(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのポートに設けられたバルブを閉弁方向に付勢する弁ばね装置であって、
該弁ばね装置は、
前記バルブのリテーナ側に配置される第１のコイルばねと、
シリンダヘッド側に配置されかつ前記第１のコイルばねと直列に接続される第２のコイルばねとを具備し、かつ、
前記第２のコイルばねの内径が前記第１のコイルばねの外径よりも大きく、
前記第１のコイルばねの端部を含む軸線方向の一部が前記第２のコイルばねの内側に挿入され、
前記第１のコイルばねの端部と前記第２のコイルばねの端部とが接続部材によって互いに接続され、
前記バルブの軸部が前記第１のコイルばねと第２のコイルばねの内側を挿通し、
前記第１のコイルばねと第２のコイルばねが前記リテーナと前記シリンダヘッドとの間に圧縮した状態で取付けられ、
前記第２のコイルばねが圧縮され予荷重が与えられた状態で第２のコイルばねが所定長さ以上伸びないようにストッパによって拘束され、前記バルブのリフト量が小さいうちは前記第１のコイルばねのみが圧縮されて撓み、前記バルブのリフト量が所定値を越えて前記第１のコイルばねの少なくとも一部の素線どうしが互いに密着するまで荷重が増大すると、前記第２のコイルばねが前記ストッパから離れて前記所定長さ以下に圧縮される荷重−撓み特性を有したことを特徴とする弁ばね装置。
【請求項２】
エンジンのポートに設けられたバルブを閉弁方向に付勢する弁ばね装置であって、
該弁ばね装置は、
前記バルブのリテーナ側に配置される第１のコイルばねと、
シリンダヘッド側に配置されかつ前記第１のコイルばねと直列に接続される第２のコイルばねとを具備し、かつ、
前記第１のコイルばねの内径が前記第２のコイルばねの外径よりも大きく、
前記第２のコイルばねの端部を含む軸線方向の一部が前記第１のコイルばねの内側に挿入され、
前記第１のコイルばねの端部と前記第２のコイルばねの端部とが接続部材によって互いに接続され、
前記バルブの軸部が前記第１のコイルばねと第２のコイルばねの内側を挿通し、
前記第１のコイルばねと第２のコイルばねが前記リテーナと前記シリンダヘッドとの間に圧縮した状態で取付けられ、
前記第２のコイルばねが圧縮され予荷重が与えられた状態で第２のコイルばねが所定長さ以上伸びないようにストッパによって拘束され、前記バルブのリフト量が小さいうちは前記第１のコイルばねのみが圧縮されて撓み、前記バルブのリフト量が所定値を越えて前記第１のコイルばねの少なくとも一部の素線どうしが互いに密着するまで荷重が増大すると、前記第２のコイルばねが前記ストッパから離れて前記所定長さ以下に圧縮される荷重−撓み特性を有したことを特徴とする弁ばね装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載した弁ばね装置と、
エンジンのシリンダヘッドに形成されたポートを開閉する弁体と軸部およびリテーナを有するバルブと、
回転するカムによって前記バルブの前記軸部を前記弁体の開弁方向に駆動する駆動機構と、
を具備したことを特徴とするエンジンの動弁機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車等のエンジンに設けられる弁ばね装置と、該弁ばね装置を用いた動弁機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関（以下、単にエンジンと称する）の動弁機構は、シリンダヘッドに形成されたポートを開閉する吸気用あるいは排気用のバルブと、これらのバルブを閉弁方向に付勢するための弁ばねと、前記バルブを開弁方向に駆動するカムを備えた駆動機構などによって構成されている。弁ばねの取付け荷重および最大荷重は、エンジンの高回転時にバルブがジャンプ(jump)やバウンス(bounce)を起こさないように適切な値に設定されている。ジャンプは、カムによって高速で開閉されるバルブが、最大リフト付近において所定の開弁位置よりも跳ね上がる現象である。バウンスは、カムの回転に伴ってバルブが閉じたときにバルブが弁座から反発し、全閉状態を維持できなくなる現象である。
