JPH10169418A - Solenoid driven valve system for internal combustion engine - Google Patents
Solenoid driven valve system for internal combustion engineInfo
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- JPH10169418A JPH10169418A JP8328734A JP32873496A JPH10169418A JP H10169418 A JPH10169418 A JP H10169418A JP 8328734 A JP8328734 A JP 8328734A JP 32873496 A JP32873496 A JP 32873496A JP H10169418 A JPH10169418 A JP H10169418A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の電磁駆
動弁機構に関し、特に、内燃機関の弁体を電磁力により
駆動する内燃機関の電磁駆動弁機構に関する。The present invention relates to an electromagnetically driven valve mechanism for an internal combustion engine, and more particularly to an electromagnetically driven valve mechanism for an internal combustion engine that drives a valve element of the internal combustion engine by electromagnetic force.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、例えば特開昭５９−２１３９
１３号に開示される如く、内燃機関の弁体を電磁力によ
り駆動する電磁駆動弁機構が知られている。上記従来の
電磁駆動弁機構は、弁体に固定されたアーマチャを備え
ている。弁体およびアーマチャは、保持部材によって、
弁体の開弁方向および閉弁方向に変位可能に保持されて
いる。2. Description of the Related Art Conventionally, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 59-2139
As disclosed in No. 13, an electromagnetically driven valve mechanism that drives a valve body of an internal combustion engine by an electromagnetic force is known. The conventional electromagnetically driven valve mechanism has an armature fixed to a valve body. The valve body and the armature are held by the holding member.
The valve body is held so as to be displaceable in a valve opening direction and a valve closing direction.
【０００３】アーマチャの両側には、アーマチャを開弁
方向に引き寄せる電磁力を発生する第１電磁コイルと第
１コア、および、アーマチャを閉弁方向に引き寄せる電
磁力を発生する第２電磁コイルと第２コアがそれぞれ配
設されている。また、アーマチャの両側には、アーマチ
ャおよび弁体を開弁方向から閉弁方向へ押圧する第１ス
プリング、および、アーマチャおよび弁体を閉弁方向か
ら開弁方向へ押圧する第２スプリングがそれぞれ配設さ
れている。On both sides of the armature, a first electromagnetic coil and a first core for generating an electromagnetic force for drawing the armature in the valve opening direction, and a second electromagnetic coil for generating an electromagnetic force for drawing the armature in the valve closing direction are provided. Two cores are provided respectively. A first spring for pressing the armature and the valve body from the valve opening direction to the valve closing direction and a second spring for pressing the armature and the valve body from the valve closing direction to the valve opening direction are arranged on both sides of the armature. Has been established.
【０００４】上記従来の電磁駆動弁機構において、第１
電磁コイルおよび第２電磁コイルの何れにも励磁電流が
供給されていない場合は、第１スプリングの押圧力およ
び第２スプリングの押圧力のみがアーマチャに作用す
る。この場合、アーマチャおよび弁体は、第１スプリン
グの押圧力と第２スプリングの押圧力とが均衡する位
置、すなわち、中立位置に保持される。In the above conventional electromagnetically driven valve mechanism, the first
When the exciting current is not supplied to any of the electromagnetic coil and the second electromagnetic coil, only the pressing force of the first spring and the pressing force of the second spring act on the armature. In this case, the armature and the valve body are held at a position where the pressing force of the first spring and the pressing force of the second spring are balanced, that is, at a neutral position.
【０００５】アーマチャおよび弁体が中立位置に保持さ
れている場合に、第１電磁コイルに励磁電流を供給する
と、第１電磁コイルおよび第１コアが発する電磁力によ
りアーマチャおよび弁体を開弁位置まで変位させること
ができる。その後、第１電磁コイルへの励磁電流を遮断
すると、第１スプリングの押圧力と第２スプリングの押
圧力との偏差に起因してアーマチャおよび弁体が閉弁方
向に変位する。そして、アーマチャおよび弁体が閉弁位
置の近傍まで変位した段階で第２電磁コイルに励磁電流
を供給すれば、アーマチャおよび弁体を閉弁位置まで変
位させることができる。以後、第１電磁コイルへの励磁
電流の供給、および、第２電磁コイルへの励磁電流の供
給を適当に制御すれば、アーマチャおよび弁体を少ない
消費電力で、開弁位置と閉弁位置との間で変位させるこ
とができる。When the exciting current is supplied to the first electromagnetic coil when the armature and the valve body are held at the neutral position, the armature and the valve body are opened to the valve opening position by the electromagnetic force generated by the first electromagnetic coil and the first core. Can be displaced up to Thereafter, when the exciting current to the first electromagnetic coil is cut off, the armature and the valve element are displaced in the valve closing direction due to the deviation between the pressing force of the first spring and the pressing force of the second spring. Then, if the exciting current is supplied to the second electromagnetic coil at a stage where the armature and the valve body have been displaced to the vicinity of the valve closing position, the armature and the valve body can be displaced to the valve closing position. Thereafter, if the supply of the exciting current to the first electromagnetic coil and the supply of the exciting current to the second electromagnetic coil are appropriately controlled, the armature and the valve body can be opened and closed with a small amount of power consumption. Can be displaced between
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
電磁駆動弁機構において、アーマチャおよび弁体は、第
１スプリングの押圧力と第２スプリングの押圧力とが均
衡することで中立位置に維持される。つまり、上記従来
の電磁駆動弁機構において、アーマチャおよび弁体が中
立位置に保持されている場合は、第１スプリングおよび
第２スプリングが共に縮小方向に所定長だけ弾性変形し
ている。In the above-mentioned conventional electromagnetically driven valve mechanism, the armature and the valve body are maintained at the neutral position by the balance between the pressing force of the first spring and the pressing force of the second spring. You. That is, in the above-described conventional electromagnetically driven valve mechanism, when the armature and the valve body are held at the neutral position, both the first spring and the second spring are elastically deformed by a predetermined length in the reduction direction.
