JPH10141028A - Electromagnetic valve system for internal combustion engine - Google Patents

Electromagnetic valve system for internal combustion engine

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JPH10141028A
JPH10141028A JP8298626A JP29862696A JPH10141028A JP H10141028 A JPH10141028 A JP H10141028A JP 8298626 A JP8298626 A JP 8298626A JP 29862696 A JP29862696 A JP 29862696A JP H10141028 A JPH10141028 A JP H10141028A
Authority
JP
Japan
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valve
plunger
upper core
electromagnetic force
internal combustion
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8298626A
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Japanese (ja)
Inventor
Isao Matsumoto
功 松本
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH10141028A publication Critical patent/JPH10141028A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/12Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/14Tappets; Push rods
    • F01L1/16Silencing impact; Reducing wear
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/20Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stabilize seating control being control to reduce the generation of an impact when a plunger seats on an electromagnet. SOLUTION: A difference 22a in level is produced at the outer peripheral part of an upper core 22. When a plunger 16 is moved upward due to a difference in a level, a damper chamber 50 is formed between a plunger 16 and an upper core 22. Further, an on-off valve (a check valve) 40 consisting of a magnetic substance ball valve element 42 and a non-magnetic return spring 44 is arranged in an upper core 22. The on-off valve 40 stabilizes seating of the plunger 16 to an upper core 22 and separation of it from the upper core 22 by controlling communication between a passage 52 to the damper chamber 50 and a passage 54 to the space, i.e., the outside, of an upper spring through operation of an electromagnetic force.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸排気
弁として使用される電磁駆動弁機構に関する。
The present invention relates to an electromagnetically driven valve mechanism used as an intake / exhaust valve of an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、内燃機関の吸排気弁として
は、クランク軸の回転に基づいて駆動されるカム軸によ
り開閉操作されるものが一般的である。そして、内燃機
関の高性能化を図るという観点から、運転状態に応じて
最適な弁開閉時期を達成するために動弁系の可変機構が
種々実用化されつつあり、2段切り替え式(ON/OF
F制御式)のものを始めとして連続可変式のものも開発
されている。これら可変機構には、カム軸の回転位相を
ずらすものや、カム軸に複数のカムプロファイルを備え
るもの等がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an intake / exhaust valve of an internal combustion engine, a valve that is opened and closed by a camshaft driven based on rotation of a crankshaft is generally used. From the viewpoint of improving the performance of the internal combustion engine, various variable mechanisms of the valve train are being put into practical use in order to achieve the optimal valve opening / closing timing according to the operating state. OF
F-control type) and continuously variable type are also being developed. These variable mechanisms include those that shift the rotation phase of the camshaft and those that have a plurality of cam profiles on the camshaft.

【0003】しかしながら、上述のようなカム軸により
駆動される吸排気弁では、弁リフト(弁揚程)、開弁期
間及び弁開閉時期の全てを独立かつ任意に設定すること
は不可能である。そこで、近年においては、内燃機関に
対する更なる高性能化の要求に応えるべく、運転状態に
応じてそれらのパラメータを理想的な値に設定可能な電
磁駆動式動弁系に関する研究が活発化してきている。
However, in the intake and exhaust valves driven by the camshafts described above, it is impossible to independently and arbitrarily set the valve lift (valve lift), the valve opening period, and the valve opening / closing timing. Therefore, in recent years, in order to meet the demand for higher performance of the internal combustion engine, research on an electromagnetically driven valve train that can set those parameters to ideal values according to the operation state has been activated. I have.

【0004】例えば、特開昭59−213913号公報は、一対
のバネによる付勢力により弁体を中立位置に弾性的に支
持するとともに、弁体と連結したプランジャに電磁力を
作用させることにより、弁体を中立位置から全開方向又
は全閉方向へと移動させる構造の電磁駆動弁について開
示している。このようにプランジャを質量として含むバ
ネ質量系(spring-mass system)を構成する電磁駆動弁
は、消費電力が少ないという点で優れている。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-213913 discloses that a valve body is elastically supported at a neutral position by a biasing force of a pair of springs, and an electromagnetic force is applied to a plunger connected to the valve body. An electromagnetically driven valve having a structure for moving a valve body from a neutral position to a fully open direction or a fully closed direction is disclosed. As described above, the electromagnetically driven valve constituting the spring-mass system including the plunger as a mass is excellent in that power consumption is small.