【０００３】
エンジンの高回転時に弁ばねが高速で駆動されると、弁ばねがサージングを起こすことが知られている。サージングが起きると、弁ばねの荷重が変動する。特に、サージングによって弁ばねが自ら圧縮する方向に撓むことによる荷重の低下が、ジャンプやバウンスの原因となる。このため弁ばねの最大荷重はサージングを考慮して高めに設定されている。しかし弁ばねの荷重が高くなればなるほど、動弁系のフリクションロスが大きくなり、エンジンの燃費を悪化させる原因となるため、弁ばねの荷重を小さくすることが望まれている。
【０００４】
一方、サージングが増大することを防ぐために、不等２段ピッチの弁ばねが提案されている。不等２段ピッチの弁ばねは、素線の巻き部間のピッチが小さい密巻き部分と、ピッチが大きい粗巻き部分とを有し、サージングが発生したときに密巻き部分が接触と離反を繰り返すことにより、サージングをある程度抑制することができる。
【０００５】
しかし前記不等２段ピッチの弁ばねは、サージングが増大したときに共振振動数によっては前記密巻き部分と粗巻き部分の双方が振動し、荷重が低下することにより、ジャンプやバウンスを抑制できないことがある。しかも不等２段ピッチの弁ばねは、サージングの捻り波が粗巻き部分から密巻き部分に伝播するため、特に大きなサージングに対してサージング抑制効果が小さいという問題があった。
【０００６】
サージングを防止するために、下記特許文献１に記載されている弁ばね装置では、圧縮コイルばねからなる弁ばねと、弾性変形可能なワッシャとを直列に配置し、弁ばねに生じるサージ波を前記ワッシャによって弾性的に吸収するように構成されている。
【特許文献１】特開２０００−２４０７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記特許文献１の弁ばね装置は、２種類のばね（圧縮コイルばねと、弾性変形可能なワッシャ）が直列に配置されるため、弁ばね装置の軸線方向の長さ（セット高さ）が大きくなる。このためエンジンの高回転時等に大きな慣性力が発生し、種々の問題を生じるだけでなく、動弁機構が大きくなるためエンジン上部が大きくなるという問題がある。
【０００８】
従って本発明の目的は、サージングを抑制でき、しかも軸線方向の寸法を小さくすることができる弁ばね装置と、それを用いたエンジンの動弁機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、エンジンのポートに設けられたバルブを閉弁方向に付勢する弁ばね装置であって、該弁ばね装置は、前記バルブのリテーナ側に配置される第１のコイルばねと、シリンダヘッド側に配置されかつ前記第１のコイルばねと直列に接続される第２のコイルばねとを具備している。第１の発明では、前記第２のコイルばねの内径が前記第１のコイルばねの外径よりも大きく、前記第１のコイルばねの端部を含む軸線方向の一部が前記第２のコイルばねの内側に挿入されている。第２の発明では、前記第１のコイルばねの内径が前記第２のコイルばねの外径よりも大きく、前記第２のコイルばねの端部を含む軸線方向の一部が前記第１のコイルばねの内側に挿入されている。いずれの場合も、前記第１のコイルばねの端部と前記第２のコイルばねの端部とが接続部材によって互いに接続されている。また、前記バルブの軸部が前記第１のコイルばねと第２のコイルばねの内側を挿通し、前記第１のコイルばねと第２のコイルばねが前記リテーナと前記シリンダヘッドとの間に圧縮した状態で取付けられている。第１のコイルばねと第２のコイルばねは、互いに異なるばね特性を有している。
【００１０】
この発明の好ましい形態の弁ばね装置では、前記バルブのリフト量が所定の値を超えたとき、前記第１のコイルばねと第２のコイルばねのいずれか一方の素線の少なくとも一部が密着する。あるいは、前記バルブが閉弁位置にあるときに前記第１のコイルばねと前記第２のコイルばねのいずれか一方の素線の少なくとも一部が密着するように構成されていてもよい。
【００１１】
