JP2000146004A - Solenoid driving valve and valve driving device furnished with solenoid driving valve - Google Patents

Solenoid driving valve and valve driving device furnished with solenoid driving valve

Info

Publication number
JP2000146004A
JP2000146004A JP10316370A JP31637098A JP2000146004A JP 2000146004 A JP2000146004 A JP 2000146004A JP 10316370 A JP10316370 A JP 10316370A JP 31637098 A JP31637098 A JP 31637098A JP 2000146004 A JP2000146004 A JP 2000146004A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
armature
magnetic flux
coil
valve
electromagnetically driven
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10316370A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Hattori
宏之 服部
Takashi Deo
隆志 出尾
Masahiko Asano
昌彦 浅野
Tatsuo Iida
達雄 飯田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP10316370A priority Critical patent/JP2000146004A/en
Publication of JP2000146004A publication Critical patent/JP2000146004A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize the power saving by reducing the loss following to the eddy current of an armature. SOLUTION: A solenoid driving valve 10 has a valve element 12. An armature 30 is connected to the valve element 12. At the upper side and the lower side of the armature 30, an upper coil 32 and a lower coil 36 are provided. The upper coil 32 is held to an upper core 34, while the lower coil 36 is held to a lower core 38. An exciting current is fed to the upper coil 32 and the lower coil 36 alternately. As a result, the armature 30 and the valve element 12 are driven to open and close. The directions of the exciting currents of the coils are set to make the magnetic fluxes generated to the coils pass in the reverse directions in the armature 30.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁駆動弁及び電
磁駆動弁を備える弁駆動装置に係り、特に、弁体に連結
されたアーマチャと、アーマチャの両側に配設された電
磁コイルとを備える電磁駆動弁、及び、この電磁駆動弁
を複数備える弁駆動装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electromagnetically driven valve and a valve driving apparatus provided with the electromagnetically driven valve, and more particularly to an armature connected to a valve body and electromagnetic coils disposed on both sides of the armature. The present invention relates to an electromagnetically driven valve and a valve driving device including a plurality of such electromagnetically driven valves.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、例えば特開平9−13301
0号及び特開平9−303599号に開示される如く、
内燃機関の吸気弁又は排気弁として機能する弁体を備え
る電磁駆動弁が公知である。この電磁駆動弁は、弁体に
連結されたアーマチャ、アーマチャの上下にそれぞれ配
設された第1及び第2の電磁コイル、第1及び第2の電
磁コイルをそれぞれ保持する第1及び第2のコア、及び
弁体を中立位置に向けて付勢するスプリングを備えてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-13301
No. 0 and JP-A-9-303599,
2. Description of the Related Art An electromagnetically driven valve including a valve body functioning as an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine is known. The electromagnetically driven valve has an armature connected to a valve body, first and second electromagnetic coils respectively disposed above and below the armature, and first and second electromagnetic coils holding the first and second electromagnetic coils, respectively. A spring is provided for biasing the core and the valve body toward the neutral position.

【0003】上記従来の電磁駆動弁において、何れの電
磁コイルにも励磁電流が供給されていない場合は、弁体
及びアーマチャはスプリングにより中立位置に保持され
る。また、第1の電磁コイルに励磁電流が供給される
と、弁体及びアーマチャは第1のコアに向けて吸引さ
れ、一方、第2の電磁コイルに励磁電流が供給される
と、弁体及びアーマチャは第2のコアに向けて吸引され
る。従って、上記従来の電磁駆動弁によれば、第1及び
第2の電磁コイルに交互に適当な励磁電流を供給するこ
とで、弁体を開閉動作させることができる。
In the above-described conventional electromagnetically driven valve, when no exciting current is supplied to any of the electromagnetic coils, the valve body and the armature are held at a neutral position by a spring. Also, when the exciting current is supplied to the first electromagnetic coil, the valve element and the armature are attracted toward the first core. On the other hand, when the exciting current is supplied to the second electromagnetic coil, the valve element and the armature are supplied. The armature is aspirated toward the second core. Therefore, according to the above-described conventional electromagnetically driven valve, the valve element can be opened and closed by supplying an appropriate excitation current to the first and second electromagnetic coils alternately.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
電磁駆動弁において、例えばアーマチャが第1のコアに
吸引された状態で、第1の電磁コイルに供給していた励
磁電流を停止し、又は、それまでとは逆方向の励磁電流
を供給すると、アーマチャはその内部に閉ループ状の残
留磁気(閉ループ磁束)が生じた状態で第2のコアに向
けて変位を開始する。この場合、次に第2の電磁コイル
に励磁電流が供給された際に発生する磁束の方向が、ア
ーマチャの第2のコア側の部位における上記閉ループ磁
束の方向に一致すると、アーマチャ内部の磁束密度が局
所的に増大する。その結果、アーマチャに大きな渦電流
が生ずることにより、アーマチャを第2のコアに吸引す
るために第2の電磁コイルに供給すべき励磁電流が増加
する。
In the above-described conventional electromagnetically driven valve, the exciting current supplied to the first electromagnetic coil is stopped, for example, in a state where the armature is attracted to the first core, or When an exciting current is supplied in a direction opposite to that of the armature, the armature starts to be displaced toward the second core in a state where closed-loop residual magnetism (closed-loop magnetic flux) is generated therein. In this case, when the direction of the magnetic flux generated when the exciting current is supplied to the second electromagnetic coil next matches the direction of the closed loop magnetic flux at the portion of the armature on the second core side, the magnetic flux density inside the armature Increases locally. As a result, a large eddy current is generated in the armature, so that the exciting current to be supplied to the second electromagnetic coil to attract the armature to the second core increases.

【0005】このように、上記従来の電磁駆動弁におい
ては、アーマチャに生ずる上記閉ループ磁束の影響で、
各電磁コイルが発する磁束の方向によっては、消費電力
の増大を招いてしまう。しかしながら、上記従来の電磁
駆動弁では、かかる問題は顧みられておらず、各電磁コ
イルが発生する磁束の方向については何ら考慮されてい
なかった。
As described above, in the conventional electromagnetically driven valve, the effect of the closed loop magnetic flux generated in the armature causes
Depending on the direction of the magnetic flux generated by each electromagnetic coil, power consumption may increase. However, in the above-described conventional electromagnetically driven valve, such a problem is not taken into consideration, and the direction of the magnetic flux generated by each electromagnetic coil is not considered at all.

【0006】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、各電磁コイルが発生する磁束の方向を適切に設
定することにより、省電力化を図ることが可能な電磁駆
動弁を提供することを第1の目的とする。本発明は、ま
た、上記の電磁駆動弁を複数備える弁駆動装置におい
て、電磁駆動弁の更なる省電力化を図ることを第2の目
的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and provides an electromagnetically driven valve capable of saving power by appropriately setting the direction of magnetic flux generated by each electromagnetic coil. The first purpose is to do so. A second object of the present invention is to further reduce the power consumption of the electromagnetically driven valve in the valve driving device including a plurality of the aforementioned electromagnetically driven valves.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記第1の目的は、請求
項1に記載する如く、弁体に連結されたアーマチャと、
該アーマチャの両側にそれぞれ配設された第1及び第2
の電磁コイルと、該第1及び第2の電磁コイルをそれぞ
れ保持する第1及び第2のコアとを備え、前記第1の電
磁コイルは励磁電流が供給されることにより前記アーマ
チャを前記第1の電磁コアへ吸引する第1の磁束を発生
し、前記第2の電磁コイルは励磁電流が供給されること
により前記アーマチャを前記第2のコアへ吸引する第2
の磁束を発生する電磁駆動弁であって、前記第1の磁束
と前記第2の磁束とが、前記アーマチャを互いに逆方向
に通るように、前記第1及び第2の電磁コイルに供給す
る励磁電流の方向を設定した電磁駆動弁により達成され
る。
The first object of the present invention is to provide an armature connected to a valve body as described in claim 1;
First and second arms respectively disposed on both sides of the armature
, And first and second cores respectively holding the first and second electromagnetic coils, and the first electromagnetic coil receives the exciting current to supply the armature to the first armature. The second electromagnetic coil generates a first magnetic flux to be attracted to the electromagnetic core, and the second electromagnetic coil attracts the armature to the second core by supplying an exciting current.
An electromagnetically driven valve that generates magnetic fluxes of the first and second electromagnetic coils such that the first magnetic flux and the second magnetic flux pass through the armature in opposite directions to each other. This is achieved by an electromagnetically driven valve that sets the direction of the current.

