专利名称：电磁螺线管及使用了该电磁螺线管的内燃机可变气门机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过励磁线圈的励磁而使柱塞移动的电磁螺线管及使用了该电磁螺线管的内燃机可变气门机构。
背景技术：
一般而言，电磁螺线管通过励磁线圈的励磁而使柱塞突出，当励磁线圈消磁时，柱塞在弹簧等施力机构的作用下被压入到原来的位置。为了压入柱塞并使柱塞停止在原来的位置，而在规定位置设置限动件，压入的柱塞与限动件碰撞而停止在原来的位置。柱塞自不用说，限动件通常也为金属件，因此，在柱塞与限动件碰撞时产生金属声。因此，提出有如下技术，即，在柱塞或限动件的碰撞的部位设置由弹性体形成的缓冲构件，通过使柱塞与限动件的碰撞隔着缓冲构件，来吸收碰撞产生的冲击，从而降低碰撞声(例如，参照专利文献I)。专利文献1 :日本特表2004-510327号公报专利文献1中公开的电磁螺线管在柱塞与铁心(限动件)的彼此对置的双方的碰撞部分设有弹性体的缓冲构件，从而缓冲构件吸收碰撞产生的冲击而降低碰撞声。在专利文献1涉及的电磁螺线管中，缓冲构件在发生弹性变形的同时阻止压入的柱塞，从而吸收冲击。缓冲构件发生弹性变形后，弹性复原，从而使柱塞返回到原来的规定位置。然而，由于柱塞长年反复与缓冲构件碰撞，因此伴随质的时效变化而缓冲构件产生弹力减弱，从而即使发生略微变形时，也无法使柱塞正确地停止在规定的位置。当柱塞无法正确地停止在规定位置时，柱塞的行程发生变化，从而无法使被动作构件正确地动作。
发明内容
本发明鉴于上述情况而提出，其第一目的在于提供一种能够降低碰撞声且使柱塞始终精度良好地停止在规定位置的电磁螺线管。另外，本发明的第二目的在于提供一种可变气门机构，其通过使用使柱塞始终精度良好地停止在规定位置的螺线管，从而能够精度良好地执行气门开闭正时的变更。为了实现上述目的，本发明的第一方面为电磁螺线管，在卷绕成圆筒状的励磁线圈73的中心轴上将柱塞75支承为可沿轴向移动，通过所述励磁线圈73的励磁，使所述柱塞75抵抗外部载荷而向前进方向即前方突出，通过所述励磁线73的消磁，在外部载荷的作用下，所述柱塞75向后方后退，其特征在于，在后方与所述柱塞75对置而阻止所述柱塞75的限动构件82被固定构件80支承且沿轴向滑动自如，所述限动构件82被施力机构87向前方施力，并且被所述固定构件80上形成的位置限制部80b在规定位置限制向前方的滑动，所述柱塞75在后退时与被所述位置限制部80b在规定位置限制的所述限动构件82抵接。本发明的第二方面在本发明的第一方面的电磁螺线管的基础上，其特征在于，所 述固定构件80兼作磁轭，并具有圆筒引导部80a，该圆筒引导部80a收纳所述限动构件82且将所述限动构件82引导成沿前后方向滑动自如，所述圆筒引导部80a在所述柱塞75侧即前侧端部具有所述位置限制部80b，该位置限制部80b具有内径缩径的开孔81，在所述限动构件82被所述施カ机构87施カ而与所述位置限制部80b抵接的状态下，所述柱塞75在后退时与面向所述位置限制部80b的开孔81的所述限动构件82的前端面抵接。本发明的第三方面在本发明的第一方面或第二方面的电磁螺线管的基础上，其特征在于，所述柱塞75由兼作磁轭的柱塞引导构件74支承为沿轴向移动自如，大致呈有底圆筒状的可动磁轭构件76的底壁76b在所述柱塞引导构件74的后方被所述柱塞75的从所述柱塞引导构件74向后方突出的部分贯通，从而一体地嵌合支承可动磁轭构件76，所述可动磁轭构件76的圆筒壁76a沿着所述励磁线圈73的圆筒内周而覆盖所述固定构件80的端部。本发明的第四方面在本发明的第二方面或第三方面的电磁螺线管的基础上，其特征在于，在所述固定构件80的所述圆筒引导部80a的后侧开ロ安装有盖构件85，在所述限动构件82与所述盖构件85之间夹装有所述施カ机构87。本发明的第五方面在本发明的第四方面的电磁螺线管的基础上，其特征在于，在所述固定构件80的所述圆筒引导部80a的内周形成有内螺纹部80s，在所述盖构件85上形成有外螺纹部85s，使所述外螺纹部85s与所述圆筒引导部80a的内螺纹部80s螺合，从而将所述盖构件85固定在所述圆筒引导部80a的后侧开ロ，所述施カ机构87夹装在所述限动构件82与所述盖构件85的所述外螺纹部85s之间。本发明的第六方面在本发明的第五方面的电磁螺线管的基础上，其特征在于，所述限动构件82从圆柱主体82a向后侧突出形成圆柱引导棒82c，所述盖构件85形成有引导孔85c，该引导孔85c使所述圆柱引导棒82c滑动自如地嵌入所述外螺纹部85s并对所述限动构件82进行引导，所述施カ机构为螺旋弹簧87，且整周设置在所述圆柱引导棒82c的周围。本发明的第七方面在本发明的第二方面的电磁螺线管的基础上，其特征在于，所述圆筒引导部80a使所述柱塞75侧的前方开ロ，且形成有堵塞后方开ロ的底壁80d，所述位置限制部80b为嵌合于所述圆筒引导部80a的前侧开ロ部的环状构件。本发明的第八方面在本发明的第七方面的电磁螺线管的基础上，其特征在于，所述位置限制部80b嵌合固定于所述圆筒引导部80a的前侧开ロ部的内周面。本发明第九方面为可变气门机构，其特征在干，将通过第一方面至第八方面中任一项所述的电磁螺线管70的驱动而产生的所述柱塞75的移动经动カ传递机构65、53、54向可变凸轮构件50的动作传递来改变气门开闭正吋，对所述柱塞75作用的所述外部载荷56施加给所述动カ传递机构65、53、54。本发明的第十方面在本发明的第九方面的可变气门机构的基础上，其特征在干，所述动カ传递机构65、53、54具备杠杆比r大的摆动臂65，该摆动臂65由支点P轴支承，且在力点Q输入所述柱塞75的移动而摆动，并在作用点R使滑动构件53滑动，所述滑动构件53与所述可变凸轮构件50 —起移动来改变气门开闭正吋。