また、前記第２のコイルばねが圧縮され予荷重が与えられた状態で該コイルばねが所定長さ以上伸びないようにストッパによって拘束され、バルブのリフト量が小さいうちは前記第１のコイルばねのみが圧縮されて撓み、バルブのリフト量が所定値を越えたときに前記第２のコイルばねが前記所定長さ以下に圧縮されて撓むように構成されている。
【００１２】
本発明の動弁機構は、前記弁ばね装置と、エンジンのシリンダヘッドに形成されたポートを開閉する弁体と軸部およびリテーナを有するバルブと、回転するカムによって前記バルブの前記軸部を前記弁体の開弁方向に駆動する駆動機構とを具備している。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、互いにばね特性が異なる第１のコイルばねと第２のコイルばねを直列に組合わせたことによりサージングの発生を抑制することができる。しかも２種類のコイルばねが「入れ子」状に配置されるため、軸線方向の合計長さ（セット高さ）が大きくなることを抑制でき、高速で往復運動する動弁機構の慣性力を小さくすることができる。これら第１のコイルばねと第２のコイルばねは互いに別体であるから、弁ばね装置に要求される耐サージング特性およびセット高さ等に応じて、互いに異なるばね特性を有する第１のコイルばねと第２のコイルばねを適宜に選択して組合わせることにより、所望の弁ばね装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明に係る弁ばね装置の第１の実施形態について、図１を参照して説明する。図１に示されるように、エンジンのシリンダヘッド１０に吸気ポート１１が形成されている。シリンダヘッド１０に吸気用の動弁機構１２が設けられている。吸気用の動弁機構１２は、吸気ポート１１を開閉するバルブ（吸気バルブ）１５と、バルブ１５を閉弁方向に付勢する弁ばね装置１６Ａと、バルブ１５を開弁方向に駆動する駆動機構１７などを含んでいる。
【００１５】
またシリンダヘッド１０に、排気ポート（図示せず）と、排気ポートを開閉するための排気用の動弁機構（図示せず）が設けられている。排気用の動弁機構は吸気用の動弁機構１２とほぼ同様に構成されているため説明を省略し、以下に吸気用の動弁機構１２を代表して説明する。
【００１６】
吸気ポート１１に設けられたバルブ１５は、軸線Ｘを有する軸部２０と、吸気ポート１１を開閉する弁体２１と、軸部２０の端部に取付けられたばね受け部材として機能するリテーナ２２などを備えている。軸部２０は軸線Ｘ方向に延びている。軸部２０は、シリンダヘッド１０に設けられた筒形のバルブガイド２３に挿入され、リテーナ２２と一体に軸線Ｘ方向に往復移動することができる。
【００１７】
駆動機構１７は、カムシャフト３０と、カムシャフト３０に取付けられたカム３１と、伝達部材３２とを含んでいる。伝達部材３２はバルブ１５とカム３１との間に配置されている。カム３１は、エンジンのクランクシャフト（図示せず）の回転に伴って、カムシャフト３０を中心として図１に矢印Ａで示す方向に回転する。
【００１８】
カム３１が矢印Ａ方向に回転すると、バルブ１５の軸部２０が伝達部材３２を介して軸線Ｘ方向に往復運動する。すなわちバルブ１５が矢印Ｂで示す開弁方向と、矢印Ｃで示す閉弁方向に往復移動する。駆動機構１７の他の形態として、カムによって駆動されるロッカアーム（図示せず）を備え、ロッカアームによってバルブ１５を軸線Ｘ方向に押すようにしてもよい。この場合にはロッカアームが伝達部材として機能する
弁ばね装置１６Ａは、シリンダヘッド１０に設けられたばね受け部４０と前記リテーナ２２との間に配置されている。この弁ばね装置１６Ａは、圧縮コイルばねからなる第１のコイルばね４１と、圧縮コイルばねからなる第２のコイルばね４２と、これらコイルばね４１，４２どうしを直列に接続する接続部材４３とを備えている。第１のコイルばね４１と第２のコイルばね４２は、リテーナ２２とばね受け部４０との間に圧縮された状態で配置されている。バルブ１５の軸部２０には、駆動機構１７によって第１のコイルばね４１と第２のコイルばね４２を圧縮する方向の軸荷重Ｐが加わる。軸荷重Ｐは軸線Ｘに沿う荷重である。
