JPH02168086A - 電磁駆動バルブ - 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） 本発明はエンジンの吸排気口の開閉制御を行う電磁駆動
バルブに関する。

（従来の技術） エンジンにおけるシリンダの吸気バルブ、排気バルブの
開閉作動は、従来からカムシセフトなどの動弁機構が用
いられているが、この種の機械的な機構に代えてソレノ
イドなどの電動手段によりバルブを動作させようとする
提案が特開昭５８−１８３８０５号公報に開示されてい
る。

そして、上述のような電動手段によるバルブの開閉では
着座時の衝撃が大きく、騒音、耐久性などに問題が生ず
るため、バルブの着座直前に印加パルスを加えてｔＥ”
ｌを制御しようとするエンジンのバルブ制御装置が特開
昭６１−７６７１３号公報に提案されている。

（発明が解決しようとする課題） 上述のエンジンのバルブ制御装置の提案においては、バ
ルブや、動弁機構の可動部分の質量が重いため、バルブ
着座時の衝撃を軽減する制御手段が必要となるものであ
り、バルブを含めて可動部分が軽量の場合は上述の制御
手段は不用となるものである。

本発明は上述に鑑みてなされたものであり、その目的は
吸排気バルブやその動弁機構の可動部をａｔにすること
により従来の問題を解消しようとする電磁駆動バルブを
提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明によれば、薄肉の保護部材に覆設され直径方向に
着６Ｈされた円盤状の永久磁石をステムエンド部に有す
るセラミックス材の吸排気バルブと、前記永久１ｉｆ１
石の磁極位置に対応する磁極を備えて該永久磁石を吸引
／１反し吸排気バルブの動弁動作を制御する電磁石と、
該電磁石への通電をエンジンの燃焼サイクルに基づいて
制御する通電制御手段とを有する電磁駆動バルブが提供
される。

（作用） セラミックス材からなる軽量の吸排気バルブのステムエ
ンド部に薄肉の保護部材で覆われた円盤状の永久磁石を
固着し、該永久磁石の着るｎされた磁極位置に対応する
磁極を有する変形Ｕ字型コアーの電磁石に通電制御して
永久磁石の離反／吸引の制御を行うので、吸排気バルブ
が軽量のためその着座時における衝撃も緩和されて円滑
に開閉作動するとともに、強度の脆い永久磁石が保護部
材により保護されて破損事故が防止される。

（実施例） つぎに本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。

第１図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図である
。

同図において、１はエンジンであり、燃料の燃焼エネル
ギーによるエンジン出力により車両を駆動するもので、
エンジン１への供給燃料を制御する燃料噴射装置１１に
は燃料流量を計測してエンジン負荷を検出する負荷セン
サ１２が取付けられている。１３はポジションセンサで
、往復運動を行うピストンの位置を検出するものであり
、エンジンの燃焼サイクルにおける吸入および排気弁の
開／閉弁のタイミング設定の基となる信号を発するもの
である。１４は回転センサであり、エンジン１の出力軸
に配置され、エンジン１の回転数を検出するもので、こ
れらの各種センサからの検出信号は後述するコントロー
ラに送出される。

２は吸気バルブで、セラミックス素材により軽量に形成
され、バルブガイド３１により上下方向に滑動自在に保
持されて、吸気バルブ２の傘部２１がシリンダに設けた
バルブ座３２に接／離することにより、吸気流路３３か
らシリンダに流入する空気流が閉／開制御される。

２２は吸気バルブ２のステムエンド部２３に設けたバル
ブシートであり、本実施例では電６１勤弁機構を用いる
ため磁性材料が採用されている。そして第２図にその詳
細を示すが、バルブシート２２は中空円盤部２２１と円
筒部２２２とからなり、中空円盤部２２１は内部に希土
類元素を用いた、例えばサマリウムコバルト磁石を用い
て図示のように着磁された永久磁石２２Ａを有している
。また永久磁石２２Ａを覆う中空円盤部２２１の外壁部
と円筒部２２２は例えばチタン合金または非磁性素材の
ＳＵＳ　（ステンレス鋼）を用いて一体化し、衝繋力に
脆い永久磁石２２Ａをカバーして保護するとともに、円
柱部２２２により吸気バルブ２のステムエンド部２３に
強力に固着されている。２４はコイルスプリングで、シ
リンダ上面部とバルブシート２２との間に取付けられ、
その弾性力により常時は閉弁するよう形成されている。

