JPH07324609A

JPH07324609A - 内燃機関の動弁装置

Info

Publication number: JPH07324609A
Application number: JP6117233A
Authority: JP
Inventors: Takashi Deo; 隆志出尾; Iwao Maeda; 岩夫前田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1994-05-30
Filing date: 1994-05-30
Publication date: 1995-12-12

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は内燃機関の吸排気弁を電磁力により
駆動する内燃機関の動弁装置に関し、プランジャ形状を
適正化して、軽量化と高耐久性とを両立し、かつ優れた
搭載性を実現することを目的とする。【構成】内燃機関の吸排気弁を構成する弁体１２を、
弁軸２０を介してプランジャ２４に固定する。プランジ
ャ２４の上下に対向して、第１又は第２の電磁コイル２
６，３０を把持する第１及び第２のコア２８，３２を設
ける。プランジャ２４に弁軸２０に対して所定の傾斜を
有する傾斜面２４ｂ，２４ｄを形成し、更に第１及び第
２の電磁コイル２６，３０に対向する部位に、弁軸２０
と垂直な平面２４ｃを形成する。第１及び第２のコア２
８，３２の、プランジャ２４に対向する面に、プランジ
ャ２４と対応する傾斜を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の動弁装置に
係り、特に弁軸と一体に設けたプランジャの両面に電磁
コイル及びコアを備える電磁駆動式弁装置を有し、内燃
機関の吸排気弁を電磁力により駆動する内燃機関の動弁
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、内燃機関の吸排気弁等の弁体
を、電磁コイルの発する電磁力により駆動する内燃機関
の動弁装置が知られている。この装置によれば、内燃機
関において一般に必要とされていた弁体駆動用のカム機
構等が不要となることに加え、弁体の開閉弁時期が任意
に変更でき、内燃機関の運転状態に応じて理想的な開閉
弁時期を実現することが可能である。

【０００３】ところで、かかる動弁装置として、特開平
４−５０２１９１号公報は、弁軸と一体に設けた円板状
のプランジャの両面にそれぞれ電磁コイル及びコアを対
向せしめ、かつプランジャを、その肉厚が中心から外周
に向かうほど薄くなるように形成した装置を開示してい
る。

【０００４】この場合、弁体の駆動に際して応力が集中
し易いプランジャの中央付近の肉厚を十分に確保しつ
つ、その外周部における軽量化が実現され、耐久性等の
観点よりその中央部に要求される肉厚でプランジャ全面
を均一化した場合に比べて動作部分が軽量化されること
になる。

【０００５】そして、このように動作部分の軽量化が実
現される場合、その駆動に要する電力の省電力化が実現
され、更に弁体の駆動に対して優れた応答性を実現する
ことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の動
弁装置は、内燃機関の吸排気弁に固定される弁軸を駆動
する際の応力が、一般にプランジャの中心付近に集中し
易いことに着目し、さほど強度が要求されないプランジ
ャの外周部の肉厚を薄くして軽量化を図ったに過ぎない
ものである。

【０００７】これに対して、電磁力を利用して弁体を駆
動するに際してプランジャが受ける応力は、プランジャ
の形状を適正化することでその中心部以外に分散させる
ことも可能である。そして、かかる分散化を図った場
合、プランジャ全面を薄肉化しつつその中心部における
十分な耐久性を確保することが可能であり、上記従来の
動弁装置に対して動作部分の更なる軽量化が実現でき
る。

【０００８】この意味で上記従来の装置は、プランジャ
中心部の板厚が十分に薄肉化されておらず、動弁装置の
小型軽量化、及び弁体の応答性向上等の点で更なる改良
の余地を残したものであった。

【０００９】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、全面を薄肉化したプランジャと、プランジャの
両面に対向して配設される第１及び第２のコアとに同一
方向の傾斜を設け、所望の電磁引力を確保し得る磁気回
路を実現しつつプランジャに作用する応力の分散化を図
ることにより、上記の課題を解決する内燃機関の動弁装
置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項１
に記載するように、弁軸と固定されるプランジャの両面
に、第１の電磁コイルと第１のコア、及び第２の電磁コ
イルと第２のコアをそれぞれ対向して備える電磁駆動式
弁装置を有する内燃機関の動弁装置において、前記第１
のコアの前記プランジャ対向面と、前記第２のコアの前
記プランジャ対向面と、前記プランジャの前記第１のコ
ア対向面と、前記プランジャの前記第２のコア対向面と
を、同一の方向に傾斜させた内燃機関の動弁装置により
達成される。