【０００７】図３は、上下方向に変位可能に保持されて
いる軸部材１０が、その下部に配設される第１スプリン
グ１２、および、その上部に配設されている第２スプリ
ング１４によって保持されている状態を示す。第１スプ
リング１２および第２スプリング１４は、共に所定長だ
け縮小方向に弾性変形しており、軸部材１０をそれぞれ
下方または上方へ向けて付勢している。FIG. 3 shows that a shaft member 10 held so as to be vertically displaceable is held by a first spring 12 provided at a lower portion thereof and a second spring 14 provided at an upper portion thereof. Indicates the status that is being performed. The first spring 12 and the second spring 14 are both elastically deformed by a predetermined length in the reduction direction, and urge the shaft member 10 downward or upward, respectively.
【０００８】第１スプリング１２の軸長および第２スプ
リング１４の軸長は、軸部材１０の軸方向が第１スプリ
ング１２および第２スプリング１４の軸方向と重なる場
合に最も短くなり、それらのズレが大きいほど長くな
る。一方、第１スプリング１２および第２スプリング１
４には、それらの軸長が短いほど大きなエネルギが蓄え
られる。The axial length of the first spring 12 and the axial length of the second spring 14 are the shortest when the axial direction of the shaft member 10 overlaps with the axial directions of the first spring 12 and the second spring 14, and their deviations are reduced. Is larger, the longer it is. On the other hand, the first spring 12 and the second spring 1
4, the smaller the axial length, the more energy is stored.
【０００９】軸部材１０の姿勢は、より安定な状態が実
現されるように、すなわち、第１スプリング１２および
第２スプリング１４に蓄えられるエネルギが小さな値と
なるように変化しようとする。このため、軸部材１０の
姿勢は、容易に図３に示す姿勢、すなわち、第１スプリ
ング１２の軸方向および第２スプリング１４の軸方向に
対して、自己の軸方向を傾斜させる姿勢（以下、傾斜姿
勢と称す）に変化する。The attitude of the shaft member 10 tends to change so that a more stable state is realized, that is, the energy stored in the first spring 12 and the second spring 14 becomes a small value. For this reason, the posture of the shaft member 10 is easily changed to the posture shown in FIG. (Referred to as an inclined posture).
【００１０】軸部材１０の姿勢が図３に示す傾斜姿勢に
変化すると、以後、軸部材１０には、第１スプリング１
２の押圧力および第２スプリング１４の押圧力に起因す
るモーメントＭが作用する。このモーメントＭは、軸部
材１０の傾斜を増加させる方向に作用する。従って、軸
部材１０の姿勢は、以後、常時傾斜姿勢に維持される。When the posture of the shaft member 10 changes to the inclined posture shown in FIG. 3, the first spring 1
2 and the moment M resulting from the pressing force of the second spring 14 act. This moment M acts in a direction to increase the inclination of the shaft member 10. Therefore, the posture of the shaft member 10 is thereafter always maintained in the inclined posture.
【００１１】上記従来の電磁駆動弁機構が備えるアーマ
チャおよび弁体は、図３に示す軸部材１０と同様に、そ
れらの傾斜を増長させる方向に向かうモーメントＭを受
けながら保持部材に保持される。アーマチャおよび弁体
が上記のモーメントＭを受けながら開弁方向および閉弁
方向に変位すると、その変位の際に大きな摺動摩擦が生
ずる。この摺動摩擦は、上記従来の電磁駆動弁機構にお
いて、エネルギ特性を悪化させると共に摺動部の摩耗を
促進させる要因となっていた。The armature and valve body provided in the above-mentioned conventional electromagnetically driven valve mechanism are held by a holding member while receiving a moment M in a direction to increase their inclination, similarly to the shaft member 10 shown in FIG. When the armature and the valve body are displaced in the valve opening direction and the valve closing direction while receiving the above moment M, a large sliding friction is generated at the time of the displacement. This sliding friction has been a factor of deteriorating the energy characteristics and promoting wear of the sliding portion in the conventional electromagnetically driven valve mechanism.
