JP2000008817A - 電磁駆動バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、内燃機関の吸気弁または排気弁と
して機能する電磁駆動バルブに関し、消費電力の増大を
招くことなく、弁体が変位端に到達する際の弁体の変位
速度を低減することを目的とする。 【解決手段】 電磁駆動バルブ１０は、弁体１２と一体
に変位するアーマチャ軸２２、アーマチャ軸２２に固定
されたアーマチャ３４、およびアーマチャ３４の上下に
配設されたアッパ電磁石３６およびロア電磁石３８を備
える。アーマチャ軸２２の上端部および下端部に可動磁
石６０，６６が固定される。アーマチャ３４が開弁端ま
たは閉弁端に到達した状態で、可動磁石６０，６６に対
して外周面に正面から対向するように固定磁石６２，６
８が配置される。可動磁石６０と固定磁石６２、およ
び、可動磁石６６と固定磁石６８は、同極どうしが径方
向に対向するように分極される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁駆動バルブに
係り、特に、内燃機関の吸気弁または排気弁として好適
な電磁駆動バルブに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば、特開平６−１２９２
１９号に開示される如く、内燃機関の吸気弁または排気
弁を電気的に開閉させる装置が知られている。上記従来
の装置は、弁体、弁バネ、駆動機構、および一対の磁石
を備えている。弁体は、弁バネにより閉弁方向に付勢さ
れている。駆動機構は、弁体を開弁方向に変位させる駆
動力を発生する。また、一対の磁石は、弁体側と弁座側
とに、弁体の変位方向に同極どうしが対向するように設
けられている。このため、一対の磁石は、弁体が閉弁端
に到達する直前に弁体を開弁方向に付勢する反発力を発
生する。

【０００３】従って、上記の構成によれば、駆動機構を
適当に制御することで弁体を適正に開閉駆動させること
ができると共に、磁石が発する反発力により弁体が閉弁
端に到達する際の変位速度を低減することができる。こ
のため、上記従来の装置によれば、大きな作動音を発生
させることなく、弁体を適正に開閉駆動させることがで
きる。

【０００４】ところで、従来より、内燃機関の吸気弁ま
たは排気弁を電気的に開閉させる機構として、電磁駆動
バルブが知られている。電磁駆動バルブは、弁体と共に
変位するアーマチャ、アーマチャを中立位置に付勢する
弾性体、およびアーマチャの上下に配設される電磁石を
備えている。電磁石は、電磁コイルと当該電磁コイルを
保持するコアとから構成されている。上記の電磁駆動バ
ルブによれば、アーマチャの上下に配設される電磁石が
交互に電磁力を発生することにより、弁体を開閉駆動さ
せることが可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の電磁駆動バルブ
において優れた静粛性を確保するためには、上記従来の
装置の場合と同様に、弁体が変位端に到達する時点、す
なわち、アーマチャがコアに当接する時点で、弁体の変
位速度が低速であることが望ましい。電磁駆動バルブの
弁体の変位速度を低減するためには、上記従来の装置と
同様に、弁体が変位端に到達する直前から弁体の変位方
向と逆向きの反発力を発生する磁石を設けることが有効
である。

【０００６】しかし、上述の磁石は、弁体が変位端に到
達する過程で弁体の変位方向と逆向きの反発力を発生す
るのみならず、弁体が変位端に保持される間も常に逆向
きの反発力を発生する。電磁駆動バルブの弁体を、この
ような反発力に抗して変位端に保持するためには、アー
マチャと電磁石との間に大きな電磁力を発生させること
が必要となる。このため、電磁駆動バルブの弁体の変位
速度を低減するために上述の磁石を用いた場合には、消
費電力が増大してしまう。

