JP2000130122A - エンジンバルブの変位測定装置 - Google Patents
エンジンバルブの変位測定装置Info
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- JP2000130122A JP2000130122A JP10306494A JP30649498A JP2000130122A JP 2000130122 A JP2000130122 A JP 2000130122A JP 10306494 A JP10306494 A JP 10306494A JP 30649498 A JP30649498 A JP 30649498A JP 2000130122 A JP2000130122 A JP 2000130122A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 バルブの駆動方式に関係なく、エンジンのフ
ァイアリング運転時のバルブの位置を高精度で測定す
る。 【解決手段】 シリンダヘッド２に、スプリングリテー
ナ５の下面に向かって投光する投光用光ファイバ１２の
投光プローブ部１２ａと、スプリングリテーナ５よりの
反射光を受光する受光用光ファイバ１３の受光プローブ
部１３ａとを設ける。
ァイアリング運転時のバルブの位置を高精度で測定す
る。 【解決手段】 シリンダヘッド２に、スプリングリテー
ナ５の下面に向かって投光する投光用光ファイバ１２の
投光プローブ部１２ａと、スプリングリテーナ５よりの
反射光を受光する受光用光ファイバ１３の受光プローブ
部１３ａとを設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンバルブの
変位を、実際のエンジンによるファイアリング状態で、
正確に検出しうるようにした測定装置に関する。
変位を、実際のエンジンによるファイアリング状態で、
正確に検出しうるようにした測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】動弁系の構成部品の仕様等を変更した際
には、エンジンバルブ(以下、バルブと略称する)の実際
の動きを測定し、その運動特性により動弁系部品を評価
したり、バルブのカムに対する追従性等を調べたりする
ことがある。
には、エンジンバルブ(以下、バルブと略称する)の実際
の動きを測定し、その運動特性により動弁系部品を評価
したり、バルブのカムに対する追従性等を調べたりする
ことがある。
【０００３】この測定は、通常、バルブ又はこれと一体
をなして運動する動弁部品(スプリングリテーナ等)の軸
線方向の変位を、センサにより検出することにより行わ
れる。
をなして運動する動弁部品(スプリングリテーナ等)の軸
線方向の変位を、センサにより検出することにより行わ
れる。
【０００４】しかし、直動型の動弁機構においては、バ
ルブの軸端はもとより、それにコッタを介して止着され
ているスプリングリテーナが、上面が閉塞されたキャッ
プ状のタペットの筒部内に位置しており、しかも比較的
小型のエンジンにおいては、動弁系の周囲にセンサを設
けるスペースもなく、バルブやスプリングリテーナの動
きを、センサにより直接検出することは非常に困難であ
る。
ルブの軸端はもとより、それにコッタを介して止着され
ているスプリングリテーナが、上面が閉塞されたキャッ
プ状のタペットの筒部内に位置しており、しかも比較的
小型のエンジンにおいては、動弁系の周囲にセンサを設
けるスペースもなく、バルブやスプリングリテーナの動
きを、センサにより直接検出することは非常に困難であ
る。
【０００５】そのため従来は、エンジンのシリンダブロ
ックよりピストンとコネクティングロッドを取外し、シ
リンダ内におけるバルブの直下に、近接センサ等の非接
触型の変位センサを設け、エンジンを台上において運転
(モータリング)することにより、バルブの軸線方向の変
位を、傘表側より測定していた。
ックよりピストンとコネクティングロッドを取外し、シ
リンダ内におけるバルブの直下に、近接センサ等の非接
触型の変位センサを設け、エンジンを台上において運転
(モータリング)することにより、バルブの軸線方向の変
位を、傘表側より測定していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した台上での運転
による測定では、エンジンがファイアリング運転してい
る状態でのバルブの実際の変位を測定するものではない
ため、シリンダ内の燃焼圧力や、排気系の背圧等のバル
ブの挙動に与える影響などを、正確に測定することがで
きない。また、近接センサ等による測定では、検出精度
が悪い。
による測定では、エンジンがファイアリング運転してい
る状態でのバルブの実際の変位を測定するものではない
ため、シリンダ内の燃焼圧力や、排気系の背圧等のバル
ブの挙動に与える影響などを、正確に測定することがで
きない。また、近接センサ等による測定では、検出精度
が悪い。
