JP2016025761A

JP2016025761A - 電磁アクチュエータ

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Publication number: JP2016025761A
Application number: JP2014148566A
Authority: JP
Inventors: 天野　均; Hitoshi Amano; 均天野
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-07-22
Filing date: 2014-07-22
Publication date: 2016-02-08
Anticipated expiration: 2034-07-22
Also published as: CN105299300B; DE102015111871A1; CN105299300A; JP6197758B2

Abstract

【課題】内燃機関のバルブリフト調整装置に適用され２つの規制ピンを作動させる電磁アクチュエータにおいて、永久磁石の磁力のばらつきに起因する応答性のばらつきを低減する。
【解決手段】電磁アクチュエータ４０は、永久磁石５２１、５２２の磁力のばらつきに応じて、調整ねじ５７１、５７２を用いて抵抗スプリング５８１、５８２による抵抗荷重を調整することで、プランジャ６５１、６５２を保持するオフ保持力がほぼ一定となるようにする。これにより、同一製品中の第１プランジャ６５１及び第２プランジャ６５２に作用するオフ保持力を均等にしたり、永久磁石５２１、５２２の製造ロットによる電磁アクチュエータ４０の磁石吸引力のばらつきを補償したりすることができる。よって、電磁アクチュエータ４０の応答性のばらつきを低減することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関のバルブリフト調整装置に適用され、規制ピンを前進させて係合溝に係合させることでスライダの位置を切り替える電磁アクチュエータに関する。

従来、内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブのリフト量を調整するバルブリフト調整装置において、カムシャフトと共に回転しつつカムシャフトに対し軸方向に相対移動可能に設けられたスライダの位置を切り替えるものが知られている。また、スライダの位置を切り替える手段として、スライダの移動方向に応じて２つの規制ピンのいずれか一方を択一的に作動させ、スライダに形成された係合溝に規制ピンの先端部を嵌合させる電磁アクチュエータが知られている。

例えば特許文献１に記載の電磁アクチュエータは、プランジャを後退方向に吸引する２つの永久磁石を、磁極の向きが互いに反対となるように静止部に固定している。そして、コイルの通電方向を切り替えることで２つの永久磁石の一方に対して逆方向の磁束を発生させて吸引力を低下させ、永久磁石の吸引力が低下した側の規制ピンを前進スプリングの付勢力によって前進方向に作動させる。

特開２０１３−２５８８８８号公報

特許文献１の電磁アクチュエータにおいて、コイルへの通電開始から規制ピンが始動開始するまでの時間である「デッドタイム」、及び、コイルへの通電開始から規制ピンがフルストロークに到達するまでの時間から所定の見込み制御時間を差し引いた時間に相当する「応答性」は、永久磁石の磁力や前進スプリングの付勢力によって決まる。
ところで現実の製品では、永久磁石の個体間に磁力のばらつきが存在するため、同一製品中の２つの規制ピンの間や個々の製品間で、プランジャに作用する磁石吸引力がばらつき、延いては、電磁アクチュエータの応答性のばらつきが発生する。
そこで、本出願人による先の出願（特願２０１３−２４５８４９）に係る電磁アクチュエータは、永久磁石の磁力に応じて永久磁石と隣接する部材との間に磁気クリアランスを形成することで、この課題の解決を図っている。

しかしながら、先の出願に係る電磁アクチュエータは、永久磁石の直近に磁気クリアランスを形成するため、永久磁石に金属系の異物が引き寄せられ性能変化を起こすおそれがある。
本発明は、上述の問題に鑑みて創作されたものであり、その目的は、内燃機関のバルブリフト調整装置に適用され２つの規制ピンを作動させる電磁アクチュエータにおいて、永久磁石の直近に磁気クリアランスを形成することなく、永久磁石の磁力のばらつきに起因する応答性のばらつきを低減する電磁アクチュエータを提供することにある。

本発明は、内燃機関のバルブリフト調整装置に適用され、２つの規制ピンのいずれか一方について、コイルへの通電により永久磁石の吸引力を低下させることにより、前進スプリングの付勢力によって前進方向に作動させる電磁アクチュエータにおいて、抵抗部材、抵抗付勢手段及び荷重調整手段を備えることを特徴とする。
抵抗部材は、対応するプランジャが永久磁石から所定距離以内に吸引されたとき、プランジャの後退に逆らうようにプランジャに当接する。
抵抗付勢手段は、抵抗部材に対し、磁石吸引力に逆らう方向の抵抗荷重を作用させる。
荷重調整手段は、抵抗付勢手段による抵抗荷重を調整可能である。

