JP2009281245A - 電磁駆動弁の中立位置調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ラッシュアジャスタを備える電磁駆動弁においても、容易且つ的確に調整を行うことのできる電磁駆動弁の中立位置調整方法を提供する。
【解決手段】弁体１７の開方向へのフラップ１４の揺動を適正位置にて係止するようにストッパ３２を設置する工程、トーションバー２６の撓みを低減して油圧式ラッシュアジャスタ１９を伸長させる工程、その撓みの低減された状態からフラップ１４がストッパ３２と当接するまでトーションバー２６の固定端を回動する工程、及びフラップ１４がストッパ３２と当接したときの位置にてトーションバー２６の固定端を固定する工程を通じて、トーションバー２６の発生する弾性力とロアスプリング２２の発生する弾性力との釣り合いが保たれるフラップ１４の中立位置を適正位置に調整するようにした。
【選択図】図９

Description

本発明は、電磁駆動弁の中立位置調整方法に関する。

近年、内燃機関の機関バルブ（吸排気バルブ）を開閉駆動する動弁システムとして、機械式のカム機構に代えて、電磁力と弾性力との協働により開閉駆動を行う電磁駆動弁を採用するシステムの開発、採用が進められている。

図１１に、そうした従来の電磁駆動弁の構成を示す。なお同図に例示の電磁駆動弁は、電磁力により動作される可動部材として揺動可能に軸支されたフラップを備えるフラップ式電磁駆動弁として構成されている。

同図に示すように、このフラップ式電磁駆動弁は、その駆動部を収容するハウジング５０に揺動可能に軸支されたフラップ５１を備えている。フラップ５１は、ハウジング５０に回動可能に軸支された円管形状の軸部５１Ａと、その軸部５１Ａから突出するように設けられた平板形状のディスク部５１Ｂとにより形成されている。なお円管形状に形成された軸部５１Ａの内部には、トーションバー５８が配設されており、このトーションバー５８の弾性力によってフラップ５１は、その先端が下方に揺動する側に向けて常時付勢されている。

フラップ５１のディスク部５１Ｂの先端部の下面には、機関バルブの弁体５４の上端に設けられたカムフォロワ５５が当接されている。弁体５４は、上下方向に摺動可能に軸支されており、ロアスプリング５６によって上方に向けて常時付勢されている。

一方、フラップ５１のディスク部５１Ｂの上下には、２つの電磁石、すなわちアッパ電磁石５２及びロア電磁石５３がそれぞれ配設されている。そしてフラップ５１は、アッパ電磁石５２の発生する電磁力により上方に、ロア電磁石５３の発生する電磁力により下方に、それぞれ吸引されるようになっている。

こうした電磁駆動弁では、アッパ電磁石５２のコイルに通電すると、発生した電磁力により吸引されて、フラップ５１が上方に揺動するようになる。このときの弁体５４は、ロアスプリング５６の弾性力によって、フラップ５１の揺動に応じて上方に押し上げられて閉弁する。またロア電磁石５３のコイルに通電すると、発生した電磁力により吸引されて、フラップ５１が下方に揺動するようになる。このときの弁体５４は、そのフラップ５１の先端によって、ロアスプリング５６の弾性力に抗して下方に押し下げられて開弁する。よって、アッパ電磁石５２のコイルへの通電と、ロア電磁石５３のコイルへの通電とを周期的に切り替えることで弁体５４が開閉駆動されるようになる。

なお、内燃機関の動弁システムの多くには、タペットクリアランスを「０」に自動調節するラッシュアジャスタが設けられている。こうしたラッシュアジャスタとしては通常、内燃機関の潤滑油の油圧を利用して上記タペットクリアランスの調整（タペット調整）を行う油圧式ラッシュアジャスタ（ＨＬＡ：Hydraulic LashAdjuster）が使用されている。

従来、こうしたラッシュアジャスタの設けられた電磁駆動弁として、特許文献１に記載のものが知られている。同文献に記載の電磁駆動弁は、同図１１に示すように、油圧式ラッシュアジャスタ５７が弁体５４に設けられたものとなっている。この油圧式ラッシュアジャスタ５７は、弁軸方向の圧縮荷重に応じて時定数を有して弁体５４の全長を伸縮する。具体的には、こうした油圧式ラッシュアジャスタ５７が設けられた弁体５４は、弁軸方向の圧縮荷重を受けると時間とともにその全長が徐々に縮むようになり、またそうした圧縮荷重が解放されると時間とともにその全長が徐々に伸びるようになる。そしてこうした弁体５４の伸縮により、タペット調整が行なわれるようになっている。
特開２００７−５６７８１号公報

ところで、上記のような電磁力と弾性力との協働により開閉駆動を行う電磁駆動弁の動作性を良好とするには、電磁石の電磁力により吸引されて動作する可動部材に作用する弾性力の釣り合いが保たれる同可動部材の動作位置（中立位置）が適切な位置となるように調整する必要がある。例えば先の図１１に示したフラップ式電磁駆動弁では、フラップ５１がその揺動範囲の丁度中央の位置するときに、フラップ５１に作用するトーションバー５８の弾性力とロアスプリング５６の弾性力とが釣り合うようにしなければ、アンバランスとなって電磁駆動弁の動作性が悪化してしまうようになる。こうした電磁駆動弁の中立位置調整は、例えばトーションバー５８の予撓み量を増減して、フラップ５１の揺動位置が上記揺動範囲の中央位置にあるときのトーションバー５８の弾性力を、そのときのロアスプリング５６の弾性力とバランスさせることで行うことができる。