【０００７】一方、通常のカムによる機械的な動弁機構
に代えて、磁力を用いてバルブを開閉するようにした電
磁式のバルブ駆動装置が、種々提案されている。
に代えて、磁力を用いてバルブを開閉するようにした電
磁式のバルブ駆動装置が、種々提案されている。
【０００８】このようなバルブ駆動方式においては、バ
ルブの開閉時期等を、エンジンの運転状態に応じて正確
に制御する上において、バルブの現在位置を高精度で検
出し、それに基づいて、バルブ駆動用の電磁石への通電
をフィードバック制御するためのバルブ位置検出手段が
不可欠である。そのため、上述のような近接センサ等に
代わる小型で高精度のバルブ変位測定装置が強く求めら
れている。
ルブの開閉時期等を、エンジンの運転状態に応じて正確
に制御する上において、バルブの現在位置を高精度で検
出し、それに基づいて、バルブ駆動用の電磁石への通電
をフィードバック制御するためのバルブ位置検出手段が
不可欠である。そのため、上述のような近接センサ等に
代わる小型で高精度のバルブ変位測定装置が強く求めら
れている。
【０００９】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、バルブの駆動方式に関係なく、エンジンのファイア
リング運転時のバルブの変位を、高精度で測定しうるよ
うにした、小型のエンジンバルブの変位測定装置を提供
することを目的としている。
で、バルブの駆動方式に関係なく、エンジンのファイア
リング運転時のバルブの変位を、高精度で測定しうるよ
うにした、小型のエンジンバルブの変位測定装置を提供
することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題は、次のようにして解決される。 (１) 軸部がシリンダヘッドに摺動可能に支持され、か
つ動弁機構により駆動させられるエンジンバルブの変位
を測定する装置であって、前記シリンダヘッド又はこれ
と一体をなす不動部材と、エンジンバルブ又はこれに追
従して移動する部材とのいずれか一方に、他方の部材に
向かって投光された光の反射光を受光することにより、
エンジンバルブの変位を検出する光反射式変位センサの
投、受光部を設ける。
題は、次のようにして解決される。 (１) 軸部がシリンダヘッドに摺動可能に支持され、か
つ動弁機構により駆動させられるエンジンバルブの変位
を測定する装置であって、前記シリンダヘッド又はこれ
と一体をなす不動部材と、エンジンバルブ又はこれに追
従して移動する部材とのいずれか一方に、他方の部材に
向かって投光された光の反射光を受光することにより、
エンジンバルブの変位を検出する光反射式変位センサの
投、受光部を設ける。
【００１１】(２) 上記(１)項において、投、受光部
を、可撓性を有する投光用光ファイバと受光用光ファイ
バとにおけるそれぞれの先端部の投光プローブ部と受光
プローブ部とする。
を、可撓性を有する投光用光ファイバと受光用光ファイ
バとにおけるそれぞれの先端部の投光プローブ部と受光
プローブ部とする。
【００１２】(３) 上記(１)または(２)項において、エ
ンジンバルブ又はこれに止着されたスプリングリテーナ
に、投、受光部と対向する反射用部材を、投、受光部の
方向に突出させて設ける。
ンジンバルブ又はこれに止着されたスプリングリテーナ
に、投、受光部と対向する反射用部材を、投、受光部の
方向に突出させて設ける。
【００１３】(４) 上記(１)〜(３)項のいずれかにおい
て、光が投光される側の部材における投光面に、反射鏡
を設ける。
て、光が投光される側の部材における投光面に、反射鏡
を設ける。
【００１４】(５) 上記(１)〜(４)項のいずれかにおい
て、投、受光部と投光面との周囲を、エンジンバルブの
動きに追従しうる可撓性又は伸縮性を有するカバーによ
り覆う。
て、投、受光部と投光面との周囲を、エンジンバルブの
動きに追従しうる可撓性又は伸縮性を有するカバーによ
り覆う。
【００１５】(６) 上記(１)〜(５)項のいずれかにおい
て、投、受光部を、カムによりエンジンバルブを駆動す
る機械的動弁機構に、バルブスプリングよりも内方に位
置させて設ける。
て、投、受光部を、カムによりエンジンバルブを駆動す
る機械的動弁機構に、バルブスプリングよりも内方に位
置させて設ける。
【００１６】(７) 上記(１)〜(５)項のいずれかにおい
て、投、受光部を、電磁アクチュエータによりエンジン
バルブを駆動する動弁機構に設ける。
て、投、受光部を、電磁アクチュエータによりエンジン
バルブを駆動する動弁機構に設ける。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を、図面に
基づいて説明する。図１は、請求項１、２、４及び６記
載の発明の実施例を、直動型の動弁機構に適用した例を
示すもので、バルブ(１)の軸部(1a)は、シリンダヘッド
(２)における吸気又は排気用のポート(2a)の開口端の直
上に圧入されたバルブガイド(３)により、上下に摺動可
能として支持されている。
