JPH09256823A - 吸排気弁用電磁駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は内燃機関の吸排気弁を駆動する装置
として好適な吸排気弁用電磁駆動装置に関し、優れた応
答性と優れた静粛性と優れた省エネルギ特性とを全て実
現することが目的とする。 【解決手段】 可動部４６にプランジャ３０を配設す
る。プランジャ３０の上下に第１コア３４および第２コ
ア３８を配設する。第１コア３４および第２コア３８の
内部にそれぞれ第１電磁コイル３２および第２電磁コイ
ル３６を配設する。第１コア３４および第２コア３８の
中央部に第１および第２ベアリング４０，４２によって
プランジャホルダ１８を配設する。第１コア３４の１部
および第２コア３８の１部に、プランジャ３０の外周面
と対向する円弧状内周面を備える凸状部３４ｃ，３８ｃ
を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸排気弁用電磁駆
動装置に係り、特に、内燃機関の吸排気弁を駆動する装
置として好適な吸排気弁用電磁駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特表平４−５０２１９
２号に開示される如く、内燃機関の吸排気弁を電磁力に
より駆動する装置が知られている。上記従来の装置は、
内燃機関の吸排気弁に連結される磁性板、磁性板の上下
に配設される第１および第２電磁コイル、および、第１
および第２電磁コイルのそれぞれを取り囲む第１および
第２コアを備えている。

【０００３】上記の装置において、第１電磁コイルに電
流が供給されると、第１コアと磁性板との間に電磁吸引
力が作用し、磁性板が第１コア側に吸着される。一方、
第１電磁コイルへの電流が遮断され、かつ、第２電磁コ
イルに電流が供給されると、第２コアと磁性板との間に
電磁吸引力が作用し、磁性板が第２コア側に吸着され
る。このため、上記従来の装置によれば、第１電磁コイ
ルと第２電磁コイルとに交互に電流を供給することによ
り、吸排気弁を開弁側変位端と閉弁側変位端との間で変
位させることができる。

【０００４】また、上記従来の装置は、磁性板の急激な
変位を抑制するエアダンパを備えている。このため、上
記従来の装置においては、磁性板が第１コアおよび第２
コアに吸着される際の変位速度が、エアダンパが設けら
れていない装置に比して低速化されている。磁性板が高
い変位速度を伴って第１コアおよび第２のコアに吸着さ
れるとすれば、磁性板とコアとが接触する際に大きな衝
突音が生ずる。この点、磁性板の変位速度の抑制が図ら
れる上記従来の装置によれば、優れた静粛性を得ること
ができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、吸排気弁を
優れた応答性を以て変位させ、かつ、優れた静粛性を得
るためには、磁性板を、その移動終端から離れた領域で
は高速で変位させ、かつ、その移動終端の近傍では低速
で変位させることが望ましい。磁性板を、その移動終端
から離れた領域において、少ない消費電力により高速変
位させるためには、高速変位時に磁性板に作用する抵抗
力が小さいことが望ましい。一方、磁性板の変位速度
を、その移動終端近傍において低速とするためには、低
速変位中の磁性板に、比較的大きな抵抗力が作用するこ
とが望ましい。

【０００６】しかし、上記従来の装置において磁性板の
変位速度を抑制する機構として用いられているエアダン
パは、磁性板の変位速度が大きいほど大きな減衰力を、
また、磁性板の変位速度が小さいほど小さな減衰力を発
生する。このため、上記従来の装置においては、優れた
応答性、優れた静粛性、および優れた省エネルギ特性の
全てを実現することが困難であった。

【０００７】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、吸排気弁と一体に変位する可動部に、その移動
終端部近傍において大きな摺動抵抗を付与することによ
り、優れた応答性、優れた静粛性、および優れた省エネ
ルギ特性の全てを実現する吸排気弁用電磁駆動装置を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項１
に記載する如く、可動部が備えるプランジャに電磁力を
作用させることにより弁体を駆動する吸排気弁用電磁駆
動装置において、前記可動部の摺動抵抗を、前記可動部
の移動終端近傍において増大させる摺動抵抗増大手段を
備える吸排気弁用電磁駆動装置により達成される。

【０００９】本発明において、プランジャを備える可動
部と弁体とは一体に変位する。プランジャに電磁力が作
用すると、可動部および弁体は、その電磁力の作用方向
に変位する。可動部がその移動終端近傍に到達するまで
は、可動部に大きな摺動抵抗は作用しない。このため、
少ない消費電力により優れた応答性が実現される。可動
部がその移動終端近傍に到達すると、摺動抵抗増大手段
によって可動部の摺動抵抗が増大される。増大された摺
動抵抗は可動部が停止するまで大きく減少されることな
く可動部に作用する。このため可動部は、大きな衝突音
を伴うことなく移動終端に到達する。その結果、優れた
静粛性が実現される。