しかしながら、上記のようなラッシュアジャスタが設置された電磁駆動弁にあっては、こうした中立位置調整は、非常に困難となる。これは次の理由による。
フラップ５１に作用するトーションバー５８の弾性力とロアスプリング５６の弾性力とが、図１２（ａ）に示される状態で釣り合ったとする。このときの油圧式ラッシュアジャスタ５７には、トーションバー５８の弾性力とロアスプリング５６の弾性力による圧縮荷重が作用している。そのため、このまま放置すれば、時間の経過とともに油圧式ラッシュアジャスタ５７が徐々に縮んでいくようになる。そしてその結果、図１２（ｂ）に示されるように弁体５４の全長が縮んで、フラップ５１の中立位置が弁体５４の開弁側（図中下方）に変位するようになる。したがって、中立位置の調整中にも、時間とともに油圧式ラッシュアジャスタ５７が縮むようになる。すなわち、フラップ５１の中立位置が開弁側に次第に変位していく状態で中立位置調整を行なわなければならないことになる。そして油圧式ラッシュアジャスタ５７が縮んだ状態で調整を行えば、トーションバー５８の予撓み量が過少となり、フラップ５１の中立位置が適正位置よりも閉弁側に設定されてしまい、フラップ５１に作用する弾性力がアンバランスとなって、電磁駆動弁の良好な動作性を確保することができなくなってしまうようになる。

なおこうした問題は、上記のようなフラップ式電磁駆動弁の中立位置調整に限らず、上記のようなラッシュアジャスタを備える電磁駆動弁の中立位置調整に共通するものとなっている。

本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであって、その解決しようとする課題は、ラッシュアジャスタを備える電磁駆動弁においても、容易且つ的確に中立位置の調整を行うことのできる電磁駆動弁の中立位置調整方法を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果を記載する。
（請求項１）
上記課題を解決するため、電磁駆動弁の中立位置調整方法としての請求項１に記載の発明は、開閉駆動される弁体を有するとともに、前記弁体の開方向及び閉方向の内の一方を第１方向とし、他方を第２方向としたときに、前記第１方向及び前記第２方向に変位可能に配設されて、前記第２方向への変位に応じて前記弁体を同第２方向に押圧可能な可動部材と、その可動部材を前記第１方向に吸引する電磁力を発生する第１電磁石と、同可動部材を前記第２方向に吸引する電磁力を発生する第２電磁石と、前記可動部材を前記第２方向に向けて付勢する弾性力を発生する第１弾性部材と、前記弁体を前記第１方向に向けて付勢する弾性力を発生する第２弾性部材と、印加される荷重に応じて開閉方向における前記弁体の長さを伸縮させるラッシュアジャスタと、を備える電磁駆動弁において、前記第１弾性部材の発生する弾性力と前記第２弾性部材の発生する弾性力との釣り合いが保たれる前記可動部材の中立位置を適正位置に調整する方法であって、前記可動部材の前記第２方向への変位を前記適正位置にて係止するようにストッパを設置する工程と、前記第１弾性部材の撓みを低減して前記ラッシュアジャスタを伸長させる工程と、その低減された前記第１弾性部材の撓みを前記可動部材が前記ストッパと当接するまで増大させる工程と、前記可動部材が前記ストッパに当接したときの量にて前記第１弾性部材の予撓み量を固定する工程と、を備えることをその要旨としている。

上記方法は、弁体の開方向及び閉方向のうちの一方を第１方向、他方を第２方向としたときに、以下のＡ）〜Ｇ）の各要素を備える電磁駆動弁を対象として中立位置調整を行うものとなっている。

Ａ）開閉駆動される弁体。
Ｂ）第２方向への変位に応じて弁体を第２方向に押圧可能な可動部材。
Ｃ）可動部材を第１方向に吸引する電磁力を発生する第１電磁石。

Ｄ）可動部材を第２方向に吸引する電磁力を発生する第２電磁石。
Ｅ）可動部材を第２方向に向けて付勢する弾性力を発生する第１弾性部材。
Ｆ）弁体を第１方向に向けて付勢する弾性力を発生する第２弾性部材。

Ｇ）印加される荷重に応じて開閉方向における弁体の長さを伸縮させるラッシュアジャスタ。
こうした電磁駆動弁では、可動部材はその第２方向への変位に応じて弁体を同方向に押圧することができるようになっている。この可動部材は、第１弾性部材の弾性力にて第２方向に向けて付勢されており、また弁体と当接した状態では、弁体を通じて伝達される第２弾性部材の弾性力にて第１方向に向けて付勢される。こうした電磁駆動弁を、第１電磁石及び第２電磁石のいずれもが電磁力を発生していない状態で放置すれば、可動部材は、これに作用する第１弾性部材の弾性力と第２弾性部材の弾性力とが釣り合う位置、すなわち中立位置に留まることになる。

ここで第１電磁石が電磁力を発生すると、可動部材は第１方向に変位するようになる。このときの弁体は、可動部材からの第２方向への押圧が除荷されることから、第２弾性部材の弾性力により、可動部材と共に第２方向へと変位するようになる。一方、第２電磁石が電磁力を発生すると、可動部材は第２方向に変位するようになる。このときの弁体は、その可動部材の押圧により、第２弾性部材の弾性力に抗して第２方向へと変位するようになる。したがって、第１電磁石と第２電磁石とを交互に電磁力を発生させれば、弁体が第１方向、第２方向に交互に変位するように、すなわち開閉駆動されるようになる。

こうした電磁駆動弁を適切に動作させるには、可動部材に作用する両弾性部材の弾性力のバランスを適宜に調整する必要がある。そこで上記方法では、第１弾性部材の予撓み量の変更により、上記のような可動部材の中立位置が適切な位置となるように調整することで、電磁駆動弁の動作性を良好に確保するようにしている。上記方法では、そうした中立位置調整を、以下の各工程１）〜４）を通じて行うようにしている。

１）中立位置の調整目標となる位置（適正位置）にて、可動部材の上記第２方向への変位を係止するようにストッパを設置する工程。
２）第１弾性部材の撓みを低減することで、ラッシュアジャスタの印加荷重を緩和して、同ラッシュアジャスタを伸長させる工程。