【０００７】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、消費電力の増大を招くことなく、アーマチャが
コアに当接する際に弁体の変位速度を低減することが可
能な電磁駆動バルブを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項１
に記載する如く、電磁コイルおよび該電磁コイルを保持
するコアから構成された電磁石と、弁体と共に変位する
アーマチャと、前記アーマチャを付勢する弾性体とを備
え、電磁力と弾性力とを協働させることにより前記弁体
を開閉駆動する電磁駆動バルブにおいて、前記弁体と共
に変位する第１の磁石と、前記アーマチャが前記コアに
当接した位置で、前記第１の磁石と、前記弁体の開閉方
向と直交する向きに同極どうしが対向するように、前記
コアに対して固定された第２の磁石と、を備えることを
特徴とする電磁駆動バルブにより達成される。

【０００９】本発明において、第１の磁石と第２の磁石
とは、弁体の開閉方向と直交する向きに同極どうしが対
向するように分極されている。このため、アーマチャが
電磁石の近傍に到達すると、第１の磁石と第２の磁石と
の間には、アーマチャとコアとを弁体の変位方向に離間
させる向きの反発力が作用する。この反発力により、ア
ーマチャが電磁石に到達する際の変位速度は低減され
る。また、アーマチャが電磁石に到達した後、第１の電
磁石と第２の電磁石との同極どうしが、弁体の開閉方向
と直交する向きに対向する。この場合、第１の磁石と第
２の磁石との間には、弁体の変位方向に垂直な方向にの
み反発力が作用し、弁体の変位方向には反発力は作用し
ない。このため、アーマチャが電磁石に到達した後、ア
ーマチャを電磁石に保持するために電磁コイルに供給す
る励磁電流を増大させることが不要となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１実施例であ
る電磁駆動バルブ１０の全体構成図を示す。電磁駆動バ
ルブ１０は、内燃機関の吸気弁または排気弁として機能
する弁機構である。電磁駆動バルブ１０は、弁体１２を
備えている。弁体１２は、内燃機関のポートを開閉すべ
く、燃焼室に露出するように配設される。弁体１２は、
図１における上方へ変位することによりポートと燃焼室
とを遮断状態とし、図１における下方へ変位することに
よりポートと燃焼室とを導通状態とする。

【００１１】弁体１２には、弁軸１４が一体に設けられ
ている。弁軸１４は、バルブガイド１６により軸方向に
摺動可能に保持されている。弁軸１４の上端部には、ロ
アリテーナ１８が固定されている。ロアリテーナ１８の
下部には、ロアスプリング２０が配設されている。ロア
スプリング２０は、ロアリテーナ１８を介して弁軸１４
および弁体１２を、図１における上方に、すなわち、閉
弁方向に付勢している。

【００１２】弁軸１４の上端面には、アーマチャ軸２２
の下端面が当接している。アーマチャ軸２２は、非磁性
材料で構成されたロッド状の部材である。アーマチャ軸
２２の上端部には、アッパリテーナ２４が固定されてい
る。アッパリテーナ２４の上部には、アッパスプリング
２６が配設されている。アッパスプリング２６の周囲に
は、円筒状のアッパキャップ２８が配設されている。ア
ッパキャップ２８の上部には、アジャスタボルト３０が
螺着されている。

【００１３】アッパスプリング２６の上端面は、座部３
２を介してアジャスタボルト３０に当接している。アッ
パスプリング２６は、アッパリテーナ２４を介してアー
マチャ軸２２を図１における下方へ付勢している。従っ
て、アッパスプリング２６は、弁軸１４および弁体１２
を、図１における下方に、すなわち、開弁方向に付勢し
ている。

【００１４】アーマチャ軸２２には、アーマチャ３４が
接合されている。アーマチャ３４は、軟磁性材料で構成
された環状の部材である。アーマチャ３４の上方には、
アッパ電磁石３６が配設されている。また、アーマチャ
３４の下方には、ロア電磁石３８が配設されている。ア
ッパ電磁石３６は、アッパコア４０およびアッパコイル
４２を備えている。また、ロア電磁石３８は、ロアコア
４４およびロアコイル４６を備えている。アッパコア４
０およびロアコア４４は、磁性材料で構成された円柱状
の部材である。

