(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸・排気弁に連係するアーマチャと、該アーマチャを介して吸・排気弁を半開位置に付勢するスプリングと、通電により前記アーマチャを開弁方向に吸着して吸・排気弁を開弁保持させる開弁用電磁石と、通電により前記アーマチャを閉弁方向に吸着して吸・排気弁を閉弁保持させる閉弁用電磁石と、を含んで構成される内燃機関の電磁動弁装置において、
前記アーマチャの下面を上面に吸着する開弁用電磁石の上面にオイル溜まり用の凹部を設けると共に、前記アーマチャに該凹部と嵌合自由な凸部を設け、該凸部の最も突出した部分に、前記アーマチュアの移動方向に貫通するオイル孔を形成したことを特徴とする特徴とする内燃機関の電磁動弁装置。
【請求項２】
吸・排気弁に連係するアーマチャを、電磁石により開弁又は閉弁方向に吸着して吸・排気弁を開弁又は閉弁保持する内燃機関の電磁動弁装置において、
前記アーマチャと、電磁石の吸着面相互を、嵌合可能な波形に形成し、アーマチャの波形の下向きに凸で最も突出した部分に、前記アーマチュアの移動方向に貫通するオイル孔を形成したことを特徴とする内燃機関の電磁動弁装置。
【請求項３】
前記アーマチャと吸・排気弁とは、軸方向に切り離されて形成され、前記閉弁用スプリングは吸・排気弁との係合を介してアーマチャを閉弁方向に付勢し、閉弁時は吸・排気弁とアーマチャとの間に隙間を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の電磁動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁力を利用した内燃機関の電磁動弁装置に関し、特にアーマチャ吸着時の衝突音防止対策技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関の電磁駆動型の動弁装置において、アーマチャが閉弁用電磁石及び開弁用電磁石に吸着する際に発生する衝突音を防止する技術が提案されている（特開平７−３０５６１２号、特開平７−３０５６１６号参照）。
前記従来技術によると、図４に示すように、アーマチャ１００と閉弁用電磁石１０１及び開弁用電磁石１０２のそれぞれの対向面を相互に嵌合するように波形に形成して該対向面にオイルＯを導き、アーマチャ１００の上面及び開弁用電磁石１０２の上面の下向きに凹む部分をオイル溜溝１０３、１０４、１０５、１０６として設けることにより、アーマチャ１００と閉弁用電磁石１０１又は開弁用電磁石１０２とが衝突した際に、オイルダンパとしての役割を果たし、衝突音の発生を低減している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術では、オイル溜溝内に溜まるオイルの量によって緩衝効果がばらつき、安定した衝突音低減効果が得られなかった。
また、図５に示すように、電磁石の電磁力、つまり、アーマチャの吸引力は、電磁石とアーマチャとの隙間（エアギャップ）が１ｍｍ以下の範囲で大きく変化するため、オイルが微量でも増加した場合には、吸引力が大幅に低減するため、一定の吸引力を保持するために消費電力が増大してしまう。
【０００４】
さらにアーマチャの波形の凹部にオイルを溜めるとアーマチャの駆動に供する質量が増大するため、この点でも電磁石の消費電力が増大してしまい、ひいては装置が大型化する。
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、衝突音を安定して低減できると共に、エアギャップを十分小さくして安定した吸引力を確保でき、もって消費電力を節約でき、小型化が可能な内燃機関の電磁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】
このため、請求項１に係る発明では、吸・排気弁に連係するアーマチャと、該アーマチャを介して吸・排気弁を半開位置に付勢するスプリングと、通電により前記アーマチャを開弁方向に吸着して吸・排気弁を開弁保持させる開弁用電磁石と、通電により前記アーマチャを閉弁方向に吸着して吸・排気弁を閉弁保持させる閉弁用電磁石と、を含んで構成される内燃機関の電磁動弁装置において、
前記アーマチャの下面を上面に吸着する開弁用電磁石の上面にオイル溜まり用の凹部を設けると共に、前記アーマチャに該凹部と嵌合自由な凸部を設け、該凸部の最も突出した部分に、前記アーマチュアの移動方向に貫通するオイル孔を形成したことを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２に係る発明では、吸・排気弁に連係するアーマチャを、電磁石により開弁又は閉弁方向に吸着して吸・排気弁を開弁又は閉弁保持する内燃機関の電磁動弁装置において、
