JP2000283317A - 機関弁の電磁駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アーマチュアを保持するための各電磁石への
通電を制限して電力消費量を低減すると共に、各電磁石
から永久磁石への磁力線の流入を規制して、該永久磁石
の減磁作用による耐久性の低下を防止する。 【解決手段】 ケーシング２８のそれぞれ内方へほぼコ
字形状に折曲された上下の内筒部３３、３４を、各電磁
石３０、３１の鉄心として構成する。アーマチュア２９
を、吸気弁２３に連係した円板状のディスク部２９ａと
外周面が永久磁石３２の内周面に対向する外筒部とから
構成し、該外筒部の外周面と永久磁石の内周面との間に
微小な第１エアギャップ４２を形成すると共に、該外筒
部の内周面と前記内筒部の外周面との間に、第２エアギ
ャップ４３を形成した。さらに、各内筒部の上下面とデ
ィスク部の上下面との間に、吸気弁の開閉時に相対的に
小さく創成される第３エアギャップ４４ａ，４４ｂを形
成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車用内
燃機関の機関弁である吸排気弁を主として電磁力で開閉
駆動する電磁駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の電磁駆動装置としては、
例えば特開平８−２１２２０号公報や米国特許第４、７
７９５８２号公報に記載されているものが知られてい
る。

【０００３】概略を説明すれば、前者の従来例は、機関
のシリンダヘッドに摺動自在に設けられた吸気弁と、該
吸気弁を開閉駆動する電磁駆動機構とを備えている。

【０００４】前記吸気弁は、吸気ポートの開口端を開閉
する傘部と、該傘部の上端部に一体に設けられたバルブ
ステムとを有している。

【０００５】前記電磁駆動機構は、シリンダヘッド上に
固定されたケーシング内に挿通されたバルブステムの上
端部に円板状のアーマチュアが固定されていると共に、
ケーシングの内部上下位置に前記アーマチュアを吸引し
て吸気弁を開閉作動させる閉弁用電磁石及び開弁用電磁
石が配置されている。

【０００６】また、ケーシングの上壁とアーマチュアの
上面並びにシリンダヘッド上面とアーマチュアの下面と
の間には、それぞれ吸気弁を開閉方向へ付勢する開弁側
スプリング閉弁側スプリングが弾持されている。さら
に、前記各電磁石は、夫々のコイルに増幅器を介して電
子制御ユニットからの制御電流が出力されるようになっ
ている。この電子制御ユニットは、機関回転数センサや
閉弁用電磁石の温度検出センサからの検出信号に基づい
て両電磁石の通電量を制御するようになっている。

【０００７】そして、前記２つのスプリングのばね力と
２つの電磁石による吸引力とによって、各スプリングに
蓄力して位置エネルギーとして保持し、電磁力の開放、
吸引を交互に繰り返すことによって吸気弁を開閉駆動さ
せるようになっている。

【０００８】一方、後者の従来例は、図６に示すよう
に、シリンダヘッド１の上端部に設けられて吸気弁２を
電磁力によって開閉駆動する電磁駆動機構３は、上端が
閉塞された磁性材の円筒状のケーシング４と、該ケーシ
ング４の内部に上下動自在に設けられた縦断面Ｈ形のア
ーマチュア５と、該アーマチュア５を挟んだ上下位置に
配設された開弁、閉弁用の電磁石６、７と、ケーシング
４の内周面のほぼ中央位置に固定されて、アーマチュア
５を上下の移動位置に保持する円筒状の永久磁石８と、
前記アーマチュア５を介して吸気弁１を開閉方向の中立
位置に保持する開弁側、閉弁側のスプリング９、１０と
から主として構成されている。

【０００９】前記アーマチュア５は、中央に吸気弁２の
バルブステム２ａの上端部が一体に固定された円板状の
ディスク部５ａと、該ディスク部５ａの外周縁に一体に
設けられた外筒部５ｂとから構成されている。また、前
記各電磁石６、７は、それぞれの円筒状の鉄心６ａ、７
ａの上下面が前記アーマチュア５の外筒部５の上下面に
対向する配置されていると共に、永久磁石８の上下位置
に電磁コイル６ｂ、７ｂが設けられている。