ここで、「永久磁石がプランジャを吸引する磁気吸引力」から「永久磁石からプランジャを引き離す離間力」を差し引いた力を「永久磁石がプランジャを保持するオフ保持力」と定義する。本発明では、離間力として、規制ピンを前進方向に作動させるスプリング力に加え、抵抗付勢手段による抵抗荷重を作用させる。つまり、プランジャが永久磁石から所定距離以内に吸引されたとき、抵抗付勢手段によって付勢された抵抗部材がプランジャに当接することでプランジャに抵抗荷重を作用させ、その分、オフ保持力を低下させる。

本発明では、例えば電磁アクチュエータの製造段階で、永久磁石の磁力のばらつきに応じて、荷重調整手段を用いて抵抗荷重を調整することで、プランジャを保持するオフ保持力がほぼ一定となるように、製品毎に調整する。これにより、同一製品中の２つのプランジャに作用するオフ保持力を均等にしたり、永久磁石の製造ロットによる電磁アクチュエータの磁石吸引力のばらつきを補償したりすることができる。よって、電磁アクチュエータの応答性のばらつきを低減することができる。
また、本出願人による先の出願に係る電磁アクチュエータと比べ、永久磁石の直近に磁気クリアランスを形成しないため、永久磁石に金属系の異物が引き寄せられることにより性能変化を起こすおそれがない。

本発明の一実施形態による電磁アクチュエータの非通電時の断面図である。図１のＩＩ方向矢視図（平面図）である。本発明の一実施形態による電磁アクチュエータの第１コイル通電時の断面図である。図３の要部拡大図である。非通電時にプランジャに作用する力を示す模式図である。第１コイル通電時にプランジャに作用する力を示す模式図である。プランジャ及び規制ピンのストロークと力との関係を示す特性図である。抵抗荷重によるオフ保持力の調整を説明する特性図である。

以下、本発明の実施形態による電磁アクチュエータを図面に基づいて説明する。
この電磁アクチュエータは、特許文献１（特開２０１３−２５８８８８号公報）に開示されたとおり、カムシャフトと共に回転するスライダに一体に設けられたカムによって、内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブのリフト量を調整するバルブリフト調整装置に適用される。

バルブリフト調整装置のスライダは、カムシャフトと共に回転しつつカムシャフトに対し軸方向に相対移動可能に設けられており、回転角度に応じて軸方向位置が徐変する係合溝が外周に形成されている。電磁アクチュエータは、制御手段からの指令に基づいて、２つの規制ピンのうちいずれか一方の「作動側規制ピン」を前進させ、作動側規制ピンの先端部をスライダの係合溝に係合させることで、スライダを回転に伴って軸方向に移動させる。また、作動側規制ピンの先端部を係合溝から離間させるときには、カムシャフトのトルクによって作動側規制ピンが押し戻される。
バルブリフト調整装置の詳細な構成や作動に関しては特許文献１のとおりであるので、ここでは説明を省略する。

（一実施形態）
本発明の一実施形態による電磁アクチュエータの構成について、図１〜図４を参照して説明する。電磁アクチュエータ４０は、２つの規制ピン６０１、６０２を並設しており、そのうちいずれか一方を「作動側規制ピン」として択一的に作動させる。図１は、いずれの規制ピン６０１、６０２も作動させない状態、図３、図４は、第１規制ピン６０１を作動させた状態を示す断面図である。なお、第２規制ピン６０２を作動させた状態の断面図は、図３、図４を左右反転したものに相当するので省略する。
図２に示すように、電磁アクチュエータ４０は、本体の外側に張り出した取付部４７５を除き、図の左右方向に対称に形成されている。

電磁アクチュエータ４０は、２つの規制ピン６０１、６０２に対応してコイル４５１、４５２、フタ５０１、５０２、永久磁石５２１、５２２、アダプタ５５１、５５２、プランジャ６５１、６５２、及び前進スプリング７６１、７６２等を各２つ備えている。
ここで、３桁符号の末尾が「１」の部材同士が対応し、３桁符号の末尾が「２」の部材同士が対応する。以下、適宜、３桁符号末尾が「１」の部材の名称の前に「第１」を付け、３桁符号末尾が「２」の部材の名称の前に「第２」を付けて区別する。

規制ピン６０１、６０２及びプランジャ６５１、６５２は「可動部」に相当する。第１規制ピン６０１及び第１プランジャ６５１はピン軸Ｐ１上に一体に結合され、図１に示す最後退位置から図３に示す最前進位置まで往復移動する。また、第２規制ピン６０２及び第２プランジャ６５２はピン軸Ｐ２上に一体に結合され、同様に往復移動する。

