JPH0392522A - 内燃機関用の電磁弁を備えた弁制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、カム軸の弁制御カムによって軸方向にシ７ト
可能な弁シャフトを介して操作される内燃機関の機関弁
の閉鎖時間及び開放時間を制御する弁制御装置であって
、弁制御カムと弁シャフトとの間に、液体を満たされた
ストローク伝達室が配置されており、該ストローク伝達
室が、弁制御カムと弁シャフトとの間に８けるその軸方
向有効長さを変化させるために、液体を排出及び供給さ
せるための、電磁弁によって制御可能な通路を有してお
り、該通路が他方の端部で液体アキュムレータに開口し
ており、この場合液体アキュムレータが、電磁弁に一体
に組み込まれていて、アキュムレータピストンとしての
弁部材の開放方向における後退によって、貫流開口を開
放する師所を越えて構戊されている形式のものに関する
。

従来の技術 軸方向シ７ト可能な弁シャフトを介してカム軸の弁制御
カムによって操作可能な機関弁の開閉時間を制御するた
めの既に公知の弁制御装置（ＤＥ３８１５６６８．７）
では、液体アキュムレータが電磁弁に一体に組み込まれ
ており、この場合弁部材は、アキュムレータ室と磁石室
とを隔てるアキュムレータピストンとして働キ、弁入口
とアキュムレータ室との間の接続は、弁座とｔｓｍする
アキュムレータピストンの一方の端縁を介して制御され
るようになっている。

この場合磁石はアキュムレータ偏位方向とは逆向きに作
用する。なぜならば、特殊な実施例では電磁弁は無電流
式に開放すること、つまり電圧印加時にのみ遮断される
ことが望ましいからである。このようになっていると、
電磁弁におけるプラグの脱落時に機関が暴走することを
確実に回避することができる。一方では液体アキュムレ
ータがｆ磁弁に一体ｆ：組み込まれていてかつ他方では
電磁弁が無電流式ｔコ開放するようになっている、本発
明の上述の構戊を得るため１こは、かなり高価な製作費
が必要である。それというのはこの場合、少なくとも２
つのばねが、弁部材として働くアキュムレータピストン
に作用しなくてはならないからである。弁開放方向に作
用するばねを電磁弁内に設けるためには、弁座の下にお
けるアキュムレータ室の範囲が最低構造寸法を有してい
な〈てはならない。しかしながらこの範囲は常に液体に
よって満たされているので、アキュムレータ室が増大す
るのではなく、電磁弁の全構造寸法が不都合に増大する
ことになる。

発明の課題 ゆえに本発明の課題は、先行技術における上述の欠点を
排除することである。

課題を解決するための手段 この課題を解決するために本発明の構成では冒頭に述べ
た形式の弁制御装置において、アキュムレータピストン
として構成された弁部材が、閉鎖ばねとして働くアキュ
ムレータばねによって負荷されており、電磁コイルの無
電流時に閉鎖ばねの力に抗して弁部材を開放位置に保つ
永久磁石が設けられている。

発明の効果 本発明のように構戊されていると、組み合わせられたア
キュムレータ・弁ユニットをより単純にＩＩ或すること
ができ、しかも該ユニノトはばねとして、アキュムレー
タばねしか有しなくなる。

そして本発明では永久磁石が、第２のばねの働きを引き
受け、この場合永久磁石は弁部材にアキュムレータばね
とは逆向きの力を作用しアキュムレータばねは、電磁石
の非励磁時には弁部材が弁開放位置に保たれるような大
きさに設計されている。電磁石の励磁によって、永久磁
石の磁界とは逆向きに作用する少なくとも同じ大きさの
磁界が生ぜしめられる。これによって永久磁石の磁界は
相殺されて、電磁弁は閉鎖ばねの力に基づいて閉鎖され
る。

永久磁石は有利には、アキュムレータ室とは反対の弁部
材の側に配置されており、このようになっていると、液
圧にさらされる弁部材の端面が平らに構或され、弁座の
下に位置する利用できないアキュムレータ室を小さく保
つことができる。

