設けつつ、抵抗通路を外部に開放する一方、作動油室に作動油補給通路を設け、かつ、これら抵抗通路と作動油補給通路にそれぞれ開閉弁を設け、これら開閉弁の作動制御により動弁装置の冷機時に抵抗通路を開放状態に維持させる一方、作動油補給通路を遮断状態に維持させ、動弁装置の暖機完了後はこれら開閉弁を電磁石の励・消磁に応じて開・閉制御して作動油補給通路から作動油室への作動油補給と、作動油室から抵抗通路への作動油流出による緩衝作用とを行わせるようにしたことを特徴とする内燃機関の動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の動弁装置、とりわけ、吸，排気弁を電磁的に開閉するようにした動弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用エンジンの吸，排気弁を電磁的に開閉するようにした動弁装置は各種公知であるが、中でも特開平１０−１４１０２８号公報に示されているように、アーマチュアのストロークエンドで該アーマチュアと電磁石との間にダンパ室を構成するようにして、アーマチュアによる該ダンパ室の空気の圧縮作用で電磁石へのアーマチュア着座時に緩衝効果を得るようにしたものや、特開平５−３４０２２３号公報に示されているように、電磁石にピストンと該ピストンの底部を押圧するばねとを設けると共に、ピストン配設部の底部の空間部に磁性粉末を収納して、電磁石へのアーマチュア着座時にピストンによるばねおよび磁性粉末の圧縮作用で緩衝効果を得るようにしたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記何れの装置にあっても、空気の圧縮作用、又はばねおよび磁性粉末の圧縮作用でアーマチュア着座時の緩衝を行わせるため、この緩衝作用時にアーマチュアの変位に伴ってアーマチュアに作用する圧縮反力が増加し、従って、電磁石にはこの圧縮反力に打ち勝つ電磁力が得られるように、比較的大きなキャッチング電流およびホールド電流を供給する必要があって、バッテリの消費電力が大きくなってしまう。
【０００４】
そこで、本発明は電磁石のキャッチング電流およびホールド電流の増大化を伴うことなくアーマチュア着座時の緩衝効果が得られて、バッテリ消費電力を節減することができる内燃機関の動弁装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明にあっては、吸，排気弁の各弁軸に連設されたアーマチュアと、該アーマチュアの上下面に対向して配設された２つの電磁石と、前記弁軸を開弁側と閉弁側とに付勢する２つのばね部材とを備え、吸，排気弁をこれら電磁石とばね部材との協働により電磁的に開閉するようにした内燃機関の動弁装置において、前記各電磁弁のコアに、アーマチュアが着座する吸着面から出没するピストンと、ピストン背部で作動油を貯留した作動油室と、作動油室に連なって設けられてピストンの押動で作動油室から流出する作動油の流通に抵抗を付与する抵抗通路と、を備えたショックアブソーバを設けつつ、各電磁石のコアに設けたショックアブソーバの作動油室を抵抗通路で連通したことを特徴としている。
【０００７】
請求項２の発明にあっては、請求項１に記載の抵抗通路にダンピング力調整用のオリフィスを設け、かつ、該抵抗通路にオリフィスをバイパスするバイパス通路を設けると共に、該バイパス通路と抵抗通路との連接部の一方に、動弁装置の冷機時にオリフィスへの作動油の流通を遮断してバイパス通路を開放し、動弁装置の暖機完了後はバイパス通路を遮断してオリフィスへの作動油の流通を許容する切換弁を設けたことを特徴としている。
【０００８】
請求項３の発明にあっては、請求項１に記載の抵抗通路に動弁装置の温度条件に応じてオリフィス径を可変制御するダンピング力調整用の可変オリフィスを設け、動弁装置の冷機時に相当する所定温度以下ではオリフィス径を最大に拡大するようにしたことを特徴としている。
【０００９】
