JP2007170466A - 電磁駆動弁 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を図りつつ、十分に大きい駆動力が得られる電磁駆動弁を提供する。
【解決手段】電磁駆動弁１０は、ステム１２を有するバルブ１４と、ディスク２０と、電磁石３０とを備える。ディスク２０は、一方端２０ｍに配置され、揺動自在に支持された円筒部２２と、円筒部２２から、ステム１２に連結された他方端２０ｎに向けて延びるアーム部２１とを有する。電磁石３０は、コイル３３と、アーム部２１を引き寄せる端面３１ａを含むコア部３１ｐおよび３１ｑとを有する。電磁石３０は、円筒部２２およびアーム部２１に対向して配置されている。コイル３３は、円筒部２２に対向する位置で端面３１ａとコイル３３との間の距離が相対的に大きくなり、アーム部２１に対向する位置で端面３１ａとコイル３３との間の距離が相対的に小さくなるように、コア部３１ｐおよび３１ｑに巻回されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、一般的には、電磁駆動弁に関し、より特定的には、内燃機関に用いられる回転駆動式の電磁駆動弁に関する。

従来の電磁駆動弁に関して、たとえば、米国特許第６４６７４４１号明細書には、電磁力とスプリングとの協働によって内燃機関のバルブを作動させる電磁アクチュエータが開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示された電磁アクチュエータは、回転駆動式と呼ばれており、ステムを有するバルブと、揺動アームとを備える。揺動アームは、サポートフレームに揺動自在に支持され、円筒形状を有する第１端部と、ステムの先端に当接された第２端部とを有する。

揺動アームの上下には、コアとそのコアの周りに巻かれたコイルとから構成される電磁石が配置されている。電磁アクチュエータは、さらに、揺動アームの第１端部に設けられ、バルブを開状態に向けて付勢するトーションバーと、ステムの外周に配置され、バルブを閉状態に向けて付勢する渦巻きばねとを備える。電磁石で発生する電磁力と、トーションバーおよび渦巻きばねの弾性力とによって、揺動アームは、上下に配置された電磁石のコアに交互に引き寄せられながら、第１端部を支点に揺動する。

また、特開平１１−２８０４３２号公報には、吸気弁を開弁させるのに必要な駆動力を低減させることを目的とした電磁弁の制御装置が開示されている（特許文献２）。
米国特許第６４６７４４１号明細書 特開平１１−２８０４３２号公報

上述の特許文献１に開示されるような回転駆動式の電磁駆動弁を、幅方向（揺動アームが延びる方向）に小型化しようとすると、電磁石を揺動アームの第１端部に対向するように配置する必要がある。

このような構成にあって、コイルと第１端部との干渉を避けるため、コイルを揺動アームから離間した位置に設けると、コイルと揺動アームとの間にエアギャップが形成され、そのエアギャップで磁束漏れが発生する。一方、コイルと第１端部との干渉を避けるため、コイルを第１端部に対向する位置から第２端部に寄った位置にずらして設けると、コイルが巻回されるコアの軸幅が小さくなり、コア内の磁路面積が減少する。したがって、これらの場合、揺動アームに作用させる電磁力が低減し、バルブで十分な駆動力が得られないおそれが生じる。

また、揺動アームの第１端部と第２端部との間に段差が設けられ、揺動アームがコアに引き寄せられた時に、第２端部とコアとの間に隙間が形成される構成を電磁駆動弁が備える場合、電磁石を第１端部に対向するように配置すると、揺動アームの揺動端を規定するために第１端部をコアに当接させる必要がある。この場合、慣性力によって揺動アームが曲り、第２端部がコアと衝突を繰り返すことがある。これにより、揺動アームが破損に至るおそれが生じる。

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、小型化を図りつつ、十分に大きい駆動力が得られる電磁駆動弁を提供することである。また、この発明の別の目的は、小型化を図りつつ、優れた耐久性が得られる電磁駆動弁を提供することである。