【0008】請求項1記載の発明において、第1の電磁
コイルへの励磁電流の供給が停止されると、第1の磁束
とは逆方向の磁束が発生する。この逆方向の磁束によ
り、アーマチャの内部には、第1の電磁コイル側で第1
の磁束と逆方向となり、第2の電磁コイル側で第1の磁
束と同方向となる向きに循環する磁束(閉ループ磁束)
が発生する。かかる状況下で、第2の電磁コイルに励磁
電流が供給されると、第1の磁束とは逆方向の第2の磁
束が発生する。従って、アーマチャの第2の電磁コイル
側の部位において、上記閉ループ磁束と、第2の磁束と
が逆方向となることにより、アーマチャ内部の磁束密度
は小さくなる。その結果、アーマチャ内部に生ずる渦電
流は抑制される。同様に、第2の電磁コイルへの励磁電
流の供給が停止された後、第1の電磁コイルに励磁電流
が供給された場合にも、アーマチャ内部に生ずる渦電流
は抑制される。従って、本発明によれば、アーマチャ内
の渦電流に伴う損失が小さくなることで、各電磁コイル
に供給すべき励磁電流が低減される。
According to the first aspect of the present invention, when the supply of the exciting current to the first electromagnetic coil is stopped, a magnetic flux in a direction opposite to the first magnetic flux is generated. Due to the magnetic flux in the opposite direction, the first electromagnetic coil side
Magnetic flux (closed loop magnetic flux) circulating in the direction opposite to that of the first magnetic flux on the second electromagnetic coil side in the same direction as the first magnetic flux.
Occurs. In such a situation, when an exciting current is supplied to the second electromagnetic coil, a second magnetic flux in a direction opposite to the first magnetic flux is generated. Therefore, in the portion of the armature on the side of the second electromagnetic coil, the closed loop magnetic flux and the second magnetic flux are in opposite directions, so that the magnetic flux density inside the armature is reduced. As a result, the eddy current generated inside the armature is suppressed. Similarly, even when the excitation current is supplied to the first electromagnetic coil after the supply of the excitation current to the second electromagnetic coil is stopped, the eddy current generated inside the armature is suppressed. Therefore, according to the present invention, the excitation current to be supplied to each electromagnetic coil is reduced by reducing the loss associated with the eddy current in the armature.

【0009】また、上記第1の目的は、請求項2に記載
する如く、請求項1記載の電磁駆動弁において、前記第
1のコアは、前記第1の磁束と同方向の磁束を発生する
第1の永久磁石を備え、前記第2のコアは、前記第2の
磁束と同方向の磁束を発生する第2の永久磁石を備える
電磁駆動弁により更に効果的に達成される。
The first object is to provide an electromagnetically driven valve according to the first aspect, wherein the first core generates a magnetic flux in the same direction as the first magnetic flux. An electromagnetically driven valve with a first permanent magnet, wherein the second core is provided with a second permanent magnet that generates a magnetic flux in the same direction as the second magnetic flux, is more effectively achieved.

【0010】請求項2記載の発明において、第1の永久
磁石及び第2の永久磁石は、それぞれ、第1の磁束及び
第2の磁束と同方向の磁束を発生する。このため、アー
マチャを吸引するために第1の電磁コイル及び第2の電
磁コイルに供給すべき励磁電流が低減される。また、上
記第2の目的は、請求項3に記載する如く、請求項1又
は2記載の電磁駆動弁を近接して複数備える弁駆動装置
において、前記複数の電磁駆動弁を、隣り合う2つの電
磁駆動弁において、前記第1の磁束どうし、及び、前記
第2の磁束どうしが、それぞれ前記第1の電磁コイル及
び前記第2の電磁コイルの外周側の部位で互いに同方向
となるように配置した弁駆動装置により達成される。
In the invention described in claim 2, the first permanent magnet and the second permanent magnet generate magnetic fluxes in the same direction as the first magnetic flux and the second magnetic flux, respectively. Therefore, the exciting current to be supplied to the first electromagnetic coil and the second electromagnetic coil in order to attract the armature is reduced. In addition, the second object is, as described in claim 3, in a valve drive device including a plurality of electromagnetically driven valves in close proximity to each other, wherein the plurality of electromagnetically driven valves are connected to two adjacent electromagnetically driven valves. In the electromagnetically driven valve, the first magnetic flux and the second magnetic flux are disposed so as to be in the same direction at the outer peripheral side portions of the first electromagnetic coil and the second magnetic coil, respectively. This is achieved by an improved valve drive.

【0011】請求項3記載の発明において、弁駆動装置
が備える複数の電磁駆動弁は、隣り合う2つの電磁駆動
弁において、第1の磁束どうし、及び、第2の磁束どう
しが、それぞれ、第1の電磁石及び第2の電磁石の外周
側の部位で、互いに同方向となるように配置される。こ
のため、隣り合う一方の電磁駆動弁から他方の電磁駆動
弁へ漏洩した第1及び第2の磁束は、それぞれ、他方の
電磁駆動弁の第1の磁束及び第2の磁束を増強するよう
に作用する。その結果、電磁駆動弁の第1の電磁コイル
及び第2の電磁コイルに供給すべき励磁電流が低減され
る。
According to the third aspect of the present invention, the plurality of electromagnetically driven valves provided in the valve driving device are such that, in two adjacent electromagnetically driven valves, the first magnetic flux and the second magnetic flux are respectively different from each other. The first electromagnet and the second electromagnet are arranged so as to be in the same direction at the outer peripheral portion. For this reason, the first and second magnetic fluxes leaking from one adjacent electromagnetically driven valve to the other electromagnetically driven valve increase the first magnetic flux and the second magnetic flux of the other electromagnetically driven valve, respectively. Works. As a result, the exciting current to be supplied to the first and second electromagnetic coils of the electromagnetically driven valve is reduced.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施例である
電磁駆動弁10の断面図である。図1に示す如く、電磁
駆動弁10は弁体12を備えている。弁体12は、内燃
機関の吸気弁、又は排気弁を構成する部材であり、図1
中下端部を内燃機関の燃焼室に露出させた状態でシリン
ダヘッド内に配設される。内燃機関のシリンダヘッドに
は、弁体12に対する弁座を備えるポートが設けられて
いる。弁体12が弁座から離座又は着座することにより
ポートの開閉が制御される。なお、本実施例において、
内燃機関は各気筒に複数の排気弁及び吸気弁を備えてお
り、各排気弁及び各吸気弁に対応して電磁駆動弁10が
設けられる。
FIG. 1 is a sectional view of an electromagnetically driven valve 10 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the electromagnetically driven valve 10 includes a valve body 12. The valve body 12 is a member that constitutes an intake valve or an exhaust valve of the internal combustion engine.
It is disposed in the cylinder head with the middle and lower ends exposed in the combustion chamber of the internal combustion engine. The cylinder head of the internal combustion engine is provided with a port having a valve seat for the valve element 12. The opening and closing of the port is controlled by the valve body 12 being separated from or seated from the valve seat. In this embodiment,
The internal combustion engine has a plurality of exhaust valves and intake valves in each cylinder, and an electromagnetically driven valve 10 is provided corresponding to each exhaust valve and each intake valve.

【0013】図1に示す如く、弁体12は弁軸14に連
結されている。弁軸14はバルブガイド16により軸方
向に変位可能に保持されている。バルブガイド16は、
ロアキャップ17に支持されている。電磁駆動弁10
は、また、弁軸14の上端部に当接するアーマチャシャ
フト18を備えている。アーマチャシャフト18は、非
磁性材料で構成されたロッド状の部材である。弁軸14
の上端部には、ロアリテーナ20が固定されている。ロ
アリテーナ20の下方にはロアスプリング22が配設さ
れている。ロアスプリング22の下端は、ロアキャップ
17に当接している。ロアスプリング22は、ロアリテ
ーナ20およびアーマチャシャフト18を、図1におけ
る上向きに付勢している。
As shown in FIG. 1, the valve body 12 is connected to a valve shaft 14. The valve shaft 14 is held by a valve guide 16 so as to be displaceable in the axial direction. The valve guide 16 is
It is supported by the lower cap 17. Electromagnetic drive valve 10
Also has an armature shaft 18 that contacts the upper end of the valve shaft 14. The armature shaft 18 is a rod-shaped member made of a non-magnetic material. Valve shaft 14
A lower retainer 20 is fixed to the upper end of the lower case. A lower spring 22 is provided below the lower retainer 20. The lower end of the lower spring 22 is in contact with the lower cap 17. The lower spring 22 urges the lower retainer 20 and the armature shaft 18 upward in FIG.

【0014】アーマチャシャフト18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2
4の上方には、アッパスプリング26の下端部が当接し
ている。アッパスプリング26の周囲には、その外周を
取り巻くように円筒状のアッパキャップ27が配設され
ている。アッパスプリング26の上端部は、アッパキャ
ップ27に螺着されたアジャストボルト28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お
よびアーマチャシャフト18を、図1における下向きに
付勢している。
An upper retainer 24 is fixed to the upper end of the armature shaft 18. Appari Retainer 2
Above 4, the lower end of the upper spring 26 is in contact. A cylindrical upper cap 27 is provided around the upper spring 26 so as to surround the outer periphery thereof. The upper end of the upper spring 26 is in contact with an adjustment bolt 28 screwed to the upper cap 27. The upper spring 26 urges the retainer 24 and the armature shaft 18 downward in FIG.