請求項４の発明にあっては、吸，排気弁の各弁軸に連設されたアーマチュアと、該アーマチュアの上下面に対向して配設された２つの電磁石と、前記弁軸を開弁側と閉弁側とに付勢する２つのばね部材とを備え、吸，排気弁をこれら電磁石とばね部材との協働により電磁的に開閉するようにした内燃機関の動弁装置において、前記各電磁弁のコアに、アーマチュアが着座する吸着面から出没するピストンと、ピストン背部で作動油を貯留した作動油室と、作動油室に連なって設けられてピストンの押動で作動油室から流出する作動油の流通に抵抗を付与する抵抗通路と、を備えたショックアブソーバを設けつつ、抵抗通路を外部に開放する一方、作動油室に作動油補給通路を設け、かつ、これら抵抗通路と作動油補給通路にそれぞれ開閉弁を設け、これら開閉弁の作動制御により動弁装置の冷機時に抵抗通路を開放状態に維持させる一方、作動油補給通路を遮断状態に維持させ、動弁装置の暖機完了後はこれら開閉弁を電磁石の励・消磁に応じて開・閉制御して作動油補給通路から作動油室への作動油補給と、作動油室から抵抗通路への作動油流出による緩衝作用とを行わせるようにしたことを特徴としている。
【００１０】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、アーマチュアが電磁石の電磁力によってコアの吸着面に着座する直前でショックアブソーバのピストンに当接して該ピストンを押動すると、このピストンの押動により作動油室の作動油が抵抗通路へ流出して該抵抗通路を流通することにより流通抵抗が発生し、前記アーマチュアを制動して着座時の衝撃を緩和してアーマチュア着座時の衝接音を低減し、音振性能を向上することができると共に、アーマチュアおよび電磁石のコアの摩耗を抑制することができる。
【００１１】
また、前記アーマチュア着座時におけるショックアブソーバのピストンの押動作用には、作動油室から抵抗通路へ作動油が流通抵抗を受けて流通するだけで、アーマチュアの変位に比例的な反力増大が生じることがなく、しかも、アーマチュアがコアの吸着面に着座してピストンがフルストロークして停止するとアーマチュアへの反力が消失するため、電磁石へのキャッチング電流およびホールド電流を低下させることができて、バッテリ消費電力を節減することができる。
【００１２】
さらに、上，下２つの電磁石に設けたショックアブソーバのそれぞれの作動油室を抵抗通路で連通してあるから、一方のショックアブソーバの緩衝作動時には該一方のショックアブソーバの作動油室から流出した作動油が、他方のショックアブソーバの作動油室に流入して該他方のショックアブソーバを伸張作動させて必ず緩衝態勢に整えるため、簡単な構造でエンジン高回転時の追従性を高めることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、作動油の粘性が大きくなる動弁装置の冷機時には、一方のショックアブソーバの緩衝作動時には該一方のショックアブソーバの作動油室から流出した作動油が抵抗通路に設けたダンピング力調整用のオリフィスを通らずに、該オリフィスをバイパスしたバイパス通路を通って他方のショックアブソーバの作動油室に流入するため、作動油の粘性増大による流通抵抗の増大化を抑制することができて、動弁装置の冷機時における初期化作動をスムーズに行わせることができると共に、初期化時のバッテリ消費電力を節減することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、作動油の粘性が大きくなる動弁装置の冷機時には、抵抗通路に設けたダンピング力調整用の可変オリフィスのオリフィス径を最大に拡大するため、作動油の粘性増大による流通抵抗の増大化を抑制することができて、動弁装置の冷機時における初期化作動をスムーズに行わせることができると共に、初期化時のバッテリ消費電力を節減することができる。
【００１５】
また、動弁装置の暖機完了後は作動油の温度条件に応じて可変オリフィスのオリフィス径を変化させて、作動油の流通抵抗を調整できるため、作動油の温度変化に伴う微妙な粘性変化の影響を受けることなく適切な緩衝作用を行わせることができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、アーマチュアが電磁石の電磁力によってコアの吸着面に着座する直前でショックアブソーバのピストンに当接して該ピストンを押動すると、このピストンの押動により作動油室の作動油が抵抗通路へ流出して該抵抗通路を流通することにより流通抵抗が発生し、前記アーマチュアを制動して着座時の衝撃を緩和してアーマチュア着座時の衝接音を低減し、音振性能を向上することができると共に、アーマチュアおよび電磁石のコアの摩耗を抑制することができる。
