JPH1130114A - 電磁式弁駆動装置 - Google Patents
電磁式弁駆動装置Info
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- JPH1130114A JPH1130114A JP9202502A JP20250297A JPH1130114A JP H1130114 A JPH1130114 A JP H1130114A JP 9202502 A JP9202502 A JP 9202502A JP 20250297 A JP20250297 A JP 20250297A JP H1130114 A JPH1130114 A JP H1130114A
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- JP
- Japan
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- valve
- spring
- closing
- opening
- armature
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- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電磁式弁駆動装置において、着座速度を低減
して着座時の振動および騒音の発生を防止し、弁の耐久
性を向上させる。 【解決手段】 バルブ１を閉弁方向に付勢するロアスプ
リング２１と、開弁方向に付勢するアッパスプリング２
２を、それぞれ、自由長の異なる二種類のコイルスプリ
ング２１ａ、２１ｂ、およびコイルスプリング２２ａ、
２２ｂを組み合わせて構成し、閉弁ないし開弁直前に合
成のバネ定数が高くなるようにする。閉弁時、バルブ１
と一体に移動するアーマチャ６は、アッパスプリング２
２のバネ力に抗して上方へ移動し、アッパソレノイド５
２に吸引されるが、この時、閉弁直前にバネ定数が高く
なるため、アーマチャ６が急減速する。よって、バルブ
１の着座速度はごく小さいものとなり、振動や騒音を防
止できる。
して着座時の振動および騒音の発生を防止し、弁の耐久
性を向上させる。 【解決手段】 バルブ１を閉弁方向に付勢するロアスプ
リング２１と、開弁方向に付勢するアッパスプリング２
２を、それぞれ、自由長の異なる二種類のコイルスプリ
ング２１ａ、２１ｂ、およびコイルスプリング２２ａ、
２２ｂを組み合わせて構成し、閉弁ないし開弁直前に合
成のバネ定数が高くなるようにする。閉弁時、バルブ１
と一体に移動するアーマチャ６は、アッパスプリング２
２のバネ力に抗して上方へ移動し、アッパソレノイド５
２に吸引されるが、この時、閉弁直前にバネ定数が高く
なるため、アーマチャ６が急減速する。よって、バルブ
１の着座速度はごく小さいものとなり、振動や騒音を防
止できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両用エン
ジンの吸排気弁を作動させるために用いられる電磁式弁
駆動装置に関し、特に、バルブが開閉する際の駆動騒音
を低減するための構造に関する。
ジンの吸排気弁を作動させるために用いられる電磁式弁
駆動装置に関し、特に、バルブが開閉する際の駆動騒音
を低減するための構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、内燃機関のバルブを開閉するため
の電磁式弁駆動装置としては、特開平７−３３２０４号
公報に開示されるような構成が知られている。この装置
は、バルブのステム上部に一体に設けたアーマチャを有
し、バルブの閉弁方向にアーマチャを付勢する閉弁側ス
プリングと、バルブの開弁方向にアーマチャを付勢する
開弁側スプリングとにより、バルブを中立位置に保持で
きるように構成されている。バルブの開閉は、上記アー
マチャを閉弁方向に吸引する閉弁用ソレノイド、および
開弁方向に吸引する開弁用ソレノイドにより制御され
る。
の電磁式弁駆動装置としては、特開平７−３３２０４号
公報に開示されるような構成が知られている。この装置
は、バルブのステム上部に一体に設けたアーマチャを有
し、バルブの閉弁方向にアーマチャを付勢する閉弁側ス
プリングと、バルブの開弁方向にアーマチャを付勢する
開弁側スプリングとにより、バルブを中立位置に保持で
きるように構成されている。バルブの開閉は、上記アー
マチャを閉弁方向に吸引する閉弁用ソレノイド、および
開弁方向に吸引する開弁用ソレノイドにより制御され
る。
【０００３】上記構成において、バルブが開弁している
状態から、バルブを閉弁作動させる場合には、開弁用ソ
レノイドの通電を停止し、次いで、閉弁用ソレノイドに
通電する。この時、アーマチャは、押し縮められていた
閉弁側スプリングのばね力により閉弁方向に移動し、開