【0015】アーマチャシャフト18の外周には、アー
マチャ30が接合されている。アーマチャ30は、軟磁
性材料で構成された円盤状の部材である。アーマチャ3
0の上方には、アッパコイル32及びアッパコア34が
配設されている。また、アーマチャ30の下方には、ロ
アコイル36及びロアコア38が配設されている。アッ
パコア34およびロアコア38は、共に磁性材料で構成
された部材であり、それぞれ、アッパコイル32及びロ
アコイル36を収納する環状溝34a及び38aと、そ
れらの中央部を軸方向に貫通する貫通穴34b及び38
bとを備えている。貫通穴34b及び38bには、それ
ぞれ、軸受部材40及び42が配設されている。アーマ
チャシャフト18は、貫通穴34b及び38bを貫通
し、軸受部材40及び42により摺動可能に保持されて
いる。また、アッパコイル32及びロアコイル36は図
示しない駆動回路に接続されている。駆動回路はアッパ
コイル32及びロアコイル36に所定のタイミングで励
磁電流を供給する。
An armature 30 is joined to the outer periphery of the armature shaft 18. The armature 30 is a disk-shaped member made of a soft magnetic material. Armature 3
Above 0, an upper coil 32 and an upper core 34 are provided. Below the armature 30, a lower coil 36 and a lower core 38 are provided. The upper core 34 and the lower core 38 are both members made of a magnetic material, and have annular grooves 34 a and 38 a for accommodating the upper coil 32 and the lower coil 36, respectively, and through holes 34 b and 38 that penetrate through the central portion thereof in the axial direction.
b. Bearing members 40 and 42 are provided in the through holes 34b and 38b, respectively. The armature shaft 18 passes through the through holes 34b and 38b, and is slidably held by bearing members 40 and 42. The upper coil 32 and the lower coil 36 are connected to a drive circuit (not shown). The drive circuit supplies an exciting current to the upper coil 32 and the lower coil 36 at a predetermined timing.

【0016】アッパコア34およびロアコア38の外周
には、外筒44が配設されている。アッパコア34およ
びロアコア38は、両者間に所定の間隔が確保されるよ
うに、外筒44により保持されている。また、上述した
アッパキャップ27は、アッパコア34の上端面に固定
されている。アジャスタボルト28は、アーマチャ30
の中立位置がアッパコア34とロアコア38の中央とな
るように調整されている。
An outer cylinder 44 is provided on the outer periphery of the upper core 34 and the lower core 38. The upper core 34 and the lower core 38 are held by an outer cylinder 44 so that a predetermined interval is secured between them. Further, the above-described upper cap 27 is fixed to the upper end surface of the upper core 34. The adjuster bolt 28 is attached to the armature 30
Is adjusted so that the neutral position is at the center between the upper core 34 and the lower core 38.

【0017】上記の構成によれば、アッパコイル32に
励磁電流を供給することにより、アーマチャ30に上向
きの電磁吸引力を作用させることができる。また、ロア
コイル36に励磁電流を供給することにより、アーマチ
ャ30に下向きの電磁吸引力を作用させることができ
る。従って、アッパコイル32とロアコイル36とに交
互に適当なタイミングで励磁電流を供給することによ
り、アーマチャ30をアッパコア34とロアコア38と
の間で往復移動させること、すなわち、弁体12を開閉
駆動することができる。
According to the above configuration, by supplying an exciting current to the upper coil 32, an upward electromagnetic attractive force can be applied to the armature 30. By supplying an exciting current to the lower coil 36, a downward electromagnetic attraction force can be applied to the armature 30. Accordingly, the armature 30 is reciprocated between the upper core 34 and the lower core 38 by supplying an exciting current to the upper coil 32 and the lower coil 36 at an appropriate timing alternately, that is, the valve body 12 is opened and closed. Can be.

【0018】以下、図2〜図7を参照して、電磁駆動弁
10の動作について更に詳細に説明する。なお、以下の
記載において、アーマチャ30をアッパコア34又はロ
アコア38に吸引・保持すべくアッパコイル32又はロ
アコイル36に供給する励磁電流を「吸引電流」と称
す。また、アッパコイル32又はロアコイル36に吸引
電流を供給した際に発生する磁束を「吸引磁束」と称
す。
Hereinafter, the operation of the electromagnetically driven valve 10 will be described in more detail with reference to FIGS. In the following description, the excitation current supplied to the upper coil 32 or the lower coil 36 for attracting and holding the armature 30 to the upper core 34 or the lower core 38 is referred to as “suction current”. Further, the magnetic flux generated when an attraction current is supplied to the upper coil 32 or the lower coil 36 is referred to as “attraction magnetic flux”.

【0019】図2〜図7は、アーマチャ30がアッパコ
ア34に当接した状態(すなわち、弁体12が全閉位置
にある状態)からアーマチャ30がロアコア38に当接
した状態(すなわち、弁体12が全開位置にある状態)
まで変位する過程における各時点でのアーマチャ30の
位置を、アッパコイル32が発する磁束、ロアコイル3
6が発する磁束、及び、アーマチャ30内に生ずる残留
磁束と共に概略的に示す。なお、図2〜図7には、電磁
駆動弁10の要部の図1中右半分のみを示している。ま
た、図2〜図7において、アッパコイル32又はロアコ
イル36に付した記号" ×" は励磁電流が紙面表側から
裏側に向かう方向(すなわち、図中上側から見て反時計
回り方向;以下、第1の方向と称す)に流れることを表
し、また、記号" ●" は励磁電流が紙面裏側から表側へ
向かう方向(すなわち、図中上側から見て時計回り方
向;以下、第2の方向と称す)に流れることを表す。
FIGS. 2 to 7 show a state in which the armature 30 is in contact with the upper core 34 (that is, the valve body 12 is in the fully closed position) and a state in which the armature 30 is in contact with the lower core 38 (that is, the valve body). 12 is in the fully open position)
The position of the armature 30 at each point in the process of being displaced to the magnetic flux generated by the upper coil 32 and the lower coil 3
6 schematically shows the magnetic flux emitted by 6 and the residual magnetic flux generated in the armature 30. 2 to 7 show only the right half of the main part of the electromagnetically driven valve 10 in FIG. 2 to 7, the symbol “x” attached to the upper coil 32 or the lower coil 36 indicates a direction in which the exciting current goes from the front side to the back side of the drawing (that is, a counterclockwise direction when viewed from the top in the drawing; And the symbol "●" indicates the direction in which the exciting current goes from the back side to the front side (that is, clockwise as viewed from the top in the figure; hereinafter, referred to as the second direction). Represents flowing to

【0020】図2は、アーマチャ30がアッパコア34
に当接した状態(この状態でのアーマチャ30の位置
を、以下、閉弁位置と称す)を示す。図2に示す状態で
は、アッパコイル32に第1の方向の吸引電流が供給さ
れることにより、吸引磁束が、アッパコイル32を取り
巻くようにアッパコア34及びアーマチャ30を経由し
て図中時計回り方向に循環する。かかる吸引磁束によ
り、アーマチャ30を閉弁位置に保持する吸引力が発生
する。
FIG. 2 shows that the armature 30 has an upper core 34.
(The position of the armature 30 in this state is hereinafter referred to as a valve closing position). In the state shown in FIG. 2, the attraction current in the first direction is supplied to the upper coil 32, so that the attracted magnetic flux circulates in a clockwise direction through the upper core 34 and the armature 30 so as to surround the upper coil 32. I do. The suction magnetic flux generates a suction force for holding the armature 30 at the valve closing position.

【0021】図3は、上記の如くアーマチャ30が閉弁
位置に保持された状態で、アッパコイル32に吸引電流
とは逆方向の第2の方向の励磁電流(以下、開放電流と
称す)が供給された状態を示す。アッパコイル32に第
2の方向の開放電流が供給されると、アッパコイル32
が発生する磁束の方向は、励磁電流の変化に対して遅れ
を伴いながら、アッパコイル32の周囲を内側から外側
に向けて比較的緩やかに変化する。このため、アッパコ
イル32に供給される励磁電流が第1の方向の吸引電流
から第2の方向の開放電流に切り換えられた後、図3に
示す如く、磁束がアッパコイル32を取り巻くように、
内側では磁束が図中反時計回り方向に循環し、外側では
図中時計回り方向に循環する状態が形成される。かかる
磁束は、アーマチャ30の内部を、アッパコア34側で
図中右向きに通過し、アッパコア34とは反対側で図中
左向きに通過する。そして、アーマチャ30の内部のこ
れら逆方向の磁束の大きさがほぼ均等になって互いに相
殺するようになると、アッパコア34とアーマチャ30
との間に作用する吸引力はアッパスプリング26の付勢
力より小さくなる。
FIG. 3 shows a state in which the armature 30 is held at the valve closing position as described above, and an exciting current (hereinafter, referred to as an opening current) in a second direction opposite to the attraction current is supplied to the upper coil 32. It shows the state that was done. When the opening current in the second direction is supplied to the upper coil 32, the upper coil 32
The direction of the generated magnetic flux changes relatively gradually from the inside to the outside around the upper coil 32 with a delay with respect to the change in the exciting current. Therefore, after the exciting current supplied to the upper coil 32 is switched from the attraction current in the first direction to the opening current in the second direction, as shown in FIG. 3, the magnetic flux surrounds the upper coil 32.
On the inner side, the magnetic flux circulates counterclockwise in the figure, and on the outer side, the magnetic flux circulates clockwise in the figure. The magnetic flux passes through the inside of the armature 30 rightward in the drawing on the upper core 34 side and passes leftward in the drawing on the opposite side to the upper core 34. When the magnitudes of the magnetic fluxes in the opposite directions inside the armature 30 become substantially equal to each other and cancel each other, the upper core 34 and the armature 30
Is smaller than the urging force of the upper spring 26.

