JP5014183B2 - Engine valve displacement measuring device and engine equipped with the same - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンの動弁機構に組み込まれたエンジンバルブの変位を、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変位測定装置、及びそれを備えるエンジンに関する。 The present invention relates to a displacement measuring device capable of measuring a displacement of an engine valve incorporated in a valve mechanism of an engine in a firing state by an actual engine, and an engine including the same.
エンジンを高出力化する手段の一つとして、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常に追従するようにすれば、最高回転数を高めることが可能となり、エンジンの出力性能は向上する。
Increasing the engine's permissible rotational speed is an effective way to increase the engine's output, but the increase in the permissible rotational speed is naturally limited due to the problem of followability of the valve system parts to the cam. .
In other words, the opening and closing movement of the engine valve is preset by the cam profile, and if the engine valve always follows the profile, the maximum engine speed can be increased and the engine output performance is improved. To do.
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、所期の出力性能を確保できない。 However, in practice, the higher the engine speed, the more difficult it is to operate the engine valve following the cam profile due to the inertial force due to the mass of the valve system components. Output performance cannot be secured.
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変位を測定して、その変位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。 From this point of view, when the specifications of the valve system components are changed, the actual displacement of the engine valve is measured, and the valve system parts are evaluated based on the displacement characteristics. In some cases, the follow-up performance to the cam is investigated.
本願の出願人らは、エンジンの動弁機構に、差動トランス式の変位センサを組み込み、エンジンバルブの変位を、ファイアリング状態で正確に測定しうる変位測定装置を開発し、先に特許出願している(特許文献1参照)。
上記特許文献に記載されたエンジンバルブの変位測定装置においては、変位センサを構成している、外周面にセンサーコイルが巻回されたボビン、及びボビン内に入り込むコアが、エンジンバルブとバルブスプリングとの間の限られた環状空間内に組み込まれているため、バルブスプリングの内径の小さな小型のエンジンに変位センサを組み込むのは困難であった。 In the engine valve displacement measuring device described in the above-mentioned patent document, a bobbin having a sensor coil wound around an outer peripheral surface and a core that enters the bobbin are included in the engine valve, the valve spring, and the displacement sensor. Therefore, it is difficult to incorporate a displacement sensor into a small engine having a small inner diameter of a valve spring.
すなわち、小型のエンジンに変位センサを組み込もうとすると、ボビンの外周面に巻回される1次と2次よりなるセンサーコイルの巻き数やコイル径、コアの移動ストローク等が制限されたり、センサーコイルがバルブスプリングと近接し、差動トランスの磁気特性がバルブスプリングに影響されたりして、測定誤差が発生するという問題がある。 That is, if a displacement sensor is to be incorporated in a small engine, the number of primary and secondary sensor coils wound around the outer peripheral surface of the bobbin, the coil diameter, the movement stroke of the core, etc. are limited, There is a problem that a measurement error occurs due to the sensor coil being close to the valve spring and the magnetic characteristics of the differential transformer being influenced by the valve spring.
また、センサーコイルが巻回されたボビンをバルブスプリングの内側に収容すると、それに配線したリード線をバルブスプリングの外方に導出するために、シリンダヘッドに加工を施す必要があり、既存のエンジンに、変位測定装置を簡単に組み込むことができないという問題もある。 In addition, when the bobbin around which the sensor coil is wound is housed inside the valve spring, it is necessary to process the cylinder head in order to lead the lead wire wired to the outside of the valve spring. There is also a problem that the displacement measuring device cannot be easily incorporated.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、小型のエンジンにも容易に組み込み、エンジンバルブの変位を高精度で測定することができ、かつ既存のエンジンに殆ど加工を施すことなく、簡単に組み込みうるようにした、エンジンバルブの変位測定装置、及びそれを備えるエンジンを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, can be easily incorporated into a small engine, can measure the displacement of an engine valve with high accuracy, and does not substantially process an existing engine, An object of the present invention is to provide an engine valve displacement measuring device that can be easily incorporated, and an engine including the same.
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対向面間に、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の変位測定装置であって、外周面にセンサーコイルが巻回されたボビンと、このボビンの内周面に沿って上下動しうる円筒状のコアとからなる変位センサを、ボビンまたはそれを支持する支持筒を前記シリンダヘッドに、かつコアの上端部を、前記バルブスプリングの外側において前記スプリングリテーナに、それぞれエンジンバルブと同心をなすように固定することにより、バルブスプリングを囲むようにして設ける。
According to the present invention, the above problem is solved as follows.