【００１５】アッパコア４０およびロアコア４４は、ア
ーマチャ３４と対向する面に形成された環状溝４０ａ，
４４ａを備えている。環状溝４０ａ，４４ａには、アッ
パコイル４２またはロアコイル４６が収納されている。
アッパコア４０およびロアコア４４は、また、その中心
部を軸方向に貫通する貫通孔４０ｂ，４４ｂを備えてい
る。貫通孔４０ｂ，４４ｂの内周には、軸受け４８，４
９が設けられている。アーマチャ軸２２は、貫通孔４０
ｂ，４４ｂを貫通し、軸受け４８，４９により軸方向に
摺動可能に保持されている。

【００１６】アッパキャップ２８は、その下端部にフラ
ンジ部２８ａを備えている。アッパコア４０は、その上
端部にフランジ部４０ｃを備えている。アッパキャップ
２８のフランジ部２８ａは、アッパコア４０のフランジ
部４０ｃを上方から覆うように配設されている。アッパ
キャップ２８のフランジ部２８ａとアッパコア４０のフ
ランジ部４０ｃとの間には、シム５０が配設されてい
る。シム５０は、環状の薄肉部材である。

【００１７】ロアコア４４の下方には、ロアキャップ５
２が配設されている。ロアコア４４は、その下端部にフ
ランジ部４４ｃを備えている。ロアキャップ５２は、ロ
アコア４４のフランジ部４４ｃを下方から覆うように配
設されている。ロアキャップ５２とロアコア４４のフラ
ンジ部４４ｃとの間には、シム５４が配設されている。
シム５４は、シム５０と同様に、環状の薄肉部材であ
る。

【００１８】アッパキャップ２８のフランジ部２８ａ、
シム５０、およびアッパコア４０のフランジ部４０ｃを
貫通して固定ボルト５６が締着され、かつ、ロアキャッ
プ５２、シム５４、およびロアキャップ５２を貫通して
固定ボルト５８が締着されることにより、アッパコア４
０とロアコア４４とは、所定の間隔を隔ててシリンダヘ
ッドの内部に固定されている。尚、上記したアジャスタ
ボルト３０は、アーマチャ３４の中立位置がアッパコア
４０とロアコア４４との間の中間点となるように調整さ
れている。

【００１９】アーマチャ軸２２の上端部近傍には、可動
磁石６０が固定されている。また、アッパキャップ２８
の内周には、環状の固定磁石６２が固定されている。固
定磁石６２は、可動磁石６０とほぼ同じ厚さを有し、か
つ、可動磁石６０の外径に比して大きな内径を有してい
る。固定磁石６２は、アーマチャ３４がロアコア４４に
当接した状態でその内周面が可動磁石６０の外周面に正
面から対向するように配置されている。可動磁石６０と
固定磁石６２とは、同極どうしが径方向に対向するよう
に分極されている。すなわち、例えば、可動磁石６０
は、径方向に、内周側がＳ極に、外周側がＮ極になるよ
うに分極されており、固定磁石６２は、径方向に、内周
側がＮ極に、外周側がＳ極になるように分極されてい
る。以下、可動磁石６０および固定磁石６２をダンパ機
構６４と称す。

【００２０】また、アーマチャ軸２２の下端部近傍に
は、可動磁石６６が固定されている。また、ロアキャッ
プ５２の内周には、可動磁石６６とほぼ同一の厚さを有
し、かつ、可動磁石６６の外径に比して大きな内径を有
する環状の固定磁石６８が固定されている。固定磁石６
８は、アーマチャ３４がアッパコア４０に当接した状態
でその内周面が可動磁石６６の外周面に正面から対向す
るように配置されている。可動磁石６６と固定磁石６８
とは、可動磁石６０と固定磁石６２との場合と同様に同
極どうしが径方向に対向するように分極されている。以
下、可動磁石６６および固定磁石６８をダンパ機構７０
と称す。

