JP3431786B2 - 内燃機関の電磁駆動式動弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の電磁駆動
式動弁装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来の内燃機関の電磁駆動式動弁装置と
しては、例えば特開平７−３２４６０９号公報に開示さ
れた構成のものが知られている。この種の電磁駆動式動
弁装置においては、図３に示すように、内燃機関のシリ
ンダヘッド２１にその吸・排気ポート２２の燃焼室に対
する開口２３を開閉する吸・排気弁２４が配設され、そ
の弁体から上方に延出された弁軸２５の上端に円板状の
プランジャ２６が固定され、このプランジャ２６の中央
部の両面に第１のばね２７と第２のばね２８がそれぞれ
当接され、プランジャ２６が弾性的に所定位置に位置決
めされるように構成されている。そして、プランジャ２
６の外周部の両面にそれぞれ対向するようにこれを吸着
する電磁石２９、３０が配置されている。具体的には、
電磁石２９、３０のヨーク２９ａ、３０ａの中央部に形
成された有底穴３１、３２内にばね２７、２８が配置さ
れ、ヨーク２９ａ、３０ａの外周部に形成された環状空
間内に電磁コイル２９ｂ、３０ｂが配置されている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところが、図３に示し
た構成では、プランジャ２６がその中央部のみでばね２
７、２８により支えられているため、傾きが発生し易
く、内燃機関の高速運転時の応答性が悪くなる恐れがあ
るという問題がある。また、ばね２７、２８は電磁石２
９、３０の消費電力低減のためにばね定数を小さくして
いるため、サージングが発生し易いという問題がある。
また、ばねのコイル径Ｄが小さく、コイル径をＤ、線径
をｄとして、Ｄ／ｄが小さいためにばね作動時に発生す
る応力が高くなり、耐久性が低いという問題がある。 【０００４】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、高速
運転時の応答性が良く、サージングが発生し難く、耐久
性にも優れた内燃機関の電磁駆動式動弁装置を提供する
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、内燃機関の吸
排気弁を構成する弁体の弁軸に円板状のプランジャを固
定し、プランジャの両面にそれぞれ対向するようにこれ
を吸着する電磁石を配置し、プランジャの両面に第１の
ばねと第２のばねをそれぞれ当接させてプランジャを両
吸着位置の中間位置に向けて付勢し、かつ第１のばねと
第２のばねの内の一方は電磁石の内周側に配置し、他方
は一方よりも大径で電磁石の外周側に配置して成り、一
方のばねを円板状プランジャの中央部に、他方を外周部
に当接させることによってその傾きを防止して高速作動
時の応答性を確保し、かつ第１、第２のばねのコイル径
の違いで固有振動数を異ならせることによりばね定数を
小さくしてもサージングの発生を抑制し、またコイル径
をＤ、線径をｄとして、Ｄ／ｄを大きくすることにより
ばね作動時に発生する応力を小さくして耐久性を向上す
るようにしたものである。 【０００６】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
を参照して説明する。 【０００７】図１において、１は内燃機関の吸排気弁を
構成する弁体であり、その弁軸２は上方に延出され、弁
体１を開弁位置や閉弁位置に移動駆動する電磁駆動部３
内に挿入されている。弁軸２の先端は電磁駆動部３の円
筒状のケーシング４の軸芯方向の略中央位置に位置し、
その先端に円板状のプランジャ５が固定されている。 【０００８】ケーシング４内のプランジャ５より下方の
部分にはケーシング４の周壁に嵌合した状態で第１の電
磁石６が配設されている。この第１の電磁石６の内周と
弁軸２との間の空間に、コイル径がＤ１、線径がｄ１の
第１のばね８が配設され、その上端はプランジャ５に当
接され、下端はケーシング４の下端壁に当接されてい
る。ケーシング４内のプランジャ５より上方の部分には
ケーシング４の上端壁に固定した状態でケーシング４の
周壁との間に間隔をあけて第２の電磁石７が配設されて
いる。この第２の電磁石７の外周とケーシング４の周壁
との間の空間に、コイル径がＤ２、線径がｄ２の第２の
ばね９が配設され、その下端はプランジャ５に当接さ
れ、上端はケーシング４の上端壁に当接されている。第
１のばね８と第２のばね９のコイル径Ｄ１とＤ２は、当
