JP2000161034A - 内燃機関の電磁石駆動弁 - Google Patents
内燃機関の電磁石駆動弁Info
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- JP2000161034A JP2000161034A JP10336230A JP33623098A JP2000161034A JP 2000161034 A JP2000161034 A JP 2000161034A JP 10336230 A JP10336230 A JP 10336230A JP 33623098 A JP33623098 A JP 33623098A JP 2000161034 A JP2000161034 A JP 2000161034A
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
- F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】排気流路の開弁時に弁部に付与されるシリンダ
内圧の影響を小とし、電磁石の消費電力を増加させるこ
となく弁部の開弁動作の遅れを防止することができる内
燃機関の電磁石駆動弁を提供する。 【解決手段】弁部４の伝達軸９に設けられた可動板８を
一対の電磁石６，７間に位置させ、弁部４を開弁方向に
付勢する第１スプリング部材１１と、弁部４を閉弁方向
に付勢する第２スプリング部材１２とを設ける。第１ス
プリング部材１１は、第２スプリング部材１２よりも大
きい弾発力を有する。両スプリング部材１１，１２によ
る弁部４の付勢が均衡したとき、可動板８が両電磁石
６，７間の中央と下方の電磁石７との間に位置する。
内圧の影響を小とし、電磁石の消費電力を増加させるこ
となく弁部の開弁動作の遅れを防止することができる内
燃機関の電磁石駆動弁を提供する。 【解決手段】弁部４の伝達軸９に設けられた可動板８を
一対の電磁石６，７間に位置させ、弁部４を開弁方向に
付勢する第１スプリング部材１１と、弁部４を閉弁方向
に付勢する第２スプリング部材１２とを設ける。第１ス
プリング部材１１は、第２スプリング部材１２よりも大
きい弾発力を有する。両スプリング部材１１，１２によ
る弁部４の付勢が均衡したとき、可動板８が両電磁石
６，７間の中央と下方の電磁石７との間に位置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電磁石の電磁力に
より開閉駆動する内燃機関の電磁石駆動弁に関する。
より開閉駆動する内燃機関の電磁石駆動弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、内燃機関のシリンダに設けられた
排気流路の開閉を電磁力によって行う電磁石駆動弁が知
られている。この種の電磁石駆動弁は、間隔を存して対
向する一対の電磁石が設けられており、両電磁石間には
円盤状の磁性金属からなる可動板が移動自在に設けられ
ている。該可動板は、下端に弁部を備える伝達軸の上端
に固設されている。該伝達軸は、内燃機関の排気流路を
開閉する位置に前記弁部を保持すべく排気流路の上壁を
貫通して摺動自在に設けられている。
排気流路の開閉を電磁力によって行う電磁石駆動弁が知
られている。この種の電磁石駆動弁は、間隔を存して対
向する一対の電磁石が設けられており、両電磁石間には
円盤状の磁性金属からなる可動板が移動自在に設けられ
ている。該可動板は、下端に弁部を備える伝達軸の上端
に固設されている。該伝達軸は、内燃機関の排気流路を
開閉する位置に前記弁部を保持すべく排気流路の上壁を
貫通して摺動自在に設けられている。
【０００３】前記可動板は、その上方に位置する一方の
スプリング部材によって下方（前記弁部の開弁方向）に
向かって付勢されており、且つ、該可動板の下方に位置
するスプリング部材によって該可動板は伝達軸を介して
上方（前記弁部の閉弁方向）に向かって付勢されてい
る。即ち、両スプリング部材は同一の弾発力を有して互
いに対向方向へ該可動板を付勢していることによって、
該可動板は、両電磁石間の中間位置に保持されている。
スプリング部材によって下方（前記弁部の開弁方向）に
向かって付勢されており、且つ、該可動板の下方に位置
するスプリング部材によって該可動板は伝達軸を介して
上方（前記弁部の閉弁方向）に向かって付勢されてい
る。即ち、両スプリング部材は同一の弾発力を有して互
いに対向方向へ該可動板を付勢していることによって、
該可動板は、両電磁石間の中間位置に保持されている。
【０００４】そして、内燃機関のシリンダの排気が完了
したとき、上方の電磁石の磁力により可動板を吸引する
ことで、該電磁石の吸引力と下方のスプリング部材の反
発力とが、上方のスプリング部材の付勢力に打ち勝って
伝達軸を介して前記弁部が排気流路を閉弁し、内燃機関
のシリンダの排気を開始するとき、下方の電磁石の磁力
により可動板を吸引することで、該電磁石の吸引力と下
方のスプリング部材の反発力とが、下方のスプリング部
材の反発力に打ち勝って伝達軸を介して前記弁部が排気
流路を開弁する。
したとき、上方の電磁石の磁力により可動板を吸引する
ことで、該電磁石の吸引力と下方のスプリング部材の反
発力とが、上方のスプリング部材の付勢力に打ち勝って
