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発明の名称 電磁式弁駆動装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−280433
公開日 平成11年(1999)10月12日
出願番号 特願平10−81436
出願日 平成10年(1998)3月27日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】碓氷 裕彦
発明者 有川 文明 / 都筑 祥博
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 エンジンの吸排気のためのバルブ部分に設けられ、アーマチャをはさんで対向する第1及び第2のソレノイドを用いた電磁式弁駆動装置において、該装置を構成する対向する第1のバネ及び第2のバネの自由長を各々短くすることにより、前記アーマチャを無通電時に対向する前記第1のソレノイド及び第2のソレノイドの中央から偏らせたことを特徴とする電磁式弁駆動装置。
【請求項2】 エンジンの吸排気のためのバルブ部分に設けられ、アーマチャをはさんで対向する第1及び第2のソレノイドを用いた電磁式弁駆動装置において、該装置を構成する対向する第1のバネ及び第2のバネの自由長を異ならせたことにより、前記アーマチャを無通電時に前記対向する第1及び第2のソレノイドの中央から偏らせたことを特徴とする電磁式弁駆動装置。
【請求項3】 エンジンの吸排気のためのバルブ部分に設けられ、アーマチャをはさんで対向する第1及び第2のソレノイドを用いた電磁式弁駆動装置において、該装置を構成する対向する第1のバネ及び第2のバネの自由長を各々短くすると共に、前記バルブの閉弁側に、弱いバネ定数の第3のバネを付加することにより、前記第1のソレノイド及び前記第2のソレノイドに無通電時の前記アーマチャの位置を閉弁側に偏らせたことを特徴とする電磁式弁駆動装置。
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のエンジンに設けられる吸排気バルブを作動させる電磁式弁駆動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、かかる電磁式弁駆動装置は特開平8−21220号公報等により知られており、ピストン位置に応じて吸気、排気が良好に行われるようにバルブの開閉の時期を演算して制御している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ソレノイドを用いた内燃機関用の電磁式弁駆動装置の場合、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、あらかじめ全バルブを一旦閉としなければならないが、内燃機関用の電磁式弁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、開弁側バネと閉弁側バネ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閉弁側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、バルブ開閉のリフト量が大きいために、バルブが半開きの位置では充分な起磁力を得ることができない場合がある。発明者らの行った実験によると、閉弁側ソレノイドに通電するだけではバルブを閉弁できず、バルブを閉とするためには、対向するソレノイドに通電、無通電をバネの固有振動数近傍の周波数で繰り返してバルブを振動させ、次第に振幅を大きくして行き、やがてバルブを閉とすることができた。このことをエンジン始動前に行う必要があるために、エンジンが始動するまでに長時間を要するという問題点があった。
【0005】本発明は、エンジン始動時において、速やかに吸排気バルブを閉とすることのできる内燃機関用の電磁式弁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に記載の手段を採用する。請求項1に記載の発明によれば、対向する第1のバネ及び第2のバネの自由長を各々短くすることにより、アーマチャを無通電時に対向する第1のソレノイド及び第2のソレノイドの中央から偏らせているので、バルブを速やかに閉弁保持でき、直ちにエンジンを始動することができる。
