專利名稱：電磁螺線管及使用了該電磁螺線管的內燃機可變氣門機構的制作方法
技術領域：
本發明涉及通過勵磁線圈的勵磁而使柱塞移動的電磁螺線管及使用了該電磁螺線管的內燃機可變氣門機構。
背景技術：
一般而言，電磁螺線管通過勵磁線圈的勵磁而使柱塞突出，當勵磁線圈消磁時，柱塞在彈簧等施力機構的作用下被壓入到原來的位置。為了壓入柱塞并使柱塞停止在原來的位置，而在規定位置設置限動件，壓入的柱塞與限動件碰撞而停止在原來的位置。柱塞自不用說，限動件通常也為金屬件，因此，在柱塞與限動件碰撞時產生金屬聲。因此，提出有如下技術，即，在柱塞或限動件的碰撞的部位設置由彈性體形成的緩沖構件，通過使柱塞與限動件的碰撞隔著緩沖構件，來吸收碰撞產生的沖擊，從而降低碰撞聲(例如，參照專利文獻I)。專利文獻1 :日本特表2004-510327號公報專利文獻1中公開的電磁螺線管在柱塞與鐵心(限動件)的彼此對置的雙方的碰撞部分設有彈性體的緩沖構件，從而緩沖構件吸收碰撞產生的沖擊而降低碰撞聲。在專利文獻1涉及的電磁螺線管中，緩沖構件在發生彈性變形的同時阻止壓入的柱塞，從而吸收沖擊。緩沖構件發生彈性變形后，彈性復原，從而使柱塞返回到原來的規定位置。然而，由于柱塞長年反復與緩沖構件碰撞，因此伴隨質的時效變化而緩沖構件產生彈力減弱，從而即使發生略微變形時，也無法使柱塞正確地停止在規定的位置。當柱塞無法正確地停止在規定位置時，柱塞的行程發生變化，從而無法使被動作構件正確地動作。

發明內容
本發明鑒于上述情況而提出，其第一目的在于提供一種能夠降低碰撞聲且使柱塞始終精度良好地停止在規定位置的電磁螺線管。另外，本發明的第二目的在于提供一種可變氣門機構，其通過使用使柱塞始終精度良好地停止在規定位置的螺線管，從而能夠精度良好地執行氣門開閉正時的變更。為了實現上述目的，本發明的第一方面為電磁螺線管，在卷繞成圓筒狀的勵磁線圈73的中心軸上將柱塞75支承為可沿軸向移動，通過所述勵磁線圈73的勵磁，使所述柱塞75抵抗外部載荷而向前進方向即前方突出，通過所述勵磁線73的消磁，在外部載荷的作用下，所述柱塞75向后方后退，其特征在于，在后方與所述柱塞75對置而阻止所述柱塞75的限動構件82被固定構件80支承且沿軸向滑動自如，所述限動構件82被施力機構87向前方施力，并且被所述固定構件80上形成的位置限制部80b在規定位置限制向前方的滑動，所述柱塞75在后退時與被所述位置限制部80b在規定位置限制的所述限動構件82抵接。本發明的第二方面在本發明的第一方面的電磁螺線管的基礎上，其特征在于，所 述固定構件80兼作磁軛，并具有圓筒引導部80a，該圓筒引導部80a收納所述限動構件82且將所述限動構件82引導成沿前后方向滑動自如，所述圓筒引導部80a在所述柱塞75側即前側端部具有所述位置限制部80b，該位置限制部80b具有內徑縮徑的開孔81，在所述限動構件82被所述施カ機構87施カ而與所述位置限制部80b抵接的狀態下，所述柱塞75在后退時與面向所述位置限制部80b的開孔81的所述限動構件82的前端面抵接。本發明的第三方面在本發明的第一方面或第二方面的電磁螺線管的基礎上，其特征在于，所述柱塞75由兼作磁軛的柱塞引導構件74支承為沿軸向移動自如，大致呈有底圓筒狀的可動磁軛構件76的底壁76b在所述柱塞引導構件74的后方被所述柱塞75的從所述柱塞引導構件74向后方突出的部分貫通，從而一體地嵌合支承可動磁軛構件76，所述可動磁軛構件76的圓筒壁76a沿著所述勵磁線圈73的圓筒內周而覆蓋所述固定構件80的端部。本發明的第四方面在本發明的第二方面或第三方面的電磁螺線管的基礎上，其特征在于，在所述固定構件80的所述圓筒引導部80a的后側開ロ安裝有蓋構件85，在所述限動構件82與所述蓋構件85之間夾裝有所述施カ機構87。本發明的第五方面在本發明的第四方面的電磁螺線管的基礎上，其特征在于，在所述固定構件80的所述圓筒引導部80a的內周形成有內螺紋部80s，在所述蓋構件85上形成有外螺紋部85s，使所述外螺紋部85s與所述圓筒引導部80a的內螺紋部80s螺合，從而將所述蓋構件85固定在所述圓筒引導部80a的后側開ロ，所述施カ機構87夾裝在所述限動構件82與所述蓋構件85的所述外螺紋部85s之間。本發明的第六方面在本發明的第五方面的電磁螺線管的基礎上，其特征在于，所述限動構件82從圓柱主體82a向后側突出形成圓柱引導棒82c，所述蓋構件85形成有引導孔85c，該引導孔85c使所述圓柱引導棒82c滑動自如地嵌入所述外螺紋部85s并對所述限動構件82進行引導，所述施カ機構為螺旋彈簧87，且整周設置在所述圓柱引導棒82c的周圍。本發明的第七方面在本發明的第二方面的電磁螺線管的基礎上，其特征在于，所述圓筒引導部80a使所述柱塞75側的前方開ロ，且形成有堵塞后方開ロ的底壁80d，所述位置限制部80b為嵌合于所述圓筒引導部80a的前側開ロ部的環狀構件。本發明的第八方面在本發明的第七方面的電磁螺線管的基礎上，其特征在于，所述位置限制部80b嵌合固定于所述圓筒引導部80a的前側開ロ部的內周面。本發明第九方面為可變氣門機構，其特征在干，將通過第一方面至第八方面中任一項所述的電磁螺線管70的驅動而產生的所述柱塞75的移動經動カ傳遞機構65、53、54向可變凸輪構件50的動作傳遞來改變氣門開閉正吋，對所述柱塞75作用的所述外部載荷56施加給所述動カ傳遞機構65、53、54。本發明的第十方面在本發明的第九方面的可變氣門機構的基礎上，其特征在干，所述動カ傳遞機構65、53、54具備杠桿比r大的擺動臂65，該擺動臂65由支點P軸支承，且在力點Q輸入所述柱塞75的移動而擺動，并在作用點R使滑動構件53滑動，所述滑動構件53與所述可變凸輪構件50 —起移動來改變氣門開閉正吋。