また、作動油の粘性が大きくなる動弁装置の冷機時には、外部開放の抵抗通路および作動油室に設けた作動油補給通路の各開閉弁の作動制御により、該抵抗通路が開放状態に維持される一方、作動油補給通路が遮断状態に維持されて作動油室を空の状態にしておくことができるため、ピストンの押動によるアーマチュアへの反力を消失させることができて、動弁装置の冷機時における初期化作動をスムーズに行わせることができると共に、初期化時のバッテリ消費電力を節減することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面と共に詳述する。
【００１８】
図１において、１は吸気弁又は排気弁等の弁体、２は該弁体１の動弁装置を示す。
【００１９】
動弁装置２は前記弁体１の弁軸１ａに連設した磁性金属材料からなるアーマチュア４と、コア５ａ，６ａおよび励磁コイル５ｂ，６ｂを備えて前記アーマチュア４の上下面に対向して配設した開弁側および閉弁側の２つの電磁石５，６と、前記弁軸１ａを開弁側と閉弁側とに付勢する２つのばね部材としてのコイルスプリング７，８とを備えている。
【００２０】
コイルスプリング７，８は電磁石５，６が消磁している状態では弁体１が中間リフト位置を保持するように所要の平衡したばね力に設定し、電磁石５，６はこれらコイルスプリング７，８のばね力の大きさに適応した大きさの電磁力が得られるように設定して、これら電磁石５，６の電磁力とコイルスプリング７，８のばね力との協働によって弁体１を開閉するようにしてある。
【００２１】
アーマチュア４はその下面中心位置に固設したアーマチュア軸４ａを備え、該アーマチュア軸４ａの下端を前記弁軸１ａの上端に嵌挿したコンタクト４ｂに当接して該弁軸１ａに連設してある。
【００２２】
アーマチュア４の上面中央には上側の可動側スプリングシート９に固設したばね軸９ａの下端が当接し、開弁側のコイルスプリング７はハウジング３の上壁に固設した固定側スプリングシート１０と該可動側スプリングシート９との間に弾装してある。
【００２３】
閉弁側のコイルスプリング８はシリンダヘッド１１に設けた凹部１１ａ内に配置して、弁軸１ａに固設した可動側スプリングシート１２と凹部１１ａの底面に固設した固定側スプリングシート１３との間に弾装してある。
【００２４】
そして、前記開弁側および閉弁側の電磁石５，６にアーマチュア４の着座時の衝撃を緩和するショックアブソーバ２０，２１を設けてある。
【００２５】
これらショックアブソーバ２０，２１は、図２にも示すように電磁石５，６のコア５ａ，６ａに設けられてそれらのアーマチュア吸着面から出没するピストン２２，２３と、これらピストン２２，２３の背部で作動油を貯留した作動油室２４，２５と、これら作動油室２４，２５に連なって設けられてピストン２２，２３の押動で作動油室２４，２５から流出する作動油の流通に抵抗を付与する抵抗通路２６とを備え、本実施形態ではこの抵抗通路２６により前記両作動油室２４，２５を連通している。
【００２６】
抵抗通路２６にはダンピング力調整用のオリフィス２７を設けてあると共に、チェックバルブ２９を備えた作動油補給通路２８を接続して、該作動油補給通路２８から作動油を補給できるようにしてある。
【００２７】
図１中、１４はバルブシートを示す。
【００２８】
以上の実施形態の構造によれば、開弁側電磁石５の励磁コイル５ｂと閉弁側電磁石６の励磁コイル６ｂとに、アーマチュア４を吸着するためのキャッチング電流および該アーマチュア４を着座保持するためのホールド電流をそれぞれ交互に供給して、該アーマチュア４のコア５ａの吸着面への吸引，着座と、コア６ａの吸着面への吸引，着座とを交互に繰り返すことによって弁体１が開閉される。
【００２９】
ここで、前記コア５ａ，６ａにアーマチュア４が着座する際、例えばアーマチュア４が図２に示すように閉弁側電磁石６のコア６ａに着座する直前で、該アーマチュア４がショックアブソーバ２１のピストン２３に当接して該ピストン２３を押圧すると、このピストン２３の押動により作動油室２５の作動油が抵抗通路２６へ流出して該抵抗通路２６を流通することにより流通抵抗が発生し、前記アーマチュア４を制動する。
【００３０】
この結果、アーマチュア４のコア６ａへの着座時の衝撃を緩和して該着座時の衝接音を低減する。
【００３１】
アーマチュア４の開弁側電磁石５のコア５ａへの着座の際にも、同様にショックアブソーバ２０のピストン２２の押動により作動油室２４から作動油を抵抗通路２６へ流出させ、流通抵抗を発生させることによりアーマチュア４を制動して、コア６ａへの着座時の衝撃を緩和して衝接音を低減し、従って、アーマチュア４のコア５ａ，６ａへの吸引，着座時の音振性能を向上することができると共に、アーマチュア４および電磁石５，６のコア５ａ，６ａの摩耗を抑制することができる。