【0005】バネ質量系を構成する電磁駆動弁において
は、プランジャに作用する力は、電磁力とバネによる付
勢力とであるが、この電磁力は、プランジャと電磁力を
発生させる電磁石との間の距離が小さくなるにつれて付
勢力に比し急激に増大する。従って、他の電磁駆動弁に
も共通することであるが、プランジャが電磁石に吸着す
なわち着座せしめられるときの衝撃を低減するための制
御(着座制御)が必要となる。
In the electromagnetically driven valve constituting the spring mass system, the force acting on the plunger is an electromagnetic force and an urging force of a spring. The electromagnetic force is generated between the plunger and the electromagnet generating the electromagnetic force. As the distance becomes smaller, it increases sharply in comparison with the urging force. Therefore, as is common to other electromagnetically driven valves, control (seating control) for reducing the impact when the plunger is attracted to or seated on the electromagnet is required.

【0006】この着座制御を実現する上で、電磁力を制
御すること、すなわち電流を制御することが必要とな
る。しかし、電流制御の変動に起因して電磁力が大きく
変動するため、一定の安定した着座速度に制御すること
は、極めて困難である。すなわち、様々な外乱が存在す
る下で、電磁力の制御のみで安定した着座制御を達成す
ることは、制御自体が複雑となり、実現可能性が低い。
また、個体差も存在する。そこで、ストロークエンド(s
troke end)(プランジャの行程における変位端)に形成
されるエアギャップ(air gap) をダンパ(damper)機構と
して利用することが好ましい(例えば、特開昭59−2290
12号公報参照)。
In order to realize this seating control, it is necessary to control the electromagnetic force, that is, to control the current. However, since the electromagnetic force fluctuates greatly due to the fluctuation of the current control, it is extremely difficult to control the seating speed to be constant and stable. That is, achieving stable seating control only by controlling the electromagnetic force in the presence of various disturbances is complicated, and the possibility of realizing the seating control is low.
There are also individual differences. Therefore, the stroke end (s
It is preferable to use an air gap formed at a troke end (a displacement end in a stroke of the plunger) as a damper mechanism (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 59-2290).
No. 12).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ダンパ機構では、エアギャップにおける空気の圧縮作用
により閉弁せしめられる逆止弁が使用されるため、ダン
パ作用の発現が一般に遅れる。そして、この遅れによっ
て安定した着座速度に抑えることができず、そのためプ
ランジャと電磁石との衝突によるはねかえりが起こり、
その場合には、最終的にプランジャが電磁石に吸着され
る時期が遅れ、その結果、吸着状態を保持するのに必要
な電流のみ流せばよい期間が相対的に短くなり、電力消
費が多くなってしまう。
However, in the above-mentioned damper mechanism, since a check valve which is closed by the action of air compression in the air gap is used, the onset of the damper action is generally delayed. And, due to this delay, it is not possible to suppress the seating speed to a stable one.
In that case, the timing at which the plunger is finally attracted to the electromagnet is delayed, and as a result, the period during which only the current necessary to maintain the attracted state needs to be relatively shortened, and power consumption increases. I will.

【0008】かかる実情に鑑み、本発明の目的は、プラ
ンジャが電磁石に着座するときの衝撃を低減するための
制御である着座制御の安定化を図った、内燃機関の電磁
駆動弁機構を提供することにある。
In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide an electromagnetically driven valve mechanism for an internal combustion engine, which stabilizes seating control, which is control for reducing impact when a plunger is seated on an electromagnet. It is in.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、バネにより弁体が中立位置に弾性
的に支持されてバネ質量系を構成するとともに該弁体と
一体となったプランジャに電磁力が作用せしめられて該
弁体が該中立位置から全開位置又は全閉位置へと変位せ
しめられる内燃機関の電磁駆動弁機構であって、変位端
において該プランジャによって形成されるダンパ室と外
部とを連通する通路に開閉弁が設けられ、該開閉弁が電
磁力の作用により変位せしめられる弁体によって閉弁せ
しめられるように構成されていることを特徴とする、内
燃機関の電磁駆動弁機構が提供される。
According to the present invention, a valve body is elastically supported at a neutral position by a spring to form a spring mass system and is integrated with the valve body. An electromagnetically driven valve mechanism of an internal combustion engine in which an electromagnetic force is applied to the plunger and the valve body is displaced from the neutral position to the fully open position or the fully closed position, the damper being formed at a displacement end by the plunger. An on-off valve is provided in a passage communicating the chamber with the outside, and the on-off valve is configured to be closed by a valve body displaced by the action of an electromagnetic force. A drive valve mechanism is provided.