前記アーマチャと、電磁石の吸着面相互を、嵌合可能な波形に形成し、アーマチャの波形の下向きに凸で最も突出した部分に、前記アーマチュアの移動方向に貫通するオイル孔を形成したことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に係る発明では、前記アーマチャと吸・排気弁とは、軸方向に切り離されて形成され、前記閉弁用スプリングは吸・排気弁との係合を介してアーマチャを閉弁方向に付勢し、閉弁時は吸・排気弁とアーマチャとの間に隙間を有することを特徴とする。
【０００９】
【発明の効果】
請求項１および請求項２に係る発明によれば，アーマチャに移動方向に貫通するオイル孔を設けることにより、アーマチャが電磁石に吸着した際に電磁石面上に付着していたオイルがアーマチャに押されてオイル孔に逃げることによって、オイルの粘弾性効果によって緩衝作用が働き、また、該オイルの逃げによってエアギャップを十分小さくすることができるため、衝突音を安定して低減できると共に、電磁石の吸引力を常に安定させ、消費電力を節約できる。
【００１０】
さらに、オイル孔を介してのガス流動により、アーマチャの上下移動における空気抵抗およびオイルミスト抵抗を低減させることによる消費電力をさらに節約でき、電磁石ひいては装置を小型化できる。
また、請求項１に係る発明によれば、開弁用電磁石の上面に設けたオイル溜まり用の凹部を設けることにより、十分な量のオイルを溜めておくことができ、高い緩衝効果が得られ吸着時の衝突音低減効果がより高められる。
【００１１】
また、請求項２に係る発明によれば、アーマチャと、電磁石の吸着面相互を、嵌合可能な波形に形成し、アーマチャの波形の下向きに凸な部分にオイル孔を形成したことにより、吸着の際に、波形の底部に十分な量のオイルを溜めておくことができ、高い緩衝効果が得られ吸着時の衝突音低減効果がより高められる。
また、請求項３に係る発明によれば、閉弁時にアーマチャが閉弁用電磁石に吸着する際は、吸・排気弁の弁座への着座後は、スプリングで付勢される吸・排気弁とアーマチャが切り離されるので、閉弁用スプリングの付勢力を受けず作動速度が低下すると共に吸・排気弁の弁体質量も加わらないので、閉弁時に比較して吸着時の衝突音はもともと小さく、さらに、閉弁用電磁石とアーマチャとの吸着面にもオイルが回り込んで付着しているため、ある程度の緩衝作用があるので、より衝突音を軽減できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
まず、図１について説明する。吸・排気弁Ｖは、シリンダヘッド３に設けられた弁口４を開閉可能な弁体部１と、該弁体部１に一体に連設されるステム２を備えて構成される。ステム２はシリンダヘッド３に固設されたガイド筒５内に摺動自在に嵌合される。
【００１３】
シリンダヘッド３の上端には、ステム２の上端を臨ませる凹部６が設けられており、該凹部６内でステム２の上端には、二つ割りコッタ７によりリテーナ８が固定される。
このような吸・排気弁Ｖを開閉駆動する電磁駆動装置は、次のように構成される。シリンダヘッド３上に非磁性材料製のハウジング９が設けられ、該ハウジング９内には、吸・排気弁Ｖにロッド２１を介して連係されると共にハウジング９内を移動可能な長方形の板状のアーマチャ１０が収納され、かつ、該アーマチャ１０の上面に対向する位置で上側の電磁コイル２６に電流を流すことにより発生した電磁力によりアーマチャ１０を吸着して吸・排気弁Ｖを閉弁作動させる閉弁用電磁石１１と、アーマチャ１０の下面に対向する位置で下側の電磁コイル３０に電流を流すことにより発生した電磁力によりアーマチャ１０を吸着して吸・排気弁Ｖを開弁作動させる開弁用電磁石１２と、が収納固定されている。
【００１４】
また、ハウジング９の上面中央部にチャンバ１７が連結され、ハウジング９の上壁を貫通してチャンバ１７内に突入する前記ロッド２１の上端部にスプリング座２２が固定され、該スプリング座２２とチャンバ１７の上壁下面に設けられたスプリング座２２との間に、ロッド２１及びアーマチャ１０を介して、吸・排気弁Ｖを閉弁方向に付勢する閉弁用スプリング１３が圧縮状態で配設されている。
【００１５】
前記ハウジング９の端壁１５には、吸・排気弁Ｖのステム２と同軸に円筒状のガイド部２０が一体に設けられており、該ガイド部２０を移動自在に貫通する前記ロッド２１の下端面が、吸・排気弁Ｖのステム２に上端面に当接される。
