JP2001126918A

JP2001126918A - 電磁アクチュエータ

Info

Publication number: JP2001126918A
Application number: JP30761599A
Authority: JP
Inventors: Koichi Ikoma; 浩一生駒; Yoshinori Onohara; 美徳小野原; Osamu Suzuki; 修鈴木
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-10-28
Filing date: 1999-10-28
Publication date: 2001-05-11
Also published as: US6414406B1

Abstract

(57)【要約】【課題】被駆動体を円滑に駆動でき、装置の耐久性を
向上させることができるとともに、被駆動体のストロー
ク量を容易に変更できる電磁アクチュエータを提供す
る。【解決手段】吸気弁３および排気弁４を往復駆動する
電磁アクチュエータ１は、電磁石１ｂと、吸気弁３およ
び排気弁４を往復駆動し、往復動方向と直交する方向に
互いに平行に延びる２つの端面８ｂ，８ｂを有するアー
マチュア８と、４つのアーマチュアガイド２１が設けら
れた２つの案内面１８ｇ，１８ｇを有し、アーマチュア
８の２つの端面８ｂ，８ｂがアーマチュアガイド２１に
点接触した状態で、アーマチュア８の往復動を摺動自在
に案内するガイドジョイント１８と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁力によって被
駆動体を往復駆動する電磁アクチュエータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電磁アクチュエータとし
て、例えば特開平１０−２９４２１４号公報に記載され
たものが知られている。この電磁アクチュエータは、内
燃機関の弁を開閉駆動する動弁機構に適用されたもので
あり、矩形板状のアーマチュアと、このアーマチュアを
上下方向に吸引するための断面矩形の上下の電磁石と、
このアーマチュアから上下方向に延びる上下のロッドと
を備えている。これら上下のロッドは丸棒状であり、下
ロッドは弁に連結されている。

【０００３】以上のような電磁アクチュエータでは、そ
の作動時に、上下の電磁石の励磁および非励磁が行われ
ると、励磁された電磁石にアーマチュアが吸引され、上
下方向に往復動する。これに伴い、上下のロッドが上下
方向に摺動することによって、弁が開閉駆動される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような断面矩形の
アーマチュアおよび電磁石を備えた電磁アクチュエータ
では特に、その作動時にアーマチュアが上下方向に往復
動する際に、アーマチュアが軸線回りに回転するのを防
止する必要がある。これは、そのような回転が生じる
と、断面矩形のアーマチュアがこれを収容するケーシン
グなどの周囲の部品に当たり、これらが干渉し合うこと
で、弁などの被駆動体を円滑に駆動できなかったり、ア
ーマチュアやケーシングが破損したりすることがあるた
めである。

【０００５】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、被駆動体を円滑に駆動でき、装置の耐久性
を向上させることができるとともに、被駆動体のストロ
ーク量を容易に変更できる電磁アクチュエータを提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１の発明は、電磁力によって被駆動体（例え
ば実施形態における（以下、この項において同じ）吸気
弁３、排気弁４）を往復駆動する電磁アクチュエータ１
であって、電磁石１ｂと、被駆動体（吸気弁３、排気弁
４）に連結され、電磁石１ｂの励磁および非励磁に伴っ
て往復動することにより被駆動体（吸気弁３、排気弁
４）を往復駆動し、往復動方向と直交する方向に互いに
平行に延びる２つの端面８ｂ，８ｂを有するアーマチュ
ア８と、このアーマチュア８の２つの端面８ｂ，８ｂに
沿う複数の位置に複数の突部（アーマチュアガイド２
１）がそれぞれ設けられた２つの案内面１８ｇ，１８ｇ
を有し、アーマチュア８の２つの端面８ｂ，８ｂが２つ
の案内面１８ｇ，１８ｇの複数の突部（アーマチュアガ
イド２１）にそれぞれ点接触した状態で、アーマチュア
８の往復動を摺動自在に案内するガイド（ガイドジョイ
ント１８）と、を備えることを特徴とする。