【0022】アッパコア34とアーマチャ30との間に
作用する吸引力が、アッパスプリング26の付勢力より
小さくなると、アーマチャ30はアッパスプリング26
の付勢力によりロアコア38に向けて変位を開始する。
この場合、上記のように、アーマチャ30がその内部に
互いに逆方向の磁束が流通する状態でアッパコア34か
ら離間することにより、図4に示す如く、アーマチャ3
0の内部には、図中時計回り方向に循環する閉ループ磁
束が残存する。
When the suction force acting between the upper core 34 and the armature 30 becomes smaller than the urging force of the upper spring 26, the armature 30
Starts to be displaced toward the lower core 38 due to the urging force of.
In this case, as described above, the armature 30 is separated from the upper core 34 in a state in which magnetic fluxes in opposite directions are circulated therein, as shown in FIG.
Inside 0, a closed loop magnetic flux circulating clockwise in the figure remains.

【0023】アーマチャ30が所定位置まで変位する
と、今度は、図5に示す如く、ロアコイル36に第1の
方向の吸引電流が供給される。ロアコイル36に第1の
方向の吸引電流が供給されると、ロアコイル36を取り
巻くように図中時計回り方向に循環する吸引磁束が発生
する。この吸引磁束がロアコア38とアーマチャ30と
の間を流通することで、アーマチャ30にはロアコア3
8へ向かう方向の吸引力が作用する。なお、ロアコイル
36にアッパコイル32と同じ第1の方向の吸引電流を
供給することにより得られる効果については、後に詳細
に説明する。上記の吸引力がアーマチャ30に作用する
ことにより、摺動抵抗や燃焼残圧によるエネルギー損失
が補われ、アーマチャ30は、図6に示す状態を経て、
図7に示す如くロアコア38に当接するまで変位する。
そして、ロアコア38への通電が維持されることで、ア
ーマチャ30はロアコア38と当接した位置(以下、ア
ーマチャ30の全開位置と称す)に保持される。
When the armature 30 is displaced to a predetermined position, an attraction current in the first direction is supplied to the lower coil 36, as shown in FIG. When the attraction current in the first direction is supplied to the lower coil 36, an attraction magnetic flux circulating clockwise in the drawing is generated so as to surround the lower coil 36. The attracted magnetic flux flows between the lower core 38 and the armature 30 so that the armature 30 has the lower core 3
A suction force in the direction toward 8 acts. The effect obtained by supplying the same current in the first direction to the lower coil 36 as in the upper coil 32 will be described later in detail. The above-described suction force acts on the armature 30, thereby compensating for energy loss due to sliding resistance and residual combustion pressure. The armature 30 passes through the state shown in FIG.
It is displaced until it comes into contact with the lower core 38 as shown in FIG.
Then, by maintaining the current supply to the lower core 38, the armature 30 is held at a position where the armature 30 is in contact with the lower core 38 (hereinafter, referred to as a fully open position of the armature 30).

【0024】また、上記とは逆に、ロアコイル36に第
2の方向の開放電流を供給し、その後、適当なタイミン
グでアッパコイル32に吸引電流を供給することによ
り、アーマチャ30を全開位置から全閉位置へ変位させ
ることができる。本実施例の電磁駆動弁10は、上記の
如く、アッパコイル32に吸引電流が供給されることに
より発生する吸引磁束と、ロアコイル36に吸引電流が
供給されることにより発生する吸引磁束とがアーマチャ
30を逆方向に通過するように、アッパコイル32とロ
アコイル36とに供給する吸引電流の方向を設定するこ
とにより (すなわち、アッパコイル32及びロアコイ
ル36に同方向の吸引電流を供給することにより)電磁
駆動弁10の省電力化を実現した点に特徴を有してい
る。以下、電磁駆動弁10が有する上記特徴部について
説明する。
Conversely, by supplying an opening current in the second direction to the lower coil 36 and then supplying an attraction current to the upper coil 32 at an appropriate timing, the armature 30 is fully closed from the fully open position. It can be displaced to a position. As described above, the electromagnetically driven valve 10 of the present embodiment is configured such that the attracted magnetic flux generated when the attractive current is supplied to the upper coil 32 and the attracted magnetic flux generated when the attractive current is supplied to the lower coil 36 are connected to the armature 30. By setting the direction of the attraction current supplied to the upper coil 32 and the lower coil 36 so as to pass in the opposite direction (that is, by supplying the attraction current in the same direction to the upper coil 32 and the lower coil 36). It is characterized by realizing power saving of 10. Hereinafter, the characteristics of the electromagnetically driven valve 10 will be described.

【0025】図8は、比較のため、上記図5においてロ
アコイル36に第2の方向の吸引電流を供給した状態を
示す。なお、このようにアッパコイル32とロアコイル
36とに互いに逆方向の吸引電流を供給する構成を、以
下、対比構成と称す。図8に示す如く、ロアコイル36
に第2の方向の吸引電流が供給されると、ロアコイル3
6を取り巻くように図中反時計回り方向に循環する吸引
磁束が発生する。この吸引磁束は、アーマチャ30の内
部を図中左向きに通過する。一方、上述の如く、アーマ
チャ30の内部には、図中時計回り方向に循環する閉ル
ープ磁束が残存しており、この閉ループ磁束の方向は、
アーマチャ30のロアコア38側において図中左向きと
なっている。
FIG. 8 shows a state in which the lower coil 36 is supplied with an attraction current in the second direction in FIG. 5 for comparison. The configuration in which the attraction currents in opposite directions are supplied to the upper coil 32 and the lower coil 36 in this manner is hereinafter referred to as a comparison configuration. As shown in FIG.
Is supplied with the attraction current in the second direction, the lower coil 3
6, attracted magnetic flux circulating in the counterclockwise direction in the figure. This attracted magnetic flux passes through the inside of the armature 30 to the left in the drawing. On the other hand, as described above, the closed loop magnetic flux circulating clockwise in the figure remains inside the armature 30, and the direction of the closed loop magnetic flux is as follows.
The armature 30 faces leftward in the figure on the lower core 38 side.

【0026】すなわち、図8に示す状態では、アーマチ
ャ30のロアコア38側において、閉ループ磁束の方向
とロアコイル36が発生する吸引磁束の方向とは互いに
一致する。このため、吸引磁束はアーマチャ30のロア
コア38側の部位に集中して流れようとする。この場
合、アーマチャ30内部で磁束密度が局部的に高くな
り、アーマチャ30がロアコア38に接近する過程でア
ーマチャ30に生ずる渦電流が増大してしまう。更に、
吸引磁束の方向と、ロアコア38側での閉ループ磁束の
方向とが一致することで、吸引磁束が作用しても閉ルー
プ磁束が直ちに消滅することはなく、比較的長い時間を
かけて緩やかに消滅する。閉ループ磁束のかかる緩やか
な変化によっても、アーマチャ30に生ずる渦電流が増
大する。
That is, in the state shown in FIG. 8, on the lower core 38 side of the armature 30, the direction of the closed loop magnetic flux and the direction of the attracted magnetic flux generated by the lower coil 36 match each other. For this reason, the attracted magnetic flux tends to flow intensively at the portion of the armature 30 on the lower core 38 side. In this case, the magnetic flux density locally increases inside the armature 30, and the eddy current generated in the armature 30 in the process of the armature 30 approaching the lower core 38 increases. Furthermore,
Since the direction of the attracted magnetic flux coincides with the direction of the closed loop magnetic flux on the lower core 38 side, the closed loop magnetic flux does not disappear immediately even if the attractive magnetic flux acts, but gradually disappears over a relatively long time. . Such a gradual change in the closed-loop magnetic flux also increases the eddy current generated in the armature 30.

