JPH04179806A - 電磁駆動バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は内燃機関における吸排気弁を電磁作用によって
開閉制御する電磁駆動バルブに関する。

（従来の技術） 従来から内燃機関（エンジン）の吸気や排気の流路を開
閉するバルブは、クランク軸の回転に対応して駆動され
るカム軸やカムの作動により開閉駆動されている。

このようなカムによる吸排気弁の機械的な駆動では、そ
の開閉がクランク軸の回転に基づくため弁開閉の自由度
が少ないことになり、このため内燃機関用弁装置として
、シリンダの燃焼室の内外を連通ずる連通孔の弁体な電
磁力によって変位させる電磁駆動部を備え、これにより
弁体の開閉タイミング制御を支配する提案が実開昭５９
−７００１３号公報に開示されている。

（発明が解決しようとする課題） 上述の公開公報に示された提案では吸排気弁の開閉タイ
ミング制御の支配は可能であるが、吸排気弁の作動速度
の制御は困難であり、例えば弁の着座時の衝撃の緩和な
どは制御し難いという不都合が生じている。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、
その目的はエンジンの吸排気弁の電磁駆動に際し、エン
ジン運転状況に応じ弁開閉の自由度を増大させようとす
る電磁駆動バルブを提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成するために本発明によれば、内燃機関
の吸排気バルブを電磁力によって駆動し開閉弁せしめる
電磁駆動バルブにおいて、前記吸排気バルブに取付けた
強磁性体の鉄心と、該鉄心に対応し前記吸排気バルブの
移動方向に順次に配置した複数の電磁石の磁極と、前記
内燃機関の運転状態に応じ配置した順序にしたがい順次
に磁極を磁化する電磁石への通電制御手段とを有する電
磁駆動バルブが提供される。

（作用） 本発明では、電磁力により駆動されるバルブの動弁機構
として、バルブに取付けた鉄心を吸引する複数の電磁石
の磁極をバルブ移動方向に順次に−配置し、エンジンの
運転状態に応じこれらの磁極を配置順序にしたがって順
次に励磁し、この励磁電流を制御することにより移動磁
界を生じさせる。

そして、この移動磁界によってバルブに設けた鉄心を移
動させてバルブの開閉駆動を行う。

（実施例） つぎに本・発明の実施例について図面を用いて詳細に説
明する。

第１図は本発明にかかる電磁駆動バルブの一実施例を示
す構成図、第２図は本実施例に用いる電磁石を上方から
見た配置図、第３図はその電磁石の磁極と可動鉄心との
関連位置を示す説明図である。

これらの図面において、１は茸形のバルブで、図示して
いないエンジンの吸・排気流路に配置され、バルブガイ
ド２に保持されて電磁力により上下に駆動され該流路の
開閉制御を行うもので、その本体１１は非磁性体の金属
やセラミック素材などで形成され、バルブステム１２の
上方には強磁性体の例えば珪素鋼材からなる円筒状の鉄
心（可動鉄心）１３が配置されている。

３は動弁機構であり、コイルとコアを備えた４組の電磁
石３１，３２．３３および３４からなり、図示のように
所定の小間隔をもって上下に積重ねた電磁石３１と３３
との組と、同様な間隔をもって積重ねた電磁石３２と３
４との組を互いに直角に交差させて組合せたものである
。そして電磁石３１および３３のコア３１ａおよび３３
ａの隣接辺の中央部分にはバルブｌに設けた鉄心１３に
対応する磁極３１ｐおよび３３ｐが形成されている。ま
た、電磁石３２および３４のコア３２ａおよび３４ａに
おける上記に準する部分には磁極３２ｐおよび磁極３４
ｐが形成され、これらの磁極の相対位置は第３図に示す
ように、磁極３１ｐと３３ｐとの中間位置に磁極３２が
配置されるように形成されている。なお、第３図におい
ては鉄心１３の左右方向に磁極３１ｐ、３３ｐおよび磁
極３２ｐ、３４ｐが図面の都合で示されているが、これ
は第２図から明らかなように磁極３２ｐ、３４ｐは紙面
に対して垂直方向に配置されているものである。

３１ｂ、３２ｂ、３３ｂおよび３４ｂはそれぞれの電磁
石のコイルであり、これらのコイルへの通電によりコア
３’ｌａ、３２ａ、３３ａおよび３４ａが励磁され、そ
れぞれの磁極３１ｐ、３２ｐ、３３ｐおよび３４ｐが磁
化されるもので、このような磁化された磁極はバルブ１
の鉄心１３を吸引してバルブ１を移動させる。