弁用ソレノイドに吸引されて、バルブが着座し、閉弁す
る。
状態から、バルブを閉弁作動させる場合には、開弁用ソ
レノイドの通電を停止し、次いで、閉弁用ソレノイドに
通電する。この時、アーマチャは、押し縮められていた
閉弁側スプリングのばね力により閉弁方向に移動し、開
弁用ソレノイドに吸引されて、バルブが着座し、閉弁す
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記構成に
おいて、バルブの閉弁時、閉弁用ソレノイドに通電を開
始し、アーマチャが吸引されるにつれて、閉弁用ソレノ
イドとアーマチャとの隙間が小さくなる。この隙間が小
さくなるに従い、発生する吸引力は大きくなることか
ら、バルブの移動速度が速くなる。従って、閉弁する時
には、バルブの移動速度が高速になってしまい、その結
果、バルブがシート部に着座する際に、大きな振動や騒
音が発生するという問題があった。また、バルブが着座
する際の衝撃により、バルブの耐久性が低下するおそれ
があった。
おいて、バルブの閉弁時、閉弁用ソレノイドに通電を開
始し、アーマチャが吸引されるにつれて、閉弁用ソレノ
イドとアーマチャとの隙間が小さくなる。この隙間が小
さくなるに従い、発生する吸引力は大きくなることか
ら、バルブの移動速度が速くなる。従って、閉弁する時
には、バルブの移動速度が高速になってしまい、その結
果、バルブがシート部に着座する際に、大きな振動や騒
音が発生するという問題があった。また、バルブが着座
する際の衝撃により、バルブの耐久性が低下するおそれ
があった。
【０００５】しかして、本発明の目的は、ソレノイドを
用いた弁駆動装置において、着座速度を低減して、着座
時の振動や騒音の発生を防止すること、弁の耐久性を向
上することにある。
用いた弁駆動装置において、着座速度を低減して、着座
時の振動や騒音の発生を防止すること、弁の耐久性を向
上することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明請求項１の構成に
おいて、電磁式弁駆動装置は、バルブと、該バルブを閉
弁方向に付勢する閉弁用スプリングと、該閉弁用スプリ
ングと対向して配され上記バルブを開弁方向に付勢する
開弁用スプリングを有している。上記バルブと一体に設
けたロッド周りにはアーマチャが固定してあり、上記ア
ーマチャの一方の端面側に、上記アーマチャを吸引して
上記開弁用スプリングのバネ力に抗して上記バルブを閉
弁作動させる閉弁用ソレノイドを、上記アーマチャの他
方の端面側に上記アーマチャを吸引して上記閉弁用スプ
リングのバネ力に抗して上記バルブを開弁作動させる開
弁用ソレノイドを設けている。そして、閉弁時に圧縮さ
れる上記開弁用スプリングを、バネ定数がバルブ位置に
よって異なり、上記バルブが閉弁する直前の位置におい
て、それ以前よりバネ定数が高くなるように構成する。
おいて、電磁式弁駆動装置は、バルブと、該バルブを閉
弁方向に付勢する閉弁用スプリングと、該閉弁用スプリ
ングと対向して配され上記バルブを開弁方向に付勢する
開弁用スプリングを有している。上記バルブと一体に設
けたロッド周りにはアーマチャが固定してあり、上記ア
ーマチャの一方の端面側に、上記アーマチャを吸引して
上記開弁用スプリングのバネ力に抗して上記バルブを閉
弁作動させる閉弁用ソレノイドを、上記アーマチャの他
方の端面側に上記アーマチャを吸引して上記閉弁用スプ
リングのバネ力に抗して上記バルブを開弁作動させる開
弁用ソレノイドを設けている。そして、閉弁時に圧縮さ
れる上記開弁用スプリングを、バネ定数がバルブ位置に
よって異なり、上記バルブが閉弁する直前の位置におい
て、それ以前よりバネ定数が高くなるように構成する。
【０００７】通常のエンジンの運転時において、上記バ
ルブの開閉は、上記アーマチャを挟んで対向する閉弁用
および開弁用ソレノイドの吸引力と、閉弁用スプリング
および開弁用スプリングが押し縮められることにより生
じるバネ力によってなされる。上記構成において、上記
開弁用ソレノイドへの通電を停止すると、圧縮されてい
た上記閉弁用スプリングが伸長してバルブが閉弁方向へ
移動する。さらに、上記閉弁用ソレノイドへの通電を開
始することで、上記アーマチャが上記閉弁用ソレノイド
に吸引され、上記開弁用スプリングのバネ力に抗して閉
弁する。
ルブの開閉は、上記アーマチャを挟んで対向する閉弁用
および開弁用ソレノイドの吸引力と、閉弁用スプリング
および開弁用スプリングが押し縮められることにより生
じるバネ力によってなされる。上記構成において、上記
開弁用ソレノイドへの通電を停止すると、圧縮されてい
た上記閉弁用スプリングが伸長してバルブが閉弁方向へ
移動する。さらに、上記閉弁用ソレノイドへの通電を開
始することで、上記アーマチャが上記閉弁用ソレノイド