【００１０】上記の目的は、請求項２に記載する如く、
上記請求項１記載の吸排気弁用電磁駆動装置において、
前記摺動抵抗増大手段が、前記プランジャに、前記可動
部の変位方向と異なる方向に向かう電磁力を作用させる
電磁力発生手段を備える吸排気弁用電磁駆動装置によっ
ても達成される。

【００１１】本発明において、電磁力発生手段が電磁力
を発生すると、可動部には、変位方向と異なる方向に付
勢される。可動部が、その変位方向と異なる方向に付勢
されると、可動部の摺動抵抗は増大する。また、このよ
うに増大された摺動抵抗は、可動部がその移動終端近傍
に位置する場合においても、電磁力を消滅させることに
より減少させることができる。

【００１２】上記の目的は、請求項３に記載する如く、
上記請求項１記載の吸排気弁用電磁駆動装置において、
前記摺動抵抗増大手段が、前記プランジャの外周の一部
に配設される被押圧体と、前記可動部が前記移動終端近
傍に位置する場合に、前記被押圧体を前記プランジャの
中央に向けて押圧する押圧体と、を備える吸排気弁用電
磁駆動装置によっても達成される。

【００１３】本発明において、可動部がその移動終端近
傍に位置していない場合は、被押圧体と押圧体とに干渉
は生じない。このため、かかる状況下では可動部の摺動
抵抗が小さく抑制される。可動部がその移動終端近傍に
到達すると、被押圧体が押圧体により押圧される。その
結果、可動部がその変位方向とは異なる方向に付勢さ
れ、可動部の摺動抵抗が増大される。

【００１４】また、上記の目的は、請求項４に記載する
如く、上記請求項１記載の吸排気弁用電磁駆動装置にお
いて、前記摺動抵抗増大手段が、前記可動部を摺動可能
に把持する可動部把持体を備えると共に、前記可動部
が、該可動部が前記移動終端近傍に位置する際に前記可
動部把持体に把持される部位に、他の部位に比して摩擦
係数の高い高摩擦係数部を備える吸排気弁用電磁駆動装
置によっても達成される。

【００１５】本発明において、可動体がその移動終端か
ら離れた領域に位置している場合は、可動部が、前記高
摩擦係数部以外の部位で可動部把持体に把持される。従
って、かかる状況下では、可動部の摺動抵抗は小さく抑
制される。一方、可動部がその移動終端近傍に到達する
と、可動部が、前記高摩擦係数部において可動部把持体
に把持される。このため、以後、可動部がその移動終端
に向けて変位する過程においては、可動部と可動部把持
体との間に比較的大きな摺動抵抗が生ずる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例である
吸排気弁用電磁駆動装置１０（以下、単に電磁駆動装置
１０と称す）の全体構成を表す断面図を示す。電磁駆動
装置１０は、弁体１２を備えている。弁体１２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
ダヘッド内に配設される部材であり、内燃機関の吸気
弁、又は排気弁を構成する。内燃機関のシリンダヘッド
には、弁体１２に対する弁座を備えるポートが設けられ
ている。弁体１２が弁座から離座すること、又は弁座に
着座することによりポートの導通状態が制御される。

【００１７】弁体１２には、弁軸１４が固定されてい
る。弁軸１４は、バルブガイド１６により軸方向に摺動
可能に保持されている。バルブガイド１６は、弁駆動装
置１０のロアキャップ１７に支持されている。弁軸１４
の上部には、プランジャホルダ１８が固定されている。
プランジャホルダ１８は、例えばステンレス鋼やチタン
合金等の如く、硬度が高く、かつ、非磁性或いは低い磁
気特性を示す材料で構成されている。プランジャホルダ
１８は、弁軸１４の軸方向に延在する円筒部１８ａと、
円筒部１８ａのほぼ軸方向中央部に形成されたリング部
１８ｂとを備えている。

【００１８】プランジャホルダ１８の下端部には、ロア
リテーナ２０が固定されている。ロアリテーナ２０とロ
アキャップ１７との間には、両者を離間させる方向の付
勢力を発生するロアスプリング２２が配設されている。
ロアスプリング２２は、ロアリテーナ２０を、すなわち
プランジャホルダ１８を、図１における上方へ向けて付
勢する付勢力を発生する。

【００１９】一方、プランジャホルダ１８の上端部に
は、アッパーリテーナ２４が固定されている。アッパー
リテーナの上部には、アッパースプリング２６の下端部
が当接している。アッパースプリング２６の周囲には、
その外周を取り巻くように円筒状のアッパーキャップ２
７が配設されている。更に、アッパースプリング２６の
上端部は、アッパーキャップ２７に螺着されるアジャス
トボルト２８に当接している。アッパースプリング２６
は、アッパーリテーナ２４を、すなわち、プランジャホ
ルダ１８を、図１における下方へ向けて付勢する付勢力
を発生する。