發明效果根據本發明的第一方面所述的電磁螺線管，柱塞75在后退時與被施力機構87向前方施力且被位置限制部80b在規定位置限制向前方的滑動的限動構件82抵接，因此，當電磁螺線管70消磁，柱塞75后退而與該限動構件82碰撞時，限動構件82抵抗施力機構87而與柱塞75 —起后退，從而吸收沖擊來降低碰撞聲，并且后退一次的限動構件82在螺旋彈簧87的作用下與柱塞75 —起前進，并被位置限制構件80b限制，因此柱塞75能夠返回規定位置且精度良好地定位并停止，由此能夠始終將柱塞75的行程量維持為固定。根據本發明的第二方面所述的電磁螺線管，所述固定構件80兼作磁軛，并具有圓筒引導部80a，該圓筒引導部80a收納限動構件82且將限動構件82引導成沿前后方向滑動自如，圓筒引導部80a在前側端部具有所述位置限制部80b，該位置限制部80b具有內徑縮徑的開孔81，在限動構件82被施力機構87施力而與位置限制部80b抵接的狀態下，柱塞 75與面臨位置限制部80b的開孔81的限動構件82的前端面抵接而被定位，因此為將限動構件82收納成滑動自如的圓筒引導部80a和限制限動構件82向前方的滑動的位置限制部80b形成在固定構件80上，且在位置限制部80b上形成有開孔81的簡單且緊湊的結構，從而能夠實現電磁螺線管70的小型輕量化。根據本發明的第三方面所述的電磁螺線管，在將柱塞75支承為沿軸向移動自如的兼作磁軛的柱塞引導構件74的后方,大致呈有底圓筒狀的可動磁軛構件76的底壁76b被柱塞75的從柱塞引導構件74向后方突出的部分貫通，從而一體地嵌合支承可動磁軛構件76,可動磁軛構件76的圓筒壁76a沿著勵磁線圈73的圓筒內周而覆蓋兼作磁軛的固定構件80的端部，因此形成使通過勵磁線圈73的勵磁產生的磁效率良好地通過的磁回路，從而能夠使可動磁軛構件76與柱塞75通過適當的可動力一體地移動。根據本發明的第四方面所述的電磁螺線管，在固定構件80的圓筒引導部80a的后側開口安裝有蓋構件85，在限動構件82與蓋構件85之間夾裝有施力機構87，因此通過從后側開口將限動構件82和螺旋彈簧87順次插入圓筒引導部80a并安裝蓋構件85，從而能夠簡單地組裝，使組裝性良好。根據本發明的第五方面所述的電磁螺線管，蓋構件85具有外螺紋部85s，使外螺紋部85s與圓筒引導部80a的內螺紋部80s螺合，從而將蓋構件85固定在圓筒引導部80a的后側開口，且施力機構87夾裝在限動構件82與蓋構件85s之間，因此蓋構件的安裝簡單且組裝性進一步提聞。根據本發明的第六方面所述的電磁螺線管，限動構件82從圓柱主體82a向后側突出形成圓柱引導棒82c，蓋構件85形成有引導孔85c，該引導孔85c使圓柱引導棒82c滑動自如地嵌入外螺紋部85s并對限動構件82進行引導，因此限動構件82能夠更加順利地在圓筒引導部80a內滑動。另外，施力機構為螺旋彈簧87，整周設置在圓柱引導棒82c的周圍，因此螺旋彈簧87被穩定支承，從而能夠對限動構件82有效地施力。根據本發明的第七方面所述的電磁螺線管，所述圓筒引導部80a使柱塞75側的前方開口，且形成有堵塞后方開口的底壁80d，所述位置限制部80b為嵌合于圓筒引導部80a的前側開口部的環狀構件，因此由圓筒引導部80a和底壁80d形成的固定構件80的加工成形容易，且使電磁螺線管的組裝性良好。
根據本發明的第八方面所述的電磁螺線管，所述位置限制部80b與圓筒引導部80a的前側開ロ部的內周面嵌合并通過斂縫而被固定，因此組裝性進ー步提高。根據本發明的第九方面所述的可變氣門機構，將通過所述電磁螺線管70的驅動而產生的柱塞75的移動經動カ傳遞機構65、53、54向可變凸輪構件50的動作傳遞來改變氣門開閉正時，向柱塞75作用的所述外部載荷56施加給動カ傳遞機構65、53、54，因此通過使用柱塞75始終返回規定位置且精度良好地停止的電磁螺線管70，使柱塞75的驅動量的不均減小而正確地進行可變凸輪構件50的動作，從而能夠精度良好地執行氣門開閉正時的變更。根據本發明的第十方面所述的可變氣門機構，動カ傳遞機構65、53、54具備杠桿比r大的擺動臂65，該擺動臂65由支點P軸支承，并在力點Q輸入柱塞75的移動而擺動，并在作用點R使滑動構件53滑動，且滑動構件53與可變凸輪構件50 —起移動來改變氣門開閉正吋，因此通過杠桿比r大的擺動臂65而進行滑動的滑動構件53及可變凸輪構件50的移動速度快，由此能夠反應快且更加精度良好地執行氣門開閉正時的變更。通過增大擺動臂65的杠桿比r，電磁螺線管70的柱塞75的行程量小即可，從而能夠實現電磁螺線管70的小型化。在此，杠桿比r是指從支點P到作用點R的距離PR相對于從支點P到力點Q的距離PQ之比。


