JPS61248402A - 内燃機関のガス交換弁電磁制御装置 - 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 本発明は切換要素の電磁制御装置に関し、特に内燃機関
におけるガス交換弁としての電磁弁（切換要素）の制御
装置に関する。

従来の波付 この種の電磁制御装置は西ドイツ公開特許出願第３０２
４１０９号公報に開示されておシ、この装置は、切換要
素を振動させるべく対向する２つの切換位置で往復移動
するアマチャ（４６）と、このアマチャ−をそれぞれの
切換位置にて交互に保持する２つの切換用電磁石とｔ？
備えている。

アマチャ−が一方の切換位置で励磁された一方のＫＷ石
によって吸着保持されている間に、他方の電磁石に既に
電動が通っている。切換位置の交書は、アマチャ−を吸
着保持する電磁石が消磁され、このためアマチャ−がば
ねの付勢力によってで 他方の電磁石の方向へ押され、これにより吸着保持され
ることによって行われる。この場合、切換えの正確な時
点は従って電磁石の消磁タイミングによって決定され、
電磁石の通電タイミング（励磁タイミング）によってで
はない。

発明が解決しようとする問題点 上記従来の構成において、磁場の解消が磁心の中に構成
された渦電流のために正確に決定できず、このためアマ
チャ−が既に遮断された電磁石の磁心の磁極面から離れ
る正確なタイミングに関して不確実性があるという点で
問題があった。

問題点全解決するための手段 上記従来の問題点を解決するために、本発明（工、切換
要素（１８，２０）　’に振動させるべく対向する２つ
の切換位置で往復移動するアマチャー（４６）と、この
アマチャー−をそれぞれの切換位置にて交互に保持する
２つの切換用電磁石（６２，６４）（６６，６８）とを
備えた電磁制御装置でおって、切換用電磁石（６２，６
４）（６６，６８）からの磁束がアマチャー−へと通過
する圏内に磁気抵抗部（９２，９４）が形成されるよう
に構成したこと全特徴とする切換要素の電磁制御装置を
提供する。

作用 本発明によれば、アマチャ（４６）とこれを吸引する磁
心の磁極面との間の磁束の中に、磁気抵抗部が形成され
るようにしており、この中では磁線が強磁性の材料を通
らないようにしである。これによりアマチャ−内部での
渦電流の発生と伝達は減少し、従って磁場は電流の遮断
時に一層急速に消滅する。

磁気抵抗部は、切換用電磁石にアマチャ−が保持された
時に生ずる空隙又はアマチャ−若しくは切換用電磁石の
磁極面に塗布した強磁性でない材料の層として構成する
ことができる。

の アマチャ−６両側における磁気抵抗部の厚さは、必要条
件に応じて全く異ならせることができる。

磁気抵抗部が厚いほど、切換タイミングを一層正確に予
め定めることができるが、しかし他方において！磁石が
アマチャ−を保持するために必要とする力も一層大きく
なる。従〜てより正確なタイミング設定はエネルギー消
費の上昇を犠牲にして得られることになり、二ネ〜ギー
消黄金切換タイミングのより正確な制御のために上昇さ
せることが、それぞれの使用目的にとってどの程度正当
化されるか全考慮しなければならない。

本発明がたとえば内燃１関において吸気弁゛の制御のた
めに使用される場合、閉鎖位置にある弁を開放する際に
シリンダ内のピストンは上死点にあり、エンジンの吸入
段階が徐々に始まるため、吸気弁開放のタイミングは比
較的問題がない。しかし弁閉鎖タイミングがくるうと問
題があり、これは負圧のもとての強い吸気過程において
どの程度の正確なタイミングで吸気弁が閉じられるかに
よって、燃焼室の充填が著しく左右される丸めである。

このため開放位置から閉鎖位置への交替を正確に決定で
きることが重要であり、すなわちアマチャ（４６）と、
弁を開放位置に保持する電磁石との間の磁気抵抗が、ア
マチャ（９４）の他方の側の電磁石との間の磁気抵抗部
よりも大きく設計されることになろう。

実施例 以下、本発明の実施例ｔ−ｉ付図面金用いて説明する。

第１図において、参照番号αＯは内燃機関のシリンダヘ
ッド金示している。シリンダ室αＱから排気ボート（２
）が出ており、これは排気弁（ト）により選択的に開閉
することができ、さらにシリンダ室αＱの中へ吸気ボー
トα４が入っており、これは選択的に吸気弁（１）によ
って開閉することができる。弁ＯＢ（ホ）は電磁作動す
る制御装置により制御され、これはケーシング（２）の
中に収容されている。吸気弁と排気弁は特別な条件にて
設計され、第１図においては吸気弁（ホ）のバルブヘッ
ドが排気弁（至）のパルプヘッドより大きいことが識別
できる。