本発明の有利な構成では、アキュムレータピストンがポ
ット形に構或されていて、アキュムレータ室に向いた側
にポット底を有しており、該ポット底の縁部が、弁吸い
込み室とアキュムレータ室との間に位置する弁座と協働
し、該ポット底が半径方向で、制御弁ケーシングの内壁
に沿って案内されており、ケーシングに対して不動の中
央のピンが、磁石ヨークとしてアキュムレータピストン
のポット開口に進入しているピン外面とポット内面とを
適当に構成することによって、磁界ひいては磁力を最適
化することができる。さらに、有利な室分配が達戊され
これは、アキュムレータ・電磁弁ユニットを小型化する
のに役立つ。

本発明の別の有利な構戊では、ピンとケーシングの内壁
との間に形或された環状室である磁石室に、電磁フイル
が配置されている。これによって、アキュムレータ・電
磁弁ユニソトの組立ての簡単化が可能であり、しかも構
造ボリュームを最小にすることができる。

本発明の別の構戊によれば、永久磁石が、電磁石の磁石
ヨークとして働く不動のピンに一体に組み込まれている
。このようになっていると、構造ボリュームをさらに小
さくすることができる。

本発明の別の有利な構戊では、ピンに、磁石室を放圧す
るための中央孔が設けられている。

この構或は、接続のために著しく有利である。

本発明のさらに別の有利な構戊では、磁石室とアキュム
レータ室とを隔てているアキュムレータピストンの底に
、絞り開口が設けられている。このように構成されてい
ると、アキュムレータピストンを、室圧の消滅後にも再
び密に弁座に接触させることができる。

本発明の別の有利な構成では、ピンが、アキュムレータ
ピストンのストロークストッパとして働き、アキュムレ
ータばねが部分的にピンの袋孔に進入している。この袋
孔の深さは少なくとも、アキュムレータばねが一塊に圧
縮された場合に、袋孔が該アキュムレータばねを完全に
収容できるように、設定されていると有利である。これ
によってさら゜に、アキュムレータ室の容積に役立つ空
間をさらに節約することができる。

実施例 次に図面につき本発明の実施例を説明する。

第Ｌ図に示された、内燃機関の吸気弁又は排気弁１０の
ための制御装置は、弁部材１１を有する弁シャフトｌ２
と、カム軸ｌ３と一緒に回転する弁制御カムｌ４との間
に配置されている。弁シャフトｌ２は、弁ケーシングｌ
５内を軸方向慴動可能に案内されていて、弁部材１１で
２つの弁閉鎖ばねｉａ．１７の作用下で弁ケーシング１
５における弁座１８に接触しており、この弁座は弁吸気
開口又は弁排気開口ｌ９を取り囲んでいる。弁制御装置
は、弁ケーシングｌ５に装着された制御ケーシング２０
を有しており、この制御ケーシング内にはケーシング室
２ｌが、弁ケーシングｌ５におけるばね室２２に対して
同軸的に配置されていて、このばね室には弁閉鎖ばね１
６，１７が互いに同軸的に設けられている。ケーシング
室２１内には、ケーシングブロック２３が下から挿入さ
れていて、このケーシングブロックは中央に軸方向に貫
通したケーシング孔２４を有している。ケーンング孔２
４内においては、弁７ヤ７ト１２に結合された弁ピスト
ン２５と、その上に配置されたカムピストン２７のピス
トン部分２６とが軸方向摺動可能である。カムピストン
２７は、ケー／ングブロック２３に支持されｌ；戻しば
ね２８によって弁制御カム】４に圧着される。ピストン
部分２６は戻しばね２８を介して、形状接続的にカムピ
ストン２７に圧着される。弁ピストン２５とピストン部
分２６とは、オイルによって満たされたストローク伝達
室２９を制限しており、このストローク伝達室の、カム
ピストン２７と弁ピストン２５との間において有効な軸
方向長さは両ピストン相互の相対運動によって変化され
得る。ストローク伝達室２９は導管３０を介して、円筒
形に構成された電磁弁３Ｉと接続されており、この電磁
弁は第１図では断面されずに示されていて、この場合導
管３０は半径方向で電磁弁３ｌに突き当たっている。弁
制御装置から流出するオイルの漏れ量は、オイルタンク
３２から吐出導管３３を介してフイードボンプ３４を用
いて補償される。この場合導管３３は導管３５と導管３
６とに分岐しており、導管３５は、ストローク伝達室２
９と電磁制御弁３ｌとを接続する導管３０に開口してお
り、導管３６は電磁制御弁３１に、つまり該電磁制御弁
の下端面に通じている。導管３７及び３８にはそれぞれ
、電磁制御弁３ｌに向かって開放する逆止弁３７及び３
８が配置されている。７イードポンブ３４の最大吐出圧
は、その上限を圧力制限弁３９によって制限されており
、この結果オイルの規定の供給圧が越えられることはな
い。