【０００７】この電磁アクチュエータによれば、アーマ
チュアは、電磁石の励磁および非励磁に伴いガイドに案
内されながら往復動することによって、被駆動体を往復
駆動する。この往復動時に、アーマチュアは、その平行
な２つの端面がガイドの２つの案内面の複数の突部にそ
れぞれ点接触した状態で案内されるので、往復動方向に
沿う軸線回りの回転力がアーマチュアに作用しても、ガ
イドによりアーマチュアの回転が阻止される。これによ
り、アーマチュアが、その周囲に存在する他の部品、例
えばケーシングなどと干渉し合うのを防止することがで
きる。さらに、アーマチュアは、ガイドの案内面の複数
の突部にそれぞれ点接触した状態で摺動するので、ガイ
ドから受ける摺動抵抗が小さい。以上により、被駆動体
の円滑な開閉動作を確保することができるとともに、耐
久性を向上させことができる。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１に記載の電磁
アクチュエータ１において、電磁石１ｂは、アーマチュ
ア３の往復動の両側の位置に配置され、互いの間にガイ
ド（ガイドジョイント１８）を挟持した状態で相互に固
定された２つの電磁石１ｂ，１ｂで構成されていること
を特徴とする。

【０００９】この電磁アクチュエータによれば、２つの
電磁石は、互いの間にガイドを挟持した状態で相互に固
定されており、ガイドは、２つの電磁石の間の間隔を定
めるスペーサとして機能する。これにより、ガイドを往
復動方向の幅が異なるものに変更するだけで、アーマチ
ュアの往復動距離、すなわち被駆動体のストローク量を
変更することができる。したがって、電磁石のコアなど
を変更する場合と比べて、被駆動体のストローク量を容
易に変更することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の一実施形態に係る電磁アクチュエータについて説明
する。本実施形態の電磁アクチュエータは、１気筒あた
り４バルブを備えた自動車用エンジン（図示せず）の動
弁機構に適用したものである。図１に示すように、この
動弁機構では、２つの電磁アクチュエータ１，１が、エ
ンジンのシリンダヘッド２に取り付けられており、エン
ジンの運転時に、図中の右側の電磁アクチュエータ１
は、被駆動体である２つの吸気弁３，３（１つのみ図
示）を駆動することによって、２つの吸気ポート２ａ，
２ａ（１つのみ図示）を開閉する。これと同様に、左側
の電磁アクチュエータ１は、被駆動体である２つの排気
弁４，４（１つのみ図示）を駆動することによって、排
気ポート２ｂ，２ｂ（１つのみ図示）を開閉する。

【００１１】これら２つの電磁アクチュエータ１，１
は、互いに同様に構成されており、以下、右側の吸気弁
３駆動用の電磁アクチュエータ１を例にとり説明する。
また、説明の便宜上、図２の矢印Ｂ−Ｂ´のＢ側を
「前」、Ｂ´側を「後ろ」とし、矢印Ｃ−Ｃ´のＣ側を
「左」、Ｃ´側を「右」として以下の説明を行う。

【００１２】図２および図３に示すように、電磁アクチ
ュエータ１は、その前半部および後半部が互いに前後対
称に構成されており、２つの吸気弁３，３は、これら前
半部および後半部によりそれぞれ駆動される。具体的に
は、電磁アクチュエータ１は、シリンダヘッド２に取り
付けられたケーシング１ａと、このケーシング１ａ内に
互いに所定間隔を存して設けられた上下の電磁石１ｂ，
１ｂと、上下の電磁石１ｂ，１ｂの間の空間内に配置さ
れ、上下方向に摺動自在の２つのアーマチュア８，８
と、これらのアーマチュア８，８をそれぞれ下方に常
時、付勢する２つの上コイルばね５，５（１つのみ図
示）と、アーマチュア８，８を上方に常時、付勢する２
つの下コイルばね６，６（１つのみ図示）とを備えてい
る。

【００１３】各アーマチュア８は、軟磁性体（例えば
鋼）で構成された矩形板であり、その中央部には、丸孔
８ａが上下方向に貫通して形成されている。また、アー
マチュア８の前後の端面８ｂ，８ｂはそれぞれ、後述す
るガイドジョイント１８のアーマチュアガイド２１に当
接しており、アーマチュア８は、その上下方向への移動
時にアーマチュアガイド２１により案内される。また、
アーマチュア８には、上下のシャフト７，７が連結され
ており、これらのシャフト７，７は、非磁性体のオース
テナイト系ステンレス鋼で構成された丸棒である。下シ
ャフト７の上端部および上シャフト７の下端部は、アー
マチュア８の丸孔８ａにそれぞれ嵌合しており、それら
の付近には、フランジ７ａ，７ａがそれぞれ設けられ、
アーマチュア８を上下方向から挟持している。