(1) A spring retainer is fastened to the shaft end protruding from the cylinder head of the engine valve that is slidably supported by the cylinder head up and down, and is coiled between the opposing surfaces of the spring retainer and the cylinder head. An engine valve displacement measuring device used in a valve operating mechanism in which a valve spring of the engine valve is contracted so as to surround the shaft portion of the engine valve, and a bobbin having a sensor coil wound around an outer peripheral surface thereof, A displacement sensor comprising a cylindrical core that can move up and down along the inner peripheral surface of the bobbin, a bobbin or a support cylinder that supports the displacement sensor on the cylinder head, and an upper end of the core on the outside of the valve spring Enclose the valve spring by fixing it to the spring retainer so as to be concentric with the engine valve. Provided.
(2)上記(1)項において、ボビンまたはそれを支持する支持筒の下端に、内向環状片を連設し、この内向環状片を、シリンダヘッドの上面に設けた、バルブスプリングの下端部を保持する環状凹溝に嵌合し、かつ内向環状片の上面にバルブスプリングの下端を当接して強圧することにより、ボビンをシリンダヘッドに固定する。 (2) In the above item (1), the lower end of the valve spring, in which an inward annular piece is connected to the lower end of the bobbin or the supporting cylinder that supports the bobbin, and the inward annular piece is provided on the upper surface of the cylinder head, The bobbin is fixed to the cylinder head by fitting into the annular groove to be held and applying a strong pressure by contacting the lower end of the valve spring to the upper surface of the inward annular piece.
(3)上記(1)または(2)項において、コアを、渦電流を発生する性質を有する非磁性金属材料により形成し、かつセンサーコイルを、1次コイルと2次コイルとからなるものとすることにより、変位センサを、渦電流効果型の差動トランスとする。 (3) In the above item (1) or (2), the core is formed of a nonmagnetic metal material having a property of generating eddy current, and the sensor coil is composed of a primary coil and a secondary coil. Thus, the displacement sensor is an eddy current effect type differential transformer.
(4)上記(3)項において、センサーコイルと同調するダミーコイルを外部に設けることにより、変位センサを、分離型差動トランスとする。 (4) In the above item (3), the displacement sensor is a separation-type differential transformer by providing a dummy coil external to the sensor coil.
(5)上記(3)または(4)項において、変位センサを、高周波励磁式の差動トランスとする。 (5) In the above item (3) or (4), the displacement sensor is a high-frequency excitation type differential transformer.
(6)上記(3)〜(5)項のいずれかにおいて、コアを、アルミニウムにより形成する。 (6) In any one of the above items (3) to (5), the core is formed of aluminum.
(7)上記(1)〜(6)項のいずれかにおいて、センサーコイルの外周面と、コアとバルブスプリング間におけるボビンの内周面側の少なくともいずれか一方を、非磁性金属材料よりなるシールド筒により覆う。 (7) In any one of the above items (1) to (6), at least one of the outer peripheral surface of the sensor coil and the inner peripheral surface side of the bobbin between the core and the valve spring is a shield made of a nonmagnetic metal material. Cover with a cylinder.
(8)上記(1)〜(6)項のいずれかにおいて、センサーコイルの外周面と、コアとバルブスプリング間におけるボビンの内周面側の少なくともいずれか一方を、高透磁性金属材料よりなるシールド筒により覆う。 (8) In any one of the above items (1) to (6), at least one of the outer peripheral surface of the sensor coil and the inner peripheral surface side of the bobbin between the core and the valve spring is made of a highly permeable metal material. Cover with a shield tube.
(9)上記(7)または(8)項において、シールド筒を、ボビンを支持する支持筒に一体的に設ける。 (9) In the above item (7) or (8), the shield cylinder is provided integrally with the support cylinder that supports the bobbin.
(10)本発明のエンジンは、上記(1)〜(9)項のいずれかに記載のエンジンバルブの変位測定装置を備えている。 (10) An engine of the present invention includes the engine valve displacement measuring device according to any one of the above items (1) to (9).