基づいて説明する。図１は、請求項１、２、４及び６記
載の発明の実施例を、直動型の動弁機構に適用した例を
示すもので、バルブ(１)の軸部(1a)は、シリンダヘッド
(２)における吸気又は排気用のポート(2a)の開口端の直
上に圧入されたバルブガイド(３)により、上下に摺動可
能として支持されている。
【００１８】バルブ(１)の下端の傘部(1b)に形成された
テーパ状の弁フェース(1c)は、シリンダヘッド(２)にお
ける吸気又は排気用のポート(2a)の開口端に圧入された
バルブシート(４)と当接している。
テーパ状の弁フェース(1c)は、シリンダヘッド(２)にお
ける吸気又は排気用のポート(2a)の開口端に圧入された
バルブシート(４)と当接している。
【００１９】軸部(1a)の上端部には、スプリングリテー
ナ(５)が、１対のコッタ(６)を介して止着され、このス
プリングリテーナ(５)とシリンダヘッド(２)との間に
は、バルブスプリング(７)が縮設されている。バルブス
プリング(７)は、バルブ(１)の軸部(1a)と実質的に同心
をなし、軸部(1a)を囲むようにして所要の間隔を隔てて
組付けられている。
ナ(５)が、１対のコッタ(６)を介して止着され、このス
プリングリテーナ(５)とシリンダヘッド(２)との間に
は、バルブスプリング(７)が縮設されている。バルブス
プリング(７)は、バルブ(１)の軸部(1a)と実質的に同心
をなし、軸部(1a)を囲むようにして所要の間隔を隔てて
組付けられている。
【００２０】バルブ(１)の軸部(1a)の上端部には、上面
が閉塞された有頂円筒形のタペット(８)が、スプリング
リテーナ(５)及びバルブスプリング(７)の上端部を覆う
ようにして上方より嵌合され、その筒部(8a)は、シリン
ダヘッド(２)における垂直の案内孔(2b)内に、上下に摺
動可能として嵌合されている。
が閉塞された有頂円筒形のタペット(８)が、スプリング
リテーナ(５)及びバルブスプリング(７)の上端部を覆う
ようにして上方より嵌合され、その筒部(8a)は、シリン
ダヘッド(２)における垂直の案内孔(2b)内に、上下に摺
動可能として嵌合されている。
【００２１】タペット(８)の上面の凹孔内に嵌合された
シム(９)の上面には、カム(10)が摺接し、このカム(10)
の回転により、バルブ(１)は、バルブスプリング(７)に
抗して押し下げられ、開閉運動が行われる。
シム(９)の上面には、カム(10)が摺接し、このカム(10)
の回転により、バルブ(１)は、バルブスプリング(７)に
抗して押し下げられ、開閉運動が行われる。
【００２２】バルブ(１)の軸部(1a)とバルブスプリング
(７)との間の環状空間(Ａ)内には、シリンダヘッド(２)
の上面の一部を上向きに突出させることにより、ファイ
バ支持部(11)が連設され、このファイバ支持部(11)に
は、投光用光ファイバ(12)と受光用光ファイバ(13)とよ
りなる光反射式変位センサの投、受光部、すなわち投光
プローブ部(12a)と受光プローブ部(13a)が挿入され、こ
れら両プローブ部(12a)(13a)の投光端と受光端は、それ
ぞれスプリングリテーナ(５)における下面の一部と平行
をなして対向している。
(７)との間の環状空間(Ａ)内には、シリンダヘッド(２)
の上面の一部を上向きに突出させることにより、ファイ
バ支持部(11)が連設され、このファイバ支持部(11)に
は、投光用光ファイバ(12)と受光用光ファイバ(13)とよ
りなる光反射式変位センサの投、受光部、すなわち投光
プローブ部(12a)と受光プローブ部(13a)が挿入され、こ
れら両プローブ部(12a)(13a)の投光端と受光端は、それ
ぞれスプリングリテーナ(５)における下面の一部と平行
をなして対向している。
【００２３】両光ファイバ(12)(13)におけるプローブ部
(12a)(13a)と反対側の端部は、シリンダヘッド(２)の上
面の長溝(2c)を通して、バルブスプリング(７)の外方に
導出され、外部に設けた測定器本体（図示略）に接続さ
れている。
(12a)(13a)と反対側の端部は、シリンダヘッド(２)の上
面の長溝(2c)を通して、バルブスプリング(７)の外方に
導出され、外部に設けた測定器本体（図示略）に接続さ
れている。
【００２４】上記両光ファイバ(12)(13)は、可撓性を有
するガラスやプラスチック等の単数又は複数本に束ねた
線状のコアを、比較的屈折率の小さな軟質のクラッド層
により被覆して構成され、光は、コアに閉じ込められた
状態で入射方向に伝播されるようになっている。
するガラスやプラスチック等の単数又は複数本に束ねた
線状のコアを、比較的屈折率の小さな軟質のクラッド層
により被覆して構成され、光は、コアに閉じ込められた
状態で入射方向に伝播されるようになっている。
【００２５】スプリングリテーナ(５)の下面における上
記投光プローブ部(12a)及び受光プローブ部(13a)と対向
する部分には、反射鏡(14)が固着されている。
記投光プローブ部(12a)及び受光プローブ部(13a)と対向