【００１４】また、下シャフト７は、下電磁石１ｂの後
述する中コアホルダ１２のガイド１２ｅを通って上下方
向に延びており、下端部が吸気弁３の上端部に連結され
ている。これと同様に、上シャフト７は、上電磁石１ｂ
の中コアホルダ１２のガイド１２ｅを通って上下方向に
延びており、上端部に取り付けたばね座を介して上コイ
ルばね５に当接している。各シャフト７は、アーマチュ
ア８が上下方向に移動する際に、ガイド１２ｅにより案
内される。また、吸気弁３は、これに取り付けたばね座
を介して下コイルばね６に当接している。

【００１５】図２および図３に示すように、上下の電磁
石１ｂ，１ｂは、後述するガイドジョイント１８を介し
て互いに連結されているとともに、同様の構成を有し、
ガイドジョイント１８を間にして上下対称に配置されて
いる。以下、下電磁石１ｂを例にとって説明する。

【００１６】下電磁石１ｂは、コア１０と、コア１０の
コイル溝１０ａ，１０ａに収容された２つのコイル１
６，１６を備えている（図３参照）。図４および図５に
示すように、コア１０は、左中右３つのコアホルダ１
１，１２，１１、左右の積層体１３，１３および４本の
ロッド１５を一体に組み立てたものである。

【００１７】左右のコアホルダ１１，１１は、シャフト
７と同様にオーステナイト系ステンレス鋼で構成され、
互いに同様の構成を有し、対向するように左右対称に配
置されている。ここでは、左コアホルダ１１を例にとっ
て説明する。左コアホルダ１１は、前後方向に延びる基
部１１ａと、この基部１１ａから前後方向に間隔を存し
て互いに同じ所定の高さで上方に延びる５つの押さえ部
１１ｂとから、櫛歯状に一体に形成されている。

【００１８】これら５つの押さえ部１１ｂはそれぞれ、
断面矩形であり、それらの右側面は基部１１ａとともに
互いに面一になっている。一方、左側面については、基
部１１ａに対し、中央の中押さえ部１１ｂは外方に突出
し、前後の押さえ部１１ｂ，１１ｂは面一で、中押さえ
部１１ｂと前後の押さえ部１１ｂ，１１ｂの間の内押さ
え部１１ｂ，１１ｂは、奥側に寄った状態になってい
る。

【００１９】基部１１ａの所定位置には、左右方向に貫
通する４つの貫通孔１１ｃが形成されており、各貫通孔
１１ｃの左側の開口の縁部には、面取りが施されてい
る。また、前後の押さえ部１１ｂの上面１１ｄ，１１ｄ
にはそれぞれ、上方に開口する丸穴１１ｅ，１１ｅが形
成されており、壁部１１ａには、上下方向に貫通する孔
１１ｆが形成されている。

【００２０】また、上記中コアホルダ１２も、上記コア
ホルダ１１と同材質のオーステナイト系ステンレス鋼で
構成されている。中コアホルダ１２は、コアホルダ１１
と同じ長さで前後方向に延び、これとほぼ同様の櫛歯状
の側面形状を有している。中コアホルダ１２は、２つの
ホルダ部材１２Ｘ，１２Ｘを前後方向に接合したもので
あり、両側面が平坦になっている。各ホルダ部材１２Ｘ
は、前後方向に延びる基部１２ａと、この基部１２ａの
前後端部および中央部から上方にそれぞれ延びる３つの
押さえ部１２ｂ，１２ｂ，１２ｂとから、側面形状がＥ
字状に一体に形成されており、基部１２ａには、左右方
向に貫通する２つの貫通孔１２ｃ，１２ｃが形成されて
いる。前後の押さえ部１２ｂ，１２ｂは、上記コアホル
ダ１１の押さえ部１１ｂと同じ高さになっており、中押
さえ部１２ｂは、それよりも低くなっている。これによ
り、中押さえ部１２ｂの上面は、前記アーマチュア８が
コア１０に当接したときの前記シャフト７のフランジ７
ａの逃げになっている（図１参照）。