ここで、規制ピン６０１、６０２及びプランジャ６５１、６５２の最後退位置からの前進距離をストロークといい、最後退位置を「ゼロストローク」、最前進位置を「フルストローク」という。以下の説明で、「前進方向」または「前方」は、図１、３、４の下方向に対応し、「後退方向」または「後方」は、図１、３、４の上方向に対応する。また、規制ピン６０１、６０２が前進後退する方向を、電磁アクチュエータ４０の「軸方向」といい、電磁アクチュエータ４０の軸方向に直交する方向を「径方向」という。

一方、コイル４５１、４５２、フタ５０１、５０２、永久磁石５２１、５２２、アダプタ５５１、５５２の他、後ヨーク４１１、４１２、コイルコア４２１、４２２、前ヨーク４３１、４３２、スリーブ７０、取付板７８等は、「静止部」を構成する。
以下、静止部の構成について順に説明した後、可動部の構成について説明する。

静止部の後部の外郭は、磁気回路を構成する後ヨーク４１１、４１２、コイルコア４２１、４２２、前ヨーク４３１、４３２等の軟磁性体部材、コイル４５１、４５２、及び、ボビン４６１、４６２等が樹脂モールド部４７にモールドされ、取付板７８の後方に一体に設けられている。樹脂モールド部４７には、後方に開口する２つの磁石収容穴４８１、４８２が形成されており、また、後方に突出するコネクタ４９が設けられている。

後ヨーク４１１、４１２及び前ヨーク４３１、４３２は、ピン軸Ｐ１、Ｐ２に直交し、互いに平行な板状である。コイルコア４２１、４２２は、コイル軸Ｃ１、Ｃ２を軸とする円柱状であり、後ヨーク４１１、４１２と前ヨーク４３１、４３２とを連結する。前ヨーク４３１、４３２に接続するピン軸Ｐ１、Ｐ２の周囲部分には、筒状のプランジャガイド部４４１、４４２が形成されている。両プランジャガイド部４４１、４４２は、ピン軸Ｐ１、Ｐ２の間で接続している。

コイル４５１、４５２は、コイルコア４２１、４２２に外挿されたボビン４６１、４６２の外周に巻線が巻回されることで構成される。ボビン４６１、４６２は、樹脂で形成され、コイルコア４２１、４２２とコイル４５１、４５２の巻線とを絶縁する。外部の電源からコネクタ４９を経由して、作動側規制ピンに対応するいずれか一方のコイルに通電されることにより、コイル４５１、４５２は磁界を生成する。この磁界による磁束が通過する経路、及び、磁束の向きについては後述する。

樹脂モールド部４７の磁石収容穴４８１、４８２は、磁石軸Ｍ１、Ｍ２を軸とする円筒状に形成されている。磁石収容穴４８１、４８２には、奥側から順に、アダプタ５５１、５５２、永久磁石５２１、５２２、及びフタ５０１、５０２が収容されている。

図２、図４に示すように、磁石収容穴４８１、４８２の内壁には、後ヨーク４１１、４１２に形成された雌ねじ部４１３、４１４が露出している。フタ５０１、５０２は、側壁に形成された雄ねじ部５１が雌ねじ部４１３、４１４に螺合することで後ヨーク４１１、４１２に保持され、永久磁石５２１、５２２を覆う。

永久磁石５２１、５２２は、径方向の断面形状が円形の板状である。本実施形態では、永久磁石５２１、５２２の直径は、対応するプランジャ６５１、６５２の直径よりも大きく設定されている。すなわち、永久磁石５２１、５２２は、対応するプランジャ６５１、６５２に対し、互いに対向する端面の面積が大きく形成されている。

図４に示すように、第１永久磁石５２１及び第２永久磁石５２２は、磁極の向きが互いに反対となるように着磁されている。例えば本実施形態では、第１永久磁石５２１は、フタ５０１側がＮ極であり、プランジャ６５１側がＳ極である。第２永久磁石５２２は、フタ５０２側がＳ極であり、プランジャ６５２側がＮ極である。これにより、後で参照する図５に示すような磁気回路が形成される。

アダプタ５５１、５５２は、鉄等の軟磁性体で形成され、永久磁石５２１、５２２のプランジャ６５１、６５２側の端部に設けられている。アダプタ５５１、５５２は、永久磁石５２１、５２２によって磁化され、永久磁石５２１、５２２の磁束を集めてプランジャ６５１、６５２に伝達する「集磁部材」として機能する。