【００３２】
また、前記アーマチュア４のコア５ａ，６ａへの着座時におけるショックアブソーバ２０，２１のピストン２２，２３の押動作用には、作動油室２４，２５から抵抗通路２６へ作動油が流通抵抗を受けて流通するだけで、アーマチュア４の変位に比例的な反力増大が生じることがなく、しかも、アーマチュア４がコア５ａ，６ａの吸着面に着座してピストン２２，２３がフルストロークして停止するとアーマチュア４への反力が消失するため、前記電磁石５，６へのキャッチング電流およびホールド電流を低下させることができてバッテリ消費電力を節減することができる。
【００３３】
ここで、特に本実施形態では前記上下のショックアブソーバ２０，２１の作動油室２４，２５を抵抗通路２６で連通してあるから、一方のショックアブソーバ２１の緩衝作動時には該一方のショックアブソーバ２１の作動油室２５から流出した作動油が、他方のショックアブソーバ２０の作動油室２４に流入して該他方のショックアブソーバ２０を伸張作動（ピストン２２の進出）させて必ず緩衝態勢に整えるため、簡単な構造によってエンジン高回転時の追従性を高めることができる。
【００３４】
図３は本発明の第２実施形態を示すもので、本実施形態にあっては前記図２に示した第１実施形態における抵抗通路２６にダンピング力調整用のオリフィス２７をバイパスするバイパス通路３０を設けると共に、該バイパス通路３０と抵抗通路２６との連設部の一方に、作動油の流通経路を前記オリフィス２７と、バイパス通路３０とに切換える切換弁としての３方電磁弁３１を設けてある。
【００３５】
この３方電磁弁３１は、例えば図外のシリンダヘッドオイルギャラリの作動油の温度を検出する油温センサの検出信号にもとづいてエンジンコントロールユニットにより作動制御され、動弁装置２の冷機時に相当する所定温度以下ではオリフィス２７への作動油の流通を遮断してバイパス通路３０を開放し、作動油温が前記所定温度を越えて動弁装置２の暖機完了に相当する温度にまで昇温すると、バイパス通路３０を遮断してオリフィス２７ヘの作動油の流通を許容するように切換え作動する。
【００３６】
従って、この第２実施形態の構造によれば、動弁装置２が暖機完了状態であれば３方電磁弁３１によりバイパス通路３０を遮断し、オリフィス２７への作動油の流通が許容されているため、前記第１実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００３７】
他方、作動油の粘性が大きくなる動弁装置２の冷機時には、３方電磁弁３１によりバイパス通路３０を開放し、オリフィス２７への作動油の流通を遮断するため、例えば一方のショックアブソーバ２１の緩衝作動時には該一方のショックアブソーバ２１の作動油室２５から流出した作動油が抵抗通路２６のオリフィス２７を通らずに、該オリフィス２７をバイパスしたバイパス通路３０を通って他方のショックアブソーバ２０の作動油室２４に流入するため、作動油の粘性増大による流通抵抗の増大化を抑制することができる。
【００３８】
従って、動弁装置２の冷機時における初期化作動をスムーズに行わせることができると共に、初期化時のバッテリ消費電力を節減することができる。
【００３９】
図４は本発明の第３実施形態を示すもので、本実施形態にあっては前記図２に示した第１実施形態における抵抗通路２６のオリフィス２７に替えて、動弁装置２の温度条件に応じてオリフィス径を可変制御する可変オリフィス３２を設けてダンピング力調整を行えるようにしてある。
【００４０】
この可変オリフィス３２は、例えばサーモワックス３４を封入した感温部３３を備え、該感温部３３で作動油温度を感知してサーモワックス３４の膨脹、収縮作用でオリフィス径を変化させ、動弁装置２の冷機時に相当する所定温度以下ではオリフィス径を最大に、例えば抵抗通路２６の内径とほぼ同等にまで拡大するようにしてある。
【００４１】
従って、この第３実施形態の構造によれば、作動油の粘性が大きくなる動弁装置２の冷機時には、抵抗通路２６に設けた可変オリフィス３２のオリフィス径が該抵抗通路２６の内径とほぼ同等にまで拡大されているから、前記第２実施形態と同様に作動油の粘性増大による流通抵抗の増大化を抑制し、動弁装置２の冷機時における初期化作動をスムーズに行わせることができると共に、初期化時のバッテリ消費電力を節減することができる。
【００４２】