【００１９】
第１のコイルばね４１は、ばね鋼からなる素線４１ａを螺旋状に巻回してなり、図１において上側に位置する第１の端部４１ｂと、下側に位置する第２の端部４１ｃとを有している。第１の端部４１ｂの端面はリテーナ２２に当接している。第２のコイルばね４２もばね鋼からなる素線４２ａを螺旋状に巻回してなり、図１において上側に位置する第１の端部４２ｂと、下側に位置する第２の端部４２ｃとを有している。第２の端部４２ｃの端面は、ばね受け部４０に当接している。本実施形態では第１のコイルばね４１の巻き数が第２のコイルばね４２の巻き数よりも多いが、第１のコイルばね４１と第２のコイルばね４２の巻き数が同等であってもよいし、あるいは第２のコイルばね４２の巻き数が第１のコイルばね４１の巻き数より多くてもよい。
【００２０】
第２のコイルばね４２の内径（コイル内径）は、第１のコイルばね４１の外径（コイル外径）よりも大きい。そして第１のコイルばね４１の下部、すなわち第２の端部４１ｃを含む軸線Ｘ方向の一部が、第２のコイルばね４２の内側に挿入されている。つまり第１のコイルばね４１と第２のコイルばね４２とが「入れ子」状に配置され、しかもこれらコイルばね４１，４２が直列に接続されている。
【００２１】
接続部材４３は、内側のばね座４４と、外側のばね座４５と、これらばね座４４，４５間に位置する連結部４６とを有している。連結部４６は軸線Ｘ方向に延びている。内側のばね座４４に、第１のコイルばね４１の第２の端部４１ｃが当接している。外側のばね座４５に、第２のコイルばね４２の第１の端部４２ｂが当接している。この接続部材４３により、第１のコイルばね４１と第２のコイルばね４２の径方向の相対位置が規制されている。
【００２２】
接続部材４３の中心部に貫通孔４７が形成され、この貫通孔４７にバルブ１５の軸部２０とバルブガイド２３が挿通されている。またバルブ１５の軸部２０とバルブガイド２３は、コイルばね４１，４２の内部を軸線Ｘ方向に挿通している。
【００２３】
第１のコイルばね４１の取付け状態での長さはＳ１である。第２のコイルばね４２の取付け状態での長さはＳ２である。本実施形態では、第１のコイルばね４１の一部が第２のコイルばね４２の内側に挿入されているため、弁ばね装置１６Ａの長さＳ３は、第１のコイルばね４１の長さＳ１と第２のコイルばね４２の長さＳ２の和よりも短くなっている。よって２種類のコイルばね４１，４２を備えていながら、弁ばね装置１６Ａのセット高さを低くすることができるとともに、バルブ１５の軸部２０を短くすることが可能となり、高速で往復運動する動弁機構１２の慣性力を低減させることができる。
【００２４】
本実施形態の第２のコイルばね４２の素線４２ａの径は、第１のコイルばね４１の素線４１ａの径と同じである。しかし第２のコイルばね４２の素線４２ａの径が第１のコイルばね４１の素線４１ａの径よりも大きくもよいし、第１のコイルばね４１の素線４１ａの径が第２のコイルばね４２の素線４２ａの径よりも大きくてもよい。要するに弁ばね装置１６Ａの仕様に応じて、各コイルばね４１，４２の素線径と巻き数、コイル径などが選択される。
【００２５】
以下に本実施形態（図１）の弁ばね装置１６Ａを備えた動弁機構１２の作用について説明する。  
エンジンが回転すると、クランクシャフトの回転に連動して駆動機構１７のカム３１が図１に矢印Ａで示す方向に回転する。カム３１が回転することにより、バルブ１５が図１に２点鎖線で示す開弁位置に向かって移動する。
【００２６】
例えば、図１に示す状態からカム３１が矢印Ａ方向に回転すると、第１のカム面３１ａに連なる第２のカム面３１ｂによってバルブ１５の軸部２０が矢印Ｂ方向に押されることにより、バルブ１５が図１に２点鎖線で示す開弁位置に向かってリフトするとともに、第１のコイルばね４１と第２のコイルばね４２が同時に圧縮される。
【００２７】