【００２１】次に、電磁駆動バルブ１０の動作について
説明する。アッパコイル４２およびロアコイル４６に励
磁電流が供給されていない場合、アーマチャ３４は、ア
ッパスプリング２６とロアスプリング２０との中立位置
に、すなわち、アッパコア４０とロアコア４４との中央
に維持される。かかる状態で、アッパコイル４２への励
磁電流の供給が開始されると、アーマチャ３４とアッパ
コア４０との間に、アーマチャ３４をアッパコア４０側
に引き寄せる電磁吸引力が発生する。このため、アーマ
チャ３４は、アッパコア４０に向けて変位を開始する。

【００２２】アーマチャ３４がアッパコア４０と当接す
るまで変位すると、弁体１２が弁座に着座することで、
電磁駆動バルブ１０は全閉状態となる。以下、アーマチ
ャ３４がアッパコア４０と当接する位置を、アーマチャ
３４または弁体１２の閉弁端と称す。弁体１２が閉弁端
に保持されている場合、アーマチャ３４は、アッパスプ
リング２６により中立位置に向けて付勢される。かかる
状況下で、アッパコイル４２への励磁電流の供給が停止
されると、アーマチャ３４を閉弁端に保持するための電
磁吸引力が消滅する。このため、アーマチャ３４は、ア
ッパスプリング２６の付勢力により開弁方向に、すなわ
ち、ロアコア４４に向けて変位し始める。

【００２３】アーマチャ３４が開弁方向に所定量変位し
た時点で、ロアコイル４６に励磁電流が供給されると、
アーマチャ３４とロアコア４４との間に、アーマチャ３
４をロアコア４４側に引き寄せる電磁吸引力が発生す
る。このため、アーマチャ３４は、ロアコア４４と当接
するまで開弁方向に変位することができる。アーマチャ
３４がロアコア４４と当接するまで変位すると、電磁駆
動バルブ１０は全開状態となる。以下、アーマチャ３４
がロアコア４４と当接する位置を、アーマチャ３４また
は弁体１２の開弁端と称す。

【００２４】弁体１２が開弁端に保持された後、ロアコ
イル４６への励磁電流の供給が停止されると、アーマチ
ャ３４を開弁端に保持するための電磁吸引力が消滅す
る。このため、アーマチャ３４は、ロアスプリング２０
の付勢力により閉弁方向に、すなわち、アッパコア４０
に向けて変位し始める。従って、電磁駆動バルブ１０に
よれば、アッパコイル４２およびロアコイル４６に適当
に励磁電流を供給することで、弁体１２を開弁端と閉弁
端との間で開閉駆動させることができる。

【００２５】ところで、弁体１２およびアーマチャ３４
が開弁端または閉弁端に到達する際には、弁体１２の着
座音や、アーマチャ３４とロアコア４４またはアッパコ
ア４０との間の当接音が発生する。電磁駆動バルブ１０
において優れた静粛性を得るためには、弁体１２やアー
マチャ３４が開弁端または閉弁端に到達する際にそれら
の変位速度を低減させることが有効である。

【００２６】弁体１２およびアーマチャ３４の変位速度
を低減する手法として、一対の磁石を、弁体１２側とア
ッパコア４０側またはロアコア４４側とに同極どうしが
弁体１２の開閉方向に対向するように設けることが考え
られる。かかる磁石が設けられれば、弁体１２およびア
ーマチャ３４が開弁端または閉弁端の近傍に到達した後
に閉弁方向または開弁方向に反発力を発生させることが
できる。このため、上記の手法によれば、弁体１２やア
ーマチャ３４が開弁端または閉弁端に到達する際に変位
速度を低減させることができる。

【００２７】しかしながら、この手法を用いて、弁体１
２やアーマチャ３４の変位速度を低減させることによれ
ば、弁体１２およびアーマチャ３４を開弁端または閉弁
端に保持するために、アーマチャ３４とアッパコア４０
との間およびアーマチャ３４とロアコア４４との間に、
上記の磁石の反発力に対向する大きな電磁吸引力を作用
させることが必要となる。このため、上記の手法では、
電磁駆動バルブ１０の消費電力の増大を招くこととな
る。

