(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸，排気弁の各弁軸と、該弁軸と別体成形されて該弁軸の上端に当接配置されたアーマチュア軸と、該アーマチュア軸の上端側が貫通して連接されたアーマチュアと、該アーマチュアを挟んで上下方向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、前記アーマチュア軸の上端側の端末部に軸径よりも大径でかつ単一の頭部を一体形成し、該アーマチュア軸の上端末部を前記アーマチュアに該アーマチュアの上面側から貫通し、該頭部をアーマチュアに抜け止め係合して接合固定したことを特徴とする内燃機関の動弁装置。
【請求項２】
アーマチュアに設けられて弁軸の上端側を挿通する貫通孔の上面側に凹部を備え、該凹部に弁軸の上端側の頭部を嵌合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３】
アーマチュアに設けられて弁軸の上端側を挿通する貫通孔の周側面、および弁軸の上端側の頭部の周側面を上向きに末広がりのテーパー状に形成して、該頭部の周側面を貫通孔の周側面に係合して、これら周側面を接合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】
アーマチュアに設けられて弁軸の上端側を挿通する貫通孔をストレート孔に形成し、弁軸上端側の頭部をアーマチュアの上面に抜け止め係合して、その係合面部分を溶接固定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。
【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】
車両用エンジンの動弁装置として、例えば特開平８−２３２６２１号公報に示されているように、吸，排気弁の弁軸と一体的なプランジャホルダが貫通して該プランジャホルダに接合固定したアーマチュアを、該アーマチュアを挟んで上下方向に対向配置した開弁側の電磁石および閉弁側の電磁石と、前記弁軸を開弁側に付勢するばね部材および閉弁側に付勢するばね部材との協働により作動させて、これら吸，排気弁を電磁的に開閉す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】
前記従来の動弁装置にあっては、弁軸と一体的なプランジャホルダをアーマチュアに貫通させて該貫通部分を接合して、これらプランジャホルダとアーマチュアとを固定した構造であるため、前記接合部が剥離した場合にアーマチュアと弁軸との間に滑りが生じて弁体の開閉動作を行えなくなってしまい、該弁体のリフト異常が発覚しても弁体を閉弁させて停止することができなくなってしまう可能性がある。
【０００４】
そこで、本発明はアーマチュアと弁軸との連設部分の接合が剥離した場合でも、弁体を確実に閉弁位置へ作動させることができて弁リフト異常時の弁停止制御を行わせ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，排気弁の各弁軸と、該弁軸と別体成形されて該弁軸の上端に当接配置されたアーマチュア軸と、該アーマチュア軸の上端側が貫通して連接されたアーマチュアと、該アーマチュアを挟んで上下方向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、前記アーマチュア軸の上端側の端末部に軸径よりも大径でかつ単一の頭部を一体形成し、該アーマチュア軸の上端末部を前記アーマチュアに該アーマチュアの上面側から貫通し、該頭部をアーマチュアに抜け止め係合して接合固定したことを特徴としている。
【０００６】
請求項２の発明にあっては、請求項１に記載のアーマチュアに設けられて弁軸の上端側を挿通する貫通孔はその上面側に凹部を備え、該凹部に弁軸の上端側の頭部を嵌合したことを特徴としている。
【０００７】
請求項３の発明にあっては、請求項１に記載のアーマチュアに設けられて弁軸の上端側を挿通する貫通孔の周側面、および弁軸の上端側の頭部の周側面を上向きに末広がりのテーパー状に形成して、該頭部の周側面を貫通孔の周側面に係合して、これら周側面を接合したことを特徴としている。
【０００８】