发明效果根据本发明的第一方面所述的电磁螺线管，柱塞75在后退时与被施力机构87向前方施力且被位置限制部80b在规定位置限制向前方的滑动的限动构件82抵接，因此，当电磁螺线管70消磁，柱塞75后退而与该限动构件82碰撞时，限动构件82抵抗施力机构87而与柱塞75 —起后退，从而吸收冲击来降低碰撞声，并且后退一次的限动构件82在螺旋弹簧87的作用下与柱塞75 —起前进，并被位置限制构件80b限制，因此柱塞75能够返回规定位置且精度良好地定位并停止，由此能够始终将柱塞75的行程量维持为固定。根据本发明的第二方面所述的电磁螺线管，所述固定构件80兼作磁轭，并具有圆筒引导部80a，该圆筒引导部80a收纳限动构件82且将限动构件82引导成沿前后方向滑动自如，圆筒引导部80a在前侧端部具有所述位置限制部80b，该位置限制部80b具有内径缩径的开孔81，在限动构件82被施力机构87施力而与位置限制部80b抵接的状态下，柱塞 75与面临位置限制部80b的开孔81的限动构件82的前端面抵接而被定位，因此为将限动构件82收纳成滑动自如的圆筒引导部80a和限制限动构件82向前方的滑动的位置限制部80b形成在固定构件80上，且在位置限制部80b上形成有开孔81的简单且紧凑的结构，从而能够实现电磁螺线管70的小型轻量化。根据本发明的第三方面所述的电磁螺线管，在将柱塞75支承为沿轴向移动自如的兼作磁轭的柱塞引导构件74的后方,大致呈有底圆筒状的可动磁轭构件76的底壁76b被柱塞75的从柱塞引导构件74向后方突出的部分贯通，从而一体地嵌合支承可动磁轭构件76,可动磁轭构件76的圆筒壁76a沿着励磁线圈73的圆筒内周而覆盖兼作磁轭的固定构件80的端部，因此形成使通过励磁线圈73的励磁产生的磁效率良好地通过的磁回路，从而能够使可动磁轭构件76与柱塞75通过适当的可动力一体地移动。根据本发明的第四方面所述的电磁螺线管，在固定构件80的圆筒引导部80a的后侧开口安装有盖构件85，在限动构件82与盖构件85之间夹装有施力机构87，因此通过从后侧开口将限动构件82和螺旋弹簧87顺次插入圆筒引导部80a并安装盖构件85，从而能够简单地组装，使组装性良好。根据本发明的第五方面所述的电磁螺线管，盖构件85具有外螺纹部85s，使外螺纹部85s与圆筒引导部80a的内螺纹部80s螺合，从而将盖构件85固定在圆筒引导部80a的后侧开口，且施力机构87夹装在限动构件82与盖构件85s之间，因此盖构件的安装简单且组装性进一步提闻。根据本发明的第六方面所述的电磁螺线管，限动构件82从圆柱主体82a向后侧突出形成圆柱引导棒82c，盖构件85形成有引导孔85c，该引导孔85c使圆柱引导棒82c滑动自如地嵌入外螺纹部85s并对限动构件82进行引导，因此限动构件82能够更加顺利地在圆筒引导部80a内滑动。另外，施力机构为螺旋弹簧87，整周设置在圆柱引导棒82c的周围，因此螺旋弹簧87被稳定支承，从而能够对限动构件82有效地施力。根据本发明的第七方面所述的电磁螺线管，所述圆筒引导部80a使柱塞75侧的前方开口，且形成有堵塞后方开口的底壁80d，所述位置限制部80b为嵌合于圆筒引导部80a的前侧开口部的环状构件，因此由圆筒引导部80a和底壁80d形成的固定构件80的加工成形容易，且使电磁螺线管的组装性良好。
根据本发明的第八方面所述的电磁螺线管，所述位置限制部80b与圆筒引导部80a的前侧开ロ部的内周面嵌合并通过敛缝而被固定，因此组装性进ー步提高。根据本发明的第九方面所述的可变气门机构，将通过所述电磁螺线管70的驱动而产生的柱塞75的移动经动カ传递机构65、53、54向可变凸轮构件50的动作传递来改变气门开闭正时，向柱塞75作用的所述外部载荷56施加给动カ传递机构65、53、54，因此通过使用柱塞75始終返回规定位置且精度良好地停止的电磁螺线管70，使柱塞75的驱动量的不均减小而正确地进行可变凸轮构件50的动作，从而能够精度良好地执行气门开闭正时的变更。根据本发明的第十方面所述的可变气门机构，动カ传递机构65、53、54具备杠杆比r大的摆动臂65，该摆动臂65由支点P轴支承，并在力点Q输入柱塞75的移动而摆动，并在作用点R使滑动构件53滑动，且滑动构件53与可变凸轮构件50 —起移动来改变气门开闭正吋，因此通过杠杆比r大的摆动臂65而进行滑动的滑动构件53及可变凸轮构件50的移动速度快，由此能够反应快且更加精度良好地执行气门开闭正时的变更。通过增大摆动臂65的杠杆比r，电磁螺线管70的柱塞75的行程量小即可，从而能够实现电磁螺线管70的小型化。在此，杠杆比r是指从支点P到作用点R的距离PR相对于从支点P到力点Q的距离PQ之比。