圖1是本發明的ー實施方式涉及的電磁螺線管的消磁狀態的剖視圖。圖2是該電磁螺線管的勵磁狀態的剖視圖。圖3是該電磁螺線管的剛消磁后的狀態的剖視圖。圖4是搭載有在可變氣門機構中使用了該電磁螺線管的內燃機的機動ニ輪車的整體側視圖。圖5是該內燃機的局部省略局部剖開的左側視圖。圖6是該內燃機的氣缸蓋及其附近的右剖視圖。圖7是該內燃機的后剖視圖。圖8是圖7的VIII-VIII線剖視圖。圖9是另ー實施方式涉及的電磁螺線管的消磁狀態的剖視圖。符號說明40 可變氣門機構41 氣門凸輪軸41s 長孔41h 中心軸孔41cs花鍵槽條42 恒定凸輪構件42i吸氣凸輪突出部42e排氣凸輪突出部44i吸氣搖臂
44e排氣搖臂43ir>44er 棍
50可變凸輪構件50cs花鍵突條52滑動機構53滑動桿54連結銷56螺旋彈簧60可變氣門開閉正時驅動機構63 螺栓64樞軸螺栓65擺動臂70電磁螺線管71圓筒殼體72線圈骨架73勵磁線圈74柱塞引導構件75 柱塞76可動磁軛構件76a圓筒壁76b 底壁77滑動構件78對開銷80固定構件80a圓筒引導部80b位置限制部80c凸緣部80s內螺紋部81 開孔82限動構件82a圓柱主體82b圓柱突部82c圓柱引導棒85蓋構件85s外螺紋部85c引導孔86間隔件87螺旋彈簧100電磁螺線管
具體實施例方式以下，基于圖I至圖3，對本發明涉及的ー實施方式的電磁螺線管70進行說明。該電磁螺線管70具備呈圓筒狀的圓筒殼體71，該圓筒殼體71的中心軸沿前后方向定向，以下在圖I至圖3中，以左側為前方、右側為后方而進行說明。
沿圓筒殼體71的內周面嵌合插入在圓筒狀的線圈骨架72的外周卷繞有勵磁線圈73而成的構件，柱塞75貫通在插入到圓筒殼體71的前側部分中的圓筒狀的柱塞引導構件74的內部，并經滑動構件77、77被支承為沿前后滑動自如。在ー對對開銷78、78從外側與柱塞引導構件74的外周面的前后方向中央部嵌合的狀態下，使對開銷78、78與圓筒殼體71的前側開ロ部嵌合，從而柱塞引導構件74經對開銷78、78與圓筒殼體71中心軸對合而被插入到圓筒殼體71的前一半左右，從而被圓筒殼體71支承。貫通柱塞引導構件74的柱塞75能夠在卷繞成圓筒狀的勵磁線圈73的中心軸上沿前后滑動。在圓筒殼體71的后半部分嵌合插入有將限動構件82收納成滑動自如的固定構件80。固定構件80具有圓筒引導部80a，圓筒引導部80a收納限動構件82且將限動構件82引導成沿前后方向滑動自如。并且，固定構件80在圓筒引導部80a的柱塞引導構件74側即前側端部形成有位置限制部80b，該位置限制部80b具有內徑縮徑了的開孔81，固定構件80的后側端部向徑向外側延伸出而形成圓板狀的凸緣部80c。另外，在圓筒引導部80a的內周面的后側約一半的部分刻設有內螺紋部80s。固定構件80以凸緣部80c與圓筒殼體71的后側開ロ部嵌合且使圓筒引導部80a朝向前方內側的方式被支承于圓筒殼體71。卷繞有所述勵磁線圈73的圓筒狀的線圈骨架72為如下這樣的結構，所述柱塞引導構件74嵌入并支承其前側，固定構件80的圓筒引導部80a嵌入并支承其內徑縮徑了的后端部，對開銷78、78和固定構件80的凸緣部80c從前后夾持線圈骨架72，且柱塞75和限動構件82沿前后相面對而位于勵磁線圈73的中心軸上，該勵磁線圈73卷繞在線圈骨架72上而呈圓筒狀。因此，圓筒殼體71與對開銷78、78、柱塞引導構件74、固定構件80—起包圍卷繞在線圈骨架72上的勵磁線圈73的周圍，且分別兼作磁軛。在線圈骨架72內，在前側的柱塞引導構件74與后側的固定構件80的圓筒引導部80a之間存在適當寬度的空洞90，在外徑比線圈骨架72的內徑小的圓筒引導部80a的外周面與線圈骨架72的內周面之間存在空隙91。由圓筒壁76a和底壁76b形成呈有底圓筒狀的可動磁軛構件76，可動磁軛構件76的朝向前方的底壁76b被柱塞75的向空洞90突出的部分貫通,從而柱塞75被一體嵌合支承于磁軛構件76，其中，柱塞75滑動自如地貫通柱塞引導構件74。可動磁軛構件76的從底部76b向后方延伸的圓筒壁76a被插入到圓筒引導部80a的外周面與線圈骨架72的內周面之間的空隙91中。
這樣，可動磁 軛構件76的圓筒壁76a沿著勵磁線圈73的圓筒內周而覆蓋兼作磁軛的固定構件80的圓筒引導部80a,因此形成使通過勵磁線圈73的勵磁而產生的磁高效通過的磁回路，從而能夠通過適當的可動力使可動磁軛構件76與柱塞75 —體移動。在固定構件80的圓筒引導部80a內滑動的限動構件82為剛性高的金屬制成，圓柱突部82b從外徑與圓筒引導部80a的內徑大致相等的圓柱主體82a的前表面突出，且圓柱突部82b滑動自如地嵌入圓筒引導部80a的位置限制部80b所形成的開孔81中。另外，限動構件82的圓柱引導棒82c從圓柱主體82a向后側突出形成為長條狀。在圓筒引導部80a內滑動的限動構件82通過圓柱主體82a與位置限制部80b抵接而在規定位置被限制向前方的滑動，在限動構件82被位置限制部80b限制時，圓柱突部82b嵌入開孔81，限動構件82的面向開孔81的前端面(圓柱突部82b的前端面)與位置限制部80b的前表面構成同一面(參照圖I)。在固定構件80的圓筒引導部80a的后側開口安裝有蓋構件85。蓋構件85是具有與在圓筒引導部80a上刻設的內螺紋部80s螺合的外螺紋部85s的螺栓，將外螺紋部85s與圓筒引導部80a的后側開口的內螺紋部80s螺合，并隔著間隔件86緊固。在蓋構件85中，限動構件82的圓柱引導棒82c滑動自如地嵌入外螺紋部85s，且對限動構件82進行引導的引導孔85c形成在中心軸上，在蓋構件85與圓筒引導部80a螺合時，圓柱引導棒82c嵌入引導孔85c,從而引導孔85c支承圓柱引導棒82c而對限動構件82進行引導，來使限動構件82順利地滑動。