伝達軸を介して前記弁部が排気流路を閉弁し、内燃機関
のシリンダの排気を開始するとき、下方の電磁石の磁力
により可動板を吸引することで、該電磁石の吸引力と下
方のスプリング部材の反発力とが、下方のスプリング部
材の反発力に打ち勝って伝達軸を介して前記弁部が排気
流路を開弁する。
【０００５】しかし、内燃機関のシリンダの排気を開始
するときには、未だ内燃機関のシリンダ内圧が比較的高
い状態にあり、前記弁部には閉弁する方向にシリンダ内
圧が付与されるので、前記弁部の開弁動作に遅れが生
じ、内燃機関の高回転化や出力向上が望めない不都合が
ある。
するときには、未だ内燃機関のシリンダ内圧が比較的高
い状態にあり、前記弁部には閉弁する方向にシリンダ内
圧が付与されるので、前記弁部の開弁動作に遅れが生
じ、内燃機関の高回転化や出力向上が望めない不都合が
ある。
【０００６】そこで、前記弁部の開弁動作の遅れを解消
するために、下方の電磁石の磁力を比較的大（電磁石へ
の通電量を大）として可動板の吸引速度を上げることが
考えられるが、それに伴って消費電力が大となる不都合
がある。
するために、下方の電磁石の磁力を比較的大（電磁石へ
の通電量を大）として可動板の吸引速度を上げることが
考えられるが、それに伴って消費電力が大となる不都合
がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】かかる不都合を解消し
て、本発明は、排気流路の開弁時に弁部に付与されるシ
リンダ内圧の影響を小とし、電磁石の消費電力を増加さ
せることなく弁部の開弁動作の遅れを防止することがで
きる内燃機関の電磁石駆動弁を提供することを目的とす
る。
て、本発明は、排気流路の開弁時に弁部に付与されるシ
リンダ内圧の影響を小とし、電磁石の消費電力を増加さ
せることなく弁部の開弁動作の遅れを防止することがで
きる内燃機関の電磁石駆動弁を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、上動したとき排気流路を閉弁し、下動
したとき排気流路を開弁する弁部と、該弁部から上方に
向かって延設された伝達軸と、該伝達軸が挿通され、該
伝達軸の軸線方向に互いに間隔を存して上下方向に対向
する一対の電磁石と、両電磁石の間に位置する前記伝達
軸に設けられ、両電磁石の磁気的吸引に応じて両電磁石
間を移動することにより該伝達軸を介して前記弁部を開
閉させる可動板と、前記弁部を開弁方向に付勢する第１
スプリング部材と、該第１スプリング部材に対抗して前
記弁部を閉弁方向に付勢する第２スプリング部材とを備
える内燃機関の電磁石駆動弁において、前記第１スプリ
ング部材は、前記第２スプリング部材よりも大きい弾発
力を有し、両スプリング部材による弁部の付勢が均衡し
たとき、前記可動板が両電磁石間の中央と下方の電磁石
との間に位置することを特徴とする。
めに、本発明は、上動したとき排気流路を閉弁し、下動
したとき排気流路を開弁する弁部と、該弁部から上方に
向かって延設された伝達軸と、該伝達軸が挿通され、該
伝達軸の軸線方向に互いに間隔を存して上下方向に対向
する一対の電磁石と、両電磁石の間に位置する前記伝達
軸に設けられ、両電磁石の磁気的吸引に応じて両電磁石
間を移動することにより該伝達軸を介して前記弁部を開
閉させる可動板と、前記弁部を開弁方向に付勢する第１
スプリング部材と、該第１スプリング部材に対抗して前
記弁部を閉弁方向に付勢する第２スプリング部材とを備
える内燃機関の電磁石駆動弁において、前記第１スプリ
ング部材は、前記第２スプリング部材よりも大きい弾発
力を有し、両スプリング部材による弁部の付勢が均衡し
たとき、前記可動板が両電磁石間の中央と下方の電磁石
との間に位置することを特徴とする。
【０００９】なお、以下の説明において、弾発力とは前
記第１スプリング部材及び前記第２スプリング部材にお
いて予め設定された強さを表し、反発力とは前記第１ス
プリング部材及び前記第２スプリング部材の伸縮によっ
て変化する付勢の強さを表すものとする。
記第１スプリング部材及び前記第２スプリング部材にお
いて予め設定された強さを表し、反発力とは前記第１ス
プリング部材及び前記第２スプリング部材の伸縮によっ
て変化する付勢の強さを表すものとする。
【００１０】本発明の電磁石駆動弁は、内燃機関の排気
タイミングに合わせて各電磁石に磁気的吸引力を発生さ
せることにより排気流路の開閉を行う。即ち、前記可動
板が上方の電磁石に吸引されることにより伝達軸を介し
て前記弁部が排気流路を閉弁し、前記可動板が下方の電
磁石に吸引されることにより伝達軸を介して前記弁部が
排気流路を開弁する。
タイミングに合わせて各電磁石に磁気的吸引力を発生さ
せることにより排気流路の開閉を行う。即ち、前記可動
板が上方の電磁石に吸引されることにより伝達軸を介し
て前記弁部が排気流路を閉弁し、前記可動板が下方の電
磁石に吸引されることにより伝達軸を介して前記弁部が
排気流路を開弁する。
【００１１】前記弁部は、前記第１スプリング部材と前
記第２スプリング部材とにより上下方向から付勢されて
おり、両電磁石の非作動時には、両スプリング部材の付
勢が均衡する位置に該弁部及び前記可動板が保持され
る。本発明の電磁石駆動弁は、前記第１スプリング部材
が、第２スプリング部材より大きい弾発力を有している
ので、両スプリング部材の付勢が均衡するとき（両電磁
