JPH10148110A - 内燃機関用バルブ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジン始動時において、バルブが閉じてい
る状態にしておくことのできるソレノイドを用いたバル
ブ駆動装置を提供する。 【解決手段】 開弁側戻しばね５ａの第１のアーマチャ
４ａに対向する側と反対側の端面に、開弁側戻しばね５
ａを押圧調整する加圧押圧部５０を設けてあるから、加
圧押圧部５０を作動させることによって、開弁側戻しば
ね５ａを押圧して第１のアーマチャ４ａを開弁用電磁石
２ｂ側へ移動させることができる。従って、第１のアー
マチャ４ａと開弁用電磁石２ｂとの距離が離れていても
充分な開弁動作を得ることができるため、閉弁用電磁石
２ａと開弁用電磁石２ｂのいずれにも無通電で、加圧押
圧部５０が作動していない場合においてバルブ１を閉弁
とすると共に第１のアーマチャ４ａを閉弁用電磁石２ａ
に当接させておいても充分な開弁動作を得ることができ
る。このため、エンジン始動時にはバルブ１を閉弁させ
ておくことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両用とし
てエンジンに設けられる吸気バルブ、排気バルブを開閉
作動させるために、カムシャフトを用いずにソレノイド
で行う内燃機関用バルブ駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から車両用エンジンに備えられてい
るソレノイドによる内燃機関用バルブ駆動装置は、例え
ば特開平８−２１２２０号公報により既に知られてお
り、ピストン位置に応じて吸気、排気が良好に行われる
よう開、閉のタイミングを演算して制御されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そこに
示されるソレノイドを用いた内燃機関用バルブ駆動装置
の場合、エンジン始動時にピストンとバルブとが衝突す
るのを防ぐために、ピストン位置によらず予め全バルブ
を閉とするが、バルブ駆動装置の構成としては、ソレノ
イドに無通電の時にはバルブが半開きの位置になるよう
に、開弁側戻しばねをなす第１のばねと閉弁側戻しばね
をなす第２のばねのセット荷重が調整されている。

【０００４】そのためにエンジン始動時にはソレノイド
に通電し、バルブを閉にしなければならないが、バルブ
開閉のためのストロークが長いため、充分な起磁力を得
ることができないことが有り、本発明の発明者らの実験
によれば、ソレノイドに通電するだけではバルブを閉に
できず、バルブを閉とするためには通電、無通電を第１
のばねと第２のばねを対向して設けた時の合成したばね
の固有振動数で繰り返して行い、バルブを振動させて次
第にストロークを長くして行き、やがてバルブを閉とす
ることが可能であった。このことからエンジン始動前に
長時間が必要となるという問題がある。

【０００５】本発明はエンジン始動時において、バルブ
が閉じている状態にしておくことのできるソレノイドを
用いた内燃機関用バルブ駆動装置を提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために請求項１ないし請求項３に記載の構成をと
る。請求項１の構成によれば、開弁側戻しばねの第１の
アーマチャに対向する側と反対側の端面に、開弁側戻し
ばねを押圧調整する加圧押圧部を設けてあるから、加圧
押圧部を作動させることによって、開弁側戻しばねを押
圧して第１のアーマチャを開弁用電磁石側へ移動させる
ことができる。

【０００７】従って、第１のアーマチャと開弁用電磁石
との距離が離れていても充分な開弁動作を得ることがで
きるため、閉弁用電磁石と開弁用電磁石のいずれにも無
通電で、加圧押圧部が作動していない場合においてバル
ブを閉弁とすると共に第１のアーマチャを閉弁用電磁石
に当接させておいても充分な開弁動作を得ることができ
る。このため、エンジン始動直前にはバルブを閉弁させ
ておくことができる。

【０００８】また、請求項２および請求項３の構成によ
れば、前記加圧押圧部を簡単な構成により実現すること
ができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図１は本発明による第１の実施形態
の構成を示す、中心軸に沿った側面断面図である。バル
ブ１の上端部にはほぼ円板状の磁性体でできた第１のア
ーマチャ４ａが、第１のアーマチャ４ａをはさんで対向
して設けられた閉弁用電磁石をなす第１のソレノイド２
ａおよび開弁用電磁石をなす第２のソレノイド２ｂには
さまれて連結されている。

【００１０】第１のアーマチャ４ａはその中心部を、バ
ルブ１の開弁方向に向けて第１のアーマチャ４ａを付勢
する開弁側戻しばねをなす第１のばね５ａと、バルブ１
の閉弁方向に向けて第１のアーマチャ４ａを付勢する閉
弁側戻しばねをなす第２のばね５ｂとによってバルブ１
の中心軸に沿って対向するようにはさまれて組み付けら
れている。