に吸引され、上記開弁用スプリングのバネ力に抗して閉
弁する。
【０００８】上記構成によれば、上記開弁用スプリング
を、上記バルブが閉弁する直前の位置においてバネ定数
が高くなる構成としたので、これが抵抗となって上記バ
ルブの移動速度が急減する。よって、上記バルブの着座
が緩やかになされ、着座する際の振動や騒音の発生を防
止することができる。また、着座する際に上記バルブに
衝撃的な力が加わらないので、バルブの耐久性が向上す
る。
を、上記バルブが閉弁する直前の位置においてバネ定数
が高くなる構成としたので、これが抵抗となって上記バ
ルブの移動速度が急減する。よって、上記バルブの着座
が緩やかになされ、着座する際の振動や騒音の発生を防
止することができる。また、着座する際に上記バルブに
衝撃的な力が加わらないので、バルブの耐久性が向上す
る。
【０００９】請求項２の構成では、開弁時に圧縮される
上記閉弁用スプリングを、バネ定数がバルブ位置によっ
て異なり、上記バルブが開弁する直前の位置において、
それ以前よりバネ定数が高くなるように構成する。
上記閉弁用スプリングを、バネ定数がバルブ位置によっ
て異なり、上記バルブが開弁する直前の位置において、
それ以前よりバネ定数が高くなるように構成する。
【００１０】閉弁側においては、上記アーマチャは上記
バルブが着座することにより停止するため、通常、上記
アーマチャが上記閉弁用ソレノイドに当接することはな
いが、開弁側においては、上記アーマチャが上記開弁用
ソレノイドに当接するまで移動するため、従来構成で
は、この際に当接音が発生する。上記構成によれば、上
記閉弁用スプリングのバネ定数が開弁直前に高くなるよ
うにしたので、上記アーマチャの移動速度が急減し、上
記開弁用ソレノイドとの当接音の発生を防止することが
できる。
バルブが着座することにより停止するため、通常、上記
アーマチャが上記閉弁用ソレノイドに当接することはな
いが、開弁側においては、上記アーマチャが上記開弁用
ソレノイドに当接するまで移動するため、従来構成で
は、この際に当接音が発生する。上記構成によれば、上
記閉弁用スプリングのバネ定数が開弁直前に高くなるよ
うにしたので、上記アーマチャの移動速度が急減し、上
記開弁用ソレノイドとの当接音の発生を防止することが
できる。
【００１１】請求項３の構成では、上記開弁用スプリン
グおよび閉弁用スプリングを、それぞれ、自由長の異な
る二種類のコイルスプリングを組み合わせて構成する。
この時、中立位置から閉弁直前までは一方のコイルスプ
リングのバネ力のみが作用し、閉弁直前位置においても
う一方のコイルスプリングのバネ力が作用し始めるよう
にすることで、合成のバネ定数が閉弁直前に高くなる構
成とすることができる。よって、バルブの着座が緩やか
になされ、振動や騒音の発生を防止するとともに、バル
ブの耐久性が向上する。
グおよび閉弁用スプリングを、それぞれ、自由長の異な
る二種類のコイルスプリングを組み合わせて構成する。
この時、中立位置から閉弁直前までは一方のコイルスプ
リングのバネ力のみが作用し、閉弁直前位置においても
う一方のコイルスプリングのバネ力が作用し始めるよう
にすることで、合成のバネ定数が閉弁直前に高くなる構
成とすることができる。よって、バルブの着座が緩やか
になされ、振動や騒音の発生を防止するとともに、バル
ブの耐久性が向上する。
【００１２】請求項４の構成では、上記開弁用スプリン
グおよび閉弁用スプリングを、非線形特性を有するバネ
で構成する。この場合も、上記バルブの閉弁ないし開弁
直前にバネ定数が高くなるようなバネ形状とすること
で、上記したのと同様の効果が得られる。
グおよび閉弁用スプリングを、非線形特性を有するバネ
で構成する。この場合も、上記バルブの閉弁ないし開弁
直前にバネ定数が高くなるようなバネ形状とすること
で、上記したのと同様の効果が得られる。
【００１３】請求項５の構成では、上記開弁用スプリン
グおよび閉弁用スプリングを、エアバネで構成する。こ
の時、上記バルブが閉弁位置ないし開弁位置に近づくに
つれてバネ定数が高くなるため、上記したのと同様の効
果が得られる。
グおよび閉弁用スプリングを、エアバネで構成する。こ
の時、上記バルブが閉弁位置ないし開弁位置に近づくに
つれてバネ定数が高くなるため、上記したのと同様の効
果が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施の形態を説明する。図１は本発明の電磁式弁駆動装
置の概略構成を示すもので、Ｈ１はエンジンヘッドＨに
設けた吸気口であり、この吸気口Ｈ１を開閉する吸気弁
としてのバルブ１が配設されている。バルブ１は、吸気
口Ｈ１端に形成されるバルブシートＨ２に着座して吸気
口Ｈ１を閉鎖する弁体１１とその上方に延びるステム１
２からなり、該ステム１２は、エンジンヘッドＨに圧入