３）上記工程２）にて低減した撓みを増大して第１弾性部材の弾性力を強め、これにより、可動部材を第２方向へと変位させる工程。すなわち、撓みを増大して第１弾性部材の弾性力を強めると、可動部材に作用する弾性力のバランスが保たれる位置が第２方向へと変化して、可動部材は第２方向へと変位することになる。このときの第１弾性部材の撓みの増大は、可動部材がストッパに当接するまで、すなわち可動部材がその中立位置の適正位置に変位するまで行われる。なお、ここでの第１弾性部材の撓みの増大によっては、ラッシュアジャスタへの印加荷重も増大するため、時間の経過とともにラッシュアジャスタが徐々に縮まるようになる。ただし、このときの適正位置への可動部材の変位は、可動部材の変位量を測定せずとも、ストッパとの当接にて容易に確認可能であり、速やか且つ正確に行うことができる。そのため、この間のラッシュアジャスタの縮みを、比較的小さいものに留めることが可能となる。

４）可動部材が上記適正位置に変位したときの状態で、第１弾性部材の予撓み量を固定する工程。このときの可動部材に作用する両弾性部材の弾性力は釣り合っており、この状態で第１弾性部材の予撓み量を固定すれば、可動部材の中立位置が上記適正位置に設定されるようになる。しかも、上記のように、本方法では、可動部材の適正位置への変位を速やかに行って、この時点でのラッシュアジャスタの縮みを小さく留めることが可能であるため、その縮みによる中立位置の誤差も小さく抑えることができる。なおここでの第１弾性部材の予撓み量とは、可動部材がある特定の変位位置に位置するときの第１弾性部材の撓み量を言う。こうした予撓み量を大きくすれば、可動部材に作用する第１弾性部材の弾性力はより強くなり、可動部材の中立位置は第２方向に変位することになる。逆に予撓み量を小さくすれば、可動部材に作用する第１弾性部材の弾性力はより弱くなり、可動部材の中立位置は第１方向に変位することになる。

以上のように上記方法では、ラッシュアジャスタの縮み量が小さいうちに、可動部材の中立位置の設定を行うことが可能である。したがって上記方法によれば、ラッシュアジャスタを備える電磁駆動弁においても、容易且つ的確に中立位置の調整を行うことができるようになる。

（請求項２）
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電磁駆動弁の中立位置調整方法において、前記ストッパの設置前に、前記第１方向及び前記第２方向の前記可動部材の最大変位位置をそれぞれ測定し、その測定結果から前記適正位置を求めるようにしたことをその要旨としている。

上記方法では、ストッパの設置に先立って、第１方向及び第２方向、すなわち開方向及び閉方向の可動部材の最大変位位置がそれぞれ測定される。可動部材の中立位置の適正位置は、開方向及び閉方向における可動部材の最大変位位置から正確に割り出すことができる。例えば中立位置を可動部材の変位範囲の中央の位置に設定する場合には、可動部材の開方向における最大変位位置と閉方向における最大変位位置との中央の位置が最適位置となる。そこで上記方法では、その測定結果から適正位置を求め、その結果に基づいてストッパが設置されるようになる。そのため、ストッパをより適切な位置に設置することができるようになり、電磁駆動弁の中立位置調整をより的確に行うことができるようになる。

（請求項３）
上記課題を解決するため、電磁駆動弁の中立位置調整方法としての請求項３に記載の発明は、開閉駆動される弁体と、揺動可能に軸支されて前記弁体の開方向への揺動に応じて前記弁体を開方向に押圧可能なフラップと、前記弁体の閉方向へと前記フラップを吸引する電磁力を発生するアッパ電磁石と、前記弁体の開方向へと前記フラップを吸引する電磁力を発生するロア電磁石と、一端が固定された固定端とされ、他端が前記フラップの揺動軸と一体に回動する可動端とされたトーションバーと、前記弁体をその閉方向へと付勢するロアスプリングと、印加される荷重に応じて開閉方向における前記弁体の長さを伸縮させるラッシュアジャスタと、を備える電磁駆動弁において、前記トーションバーの発生する弾性力と前記ロアスプリングの発生する弾性力との釣り合いが保たれる前記フラップの中立位置を適正位置に調整する方法であって、前記弁体の開方向への前記フラップの揺動を前記適正位置にて係止するようにストッパを設置する工程と、前記トーションバーの撓みを低減して前記ラッシュアジャスタを伸長させる工程と、その撓みの低減された状態から前記フラップが前記ストッパと当接するまで前記トーションバーの固定端を回動する工程と、前記フラップが前記ストッパと当接したときの位置にて前記トーションバーの固定端を固定する工程と、を備えることをその要旨としている。

上記方法は、以下のＨ）〜Ｎ）の各要素を備える電磁駆動弁を対象として中立位置調整を行うものとなっている。
Ｈ）開閉駆動される弁体。

Ｉ）揺動可能に軸支されて弁体の開方向への揺動に応じて同弁体を開方向に押圧可能なフラップ。
Ｊ）弁体の閉方向へとフラップを吸引する電磁力を発生するアッパ電磁石。

Ｋ）弁体の開方向へとフラップを吸引する電磁力を発生するロア電磁石。
Ｌ）一端が固定された固定端とされ、他端がフラップの揺動軸と一体に回動する可動端とされたトーションバー。

Ｍ）弁体をその閉方向へと付勢するロアスプリング。
Ｎ）印加される荷重に応じて開閉方向における弁体の長さを伸縮させるラッシュアジャスタ。

こうした電磁駆動弁では、フラップは弁体の開方向への変位に応じて、同弁体を同方向に押圧可能となっている。このフラップは、トーションバーの弾性力にて弁体の開方向に向けて付勢されており、また弁体と当接した状態では、弁体を通じて伝達されるロアスプリングの弾性力にて弁体の閉方向に向けて付勢される。こうした電磁駆動弁を、アッパ電磁石及びロア電磁石のいずれもが電磁力を発生していない状態で放置すれば、フラップは、これに作用するトーションバーの弾性力とロアスプリングの弾性力とが釣り合う位置、すなわち中立位置に留まることになる。