【0027】また、吸引磁束の方向がアーマチャ30の
ロアコア38側における閉ループ磁束の方向と一致する
ことにより、ロアコア38からアーマチャ30へ流れた
吸引磁束の一部は、アーマチャ30内に存在する閉ルー
プ磁束に合流して、アーマチャ30の内部を循環するよ
うになる。この場合、アーマチャ30への吸引力を発生
するのに寄与し得る吸引磁束が減少してしまう。
Since the direction of the attracted magnetic flux coincides with the direction of the closed loop magnetic flux on the lower core 38 side of the armature 30, a part of the attracted magnetic flux flowing from the lower core 38 to the armature 30 becomes a part of the closed loop magnetic flux existing in the armature 30. And circulates inside the armature 30. In this case, the attractive magnetic flux that can contribute to generating the attractive force to the armature 30 decreases.

【0028】このように、対比構成では、アッパコイル
32が発する吸引磁束とロアコイル36が発する吸引磁
束とがアーマチャ30内を同方向に通過するために、ア
ーマチャ30には大きな渦電流が発生し、また、ロアコ
イル36が発する吸引磁束がアーマチャ30を吸引する
磁束として効率的に使用されなくなる。これらの理由に
より、対比構成では各コイルに供給すべ吸引電流が増大
してしまう。
As described above, in the contrast configuration, the attracted magnetic flux generated by the upper coil 32 and the attracted magnetic flux generated by the lower coil 36 pass through the armature 30 in the same direction, so that a large eddy current is generated in the armature 30. Thus, the attracted magnetic flux generated by the lower coil 36 is not efficiently used as the magnetic flux for attracting the armature 30. For these reasons, the attraction current to be supplied to each coil increases in the contrast configuration.

【0029】これに対して、本実施例では、上述の如
く、ロアコイル36にアッパコイル32と同じ第1の方
向の吸引電流が供給されるため、両コイルが発生する吸
引磁束はアーマチャ30を互いに逆方向に通過する。こ
のため、図6に示されるように、ロアコイル36が発生
する吸引磁束は、アーマチャ30のロアコア38側の部
位における閉ループ磁束の向きとは逆方向となる。この
ように、アーマチャ30のロアコア38側の部位におい
て吸引磁束と閉ループ磁束とが互いに逆方向となること
で、アーマチャ30における局所的な磁束密度の上昇が
防止され、これによりアーマチャ30の渦電流が抑制さ
れる。また、この場合、吸引磁束が閉ループ磁束を速や
かに消滅させることで、閉ループ磁束の長時間にわたる
変化が防止されることによってもアーマチャ30の渦電
流が抑制される。更に、吸引磁束と閉ループ磁束とが逆
方向になることで、ロアコア38からアーマチャ30に
流入した吸引磁束は、アーマチャ30の内部を循環する
ことなくロアコア38へ環流する。すなわち、ロアコイ
ル36が発生する吸引磁束は、アーマチャ30をロアコ
ア38へ吸引する磁束として効率的に利用されることに
なる。
On the other hand, in the present embodiment, as described above, since the attraction current in the same first direction as that of the upper coil 32 is supplied to the lower coil 36, the attraction magnetic fluxes generated by both coils cause the armature 30 to move in the opposite direction. Pass in the direction. Therefore, as shown in FIG. 6, the direction of the attracted magnetic flux generated by the lower coil 36 is opposite to the direction of the closed loop magnetic flux at the portion of the armature 30 on the lower core 38 side. As described above, since the attracted magnetic flux and the closed-loop magnetic flux are opposite to each other at the portion of the armature 30 on the lower core 38 side, a local increase in the magnetic flux density in the armature 30 is prevented, whereby the eddy current of the armature 30 is reduced. Is suppressed. Further, in this case, the eddy current of the armature 30 is also suppressed by preventing the change of the closed-loop magnetic flux over a long period of time by rapidly eliminating the closed-loop magnetic flux by the attracted magnetic flux. Further, since the attracted magnetic flux and the closed-loop magnetic flux are in opposite directions, the attracted magnetic flux flowing into the armature 30 from the lower core 38 returns to the lower core 38 without circulating inside the armature 30. That is, the attracted magnetic flux generated by the lower coil 36 is efficiently used as a magnetic flux for attracting the armature 30 to the lower core 38.

【0030】このように、本実施例によれば、吸引磁束
をアーマチャ30を吸引する磁束として有効に使用でき
ると共に、アーマチャ30に生ずる渦電流を抑制するこ
とができる。従って、本実施例の電磁駆動弁10によれ
ば、ロアコイル36に供給すべき吸引電流を低減するこ
とができる。図9は、本実施例の電磁駆動弁10により
得られる上記の効果を、例えば弁体12を全閉位置から
全開位置へ一定の変位パターンで駆動する場合につい
て、対比構成と比較して示す図である。図9において、
(A)は弁体12の変位を、(B)は、ロアコイル36
に供給される吸引電流の波形を、(C)は、アーマチャ
30の渦電流に伴うエネルギー損失の時間変化を横軸を
時間軸として、それぞれ、電磁駆動弁10について実線
で、対比構成について破線で示す。
As described above, according to the present embodiment, the attracted magnetic flux can be effectively used as the magnetic flux for attracting the armature 30, and the eddy current generated in the armature 30 can be suppressed. Therefore, according to the electromagnetically driven valve 10 of the present embodiment, the attraction current to be supplied to the lower coil 36 can be reduced. FIG. 9 is a diagram showing the above-mentioned effect obtained by the electromagnetically driven valve 10 of the present embodiment, for example, in a case where the valve body 12 is driven from a fully closed position to a fully open position in a constant displacement pattern, in comparison with a comparative configuration. It is. In FIG.
(A) shows the displacement of the valve body 12 and (B) shows the lower coil 36.
(C) is a solid line for the electromagnetically driven valve 10 and a broken line for the comparison configuration, with the horizontal axis representing the time change of energy loss due to the eddy current of the armature 30 on the horizontal axis. Show.

【0031】図9(C)に示す如く、本実施例の電磁駆
動弁10によれば、対比構成に比して渦電流に伴う損失
が低減されていることがわかる。本実施例では、このよ
うな渦電流損の低減に加えて、上記のように吸引磁束が
アーマチャ30を吸引する磁束として効率的に利用され
ることで、図9(B)に示す如く、対比構成に比してロ
アコイル36に供給すべき吸引電流が低減されている。
また、上記と同様の理由で、弁体12を全開位置から全
閉位置へ変位させる場合にも、アッパコイル32に供給
すべき吸引電流が低減される。
As shown in FIG. 9 (C), according to the electromagnetically driven valve 10 of the present embodiment, it can be seen that the loss due to the eddy current is reduced as compared with the comparative configuration. In the present embodiment, in addition to the reduction of the eddy current loss, as described above, the attracted magnetic flux is efficiently used as the magnetic flux for attracting the armature 30, and as shown in FIG. The attraction current to be supplied to the lower coil 36 is reduced as compared with the configuration.
Further, for the same reason as described above, even when the valve body 12 is displaced from the fully open position to the fully closed position, the attraction current to be supplied to the upper coil 32 is reduced.

【0032】このように、本実施例の電磁駆動弁10で
は、弁体12を開閉移動させるためにロアコイル36及
びアッパコイル32に供給すべき吸引電流が低減され
る。従って、本実施例によれば、電磁駆動弁10の省電
力化を図ることができると共に、各コイルの銅損に伴う
発熱を小さく抑制することができる。ところで、上記実
施例では、アーマチャ30を全閉位置又は全開位置から
変位させる際に、アッパコイル32又はロアコイル36
に吸引電流とは逆方向の開放電流を供給し、この開放電
流の影響で、アーマチャ30に閉ループ磁束が生ずるも
のとして説明した。しかしながら、単にアッパコイル3
2への吸引電流の供給を停止した場合にも(すなわち、
開放電流を供給しなくても)、アーマチャ30には上記
実施例の場合と同様の閉ループ磁束が発生する。
As described above, in the electromagnetically driven valve 10 of the present embodiment, the attraction current to be supplied to the lower coil 36 and the upper coil 32 for opening and closing the valve body 12 is reduced. Therefore, according to the present embodiment, power saving of the electromagnetically driven valve 10 can be achieved, and heat generation due to copper loss of each coil can be suppressed to be small. In the above embodiment, when the armature 30 is displaced from the fully closed position or the fully opened position, the upper coil 32 or the lower coil 36 is displaced.
It has been described that an open current is supplied to the armature 30 in a direction opposite to the attracting current, and a closed loop magnetic flux is generated in the armature 30 due to the effect of the open current. However, simply the upper coil 3
2 when the supply of the attraction current to the
Even if an open current is not supplied), a closed-loop magnetic flux is generated in the armature 30 as in the above-described embodiment.

