(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドに上下に摺動可能に保持されたエンジンバルブにおけるシリンダヘッドより突出する軸端部に、スプリングリテーナを止着し、このスプリングリテーナとシリンダヘッドとの間に、コイル状のバルブスプリングを、前記エンジンバルブの軸部を囲むように縮設してなる動弁機構に用いられるエンジンバルブ運動量測定装置であって、
前記エンジンバルブの軸部とバルブスプリングとの間に形成された環状の空間部に、外周面に１次と２次よりなるコイルを巻回し、かつこのコイルの周囲を、非磁性材料であるＳＵＳ３０４よりなる磁気シールド筒をもって隠蔽してなる円筒状のボビンと、このボビン内を上下動しうる、渦電流を発生する性質を有する非磁性金属材料よりなる円筒状のコアとからなる差動トランス式の変位センサを、ボビンをシリンダヘッド側の不動部材に、かつコアの上端部を前記スプリングリテーナにそれぞれ固着することにより設けたことを特徴とするエンジンバルブ運動量測定装置。
【請求項２】
コアを、アルミニウムまたは銅により形成した請求項１記載のエンジンバルブ運動量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の動弁機構に組み込まれたエンジンバルブの運動量を、実際のエンジンによるファイアリング状態で測定しうるようにした装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンを高出力化するには、エンジンの許容回転数を高めることが効果的であるが、動弁系部品のカムに対する追従性の問題から、許容回転数の上昇は自ずと制限される。
すなわち、エンジンバルブの開閉運動は、カムのプロフィールにより予め設定されており、そのプロフィールどおりにエンジンバルブが作動すれば、燃焼室内のガス交換が円滑に行われて、エンジン性能は向上する。
【０００３】
しかし、実際には、エンジンが高速回転になればなる程、動弁系の構成部品の質量による慣性力のために、エンジンバルブをカムのプロフィールどおりに追従させて作動させることが困難となり、出力性能が低下する。
【０００４】
このような観点から、動弁系の構成部品の仕様等を変更するなどした際には、エンジンバルブの実際の運動量を測定して、その運動特性により動弁系部品を評価したり、エンジンバルブのカムに対する追従性等を調査したりすることが行われている。
【０００５】
この測定は、通常、エンジンバルブ又はこれに止着されているスプリングリテーナの運動をセンサにより検出することにより行われる。
この際、エンジンバルブの軸端部やスプリングリテーナが露出しているロッカアーム式の動弁機構については、支障なく測定しうるが、直動型の動弁機構においては、エンジンバルブの軸端部及びスプリングリテーナがカップ状のタペット内に位置しているため、それらの運動を直接検出するのは非常に難しい。
【０００６】
そのため従来は、エンジンのシリンダブロックよりピストンとコネクティングロッドを外して、シリンダ内のエンジンバルブの直下に、非接触型の変位センサを設け、台上に載置したエンジンをモータリングすることにより、動弁系のみを作動させて、エンジンバルブの変位量を測定している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したモータリングによる測定では、エンジンがファイアリング運転している状態でのバルブの実際の運動を測定するものではないため、シリンダ内の燃焼圧力等のエンジンバルブへの運動に与える影響などを正確に測定することはできない。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、エンジンバルブの実際の動きを、高精度で測定しうるようにした、エンジンバルブ運動量測定装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、上記課題は、次のようにして解決される。
(１)  シリンダヘッドに上下に摺動可能に保持されたエンジンバルブにおけるシリンダヘッドより突出する軸端部に、スプリングリテーナを止着し、このスプリングリテーナとシリンダヘッドとの間に、コイル状のバルブスプリングを、前記エンジンバルブの軸部を囲むように縮設してなる動弁機構に用いられるエンジンバルブ運動量測定装置であって、前記エンジンバルブの軸部とバルブスプリングとの間に形成された環状の空間部に、外周面に１次と２次よりなるコイルを巻回し、かつこのコイルの周囲を、非磁性材料であるＳＵＳ３０４よりなる磁気シールド筒をもって隠蔽してなる円筒状のボビンと、このボビン内を上下動しうる、渦電流を発生する性質を有する非磁性金属材料よりなる円筒状のコアとからなる差動トランス式の変位センサを、ボビンをシリンダヘッド側の不動部材に、かつコアの上端部を前記スプリングリテーナにそれぞれ固着することにより設ける。
【００１０】
(２)  上記(１)項において、コアを、アルミニウムまたは銅により形成する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明を適用した直動型の動弁機構の要部を示す。
【００１２】
エンジンバルブ(１)の軸部(1b)は、シリンダヘッド(９)に圧入されたバルブガイド(10)により、上下方向に摺動可能に案内され、この軸部(1b)の上端部には、半割円筒状のコッタ(２)を介してスプリングリテーナ(３)が取り付けられている。スプリングリテーナ(３)とシリンダヘッド(９)の上面に載置した座金(11)との間には、コイル状のバルブスプリング(12)が縮設されている。
【００１３】
このバルブスプリング(12)は、エンジンバルブ(１)の軸部(1b)と実質的に同軸をなし、バルブガイド(10)と軸部(1b)を囲むようにして若干の間隙を隔てて配設されている。
(13)は、バルブガイド(10)の上端部に外嵌されたリップシールで、軸部(1b)の外周面と接触することにより、過度のオイル下がりを防止している。
【００１４】