アダプタ５５１、５５２は、永久磁石５２１、５２２と同等の径方向断面積を有する板状の本体部５５０、及び、本体部５５０からプランジャ６５１、６５２側に凸テーパ状に突出する嵌合部５６を有している。なお、「テーパ状」には、「円錐台状」を含む。
嵌合部５６の軸Ｑ１、Ｑ２は、磁石軸Ｍ１、Ｍ２に対してオフセットしており、ばらつきの中心でピン軸Ｐ１、Ｐ２と一致するように配置されている。

さらに、フタ５０１、５０２、永久磁石５２１、５２２及びアダプタ５５１、５５２と並んで、調整ねじ５７１、５７２、抵抗スプリング５８１、５８２及び抵抗ピン５９１、５９２が軸Ｑ１、Ｑ２と平行に設けられている。
抵抗ピン５９１、５９２は、鍔状の頭部を有するピン形状である。抵抗ピン５９１、５９２は、先端がプランジャ６５１、６５２の永久磁石５２１、５２２側の端面に対向し、頭部が穴底に当たる突き出し位置まで摺動可能に設けられている。

抵抗スプリング５８１、５８２は、例えばコイルスプリングであり、一端が抵抗ピン５９１、５９２の頭部に当接し、抵抗ピン５９１、５９２をプランジャ６５１、６５２側に付勢する。このときのスプリング荷重を、プランジャの後退に逆らうという意味で「抵抗荷重Ｆｒ」という。
図４に示すように、第１プランジャ６５１が第１アダプタ５５１から離れて前進したとき、対応する抵抗ピン５９１は、抵抗スプリング５８１に付勢され突き出し位置にある。一方、第２プランジャ６５２が第２アダプタ５５２に吸引されたとき、対応する抵抗ピン５９２は、先端が第２プランジャ６５２の端面に当接し、抵抗スプリング５８２を圧縮しながら押し戻される。抵抗ピン５９２が押し戻されたときの位置から突き出し位置までの距離を「抵抗ストロークＬｒ」という。

調整ねじ５７１、５７２は、樹脂モールド部４７、又は後ヨーク４１１、４１２等の静止部に螺合されており、下端面が抵抗スプリング５８１、５８２の抵抗ピン５９１、５９２側と反対側の端部に当接している。調整ねじ５７１、５７２のねじ込み量を調整することで、抵抗スプリング５８１、５８２の抵抗荷重Ｆｒを調整可能である。
本実施形態における調整ねじ５７１、５７２、抵抗スプリング５８１、５８２、及び、抵抗ピン５９１、５９２は、それぞれ、特許請求の範囲に記載の「荷重調整手段」、「抵抗付勢手段」及び「抵抗部材」に相当する。また、抵抗ストロークＬｒは、特許請求の範囲に記載の「永久磁石から所定距離」の位置に相当する。

静止部の前部の外郭を構成するスリーブ７０は、取付板７８の中央部前方に筒状に設けられている。スリーブ７０には、規制ピン６０１、６０２及び前進スプリング７６１、７６２を収容する収容穴７２が形成されている。収容穴７２の穴底７４には、規制ピン６０１、６０２が摺動する摺動穴７５１、７５２が形成されている。また、プランジャガイド部４４１、４４２の内側に、ブッシュ７３１、７３２が固定されている。

次に、可動部である規制ピン６０１、６０２及びプランジャ６５１、６５２について、第１規制ピン６０１及び第１プランジャ６５１を例として説明する。
規制ピン６０１は、軸本体６１１、プランジャ６５１に連結される連結部６２１、及び前進スプリング７６１の座面を構成する鍔部６３１がピン軸Ｐ１上に同軸に形成されている。鍔部６３１は、軸本体６１１に別体のカラーを圧入して形成してもよく、或いは、軸本体６１１と一体で製作してもよい。

軸本体６１１は、先端部６４１を除く大部分がスリーブ７０に収容される。軸本体６１１は、スリーブ７０の後方においてブッシュ７３１の穴に案内され、スリーブ７０の前方において摺動穴７５１に案内されて摺動する。先端部６４１はスリーブ７０から突出し、前進時、バルブリフト調整装置のスライドの係合溝に係合する。

プランジャ６５１は、鉄等の軟磁性体で筒状に形成され、規制ピン６０１の連結部６２１に連結される。プランジャ６５１は、プランジャガイド部４４１に案内され、規制ピン６０１と一体に前進後退する。プランジャ６５１のアダプタ５５１側の端面には、嵌合部５６を受容する凹テーパ状の受容部６６が形成されている。
プランジャ６５１は、永久磁石５２１の磁石吸引力によってアダプタ５５１側、すなわち後退方向に付勢される。プランジャ６５１がアダプタ５５１に吸着されたとき、アダプタ５５１の嵌合部５６は、プランジャ６５１の受容部６６に嵌合する。
以上の構成は、第２規制ピン６０２及び第２プランジャ６５２についても同様である。