【００２１】また、中押さえ部１２ｂは、上下方向に貫
通する孔１２ｄを有しており、この孔１２ｄには、上下
方向に開放した円筒状のガイド１２ｅ（図１参照）が嵌
合している。このガイド１２ｅは、シャフト７の摺動を
案内するためのものである。

【００２２】以上の構成のホルダ部材１２Ｘ，１２Ｘの
一方の前押さえ部１２ｂと他方の後押さえ部１２ｂとを
接合することによって、中コアホルダ１２が構成されて
いる。そして、中コアホルダ１２の中央部で接合してい
る２つの押さえ部１２ｂ，１２ｂは、全体として前記コ
アホルダ１１の中押さえ部１１ｂに対応するように配置
されている。また、中コアホルダ１２の前後の押さえ部
１２ｂ，１２ｂは、コアホルダ１１の前後の押さえ部１
１ｂ，１１ｂに、残りの中押さえ部１２ｂ，１２ｂは、
内押さえ部１１ｂ，１１ｂに、それぞれ対応するように
配置されている。また、４つの貫通孔１２ｃはそれぞ
れ、コアホルダ１１の４つの貫通孔１１ｃと同径でかつ
これらに対応するように配置されている。

【００２３】また、前記各積層体１３は、前後方向に並
んだ２つの積層体１３Ｘ，１３Ｘで構成されており、各
積層体１３Ｘは、図６に示すコア板１４を左右方向に所
定枚数だけ積層したものである。このコア板１４は、薄
い無方向性ケイ素鋼板で構成され、各々の全面を覆うよ
うに例えばエポキシ樹脂の絶縁被膜１４ｄが形成されて
いる。この絶縁被膜１４ｄにより、隣り合う各２つのコ
ア板１４，１４間が絶縁されている。また、コア板１４
は、無方向性ケイ素鋼板をプレス加工することにより、
上記ホルダ部材１２Ｘの側面とほぼ同じＥ字状および寸
法になっている。具体的には、コア板１４は、前後方向
に延びる基部１４ａと、この基部１４ａの前後端部およ
び中央部から上方にそれぞれ延びる３つの磁路形成部１
４ｂ，１４ｂ，１４ｂとによって構成され、基部１４ａ
には、左右方向に貫通する２つの貫通孔１４ｃ，１４ｃ
が形成されている。

【００２４】これら３つの磁路形成部１４ｂは、互いに
同じ高さで、かつ中コアホルダ１２の前後両側の押さえ
部１２ｂよりも所定の高さ分（例えば２０μｍ以下）低
くなっており、この高さ分、積層体１３Ｘの上面１３ａ
は、コアホルダ１１の上面１１ｄおよび中コアホルダ１
２の上面１２ｆよりも低くなっている。また、各貫通孔
１４ｃは、互いに連続して左右方向に延びているととも
に、コアホルダ１１の貫通孔１１ｃおよびコアホルダ１
２の貫通孔１２ｃと同径でかつ同心に配置されている。
さらに、基部１４ａには、貫通孔１４ｃ，１４ｃよりも
外寄りの位置に、２つの突起１４ｅ，１４ｅが形成され
ている。各突起１４ｅは、基部１４ａから平面形状がＶ
字状に右方に突出しており、その突出分、その裏面側で
凹んだ部分が凹部１４ｆになっている。

【００２５】そして、コア板１４は、それらの各々の突
起１４ｅがその右側のコア板１４ｅの凹部１４ｆに嵌合
することにより、互いに密着した状態で積層されてい
る。さらに、積層体１３Ｘの右端に位置するコア板１４
には、突起１４ｅおよび凹部１４ｆの代わりに横長の角
孔（図示せず）が形成されており、この角孔に、当該コ
ア板１４の左側のコア板１４の突起１４ｅが嵌合してい
る。これにより、積層体１３Ｘの右側面は、平らになっ
ており、中コアホルダ１２または右コアホルダ１１の左
側面に密着している。