【００１１】また、上記の目的は、請求項２に記載する
ように、上記請求項１記載の内燃機関の動弁装置におい
て、前記プランジャが、前記第１の電磁コイルに対向す
る部位、及び前記第２の電磁コイルに対向する部位に、
前記弁軸に対して垂直な面を有する内燃機関の動弁装置
により達成される。

【００１２】

【作用】請求項１記載の発明に係る内燃機関の動弁装置
において、前記第１の電磁コイルの周囲には、前記第１
のコアと、前記プランジャと、これらの間に形成される
エアギャップとからなる磁気回路が、また前記第２の電
磁コイルの周囲には、前記第２のコアと、前記プランジ
ャと、これらの間に形成されるエアギャップとからなる
磁気回路が形成される。

【００１３】このため、前記第１の電磁コイルが磁界を
発すると、前記プランジャは前記第１のコアに引き寄せ
られ、その結果前記弁軸が前記第１のコア側に変位す
る。また、前記第２の電磁コイルが磁界を発すると、前
記プランジャは前記第２のコアに引き寄せられ、その結
果前記弁軸が前記第２のコア側に変位する。

【００１４】このようにして弁軸が変位する場合、前記
プランジャには、その外周付近に作用する電磁引力をそ
の中心付近に固定される前記弁軸に伝達することに伴う
応力が作用する。

【００１５】この際、前記プランジャには、傾斜面が設
けられており、かかる応力がその中心部に集中するのを
防止している。また、前記プランジャの傾斜は、前記第
１のコアに対向する面、及び前記第２のコアに対向する
面において、同一方向の傾斜として形成されているた
め、かかる傾斜面を設けることによる前記プランジャの
肉厚が増加することがない。

【００１６】更に、前記第１及び第２のコアの、前記プ
ランジャに対向する面にも、プランジャの傾斜面に対応
した傾斜が設けられており、それぞれプランジャに対し
て適切なエアギャップの確保を実現している。

【００１７】このため、本発明においては、前記プラン
ジャに対して適切な電磁引力を作用させることができ、
かつ前記プランジャにおいて十分な耐久性を確保しつ
つ、その全面における薄肉化が実現される。

【００１８】また、請求項２記載の発明によれば、前記
プランジャは、上記の如く応力の分散に寄与する傾斜面
に加え、前記第１の電磁コイル及び前記第２の電磁コイ
ルに対向する部分に、前記弁軸と垂直な面を備えてい
る。

【００１９】この場合において、前記第１及び前記第２
の電磁コイルの、前記プランジャと対向する端面は、生
産性等の観点から前記弁軸に対して垂直な平面とされ
る。このため、前記プランジャの、前記第１及び第２の
電磁コイルに対向する面に傾斜が形成されている場合、
前記第１の電磁コイルと前記プランジャとの間、及び前
記第２の電磁コイルと前記プランジャとの間に、それぞ
れ無駄な空間が形成されることになる。

【００２０】そして、かかる無駄な空間の存在は、前記
電磁駆動式弁装置を大型化させると共に、前記第１及び
第２の電磁コイルの周囲に無駄部分を含む磁気回路を形
成させる。

【００２１】これに対して、本発明におけるプランジャ
は、上述の如く前記第１及び第２の電磁コイルに対向す
る部分に、前記弁軸に垂直な面、すなわち前記第１及び
第２の電磁コイルの端面に平行な面を備えている。

【００２２】このため、本発明に係る内燃機関の動弁装
置においては、前記プランジャと前記第１の電磁コイル
との間、及び前記プランジャと前記第２の電磁コイルと
の間における無駄空間が排除され、前記第１及び第２の
電磁コイル周辺に形成される磁気回路の磁気抵抗低下に
よる電磁引力の向上、前記電磁駆動式弁装置の体格の小
型化等が実現される。

【００２３】

【実施例】図１は、本発明の一実施例である内燃機関の
動弁装置１０の全体構成図を示す。同図において弁体１
２は、図中下端部を内燃機関の燃焼室内に露出させた状
態でシリンダヘッド１４に配設され、内燃機関の吸気
弁、又は排気弁を構成する。