ここでアッパ電磁石が電磁力を発生すると、フラップは弁体の閉方向に変位するようになる。このときの弁体は、フラップからの開方向への押圧が除荷されることから、ロアスプリングの弾性力により、フラップと共に閉方向へと変位するようになる。一方、ロア電磁石が電磁力を発生すると、フラップは弁体の開方向に変位するようになる。このときの弁体は、そのフラップの押圧により、ロアスプリングの弾性力に抗して開方向へと変位するようになる。したがって、アッパ電磁石とロア電磁石とを交互に電磁力を発生させれば、弁体が開閉駆動されるようになる。

こうした電磁駆動弁を適切に動作させるには、フラップに作用するトーションバー及びロアスプリングの弾性力のバランスを適宜に調整する必要がある。そこで上記方法では、トーションバーの固定端の固定角度の変更により、上記のようなフラップの中立位置が適切な位置となるように調整することで、電磁駆動弁の動作性を良好に確保するようにしている。上記方法では、そうした中立位置調整を、以下の各工程１）〜４）を通じて行うようにしている。

１）弁体の開方向へのフラップの揺動を上記適正位置にて係止するようにストッパを設置する工程。
２）トーションバーの撓みを低減して、ラッシュアジャスタの印加荷重を緩和することで、同ラッシュアジャスタを伸長させる工程。

３）上記工程２）にて低減した撓みを増大してトーションバーの弾性力を強め、これにより、フラップを弁体の開方向へと揺動させる工程。すなわち、撓みを増大してトーションバーの弾性力を強めると、フラップに作用する弾性力のバランスが保たれる揺動位置が弁体の開方向へと変化して、フラップは弁体の開方向へと揺動することになる。このときのトーションバーの撓みの増大は、フラップがストッパに当接するまで、すなわちフラップがその中立位置の適正位置に揺動するまで行われる。なお、ここでのトーションバーの撓みの増大によっては、ラッシュアジャスタへの印加荷重も増大するため、時間の経過とともにラッシュアジャスタが徐々に縮まるようになる。ただし、このときの適正位置へのフラップの変位は、フラップの変位量を測定せずとも、ストッパとの当接にて容易に確認可能であり、速やか且つ正確に行うことができる。そのため、この間のラッシュアジャスタの縮みを、比較的小さいものに留めることが可能となる。

４）フラップがストッパと当接したときの位置にてトーションバーの固定端を固定する工程。このときのフラップに作用するトーションバー、ロアスプリングの弾性力は釣り合っており、この状態でトーションバーの固定端を固定すれば、フラップの中立位置が上記適正位置に設定されるようになる。しかも、上記のように、本方法では、この時点でのラッシュアジャスタの縮みを小さく留めることが可能であるため、その縮みによる中立位置の誤差も小さく抑えることができる。

以上のように上記方法では、ラッシュアジャスタの縮み量が大きくならないうちに、フラップの中立位置の設定を行うことが可能である。したがって上記方法によれば、ラッシュアジャスタを備える電磁駆動弁においても、容易且つ的確に中立位置の調整を行うことができるようになる。

なおこの請求項３は、請求項１の中立位置調整方法を、上記の如く構成されたフラップ式の電磁駆動弁への適用に特化させたものとなっている。係るフラップ式の電磁駆動弁にあっては、そのフラップが請求項１の可動部材に、そのアッパ電磁石が請求項１の第１電磁石に、そのロア電磁石が請求項１の第２電磁石に、そのトーションバーが請求項１の第１弾性部材に、そのロアスプリングが請求項１の第２弾性部材にそれぞれ対応した構成となっている。また請求項１での第１弾性部材の予撓み量は請求項３においては、フラップがある特定の揺動位置に位置するときのトーションバーの撓み量を、より具体的には、そのときのトーションバーの固定端と可動端と捻れ角に相当する。

（請求項４）
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の電磁駆動弁の中立位置調整方法において、前記ストッパの設置前に、前記開方向及び前記閉方向における前記フラップの最大揺動位置をそれぞれ測定し、その測定結果から前記適正位置を求めるようにしたことをその要旨としている。

上記方法では、ストッパの設置に先立って、開方向及び閉方向におけるフラップの最大揺動位置がそれぞれ測定される。フラップの適切な中立位置（適正位置）は、開方向及び閉方向におけるフラップの最大揺動位置から正確に割り出すことができる。例えばフラップの揺動範囲の中央の位置を中立位置に設定する場合には、フラップの開方向における最大揺動位置と閉方向における最大揺動位置との中央の位置が最適位置となる。そこで上記方法では、その測定結果から適正位置を求め、その結果に基づいてストッパが設置されるようになる。そのため、ストッパをより適切な位置に設置することができるようになり、電磁駆動弁の中立位置調整をより的確に行うことができるようになる。

（請求項５）
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電磁駆動弁の中立位置調整方法において、前記電磁駆動弁は、内燃機関の機関バルブとして用いられることをその要旨としている。

このように請求項１乃至４に記載の中立位置調整方法は、内燃機関の機関バルブ、すなわち吸気バルブや排気バルブとして用いられる電磁駆動弁への適用が可能である。

以下、本発明の電磁駆動弁の中立位置調整方法を具体化した一実施形態を、図１〜図１０を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る中立位置調整方法の適用対象となる電磁駆動弁の側部断面構造を示している。この電磁駆動弁は、電磁力と弾性力との協働によるフラップ１４の揺動を通じて弁体を開閉駆動するフラップ式電磁駆動弁として構成されており、内燃機関の機関バルブ（吸排気バルブ）として使用されるものとなっている。

内燃機関のシリンダヘッド１０の上面には、当該電磁駆動弁のアクチュエータ部分の外郭をなすハウジング１１が固定されている。このハウジング１１は、互いに平行に離間配置された２枚の側板１１Ａ，１１Ｂ（同図ではそのうちの１枚（側板１１Ａ）のみを図示）を備えて構成されている。各側板１１Ａには、ベアリングハウジング１２となる円形孔が同軸を有するようにそれぞれ形成されている。そして各ベアリングハウジング１２の内部には、ベアリング１３がそれぞれ固定されている。