然Ｄ１＜Ｄ２である。 【０００９】第１の電磁石６の内周の下部には、第１の
ばね８の長さ方向の略３分の１の部分に対して沿うよう
にばねの巻き方向と同一方向の螺旋状の凹凸部１０が形
成され、第２の電磁石７の外周の上部には、第２のばね
９の長さ方向の略３分の１の部分に対して沿うようにば
ねの巻き方向と同一方向の螺旋状の凹凸部１１が形成さ
れ、これら凹凸部１０、１１がばね８、９に対して添え
巻き効果を持つように構成されている。 【００１０】以上の構成によると、プランジャ５を第１
と第２のばね８、９にて両吸着位置の中間位置に向けて
付勢しているので、高速回転時に弁体１の追従遅れを生
じたり、閉位置で弁体１が撥ね返って弁が再開するのを
防止することができる。しかも、第１のばね８が円板状
のプランジャ５の中央部に当接し、第２のばね９がプラ
ンジャ５の外周部に当接していることによってプランジ
ャ５の傾きを確実に防止することができ、それによって
高速作動時の応答性を確保することができる。 【００１１】また、第１のばね８のコイル径Ｄ１と第２
のばね９のコイル径Ｄ２が異なるので、電磁石６、７の
消費電力を小さくするためにばね定数を小さくしてもこ
れらばね８、９の固有振動数が相互に異なることによっ
てダンパー効果が大きくなってサージングの発生を抑制
することができる。また、第２のばね９のコイル径をＤ
２、線径をｄ２として、同じばね定数でもＤ２／ｄ２を
大きくすることができるので、ばね作動時に発生する応
力が小さくなって耐久性が向上する。 【００１２】更に、第１と第２のばね８、９のプランジ
ャ５から遠い側の略３分の１の部分に対して凹凸部１
０、１１が添え巻き効果を発揮するため、これら第１と
第２のばね８、９の作動時に途中からばね定数が大きく
なる。したがって、組付け時にセットし易くかつ実用域
ではばね定数が大きくなり、第１と第２のばね８、９の
波打ちに対してダンピング効果が得られ、サージングの
発生域を高周波数側に移行させてその発生を防止でき
る。 【００１３】上記実施形態では、プランジャ５の下部の
第１のばね８のコイル径Ｄ１が小径で、上部の第２のば
ね９のコイル径Ｄ２が大径のものを例示したが、他の実
施形態として逆に、図２に示すように、プランジャ５の
下部の第１のばね８のコイル径Ｄ１を大径にし、上部の
第２のばね９のコイル径Ｄ２を小径にしてもよく、この
場合にも同様の効果を発揮することは説明するまでもな
い。 【００１４】 【発明の効果】本発明の内燃機関の電磁駆動式動弁装置
によれば、以上のように吸排気弁を構成する弁体の弁軸
に円板状のプランジャを固定し、プランジャの両面にそ
れぞれ対向するようにこれを吸着する電磁石を配置し、
プランジャの両面に第１のばねと第２のばねをそれぞれ
当接させてプランジャを両吸着位置の中間位置に向けて
付勢し、かつ第１のばねと第２のばねの内の一方は電磁
石の内周側に配置し、他方は一方よりも大径で電磁石の
外周側に配置しているので、円板状プランジャの中央部
と外周部に上下からばねが当接することによりその傾き
を防止できて高速作動時の応答性を確保でき、かつ上下
のばねの固有振動数が異なることによりばね定数を小さ
くしてもサージングの発生を抑制でき、またコイル径を
Ｄ、線径をｄとしてＤ／ｄが大きくなるのでばね作動時
に発生する応力が小さくなって耐久性を向上することが
できる等の効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の内燃機関の電磁駆動式動弁装置の一実
施形態の概略構成を示す縦断面図である。 【図２】本発明の内燃機関の電磁駆動式動弁装置の他の
実施形態の概略構成を示す縦断面図である。 【図３】従来例の内燃機関の電磁駆動式動弁装置の概略
構成を示す縦断面図である。 【符号の説明】 １ 弁体 ２ 弁軸 ５ 円板状のプランジャ ６ 第１の電磁石 ７ 第２の電磁石 ８ 第１のばね ９ 第２のばね

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 内燃機関の吸排気弁を構成する弁体の弁
   軸に円板状のプランジャを固定し、プランジャの両面に
   それぞれ対向するようにこれを吸着する電磁石を配置
   し、プランジャの両面に第１のばねと第２のばねをそれ
   ぞれ当接させてプランジャを両吸着位置の中間位置に向
   けて付勢し、かつ第１のばねと第２のばねの内の一方は
   電磁石の内周側に配置してプランジャの中央部に当接
   し、他方は一方よりも大径で電磁石の外周側に配置して
   プランジャの外周部に当接したことを特徴とする内燃機
   関の電磁駆動式動弁装置。