請求項４の発明にあっては、請求項１に記載のアーマチュアに設けられて弁軸の上端側を挿通する貫通孔をストレート孔に形成し、弁軸上端側の頭部をアーマチュアの上面に抜け止め係合して、その係合面部分を溶接固定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、弁軸の上端側と該弁軸上端側が貫通したアーマチュアとの貫通部分の接合が万一剥離した場合でも、弁軸の上端側の端末部に形成した頭部がアーマチュアに対して抜け止め係合しているため弁軸とアーマチュアとの閉弁動作方向の有機的結合が維持され、従って、アーマチュアを閉弁側の電磁石に吸着させて弁体を確実に閉弁させることができる。
【００１１】
この結果、前記接合の剥離によって弁リフトの異常が発覚した際には、当該気筒の全弁を閉弁させた状態で弁停止の制御を行わせることができて、筒内流動ガスの吸気系への噴き戻し、および筒内流動ガスの排出とを未然に防止することができる。
また、弁軸の上端側を該弁軸およびアーマチュアと別体成形したアーマチュア軸で構成してあるため、該アーマチュア軸をアーマチュアと材質を異ならせて軽量金属材料で形成して、吸，排気弁の慣性重量の軽減化を図ることができる。
【００１２】
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、弁軸の上端側に形成した頭部をアーマチュアの貫通孔の上面側に設けた凹部に嵌合してあるため、該頭部の上面とアーマチュアの上面とをほぼ面一に整合させてアーマチュア上面側への頭部の突出をなくすことができ、従って、動弁装置の上下方向寸法が増大して大型化するのを回避できると共に、閉弁側電磁石のアーマチュア吸着作用に些かも支障を来すことはない。
【００１３】
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、弁軸の上端側の端末部に形成した頭部の周側面と、該頭部が嵌合するアーマチュアの貫通孔の周側面とをテーパー状に形成して、これら周側面同志を係合して接合してあるため接合面積を可及的に増大できて接合強度を高めることができる。
【００１４】
また、弁軸上端側の頭部の上面とアーマチュアの上面とをほぼ面一に整合させてアーマチュア上面側への頭部の突出をなくすことができ、従って、動弁装置の上下方向寸法が増大して大型化するのを回避できると共に、閉弁側電磁石のアーマチュア吸着作用に些かも支障を来すことはない。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、アーマチュアの弁軸上端側を挿通する貫通孔をストレート孔に形成し、該弁軸上端側の頭部をアーマチュアの上面に抜け止め係合して、その係合面部分を溶接固定してあるため、アーマチュアの貫通孔形成が容易であり、かつ、弁軸上端側の頭部がアーマチュアの上面に露出配置されるからその接合を容易に行うことができ、従って、コスト的に有利に得ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の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の動弁装置を示している。
【００１９】
動弁装置２は前記弁体１の弁軸１ａの上端側が貫通して連設されたアーマチュア４と、該アーマチュア４を挟んで上下方向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】
開弁側のコイルスプリング７はハウジング３の上側部に配置し、該ハウジング３の上壁に固設した固定側スプリングシート９とコイルスプリング７を支持してそのばね力を弁軸１ａに伝える可動側スプリングシート１０との間に弾装してある。
【００２２】
閉弁側コイルスプリング８はシリンダヘッド１１に設けた凹部１１ａ内に配置し、該凹部１１ａの底面に固設した固定側スプリングシート１２と弁軸１ａに固設されてコイルスプリング８を支持し、そのばね力を弁軸１ａに伝える可動側スプリングシート１３との間に弾装してある。
【００２３】
開弁側コイルスプリング７の可動側スプリングシート１０の下面中央にはばね軸１０ａを一体に設け、該ばね軸１０ａの下端をアーマチュア４の上面中央部に当接してある。
【００２４】
弁軸１ａの上端側は該弁軸１ａおよびアーマチュア４と別体成形したアーマチュア軸４ａで構成し、該アーマチュア軸４ａの上端末部を後述するようにアーマチュア４に貫通して接合固定し、該アーマチュア軸４ａの下端を弁軸１ａの上端に嵌挿したコンタクト４ｂに当接してある。
【００２５】
