JPH10274017A - 電磁式弁駆動装置 - Google Patents

電磁式弁駆動装置

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JPH10274017A
JPH10274017A JP9079788A JP7978897A JPH10274017A JP H10274017 A JPH10274017 A JP H10274017A JP 9079788 A JP9079788 A JP 9079788A JP 7978897 A JP7978897 A JP 7978897A JP H10274017 A JPH10274017 A JP H10274017A
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JP
Japan
Prior art keywords
solenoid
valve
push rod
spring
driving device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9079788A
Other languages
English (en)
Inventor
Sachihiro Tsuzuki
祥博 都筑
Fumiaki Arikawa
文明 有川
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Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 確実な作動ができ、かつエンジンヘッドへの
組み付けが容易で、初期の調整とメンテナンスの容易な
電磁式弁駆動装置を提供する。 【解決手段】 アッパスプリング11及びロアスプリン
グ12をアッパソレノイド9及びロアソレノイド6の内
部に配置しないでそれらの外部に配置しているのでソレ
ノイド6、9の有効磁極面積を大きくとれ、ソレノイド
6、9の最外径が小さくても充分な吸引力が発生でき、
確実な作動が可能となる。また、可動部を上下別体とし
たことにより組み付け性が大幅に向上すると共に同心度
の公差をそれほど厳しくしなくても芯ずれにより摺動不
良が生じない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はエンジンのバルブを
電磁力を用いて開閉制御する電磁式弁駆動装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来の電磁式弁駆動装置としては特開平
7−332044に開示されているようなものがあり、
弁と駆動用ソレノイドにはさまれたアーマチャが一体に
連結されている。このような構成であるとエンジンヘッ
ドへ組み付けようとすれば、弁部分をユニット化してエ
ンジンヘッドを大幅に変更しなければ組み付けることが
困難である。
【0003】また、エンジンヘッドを大幅に変更しない
ならば、エンジンヘッドの上で一つ一つの部品を組み付
けていかなければ、従来例のような構成をエンジンヘッ
ド上で実現することは不可能である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の問題点
に鑑み、確実な作動ができ、かつエンジンヘッドへの組
み付けが容易で、初期の調整とメンテナンスの容易な電
磁式弁駆動装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために請求項1及び請求項2に記載の構成を採用す
る。請求項1の構成によれば、アッパスプリング及びロ
アスプリングをアッパソレノイド及びロアソレノイドの
内部に配置しないでそれらの外部に配置しているのでソ
レノイドの有効磁極面積を大きくとれ、ソレノイドの最
外径が小さくても充分な吸引力が発生でき、確実な作動
が可能となる。また、可動部を上下別体としたことによ
り組み付け性が大幅に向上すると共に同心度の公差をそ
れほど厳しくしなくても芯ずれにより摺動不良が生じな
い。
【0006】また、請求項2の構成によれば、ロアソレ
ノイドより上部をユニット化したことにより、本発明の
電磁式弁駆動装置はエンジンヘッドから容易に別体化可
能であり、ロアソレノイドより上部のみをあらかじめ組
み付けてきてエンジンヘッドへ組付ければよく、組み付
け性が更に向上する。このように本発明によれば、コン
パクトでエンジンヘッドへの組み付けと調整が容易な電
磁式弁駆動装置を提供できる。
【0007】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施形態の電磁式
弁駆動装置の中心軸に沿った横断面図である。図1の実
施形態に基づいて発明の詳細を説明する。図1におい
て、公知のエンジンヘッド1に吸気口2が設けられ、こ
の吸気口2を開閉するバルブ3がエンジンヘッド1に圧
入されたガイド4と上下に摺動自在に挿入されている。
【0008】ハウジング5内にロアソレノイド6を貫通
して摺動自在にロアプッシュロッド7が収容され、スペ
ーサ8を介してアッパソレノイド9が組み付けられてい
る。アッパソレノイド9内にもこれを貫通してアッパプ
ッシュロッド10が上下に摺動自在に収容され、このア
ッパプッシュロッド10は、アッパスプリング11によ
り下方へ付勢されている。
【0009】本実施形態の電磁式弁駆動装置は、従来の
カム駆動の動弁系に対してはハウジング5内の構成部品
がユニット化されているため、エンジンヘッド1、バル