【0033】図10は、アッパコイル32への第1の方
向の吸引電流が停止された後に生ずる磁束を示す。アッ
パコイル32への吸引電流の供給が停止されると、それ
に伴ってアッパコア34及びアーマチャ30に渦電流が
生ずる。この渦電流により、アッパコイル32を取り巻
く磁束の方向を内側から外側へ向けて順次反転させるよ
うな磁束が発生する。このため、アッパコイル32への
吸引電流の供給が停止されると、開放電流が供給された
場合と同様に、図10に示す如く、内側では渦電流によ
り生じた磁束が図中反時計回り方向に循環し、外側では
残存する吸引磁束が時計回り方向に循環する状態が形成
される。そして、これらの磁束がアーマチャ30の内部
を互いに逆向きに通過することにより、上記図4に示す
場合と同様に、アーマチャ30内に閉ループ磁束が残存
した状態でアーマチャ30がアッパコア34から離間す
ることになる。従って、本実施例が奏する上記の効果
は、アッパコイル32及びロアコイル36に逆方向の開
放電流を供給しない場合にも得ることができる。
FIG. 10 shows the magnetic flux generated after the attraction current in the first direction to the upper coil 32 is stopped. When the supply of the attraction current to the upper coil 32 is stopped, an eddy current is generated in the upper core 34 and the armature 30 accordingly. The eddy current generates a magnetic flux that reverses the direction of the magnetic flux surrounding the upper coil 32 sequentially from the inside to the outside. For this reason, when the supply of the attraction current to the upper coil 32 is stopped, the magnetic flux generated by the eddy current on the inner side moves counterclockwise in the drawing as shown in FIG. A state is formed in which the magnetic flux circulates and the remaining attracted magnetic flux circulates clockwise on the outside. Then, as these magnetic fluxes pass through the inside of the armature 30 in opposite directions, the armature 30 separates from the upper core 34 in a state where the closed loop magnetic flux remains in the armature 30 as in the case shown in FIG. become. Therefore, the above-described effect of the present embodiment can be obtained even when the open current in the opposite direction is not supplied to the upper coil 32 and the lower coil 36.

【0034】ところで、上述の如く、本実施例におい
て、内燃機関は各気筒に複数の排気弁及び複数の吸気弁
を備え、各排気弁及び各吸気弁に対応して電磁駆動弁1
0が設けられている。すなわち、本実施例では、複数の
電磁駆動弁10が設けられる。図11は、そのうち、隣
合う2つの電磁駆動弁10の要部断面図を示す。なお、
説明の都合上、図11中左側に配置された電磁駆動弁を
符号10aで表し、右側に配置された電磁駆動弁を符号
10bで表す。
As described above, in this embodiment, the internal combustion engine has a plurality of exhaust valves and a plurality of intake valves in each cylinder, and the electromagnetically driven valve 1 corresponds to each exhaust valve and each intake valve.
0 is provided. That is, in this embodiment, a plurality of electromagnetically driven valves 10 are provided. FIG. 11 shows a cross-sectional view of a main part of two electromagnetically driven valves 10 adjacent to each other. In addition,
For convenience of explanation, the electromagnetically driven valve disposed on the left side in FIG. 11 is represented by reference numeral 10a, and the electromagnetically driven valve disposed on the right side is represented by reference numeral 10b.

【0035】なお、図11において、電磁駆動弁10
a、10bのアッパコイル32及びロアコイル36に供
給する吸引電流の方向を記号" ×" (第1の方向)又
は" ●"(第2の方向)で、また、その吸引電流により
発生する吸引磁束を矢印で示している。上述の如く、電
磁駆動弁10a、10bの各々において、アッパコイル
32及びロアコイル36に供給される吸引電流の方向
は、それらが発生する吸引磁束がアーマチャ30の内部
を逆方向に通るように設定されている。本実施例では、
更に、互いに隣接する電磁駆動弁10a、10bのアッ
パコイル32が発生する吸引磁束、及び、ロアコイル3
6が発生する吸引磁束が、それぞれ互いに隣接する部位
において同一方向となるように各コイルに供給する吸引
電流の方向が設定されている。
In FIG. 11, the electromagnetically driven valve 10
The direction of the attraction current supplied to the upper coil 32 and the lower coil 36 of a and 10b is represented by a symbol “×” (first direction) or “●” (second direction), and the attraction magnetic flux generated by the attraction current is Indicated by arrows. As described above, in each of the electromagnetically driven valves 10a and 10b, the direction of the attraction current supplied to the upper coil 32 and the lower coil 36 is set so that the attraction magnetic flux generated by them passes through the inside of the armature 30 in the opposite direction. I have. In this embodiment,
Further, the attracted magnetic flux generated by the upper coils 32 of the electromagnetically driven valves 10a and 10b adjacent to each other and the lower coil 3
The direction of the attraction current supplied to each coil is set so that the attraction magnetic fluxes generated by the coils 6 are in the same direction at the portions adjacent to each other.

【0036】すなわち、図11においては、電磁駆動弁
10a、10bのアッパコイル32及びロアコイル36
に全て第1の方向の吸引電流が供給されることにより、
電磁駆動弁10aが備えるアッパコア34のアッパコイ
ル32より外周側における吸引磁束の方向、及び、電磁
駆動弁10bが備えるアッパコア34のアッパコイル3
2より外周側における吸引磁束の方向は共に図中上向き
となっており、また、電磁駆動弁10aが備えるロアコ
ア38のロアコイル36より外周側における吸引磁束の
方向、及び、電磁駆動弁10bが備えるロアコア38の
ロアコイル36より外周側における吸引磁束の方向は共
に図中上向きとなっている。このため、例えば、図11
に破線矢印で示す如く、電磁駆動弁10aのロアコイル
36が発生する吸引磁束が、隣接する電磁駆動弁10b
側へ漏洩した場合にも、この漏洩磁束は、電磁駆動弁1
0bのロア36が発生する吸引磁束を増強し、電磁駆動
弁10bにおいてアーマチャ30をロアコア38側へ引
き寄せる磁束として寄与する。
That is, in FIG. 11, the upper coil 32 and the lower coil 36 of the electromagnetically driven valves 10a and 10b are shown.
Are all supplied with the attraction current in the first direction,
The direction of the attracted magnetic flux on the outer peripheral side of the upper coil 32 of the upper core 34 included in the electromagnetically driven valve 10a, and the upper coil 3 of the upper core 34 included in the electromagnetically driven valve 10b
2, the direction of the attracted magnetic flux on the outer peripheral side is upward in the drawing, and the direction of the attracted magnetic flux on the outer peripheral side of the lower coil 36 of the lower core 38 included in the electromagnetically driven valve 10a, and the lower core included in the electromagnetically driven valve 10b. The direction of the attracted magnetic flux on the outer peripheral side of the lower coil 36 is upward in the drawing. For this reason, for example, FIG.
As shown by the dashed arrow in FIG. 3, the attracted magnetic flux generated by the lower coil 36 of the electromagnetically driven valve 10a
In the case of leakage to the side, this leakage magnetic flux also
The magnetic flux attracted by the lower 36b is increased, and the electromagnetically driven valve 10b contributes as a magnetic flux to draw the armature 30 toward the lower core 38.

【0037】このように、本実施例では、隣合う電磁駆
動弁10a、10bのアッパコイル32及びロアコイル
36で発生する吸引磁束が、それぞれ、電磁駆動弁10
a、10bの隣接する部位において互いに同方向となる
ように、吸引電流の方向が設定されていることで、隣接
する電磁駆動弁からの漏洩磁束が、その電磁駆動弁にお
いてアーマチャ30を吸引する磁束として有効に利用さ
れる。このため、アーマチャ30をアッパコア30又は
ロアコア38に吸引する際にアッパコイル32又はロア
コイル36に供給すべき吸引電流を低減することができ
る。従って、本実施例によれば、各電磁駆動弁10a、
10bにおいてアーマチャ30を通る吸引磁束が逆方向
とされていることと相俟って、電磁駆動弁10a、10
bの更なる省電力化及び低発熱化を図ることが可能とな
っている。
As described above, in the present embodiment, the attracted magnetic flux generated by the upper coil 32 and the lower coil 36 of the adjacent electromagnetically driven valves 10a and 10b respectively
Since the directions of the attraction currents are set so as to be in the same direction at adjacent portions of a and 10b, the leakage magnetic flux from the adjacent electromagnetically driven valve causes the magnetic flux to attract the armature 30 at the electromagnetically driven valve. It is effectively used as For this reason, when the armature 30 is attracted to the upper core 30 or the lower core 38, it is possible to reduce the attraction current to be supplied to the upper coil 32 or the lower coil 36. Therefore, according to the present embodiment, each electromagnetically driven valve 10a,
10b, together with the fact that the attracted magnetic flux passing through the armature 30 is in the opposite direction, the electromagnetically driven valves 10a, 10b
It is possible to further reduce power consumption and heat generation of b.