する部分には、反射鏡(14)が固着されている。
【００２６】図２は、上記投光用光ファイバ(12)と受光
用光ファイバ(13)を用いた光反射式変位センサの構成及
び測定原理の概要を示す。
用光ファイバ(13)を用いた光反射式変位センサの構成及
び測定原理の概要を示す。
【００２７】(15)は、電源(16)に接続された投光器で、
一定光量を得るための安定化増幅器(17)と、それに接続
された光源(18)とを備えている。光源(18)には、白色光
を得るためのフィラメント形電球、通常の発光ダイオー
ド、レーザ発光ダイオード、レーザ発振器等が用いられ
る。
一定光量を得るための安定化増幅器(17)と、それに接続
された光源(18)とを備えている。光源(18)には、白色光
を得るためのフィラメント形電球、通常の発光ダイオー
ド、レーザ発光ダイオード、レーザ発振器等が用いられ
る。
【００２８】投光器(15)より照射された光は、投光用光
ファイバ(12)の一端より入射されて、その投光プローブ
部(12a)の先端よりスプリングリテーナ(５)の反射鏡(1
4)に向かって投光される。なお、レーザ光以外の光源を
用いる際は、光の拡散を防止するために、集光レンズ(1
9)を介して照射するのがよい。
ファイバ(12)の一端より入射されて、その投光プローブ
部(12a)の先端よりスプリングリテーナ(５)の反射鏡(1
4)に向かって投光される。なお、レーザ光以外の光源を
用いる際は、光の拡散を防止するために、集光レンズ(1
9)を介して照射するのがよい。
【００２９】反射鏡(14)よりの反射光は、受光用光ファ
イバ(13)の受光プローブ部(13a)によりとらえられ、ホ
トトランジスタ等の受光器(光電変換器)(20)により電気
信号に変換されたのち、増幅器(21)を介して出力され
る。
イバ(13)の受光プローブ部(13a)によりとらえられ、ホ
トトランジスタ等の受光器(光電変換器)(20)により電気
信号に変換されたのち、増幅器(21)を介して出力され
る。
【００３０】ずなわち、投光プローブ部(12a)と受光プ
ローブ部(13a)との端面の光の投光角と受光角とを等し
く設定しておけば、両プローブ部(12a)(13a)に対してス
プリングリテーナ(５)が変位すると、反射鏡(14)に投光
される面積が変化することから、受光プローブ部(13a)
によりとらえられる反射光の有効面積(投光面と受光面
との重複面積)(22)が変化し、反射光量も変化するよう
になる。なお、バルブ(１)が全閉しているとき、上記有
効面積(22)、すなわち反射光量が０となるように設定す
るのがよい。
ローブ部(13a)との端面の光の投光角と受光角とを等し
く設定しておけば、両プローブ部(12a)(13a)に対してス
プリングリテーナ(５)が変位すると、反射鏡(14)に投光
される面積が変化することから、受光プローブ部(13a)
によりとらえられる反射光の有効面積(投光面と受光面
との重複面積)(22)が変化し、反射光量も変化するよう
になる。なお、バルブ(１)が全閉しているとき、上記有
効面積(22)、すなわち反射光量が０となるように設定す
るのがよい。
【００３１】このようにすると、反射光量は、スプリン
グリテーナ(５)と各プローブ部(12a)(13a)との相対距離
に比例して変化し、バルブ(１)が開弁方向に変位するほ
ど大きくなって、受光器(20)からの出力電圧も比例的に
変化するようになるため、スプリングリテーナ(５)と実
質的に一体をなすバルブ(１)の変位を高精度で検出する
ことができる。
グリテーナ(５)と各プローブ部(12a)(13a)との相対距離
に比例して変化し、バルブ(１)が開弁方向に変位するほ
ど大きくなって、受光器(20)からの出力電圧も比例的に
変化するようになるため、スプリングリテーナ(５)と実
質的に一体をなすバルブ(１)の変位を高精度で検出する
ことができる。
【００３２】図３は、請求項３記載の発明の実施例を示
す。この実施例においては、スプリングリテーナ(５)の
下面に、下端に外向きの水平の受光フランジ(23a)を有
する円筒形の反射用部材(23)の上端部を圧入して固着
し、受光フランジ(23a)の下面における投光及び受光プ
ローブ部(12a)(13a)と対向する部分に、反射鏡(14)を固
着してある。その他の構成は、上述した実施例と同じで
ある。
す。この実施例においては、スプリングリテーナ(５)の
下面に、下端に外向きの水平の受光フランジ(23a)を有
する円筒形の反射用部材(23)の上端部を圧入して固着
し、受光フランジ(23a)の下面における投光及び受光プ
ローブ部(12a)(13a)と対向する部分に、反射鏡(14)を固
着してある。その他の構成は、上述した実施例と同じで
ある。
【００３３】このような反射用部材(23)を設けると、各
プローブ部(12a)(13a)と反射鏡(14)との間の相対距離を
小さくしうるので、投光プローブ部(12a)より投光され
る光が拡がり過ぎ、受光プローブ部(13a)により受光さ
れる反射光にロスが生じるのが防止される。その結果、