請求項1記載の発明によれば、変位センサを、バルブスプリングを囲むようにして設けてあるので、変位測定装置を、小型のエンジンにも容易に組み込むことができる。
また、変位センサをバルブスプリングの外側に設けると、センサーコイルの巻き数やコイル径、コアの移動ストローク等を大としうるので、1次及び2次コイルの巻き数が少なくても、直線性のある出力電圧を得られ、エンジンバルブの変位を、誤差なく正確に測定することができる。
しかも、コイルの巻き数を少なくして、その厚さを薄くしうるので、変位測定装置の設置スペースを最小限とすることができる。
さらに、変位センサをバルブスプリングの外側に設けると、上下方向の設置スペースに余裕ができるので、計測長を長くとれる。
According to the first aspect of the present invention, since the displacement sensor is provided so as to surround the valve spring, the displacement measuring device can be easily incorporated into a small engine.
Further, if the displacement sensor is provided outside the valve spring, the number of turns of the sensor coil, the coil diameter, the movement stroke of the core, etc. can be increased, so that even if the number of turns of the primary and secondary coils is small, the linearity A certain output voltage can be obtained, and the displacement of the engine valve can be accurately measured without error.
In addition, since the number of turns of the coil can be reduced and the thickness thereof can be reduced, the installation space for the displacement measuring device can be minimized.
Furthermore, if the displacement sensor is provided outside the valve spring, the installation space in the vertical direction can be afforded, so that the measurement length can be increased.
請求項2記載の発明によれば、ボビンまたはそれを支持する支持体は、バルブスプリングのばね力を利用して、シリンダヘッドの上面に設けた、バルブスプリングの下端を保持する環状凹溝内に固定されているので、ボビンをシリンダヘッドに固定する固定手段を用いたり、シリンダヘッドに加工を施したりする必要がなく、変位測定装置を、既存のエンジンに簡単に組み込むことができる。 According to the second aspect of the present invention, the bobbin or the support body that supports the bobbin is provided in the annular concave groove that is provided on the upper surface of the cylinder head and that holds the lower end of the valve spring by using the spring force of the valve spring. Since it is fixed, there is no need to use a fixing means for fixing the bobbin to the cylinder head or to process the cylinder head, and the displacement measuring device can be easily incorporated into an existing engine.
請求項3記載の発明によれば、変位センサを、渦電流効果型の差動トランスとしたことにより、コアを薄肉として軽量化し、慣性質量を小さくしうるので、エンジンバルブの挙動や変位の測定に影響を与える恐れが小さくなる。 According to the third aspect of the present invention, since the displacement sensor is an eddy current effect type differential transformer, the core can be made thin and light, and the inertial mass can be reduced. The risk of impacting is reduced.
請求項4記載の発明によれば、変位センサを、分離型差動トランスとしてあるので、ボビン及びそれに巻回されたセンサーコイルの上下寸法が小さくなり、変位センサの小型化が図れる。
According to the invention described in
請求項5記載の発明によれば、変位センサを、高周波励磁式の差動トランスとすることにより、センサーコイルの巻き数が少なくても、リニアリティに優れ、直線性のよい出力電圧が得られるので、エンジンバルブの変位を、誤差なく正確に測定することができる。 According to the fifth aspect of the invention, since the displacement sensor is a high-frequency excitation type differential transformer, an output voltage with excellent linearity and good linearity can be obtained even if the number of turns of the sensor coil is small. The displacement of the engine valve can be accurately measured without error.
請求項6記載の発明によれば、コアをアルミニウムとすると、表層に渦電流がが発生し易くなるので、センサーコイルからの出力電圧が高くなり、エンジンバルブの変位を、より正確に測定しうる。
また、スプリングリテーナに固定されるコアの慣性質量が小さくなるので、エンジンバルブの挙動や変位の測定に影響を及ぼす恐れがより小さかなる。
According to the sixth aspect of the present invention, when the core is made of aluminum, eddy current is likely to be generated on the surface layer, so that the output voltage from the sensor coil is increased and the displacement of the engine valve can be measured more accurately. .
In addition, since the inertial mass of the core fixed to the spring retainer is reduced, the risk of affecting the behavior of the engine valve and the measurement of displacement is reduced.
請求項7記載の発明によれば、センサーコイルの磁束により、非磁性金属材料よりなるシールド筒に渦電流が発生し、センサーコイルの磁気特性が、バルブスプリングまたは直動型動弁機構におけるタペットの影響を受けにくくなるので、エンジンバルブの僅かな挙動をも高精度で測定することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, an eddy current is generated in the shield cylinder made of a non-magnetic metal material by the magnetic flux of the sensor coil, and the magnetic characteristics of the sensor coil are that of the tappet in the valve spring or the direct acting valve mechanism. Since it is less susceptible to influence, even a slight behavior of the engine valve can be measured with high accuracy.