【００１０】そして、前者の従来例と同じく、２つのス
プリング９、１０のばね力と２つの電磁石６、７による
吸引力とによって、各スプリング９、１０に蓄力して位
置エネルギーとして保持し、電磁力の開放、吸引を交互
に繰り返すと共に、吸気弁２の最大開弁位置あるいは最
大閉弁位置において各電磁石６、７の電磁コイル６ｂ、
７ｂへの通電を遮断して永久磁石８の吸引力によってア
ーマチュア５をかかる最大開閉位置に保持する一方、こ
の保持状態を解除する際には、各電磁石６、７に逆磁界
をかけて、前記各スプリング９、１０のばね力によって
吸気弁２を開閉駆動させるようになっている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
従来例にあっては、吸気弁の開閉時に各電磁石に交互に
通電して、各開閉弁側スプリングのばね力に打ち勝って
アーマチュアを吸引すると共に、そのまま通電を継続し
てこの最大開閉弁状態を保持するようになっているた
め、電力消費量が大きくなり、結果的に機関の負荷およ
び燃料消費量が多くなるといった技術的課題を招いてい
る。

【００１２】一方、後者の従来例にあっては、前述のよ
うに、吸気弁１の最大開閉時には、各電磁石６、７への
通電を一時的に遮断して永久磁石８の磁力を利用して保
持することにより全体的な電力消費量を抑制することが
できるものの、各電磁石６、７の磁界が永久磁石８を通
る構成になっているため、該永久磁石８が減磁されやす
くなる。

【００１３】すなわち、各電磁石６、７は、電磁コイル
６ｂ、７ｂがそれぞれ関連を有さず巻線は互いに接続さ
れることなく独立して巻回されており、したがって、電
磁石６、７は、永久磁石８の磁界を打ち消すために各電
磁コイル６ｂ、７ｂに通電されると、磁力線が例えば図
中矢印で示すように、ケーシング４の外周部４ａから永
久磁石８の外周面側のＮ極から内部を通って内周面側の
Ｓ極に至り、さらにアーマチュア５の外筒部５ｂを通過
して鉄心７ａの内部を通って、ここからケーシング４の
外周部４ａに戻る、といった磁路を構成する。このた
め、永久磁石８の磁界を打ち消すための各電磁コイル６
ｂ、７ｂへの通電時には、永久磁石８に逆磁界が作用す
るため、該永久磁石８が減磁され易くなり、耐久性が著
しく低下するおそれがある。

【００１４】また、前述のように、電磁石６、７の磁力
線が、永久磁石８を通る構成となっていることから、磁
路抵抗が大きくなり、保持解除のための電力消費量が多
くなるといった新たな技術的課題を招来している。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の電
磁駆動装置の技術的課題に鑑みて案出されたもので、請
求項１記載の発明は、磁性材のケーシング内に上下動自
在に配置されて、機関弁と連係するアーマチュアと、前
記ケーシングの内部上下位置に配置されて、前記アーマ
チュアを吸引して機関弁を開閉作動させる開弁用、閉弁
用の電磁石と、前記ケーシングの内周面に固定されて、
前記アーマチュアを上下動位置に保持する永久磁石と、
前記機関弁を開閉方向の中立位置に保持するばね部材と
を備えた機関弁の電磁駆動装置であって、前記ケーシン
グの内部上下位置に上下方向に沿ってケーシングと一体
に設けられた各内筒部を、前記各電磁石の鉄心として構
成すると共に、前記アーマチュアを、機関弁に連係した
円板状のディスク部と該ディスク部の外周縁に一体に設
けられて外周面が前記永久磁石の内周面に対向する外筒
部とから構成し、かつ該外筒部の外周面と前記永久磁石
の内周面との間に微小な第１エアギャップを形成すると
共に、該外筒部の内周面と該内周面に対向する前記ケー
シング内筒部の外周面との間に、第２エアギャップを形
成し、さらに、前記各内筒部の上下面と該上下面に対向
する前記ディスク部の上下面との間に、機関弁の開時及
び閉時に相対的に創成される微小な第３エアギャップを
形成したことを特徴としている。

