JPH09177521A - エンジンバルブ運動量測定装置 - Google Patents

エンジンバルブ運動量測定装置

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JPH09177521A
JPH09177521A JP7336257A JP33625795A JPH09177521A JP H09177521 A JPH09177521 A JP H09177521A JP 7336257 A JP7336257 A JP 7336257A JP 33625795 A JP33625795 A JP 33625795A JP H09177521 A JPH09177521 A JP H09177521A
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valve
engine valve
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engine
spring
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Haruki Kobayashi
治樹 小林
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Fuji Oozx Inc
Fuji Valve Co Ltd
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2820/00Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/04Sensors
    • F01L2820/045Valve lift

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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンのファイアリング運転時のエンジン
バルブの実際の動きを高精度で測定する。 【解決手段】 エンジンバルブ1の軸部1bとバルブス
プリング12との間に形成された環状の空間部に、外周
面に1次と2次よりなるコイル15を巻回した円筒状の
ボビン16と、ボビン16内を上下動しうるコア17と
からなる差動トランス式の変位センサ14を設け、かつ
ボビン16に巻回したコイル15の周囲を、非磁性部材
(磁気シールド筒)20をもって隠蔽する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の動弁機
構に組み込まれたエンジンバルブの運動量を、実際のエ
ンジンによるファイアリング状態で測定しうるようにし
た装置に関する。
【0002】
【従来の技術】エンジンを高出力化するには、エンジン
の許容回転数を高めることが効果的であるが、動弁系部
品のカムに対する追従性の問題から、許容回転数の上昇
は自ずと制限される。すなわち、エンジンバルブの開閉
運動は、カムのプロフィールにより予め設定されてお
り、そのプロフィールどおりにエンジンバルブが作動す
れば、燃焼室内のガス交換が円滑に行われて、エンジン
性能は向上する。
【0003】しかし、実際には、エンジンが高速回転に
なればなる程、動弁系の構成部品の質量による慣性力の
ために、エンジンバルブをカムのプロフィールどおりに
追従させて作動させることが困難となり、出力性能が低
下する。
【0004】このような観点から、動弁系の構成部品の
仕様等を変更するなどした際には、エンジンバルブの実
際の運動量を測定して、その運動特性により動弁系部品
を評価したり、エンジンバルブのカムに対する追従性等
を調査したりすることが行われている。
【0005】この測定は、通常、エンジンバルブ又はこ
れに止着されているスプリングリテーナの運動をセンサ
により検出することにより行われる。この際、エンジン
バルブの軸端部やスプリングリテーナが露出しているロ
ッカアーム式の動弁機構については、支障なく測定しう
るが、直動型の動弁機構においては、エンジンバルブの
軸端部及びスプリングリテーナがカップ状のタペット内
に位置しているため、それらの運動を直接検出するのは
非常に難しい。
【0006】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外して、シ
リンダ内のエンジンバルブの直下に、非接触型の変位セ
ンサを設け、台上に載置したエンジンをモータリングす
ることにより、動弁系のみを作動させて、エンジンバル
ブの変位量を測定している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述したモータリング
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運動を測定するものではない
ため、シリンダ内の燃焼圧力等のエンジンバルブへの運
動に与える影響などを正確に測定することはできない。
【0008】この問題を解決するものとして、本願出願
人は、エンジンバルブとバルブスプリングとの間の隙間
に設けた差動トランス式の変位センサにより、ファイア
リング状態でのエンジンバルブの実際の動きを測定しう
る装置を開発し、既に出願している(特願平7−221
630号参照)。