前進スプリング７６１、７６２は、規制ピン６０１、６０２の軸本体６１１、６１２に外挿され、両端がブッシュ７３１、７３２と鍔部６３１、６３２との間に支持される。前進スプリング７６１、７６２が鍔部６３１、６３２をブッシュ７３１、７３２から遠ざけるように付勢することで、規制ピン６０１、６０２は前進方向に付勢される。

このように、一体に連結された第１プランジャ６５１と第１規制ピン６０１、及び、第２プランジャ６５２と第２規制ピン６０２には、永久磁石５２１、５２２の磁石吸引力、及び、前進スプリング７６１、７６２のスプリング力が互いに反対方向に作用する。そして、プランジャ６５１、６５２は、磁石吸引力及びスプリング力の変動に伴い、それらのうち大きい方の力が付勢する方向へ移動する。

続いて、以上の構成による電磁アクチュエータ４０の作用について、図５〜図８を参照して説明する。図５は非通電時、図６は第１コイル通電時に第１プランジャ６５１及び第２プランジャ６５２に流れる磁束を示している。
図７は、プランジャ及び規制ピンのストロークを横軸とし、プランジャ及び規制ピンに作用する力を縦軸とする特性図である。ここでは、第１規制ピン６０１を作動させる場合を例として説明中の符号を記載する。図７にて、非通電時の磁石吸引力Ｆｍの特性線を実線で示し、コイル通電時に発生する逆方向の磁力Ｆｃによって低下した磁石吸引力Ｆｍ−の特性線を一点鎖線で示す。

また、前進スプリング７６１のスプリング力Ｆｓｐを破線で示す。スプリング力Ｆｓｐは、ゼロストロークＬ０でのスプリング力Ｆｓｐ０から、ストロークが増加するにつれて直線的に減少する。フルストロークＬｆでのスプリング力Ｆｓｐは、プランジャ６５１及び規制ピン６０１を最前進位置で保持する「オン保持力Ｆｈ_ON」に相当する。
さらに、抵抗ストロークＬｒ以下では、抵抗スプリング５８１に付勢された抵抗ピン５９１がプランジャ６５１の端面に当接し、磁石吸引力Ｆｍに逆らう方向の抵抗荷重Ｆｒを作用させる。そのため本実施形態では、スプリング力Ｆｓｐ０と抵抗荷重Ｆｒ０との和が「永久磁石からプランジャを引き離す離間力」となる。図７では、ゼロストロークＬ０での抵抗荷重Ｆｒを「Ｆｒ０」と記す。

（非通電時）
図５に示すように、非通電時、永久磁石５２１、５２２による磁束Φ０は、第２永久磁石５２２のＮ極から第２アダプタ５５２、第２プランジャ６５２、プランジャガイド部４４２、４４１、第１プランジャ６５１、第１アダプタ５５１を経由して第１永久磁石５２１のＳ極に達し、さらに、第１永久磁石５２１のＮ極から第１フタ５０１、第１後ヨーク４１１、第１コイルコア４２１、第１前ヨーク４３１、第２前ヨーク４３２、第２コイルコア４２２、第２後ヨーク４１２、第２フタ５０２を経由して第２永久磁石５２２のＳ極に達するという磁気回路が形成されている。

図７におけるゼロストロークＬ０において、磁束Φ０による磁石吸引力Ｆｍ０は、離間力、すなわちスプリング力Ｆｓｐ０と抵抗荷重Ｆｒ０との和を上回り、その差分が、プランジャ６５１、６５２及び規制ピン６０１、６０２を最後退位置で保持する「オフ保持力Ｆｈ_OFF」となる。このオフ保持力Ｆｈ_OFFによって、第１プランジャ６５１は第１永久磁石５２１に吸着保持され、第２プランジャ６５２は第２永久磁石５２２に吸着保持される。
これにより、第１規制ピン６０１及び第２規制ピン６０２の先端部６４１、６４２は、いずれも、最後退位置に維持され、バルブリフト調整装置においてスライダの係合溝から離間する。