これらのベアリング１３には、上記可動部材としてのフラップ１４が揺動可能に取り付けられている。このフラップ１４は、円管形状をなして、ベアリング１３にその両端を回動可能に軸支される円管形状の軸部１４Ａと、その軸部１４Ａから突出形成された平板形状のディスク部１４Ｂとからなっている。

フラップ１４のディスク部１４Ｂの上下には、アッパ電磁石１５とロア電磁石１６との２つの電磁石がそれぞれ配設されている。これらのアッパ電磁石１５及びロア電磁石１６は、電磁石の芯材となるコア１５Ａ，１６Ａ、それらコア１５Ａ，１６Ａの内部に配設されたコイル１５Ｂ，１６Ｂ、及びコア１５Ａ，１６Ａの背面、すなわちディスク部１４Ｂと対向する側と反対側の面に固定されたバックプレート１５Ｃ，１６Ｃをそれぞれ有して構成されている。なお、これらアッパ電磁石１５及びロア電磁石１６は、そのバックプレート１５Ｃ，１６Ｃにおいて、ハウジング１１の側板１１Ａにボルト固定されている。

さてこうしたハウジング１１の前側（図中左側）には、機関バルブの弁体１７が配設されている。弁体１７は、その下端に設けられた傘状のバルブ部１８、そのバルブ部１８に油圧式ラッシュアジャスタ１９を介して連結された中間ステム２０、その中間ステム２０の上端に設けられたカムフォロワ２１を備えて構成されている。ここでバルブ部１８は、内燃機関の吸排気ポートの出口部分に配設され、その上下動に応じて吸排気ポートを燃焼室に対して開閉するものとなっている。また油圧式ラッシュアジャスタ１９は、上下方向の圧縮荷重の解除及び印加に応じて伸縮することで、弁体１７のタペット調整を自動的に行うものとなっている。更に弁体１７は、その中間ステム２０において、ロア電磁石１６のバックプレート１６Ｃの前部に固定されたストロークベアリング２３に上下方向に摺動可能に軸支され、またそのカムフォロワ２１を介して、ディスク部１４Ｂの先端部下面に固定されたチップ２４に当接されるようになっている。

なおこうした弁体１７のバルブ部１８の上方には、シリンダヘッド１０の上面との間で圧縮された状態でロアスプリング２２が配設されている。そしてこのロアスプリング２２の弾性力により、弁体１７全体が上方に向けて常時付勢されており、ひいてはそのカムフォロワ２１が、フラップ１４のディスク部１４Ｂを上方に向けて常時押圧するように構成されている。

図２は、こうした電磁駆動弁の側面構造を示している。同図に示すように、ハウジング１１の左側の側板１１Ｂの外面には、ボルト２７及びノックピン２８（図３参照）を用いて中立位置調整プレート２５が固定されている。なお中立位置調整プレート２５のボルト穴２９は、図中左右方向に伸びた長穴に形成されており、側板１１Ｂに対する中立位置調整プレート２５の取付角度を調整可能とされている。

また同図のＡ−Ａ線に沿った電磁駆動弁の断面構造を図３に示すように、円管形状に形成されたフラップ１４の軸部１４Ａの内部には、トーションバー２６が収容されている。このトーションバー２６は、その図中左方の端部２６Ａが軸部１４Ａに、その図中右方の端部２６Ｂが中立位置調整プレート２５にそれぞれ固定されている。すなわち、トーションバー２６の図中右方の端部２６Ｂは、ハウジング１１に固定された固定端となっており、またその図中左方の端部２６Ａは、フラップ１４の揺動に応じて回動する可動端となっている。トーションバー２６は、捻じりを加えられた状態で、すなわち予撓みを与えられた状態で配設されており、その弾性力にてフラップ１４を下方に揺動させる側に常時付勢するようになっている。

以上の如く構成された電磁駆動弁では、そのフラップ１４は、トーションバー２６の弾性力により、下方に揺動される側に付勢されるとともに、カムフォロワ２１の押圧を通じて伝達されるロアスプリング２２の弾性力により、上方に揺動される側に付勢されるようになっている。そしてこの電磁駆動弁では、後述する中立位置調整によって、フラップ１４に加わるトーションバー２６の弾性力とロアスプリング２２の弾性力とが釣り合う同フラップ１４の揺動位置、すなわちフラップ１４の中立位置が、フラップ１４の揺動範囲の中央位置となるように設定されている。

こうした電磁駆動弁では、アッパ電磁石１５及びロア電磁石１６のいずれのコイル１５Ｂ，１６Ｂにも通電を行わない状態で放置すれば、フラップ１４は上記中立位置にて静止するようになる。ここでアッパ電磁石１５のコイル１５Ｂに通電すれば、発生する電磁力によりディスク部１４Ｂが吸引されてフラップ１４は上方に揺動するようになる。こうしてフラップ１４のディスク部１４Ｂの先端が上方に変位すると、弁体１７がロアスプリング２２の弾性力により、カムフォロワ２１とチップ２４との当接を維持しつつ上方に移動し、バルブ部１８が閉じられるようになる。その後、コイル１５Ｂへの通電を遮断して、ロア電磁石１６のコイル１６Ｂに通電すれば、今度はフラップ１４が下方へと揺動されるようになる。このときの弁体１７は、ディスク部１４Ｂによる下方への押圧により、ロアスプリング２２の弾性力に抗して下方へと移動し、バルブ部１８が開かれるようになる。したがって、アッパ電磁石１５のコイル１５Ｂへの通電とロア電磁石１６のコイル１６Ｂへの通電とを交互に繰り返すことで、弁体１７のバルブ部１８が開閉駆動されるようになる。