この発明の１つの局面に従った電磁駆動弁は、弁軸を有するバルブと、ディスクと、電磁石とを備える。ディスクは、一方端に配置され、揺動自在に支持された基部と、基部から、弁軸に連結された他方端に向けて延びるアーム部とを有する。ディスクは、基部を支点に揺動することによりバルブを往復運動させる。電磁石は、コイルと、アーム部を引き寄せる端面を含むコア部とを有する。電磁石は、ディスクに作用させる電磁力を発生する。電磁石は、基部およびアーム部に対向して配置されている。コイルは、基部に対向する位置で端面とコイルとの間の距離が相対的に大きくなり、アーム部に対向する位置で端面とコイルとの間の距離が相対的に小さくなるように、コア部に巻回されている。

このように構成された電磁駆動弁によれば、電磁石が基部およびアーム部に対向して配置されるため、電磁石の小型化を図ることができる。この際、コイルは、基部に対向する位置とアーム部に対向する位置との間で、端面に対して段差が存在するように巻回されている。このため、基部に対向する位置でコイルと基部との干渉を避けると同時に、アーム部に対向する位置でコイルとアーム部とが離間することを防止できる。また、コア内の磁路幅を、基部に対向する位置とアーム部に対向する位置との間に大きく確保することができる。したがって、ディスクに作用させる電磁力の低減を抑制し、バルブを十分に大きい駆動力で駆動させることができる。

また、基部には、ディスクに弾性力を作用させるトーションバーが配設されている。このように構成された電磁駆動弁によれば、トーションバーによって、基部がアーム部よりも電磁石に対して突出した形状となる。このような構成においても、電磁駆動弁の小型化を図りつつ、バルブで十分に大きい駆動力を得ることができる。

また好ましくは、基部は、円筒面を含む。コア部は、基部に対向する位置で円筒面に沿って延在する表面をさらに含む。このように構成された電磁駆動弁によれば、基部とコア部との境界で発生する磁束漏れを抑制できる。

この発明の別の局面に従った電磁駆動弁は、弁軸を有するバルブと、ディスクと、電磁石とを備える。ディスクは、一方端に配置され、揺動自在に支持された基部と、基部から、弁軸に連結された他方端に向けて延びるアーム部とを有する。ディスクは、基部を支点に揺動することによりバルブを往復運動させる。電磁石は、ディスクを引き寄せる端面を有する。電磁石は、ディスクに作用させる電磁力を発生する。電磁石は、基部およびアーム部に対向して配置されている。端面にディスクが引き寄せられた時に、基部と端面とが当接し、アーム部と端面との間に隙間が形成される。ディスクは、他方端に設けられ、アーム部を形成する材料よりも高い強度を有する材料から形成された補強部をさらに有する。

この発明のさらに別の局面に従った電磁駆動弁は、弁軸を有するバルブと、ディスクと、電磁石とを備える。ディスクは、一方端に配置され、揺動自在に支持された基部と、基部から、弁軸に連結された他方端に向けて延びるアーム部とを有する。ディスクは、基部を支点に揺動することによりバルブを往復運動させる。電磁石は、ディスクを引き寄せる端面を有する。電磁石は、ディスクに作用させる電磁力を発生する。電磁石は、基部およびアーム部に対向して配置されている。端面にディスクが引き寄せられた時に、基部と端面とが当接し、アーム部と端面との間に隙間が形成される。ディスクは、他方端に設けられ、弾性体から形成された緩衝部をさらに有する。

この発明のさらに別の局面に従った電磁駆動弁は、弁軸を有するバルブと、ディスクと、電磁石とを備える。ディスクは、一方端に配置され、揺動自在に支持された基部と、基部から、弁軸に連結された他方端に向けて延びるアーム部とを有する。ディスクは、基部を支点に揺動することによりバルブを往復運動させる。電磁石は、ディスクを引き寄せる端面を有する。電磁石は、ディスクに作用させる電磁力を発生する。電磁石は、基部およびアーム部に対向して配置されている。端面にディスクが引き寄せられた時に、基部と端面とが当接し、アーム部と端面との間に隙間が形成される。ディスクの他方端は、端面に対向する位置で湾曲面により構成されている。