图1是本发明的ー实施方式涉及的电磁螺线管的消磁状态的剖视图。图2是该电磁螺线管的励磁状态的剖视图。图3是该电磁螺线管的刚消磁后的状态的剖视图。图4是搭载有在可变气门机构中使用了该电磁螺线管的内燃机的机动ニ轮车的整体侧视图。图5是该内燃机的局部省略局部剖开的左侧视图。图6是该内燃机的气缸盖及其附近的右剖视图。图7是该内燃机的后剖视图。图8是图7的VIII-VIII线剖视图。图9是另ー实施方式涉及的电磁螺线管的消磁状态的剖视图。符号说明40 可变气门机构41 气门凸轮轴41s 长孔41h 中心轴孔41cs花键槽条42 恒定凸轮构件42i吸气凸轮突出部42e排气凸轮突出部44i吸气摇臂
44e排气摇臂43ir>44er 棍
50可变凸轮构件50cs花键突条52滑动机构53滑动杆54连结销56螺旋弹簧60可变气门开闭正时驱动机构63 螺栓64枢轴螺栓65摆动臂70电磁螺线管71圆筒壳体72线圈骨架73励磁线圈74柱塞引导构件75 柱塞76可动磁轭构件76a圆筒壁76b 底壁77滑动构件78对开销80固定构件80a圆筒引导部80b位置限制部80c凸缘部80s内螺纹部81 开孔82限动构件82a圆柱主体82b圆柱突部82c圆柱引导棒85盖构件85s外螺纹部85c引导孔86间隔件87螺旋弹簧100电磁螺线管
具体实施例方式以下，基于图I至图3，对本发明涉及的ー实施方式的电磁螺线管70进行说明。该电磁螺线管70具备呈圆筒状的圆筒壳体71，该圆筒壳体71的中心轴沿前后方向定向，以下在图I至图3中，以左侧为前方、右侧为后方而进行说明。
沿圆筒壳体71的内周面嵌合插入在圆筒状的线圈骨架72的外周卷绕有励磁线圈73而成的构件，柱塞75贯通在插入到圆筒壳体71的前侧部分中的圆筒状的柱塞引导构件74的内部，并经滑动构件77、77被支承为沿前后滑动自如。在ー对对开销78、78从外侧与柱塞引导构件74的外周面的前后方向中央部嵌合的状态下，使对开销78、78与圆筒壳体71的前侧开ロ部嵌合，从而柱塞引导构件74经对开销78、78与圆筒壳体71中心轴对合而被插入到圆筒壳体71的前一半左右，从而被圆筒壳体71支承。贯通柱塞引导构件74的柱塞75能够在卷绕成圆筒状的励磁线圈73的中心轴上沿前后滑动。在圆筒壳体71的后半部分嵌合插入有将限动构件82收纳成滑动自如的固定构件80。固定构件80具有圆筒引导部80a，圆筒引导部80a收纳限动构件82且将限动构件82引导成沿前后方向滑动自如。并且，固定构件80在圆筒引导部80a的柱塞引导构件74侧即前侧端部形成有位置限制部80b，该位置限制部80b具有内径缩径了的开孔81，固定构件80的后侧端部向径向外侧延伸出而形成圆板状的凸缘部80c。另外，在圆筒引导部80a的内周面的后侧约一半的部分刻设有内螺纹部80s。固定构件80以凸缘部80c与圆筒壳体71的后侧开ロ部嵌合且使圆筒引导部80a朝向前方内侧的方式被支承于圆筒壳体71。卷绕有所述励磁线圈73的圆筒状的线圈骨架72为如下这样的结构，所述柱塞引导构件74嵌入并支承其前侧，固定构件80的圆筒引导部80a嵌入并支承其内径缩径了的后端部，对开销78、78和固定构件80的凸缘部80c从前后夹持线圈骨架72，且柱塞75和限动构件82沿前后相面对而位于励磁线圈73的中心轴上，该励磁线圈73卷绕在线圈骨架72上而呈圆筒状。因此，圆筒壳体71与对开销78、78、柱塞引导构件74、固定构件80—起包围卷绕在线圈骨架72上的励磁线圈73的周围，且分别兼作磁轭。在线圈骨架72内，在前侧的柱塞引导构件74与后侧的固定构件80的圆筒引导部80a之间存在适当宽度的空洞90，在外径比线圈骨架72的内径小的圆筒引导部80a的外周面与线圈骨架72的内周面之间存在空隙91。由圆筒壁76a和底壁76b形成呈有底圆筒状的可动磁轭构件76，可动磁轭构件76的朝向前方的底壁76b被柱塞75的向空洞90突出的部分贯通,从而柱塞75被一体嵌合支承于磁轭构件76，其中，柱塞75滑动自如地贯通柱塞引导构件74。可动磁轭构件76的从底部76b向后方延伸的圆筒壁76a被插入到圆筒引导部80a的外周面与线圈骨架72的内周面之间的空隙91中。
这样，可动磁 轭构件76的圆筒壁76a沿着励磁线圈73的圆筒内周而覆盖兼作磁轭的固定构件80的圆筒引导部80a,因此形成使通过励磁线圈73的励磁而产生的磁高效通过的磁回路，从而能够通过适当的可动力使可动磁轭构件76与柱塞75 —体移动。在固定构件80的圆筒引导部80a内滑动的限动构件82为刚性高的金属制成，圆柱突部82b从外径与圆筒引导部80a的内径大致相等的圆柱主体82a的前表面突出，且圆柱突部82b滑动自如地嵌入圆筒引导部80a的位置限制部80b所形成的开孔81中。另外，限动构件82的圆柱引导棒82c从圆柱主体82a向后侧突出形成为长条状。在圆筒引导部80a内滑动的限动构件82通过圆柱主体82a与位置限制部80b抵接而在规定位置被限制向前方的滑动，在限动构件82被位置限制部80b限制时，圆柱突部82b嵌入开孔81，限动构件82的面向开孔81的前端面(圆柱突部82b的前端面)与位置限制部80b的前表面构成同一面(参照图I)。在固定构件80的圆筒引导部80a的后侧开口安装有盖构件85。盖构件85是具有与在圆筒引导部80a上刻设的内螺纹部80s螺合的外螺纹部85s的螺栓，将外螺纹部85s与圆筒引导部80a的后侧开口的内螺纹部80s螺合，并隔着间隔件86紧固。在盖构件85中，限动构件82的圆柱引导棒82c滑动自如地嵌入外螺纹部85s，且对限动构件82进行引导的引导孔85c形成在中心轴上，在盖构件85与圆筒引导部80a螺合时，圆柱引导棒82c嵌入引导孔85c,从而引导孔85c支承圆柱引导棒82c而对限动构件82进行引导，来使限动构件82顺利地滑动。