請求項8記載の発明によれば、センサーコイルの磁束の殆どが、高透磁性金属材料よりなるシールド筒に引き付けられるので、センサーコイルの磁気特性が、バルブスプリングまたは直動型動弁機構におけるタペットの影響を受けにくくなり、エンジンバルブの僅かな挙動をも高精度で測定することができる。 According to the eighth aspect of the invention, since most of the magnetic flux of the sensor coil is attracted to the shield cylinder made of a highly permeable metal material, the magnetic characteristic of the sensor coil is a tappet in a valve spring or a direct acting valve mechanism. This makes it possible to measure even a slight behavior of the engine valve with high accuracy.
請求項9記載の発明によれば、シールド筒を固定する固定手段が不要となるとともに、支持筒に、センサーコイルが巻回されたボビンとシールド筒を予め組み付けてユニット化し、支持筒のみを、シリンダヘッドに固定すればよいので、組付工数が削減され、かつ組付誤差が発生する恐れもない。 According to the ninth aspect of the present invention, a fixing means for fixing the shield cylinder is not necessary, and the bobbin around which the sensor coil is wound and the shield cylinder are assembled in a unit into the support cylinder, and only the support cylinder is obtained. Since it only has to be fixed to the cylinder head, the number of assembling steps can be reduced and there is no possibility of causing an assembling error.
請求項10記載の発明によれば、小型のエンジンにおいても、それに組み込まれた変位測定装置により、ファイアリング運転時のエンジンバルブの実際の変位量を、外部から正確に測定することができる。 According to the tenth aspect of the present invention, even in a small engine, the actual displacement amount of the engine valve during the firing operation can be accurately measured from the outside by the displacement measuring device incorporated therein.
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の変位測定装置の第1の実施形態を備えるエンジンにおける直動型の動弁機構を示す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a direct-acting valve operating mechanism in an engine provided with a first embodiment of a displacement measuring device of the present invention.
エンジンバルブ1の軸部1aは、エンジンのシリンダヘッド2に圧入されたバルブガイド3に、上下に摺動可能に嵌合され、軸部1aの上端部外周面に形成された環状溝4には、半割円筒状の1対のコッタ5、5を介して、例えばアルミニウム合金製のスプリングリテーナ6が、実質的にエンジンバルブ1と一体的に止着されている。
A
シリンダヘッド2の上面には、バルブスプリング9の下端部が径方向に移動するのを規制するための上方に開口する環状凹溝7が、エンジンバルブ1と同心的に形成され、この環状凹溝7に嵌挿された座金8と、スプリングリテーナ6における外周部のばね受けフランジ部6aとの間には、コイル状のバルブスプリング9が、エンジンバルブ1の軸部1aを囲むようにして、それと同心的に縮設されている。
On the upper surface of the
シリンダヘッド2の上面上に若干突出しているバルブガイド3の上端部には、過度のオイル下がりを防止するリップシール10が、上端部の内周面が軸部1aの外周面に接触するようにして圧嵌されている。
At the upper end of the
エンジンバルブ1の軸部1aの上端部には、例えばアルミニウム合金よりなる有頂円筒形のタペット11が、スプリングリテーナ6を覆うように、かつ下面中央に突設された下向突部11aの下端を、軸部1aの上端に当接させて嵌合され、このタペット11における円筒形のスカート部11bは、シリンダヘッド2と一体をなすガイド部12の嵌合孔13に上下に摺動可能に嵌合されている。
At the upper end of the
タペット11の上面には、カム14が当接しており、このカム14が回転することにより、タペット11を介して、エンジンバルブ1がバルブスプリング9のばね力に抗して押し下げられ、開閉運動させられる(図2参照)。
A
バルブスプリング9の外周面と、シリンダヘッド2におけるガイド部12の嵌合孔13及びタペット11のスカート部11bの内面との間に形成されている環状空間には、差動トランス式の変位センサ15が組み込まれている。
In an annular space formed between the outer peripheral surface of the
上記変位センサ15は、外周面にセンサーコイル16が巻回された円筒形のボビン17と、外径がボビン17の内径より若干小径をなす円筒形のコア18とを備え、コア18の上端部は、スプリングリテーナ6におけるばね受けフランジ部6aの外周面の下半部に形成された小径部6bに、エンジンバルブ1と同心をなすように下方より圧嵌されている。