石が非作動時）には可動板が両電磁石間の中央よりも下
方に位置され、これによって、前記弁部は、閉弁位置と
開弁位置間の中央よりも下方（開弁位置側）に位置され
る。
記第２スプリング部材とにより上下方向から付勢されて
おり、両電磁石の非作動時には、両スプリング部材の付
勢が均衡する位置に該弁部及び前記可動板が保持され
る。本発明の電磁石駆動弁は、前記第１スプリング部材
が、第２スプリング部材より大きい弾発力を有している
ので、両スプリング部材の付勢が均衡するとき（両電磁
石が非作動時）には可動板が両電磁石間の中央よりも下
方に位置され、これによって、前記弁部は、閉弁位置と
開弁位置間の中央よりも下方（開弁位置側）に位置され
る。
【００１２】ここで、内燃機関が作動して該内燃機関か
らの排気を行うとき、閉弁位置にある弁部の開弁動作を
阻止する方向に内燃機関のシリンダ内圧が作用する。前
記弁部が排気流路を閉弁しているとき（可動板が上方の
電磁石に吸引されているとき）には、第１スプリング部
材の圧縮量が大であり、第２スプリング部材が延びきり
に近く圧縮量が小であるため、第１スプリング部材の反
発力が大きい。この状態から、上方の電磁石の吸引が解
除され下方の電磁石の吸引が開始されると、下方の電磁
石の吸引力と第１スプリング部材の反発力とで、弁部に
かかるシリンダ内圧に対抗して両スプリング部材の付勢
が均衡する位置まで円滑に可動板が移動され、それに伴
って弁部が開弁方向に移動される。可動板が両スプリン
グ部材の付勢力が均衡する位置を過ぎると、第１スプリ
ング部材よりも第２スプリング部材の反発力が徐々に大
きくなるが、両スプリング部材の均衡位置は両電磁石間
の中央より下方（開弁位置側）にあるので、可動板には
下方の電磁石の吸引力が効率よく作用し、弁部に付与さ
れるシリンダ内圧に十分に対抗して弁部が円滑に開弁位
置に移動する。
らの排気を行うとき、閉弁位置にある弁部の開弁動作を
阻止する方向に内燃機関のシリンダ内圧が作用する。前
記弁部が排気流路を閉弁しているとき（可動板が上方の
電磁石に吸引されているとき）には、第１スプリング部
材の圧縮量が大であり、第２スプリング部材が延びきり
に近く圧縮量が小であるため、第１スプリング部材の反
発力が大きい。この状態から、上方の電磁石の吸引が解
除され下方の電磁石の吸引が開始されると、下方の電磁
石の吸引力と第１スプリング部材の反発力とで、弁部に
かかるシリンダ内圧に対抗して両スプリング部材の付勢
が均衡する位置まで円滑に可動板が移動され、それに伴
って弁部が開弁方向に移動される。可動板が両スプリン
グ部材の付勢力が均衡する位置を過ぎると、第１スプリ
ング部材よりも第２スプリング部材の反発力が徐々に大
きくなるが、両スプリング部材の均衡位置は両電磁石間
の中央より下方（開弁位置側）にあるので、可動板には
下方の電磁石の吸引力が効率よく作用し、弁部に付与さ
れるシリンダ内圧に十分に対抗して弁部が円滑に開弁位
置に移動する。
【００１３】このように、本発明によれば、第２スプリ
ング部材より大きい弾発力を有する第１スプリング部材
を採用するだけで、排気流路の開弁時に弁部に付与され
るシリンダ内圧の影響を小とし、下方の電磁石の消費電
力を増加させることなく弁部の開弁動作の遅れを防止す
ることができる。
ング部材より大きい弾発力を有する第１スプリング部材
を採用するだけで、排気流路の開弁時に弁部に付与され
るシリンダ内圧の影響を小とし、下方の電磁石の消費電
力を増加させることなく弁部の開弁動作の遅れを防止す
ることができる。
【００１４】なお、本発明において、前記第１スプリン
グ部材の弾発力は、前記可動板が両電磁石間の中央から
両スプリング部材による弁部の付勢が均衡する位置に移
動するとき、前記弁部の開弁を阻止する方向に生じる内
燃機関に設けられたシリンダの内圧よりも大きい付勢が
得られるように設定され、前記上方の電磁石による可動
板の吸引が解除されて前記下方の電磁石による可動板の
吸引が行われたとき、前記弁部の閉弁位置から開弁位置
まで連続して一定の速度で開弁動作が行われることを特
徴とする。
グ部材の弾発力は、前記可動板が両電磁石間の中央から
両スプリング部材による弁部の付勢が均衡する位置に移
動するとき、前記弁部の開弁を阻止する方向に生じる内
燃機関に設けられたシリンダの内圧よりも大きい付勢が
得られるように設定され、前記上方の電磁石による可動
板の吸引が解除されて前記下方の電磁石による可動板の
吸引が行われたとき、前記弁部の閉弁位置から開弁位置
まで連続して一定の速度で開弁動作が行われることを特
徴とする。
【００１５】これにより、前記弁部は、閉弁位置と開弁
位置との中央では、前記第１スプリング部材によりシリ
ンダの内圧よりも大きい付勢が開弁方向に付与されるの
で、シリンダの内圧によって開弁動作が阻止されること
なく、一定の速度で開弁動作を行うことができる。
位置との中央では、前記第１スプリング部材によりシリ
ンダの内圧よりも大きい付勢が開弁方向に付与されるの
で、シリンダの内圧によって開弁動作が阻止されること
なく、一定の速度で開弁動作を行うことができる。
【００１６】更に、本発明において、前記第１スプリン
グ部材の弾発力は、前記可動板が上方の電磁石に吸引さ
れて前記弁部が閉弁位置にあるとき、前記第２スプリン