并且，在限动构件82的圆柱引导棒82c的周围整周设置的螺旋弹簧87被夹装在限动构件82的圆柱主体82a的后端面与盖构件85的外螺纹部85s的前端面之间，并对限动构件82向前方施力。由于作为施力机构的螺旋弹簧87被整周设置在圆柱引导棒82c的周围，因此螺旋弹簧87被稳定支承，并且能够对限动构件82有效地施力。由于从后侧开口将限动构件82和螺旋弹簧87顺次插入固定构件80的圆筒引导部80a，并将盖构件85安装于后侧开口，因此能够简单地组装，从而组装性良好。并且，由于盖构件85是具有外螺纹部85s的螺栓，因此通过与圆筒引导部80a的内螺纹部80s螺合并将盖构件85固定在圆筒引导部80a的后侧开口，且将螺旋弹簧87夹装在限动构件82与外螺纹部85s之间，因此盖构件85的安装简单，从而组装性进一步提高。该电磁螺线管70具有以上这样的结构，柱塞75沿着向后方后退的方向从外部受到载荷。但是，外部载荷被设定成小于螺旋弹簧87的作用力。因此，该电磁螺线管70在励磁线圈73消磁时，在外部载荷的作用下，柱塞75向后方后退，从而如图I所示，与被螺旋弹簧87施力且被位置限制部80b限制在规定位置的限动构件82的圆柱突部82b抵接而停止在规定的停止位置。当励磁线圈73励磁时，参照图2，产生的磁性效率良好地通过由兼作磁轭的圆筒壳体71、对开销78、78、柱塞引导构件74、固定构件80构成的磁回路，从而中途的可动磁轭构件76和柱塞75 —体地克服外部载荷而向前方移动，并使柱塞75向前方突出。当停止励磁线圈73的励磁而消磁时，在外部载荷的作用下，柱塞75与可动磁轭构件76 —起向后方后退，与被螺旋弹簧87施カ且被位置限制部80b限制而停止的限动构件82的圆柱突部82b碰撞，因此刚碰撞后，如图3所示，柱塞75被克服螺旋弹簧87的施カ并被向后方压入而移动的限动构件82阻止，因此能够吸收冲击且还能抑制碰撞声。之后，在大于外部载荷的螺旋弹簧87的作用力的作用下，柱塞75和限动构件82一起从图3所示的状态向前方返回，当限动构件82被位置限制部80b限制而停止吋，如图 I所示，限动构件82与柱塞75抵接而停止在规定的停止位置。金属制的限动构件82即使长年使用也不会产生弹カ减弱(へタリ)，另外，螺旋弹簧87的作用力比外部载荷大多少都可以，不必担心弹カ减弱，因此与限动构件82碰撞而停止的柱塞75始终精度良好地定位并停止在规定位置。因此，该电磁螺线管70不存在柱塞75的行程量的不均，能够使被动作构件正确地动作。兼作磁轭的固定构件80为如下这样简单且紧凑的结构，S卩，在将限动构件82滑动自如地与螺旋弹簧87—起收纳的圆筒引导部的端部形成有限制限动构件82向前方滑动的位置限制部80b，从而能够实现电磁螺线管70的小型轻量化。以下，基于图4至图8，对使用了上述的该电磁螺线管70的可变气门机构40进行说明。具备该可变气门机构40的内燃机10为单气缸四冲程内燃机，其搭载于机动ニ轮车I。在以下的说明中，以机动ニ轮车为基准而确定前后左右。图4中示出搭载有该内燃机10的机动ニ轮车I的整体侧视图。该机动ニ轮车I的车架2中，左右ー对的主框架2m、2m从头管2h向后方且略向下延伸出后，进ー步向下方弯曲，形成急剧倾斜部2ma、2ma而直至下端部。另外，从头管2h呈急剧倾斜角度朝向下方的左右ー对的下行框架2d、2d在侧视时与主框架2m的急剧倾斜部2ma大致平行地延伸。座椅轨道2s、2s从主框架2m、2m的急剧倾斜部2ma、2ma的上部经角板2g、2g向后方延伸出，将该座椅轨道2s、2s的中央部与急剧倾斜部2ma、2ma的下部连结起来的后支承件2b、2b支承座椅轨道2s、2s。在以上那样的车架中，在头管2h上枢轴支承前叉3，在前叉的下端轴支承前轮Fw，在主框架2m、2m的急剧倾斜部2ma、2ma的下部被轴支承前端的后叉4向后方延伸，在其后端轴支承后轮Rw，在后叉4与车架2的所述角板2g之间夹设有后缓冲件5。在主框架2m、2m的前部架设有燃料箱6，座椅7由座椅轨道2s、2s支承而设置在燃料箱6的后方。悬置在主框架3、3与下行框架2d、2d上的内燃机10为SOHC型的空冷式单气缸四冲程内燃机，其曲轴11相对于车身沿车身宽度方向定向，且气缸稍前倾，从而以气缸体14、气缸盖15、气缸盖罩16立起的姿态悬置。存在燃料箱6覆盖在内燃机10的稍前倾的气缸的上部的气缸盖罩16的上方的位
置关系。吸气管8从内燃机10的气缸盖15向后方延伸出，并经节气门区而直到空气滤清器8a,排气管9从气缸盖15向前方延伸出，向下方弯曲并在内燃机10的下方向后方延伸，直到后轮Rw的右侧的消声器9m。参照图5，轴支承内燃机10的曲 轴11的曲轴箱13在配置有曲轴11的曲轴室13C的后方形成有收容变速器的变速器室13M，变速器的输出轴12从后一半的变速器室13M向左外方突出，从而构成动力单元。在曲轴室13C的下方，底壁稍向下方鼓出而一体地形成积存油的油积存部13P。曲轴室13C、变速器室13M、形成油积存部13P的曲轴箱13呈左右分割结构。具有一个气缸14a的气缸体14与经衬垫而设置在气缸体14上的气缸盖15重叠在曲轴箱13的前侧的曲轴室13C的上面，通过气缸盖螺栓17将凸轮轴支架16与气缸盖15、气缸体14 一体地紧固于曲轴箱13，气缸盖罩20隔着弹性密封构件18覆盖在气缸盖15的上方(参照图6、图7)。