【0009】しかし、上述した先願の装置においては、
差動トランスを構成するボビンが、エンジンバルブとバ
ルブスプリング間の限られたスペース内に収容され、ボ
ビンに巻回された励磁用のコイルがバルブスプリングに
近接しているため、差動トランスへの励磁時における磁
気特性が、鉄製のバルブスプリングの影響を受け易く、
特に、出力電圧の比較的小さいエンジンバルブの低リフ
ト時において、エンジンバルブの運動量の測定に誤差が
生じることが分かった。
【0010】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、上述した先願の装置を改良して、バルブスプリン
グの影響を受けにくくすることにより、エンジンバルブ
の実際の動きを、高精度で測定しうるようにした、エン
ジンバルブ運動量測定装置を提供することを目的として
いる。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題は、シリンダヘッドに上下に摺動可能に保持されたエ
ンジンバルブにおけるシリンダヘッドより突出する軸端
部に、スプリングリテーナを止着し、このスプリングリ
テーナとシリンダヘッドとの間に、コイル状のバルブス
プリングを、前記エンジンバルブの軸部を囲むように縮
設してなる動弁機構に用いられるエンジンバルブ運動量
測定装置であって、前記エンジンバルブの軸部とバルブ
スプリングとの間に形成された環状の空間部に、外周面
に1次と2次よりなるコイルを巻回した円筒状のボビン
と、このボビン内を上下動しうるコアとからなる差動ト
ランス式の変位センサを、ボビンをシリンダヘッド側の
不動部材に、かつコアの上端部を前記スプリングリテー
ナにそれぞれ固着することにより設け、かつ前記ボビン
に巻回したコイルの周囲を、非磁性部材をもって隠蔽す
ることにより解決される。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を、図面
に基づいて説明する。図1は、本発明を適用した直動型
の動弁機構の要部を示す。
【0013】エンジンバルブ(1)の軸部(1b)は、シリン
ダヘッド(9)に圧入されたバルブガイド(10)により、上
下方向に摺動可能に案内され、この軸部(1b)の上端部に
は、半割円筒状のコッタ(2)を介してスプリングリテー
ナ(3)が取り付けられている。スプリングリテーナ(3)
とシリンダヘッド(9)の上面に載置した座金(11)との間
には、コイル状のバルブスプリング(12)が縮設されてい
る。
【0014】このバルブスプリング(12)は、エンジンバ
ルブ(1)の軸部(1b)と実質的に同軸をなし、バルブガイ
ド(10)と軸部(1b)を囲むようにして若干の間隙を隔てて
配設されている。(13)は、バルブガイド(10)の上端部に
外嵌されたリップシールで、軸部(1b)の外周面と接触す
ることにより、過度のオイル下がりを防止している。
【0015】エンジンバルブ(1)の軸部(1b)の上端部に
は、有頂円筒形をなすタペット(4)が、スプリングリテ
ーナ(3)を覆うようにして嵌合され、このタペット(4)
の上面の凹部に嵌合したシム(5)上には、カム(図示略)
が当接している。このカムが回転すると、エンジンバル
ブ(1)はバルブスプリング(12)の力に抗して押し下げら
れ、開閉運動がなされる。
【0016】エンジンバルブ(1)の軸部(1b)及びバルブ
ガイド(10)と、バルブスプリング(12)との間に形成され
ている環状の空間には、差動トランス式の変位センサ(1
4)が、エンジンバルブ(1)を囲むようにして組み込まれ
ている。
【0017】上記変位センサ(14)は、外周面にセンサー
コイル(15)を巻回したボビン(16)と、外径がボビン(16)
の内径より若干小径をなす円筒状のコア(17)とからな
り、ボビン(16)は、下端の厚肉のシート部(16a)をバル
ブガイド(10)の上端部外周面に圧入することにより、エ
ンジンバルブ(1)と同心的に固定されている。コア(17)
は、その上端部をスプリングリテーナ(3)の下面に埋設
して固定することにより、ボビン(16)と同心的に保持さ
れ、かつその下端部は、エンジンバルブ(1)の非作動時
(閉弁時)においてボビン(16)内に位置するようにしてあ
る。
【0018】エンジンバルブ(1)の開閉運動により、そ
れと一体的にスプリングリテーナ(3)が上下動すると、
図1の想像線で示すように、コア(17)は、ボビン(16)内
に、その内面との間に若干の隙間を形成して進入するよ
うになっている。
【0019】上記ボビン(16)は、ステンレス材又はベー
クライトにより、またコア(17)は、アルミニウム、銅な
どの非磁性金属材料により、それぞれ形成されている。
なお、スプリングリテーナ(3)は、その重量をコア(17)
の重量分だけ軽くしてあり、コア(17)を取付けたことに
よる慣性質量の増加をなくしている。
【0020】(18)は、コイル(15)に接続された多芯リー
ド線で、シリンダヘッド(9)の上面に形成した配線溝(1
9)を通して、バルブスプリング(12)の外方に導出され、
その端部は、測定器本体(図示略)に接続されている。
【0021】(20)は、ボビン(16)とバルブスプリング(1
2)との間の空間部に、センサーコイル(15)を囲むように
して配設された非磁性材(例えばSUS304)よりなる
磁気シールド筒で、その底板(20a)をバルブガイド(10)