このように構成された電磁駆動弁によれば、電磁石が基部およびアーム部に対向して配置されるため、電磁石の小型化を図ることができる。この際、端面にディスクが引き寄せられた時に、慣性力によってディスクの他方端がコアに衝突することがあっても、補強部、緩衝部もしくは湾曲面により構成された他方端により、ディスクが破損することを抑制できる。

以上説明したように、この発明に従えば、小型化を図りつつ、十分に大きい駆動力が得られる電磁駆動弁を提供することができる。また、小型化を図りつつ、優れた耐久性が得られる電磁駆動弁を提供することができる。

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１における電磁駆動弁を示す断面図である。本実施の形態における電磁駆動弁は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関の機関バルブ（吸気弁または排気弁）を構成している。内燃機関は、たとえば車両に搭載される。本実施の形態では、電磁駆動弁が吸気弁を構成している場合について説明を行なうが、排気弁を構成する場合であっても、電磁駆動弁は、同様の構造を備える。

図１を参照して、電磁駆動弁１０は、電磁力と弾性力との協働によって駆動する回転駆動式の電磁駆動弁である。

電磁駆動弁１０は、一方向に延びるステム１２を有するバルブ１４と、作用された電磁力および弾性力によって、中心軸２５を中心に揺動するディスク２０と、電磁力を発生する電磁石３０と、弾性力を有する弾性部材としてのトーションバー２６および渦巻きバネ４５と、ディスク２０および電磁石３０を支持するベース部材としてのディスク支持台５１とを備える。

ディスク２０の一方端２０ｍは、ディスク支持台５１に揺動自在に支持されており、ディスク２０の他方端２０ｎには、ステム１２の先端が当接されている。他方端２０ｎとステム１２とは、ピン部材等を介して連結されても良い。バルブ１４は、ディスク２０の揺動運動を受けて、ステム１２が延びる方向（矢印２０１に示す方向）に往復運動する。

バルブ１４は、吸気ポート１７が形成されたシリンダヘッド４１に搭載されている。シリンダヘッド４１の吸気ポート１７から燃焼室１８に連通する位置には、バルブシート４２が設けられている。バルブ１４は、さらに、ディスク２０に当接する先端とは反対側のステム１２の先端に形成された傘部１３を有する。バルブ１４の往復運動に伴って、傘部１３がバルブシート４２に密着したり、バルブシート４２から離脱することによって、吸気ポート１７の開閉が行なわれる。ステム１２が上昇することによって、バルブ１４が閉弁位置へと位置決めされ、ステム１２が下降することによって、バルブ１４が開弁位置へと位置決めされる。

シリンダヘッド４１には、ステム１２を軸方向に摺動可能なように案内するバルブガイド４３が設けられている。バルブガイド４３は、ステム１２との高速摺動に耐えられるように、たとえば、ステンレスなどの金属材料から形成されている。ステム１２の外周面には、鍔状のロアリテーナ４６が設けられている。シリンダヘッド４１には、頂面側に開口する開口部４４が形成されている。開口部４４には、開口部４４の底面とロアリテーナ４６との間に挟まれた渦巻きバネ４５が収容されている。渦巻きバネ４５は、ロアリテーナ４６が開口部４４の底面から離れる方向、つまり、ステム１２を上昇させる方向の弾性力をバルブ１４に作用させる。

図２は、図１中のディスクを示す斜視図である。図１および図２を参照して、ディスク２０は、磁性材料から形成されている。ディスク２０は、一方端２０ｍから他方端２０ｎに向けて、ステム１２に交差する方向に延びている。ディスク２０は、一方端２０ｍに配置された円筒部２２と、円筒部２２から他方端２０ｎに向けて延びるアーム部２１とを有する。