【0038】次に、本発明の第2実施例について説明す
る。図12は、本実施例の電磁駆動弁100の要部断面
図である。なお、図12において、図1と同様の構成部
分については同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施例の電磁駆動弁100は、上記第1実施例のアッ
パコア34及びロアコア38に代えて、それぞれ、アッ
パコア102及びロアコア104を備えている。アッパ
コア102は、その図11における上底面と、アッパコ
イル32を収容する環状溝102aとを接続する環状の
スリット106を備えている。スリット106には、環
状の永久磁石108が配設されている。同様に、ロアコ
ア104は、その図11における下底面と、ロアコイル
36を収容する環状溝104aとを接続する環状のスリ
ット110を備えている。スリット110には環状の永
久磁石112が配設されている。永久磁石108及び1
12は、それらが発する磁束が、アッパコイル32及び
ロアコイル36に第1の方向の吸引電流を供給した際に
発生する吸引磁束と同一方向となるように(すなわち、
図12に示す場合では、永久磁石108については外周
側がN極、内周側がS極となるように、また、永久磁石
112については外周側がS極、内周側がN極となるよ
うに)径方向に分極されている。以下、永久磁石108
又は112が発生する磁束をアシスト磁束と称す。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 12 is a sectional view of a main part of the electromagnetically driven valve 100 of the present embodiment. 12, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
The electromagnetically driven valve 100 of the present embodiment includes an upper core 102 and a lower core 104 instead of the upper core 34 and the lower core 38 of the first embodiment. The upper core 102 has an annular slit 106 that connects the upper bottom surface in FIG. 11 and the annular groove 102a that houses the upper coil 32. An annular permanent magnet 108 is provided in the slit 106. Similarly, the lower core 104 includes an annular slit 110 that connects the lower bottom surface in FIG. 11 and an annular groove 104a that accommodates the lower coil 36. An annular permanent magnet 112 is provided in the slit 110. Permanent magnets 108 and 1
12 such that the magnetic fluxes generated by them are in the same direction as the attractive magnetic flux generated when the attractive current in the first direction is supplied to the upper coil 32 and the lower coil 36 (ie,
In the case shown in FIG. 12, the diameter of the permanent magnet 108 is set such that the outer peripheral side is an N pole and the inner circumferential side is an S pole, and the outer diameter of the permanent magnet 112 is an S pole and the inner circumferential side is an N pole. Polarized in the direction. Hereinafter, the permanent magnet 108
Or, the magnetic flux generated by 112 is referred to as an assist magnetic flux.

【0039】上記の構成によれば、アーマチャ30がア
ッパコア34の近傍に到達すると、図11に矢印で示す
如く、永久磁石108が発するアシスト磁束は、そのN
極からロアコア104の外周側の部位、アーマチャ3
0、及びロアコア104の内周側の部位を経てS極に至
る向き(すなわち、アッパコイル32が発生する吸引磁
束と同じ方向)に循環する。かかる磁束の循環により、
アーマチャ30にはアッパコア34に引き寄せられる向
きの磁気吸引力が作用する。すなわち、アーマチャ30
には、アッパコイル32が発生する吸引磁束による吸引
力に加えて、永久磁石108が発生するアシスト磁束に
よる吸引力が作用する。従って、電磁駆動弁100によ
れば、アーマチャ30を全閉位置に向けて変位させ、又
は、全閉位置に保持するためにアッパコイル32に供給
すべき吸引電流が小さく抑制される。また、同様に、永
久磁石112が発生するアシスト磁束により、アーマチ
ャ30を全開位置に向けて変位させ、又は、全開位置に
保持するためにロアコイル36に供給すべき吸引電流も
小さく抑制される。
According to the above configuration, when the armature 30 reaches the vicinity of the upper core 34, as shown by an arrow in FIG.
Armature 3 from the pole to the outer periphery of lower core 104
The magnetic flux circulates in a direction to reach the S-pole through the zero and the inner peripheral side of the lower core 104 (that is, the same direction as the attracted magnetic flux generated by the upper coil 32). By the circulation of such magnetic flux,
A magnetic attraction force acts on the armature 30 so as to be attracted to the upper core 34. That is, the armature 30
In addition to the attractive force of the attraction magnetic flux generated by the upper coil 32, the attraction force of the assist magnetic flux generated by the permanent magnet 108 acts. Therefore, according to the electromagnetically driven valve 100, the attraction current to be supplied to the upper coil 32 in order to displace the armature 30 toward the fully closed position or to maintain the armature 30 at the fully closed position is reduced. Similarly, by the assist magnetic flux generated by the permanent magnet 112, the attraction current to be supplied to the lower coil 36 for displacing the armature 30 toward the fully open position or holding the armature 30 at the fully open position is also suppressed.

【0040】本実施例の電磁駆動弁100においても、
上記第1実施例の電磁駆動弁10と同様に、アッパコイ
ル32及びロアコイル36に第1の方向の吸引電流が供
給される。このため、アッパコイル32が発生する吸引
磁束及び永久磁石108が発生するアシスト磁束と、ロ
アコイル36が発生する吸引磁束及び永久磁石112が
発生するアシスト磁束とが、アーマチャ30の内部を逆
方向に通ることで、上記第1実施例において説明したよ
うに、電磁駆動弁100の省電力化及び低発熱化が図ら
れている。
In the electromagnetically driven valve 100 of this embodiment,
Similarly to the electromagnetically driven valve 10 of the first embodiment, an attraction current in the first direction is supplied to the upper coil 32 and the lower coil 36. Therefore, the attractive magnetic flux generated by the upper coil 32 and the assist magnetic flux generated by the permanent magnet 108 and the attractive magnetic flux generated by the lower coil 36 and the assist magnetic flux generated by the permanent magnet 112 pass through the inside of the armature 30 in opposite directions. Thus, as described in the first embodiment, the power saving and low heat generation of the electromagnetically driven valve 100 are achieved.

【0041】本実施例では、更に、永久磁石108及び
112を設けることによってもアッパコイル32及びロ
アコイル36に供給すべき吸引電流を小さく抑制するこ
とが可能となっている。従って、本実施例によれば、電
磁駆動弁100の更なる省電力化及び低発熱化を図るこ
とが可能とされている。また、上記第1実施例の図11
に示される構成と同様に、互いに隣接する電磁駆動弁1
00について、アッパコイル32が発生する吸引磁束及
び永久磁石108が発生するアシスト磁束の方向、及
び、ロアコイル36が発生する吸引磁束及び永久磁束1
12が発生するアシスト磁束の方向が、隣接部位におい
て互いに同一方向とされていることによっても、電磁駆
動弁100の省電力化及び低発熱化が図られている。
In this embodiment, by providing the permanent magnets 108 and 112, the attraction current to be supplied to the upper coil 32 and the lower coil 36 can be reduced. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to further reduce the power consumption and heat generation of the electromagnetically driven valve 100. FIG. 11 of the first embodiment.
As in the configuration shown in FIG.
00, the direction of the attracted magnetic flux generated by the upper coil 32 and the direction of the assist magnetic flux generated by the permanent magnet 108, and the attractive magnetic flux and the permanent magnetic flux 1 generated by the lower coil 36
Power saving and low heat generation of the electromagnetically driven valve 100 are also achieved by making the directions of the assist magnetic fluxes generated by 12 the same direction in adjacent portions.

【0042】なお、上記実施例では、電磁駆動弁10の
アッパコイル32及びロアコイル36に第1の方向の吸
引電流を供給することとしたが、電流の方向を逆にして
各コイルに第2の方向の励磁電流を供給してもよい。ま
た、上記第1及び第2実施例においては、電磁駆動弁1
0が内燃機関の排気弁及び吸気弁に適用された場合につ
いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、他の任意の弁駆動装置として適用が可能である。
In the above embodiment, the attraction current in the first direction is supplied to the upper coil 32 and the lower coil 36 of the electromagnetically driven valve 10. However, the direction of the current is reversed, and the second direction is supplied to each coil. May be supplied. In the first and second embodiments, the electromagnetically driven valve 1
Although a case has been described where 0 is applied to an exhaust valve and an intake valve of an internal combustion engine, the present invention is not limited to this, and can be applied as any other valve drive device.

【0043】[0043]

【発明の効果】上述の如く、請求項1記載の発明によれ
ば、アーマチャを第1又は第2のコアに吸引すべく第1
又は第2の電磁コイルに供給する励磁電流を低減するこ
とができる。従って、本発明によれば、電磁駆動弁の省
電力化及び低発熱化を図ることができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the first armature is sucked by the first or second core.
Alternatively, the exciting current supplied to the second electromagnetic coil can be reduced. Therefore, according to the present invention, power saving and low heat generation of the electromagnetically driven valve can be achieved.