固定された筒状ガイド部材Ｈ３内に上下方向に摺動自在
に挿通保持されている。
実施の形態を説明する。図１は本発明の電磁式弁駆動装
置の概略構成を示すもので、Ｈ１はエンジンヘッドＨに
設けた吸気口であり、この吸気口Ｈ１を開閉する吸気弁
としてのバルブ１が配設されている。バルブ１は、吸気
口Ｈ１端に形成されるバルブシートＨ２に着座して吸気
口Ｈ１を閉鎖する弁体１１とその上方に延びるステム１
２からなり、該ステム１２は、エンジンヘッドＨに圧入
固定された筒状ガイド部材Ｈ３内に上下方向に摺動自在
に挿通保持されている。
【００１５】上記ガイド部材Ｈ２上方のエンジンヘッド
Ｈ内には、上記ステム１２の上端部外周に設けたスプリ
ングストッパ１３との間に、上記弁体１１を閉弁方向
（図の上方）に付勢する閉弁用スプリングたるロアスプ
リング２１が配設されている。上記エンジンヘッドＨの
上面には、筒状ハウジング３が固定され、上記ステム１
２の上端部は、このハウジング３内に収容されるロッド
４の下端部に当接している。該ロッド４は上記ステム１
２と同軸上に延び、その上端部には、スプリングストッ
パ４１が設けてある。該スプリングストッパ４１とハウ
ジング３の間には、上記弁体１１を開弁方向（図の下
方）に付勢する開弁用スプリングたるアッパスプリング
２２が配設されている。
Ｈ内には、上記ステム１２の上端部外周に設けたスプリ
ングストッパ１３との間に、上記弁体１１を閉弁方向
（図の上方）に付勢する閉弁用スプリングたるロアスプ
リング２１が配設されている。上記エンジンヘッドＨの
上面には、筒状ハウジング３が固定され、上記ステム１
２の上端部は、このハウジング３内に収容されるロッド
４の下端部に当接している。該ロッド４は上記ステム１
２と同軸上に延び、その上端部には、スプリングストッ
パ４１が設けてある。該スプリングストッパ４１とハウ
ジング３の間には、上記弁体１１を開弁方向（図の下
方）に付勢する開弁用スプリングたるアッパスプリング
２２が配設されている。
【００１６】上記ロッド４の中間部外周には、磁性体よ
りなる円盤状のアーマチャ６が固定してある。上記アー
マチャ６下方の上記ハウジング３内には、上記アーマチ
ャ６の下面と所定間隔をおいて対向する、筒状の開弁用
ソレノイドたるロアソレノイド５１が配設されている。
一方、上記アーマチャ６の上方には、所定間隔をおいて
筒状の閉弁用ソレノイドたるアッパソレノイド５２が配
設され、上記ロッド４は、これらロアソレノイド５１、
アッパソレノイド５２の筒状部内を、上記バルブ１と一
体に上下方向に摺動するようになしてある。
りなる円盤状のアーマチャ６が固定してある。上記アー
マチャ６下方の上記ハウジング３内には、上記アーマチ
ャ６の下面と所定間隔をおいて対向する、筒状の開弁用
ソレノイドたるロアソレノイド５１が配設されている。
一方、上記アーマチャ６の上方には、所定間隔をおいて
筒状の閉弁用ソレノイドたるアッパソレノイド５２が配
設され、上記ロッド４は、これらロアソレノイド５１、
アッパソレノイド５２の筒状部内を、上記バルブ１と一
体に上下方向に摺動するようになしてある。
【００１７】上記アーマチャ６の外周には、上記ロアソ
レノイド５１とアッパソレノイド５２との間に、筒状の
スペーサ７が配設され、該スペーサ７により、上記アー
マチャ６と両ソレノイド５１、５２との間隔、すなわち
バルブリフト量を調整している。
レノイド５１とアッパソレノイド５２との間に、筒状の
スペーサ７が配設され、該スペーサ７により、上記アー
マチャ６と両ソレノイド５１、５２との間隔、すなわち
バルブリフト量を調整している。
【００１８】なお、エンジンには図示されないピストン
位置検出センサが設けられており、このピストン位置検
出センサからの検出信号が、ソレノイド駆動時期決定手
段に入力されるようになしてある。そして、ソレノイド
駆動時期決定手段における演算結果に基づいて、ソレノ
イド駆動手段が両ソレノイド５１、５２を駆動するよう
になしてある。しかして、該ソレノイド駆動手段によ
り、これらロアソレノイド５１またはアッパソレノイド
５２のいずれかに通電すると、上記アーマチャ６が上方
または下方に吸引され、これに伴って上記バルブ１が閉
弁または開弁する。
位置検出センサが設けられており、このピストン位置検
出センサからの検出信号が、ソレノイド駆動時期決定手
段に入力されるようになしてある。そして、ソレノイド
駆動時期決定手段における演算結果に基づいて、ソレノ
イド駆動手段が両ソレノイド５１、５２を駆動するよう
になしてある。しかして、該ソレノイド駆動手段によ
り、これらロアソレノイド５１またはアッパソレノイド
５２のいずれかに通電すると、上記アーマチャ６が上方
または下方に吸引され、これに伴って上記バルブ１が閉
弁または開弁する。
【００１９】本実施の形態の特徴は、上記ロアスプリン
グ２１と、上記アッパスプリング２２を、それぞれ、自