【００２０】プランジャホルダ１８の、リング部１８ｂ
の外周には、プランジャ３０が接合されている。プラン
ジャ３０は、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ等をベース材料とする軟
磁性材料で構成されたドーナツ状の部材である。プラン
ジャ３０と、プランジャホルダ１８とは、電子ビーム溶
接、レーザ溶接、ろう付け、カシメ、接着等の手法で接
合されている。

【００２１】プランジャ３０の上方には、第１電磁コイ
ル３２及び第１コア３４が配設されている。また、プラ
ンジャ３０の下方には、第２電磁コイル３６及び第２コ
ア３８が配設されている。第１コア３４および第２コア
３８は、共に磁性材料で構成された部材であり、それぞ
れ第１電磁コイル３２または第２電磁コイル３６を収納
するための環状溝３４ａ，３８ａと、それらの中央部を
軸方向に貫通する貫通孔３４ｂ，３８ｂとを備えてい
る。

【００２２】第１コア３４の貫通孔３４ｂの一端（図１
に於ける上端）には第１ベアリング４０が配設されてい
る。また、第２コア３８の貫通孔３８ｂの一端（図１に
於ける下端）には第２ベアリング４２が配設されてい
る。貫通孔３４ｂ，３８ｂに挿入されるプランジャホル
ダ１８の円筒部１８ａは、これら第１ベアリング４０お
よび第２ベアリング４２によって摺動可能に保持されて
いる。

【００２３】第１コア３４および第２コア３８の外周に
は、外筒４４が配設されている。第１コア３４および第
２コア３８は、両者間に所定の間隔が確保されるよう
に、外筒４４により保持されている。また、上述したア
ッパーキャップ２７は、第１コア３４の上端面に固定さ
れている。一方、上述したロアキャップ１７は、第２コ
ア３８の下端面に固定されている。そして、上述したア
ジャスタボルト２８は、プランジャ３０の中立位置が、
第１コア３４と第２コア３８との中間点となるように調
整されている。

【００２４】本実施例の電磁駆動装置１０は、第１コア
３４および第２コア３８が、プランジャ３０と対向する
面の一部に、それぞれ第１凸状部３４ｃおよび第２凸状
部３８ｃを備えている点に特徴を有している。第１凸状
部３４ｃおよび第２２凸状部３８ｃは、本実施例におい
ては、互いに対向する位置に、図１において上下対称の
形状に形成されている。以下、図１と共に図２を参照し
て、第１凸状部３４ｃおよび第２凸状部３８ｃの形状に
ついて説明する。

【００２５】図２は、電磁駆動装置１０を図１に示すII
-II 直線に沿って切断した際に得られる断面図を示す。
図２に示す如く、第２突状部３８ｃは、プランジャ３０
の外径ｒに比して僅かに大きな内径ｒ＋δを有する円弧
形状に形成されている。同様に、第１凸状部３４ｃも内
径ｒ＋δっを有する円弧形状に形成されている。従っ
て、プランジャ３０は、第１凸状部３４ｃおよび第２凸
状部３８ｃと干渉することなく、第１コア３４と当接す
るまで図１に於ける上方へ向けて、または第２コア３８
と当接するまで図１に於ける下方へむけて変位すること
ができる。以下、プランジャ３０が第１コア３４に当接
する位置を上方側移動終端と、一方、プランジャ３０が
第２コア３８に当接する位置を下方側移動終端と称す。

【００２６】第１凸状部３４ｃおよび第２凸状部３８ｃ
の高さは、プランジャ３０の、外周側端部付近における
板厚に比して僅かに小さく設定されている。このため、
プランジャ３０が上方側移動終端に位置している場合に
は、第１凸状部３４ｃの内壁面がプランジャ３０の外周
面の一部に対向する状態が形成される。また、プランジ
ャ３０が下方側移動終端に位置している場合には、第２
凸状部３８ｃの内壁面がプランジャ３０の外周面の一部
に対向する状態が形成される。

【００２７】上記構成の電磁駆動装置１０において、第
１電磁コイル３２および第２電磁コイル３６に電流が供
給されていない場合は、プランジャ３０がその中立位
置、すなわち、第１コア３４と第２コア３８との中間部
に維持される。プランジャ３０が中立位置に維持されて
いる状況下で第１電磁コイル３２に電流を流通させる
と、第１電磁コイル３２の内周側及び外周側を還流する
磁界が発生する。この磁界は、第１コア３４、プランジ
ャ３０、および第１コア３４とプランジャ３０との間の
エアギャップからなる磁気回路を流通する磁束を発生さ
せる。上記の如く発生される磁束は、プランジャ３０を
第１コア３４側へ吸引する吸引力、すなわち、弁体１２
を図１において上方へ変位させる吸引力を発生させる。