バルブ１５のリフト量が所定値を越えると、第２のコイルばね４２の素線４２ａの少なくとも一部が密着する。そしてカム３１の頂部３１ｃがバルブ１５を押したときに、コイルばね４１，４２の圧縮量が最大となり、バルブ１５が開弁位置（最大リフト位置）に達する。バルブ１５が最大リフト位置を過ぎると、前記とは逆に第１のコイルばね４１と第２のコイルばね４２が伸び側に撓むことにより、バルブ１５が図１に実線で示す閉弁位置に戻る。
【００２８】
このように本実施形態の弁ばね装置１６Ａは、バルブ１５のリフト量が小さいうちは第１のコイルばね４１と第２のコイルばね４２が圧縮されて撓み、リフト量が増大する途中で第２のコイルばね４２の素線４２ａが密着するように、各コイルばね４１，４２の荷重−撓み特性が設定されている。
【００２９】
エンジンが高回転数で運転されると、第１のコイルばね４１と第２のコイルばね４２が軸線Ｘ方向に高速で振動することにより、サージングを生じる可能性が出てくる。第１のコイルばね４１にサージングが生じると、サージ波が第２のコイルばね４２に伝播し、第２のコイルばね４２が密着と離反を繰り返すことにより、弁ばね装置１６Ａの固有振動数が変化する。このため第１のコイルばね４１のサージングが抑制され、バルブ１５の慣性力が最大となる最大リフト付近での弁ばね装置１６Ａの荷重を安定させることができる。
【００３０】
なお本実施形態の弁ばね装置１６Ａは、バルブ１５がリフトする途中で第２のコイルばね４２の素線４２ａが密着するように構成されているが、これとは逆に、バルブ１５がリフトする途中で第１のコイルばね４１の素線４１ａが密着するように構成されていてもよい。
【００３１】
図２は、本発明の第２の実施形態に係る弁ばね装置１６Ｂを備えた動弁機構１２を示している。この弁ばね装置１６Ｂは、第１の実施形態の弁ばね装置１６Ａと同様に、リテーナ２２側に位置する第１のコイルばね４１と、シリンダヘッド１０側に位置する第２のコイルばね４２とを備えている。第１のコイルばね４１と第２のコイルばね４２は、リテーナ２２とばね受け部４０との間に、圧縮された状態で直列に配置されている。
【００３２】
この実施形態の場合、第２のコイルばね４２の外径（コイル外径）が第１のコイルばね４１の内径（コイル内径）よりも小さい。そして第２のコイルばね４２の端部４２ｂを含む軸線Ｘ方向の一部が、第１のコイルばね４１の内側に挿入されている。それ以外の構成は第１の実施形態の弁ばね装置１６Ａと共通である。
【００３３】
図２に示す閉弁位置からカム３１が矢印Ａ方向に回転し、バルブ１５が開弁位置に向かってリフトする途中で、第２のコイルばね４２の素線４２ａの少なくとも一部が密着する。この実施形態の弁ばね装置１６Ｂは、第１の実施形態の弁ばね装置１６Ａと同様に、ばね特性が異なる２種類のコイルばね４１，４２を直列に配置していることにより、サージングを抑制することができる。しかも弁ばね装置１６Ｂの軸線Ｘ方向の長さＳ３が大きくなることが抑制されている。なお、バルブ１５がリフトする途中で第１のコイルばね４１の素線４１ａが密着するように構成されていてもよい。
【００３４】
図３は、本発明の第３の実施形態に係る弁ばね装置１６Ｃを備えた動弁機構１２を示している。この弁ばね装置１６Ｃは、バルブ１５が閉弁位置にあるときに第２のコイルばね４２の素線４２ａが密着している点で、第１の実施形態（図１）の弁ばね装置１６Ａと相違している。すなわちこの弁ばね装置１６Ｃは、バルブ１５がリフトする前に第２のコイルばね４２の素線４２ａが密着している。それ以外は第１の実施形態の弁ばね装置１６Ａと共通である。
【００３５】
図３に示す閉弁位置からカム３１が矢印Ａ方向に回転し、カム３１によって軸部２０が押されて第１のコイルばね４１が圧縮されると、バルブ１５がリフトする。エンジンが高回転数で運転され、第１のコイルばね４１が軸線Ｘ方向に高速で振動することによってサージ波が生じると、サージ波が第２のコイルばね４２に伝播する。そうすると第２のコイルばね４２が密着と離反を繰り返し、高回転数域で弁ばね装置１６Ｃの固有振動数が変化することにより、サージングが抑制される。この実施形態の弁ばね装置１６Ｃも、ばね特性が互いに異なる２種類のコイルばね４１，４２が直列に配置されている。しかし軸線Ｘ方向の長さＳ３が大きくなることを抑制できる。