【００２６】また、前記ロッド１５は、前述した各貫通
孔１１ｃ、１２ｃ、１４ｃよりも少し小径の丸棒であ
り、これらに嵌合し、前後方向に延びているとともに、
ロッド１５の突出した左右端部は、左右のコアホルダ１
１の基部１１ａの外側端面にかしめられている。これに
より、左コアホルダ１１と中コアホルダ１２の間に左積
層体１３が挟持され、かつ中コアホルダ１２と右コアホ
ルダ１１の間に右積層体１３が挟持された状態で、これ
らが相互に堅固に固定されることで、コア１０が形成さ
れている。

【００２７】前記コイル１６，１６はそれぞれ、横長の
環状に形成され、ボビン１７，１７と一体に組み立てら
れている。ボビン１７，１７は、合成樹脂で構成され、
コイル１６を収容するコ字状の断面を有し、コア１０の
２つのコイル溝１０ａ，１０ａ内にそれぞれ収容されて
いる。各コイル溝１０ａは、コアホルダ１１の押さえ部
１１ｂ、中コアホルダ１２の押さえ部１２ｂおよびコア
板１４の磁路形成部１４ｂをによって画成されている。
各コイル１６は、環状のコイル溝１０ａ内に、その内側
に位置するコアホルダ１１の押さえ部１１ｂ、中コアホ
ルダ１２の押さえ部１２ｂおよびコア板１４の磁路形成
部１４ｂを取り囲むようにして、収容されている。

【００２８】ボビン１７は、上下のつば部１７ａ，１７
ａと、上つば部１７ａの左端部から左方に突出するター
ミナル部１７ｂと、ターミナル部１７ｂから上方に突出
する前後２つの端子１７ｃ，１７ｃと、これらの端子１
７ｃ，１７ｃにそれぞれ接続されたＶ字形の２つの接続
金具１７ｄ，１７ｄとを備えている。これら前後の端子
１７ｃ，１７ｃはともに、導電体の金属板で構成され、
それらの主面が互いに平行でかつ前後方向に対向するよ
うに配置されている。また、コイル１６は、上下のつば
部１７ａ，１７ａの間でボビン１７に巻き付けられてお
り、コイル１６の両端部はそれぞれ、接続金具１７ｄ，
１７ｄに接続されることで、２つの端子１７ｃ，１７ｃ
に接続されている。下電磁石１ｂは、以上のように構成
されており、上電磁石１ｂもこれと同様に構成されてい
る。

【００２９】また、図２、図３および図７に示すよう
に、上下の電磁石１ｂ，１ｂは、左右２つのガイドジョ
イント１８，１８（ガイド）によって連結されている。
これら２つのガイドジョイント１８，１８は、互いに対
向しかつ左右対称に配置されている。各ガイドジョイン
ト１８は、オーステナイト系ステンレス鋼で構成され、
コアホルダ１１と前後方向に同じ長さで延びるととも
に、これとほぼ同様の平面形状を有している。具体的に
は、ガイドジョイント１８は、前後方向に延びる基部１
８ａと、その中央部から外方に突出する突出部１８ｂと
から一体に構成されている。突出部１８ｂは、上下方向
に貫通する孔１８ｃを備えており、この孔１８ｃは、コ
アホルダ１１の壁部１１ａの孔１１ｆと同径でかつ同心
に配置されている。

【００３０】また、基部１８ａは、突出部１８ｂと同じ
高さであり、その上面の左右端部には、丸穴１８ｄ，１
８ｄがそれぞれ形成され、これと同様に、下面の左右端
部にも、丸穴１８ｄ，１８ｄがそれぞれ形成されてい
る。各丸穴１８ｄは、コアホルダ１１の丸穴１１ｆと同
径かつ同心である。各丸穴１８ｄには、丸棒状のピン１
９の半部が嵌合しており、このピン１９は、オーステナ
イト系ステンレス鋼で構成されている。また、ピン１９
の残りの半部は、丸穴１１ｆに嵌合している。この丸穴
１８ｄ，１１ｆへのピン１９の嵌合により、上下のコア
１０，１０は、ガイドジョイント１８，１８に対して平
面内で互いに位置決めされた状態で連結されている。