このようにアーマチュア４とアーマチュア軸４ａとを別体にすることで、アーマチュア軸４ａをアーマチュア４と材質を異ならせてチタン等の軽量金属材料で形成し、弁体１の慣性重量の軽減化を図っている。
【００２６】
また、アーマチュア軸４ａを弁軸１ａおよびばね軸１０ａと分割することによって、コイルスプリング７，８の捩り力によるアーマチュア４の回転方向への位置ずれ防止を図っている。
【００２７】
ここで、前記アーマチュア軸４ａの上端末部には図２にも示すように軸径よりも大径の頭部１４を形成し、この頭部１４をアーマチュア４に抜け止め係合して該アーマチュア４に溶接固定してある。
【００２８】
この実施形態ではアーマチュア４の中心部にアーマチュア軸４ａを挿通するためにストレート孔として設けた貫通孔１５の上面側に、前記頭部１４の厚み相当の深さの凹部１６を形成して該凹部１６に頭部１４を嵌合し、凹部１６の周側面と頭部１４の周側面とをレーザー溶接により接合固定してある。
【００２９】
図１中、１７はバルブシートを示す。
【００３０】
以上のようにこの実施形態の構造によれば、弁軸１ａの上端側のアーマチュア軸４ａの上端末部に形成した頭部１４がアーマチュア４の貫通孔１５の上面側に設けた凹部１６に嵌合して抜け止めされて接合固定してあるため、万一、該頭部１４の周側面と凹部１６の周側面との接合が剥離した場合でもアーマチュア軸４ａとアーマチュア４との閉弁作動方向の有機的結合が維持されるから、アーマチュア４を閉弁側電磁石６に吸着させて弁体１を確実に閉弁させることができる。この結果、前記頭部１４と凹部１６の周側面相互の接合の剥離によって弁リフトの異常が発覚した際には、当該気筒の全弁を閉弁させた状態で弁停止の制御を行わせることができ、筒内流動ガスの吸気系への噴き戻し、および筒内流動ガスの排出とを未然に防止することができる。
【００３１】
また、前述のように頭部１４は凹部１６に嵌合して該頭部１４の上面とアーマチュア４の上面とをほぼ面一に整合させてアーマチュア４の上面側への頭部１４の突出をなくすことができるから、動弁装置２の上下方向寸法が増大して大型化するのを回避できると共に、閉弁側電磁石６によるアーマチュア４の吸着作用に些かも支障を来すことはない。
【００３２】
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アーマチュア４ａの頭部１４Ａの周側面と、該頭部１４Ａが嵌合するアーマチュア４の貫通孔１５の周側面とを上向きに末広がりのテーパー状に形成して、これら周側面同志を係合して前述と同様にレーザー溶接により接合固定してある。
【００３３】
従って、この実施形態の構造によれば前記第１実施形態と同様の効果が得られる他、頭部１４Ａの周側面および貫通孔１５の周側面を前記テーパー状に形成してあることにより、これら周側面同志の接合面積を可及的に増大できて接合強度を高めることができる。
【００３４】
前記各実施形態では何れもアーマチュア軸４ａの頭部１４，１４Ａをアーマチュア４の凹部１６又は貫通孔１５に嵌合するように構成しているが、図４に示すように貫通孔１５をストレート孔に形成し、この貫通孔１５にアーマチュア軸４ａを挿通して頭部１４をアーマチュア４の上面に抜け止め係合させ、その係合面部分を溶接固定するようにしてもよい。この実施形態によれば貫通孔１５をストレート孔とするため孔加工が容易であり、また、アーマチュア軸４ａの頭部１４がアーマチュア４の上面に露出配置されるからその接合を容易に行うことができて、コスト的に有利に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す略示的断面説明図。
【図２】本発明の第１実施形態の要部を示す断面図。
【図３】本発明の第２実施形態の要部を示す断面図。
【図４】本発明の第３実施形態の要部を示す断面図。
【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
４ａ  アーマチュア軸（弁軸の上端側）
５  開弁側の電磁石
６  閉弁側の電磁石
７  開弁側のばね部材
８  閉弁側のばね部材
１４，１４Ａ  頭部
１５  貫通孔
１６  凹部
【図１】
0003572385.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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