第２図に断面図で示されている電磁制御弁３ｌによって
、ストローク伝達室２９におけるオイル量を制御するこ
とができる。このために電磁弁ケーシング４０には、ポ
ット形に構成されたアキュムレータピストン４１が軸方
向摺動可能にかつ半径方向において密に配置されている
このアキュムレータピストン４Ｉは、電磁弁３１の図示
の閉鎖位置では、吸い込み室４２をアキュムレータ室４
３及び磁石室４４から隔てている。アキュムレータピス
トン４１は、閉鎖ばねとしても働くアキュムレータばね
４５によって負荷されていて、ピストン底に絞り孔４６
を有しており、この絞り孔を通してアキュムレータ室４
３と磁石室４４とは互いに接続されている。アキュムレ
ータばね４５は、アキュムレータピストン４１とは反対
の側で、アキュムレータピストン４１に対して同軸的に
配置されたケーシング蓋４８のピン４７に支持されてい
るこの場合アキュムレータばね４５の区分を受容するた
めにピン４７の自由端部には袋孔４９が設けられている
。さらにピン４７には、漏れ通路５０が設けられており
、この漏れ通路は漏れ導管５ｌを介してオイルタンク３
２に通じている。電磁弁ケーシング４０とピン４７とに
よって形戒された磁石室４４の環状室には、電磁コイル
５２が配置されている。アキュムレータピストン４Ｉが
アキュムレータばね４５の力に抗してシフトした場合に
該アキュムレータピストンの環状壁が進入する前記環状
室は、漏れ孔５３を介して漏れ通路５０と接続されてお
り、これによって、進入時に、磁石室４４の内部におい
て電磁コイル５２とアキュムレータピストン４１との間
に液体の澱みが発生することが回避される。ピン４７に
は袋孔４９と漏れ孔５３との間に永久磁石５６が配置さ
れており、この永久磁石はアキュムレータピストン４１
に、アキュムレータばね４５の力に抗して作用する力を
加える。