（第１コイル通電時）
図６に示すように、第１コイル４５１に、コイル軸Ｃ１に対し図の左側で紙面奥から手前に向かい、図の右側で紙面手前から奥に向かう電流を流すと、第１コイルコア４２１を図の下から上に向かうコイル磁束Φ１（長破線）が発生する。コイル磁束Φ１は、第１永久磁石５２１による磁束Φ０を打ち消す方向に発生するため、第１プランジャ６５１に作用する磁石吸引力は、図７に示すＦｍ−にまで減少する。言い換えれば、第１永久磁石５２１はコイル磁束Φ１によって減磁される。なお、この例での第１コイル４５１への通電は、特許文献１における「逆方向通電」に相当する。

その結果、ゼロストロークＬ０での磁石吸引力Ｆｍ−がスプリング力Ｆｓｐ０と抵抗荷重Ｆｒ０との和よりも小さくなり、オフ保持力Ｆｈ_OFFが失われる。その結果、第１規制ピン６０１は、第１前進スプリング７６１のスプリング力Ｆｓｐと抵抗荷重Ｆｒとの和から磁石吸引力Ｆｍ−を差し引いた力によって前進する。そして、抵抗ストロークＬｒを超え、さらに磁石吸引力Ｆｍとスプリング力Ｆｓｐとが等しくなる閾値ストロークＬｔを超えた後、通電を停止しても、第１規制ピン６０１はスプリング力ＦｓｐによってフルストロークＬｆまで前進する。フルストロークＬｆに到達すると、第１規制ピン６０１は、オン保持力Ｆｈ_ONにより保持される。
こうして、第１コイル通電時には第１規制ピン６０１が「作動側規制ピン」として作動し、第１規制ピン６０１の先端部６４１がスライダの係合溝に係合する。

一方、第１規制ピン６０１の先端部６４１は、スライダの係合溝から離間するとき、係合溝の底によって押し戻される。この押し戻し量が最小のときのストロークを最大引込みストロークＬｕという。電磁アクチュエータ４０は、少なくとも、最大引込みストロークＬｕからゼロストロークＬ０まで第１プランジャ６５１を引込むための磁石吸引力Ｆｍを有していなければならない。

そのためには、最大引込みストロークＬｕが閾値ストロークＬｔより小さく、最大引込みストロークＬｕにおいて磁石吸引力Ｆｍがスプリング力Ｆｓｐを上回っている必要がある。言い換えれば、最大引込みストロークＬｕにおける、磁石吸引力Ｆｍからスプリング力Ｆｓｐを差し引いた「引込み余裕力Ｆｕ」が０より大きくなるように、磁石吸引力Ｆｍ及びスプリング力Ｆｓｐが設定されている必要がある。

本実施形態では、アダプタ５５１及びプランジャ６５１にテーパ状の嵌合部５６及び受容部６６が形成されているため、所定のストローク区間で嵌合部５６の一部と受容部６６とが軸方向に重複し、ストローク変化に伴う磁石吸引力Ｆｍの変化が抑制される。すなわち、図７に示すＸ部においてストローク−磁石吸引力特性線の平坦部が生成される。
これにより、テーパ状の嵌合部及び受容部を設けない場合の特性線Ｆｍｎ（二点鎖線）に対し、閾値ストロークＬｔが大きくなる方向にシフトする。また、最大引込みストロークＬｕにて引込み余裕力Ｆｕを確保することができる。

以上が第１コイル通電時の作用である。第１コイル通電時、第２コイル４５２には電流は流れず、第２コイル４５２はいずれの方向の磁束も発生しない。すなわち、特許文献１における「同方向通電」は、本実施形態には存在しない。
一方、第２規制ピン６０２を「作動側規制ピン」として前進させる場合、上述の説明とは逆に、第２永久磁石５２２による磁束Φ０を打ち消す方向、すなわち第２コイルコア４２２を図の上から下に向かう方向のコイル磁束を発生させるように第２コイル４５２に電流を流す。

このように、電磁アクチュエータ４０は、非通電時にはいずれの規制ピン６０１、６０２も作動せず、第１コイル通電時には第１規制ピン６０１のみが作動し、第２コイル通電時には第２規制ピン６０２のみが作動する。こうして、電磁アクチュエータ４０は、通電するコイル４５１、４５２を切り替えることによって、２つの規制ピン６０１、６０２のいずれか一方を択一的に作動させる。

ところで現実の製品では、永久磁石の個体間に磁力のばらつきが存在する。そのため、同一製品中の第１永久磁石５２１と第２永久磁石５２２との磁力が不均衡となったり、部品として調達する永久磁石の製造ロットによって、電磁アクチュエータの製造時期による永久磁石の磁力のばらつきが生じたりする可能性がある。
永久磁石の磁力がばらつくと、コイルへの通電開始から、磁石吸引力Ｆｍがスプリング力Ｆｓｐ以下に下がり規制ピン６０１、６０２が作動するまでの時間等に影響を及ぼす。その結果、電磁アクチュエータ４０の応答性がばらつくこととなる。