【００１１】開弁側戻しばねをなす第１のばね５ａの他
端には永久磁石で形成された第２のアーマチャ４ｂの端
面が当接するように配設されており、更に第２のアーマ
チャ４ｂの他端は押圧用電磁石をなす第３のソレノイド
３によって囲まれる構成となっている。第２のアーマチ
ャ４ｂと第３のソレノイド３は、永久磁石でできた第２
のアーマチャ４ｂを反発する方向に付勢するように通電
される第３のソレノイド３と組み合わされて、開弁側戻
しばねをなす第１のばね５ａを押圧調整する加圧押圧部
５０を形成している。

【００１２】また、図示しないエンジンにはピストン位
置を検出するセンサが設けられている。このピストン位
置検出センサの検出信号は第１および第２のソレノイド
通電時期演算手段１２に入力される。この結果から、第
１および第２のソレノイド駆動手段１３により第１およ
び第２のソレノイド２ａ、２ｂを駆動する。このような
構成で、エンジン始動前に第１、第２、第３のソレノイ
ド２ａ、２ｂ、３のいずれにも通電されていない時は、
第１、第２のばね５ａ、５ｂのセット荷重のバランスに
より第１のアーマチャ４ａが第１のソレノイド２ａの下
端に接して止まっており、バルブは閉弁している。従っ
て、エンジンの始動時には一般にピストンとバルブ１の
衝突を防ぐために全てのバルブをいったん閉とする制御
を行うが、そのために第１、第２、第３のソレノイド２
ａ、２ｂ、３を無通電のままとしておけばよい。

【００１３】エンジン始動時及び始動後は第３のソレノ
イド３は常時通電状態となり、第２のアーマチャ４ｂが
押し出された状態を維持することになる。その時、第
１、第２のソレノイド２ａ、２ｂの無通電時には第１の
アーマチャ４ａは、第１、第２のばね５ａ、５ｂのセッ
ト荷重のバランスにより、第１、第２のソレノイド２
ａ、２ｂの略中央位置にてバランスするように設定され
ている。そこで、エンジン動作中は第１のソレノイド２
ａ及び第２のソレノイド２ｂが交互に通電され、バルブ
１の閉弁及び開弁を繰り返すことになる。

【００１４】以下、本実施形態の大きな特徴である第３
のソレノイド３を用いたエンジン始動時のバルブの作動
を図１および図２、図３、図４を用いて説明する。図２
はエンジン始動直前のバルブ１及び第１のアーマチャ４
ａ及び第２のアーマチャ４ｂの位置を示す中心軸に沿っ
た側面断面図である。第１、第２、第３のソレノイド２
ａ、２ｂ、３はいずれも無通電であり、第１、第２のば
ね５ａ、５ｂのセット荷重のバランスにより、第１のア
ーマチャ４ａが第１のソレノイド２ａの下端に接して止
まっており、バルブ１は閉弁している。

【００１５】図３はエンジン始動直後のバルブ１の開弁
直前の状態を示す中心軸に沿った側面断面図である。図
２の状態となった後に、閉弁用電磁石をなす第１のソレ
ノイド２ａに通電し、バルブを密着保持すると同時に、
エンジン始動指令を受けた第３のソレノイド通電時期演
算手段１４が第３のソレノイド駆動手段１５に通電を指
令し、第３のソレノイド駆動手段１５が第３のソレノイ
ド３に通電して永久磁石からなるアーマチャ４ｂに反発
力を生じさせて押し出し、開弁側戻しばねをなす第１の
ばね５ａを押し縮める。

【００１６】図４はエンジン始動後のバルブ１を開とし
た時の状態を示す中心軸に沿った側面断面図である。図
３の状態から第１のソレノイド２ａの通電をやめると同
時に、第２のソレノイド２ｂに通電する。この時、押し
縮められた第１のばね５ａの力と、第２のソレノイド２
ｂの吸引力により一気に第２のソレノイド２ｂに第１の
アーマチャ４ａが引きつけられ、バルブ１が開の状態と
なる。