并且，在限動構件82的圓柱引導棒82c的周圍整周設置的螺旋彈簧87被夾裝在限動構件82的圓柱主體82a的后端面與蓋構件85的外螺紋部85s的前端面之間，并對限動構件82向前方施力。由于作為施力機構的螺旋彈簧87被整周設置在圓柱引導棒82c的周圍，因此螺旋彈簧87被穩定支承，并且能夠對限動構件82有效地施力。由于從后側開口將限動構件82和螺旋彈簧87順次插入固定構件80的圓筒引導部80a，并將蓋構件85安裝于后側開口，因此能夠簡單地組裝，從而組裝性良好。并且，由于蓋構件85是具有外螺紋部85s的螺栓，因此通過與圓筒引導部80a的內螺紋部80s螺合并將蓋構件85固定在圓筒引導部80a的后側開口，且將螺旋彈簧87夾裝在限動構件82與外螺紋部85s之間，因此蓋構件85的安裝簡單，從而組裝性進一步提高。該電磁螺線管70具有以上這樣的結構，柱塞75沿著向后方后退的方向從外部受到載荷。但是，外部載荷被設定成小于螺旋彈簧87的作用力。因此，該電磁螺線管70在勵磁線圈73消磁時，在外部載荷的作用下，柱塞75向后方后退，從而如圖I所示，與被螺旋彈簧87施力且被位置限制部80b限制在規定位置的限動構件82的圓柱突部82b抵接而停止在規定的停止位置。當勵磁線圈73勵磁時，參照圖2，產生的磁性效率良好地通過由兼作磁軛的圓筒殼體71、對開銷78、78、柱塞引導構件74、固定構件80構成的磁回路，從而中途的可動磁軛構件76和柱塞75 —體地克服外部載荷而向前方移動，并使柱塞75向前方突出。當停止勵磁線圈73的勵磁而消磁時，在外部載荷的作用下，柱塞75與可動磁軛構件76 —起向后方后退，與被螺旋彈簧87施カ且被位置限制部80b限制而停止的限動構件82的圓柱突部82b碰撞，因此剛碰撞后，如圖3所示，柱塞75被克服螺旋彈簧87的施カ并被向后方壓入而移動的限動構件82阻止，因此能夠吸收沖擊且還能抑制碰撞聲。之后，在大于外部載荷的螺旋彈簧87的作用力的作用下，柱塞75和限動構件82一起從圖3所示的狀態向前方返回，當限動構件82被位置限制部80b限制而停止吋，如圖 I所示，限動構件82與柱塞75抵接而停止在規定的停止位置。金屬制的限動構件82即使長年使用也不會產生彈カ減弱(へタリ)，另外，螺旋彈簧87的作用力比外部載荷大多少都可以，不必擔心彈カ減弱，因此與限動構件82碰撞而停止的柱塞75始終精度良好地定位并停止在規定位置。因此，該電磁螺線管70不存在柱塞75的行程量的不均，能夠使被動作構件正確地動作。兼作磁軛的固定構件80為如下這樣簡單且緊湊的結構，S卩，在將限動構件82滑動自如地與螺旋彈簧87—起收納的圓筒引導部的端部形成有限制限動構件82向前方滑動的位置限制部80b，從而能夠實現電磁螺線管70的小型輕量化。以下，基于圖4至圖8，對使用了上述的該電磁螺線管70的可變氣門機構40進行說明。具備該可變氣門機構40的內燃機10為單氣缸四沖程內燃機，其搭載于機動ニ輪車I。在以下的說明中，以機動ニ輪車為基準而確定前后左右。圖4中示出搭載有該內燃機10的機動ニ輪車I的整體側視圖。該機動ニ輪車I的車架2中，左右ー對的主框架2m、2m從頭管2h向后方且略向下延伸出后，進ー步向下方彎曲，形成急劇傾斜部2ma、2ma而直至下端部。另外，從頭管2h呈急劇傾斜角度朝向下方的左右ー對的下行框架2d、2d在側視時與主框架2m的急劇傾斜部2ma大致平行地延伸。座椅軌道2s、2s從主框架2m、2m的急劇傾斜部2ma、2ma的上部經角板2g、2g向后方延伸出，將該座椅軌道2s、2s的中央部與急劇傾斜部2ma、2ma的下部連結起來的后支承件2b、2b支承座椅軌道2s、2s。在以上那樣的車架中，在頭管2h上樞軸支承前叉3，在前叉的下端軸支承前輪Fw，在主框架2m、2m的急劇傾斜部2ma、2ma的下部被軸支承前端的后叉4向后方延伸，在其后端軸支承后輪Rw，在后叉4與車架2的所述角板2g之間夾設有后緩沖件5。在主框架2m、2m的前部架設有燃料箱6，座椅7由座椅軌道2s、2s支承而設置在燃料箱6的后方。懸置在主框架3、3與下行框架2d、2d上的內燃機10為SOHC型的空冷式單氣缸四沖程內燃機，其曲軸11相對于車身沿車身寬度方向定向，且氣缸稍前傾，從而以氣缸體14、氣缸蓋15、氣缸蓋罩16立起的姿態懸置。存在燃料箱6覆蓋在內燃機10的稍前傾的氣缸的上部的氣缸蓋罩16的上方的位
置關系。吸氣管8從內燃機10的氣缸蓋15向后方延伸出，并經節氣門區而直到空氣濾清器8a,排氣管9從氣缸蓋15向前方延伸出，向下方彎曲并在內燃機10的下方向后方延伸，直到后輪Rw的右側的消聲器9m。參照圖5，軸支承內燃機10的曲 軸11的曲軸箱13在配置有曲軸11的曲軸室13C的后方形成有收容變速器的變速器室13M，變速器的輸出軸12從后一半的變速器室13M向左外方突出，從而構成動力單元。在曲軸室13C的下方，底壁稍向下方鼓出而一體地形成積存油的油積存部13P。曲軸室13C、變速器室13M、形成油積存部13P的曲軸箱13呈左右分割結構。具有一個氣缸14a的氣缸體14與經襯墊而設置在氣缸體14上的氣缸蓋15重疊在曲軸箱13的前側的曲軸室13C的上面，通過氣缸蓋螺栓17將凸輪軸支架16與氣缸蓋15、氣缸體14 一體地緊固于曲軸箱13，氣缸蓋罩20隔著彈性密封構件18覆蓋在氣缸蓋15的上方(參照圖6、圖7)。