ブ3、ロアスプリング12は従来のカム駆動の動弁系の
構成をそのまま用いることが可能であるため、汎用性が
非常に高い。また、この動弁系の構成は、吸気弁、排気
弁を問わず使用することが可能である。
【0010】特に、近年の4弁化により、吸気系2弁、
排気系2弁のようなエンジンが増加してきており、その
ためには外径の細い、コンパクトな電磁式弁駆動装置が
要求される。ここで、本発明の構成は従来と大きく異な
り、上下のバルブ駆動用のスプリング(アッパスプリン
グ11とロアスプリング12)がアッパソレノイド9及
びロアソレノイド6の内部に配置されず、それらの外部
に配置された構成となっている。
【0011】このような構成とすることにより、スプリ
ング11、12は経時劣化の少ない、言い換えると安全
率の高いスプリング11、12を使用することができ
る。また、ソレノイド6、9については、その吸引力は
使用される材料の材質と、その磁極面積で決まる。すな
わち、同じ材質であればより大きな面積のソレノイド
6、9の方が強力な吸引力を発生することが可能とな
る。
【0012】本発明の構成では、スプリング11、12
がソレノイド6、9の内部に無く、外部に設けられてい
るため、同一の外径において大きな磁極面積を得ること
が可能となる。このような構成とすることにより、スプ
リング11、12を強力にでき、高速回転まで弁駆動が
可能となる。
【0013】すなわち、このような構成の作動の基本と
なるのは、スプリング−質量系の運動であり、可動部の
質量をm〔g〕、上下のスプリングの合成バネ定数をK
〔N/mm〕とすると、この固有振動の周期fは、
【0014】
【数1】
【0015】となるので、合成バネ定数Kを大きくでき
る本発明の構成であれば、高周波数、すなわち、高速ま
での運転が容易に達成できる。ここで、合成バネ定数が
大きくなれば、最大収縮時のスプリング力は大きくな
る。しかしながら、本発明の構成ではスプリングがソレ
ノイドの内部にない分だけ同一の外径において、より大
きな磁極面積を得ることが可能であるため、高速運転対
応として、合成バネ定数を大きくし、スプリング力が増
加しても、充分に吸引して、バルブ3の位置制御を確実
に行うことができる。
【0016】本発明のもう一つの大きな特徴は、可動部
分を別体としたことである。従来例に示された様にバル
ブとアーマチャが一体の構成では、実際にエンジンヘッ
ドに組付けることは不可能であり、エンジン上で一つ一
つの部品を組付けるしかない。そこで、本発明では、バ
ルブ3は従来のカム駆動式のものを流用し、可動部をロ
アプッシュロッド7とアッパプッシュロッド10の2つ
に分割し、別体としたことを特徴とする。
【0017】これにより、バルブ3は従来のカム駆動式
のものを流用できるし、エンジンヘッド1もほとんど改
造しなくて電磁式弁駆動装置を搭載可能である。また、
組み付けも上下のソレノイド6、9に対してそれぞれ別
々の部材、つまり、ロアソレノイド6にはロアプッシュ
ロッド7、アッパソレノイド9にはアッパプッシュロッ
ド10というように、非常に容易である。
【0018】更に、上下のソレノイド6、9の芯ずれに
対しても上下のプッシュロッド7、10が別体であるた
め、同心度の公差をそれほど厳しくしないでも、摺動不
良や、こじりなどは生じない。また、組み付け性も容易
であり、ハウジング5内にロアソレノイド6より上部が
ユニット化されているのでこの部分のみあらかじめ組み
付けておいて、それをエンジンヘッド1へ組み付ければ
よい。
【0019】次に、本実施形態の作動について説明す
る。図1に示した電磁式弁駆動装置の状態は、どのソレ
ノイド6、9に対しても通電していない無通電の状態で
ある。この時、アッパスプリング11とロアスプリング
12の力はほぼ等しいため、ロアプッシュロッド7の
内、磁性体で構成された円盤状のアーマチャ70は、ア
ッパソレノイド9とロアソレノイド6のちょうど中立の
位置に静止している。
【0020】ここから、エンジン始動前にいったん全て
の気筒のバルブ3を閉とする制御を行う必要がある。こ
の起動制御は、このシステムの可動部のマス(質量)と
バネで決まるバネ−マス系の固有振動を利用し、アッパ
ソレノイド9とロアソレノイド6へ固有振動数に相当す
る共振周波数にて交互に通電する。しばらく起動制御を
行うとバルブ3が振動し始め、振幅が大きくなってい
き、やがてアッパソレノイド9とロアソレノイド6で規
制されるような最大リフトまで作動するようになる。
【0021】ここで、アッパソレノイド9にアーマチャ
70が吸引された状態で保持することで、バルブ3が閉
の状態が保持でき、起動制御が終了する。この後エンジ
ンを始動し、エンジンからの各センサ出力(回転数、気
筒判別等)をもとに吸気弁及び排気弁を任意のタイミン
グで開閉制御する。開弁と閉弁の切り換えは、アッパソ
レノイド9とロアソレノイド6の通電の切り換えにより
行う。
【0022】以下、図1ないし図6を用いて、本発明の
電磁式弁駆動装置の組み付けについて説明する。図2は
従来からのカム駆動式の公知のエンジンヘッドの吸気バ
ルブの中心軸に沿った横断面図である。図2において、
公知のエンジンヘッド1に吸気口2があり、カム駆動式
の弁駆動装置に用いられているのと同様のバルブ3がロ
アスプリング12により上方へ付勢されている。ロアス
プリング12は、カム駆動式の弁駆動装置と同様にバル
ブ3にリテーナ21で固定され、コッタ20によりリテ
ーナ21は固定されている。ロアスプリング12のセッ