【００１２】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、弁体と共に変位する摺動部材に傾斜姿勢を増長
させる方向のモーメントを与えることのない内燃機関の
電磁駆動弁機構を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above points, and provides an electromagnetically driven valve mechanism for an internal combustion engine which does not give a moment in a direction to increase a tilting posture to a sliding member displaced together with a valve body. The purpose is to do.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項１
に記載する如く、内燃機関の弁体に固定されたアーマチ
ャに、開弁方向の電磁力および閉弁方向の電磁力を作用
させることにより前記弁体を開弁方向および閉弁方向に
駆動する内燃機関の電磁駆動弁機構において、前記弁体
を所定の中立位置から開弁方向へ引っ張る張力を発生す
る第１バネ部材と、前記弁体を前記中立位置から閉弁方
向へ引っ張る張力を発生する第２バネ部材と、を備える
内燃機関の電磁駆動弁機構により達成される。The above object is achieved by the present invention.
In the internal combustion engine, an electromagnetic force in a valve opening direction and an electromagnetic force in a valve closing direction are applied to an armature fixed to a valve body of an internal combustion engine to drive the valve body in a valve opening direction and a valve closing direction. In the electromagnetically driven valve mechanism of the engine, a first spring member that generates a tension that pulls the valve body from a predetermined neutral position in a valve opening direction, and a first spring member that generates a tension that pulls the valve body from the neutral position in a valve closing direction. The present invention is achieved by an electromagnetically driven valve mechanism of an internal combustion engine including two spring members.
【００１４】本発明において、弁体は第１バネ部材によ
って開弁方向へ引っ張られていると共に、第２バネ部材
によって閉弁方向へ引っ張られている。弁体は、これら
第１バネ部材の張力と第２バネ部材の張力との釣合いに
より中立位置に保持される。弁体が中立位置に保持され
ている場合、第１バネ部材および第２バネ部材には、共
に伸長方向に所定長だけ弾性変形が生じている。In the present invention, the valve body is pulled in the valve opening direction by the first spring member, and is pulled in the valve closing direction by the second spring member. The valve body is held at the neutral position by the balance between the tension of the first spring member and the tension of the second spring member. When the valve body is held at the neutral position, both the first spring member and the second spring member are elastically deformed by a predetermined length in the extension direction.
【００１５】第１バネ部材の弾性変形量および第２バネ
部材の弾性変形量は、弁体の軸方向とそれらの軸方向と
が重なる場合に最も小さくなる。また、第１バネ部材お
よび第２バネ部材は、それらの弾性変形量が小さいほど
安定な状態となる。このため、弁体には、その軸方向を
第１バネ部材および第２バネ部材の軸方向と一致させよ
うとするモーメント、すなわち、弁体の傾斜を消滅させ
る方向に向かうモーメントが作用する。弁体に対してこ
のようなモーメントが作用すると、弁体の姿勢は傾斜姿
勢のまま保持されることなく適正な状態に矯正される。
弁体が適正な姿勢に維持された状況下で、アーマチャに
対して開弁方向または閉弁方向の電磁力が付与される
と、弁体およびアーマチャは、大きな摺動摩擦を発生さ
せることなく開弁方向または閉弁方向に変位する。The amount of elastic deformation of the first spring member and the amount of elastic deformation of the second spring member are minimized when the axial direction of the valve element and the axial directions thereof overlap. Further, the first spring member and the second spring member are in a more stable state as their elastic deformation amount is smaller. Therefore, a moment acts on the valve body to make its axial direction coincide with the axial directions of the first spring member and the second spring member, that is, a moment acts in a direction to eliminate the inclination of the valve body. When such a moment acts on the valve body, the posture of the valve body is corrected to an appropriate state without being maintained in the inclined posture.
When an electromagnetic force in the valve opening direction or the valve closing direction is applied to the armature while the valve body is maintained in an appropriate posture, the valve body and the armature can be opened without generating large sliding friction. Direction or valve closing direction.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例である
内燃機関の電磁駆動弁機構２０の全体構成図を示す。本
実施例の電磁駆動弁機構２０は、弁体２２を備えてい
る。弁体２２は、内燃機関の吸気弁または排気弁を構成
する部材である。弁体２２は、内燃機関の燃焼室内に露
出するようにシリンダヘッド２４の内部に配設されてい
る。FIG. 1 is an overall configuration diagram of an electromagnetically driven valve mechanism 20 of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. The electromagnetically driven valve mechanism 20 according to the present embodiment includes a valve body 22. The valve body 22 is a member that constitutes an intake valve or an exhaust valve of the internal combustion engine. The valve body 22 is disposed inside the cylinder head 24 so as to be exposed in the combustion chamber of the internal combustion engine.