【００２４】すなわち、シリンダヘッド１４には、弁体
１２に対する弁座１６を備えるポート１８が設けられて
いる。このポート１８は、図示しない吸気通路、又は排
気通路と連通して設けられており、弁体１２が弁座１６
から離座又は着座することで開閉状態が制御される。ま
た、シリンダヘッド１４は、弁体１２を支持する弁軸２
０を摺動可能に把持するバルブガイド２２を備えてい
る。

【００２５】弁軸２０の上端は、磁性体からなるプラン
ジャ２４に固定されている。このプランジャ２４は、板
厚がほぼ均一な円板状の部材であり、弁軸２０は、その
中心部に固定される。

【００２６】また、プランジャ２４は、その中心から所
定半径の領域に弁軸２０に垂直な平面（以下、平面２４
ａと称す）を備え、その外周所定半径の領域に弁軸２０
に対して所定の傾斜を有する傾斜面（以下、傾斜面２４
ｂと称す）を備え、更にその外周に、弁軸２０に垂直な
平面（以下、平面２４ｃと称す）と、弁軸２０に対して
所定の傾斜を有する傾斜面（以下、傾斜面２４ｄと称
す）とを備える形状である。本実施例の動弁装置は、後
述の如く、プランジャ２４をかかる形状に成形した点に
特徴を有している。

【００２７】プランジャ２４の上方には、所定距離離間
して第１の電磁コイル２６及び第１のコア２８が配設さ
れている。また、プランジャ２４の下方には、同様に所
定距離離間して第２の電磁コイル３０及び第２のコア３
２が配設されている。

【００２８】第１及び第２のコア２８，３２は、磁性体
で構成された部材であり、それぞれ第１又は第２の電磁
コイル２６，３０を把持すると共に、外筒３４により所
定の位置関係に保持されている。

【００２９】更に、第１及び第２のコア２８，３２は、
その中心近傍に中空部を有し、それぞれプランジャ２４
を上下方向より弾性支持する弾性部材としてのスプリン
グ３６，３８を収納している。また、第１のコア２８の
上端には、スプリング３６，３８の変形量を調整するア
ジャスタ４０が設けられている。

【００３０】ここで、本実施例においては、アジャスタ
４０を調整することにより、何らの電磁力も作用しない
中立状態において、プランジャ２４が、第１のコア２８
と第２のコア３２の中央に位置すべくスプリング３６，
３８の付勢力の釣合いを図っている。

【００３１】ところで、プランジャ２４が平面２４ａ，
２４ｃと傾斜面２４ｂ，２４ｄとを有していることは前
記した通りであるが、その中心近傍に形成される平面２
４ａは、ほぼスプリング３６，３８の直径に対応して形
成され、また平面２４ｃは、第１又は第２の電磁コイル
２６，３０に対向する部位に形成されている。

【００３２】そして、傾斜面２４ｄは、第１のコア２８
の、スプリング３６と第１の電磁コイル２６との間の部
位、及び第２のコア３２の、スプリング３８と第２の電
磁コイル３０との間の部位に対応して形成され、また、
傾斜面２４ｄは、第１のコア２８の、第１の電磁コイル
２６外周側部位、及び第２のコア３２の、第２の電磁コ
イル３０外周側部位に、それぞれ対応して形成されてい
る。

【００３３】また、傾斜面２４ｂ，２４ｄの傾斜角と、
第１のコア２８の対応する部位の傾斜角及び第２のコア
３２の対応する部位の傾斜角は、同一の角度となるよう
に構成されている。このため、プランジャ２４が第１又
は第２のコア２８，３２側に引き寄せられた場合、両者
の形状は良好に整合し、その結果優れた密着性が確保さ
れることになる。

【００３４】この場合において、第１の電磁コイル２６
に電流を流通させ、その内外を還流する磁界を生ぜしめ
ると、磁性体で構成されるプランジャ２４は電磁力に吸
引されて図１中上方へ向けて変位する。一方、第２の電
磁コイル３０に電流を流通させてその内外を還流する磁
界を生ぜしめた場合、その結果生ずる電磁力に吸引され
てプランジャ２４は図中下方に変位する。