【００２８】これに対して、本実施例の電磁駆動バルブ
１０は、消費電力の増大を招くことなく、弁体１２が開
弁端または閉弁端に到達する際の変位速度を有効に低減
し得る点に特徴を有している。以下、図１と共に図２を
参照して、上記の特徴部について説明する。本実施例に
おいて、上述の如く、可動磁石６０，６６と固定磁石６
２，６８とは、アーマチャ３４が開弁端または閉弁端に
到達した際に互いに径方向に対向するように配置されて
いると共に、同極どうしが径方向に対向するように分極
されている。かかる分極方向によれば、可動磁石６０，
６６が発する磁束の向きと固定磁石６２，６８が発する
磁束の向きとがそれぞれ逆向きになる。

【００２９】このため、上記の構成によれば、アーマチ
ャ３４が開弁端の近傍に到達すると、可動磁石６０と固
定磁石６２との間に開弁方向への弁体１２の変位を妨げ
る反発力が作用すると共に、アーマチャ３４が閉弁端の
近傍に到達すると、可動磁石６６と固定磁石６８との間
に閉弁方向への弁体１２の変位を妨げる反発力が作用す
る。以下、これらの弁体１２の変位を妨げる向きの反発
力をダンパ反力と称す。

【００３０】弁体１２が開弁方向に変位する場合、ダン
パ反力は、可動磁石６０が固定磁石６２に近づくにつれ
て大きくなり、固定磁石６２の上端面と可動磁石６０の
下端面とが軸方向に一致する場合に最大となる。本実施
例において、ダンパ反力は、ロア電磁石３８によりアー
マチャ３４に作用する電磁吸引力よりも小さい値に設定
されている。このため、弁体１２およびアーマチャ３４
は、可動磁石６０と固定磁石６２との間にダンパ反力が
作用した後も、そのダンパ反力を受けることによって減
速しながら開弁端まで変位を継続する。

【００３１】このように、本実施例によれば、アーマチ
ャ３４が開弁端の近傍に到達した後、弁体１２の変位速
度を低減することができる。従って、本実施例の電磁駆
動バルブ１０によれば、アーマチャ３４が開弁端に到達
する際に生じる作動音を抑制することができる。同様
に、弁体１２が閉弁方向に変位する場合にも、可動磁石
６６と固定磁石６８との間に作用するダンパ反力によ
り、アーマチャ３４が閉弁端に到達する際に生じる作動
音を抑制することができる。このように、本実施例の電
磁駆動バルブ１０によれば、アーマチャ３４が開弁端ま
たは閉弁端に到達する場合に生じる作動音を抑制するこ
とができる。

【００３２】図２は、本実施例の電磁駆動バルブ１０が
備えるアーマチャ３４が開弁端に到達した時点で実現さ
れるダンパ機構６４の状態を示す。図２に示す如く、ア
ーマチャ３４が開弁端に到達すると、可動磁石６０と固
定磁石６２とが径方向に正面に対向する。この場合、可
動磁石６０および固定磁石６２には、互いを径方向に離
間させる向きの反発力が作用するものの、弁体１２の開
弁を妨げる向きの反発力は作用しない。すなわち、アー
マチャ３４が開弁端に到達すると、ダンパ反力はゼロと
なる。

【００３３】このため、弁体１２を開弁端に保持する場
合、ダンパ反力に抗すべく、アーマチャ３４に作用させ
る電磁吸引力を増加させる必要がない。従って、本実施
例によれば、消費電力を増大させることなく、弁体１２
を開弁端に保持することができる。同様に、アーマチャ
３４が閉弁端に到達した場合にも、可動磁石６６と固定
磁石６８とが径方向に正面に対向することで、ダンパ反
力はゼロとなる。このため、本実施例によれば、消費電
力を増大させることなく、弁体１２を閉弁端に保持する
ことができる。このように、本実施例の電磁駆動バルブ
１０によれば、消費電力を増大させることなく、弁体１
２を確実に開弁端または閉弁端に保持することができ
る。