【００１７】シリンダヘッド２４には、燃焼室に連通す
る吸気ポートおよび排気ポートが形成されている。図１
には、これらの一方のポート２６が表されている。ポー
ト２６には、弁体２２に対する弁座２８が形成されてい
る。ポート２６は、弁体２２が弁座２８から離座するこ
とにより導通状態となり、また、弁体２２が弁座２８に
着座することにより遮断状態となる。The cylinder head 24 has an intake port and an exhaust port communicating with the combustion chamber. FIG.
, One of these ports 26 is shown. In the port 26, a valve seat 28 for the valve body 22 is formed. The port 26 becomes conductive when the valve body 22 separates from the valve seat 28, and becomes shut off when the valve body 22 sits on the valve seat 28.
【００１８】以下、弁体２２が弁座２８に着座する位置
を弁体２２の閉弁位置と、また、弁体２２が弁座２８か
ら最も大きく離座する位置を弁体２２の開弁位置と称
す。尚、図１に示す状況において、弁体２２は、開弁位
置と閉弁位置の中間、すなわち、中立位置に位置してい
る。Hereinafter, the position at which the valve element 22 is seated on the valve seat 28 will be referred to as the valve closing position of the valve element 22, and the position at which the valve element 22 will be most separated from the valve seat 28 will be referred to as the opening position of the valve element 22. Called. In the situation shown in FIG. 1, the valve body 22 is located at an intermediate position between the valve opening position and the valve closing position, that is, at a neutral position.
【００１９】弁体２２には、軸部材３０が固定されてい
る。軸部材３０は、バルブガイド３２によって軸方向に
摺動可能に保持されている。バルブガイド３２は、シリ
ンダヘッド２４の内部に固定されている。軸部材３０に
は、その周囲を取り巻くように円板状のアーマチャ３４
が固定されている。アーマチャ３４は、軟磁性材料で構
成されている。A shaft member 30 is fixed to the valve body 22. The shaft member 30 is slidably held in the axial direction by a valve guide 32. The valve guide 32 is fixed inside the cylinder head 24. The shaft member 30 has a disk-shaped armature 34 so as to surround the periphery thereof.
Has been fixed. The armature 34 is made of a soft magnetic material.
【００２０】軸部材３０には、アーマチャ３４の下方側
に所定距離離間した位置にストッパ部材３６が固定され
ている。ストッパ部材３６は、上端側に比して下端側に
大きな径を有するテーパ形状に成形されている。ストッ
パ部材３６には、円板状のロアリテーナ３８が嵌合され
ている。ストッパ部材３６によれば、ロアリテーナ３８
が軸部材３０に対して下方側へ相対変位するのを確実に
防止することができる。A stopper member 36 is fixed to the shaft member 30 at a position below the armature 34 at a predetermined distance. The stopper member 36 is formed in a tapered shape having a larger diameter at the lower end side than at the upper end side. A disc-shaped lower retainer 38 is fitted to the stopper member 36. According to the stopper member 36, the lower retainer 38
Can be reliably prevented from being displaced downward with respect to the shaft member 30.
【００２１】ロアリテーナ３８の周囲には、環状のフッ
ク部材４０が配設されている。また、シリンダヘッド２
４の上面には、フック部材４０と対向する部位に、フッ
ク部材４２が固定されている。フック部材４０および４
２には、それぞれ第１スプリング４４の上端部および下
端部が掛止されている。尚、フック部材４０の形状は、
その全周で第１スプリング４４を掛止する形状に限定さ
れるものではなく、例えば、周方向に等しい間隔をあけ
て第１スプリング４４を掛止する３つの爪部を備える形
状としてもよい。An annular hook member 40 is provided around the lower retainer 38. In addition, cylinder head 2
A hook member 42 is fixed to the upper surface of the fourth member 4 at a position facing the hook member 40. Hook members 40 and 4
2, the upper end and the lower end of the first spring 44 are hooked. The shape of the hook member 40 is
The shape is not limited to the shape in which the first spring 44 is hooked around the entire circumference, but may be, for example, a shape having three claws for hooking the first spring 44 at equal intervals in the circumferential direction.