【００３５】従って、第１及び第２の電磁コイル２６及
び３０に、交互に適当な電流を流通させることとすれ
ば、プランジャ２４を上下方向に往復運動させることが
可能であり、これにより弁体１２の開閉状態を切り換え
ることが可能である。

【００３６】ところで、本実施例におけるプランジャ２
４の形状、すなわち上記の如く平面２４ａ，２４ｃと傾
斜面２４ｂ，２４ｄとからなる形状は、プランジャ２４
としての耐久性を十分に確保しつつ、可能な限り軽量化
を図り、かつ小さな電磁力に対して十分なストロークと
十分な吸引力とを確保し、更に動弁装置としての小型化
を実現する観点より採用した形状である。

【００３７】図２は、上記観点からプランジャ形状の最
適化を図るべく行った検討の結果を示す図表である。以
下、同図を参照して本実施例におけるプランジャ２４の
優位性について説明する。

【００３８】図２中、Ａ〜Ｄは、それぞれ検討に際して
用いたプランジャの形状を示す記号である。ここで、同
図中Ａは、全面が平面４０であるプランジャの形状を、
同図中Ｂは、本実施例におけるプランジャ２４と同様
に、中央部から外周へ向かって平面４２・傾斜面４４・
平面４６・傾斜面４８が連続するプランジャの形状を、
同図Ｃは、中央部が平面５０であり、その外周が傾斜面
５２であるプランジャの形状を、更に同図中Ｄは、中央
部に平面５４を備え、その外周に中空筒状部５６を備え
るプランジャ形状を示す。

【００３９】この場合において、Ｄの中空筒状部５６を
除き、プランジャの板厚はｔに統一されており、また中
空筒状部５６は、その板圧がｔ／２とされている。ま
た、中空筒状部５６及び、傾斜面４４、４８、５２が水
平面となす角θは、全て２０°に統一されている。

【００４０】本実施例におけるプランジャ２４の形状
は、上記Ａ〜Ｄに示すプランジャ形状について、一定の
起磁力に対して得られる吸引力の大きさ、プランジャを
形成した場合の重量、プランジャとして作動させた際に
最も応力が集中する部位に発生する応力の大きさの３点
につき検討を行い、その結果として採用された形状であ
る。

【００４１】すなわち、プランジャの軽量化と高耐久性
化を両立するためには、プランジャの形状は、軽い重量
を実現でき、かつ弁体１２を駆動する際に生ずる応力を
分散して局部的な疲労劣化を抑制できる形状であること
が望ましい。図２中Ａ〜Ｄに示す各形状は、板厚ｔを均
一とすることで、何れも適切な重量を実現しており、上
記の観点からすれば、応力集中部における応力が小さい
ことが、要請に沿う形状であることになる。

【００４２】ここで、図２に示す応力結果は、Ａ〜Ｄの
各形状のプランジャについて、スプリング３６，３８に
支持される部位を固定し（図２中、プランジャ形状欄に
示す形状をハッチング部に固定した状態）、かかる状況
下で各形状のプランジャの最外周部に上向き、又は下向
きに６００Ｎの外力を印加した際に生じた最大応力値を
示している。

【００４３】ここで、各形状のプランジャを、スプリン
グ３６，３８に支持される部位で固定したのは、動弁装
置１０に組み込んで弁体１２を駆動すべく作動させる際
の機械的構成を想定したものであり、また６００Ｎの外
力を印加したのは、本実施例の動弁装置１０は、プラン
ジャ２４が第１又は第２のコア２６，３２と密着した際
にほぼ６００Ｎの吸引力を発生することを考慮したもの
である。

【００４４】すなわち、図２に示す応力試験結果は、Ａ
〜Ｄに示す形状のプランジャを用いて動弁装置１０を構
成した場合にプランジャに作用する応力をシミュレート
した結果を示していることになり、本結果は、全面が平
面４０である形状Ａは、他の形状Ｂ〜Ｄに比して明らか
に最大応力値が大きく、応力の分散が図れていないこと
を示している。

【００４５】つまり、図３〜図６は、上記図２に示す結
果の基礎であり、それぞれ各形状Ａ〜Ｄについて行った
応力解析のシミュレート結果を示す応力分布図である。
尚、各図において矢線と共に表示した数値は、各部位に
おける曲げ応力［kgf/mm²］を示している。また、図
４，５中（Ａ）図は下向きの外力に対する応力分布を、
（Ｂ）図は上向きの外力に対する応力分布をそれぞれ示
している。