円筒部２２は、中空円筒形状に形成されている。円筒部２２は、円筒面２２ａを有する。円筒部２２には、中心軸２５に沿って延びる貫通孔２７が形成されている。アーム部２１は、円筒面２２ａから連なり、互いに反対方向に面する略矩形形状の一対の表面２１ａを有する。円筒面２２ａは、一対の表面２１ａから突出して形成されている。表面２１ａに直交する方向の長さを厚みと呼ぶことにすると、円筒部２２は、アーム部２１よりも大きい厚みを有する。

貫通孔２７には、中心軸２５に沿って延びるトーションバー２６が圧入されている。ディスク２０は、トーションバー２６を介してディスク支持台５１に支持されている。トーションバー２６は、中心軸２５を中心に時計周りに回転させる方向の弾性力をディスク２０に作用させている。つまり、トーションバー２６は、ディスク２０を介してステム１２を下降させる方向の弾性力をバルブ１４に作用させている。

電磁石３０による電磁力がディスク２０に作用していない状態で、ディスク２０は、トーションバー２６および渦巻きバネ４５の弾性力によって、開弁側の揺動端と閉弁側の揺動端との中間位置に位置決めされる。

図３は、図１中の電磁石を示す斜視図である。図１および図３を参照して、電磁石３０は、ディスク２０を挟んで両側に配置されたコア部３１ｐおよび３１ｑと、コア部３１ｐおよび３１ｑに巻回されたコイル３３とを有する。

コア部３１ｐおよび３１ｑは、たとえば、積層された複数の電磁鋼板や、磁性粉末の圧粉体から形成されている。コア部３１ｐおよび３１ｑは、アーム部２１の表面２１ａに向い合う端面３１ａと、円筒部２２の円筒面２２ａに向い合う湾曲面３１ｂとを有する。端面３１ａは、同一平面上に延在している。湾曲面３１ｂは、円筒面２２ａに沿った形状を有する。ディスク２０および電磁石３０は、湾曲面３１ｂと円筒面２２ａとの間に微小な隙間が形成されるように配置されている。

コア部３１ｐおよび３１ｑには、溝３６および３７が形成されている。溝３６および３７は、互いに間隔を設け、中心軸２５と平行に延びている。溝３６は、円筒部２２に対向する位置に形成され、溝３７は、アーム部２１に対向する位置に形成されている。溝３７は、端面３１ａに開口している。溝３６は、端面３１ａと湾曲面３１ｂとの間に開口している。端面３１ａを基準にして、溝３６は、相対的に大きい深さを有し、溝３７は、相対的に小さい深さを有する。コア部３１ｐおよび３１ｑは、溝３６と溝３７との間に軸部３１ｄを有する。

コイル３３は、溝３６および３７に収容されるように、軸部３１ｄの周りに巻回されている。コイル３３は、端面３１ａに対して溝３６と溝３７との間で傾斜するように、コア部３１ｐおよび３１ｑに巻回されている。コイル３３は、溝３６に収容されるコイル３３と端面３１ａとの間の距離Ｌ１が、溝３７に収容されるコイル３３と端面３１ａとの間の距離Ｌ２よりも大きくなるように、コア部３１ｐおよび３１ｑに巻回されている。距離Ｌ１およびＬ２は、端面３１ａが延在する平面からコイル３３までの、その平面に直交する方向の長さである。

本実施の形態では、コイル３３は、一続きのモノコイルから構成されており、コア部３１ｐおよび３１ｑに順に巻回されている。これに限定されず、コア部３１ｐとコア部３１ｑとには、別々のコイルが巻回されても良い。

コア部３１ｐの端面３１ａと、コア部３１ｑの端面３１ａとの間には、ディスク２０が揺動する空間が形成されている。コイル３３に電流を供給すると、コア部３１ｐおよび３１ｑとディスク２０との間に磁気回路が形成される。これにより、アーム部２１をコア部３１ｐおよび３１ｑの端面３１ａに交互に引き寄せる電磁力を、ディスク２０に作用させる。