さて、こうした電磁駆動弁の動作性を良好とするには、上述したフラップ１４の中立位置を、適正位置である同フラップ１４の揺動範囲の中央位置に設定し、フラップ１４に加わるトーションバー２６の弾性力とロアスプリング２２の弾性力とのバランスを良好に保つことが必要となる。そのため、電磁駆動弁の製造工程の最終段階において、フラップ１４の中立位置を適正位置へと調整するための中立位置調整が行なわれる。

以下、本実施の形態における電磁駆動弁の中立位置調整方法の詳細を説明する。中立位置調整にあたっては、中立位置調整プレート２５を側板１１Ｂに仮固定した状態としておく。この仮固定の状態では、中立位置調整プレート２５は、トーションバー２６の軸芯を中心としての回動が許容された状態となっている。

ここで図４に示すような態様で、電磁駆動弁に中立位置調整装置を取り付ける。中立位置調整装置は、中立位置調整プレート２５を一体回動可能に保持する保持具３０と、その保持具３０をトーションバー２６の軸芯を中心として回動する駆動装置３１とにより構成されている。こうした駆動装置３１には、トーションバー２６の弾性力に抗して中立位置調整プレート２５を回動できるだけの十分な回動力を出力可能とされており、本実施の形態ではそうした駆動装置３１をモータにより構成している。

保持具３０は、図５にその平面構造を示すように、矩形の枠形状に形成されており、駆動装置３１の回動軸３１Ａに一体回動可能に連結されている。この保持具３０の内周の幅は、中立位置調整プレート２５と同幅とされており、中立位置調整プレート２５の両側を挟んでこれを確実に保持できるようになっている。

続いて、フラップ１４の適正な中立位置（適正位置）の計測を行う。この計測は、次の手順で行なわれる。まずアッパ電磁石１５のコア１５Ａに当接した状態でのフラップ１４の位置Ｐｕを、すなわちフラップ１４の開方向（上方）における最大揺動位置を測定する。次に中立位置調整装置による中立位置調整プレート２５の回動を通じて、フラップ１４を閉方向（下方）における最大揺動位置まで揺動させ、そのときのフラップ１４の位置Ｐｌを測定する。ここで上述したように、フラップ１４の適正な中立位置は、その揺動範囲の中央位置であるため、ここで測定した両位置Ｐｕ，Ｐｌのちょうど中央の位置Ｐｍが上記適正位置となる（以上、図６参照）。

そして図７に示すように、この位置Ｐｍにて弁体１７の開方向へのフラップ１４の揺動を、すなわち下方へのフラップ１４の揺動を係止するようにストッパ３２を設置する。より詳しくは、フラップ１４が上記位置Ｐｍに位置するときにそのディスク部１４Ｂの下面に当接するようにストッパ３２を設置する。このストッパ３２は、シリンダヘッド１０上に載置された支柱３３に高精度に高さ調節可能に設けられており、フラップ１４の係止時に同フラップ１４を介して伝達されるトーションバー２６の弾性力に抗してその位置を保持できるように十分な強度で支柱３３に固定される。

また図８に示すように、このときには、中立位置調整装置による中立位置調整プレート２５の図中時計回り方向の回動を通じて、フラップ１４をそのディスク部１４Ｂがアッパ電磁石１５のコア１５Ａと当接する位置まで揺動させた状態でしばらく放置するようにしている。この状態では、トーションバー２６の撓みが緩和され、またロアスプリング２２はほぼ伸び切った状態となる。そのため、油圧式ラッシュアジャスタ１９は圧縮荷重から解放され、伸長するようになる。

こうして油圧式ラッシュアジャスタ１９を伸ばした後、図９に示すように、中立位置調整装置による中立位置調整プレート２５の図中反時計回り方向に回動させる。ここでの中立位置調整プレート２５の図中反時計回り方向への回動によっては、トーションバー２６の撓みが増大され、その弾性力が強められる。そのため、フラップ１４に作用する弾性力のバランスが保たれる揺動位置（中立位置）が、中立位置調整プレート２５の回動とともに弁体１７の開方向へと変化して、フラップ１４は弁体１７の開方向（下方）へと揺動されるようになる。このときの中立位置調整装置による中立位置調整プレート２５の図中反時計回り方向の回動、すなわちトーションバー２６の撓みの増大は、フラップ１４がストッパ３２に当接するまで、すなわちフラップ１４の中立位置が上記適正位置に変位するまで継続される。そして中立位置調整プレート２５を、そのときの位置にて保持しておくようにしている。

なお、ここでのトーションバー２６の撓みの増大によっては、油圧式ラッシュアジャスタ１９に印加される圧縮荷重も増大するため、時間の経過とともに油圧式ラッシュアジャスタ１９が徐々に縮まるようになる。ただし、このときの適正位置へのフラップ１４の変位は、フラップ１４の変位量を測定せずとも、ストッパ３２との当接にて容易に確認可能であり、速やか且つ正確に行うことができる。そのため、この間の油圧式ラッシュアジャスタ１９の縮みは、極小さいものに留められるようになる。

そして図１０に示すように、フラップ１４がストッパ３２と当接したときの位置にて、中立位置調整プレート２５をハウジング１１の側板１１Ｂに固定する。これにより、トーションバー２６の固定端となる端部２６Ｂが固定されるようになる。このときのフラップ１４に作用するトーションバー２６、ロアスプリング２２の弾性力は釣り合っており、この状態でトーションバー２６の固定端を固定することで、電磁駆動弁の中立位置調整が完了することになる。

なお、こうした本実施の形態と請求項１の構成要素との対応関係は、以下の通りとなっている。すなわち、本実施の形態では、フラップ１４が上記可動部材に、アッパ電磁石１５が第１電磁石に、ロア電磁石１６が第２電磁石に、トーションバー２６が第１弾性部材に、ロアスプリング２２にそれぞれ対応している。また本実施の形態にあっては、弁体１７の閉方向が請求項１における第１方向となり、弁体１７の開方向が請求項１における第２方向となっている。更に本実施の形態にあって、第１弾性部材の予撓み量とは、フラップ１４がある特定の揺動位置に位置するときのトーションバー２６の撓み量を、より具体的には、そのときのトーションバー２６の固定端（端部２６Ｂ）と可動端（端部２６Ａ）と捻れ角に相当する。