寸法以外に基本的な相途はないため、以下吸気弁のため
の制御装置のみについて述べる。吸気弁（ホ）のパルプ
ヘッドからバルブステム（ハ）が上方に延びて、シリン
ダヘッドα０に取付けた弁スリーブ（ホ）の中を摺動す
る。バルブステム（財）の上端は参照番号（至）で示さ
れ、これに後述する当接部材（７）が当たる支点がある
。バルブステム（財）の上端部にはばね座としてのリン
グ（１）が固定されており、これに大きいコイμばね（
至）と小さいコイルばね（財）から構成されるばね系の
上端が接合されている。両コイ〃ばね（２）■は互いに
同心状に配置されており、ばね系の下端はシリンダヘッ
ドαＯにおいてリング（７）に対向して設けたばね座御
に位置している。バルブステム（財）は弁スリーブ（７
）の中でばね系（３２，３４）の力に抗して下方移動す
ることができ、吸気弁（１）のパルプヘッドはその場合
座から離れて吸気ポートＱ４を開く。

バルブステム（ハ）の軸方向延長上には案内軸（至）が
設けられており、この案内軸（至）は、前述したように
、その下端にバルブステム＠との接触のためのこれは強
磁性材料からなっている。アマチャー−は同時に大きい
コイ〃ばね（６）と小さいコイμばね−からなるばね系
の下端が密接するばね座としても機能しており、これら
のコイルはね（６）（ロ）に相互にかつ案内軸（至）に
対し同心状に配置されている。

このばね系（４２，４４）の上端はばね座としてのリン
グ状フランジ−によって受けられているが、これについ
ては後述する。

横断面Ｕ字形の磁心−がリング状に配置されてお５．リ
ングの軸心はバルブステム＠の軸心と一致する。磁心（
９４）の内部にはコイ／ｖｅ４があり、横断面Ｕ字形の
磁心−はアマチャー（９４）の方向に開口している。

同様に案内軸（至）は磁心（４６）と類似の構成の磁心
−に囲まれており、この磁心−は内部にコイ／Ｌ／輪全
備えている。アマチャー−は磁石のコイル（至）−を交
互に励起するごとに磁心（財）にＩｔ着する位置と磁心
−に吸着する位置との間で往復移動する。

さらに上方には磁心（至）とコイル句とからなる調節磁
石が備えられている。コイ／Ｉ／ｉｔ）の励起の際には
調整部材６４１と結合しているアマチャ（４６）として
の強磁性要素−が吸引される。調節磁石のコイ／Ｌ’（
９４）の励起により調整部材−に働くこの運動は、カバ
ー■を貫通するロッドＦｉＪを通じて、ばね系（４２，
４４）の上端を支持するリング状のフランジ（９）へト
伝達され、この結果、両ばね系（３２，３４）（４２，
４４）間の平衡点が変位する。アマチャ−に）は弁（１
）が閉鎖されている一方の切換位置においてコイＡ／紳
への通電により励磁された磁心−に吸着保持される。そ
の他方の切換位置ではアマチャー−はコイ／Ｌ’用への
通電により励磁された磁心−に吸着保持される。

この時吸気弁（１）が開かれる。

第２図には、磁心−一、１４７１国、及びアマチャー−
がさらに詳細に示されている。アマチャー−はスリーブ
（至）の中をこれに接触することなく往復移動すること
ができる。第２図ではアマチャー−は弁（ホ）が閉じら
れている位置にある。断面で示したアマチャー−は一様
に構成されてはおらず、強磁性材料からなる円板−を備
えており、これは強磁性ではない、例えば常磁性又は反
磁性材料からなる磁気抵抗Ｎｊ−で覆われており、この
Ｎ１（イ）は第２図に示された位置では磁心（９４）の
磁極面に接触している。

磁気抵抗層（６）は横断面Ｕ字形の磁心（９４）の一方
の磁極から、強磁性材料からなる本体部…を通じて、磁
心の他方の磁極へと生ずる渦電流ができるだけ少なくな
るようにすると共に、また層（９４）の領域での磁線が
、強磁性材料の本体部…における変化態様と異なって、
常磁性または反磁性の材料に典型的な変化態様を示すよ
うに！している。従って、磁気作用と渦電流に関して磁
気抵抗層に）は空隙と同様な働きをする。横断面Ｕ字形
の磁心（９４）の両磁極の間を通る磁線の場合、その磁
線はアマチャーに）の強磁性本体部（９４）の中へ磁心
（９４）の磁極からある程度の間隔をおいて入り、アマ
チャ−に）は従ってＮｕｎ）も強磁性材料から構成した
場合とは異なっ念力で磁心（９４）の磁極に保持される
ことになる。この結果、磁気抵抗層（イ）を介在させた
分だけ切換用電磁石がより高い磁カ全生ずるように設計
する必要がある。しかし他方において渦電流の誘導は減
少するため、コイｌｖ磐への給電遮断時には磁心Ｉ４は
一層急速に消磁１従ってアマチャ−に）はより正確に予
め設定した時点にてより迅速に解放される。