他方、動弁装置２の暖機完了後は作動油の温度条件に応じて可変オリフィス３２のオリフィス径を変化させて、作動油の流通抵抗を調整できるため、作動油の温度変化に伴う微妙な粘性変化の影響を受けることなく適切な緩衝作用を行わせることができる。
【００４３】
図５は本発明の第４実施形態を示すもので、この図５では便宜的に閉弁側電磁石６のコア６ａに設けられたショックアブソーバ２１を略示的に示しているが、開弁側電磁石５側のショックアブソーバ２０も以下に述べる構造と同様構造が採られる。
【００４４】
即ち、作動油室２５に連なる抵抗通路２６にはダンピング力調整用のオリフィス２７を設けてあって、該抵抗通路２６は外部のオイルリザーバ等に開放してあり、また、該作動油室２５には作動油補給通路２８を設けて該作動油補給通路２８から作動油室２５に作動油を補給するようにしてある。
【００４５】
抵抗通路２６および作動油補給通路２８には、前述したエンジンコントロールユニットにより開閉制御される開閉弁３５，３６を設けてある。
【００４６】
抵抗通路２６に設けた開閉弁３５はエンジン停止すると開弁作動され、動弁装置２の冷機時には開弁状態が維持されるが、動弁装置２が暖機完了状態であれば、励磁コイル６ｂの消磁とほぼ同時に閉弁作動され、励磁コイル６ｂの励磁とほぼ同時に開弁作動される。
【００４７】
他方、作動油補給通路２８に設けた開閉弁３６はエンジン停止すると閉弁作動され、動弁装置２の冷機時には閉弁状態が維持されるが、動弁装置２が暖機完了状態であれば、励磁コイル６ｂの消磁とほぼ同時に開弁作動されて所定圧の作動油を作動油室２５に補給してピストン２３を伸張させると共に、該作動油室２５および開閉弁３５で遮断状態にある抵抗通路２６に作動油を充満させ、励磁コイル６ｂの励磁とほぼ同時に閉弁作動される。
【００４８】
従って、この第４実施形態の構造によれば、動弁装置２の暖機完了状態では抵抗通路２６に設けた開閉弁３５および作動油補給通路２８に設けた開閉弁３６が、電磁石６の励磁コイル６ａの励・消磁に応じて開・閉作動を繰り返し、作動油補給通路２８から作動油室２５への作動油補給と、作動油室２５から抵抗通路２６への作動油流出による緩衝作用とを行わせて、前記第１実施形態と同様にキャッチング電流およびホールド電流の増大化を伴うことなくアーマチュア着座時の音振性能を向上することができる。
【００４９】
そして、エンジンを停止すると開閉弁３６が閉弁作動されて作動油補給通路２８を遮断する一方、開閉弁３５が開弁作動されて抵抗通路２６を開放させるため、エンジン停止直後の作動油室２５内の作動油温が高く粘性が低い状態の時に該作動油室２５内の作動油を抵抗通路２６から外部へ流出させて該作動油室２５内を空の状態にさせることができる。
【００５０】
従って、作動油の粘性が大きくなる動弁装置２の冷機時に、エンジン始動に先立って動弁装置２を初期化作動させた場合、前記開閉弁３５により抵抗通路２６が開放状態に維持される一方、作動油補給通路２８が遮断状態に維持されて作動油室２５を空の状態にしておくことができるため、ピストン２３の押動によるアーマチュア４への反力を消失させることができて、動弁装置２の冷機時における初期化作動をスムーズに行わせることができると共に、初期化時のバッテリ消費電力を節減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す略示的断面説明図。
【図２】同実施形態の要部を示す略示的断面説明図。
【図３】本発明の第２実施形態の要部を示す略示的断面説明図。
【図４】本発明の第３実施形態の要部を示す略示的断面説明図。
【図５】本発明の第４実施形態におけるショックアブソーバを示す略示的説明図。
【符号の説明】
１  弁体（吸，排気弁）
１ａ  弁軸
２  動弁装置
４  アーマチュア
５  開弁側電磁石
５ａ  コア
５ｂ  励磁コイル
６  閉弁側電磁石
６ａ  コア
６ｂ  励磁コイル
７  開弁側ばね部材
８  閉弁側ばね部材
２０，２１  ショックアブソーバ
２２，２３  ピストン
２４，２５  作動油室
２６  抵抗通路
２７  オリフィス
２８  作動油補給通路
３０  バイパス通路
３１  切換弁
３２  可変オリフィス
３５，３６  開閉弁
【図１】
0003539241.tif 000002
【図２】
0003539241.tif 000003
【図３】
0003539241.tif 000004
【図４】
0003539241.tif 000005
【図５】
0003539241.tif 000006