【００２８】プランジャ３０に対して上記の吸引力が作
用すると、プランジャ３０、プランジャホルダ１８、ア
ッパリテーナ２４、ロアリテーナ２０、弁軸１４および
弁体１２（以下、これらを総称して可動部４６と称す）
は、アッパスプリング２６の付勢力に抗って図１におけ
る上方へ向けて変位する。そして、その変位は、プラン
ジャ３０が上方側移動終端に到達するまで継続される。

【００２９】プランジャ３０が上方側移動終端に保持さ
れている状態から、第１電磁コイル３２に供給されてい
た電流が遮断されると、プランジャ３０に作用していた
電磁吸引力が消滅する。その結果、アッパスプリング２
６の付勢力に起因して、可動部４６が図１における下方
へ向けて変位し始める。可動部４６の変位量が所定値に
達した時点で、第２電磁コイル３６に適当な電流を流通
させると、今度はプランジャ３０を第２コア３８側へ吸
引する吸引力、すなわち、弁体１２を図１において下方
へ変位させる吸引力が発生する。

【００３０】プランジャ３０に対して上記の吸引力が作
用すると、可動部４６は、ロアスプリング２２の付勢力
に抗ってプランジャ３０が下方側移動終端に到達するま
で変位し続ける。従って、電磁駆動装置１０によれば、
第１電磁コイル３２と第２電磁コイル３６とに適当なタ
イミングで交互に電流を供給することにより、プランジ
ャ３０を上方側移動終端と下方側移動終端との間で往復
運動させること、すなわち、弁体１２を開弁位置と閉弁
位置との間で往復運動させることが可能である。

【００３１】ところで、弁体１２を吸排気弁として用い
るためには、電磁駆動装置１０が、吸排気弁に要求され
る変位速度を可動部４６に付与し得ることが必要であ
る。一方、可動部４６が、高い変位速度を維持したまま
その移動終端に到達するとすれば、可動部４６が移動終
端に到達する最に大きな衝突音が発生する。従って、電
磁駆動装置１０において十分な応答性と優れた静粛性と
を確保するためには、移動終端から離れた領域において
可動部４６を高速移動させ、可動部４６が移動終端の近
傍に到達した後に、その変位速度を急激に減速させるこ
とが望ましい。更に、電磁駆動装置１０において優れた
省エネルギ特性を得るためには、移動終端から離れた領
域において可動部４６に作用する抵抗が小さく抑制され
ていることが望ましい。

【００３２】本実施例においては、第１に、プランジャ
ホルダ１８を第１ベアリング４０および第２ベアリング
４２で保持し、かつ、電磁駆動装置１０に対して後述す
る着座制御を施すことにより、また、第２に、上記の如
く第１コア３４および第２コア３８に凸状部３４ｃ，３
８ｃを設けることにより上記の要求の実現を図ってい
る。以下、これら第１の措置および第２の措置により奏
される効果について詳説する。

【００３３】電磁駆動装置１０の可動部４６は、プラン
ジャホルダ１８が第１ベアリング４０および第２ベアリ
ング４２によって保持されているため、円滑に上方側移
動終端と下方側移動終端との間を摺動することができ
る。従って、かかる構成によれば、可動部４６がその移
動終端から離れた領域に位置する場合に、可動部４６を
円滑に変位させることができる。

【００３４】ところで、第１コア３４とプランジャ３０
との間に作用する電磁吸引力、および第２コア３８とプ
ランジャ３０との間に作用する電磁吸引力は、第１また
は第２電磁コイル３２，３６を流れる電流が一定である
とすれば、プランジャ３０が第１コア３４または第２コ
ア３８から離れている間は小さく、プランジャ３０がそ
れらに近接するに従って大きく増大される。このため、
電磁駆動装置１０を駆動するにあたり、第１電磁コイル
３４および第２電磁コイル３８に、交互に一定電流を供
給したのでは、可動部４６が一方の移動終端から他方の
移動終端に向けて変位する過程において、他方の移動終
端に近づくに連れて可動部４６の変位速度が増大される
現象が生ずる。かかる現象は、可動部４６が移動終端に
到達する際に生ずる衝突音を抑制するうえで、すなわ
ち、電磁駆動装置１０において優れた静粛性を得るうえ
で好ましくない現象である。

【００３５】そこで、本実施例においては、第１電磁コ
イル３４および第２電磁コイル３８に電流を供給するに
あたり、その電流値を、プランジャ３０が変位先の移動
終端から離れている間は大きく、プランジャ３０が変位
先の移動終端の近傍に到達した後は小さく制御すること
としている。尚、本明細書においては、かかる制御を着
座制御と称す。電磁駆動装置１０に上記の着座制御が施
されると、可動部４６が変位先の移動終端から離れてい
る間は、プランジャ３０に大きな電磁吸引力が作用し、
可動部４６が移動終端近傍に到達した後は、プランジャ
３０に小さな電磁力が作用する。その結果、変位先の移
動終端から離れた領域において可動部４６を高速変位さ
せ、かつ、可動部４６を緩やかに移動終端に到達させる
うえで有利な状況が形成される。