上述の弁制御装置の作業形式は以下の通りである： コイル５２の励磁によって電磁弁３ｌが閉鎖されると、
内燃機関の運転のために弁制御カム１４によって、所定
の時間、弁皿１ｌは弁座から下方に向かって持ち上げら
れ、これによって燃焼室に通じる吸気通路が開放される
。この際にカムピストン２７を介してかつ戻しばね２８
の力に抗して、ピストン部分２６は、オイルによって満
たされているケーンング孔２３の中にシフトされる。ほ
ぼ非弾性的な力伝達体であるオイルによって、弁ピスト
ン２５は下方に向かって強制的に押し下げられ、この際
に、弁ンヤフト１２及び弁皿】１は、閉鎖ばね１６及び
ｌ７の力に抗してシフトされる。ストローク伝達室２９
内における液体容量が変わらない場合には、機関弁１０
の開放ストロークは弁制御カムｌ４の高さに相当してい
る。なぜならばピストン部分２６と弁ピストン２５とは
等しい作業直径を有しているからである。弁シャフトｌ
２のこの作業直径は、弁皿１１と弁座ｌ８との間の時間
横断面が十分に大きい場合、例えばこの時間横断面の減
少によって機関回転数の低下が望まれている場合には、
電磁制御弁３ｌによって変えられる。この場合時間横断
面に相応して、燃焼室内に吸い込まれる混合気の量も減
じられる。この時間横断面を減じるために、規定の作業
時間の後で電磁弁３ｌが開放される。この場合コイル５
２は遮断されて、永久磁石５６の磁界の作用下で、アキ
ュムレータピストン４１の弁縁部５４は弁座５５から持
ち上げられ、この結果ストローク伝達室２９における圧
力は、導管３０を介してアキュムレータ室４３に伝達サ
れ、これによってこのアキュムレータ室においてアキュ
ムレータピストン４１の下端面の負荷によって該アキュ
ムレータピストンは、アキュムレータばね４５の力に抗
して上方に向かってン７トされる。アキュムレータによ
って吸収されたこの容量の分だけ、ストローク伝達室２
９における容量が減じられる。ばねｌ６及び１７の作用
に基づいて、弁皿１１はこれによって早期に閉鎖する。

組み合わせられたアキュムレータ・電磁弁３ｌにおける
このアキュムレータ動作時に、磁石室４４における液体
は、漏れ孔５３もしくは漏れ通路５０及び漏れ導管５ｌ
を介してオイルタンク３２に導かれる。弁制御カム１４
がさらに回転すると、この弁制御カムは図示の基本円位
置に達し、この基本円位置では、ピストン部分２６は戻
しばね２８によって再び完全に上方に向かってシフトさ
れる。この運動時に電磁制御弁３１のアキュムレータピ
ストン４１は、アキュムレータばね４５によって駆動さ
れて、アキュムレータピストンの前に貯えられたオイル
を導管３０を介してストローク伝達室２９に押し退ける
。コイル５２の励磁によって、永久磁石５６の磁界とは
逆向きに作用する少なくとも同じ大きさの磁界が生ぜし
められ、この結果この磁界の作用が相殺されて、アキュ
ムレータピストン４１の弁縁部５４はアキュム４ レータばね４５の力によって弁座５５に押し付けられる
。導管３０の弁吸い込み室２９か又はストローク伝達室
２９に生じる中空室は、７イードボンプ３４及び吐出導
管３３を介してオイルを満たされ、この場合逆流は逆止
弁３７によって阻止されるので、新たな駆動時には弁制
御カムｌ４によって出発位置が再び得られる。アキュム
レータピストン４１の底に設けられた絞り孔４６を介し
て、アキュムレータ室４３にはせき止め圧が発生しなく
なり、つまりアキュムレータピストン４１は完全に弁座
５５に接触することができる。導管３６及び逆止弁３８
を介して、フィードボンブ３４からは連続的にオイルが
アキュムレータ室４３に流入し、そこから絞り孔４６を
介して磁石室４４に、ひいてはオイルタンク３２に戻り
、この結果コンスタントな低圧下におけるアキュムレー
タ室３２の連続的な充てんが保証されることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による弁制御装置のｉ実施例を示す縦断
面図、第２図は第ｌ図に断面されずに示されたアキュム
レータ・電磁弁ユニットを拡大して示す縦断面図である
。 １０・・・吸気弁又は排気弁、１１・・・弁部材、１２
・・・弁シャフト、ｌ３・・・カム軸、ｌ４・・・弁制
御カム、１５・・・弁ケーシング、１６．１７・・・弁
閉鎖ばね、ｌ８・・・弁座、ｌ９・・・弁吸気開口又は
弁排気開口、２０・・・制御ケーシング、２ｌ・・・ケ
ーシング室、２２・・・ばね室、２３・・・ケーシング
ブロック、２４・・・ケーシング孔、２５・・・弁ピス
トン、２６・・・ピストン部分、２７・・・カムピスト
ン２８・・・戻しばね、２９・・・ストローク伝達室、
３０・・・導管、３ｌ・・・電磁弁、３２・・・オイル
タンク、３３・・・吐出導管、３４・・・７イードポン
プ、３５．３６．３７．３８・・・導管、３９・・・圧
力制限弁、４０・・・電磁弁ケーシング、４１・・・ア
キュムレータピストン、４２・・・吸い込み室、４３・
・・アキュムレータ室、４４・・・磁石室、４５・・・
アキュムレータばね、４６・・・絞り孔、４７・・・ピ
ン、４８・・・ケーシング室、４９・・・袋孔、５０・
・・漏れ通路、 ５ １ ・・・導管、 ５ ２・・・電磁コイル、 ５ ３　・・・ 漏れ孔、 ５ ４・・・弁縁部、 ５ ５・・・弁座、 ５ ６・・・永 久磁石