ト荷重は、ロアシム22の厚さを変えてセットすること
により調整可能な構成となっている。
【0023】図3ないし図6は各々本発明の電磁式弁駆
動装置がユニット化されていく過程を示した組み立て説
明図である。図3に示すように、まず中空円筒状のハウ
ジング5の中へロアソレノイド6を挿入する。そしてそ
の上に円筒でリング状のスペーサ8を挿入する。次に図
4に示す様に、ロアソレノイド6の中心部の貫通穴を通
すようにスペーサ8の中へ摺動自在にロアプッシュロッ
ド7を挿入する。その後、アッパソレノイド9をスペー
サ8の上に配置する。
【0024】次に図5に示す様に、アッパソレノイド9
の中心部の貫通穴を通すようにアッパプッシュロッド1
0を挿入する。この時、突き出し寸法Lは、ハウジング
5、ロアソレノイド6、ロアプッシュロッド7、アッパ
ソレノイド9、アッパプッシュロッド10、及びスペー
サ8の寸法で決定されるが、この中で最も構造の簡単な
スペーサ8をその厚さが異なるものを数種類用意してお
くことで、他の複雑な部品の寸法公差をゆるくすること
が可能で、その結果、コストを安くすることが可能とな
る。
【0025】次に図6に示した様に、アッパプッシュロ
ッド10の上へアッパスプリング11をセットし、ハウ
ジング5に対して、リテーニングナット23にて締付け
て固定する。この状態にて、本発明の電磁式弁駆動装置
のユニット30が完成する。ここでアッパスプリング1
1の荷重の測定を行い、必要ならばアッパシム24にて
調整を行う。
【0026】最後に、図1のように図2の状態で準備さ
れたエンジンヘッド1上へ本発明の電磁式弁駆動装置の
ユニット30を固定ボルト40にて固定する。最終的に
固定が完了すると図1に示した様に、バルブ3は開弁と
閉弁のちょうど中間の中立の位置にアッパスプリング1
1とロアスプリング12のセット荷重により保持され
る。
【0027】本発明の電磁式弁駆動装置の構成とするこ
とで、コンパクトで公知のカム駆動式のエンジンヘッド
1を大幅に改造することなく搭載でき、エンジンヘッド
1への組み付けと調整が容易な電磁式弁駆動装置を提供
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の電磁式弁駆動装置の中心軸
に沿った横断面図である。
【図2】従来からのカム駆動式の公知のエンジンヘッド
の吸気バルブの中心軸に沿った横断面図である。
【図3】本発明の電磁式弁駆動装置がユニット化されて
いく過程を示した組み立て説明図である。
【図4】本発明の電磁式弁駆動装置がユニット化されて
いく過程を示した組み立て説明図である。
【図5】本発明の電磁式弁駆動装置がユニット化されて
いく過程を示した組み立て説明図である。
【図6】本発明の電磁式弁駆動装置がユニット化されて
いく過程を示した組み立て説明図である。
【符号の説明】
3 バルブ 6 ロアソレノイド 7 ロアプッシュロッド 8 スペーサ 9 アッパソレノイド 10 アッパプッシュロッド 11 アッパスプリング 12 ロアスプリング 70 アーマチャ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バルブを閉弁方向へ付勢するロアスプリ
    ングと、前記バルブを開弁方向へ押し下げるロアプッシ
    ュロッドと、該ロアプッシュロッドにより略中心部を摺
    動自在に貫通されると共に、前記ロアプッシュロッドの
    アーマチャを吸引して前記バルブの開弁状態を保持する
    ロアソレノイドと、バルブリフトを調整するスペーサを
    介して前記ロアソレノイドに対向するように設けられ、
    アッパプッシュロッドにより略中心部を摺動自在に貫通
    されると共に、前記アーマチャを吸引して前記バルブの
    閉弁状態を保持するアッパソレノイドと、前記アッパプ
    ッシュロッドの一端部により前記ロアプッシュロッドを
    押し下げ前記ロアスプリングと同荷重のアッパスプリン
    グの力を前記アッパプッシュロッドの他端部により受け
    て前記ロアプッシュロッドへ伝達すると共に、前記アッ
    パスプリング及び前記ロアスプリングを前記アッパソレ
    ノイド及び前記ロアソレノイドの内部に配置しないでそ
    れらの外部に配置し、また可動部を上下別体としたこと
    を特徴とする電磁式弁駆動装置。
  2. 【請求項2】 前記ロアソレノイドより上部をユニット
    化したことを特徴とする請求項1に記載の電磁式弁駆動
    装置。
JP9079788A 1997-03-31 1997-03-31 電磁式弁駆動装置 Withdrawn JPH10274017A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1146205A3 (de) * 2000-04-15 2001-11-14 FEV Motorentechnik GmbH Elektromagnetischer Aktuator mit Federhaltekappe zur Betätigung eines Gaswechselventils an einer Kolbenbrennkraftmaschine
CN102283582A (zh) * 2011-07-29 2011-12-21 宁波三A集团电器有限公司 一种泄压阀

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20040601