JP2635428B2 - 電磁操作装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関のガス交換のための電磁操作装置
に関する。

この種の操作装置は、ヨーロッパ出願公開第197,357
号、西ドイツ出願公開第3,513,105号または西ドイツ出
願公開第2,335,150号から公知である。

互に向かい合った２個の電磁石の間で往復運動をする
アンカープレートが、それとは別個の構成部材として設
けられている弁棒に、往復運動を伝達する。アンカープ
レートの往復運動区間の一方の位置が、ガス交換弁の開
いた位置に対応し、他方の位置が、ガス交換弁の閉じた
位置に対応する。

この公知の操作装置は、アンカープレートを、ガス交
換弁の閉じた位置に対応する位置から、ガス交換弁の開
いた位置に対応する位置に向かって付勢する第１のばね
システムと、弁棒を、ガス交換弁の開いた位置に対応す
る位置から、ガス交換弁の閉じた位置に対応する位置に
向かって付勢する第２のばねシステムとを備えている。
これらのばねシステムによって付勢されたアンカープレ
ートの止まりセンタは、互いに向かい合っている電磁石
の間のほぼ中間にある。

アンカープレートが、２個の電磁石のうちのいずれか
一方に接触していた時に、その電磁石への電流を遮断す
ると、第１のばねシステムがアンカープレートをその電
磁石から引き離し、止まりセンタを通過させて他方の電
磁石の近くまで移動させる。そこでその電磁石を励磁す
ると、アカープレートはその電磁石の捕捉される。次に
その電磁石への電流遮断後、ガス交換弁を作動させるた
めの第２のばねシステムが、ガス交換弁を開いた位置か
ら閉じた位置に移動させる。

西ドイツ出願公開第3,513,105号およびヨーロッパ出
願公開第197,357号に記載されている弁作動機構でも、
アンカープレートはその量に対称な力の作用を受ける。
これも、アンカープレートの両面にそれぞれ対称な力を
加えるように配慮した１対のばね、またはばねアセンブ
リによって行う。したがって電磁石を励磁していない時
には、ばねシステムの止まりセンタは２個の電磁石の間
の中間にあるので、その中間点を対称中心として、ガス
交換弁の開いた位置と閉じた位置を対称な位置関係にす
ることが可能になる。対称なばねシステムを構成する一
方のばねは、アンカープレートとの一体構造部分または
アンカープレート自体を押し、他方のばねは押棒を押す
と同時に、それを介してアンカープレートを中間位置の
方へ押す。

この種の装置は、ある程度の使用機関を経過して、ば
ねが古いなり、摩耗すると、ばねシステムの中間位置が
狂って来るという欠点を持っている。

先行技術が持っている上記のような欠点にかんがみ、
本発明の基礎になっているのは、長い使用期間にわたっ
てばねシステムの特性を一定に保持し得るように、公知
のばねシステムを改良するという課題である。

この課題は、請求の範囲の請求項１の特徴部に記載し
た特徴によって解決される。

本発明によれば、ガス交換弁のための操作装置におい
て、３本のばねから成るばねシステムが使用されてお
り、そのうち２本のばねがアンカープレートを上下から
付勢する。このばねシステムは、西ドイツ出願公開第30
24109号から公知のシステムにおいて、アンカープレー
トと弁棒の一体構成物と協働するばねシステムにほぼ相
当する。

第３図のばねは、弁棒の両端のうち、弁頭を備えてい
る側とは反対側の端に接触して、ガス交換弁を閉じる方
向に弁棒を付勢する。

このように、それぞれのばねに異なっあ機能を持たせ
ることによって、ばねシステム全体としてのばね特性
を、全使用期間にわたって一定に保持する。

つまり、下側のばねシステムを、弁棒を押す第１のば
ねと、アンカープレートとの一体構造部分を押す第２の
ばねとに分ける。そのためには、弁棒をアンカープレー
トから切り離すこと、アンカープレートが両面から付勢
されるようにするためのばねを用意すること、および、
アンカープレートから切り離された弁棒を押すための追
加のばねを用意すること、という３つの条件が不可欠で
ある。

従属クレームには、本発明の好ましい実施態様を記載
してある。

以下本発明を図面を用いて説明する。

図面は本発明による操作装置を断面図で示す。互いに
対向する２個の磁心10と12が設けられている。磁心10と
12は鐘形マグネットとして作られており、コイル14また
は16を含んでいる。これら鐘形マグネット10と12は互い
に対向しており、その間でアンカープレート18が往復運
動する。鐘形マグネット10の中央部に設けられた孔36の
中にアンカープレート18のボス34が嵌入している。ボス
34は、アンカープレート18が往復運動をする際の案内部
材の役目をする。

本発明による操作装置は、スリーブ20によって囲まれ
ている。スリーブ20は、磁気遮蔽と、アンカープレート
18の案内という２つの役目をする。上部領域にはカバー
32が設けられており、これは孔36の上部を閉鎖してい
る。カバー32は同時に、後に述べるばね38のための支持
物となっている。