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、カム軸の弁制御カムによつて軸方向にシフト可能な
   弁シャフトを介して操作される内燃機関の機関弁の閉鎖
   時間及び開放時間を制御する弁制御装置であって、弁制
   御カムと弁シャフトとの間に、液体を満たされたストロ
   ーク伝達室が配置されており、該ストローク伝達室が、
   弁制御カムと弁シャフトとの間におけるその軸方向有効
   長さを変化させるために、液体を排出及び供給させるた
   めの、電磁弁によって制御可能な通路を有しており、該
   通路が他方の端部で液体アキュムレータに開口しており
   、この場合液体アキュムレータが、電磁弁に一体に組み
   込まれていて、アキュムレータピストンとしての弁部材
   の開放方向における後退によって、貫流開口を開放する
   箇所を越えて構成されている形式のものにおいて、アキ
   ュムレータピストン（４１）として構成された弁部材が
   、閉鎖ばねとして働くアキュムレータばね（４５）によ
   って負荷されており、電磁コイル（５２）の無電流時に
   閉鎖ばねの力に抗して弁部材を開放位置に保つ永久磁石
   （５６）が設けられていることを特徴とする、内燃機関
   用の電磁弁を備えた弁制御装置。 ２、アキュムレータピストン（４１）がポット形に構成
   されていて、アキュムレータ室（４３）に向いた側にポ
   ット底を有しており、該ポット底の縁部（５４）が、弁
   吸い込み室（４２）とアキュムレータ室（４３）との間
   に位置する弁座（５５）と協働し、該ポット底が半径方
   向で、制御弁ケーシング（４０）の内壁に沿って案内さ
   れており、ケーシングに対して不動の中央のピン（４７
   ）が、磁石ヨークとしてアキュムレータピストン（４１
   ）のポット開口に進入している、請求項１記載の弁制御
   装置。 ３、ピン（４７）とケーシング（４０）の内壁との間に
   形成された環状室である磁石室（４４）に、電磁コイル
   （５２）が配置されている、請求項２記載の弁制御装置
   。 ４、永久磁石（５６）が、電磁石の磁石ヨークとして働
   く不動のピン（４７）に一体に組み込まれている、請求
   項２又は３記載の弁制御装置。 ５、ピン（４７）に、磁石室（４４）を放圧するための
   中央孔（５０）が設けられている、請求項２から４まで
   のいずれか１項記載の弁制御装置。 ６、磁石室（４４）とアキュムレータ室（４３）とを隔
   てているアキュムレータピストン（４１）の底に、絞り
   開口（４６）が設けられている、請求項１から５までの
   いずれか１項記載の弁制御装置。 ７、ピン（４７）が、アキュムレータピストン（４１）
   のストロークストッパとして働き、アキュムレータばね
   （４５）が部分的にピン（４７）の袋孔（４９）に進入
   している、請求項２から６までのいずれか１項記載の弁
   制御装置。