【0010】上述の如く構成された、内燃機関の電磁駆
動弁機構においては、ダンパ室と外部とを連通する通路
に設けられた開閉弁は、従来の圧力応動とは異なり、電
磁力の作用により閉弁作動せしめられるため、電磁力の
作用とともに連通路がただちに遮断されてダンパ作用が
発現し、ごく短いストロークで吸排気弁の弁体の変位速
度を減速せしめることができる。一方、プランジャの中
立位置方向への戻り動作の際には、電磁力の作用をなく
し、連通路を開放して、ダンパ室への空気の流入が自由
となるようにすることができるため、吸排気弁の弁体の
戻り動作が円滑かつ迅速化し、プランジャの移動に対す
る抵抗はない。このため、消費電力を低減させることが
できる。
[0010] In the electromagnetically driven valve mechanism of the internal combustion engine configured as described above, the opening / closing valve provided in the passage communicating the damper chamber with the outside is different from the conventional pressure response, and is operated by the action of electromagnetic force. Since the valve closing operation is performed, the communication path is immediately shut off together with the action of the electromagnetic force, and a damper action is developed, so that the displacement speed of the valve body of the intake / exhaust valve can be reduced with a very short stroke. On the other hand, during the return operation of the plunger toward the neutral position, the action of the electromagnetic force is eliminated, and the communication passage is opened so that air can freely flow into the damper chamber. The return operation of the valve body of the exhaust valve is smooth and quick, and there is no resistance to the movement of the plunger. Therefore, power consumption can be reduced.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0012】図1は、本発明の一実施形態に係る電磁駆
動弁機構を示す縦断面図である。同図に示される弁体1
0は、弁頭(バルブヘッド:valve head、又は「弁が
さ」ともいう)12及び弁軸14からなり、弁頭12の
弁フェース(valve face)13が、内燃機関の吸排気用ポ
ート32に設けられた弁座(バルブシート:valve sea
t)33に着座し又は弁座33から離座することによ
り、吸排気用ポート32を開閉する。弁体10の弁軸1
4は、バルブガイド31により軸方向に摺動可能な状態
で保持される。また、弁軸14には、プランジャ(plung
er) (又はアーマチュア(armature)とも呼ぶ)16が固
定されている。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an electromagnetically driven valve mechanism according to one embodiment of the present invention. Valve element 1 shown in FIG.
Reference numeral 0 denotes a valve head (also referred to as a valve head) or a valve shaft 14, and a valve face 13 of the valve head 12 is provided with an intake / exhaust port 32 of the internal combustion engine. Valve seat (valve seat: valve sea
t) Opening / closing the intake / exhaust port 32 by sitting on or leaving the valve seat 33. Valve shaft 1 of valve body 10
4 is held by the valve guide 31 so as to be slidable in the axial direction. In addition, a plunger (plung
er) (also called armature) 16 is fixed.

【0013】プランジャ16は、軟磁性材料で構成され
た円板状の部材である。プランジャ16の上方には、所
定距離だけ離隔してアッパコア(upper core)22が、一
方、プランジャ16の下方には、同様に所定距離だけ離
隔してロアコア(lower core)23がそれぞれ配設されて
いる。アッパコア22及びロアコア23は、軟磁性材料
で構成されており、非磁性材料で構成されるケース20
により所定の位置関係に保持されている。また、アッパ
コア22にはアッパコイル(upper coil)24が把持され
るとともに、ロアコア23にはロアコイル(lower coil)
25が把持されている。
The plunger 16 is a disk-shaped member made of a soft magnetic material. Above the plunger 16, an upper core (upper core) 22 is provided at a predetermined distance, and below the plunger 16, a lower core 23 is similarly provided at a predetermined distance. I have. The upper core 22 and the lower core 23 are made of a soft magnetic material, and a case 20 made of a non-magnetic material.
Are maintained in a predetermined positional relationship. The upper core 22 holds an upper coil 24, and the lower core 23 holds a lower coil.
25 are gripped.