由長およびバネ定数の異なる二種類のコイルスプリング
を組み合わせて構成し、合成のバネ定数がバルブ位置に
よって変化するようにしたことにある。すなわち、上記
ロアスプリング２１は、コイルスプリング２１ａ内に、
これよりバネ定数が小さく自由長の短いコイルスプリン
グ２１ｂを同心状に配置してなり、図示の状態でコイル
スプリング２１ａのみが圧縮され、コイルスプリング２
１ｂは自由長となっている。そして、このコイルスプリ
ング２１ｂが開弁直前まで作用しないようにすること
で、合成のバネ定数が開弁直前に高くなるようにしてい
る。同様に、上記アッパスプリング２２は、コイルスプ
リング２２ａ内に、これより自由長の短いコイルスプリ
ング２２ｂを同心状に配置してなり、このコイルスプリ
ング２２ｂが閉弁直前まで作用しないようにすること
で、合成のバネ定数が閉弁直前に高くなるようにする。
ここで、外周側に位置するコイルスプリング２１ａとコ
イルスプリング２２ａ、内周側に位置するコイルスプリ
ング２１ｂとコイルスプリング２２ｂとは、それぞれ同
じバネ定数を有している。
グ２１と、上記アッパスプリング２２を、それぞれ、自
由長およびバネ定数の異なる二種類のコイルスプリング
を組み合わせて構成し、合成のバネ定数がバルブ位置に
よって変化するようにしたことにある。すなわち、上記
ロアスプリング２１は、コイルスプリング２１ａ内に、
これよりバネ定数が小さく自由長の短いコイルスプリン
グ２１ｂを同心状に配置してなり、図示の状態でコイル
スプリング２１ａのみが圧縮され、コイルスプリング２
１ｂは自由長となっている。そして、このコイルスプリ
ング２１ｂが開弁直前まで作用しないようにすること
で、合成のバネ定数が開弁直前に高くなるようにしてい
る。同様に、上記アッパスプリング２２は、コイルスプ
リング２２ａ内に、これより自由長の短いコイルスプリ
ング２２ｂを同心状に配置してなり、このコイルスプリ
ング２２ｂが閉弁直前まで作用しないようにすること
で、合成のバネ定数が閉弁直前に高くなるようにする。
ここで、外周側に位置するコイルスプリング２１ａとコ
イルスプリング２２ａ、内周側に位置するコイルスプリ
ング２１ｂとコイルスプリング２２ｂとは、それぞれ同
じバネ定数を有している。
【００２０】次に、上記構成の電磁式弁駆動装置の作動
について説明する。図１に示す非通電状態では、ロアス
プリング２１とアッパスプリング２２の力がほぼ等しい
ため、上記アーマチャ６は、ロアソレノイド５１とアッ
パソレノイド５２の中間の中立位置にあり、バルブ１は
開弁位置と閉弁位置の中間位置にある。エンジン運転
時、各センサ出力を基にソレノイド駆動時期決定手段が
ソレノイド駆動手段に信号を出力すると、ソレノイド駆
動手段はロアソレノイド５１、アッパソレノイド５２へ
交互に通電を行って、バルブ１の開閉を制御する。
について説明する。図１に示す非通電状態では、ロアス
プリング２１とアッパスプリング２２の力がほぼ等しい
ため、上記アーマチャ６は、ロアソレノイド５１とアッ
パソレノイド５２の中間の中立位置にあり、バルブ１は
開弁位置と閉弁位置の中間位置にある。エンジン運転
時、各センサ出力を基にソレノイド駆動時期決定手段が
ソレノイド駆動手段に信号を出力すると、ソレノイド駆
動手段はロアソレノイド５１、アッパソレノイド５２へ
交互に通電を行って、バルブ１の開閉を制御する。
【００２１】この開閉制御において、バルブ１を閉弁す
る場合には、閉弁用のアッパソレノイド５２に通電して
アーマチャ６を上方に吸引する。この時、ロアスプリン
グ２１、アッパスプリング２２のバネ定数が一定である
従来の構成では、アッパソレノイド５２の磁極面とアー
マチャ６との隙間が小さくなるにつれ、発生する吸引力
が増加する。従って、閉弁直前には、アッパスプリング
２２が押し縮められることにより生じるバネ力をアッパ
ソレノイド５２の吸引力が大きく上回ることになるた
め、バルブ１の移動速度が大きくなって、弁体１１がバ
ルブシートＨ２に衝撃的に着座することになる。この
時、騒音や振動が発生し、またこの繰り返しによりバル
ブ１の耐久性が低下するおそれがあった。また、開弁側
においては、上記アーマチャ６が上記ロアソレノイド５
１に当接するまで移動するため、この際に当接音が発生
することがあった。
る場合には、閉弁用のアッパソレノイド５２に通電して
アーマチャ６を上方に吸引する。この時、ロアスプリン
グ２１、アッパスプリング２２のバネ定数が一定である
従来の構成では、アッパソレノイド５２の磁極面とアー
マチャ６との隙間が小さくなるにつれ、発生する吸引力
が増加する。従って、閉弁直前には、アッパスプリング
２２が押し縮められることにより生じるバネ力をアッパ
ソレノイド５２の吸引力が大きく上回ることになるた
め、バルブ１の移動速度が大きくなって、弁体１１がバ