本実施の形態では、湾曲面３１ｂが、円筒面２２ａに沿った形状を有し、両者の間に微小な隙間が形成されるようにディスク２０および電磁石３０が配置されている。このため、コア部３１ｐおよび３１ｑとディスク２０との間で流れる磁束が、湾曲面３１ｂと円筒面２２ａとの境界位置で磁束漏れを起こすことを抑制できる。

以上に説明した構成により、電磁石３０で発生する電磁力と、トーションバー２６および渦巻きバネ４５の弾性力とによって、ディスク２０を中心軸２５を中心に揺動させ、バルブ１４を往復運動させる。ディスク２０がコア部３１ｑの端面３１ａに引き寄せられると、ステム１２が上昇し、バルブ１４が閉弁位置へと位置決めされる。ディスク２０がコア部３１ｐの端面３１ａに引き寄せられると、ステム１２が下降し、バルブ１４が開弁位置へと位置決めされる。

この発明の実施の形態１における電磁駆動弁１０は、弁軸としてのステム１２を有するバルブ１４と、ディスク２０と、電磁石３０とを備える。ディスク２０は、一方端２０ｍに配置され、揺動自在に支持された基部としての円筒部２２と、円筒部２２から、ステム１２に連結された他方端２０ｎに向けて延びるアーム部２１とを有する。ディスク２０は、円筒部２２を支点に揺動することによりバルブ１４を往復運動させる。電磁石３０は、コイル３３と、アーム部２１を引き寄せる端面３１ａを含むコア部３１ｐおよび３１ｑとを有する。電磁石３０は、ディスク２０に作用させる電磁力を発生する。電磁石３０は、円筒部２２およびアーム部２１に対向して配置されている。コイル３３は、円筒部２２に対向する位置で端面３１ａとコイル３３との間の距離Ｌ１が相対的に大きくなり、アーム部２１に対向する位置で端面３１ａとコイル３３との間の距離Ｌ２が相対的に小さくなるように、コア部３１ｐおよび３１ｑに巻回されている。

このように構成された、この発明の実施の形態１における電磁駆動弁１０によれば、電磁石３０をディスク２０の円筒部２２と対向する位置まで一方端２０ｍ側にずらして配置することにより、電磁駆動弁１０の全幅を小さく抑えることができる。これにより、電磁駆動弁１０の搭載性を向上させることができる。また、コイル３３を、端面３１ａに対して傾斜させてコア部３１ｐおよび３１ｑに巻回することにより、ディスク２０に十分に大きい電磁力を作用させることができる。

図４は、図１中の電磁駆動弁による効果を説明するために想定された比較のための電磁駆動弁を示す断面図である。図４を参照して、電磁石３０を一方端２０ｍ側にずらして配置した場合、コイル３３と円筒部２２との干渉を避ける必要が生じる。

図４（Ａ）中に示す比較のための電磁駆動弁では、コイル３３と円筒部２２とを干渉させないため、コイル３３を、溝３６と溝３７との間で端面３１ａに平行に巻回されるように端面３１ａから離間した位置に設けている。しかしながら、この場合、溝３７に収容されるコイル３３と端面３１ａとの間にエアギャップ（もしくは、コイル３３を封入するモールド樹脂）５２が形成される。磁束は、コイル３３の周囲を最短経路で周回しようとするため、エアギャップ５２で著しい磁束漏れが発生する。

図４（Ｂ）中に示す比較のための電磁駆動弁では、コイル３３と円筒部２２とを干渉させないため、溝３６をアーム部２１に対向する位置まで寄せて形成している。しかしながら、この場合、溝３６と溝３７との間に形成される軸部３１ｄの幅Ｂが小さくなり、コア内の磁路面積が軸部３１ｄにおいて減少する。