一方、シリンダヘッド３の凹部６内で、該凹部６の底部および前記リテーナ８間にはステム２を囲むコイル状の閉弁用スプリング１４が圧縮状態で配設されている。前記アーマチャ１０は、ハウジング９内でロッド２１の中間部に連結され、前記のように、該ロッド２１を介して、吸・排気弁Ｖに連係される。なお、アーマチャ１０とハウジング９内壁面との間には最も狭い箇所で１ｍｍ程度の隙間がある。また、アーマチャ１０が上下に移動する際に発生する回転は、長方形形状によって回り止めされる。
【００１６】
閉弁用電磁石１１は、アーマチャ１０側に開放した環状の溝２４を有してロッド２１を同軸に囲むリング状の固定コア２５と、合成樹脂から成るモールド部（図示せず）で被覆されて前記溝２４内に嵌入されたリング状の電磁コイル２６とからなる。また開弁用電磁石１２は、アーマチャ１０側に開放した環状の溝２８を有してロッド２１を同軸に囲むリング状の固定コア２９と、合成樹脂からなるモールド部（図示せず）で被覆されて前記溝２８内に嵌入されたリング状の電磁コイル３０とからなる。
【００１７】
前記凹部６内には、オイル供給手段として、オイル通路を伴ったオイルジェットＪが設けられており、該オイルジェットＪにより噴射されたオイルＯは、オイルミストとなり、各機構部の潤滑作用をする一方、ロッド２１の摺動部等を経由して閉弁用電磁石１１および開弁用電磁石１２とアーマチャ１０との対向面にも進入する。なお、オイルジェットＪは、チャンバ１７内等上方から供給するように配設してもよく、また、チャンバ１７内から外部に通じるオイル排出路４４を配設してもよい。
【００１８】
上記のようなオイル供給手段を備えた電磁駆動装置において、本発明に係る構成として図２に示すように、アーマチャ１０に、その移動方向に複数のオイル孔７０を設ける。また、アーマチャ１０の下面を上面に吸着する開弁用電磁石１２の上面にオイル溜まり用の凹部８０を設けると共にアーマチャ１０に該凹部８０と嵌合自由な凸部８１を設け、該凸部８１にオイル孔７０を形成したものである。
これにより、アーマチャ１０が開弁用電磁石１２及び閉弁用電磁石１１に吸着されるとき、これら電磁石１２、１１の吸着面の付着していたオイルＯをオイル孔７０に逃がすことによって，吸着の際にオイルＯの粘弾性効果によって緩衝作用が働き、同時に、エアギャップを十分小さくすることができる。その結果、アーマチャ１０の衝突音を安定して低減できると共に、開弁用電磁石１２の吸引力を常に安定させ、消費電力を節約することができ、電磁石ひいては装置を小型化できる。また、安定した量のオイルＯを凹部８０に溜めることができ、緩衝効果をより高めることができる。
【００１９】
また、オイル孔７０の形状を円筒形にし、その径をある程度以上大きくすると、オイルＯによる壁流抵抗を最小限に抑え、同時にオイル孔７０にオイルＯが詰まるのを防止することができる。
さらに、アーマチャ１０の上下移動における空気抵抗およびオイルミスト抵抗を低減させることによっても消費電力を節約できる。
【００２１】
図３は、第２の実施の形態を示し、アーマチャ１０と、閉弁用電磁石１１及び開弁用電磁石１２の吸着面相互を、嵌合可能な波形に形成し、閉弁用電磁石１２上面の波形の凹部をオイル溜溝４８とし、アーマチャ１０の波形の下向きに凸部な部分にオイル孔７０を形成したことにより、衝突の際に、前記オイル溜溝４８に溜まったオイルＯを、オイル孔７０から逃がすので、前記第１の実施の形態と同様な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内燃機関の電磁動弁装置の縦断面図。
【図２】図１のアーマチャ、開弁用電磁石及び閉弁用電磁石部分の拡大縦断面図で、特に、開弁用電磁石の上面にオイル溜まり用の凹部を設けた縦断面図。
【図３】図１のアーマチャ、開弁用電磁石及び閉弁用電磁石部分の拡大縦断面図で、特に、電磁石の吸着面相互を嵌合可能な波形に形成した縦断面図。
【図４】従来の内燃機関の電磁動弁装置の縦断面図で、特にアーマチャ、開弁用電磁石及び閉弁用電磁石部分の拡大縦断面図。
【図５】吸引力特性線図
【符号の説明】
１０     アーマチャ
１１     閉弁用電磁石
１２     開弁用電磁石
１３     閉弁用スプリング
１４     開弁用スプリング
４８     オイル溜溝
７０     オイル孔
８０     凹部
Ｖ     吸・排気弁
Ｊ     オイルジェット
Ｏ     オイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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