バルブ(１)の変位を高感度かつ高精度で測定しうる。な
お、このような反射用部材(23)を設けた際には、スプリ
ングリテーナ(５)の重量を、反射用部材(23)の分だけ軽
くして、慣性質量が増加するのを防止するようにするの
がよい。
プローブ部(12a)(13a)と反射鏡(14)との間の相対距離を
小さくしうるので、投光プローブ部(12a)より投光され
る光が拡がり過ぎ、受光プローブ部(13a)により受光さ
れる反射光にロスが生じるのが防止される。その結果、
バルブ(１)の変位を高感度かつ高精度で測定しうる。な
お、このような反射用部材(23)を設けた際には、スプリ
ングリテーナ(５)の重量を、反射用部材(23)の分だけ軽
くして、慣性質量が増加するのを防止するようにするの
がよい。
【００３４】図４は、請求項５記載の発明の実施例を示
すもので、下向カップ状の反射用部材(24)を、スプリン
グリテーナ(５)の下方のバルブ(１)の軸部(1a)に直接圧
入(焼き嵌め、冷し嵌めを含む)して固着し、上記実施例
よりも短寸とした各プローブ部(12a)(13a)と対向する下
面に、反射鏡(14)を固着してある。
すもので、下向カップ状の反射用部材(24)を、スプリン
グリテーナ(５)の下方のバルブ(１)の軸部(1a)に直接圧
入(焼き嵌め、冷し嵌めを含む)して固着し、上記実施例
よりも短寸とした各プローブ部(12a)(13a)と対向する下
面に、反射鏡(14)を固着してある。
【００３５】反射用部材(24)の筒状片(24a)の外周面
と、シリンダヘッド(２)における各プローブ部(12a)(13
a)の外方の上面との間には、ゴム又は合成樹脂等よりな
る可撓性の蛇腹状の筒状カバー(25)が止着されている。
と、シリンダヘッド(２)における各プローブ部(12a)(13
a)の外方の上面との間には、ゴム又は合成樹脂等よりな
る可撓性の蛇腹状の筒状カバー(25)が止着されている。
【００３６】このようなカバー(25)を設けると、反射鏡
(14)に潤滑油等が付着して、反射光量が減少したり、各
プローブ部(12a)(13a)が汚れるなどして、投、受光量が
減り、感度が低下するのを防止しうる。
(14)に潤滑油等が付着して、反射光量が減少したり、各
プローブ部(12a)(13a)が汚れるなどして、投、受光量が
減り、感度が低下するのを防止しうる。
【００３７】以上の各実施例のように、可撓性を有する
投光用光ファイバ(12)と受光用光ファイバ(13)とによ
る、光反射式変位センサを用いると、両光ファイバ(12)
(13)をシリンダヘッド(２)の形状に合わせて自在に屈曲
させ、投、受光部である投光プローブ部(12a)と受光プ
ローブ部(13a)を、バルブ(１)とバルブスプリング(７)
との間の僅かな隙間にも導入することができ、測定が難
しいとされる直動型の動弁機構であっても、エンジンの
ファイアリング運転時におけるバルブ(１)の実際の変位
を、支障なく高精度で測定することができる。
投光用光ファイバ(12)と受光用光ファイバ(13)とによ
る、光反射式変位センサを用いると、両光ファイバ(12)
(13)をシリンダヘッド(２)の形状に合わせて自在に屈曲
させ、投、受光部である投光プローブ部(12a)と受光プ
ローブ部(13a)を、バルブ(１)とバルブスプリング(７)
との間の僅かな隙間にも導入することができ、測定が難
しいとされる直動型の動弁機構であっても、エンジンの
ファイアリング運転時におけるバルブ(１)の実際の変位
を、支障なく高精度で測定することができる。
【００３８】その結果、動弁系の構成部品の仕様を変更
するなどした際のバルブ(１)の実際の動きを正確に測定
して、動弁系部品を評価したり、バルブ(１)のカム(10)
に対する追従性等を調査したりすることができる。
するなどした際のバルブ(１)の実際の動きを正確に測定
して、動弁系部品を評価したり、バルブ(１)のカム(10)
に対する追従性等を調査したりすることができる。
【００３９】図５は、請求項７記載の発明の実施例を示
すもので、電磁アクチュエータを備える動弁機構に適用
した例を示している。なお、上述した実施例と同様の部
材には、同じ符号を付して説明する。
すもので、電磁アクチュエータを備える動弁機構に適用
した例を示している。なお、上述した実施例と同様の部
材には、同じ符号を付して説明する。
【００４０】投光用光ファイバ(12)の投光プローブ部(1
2a)と、受光用光ファイバ(13)の受光プローブ部(13a)
は、短寸に形成されて、シリンダヘッド(２)の上端部に
端部を上方に向けて挿入されている。
2a)と、受光用光ファイバ(13)の受光プローブ部(13a)
は、短寸に形成されて、シリンダヘッド(２)の上端部に
端部を上方に向けて挿入されている。
【００４１】バルブ(１)の上端部に形成された小径軸部
(1d)には、下向カップ状の反射用部材(26)が、小径軸部
(1d)の雄ねじ(27)に螺合した押え板(28)により固定され
ている。
(1d)には、下向カップ状の反射用部材(26)が、小径軸部