重疊在曲軸箱13上的氣缸體14、氣缸蓋15及氣缸蓋罩20以從曲軸箱13稍傾斜的姿態向上方延伸出(參照圖5)。在氣缸體14的氣缸14a內嵌合有往復滑動自如的活塞31 (參照圖6),該活塞31和曲軸11由連桿32連接而構成曲軸機構。在氣缸蓋15上，與氣缸14a對應而在氣缸軸線方向上形成有與活塞31對置的燃燒室15z，吸氣口 15i從該燃燒室15z向后方延伸出，排氣口 15e從燃燒室60向前方延伸出(參照圖6)，火花塞19以前端面對燃燒室15z的方式被安裝于燃燒室15z的頂壁(參照圖7)。如圖6所示，被一體嵌合于氣缸蓋13的閥引導件分別支承為能夠滑動的吸氣閥33和排氣閥34由內燃機10所具備的可變氣門機構40驅動，從而吸氣口 15i的吸氣開口及排氣口 15e的排氣開口與曲軸11的旋轉同步地進行開閉。參照圖6及圖7，可變氣門機構40是SOHC型的氣門機構，即，一根氣門凸輪軸41沿左右方向定向而被軸支承于凸輪軸支架16上，凸輪軸支架16被固定在氣缸蓋15上方，在氣門凸輪軸41的斜前后上方，搖臂軸43e、43i被支承于凸輪軸支架16，吸氣搖臂44i的中央被軸支承于后方的搖臂軸43i從而使吸氣搖臂44i擺動自如，排氣搖臂44e的中央被軸支承于前方的搖臂軸43e從而排氣搖臂44e擺動自如。將在外周面排列形成有吸氣凸輪突出部42i和排氣凸輪突出部42e的圓筒狀的恒定凸輪構件42壓入氣門凸輪軸41，從而恒定凸輪構件42 —體地外嵌于氣門凸輪軸41。并且，在吸氣搖臂43i中，一端的輥44ir與恒定凸輪構件42的吸氣凸輪突出部42 相接，另一端與吸氣閥33的閥桿的上端相接，另一方的排氣搖臂44e的一端的輥44er與恒定凸輪構件42的排氣凸輪突出部42e相抵，排氣搖臂44e的另一端與排氣閥34的閥桿的上端相接，通過氣門凸輪軸41和恒定凸輪構件42 (吸氣凸輪突出部42i、排氣凸輪突出部42e)的旋轉，吸氣搖臂44i和排氣搖臂44e以規定的正時擺動，從而對吸氣閥33和排氣閥34進行開閉驅動。氣門凸輪軸41在左軸端部固定有被動凸輪鏈輪36 (參照圖7)。另一方面，在曲軸11上嵌合有驅動凸輪鏈輪35，在該驅動凸輪鏈輪35與其上方的所述被動凸輪鏈輪36之間架設有凸輪傳動鏈37 (參照圖5)，曲軸11的旋轉動力經凸輪傳動鏈37以曲軸11的1/2的轉速被傳遞給氣門凸輪軸41的旋轉，吸氣搖臂44i和排氣搖臂44e與曲軸11同步地進行擺動，從而對吸氣閥33和排氣閥34分別以所需的正時進行開閉驅動。需要說明的是，在氣缸體14、氣缸蓋15、氣缸蓋罩20的左側部，凸輪傳動鏈室14c、15c、20c形成為ー個空洞(參照圖7)，在該凸輪傳動鏈室14c、15c、20c中，如圖5所示，略微彎曲而上下呈長條狀延伸的鏈引導件38對在驅動凸輪鏈輪35與上方的被動凸輪鏈輪36之間架設的凸輪傳動鏈37的前側部分進行引導，另一方面，彎曲成弓形的張緊滑履39以按壓凸輪傳動鏈37的后方的后側部分的方式與凸輪傳動鏈37的后方的后側部分相接，從而在凸輪傳動鏈37上維持適度的張緊(參照圖5)。張緊滑履39的背后由張緊升降機構39t按壓。沿左右方向定向而被軸支承于凸輪軸支架16的氣門凸輪軸41為圓筒狀構件，在軸向中央沿左右排列而形成有花鍵形成部41c和鎖扣外周面部41i，在鎖扣外周面部41i的 右側沿左右排列而形成有恒定凸輪部位的排氣凸輪突出部42e和吸氣凸輪突出部42i。并且，在規定位置從花鍵形成部41c的寬幅的花鍵槽條41cs到鎖扣外周面部41i與軸向正交地貫通穿設有長孔41s。該氣門凸輪軸41包括恒定凸輪部位42在內是通過冷鍛而精度良好地形成為一體的。滑動自如地嵌合于氣門凸輪軸41的可變凸輪構件50在內周面形成有與氣門凸輪軸41的鎖扣外周面部41 i和花鍵形成部41c的花鍵槽條對應的鎖扣內周面部和花鍵突條，在可變凸輪構件50的外周面的右側部形成有可變凸輪突出部50e，可變凸輪突出部50e為EGR用的凸輪突出部，大部分呈與排氣凸輪突出部42e的基圓同徑或比其稍小直徑的基圓，在局部突出有略微的上升量的小的凸輪山。將該可變凸輪構件50從左側嵌合插入氣門凸輪軸41，在氣門凸輪軸41的鎖扣外周面部41 i與花鍵形成部41c進行鎖扣嵌合的同時還進行花鍵嵌合，滑動桿53滑動自如地嵌合插入于氣門凸輪軸41的中心軸孔，貫通了滑動桿53的銷孔和氣門凸輪軸41的長孔41s的連結銷54的兩端與可變凸輪構件50卡合。因此，當使滑動桿53沿軸向滑動時，滑動桿53與連結銷54 —起被氣門凸輪軸41的長孔41s引導并移動，且可變凸輪構件50與連結銷54 —體地沿軸向移動而變位。氣門凸輪軸41的中心軸孔的右端內周面刻設有內螺紋，若從右側將螺旋彈簧56插入該中心軸孔中，并使帶凸緣的螺栓57與內螺紋螺合，則螺旋彈簧56被夾在滑動桿53與帶凸緣的螺栓57之間，從而對滑動桿53向左側施力，在連結銷54與長孔41s的左側長條端抵接的位置，滑動桿53被限制，而滑動桿53的左端從氣門凸輪軸41向左方突出。在氣門凸輪軸41中的向吸氣凸輪突出部42i的右側突出的右端的軸頸部嵌合有軸承46，在與可變凸輪構件50花鍵嵌合的花鍵形成部41c的左側的左側圓筒部上嵌合插入有軸承45，并將凸緣構件47通過鍵以規定的相對角度壓入，從而，將軸承45在凸緣構件47與花鍵形成部41c之間夾紫。在該小組合的狀態下，將氣門凸輪軸41從左側插入在凸輪軸支架16的左右相對置而突出的左右軸承壁16L、16R的軸孔，且使右側的軸承46與右軸承壁16R的軸孔嵌合，使左側的軸承45與左軸承壁16L的軸孔嵌合，從而氣門凸輪軸41經軸承45、46而旋轉自如地被軸支承于凸輪軸支架16，且恒定凸輪部位的排氣凸輪突出部42e及吸氣凸輪突出部42i與可變凸輪構件50 —體旋轉(參照圖7)。