【００４６】この場合において、形状Ａのプランジャに
ついては、図３に示す如くその端部に印加した６００Ｎ
の外力が中間で分散されることなく直接的に固定部（図
３中、斜線で示す部分との固定部）に伝達され、その固
定部近傍には大きな応力が発生している。

【００４７】これに対して、図４に示す形状Ｂ、図５に
示す形状Ｃ、図６に示す形状Ｄに示すプランジャについ
ては、それぞれ端部に印加された外力が固定部（図４〜
図６中、斜線で示す部分との固定部）に伝達される過程
中、屈曲した部付近傍で比較的大きな応力を受け、固定
部近傍の応力が比較的小さく抑制されている。

【００４８】上記の結果は、形状Ａについては、その端
部に加えられた外力が分散されることなくその中央部に
集中するのに対して、形状Ｂ〜Ｄについては、その端部
に加えられた外力が固定部に伝達される過程で各屈曲部
に分散され、応力の局部的集中を緩和していることに起
因するものである。

【００４９】そして、このようにして応力の分散化が図
られる構成によれば、弁体１２を駆動することに伴う疲
労劣化をプランジャ全面に均等に分散することが可能に
なり、形状Ａの如く応力が局部に集中するものに比べて
優れた耐久性が得られることになる。

【００５０】次に、一定の起磁力に対して得られる吸引
力に着目した場合の検討結果について説明する。

【００５１】図７は、横軸にプランジャ２４の変位ｘ
を、縦軸にスプリング３６，３８がプランジャ２４に与
える付勢力、及び第１又は第２のコア２８，３２とプラ
ンジャ２４との間に作用する吸引力の大きさを示した特
性図である。

【００５２】すなわち、図７中に破線で示す直線Ｉは、
スプリング３６，３８がプランジャ２４に与える付勢力
の特性を表したものであり、周知のとおり中立位置から
の変位が増加するにつれて（すなわち上限又は下限位置
に向けて変位するにつれて）両スプリング３６，３８の
ばね定数に比例してその付勢力は増加する。

【００５３】また、図７中、実線II，III ，IVは、第１
又は第２の電磁コイル２６，３０に、それぞれ大電流、
中電流、小電流を流通させた際に生ずる吸引力−ストロ
ーク特性を示したものである。これら各特性線図に示す
ように、プランジャ２４に作用する吸引力は、流通させ
る電流が大きいほど、また中立位置からのストローク量
が大きいほど大きな値を示す。

【００５４】ところで、プランジャ２４を静止状態から
起動して上限（又は下限）位置まで移動させるために
は、プランジャ２４に作用する吸引力が常に破線Ｉに示
す付勢力に勝っている必要があり、本実施例において
は、図７中実線IIに示す吸引力特性を実現する必要があ
る。

【００５５】一方、プランジャ２４と第１又は第２のコ
ア２８，３２との間に作用する吸引力は、プランジャ２
４内を流通する磁束の大きさによって決まる値であり、
具体的には、第１又は第２の電磁コイル２６，３０が発
生する電磁力が大きいほど、また第１又は第２の電磁コ
イル２６，３０周辺に形成される磁気回路の磁気抵抗が
小さいほど、大きな吸引力を得ることができる。

【００５６】従って、同一の条件下で大きな吸引力を得
ることができれば、所望の吸引力を比較的小さな電磁力
で得ることが可能となり、第１及び第２の電磁コイル２
６，３０の小型化、弁体１２の駆動に要する電力の省電
力化等、動弁装置として好ましい特性が実現できる。

【００５７】上記図２中に示す吸引力特性は、かかる点
に着目して検討事項とした項目であり、同図に示す結果
に基づいた場合、形状Ｂ，Ｃが優れた吸引力特性を有し
ていることが判る。

【００５８】ここで、上記の結果は、２６００ＡＴの起
磁力を有する電磁コイルを用い、かつＡ〜Ｄのプランジ
ャ形状にそれぞれ対応する形状のコアを用い、更にコア
とプランジャとの間に２．５mmの間隔を空けて行った吸
引力試験の結果である。