(1d)の雄ねじ(27)に螺合した押え板(28)により固定され
ている。
【００４２】反射用部材(26)の下面における各プローブ
部(12a)(13a)と対向する部分には、反射鏡(14)が固着さ
れている。
部(12a)(13a)と対向する部分には、反射鏡(14)が固着さ
れている。
【００４３】反射用部材(26)の筒状片(26a)の外周面
と、シリンダヘッド(２)における各プローブ部(12a)(13
a)よりも外方の上面との間には、図４に示す実施例と同
様の蛇腹状の筒状カバー(25)が止着され、反射鏡(14)や
各プローブ部(12a)(13a)の投、受光面に異物が付着する
のを防止している。
と、シリンダヘッド(２)における各プローブ部(12a)(13
a)よりも外方の上面との間には、図４に示す実施例と同
様の蛇腹状の筒状カバー(25)が止着され、反射鏡(14)や
各プローブ部(12a)(13a)の投、受光面に異物が付着する
のを防止している。
【００４４】バルブ(１)の軸線の上方には、電磁アクチ
ュエータ(29)が設けられ、その駆動軸(30)の下端部は、
それに形成された雄ねじ(31)と、上記小径軸部(1d)の雄
ねじ(27)とに螺合した連結部材(32)により、バルブ(１)
の上端部に連結されている。(33)はロックナットであ
る。
ュエータ(29)が設けられ、その駆動軸(30)の下端部は、
それに形成された雄ねじ(31)と、上記小径軸部(1d)の雄
ねじ(27)とに螺合した連結部材(32)により、バルブ(１)
の上端部に連結されている。(33)はロックナットであ
る。
【００４５】電磁アクチュエータ(29)は、本願発明とは
直接関係しないので、その構成及び詳細な説明は省略す
るが、例えば上下１対の電磁石の間に、駆動軸(30)に連
係した鉄片を設け、上下の電磁石への通電を制御して鉄
片を上下方向に吸引することにより、バルブ(１)をエン
ジンの運転状態に対応して駆動するようになっている。
直接関係しないので、その構成及び詳細な説明は省略す
るが、例えば上下１対の電磁石の間に、駆動軸(30)に連
係した鉄片を設け、上下の電磁石への通電を制御して鉄
片を上下方向に吸引することにより、バルブ(１)をエン
ジンの運転状態に対応して駆動するようになっている。
【００４６】この実施例においても、投光プローブ部(1
2a)より反射鏡(14)に向かって投光された光の反射光
を、受光プローブ部(13a)がとらえ、その光量の変化に
よりバルブ(１)の変位を測定することができる。
2a)より反射鏡(14)に向かって投光された光の反射光
を、受光プローブ部(13a)がとらえ、その光量の変化に
よりバルブ(１)の変位を測定することができる。
【００４７】また、測定された出力信号を、例えば図２
の想像線で示すように、電磁アクチュエータ(29)を制御
するためのアクチュエータ制御装置(34)等に入力し、電
磁アクチュエータ(29)をフィードバック制御すれば、バ
ルブ(１)の開閉時期等をエンジンの運転状態に応じて、
最適に制御することができる。
の想像線で示すように、電磁アクチュエータ(29)を制御
するためのアクチュエータ制御装置(34)等に入力し、電
磁アクチュエータ(29)をフィードバック制御すれば、バ
ルブ(１)の開閉時期等をエンジンの運転状態に応じて、
最適に制御することができる。
【００４８】本発明は、上記実施例に限定されるもので
はない。上述した各実施例においては、いずれも、投光
面に反射鏡(14)を設けているが、投光面を鏡面仕上げす
るなどして平滑面としておけば、反射鏡(14)を省略しう
ることもある。
はない。上述した各実施例においては、いずれも、投光
面に反射鏡(14)を設けているが、投光面を鏡面仕上げす
るなどして平滑面としておけば、反射鏡(14)を省略しう
ることもある。
【００４９】図３、図４、及び図５に示す実施例におい
て、バルブ(１)に偏荷重が加わらないようにするため、
反射用部材(23)(24)(26)を、バルブ(１)を中心とした筒
状及び円板状としてあるが、その形状は、投光プローブ
部(12a)よりの光を反射しうるだけの最小限の大きさと
することもある。
て、バルブ(１)に偏荷重が加わらないようにするため、
反射用部材(23)(24)(26)を、バルブ(１)を中心とした筒
状及び円板状としてあるが、その形状は、投光プローブ
部(12a)よりの光を反射しうるだけの最小限の大きさと
することもある。
【００５０】この際のカバーは、投、受光プローブ部(1
2a)(13a)と反射用部材の投光面との周囲のみを覆いうる
構造とすればよい。
2a)(13a)と反射用部材の投光面との周囲のみを覆いうる
構造とすればよい。
【００５１】上記実施例では、投、受光用光ファイバ(1
2)(13)を用いた光反射式変位センサとしているが、この
ような光ファイバ(12)(13)を用いる代わりに、発光素子
と受光素子とを、直接シリンダヘッド(２)に設けること
もある。
2)(13)を用いた光反射式変位センサとしているが、この