【００３１】さらに、基部１８ａの上面には、前後のコ
イル緩衝板２０，２０が設けられている。コイル緩衝板
２０，２０は、同じ形状を有し、互いに前後対称に配置
されているので、ここでは前コイル緩衝板２０を例にと
り説明する。前コイル緩衝板２０は、合成樹脂で構成さ
れ、基部１８ａよりも左右方向の幅が狭いとともに、前
コイル緩衝板２０の裏面から外方に突出する３つの突起
２０ａを有している。一方、基部１８ａの上面の前側の
所定位置には、３つの穴１８ｅが形成されており、これ
ら３つの穴１８ｅに３つの突起２０ａがそれぞれ嵌合す
ることにより、前コイル緩衝板２０が基部１８ａに取り
付けられている。以上と同様に後コイル緩衝板２０も基
部１８ａに取り付けられている。さらに、基部１８ａの
下面にも、上記と同様に前後のコイル緩衝板２０，２０
が設けられている。

【００３２】また、ガイドジョイント１８の内側面であ
る案内面１８ｇには、４つのアーマチュアガイド２１
（突部）が所定間隔で配置されている（図７参照）。各
アーマチュアガイド２１は、アーマチュア８の上下方向
の往復動を案内するものであり、オーステナイト系ステ
ンレス鋼で構成されている。アーマチュアガイド２１
は、断面矩形の嵌合部２１ａと、これに連続する断面半
円形のガイド部２１ｂとを備えている。また、案内面１
８ｇには、４つの縦長の穴１８ｆが形成されており、こ
れら４つの穴１８ｆは所定間隔で配置されている。各穴
１８ｆに、アーマチュアガイド２１の嵌合部２１ａが嵌
合することにより、アーマチュアガイド２１がガイドジ
ョイント１８に取り付けられている。この状態では、断
面半円形のガイド部２１ｂは、案内面１８ｇからアーマ
チュア８側に突出するとともに、アーマチュア８の左端
面８ｂまたは右端面８ｂに点接触状態で当接している。
以上により、アーマチュアガイド２１は、アーマチュア
８が上下方向に往復動する際に、これを摺動自在に案内
する。

【００３３】以上の構成のガイドジョイント１８によっ
て上下の電磁石１ｂ，１ｂが互いに連結された状態で
は、図２に示すように、４つのコイル１６はそれぞれ、
ボビン１７のつば部１７ａがコイル緩衝板２０に当接し
た状態で、コア１０とガイドジョイント１８により上下
両側から挟持されている。この挟持状態では、コイル緩
衝板２０によりボビン１７に加わる力が緩衝されるの
で、ボビン１７が変形したり、損傷したりすることがな
い。さらに、各コア１０の孔１１ｆとガイドジョイント
１８の孔１８ｃは、互いに上下方向に連続している。図
示しないボルトが、これらの孔１１ｆ，１８ｃを通って
シリンダヘッド２にねじ込まれており、これにより、電
磁石１ｂ，１ｂはシリンダヘッド２に固定されている。

【００３４】また、図８に示すように、上電磁石１ｂの
前側（または後側）のコイル１６およびボビン１７は、
下電磁石１ｂの前側（または後側）のものと平面的に同
じ位置関係で上下方向に並んでおり、両者のボビン１７
の２つの端子１７ｃ，１７ｃには、コネクタ２２が連結
されている。コネクタ２２は、合成樹脂によりほぼ角柱
状に形成され、上下方向に延びている。

【００３５】コネクタ２２の上端面には、上方に開口す
るスリット状の４つの上差し込み口２２ａが設けられて
おり、下端面には、上差し込み口２２ａと同様の２つの
下差し込み口２２ｂ，２２ｂが設けられている。これら
２つの下差し込み口２２ｂ，２２ｂは、互いに平行で前
後方向に対向して配置され、端子１７ｃ，１７ｃに対応
する位置に下方に開口している。

【００３６】また、コネクタ２２の下端部には、切欠部
２２ｄが形成されており、この切欠部２２ｄは、前方か
ら矩形に切り欠いた形状になっている。この切欠部２２
ｄの上壁には、２つの中差し込み口２２ｃ，２２ｃが設
けられている。これら２つの中差し込み口２２ｃ，２２
ｃは、下方に開口し、下差し込み口２２ｂ，２２ｂと平
面的に同じ位置に配置されている。各差し込み口２２ａ
〜２２ｃの内部には、接続金具（図示せず）が配置され
ており、この接続金具は、上下方向に延びる２枚の導電
性の金属板を基部側が互いに接し、先端側が拡がるよう
に組み合わせたものである。各端子１７ｃは、差し込み
口２２ｂ、２２ｃの接続金具により挟持されている。