重叠在曲轴箱13上的气缸体14、气缸盖15及气缸盖罩20以从曲轴箱13稍倾斜的姿态向上方延伸出(参照图5)。在气缸体14的气缸14a内嵌合有往复滑动自如的活塞31 (参照图6),该活塞31和曲轴11由连杆32连接而构成曲轴机构。在气缸盖15上，与气缸14a对应而在气缸轴线方向上形成有与活塞31对置的燃烧室15z，吸气口 15i从该燃烧室15z向后方延伸出，排气口 15e从燃烧室60向前方延伸出(参照图6)，火花塞19以前端面对燃烧室15z的方式被安装于燃烧室15z的顶壁(参照图7)。如图6所示，被一体嵌合于气缸盖13的阀引导件分别支承为能够滑动的吸气阀33和排气阀34由内燃机10所具备的可变气门机构40驱动，从而吸气口 15i的吸气开口及排气口 15e的排气开口与曲轴11的旋转同步地进行开闭。参照图6及图7，可变气门机构40是SOHC型的气门机构，即，一根气门凸轮轴41沿左右方向定向而被轴支承于凸轮轴支架16上，凸轮轴支架16被固定在气缸盖15上方，在气门凸轮轴41的斜前后上方，摇臂轴43e、43i被支承于凸轮轴支架16，吸气摇臂44i的中央被轴支承于后方的摇臂轴43i从而使吸气摇臂44i摆动自如，排气摇臂44e的中央被轴支承于前方的摇臂轴43e从而排气摇臂44e摆动自如。将在外周面排列形成有吸气凸轮突出部42i和排气凸轮突出部42e的圆筒状的恒定凸轮构件42压入气门凸轮轴41，从而恒定凸轮构件42 —体地外嵌于气门凸轮轴41。并且，在吸气摇臂43i中，一端的辊44ir与恒定凸轮构件42的吸气凸轮突出部42 相接，另一端与吸气阀33的阀杆的上端相接，另一方的排气摇臂44e的一端的辊44er与恒定凸轮构件42的排气凸轮突出部42e相抵，排气摇臂44e的另一端与排气阀34的阀杆的上端相接，通过气门凸轮轴41和恒定凸轮构件42 (吸气凸轮突出部42i、排气凸轮突出部42e)的旋转，吸气摇臂44i和排气摇臂44e以规定的正时摆动，从而对吸气阀33和排气阀34进行开闭驱动。气门凸轮轴41在左轴端部固定有被动凸轮链轮36 (参照图7)。另一方面，在曲轴11上嵌合有驱动凸轮链轮35，在该驱动凸轮链轮35与其上方的所述被动凸轮链轮36之间架设有凸轮传动链37 (参照图5)，曲轴11的旋转动力经凸轮传动链37以曲轴11的1/2的转速被传递给气门凸轮轴41的旋转，吸气摇臂44i和排气摇臂44e与曲轴11同步地进行摆动，从而对吸气阀33和排气阀34分别以所需的正时进行开闭驱动。需要说明的是，在气缸体14、气缸盖15、气缸盖罩20的左侧部，凸轮传动链室14c、15c、20c形成为ー个空洞(參照图7)，在该凸轮传动链室14c、15c、20c中，如图5所示，略微弯曲而上下呈长条状延伸的链引导件38对在驱动凸轮链轮35与上方的被动凸轮链轮36之间架设的凸轮传动链37的前侧部分进行引导，另一方面，弯曲成弓形的张紧滑履39以按压凸轮传动链37的后方的后侧部分的方式与凸轮传动链37的后方的后侧部分相接，从而在凸轮传动链37上维持适度的张紧(參照图5)。张紧滑履39的背后由张紧升降机构39t按压。沿左右方向定向而被轴支承于凸轮轴支架16的气门凸轮轴41为圆筒状构件，在轴向中央沿左右排列而形成有花键形成部41c和锁扣外周面部41i，在锁扣外周面部41i的 右侧沿左右排列而形成有恒定凸轮部位的排气凸轮突出部42e和吸气凸轮突出部42i。并且，在规定位置从花键形成部41c的宽幅的花键槽条41cs到锁扣外周面部41i与轴向正交地贯通穿设有长孔41s。该气门凸轮轴41包括恒定凸轮部位42在内是通过冷锻而精度良好地形成为一体的。滑动自如地嵌合于气门凸轮轴41的可变凸轮构件50在内周面形成有与气门凸轮轴41的锁扣外周面部41 i和花键形成部41c的花键槽条对应的锁扣内周面部和花键突条，在可变凸轮构件50的外周面的右侧部形成有可变凸轮突出部50e，可变凸轮突出部50e为EGR用的凸轮突出部，大部分呈与排气凸轮突出部42e的基圆同径或比其稍小直径的基圆，在局部突出有略微的上升量的小的凸轮山。将该可变凸轮构件50从左侧嵌合插入气门凸轮轴41，在气门凸轮轴41的锁扣外周面部41 i与花键形成部41c进行锁扣嵌合的同时还进行花键嵌合，滑动杆53滑动自如地嵌合插入于气门凸轮轴41的中心轴孔，贯通了滑动杆53的销孔和气门凸轮轴41的长孔41s的连结销54的两端与可变凸轮构件50卡合。因此，当使滑动杆53沿轴向滑动时，滑动杆53与连结销54 —起被气门凸轮轴41的长孔41s引导并移动，且可变凸轮构件50与连结销54 —体地沿轴向移动而变位。气门凸轮轴41的中心轴孔的右端内周面刻设有内螺纹，若从右侧将螺旋弹簧56插入该中心轴孔中，并使带凸缘的螺栓57与内螺纹螺合，则螺旋弹簧56被夹在滑动杆53与带凸缘的螺栓57之间，从而对滑动杆53向左侧施力，在连结销54与长孔41s的左侧长条端抵接的位置，滑动杆53被限制，而滑动杆53的左端从气门凸轮轴41向左方突出。在气门凸轮轴41中的向吸气凸轮突出部42i的右侧突出的右端的轴颈部嵌合有轴承46，在与可变凸轮构件50花键嵌合的花键形成部41c的左侧的左侧圆筒部上嵌合插入有轴承45，并将凸缘构件47通过键以规定的相对角度压入，从而，将轴承45在凸缘构件47与花键形成部41c之间夹紫。在该小组合的状态下，将气门凸轮轴41从左侧插入在凸轮轴支架16的左右相对置而突出的左右轴承壁16L、16R的轴孔，且使右侧的轴承46与右轴承壁16R的轴孔嵌合，使左侧的轴承45与左轴承壁16L的轴孔嵌合，从而气门凸轮轴41经轴承45、46而旋转自如地被轴支承于凸轮轴支架16，且恒定凸轮部位的排气凸轮突出部42e及吸气凸轮突出部42i与可变凸轮构件50 —体旋转(參照图7)。
