(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｖ字状の開き角度をもってシリンダヘッドに配設した吸，排気弁の各弁軸にプランジャを連設し、該プランジャの上下面に対向して上下２つの電磁コイルを配設すると共に、各弁軸を閉弁側および開弁側へ付勢する上下２つのコイルスプリングを配設して、これら電磁コイルとコイルスプリングとの協働により吸，排気弁を電磁的に開閉するようにした車両用エンジンの動弁装置において、前記排気弁側の全てのコイルスプリングおよび全ての電磁コイルに対して、吸気弁側の全てのコイルスプリングをそのばね力を低くしてばね高さを小さくすると共に、全ての電磁コイルをそのコイル巻数を少くして電磁力を低めてコイル外径およびコイル高さを小さくしたことを特徴とする車両用エンジンの動弁装置。
【請求項２】
吸気弁配置側を車両前方におよび排気弁配置側を車両後方に向けて、エンジンを横置きに搭載したことを特徴とする請求項１に記載の車両用エンジンの動弁装置。
【請求項３】
吸気弁配置側を車両後方におよび排気弁配置側を車両前方に向けて、エンジンを前傾状態で横置きに搭載したことを特徴とする請求項１に記載の車両用エンジンの動弁装置。
【請求項４】
エンジンを排気弁配置側に傾けて縦置きに搭載したことを特徴とする請求項１に記載の車両用エンジンの動弁装置。
【請求項５】
エンジンがＶ字形に構成され、各シリンダヘッドの吸気弁側の動弁装置がエンジンのＶ字形の内側に、排気弁側の動弁装置がＶ字形の外側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用エンジンの動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用エンジンの動弁装置、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、例えば特開昭６１−２４７８０７号公報，特開平７−３２４６０９号公報，特開平９−２５６８２５号公報等に示されているように、吸，排気弁の各弁軸にプランジャを連設し、該プランジャの上下面に対向して上下２つの電磁コイルを配設すると共に、各弁軸を閉弁側および開弁側へ付勢する上下２つのコイルスプリングを配設して、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】
排気弁はその開閉時に燃焼室内の燃焼残圧の影響を受けるため、該排気弁側の動弁装置のコイルスプリングのばね力を大きく設定すると共に、このコイルスプリングのばね力の大きさに応じて電磁コイルもそのコイル巻数を大きく、つまり、大型化して大きな電磁力が得られるように設定する必要がある。
【０００４】
ところで、前記従来の動弁装置は何れも、吸気弁側と排気弁側とを同一のコイルスプリング，電磁コイル構造として、吸気弁側の動弁装置を排気弁側の動弁装置と同一規格の大きさとしてあるため、シリンダヘッドが高さ方向，幅方向に大型化してレイアウト上不利となってしまうのみならず、吸気弁側にも大型の電磁コイルを用いるため消費電力が大きくなってしまう不具合がある。
【０００５】
そこで、本発明は吸気弁側の動弁装置を可及的に小型に構成できてシリンダヘッド周りをコンパクトに構成できると共に、消費電力を節減することができる車両用エンジンの動弁装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明にあっては、Ｖ字状の開き角度をもってシリンダヘッドに配設した吸，排気弁の各弁軸にプランジャを連設し、該プランジャの上下面に対向して上下２つの電磁コイルを配設すると共に、各弁軸を閉弁側および開弁側へ付勢する上下２つのコイルスプリングを配設して、これら電磁コイルとコイルスプリングとの協働により吸，排気弁を電磁的に開閉するようにした車両用エンジンの動弁装置において、前記排気弁側の全てのコイルスプリングおよび全ての電磁コイルに対して、吸気弁側の全てのコイルスプリングをそのばね力を低くしてばね高さを小さくすると共に、全ての電磁コイルをそのコイル巻数を少くして電磁力を低めてコイル外径およびコイル高さを小さく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