【００３６】
図４は、本発明の第４の実施形態に係る弁ばね装置１６Ｄを備えた動弁機構１２を示している。この弁ばね装置１６Ｄにおいて、第１の実施形態の弁ばね装置１６Ａと共通の部位には、第１の実施形態の弁ばね装置１６Ａと共通の符号が付されている。
【００３７】
この弁ばね装置１６Ｄも前記それぞれの実施形態と同様に、リテーナ２２側に位置する第１のコイルばね４１と、シリンダヘッド１０側に位置する第２のコイルばね４２とを備えている。これらコイルばね４１，４２は、リテーナ２２とシリンダヘッド１０との間に圧縮された状態で直列に配置されている。
【００３８】
第２のコイルばね４２の内径は、第１のコイルばね４１の外径よりも大きい。第１のコイルばね４１の端部４１ｃを含む軸線Ｘ方向の一部が、第２のコイルばね４２の内側に挿入され、いわゆる「入れ子」状の組合わせばねが構成されている。第１のコイルばね４１の端部４１ｃと第２のコイルばね４２の端部４２ｂとが、接続部材４３によって直列に接続されている。
【００３９】
第１のコイルばね４１は、リテーナ２２と接続部材４３の内側のばね座４４との間に圧縮した状態で配置されている。第１のコイルばね４１の取付け状態での長さはＳ１である。第１のコイルばね４１の取付け荷重は、第１のコイルばね４１が駆動機構１７によって押されていない長さＳ１の状態のもとで、軸線Ｘ方向に生じる反力である。
【００４０】
第２のコイルばね４２は、ストッパ６０を有する保持部材６１によって、予め圧縮された状態、すなわち予荷重を与えた状態で保持されている。第２のコイルばね４２の取付け状態での長さはＳ２である。第２のコイルばね４２に与えられた前記予荷重は、第１のコイルばね４１の前記取付け荷重よりも大きい。第２のコイルばね４２の予荷重は、第１のコイルばね４１の素線４１ａの少なくとも一部が互いに密着するまで圧縮されたとき、または密着状態近くまで圧縮されたときの軸荷重Ｐよりも大きい値に設定されている。
【００４１】
これらコイルばね４１，４２は、軸荷重Ｐが所定値以下のときに第１のコイルばね４１のみが撓み、軸荷重Ｐが前記所定値を越えた状態において第１のコイルばね４１と第２のコイルばね４２の双方が撓む荷重−撓み特性を有している。
【００４２】
以下に本実施形態（図４）の弁ばね装置１６Ｄを備えた動弁機構１２の作用について説明する。  
エンジンが回転すると、駆動機構１７のカム３１が図４に矢印Ａで示す方向に回転することにより、バルブ１５が図４に実線で示す閉弁位置から、２点鎖線で示す開弁位置に向かって矢印Ｂで示す方向に移動する。第１のカム面３１ａは、第１のコイルばね４１の素線４１ａの少なくとも一部が密着または密着に近い状態になるまでは第１のコイルばね４１のみを撓ませる。すなわち軸荷重Ｐが小さいうちは、第１のコイルばね４１のみが圧縮されてその長さＳ１が短くなってゆく。
【００４３】
軸部２０が第２のカム面３１ｂによって押され、軸荷重Ｐが増大すると、第１のコイルばね４１の素線４１ａの少なくとも一部が互いに密着する。そうすると第１のコイルばね４１の荷重（反力）が急に大きくなるため、第２のコイルばね４２も圧縮され、その長さＳ２が短くなってゆく。そしてカム３１の頂部３１ｃがバルブ１５を押したときに、バルブ１５が開弁位置（最大リフト位置）となる。
【００４４】
バルブ１５が最大リフト位置を過ぎると、前記とは逆に第２のコイルばね４２が伸びることにより、接続部材４３がストッパ６０に当る。このため第２のコイルばね４２は、取付け長さＳ２まで伸びた時点でストッパ６０によって保持される。さらにカム３１が回転してバルブ１５が閉弁方向に移動することにより、第１のコイルばね４１が取付け長さＳ１に復帰するとともに、バルブ１５が全閉状態となる。
【００４５】
エンジンが高回転数で運転され、第１のコイルばね４１が軸線Ｘ方向に高速で振動すると、サージングを生じる可能性が出てくる。仮に第１のコイルばね４１にサージングが発生しても、バルブ１５のリフト中に第１のコイルばね４１の素線４１ａの少なくとも一部が密着することにより、圧縮方向（軸線Ｘ方向）の変位が拘束される。このためバルブ１５に対する荷重の低下を抑制でき、バルブ１５がジャンプやバウンスを生じることを抑制できる。すなわちサージングを無害化することができる。