【００３４】図３は、電磁駆動バルブの動作を、ダンパ
機構６４，７０が設けられていない電磁駆動バルブ（以
下、対比バルブと称す）とダンパ機構６４，７０が設け
られている本実施例の電磁駆動バルブ１０とで比較した
図を示す。図３（Ａ）は、電磁駆動バルブのロアコイル
４６に供給する励磁電流の指令値Ｉのタイムチャートを
示す。図３（Ｂ）は、アーマチャ３４とロアコア４４と
の間に生じる吸引力Ｆを、対比バルブ（図中に破線で示
すパターン）の場合と電磁駆動バルブ１０（図中実線で
示すパターン）の場合とで比較した図を示す。また、図
３（Ｃ）は、電磁駆動バルブの弁体１２の変位Ｘを、対
比バルブ（図中に破線で示すパターン）の場合と電磁駆
動バルブ１０（図中実線で示すパターン）の場合とで比
較した図を示す。

【００３５】図３（Ａ）に示す如く、弁体１２が開弁端
に向けて変位する過程では、ロアコイル４６に供給する
指令電流Ｉは、吸引電流ＩA に制御される。また、指令
電流Ｉは、アーマチャ３４が開弁端の近傍に到達すると
遷移電流ＩM を経て、開弁端に到達した時点で保持電流
ＩH まで減少される。尚、弁体１２が閉弁端に向かう場
合にアッパコイル４２に供給する指令電流も、上記のロ
アコイル４６の場合と同様に制御される。

【００３６】図３（Ｂ）に一点鎖線で示す如く、本実施
例の電磁駆動バルブ１０において、アーマチャ３４が開
弁端の近傍に到達すると、弁体１２には、開弁方向への
変位を妨げる向きにダンパ機構６４が発するダンパ反力
が作用する。このため、同図に実線で示す如く、アーマ
チャ３４が開弁端の近傍に到達した後、弁体１２および
アーマチャ３４に作用する開弁方向への吸引力は、同図
に破線で示す対比バルブの場合に比して小さくなる。従
って、電磁駆動バルブ１０において、アーマチャ３４が
開弁端の近傍に到達した後、弁体１２の変位速度は、対
比バルブの場合に比して小さくなる。このため、上述の
如く、アーマチャ３４がロアコア４４に当接する際の当
接音が小さく抑制されることで、電磁駆動バルブ１０の
静粛性が向上する。

【００３７】また、図３（Ｃ）に破線で示す如く、対比
バルブでは、アーマチャ３４が高い速度でロアコア４４
に当接するために、開弁端で弁体１２およびアーマチャ
３４の跳ね返りが生じている。このため、対比バルブで
は、弁体１２およびアーマチャ３４の跳ね返りが生じた
場合にアーマチャ３４をロアコア４４側に再度引き寄せ
る電磁吸引力を発生させることが必要となる。

【００３８】これに対して、本実施例では、弁体１２の
変位速度が小さく抑制されることで、図３（Ｃ）に実線
で示す如く、開弁端での弁体１２およびアーマチャ３４
の跳ね返りが防止される。同様に、弁体１２が閉弁端に
到達した際にも、弁体１２およびアーマチャ３４の跳ね
返りが防止される。弁体１２およびアーマチャ３４の跳
ね返りが防止されれば、跳ね返ったアーマチャ３４を引
き寄せるための電磁吸引力を発生させることが不要とな
る。従って、本実施例によれば、消費電力の増大を招く
ことなく、弁体１２を確実に開弁端または閉弁端に保持
することができる。

【００３９】ところで、上述の如く、本実施例におい
て、アッパキャップ２８のフランジ部２８ａとアッパコ
ア４０のフランジ部４０ｃとの間、および、ロアキャッ
プ５２とロアコア４４のフランジ部４４ｃとの間には、
それぞれシム５０，５４が配設されている。アッパキャ
ップ２８とアッパコア４０との間の相対位置、および、
ロアキャップ５２とロアコア４４との間の相対位置は、
シム５０，５４の軸方向の厚みに応じて変動する。