グ部材の弾発力と同じとした場合の反発力で弁部を付勢
するように設定されていることを特徴とする。
グ部材の弾発力は、前記可動板が上方の電磁石に吸引さ
れて前記弁部が閉弁位置にあるとき、前記第２スプリン
グ部材の弾発力と同じとした場合の反発力で弁部を付勢
するように設定されていることを特徴とする。
【００１７】即ち、従来のように両スプリング部材の弾
性力が等しい場合には、閉弁状態と開弁状態とにおいて
第１スプリング部材と第２スプリング部材との反発力の
差（絶対値）が共に等しい。本発明においては、第１ス
プリング部材の弾発力を第２スプリング部材より大とし
たことによって開弁が容易となっている反面、第１スプ
リング部材の弾発力が大きいことによって閉弁時に可動
板を吸引するときには、上方の電磁石において比較的大
きい吸引力が必要となるおそれがある。そこで、本発明
は、閉弁状態にあるとき、両スプリング部材の弾性力を
同じとした場合の反発力の差（従来の反発力の差）が得
られるように、第１スプリング部材の弾発力が設定され
ている。これによって、第１スプリング部材が第２スプ
リング部材より大きい弾発力とされていても、閉弁状態
にあるときには、第１スプリング部材の反発力が比較的
小さくなり、前記上方の電磁石の消費電力を増加させる
ことなく該電磁石による可動板の吸引が行え、弁部の閉
弁動作を円滑に行うことができる。
性力が等しい場合には、閉弁状態と開弁状態とにおいて
第１スプリング部材と第２スプリング部材との反発力の
差（絶対値）が共に等しい。本発明においては、第１ス
プリング部材の弾発力を第２スプリング部材より大とし
たことによって開弁が容易となっている反面、第１スプ
リング部材の弾発力が大きいことによって閉弁時に可動
板を吸引するときには、上方の電磁石において比較的大
きい吸引力が必要となるおそれがある。そこで、本発明
は、閉弁状態にあるとき、両スプリング部材の弾性力を
同じとした場合の反発力の差（従来の反発力の差）が得
られるように、第１スプリング部材の弾発力が設定され
ている。これによって、第１スプリング部材が第２スプ
リング部材より大きい弾発力とされていても、閉弁状態
にあるときには、第１スプリング部材の反発力が比較的
小さくなり、前記上方の電磁石の消費電力を増加させる
ことなく該電磁石による可動板の吸引が行え、弁部の閉
弁動作を円滑に行うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図面に基づ
いて説明する。図１は本実施形態の電磁石駆動弁を示す
説明的縦断面図、図２はスプリング部材の反発力の変化
を示す線図、図３は弁部の作動を示す線図である。
いて説明する。図１は本実施形態の電磁石駆動弁を示す
説明的縦断面図、図２はスプリング部材の反発力の変化
を示す線図、図３は弁部の作動を示す線図である。
【００１９】図１に示すように、本実施形態の電磁石駆
動弁１は、内燃機関のシリンダ２に連通する排気流路３
に設けられ、該排気流路３を開閉する弁部４と、該弁部
４を開閉方向に駆動する駆動部５とによって構成されて
いる。該駆動部５は、図中上方位置に設けられた円筒状
の第１電磁石６と、該第１電磁石６の下方位置に対向し
て設けられた円筒状の第２電磁石７と、両電磁石６，７
間に位置する可動板８とを備えて構成されている。該可
動板８は円盤状の磁性金属によって形成されており、両
電磁石６，７の磁気的吸引により上下に移動するように
なっている。
動弁１は、内燃機関のシリンダ２に連通する排気流路３
に設けられ、該排気流路３を開閉する弁部４と、該弁部
４を開閉方向に駆動する駆動部５とによって構成されて
いる。該駆動部５は、図中上方位置に設けられた円筒状
の第１電磁石６と、該第１電磁石６の下方位置に対向し
て設けられた円筒状の第２電磁石７と、両電磁石６，７
間に位置する可動板８とを備えて構成されている。該可
動板８は円盤状の磁性金属によって形成されており、両
電磁石６，７の磁気的吸引により上下に移動するように
なっている。
【００２０】前記弁部４には、その上方に向かって伝達
軸９が延設されており、該伝達軸９の上端には、前記可
動板８が一体に連結されている。該伝達軸９は、前記排
気流路３の上壁部に設けられた支持部材１０に摺動自在
に支持され、該排気流路３を開閉する位置に前記弁部４
を支持している。
軸９が延設されており、該伝達軸９の上端には、前記可
動板８が一体に連結されている。該伝達軸９は、前記排
気流路３の上壁部に設けられた支持部材１０に摺動自在
に支持され、該排気流路３を開閉する位置に前記弁部４
を支持している。
【００２１】また、前記第１電磁石６の内部には可動板
８を下方に付勢する第１スプリング部材１１が設けられ
ており、前記第２電磁石７の内部には可動板８を上方に
付勢する第２スプリング部材１２が設けられている。第
１スプリング部材１１は、前記第１電磁石６の上端部に
設けられた固定部材１３と可動板８の上部との間に弾発
的に設けられ、該可動板８を下方に付勢している。第２
スプリング部材１２は、前記第２電磁石７の下端部内壁
と前記伝達軸９に固設されたスプリングシート１４との
間に弾発的に設けられ、前記伝達軸９を介して可動板８
を上方に付勢している。そして、第１スプリング部材１
１は、第２スプリング部材１２の弾発力よりも大きいも
のが採用されている。
８を下方に付勢する第１スプリング部材１１が設けられ