需要說明的是，右側的軸承46與右軸承壁16R的階梯部抵接而被定位，且左側的軸承45由止動板59將左方定位來防止脫落，其中，止動板59通過螺栓58固定于左軸承壁16L(參照圖7)。當滑動桿53在螺旋彈簧56的作用下向左移動時，如圖7的實線所示，可變凸輪構件50經連結銷54向左滑動變位而離開排氣凸輪突出部42e，當離開規定距離以上時，排氣搖臂44e的輥44er不與可變凸輪突出部50e相接，而僅與排氣凸輪突出部42e相接，從而排氣閥34以通常的排氣氣門開閉正時開閉。另一方面，當滑動桿53抵抗螺旋彈簧56的作用力而被按壓向右方時，如圖7中的雙點劃線所示，可變凸輪構件50經連結銷54向右滑動 變位，在連結銷54與長孔41s的右側長條端抵接的位置，可變凸輪構件50被限制，此時，可變凸輪構件50與恒定凸輪構件42的左側的排氣凸輪突出部42e留有少許間隙而接近，且排氣搖臂44e的輥44er以跨排氣凸輪突出部42e和可變凸輪突出部50e這兩方的方式與這兩方相接，因此除了基于排氣凸輪突出部42e的排氣閥34的通常的開閉正時以外，還存在由可變凸輪突出部50e進行的排氣閥34的開閉。由該可變凸輪突出部50e進行的排氣閥34的開閉執行EGR(排氣再循環)。在被動凸輪鏈輪36的左側設有可變氣門開閉正時驅動機構60，所述可變氣門開閉正時驅動機構60向右按壓從氣門凸輪軸41向左側突出且被螺旋彈簧56向左施力的滑動桿53的左端(參照圖7)。可變氣門開閉正時驅動機構60由作為致動器的上述的電磁螺線管70和將該電磁螺線管70的柱塞75的驅動向滑動桿53傳遞的擺動臂65構成，電磁螺線管70固定在氣缸蓋罩20的頂壁20u的上方,擺動臂65擺動自如地被樞軸支承于氣缸蓋罩20的凸輪傳動鏈室 20c。氣缸蓋罩20由頂壁20u和矩形筒狀的周壁20s形成大致矩形碗狀，頂壁20u的覆蓋凸輪傳動鏈室20c的部分的前后方向中央部向上方呈厚壁狀突出而形成中央突出部21，且與該中央突出部21的前后兩側連續而突出形成有突出突起部22、22。在中央突出部21的前后方向中央部從凸輪傳動鏈室20c側貫穿設有規定寬度的中央空隙21c，從中央突出部21的右側面向左方貫穿設置的圓孔21h到達中央空隙21c。
在突出突起部22、22上從右側面刻設有內螺紋。從電磁螺線管70的圓筒殼體71向前后延伸設置出安裝凸緣部71f、71f，使柱塞75成為左側而將安裝凸緣部71f、71f從右側安裝于氣缸蓋罩20的中央突出部21。S卩，從電磁螺線管70的圓筒殼體71向左側突出的柱塞引導構件74被嵌入中央突出部21的圓孔21h，從圓筒殼體71向前后延伸出的安裝凸緣部71f、71f與突出突起部22、22抵接，并使螺栓63、63貫通安裝凸緣部71f、71f而與突出突起部22、22的內螺紋螺合，從而將電磁螺線管61固定在氣缸蓋罩20的頂壁20u的上方。在這樣安裝的電磁螺線管70中，柱塞75移動的軸線方向與氣門凸輪軸41及其中心軸孔內的滑動桿53的滑動的軸線方向平行。并且，電磁螺線管70的柱塞75位于使滑動桿53沿著氣缸14a的中心軸線即氣缸軸線方向平行移動的位置。在氣缸蓋罩20的內表面形成有多個肋，在中央突出部21貫穿設置的中央空隙21c的前后兩側對稱地向下方延伸而形成有一對引導壁23、23。引導壁23、23沿著隔著中央空隙21c相面對的前后側面21a、21a而具有端面23a、23a并沿前后方向延伸且在中途部朝左斜向彎曲而展開。構成中央空隙21c的前后側面21a、21a和前后引導壁23、23的端面23a、23a成為
同一平面。并且，在構成中央空隙21c的前后側面21a、21a的規定位置架設有樞軸支承擺動臂65的樞軸螺栓64。擺動臂65為截面呈コ形狀的直線棒狀的臂構件，其與氣缸軸線方向大致平行(大致上下方向)地定向而被配置在氣缸蓋罩20的凸輪傳動鏈室20c中，擺動臂65的沿大致上下方向定向的側板部在比中央靠上部的位置具備供樞軸螺栓64同軸貫通的軸支承孔，擺動臂65從軸支承孔的部位向上下方向分別形成為逐漸變細狀。該擺動臂65與氣缸軸線方向大致平行地定向，使截面コ形狀的開ロ側朝向左方而沿著被動凸輪鏈輪36的左面配設在凸輪傳動鏈室20c中，此時，擺動臂65的大致上半部分被插入在中央突出部21的中央空隙21c中，樞軸螺栓64貫通擺動臂65的軸支承孔而架設在前后的側面21a、21a，從而擺動臂65擺動自如地被軸支承于樞軸螺栓64。擺動臂65以上半部分被構成中央空隙21c的前后側面21a、21a夾著的方式擺動，并以下半部分被與前后側面21a、21a同一平面的前后引導壁23、23的端面23a、23a夾著的方式被弓I導，從而不會產生扭轉方向的傾倒而順利地擺動。參照圖7，在氣門凸輪軸41的中心軸孔41h內滑動的滑動桿53位于與氣缸蓋罩20和氣缸蓋15的對合面S (為彈性密封構件18的下表面)大致同一面上，擺動臂65的下端從氣缸蓋罩20和氣缸蓋15的對合面S向下方稍突出。