第１図に見られるように、コイルはね（６）（９４）の
働きにより、アマチャー−はこの時磁心（９４）の方向
に押され、この磁心−はこの時点で既にコイ／Ｉ／−ヘ
の通電により励磁されていることができる。

アマチャ−■の下面に外周に沿って細心方向の突起（イ
）ｔｌ−認めることができるが、これは横断面Ｕ字形の
磁心（９４）の一方の磁極とにアマチャー−が接触する
際に、磁心…の磁極は突起（ホ）でのみアマチャー（４
６）と接触し、その他の部分はアマチャー（９４）の下
面から磁気抵抗空隙−によって隔てられる。この実施例
では従ってアマチャー（４６）と接すべき磁心との間隙
金被覆（イ）によって形成する代りに空隙（ト）によっ
て形成している。

突起（９４）の代わりにアマチャー（９４）の側方のス
リーブ（９４）の内周面から対応する突起を設けること
ができることは直ちに明らかであり、これにアマチャ−
に）が接触する。重要なのは磁心（９４）の磁極からの
アマチャ−に）の絶縁間隔をとることである。

実際面では一方において磁気抵抗用間隔に二る必然的な
切換用電磁石のより強い設計と、他方においては望まれ
る正確に予め設定できる一層短い切換時間との間に妥協
を求めなければならないであろう。再切換用電磁石（６
２，６４０６６，６８）の一方が、正確で短い消磁時間
を得る上で他方よりも問題がある場合、この問題のある
方の電磁石は幾分強く設計すると共に、アマチャ−に）
を吸着した際に確保される磁気抵抗用間隔を拡大するこ
とができる。

あるいは完全に対称の構造を優先する場合、両型磁石の
設計は磁気抵抗用間隙を大きくとる必要のある方に合わ
せて行うことができる。

発明の効果 以上述べたごとく、本発明の切換要素の電磁制御装置に
よれば、磁気抵抗部が渦電流の発生を抑制するので、切
換タイミングを正確に制御することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は内燃機関に適用した本発明の一実施例を示す縦
断面図、第２図は第１図におけるＡ部の拡大図である。 （７）・・・吸気弁（切換要素）、（ハ）・・・バルブ
ステム、□□□０４１（ハ）−・・・コイｐばね、（至
）・・・案内軸、■・・・アマチャ−１（財）・・・７
ランジ（支持部）、岐・・・強磁性要素、−・・・調整
磁石の磁心、…・・・調整磁石のコイ／Ｌ／、　Ｈ団・
・・開閉用（切換用）磁石のコイノペｆ６４Ｍ・・・開
閉用（切換用）磁石の磁心、輪・・・強磁性材の本体部
、磐・・・磁気抵抗層（磁気抵抗部）、−・・・磁気抵
抗空隙（磁気抵抗部） 代理人　　　森　　本　　義　　弘 第ｚ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、切換要素（１８、２０）を振動させるべく対向する
   ２つの切換位置で往復移動するアマチャー（４６）と、
   このアマチャー（４６） をそれぞれの切換位置にて交互に保持する ２つの切換用電磁石（６２、６４）（６６、６８）とを
   備えた電磁制御装置であって、切換用電磁石（６２、６
   ４）（６６、６８）からの磁束がアマチャー（４６）へ
   と通過する圏内に磁気抵抗部（９２、９４）が形成され
   るように構成したことを特徴とする切換要素の電磁制御
   装置。 ２、磁気抵抗部が切換用電磁石にアマチャー（４６）が
   保持された時に両者間に生ずる空隙（９４）によって構
   成されることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の電磁制御装置。 ３、磁気抵抗部がアマチャー（４６）又は切換用電磁石
   の磁極面に塗布した強磁性でない材料の層（９２）によ
   って構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の電磁制御装置。 ４、一方の切換用電磁石に対する磁気抵抗部が他方の切
   換用電磁石に対する磁気抵抗部と磁束遮蔽能力において
   異なることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
   ３項のいずれかに記載の電磁制御装置。 ５、切換要素が内燃機関におけるガス交換弁（１８、２
   ０）であって、弁開放位置に対応する切換位置における
   アマチャー（４６）と切換用電磁石（６６、６８）との
   間の磁気抵抗部（９４）の方が、弁閉鎖位置に対応する
   切換位置におけるアマチャー（４６）と切換用電磁石（
   ６２、６４）との間の磁気抵抗部（９２）より大きいこ
   とを特徴とする特許請求範囲第１項ないし第４項のずれ
   かに記載の 電磁制御装置。