【００４０】従って、本実施例によれば、シム５０，５
４の軸方向の厚みを変化させることで、アーマチャ３４
がロアコア４４に当接する際に可動磁石６０と固定磁石
６２とが径方向に正面に対向するように、また、アーマ
チャ３４がアッパコア４０に当接する際に可動磁石６６
と固定磁石６８とが径方向に正面に対向するように、固
定磁石６２，６８の軸方向の位置を調整することができ
る。このため、本実施例によれば、アーマチャ３４が開
弁端または閉弁端で保持される場合に可動磁石６０，６
２に作用するダンパ反力を確実にゼロとすることが可能
となる。

【００４１】尚、上記の実施例においては、アッパコイ
ル４２およびロアコイル４６が請求項に記載した「電磁
コイル」に、アッパコア４０およびロアコア４４が請求
項に記載した「コア」に、アッパ電磁石３６およびロア
電磁石３８が請求項に記載した「電磁石」に、アッパス
プリング２６およびロアスプリング２０が請求項に記載
した「弾性体」に、可動磁石６０，６６が請求項に記載
した「第１の磁石」に、固定磁石６２，６８が請求項に
記載した「第２の磁石」に、それぞれ相当している。

【００４２】ところで、上記の実施例においては、可動
磁石６０，６６をアーマチャ軸２２に固定しているが、
本発明はこれに限定されるものではなく、可動磁石６
０，６６を弁体１２と共に変位する弁軸１４に固定する
こととしてもよい。また、上記の実施例においては、固
定磁石６２，６８がアッパキャップ２８およびロアキャ
ップ５２にそれぞれ固定されているが、本発明はこれに
限定されるものではなく、固定磁石６２，６８がアッパ
コア４０またはロアコア４４に対して固定されていれば
よい。

【００４３】また、上記の実施例においては、可動磁石
６０，６６の軸方向の厚さと固定磁石６２，６８の軸方
向の厚さが一致するように形成されているが、本発明は
これに限定されるものではなく、それぞれの厚さを異な
るものとしてもよい。この場合、シム５０，５４の軸方
向の厚みを変化させることで、アーマチャ３４がロアコ
ア４４に当接した状態で可動磁石６０の軸方向の中心線
が固定磁石６２の軸方向の中心線に一致するように、ま
た、アーマチャ３４がアッパコア４０に当接した状態で
可動磁石６６の軸方向の中心線が固定磁石６８の軸方向
の中心線に一致するように、固定磁石６２，６２の軸方
向の位置が調整されていればよい。

【００４４】次に、上記図１と共に図４を参照して、本
発明の第２実施例について説明する。本実施例の電磁駆
動バルブ８０は、上記第１実施例の電磁駆動バルブ１０
において、可動磁石６０とアッパリテーナ２４、およ
び、可動磁石６６とロアリテーナ１８を、それぞれ一体
化した構成を有している。図４は、本発明の第２実施例
である電磁駆動バルブ８０のアッパ電磁石３６側の要部
断面図を示す。尚、図４において、上記図１に示す構成
部分と同一の部分については、同一の符号を付してその
説明を省略する。

【００４５】本実施例の電磁駆動バルブ８０において、
アーマチャ軸２２の上端部には、アッパリテーナ８２が
設けられている。アッパリテーナ８２は、磁石部８２ａ
を有している。固定磁石６２は、アーマチャ３４が開弁
端に到達した状態で、その内周面が磁石部８２ａに正面
から対向するように、アッパキャップ２８の内周面に固
定されている。磁石部８２ａと固定磁石６２とは、同極
どうしが径方向に対向するように分極されている。すな
わち、磁石部８２ａは、アッパリテーナ８２を、例えば
内周側がＳ極に、外周側がＮ極になるように着磁するこ
とにより構成されている。

【００４６】本実施例においても、第１実施例の場合と
同様に、アーマチャ３４が開弁端の近傍の所定位置に到
達すると、アッパリテーナ８２の磁石部８２ａと固定磁
石６２との間には、開弁方向への弁体１２の変位を妨げ
る向きのダンパ反力が作用する。このため、本実施例に
よれば、アーマチャ３４が開弁端の近傍に到達した後、
弁体１２の変位速度を低減することができる。また、ア
ーマチャ３４が開弁端に到達した状態では、アッパリテ
ーナ８２の磁石部８２ａと固定磁石６２との間にダンパ
反力は作用しない。このため、本実施例においても、消
費電力を増大させることなく、弁体１２を開弁端に確実
に保持することができる。