【0014】また、弁軸14は、アッパスプリング(upp
er spring)26及びロアスプリング(lower spring)27
により、軸方向に弾性的に支持されている。そして、ア
ッパコイル24及びロアコイル25に通電がなされない
場合におけるプランジャ16の位置(中立位置)が、ア
ッパコア22とロアコア23との中間位置となるよう
に、アッパスプリング26とロアスプリング27との釣
り合いが図られている。なお、プランジャ16が中立位
置にあるときには、弁体10は、全開側変位端と全閉側
変位端との中間位置をとるようになっている。
The valve shaft 14 is provided with an upper spring (upp).
er spring) 26 and lower spring 27
Thereby, it is elastically supported in the axial direction. The upper spring 26 and the lower spring 27 are balanced so that the position (neutral position) of the plunger 16 when the power is not supplied to the upper coil 24 and the lower coil 25 is an intermediate position between the upper core 22 and the lower core 23. Have been. When the plunger 16 is at the neutral position, the valve element 10 is set at an intermediate position between the fully open side displacement end and the fully closed side displacement end.

【0015】かかる構成によれば、アッパコイル24の
周囲には、アッパコア22とプランジャ16とそれらの
間に形成されるエアギャップとからなる磁気回路が形成
される。従って、アッパコイル24に電流が流される
と、上記磁気回路中を磁束が還流し、エアギャップを小
さくする方向すなわちプランジャ16を上方へ変位させ
る方向の電磁力が発生する。一方、ロアコイル25の周
囲には、ロアコア23とプランジャ16とそれらの間に
形成されるエアギャップとからなる磁気回路が形成され
る。従って、ロアコイル25に電流が流されると、同様
の原理から、プランジャ16を下方へ変位させる方向の
電磁力が発生する。
According to this configuration, a magnetic circuit including the upper core 22, the plunger 16, and the air gap formed therebetween is formed around the upper coil 24. Therefore, when a current flows through the upper coil 24, the magnetic flux recirculates in the magnetic circuit, and an electromagnetic force is generated in a direction to reduce the air gap, that is, a direction to displace the plunger 16 upward. On the other hand, a magnetic circuit including the lower core 23, the plunger 16, and an air gap formed therebetween is formed around the lower coil 25. Therefore, when a current flows through the lower coil 25, an electromagnetic force is generated in the direction of displacing the plunger 16 downward from the same principle.

【0016】かくして、アッパコイル24及びロアコイ
ル25に交互に電流を流すことにより、プランジャ16
を上下に往復運動せしめること、すなわち弁体10を開
閉方向に交互に駆動することが可能となる。エンジン電
子制御ユニット(ECU)70は、各種センサからの信
号に基づいて電磁弁の開閉タイミングを決定し、駆動回
路71により、バッテリ72からアッパコイル24及び
ロアコイル25への通電(電力供給)を制御することに
より、電磁弁を駆動する。
Thus, by alternately passing a current through the upper coil 24 and the lower coil 25, the plunger 16
Can be reciprocated up and down, that is, the valve element 10 can be alternately driven in the opening and closing directions. The engine electronic control unit (ECU) 70 determines the opening and closing timing of the solenoid valve based on signals from various sensors, and controls the energization (power supply) from the battery 72 to the upper coil 24 and the lower coil 25 by the drive circuit 71. Thereby, the solenoid valve is driven.