に記載の動弁装置を備えたエンジンを、吸気弁配置側を車両前方におよび排気弁配置側を車両後方に向けて横置きに搭載し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に記載の動弁装置を備えたエンジンを、吸気弁配置側を車両後方におよび排気弁配置側を車両前方に向けて前傾状態で横置きに搭載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、請求項１に記載の動弁装置を備えたエンジンを排気弁配置側に傾けて縦置きに搭載したことを特徴としている。
【００１０】
請求項５の発明にあっては、請求項１に記載の動弁装置を備えたエンジンがＶ字形に構成され、各シリンダヘッドの吸気弁側の動弁装置がエンジンのＶ字形の内側に、排気弁側の動弁装置がＶ字形の外側に配置されていることを特徴としている。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、吸気弁側の動弁装置は排気弁側の動弁装置よりも全てのコイルスプリングのばね高さを小さくすると共に、全ての電磁コイルのコイル外径およびコイル高さを小さくして該吸気弁側の動弁装置を小型化してあるため、シリンダヘッド周りをコンパクトに構成できてエンジン搭載レイアウトの自由度を拡大することができる。
【００１２】
また、吸気弁側の電磁コイルをコイルスプリングのばね力に合わせて小型化して電磁力を低めてあるためその分消費電力を節減することができる。
【００１３】
一方、このように吸気弁側の動弁装置のコイルスプリングのばね力を低めてあっても、吸気弁は排気弁とは異なり、その開弁時に燃焼室内の燃焼残圧を受けることはなく、ほぼ吸気圧を受ける程度であるから開弁特性が悪化するようなことはない。
【００１４】
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、横置き搭載エンジンに適用した場合に、動弁装置が小型の吸気弁配置側を車両前方に向けて搭載してあるため、エンジンフードのスラントノーズ化に対応できて車体フロント部分の造形の自由度を拡大することができる。
【００１５】
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、横置き搭載エンジンに適用した場合に、小型の動弁装置が付設された吸気弁配置側を車両後方に向けて搭載してあるため、吸気マニホルドをストレート化することが可能となり、吸気系のレイアウトを容易に行えると共に、吸気抵抗を減少して出力の向上を図ることができる。
【００１６】
一方、比較的大型の動弁装置が付設された排気弁配置側が車両前方に向いているが、エンジンは前傾状態で搭載してあるからエンジンフードのスラントノーズ化に支障を来すことはなく、車体フロント部分の造形の自由度を拡大することができる。
【００１７】
また、このようにエンジンを前傾状態に搭載してあることによって、エンジン前側の排気マニホルドの地上高が低められてフロア下配置の排気浄化装置までの排気系の長さを短縮することができるから、排気浄化装置の昇温特性を高めて排気浄化性能を向上することができる。
【００１８】
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、縦置き搭載エンジンに適用した場合に、エンジンを排気弁配置側に傾けて搭載してあるから、シリンダヘッドの地上高を低めることができてエンジンフードを始めとして車体フロント部分の造形の自由度を拡大することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、Ｖ型エンジンに適用した場合に、吸気弁側の小型の動弁装置がエンジンのＶ字形の内側に配置されているため、吸気系のレイアウトが容易になることは勿論、シリンダヘッドの地上高を低めることができてエンジンフードを始めとして車体フロント部分の造形の自由度を拡大することができる。
【００２０】
【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。
【００２１】