The
ボビン17は、次のようにして、実質的にシリンダヘッド2の上面に固定されている。
シリンダヘッド2の上面の環状凹溝7には、バルブスプリング9を覆いうる径の支持筒19の下端に連設された内向環状片19aが、上記座金8の下方に位置するようにして、がたなく嵌合され、内向環状片19aを、バルブスプリング9のばね力をもって下方に強圧することにより、支持筒19は、シリンダヘッド2の上面に、エンジンバルブ1と同心的に固定されている。なお、座金8を省略し、内向環状片19aの上面に、バルブスプリング9の下端を直接圧接させてもよい。
The
In the
支持筒19の上端には、センサーコイル16の外周面を覆いうる、支持筒19よりも若干大径のシールド筒20が一体的に連設され、このシールド筒20内に、ボビン17が、エンジンバルブ1及びコア18と同心をなすようにして、センサーコイル16と共に固定されている。
A
エンジンバルブ1の非作動時(閉弁時)において、コア18の下端部は、ボビン17の上端部内に位置し、この位置から、エンジンバルブ1が最大リフトまで押し下げられると、スプリングリテーナ6と一体をなすコア18は、図2に示すように、ボビン17内を、その内周面との間に若干の隙間を形成しつつ、下端部まで進入するようになる。
また、タペット11のスカート部11bは、シールド筒20の外周面と近接する外側を、センサーコイル16の上半部を囲む位置まで下降する。
When the
Further, the
上述したボビン17は、例えば耐熱性を有するベークライトやポリイミド樹脂等により、またコア18は、例えばアルミニウム、銅などの、厚さが0.5mm〜2mm程度の非磁性金属材料により、それぞれ形成されている。
なお、スプリングリテーナ6は、その重量をコア18の重量分だけ軽くしてあり、コア18を取付けたことによる慣性質量の増加をなくしている。
The above-described
The
上記支持筒19とシールド筒20は、非磁性金属材料である、例えばオーステナイト系ステンレス鋼(SUS304)や銅、または高透磁性金属材料である、例えばパーマロイやアモルファス等を深絞り加工することにより、一体的に形成されている。
The
ボビン17に巻回されたセンサーコイル16は、図3に略示するように、1次コイル16aと2次コイル16bとを層状に巻回したものよりなり、このセンサーコイル16には、それと同調するように外部に設けられたダミーコイル(基準コイル)21が接続されている。これにより、分離型差動トランスを構成している。このように、センサーコイル16と同調するダミーコイル21を設けると、ボビン17及びそれに巻回されたセンサーコイル16の上下寸法を短寸としうる。
The
図1に示すように、センサーコイル16に接続された多芯リード線22は、エンジンのロッカカバー(図示略)を通して外部に導出され、測定器本体(図示略)に接続されている。
As shown in FIG. 1, the
この分離型差動トランスにおけるセンサーコイル16とダミーコイル21間に、例えば100−300KHZの高周波交流電流を印加し、それらを励磁すると、非磁性金属材料よりなるコア18が、センサーコイル16が巻回されたボビン17内を移動する際の渦電流効果、すなわち、コア18に流れる渦電流が、その移動ストロークに応じて増減し、その際に、渦電流損が比例的に発生することにより、センサーコイル16の出力電圧も比例的に変化する。
このセンサーコイル16の出力電圧の変化を、ダミーコイル21の基準電圧と比較し、変位量に換算することにより、スプリングリテーナ6、すなわち、これと実質的に一体をなすエンジンバルブ1の上下方向の変位量(バルブリフト)を測定することができる。
Between the
The change in the output voltage of the
この際、タペット11のスカート部11bが、センサーコイル16を覆うように下降することにより、変位センサ15の磁気特性に悪影響を与えることが考えられるが、センサーコイル16の外周面は、シールド筒20により覆われているので、タペット11のスカート部11bや、センサーコイル16と接近しているシリンダヘッド2のガイド部12の影響を受けることがなく、変位センサ15の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測定することが可能となる。
At this time, it is conceivable that the
上記シールド筒20に、アルミニウム等の非磁性金属材料を用いた際には、センサーコイル16の磁束により、シールド筒20に渦電流が発生し、磁束がタペット11のスカート部11b側に拡散するのが防止される。
一方、シールド筒20に、パーマロイ等の高透磁性金属材料を用いると、センサーコイル16の磁束の殆どが、シールド筒20に引き付けられるので、上記と同様、タペット11のスカート部11b側に磁束が拡散するのが防止される。
このようなシールド筒20の作用により、変位センサ15の磁気特性が、タペット11の影響を受けるのが防止され、エンジンバルブ1の変位を正確に測定することができる。
When a non-magnetic metal material such as aluminum is used for the
On the other hand, when a highly permeable metal material such as permalloy is used for the
By such an action of the
図4は、本発明の変位測定装置の第2の実施形態を備える動弁機構を示す。なお、上記実施形態と同様の部材には、それと同じ符号を付すにとどめ、詳細な説明を省略する。 FIG. 4 shows a valve operating mechanism provided with the second embodiment of the displacement measuring apparatus of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member similar to the said embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted.