【００１６】請求項２記載の発明は、前記上下に配置さ
れた両電磁石の各電磁コイルの巻線を直列に接続すると
共に、該各巻線の巻回方向を同一に設定したこと特徴と
している。

【００１７】請求項３記載の発明は、前記機関弁の開時
または閉時において創成される前記第３エアギャップの
クリアランス幅を、前記第２エアギャップよりも小さく
設定したことを特徴としている。

【００１８】請求項４記載の発明は、前記外筒部の内周
面上下位置に、前記上下の内筒部方向へ突出した突起部
を設け、前記アーマチュアの上昇位置おいて、下側突起
部の内周面とが内周面に対向する下側内筒部の上端部外
面との間に微小隙間を形成する一方、アーマチュアの下
降位置において、上側突起部の内周面と該内周面が対向
する上側内筒部の下端部外面との間に微小隙間を形成し
たことを特徴としている。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る機関弁の電
磁駆動装置を吸気側に適用した一実施形態を示し、シリ
ンダヘッド２１内に形成された吸気ポート２２の開口端
を開閉する機関弁である吸気弁２３と、該吸気弁２３を
開閉作動させる電磁駆動機構２４と、吸気弁２３を中立
位置にばね付勢する閉弁側スプリング２５及び開弁側ス
プリング２６とを備えている。

【００２０】前記吸気弁２３は、燃焼室に臨む吸気ポー
ト２２の開口端に設けられた環状のバルブシート２２ａ
に離着座して該開口端を開閉する傘部２３ａと、該傘部
２３ａの上面中央に一体に設けられてシリンダヘッド２
１の摺動孔２１ａを摺動するバルブステム２３ｂとを備
えている。

【００２１】前記電磁駆動機構２４は、シリンダヘッド
２１上にボルト２７によって固定されたほぼ円筒状のケ
ーシング２８と、該ケーシング２８内に上下動自在に収
容された縦断面Ｈ字形状に形成されたアーマチュア２９
と、ケーシング２８内のアーマチュア２９を挟んだ上下
位置に設けられた上側の閉弁用電磁石３０及び下側の開
弁用電磁石３１と、ケーシング２８の内周面ほぼ中央位
置に固定された永久磁石３２とを備えている。

【００２２】前記ケーシング２８は、上下に２分割形成
された下側ケーシング部３３と上側ケーシング部３４が
対向する上下端のフランジを介してボルト３５により結
合されることにより全体が構成されている。前記下側ケ
ーシング部３３は、底壁の中央位置から上方へ立ち上が
った小径な内筒部３３ａを有し、この内筒部３３ａの上
端部３３ｂが外方へ逆Ｌ字形状に折曲されていると共
に、内筒部３３ａの中央に形成された円柱孔３３ｃ内に
吸気弁２３のバルブステム２３ｂの上端部が上下動自在
に遊挿されている。一方、上側ケーシング部３４は、上
壁の中央位置から下方へ垂下した同じく小径な内筒部３
４ａを有し、この内筒部３４ａの下端部３４ｂが外方へ
逆Ｌ字形状に折曲形成されていると共に、内筒部３４ａ
の中央に形成された円柱孔３４ｃの上端開口が円盤状の
カバープレート３５によって閉塞されている。

【００２３】前記アーマチュア２９は、前記各上下端部
３３ｂ、３４ｂの対向する端面３３ｄ、３４ｄの隙間Ｓ
内に配置され、円板状のディスク部２９ａと、該ディス
ク部２９ａの外周縁に一体に形成された外筒部２９ｂと
から構成されている。したがって、ディスク部２９ａの
上下面が前記各内筒部３３ａ、３４ａの上下端部３３
ｂ、３４ｂの各端面３３ｄ、３４ｄに対向配置されてい
ると共に、外筒部２９ｂの内周面２９ｃが各上下端部３
３ｂ、３４ｂの外周面に対向配置されている。また、前
記ディスク部２９ａの中央位置には、バルブステム２３
ｂの上端部がナット３６によって連結されている。