【００３７】また、４つの上差し込み口２２ａにおい
て、前側の２つの接続金具は、中差し込み口２２ｃ，２
２ｃの接続金具にそれぞれ電気的に接続され、後側の２
つの接続金具は、下差し込み口２２ｂ，２２ｂの接続金
具にそれぞれ電気的に接続されている。さらに、４つの
端子を有するケーブルがコントローラから延びており
（いずれも図示せず）、このケーブルの４つの端子が４
つの差し込み口２２ａにそれぞれ差し込まれることによ
り、４つのコイル１６は、コントローラに電気的に接続
されている。

【００３８】以上のように構成された電磁アクチュエー
タ１の動作について説明する。この電磁アクチュエータ
１では、その前半部と後半部が同様に動作するので、こ
こでは前半部の動作を例にとって説明する。まず、上下
の電磁石１ｂ，１ｂが励磁されていない場合、前側のア
ーマチュア８は、上下のコイルばね５，６によって、上
下の電磁石１ｂ，１ｂの間の中立位置に保持され、それ
に伴い、吸気弁３も開閉の途中の位置に位置している
（図示せず）。

【００３９】コントローラからの電力供給によりこの状
態から例えば下電磁石１ｂが励磁されると、アーマチュ
ア８は、下電磁石１ｂに吸引されることによって、下コ
イルばね６の付勢力に抗しながら、下電磁石１ｂのコア
１０に当接する位置まで下方に移動する。このとき、上
下のシャフト７，７は、上下のコア１０，１０のガイド
１２ｅ，１２ｅにそれぞれ案内されながら下方に摺動
し、アーマチュア８も、ガイドジョイント１８のアーマ
チュアガイド２１に案内されながら下方に摺動する。こ
のアーマチュア８の下方への摺動により、吸気弁３が吸
気ポート２ａを開放する。

【００４０】この後、下電磁石１ｂの励磁が中止される
と、アーマチュア８は、下コイルばね６の付勢力によっ
て上方に移動する。次いで、上電磁石１ｂが所定のタイ
ミングで励磁されると、アーマチュア８は、上電磁石１
ｂに吸引されることによって、上コイルばね５の付勢力
に抗しながら上電磁石１ｂのコア１０に当接する位置ま
で上方に移動する（図１の左側の排気弁４駆動用の電磁
アクチュエータ１を参照）。このアーマチュア８の上方
への移動により、吸気弁３が吸気ポート２ａを閉鎖す
る。次いで、下電磁石１ｂが所定のタイミングで励磁さ
れることにより、上記と同様に、吸気弁３が吸気ポート
２ａを開放する。以上の動作が繰り返し実行されること
によって、アーマチュア８は上下の電磁石１ｂ，１ｂの
間を上下方向に往復動し、吸気弁３を開閉駆動する。

【００４１】この往復動時に、アーマチュア８は、その
平行な２つの端面８ｂ，８ｂの各々が２つのアーマチュ
アガイド２１，２１に点接触した状態で、ガイドジョイ
ント１８により案内されるので、往復動方向に沿う軸線
回りの回転力がアーマチュア８に作用しても、アーマチ
ュアガイド２１によりアーマチュア８の回転が阻止され
る。これにより、アーマチュア８が、ケーシング１ａな
どと干渉し合うのを防止することができる。さらに、ア
ーマチュア８は、４つのアーマチュアガイド２１にそれ
ぞれ点接触した状態で摺動するので、これらから受ける
摺動抵抗が小さい。以上により、吸気弁３の円滑な開閉
動作を確保することができるとともに、耐久性を向上さ
せことができる。

【００４２】また、２つの電磁石１ｂ，１ｂは、互いの
間にガイドジョイント１８を挟持した状態でボルトによ
り相互に固定されており、ガイドジョイント１８は、２
つの電磁石１ｂ，１ｂの間の間隔を定めるスペーサとし
て機能している。これにより、ガイドジョイント１８を
高さ（上下方向の幅）が異なるものに変更するだけで、
アーマチュア８の往復動距離、すなわち吸気弁３のバル
ブリフト量を変更することができる。これにより、電磁
石１ｂのコアなどを変更する場合と比べて、吸気弁３の
バルブリフト量を容易に変更することができる。