【００３６】しかしながら、電磁駆動装置１０に着座制
御を施すだけでは、可動部４６が移動終端近傍に到達し
た後に、その変位速度を十分に減速させることが困難で
ある。これに対して、電磁駆動装置１０においては、第
１コア３４に形成された凸状部３４ｃおよび第２コア３
８に形成された凸状部３８ｃが、可動部４６の急減速を
図るうえで有効に作用している。

【００３７】以下、図３を参照して、凸状部３４ｃ，３
８ｃの作用について説明する。図３は、電磁駆動装置１
０のプランジャ３０と第１コア３４との周辺の拡大図を
示す。図３は、第１電磁コイル３２に所定電流が供給さ
れてプランジャ３０が第１コア３４に吸着された状態を
表している。

【００３８】図３に示す如く、プランジャ３０が第１コ
ア３４に吸着されると、第１コア３４の凸状部３４ｃの
内周壁が、ギャップδを介してプランジャ３０の外周面
に対向する状態が形成される。かかる状況下では、図３
中に一点鎖線で示す如く、第１電磁コイル３２の内外を
還流する磁束が、ギャップδを介して、プランジャ３０
の外周面と凸状部３４ｃの内壁面との間で授受される。

【００３９】第１電磁コイル３２の内外を還流する磁束
が、上記の如く流通すると、プランジャ３０と凸状部３
４ｃとの間に電磁吸引力が働く。この電磁吸引力は、可
動部４６に対して、可動部４６を凸状部３４ｃ側に偏心
させようとする力として作用する。可動部４６に対して
かかる付勢力が作用すると、第１ベアリング４０とプラ
ンジャホルダ１８との接触圧、および第２ベアリング４
２とプランジャホルダ１８との接触圧が局部的に増大さ
れる。かかる状況下では、第１ベアリング４０および第
２ベアリング４２が全周において均一な接触圧でプラン
ジャホルダ１８を把持している場合に比して、可動部４
６の摺動抵抗が増大される。

【００４０】ところで、プランジャ３０が下方側移動終
端から上方側移動終端に向けて変位する過程でプランジ
ャ３０に作用する電磁吸引力は、プランジャ３０の外周
面と凸状部３４ｃとの間で磁束の授受が開始され始める
までは、ほぼ可動部４６をその軸方向に付勢する力とし
て働く。かかる状況下では、第１ベアリング４０とプラ
ンジャホルダ１８との接触圧、および第２ベアリング４
２とプランジャホルダ１８との接触圧が局部的に増大さ
れることはなく、可動部４６の摺動抵抗は小さく抑制さ
れる。

【００４１】また、プランジャ３０の変位が進行して、
プランジャ３０の外周面と凸状部３４ｃの内壁面との間
で磁束が授受される状態に至ると、プランジャ３０に偏
心方向の付勢力が作用し始めると共に、プランジャ３０
を第１コア３４に向けて軸方向に吸引する力が急激に減
少される。このため、電磁駆動装置１０によれば、プラ
ンジャ３０が下方側移動終端から上方側移動終端へ向け
て変位する過程において、プランジャ３０が第１コア３
４から十分に離間されている間は、小さな摺動抵抗の下
に円滑に可動部４６を変位させることができ、かつ、プ
ランジャ３０が第１コア３４の近傍に到達した後に、そ
の変位速度を急激に減速させることができる。

【００４２】電磁駆動装置１０において、第１コア３４
に到達したプランジャ３０は、その後第１電磁コイル３
２に供給されている電流が遮断されるまで、第１コア３
４に吸着された状態に保持される。また、弁体１２の開
閉弁タイミングに応じて可動部４６を下方側移動終端に
向けて変位させるべき要求が生ずると、第１電磁コイル
３２への電流の供給が遮断され、プランジャ３０が下方
側移動終端へ向けて変位し始める。

【００４３】本実施例においてプランジャ３０の急減速
を可能としている摺動抵抗は、可動部４６が変位するこ
とにより生ずる抵抗である。従って、摺動抵抗が増大さ
れたことにより、プランジャ３０を第１コア３４に吸着
保持しておくために要するエネルギが増大されることは
ない。更に、プランジャ３０が上方側移動終端から下方
側移動終端へ向けて変位し始める段階では、第１電磁コ
イル３２の内外を還流する磁束が、すなわち、可動部４
６を偏心方向に付勢する電磁吸引力の起因となっていた
磁束が既に消滅している。従って、可動部４６が上方側
移動終端から下方側移動終端へ向けて変位する際には、
プランジャ３０が第１コア３４の近傍に位置している段
階から、可動部４６の摺動抵抗は小さく抑制されてい
る。