ルブシートＨ２に衝撃的に着座することになる。この
時、騒音や振動が発生し、またこの繰り返しによりバル
ブ１の耐久性が低下するおそれがあった。また、開弁側
においては、上記アーマチャ６が上記ロアソレノイド５
１に当接するまで移動するため、この際に当接音が発生
することがあった。
【００２２】これに対し、本実施の形態の構成では、ロ
アスプリング２１とアッパスプリング２２を二種類の自
由長の異なるコイルスプリングを組み合わせて構成する
ことにより、この問題を解決することができる。以下、
その作動メカニズムを図２を用いて説明する。
アスプリング２１とアッパスプリング２２を二種類の自
由長の異なるコイルスプリングを組み合わせて構成する
ことにより、この問題を解決することができる。以下、
その作動メカニズムを図２を用いて説明する。
【００２３】図２は、バルブ位置に対するバネ力の関係
を示すもので、実線が本実施の形態の二段バネを用いた
場合、破線が従来のバネ定数一定のバネである。図のよ
うに、本実施の形態では、中立点から閉弁直前までは、
アッパスプリング２２の外周側のコイルスプリング２２
ａのみが作用し、閉弁直前において、内周側のコイルス
プリング２１ｂが作用し始めるようにしてある。コイル
スプリング２１ａ、２１ｂに発生するバネ力の和は、ア
ーマチャ６吸着時にアッパソレノイド５２に発生する吸
引力とほぼ等しくなるように設定されているために、こ
こにおいて、アーマチャ６の速度は急に減速する。従っ
て、閉弁時には、バルブ１の移動速度は極めて遅い速度
となり、騒音や振動を伴わずに、滑らかに着座すること
が可能となる。さらに、着座に際し、バルブ１に衝撃的
な力が加わることがないので、バルブ１の耐久性を大幅
に向上させる。
を示すもので、実線が本実施の形態の二段バネを用いた
場合、破線が従来のバネ定数一定のバネである。図のよ
うに、本実施の形態では、中立点から閉弁直前までは、
アッパスプリング２２の外周側のコイルスプリング２２
ａのみが作用し、閉弁直前において、内周側のコイルス
プリング２１ｂが作用し始めるようにしてある。コイル
スプリング２１ａ、２１ｂに発生するバネ力の和は、ア
ーマチャ６吸着時にアッパソレノイド５２に発生する吸
引力とほぼ等しくなるように設定されているために、こ
こにおいて、アーマチャ６の速度は急に減速する。従っ
て、閉弁時には、バルブ１の移動速度は極めて遅い速度
となり、騒音や振動を伴わずに、滑らかに着座すること
が可能となる。さらに、着座に際し、バルブ１に衝撃的
な力が加わることがないので、バルブ１の耐久性を大幅
に向上させる。
【００２４】開弁時においても、同様に、開弁直前まで
は、ロアスプリング２１の外周側のコイルスプリング２
２ａのみが作用し、開弁直前に内周側のコイルスプリン
グ２２ｂが作用して、合成のバネ定数を増大させる。こ
のため、アーマチャ６の移動速度が低減し、ロアソレノ
イド５１に吸着される際の当接音の発生を防止すること
ができる。
は、ロアスプリング２１の外周側のコイルスプリング２
２ａのみが作用し、開弁直前に内周側のコイルスプリン
グ２２ｂが作用して、合成のバネ定数を増大させる。こ
のため、アーマチャ６の移動速度が低減し、ロアソレノ
イド５１に吸着される際の当接音の発生を防止すること
ができる。
【００２５】また、本実施の形態においては開閉弁させ
るための二種類のスプリングを並列に配しているが、二
種類のスプリングを直列に配し、バネ定数の低いスプリ
ングが密着した後に高いバネ定数のスプリングのみ作用
する構成としても、同様な効果が得られることは言うま
でもない。
るための二種類のスプリングを並列に配しているが、二
種類のスプリングを直列に配し、バネ定数の低いスプリ
ングが密着した後に高いバネ定数のスプリングのみ作用
する構成としても、同様な効果が得られることは言うま
でもない。
【００２６】次に、図３に基づいて本発明の第２の実施
の形態を説明する。図３において、電磁式弁駆動装置の
基本構成は、上記した図１と同様であり、以下、相違点
について述べる。
の形態を説明する。図３において、電磁式弁駆動装置の
基本構成は、上記した図１と同様であり、以下、相違点
について述べる。
【００２７】上記第１の実施の形態では、二種類のコイ
ルスプリングを用いることにより、合成のバネ定数が閉
弁ないし開弁直前に高くなるようにしたが、図３のよう
に、ロアスプリング２１およびアッパスプリング２２
を、非線形特性を有するバネ形状、例えばたる形に形成
したコイルスプリングとすることで、バネ定数を可変と
し、閉弁ないし開弁に近づくにつれてバネ定数が高くな
るようにすることができ、同様の効果が得られる。な
お、たる形に限らず、コイル径、バネを構成する線の径
等を変更することで、同様の非線形特性が得られるよう
にしてももちろんよい。
ルスプリングを用いることにより、合成のバネ定数が閉