【００２２】第１スプリング４４は、弁体２２が閉弁位
置と開弁位置との間で変位するに伴ってその軸長を伸縮
させる。第１スプリング４４の軸長は、弁体２２が開弁
位置に位置する場合に最も短くなる。本実施例におい
て、第１スプリング４４の自然長は、弁体２２が開弁位
置に位置する場合にも第１スプリング４４に伸長方向の
弾性変形が所定長残存するように設計されている。従っ
て、第１スプリング４４は、軸部材３０および弁体２２
を閉弁位置から開弁位置に向けて引っ張る張力を常に発
生している。The first spring 44 extends and contracts its axial length as the valve body 22 is displaced between the valve closing position and the valve opening position. The axial length of the first spring 44 is the shortest when the valve body 22 is located at the valve opening position. In the present embodiment, the natural length of the first spring 44 is designed such that elastic deformation in the extension direction of the first spring 44 remains for a predetermined length even when the valve body 22 is located at the valve opening position. Therefore, the first spring 44 includes the shaft member 30 and the valve body 22.
Is always generated from the valve closing position to the valve opening position.
【００２３】軸部材３０の上端部には、ストッパ部材４
６が固定されている。ストッパ部材４６は、下端側に比
して上端側に大きな径を有するテーパ形状に成形されて
いる。ストッパ部材４６には、円板状のアッパリテーナ
４８が嵌合されている。ストッパ部材４６によれば、ア
ッパリテーナ４８が軸部材３０に対して上方側へ相対変
位するのを確実に防止することができる。A stopper member 4 is provided at the upper end of the shaft member 30.
6 is fixed. The stopper member 46 is formed in a tapered shape having a larger diameter on the upper end side than on the lower end side. A disk-shaped retainer 48 is fitted to the stopper member 46. According to the stopper member 46, it is possible to reliably prevent the upper retainer 48 from being relatively displaced upward with respect to the shaft member 30.
【００２４】アッパリテーナ４８の周囲には、環状のフ
ック部材５０が配設されている。フック部材５０の上部
の空間は、シリンダヘッドカバー５２によって被われて
いる。シリンダヘッドカバー５２の、フック部材５０と
対向する部位には、フック部材５４が固定されている。
フック部材５０および５４には、それぞれ第２スプリン
グ５６の下端部および上端部が掛止されている。An annular hook member 50 is disposed around the retainer 48. The space above the hook member 50 is covered by a cylinder head cover 52. A hook member 54 is fixed to a portion of the cylinder head cover 52 facing the hook member 50.
The lower and upper ends of the second spring 56 are hooked on the hook members 50 and 54, respectively.
【００２５】第２スプリング５６は、弁体２２が閉弁位
置と開弁位置との間で変位するに伴ってその軸長を伸縮
させる。第２スプリング５６の軸長は、弁体２２が閉弁
位置に位置する場合に最も短くなる。本実施例におい
て、第２スプリング５６の自然長は、弁体２２が閉弁位
置に位置する場合にも第２スプリング５６に伸長方向の
弾性変形が所定長残存するように設計されている。従っ
て、第２スプリング５６は、軸部材３０および弁体２２
を開弁位置から閉弁位置に向けて引っ張る張力を常に発
生している。上述した第１スプリング４４の張力と第２
スプリング５６の張力とは、弁体２２が中立位置に位置
する場合に均衡する。The second spring 56 extends and contracts its axial length as the valve body 22 is displaced between the valve closing position and the valve opening position. The axial length of the second spring 56 is the shortest when the valve body 22 is located at the valve closing position. In the present embodiment, the natural length of the second spring 56 is designed such that elastic deformation in the extension direction of the second spring 56 remains for a predetermined length even when the valve body 22 is located at the valve closing position. Therefore, the second spring 56 includes the shaft member 30 and the valve body 22.
From the valve-opening position to the valve-closing position. The tension of the first spring 44 and the second
The tension of the spring 56 is balanced when the valve body 22 is located at the neutral position.
【００２６】アーマチャ３４の下方には、シリンダヘッ
ド２４に対して相対変位することがないように第１電磁
コイル５８および第１コア６０が配設されている。ま
た、アーマチャ３４の上方には、シリンダヘッド２４に
対して相対変位することがないように第２電磁コイル６
２および第２コア６４が固定されている。第１コア６０
および第２コア６４は、軟磁性材料で構成された部材で
あり、軸部材３０を摺動可能に保持している。第１コア
６０および第２コア６４は、弁体２２が中立位置に位置
する場合に、アーマチャ３４が第１コア６０と第２コア
６４との中間点に位置するように配設されている。Below the armature 34, a first electromagnetic coil 58 and a first core 60 are arranged so as not to be displaced relative to the cylinder head 24. The second electromagnetic coil 6 is positioned above the armature 34 so as not to be displaced relative to the cylinder head 24.