ており、前記第２電磁石７の内部には可動板８を上方に
付勢する第２スプリング部材１２が設けられている。第
１スプリング部材１１は、前記第１電磁石６の上端部に
設けられた固定部材１３と可動板８の上部との間に弾発
的に設けられ、該可動板８を下方に付勢している。第２
スプリング部材１２は、前記第２電磁石７の下端部内壁
と前記伝達軸９に固設されたスプリングシート１４との
間に弾発的に設けられ、前記伝達軸９を介して可動板８
を上方に付勢している。そして、第１スプリング部材１
１は、第２スプリング部材１２の弾発力よりも大きいも
のが採用されている。
【００２２】前記可動板８に作用する両スプリング部材
１１，１２が有する弾発力に基づく反発力ｆ，ｇ，ｅと
弁部４の位置ａ，ｂ，ｃとの関係を図２に示す。なお、
図２においては、比較例として、従来の構成である両ス
プリング部材１１，１２が等しい弾発力である場合の第
１スプリング部材１１の反発力ｆ´と両スプリング部材
１１，１２の合力ｅ´とを一点鎖線により示した。ま
た、可動板８と前記弁部４とは前記伝達軸９を介して一
体に移動され、可動板８の位置は前記弁部４の位置に直
接に反映されるので、図２においては前記弁部４の位置
ａ，ｂ，ｃを示した。
１１，１２が有する弾発力に基づく反発力ｆ，ｇ，ｅと
弁部４の位置ａ，ｂ，ｃとの関係を図２に示す。なお、
図２においては、比較例として、従来の構成である両ス
プリング部材１１，１２が等しい弾発力である場合の第
１スプリング部材１１の反発力ｆ´と両スプリング部材
１１，１２の合力ｅ´とを一点鎖線により示した。ま
た、可動板８と前記弁部４とは前記伝達軸９を介して一
体に移動され、可動板８の位置は前記弁部４の位置に直
接に反映されるので、図２においては前記弁部４の位置
ａ，ｂ，ｃを示した。
【００２３】図２において、左端ａは弁部４の閉弁位置
（図１において符号ａで示す弁部４の位置に対応する）
であり、右端ｃは弁部４の開弁位置（図１において符号
ｃで示す弁部４の位置に対応する）である。また、第１
スプリング部材１１の反発力ｆと第２スプリング部材１
２の反発力ｇとが反転する境界線（開弁方向への反発力
と閉弁方向への反発力との境界）と合力ｅとが交差する
点は、両スプリング部材１１，１２の付勢が均衡する弁
部４の中立位置ｂ（図１において符号ｂで示す弁部４の
位置に対応する）である。第１スプリング部材１１の有
する弾発力が、第２スプリング部材１２の有する弾発力
より大とされていることにより、図２に示すように、弁
部４の中立位置ｂは、第１スプリング部材１１が第２ス
プリング部材１２と同一の弾発力を有する場合ｅ´の中
立位置ｂ´（閉弁位置ａと開弁位置ｃの中央）よりも開
弁位置ｃ側にずれる。なお、このときのずれ幅（中央ｂ
´から中立位置ｂまでの距離）は第１スプリング部材１
１の有する弾発力の設定により適宜変更することができ
るが、更に、本実施形態においては、図２に示すよう
に、閉弁位置ａにおいては、第１スプリング部材１１の
付勢と第２スプリング部材１２の付勢との合力ｅが従来
の合力ｅ´と変わらないように、第１スプリング部材１
１の弾発力が設定されている。これによって、閉弁位置
ａにおいて第１電磁石６が可動板８を吸着しているとき
の通電量を従来に比して増加させることなく閉弁状態と
することが可能となっている。
（図１において符号ａで示す弁部４の位置に対応する）
であり、右端ｃは弁部４の開弁位置（図１において符号
ｃで示す弁部４の位置に対応する）である。また、第１
スプリング部材１１の反発力ｆと第２スプリング部材１
２の反発力ｇとが反転する境界線（開弁方向への反発力
と閉弁方向への反発力との境界）と合力ｅとが交差する
点は、両スプリング部材１１，１２の付勢が均衡する弁
部４の中立位置ｂ（図１において符号ｂで示す弁部４の
位置に対応する）である。第１スプリング部材１１の有
する弾発力が、第２スプリング部材１２の有する弾発力
より大とされていることにより、図２に示すように、弁
部４の中立位置ｂは、第１スプリング部材１１が第２ス
プリング部材１２と同一の弾発力を有する場合ｅ´の中
立位置ｂ´（閉弁位置ａと開弁位置ｃの中央）よりも開
弁位置ｃ側にずれる。なお、このときのずれ幅（中央ｂ
´から中立位置ｂまでの距離）は第１スプリング部材１
１の有する弾発力の設定により適宜変更することができ
るが、更に、本実施形態においては、図２に示すよう
に、閉弁位置ａにおいては、第１スプリング部材１１の
付勢と第２スプリング部材１２の付勢との合力ｅが従来
の合力ｅ´と変わらないように、第１スプリング部材１
１の弾発力が設定されている。これによって、閉弁位置
ａにおいて第１電磁石６が可動板８を吸着しているとき
の通電量を従来に比して増加させることなく閉弁状態と
することが可能となっている。
【００２４】また、第１スプリング部材１１の有する弾
発力を第２スプリング部材１２の有する弾発力よりも大
とするためには、例えば、第１スプリング部材１１の長
さ寸法を、第２スプリング部材１２の長さ寸法より長く
する、或いは、第２スプリング部材１２を構成する線材
の径寸法を、第１スプリング部材１１を構成する線材の
径寸法より小とするといったことが挙げられる。
発力を第２スプリング部材１２の有する弾発力よりも大
とするためには、例えば、第１スプリング部材１１の長