需要说明的是，右侧的轴承46与右轴承壁16R的阶梯部抵接而被定位，且左侧的轴承45由止动板59将左方定位来防止脱落，其中，止动板59通过螺栓58固定于左轴承壁16L(参照图7)。当滑动杆53在螺旋弹簧56的作用下向左移动时，如图7的实线所示，可变凸轮构件50经连结销54向左滑动变位而离开排气凸轮突出部42e，当离开规定距离以上时，排气摇臂44e的辊44er不与可变凸轮突出部50e相接，而仅与排气凸轮突出部42e相接，从而排气阀34以通常的排气气门开闭正时开闭。另一方面，当滑动杆53抵抗螺旋弹簧56的作用力而被按压向右方时，如图7中的双点划线所示，可变凸轮构件50经连结销54向右滑动 变位，在连结销54与长孔41s的右侧长条端抵接的位置，可变凸轮构件50被限制，此时，可变凸轮构件50与恒定凸轮构件42的左侧的排气凸轮突出部42e留有少许间隙而接近，且排气摇臂44e的辊44er以跨排气凸轮突出部42e和可变凸轮突出部50e这两方的方式与这两方相接，因此除了基于排气凸轮突出部42e的排气阀34的通常的开闭正时以外，还存在由可变凸轮突出部50e进行的排气阀34的开闭。由该可变凸轮突出部50e进行的排气阀34的开闭执行EGR(排气再循环)。在被动凸轮链轮36的左侧设有可变气门开闭正时驱动机构60，所述可变气门开闭正时驱动机构60向右按压从气门凸轮轴41向左侧突出且被螺旋弹簧56向左施力的滑动杆53的左端(参照图7)。可变气门开闭正时驱动机构60由作为致动器的上述的电磁螺线管70和将该电磁螺线管70的柱塞75的驱动向滑动杆53传递的摆动臂65构成，电磁螺线管70固定在气缸盖罩20的顶壁20u的上方,摆动臂65摆动自如地被枢轴支承于气缸盖罩20的凸轮传动链室 20c。气缸盖罩20由顶壁20u和矩形筒状的周壁20s形成大致矩形碗状，顶壁20u的覆盖凸轮传动链室20c的部分的前后方向中央部向上方呈厚壁状突出而形成中央突出部21，且与该中央突出部21的前后两侧连续而突出形成有突出突起部22、22。在中央突出部21的前后方向中央部从凸轮传动链室20c侧贯穿设有规定宽度的中央空隙21c，从中央突出部21的右侧面向左方贯穿设置的圆孔21h到达中央空隙21c。
在突出突起部22、22上从右侧面刻设有内螺纹。从电磁螺线管70的圆筒壳体71向前后延伸设置出安装凸缘部71f、71f，使柱塞75成为左侧而将安装凸缘部71f、71f从右侧安装于气缸盖罩20的中央突出部21。S卩，从电磁螺线管70的圆筒壳体71向左侧突出的柱塞引导构件74被嵌入中央突出部21的圆孔21h，从圆筒壳体71向前后延伸出的安装凸缘部71f、71f与突出突起部22、22抵接，并使螺栓63、63贯通安装凸缘部71f、71f而与突出突起部22、22的内螺纹螺合，从而将电磁螺线管61固定在气缸盖罩20的顶壁20u的上方。在这样安装的电磁螺线管70中，柱塞75移动的轴线方向与气门凸轮轴41及其中心轴孔内的滑动杆53的滑动的轴线方向平行。并且，电磁螺线管70的柱塞75位于使滑动杆53沿着气缸14a的中心轴线即气缸轴线方向平行移动的位置。在气缸盖罩20的内表面形成有多个肋，在中央突出部21贯穿设置的中央空隙21c的前后两侧对称地向下方延伸而形成有一对引导壁23、23。引导壁23、23沿着隔着中央空隙21c相面对的前后侧面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弯曲而展开。构成中央空隙21c的前后侧面21a、21a和前后引导壁23、23的端面23a、23a成为
同一平面。并且，在构成中央空隙21c的前后侧面21a、21a的规定位置架设有枢轴支承摆动臂65的枢轴螺栓64。摆动臂65为截面呈コ形状的直线棒状的臂构件，其与气缸轴线方向大致平行(大致上下方向)地定向而被配置在气缸盖罩20的凸轮传动链室20c中，摆动臂65的沿大致上下方向定向的侧板部在比中央靠上部的位置具备供枢轴螺栓64同轴贯通的轴支承孔，摆动臂65从轴支承孔的部位向上下方向分别形成为逐渐变细状。该摆动臂65与气缸轴线方向大致平行地定向，使截面コ形状的开ロ侧朝向左方而沿着被动凸轮链轮36的左面配设在凸轮传动链室20c中，此时，摆动臂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，枢轴螺栓64贯通摆动臂65的轴支承孔而架设在前后的侧面21a、21a，从而摆动臂65摆动自如地被轴支承于枢轴螺栓64。摆动臂65以上半部分被构成中央空隙21c的前后侧面21a、21a夹着的方式摆动，并以下半部分被与前后侧面21a、21a同一平面的前后引导壁23、23的端面23a、23a夹着的方式被弓I导，从而不会产生扭转方向的倾倒而顺利地摆动。參照图7，在气门凸轮轴41的中心轴孔41h内滑动的滑动杆53位于与气缸盖罩20和气缸盖15的对合面S (为弹性密封构件18的下表面)大致同一面上，摆动臂65的下端从气缸盖罩20和气缸盖15的对合面S向下方稍突出。