The second and second cores 64 are fixed. First core 60
The second core 64 is a member made of a soft magnetic material, and slidably holds the shaft member 30. The first core 60 and the second core 64 are arranged such that the armature 34 is located at an intermediate point between the first core 60 and the second core 64 when the valve body 22 is located at the neutral position.
【００２７】以下、電磁駆動弁機構２０の動作について
説明する。第１電磁コイル５８および第２電磁コイル６
２の双方に励磁電流が供給されていない場合は、軸部材
３０に対して、第１スプリング４４の張力および第２ス
プリング５６の張力のみ作用する。この場合、弁体２２
は中立位置に維持される。Hereinafter, the operation of the electromagnetically driven valve mechanism 20 will be described. First electromagnetic coil 58 and second electromagnetic coil 6
When no exciting current is supplied to both of the shaft members 30, only the tension of the first spring 44 and the tension of the second spring 56 act on the shaft member 30. In this case, the valve body 22
Is maintained in a neutral position.
【００２８】第１電磁コイル５８に励磁電流が供給され
始めると、第１電磁コイル５８の周囲に、その内外周を
還流する磁界が発生する。この磁界は、第１コア６０、
アーマチャ３４、および、それらの間のエアギャップを
通過する磁束を発生させる。また、この磁束は、アーマ
チャ３４を第１コア６０に向けて付勢する電磁力を発生
させる。このため、第１電磁コイル５８に励磁電流が供
給されると、弁体２２は開弁位置に向けて変位する。When the exciting current starts to be supplied to the first electromagnetic coil 58, a magnetic field is generated around the first electromagnetic coil 58 so as to recirculate the inner and outer circumferences. This magnetic field is applied to the first core 60,
A magnetic flux is generated that passes through the armatures 34 and the air gap between them. The magnetic flux also generates an electromagnetic force that urges the armature 34 toward the first core 60. Therefore, when the exciting current is supplied to the first electromagnetic coil 58, the valve body 22 is displaced toward the valve opening position.
【００２９】弁体２２が開弁位置に到達した後、第１電
磁コイル５８への励磁電流の供給が停止されると、弁体
２２を開弁位置に引き寄せていた電磁力が消滅する。弁
体２２が中立位置から開弁位置まで変位させられた状態
では、第２スプリング５６が、第１スプリング４４に比
して大きな張力を発生する。このため、上記の電磁力が
消滅すると、弁体２２は、第１スプリング４４の張力と
第２スプリング５６の張力との差に起因して閉弁位置へ
向けて変位し始める。When the supply of the exciting current to the first electromagnetic coil 58 is stopped after the valve body 22 reaches the valve opening position, the electromagnetic force that has drawn the valve body 22 to the valve opening position disappears. When the valve element 22 is displaced from the neutral position to the valve opening position, the second spring 56 generates a larger tension than the first spring 44. Therefore, when the electromagnetic force disappears, the valve body 22 starts to be displaced toward the valve closing position due to a difference between the tension of the first spring 44 and the tension of the second spring 56.
【００３０】上記の如く弁体２２等に変位が生じ始めた
後、何ら外力が付与されないとすれば、軸部材３０、ア
ーマチャ３４および弁体２２は、それらの質量ｍと、第
１スプリング４４および第２スプリング５６のバネ定数
Ｋとで定まる周期で単振動を続ける。また、弁体２２が
閉弁位置の近傍まで変位した時点で第２電磁コイル６２
に励磁電流を供給し始めれば、すなわち、アーマチャ３
４を第２コア６４に引き寄せるための電磁力を発生させ
れば、弁体２２を閉弁位置まで変位させることができ
る。As described above, if no external force is applied after the displacement of the valve body 22 or the like starts to occur, the shaft member 30, the armature 34 and the valve body 22 have their mass m, the first spring 44 and The simple oscillation continues at a cycle determined by the spring constant K of the second spring 56. When the valve body 22 is displaced to the vicinity of the valve closing position, the second electromagnetic coil 62
Start supplying an exciting current to the armature, that is, armature 3
By generating an electromagnetic force for attracting 4 to the second core 64, the valve body 22 can be displaced to the valve closing position.
【００３１】そして、以後、適当なタイミングで第１電
磁コイル５８および第２電磁コイル６４への励磁電流を
供給または停止すれば、僅かな電力で弁体２２を開閉さ
せることができる。このように、本実施例の電磁駆動弁
機構２０によれば、内燃機関の吸気弁または排気弁を構
成する弁体２２を、繰り返し適当なタイミングで開閉さ
せることができる。Thereafter, if the exciting current to the first electromagnetic coil 58 and the second electromagnetic coil 64 is supplied or stopped at an appropriate timing, the valve 22 can be opened and closed with a small amount of electric power. As described above, according to the electromagnetically driven valve mechanism 20 of the present embodiment, the valve body 22 constituting the intake valve or the exhaust valve of the internal combustion engine can be repeatedly opened and closed at an appropriate timing.