【００４６】
しかも本実施形態の弁ばね装置１６Ｄは、前記それぞれの実施形態と同様に、第１のコイルばね４１と第２のコイルばね４２とが軸線Ｘ方向に分かれているから、サージング発生時に第１のコイルばね４１に発生するサージ波が第２のコイルばね４２に伝播することを防止できる。このためバルブ１５の慣性力が最大となる最大リフト付近での弁ばね装置１６Ｄの荷重を安定させることができる。
【００４７】
これらのことにより、第１のコイルばね４１の荷重を従来の弁ばねと比べて低く設定することが可能となり、フリクションロスを低減することが可能である。また、ばね特性が互いに異なる２種類のコイルばね４１，４２を備えていながら、これらコイルばね４１，４２が「入れ子」状に配置されているため軸線Ｘ方向の長さＳ３が大きくなることを抑制できる。
【００４８】
図５は、本発明の第５の実施形態に係る弁ばね装置１６Ｅを備えた動弁機構１２を示している。この弁ばね装置１６Ｅも、前記弁ばね装置１６Ｄと同様に、第２のコイルばね４２がストッパ６０によって予荷重を与えた状態で取付け長さＳ２に保持されている。第２のコイルばね４２の外径（コイル外径）は、第１のコイルばね４１の内径（コイル内径）よりも小さい。そして第２のコイルばね４２の端部４２ｂを含む軸線Ｘ方向の一部が、第１のコイルばね４１の内側に挿入され、いわゆる「入れ子」状の組合わせばねが構成されている。それ以外の構成と作用は第４の実施形態（図４）の弁ばね装置１６Ｄと共通である。
【００４９】
この弁ばね装置１６Ｅも、ストッパ６０によって第２のコイルばね４２に予荷重が与えられているため、バルブ１５のリフト量が小さいうちは第１のコイルばね４１のみが圧縮されて長さＳ１が小さくなってゆく。リフト量が大きくなって第１のコイルばね４１の少なくとも一部が密着状態になるかまたは密着状態近くになると、第２のコイルばね４２も圧縮されて長さＳ２が小さくなってゆく。
【００５０】
この実施形態（図５）の弁ばね装置１６Ｅも第４の実施形態（図４）の弁ばね装置１６Ｄと同様の理由により、サージングを抑制することができる。しかも第１のコイルばね４１と第２のコイルばね４２が「入れ子」状に配置されているため、２種類のコイルばね４１，４２を備えていながら、軸線Ｘ方向の長さＳ３が大きくなることを抑制できる。
【００５１】
なお、本発明を実施するに当たって、バルブや駆動機構、第１のコイルばね、第２のコイルばね、接続部材をはじめとして、発明の構成要素を適宜に変形して実施できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る弁ばね装置を備えた動弁機構の断面図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る弁ばね装置を備えた動弁機構の断面図。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る弁ばね装置を備えた動弁機構の断面図。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る弁ばね装置を備えた動弁機構の断面図。
【図５】本発明の第５の実施形態に係る弁ばね装置を備えた動弁機構の断面図。
【符号の説明】
【００５３】
１０…シリンダヘッド
１１…ポート
１２…動弁機構
１５…バルブ
１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ，１６Ｅ…弁ばね装置
１７…駆動機構
３１…カム
４１…第１のコイルばね
４２…第２のコイルばね
４３…接続部材
６０…ストッパ
【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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