第2の実施形態の変位測定装置においては、バルブスプリング9とコア18との間の環状空間に、上記シールド筒20と同材質の第2のシールド筒23を、ボビン17の内周面側を覆いうるように設けたものである。
すなわち、シールド筒23の下端に連設された内向環状片23aを、座金8と支持筒19の内向環状片19aとの間に挟入し、バルブスプリング9のばね力により保持することにより、シールド筒23は、バルブスプリング9の外周面とコア18の内周面とに近接するようにして、エンジンバルブ1と同心的に固定されている。
In the displacement measuring apparatus according to the second embodiment, the
That is, the inward
このように、バルブスプリング9とコア18との間に、ボビン17の内周面側を覆う第2のシールド筒23を設けると、上記と同様の作用により、変位センサ15の磁気特性が、バルブスプリング9の影響をも受けにくくなるので、エンジンバルブ1の変位量を、上記第1の実施形態よりも高精度で測定することができる。
なお、第2のシールド筒23は、支持筒19の内面に溶接するなどして一体化するか、または支持筒19と一体成形してもよい。
As described above, when the
The
図5は、本発明の変位測定装置の第3の実施形態を備える動弁機構を示す。
この第3の実施形態では、支持筒19の上端部に拡径部19bを連設するとともに、コア18の最大下降ストロークに対応する上下寸法とされたボビン17の下端に、下向筒部17aを連設し、この下向筒部17aを、上記拡径部19bに圧嵌し、かつセンサーコイル16の外周面を、支持筒19と別体をなすシールド筒24により覆ってある。
FIG. 5 shows a valve operating mechanism provided with a third embodiment of the displacement measuring apparatus of the present invention.
In the third embodiment, a diameter-enlarged
このように、シールド筒24を支持筒19と分離させるとともに、支持筒19をセンサーコイル16の下方に位置させると、変位センサ15の磁気特性が、支持筒19の影響を受けにくくなり、高精度の測定が可能となる。
また、支持筒19を、安価な材料により製造しうるなど、その材料の選択幅が拡がる。
As described above, when the
Moreover, the
図6は、本発明の変位測定装置の第4の実施形態を備える動弁機構を示す。
この第4の実施形態では、ボビン17の下端に支持筒19を連設し、センサーコイル16の外周面を、別体のシールド筒25により覆ってある。
このようにすると、ボビン17と支持筒19とを別々に成形する必要がないので、コスト低減が図れる。
なお、図示は省略するが、第3及び第4の実施形態においても、第2の実施形態と同様の第2のシールド筒23を設けてもよい。
FIG. 6 shows a valve operating mechanism provided with the fourth embodiment of the displacement measuring apparatus of the present invention.