ような光ファイバ(12)(13)を用いる代わりに、発光素子
と受光素子とを、直接シリンダヘッド(２)に設けること
もある。
【００５２】光ファイバの取出しや配線上にやや難はあ
るが、投、受光用光ファイバ(12)(13)を、実施例とは反
対に、スプリングリテーナ(５)やバルブ(１)に取付けた
ブラケット等に設けることもある。
るが、投、受光用光ファイバ(12)(13)を、実施例とは反
対に、スプリングリテーナ(５)やバルブ(１)に取付けた
ブラケット等に設けることもある。
【００５３】本発明は、上記直動型や電磁アクチュエー
タ式の動弁機構の外、ロッカアーム式の動弁機構、ある
いは流体圧を制御してバルブを駆動するようにした動弁
機構にも適用しうる。
タ式の動弁機構の外、ロッカアーム式の動弁機構、ある
いは流体圧を制御してバルブを駆動するようにした動弁
機構にも適用しうる。
【００５４】
【発明の効果】(ａ) 請求項１記載の発明によれば、エ
ンジンバルブがシリンダヘッド等の不動部材に対して変
位すると、投光部より投光され、受光部によりとらえら
れる反射光の光量が変化し、これを電圧変換することに
より、バルブの駆動方式に関係なく、エンジンバルブの
実際の変位を、ファイアリング状態で正確に測定するこ
とができる。
ンジンバルブがシリンダヘッド等の不動部材に対して変
位すると、投光部より投光され、受光部によりとらえら
れる反射光の光量が変化し、これを電圧変換することに
より、バルブの駆動方式に関係なく、エンジンバルブの
実際の変位を、ファイアリング状態で正確に測定するこ
とができる。
【００５５】(ｂ) 請求項２記載の発明によれば、上記
効果に加えて、投、受光用光ファイバを、シリンダヘッ
ドの形状に合わせて自在に屈曲させて、それらの投、受
光プローブ部をエンジンバルブと近接した位置まで導入
することができ、取付スペースの小さい動弁機構にも容
易に適用しうる。
効果に加えて、投、受光用光ファイバを、シリンダヘッ
ドの形状に合わせて自在に屈曲させて、それらの投、受
光プローブ部をエンジンバルブと近接した位置まで導入
することができ、取付スペースの小さい動弁機構にも容
易に適用しうる。
【００５６】(ｃ) 請求項３記載の発明によれば、投、
受光部と反射用部材との相対距離が小さくなって、投光
された光が拡散するのが防止されるので、受光部により
受光される反射光にロスが生じることがなく、エンジン
バルブの変位を高精度で測定しうる。
受光部と反射用部材との相対距離が小さくなって、投光
された光が拡散するのが防止されるので、受光部により
受光される反射光にロスが生じることがなく、エンジン
バルブの変位を高精度で測定しうる。
【００５７】(ｄ) 請求項４記載の発明によれば、投光
された光が反射鏡により効果的に反射されるので、測定
感度が良好となる。
された光が反射鏡により効果的に反射されるので、測定
感度が良好となる。
【００５８】(ｅ) 請求項５記載の発明によれば、投光
面や投、受光部に潤滑油等の異物が付着して、反射光量
や投、受光量を減少させたりするのがなくなるので、エ
ンジンバルブの変位を長期間に亘って高精度で測定しう
る。
面や投、受光部に潤滑油等の異物が付着して、反射光量
や投、受光量を減少させたりするのがなくなるので、エ
ンジンバルブの変位を長期間に亘って高精度で測定しう
る。
【００５９】(ｆ) 請求項６記載の発明によれば、測定
が難しいとされる直動型の動弁機構におけるエンジンバ
ルブの変位を、ファイアリング運転状態で容易かつ高精
度に測定することができ、動弁系部品やバルブの運動特
性等を正確に評価したりすることができる。
が難しいとされる直動型の動弁機構におけるエンジンバ
ルブの変位を、ファイアリング運転状態で容易かつ高精
度に測定することができ、動弁系部品やバルブの運動特
性等を正確に評価したりすることができる。
【００６０】(ｇ) 請求項７記載の発明によれば、光反
射式変位センサの投、受光部により測定されたエンジン
バルブの正確な位置信号に基づいて、電磁アクチュエー
タをフィードバック制御しうるので、バルブの開閉時期
等をエンジンの運転状態に応じて最適に制御することが
できる。
射式変位センサの投、受光部により測定されたエンジン
バルブの正確な位置信号に基づいて、電磁アクチュエー
タをフィードバック制御しうるので、バルブの開閉時期
等をエンジンの運転状態に応じて最適に制御することが
できる。
【図１】請求項１、２、４及び６記載の発明の実施例を
適用した直動型の動弁機構を示す中央縦断正面図であ
る。
適用した直動型の動弁機構を示す中央縦断正面図であ
る。
【図２】同じく、図１に示す投、受光プローブ部により
光反射式変位センサを構成するブロック図と、測定原理
を示す説明図である。
光反射式変位センサを構成するブロック図と、測定原理
を示す説明図である。
【図３】請求項３記載の発明の実施例を適用した直動型
の動弁機構を示す中央縦断正面図である。
の動弁機構を示す中央縦断正面図である。
【図４】請求項５記載の発明の実施例を適用した直動型