【0044】また、請求項2記載の発明によれば、第1
及び第2のコアにそれぞれ第1及び第2の永久磁石を設
けることで、電磁駆動弁の更なる省電力化及び低発熱化
を図ることができる。更に、請求項3記載の発明によれ
ば、複数の電磁駆動弁を備える弁駆動装置において、電
磁駆動弁の省電力化及び低発熱化を有効に図ることがで
きる。
According to the second aspect of the present invention, the first
By providing the first and second permanent magnets on the second core and the second core, respectively, it is possible to further reduce power consumption and reduce heat generation of the electromagnetically driven valve. Further, according to the third aspect of the present invention, in a valve driving device including a plurality of electromagnetically driven valves, power saving and low heat generation of the electromagnetically driven valves can be effectively achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例である電磁駆動弁の軸方向断
面図である。
FIG. 1 is an axial sectional view of an electromagnetically driven valve according to an embodiment of the present invention.

【図2】アッパコイルに吸引電流が供給された状態を示
す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a state in which an attraction current is supplied to an upper coil.

【図3】アッパコイルに開放電流が供給された状態を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which an open current is supplied to an upper coil.

【図4】アーマチャがその内部に閉ループ磁束が生じた
状態でアッパコアから離間した状態を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which the armature is separated from an upper core in a state where a closed-loop magnetic flux is generated therein;

【図5】ロアコイルへの吸引電流の供給が開始された時
点での状態を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a state at the time when the supply of the attraction current to the lower coil is started.

【図6】ロアコイルの吸引磁束によりアーマチャがロア
コア側へ吸引された状態を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a state in which the armature is attracted to the lower core side by the attracted magnetic flux of the lower coil.

【図7】アーマチャがロアコアに当接した状態を示す図
である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which the armature is in contact with the lower core.

【図8】対比構成において、ロアコイルに吸引電流が供
給された状態を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a state in which an attraction current is supplied to a lower coil in a comparative configuration.

【図9】(A)は弁体の変位パターンを示す図である。
(B)はロアコイルに供給される吸引電流の時間変化
を、対比構成と比較して示す図である。(C)はアーマ
チャに生ずる渦電流に伴う損失の時間変化を、対比構成
と比較して示す図である。
FIG. 9A is a diagram showing a displacement pattern of a valve body.
(B) is a diagram showing a change over time of an attraction current supplied to the lower coil in comparison with a comparison configuration. (C) is a diagram showing a time change of a loss due to an eddy current generated in the armature, as compared with a comparative configuration.

【図10】アッパコイルへの吸引電流の供給を停止した
後に生ずる磁束を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a magnetic flux generated after the supply of the attraction current to the upper coil is stopped.

【図11】隣合う2つの電磁駆動弁の要部断面図であ
る。
FIG. 11 is a sectional view of a main part of two adjacent electromagnetically driven valves.

【図12】本発明の第2実施例である電磁駆動弁の要部
断面図である。
FIG. 12 is a sectional view of a main part of an electromagnetically driven valve according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、100 電磁駆動弁 12 弁体 30 アーマチャ 32 アッパコイル 34、102 アッパコア 36 ロアコイル 38、104 ロアコア 108、112 永久磁石 10, 100 electromagnetically driven valve 12 valve element 30 armature 32 upper coil 34, 102 upper core 36 lower coil 38, 104 lower core 108, 112 permanent magnet

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 DB26 DB32 DC02 DC17 DD03 EE22 KK17 Continued on the front page (72) Inventor Masahiko Asano 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (72) Inventor Tatsuo Iida 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation F-term (reference 3H106 DA07 DA13 DA25 DA26 DB02 DB12 DB26 DB32 DC02 DC17 DD03 EE22 KK17

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 弁体に連結されたアーマチャと、該アー
マチャの両側にそれぞれ配設された第1及び第2の電磁
コイルと、該第1及び第2の電磁コイルをそれぞれ保持
する第1及び第2のコアとを備え、前記第1の電磁コイ
ルは励磁電流が供給されることにより前記アーマチャを
前記第1の電磁コアへ吸引する第1の磁束を発生し、前
記第2の電磁コイルは励磁電流が供給されることにより
前記アーマチャを前記第2のコアへ吸引する第2の磁束
を発生する電磁駆動弁であって、 前記第1の磁束と前記第2の磁束とが、前記アーマチャ
を互いに逆方向に通るように、前記第1及び第2の電磁
コイルに供給する励磁電流の方向を設定したことを特徴
とする電磁駆動弁。
1. An armature connected to a valve body, first and second electromagnetic coils respectively disposed on both sides of the armature, and first and second electromagnetic coils respectively holding the first and second electromagnetic coils. A second magnetic core, wherein the first electromagnetic coil generates a first magnetic flux for attracting the armature to the first electromagnetic core when an exciting current is supplied, and the second electromagnetic coil is An electromagnetically driven valve that generates a second magnetic flux that attracts the armature to the second core when an exciting current is supplied, wherein the first magnetic flux and the second magnetic flux form the armature. An electromagnetically driven valve, wherein directions of exciting currents supplied to the first and second electromagnetic coils are set so as to pass in opposite directions.
【請求項2】 請求項1記載の電磁駆動弁において、 前記第1のコアは、前記第1の磁束と同方向の磁束を発
生する第1の永久磁石を備え、 前記第2のコアは、前記第2の磁束と同方向の磁束を発
生する第2の永久磁石を備えることを特徴とする電磁駆
動弁。
2. The electromagnetically driven valve according to claim 1, wherein the first core includes a first permanent magnet that generates a magnetic flux in the same direction as the first magnetic flux, and the second core includes: An electromagnetically driven valve, comprising: a second permanent magnet that generates a magnetic flux in the same direction as the second magnetic flux.
【請求項3】 請求項1又は2記載の電磁駆動弁を近接
して複数備える弁駆動装置において、 前記複数の電磁駆動弁を、隣り合う2つの電磁駆動弁に
おいて、前記第1の磁束どうし、及び、前記第2の磁束
どうしが、それぞれ前記第1の電磁コイル及び前記第2
の電磁コイルの外周側の部位で互いに同方向となるよう
に配置したことを特徴とする弁駆動装置。
3. A valve driving device comprising a plurality of electromagnetically driven valves in proximity to each other according to claim 1 or 2, wherein the plurality of electromagnetically driven valves are adjacent to each other in the two electromagnetically driven valves, and the first magnetic fluxes are different from each other. And the second magnetic fluxes are respectively connected to the first electromagnetic coil and the second electromagnetic coil.
A valve driving device, which is arranged so as to be in the same direction as each other at a portion on the outer peripheral side of the electromagnetic coil.
JP10316370A 1998-11-06 1998-11-06 Solenoid driving valve and valve driving device furnished with solenoid driving valve Pending JP2000146004A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10316370A JP2000146004A (en) 1998-11-06 1998-11-06 Solenoid driving valve and valve driving device furnished with solenoid driving valve

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10316370A JP2000146004A (en) 1998-11-06 1998-11-06 Solenoid driving valve and valve driving device furnished with solenoid driving valve

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000146004A true JP2000146004A (en) 2000-05-26

Family

ID=18076349

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10316370A Pending JP2000146004A (en) 1998-11-06 1998-11-06 Solenoid driving valve and valve driving device furnished with solenoid driving valve

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000146004A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012511823A (en) * 2008-12-13 2012-05-24 カムコン・オイル・リミテッド Multi-stable electromagnetic actuator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012511823A (en) * 2008-12-13 2012-05-24 カムコン・オイル・リミテッド Multi-stable electromagnetic actuator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3629362B2 (en) Driving method of electromagnetic valve for driving engine valve
JP4126787B2 (en) Electromagnetic drive device
JP2002101631A (en) Moving magnet electromagnetic actuator
KR100301880B1 (en) Electric drive valve of internal combustion engine
US6763789B1 (en) Electromagnetic actuator with permanent magnet
JP3835024B2 (en) Electromagnetic drive device for internal combustion engine
JP2000146004A (en) Solenoid driving valve and valve driving device furnished with solenoid driving valve
JP2007056777A (en) Solenoid-operated valve
JP3547115B2 (en) Electromagnetic drive valve
JP2006336525A (en) Electromagnetic actuation valve
JP2007224828A (en) Fuel injection valve
JP3458671B2 (en) Solenoid driven valve
JP2004353651A (en) Fuel injection apparatus
JPH11121227A (en) Electromagnetic valve
JPH11336518A (en) Solenoid drive valve
JP3463525B2 (en) Control device for electromagnetically driven valve
JPH09303599A (en) Valve system for internal combustion engine
JPH11141319A (en) Solenoid driving valve for internal combustion engine
JPH10246353A (en) Solenoid valve
JP2000008817A (en) Electromagnetic-driven valve
JP2009019619A (en) Solenoid driving valve device
JPH10288014A (en) Electromagnetic driven valve for internal combustion engine
JPH1089030A (en) Solenoid driving valve
JPH1162530A (en) Solenoid driving valve
JPH09222006A (en) Valve gear for internal combustion engine