【００３２】次に、図２を参照して、本実施例の電磁駆
動弁機構２０の特徴部について説明する。図２は、軸部
材３０、第１スプリング４４および第２スプリング５６
を模式的に表した図を示す。図２において、軸部材３０
は、第１スプリング４４および第２スプリング５６に対
して傾斜している。Next, with reference to FIG. 2, the characteristic portion of the electromagnetically driven valve mechanism 20 of the present embodiment will be described. FIG. 2 shows the shaft member 30, the first spring 44 and the second spring 56.
Is shown schematically. In FIG. 2, the shaft member 30
Are inclined with respect to the first spring 44 and the second spring 56.
【００３３】本実施例において、第１スプリング４４お
よび第２スプリング５６は、上述の如く常に張力を発生
している。図２中に記号Ｆ1 を付して表すベクトルは第
１スプリング４４が発する張力を示す。また、図２中に
記号Ｆ2 を付して表すベクトルは第２スプリング５６が
発する張力を示す。In the present embodiment, the first spring 44 and the second spring 56 always generate tension as described above. The vector represented by the symbol F 1 in FIG. 2 indicates the tension generated by the first spring 44. Also, a vector representing a symbol indicating F 2 in FIG. 2 shows the tension is the second spring 56 emits.
【００３４】軸部材３０が図２に示す如く傾斜している
場合に第１スプリング４４が発する張力Ｆ1 と、第２ス
プリング５６が発する張力Ｆ2 とは、軸部材３０の傾斜
姿勢を矯正する方向のモーメントＭを発生する。このた
め、電磁駆動弁機構２０の作動中に軸部材３０に傾斜が
生ずると、その傾斜は速やかに矯正される。When the shaft member 30 is inclined as shown in FIG. 2, the tension F 1 generated by the first spring 44 and the tension F 2 generated by the second spring 56 correct the inclination posture of the shaft member 30. A directional moment M is generated. Therefore, if the shaft member 30 is tilted during the operation of the electromagnetically driven valve mechanism 20, the tilt is quickly corrected.
【００３５】また、軸部材３０は、常により安定な状態
が実現されるように、すなわち、第１スプリング４４お
よび第２スプリング５６に蓄えられるエネルギが小さな
値となるように、その姿勢を維持しようとする。第１ス
プリング４４および第２スプリング５６に蓄えられるエ
ネルギは、それらの弾性変形量が小さいほど、すなわ
ち、それらの軸長が短いほど小さくなる。そして、第１
スプリング４４の軸長および第２スプリング５６の軸長
は、軸部材３０の軸方向が第１スプリング４４および第
２スプリング５６の軸方向と重なる場合に最も短くな
る。このため、電磁駆動弁機構２０において、軸部材３
０は、常にその軸方向が第１スプリング４４および第２
スプリング５６の軸方向と重なる姿勢を維持しようとす
る。The posture of the shaft member 30 is maintained so that a more stable state is always realized, that is, the energy stored in the first spring 44 and the second spring 56 becomes a small value. And The energy stored in the first spring 44 and the second spring 56 decreases as the amount of elastic deformation thereof decreases, that is, as their axial lengths decrease. And the first
The axial length of the spring 44 and the axial length of the second spring 56 are the shortest when the axial direction of the shaft member 30 overlaps the axial direction of the first spring 44 and the second spring 56. Therefore, in the electromagnetically driven valve mechanism 20, the shaft member 3
0 means that the first spring 44 and the second spring
An attempt is made to maintain a posture overlapping the axial direction of the spring 56.
【００３６】このように、電磁駆動弁機構２０によれ
ば、軸部材３０の姿勢が傾斜姿勢のまま維持されること
がない。電磁駆動弁機構２０において軸部材３０の姿勢
が傾斜することなく維持されると、軸部材３０と第１コ
ア６０および第２コア６４との摺動部、および、軸部材
３０とバルブガイド３２との摺動部に生ずる摺動摩擦を
抑制することができる。そして、これらの摺動部におけ
る摺動摩擦が抑制できると、摺動に伴う摩耗を抑制し、
かつ、摺動に伴うエネルギの損失を抑制することができ
る。このため、本実施例の電磁駆動弁機構２０によれ
ば、優れた耐久性と優れた省エネルギ特性とを実現する
ことができる。As described above, according to the electromagnetically driven valve mechanism 20, the posture of the shaft member 30 is not maintained in the inclined posture. When the attitude of the shaft member 30 is maintained without tilting in the electromagnetically driven valve mechanism 20, the sliding portion between the shaft member 30 and the first core 60 and the second core 64, and the shaft member 30, the valve guide 32, The sliding friction generated in the sliding portion of the above can be suppressed. And if the sliding friction in these sliding parts can be suppressed, the wear accompanying sliding is suppressed,
In addition, energy loss due to sliding can be suppressed. Therefore, according to the electromagnetically driven valve mechanism 20 of the present embodiment, excellent durability and excellent energy saving characteristics can be realized.