これらの理由から、図４の比較のための電磁駆動弁によっては、電磁駆動弁の小型化を図るためにディスク２０に作用させる電磁力を低減させてしまう。これに対して、本実施の形態における電磁駆動弁１０によれば、磁束漏れの発生を抑制しつつ、コア内の磁路面積を大きく確保することができる。したがって、バルブ１４を十分に大きい駆動力で往復運動させることができる。

（実施の形態２）
図５は、この発明の実施の形態２における電磁駆動弁を示す断面図である。図６は、図５中のディスクを示す斜視図である。本実施の形態における電磁駆動弁は、実施の形態１における電磁駆動弁１０と比較して、部分的に同様の構造を備える。以下、重複する構造については説明を繰り返さない。

図５および図６を参照して、本実施の形態では、ディスク２０は、一方端２０ｍに配置された基部２４と、基部２４から他方端２０ｎに向けて延びるアーム部２１とを有する。基部２４は、円筒部２２と当接部２３とから構成されている。当接部２３は、円筒部２２とアーム部２１との間に設けられている。円筒部２２と当接部２３とは、一体に形成されている。

当接部２３は、厚みＴを有し、アーム部２１は、厚みＴよりも小さい厚みｔを有する。当接部２３は、電磁石３０に向い合う当接面２３ｃを有する。ディスク２０は、アーム部２１の表面２１ａと当接部２３の当接面２３ｃとの間で段差を有するように形成されている。たとえば、厚みＴは、６ｍｍであり、厚みｔは、４ｍｍであり、表面２１ａと当接面２３ｃとの間の段差は、１ｍｍである。なお、これらの数値は一例であり、厚みＴおよびｔは、これ以外の数値も取り得る。

コア部３１ｐおよび３０ｑは、当接面２３ｃおよび表面２１ａに向い合う端面３１ａを有する。端面３１ａは、同一平面上に延在している。ディスク２０が端面３１ａに引き寄せられた時に、当接面２３ｃが端面３１ａに当接することによって、ディスク２０の揺動端が規定される。表面２１ａと端面３１ａとの間には、隙間が形成される。

基部２４は、アーム部２１を形成する材料よりも大きい強度を有する材料から形成されている。アーム部２１を形成する材料としては、低炭素の鉄が挙げられる。基部２４を形成する材料としては、高炭素の鉄や鉄合金、たとえば、クロムモリブデン鋼や合金工具鋼のＳＫＤ（ＪＩＳ記号）が挙げられる。このような構成により、コア部３１ｐおよび３１ｑと衝突を繰り返すディスク２０の強度を確保することができる。

ディスク２０は、他方端２０ｎに配置された補強部６１をさらに有する。補強部６１は、アーム部２１に固定されている。補強部６１は、電磁石３０の端面３１ａに対向する位置に設けられている。補強部６１は、アーム部２１を形成する材料よりも大きい強度を有する材料から形成されている。補強部６１は、たとえば、基部２４を形成する材料として上に挙げた材料から形成されている。なお、補強部６１と基部２４とは、別の材料から形成されても良い。

補強部６１は、コア部３１ｐに対向する位置と、コア部３１ｑに対向する位置とに別々に設けられている。補強部６１は、コア部３１ｐに対向する位置からコア部３１ｑに対向する位置に渡って一体に設けられても良い。

また、図５中に示す電磁駆動弁の変形例として、補強部６１に替えて緩衝部６５が設けられても良い。緩衝部６５は、弾性体から形成されており、たとえば、ニトリルゴムやシリコーンゴム、フッ素ゴム等からなるゴム部材から形成されている。

図７は、図５中の電磁駆動弁の別の変形例を示す断面図である。図７を参照して、本変形例では、ディスク２０の他方端２０ｎが、電磁石３０の端面３１ａに対向する位置で湾曲面７１により構成されている。湾曲面７１は、表面２１ａから連なって延在している。湾曲面７１は、他方端２０ｎに配置される表面２１ａの周縁に広がっている。