そこで本実施形態では、永久磁石５２１、５２２の磁力のばらつきに応じて、調整ねじ５７１、５７２を用いて抵抗スプリング５８１、５８２による抵抗荷重Ｆｒを調整することで、プランジャ６５１、６５２を保持するオフ保持力Ｆｈ_OFFがほぼ一定となるようにする。具体的には、例えば電磁アクチュエータ４０の製造段階で製品毎に調整する。この調整について、図８を参照して説明する。

図８に示すとおり、２つの永久磁石の磁石吸引力がＦｍ１とＦｍ２（Ｆｍ１＜Ｆｍ２）であり、ゼロストロークＬ０における磁石吸引力の差がΔＦｍ０であるとする。そこで、電磁アクチュエータ４０の製造段階で、磁石吸引力が相対的に大きいＦｍ２の永久磁石に対応する調整ねじは、抵抗荷重Ｆｒ２（ゼロストロークＬ０での荷重Ｆｒ０＿２）を相対的に大きくするように調整し、磁石吸引力が相対的に小さいＦｍ１の永久磁石に対応する調整ねじは、抵抗荷重Ｆｒ１（ゼロストロークＬ０での荷重Ｆｒ０＿１）を相対的に小さくするように調整する。

その結果、磁石吸引力Ｆｍ２の永久磁石によるオフ保持力Ｆｈ_OFF＿２と、磁石吸引力Ｆｍ１の永久磁石によるオフ保持力Ｆｈ_OFF＿１とは、ほぼ同等となる。そのため、コイル通電時に、永久磁石によるオフ保持力Ｆｈ_OFFを失わせ、規制ピンを作動させるために必要となる磁力Ｆｃをほぼ同等にすることができる。

（効果）
本実施形態の電磁アクチュエータ４０の効果について説明する。
（１）本実施形態は、永久磁石５２１、５２２の磁力のばらつきに応じて、調整ねじ５７１、５７２を用いて抵抗スプリング５８１、５８２による抵抗荷重Ｆｒを調整することで、プランジャ６５１、６５２を保持するオフ保持力Ｆｈ_OFFがほぼ一定となるようにする。これにより、同一製品中の２つのプランジャ６５１に作用するオフ保持力Ｆｈ_OFFを均等にしたり、永久磁石の製造ロットによる磁石吸引力のばらつきを補償したりすることができる。よって、電磁アクチュエータの応答性のばらつきを低減することができる。
また、本出願人による先の出願に係る電磁アクチュエータと比べ、永久磁石の直近に磁気クリアランスを形成しないため、永久磁石に金属系の異物が引き寄せられることにより性能変化を起こすおそれがない。

（２）本実施形態では、永久磁石５２１、５２２は、対応するプランジャ６５１、６５２に対し、互いに対向する端面の面積が大きく形成されており、永久磁石５２１、５２２のプランジャ６５１、６５２側の端部に、軟磁性体で形成された、「集磁部材」としてのアダプタ５５１、５５２が設けられている。
これにより、相対的に断面積の大きい永久磁石５２１、５２２から相対的に断面積の小さいプランジャ６５１、６５２に、より多くの磁束を効率的に集め、プランジャ６５１、６５２に作用する磁石吸引力を増加することができる。

（３）本実施形態では、アダプタ５５１、５５２及びプランジャ６５１、６５２にテーパ状の嵌合部５６及び受容部６６が形成されていることにより、ストローク−磁石吸引力特性線において平坦部を設け、閾値ストロークＬｔを大きくする方向へシフトさせることができる（図７のＸ部参照）。したがって、最大引込みストロークＬｕでの引込み余裕力Ｆｕを確保しつつ前進スプリング７６１、７６２の付勢力を大きくすることができるため、規制ピン６０１、６０２の応答性向上、及び、オン保持力Ｆｈ_ONのアップに有利となる。

（その他の実施形態）
（ア）本発明の抵抗部材は、上記実施形態のようなピン形状に限らず、プランジャの後退に逆らうように当接可能な、どのような形状でもよい。
本発明の抵抗付勢手段は、上記実施形態のようなコイルスプリングに限らず、板ばねやゴム等の弾性体を用いてもよい。また、抵抗部材と抵抗付勢手段とを一体に形成してもよい。
本発明の荷重調整手段は、上記実施形態のような調整ねじに限らず、シム等のスペーサ等を用いて荷重を調整するものでもよい。