さ寸法を、第２スプリング部材１２の長さ寸法より長く
する、或いは、第２スプリング部材１２を構成する線材
の径寸法を、第１スプリング部材１１を構成する線材の
径寸法より小とするといったことが挙げられる。
【００２５】これにより、図１に示すように、弁部４
は、閉弁位置から中立位置までの距離よりも中立位置か
ら開弁位置までの距離が短くなり、閉弁位置から開弁位
置までの開弁動作を迅速に一定の速度で行うことができ
る。
は、閉弁位置から中立位置までの距離よりも中立位置か
ら開弁位置までの距離が短くなり、閉弁位置から開弁位
置までの開弁動作を迅速に一定の速度で行うことができ
る。
【００２６】次に、本実施形態の電磁石駆動弁１の作動
を図１を参照しつつ図３に基づいて説明する。該電磁石
駆動弁１は、図３に示すように、内燃機関の作動に同期
して排気流路３を開放してシリンダ２の排気を行う。シ
リンダ２内において燃焼が行われているときには前記第
１電磁石６により可動板８が吸引され、弁部４が閉弁位
置ａにあって排気流路３を閉じている。次いで、シリン
ダ２の排気が開始される。即ち、前記第１電磁石６によ
る可動板８の吸引が解除されて、前記第２電磁石７によ
る可動板８の吸引が開始される。このときには、図３に
示すように、低下する途中にあるシリンダ２の内圧ｈが
未だ高く、弁部４の開弁動作の抵抗となるが、第１スプ
リング部材１１の圧縮量が大であり、第２スプリング部
材１２が延びきりに近く圧縮量が小であるため、第１ス
プリング部材１１の反発力ｆが第２スプリング部材１２
の反発力ｇより極めて大きい（図２参照）。これによっ
て、弁部４が閉弁位置ａから中立位置ｂに移動するまで
は、第２電磁石７の吸引力と第１スプリング部材１１の
反発力とで、弁部４にかかるシリンダ２の内圧に対抗し
て円滑に可動板８が移動される。
を図１を参照しつつ図３に基づいて説明する。該電磁石
駆動弁１は、図３に示すように、内燃機関の作動に同期
して排気流路３を開放してシリンダ２の排気を行う。シ
リンダ２内において燃焼が行われているときには前記第
１電磁石６により可動板８が吸引され、弁部４が閉弁位
置ａにあって排気流路３を閉じている。次いで、シリン
ダ２の排気が開始される。即ち、前記第１電磁石６によ
る可動板８の吸引が解除されて、前記第２電磁石７によ
る可動板８の吸引が開始される。このときには、図３に
示すように、低下する途中にあるシリンダ２の内圧ｈが
未だ高く、弁部４の開弁動作の抵抗となるが、第１スプ
リング部材１１の圧縮量が大であり、第２スプリング部
材１２が延びきりに近く圧縮量が小であるため、第１ス
プリング部材１１の反発力ｆが第２スプリング部材１２
の反発力ｇより極めて大きい（図２参照）。これによっ
て、弁部４が閉弁位置ａから中立位置ｂに移動するまで
は、第２電磁石７の吸引力と第１スプリング部材１１の
反発力とで、弁部４にかかるシリンダ２の内圧に対抗し
て円滑に可動板８が移動される。
【００２７】ここで、図３において従来のものである第
２スプリング部材１２と等しい弾発力を有する第１スプ
リング部材１１を採用した場合の弁部４の動きを一点鎖
線ｉにより示した。図３に示すように、従来のものは、
弁部４が閉弁位置ａから中央位置ｂ´にくると、第１ス
プリング部材１１の反発力が小さくなるので、一点鎖線
ｉのように、開弁動作の途中に遅れが生じる。これに対
して、本実施形態においては、中央位置ｂ´から中立位
置ｂまで第２スプリング部材１２を上回る第１スプリン
グ部材１１の反発力がシリンダ２の内圧ｈに対抗してお
り、開弁動作の遅れが生じることなく弁部４が中央位置
ｂ´を通過し、実線ｋのように円滑に一定の速度で開弁
動作が行われる。
２スプリング部材１２と等しい弾発力を有する第１スプ
リング部材１１を採用した場合の弁部４の動きを一点鎖
線ｉにより示した。図３に示すように、従来のものは、
弁部４が閉弁位置ａから中央位置ｂ´にくると、第１ス
プリング部材１１の反発力が小さくなるので、一点鎖線
ｉのように、開弁動作の途中に遅れが生じる。これに対
して、本実施形態においては、中央位置ｂ´から中立位
置ｂまで第２スプリング部材１２を上回る第１スプリン
グ部材１１の反発力がシリンダ２の内圧ｈに対抗してお
り、開弁動作の遅れが生じることなく弁部４が中央位置
ｂ´を通過し、実線ｋのように円滑に一定の速度で開弁
動作が行われる。
【００２８】そして、弁部４が中立位置ｂに至ると、第
１スプリング部材１１の反発力が小さくなるが、該中立
位置ｂは前記可動板８が従来のものよりも第２電磁石７
に近づいた位置にあるので、可動板８には第２電磁石７
の吸引力が効率よく作用し、シリンダ２の内圧ｈに十分
に対抗して弁部４を円滑に開弁位置ｃに移動させること
ができる。
１スプリング部材１１の反発力が小さくなるが、該中立
位置ｂは前記可動板８が従来のものよりも第２電磁石７
に近づいた位置にあるので、可動板８には第２電磁石７
の吸引力が効率よく作用し、シリンダ２の内圧ｈに十分
に対抗して弁部４を円滑に開弁位置ｃに移動させること
ができる。
【００２９】なお、本実施形態の電磁石駆動弁１は、内
燃機関の排気流路３に設けて、シリンダ２の排気を円滑
に行うものであるが、上記のように構成された電磁石駆
動弁１は、図示しない内燃機関の吸気流路に設けること
もできる。このときには、弁部４の開弁動作時に該弁部