擺動臂65由于中央靠上部的位置被樞軸螺栓64軸支承，因此與擺動臂65的在樞軸螺栓64上方的上側部分相比，擺動臂65的下側部分比上側部分長，如圖7所示，作為擺動臂65的支點P的樞軸螺栓64位于比固定在氣門凸輪軸41上的被動凸輪鏈輪36靠上方的位置，電磁螺線管70的從柱塞引導構件74向左方突出的柱塞75與比樞軸螺栓64靠上側的上側部分的連結板部65a抵接，其中，電磁螺線管70固定在氣缸蓋罩20的頂壁20u的上方，從氣門凸輪軸41向左方突出且被螺旋彈簧56施力的滑動桿53與擺動臂65的下端部抵接。參照圖7，當以直線棒狀的擺動臂65的由樞軸螺栓64形成的擺動中心作為支點P吋，擺動臂65與電磁螺線管70的柱塞75抵接的上端的點為力點Q，與滑動桿53抵接的下端的點為作用點R，擺動臂65在上端的力點Q受到通過電磁螺線管70的勵磁驅動而向左方突出的柱塞75的力，從而進行擺動并在下端的作用點R作用于滑動桿53，使滑動桿53抵抗螺旋彈簧56的作用力而向右滑動。當電磁螺線管70消磁時，在螺旋彈簧56的作用力的作用下，滑動桿53向左方滑動，從而使擺動臂65擺動而將柱塞75向右方壓入。
S卩，在電磁螺線管70消磁時，在螺旋彈簧56的作用力的作用下，滑動桿53向左方滑動，如圖7中實線所示，經連結銷54使可變凸輪構件50向左方滑動變位而離開恒定凸輪構件42，從而排氣閥34以通常的排氣氣門開閉正時進行開閉。并且，當對電磁螺線管70勵磁時，柱塞75向左方突出，從而使擺動臂65擺動，直到連結銷54與長孔41s的右側長條端抵接為止，并使滑動桿53抵抗螺旋彈簧56的作用力而向右方滑動，如圖7中雙點劃線所示，經連結銷54使可變凸輪構件50向右方滑動變位而接近恒定凸輪部的排氣凸輪突出部42e，從而除了基于排氣凸輪突出部42e的排氣閥34的通常的開閉正時以外，還存在由可變凸輪突出部50e進行的排氣閥34的開閉。與該通常的排氣正時不同的排氣閥34的開閉正時以與吸氣閥33的開閥正時重合的規定的正時執行，從而能夠實現通過該排氣閥34的開閥而使殘留在排氣通路中的排氣返回燃燒室15z以供燃燒的所謂EGR(排氣再循環)。擺動臂65中，從支點P到作用點R的距離PR比從支點P到力點Q的距離PQ長，作為杠桿而言，距離PR相對于距離PQ的比即杠桿比r( = PR/PQ)大。

擺動臂65被配設成長度方向與氣缸軸線方向大致平行(大致上下方向)地定向，且該擺動臂65的支點P位于比固定在氣門凸輪軸41上的被動凸輪鏈輪36靠上方的位置，因此能夠將杠桿比構成得大，且能夠將擺動臂65緊湊地裝入氣門機構。在該可變氣門機構40的可變氣門開閉正時驅動機構60中使用的電磁螺線管70如上所述，在勵磁線圈73的勵磁停止而消磁時,柱塞75在外部載荷(螺旋彈簧56的作用力)的作用下后退，與被螺旋彈簧87施力的限動構件82抵接而始終精度良好地被定位并停止在規定的停止位置，因此，電磁螺線管70的柱塞75的驅動在行程量上沒有不均，由此能夠經擺動臂65使滑動桿53滑動而正確地進行可變凸輪構件50的動作，從而能夠精度良好地執行氣門開閉正時的變更。擺動臂65中，從支點P到作用點R的距離PR比從支點P到力點Q的距離PQ長，杠桿比r ( = PR/PQ)大，因此滑動桿53的滑動速度即可變凸輪構件50的移動速度快，由此能夠反應快且更加精度良好地執行氣門開閉正時的變更。電磁螺線管70的柱塞75的行程量小即可，從而能夠實現電磁螺線管70的小型化。基于圖9，對另一實施方式涉及的電磁螺線管100的結構進行說明。該電磁螺線管100使用與上述先前的實施方式的電磁螺線管70同樣的構件而構成，因此，相同的構件使用相同的符號表示。該固定構件80的圓筒引導部80a使柱塞75側的前方開口，且形成有堵塞后方開口的底壁80d，底壁80d具有凸緣部。在圓筒引導部80a的前側開口部嵌合與其內周面不同體的圓環狀構件即位置限制構件80b,并通過斂縫(力、的)而固定。呈有底圓筒狀的限動構件82以圓柱突部82b朝向柱塞75側的方式滑動自如地嵌合于圓筒引導部80a的內側，在限動構件82的圓柱主體82a的內側凹部，螺旋彈簧87夾裝在圓柱突部82b與固定構件80的底壁80d之間。限動構件82的圓柱突部82b的前端部縮徑而嵌入圓環狀的位置限制構件80b的開孔81中。S卩，被螺旋彈簧87施力的限動構件82通過圓柱突部82b與位置限制構件80b抵接而被在規定位置限制向前方的滑動。因此，當電磁螺線管70消磁，柱塞75退后而與該限動構件82碰撞時，限動構件82抵抗螺旋彈簧87而與柱塞75 —起后退，由此吸收沖擊而降低碰撞聲，并且，暫時后退的限動構件82在螺旋彈簧87的作用下與柱塞75 —起前迸，并被位置限制構件80b限制，因此柱塞75能夠返回規定位置且精度良好地被定位并停止，由此能夠始終將柱塞75的行程量維持為固定。固定構件80為由圓筒引導部80a和底壁80d構成的簡單的結構，加工形成容易，并且不需要如上述實施方式所示使蓋構件85那樣的構件分體形成，從而部件件數較少即可，從而能夠使電磁螺線管70的組裝性良好。另外，沒有蓋構件85那樣的突出部，從而能夠實現電磁螺線管70的小型輕量化。 當將限動構件82組裝于固定構件80時，從開ロ側向固定構件80的圓筒引導部80a夾裝螺旋彈簧87并嵌合插入限動構件82，將位置限制部80b嵌入圓筒引導部80a的開ロ部的內周面，并進行斂縫而固定，因此組裝作業簡單且能夠進ー步提高組裝性。