摆动臂65由于中央靠上部的位置被枢轴螺栓64轴支承，因此与摆动臂65的在枢轴螺栓64上方的上侧部分相比，摆动臂65的下侧部分比上侧部分长，如图7所示，作为摆动臂65的支点P的枢轴螺栓64位于比固定在气门凸轮轴41上的被动凸轮链轮36靠上方的位置，电磁螺线管70的从柱塞引导构件74向左方突出的柱塞75与比枢轴螺栓64靠上侧的上侧部分的连结板部65a抵接，其中，电磁螺线管70固定在气缸盖罩20的顶壁20u的上方，从气门凸轮轴41向左方突出且被螺旋弹簧56施力的滑动杆53与摆动臂65的下端部抵接。參照图7，当以直线棒状的摆动臂65的由枢轴螺栓64形成的摆动中心作为支点P吋，摆动臂65与电磁螺线管70的柱塞75抵接的上端的点为力点Q，与滑动杆53抵接的下端的点为作用点R，摆动臂65在上端的力点Q受到通过电磁螺线管70的励磁驱动而向左方突出的柱塞75的力，从而进行摆动并在下端的作用点R作用于滑动杆53，使滑动杆53抵抗螺旋弹簧56的作用力而向右滑动。当电磁螺线管70消磁时，在螺旋弹簧56的作用力的作用下，滑动杆53向左方滑动，从而使摆动臂65摆动而将柱塞75向右方压入。
S卩，在电磁螺线管70消磁时，在螺旋弹簧56的作用力的作用下，滑动杆53向左方滑动，如图7中实线所示，经连结销54使可变凸轮构件50向左方滑动变位而离开恒定凸轮构件42，从而排气阀34以通常的排气气门开闭正时进行开闭。并且，当对电磁螺线管70励磁时，柱塞75向左方突出，从而使摆动臂65摆动，直到连结销54与长孔41s的右侧长条端抵接为止，并使滑动杆53抵抗螺旋弹簧56的作用力而向右方滑动，如图7中双点划线所示，经连结销54使可变凸轮构件50向右方滑动变位而接近恒定凸轮部的排气凸轮突出部42e，从而除了基于排气凸轮突出部42e的排气阀34的通常的开闭正时以外，还存在由可变凸轮突出部50e进行的排气阀34的开闭。与该通常的排气正时不同的排气阀34的开闭正时以与吸气阀33的开阀正时重合的规定的正时执行，从而能够实现通过该排气阀34的开阀而使残留在排气通路中的排气返回燃烧室15z以供燃烧的所谓EGR(排气再循环)。摆动臂65中，从支点P到作用点R的距离PR比从支点P到力点Q的距离PQ长，作为杠杆而言，距离PR相对于距离PQ的比即杠杆比r( = PR/PQ)大。
摆动臂65被配设成长度方向与气缸轴线方向大致平行(大致上下方向)地定向，且该摆动臂65的支点P位于比固定在气门凸轮轴41上的被动凸轮链轮36靠上方的位置，因此能够将杠杆比构成得大，且能够将摆动臂65紧凑地装入气门机构。在该可变气门机构40的可变气门开闭正时驱动机构60中使用的电磁螺线管70如上所述，在励磁线圈73的励磁停止而消磁时,柱塞75在外部载荷(螺旋弹簧56的作用力)的作用下后退，与被螺旋弹簧87施力的限动构件82抵接而始终精度良好地被定位并停止在规定的停止位置，因此，电磁螺线管70的柱塞75的驱动在行程量上没有不均，由此能够经摆动臂65使滑动杆53滑动而正确地进行可变凸轮构件50的动作，从而能够精度良好地执行气门开闭正时的变更。摆动臂65中，从支点P到作用点R的距离PR比从支点P到力点Q的距离PQ长，杠杆比r ( = PR/PQ)大，因此滑动杆53的滑动速度即可变凸轮构件50的移动速度快，由此能够反应快且更加精度良好地执行气门开闭正时的变更。电磁螺线管70的柱塞75的行程量小即可，从而能够实现电磁螺线管70的小型化。基于图9，对另一实施方式涉及的电磁螺线管100的结构进行说明。该电磁螺线管100使用与上述先前的实施方式的电磁螺线管70同样的构件而构成，因此，相同的构件使用相同的符号表示。该固定构件80的圆筒引导部80a使柱塞75侧的前方开口，且形成有堵塞后方开口的底壁80d，底壁80d具有凸缘部。在圆筒引导部80a的前侧开口部嵌合与其内周面不同体的圆环状构件即位置限制构件80b,并通过敛缝(力、的)而固定。呈有底圆筒状的限动构件82以圆柱突部82b朝向柱塞75侧的方式滑动自如地嵌合于圆筒引导部80a的内侧，在限动构件82的圆柱主体82a的内侧凹部，螺旋弹簧87夹装在圆柱突部82b与固定构件80的底壁80d之间。限动构件82的圆柱突部82b的前端部缩径而嵌入圆环状的位置限制构件80b的开孔81中。S卩，被螺旋弹簧87施力的限动构件82通过圆柱突部82b与位置限制构件80b抵接而被在规定位置限制向前方的滑动。因此，当电磁螺线管70消磁，柱塞75退后而与该限动构件82碰撞时，限动构件82抵抗螺旋弹簧87而与柱塞75 —起后退，由此吸收冲击而降低碰撞声，并且，暂时后退的限动构件82在螺旋弹簧87的作用下与柱塞75 —起前迸，并被位置限制构件80b限制，因此柱塞75能够返回规定位置且精度良好地被定位并停止，由此能够始终将柱塞75的行程量维持为固定。固定构件80为由圆筒引导部80a和底壁80d构成的简单的结构，加工形成容易，并且不需要如上述实施方式所示使盖构件85那样的构件分体形成，从而部件件数较少即可，从而能够使电磁螺线管70的组装性良好。另外，没有盖构件85那样的突出部，从而能够实现电磁螺线管70的小型轻量化。 当将限动构件82组装于固定构件80时，从开ロ侧向固定构件80的圆筒引导部80a夹装螺旋弹簧87并嵌合插入限动构件82，将位置限制部80b嵌入圆筒引导部80a的开ロ部的内周面，并进行敛缝而固定，因此组装作业简单且能够进ー步提高组装性。