以上説明した本実施の形態の電磁駆動弁の中立位置調整方法によれば、次の効果を奏することができる。
（１）本実施の形態では、トーションバー２６の発生する弾性力とロアスプリング２２の発生する弾性力との釣り合いが保たれるフラップ１４の中立位置の適正位置への調整を、以下の手順１）〜４）を通じて行うようにしている。まず弁体１７の開方向へのフラップ１４の揺動を上記適正位置にて係止するようにストッパ３２を設置する。またトーションバー２６の撓みを低減して、印加荷重を緩和することで、油圧式ラッシュアジャスタ１９を伸長させる。その後、低減した撓みを増大してトーションバー２６の弾性力を強め、これにより、フラップ１４を弁体１７の開方向へと揺動させる。そしてフラップ１４がストッパ３２と当接したときの位置にてトーションバー２６の固定端（端部２６Ｂ）を固定する。こうした中立位置調整方法では、油圧式ラッシュアジャスタ１９の縮みを極小さいものに留めつつ、正確且つ速やかにフラップ１４の中立位置を適正位置に変位させることができる。また一旦、フラップ１４の中立位置を適正位置に変位した後は、フラップ１４及び中立位置調整プレート２５の位置を保持しておくことができ、容易且つ適切に中立位置調整プレート２５の固定を行なうことができる。したがって、ラッシュアジャスタを備える電磁駆動弁においても、容易且つ的確に中立位置の調整を行うことができるようになる。

（２）本実施の形態では、ストッパ３２の設置前に、開方向及び閉方向におけるフラップ１４の最大揺動位置をそれぞれ測定し、その測定結果から適正位置を求めるようにしている。そのため、ストッパ３２の設置をより適切に行ない、電磁駆動弁の中立位置調整をより的確に行うことができるようになる。

なお上記実施の形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施の形態では、モータを駆動源として中立位置調整プレート２５を回動させて、中立位置調整中にトーションバー２６の撓みを増減させていたが、モータ以外の駆動源を駆動装置３１として使用して中立位置調整を行うようにしても良い。

・上記実施の形態では、ストッパ３２の設置位置を決めるため、開方向及び閉方向におけるフラップ１４の最大揺動位置をそれぞれ測定し、その測定結果から適正位置を求めるようにしていた。もっとも、そうした測定を行なわずとも、ストッパ３２を十分正確な位置に設置可能であれば、適正位置の測定に係る工程を割愛するようにしても良い。

上記実施の形態では、フラップ１４の揺動範囲の中央の位置を適正な中立位置として中立位置調整を行うようにしていた。ただし、必要とされる電磁駆動弁の動作特性によっては、それ以外の位置に中立位置を設定することが求められることがある。そうした場合にも、ストッパ３２の設置位置を適宜に変更すれば、上記実施の形態と同様の態様で中立位置調整を行うことができる。

・上記実施の形態では、タペット調整用のラッシュアジャスタとして、油圧式のラッシュアジャスタを採用していたが、油圧式以外のラッシュアジャスタを採用する電磁駆動弁にも、本発明の中立位置調整方法を適用することができる。

・上記実施の形態では、その中立位置調整方法の適用対象となる電磁駆動弁は、フラップ１４を下方へと揺動させることで弁体１７を開き、フラップ１４を上方へと揺動させることで弁体１７を閉じるように構成されていた。もっとも、本発明は、弁体１７の開閉方向がこれとは逆となる構成の電磁駆動弁にも、その適用が可能である。すなわち、フラップ１４の下方への揺動により弁体１７を下方へと押圧することで弁体１７を閉じ、フラップ１４の上方への揺動によりフラップ１４による弁体１７への押圧を解除することで弁体１７を開くように構成された電磁駆動弁にも、本発明に係る中立位置調整方法を同様に適用することができる。なおこの場合には、弁体１７の開方向が請求項１での第１方向に、弁体１７の閉方向が請求項１での第２方向に、それぞれ相当することになる。

・上記実施の形態では、いわゆるフラップ式の電磁駆動弁を中立位置調整の対象としていた。もっとも、本発明の中立位置調整方法は、以下の各構成要素Ａ）〜Ｇ）を備える電磁駆動弁であれば、その適用が可能である。なおここでは、弁体の開方向及び閉方向のうちの一方を第１方向とし、他方を第２方向としている。

Ａ）開閉駆動される弁体。
Ｂ）第２方向への変位に応じて弁体を第２方向に押圧可能な可動部材。
Ｃ）可動部材を第１方向に吸引する電磁力を発生する第１電磁石。

Ｄ）可動部材を第２方向に吸引する電磁力を発生する第２電磁石。
Ｅ）可動部材を第２方向に向けて付勢する弾性力を発生する第１弾性部材。
Ｆ）弁体を第１方向に向けて付勢する弾性力を発生する第２弾性部材。

Ｇ）印加される荷重に応じて開閉方向における弁体の長さを伸縮させるラッシュアジャスタ。
こうした電磁駆動弁では、第１及び第２電磁石の電磁力と第１及び第２弾性部材の弾性力との協働により弁体が開閉駆動されるようになっている。こうした電磁駆動弁の良好な動作性を確保するには、可動部材に作用する両弾性部材の弾性力を適宜にバランスさせる必要があり、そのため可動部材の中立位置調整を行わなければならないことがある。なお、上記電磁駆動弁はラッシュアジャスタを備えており、調整中にラッシュアジャスタが荷重を受けて縮み、その結果、中立位置調整が困難となってしまうことがある。そうした場合にも、以下の各工程１）〜４）を通じて中立位置調整を行うことで、容易且つ的確にその調整を行うことができるようになる。

