JPH0526015A - 電磁駆動バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】１次コイルに交番電力を印加しその磁路のギャ
ップに移動磁界を生ぜしめ、該ギャップにコイルを有す
る可動子を介在させた駆動機構のギャップの磁路を改善
する。 【構成】１次コイル４の通電による外コア４１と内コア
４２と間の磁気ギャップに、２次コイルとなる導電材５
１と磁気抵抗を減ずる強磁性材５２とを積層した２次側
部材５を介在させ、磁気ギャップにおける磁気抵抗と、
磁極間の漏洩磁束を減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電磁力によって駆動さ
れ、開閉作動する電磁駆動バルブに関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの吸排気弁は従来からクランク
軸の回転に基づいて作動するカムやリンク機構などを介
して機械的に駆動されるバルブが用いられているが、そ
の摩擦などに基づく機械的損失の低減や、バルブの開閉
タイミングの変更、またはバルブ駆動力を適切に制御す
るために、例えば特開平２−１２３２０１号公報に開示
されたような電磁力により駆動されて開閉作動を行うバ
ルブが用いられている。

【０００３】そして、このような電磁バルブでは磁性体
からなる平板状の被吸引体を、電磁石の通電による吸引
力によって引付けて駆動しているが、バルブのストロー
クの長いものでは駆動初期における吸引間隔が大とな
り、また吸引力は吸引する距離の２乗に比例して減ずる
ため、電磁石に大電力を供給しないと十分なバルブの駆
動が行えないことになる。このため、図２に示した動弁
装置では、誘導電動機の界磁コイルと回転子とを切開い
て直線状に形成させたようなリニア誘導機の動作原理が
利用されており、したがって、前述の平板状の被吸引体
や電磁石が不要となり、作動間隔が広くとも対応できる
駆動力のある動弁装置が開発されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の図２に示した動
弁装置では、１次コイルとその磁路となる外コアおよび
内コアとを複数段積重ね、この積重ねた外コアおよび内
コアとの空隙に２次コイルとなる円筒状の導電体を配置
して、１次コイルに交番電力を印加して移動磁界を生ぜ
しめ、２次コイルの誘導電流を利用し、円筒の軸方向の
駆動力を得ているが、内外コアの空隙は磁気回路上では
ギャップとなって磁気抵抗が大となり、またギャップが
存在するため漏洩磁束が増加して効率が低下するという
問題がある。

【０００５】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、その目的は上述のような円筒状のリニア駆
動機構を用いた電磁バルブにおけるギャップによる磁気
損失を減少させようとする電磁駆動バルブを提供するこ
とにある。

【０００６】

【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、シリンダに固定された一次コイル
への通電により生ずる磁束と、該磁束により誘導される
２次コイルの電磁力によって該２次コイルを含む可動子
が駆動され吸排気バルブを制御する電磁駆動バルブにお
いて、前記可動子のギャップを挟んで対抗するとともに
可動子の駆動方向に対して直角方向に配置された１次コ
イルの固定磁路を備え、さらに前記可動子を導電材と強
磁性材とを用い交互にその往復方向に積層し形成した電
磁駆動バルブが提供される。

【０００７】

【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。

【０００８】図１は本発明にかかる電磁駆動バルブの一
実施例を示す縦断面図である。

【０００９】同図において、１は電磁バルブで、エンジ
ンの例えば吸気流路に配置されて開閉弁を行うもので、
そのステム１１の下方には弁部１２が設けられ、ステム
１１の上昇時にはシリンダヘッド２のバルブシート２１
に密接して吸気流路を閉鎖するものである。

【００１０】３は電磁バルブ１の動弁機構を収納する外
筐でシリンダヘッド２の所定位置に取付けられ、外筐３
の上下にはステム１１を軸支するバルブガイド３１，３
２がそれぞれ設けられている。

【００１１】４は動弁機構の１次コイル、４１は強磁性
体からなる外コアでその断面がＬ字状で水平方向には弧
状に形成されて複数個、積重ねられたもの、４２は内コ
アで頂部に輪体を有する円筒状のものであり、積重ねら
れた外コア４１と内コア４２とが組合せられ、外コア４
１の弧状の内面と内コア４２の外周壁との間に所定の間
隙が生ずるように形成されて１次コイル４の磁路が構成
されている。