図１は本発明を横置き搭載エンジンに適用した場合を示しており、１はシリンダヘッド、２は吸気ポート、３は吸気ポート２を開閉する吸気弁、４は排気ポート、５は排気ポート４を開閉する排気弁をそれぞれ示し、この実施形態ではエンジンを吸気弁配置側が車両前方におよび排気弁配置側が車両後方に向くように搭載してある。
【００２２】
１０は吸気弁３を電磁的に開閉する吸気弁側の動弁装置で、吸気弁３の弁軸３ａにその上端に嵌装したコンタクト３ｂと、該コンタクト３ｂに当接するプランジャガイド１２とを介して連設したプランジャ１１と、プランジャ１１の上下面に対向して配設した上下２つの電磁コイル１３，１４と、弁軸３ａを閉弁側に付勢するコイルスプリング１５および該弁軸３ａを開弁側に付勢するコイルスプリング１６とを備えている。
【００２３】
この動弁装置１０はプランジャ１１を下側の電磁コイル１４で吸着することにより吸気弁３を開弁し、プランジャ１１を上側の電磁コイル１３で吸着することにより吸気弁３を閉弁し、そして、上下２つのコイルスプリング１５，１６は吸気弁３の開，閉弁位置を保持するもので、従って、上，下の電磁コイル１３と１４、また、上，下のコイルスプリング１５と１６は、それぞれ同一規格のものが用いられる。
【００２４】
２０は排気弁５を電磁的に開閉する排気弁側の動弁装置で、排気弁５の弁軸５ａにその上端に嵌装したコンタクト５ｂと、該コンタクト５ｂに当接するプランジャガイド２２とを介して連設したプランジャ２１と、プランジャ２１の上下面に対向して配設した上下２つの電磁コイル２３，２４と、弁軸５ａを閉弁側に付勢するコイルスプリング２５および該弁軸５ａを開弁側に付勢するコイルスプリング２６とを備えている。
【００２５】
この動弁装置２０はプランジャ２１を下側の電磁コイル２４で吸着することにより排気弁５を開弁し、プランジャ２１を上側の電磁コイル２３で吸着することにより排気弁５を閉弁し、そして、上下２つのコイルスプリング２５，２６は排気弁５の開，閉弁位置を保持するもので、従って、上，下の電磁コイル２３と２４、また、上，下のコイルスプリング２５と２６は、それぞれ同一規格のものが用いられる。
【００２６】
図５は吸，排気弁３，５の開弁時期と筒内圧力との関係を示すグラフで、ＥＶＯは排気弁５の開弁時期を、ＩＶＯは吸気弁３の開弁時期を示している。
【００２７】
このグラフからも明らかなように、排気弁５はその開弁時に燃焼室内の燃焼残圧ＰE を受ける。
【００２８】
従って、排気弁側動弁装置２０のコイルスプリング２５，２６は、排気弁５の適切な開閉を行わせるように前記燃焼残圧ＰE と、弁軸５ａ，プランジャガイド２２の各摺動部分等の摩擦力とに打ち勝つ力以上の大きなばね力に設定すると共に、電磁コイル２３，２４はこれらコイルスプリング２５，２６のばね力の大きさに応じた電磁力が得られるようにコイル巻数を大きくして比較的大型に構成している。
【００２９】
一方、吸気弁３は燃焼室内の燃焼残圧が消失してほぼ吸気圧ＰI となった時期に開弁するため、該吸気弁３は弁軸３ａ，プランジャガイド１２の各摺動部分等の摩擦力以上のばね力で開弁可能である。
【００３０】
そこで、吸気弁側動弁装置１０のコイルスプリング１５，１６は、弁軸３ａ，プランジャガイド１２の各摺動部分等の摩擦力に打ち勝てる程度に前記排気弁側のコイルスプリング２５，２６よりもばね力を低くしてばね高さを小さくすると共に、電磁コイル１３，１４をこれらコイルスプリング１５，１６のばね力の大きさに応じた電磁力が得られるように、コイル巻数を少くして電磁力を低めてコイル外径およびコイル高さを小さくし、吸気弁側動弁装置１０の全高および外径を排気弁側動弁装置２０よりも小さくしてある。
【００３１】
以上の実施形態の構造によれば、吸気弁側の動弁装置１０は排気弁側の動弁装置２０よりもコイルスプリング１５，１６のばね高さを小さくすると共に、電磁コイル１３，１４のコイル外径およびコイル高さを小さくして該吸気弁側の動弁装置１０を小型化してあるため、シリンダヘッド１周りをコンパクトに構成できてエンジン搭載レイアウトの自由度を拡大することができる。
【００３２】
また、吸気弁側の電磁コイル１３，１４をコイルスプリング１５，１６のばね力に合わせて小型化して電磁力を低めてあるため、バッテリの消費電力を節減することもできる。
【００３３】