【００２４】前記各電磁石３０、３１は、各ケーシング
部３３、３４の内筒部３３ａ、３４ａによって構成され
た鉄心と、この内筒部３３ａ．３４の外周面に固定され
た電磁コイル３０ａ、３１ａとから構成されている。こ
の各電磁コイル３０ａ、３１ａは、内筒部３３ａ、３４
ａの外周面に巻線が多重に巻回されてなり、この上下電
磁コイル３０ａ、３１ａの巻線の巻回方向が同一方向に
設定されていると共に、各巻線の出入力側の各一端部３
７ａ．３７ｂが直列に接続されていると共に、各他端部
３８ａ、３８ｂが増幅器３９を介して電源４０とコント
ローラ４１に接続されている。

【００２５】このコントローラ４１は、機関回転数を検
出するクランク角センサや、機関の負荷を検出するエア
フローメータからの検出信号によって現在の機関運転状
態を検出するとともに、各電磁石３０、３１の温度を検
出する温度センサからの情報信号によって各電磁コイル
３０ａ、３１ａに制御電流を出力するようになってい
る。

【００２６】前記永久磁石３２は、円筒状に形成され
て、前記上下ケーシング部３３、３４の結合位置に跨が
って配置されていると共に、内周側がＮ極に設定されて
いる一方、外周側がＳ極に設定されている。

【００２７】そして、前記アーマチュア２９の外筒部２
９ｂの外周面と永久磁石３２の内周面３２ａとの間に、
微小な円筒状の第１エアギャップ４２が形成されている
と共に、外筒部２９ｂの内周面２９ｃと各上下端部３３
ｂ、３４ｂの外周面との間に、円筒状の第２エアギャッ
プ４３が形成されている。さらに、各上下端部３３ｂ、
３４ｂの上下端面３３ｄ、３４ｄとディスク部２９ａの
上下面との間に、吸気弁２３の開閉時にアーマチュア２
９の上下動に伴い相対的に創成される微小な第３エアギ
ャップ４４ａ，４４ｂが形成されるようにうなってい
る。すなわち、一方の第３エアギャップ４４ａは、アー
マチュア２９が最上昇移動して、吸気弁２３の傘部２３
ａがバルブシート２２ａに着座した際に、ディスク部２
９ａの上面と上側内筒部３４の下端部３４ｂの下面との
間に僅かなクリアランスをもって形成され、他方の第３
エアギャップ４４ｂは、アーマチュア２９が最下降移動
して、該アーマチュア２９のディスク部２９ａ下面が下
側内筒部３３ａの上端部３３ｂの上面に当接した際に、
この両者間に零に近いクリアランス幅をもって形成され
るようになっている。また、この第３エアギャップ４４
ａまたは４４ｂは、そのクリアランス幅が第２エアギャ
ップ４３よりも小さく設定されている。

【００２８】前記閉弁側スプリング２５は、下側内筒部
３３ａの円柱孔３３ｃ内に装着されて下端部がシリンダ
ヘッド２１上面に弾持されている一方、上端部がアーマ
チュア２９のディスク部２９ａの中央下面に弾持され
て、該アーマチュア２９を上方に付勢している。また、
開弁側スプリング２６は、上側内筒部３４の円柱孔３４
ｃ内に装着されて、上端部が前記カバープレート３５の
下面に弾持されていると共に、下端部がディスク部２９
の中央上面に弾持されて、該アーマチュア２９を下方に
付勢している。そして、この両スプリング２５、２６の
ばねセット荷重は同一に設定されており、したがって、
アーマチュア２９は、各電磁コイル３０ａ、３１ａに対
して通電されていない場合は、両スプリング２５、２６
のばね力によって隙間Ｓ内で上下の中立位置に保持され
るようになっている。

【００２９】以下、本実施形態の作用について説明す
る。まず、機関停止中において各電磁コイル３０ａ、３
１ａへの非通電時には、前述のように両開閉弁側スプリ
ング２５、２６のばね力によってアーマチュア２９を上
下中立位置に保持している。

【００３０】次に、機関が始動されて、例えば、閉弁用
電磁コイル３０ａに通電されると、該閉弁用電磁石３０
に磁力が発生して、アーマチュア２９を上方に引き付け
る力が作用する。これによって、吸気弁２３は、図２に
示すように該電磁力と閉弁側スプリング２５のばね力及
び永久磁石３２の吸引力との合成力によって速やかに上
昇して、バルブシート２２ａに傘部２３ａの上面外周部
が着座して閉弁状態となる。