【００４４】上述した摺動抵抗および電磁吸引力の変化
は、プランジャ３０が第１コア３４側から第２コア３８
側へ変位する際、すなわち、可動部４６が上方側移動終
端から下方側移動終端へ向けて変位する際にも同様に生
ずる。このため、電磁駆動装置１０によれば、可動部４
６が一方の移動終端から他方の移動終端に変位する過程
において、変位先の移動終端近傍から離間する全ての
領域で可動部４６を円滑に変位させ、変位先の移動終
端近傍において可動部４６の変位速度を急激に減速さ
せ、かつ、少ない消費電力により可動部４６を移動終
端に吸着保持しておくことができる。従って、本実施例
の電磁駆動装置１０によれば、優れた応答性、優れた静
粛性、および優れた省エネルギ性の全てを高いレベルで
実現させることができる。

【００４５】尚、上記の実施例においては、凸状部３４
ｃ，３８ｃ、第１電磁コイル３２および第２電磁コイル
３６が前記請求項１記載の摺動抵抗増大手段、および前
記請求項２記載の電磁力発生手段に、それぞれ相当して
いる。次に、図４を参照して本発明の第２実施例の電磁
駆動装置５０について説明する。図４は、本実施例の電
磁駆動装置５０の要部を拡大して表した図を示す。尚、
図４において、上記図１乃至図３に示す構成部分と同一
の部分については、同一の符号を付してその説明を省略
する。

【００４６】電磁駆動装置５０は、第１コア５２および
第２コア５４を備えている。第１コア５２および第２コ
ア５４には、上述した第１コア３４および第２コア３８
が備える凸状部３４ｃ，３８ｃに相当する部位が形成さ
れていない。また、電磁駆動装置５０は、プランジャ３
０を保持するプランジャホルダ５６を備えている。プラ
ンジャホルダ５６の軸部５６ａには、例えばＤＬＣ（ダ
イヤモンド・ライク・カーボン）等の低摩擦係数材によ
って表面処理された低摩擦係数部５６ｂ〜５６ｅと、か
かる処理の行われていない高摩擦係数部５６ｆ〜５６ｉ
とが形成されている。

【００４７】高摩擦係数部５６ｇおよび５６ｉは、図４
に示す如く、プランジャ３０が第１コア５２に吸着され
た場合に第１および第２ベアリング４０，４２に把持さ
れる部位に形成されている。一方、高摩擦係数部５６ｆ
および５６ｈは、プランジャ３０が第２コア５４に吸着
された場合に第１および第２ベアリング４０，４２に把
持される部位に形成されている。

【００４８】本実施例の電磁駆動装置５０によれば、プ
ランジャ３０およびプランジャホルダ５６を含む可動部
５８が上方側移動終端近傍および下方側移動終端を変位
する際には、可動部５８に対して比較的大きな摺動抵抗
が作用する。一方、可動部５８が上方側移動終端と下方
側移動終端との間を変位する際には、可動部５８に作用
する摺動抵抗が小さく抑制される。従って、本実施例の
電磁駆動装置５０によっても、優れた応答性と、優れた
静粛性と、優れた省エネルギ特性とを全て実現すること
ができる。

【００４９】尚、上記の実施例においては、高摩擦係数
部５６ｆ〜５６ｉが前記請求項１記載の摺動抵抗増大手
段、および前記請求項４記載の高摩擦係数部にそれぞれ
相当している。また、上記の実施例においては、第１ベ
アリング４０および第２ベアリング４２が前記請求項４
記載の可動部把持体に相当している。

【００５０】次に、図５および図６を参照して、本発明
の第３実施例である電磁駆動装置６０について説明す
る。図５は、電磁駆動装置６０の全体構成を表す断面図
を示す。電磁駆動装置１０は、弁体１２を備えている。
また、図６は、電磁駆動装置６０を図５に示すVI-VI 断
面で切断した際に得られる断面図を示す。尚、図５およ
び図６において、上記図１乃至図４に示す構成部分と同
一の部分については同一の符号を付してその説明を省略
する。

【００５１】図５に示す如く、電磁駆動装置６０は外筒
６２を備えている。外筒６２は、第１コア５２の外周に
嵌合される部位と第２コア５４の外周に嵌合される部位
との間に偏心部６２ａを備えている。図６に示す如く、
偏心部６２ａは外筒６２の内壁面により形成される円筒
形状部分である。偏心部６２ａは、その中心Ｃｅがプラ
ンジャホルダ１８の中心Ｃｐに対して所定距離αだけ偏
心するように形成されている。