權利要求
1.一種電磁螺線管(70)，在卷繞成圓筒狀的勵磁線圈(73)的中心軸上將柱塞(75)支承為可沿軸向移動，通過所述勵磁線圈(73)的勵磁，使所述柱塞(75)抵抗外部載荷而向前進方向即前方突出，通過所述勵磁線圈(73)的消磁，在外部載荷的作用下，所述柱塞(75)向后方后退，其特征在于， 在后方與所述柱塞(75)對置而阻止所述柱塞(75)的限動構件(82)被固定構件(80)支承且沿軸向滑動自如， 所述限動構件(82)被施力機構(87)向前方施力，并且被所述固定構件(80)上形成的位置限制部(80b)在規定位置限制向前方的滑動， 所述柱塞(75)在后退時與被所述位置限制部(80b)在規定位置限制的所述限動構件(82)抵接。
2.根據權利要求I所述的電磁螺線管，其特征在于， 所述固定構件(80)兼作磁軛，并具有圓筒引導部(80a)，該圓筒引導部(80a)收納所述限動構件(82)且將所述限動構件(82)引導成沿前后方向滑動自如， 所述圓筒引導部(80a)在所述柱塞(75)側即前側端部具有所述位置限制部(80b)，該位置限制部(80b)具有內徑縮徑的開孔(81)， 在所述限動構件(82)被所述施力機構(87)施力而與所述位置限制部(80b)抵接的狀態下，所述柱塞(75)在后退時與面向所述位置限制部(80b)的開孔(81)的所述限動構件(82)的前端面抵接。
3.根據權利要求I或2所述的電磁螺線管，其特征在于， 所述柱塞(75)由兼作磁軛的柱塞引導構件(74)支承為沿軸向移動自如， 大致呈有底圓筒狀的可動磁軛構件(76)的底壁(76b)在所述柱塞引導構件(74)的后方被所述柱塞(75)的從所述柱塞引導構件(74)向后方突出的部分貫通，從而一體地嵌合支承可動磁軛構件(76)， 所述可動磁軛構件(76)的圓筒壁(76a)沿著所述勵磁線圈(73)的圓筒內周而覆蓋所述固定構件(80)的端部。
4.根據權利要求2或3所述的電磁螺線管，其特征在于， 在所述固定構件(80)的所述圓筒引導部(80a)的后側開口安裝有蓋構件(85)，在所述限動構件(82)與所述蓋構件(85)之間夾裝有所述施力機構(87)。
5.根據權利要求4所述的電磁螺線管，其特征在于， 在所述固定構件(80)的所述圓筒引導部(80a)的內周形成有內螺紋部(80s)， 在所述蓋構件(85)上形成有外螺紋部(85s)， 使所述外螺紋部(85s)與所述圓筒引導部(80a)的內螺紋部(80s)螺合，從而將所述蓋構件(85)固定在所述圓筒引導部(80a)的后側開口， 所述施力機構(87)夾裝在所述限動構件(82)與所述蓋構件(85)的所述外螺紋部(85s)之間。
6.根據權利要求5所述的電磁螺線管，其特征在于， 所述限動構件(82)從圓柱主體(82a)向后側突出形成圓柱引導棒(82c)， 所述蓋構件(85)形成有引導孔(85c)，該引導孔(85c)使所述圓柱引導棒(82c)滑動自如地嵌入所述外螺紋部(85s)并對所述限動構件(82)進行引導，所述施力機構為螺旋彈簧(87)，且整周設置在所述圓柱引導棒(82c)的周圍。
7.根據權利要求2所述的電磁螺線管，其特征在于， 所述圓筒引導部(80a)使所述柱塞(75)側的前方開口，且形成有堵塞后方開口的底壁(80d)， 所述位置限制部(80b)為嵌合于所述圓筒引導部(80a)的前側開口部的環狀構件。
8.根據權利要求7所述的電磁螺線管，其特征在于， 所述位置限制部(80b)嵌合固定于所述圓筒引導部(80a)的前側開口部的內周面。
9.一種內燃機的可變氣門機構，其特征在于， 將通過權利要求I至8中任一項所述的電磁螺線管(70)的驅動而產生的所述柱塞(75)的移動經動力傳遞機構(65、53、54)向可變凸輪構件(50)的動作傳遞來改變氣門開閉正時， 對所述柱塞(75)作用的所述外部載荷(56)施加給所述動力傳遞機構(65、53、54)。
10.根據權利要求9所述的可變氣門機構，其特征在于， 所述動力傳遞機構(65、53、54)具備擺動臂(65)，該擺動臂(65)被支點(P)軸支承且在力點(Q)輸入所述柱塞(75)的移動而擺動，并在作用點(R)使滑動構件(53)滑動，所述滑動構件(53)與所述可變凸輪構件(50) —起移動來改變氣門開閉正時。
全文摘要
本發明以提供一種能夠降低碰撞聲且使柱塞始終精度良好地停止在規定位置的電磁螺線管及提供一種能夠精度良好地執行氣門開閉正時的變更的可變氣門機構為課題。一種電磁螺線管及使用了該電磁螺線管的可變氣門機構，該電磁螺線管中，在后方與柱塞(75)對置而阻止柱塞(75)的限動構件(82)由固定構件(80)支承為沿軸向滑動自如，限動構件(82)被施力機構(87)向前方施力，并且被由固定構件(80)構成的位置限制部(80b)在規定位置限制向前方的滑動，柱塞(75)在后退時與被位置限制部(80b)在規定位置限制的限動構件(82)抵接。
文檔編號F01L9/04GK102623131SQ20121000826
公開日2012年8月1日 申請日期2012年1月12日 優先權日2011年1月26日
發明者四戶俊, 大野剛資, 寺田保男, 小巖洋, 小笠原俊樹, 山西輝英, 日名子真輝, 藤原一夫 申請人:本田技研工業株式會社, 株式會社三國