アンカープレート18のボス34とは反対の側には、ボス
22があり、これは電磁石12の中央孔の中にあり、アンカ
ープレート18の案内に用いられる。このボス22の下端は
24で示してあり、弁棒28の後端26と密着している。弁棒
28は、端26とは反対側の端（図示せず）に弁頭を備えて
いる。この弁頭は、内燃機関の燃焼室の吸気口または排
気口を、公知の方法で開いたり閉じたりする。

弁棒28は、たとえばシリンダ・ヘッドのような部材30
に設けられた孔によって案内される。

ここではばね38として示した第１のばねシステムが、
カバー32とアンカープレート18の間に設けられており、
アンカープレート18をガス交換弁の開放方向に付勢す
る。

ここではコイルばね40として示した第２のばねシステ
ムが、支持物としてのシリンダヘッド30と、アンカープ
レート18のボス22の下端24との間に取り付けられてい
る。したがってこのコイルばね40は、ガス交換弁の閉鎖
位置に対応する位置へアンカープレート18を付勢する。

同時にばね42が設けられており、これはシリンダヘッ
ド30と、弁棒28の上端との間に配置されており、弁棒28
を同じくガス交換弁の閉鎖方向へ付勢する。

アンカープレート18の一方の側のばねシステム38と、
アンカープレート18の他方の側のばねシステム40、42と
は、アンカープレートの平衡位置が電磁石10と12の対向
する両磁極面の間のほぼ中間点となるように、アンカー
プレートを付勢する。

この理由からばね38は、その作用においてばね42に支
持されるばね40よりも高い剛性を持つように設計する。
ただし、ガス交換弁が閉鎖位置にある時にも、下端24と
上端26の間に接触が成立することが前提である。

油圧式の弁すきま修正手段を用いれば、上記の接触を
比較的長期にわたって保証することができる。この弁す
きま修正手段は、アンカープレート18のボス22の下端24
の接触部分と弁棒28の上端26の接触部分との間に取り付
けるものであって、内燃機関の弁すきま調整法としては
周知のものである。

本発明による操作装置は次のように作動する。

図面に示すように、アンカープレート18は上部の電磁
石10に接触していると仮定する。従ってばね38は圧縮さ
れており、またばね40と42はほとんど負荷がない。アン
カープレート18をこの位置に保つたために、コイル14に
は電流が流れている。

ガス交換弁を開くために、コイル14への電流が遮断さ
れ、コイル16が励磁される。従ってアンカープレート18
はもはや鐘形マグネット10の磁極面には保持されず、ば
ね38はアンカープレート18を電磁石10と12の磁極面の間
の中間位置の方向へ押す。この時ばね40と42が圧縮され
る。ばねシステムは死点を越えて反対側へ移動し、そこ
でアンカープレート18はコイル16の通電によって鐘形マ
グネット12の磁極面に固く保持され、ばね38は今や負荷
がなく、ばね40と42が圧縮される。アンカープレートは
両電磁石10と12の間の間隔だけ（自らの厚さを差引き）
移動するため、弁棒28はその分だけ下方へ押され、従っ
てガス交換弁の弁頭を開く。ガス交換弁を改めて閉じる
ためには、上記の過程が逆の順序で行われる。

図示の場合には、ばね38および40は異なる剛性を持つ
ものとして設計してある。しかし、これらのばねは相等
しいばね定数をもつことができるが、その場合、孔36
に、カバー32とボス34の間に別のばねを設けなければな
らず、これがばね42を補整するので、アンカープレート
18の死点が両磁極面の間の中間位置に残り、アンカープ
レートは少くとも外観的には上下方向に対称な動作の仕
方をする。この場合、この追加のばねは、アンカープレ
ート18の往復運動区間の一部でしか、ばねとしての作用
を起こさない、ということが必須要件である。

本発明者等は、図示のような３本のばねから成るばね
システムを用いれば、比較的長期にわたってばね係数を
一定に保持することができる、ということを見いだし
た。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ａ）１対の電磁石（10、12、14、16）が互
   いに対向しており、 ｂ）アンカープレート（18）が電磁石（10、12、14、1
   6）の間を往復運動することができ、 ｃ）アンカープレート（18）がボス（22）と一体に形成
   されており、 ｄ）ガス交換弁を作動させる弁棒（28）が、アンカープ
   レート（18）から分離して構成されており、 ｅ）弁棒（28）がばね（42）によって、ボス（22）の下
   端（24）の方向へ付勢されており、 ｆ）電磁石（10、12、14、16）の間のアンカープレート
   （18）の運動が弁棒（28）に伝達され、ガス交換弁を開
   きあるいは閉じる 内燃機関のガス交換弁のための電磁操作装置において、
   ボス（22）が、その上下に１個ずつ配置されたばね（3
   8、40）によって、上下両側から直接付勢されており、
   上記３個のばねがそれぞれ異なる剛性を持って１個のば
   ねシステムを構成していることを特徴とする電磁操作装
   置。
2. 【請求項２】ばねがコイルばねとして構成されているこ
   とを特徴とする、請求項１記載の電磁操作装置。
3. 【請求項３】ガス交換弁が閉じた位置にある時にも、弁
   棒の一方の端（26）が、アンカープレート（18）と一体
   構成をなす構成部分（24）と接触していることを特徴と
   する、請求項１または２のうちいずれか１項に記載の電
   磁操作装置。