【００５２】図５に示す如く、外筒６２の、第１コア５
２に嵌合される部位と偏心部６２ａとの境界部には、双
方の部位の段差によって第１押圧部６２ｂが形成されて
いる。同様に、外筒６２の、第２コア５４に嵌合される
部位と偏心部６２ａとの境界部には、双方の部位の段差
によって第２押圧部６２ｃが形成されている。第１押圧
部６２ｂは第１コア５２の直下部分に形成されている。
一方、第２押圧部６２ｃは第２コア５４の直上部分に形
成されている。第１押圧部６２ｂおよび第２押圧部６２
ｃを構成する段差は、共に図５に於いて右側に表される
部位において最も大きく、かつ、図５において左側に表
される部位において最も小さくなるように形成されてい
る。

【００５３】電磁駆動装置６０は、プランジャ３０の外
周面に固定される環状のシール材６４を備えている。図
６に示す如く、シール材６４は、その外周を外筒６２の
偏心部６２ａに密着させるべく、その径方向の幅が全周
に渡って徐々に増減されるように形成されている。この
ため、電磁駆動装置６０において、第１コア５２と第２
コア５４との間に隔成される空間は、プランジャ３０お
よびシール材６４によって更に第１コア５２側の空間
（以下、第１空間６６と称す）と第２コア５４側の空間
（以下、第２空間６８と称す）とに隔成されている。

【００５４】上記の構成によれば、プランジャ３０およ
びシール材６４は、プランジャ３０の変位速度を、その
移動終端近傍で減速させるエアダンパとして機能する。
すなわち、プランジャ３０が下方側移動終端から上方側
移動終端に向けて変位する過程においては、第１空間６
６の圧力が昇圧され、かつ、第２空間６８の圧力が減圧
される。このため、プランジャ３０の変位速度は、プラ
ンジャ３０が上方側移動終端に近づくに連れて減速され
る。同様に、プランジャ３０が上方側移動終端から下方
側移動終端に向けて変位する過程においては、第１空間
６６の圧力が減圧され、かつ、第２空間６８の圧力が昇
圧される。このため、プランジャ３０の変位速度は、プ
ランジャ３０が下方側移動終端に近づくに連れて減速さ
れる。

【００５５】尚、第１空間６６および第２空間６８は、
それぞれ第１コア５２とプランジャホルダ１８との間に
形成される隙間、または、第２コア５４とプランジャホ
ルダ１８との間に形成される隙間を介して外部空間に連
通している。このため、第１空間６６および第２空間６
８の内圧は、プランジャ３０の変位が停止された後大気
圧に収束する。従って、電磁駆動装置６０によれば、大
きなエネルギ消費を伴うことなくプランジャ３０を上方
側移動終端または下方側移動終端に保持することができ
る。

【００５６】ところで、プランジャ３０の外周に配設さ
れるシール材６４は、プランジャ３０が上方側移動終端
近傍に位置している場合には第１押圧部６２ｂと干渉す
る。同様に、シール材６４は、プランジャ３０が下方側
移動終端近傍に位置している場合には第２押圧部６２ｃ
と干渉する。シール材６４と第１押圧部６２ｂまたは第
２押圧部６２ｃとに干渉が生ずると、プランジャ３０を
図５に於ける右向きに付勢する力、すなわち、プランジ
ャホルダ１８を第１または第２ベアリング４０，４２に
対して偏心させる付勢力が発生する。

【００５７】このため、電磁駆動装置６０によれば、プ
ランジャ３０およびプランジャホルダ１８を含む可動部
７０が上方側移動終端と下方側移動終端との間を変位す
る場合に、プランジャ３０が第１コア５２および第２コ
ア５４から離間している領域ではプランジャホルダ１８
を円滑に作動させることができると共に、プランジャ３
０が第１コア５２および第２コア５４の近傍に到達した
後に、可動部７０に対して大きな摺動抵抗を作用させる
ことができる。従って、本実施例の電磁駆動装置６０に
よっても、上述した第１および第２実施例の電磁駆動装
置１０，５０と同様に、優れた応答性と、優れた静粛性
と、優れた省エネルギ特性との全てを実現することがで
きる。

【００５８】尚、上記の実施例においては、シール材６
４、第１押圧部６２ｂおよび第２押圧部６２ｃが前記請
求項１記載の摺動抵抗増大手段に、シール材６４が前記
請求項３記載の被押圧体に、また、第１および第２押圧
体６２ｂ，６２ｃが前記請求項３記載の押圧体に、それ
ぞれ相当している。

【００５９】ところで、電磁駆動装置の可動部の変位速
度は、例えば、可動部が移動終端近傍に到達した後に可
動部の変位を抑制する付勢力を発生するコイルバネまた
はエアバネを設けることによっても、または、可動部の
変位を抑制する減衰力を発生するエアダンパのみを設け
ることによっても、可動部がその移動終端の近傍に到達
した後に急激に減速させることができる。しかしなが
ら、コイルバネまたはエアバネを用いる場合は、可動部
を移動終端に吸着保持する際にバネが発する大きな付勢
力に抗い得る電磁吸引力を維持することが必要となる。
また、エアバネやエアダンパを用いる機構においては、
空気のシールに用いられるシール材に劣化が生じた際
に、適切な減速機能が得られなくなる場合がある。