【００４３】なお、前述した実施形態においては、アー
マチュアガイド２１によりアーマチュア８の摺動を案内
するようにしたが、アーマチュア８の摺動を案内する構
成は、これに限らず、アーマチュア８の端面８ｂに点接
触した状態でアーマチュア８の摺動を案内可能な突部で
あればよい。例えば、ガイドジョイント１８の案内面１
８ｇ側に回動自在に埋め込まれ、その案内面１８ｇから
アーマチュア８側に突出するボールベアリングでもよ
い。また、矩形板状のアーマチュア８を用いたが、アー
マチュア８の形状は、これに限らず、６角板形など、互
いに平行な２つの端面を有するものであればよい。

【００４４】さらに、アーマチュア８を上下の電磁石１
ｂ，１ｂで交互に吸引することによりこれを往復動させ
る例について説明したが、アーマチュア８を往復動させ
る構成は、これに限らず、例えば１つの電磁石とコイル
ばねを用いたものでもよい。また、電磁アクチュエータ
１を自動車用エンジンの動弁機構に適用した例について
説明したが、電磁アクチュエータ１は、これに限らず、
例えばエンジンのＥＧＲ管を開閉する弁や燃料噴射弁な
どはもとより、様々な被駆動体を往復駆動するための駆
動装置として用いることが可能である。

【００４５】

【発明の効果】以上のように、本発明の電磁アクチュエ
ータによれば、被駆動体を円滑に駆動でき、装置の耐久
性を向上させることができるとともに、被駆動体のスト
ローク量を容易に変更できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る電磁アクチュエータ
が適用された自動車用エンジンの動弁機構を示す断面図
である。

【図２】図１の電磁アクチュエータの斜視図である。

【図３】図２の分解斜視図である。

【図４】図３の電磁アクチュエータのコアの（ａ）斜視
図、および（ｂ）そのＡ−Ａ矢視断面図である。

【図５】図４のコアの分解斜視図である。

【図６】図４のコアの一部を構成するコア板の（ａ）斜
視図、（ｂ）これを裏返した斜視図、および（ｃ）平面
図である。

【図７】図２の電磁アクチュエータのガイドジョイント
およびアーマチュアの（ａ）斜視図および（ｂ）平面図
である。

【図８】（ａ）図２の電磁アクチュエータにコネクタを
取り付ける前の状態を示す斜視図、および（ｂ）取り付
けた後の状態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１電磁アクチュエータ１ｂ電磁石３吸気弁（被駆動体）４排気弁（被駆動体）８アーマチュア８ｂ端面１８ガイドジョイント（ガイド）１８ｇ案内面２１アーマチュアガイド（突部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木修埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内Ｆターム(参考） 3H106 DA07 DA25 DB02 DB12 DB26 DB32 DC02 DC17 DD05 EE48 GA09 KK17 5E048 AA10 AB01 AC06 AD07 5H633 BB07 BB10 GG02 GG04 GG05 GG07 GG09 GG12 GG13 HH18 JA09 JA10 JB05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電磁力によって被駆動体を往復駆動する
電磁アクチュエータであって、電磁石と、前記被駆動体に連結され、前記電磁石の励磁および非励
磁に伴って往復動することにより前記被駆動体を往復駆
動し、往復動方向と直交する方向に互いに平行に延びる
２つの端面を有するアーマチュアと、このアーマチュアの前記２つの端面に沿う複数の位置に
複数の突部がそれぞれ設けられた２つの案内面を有し、
前記アーマチュアの前記２つの端面が当該２つの案内面
の前記複数の突部にそれぞれ点接触した状態で、前記ア
ーマチュアの往復動を摺動自在に案内するガイドと、を
備えることを特徴とする電磁アクチュエータ。
【請求項２】前記電磁石は、前記アーマチュアの往復
動の両側の位置に配置され、互いの間に前記ガイドを挟
持した状態で相互に固定された２つの電磁石で構成され
ていることを特徴とする請求項１に記載の電磁アクチュ
エータ。