に嵌合し、ボビン(16)のシート部(16a)をもってシリン
ダヘッド(9)に挾圧することにより、固定されている。
【0022】センサーコイル(15)は、図2に略示するよ
うに、1次コイル(15a)とその上に密着して巻回された
2次コイル(15b)とからなり、かつ2次コイルの一部を
ダミーコイル(15c)として外部に設けることにより、分
離型差動トランスを構成している。このようにすると、
ボビン(16)及びセンサーコイル(15)の全長を短寸としう
る。
【0023】この分離型差動トランスを、例えば100−3
00KHZの高周波により励磁すると、非磁性のコア(17)が
センサーコイル(15)のボビン(16)内を移動する際の渦電
流効果により大きな出力電圧が得られる。これにより、
スプリングリテーナ(3)、すなわちこれと一体をなすエ
ンジンバルブ(1)の運動量を、高精度で測定することが
できる。
【0024】上記実施例のように、変位センサ(14)を、
ダミーコイルを用いた高周波励磁式の分離型差動トラン
スとすると、2次コイル(15b)の巻数が少くても高出力
が得られるため、ボビン(16)の小型化が図れ、エンジン
バルブ(1)とバルブスプリング(12)間の僅かな隙間にも
収容することができる。
【0025】また、センサーコイル(15)の周囲が磁気シ
ールド筒(20)により覆われているため、差動トランスへ
の励磁時における磁気特性が、バルブスプリング(12)の
影響を受けることはなく、応答性及び出力電圧のリニア
リティが良好となって、エンジンバルブ(1)の僅かな挙
動をも誤差なく正確に検出することができる。
【0026】本発明は、変位センサ(14)の収納スペース
の小さい比較的小型のエンジンに効果的に適用しうる
が、収納スペースに余裕のある大型エンジンについて
は、通常の差動トランス式の変位センサを使用すること
もある。実施例では、磁気シールド筒(20)を別体として
あるが、ボビン(16)に固着するか、それと一体的に形成
してもよい。また実施例では、直動型の動弁機構に適用
した例を示しているが、ロッカアーム式の動弁機構にも
適用しうるのは勿論である。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、エンジンバルブとバル
ブスプリングとの間の隙間に変位センサを設けたので、
タペットを用いた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のエンジンバルブの実際の運
動量を支障なく正確に測定することが可能となる。
【0028】また、ボビンに巻回したコイルの周囲を非
磁性部材により隠蔽したことにより、差動トランスの磁
気特性がバルブスプリングの影響を受けるのが防止さ
れ、応答性及び出力電圧のリニアリティが良好となっ
て、エンジンバルブの僅かな挙動をも高精度で測定しう
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を適用した直動型の動弁機構
の要部の拡大縦断正面図である。
【図2】同じく差動トランスの概略図である。
【符号の説明】
(1)エンジンバルブ (1b)軸部 (2)コッタ (3)スプリングリテーナ (4)タペット (5)シム (6)カム (7)シリンダ (9)シリンダヘッド (10)バルブガイド (11)座金 (12)バルブスプリング (13)リップシール (14)変位センサ (15)センサーコイル (16)ボビン (16a)シート部 (17)コア (18)多芯リード線 (19)配線溝 (20)磁気シールド筒(非磁性部材) (20a)底板

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリンダヘッドに上下に摺動可能に保持
    されたエンジンバルブにおけるシリンダヘッドより突出
    する軸端部に、スプリングリテーナを止着し、このスプ
    リングリテーナとシリンダヘッドとの間に、コイル状の
    バルブスプリングを、前記エンジンバルブの軸部を囲む
    ように縮設してなる動弁機構に用いられるエンジンバル
    ブ運動量測定装置であって、 前記エンジンバルブの軸部とバルブスプリングとの間に
    形成された環状の空間部に、外周面に1次と2次よりな
    るコイルを巻回した円筒状のボビンと、このボビン内を
    上下動しうるコアとからなる差動トランス式の変位セン
    サを、ボビンをシリンダヘッド側の不動部材に、かつコ
    アの上端部を前記スプリングリテーナにそれぞれ固着す
    ることにより設け、かつ前記ボビンに巻回したコイルの
    周囲を、非磁性部材をもって隠蔽したことを特徴とする
    エンジンバルブ運動量測定装置。
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WO2003021183A1 (fr) * 2001-08-31 2003-03-13 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Capteur de deplacement et dispositif de commande d'une vanne magnetique

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