JPH04276106A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンジンの吸排気口に配
置する開閉バルブを電磁力により駆動する電磁駆動バル
ブに関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの吸／排気口に配置されてその
流路の開閉を行う吸／排気バルブは、通常、クランク軸
の回転に基づいて連動するロッカーアームなどを介して
駆動され、その流路の開閉が行われている。

【０００３】そして、このような機械的な動弁機構でな
く電磁力により駆動する提案として、例えば特開平２−
１８１００７号公報には吸排気バルブの上方に連結した
永久磁石を挟んで上下に電磁石を配置し、これら電磁石
に交互に通電して吸排気バルブを電磁力によって駆動す
る電磁力バルブ駆動装置が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の公開公報に示さ
れた提案においては、吸排気バルブに平板状の永久磁石
を取付け、電磁石の磁極との吸引、反発作用により駆動
するため駆動力が強くなるが、駆動初期には吸排気バル
ブのストロークに対応する間隔が離れているため、大き
な初期駆動力を要して、励磁コイルへの供給電力が大電
力となる不都合が生じている。

【０００５】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、初期駆動に際して大電力を要せずとも、十
分な駆動が行える電磁駆動バルブを提供しようとするも
のである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明によれば、エンジンの吸排気バルブを電磁力
を用いて開閉弁せしめる電磁駆動バルブにおいて、所定
方向の通電により生ずる第１のコイルの磁界と該磁界に
対し順方向に配置した永久磁石とを備えた磁路に設けた
第１の磁気ギャップと、前記方向の通電により生ずる第
２のコイルの磁界と該磁界に対し逆方向に配置した永久
磁石とを備えた磁路に設けた第２の磁気ギャップと、こ
れらの磁気ギャップにそれぞれ対応して駆動される可動
磁極をステム上下に備えた電磁バルブと、前記第１およ
び第２のコイルへの電流を制御する通電制御手段とを備
えた電磁駆動バルブが提供される。

【０００７】

【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。

【０００８】図１は本発明にかかる電磁駆動バルブの一
実施例におけるバルブの開弁前の状態を示す断面図、図
２は本実施例におけるバルブの閉弁前の状態の断面図で
ある。

【０００９】これらの図面において、１は電磁バルブで
あり、例えばシリンダの吸気口または排気口に設けられ
てその流路の開閉弁となるもので、バルブガイド２１お
よび２２に支持されたステム１１の下方には耐熱性を有
する周知の茸弁１２が取付けられ、上下運動によりバル
ブシート２３を備えた吸気口または排気口の開閉が行わ
れる。

【００１０】１３はステム１１の頂板１４の下方に取付
けられて可動磁極となる上部磁極で、後述する動弁機構
により吸引されて電磁バルブ１を下方に移動して開弁す
るものであり、残留磁気の少ない強磁性体からなり、そ
の形状は内壁が上方に向かって肉厚となる所定外径を有
する輪体に形成されている。

【００１１】１５は可動磁極となる下部磁極で、ステム
１１の所定の中間に位置し、動弁機構４により吸引され
てバルブスプリング２４の弾性力とともに電磁バルブ１
を上方に移動して閉弁させるものであり、前記の上部磁
極１３と同等な素材からなり、形状は内壁の寸法が下方
に向かって肉厚となる、恰も上部磁極１３の上下を逆向
きにした輪体で、楔金具１６が使用されてステム１１に
固定されている。

【００１２】動弁機構４はヨーク４１、第１のコイルと
なる上部コイル４２、永久磁石部４３、第２のコイルと
なる下部コイル４４、内部ヨーク４５などを備えて、上
下部コイルへの通電制御による電磁力によって電磁バル
ブ１を駆動するものである。そして、ヨーク４１は強磁
性体からなり、その外形が上下面に前記の上部磁極１３
、下部磁極１５に対応して第１、第２の磁気ギャップと
なる上、下の穴を備えた中空の円柱形に形成され、内部
には図示のように、上部コイル４２、永久磁石部４３、
下部コイル４４をそれぞれ配置する空間が設けられてい
る。なお、永久磁石部４３はそれぞれ中空円板状の上部
磁石４３１、コア部４３２および下部磁石４３３を積層
したもので、これらの中空の穴には内部ヨーク４５が配
置されて固着されており、上下の両磁石４３１，４３３
は図示のように円周部分がＳ極に中心方向がＮ極となる
ように着磁されている。