弁ないし開弁直前に高くなるようにしたが、図３のよう
に、ロアスプリング２１およびアッパスプリング２２
を、非線形特性を有するバネ形状、例えばたる形に形成
したコイルスプリングとすることで、バネ定数を可変と
し、閉弁ないし開弁に近づくにつれてバネ定数が高くな
るようにすることができ、同様の効果が得られる。な
お、たる形に限らず、コイル径、バネを構成する線の径
等を変更することで、同様の非線形特性が得られるよう
にしてももちろんよい。
【００２８】図４は本発明の第３の実施の形態を示すも
のである。図４において、電磁式弁駆動装置の基本構成
は、上記した図１と同様であり、以下、相違点について
述べる。
のである。図４において、電磁式弁駆動装置の基本構成
は、上記した図１と同様であり、以下、相違点について
述べる。
【００２９】本実施の形態では、図１においてロアスプ
リング２１が配設されていたエンジンヘッドＨ内空間、
およびアッパスプリング２２が配設されていたロッド４
上方のハウジング内空間を、密閉空間として空気を封止
し、それぞれ第１のエアバネ２３、第２のエアバネ２４
とする。
リング２１が配設されていたエンジンヘッドＨ内空間、
およびアッパスプリング２２が配設されていたロッド４
上方のハウジング内空間を、密閉空間として空気を封止
し、それぞれ第１のエアバネ２３、第２のエアバネ２４
とする。
【００３０】このエアバネ２３、２４は、圧縮されるに
つれ、バネ定数が高くなるために、バルブ１の閉弁ない
し開弁時には、非常に高いバネ定数となる。このような
構成によっても、上記各実施の形態と同様の効果が得ら
れる。
つれ、バネ定数が高くなるために、バルブ１の閉弁ない
し開弁時には、非常に高いバネ定数となる。このような
構成によっても、上記各実施の形態と同様の効果が得ら
れる。
【００３１】上記各実施の形態では、本発明をエンジン
の吸気弁に適用した例について示したが、エンジンの排
気弁等、他の電磁式弁駆動装置に適用することもでき
る。
の吸気弁に適用した例について示したが、エンジンの排
気弁等、他の電磁式弁駆動装置に適用することもでき
る。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す電磁式弁駆動
装置の全体断面図である。
装置の全体断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の作動を説明するた
めの図で、バルブ位置とバネ力の関係を示す図である。
めの図で、バルブ位置とバネ力の関係を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示す電磁式弁駆動
装置の全体断面図である。
装置の全体断面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態を示す電磁式弁駆動
装置の全体断面図である。
装置の全体断面図である。
Ｈ エンジンヘッド Ｈ１ 吸気口 Ｈ２ バルブシート １ バルブ １１ 弁体 １２ ステム ２１ ロアスプリング（閉弁用スプリング） ２１ａ コイルスプリング ２１ｂ コイルスプリング ２２ アッパスプリング（開弁用スプリング） ２２ａ コイルスプリング ２２ｂ コイルスプリング ２３ 第１のエアバネ（閉弁用スプリング） ２４ 第２のエアバネ（開弁用スプリング） ３ ハウジング ４ ロッド ５１ ロアソレノイド（開弁用ソレノイド） ５２ アッパソレノイド（閉弁用ソレノイド） ６ アーマチャ ７ スペーサ
Claims (5)
- 【請求項１】 バルブと、該バルブを閉弁方向に付勢す
る閉弁用スプリングと、該閉弁用スプリングと対向して
配され上記バルブを開弁方向に付勢する開弁用スプリン
グと、上記バルブと一体に設けたロッド周りに固定され
るアーマチャと、上記アーマチャの一方の端面側に設け
られ、上記アーマチャを吸引して上記開弁用スプリング
のバネ力に抗して上記バルブを閉弁作動させる閉弁用ソ
レノイドと、上記アーマチャの他方の端面側に設けら
れ、上記アーマチャを吸引して上記閉弁用スプリングの
バネ力に抗して上記バルブを開弁作動させる開弁用ソレ
ノイドとを備える電磁式弁駆動装置において、上記開弁
用スプリングを、バネ定数がバルブ位置によって異な
り、上記バルブが閉弁する直前の位置において、それ以
前よりバネ定数が高くなるように構成したことを特徴と
する電磁式弁駆動装置。 - 【請求項２】 上記閉弁用スプリングを、バネ定数がバ
ルブ位置によって異なり、上記バルブが開弁する直前の
位置において、それ以前よりバネ定数が高くなるように
構成した請求項１記載の電磁式弁駆動装置。 - 【請求項３】 上記開弁用スプリングおよび上記閉弁用
スプリングを、それぞれ、自由長の異なる二種類のコイ
ルスプリングを組み合わせて構成し、合成のバネ定数が
閉弁ないし開弁直前に高くなるようにした請求項２記載