エンジンバルブ(１)の軸部(1b)の上端部には、有頂円筒形をなすタペット(４)が、スプリングリテーナ(３)を覆うようにして嵌合され、このタペット(４)の上面の凹部に嵌合したシム(５)上には、カム(図示略)が当接している。このカムが回転すると、エンジンバルブ(１)はバルブスプリング(12)の力に抗して押し下げられ、開閉運動がなされる。
【００１５】
エンジンバルブ(１)の軸部(1b)及びバルブガイド(10)と、バルブスプリング(12)との間に形成されている環状の空間には、差動トランス式の変位センサ(14)が、エンジンバルブ(１)を囲むようにして組み込まれている。
【００１６】
上記変位センサ(14)は、外周面にセンサーコイル(15)を巻回したボビン(16)と、外径がボビン(16)の内径より若干小径をなす円筒状のコア(17)とからなり、ボビン(16)は、下端の厚肉のシート部(16a)をバルブガイド(10)の上端部外周面に圧入することにより、エンジンバルブ(１)と同心的に固定されている。コア(17)は、その上端部をスプリングリテーナ(３)の下面に埋設して固定することにより、ボビン(16)と同心的に保持され、かつその下端部は、エンジンバルブ(１)の非作動時(閉弁時)においてボビン(16)内に位置するようにしてある。
【００１７】
エンジンバルブ(１)の開閉運動により、それと一体的にスプリングリテーナ(３)が上下動すると、図１の想像線で示すように、コア(17)は、ボビン(16)内に、その内面との間に若干の隙間を形成して進入するようになっている。
【００１８】
上記ボビン(16)は、ステンレス材又はベークライトにより、またコア(17)は、アルミニウムまたは銅により、それぞれ形成されている。
なお、スプリングリテーナ(３)は、その重量をコア(17)の重量分だけ軽くしてあり、コア(17)を取付けたことによる慣性質量の増加をなくしている。
【００１９】
(18)は、コイル(15)に接続された多芯リード線で、シリンダヘッド(９)の上面に形成した配線溝(19)を通して、バルブスプリング(12)の外方に導出され、その端部は、測定器本体(図示略)に接続されている。
【００２０】
(20)は、ボビン(16)とバルブスプリング(12)との間の空間部に、センサーコイル(15)を囲むようにして配設された非磁性材であるＳＵＳ３０４よりなる磁気シールド筒で、その底板(20a)をバルブガイド(10)に嵌合し、ボビン(16)のシート部(16a)をもってシリンダヘッド(９)に挾圧することにより、固定されている。
【００２１】
センサーコイル(15)は、図２に略示するように、１次コイル(15a)とその上に密着して巻回された２次コイル(15b)とからなり、かつ２次コイルの一部をダミーコイル(15c)として外部に設けることにより、分離型差動トランスを構成してある。このようにすると、ボビン(16)及びセンサーコイル(15)の全長を短寸としうる。
【００２２】
この分離型差動トランスを、例えば100−300KHZの高周波により励磁すると、非磁性のコア(17)がセンサーコイル(15)のボビン(16)内を移動する際の渦電流効果により大きな出力電圧が得られる。これにより、スプリングリテーナ(３)、すなわちこれと一体をなすエンジンバルブ(１)の運動量を、高精度で測定することができる。
【００２３】
変位センサ(14)を、ダミーコイルを用いた高周波励磁式の分離型差動トランスとしてあるから、２次コイル(15b)の巻数が少くても高出力が得られ、そのため、ボビン(16)の小型化が図れ、エンジンバルブ(１)とバルブスプリング(12)間の僅かな隙間にも収容することができる。
【００２４】
また、センサーコイル(15)の周囲が磁気シールド筒(20)により覆われているため、差動トランスへの励磁時における磁気特性が、バルブスプリング(12)の影響を受けることはなく、応答性及び出力電圧のリニアリティが良好となって、エンジンバルブ(１)の僅かな挙動をも誤差なく正確に検出することができる。
【００２５】
本発明は、変位センサ(14)の収納スペースの小さい比較的小型のエンジンに効果的に適用しうるが、収納スペースに余裕のある大型エンジンについては、通常の差動トランス式の変位センサを使用することもある。
実施例では、磁気シールド筒(20)を別体としてあるが、ボビン(16)に固着するか、それと一体的に形成してもよい。
また実施例では、直動型の動弁機構に適用した例を示しているが、ロッカアーム式の動弁機構にも適用しうるのは勿論である。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、エンジンバルブとバルブスプリングとの間の隙間に変位センサを設けたので、タペットを用いた直動型の動弁機構であっても、エンジンのファイアリング運転時のエンジンバルブの実際の運動量を支障なく正確に測定することが可能となる。
【００２７】
また、ボビンに巻回したコイルの周囲を非磁性材料であるＳＵＳ３０４よりなる磁気シールド筒により隠蔽したことにより、差動トランスの磁気特性がバルブスプリングの影響を受けるのが防止され、応答性及び出力電圧のリニアリティが良好となって、エンジンバルブの僅かな挙動をも高精度で測定しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例を適用した直動型の動弁機構の要部の拡大縦断正面図である。
【図２】  同じく差動トランスの概略図である。
【符号の説明】
(１)エンジンバルブ
(1b)軸部
(２)コッタ
(３)スプリングリテーナ
(４)タペット
(５)シム
(６)カム
(７)シリンダ
(９)シリンダヘッド
(10)バルブガイド
(11)座金
(12)バルブスプリング
(13)リップシール
(14)変位センサ
(15)センサーコイル
(16)ボビン
(16a)シート部
(17)コア
(18)多芯リード線
(19)配線溝
(20)磁気シールド筒
(20a)底板
【図１】
0003643966.tif 000002
【図２】
0003643966.tif 000003