【００３７】尚、上記の実施例においては、第１スプリ
ング４４が前記請求項１記載の「第１バネ部材」に相当
していると共に、第２スプリング５６が前記請求項１記
載の「第２バネ部材」に相当している。ところで、上記
の実施例においては、バネ部材をスプリングで構成する
こととしているが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、バネ部材をゴム等の弾性体で構成することとして
もよい。In the above embodiment, the first spring 44 corresponds to the "first spring member" of the first aspect, and the second spring 56 corresponds to the "second spring member" of the first aspect. Spring member ". By the way, in the above embodiment, the spring member is configured by a spring, but the present invention is not limited to this, and the spring member may be configured by an elastic body such as rubber.
【００３８】[0038]
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、弁体の姿
勢が傾斜姿勢に維持されるのを防止して、大きな摺動摩
擦を発生させることなく弁体を作動させることができ
る。このため、本発明に係る内燃機関の電磁駆動弁機構
によれば、優れた省エネルギ特性を実現することができ
ると共に、摺動部の摩耗を抑制することができる。As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the posture of the valve body from being maintained in the inclined posture, and to operate the valve body without generating large sliding friction. Therefore, according to the electromagnetically driven valve mechanism for an internal combustion engine according to the present invention, excellent energy saving characteristics can be realized, and wear of the sliding portion can be suppressed.
【図１】本発明の一実施例である電磁駆動弁機構の全体
構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of an electromagnetically driven valve mechanism according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の電磁駆動弁機構が備える軸部材、第１
スプリング、および、第２スプリングを模式的に表した
図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a shaft member included in an electromagnetically driven valve mechanism according to the present invention;
It is the figure which represented the spring and the 2nd spring typically.
【図３】上下方向に摺動可能に保持された軸部材と、軸
部材に対して押圧力を付与する第１スプリングおよび第
２スプリングを模式的に表した図である。FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a shaft member that is slidably held in a vertical direction, and a first spring and a second spring that apply a pressing force to the shaft member.
２０ 電磁駆動弁機構 ２２ 弁体 ３０ 軸部材 ３２ バルブガイド ３４ アーマチャ ４０，４２，５０，５４ フック部材 ４４ 第１スプリング ５６ 第２スプリング Ｍ モーメント Ｆ1 ，Ｆ2 張力20 electromagnetically driven valve mechanism 22 the valve body 30 the shaft member 32 valve guide 34 armature 40,42,50,54 hook member 44 first spring 56 second spring M Moment F 1, F 2 tension
Claims (1)
に、開弁方向の電磁力および閉弁方向の電磁力を作用さ
せることにより前記弁体を開弁方向および閉弁方向に駆
動する内燃機関の電磁駆動弁機構において、 前記弁体を所定の中立位置から開弁方向へ引っ張る張力
を発生する第１バネ部材と、 前記弁体を前記中立位置から閉弁方向へ引っ張る張力を
発生する第２バネ部材と、 を備えることを特徴とする内燃機関の電磁駆動弁機構。1. An internal combustion engine, wherein an electromagnetic force in a valve opening direction and an electromagnetic force in a valve closing direction are applied to an armature fixed to a valve body of an internal combustion engine to drive the valve body in a valve opening direction and a valve closing direction. In the electromagnetically driven valve mechanism of the engine, a first spring member that generates a tension that pulls the valve body from a predetermined neutral position in a valve opening direction, and a first spring member that generates a tension that pulls the valve body from the neutral position in a valve closing direction. An electromagnetically driven valve mechanism for an internal combustion engine, comprising: two spring members.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8328734A JPH10169418A (en) | 1996-12-09 | 1996-12-09 | Solenoid driven valve system for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8328734A JPH10169418A (en) | 1996-12-09 | 1996-12-09 | Solenoid driven valve system for internal combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10169418A true JPH10169418A (en) | 1998-06-23 |
Family
ID=18213586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8328734A Pending JPH10169418A (en) | 1996-12-09 | 1996-12-09 | Solenoid driven valve system for internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10169418A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7082911B2 (en) | 2003-08-06 | 2006-08-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Valve-driving system and method for internal combustion engine, and power output apparatus |
-
1996
- 1996-12-09 JP JP8328734A patent/JPH10169418A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7082911B2 (en) | 2003-08-06 | 2006-08-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Valve-driving system and method for internal combustion engine, and power output apparatus |
| DE102004038130B4 (en) * | 2003-08-06 | 2010-11-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi | Valve drive system and method for an internal combustion engine and power output device |
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