权利要求
1.一种电磁螺线管(70)，在卷绕成圆筒状的励磁线圈(73)的中心轴上将柱塞(75)支承为可沿轴向移动，通过所述励磁线圈(73)的励磁，使所述柱塞(75)抵抗外部载荷而向前进方向即前方突出，通过所述励磁线圈(73)的消磁，在外部载荷的作用下，所述柱塞(75)向后方后退，其特征在于， 在后方与所述柱塞(75)对置而阻止所述柱塞(75)的限动构件(82)被固定构件(80)支承且沿轴向滑动自如， 所述限动构件(82)被施力机构(87)向前方施力，并且被所述固定构件(80)上形成的位置限制部(80b)在规定位置限制向前方的滑动， 所述柱塞(75)在后退时与被所述位置限制部(80b)在规定位置限制的所述限动构件(82)抵接。
2.根据权利要求I所述的电磁螺线管，其特征在于， 所述固定构件(80)兼作磁轭，并具有圆筒引导部(80a)，该圆筒引导部(80a)收纳所述限动构件(82)且将所述限动构件(82)引导成沿前后方向滑动自如， 所述圆筒引导部(80a)在所述柱塞(75)侧即前侧端部具有所述位置限制部(80b)，该位置限制部(80b)具有内径缩径的开孔(81)， 在所述限动构件(82)被所述施力机构(87)施力而与所述位置限制部(80b)抵接的状态下，所述柱塞(75)在后退时与面向所述位置限制部(80b)的开孔(81)的所述限动构件(82)的前端面抵接。
3.根据权利要求I或2所述的电磁螺线管，其特征在于， 所述柱塞(75)由兼作磁轭的柱塞引导构件(74)支承为沿轴向移动自如， 大致呈有底圆筒状的可动磁轭构件(76)的底壁(76b)在所述柱塞引导构件(74)的后方被所述柱塞(75)的从所述柱塞引导构件(74)向后方突出的部分贯通，从而一体地嵌合支承可动磁轭构件(76)， 所述可动磁轭构件(76)的圆筒壁(76a)沿着所述励磁线圈(73)的圆筒内周而覆盖所述固定构件(80)的端部。
4.根据权利要求2或3所述的电磁螺线管，其特征在于， 在所述固定构件(80)的所述圆筒引导部(80a)的后侧开口安装有盖构件(85)，在所述限动构件(82)与所述盖构件(85)之间夹装有所述施力机构(87)。
5.根据权利要求4所述的电磁螺线管，其特征在于， 在所述固定构件(80)的所述圆筒引导部(80a)的内周形成有内螺纹部(80s)， 在所述盖构件(85)上形成有外螺纹部(85s)， 使所述外螺纹部(85s)与所述圆筒引导部(80a)的内螺纹部(80s)螺合，从而将所述盖构件(85)固定在所述圆筒引导部(80a)的后侧开口， 所述施力机构(87)夹装在所述限动构件(82)与所述盖构件(85)的所述外螺纹部(85s)之间。
6.根据权利要求5所述的电磁螺线管，其特征在于， 所述限动构件(82)从圆柱主体(82a)向后侧突出形成圆柱引导棒(82c)， 所述盖构件(85)形成有引导孔(85c)，该引导孔(85c)使所述圆柱引导棒(82c)滑动自如地嵌入所述外螺纹部(85s)并对所述限动构件(82)进行引导，所述施力机构为螺旋弹簧(87)，且整周设置在所述圆柱引导棒(82c)的周围。
7.根据权利要求2所述的电磁螺线管，其特征在于， 所述圆筒引导部(80a)使所述柱塞(75)侧的前方开口，且形成有堵塞后方开口的底壁(80d)， 所述位置限制部(80b)为嵌合于所述圆筒引导部(80a)的前侧开口部的环状构件。
8.根据权利要求7所述的电磁螺线管，其特征在于， 所述位置限制部(80b)嵌合固定于所述圆筒引导部(80a)的前侧开口部的内周面。
9.一种内燃机的可变气门机构，其特征在于， 将通过权利要求I至8中任一项所述的电磁螺线管(70)的驱动而产生的所述柱塞(75)的移动经动力传递机构(65、53、54)向可变凸轮构件(50)的动作传递来改变气门开闭正时， 对所述柱塞(75)作用的所述外部载荷(56)施加给所述动力传递机构(65、53、54)。
10.根据权利要求9所述的可变气门机构，其特征在于， 所述动力传递机构(65、53、54)具备摆动臂(65)，该摆动臂(65)被支点(P)轴支承且在力点(Q)输入所述柱塞(75)的移动而摆动，并在作用点(R)使滑动构件(53)滑动，所述滑动构件(53)与所述可变凸轮构件(50) —起移动来改变气门开闭正时。
全文摘要
本发明以提供一种能够降低碰撞声且使柱塞始终精度良好地停止在规定位置的电磁螺线管及提供一种能够精度良好地执行气门开闭正时的变更的可变气门机构为课题。一种电磁螺线管及使用了该电磁螺线管的可变气门机构，该电磁螺线管中，在后方与柱塞(75)对置而阻止柱塞(75)的限动构件(82)由固定构件(80)支承为沿轴向滑动自如，限动构件(82)被施力机构(87)向前方施力，并且被由固定构件(80)构成的位置限制部(80b)在规定位置限制向前方的滑动，柱塞(75)在后退时与被位置限制部(80b)在规定位置限制的限动构件(82)抵接。
文档编号F01L9/04GK102623131SQ20121000826
公开日2012年8月1日 申请日期2012年1月12日 优先权日2011年1月26日
发明者四户俊, 大野刚资, 寺田保男, 小岩洋, 小笠原俊树, 山西辉英, 日名子真辉, 藤原一夫 申请人:本田技研工业株式会社, 株式会社三国