In the fourth embodiment, a
In this way, it is not necessary to form the
In addition, although illustration is abbreviate | omitted, also in 3rd and 4th embodiment, you may provide the
以上説明したように、上記実施形態の変位測定装置は、いずれも、差動トランス式の変位センサ15を、バルブスプリング9の外側に、それを囲むようにして設けてあるので、バルブスプリング9の内径の小さな小型のエンジンにも容易に組み込むことができる。
As described above, in each of the displacement measuring devices of the above-described embodiment, the differential transformer
しかも、変位センサ15を、ダミーコイル21を用いた高周波励磁式の分離型差動トランスとしているので、高い出力が得られる。従って、センサコイル16の巻き数を最小限として、ボビン17を小型化することができ、バルブスプリング9とシリンダヘッド2のガイド部12間の小さな環状空間に容易に収容することができる。
In addition, since the
また、変位センサ15をバルブスプリング9の外側に設けると、センサーコイル16の巻き数やコア18のストロークを大としうるので、センサーコイル16からの出力を高めることが可能となり、エンジンバルブ1の変位を、誤差なく正確に測定することができる。
If the
本発明は、タペット11を用いないロッカーアーム式の動弁機構にも適用しうるが、このロッカーアーム式の動弁機構に適用すると、バルブスプリング9の外方は大きく開放されているので、センサーコイル16の巻き数を増加して、エンジンバルブ1の変位を、より高精度で測定することが可能となる。
The present invention can also be applied to a rocker arm type valve mechanism that does not use the
センサーコイル16が巻回されたボビン17は、バルブスプリング9の外側において、そのばね力によりシリンダヘッド2の上面に固定された支持筒19に設けられているので、ボビン17をシリンダヘッド2に固定する固定手段や加工が不要であるとともに、コア18も、スプリングリテーナ6の外周部の小径部6bに圧嵌しているのみであるので、変位測定装置を、既存のエンジンに容易に組み込むことができる。
The
しかも、支持筒19と変位センサ15とを、予め組み付けてユニット化し、支持筒19の下端の内向環状片19aを、単にシリンダヘッド2の上面に形成された環状凹溝7に嵌合して、バルブスプリング9のばね力により押さえるのみでよいので、組付誤差が生じることがない。
Moreover, the
上記実施形態では、支持筒19またはボビン17の下端部を、バルブスプリング9のばね力により固定しているが、それらを、シリンダヘッド2の上面に、ねじ等の固定手段により固定することもある。
In the above embodiment, the lower end portion of the
本発明を、ロッカーアーム式の動弁機構に適用する際には、外側のシールド筒20、24、25を省略し、内側の第2のシールド筒23のみとすることもある。
When the present invention is applied to a rocker arm type valve operating mechanism, the
上記実施形態では、コア18に、渦電流の発生し易い非磁性金属材料を用い、渦電流損を生じさせて、エンジンバルブ1の変位を測定しているが、通常の差動トランス式の変位センサを使用することもできる。この際には、コア18を、鉄等の高透磁性材料とすればよい。
In the above embodiment, the
1 エンジンバルブ
1a 軸部
2 シリンダヘッド
3 バルブガイド
4 環状溝
5 コッタ
6 スプリングリテーナ
6a ばね受けフランジ部
6b 小径部
7 環状凹溝
8 座金
9 バルブスプリング
10 リップシール
11 タペット
11a 下向突部
11b スカート部
12 ガイド部
13 嵌合孔
14 カム
15 変位センサ
16 センサーコイル
16a 1次コイル
16b 2次コイル
17 ボビン
17a 下向筒部
18 コア
19 支持筒
19a 内向環状片
19b 拡径部
20 シールド筒
21 ダミーコイル
22 多芯リード線
23 第2のシールド筒
23a 内向環状片
24 シールド筒
25 シールド筒
DESCRIPTION OF
Claims (10)
外周面にセンサーコイルが巻回されたボビンと、このボビンの内周面に沿って上下動しうる円筒状のコアとからなる変位センサを、ボビンまたはそれを支持する支持筒を前記シリンダヘッドに、かつコアの上端部を、前記バルブスプリングの外側において前記スプリングリテーナに、それぞれエンジンバルブと同心をなすように固定することにより、バルブスプリングを囲むようにして設けたことを特徴とするエンジンバルブの変位測定装置。 A spring retainer is fastened to the shaft end protruding from the cylinder head of the engine valve that is slidably held up and down by the cylinder head, and a coiled valve spring is provided between the opposing surfaces of the spring retainer and the cylinder head. Is a displacement measuring device for an engine valve used in a valve operating mechanism that is contracted so as to surround the shaft portion of the engine valve,
A displacement sensor consisting of a bobbin having a sensor coil wound around its outer peripheral surface and a cylindrical core that can move up and down along the inner peripheral surface of this bobbin, and a bobbin or a support cylinder that supports it as a cylinder head. And measuring the displacement of the engine valve by surrounding the valve spring by fixing the upper end of the core to the spring retainer outside the valve spring so as to be concentric with the engine valve. apparatus.
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