【0017】図2において実線で示される複数の曲線
は、プランジャ16の位置(アッパコア22と接する位
置を零とする)とアッパコア22に係る電磁石がプラン
ジャ16に及ぼす電磁力(吸引力)との関係を、アッパ
コイル24に流れる電流値をパラメータとして表したも
のである。これらの曲線に示されるように、プランジャ
に作用する電磁力(吸引力)は、弁体10が全閉側変位
端に近接するにつれて急増する。一方、図2において破
線で示される直線は、同じくプランジャ16の位置とア
ッパスプリング26及びロアスプリング27が弁体10
に及ぼす付勢力(ロアコア23側)との関係を表したも
のである。この直線からわかるように、付勢力は、弁体
10が全閉側変位端に近接しても、直線的に増加するだ
けである。なお、ロアコア23に係る電磁石による電磁
力も同様に図2に示されるものとなり、単に全閉位置が
全開位置に変わるだけである。従って、全開位置又は全
閉位置に近づくほど、中立位置近傍に比較して小さな電
流で付勢力を上回る電磁力を得ることができる。このよ
うな電磁力及び付勢力の特性を考慮した電磁弁駆動方法
について、次に説明する。
A plurality of curves shown by solid lines in FIG. 2 indicate the relationship between the position of the plunger 16 (the position in contact with the upper core 22 is zero) and the electromagnetic force (attractive force) exerted on the plunger 16 by the electromagnet related to the upper core 22. Is expressed using a current value flowing through the upper coil 24 as a parameter. As shown by these curves, the electromagnetic force (attraction force) acting on the plunger rapidly increases as the valve body 10 approaches the fully closed side displacement end. On the other hand, a straight line shown by a broken line in FIG. 2 indicates the position of the plunger 16 and the upper spring 26 and the lower spring 27 similarly.
And the relationship with the urging force (lower core 23 side). As can be seen from this straight line, the urging force only increases linearly even when the valve body 10 approaches the fully closed displacement end. The electromagnetic force generated by the electromagnet related to the lower core 23 is also the same as that shown in FIG. 2, and the fully closed position is simply changed to the fully open position. Therefore, as the position approaches the fully open position or the fully closed position, an electromagnetic force exceeding the urging force can be obtained with a smaller current than in the vicinity of the neutral position. Next, a method of driving the electromagnetic valve in consideration of the characteristics of the electromagnetic force and the urging force will be described.

【0018】図3は、ロアコイル電流(A)、弁リフト
(B)及びアッパコイル電流(C)を示すタイムチャー
トである。全閉状態においては、同図(C)に示される
ように、アッパコア22にプランジャ16を吸着保持す
るために最低限必要な電流(以下、保持電流という)が
アッパコイル24に流されている。そして、開弁しよう
とするときには、まず、その保持電流の供給が停止され
る。すると、弁体10は、バネ質量系の単振動(自由振
動)により全開方向へと移動していくが、弁軸14とバ
ルブガイド31との間の摩擦損失やスプリング自体の内
部摩擦損失等により、弁体10の振幅は、理想状態に対
して減衰するため、あるタイミングでロアコイル25に
電流が供給される。その電流は、同図(A)に示される
ように、吸引電流、遷移電流及び保持電流の3つに分け
ることができる。
FIG. 3 is a time chart showing the lower coil current (A), the valve lift (B), and the upper coil current (C). In the fully closed state, a minimum necessary current (hereinafter, referred to as a holding current) for flowing the plunger 16 to the upper core 22 by suction is supplied to the upper coil 24 as shown in FIG. When the valve is to be opened, first, the supply of the holding current is stopped. Then, the valve element 10 moves in the fully open direction due to the simple vibration (free vibration) of the spring mass system, but due to the friction loss between the valve shaft 14 and the valve guide 31, the internal friction loss of the spring itself, and the like. Since the amplitude of the valve body 10 attenuates with respect to the ideal state, current is supplied to the lower coil 25 at a certain timing. The current can be divided into three currents, an attraction current, a transition current, and a holding current, as shown in FIG.