４は電磁石であり、コアー部４１とコイル部４２とから
なり、コントローラ５からの指令により吸気バルブ２の
バルブシート２２の永久磁石２２Ａを離反または吸引さ
せて、吸気バルブ２の開閉を制御するものである。そし
てコアー部４１は変形０字型に積層された珪素鋼板など
の強磁性体が用いられて磁気抵抗が小となるよう形成さ
れ、バルブシート２２の吸引時にはコアー部４１の磁極
とバルブシート２２との磁極との間には間隙なく密接し
て、効率のよい磁気回路が得られるよう構成されている
。

コントローラ５はマイクロコンピュータよりなり、演算
処理を行う中央制御装置、演算処理手順や制御手順など
を格納する各種メモリ、入／出力ボートなどを備えてお
り、前述の各種センサからの検出信号が人力ボートに入
力されると、格納された手順による処理が行われ、燃焼
サイクルに対応する動弁作動が行われるよう電磁石４が
通電制御される。なお、６はコントローラ５や電磁石４
などに電源を供給するバッテリである。

このように構成された本実施例の作動についてつぎに説
明する。

エンジン１にそれぞれ配置された負荷センサ１２、ポジ
ションセンサ１３、回転センサ１４からの各検出信号が
コントローラ５に入力されると、コントローラ５に格納
された各種メモリのうちから所定の記憶内容が検索され
、人力された検出信号に対応する動弁動作の開閉タイミ
ングが読出される。そして、該開閉タイミングに対応す
る制御電流が、バッテリ６からコントローラ５を介して
電磁石４のコイル部４２に供給されることになり、例え
ば第１図に示す極性にコアー部４１が磁化されるとバル
ブシート２２は吸引されて、吸気バルブ２は吸気流路３
３を閉じ、第１図に示す極性の反対の極性にコアー部４
１が磁化されるとバルブシート２２はコイルスプリング
２３を圧し、吸気バルブ２は開弁作動を行うことになり
、エンジンの燃焼サイクルに応じて、開／閉弁を繰返す
ことになる。

上述の説明では吸気バルブについて本実施例を説明した
が、排気バルブについては開閉タイミングが異なるのみ
にて本実施例の吸気バルブに準じて適用できることは勿
論である。

以上、本発明を上述の実施例を用いて説明したが、本発
明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これらの
変形を本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果） 本発明によれば、セラミックス材からなる軽量の吸排気
バルブのステムエンド部に、薄肉の保護部材で覆われた
強力な永久磁石を固着し、該永久磁石の着磁位置に対応
する磁極を有する変形０字型のコアーを備えた電磁石へ
の通電タイミングをエンジンの燃焼サイクルに対応させ
て制御し、永久１ｉｆｔ石の離反／吸引によって吸排気
バルブの開閉制御を行うので、吸排気バルブの着座時の
衝撃は軽量のため緩和されて円滑な開閉作動が得られる
効果があり、また、永久磁石は強靭な保護部材で覆われ
ているため破損が保護される効果も生ずる。

なお、本発明では電磁石の磁路に変形０字型のコアー材
を用いて、対応する永久磁石までの磁気抵抗を減じ、さ
らに永久磁石に残留磁気力の大きい希土類元素を含む磁
気材料を採用したので、動弁作動時には対応する磁極の
互いの吸引力や反発力が強力に得られ、応答性のよい迅
速な動弁動作が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図、第２
図は本実施例におけるバルブシートの詳細を示す説明図
である。 １・・・エンジン、２・・・吸気バルブ、４・・・電磁
石、５・・・コントローラ、１２・・・負荷センサ、１
３・・・ポジションセンサ、１４・・・回転センサ、２
２・・・バルブシート、２３・・・ステムエンド、４１
・・・コアー部。 特許出願人　　いすｙ自動車株式会社 代　理　人　　弁理士　　辻　　　實

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）薄肉の保護部材に覆設され直径方向に着磁された
   円盤状の永久磁石をステムエンド部に有するセラミック
   ス材の吸排気バルブと、前記永久磁石の磁極位置に対応
   する磁極を備えて該永久磁石を吸引／離反し吸排気バル
   ブの動弁動作を制御する電磁石と、該電磁石への通電を
   エンジンの燃焼サイクルに基づいて制御する通電制御手
   段とを有することを特徴とする電磁駆動バルブ。
2. （２）前記永久磁石に希土類元素を含み残留磁気を有す
   る酸化物永久磁石を用いたことを特徴とする請求項（１
   ）記載の電磁駆動バルブ。
3. （３）前記電磁石は変形Ｕ字型に形成した磁気抵抗の小
   なるコアー部を有することを特徴とする請求項（１）記
   載の電磁駆動バルブ。
4. （４）前記保護部材はチタン合金あるいは非磁性体のス
   テンレス鋼を用いたことを特徴とする請求項（１）記載
   の電磁駆動バルブ。