したがって、例えば電磁石３２．３３および３４の順序
に通電を行うと、磁極３２ｐ、３３ｐおおび３４ｐが順
次に磁化されることになり、このため鉄心１３は上方か
ら下方に移動してバルブ１は下方に駆動され、流路の開
放が行われる。

コントローラ４はマイクロコンピュータからなり、中央
制御装置、各種メモリ、入／出力ボートなどを備えてお
り、エンジン回転センサ４１、負荷センサ４２などから
の信号が入力されると、これらの信号に応じてコイル３
１ｂ、３２ｂ、３３ｂおよび３４ｂに対し、バルブ１が
適切に駆動されるように、バッテリ５から供給される電
流の接／断やその電流の大小を制御して、それぞれのコ
イルに通電する。

つぎに、このように構成された本実施例の作動を説明す
る。

エンジン回転センサ４１、負荷センサ４２などからエン
ジンの状態に応じた検出信号が入力されると、所定の演
算処理や処理手順に基づき、コントローラ４によって４
組の電磁石への通電制御が行われる。

そして、バルブ１の開放、すなわち下降に際しては電磁
石３２．３３．３４の順序に通電が行われ、互いに食い
違って配置された磁極３２ｐ。

３３ｐ、３４ｐが順次に磁化される。このため、これら
の磁極による下方向への移動磁界によりバルブ１の鉄心
１３は上方から下方に向かって移動して、最後に磁化さ
れた磁極３４に対応する位置で鉄心１３は停止する。し
たがって、バルブ１は上方より下方に駆動されてバルブ
１は流路を開放する。なおこの場合、バルブ１を上方に
保持していた電磁石３１への通電は、電磁石３２の通電
の時点でオフにされる。

つぎにバルブ１の閉弁、すなわち上昇に際しては、電磁
石３４の通電を断にし電磁石３３゜３２．３１の順序に
通電が行われ、磁極３３ｐ。

３２ｐ、３１ｐが順次に磁化される。これにより鉄心１
３は下方から上方に向かって上昇し、開弁じていたバル
ブ１は上方に移動して閉弁の状態となる。このときの着
座時の衝撃はＷＥＢ石３２と３１とに供給する電流を制
御することにより、Ｗｉ極３２ｐと３１ｐとの磁化が制
御されて、その衝撃が緩和されることになる。

このように、４組の電磁石３１，３２．３３および３４
への供給電流の制御により、エンジンの運転状態に応じ
た唱排気弁の開閉タイミング、弁リフト量、リフト速度
などの制御が適切に行われる。

以上、本発明を上述の実施例を用いて説明したが、本発
明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これらの
変形を本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果） 上述のように本発明によれば、電磁作用によって駆動さ
れる吸排気バルブの動弁機構として、バルブステムの上
方に取付けた鉄心を吸引する複数の電磁石の磁極を、小
間隔を設けてバルブの移動方向に順次に配置し、エンジ
ンの運転状態に応じてこれらの磁極の配置順序にしたが
って順次に通電を行って移動磁界を作るとともに、この
励磁用の電流を制御するので、駆動されるバルブの開閉
タイミング、弁リフト量、リフト速度などが適切に制御
されることになりエンジン性能の向上が計れるという効
果が得られ、また、バルブの着座時の衝撃なども緩和で
きる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる電磁駆動バルブの一実施例を示
す構成図、第２図は本実施例に用いる電磁石を上方から
見た配置図、第３図はその電磁石の磁極と可動鉄心との
関連位置を示す蜆明図である。 １・・・バルブ、３・・・動弁機構、４・・・コントロ
ーラ、１３・・・鉄心、３１，３２，３３．３４・・・
電磁石、４１・・・エンジン回転センサ、４２・・・負
荷センサ、３１ｐ、３２ｐ、３３ｐ、３４ｐ・・・磁極
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関の吸排気バルブを電磁力によって駆動し開閉弁
   せしめる電磁駆動バルブにおいて、前記吸排気バルブに
   取付けた強磁性体の鉄心と、該鉄心に対応し前記吸排気
   バルブの移動方向に順次に配置した複数の電磁石の磁極
   と、前記内燃機関の運転状態に応じ配置した順序にした
   がい順次に磁極を磁化する電磁石への通電制御手段とを
   有することを特徴とする電磁駆動バルブ。