４にシリンダ２の内圧は付与されることがないので、よ
り迅速に開弁動作を行うことができる。
燃機関の排気流路３に設けて、シリンダ２の排気を円滑
に行うものであるが、上記のように構成された電磁石駆
動弁１は、図示しない内燃機関の吸気流路に設けること
もできる。このときには、弁部４の開弁動作時に該弁部
４にシリンダ２の内圧は付与されることがないので、よ
り迅速に開弁動作を行うことができる。
【図１】本発明の一実施形態の電磁石駆動弁を示す説明
的縦断面図。
的縦断面図。
【図２】スプリング部材の反発力の変化を示す線図。
【図３】弁部の作動を示す線図。
１…電磁石駆動弁、２…シリンダ、３…排気流路、４…
弁部、６…第１電磁石（上方の電磁石）、７…第２電磁
石（下方の電磁石）、８…可動板、９…伝達軸、１１…
第１スプリング部材、１２…第２スプリング部材。
弁部、６…第１電磁石（上方の電磁石）、７…第２電磁
石（下方の電磁石）、８…可動板、９…伝達軸、１１…
第１スプリング部材、１２…第２スプリング部材。
フロントページの続き (72)発明者 生駒 浩一 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3H106 DA07 DA25 DB02 DB12 DB26 DB32 DC02 DC17 DD03 EE04 KK17
Claims (3)
- 【請求項１】上動したとき排気流路を閉弁し、下動した
とき排気流路を開弁する弁部と、該弁部から上方に向か
って延設された伝達軸と、該伝達軸が挿通され、該伝達
軸の軸線方向に互いに間隔を存して上下方向に対向する
一対の電磁石と、両電磁石の間に位置する前記伝達軸に
設けられ、両電磁石の磁気的吸引に応じて両電磁石間を
移動することにより該伝達軸を介して前記弁部を開閉さ
せる可動板と、前記弁部を開弁方向に付勢する第１スプ
リング部材と、該第１スプリング部材に対抗して前記弁
部を閉弁方向に付勢する第２スプリング部材とを備える
内燃機関の電磁石駆動弁において、 前記第１スプリング部材は、前記第２スプリング部材よ
りも大きい弾発力を有し、両スプリング部材による弁部
の付勢が均衡したとき、前記可動板が両電磁石間の中央
と下方の電磁石との間に位置することを特徴とする内燃
機関の電磁石駆動弁。 - 【請求項２】前記第１スプリング部材の弾発力は、前記
可動板が両電磁石間の中央から両スプリング部材による
弁部の付勢が均衡する位置に移動するとき、前記弁部の
開弁を阻止する方向に生じる内燃機関に設けられたシリ
ンダの内圧よりも大きい付勢が得られるように設定さ
れ、前記上方の電磁石による可動板の吸引が解除されて
前記下方の電磁石による可動板の吸引が行われたとき、
前記弁部の閉弁位置から開弁位置まで連続して一定の速
度で開弁動作が行われることを特徴とする請求項１記載
の内燃機関の電磁石駆動弁。 - 【請求項３】前記第１スプリング部材の弾発力は、前記
可動板が上方の電磁石に吸引されて前記弁部が閉弁位置
にあるとき、前記第２スプリング部材の弾発力と同じと
した場合の反発力で弁部を付勢するように設定されてい
ることを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関の電
磁石駆動弁。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33623098A JP4047468B2 (ja) | 1998-11-26 | 1998-11-26 | 内燃機関の電磁石駆動弁 |
| US09/440,669 US6230673B1 (en) | 1998-11-26 | 1999-11-16 | Solenoid-operated valve for internal combustion engine |
| DE19957114A DE19957114B4 (de) | 1998-11-26 | 1999-11-26 | Solenoid-betätigtes Ventil für eine Brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33623098A JP4047468B2 (ja) | 1998-11-26 | 1998-11-26 | 内燃機関の電磁石駆動弁 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000161034A true JP2000161034A (ja) | 2000-06-13 |
| JP4047468B2 JP4047468B2 (ja) | 2008-02-13 |
Family
ID=18296995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33623098A Expired - Fee Related JP4047468B2 (ja) | 1998-11-26 | 1998-11-26 | 内燃機関の電磁石駆動弁 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP4047468B2 (ja) |
| DE (1) | DE19957114B4 (ja) |