【００１７】以後のエンジン運転時には図３の状態と図
４の状態とを繰り返すことで、バルブ１の開閉を行う。
図５は本発明による第２の実施形態の構成を示す側面断
面図である。第２の実施形態では、カバー１０がカム部
材４０に組み合わされて当接する面のカバー１０の板厚
に第２のカム面１００をなすくさび状に板厚の厚い部分
と薄い部分が設けられており、またカム部材４０がカバ
ー１０に当接する面のカム部材４０の板厚にも第１のカ
ム面４００をなすくさび状に板厚の厚い部分と薄い部分
とが設けられている。このため、エンジン始動指令を受
けたステッピングモータ駆動時期演算手段１６が、ステ
ッピングモータ駆動手段１７に信号を送り、ステッピン
グモータ駆動手段１７がステッピングモータ３０に駆動
信号を送ることにより、バルブ１の上方に設けられたカ
ム部材４０をステッピングモータ３０により所定の角度
回転させることで、開弁側戻しばねをなす第１のばね５
ａを押圧して、対向する第１および第２のばね５ａ、５
ｂのセット位置を変えることができる。

【００１８】従って、エンジン始動直前にはカム部材４
０を回転させ、カム部材４０による加圧押圧を最も小さ
くして、第１のばねのセット荷重を最も小さくすること
により第１のアーマチャ４ａを閉弁用電磁石をなす第１
のソレノイド２ａに接触させることができ、バルブ１を
閉とすることが可能であるので、直ちにエンジンを始動
することができる。

【００１９】なお、エンジン始動時及びエンジン始動後
のバルブ１の開閉動作は、第１の実施形態の場合と同様
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第１の実施形態の構成を示す、中
心軸に沿った側面断面図である。

【図２】エンジン始動直前のバルブ１及び第１のアーマ
チャ４ａ及び第２のアーマチャ４ｂの位置を示す、中心
軸に沿った側面断面図である。

【図３】エンジン始動直後のバルブ１の開弁直前の状態
を示す、中心軸に沿った側面断面図である。

【図４】エンジン始動後のバルブ１を開とした時の状態
を示す、中心軸に沿った側面断面図である。

【図５】本発明による第２の実施形態の構成を示す、中
心軸に沿った側面断面図である。

【符号の説明】

１ バルブ ２ａ 閉弁用電磁石（第１のソレノイド） ２ｂ 開弁用電磁石（第２のソレノイド） ３ 押圧用電磁石（第３のソレノイド） ４ａ 第１のアーマチャ ４ｂ 第２のアーマチャ ５ａ 開弁側戻しばね（第１のばね） ５ｂ 閉弁側戻しばね（第２のばね） １０ カバー ３０ ステッピングモータ ４０ カム部材 ５０ 加圧押圧部 １００ 第２のカム面 ４００ 第１のカム面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関用バルブに連結される第１のア
   ーマチャと、該第１のアーマチャを吸引して前記内燃機
   関用バルブを閉弁作動せしめる電磁力を発揮する閉弁用
   電磁石と、該閉弁用電磁石に対向して配設された前記第
   １のアーマチャを吸引して前記内燃機関用バルブを開弁
   作動せしめる電磁力を発揮する開弁用電磁石と、前記内
   燃機関用バルブの閉弁方向に向けて前記第１のアーマチ
   ャを付勢する閉弁側戻しばねと、該閉弁側戻しばねと前
   記第１のアーマチャをはさんで対向して配設された、前
   記内燃機関用バルブの開弁方向に向けて前記第１のアー
   マチャを付勢する開弁側戻しばねとを備える内燃機関用
   バルブ駆動装置において、前記開弁側戻しばねの前記第
   １のアーマチャに対向する側と反対側の端面に、前記開
   弁側戻しばねを押圧調整する加圧押圧部を設け、該加圧
   押圧部が作動しておらず、前記閉弁用電磁石及び前記開
   弁用電磁石の無通電時に、前記内燃機関用バルブが全閉
   となるように前記閉弁側戻しばね及び前記開弁側戻しば
   ねのセット荷重がバランス設定されると共に、エンジン
   始動により前記加圧押圧部が前記閉弁側戻しばねの端面
   を押圧動作するように構成したことを特徴とする内燃機
   関用バルブ駆動装置。
2. 【請求項２】 前記加圧押圧部が永久磁石で形成された
   第２のアーマチャと、該第２のアーマチャを囲む押圧用
   電磁石により構成されていることを特徴とする請求項１
   に記載の内燃機関用バルブ駆動装置。
3. 【請求項３】 前記加圧押圧部がステッピングモータ
   と、該ステッピングモータによって回動される第１のカ
   ム面を有するカム部材と、該カム部材の前記第１のカム
   面に組み合わされて摺動する第２のカム面を有するカバ
   ーとにより構成されていることを特徴とする請求項１に
   記載の内燃機関用バルブ駆動装置。