この発明の実施の形態２における電磁駆動弁は、ステム１２を有するバルブ１４と、ディスク２０と、電磁石３０とを備える。ディスク２０は、一方端２０ｍに配置され、揺動自在に支持された基部２４と、基部２４から、ステム１２に連結された他方端２０ｎに向けて延びるアーム部２１とを有する。ディスク２０は、基部２４を支点に揺動することによりバルブ１４を往復運動させる。電磁石３０は、ディスク２０を引き寄せる端面３１ａを有する。電磁石３０は、ディスク２０に作用させる電磁力を発生する。電磁石３０は、基部２４およびアーム部２１に対向して配置されている。端面３１ａにディスク２０が引き寄せられた時に、基部２４と端面３１ａとが当接し、アーム部２１と端面３１ａとの間に隙間が形成される。ディスク２０は、他方端２０ｎに設けられ、アーム部２１を形成する材料よりも高い強度を有する材料から形成された補強部６１をさらに有する。

ディスク２０は、他方端２０ｎに設けられ、弾性体から形成された緩衝部６５をさらに有しても良い。ディスク２０の他方端２０ｎは、端面３１ａに対向する位置で湾曲面７１により構成されても良い。

このように構成された、この発明の実施の形態２における電磁駆動弁によれば、電磁石３０をディスク２０の基部２４と対向する位置まで一方端２０ｍ側にずらして配置することにより、電磁駆動弁１０の全幅を小さく抑えることができる。これにより、電磁駆動弁１０の搭載性を向上させることができる。また、補強部６１、緩衝部６５もしくは湾曲面７１を他方端２０ｎに配設することにより、ディスク２０が破損することを防止できる。

図８は、図５から図７中の電磁駆動弁による効果を説明するための断面図である。図８（Ａ）および図８（Ｂ）を参照して、ディスク２０が端面３１ａに引き寄せられた時に、ディスク２０に作用する慣性力やステム１２から受ける力（図中の矢印２５０に示す方向の力）によって、アーム部２１が電磁石３０に向かって曲ることがある。この場合、ディスク２０の揺動時、アーム部２１の他方端２０ｎが端面３１ａと衝突を繰り返すことになる。

これに対して、本実施の形態では、他方端２０ｎに補強部６１もしくは緩衝部６５が設けられるため、ディスク２０の耐衝撃性を向上させることができる。また、他方端２０ｎを湾曲面７１によって構成することにより、ディスク２０とコア部３１ｐおよび３１ｑとの接触面圧を小さく抑えることができる。これにより、ディスク２０が破損することを防止できる。

図９は、図５中の電磁駆動弁のさらに別の変形例を示す断面図である。図９を参照して、本変形例では、電磁石３０の両側に、図５中のディスク２０と同様の形状を有するディスク２０Ｘおよび２０Ｙが配設されている。ディスク２０Ｘに対して電磁石３０の反対側には、永久磁石８１が配置され、ディスク２０Ｙに対して電磁石３０の反対側には、永久磁石８２が配置されている。電磁石３０と永久磁石８１との間にディスク２０Ｘが揺動する空間が規定され、電磁石３０と永久磁石８２との間にディスク２０Ｙが揺動する空間が規定されている。このような回転駆動式の電磁駆動弁に複数のディスクが設けられる並行リンク機構を採用した構成においても、上述の効果を同様に得ることができる。

なお、以上に説明した各実施の形態における電磁駆動弁やその変形例の構成を適宜、組み合わせて別の電磁駆動弁を構成しても良い。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態１における電磁駆動弁を示す断面図である。 図１中のディスクを示す斜視図である。 図１中の電磁石を示す斜視図である。 図１中の電磁駆動弁による効果を説明するために想定された比較のための電磁駆動弁を示す断面図である。 この発明の実施の形態２における電磁駆動弁を示す断面図である。 図５中のディスクを示す斜視図である。 図５中の電磁駆動弁の別の変形例を示す断面図である。 図５から図７中の電磁駆動弁による効果を説明するための断面図である。 図５中の電磁駆動弁のさらに別の変形例を示す断面図である。