【0007】請求項2に記載の発明によれば、対向する第1のバネ及び第2のバネの自由長を異ならせたことにより、アーマチャを無通電時に対向する第1及び第2のソレノイドの中央から偏らせているので、バルブを速やかに閉弁保持でき、直ちにエンジンを始動することができる。請求項3に記載の発明によれば、対向する第1のバネ及び第2のバネの自由長を各々短くすると共に、バルブの閉弁側に、弱いバネ定数の第3のバネを付加することにより、第1のソレノイド及び第2のソレノイドに無通電時のアーマチャの位置を閉弁側に偏らせているので、バルブを速やかに閉弁保持でき、直ちにエンジンを始動することができる。
【0008】
【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実施形態の構成を示すバルブ1の中心軸に沿ったシステム断面図である。図1において、1はバルブ、2a、2bは対向するソレノイドであり、2aは第1のソレノイドをなす開弁側ソレノイド、2bは第2のソレノイドをなす閉弁側ソレノイドである。また、3a、3bは対向するバネであり、3aは第1のバネをなす閉弁側バネ、3bは第2のバネをなす開弁側バネである。また、6はアーマチャである。
【0009】なお、エンジン10には図示されないが、ピストン位置を検出するセンサが設けられており、このセンサからの検出信号はソレノイド駆動時期決定手段12に入力される。この演算結果から、ソレノイド駆動手段11を介して第1及び第2のソレノイド2a、2bを駆動することにより、バルブ1を開閉させる。本発明の第1実施形態においては、対向する第1及び第2のバネ3a、3bの自由長を各々短くすることにより、第1及び第2のソレノイド2a、2bへの無通電時にはアーマチャ6の位置は自重により開弁側に偏ることとなる。従って、開弁側ソレノイドである第1のソレノイド2aとアーマチャ6との空隙が狭くなるために、開弁側ソレノイドである第1のソレノイド2aに通電することにより発生する吸引力が大きくなる。
【0010】このため、第1のバネ3aのバネ力よりも大きな吸引力が発生する空隙になるような第1のバネ3a及び第2のバネ3bの自由長とすると共に、第1のソレノイド2aである開弁側ソレノイドに通電することにより直ちに開弁でき、その後一度閉弁作動させるだけでエンジンの始動が可能である。また、図2は本発明による第2実施形態の構成を示すバルブ1の中心軸に沿ったシステム断面図である。
【0011】図2において、第2実施形態では、閉弁側バネである第1のバネ3aの自由長が長く、開弁側バネである第2のバネ3bの自由長が短い構成となっている。さらに、開弁もしくは閉弁した時のバネ力が等しくなるようにバネ定数と、第1及び第2のソレノイド2a及び2bに無通電時のアーマチャ6の位置と、第1及び第2のソレノイド2a、2b間の距離を設定する。
【0012】このような構成にすることにより、第1及び第2のソレノイド2a及び2bが無通電の時にはアーマチャ6の位置は閉弁側に偏っているために、第2のソレノイド2bをなす閉弁側ソレノイドに通電することで閉弁でき、直ちにエンジン始動が可能である。また、開弁もしくは閉弁時の第1及び第2のバネ3a、3bのバネ力が等しくなるように設定されているために、エンジン運転時には何ら支障は発生しない。
【0013】さらに、発明者等のおこなった計算によると、バネ定数及びバネの自由長を適当に選ぶことで、開弁から閉弁、及び閉弁から開弁に要する時間が従来の構成と比較して長くなることはない。また、本構成とすることで、バネ定数は高くなるものの、バネの押し縮められる量は小さくなるために、閉弁時又は開弁時に第1もしくは第2のバネ3a、3bが押し縮められることにより発生するバネ力が従来の構成よりも高くなって、第1及び第2のソレノイド2a、2bを大型化しなければならないという問題も回避することができる。
【0014】図3は本発明による第3実施形態の構成を示すバルブ1の中心軸に沿ったシステム断面図である。図3において、第3実施形態では、第1実施形態の構成に加えて、閉弁側に弱いバネ定数の第3のバネ4を付加することにより第1及び第2のソレノイド2a、2bに無通電時のアーマチャ6の位置を閉弁側に偏らせることができ、第2のソレノイド2bをなす閉弁用ソレノイドに通電することで直ちに閉弁でき、直ちにエンジン始動が可能である。
【0015】また、第3のバネ4のバネ定数が第1及び第2のバネ3a、3bに比較すると小さいため、第3のバネ4を付加することによる電磁式弁駆動装置への影響はほとんどない。図3に示す第3の実施形態では第3のバネ4を直列に配置しているが、並列に配置しても良いし、変位に対して非線形のバネ定数のバネであっても良い。




 

 


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