【0019】すなわち、まず、プランジャ16を移動さ
せるための吸引電流が流される。次いで、前述した図2
の特性を考慮し、電磁力(吸引力)が弱められた状態に
てプランジャ16の吸着が行われるように、ある時間的
変化割合をもって減少する遷移電流が流される。そし
て、プランジャ16の吸着後には、弁体10の吸着保持
に最低限必要な電流すなわち保持電流が供給される。全
開状態から閉弁しようとする場合にも、同様に、まず、
ロアコイル25への保持電流の供給が停止され、アッパ
コイル24への吸引電流、遷移電流及び保持電流の供給
が順次行われていく。
That is, first, an attraction current for moving the plunger 16 flows. Next, FIG.
In view of the above characteristics, a transition current that decreases with a certain temporal change rate is passed so that the plunger 16 is attracted in a state where the electromagnetic force (attraction force) is weakened. Then, after the plunger 16 is sucked, a minimum current, that is, a holding current, required for holding the valve body 10 by suction is supplied. Similarly, when trying to close the valve from the fully open state,
The supply of the holding current to the lower coil 25 is stopped, and the supply of the attraction current, the transition current, and the holding current to the upper coil 24 is sequentially performed.

【0020】さて、上述のような電流制御を実施して
も、プランジャ16がアッパコア22又はロアコア23
に吸着せしめられるときの衝撃を低減するための着座制
御を安定化させることは、前述のように、個体差、外乱
等のため、極めて困難である。そこで、着座衝撃低減の
ため、プランジャ16とアッパコア22又はロアコア2
3との間に形成されるエアギャップ(図1参照)がダン
パ機構として利用される。このダンパ機構は、アッパ側
(閉弁側)においてもロア側(開弁側)においても、同
一の構成及び作用を有するため、以下、アッパ側(閉弁
側)について説明する。
By the way, even if the current control as described above is performed, the plunger 16 is not controlled by the upper core 22 or the lower core 23.
As described above, it is extremely difficult to stabilize the seating control for reducing the impact when being attracted to the vehicle due to individual differences, disturbance, and the like. Therefore, in order to reduce the seating impact, the plunger 16 and the upper core 22 or the lower core 2
3 is used as a damper mechanism. Since this damper mechanism has the same configuration and operation on both the upper side (valve-closed side) and the lower side (valve-opened side), the upper side (valve-closed side) will be described below.

【0021】図4は、アッパ側のダンパ機構に関連する
部分を詳細に示す断面図である。同図に示されるよう
に、アッパコア22の外周部分には、段差22aが設け
られている。その段差のため、プランジャ16が上方へ
移動してきたときには、プランジャ16とアッパコア2
2との間にダンパ室50が形成される。また、アッパコ
ア22内には、磁性体のボール弁体42と非磁性体のリ
ターンスプリング44とからなる開閉弁(逆止弁)40
が設けられている。この開閉弁40は、ダンパ室50へ
の通路52とアッパスプリング26の空間(すなわち外
部)への通路54との間の連通を以下のように制御す
る。このようなエアダンパ機構により、プランジャ16
のアッパコア22への着座及びアッパコア22からの離
座が安定化せしめられる。
FIG. 4 is a sectional view showing in detail a portion related to the upper-side damper mechanism. As shown in the figure, a step 22 a is provided on the outer peripheral portion of the upper core 22. When the plunger 16 moves upward due to the step, the plunger 16 and the upper core 2
2, a damper chamber 50 is formed. In the upper core 22, an on-off valve (check valve) 40 comprising a magnetic ball valve 42 and a non-magnetic return spring 44 is provided.
Is provided. The on-off valve 40 controls the communication between the passage 52 to the damper chamber 50 and the passage 54 to the space (ie, the outside) of the upper spring 26 as follows. With such an air damper mechanism, the plunger 16
The seating on the upper core 22 and the separation from the upper core 22 are stabilized.