（イ）上記実施形態では、２つの永久磁石５２１、５２２は、磁極の向きが互いに反対向きに設けられているが、他の実施形態では、２つの永久磁石の磁極の向きを互いに同じ向きに設け、対応するコイルにより独立した磁束を発生させて、対応する規制ピンを作動させるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、永久磁石５２１、５２２は、対応するプランジャ６５１、６５２に対し、互いに対向する端面の面積が大きく形成されている。しかし、永久磁石からプランジャに伝達される磁束が十分に確保される場合には、永久磁石端面の面積が対向するプランジャ端面の面積に対し同等以下に設定されてもよい。

（ウ）アダプタ及びプランジャに嵌合部及び受容部を形成する場合、嵌合部及び受容部の形状はテーパ状に限らない。また、互いに対応するアダプタ及びプランジャ一組に対し複数の嵌合部及び受容部を設けてもよい。或いは、アダプタ及びプランジャに嵌合部及び受容部を設けず、平面同士で磁束を伝達するようにしてもよい。
（エ）抵抗部材、抵抗付勢手段及び荷重調整手段に関する構成以外の電磁アクチュエータの各部の構成、例えば永久磁石や磁気回路の構成要素、形状、位置関係等は上記実施形態に限定されない。上記実施形態では、各規制ピンに対応する２つのコイルを設けているが、特許文献１（特開２０１３−２５８８８８号公報）に開示されたように、１つのコイルを設けた構成としてもよい。

（オ）本発明は、規制ピンを３つ以上備える電磁アクチュエータに適用されてもよい。その場合、少なくとも２つの永久磁石について、磁力のばらつきに応じて荷重調整手段によりオフ保持力を調整する電磁アクチュエータは、本発明の範囲に含まれる。
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

４０・・・電磁アクチュエータ、
４５１、４５２・・・コイル、
５２１、５２２・・・永久磁石、
５７１、５７２・・・調整ねじ（荷重調整手段）、
５８１、５８２・・・抵抗スプリング（抵抗付勢手段）、
５９１、５９２・・・抵抗ピン（抵抗部材）、
６０１、６０２・・・規制ピン、
６４１、６４２・・・先端部、
６５１、６５２・・・プランジャ、
７６１、７６２・・・前進スプリング。

Claims

内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブのリフト量を調整するバルブリフト調整装置に適用され、前記バルブリフト調整装置のカムシャフトと共に回転しつつ前記カムシャフトに対し軸方向に相対移動可能なスライダに形成された係合溝に２つの規制ピン（６０１、６０２）のうちいずれか一方である作動側規制ピンの先端部（６４１、６４２）を係合させるとき前記作動側規制ピンを前進させ、前記作動側規制ピンの先端部を前記係合溝から離間させるとき前記カムシャフトのトルクによって前記作動側規制ピンが押し戻される電磁アクチュエータ（４０）であって、
前記係合溝に対し前進可能に並設される第１規制ピン（６０１）及び第２規制ピン（６０２）と、
軟磁性体で形成され、対応する前記規制ピンが一方の端部に連結される第１プランジャ（６５１）及び第２プランジャ（６５２）と、
対応する前記プランジャを後退方向に吸引する第１永久磁石（５２１）及び第２永久磁石（５２２）と、
前記第１永久磁石及び前記第２永久磁石のいずれか一方に対して逆方向の磁束を発生させ、対応する前記プランジャを吸引する磁石吸引力を低下させるコイル（４５１、４５２）と、
前記コイルへの通電によって磁石吸引力が低下した側の前記規制ピンを前記作動側規制ピンとして、付勢力によって前進方向に作動させる第１前進スプリング（７６１）及び第２前進スプリング（７６２）と、
対応する前記プランジャが前記永久磁石から所定距離以内に吸引されたとき、前記プランジャの後退に逆らうように前記プランジャに当接する抵抗部材（５９１、５９２）と、
前記抵抗部材に対し、前記磁石吸引力に逆らう方向の抵抗荷重を作用させる抵抗付勢手段（５８１、５８２）と、
前記抵抗付勢手段による抵抗荷重を調整可能な荷重調整手段（５７１、５７２）と、
を備えることを特徴とする電磁アクチュエータ。
前記永久磁石の前記プランジャ側の端部に、軟磁性体で形成され、前記永久磁石の磁束を集めて前記プランジャに伝達する集磁部材（５５１、５５２）を備え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。
前記集磁部材は、前記プランジャ側にテーパ状に突出し、前記プランジャに形成された受容部（６６）に嵌合する嵌合部（５６）を有していることを特徴とする請求項２に記載の電磁アクチュエータ。