【００１２】５は有底の円筒状に形成された可動子とな
る２次側部材で、図２に示した従来の例では銅やアルミ
などの導電素材が採用されているが、本実施例では導電
材５１と強磁性材５２とを交互に長さ方向に積層したも
ので、その半径方向の肉厚は上述の磁路間隙に対応する
寸法に形成され、底部にはステム１１を挿通する穴が貫
設されてナット５３によりステム１１の所定部分に取付
けられている。

【００１３】６はコントローラでマイクロコンピュータ
構成のもので、その入力回路には例えば、エンジン負荷
やエンジン回転位相などが入力されており、これらの入
力によって吸、排気バルブの開閉タイミングやリフト量
などが出力され、分配装置６１を介してそれぞれの１次
コイル４に位相差の異なる交番電流を供給して、２次側
部材５の導電体５１に誘導による電流を通じ、その電磁
力により駆動力を発生させるように構成されている。

【００１４】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。

【００１５】図１に示す閉弁状態において、積層された
１次コイル４の上方から下方のコイルに対して順次に位
相の遅れた交番電流を分配器６１を介して通電すると、
外コア４１と内コア４２との磁路のギャップのそれぞれ
には磁束が通じ、これら磁束は上方より下方に向かって
強さの移動する磁束が得られる。そして、この移動する
磁束を横切る２次側部材のそれぞれの導電材５１には誘
導による電流が流れ、該電流とギャップの磁束との電磁
力により２次側部材５を下方に移動させる力が発生す
る。なお、この力は各ギャップ内にあるすべての導電材
５１に生ずるため、強い力となって２次側部材５、すな
わちステム１１を下降させて弁部１２がバルブシート２
１を離れて開弁が行われる。この場合、本実施例におい
ては、２次側部材５は導電材５１と強磁性材５２とを交
互に縦方向に積層したものであるため、ギャップにおけ
る磁気抵抗が減ずるとともに、漏洩する磁束も減少する
ことになる。

【００１６】つぎに、電磁バルブ１の開弁から閉弁時に
は、１次コイル４の下方から上方に向かって順次に位相
の遅れた交番電流を通ずることにより、ギャップにおけ
る移動磁界が下方より上方に向かうため、前記とは逆に
２次側部材５が上方に駆動され閉弁が行われることにな
る。

【００１７】以上、本発明を上述の実施例では吸気弁と
なる電磁バルブの駆動機構として説明したが、他の機器
のリニアアクチュエータとして応用ができるものであ
り、このような応用や変形を本発明の範囲から排除する
ものではない。

【００１８】

【発明の効果】上述の実施例のように本発明によれば、
積重ねた１次コイルに交番電力を印加して磁路のギャッ
プに移動磁界を生ぜしめ、該ギャップに２次側部材とし
て導電材と強磁性材とを交互に積層したものを配置した
ので、ギャップの磁気抵抗が減ずるとともに磁極間の漏
洩磁束が減少し、このためギャップ内の導電材の電流が
増大して、磁気力による電磁バルブの推力が増加すると
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる電磁駆動バルブの一実施例を示
す縦断面図である。

【図２】従来のバルブ駆動装置の一例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１…電磁バルブ ２…シリンダヘッド ４…１次コイル ５…２次側部材 ６…コントローラ ５１…導電材 ５２…強磁性材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダに固定された一次コイルへの通電
   により生ずる磁束と、該磁束により誘導される２次コイ
   ルの電磁力によって該２次コイルを含む可動子が駆動さ
   れ吸排気バルブを制御する電磁駆動バルブにおいて、前
   記可動子のギャップを挟んで対抗するとともに可動子の
   駆動方向に対して直角方向に配置された１次コイルの固
   定磁路を備え、さらに前記可動子を導電材と強磁性材と
   を用い交互にその往復方向に積層し形成したことを特徴
   とする電磁駆動バルブ。
2. 【請求項２】前記の固定磁路は可動子の往復方向に複数
   組積重ねたことを特徴とする請求項１記載の電磁駆動バ
   ルブ。