の電磁式弁駆動装置。 - 【請求項４】 上記開弁用スプリングおよび上記閉弁用
スプリングを、上記バルブの閉弁ないし開弁直前にバネ
定数が高くなる非線形のバネ特性を有するバネ形状とし
た請求項２記載の電磁式弁駆動装置。 - 【請求項５】 上記開弁用スプリングおよび上記閉弁用
スプリングを、エアバネで構成し、上記バルブが閉弁位
置ないし開弁位置に近づくにつれてバネ定数が高くなる
ようにした請求項２記載の電磁式弁駆動装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9202502A JPH1130114A (ja) | 1997-07-10 | 1997-07-10 | 電磁式弁駆動装置 |
| US09/090,981 US6176208B1 (en) | 1997-07-03 | 1998-06-05 | Electromagnetic valve driving apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9202502A JPH1130114A (ja) | 1997-07-10 | 1997-07-10 | 電磁式弁駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1130114A true JPH1130114A (ja) | 1999-02-02 |
Family
ID=16458556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9202502A Pending JPH1130114A (ja) | 1997-07-03 | 1997-07-10 | 電磁式弁駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1130114A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2004061280A1 (ja) * | 2002-12-26 | 2006-05-11 | 株式会社ミクニ | ダイヤフラム式エアバルブおよび内燃機関の２次エア制御装置 |
| JP2006274939A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Toyota Motor Corp | ピストン機関 |
| CN105240072A (zh) * | 2015-11-03 | 2016-01-13 | 济南大学 | 一种电磁控制的排气门连接装置 |
| US10703856B2 (en) | 2014-05-20 | 2020-07-07 | Daicel Corporation | Epoxy resin composition and cured product of same |
| JP2021532303A (ja) * | 2018-07-31 | 2021-11-25 | ヘドマン エリクソン パテント アーベーHedman Ericsson Patent Ab | 内燃機関用の電気作動弁アクチュエータ |
-
1997
- 1997-07-10 JP JP9202502A patent/JPH1130114A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2004061280A1 (ja) * | 2002-12-26 | 2006-05-11 | 株式会社ミクニ | ダイヤフラム式エアバルブおよび内燃機関の２次エア制御装置 |
| JP2006274939A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Toyota Motor Corp | ピストン機関 |
| US10703856B2 (en) | 2014-05-20 | 2020-07-07 | Daicel Corporation | Epoxy resin composition and cured product of same |
| CN105240072A (zh) * | 2015-11-03 | 2016-01-13 | 济南大学 | 一种电磁控制的排气门连接装置 |
| JP2021532303A (ja) * | 2018-07-31 | 2021-11-25 | ヘドマン エリクソン パテント アーベーHedman Ericsson Patent Ab | 内燃機関用の電気作動弁アクチュエータ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060620 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061212 |