ここで、本実施形態のように横置き搭載エンジンに適用した場合に、動弁装置１０が小型の吸気弁配置側を車両前方に向けて搭載してあるため、該吸気弁側の動弁装置１０の頂部で表示されるシリンダヘッド前側の地上高を低められ、従って、エンジンフード３０のスラントノーズ化に対応できて車体フロント部分の造形の自由度を拡大することができる。
【００３４】
図２は前述の動弁装置１０，２０を備えたエンジンを横置き搭載する場合の異なる実施形態を示すもので、この第２実施形態では前記第１実施形態とは逆に、吸気弁配置側を車両後方におよび排気弁配置側を車両前方に向けて横置き搭載する場合に、エンジンを角度θ1 だけ前側に傾けて前傾状態で横置きに搭載してある。
【００３５】
この第２実施形態のように小型の動弁装置１０が付設された吸気弁配置側を車両後方に向けて横置き搭載することにより、図外の吸気マニホルドをストレート化することが可能となって、吸気系のレイアウトを容易に行えると共に、吸気抵抗を減少して出力の向上を図ることができる。
【００３６】
一方、比較的大型の動弁装置２０が付設された排気弁配置側が車両前方に向いているが、エンジンは角度θ1 で前傾しているからエンジンフード３０のスラントノーズ化に支障を来すことはない。
【００３７】
また、このようにエンジンを前傾状態で搭載することによって、エンジン前側の排気マニホルドの地上高が低められてフロア下配置の排気浄化装置（排気マニホルド，排気浄化装置は何れも図示省略）までの排気系の長さを短縮することができるから、排気浄化装置の昇温特性を高めて排気浄化性能を向上することができる。
【００３８】
図３は前述の動弁装置１０，２０を備えたエンジンを縦置き搭載した実施形態を示し、この場合、吸気弁側の小型の動弁装置１０と、排気弁側の比較的大型の動弁装置２０とが略同じ地上高Ｈ1 となるようにエンジンを角度θ2 だけ排気弁配置側に傾けて縦置きに搭載してある。
【００３９】
従って、この実施形態のようにエンジンを縦置きに搭載する場合でも、排気弁配置側に角度θ2 で傾けて搭載することによって、シリンダヘッド１の地上高Ｈ1 を低めることができるから、エンジンフード３０を始めとして車体フロント部分の造形の自由度を拡大することができる。
【００４０】
図４は本発明をシリンダブロック６，６がＶ字形に対設されたＶ型エンジンに適用した実施形態を示し、この実施形態では各シリンダヘッド１，１の吸気弁側の動弁装置１０，１０をエンジンのＶ字形の内側に、排気弁側の動弁装置２０，２０をＶ字形の外側に配置してある。
【００４１】
従って、この実施形態のようにＶ型エンジンに適用した場合に、吸気弁側の小型の動弁装置１０，１０をエンジンのＶ字形の内側に配置してあるため、吸気系をエンジン中心上に集合配置できてレイアウトが容易になることは勿論、シリンダヘッド１の地上高Ｈ2 を低めることができてエンジンフードを始めとして車体フロント部分の造形の自由度を拡大することができる。
【００４２】
なお、このＶ型エンジンの場合、前述とは逆に排気弁側の動弁装置２０をＶ字形の内側に、吸気弁側の動弁装置１０をＶ字形の外側に配置すれば、エンジンの全幅寸法を狭められる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す断面説明図。
【図２】本発明の第２実施形態を示す断面説明図。
【図３】本発明の第３実施形態を示す断面説明図。
【図４】本発明の第４実施形態を示す断面説明図。
【図５】吸，排気弁の開弁時期と筒内圧力との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１  シリンダヘッド
３  吸気弁
３ａ，５ａ  弁軸
５  排気弁
１０  吸気弁側の動弁装置
１１  吸気弁側のプランジャ
１３，１４  吸気弁側の電磁コイル
１５，１６  吸気弁側のコイルスプリング
２０  排気弁側の動弁装置
２１  排気弁側のプランジャ
２３，２４  排気弁側の電磁コイル
２５，２６  排気弁側のコイルスプリング
【図１】
0003907835.tif 000002
【図２】
0003907835.tif 000003
【図３】
0003907835.tif 000004
【図４】
0003907835.tif 000005
【図５】
0003907835.tif 000006