【００１３】強磁性体からなる内部ヨーク４５は中心軸
に電磁バルブ１のステム１１を支持するバルブガイド２
１を有する円管状のもので、その上端近傍の外壁は上方
が細くされた円錐台状に傾斜して削られ、ステム１１の
上部磁極１３の内壁面と嵌合して効率のよい磁気ギャッ
プとなる形状に形成されており、また、下端近傍の外壁
はステム１１の下部磁極１５の内壁面と嵌合する形とな
るように下方が細く削られている。

【００１４】つぎにこのように構成された本実施例の作
動を説明する。

【００１５】図１に示す閉弁状態にて上部コイル４２、
下部コイル４４にそれぞれ図示の方向に電流を供給する
と、矢印方向の磁束がそれぞれ発生するが、ヨーク４１
と内部ヨーク４５との上方ギャップの磁束密度と、下方
ギャップのそれとを比較すると、上方ギャップを通る磁
路に含まれる上部磁石４３１の磁気力は、通電により発
生する磁束と同方向となって上方ギャップの磁束密度を
増大させるが、下方の磁路に含まれる下部磁石４３３の
磁気力は逆方向となり、発生する磁束を相殺するように
作用することになる。

【００１６】このため、磁束密度の増大された上方ギャ
ップの磁気力による吸引作用により上部磁極１３は下方
に吸引され、ステム１１が下降して下方の茸弁１２がバ
ルブシート２３と離れて開弁が行われる。なおこの場合
、内部ヨーク４５の上方近傍の形状は上部磁極１３の内
壁部分の形に対応して傾斜面に形成されて相対面積が大
になっており、したがってギャップにおける磁気力の作
用面積が大となって強力な初期駆動力が得られ、バルブ
スプリング２４の弾性力に打勝って電磁バルブ１が下方
に強く駆動される。

【００１７】つぎに、図２に示す開弁状態にて上部コイ
ル４２、および下部コイル４４に前記と逆方向の電流を
供給すると、発生する磁束は上部磁石４３１と下部磁石
４３２との作用により、前記と逆になって今度は上方ギ
ャップより下方ギャップの磁束密度が大となり、この下
方ギャップの強い吸引力によって下方磁極１５が上方に
吸引され、またバルブスプリング２３の弾性力も加わっ
て電磁バルブ１の閉弁が行われる。

【００１８】したがって、上部コイル４２および下部コ
イル４３への電流供給を、図示していないピストンの上
下運動に基づいて制御することにより、適切な電磁バル
ブ１による開閉が行われて、円滑な運転が行われること
になる。

【００１９】以上、本発明を上述の実施例によって説明
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。

【００２０】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、電磁バル
ブを開閉する駆動力となる上方または下方ギャップの磁
束の作用面積を傾斜面を用いて増大させるとともに、永
久磁石の磁束と通電による磁束とをプラス、マイナスし
、このプラスした磁気力によって上方または下方磁極の
吸引を行うので、従来のような大電力を供給しなくとも
強力な初期駆動力が得られるという効果が生じ、更に、
バルブストロークに基づく磁気回路上のギャップを狭く
形成できるため、効率のよいバルブ駆動が行える利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる電磁駆動バルブの一実施例にお
けるバルブの開弁前の状態を示す断面図である。

【図２】本実施例におけるバルブの閉弁前の状態の断面
図である。

【符号の説明】

１…電磁バルブ ４…動弁機構 １１…ステム １３…上部磁極 １５…下部磁極 ４２…上部コイル ４３…永久磁石部 ４４…下部コイル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの吸排気バルブを電磁力を用いて開閉弁せしめ
   る電磁駆動バルブにおいて、所定方向の通電により生ず
   る第１のコイルの磁界と該磁界に対し順方向に配置した
   永久磁石とを備えた磁路に設けた第１の磁気ギャップと
   、前記方向の通電により生ずる第２のコイルの磁界と該
   磁界に対し逆方向に配置した永久磁石とを備えた磁路に
   設けた第２の磁気ギャップと、これらの磁気ギャップに
   それぞれ対応して駆動される可動磁極をステム上下に備
   えた電磁バルブと、前記第１および第２のコイルへの電
   流を制御する通電制御手段とを備えたことを特徴とする
   電磁駆動バルブ。