【００５９】この場合において、形状Ａのプランジャに
よる吸引力が形状Ｂ，Ｃのプランジャに比して小さいの
は、形状Ａのプランジャについては２．５mmの間隔がそ
のまま磁気回路中のエアギャップとなるのに対して、形
状Ｂ，Ｃのプランジャについては、傾斜面４４、４８、
５２部において、磁気回路中のエアギャップが２．５×
cosθと短くなり、その結果磁気抵抗が減少するからで
ある。

【００６０】また、形状Ｄのプランジャによる吸引力
が、形状Ｂ，Ｃのプランジャに比して小さいのは、形状
Ｄのプランジャは、中空筒状部５６において板厚がｔ／
２となっており、そのため磁気抵抗が増大しているから
である。

【００６１】尚、上記吸引力試験において、コアとプラ
ンジャとの間隔を２．５mmとしたのは、本実施例の動弁
装置においては、図７に示す如く、プランジャ２４が上
下変位端から２．５mmストロークした位置で付勢力（図
７中、破線Ｉ）と吸引力（図７中、実線II）とが最も近
接し、動弁装置としての動作特性を検討する場合、この
位置で得られる吸引力が最も重要であることを考慮した
ものである。

【００６２】以上の検討結果より、プランジャ２４に要
求される特性のうち、軽量化と高耐久性とを両立し、か
つ少ない消費電力で大きな吸引力を確保するという基本
特性を満たす点で、形状Ｂ，Ｃが、動弁装置１０のプラ
ンジャ２４として好適であると評価することができる。

【００６３】ここで、これら形状Ｂ及びＣをプランジャ
２４とした場合、これらのプランジャは、第１のコア２
８に対向する面、及び第２のコア３２に対向する面を共
に同一の方向に傾斜させている点で前記請求項１記載の
動弁装置におけるプランジャに相当することになる。

【００６４】尚、上記したプランジャ２４の形状Ｂ，Ｃ
は、その板厚を均一としているが、これに限るものでは
なく、対応する第１のコア２８及び第２のコア３２の表
面傾斜が、プランジャ２４の表面傾斜と一致する限り、
第１のコア２８に対向する面と第２のコア３２に対向す
る面とが、同一の方向に傾斜しているものであれば、そ
の板厚は変化してもよい。

【００６５】ところで、本実施例の動弁装置１０を構成
する第１及び第２の電磁コイル２６，３０の端部は、生
産性等を確保する観点より、弁軸２０に対して垂直な平
面として形成される。これに対して上記形状Ｂのプラン
ジャは、第１及び第２の電磁コイル２６に対向する部位
に、弁軸２０と垂直な平面４６を有している。以下、こ
の平面４６を備えることによる効果について説明する。

【００６６】図８は、上記形状Ｂと形状Ｃとを比較すべ
く両者を重ねて表したものである。同図に示すように、
形状Ｂ（図８中、実線で示す形状）と形状Ｃ（図８中、
破線で示す形状）とを比較した場合、平面４６の有無に
起因して、形状Ｃのプランジャによって形成される磁路
長が、形状Ｃのプランジャによって形成される磁路長に
比してΔＣ−ΔＢだけ長くなる。

【００６７】従って、両者の磁気抵抗を比較した場合、
厳密には形状Ｂのプランジャの磁気抵抗が形状Ｃのプラ
ンジャの磁気抵抗より小さく、同一条件下における吸引
力特性も、上記図２に示す如く、僅かながら形状Ｂのプ
ランジャの方が形状Ｃのプランジャに比べて優れてい
る。

【００６８】更に、動弁装置１０へのプランジャの搭載
スペースを考慮した場合、図８に示す如く、形状Ｃのプ
ランジャを搭載するためには、形状Ｂのプランジャを搭
載する場合に比べてΔＬだけ上下方向に余分にスペース
を必要とする。この意味で、形状Ｃのプランジャは、形
状Ｂのプランジャに比べて搭載性に劣り、従って動弁装
置１０の小型化の要請に反することになる。

【００６９】すなわち、動弁装置１０を構成するプラン
ジャ２４が、弁軸２０に対して傾斜した面を有すること
が効果的であるのは、かかる傾斜面を設けることにより
プランジャ２４に屈曲部が生じ、そのためにプランジャ
２４に作用する応力が分散できるからであり、また傾斜
を設けることにより第１のコア２８又は第２のコア３２
とプランジャ２４との間に形成される磁気回路中のエア
ギャップが実質的に減少するからである。