１）中立位置の調整目標となる位置（適正位置）にて、可動部材の上記第２方向への変位を係止するようにストッパを設置する工程。
２）第１弾性部材の撓みを低減することで、ラッシュアジャスタの印加荷重を緩和して、同ラッシュアジャスタを伸長させる工程。

３）上記工程２）にて低減した撓みを増大して第１弾性部材の弾性力を強め、これにより、可動部材を第２方向へと変位させる工程。
４）可動部材が上記適正位置に変位したときの状態で、第１弾性部材の予撓み量を固定する工程。

・上記実施の形態では、内燃機関の吸排気バルブとして使用される電磁駆動弁を中立位置調整の対象としていたが、本発明に係る中立位置調整方法は、それ以外の用途に使用される電磁駆動弁にも同様に適用することができる。

本発明の第１実施形態についてその適用対象となる電磁駆動弁の側部断面構造を示す断面図。 同電磁駆動弁の側面構造を示す側面図。 図２のＡ−Ａ線に沿った断面構造を、すなわちフラップの軸部及びその周辺部の断面構造を示す断面図。 中立位置調整にあたり中立位置調整装置の取り付けられた状態の上記電磁駆動弁の正面構造を示す正面図。 上記中立位置調整装置の保持具の平面構造を示す平面図。 最大揺動位置測定中の電磁駆動弁の側部断面構造を示す断面図。 ストッパの設置工程での電磁駆動弁の側部断面構造を示す断面図。 ラッシュアジャスタを伸長させる工程での電磁駆動弁の側部断面構造を示す断面図。 適正位置へとフラップの中立位置を変位される工程での電磁駆動弁の側部断面構造を示す断面図。 トーションバーの固定端を固定する工程での電磁駆動弁の側部断面構造を示す断面図。 従来のラッシュアジャスタ付き電磁駆動弁の側部断面構造を示す断面図。 従来の中立位置調整方法について（ａ）調整作業の初期段階及び（ｂ）一定時間が経過した段階の側部断面構造をそれぞれ示す断面図。

符号の説明

１０…シリンダヘッド、１１…ハウジング、１４…フラップ（可動部材）、１５…アッパ電磁石（第１電磁石）、１６…ロア電磁石（第２電磁石）、１７…弁体、１９…油圧式ラッシュアジャスタ、２２…ロアスプリング（第２弾性部材）、２５…中立位置調整プレート、２６…トーションバー（第１弾性部材）、２６Ａ…トーションバーの端部（可動端）、２６Ｂ…トーションバーの端部（固定端）、３２…ストッパ。

Claims (5)

1. 開閉駆動される弁体を有するとともに、前記弁体の開方向及び閉方向の内の一方を第１方向とし、他方を第２方向としたときに、前記第１方向及び前記第２方向に変位可能に配設されて、前記第２方向への変位に応じて前記弁体を同第２方向に押圧可能な可動部材と、その可動部材を前記第１方向に吸引する電磁力を発生する第１電磁石と、同可動部材を前記第２方向に吸引する電磁力を発生する第２電磁石と、前記可動部材を前記第２方向に向けて付勢する弾性力を発生する第１弾性部材と、前記弁体を前記第１方向に向けて付勢する弾性力を発生する第２弾性部材と、印加される荷重に応じて開閉方向における前記弁体の長さを伸縮させるラッシュアジャスタと、を備える電磁駆動弁において、前記第１弾性部材の発生する弾性力と前記第２弾性部材の発生する弾性力との釣り合いが保たれる前記可動部材の中立位置を適正位置に調整する方法であって、
   前記可動部材の前記第２方向への変位を前記適正位置にて係止するようにストッパを設置する工程と、
   前記第１弾性部材の撓みを低減して前記ラッシュアジャスタを伸長させる工程と、
   その低減された前記第１弾性部材の撓みを前記可動部材が前記ストッパと当接するまで増大させる工程と、
   前記可動部材が前記ストッパに当接したときの量にて前記第１弾性部材の予撓み量を固定する工程と、
   を備えることを特徴とする電磁駆動弁の中立位置調整方法。
2. 前記ストッパの設置前に、前記第１方向及び前記第２方向の前記可動部材の最大変位位置をそれぞれ測定し、その測定結果から前記適正位置を求めるようにした請求項１に記載の電磁駆動弁の中立位置調整方法。
3. 開閉駆動される弁体と、揺動可能に軸支されて前記弁体の開方向への揺動に応じて前記弁体を開方向に押圧可能なフラップと、前記弁体の閉方向へと前記フラップを吸引する電磁力を発生するアッパ電磁石と、前記弁体の開方向へと前記フラップを吸引する電磁力を発生するロア電磁石と、一端が固定された固定端とされ、他端が前記フラップの揺動軸と一体に回動する可動端とされたトーションバーと、前記弁体をその閉方向へと付勢するロアスプリングと、印加される荷重に応じて開閉方向における前記弁体の長さを伸縮させるラッシュアジャスタと、を備える電磁駆動弁において、前記トーションバーの発生する弾性力と前記ロアスプリングの発生する弾性力との釣り合いが保たれる前記フラップの中立位置を適正位置に調整する方法であって、
   前記弁体の開方向への前記フラップの揺動を前記適正位置にて係止するようにストッパを設置する工程と、
   前記トーションバーの撓みを低減して前記ラッシュアジャスタを伸長させる工程と、
   その撓みの低減された状態から前記フラップが前記ストッパと当接するまで前記トーションバーの固定端を回動する工程と、
   前記フラップが前記ストッパと当接したときの位置にて前記トーションバーの固定端を固定する工程と、
   を備えることを特徴とする電磁駆動弁の中立位置調整方法。
4. 前記ストッパの設置前に、前記開方向及び前記閉方向における前記フラップの最大揺動位置をそれぞれ測定し、その測定結果から前記適正位置を求めるようにした請求項３に記載の電磁駆動弁の中立位置調整方法。
5. 前記電磁駆動弁は、内燃機関の機関バルブとして用いられる請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電磁駆動弁の中立位置調整方法。

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