符号の説明

１０ 電磁駆動弁、１２ ステム、１４ バルブ、２０，２０Ｘ，２０Ｙ ディスク、２０ｍ 一方端、２０ｎ 他方端、２１ アーム部、２２ 円筒部、２４ 基部、３０ 電磁石、３１ａ 端面、３１ｐ，３１ｑ コア部、３３ コイル、６１ 補強部、６５ 緩衝部、７１ 湾曲面。

Claims (6)

1. 弁軸を有するバルブと、
   一方端に配置され、揺動自在に支持された基部と、前記基部から、前記弁軸に連結された他方端に向けて延びるアーム部とを有し、前記基部を支点に揺動することにより前記バルブを往復運動させるディスクと、
   コイルと、前記アーム部を引き寄せる端面を含むコア部とを有し、前記ディスクに作用させる電磁力を発生し、前記基部および前記アーム部に対向して配置された電磁石とを備え、
   前記コイルは、前記基部に対向する位置で前記端面と前記コイルとの間の距離が相対的に大きくなり、前記アーム部に対向する位置で前記端面と前記コイルとの間の距離が相対的に小さくなるように、前記コア部に巻回されている、電磁駆動弁。
2. 前記基部には、前記ディスクに弾性力を作用させるトーションバーが配設されている、請求項１に記載の電磁駆動弁。
3. 前記基部は、円筒面を含み、
   前記コア部は、前記基部に対向する位置で前記円筒面に沿って延在する表面をさらに含む、請求項１または２に記載の電磁駆動弁。
4. 弁軸を有するバルブと、
   一方端に配置され、揺動自在に支持された基部と、前記基部から、前記弁軸に連結された他方端に向けて延びるアーム部とを有し、前記基部を支点に揺動することにより前記バルブを往復運動させるディスクと、
   前記ディスクを引き寄せる端面を有し、前記ディスクに作用させる電磁力を発生し、前記基部および前記アーム部に対向して配置された電磁石とを備え、
   前記端面に前記ディスクが引き寄せられた時に、前記基部と前記端面とが当接し、前記アーム部と前記端面との間に隙間が形成され、
   前記ディスクは、前記他方端に設けられ、前記アーム部を形成する材料よりも高い強度を有する材料から形成された補強部をさらに有する、電磁駆動弁。
5. 弁軸を有するバルブと、
   一方端に配置され、揺動自在に支持された基部と、前記基部から、前記弁軸に連結された他方端に向けて延びるアーム部とを有し、前記基部を支点に揺動することにより前記バルブを往復運動させるディスクと、
   前記ディスクを引き寄せる端面を有し、前記ディスクに作用させる電磁力を発生し、前記基部および前記アーム部に対向して配置された電磁石とを備え、
   前記端面に前記ディスクが引き寄せられた時に、前記基部と前記端面とが当接し、前記アーム部と前記端面との間に隙間が形成され、
   前記ディスクは、前記他方端に設けられ、弾性体から形成された緩衝部をさらに有する、電磁駆動弁。
6. 弁軸を有するバルブと、
   一方端に配置され、揺動自在に支持された基部と、前記基部から、前記弁軸に連結された他方端に向けて延びるアーム部とを有し、前記基部を支点に揺動することにより前記バルブを往復運動させるディスクと、
   前記ディスクを引き寄せる端面を有し、前記ディスクに作用させる電磁力を発生し、前記基部および前記アーム部に対向して配置された電磁石とを備え、
   前記端面に前記ディスクが引き寄せられた時に、前記基部と前記端面とが当接し、前記アーム部と前記端面との間に隙間が形成され、
   前記ディスクの前記他方端は、前記端面に対向する位置で湾曲面により構成されている、電磁駆動弁。

Images