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| DE10051076C2 (de) * | 2000-10-14 | 2003-12-18 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zur Herstellung eines elektromagnetischen Aktuators |
| US6955336B2 (en) * | 2001-02-06 | 2005-10-18 | Delphi Technologies, Inc. | Sleeveless solenoid for a linear actuator |
| JP2003065461A (ja) * | 2001-08-24 | 2003-03-05 | Toyota Motor Corp | 電磁駆動弁の制御装置 |
| US6997146B2 (en) * | 2002-05-22 | 2006-02-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Start control method and apparatus for solenoid-operated valves of internal combustion engine |
| FR2840724B1 (fr) * | 2002-06-11 | 2004-08-27 | Johnson Contr Automotive Elect | Actionneur electromagnetique a ressorts differencies |
| US7243623B2 (en) * | 2005-07-05 | 2007-07-17 | Arvin Technologies, Inc. | Velocity control of exhaust valve actuation |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE3524024A1 (de) * | 1985-07-05 | 1987-01-15 | Fleck Andreas | Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine |
| DE3920976A1 (de) * | 1989-06-27 | 1991-01-03 | Fev Motorentech Gmbh & Co Kg | Elektromagnetisch arbeitende stelleinrichtung |
| US5636601A (en) * | 1994-06-15 | 1997-06-10 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Energization control method, and electromagnetic control system in electromagnetic driving device |
| DE19529152B4 (de) * | 1995-08-08 | 2005-12-29 | Fev Motorentechnik Gmbh | Aus der Ruhelage selbstanziehender elektromagnetischer Aktuator |
| DE19733140A1 (de) * | 1997-07-31 | 1999-02-04 | Fev Motorentech Gmbh & Co Kg | Verfahren zur Beeinflussung der Gemischbildung in Zylindern von Kolbenbrennkraftmaschinen durch Veränderung des Ventilhubs |
| US6125803A (en) * | 1997-09-22 | 2000-10-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electromagnetically driven valve for an internal combustion engine |
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1998
- 1998-11-26 JP JP33623098A patent/JP4047468B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-11-16 US US09/440,669 patent/US6230673B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-11-26 DE DE19957114A patent/DE19957114B4/de not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4047468B2 (ja) | 2008-02-13 |
| DE19957114A1 (de) | 2000-05-31 |
| DE19957114B4 (de) | 2010-06-17 |
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