【００３１】このとき、永久磁石３２は、第１エアギャ
ップ４２を介してアーマチュア２９に作用する吸引力が
開弁側スプリング２６のばね力に打ち勝ってアーマチュ
ア２９を上昇位置（閉弁位置）に保持する力を備えてい
る。すなわち、吸気弁２３のかかる閉弁状態では、図３
に示すように両スプリング２５、２６の合力（Ｆｓ）に
対して永久磁石３２の吸引力（Ｆｍ）が打ち勝つため、
永久磁石３２の吸引力のみで閉弁状態を保持できるので
ある。このため、この時点で閉弁用電磁石３０への通電
を遮断しても、アーマチュア２９を介して吸気弁２３を
閉弁状態に保持することが可能になるのである。

【００３２】また、閉弁用電磁石３０への通電時には、
各電磁コイル３０ａ、３１ａの巻線が直列に接続されて
いるため、開弁用電磁石３１には逆磁界が発生して、該
永久磁石３２の吸引力に対して反発力を付与して、アー
マチュア２９を上方へ押し上げる反力が発生する。

【００３３】次に、かかる閉弁状態にある吸気弁２３を
開弁するときは、図３に示すように、同じく閉弁用電磁
石３０に一時的に通電して永久磁石３２の磁界とは逆の
磁界を発生させ、永久磁石３２の吸引力（Ｆｍ）に対す
る反力を発生させる。つまり両スプリング２５、２６の
合力（Ｆｓ）と逆磁界によるアーマチュア２９の反発力
（Ｆｒ）の合力を大きくすることによって、永久磁石３
２による保持を解除して、アーマチュア２９を上昇位置
から下方へ離脱させる。

【００３４】そして、前述のように閉弁用電磁石３０に
一時的に通電すると、各電磁石３０ａ、３１ａの巻線が
同一方向に巻回されているところから、同時に開弁用電
磁石３１に電磁力が発生して、この電磁吸引力と、開弁
側スプリング２６のばね力及び永久磁石３２の吸引力に
よってアーマチュア２９を下方へ速やかに押し出す。し
たがって、吸気弁２３は、傘部２３がバルブシート２２
ａから下方へ離間して開弁状態となる。その後、両電磁
石３０、３１への通電が遮断されると、かかる開弁状態
では、アーマチュア２９は永久磁石３２の吸引力によっ
てこの開弁状態が保持される。したがって、吸気弁２３
は、前述した閉弁時と同様に、永久磁石３２の吸引力に
よって開弁状態に保持されることになる。

【００３５】以下、前述のような各電磁コイル３１ａ、
３２ａへの通電時間の変化と吸気弁２３の開閉動作の関
係を図４に基づいて考察する。まず、前記のように吸気
弁２３の閉弁状態から閉弁用電磁石３０への一時的な通
電によって永久磁石３２によるアーマチュア２９の保持
が解除されると、吸気弁２３は、開弁側スプリング２６
のばね力で下降し、開弁用電磁石３３に近付くと同時
に、永久磁石３２の吸引力の他に開弁用電磁石３１の吸
引力によって吸引されるため、速やかに開弁状態にな
る。その直後に、各電磁石３０、３１への通電が遮断さ
れるが、永久磁石３２の吸引力によってこの開弁状態が
保持されることが明かである。また、この開弁状態から
閉弁状態に作動させる場合も、一時的に開弁用電磁石３
３に通電することによって、同じく閉弁側スプリング２
５のばね力と閉弁用電磁石３２の吸引力及び永久磁石３
２の吸引力とによって、アーマチュア２９の速やかな上
昇移動が可能になることが明かである。

【００３６】そして、例えば、かかる閉弁状態から開弁
状態に作動させる際に、閉弁用電磁石３０に一時的に通
電された場合には、磁力線は、図２の矢印で示すよう
に、上側内筒部３４ａ（上側鉄心）の下端部３４ｂ下面
からクリアランスの小さな第３エアギャップ４４ａを通
ってアーマチュア２９のディスク部２２ａ内を通り、さ
らにアーマチュア２９の下降に伴い小さく創成された下
側の第２、第３エアギャップ４３、４４ｂなどから下側
内筒部３３ａ（下側鉄心）の上端部３３ｂを通り、下側
ケーシング部３３及び上側ケーシング部３４内を通って
循環磁路を構成する。このため、永久磁石３２内を通過
する磁力線が極めて少なくなる。