【００７０】これに対して、形状Ｂのプランジャは、形
状Ｃのプランジャと同様に応力の分散に有効な屈曲部を
備えている。更に、形状Ｂのプランジャは、磁束の入射
を受けることがなく、かつ磁束を出射することもない電
磁コイルとの対向面（平面４６）を除き、すなわち第１
のコア２８又は第２のコア３２とプランジャ２４とが実
質的に対向する全ての部位（傾斜面４４、４８）に傾斜
を有している。

【００７１】この意味で、形状Ｂは、弁軸２０に対して
傾斜を与えることが真に有効な部位にのみ傾斜を有し、
かつ搭載性の観点から平面であることが望ましい部位は
その要請に応えて平面とした、プランジャ２４として理
想的な形状であると評価することができる。図１に示す
本実施例の動弁装置１０において、形状Ｂと同様形状の
プランジャ２４を採用しているのは、かかる評価に基づ
くものである。

【００７２】この結果、本実施例の動弁装置１０によれ
ば、適当な耐久性の確保と応答性の向上とを両立するこ
とができ、更に、体格の小型化により優れた搭載性を確
保することが可能となる。

【００７３】尚、上記形状Ｂと同一の形状であるプラン
ジャ２４は、第１の電磁コイル２６に対向する部位、及
び第２の電磁コイル３０に対向する部位に、弁軸２０に
対して垂直な面を有する点で、前記請求項２記載の動弁
装置におけるプランジャに相当している。

【００７４】

【発明の効果】上述の如く、請求項１記載の発明によれ
ば、弁軸に駆動力を伝達するプランジャに対して作用す
る電磁引力を適当な強度に維持し、かつ十分な耐久性を
確保しつつ、プランジャを全面において薄肉化すること
ができる。

【００７５】このため、本発明に係る内燃機関の動弁装
置によれば、プランジャの外周付近においてのみ薄肉化
が図られる従来の装置に比べて動作部分の更なる軽量化
を図ることができ、適切な耐久性を維持しつつ優れた応
答性を確保することが可能となる。

【００７６】また、請求項２記載の発明によれば、前記
プランジャが前記弁軸に垂直な平面を備えることによ
り、前記プランジャと前記第１の電磁コイルとの間、及
び前記プランジャと前記第２の電磁コイルとの間に無駄
な空間が形成されるのを防止している。

【００７７】このため、本発明に係る内燃機関の動弁装
置によれば、請求項１記載の発明と同様の効果を享受し
つつ、更に前記第１及び第２の電磁コイル周辺における
磁気抵抗を低下し、また前記電磁駆動式弁装置を小型化
することができ、その結果、当該弁駆動装置の更なる小
型化を図ることができるという特長を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る内燃機関の動弁装置の全体構成図
である。

【図２】プランジャ形状についての検討結果を示す図表
である。

【図３】形状Ａのプランジャについての応力シミュレー
ションの結果である。

【図４】形状Ｂのプランジャについての応力シミュレー
ションの結果である。

【図５】形状Ｃのプランジャについての応力シミュレー
ションの結果である。

【図６】形状Ｄのプランジャについての応力シミュレー
ションの結果である。

【図７】本実施例の動弁装置の動作特性図である。

【図８】プランジャ形状Ｂのプランジャ形状Ｃに対する
優位性を説明するための図である。

【符号の説明】１０動弁装置１２弁体２０弁軸２６第１の電磁コイル２８第１のコア３０第２の電磁コイル３２第２のコア３６，３８スプリング

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】弁軸と固定されるプランジャの両面に、
それぞれ第１の電磁コイルと第１のコア、及び第２の電
磁コイルと第２のコアを対向して備える電磁駆動式弁装
置を有する内燃機関の動弁装置において、前記第１のコアの前記プランジャ対向面と、前記第２の
コアの前記プランジャ対向面と、前記プランジャの前記
第１のコア対向面と、前記プランジャの前記第２のコア
対向面とを、同一の方向に傾斜させたことを特徴とする
内燃機関の動弁装置。
【請求項２】請求項１記載の内燃機関の動弁装置にお
いて、前記プランジャは、前記第１の電磁コイルに対向する部
位、及び前記第２の電磁コイルに対向する部位に、前記
弁軸に対して垂直な面を有することを特徴とする内燃機
関の動弁装置。