【００４７】また、本実施例において、ロアリテーナ
も、アッパリテーナ８２と同様に、着磁されている。従
って、本実施例によれば、アーマチャ３４が閉弁端に到
達する場合に弁体１２の変位速度を低減することができ
ると共に、アーマチャ３４が閉弁端に到達した後、消費
電力を増大させることなく弁体１２を閉弁端に保持する
ことができる。従って、本実施例の電磁駆動バルブ８０
によれば、弁体１２を開弁端または閉弁端の近傍で有効
に減速させることができると共に、消費電力の増大を招
くことなく、弁体１２を確実に開弁端または閉弁端で保
持することができる。

【００４８】上述の如く、本実施例の電磁駆動バルブ８
０は、第１実施例の電磁駆動バルブ１０が備える可動磁
石６６，６０とロアリテーナ１８，アッパリテーナ２４
とをそれぞれロアリテーナ，アッパリテーナ８２に一体
化した構成を有している。従って、本実施例の電磁駆動
バルブ８０によれば、第１実施例の電磁駆動バルブ１０
に比して、部品点数を削減することができる。

【００４９】尚、上記の実施例においては、アッパリテ
ーナ８２の磁石部８２ａが請求項に記載した「第１の磁
石」に相当している。ところで、上記の実施例において
は、アッパリテーナ８２を着磁することで磁石を構成し
ているが、本発明はこれに限定されるものではなく、別
体の磁石をアッパリテーナに接着等で固定することとし
てもよい。

【００５０】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、弁体が変
位端の近傍に到達した際に弁体の変位を妨げる向きの反
発力を発生させることができると共に、弁体が変位端に
到達した時点でその反発力を消滅させることができる。
このため、本発明によれば、電磁駆動バルブの消費電力
の増大を招くことなく、弁体が変位端に到達する際の弁
体の変位速度を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例である電磁駆動バルブの全
体構成図である。

【図２】本発明の第１実施例である電磁駆動バルブのア
ーマチャが電磁石に当接した時点で実現されるダンパ機
構の状態を示す図である。

【図３】図３（Ａ）は、電磁コイルに供給する励磁電流
のタイムチャートである。図３（Ｂ）は、弁体に作用す
る吸引力を、本発明の第１実施例である電磁駆動バルブ
と対比バルブとで比較した図である。図３（Ｃ）は、弁
体の変位を、本発明の第１実施例である電磁駆動バルブ
と対比バルブとで比較した図である。

【図４】本発明の第２実施例である電磁駆動バルブのア
ッパ電磁石側の要部断面図である。

【符号の説明】

１０，８０ 電磁駆動バルブ １２ 弁体 ２２ アーマチャ軸 ３４ アーマチャ ３６ アッパ電磁石 ３８ ロア電磁石 ４０ アッパコア ４２ アッパコイル ４４ ロアコア ４６ ロアコイル ６０，６６ 可動磁石 ６２，６８ 固定磁石 ６４，７０ ダンパ機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅野 昌彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 飯田 達雄 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3H106 DA07 DA13 DA25 DA26 DB02 DB12 DB23 DB32 DC02 DD01 EE19 EE20 KK17

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁コイルおよび該電磁コイルを保持す
   るコアから構成された電磁石と、弁体と共に変位するア
   ーマチャと、前記アーマチャを付勢する弾性体とを備
   え、電磁力と弾性力とを協働させることにより前記弁体
   を開閉駆動する電磁駆動バルブにおいて、 前記弁体と共に変位する第１の磁石と、 前記アーマチャが前記コアに当接した位置で、前記第１
   の磁石と、前記弁体の開閉方向と直交する向きに同極ど
   うしが対向するように、前記コアに対して固定された第
   ２の磁石と、 を備えることを特徴とする電磁駆動バルブ。