【００６０】これに対して、上記第１乃至第３実施例の
電磁駆動装置１０，５０，６０によれば、これらの不都
合を全て回避することができる。この点、電磁駆動装置
１０，５０，６０は、コイルバネ、エアバネまたはエア
ダンパ等を用いて可動部の減速を図る装置に比して、省
エネルギ性、および耐久性の面で優れている。

【００６１】

【発明の効果】上述の如く、請求項１記載の発明によれ
ば、可動部を、その移動終端から離れた領域で円滑に変
位させることができると共に、可動部の変位速度を、可
動部がその移動終端近傍に到達した後において確実に低
下させることができる。従って、本発明に係る吸排気弁
用電磁駆動装置によれば、優れた応答性、優れた静粛
性、および優れた省エネルギ特性の全てを実現すること
ができる。

【００６２】請求項２記載の発明によれば、可動部が移
動終端に向けて変位する過程でその摺動抵抗を増大させ
ることができると共に、可動部がその移動終端から離間
する際に、その摺動抵抗を減少させることができる。従
って、本発明に係る吸排気弁用電磁駆動装置によれば、
請求項１記載の発明に比して更に優れた省エネルギ特性
を得ることができる。

【００６３】請求項３記載の発明によれば、被押圧体と
押圧体との作用により、可動部がその移動終端近傍に到
達した際に、機械的に可動部の摺動抵抗の増大を図るこ
とができる。従って、本発明に係る吸気弁用電磁駆動装
置によっても、上記請求項１記載の発明が備える効果
を、簡単な構成で実現することができる。

【００６４】また、請求項４記載の発明によれば、可動
部がその移動終端から離れている場合には、可動部と可
動部把持体との間の摺動抵抗を抑制し、かつ、可動部が
その移動終端の近傍に位置している場合には、可動部と
可動部把持体との間の摺動抵抗を増大させることができ
る。従って、本発明に係る吸気弁用電磁駆動装置によっ
ても、上記請求項１記載の発明と同様の効果を、簡単な
構成で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例である吸排気弁用電磁駆動
装置の全体構成を表す断面図である。

【図２】図１に示す吸排気弁用電磁駆動装置を図１に示
すII-II 直線に沿って切断した際に得られる断面図であ
る。

【図３】図１に示す吸排気用電磁駆動装置の要部を拡大
して表した図である。

【図４】本発明の第２実施例である吸排気弁用電磁駆動
装置の要部を拡大して表した図である。

【図５】本発明の第３実施例である吸排気弁用電磁駆動
装置の全体構成を表す断面図である。

【図６】図５に示す吸排気弁用電磁駆動装置を図５に示
すVI-VI 直線に沿って切断した際に得られる断面図であ
る。

【符号の説明】

１０；５０；６０ 吸排気弁用電磁駆動装置（電磁駆動
装置） １２ 弁体 １８；５６ プランジャホルダ ３０ プランジャ ３２ 第１電磁コイル ３４ 第１コア ３４ｃ，３８ｃ 凸状部 ３６ 第２電磁コイル ３８ 第２コア ４０ 第１ベアリング ４２ 第２ベアリング ４４；６２ 外筒 ４６；５８；７０ 可動部 ５６ｂ〜５６ｅ 低摩擦係数部 ５６ｆ〜５６ｉ 高摩擦係数部 ６２ｂ 第１押圧部 ６２ｃ 第２押圧部 ６４ シール材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可動部が備えるプランジャに電磁力を作
   用させることにより弁体を駆動する吸排気弁用電磁駆動
   装置において、 前記可動部の摺動抵抗を、前記可動部の移動終端近傍に
   おいて増大させる摺動抵抗増大手段を備えることを特徴
   とする吸排気弁用電磁駆動装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の吸排気弁用電磁駆動装置
   において、 前記摺動抵抗増大手段が、前記プランジャに、前記可動
   部の変位方向と異なる方向に向かう電磁力を作用させる
   電磁力発生手段を備えることを特徴とする吸排気弁用電
   磁駆動装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の吸排気弁用電磁駆動装置
   において、前記摺動抵抗増大手段が、 前記プランジャの外周の一部に配設される被押圧体と、 前記可動部が前記移動終端近傍に位置する場合に、前記
   被押圧体を前記プランジャの中央に向けて押圧する押圧
   体と、 を備えることを特徴とする吸排気弁用電磁駆動装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の吸排気弁用電磁駆動装置
   において、 前記摺動抵抗増大手段が、前記可動部を摺動可能に把持
   する可動部把持体を備えると共に、 前記可動部が、該可動部が前記移動終端近傍に位置する
   際に前記可動部把持体に把持される部位に、他の部位に
   比して摩擦係数の高い高摩擦係数部を備えることを特徴
   とする吸排気弁用電磁駆動装置。