【００３７】また、この磁路の形成は、開弁状態から閉
弁状態に作動させる場合も同様である。

【００３８】このように、本実施形態によれば、吸気弁
２３の開弁時あるいは閉弁時には、永久磁石３２の吸引
力によってアーマチュア２９を十分に保持することがで
きるため、各電磁石３０、３１にアーマチュア２９保持
するために継続的に通電する必要がなくなり、電力消費
量を大幅に低減することができる。

【００３９】しかも、永久磁石３２によるアーマチュア
２９の保持を解除するために、各電磁石３１、３２に対
する一時的な通電による発生磁力線は、一方の内筒部３
３ａあるいは３４ａからアーマチュア２９のディスク部
２９ａを通って対向する他方の内筒部３３ａあるいは３
４ａを通る磁路を形成して、永久磁石３２内には磁力線
が殆ど通らないようにしたため、永久磁石３２の減磁が
十分に防止される。この結果、永久磁石３２の耐久性が
向上する。

【００４０】また、前述のように、永久磁石３２内を磁
力線が殆ど通過しないことから、前記磁路抵抗も小さく
なるため、各電磁石３０、３１は少ない電流で永久磁石
３２の保持解除作用を行うことができる。したがって、
この点からも電力消費量の低減化が図れる。

【００４１】また、第３エアギャップ４４ａ、４４ｂの
クリアランス幅が第２エアギャップ４３よりも小さく設
定されているため、前述のようにアーマチュア２９の最
大上昇または最大下降時には磁力線が内筒部３３ａ、３
４ａから第３エアギャップ４４ａ、４４ｂを介してディ
スク部２９ａに直接的に流入する。この結果、対向する
内筒部への流通性が良好になる。

【００４２】図５は本発明の第２の実施形態を示し、ア
ーマチュア２９の外筒部２９ｂの内周面上下端部に各内
筒部３３ａ．３４ａ方向に指向した環状の突起部４５、
４６を一体に設け、該突起部４５、４６の内周面４５
ａ、４６ａを各上下端部３３ｂ、３４ｂの外周面に十分
に近接配置して、第２エアギャップ４３のクリアランス
幅をさらに小さくしたものである。

【００４３】したがって、この実施形態によれば、図中
矢印に示すように、通電により例えば内筒部３４ａから
アーマチュア２９のディスク部２９ａを通って外筒部２
９ｂに至り、さらに磁力線は、より小さなクリアランス
の第２エアギャップ４３を通過することになるため、両
鉄心間の磁路抵抗が一層低下させることができる。この
結果、前記電力消費量をさらに低減させることが可能に
なる。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明で明かなように、請求項１記
載の発明によれば、機関弁の開弁時あるいは閉弁時に
は、永久磁石の吸引力によってアーマチュアを十分に保
持することができるため、各電磁石にアーマチュアを保
持するために継続的に通電する必要がなくなり、これに
よって、電力消費量を大幅に低減することができる。

【００４５】しかも、永久磁石によるアーマチュアの保
持を解除するために、各電磁石に対する一時的な通電に
よる発生磁束が、一方の内筒部からアーマチュアの外筒
部及びディスク部を通って対向する他方の内筒部を通る
磁路を形成して、永久磁石内には磁束が殆ど通らないよ
うにしたため、永久磁石の減磁が十分に防止される。こ
の結果、永久磁石の耐久性が向上する。

【００４６】また、永久磁石内を磁力線が殆ど通過しな
いことから、前記磁路抵抗も小さくなり、各電磁石は少
ない電流で永久磁石の保持解除作用を行うことができ
る。したがって、この点からも電力消費量の低減化が図
れる。

【００４７】請求項２記載の発明によれば、前記永久磁
石の保持解除作用を得るために一方の電磁石へ一時的に
通電すると、同時に他方の電磁石には永久磁石を吸引す
る力が発生するため、アーマチュアの作動応答性が向上
する。