【0022】プランジャ16が上方へ移動してくると
き、前述のように、アッパコイル24に通電することに
より電磁力(吸引力)が発生する。プランジャ16がア
ッパコア22に接近し磁界が飽和してくると、この電磁
力は、リターンスプリング44の付勢力に打ち勝ち、磁
性体のボール弁体42を上方へ押し上げる。その結果、
ダンパ室側通路52への入口が閉じられる。かくしてダ
ンパ室50に閉じ込められた空気は、プランジャ16の
上方移動とともに圧縮され、その反作用としてプランジ
ャ16に対し下方へ付勢する力を加え、その結果、着座
衝撃を緩和する。なお、この力は、段差の大きさ、段差
部分とプランジャとの間のクリアランス等に応じて変化
し、図2に示される電磁力よりやや小さい力となるよう
に設定することにより、着座制御が安定化する。
When the plunger 16 moves upward, an electromagnetic force (attraction force) is generated by energizing the upper coil 24 as described above. When the plunger 16 approaches the upper core 22 and the magnetic field saturates, this electromagnetic force overcomes the urging force of the return spring 44 and pushes up the magnetic ball valve 42. as a result,
The entrance to the damper chamber side passage 52 is closed. The air confined in the damper chamber 50 is thus compressed as the plunger 16 moves upward, and as a reaction thereto, a force urging the plunger 16 downward is applied, and as a result, the seating shock is reduced. Note that this force changes according to the size of the step, the clearance between the step portion and the plunger, and the like. By setting the force to be slightly smaller than the electromagnetic force shown in FIG. Stabilize.

【0023】次に、アッパコア22がプランジャ16を
吸着した状態すなわち着座状態においてアッパコイル2
4への通電を停止すると、ボール弁体42に作用する電
磁力がなくなり、ボール弁体42はリターンスプリング
44の付勢力によって下方へと移動する。そのため、ア
ッパスプリング26の空間へつながる通路54とダンパ
室へつながる通路52とが連通し、プランジャ16の下
方移動とともに空気がダンパ室51へ流入する。このよ
うに、プランジャ16を上方へ引き止めようとする力は
働かなくなり、プランジャ16は下方へ円滑に移動する
こととなる。
Next, in a state where the upper core 22 sucks the plunger 16, that is, in a seated state, the upper coil 2
When the energization of the ball valve 4 is stopped, the electromagnetic force acting on the ball valve 42 disappears, and the ball valve 42 moves downward by the urging force of the return spring 44. Therefore, the passage 54 leading to the space of the upper spring 26 and the passage 52 leading to the damper chamber communicate with each other, and the air flows into the damper chamber 51 as the plunger 16 moves downward. As described above, the force for holding the plunger 16 upward does not work, and the plunger 16 moves smoothly downward.

【0024】図5は、アッパ側ダンパ機構の他の実施形
態を示す断面図である。同図からわかるように、この実
施形態では、開閉弁40がプランジャ16内に設けられ
ている。プランジャ16が上方へ移動してくると、前記
と同様に、ダンパ室50が形成されるとともに、磁性体
のボール弁体42が電磁力により上方へ吸引され、その
結果、ダンパ室50に閉じ込められた空気がエアダンパ
として作用する。次に、プランジャ16を開放するとき
には、アッパコイル24への通電が停止され、一対のリ
ターンスプリング44a及び44bの付勢力によりボー
ル弁体42が中立位置に移動する。その結果、ダンパ室
50へ空気が流入しやすくなり、プランジャ16がアッ
パコア22側から下方側へと何の抵抗も受けず離脱す
る。
FIG. 5 is a sectional view showing another embodiment of the upper damper mechanism. As can be seen from the figure, in this embodiment, the on-off valve 40 is provided in the plunger 16. When the plunger 16 moves upward, the damper chamber 50 is formed in the same manner as described above, and the magnetic ball valve body 42 is attracted upward by the electromagnetic force, and as a result, is confined in the damper chamber 50. The air acts as an air damper. Next, when the plunger 16 is opened, the power supply to the upper coil 24 is stopped, and the biasing force of the pair of return springs 44a and 44b moves the ball valve body 42 to the neutral position. As a result, air easily flows into the damper chamber 50, and the plunger 16 separates from the upper core 22 side to the lower side without receiving any resistance.

【0025】以上、本発明の実施形態について述べてき
たが、もちろん本発明はこれに限定されるものではな
い。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is of course not limited to these embodiments.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
内燃機関の電磁駆動弁機構において、プランジャが電磁
石に着座するときの衝撃を低減するための制御である着
座制御の安定化が図られる。また、本発明によれば、プ
ランジャが電磁石から離座するときにおいても、その動
作が円滑化される。
As described above, according to the present invention,
In the electromagnetically driven valve mechanism of the internal combustion engine, stabilization of seating control, which is control for reducing impact when the plunger is seated on the electromagnet, is achieved. Further, according to the present invention, even when the plunger separates from the electromagnet, the operation is smoothed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係る電磁駆動弁機構を示
す縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an electromagnetically driven valve mechanism according to an embodiment of the present invention.