の動弁機構を示す中央縦断正面図である。
の動弁機構を示す中央縦断正面図である。
【図５】請求項７記載の発明の実施例を示す要部の中央
縦断正面図である。
縦断正面図である。
(１)エンジンバルブ (1a)軸部 (1b)傘部 (1c)弁フェース (1d)小径軸部 (２)シリンダヘッド (2a)ポート (2b)案内孔 (2c)長溝 (３)バルブガイド (４)バルブシート (５)スプリングリテーナ (６)コッタ (７)バルブスプリング (８)タペット (8a)筒部 (９)シム (10)カム (11)ファイバ支持部 (12)投光用光ファイバ (12a)投光プローブ部 (13)受光用光ファイバ (13a)受光プローブ部 (14)反射鏡 (15)投光器 (16)電源 (17)安定化増幅器 (18)光源 (19)集光レンズ (20)受光器 (21)増幅器 (22)有効面積 (23)(24)(26)反射用部材 (23a)受光フランジ (24a)筒状片 (25)筒状カバー (27)(31)雄ねじ (28)押え板 (29)電磁アクチュエータ (30)駆動軸 (32)連結部材 (33)ロックナット (34)アクチュエータ制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 治樹 神奈川県藤沢市円行一丁目22番地の１ フ ジオーゼックス株式会社内 Ｆターム(参考） 2G087 AA11 CC40 3G024 AA01 AA13 BA27 DA08 FA00 GA23 GA31 GA40 HA13 HA14
Claims (7)
- 【請求項１】 軸部がシリンダヘッドに摺動可能に支持
され、かつ動弁機構により駆動させられるエンジンバル
ブの変位を測定する装置であって、 前記シリンダヘッド又はこれと一体をなす不動部材と、
エンジンバルブ又はこれに追従して移動する部材とのい
ずれか一方に、他方の部材に向かって投光された光の反
射光を受光することにより、エンジンバルブの変位を検
出する光反射式変位センサの投、受光部を設けたことを
特徴とするエンジンバルブの変位測定装置。 - 【請求項２】 投、受光部を、可撓性を有する投光用光
ファイバと受光用光ファイバとにおけるそれぞれの先端
部の投光プローブ部と受光プローブ部とした請求項１記
載のエンジンバルブの変位測定装置。 - 【請求項３】 エンジンバルブ又はこれに止着されたス
プリングリテーナに、投、受光部と対向する反射用部材
を、投、受光部の方向に突出させて設けた請求項１また
は２記載のエンジンバルブの変位測定装置。 - 【請求項４】 光が投光される側の部材における投光面
に、反射鏡を設けた請求項１〜３のいずれかに記載のエ
ンジンバルブの変位測定装置。 - 【請求項５】 投、受光部と投光面との周囲を、エンジ
ンバルブの動きに追従しうる可撓性又は伸縮性を有する
カバーにより覆ってなる請求項１〜４のいずれかに記載
のエンジンバルブの変位測定装置。 - 【請求項６】 投、受光部を、カムによりエンジンバル
ブを駆動する機械的動弁機構に、バルブスプリングより
も内方に位置させて設けた請求項１〜５のいずれかに記
載のエンジンバルブの変位測定装置。 - 【請求項７】 投、受光部を、電磁アクチュエータによ
りエンジンバルブを駆動する動弁機構に設けた請求項１
〜５のいずれかに記載のエンジンバルブの変位測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10306494A JP2000130122A (ja) | 1998-10-28 | 1998-10-28 | エンジンバルブの変位測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10306494A JP2000130122A (ja) | 1998-10-28 | 1998-10-28 | エンジンバルブの変位測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000130122A true JP2000130122A (ja) | 2000-05-09 |
Family
ID=17957706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10306494A Pending JP2000130122A (ja) | 1998-10-28 | 1998-10-28 | エンジンバルブの変位測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000130122A (ja) |
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-
1998
- 1998-10-28 JP JP10306494A patent/JP2000130122A/ja active Pending
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