【００４８】請求項３記載の発明によれば、アーマチュ
アが最上昇位置あるいは最下降位置において、一方の内
筒部から流出した磁力線は、第２エアギャップよりもク
リアランス幅の小さな第３エアギャップを通過してアー
マチュアのディスク部に直接的に流入するため、磁路の
短絡化が図れ、対向する他方の内筒部への流通性が良好
になると共に、アーマチュアに対する吸引効果が向上す
る。

【００４９】請求項４記載の発明によれば、一方の内筒
部からアーマチュアのディスク部に流入した磁気は、こ
のアーマチュアの外筒部から突起部内を通って、微小ク
リアランスとなっている第２エアギャップを効率よく通
過するため、両鉄心間の磁路抵抗が一層低下させること
ができる。この結果、前記電力消費量をさらに低減させ
ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電磁駆動装置の第１実施形態を示す縦
断面図。

【図２】本実施形態の作用を示す縦断面図。

【図３】各電磁石の吸引力と永久磁石の吸引力及び両ス
プリングのばね力の特性図。

【図４】吸気弁のバルブリフトと電磁コイルへの通電と
の関係を示す特性図。

【図５】本発明の第２実施形態を示す縦断面図。

【図６】従来の電磁駆動装置を示す縦断面図。

【符号の説明】

２１…シリンダヘッド ２３…吸気弁 ２４…電磁駆動機構 ２５…閉弁側スプリング ２６…開弁側スプリング ２８…ケーシング ２９…アーマチュア ２９ａ…ディスク部 ２９ｂ…外筒部 ３０…閉弁用電磁石 ３１…開弁用電磁石 ３２…永久磁石 ３３ａ、３４ａ…内筒部 ４２…第１エアギャップ ４３…第２エアギャップ ４４ａ、４４ｂ…第３エアギャップ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性材のケーシング内に上下動自在に配
   置されて、機関弁と連係するアーマチュアと、前記ケー
   シングの内部上下位置に配置されて、前記アーマチュア
   を吸引して機関弁を開閉作動させる開弁用、閉弁用の電
   磁石と、前記ケーシングの内周面に固定されて、前記ア
   ーマチュアを上下動位置に保持する永久磁石と、前記機
   関弁を開閉方向の中立位置に保持するばね部材とを備え
   た機関弁の電磁駆動装置であって、 前記ケーシングの内部上下位置に上下方向に沿ってケー
   シングと一体に設けられた各内筒部を、前記各電磁石の
   鉄心として構成すると共に、前記アーマチュアを、機関
   弁に連係した円板状のディスク部と該ディスク部の外周
   縁に一体に設けられて外周面が前記永久磁石の内周面に
   対向する外筒部とから構成し、かつ該外筒部の外周面と
   前記永久磁石の内周面との間に微小な第１エアギャップ
   を形成すると共に、該外筒部の内周面と該内周面に対向
   する前記ケーシング内筒部の外周面との間に、第２エア
   ギャップを形成し、さらに、前記各内筒部の上下面と該
   上下面に対向する前記ディスク部の上下面との間に、機
   関弁の開時及び閉時に相対的に創成される微小な第３エ
   アギャップを形成したことを特徴とする機関弁の電磁駆
   動装置。
2. 【請求項２】 前記上下に配置された両電磁石の各電磁
   コイルの巻線を直列に接続すると共に、該各巻線の巻回
   方向を同一に設定したこと特徴とする請求項１記載の機
   関弁の電磁駆動装置。
3. 【請求項３】 前記機関弁の開時または閉時において創
   成される前記第３エアギャップのクリアランス幅を、前
   記第２エアギャップよりも小さく設定したことを特徴と
   する請求項１または２記載の機関弁の電磁駆動装置。
4. 【請求項４】 前記外筒部の内周面上下位置に、前記上
   下の内筒部方向へ突出した突起部を設け、前記アーマチ
   ュアの上昇位置おいて、下側突起部の内周面と内周面に
   対向する下側内筒部の上端部外面との間に微小隙間を形
   成する一方、アーマチュアの下降位置において、上側突
   起部の内周面と該内周面が対向する上側内筒部の下端部
   外面との間に微小隙間を形成したことを特徴とする請求
   項１〜３のいずれかに記載の機関弁の電磁駆動装置。