【図2】プランジャ位置とアッパ側電磁石がプランジャ
に及ぼす電磁力(吸引力)との関係を、アッパコイル電
流をパラメータとして表す特性図(実線)、及びプラン
ジャ位置と一対のスプリングがプランジャに及ぼす付勢
力との関係を表す特性図(破線)である。
FIG. 2 is a characteristic diagram (solid line) representing a relationship between a plunger position and an electromagnetic force (attractive force) exerted on the plunger by the upper electromagnet as a parameter with an upper coil current as a parameter; FIG. 7 is a characteristic diagram (broken line) showing the relationship with the graph.

【図3】ロアコイル電流(A)、弁リフト(B)及びア
ッパコイル電流(C)のタイムチャートである。
FIG. 3 is a time chart of a lower coil current (A), a valve lift (B), and an upper coil current (C).

【図4】アッパ側エアダンパ機構に関連する部分を詳細
に示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing in detail a portion related to an upper-side air damper mechanism.

【図5】アッパ側エアダンパ機構の他の実施形態を示す
断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing another embodiment of the upper-side air damper mechanism.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…弁体 12…弁頭 13…弁フェース 14…弁軸 16…プランジャ 20…ケース 22…アッパコア 23…ロアコア 24…アッパコイル 25…ロアコイル 26…アッパスプリング 27…ロアスプリング 31…バルブガイド 32…内燃機関の吸排気用ポート 33…弁座 40,41…開閉弁 42…ボール弁体 44…リターンスプリング 44a,44b…一対のリターンスプリング 50…ダンパ室 52…ダンパ室側通路 54…外部側通路 70…エンジン電子制御ユニット 71…駆動回路 72…電源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Valve element 12 ... Valve head 13 ... Valve face 14 ... Valve shaft 16 ... Plunger 20 ... Case 22 ... Upper core 23 ... Lower core 24 ... Upper coil 25 ... Lower coil 26 ... Upper spring 27 ... Lower spring 31 ... Valve guide 32 ... Internal combustion engine Intake / exhaust ports 33 ... valve seats 40, 41 ... opening / closing valve 42 ... ball valve body 44 ... return springs 44a, 44b ... a pair of return springs 50 ... damper chamber 52 ... damper chamber side passage 54 ... external passage 70 ... engine Electronic control unit 71: drive circuit 72: power supply

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 バネにより弁体が中立位置に弾性的に支
持されてバネ質量系を構成するとともに該弁体と一体と
なったプランジャに電磁力が作用せしめられて該弁体が
該中立位置から全開位置又は全閉位置へと変位せしめら
れる内燃機関の電磁駆動弁機構であって、変位端におい
て該プランジャによって形成されるダンパ室と外部とを
連通する通路に開閉弁が設けられ、該開閉弁が電磁力の
作用により変位せしめられる弁体によって閉弁せしめら
れるように構成されていることを特徴とする、内燃機関
の電磁駆動弁機構。
1. A valve body is elastically supported by a spring at a neutral position to form a spring mass system, and an electromagnetic force is applied to a plunger integrated with the valve body so that the valve body is moved to the neutral position. An electromagnetically driven valve mechanism for an internal combustion engine that is displaced from a closed position to a fully open position or a fully closed position, wherein an opening / closing valve is provided in a passage communicating a damper chamber formed by the plunger with the outside at a displacement end; An electromagnetically driven valve mechanism for an internal combustion engine, wherein the valve is configured to be closed by a valve body displaced by the action of an electromagnetic force.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5983847A (en) * 1998-07-15 1999-11-16 Fuji Oozx Inc. Electric valve drive device in an internal combustion engine
US5988123A (en) * 1998-07-15 1999-11-23 Fuji Oozx, Inc. Method of controlling an electric valve drive device and a control system therefor
DE112007001110T5 (en) 2006-05-19 2009-02-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi Electromagnetically driven valve

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