JPH11141319A

JPH11141319A - 内燃機関の電磁駆動弁

Info

Publication number: JPH11141319A
Application number: JP9305912A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Hattori; 宏之服部; Takashi Deo; 隆志出尾; Tatsuo Iida; 達雄飯田; Masahiko Asano; 昌彦浅野; Yoshinori Kadowaki; 美徳門脇; Akihiro Yanagiuchi; 昭宏柳内; Toshio Fuwa; 稔夫不破
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-11-07
Filing date: 1997-11-07
Publication date: 1999-05-25
Anticipated expiration: 2017-11-07
Also published as: JP3596256B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は内燃機関の吸気弁または排気弁とし
て機能する電磁駆動弁に関し、一対の電磁石に同等の励
磁電流を供給しつつ、開弁方向と閉弁方向とに同等の動
作特性を実現することを目的とする。【解決手段】内燃機関の排気弁１２と共に動作するア
ーマチャ４２を設ける。アーマチャ４２の両側に第１電
磁石４４および第２電磁石４６を配設する。アーマチャ
４２を中立位置に付勢するアッパスプリング３４および
ロアスプリング２６を設ける。アーマチャ４２の中立位
置を、第１電磁石４４と第２電磁石４６との中間位置か
ら所定長だけ第２電磁石４６側に偏った位置に設定す
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、内燃機関の電磁駆
動弁に係り、特に、内燃機関の吸気弁または排気弁とし
て機能する内燃機関の電磁駆動弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開平７ー３３５４３
７号に開示される如く、内燃機関の吸気弁または排気弁
として機能する電磁駆動弁が知られている。上記従来の
電磁駆動弁は、内燃機関の吸気弁または排気弁として機
能する弁体と、弁体と共に動作するアーマチャとを備え
ている。アーマチャの両側には、一対の電磁石と、一対
のスプリングとが配設されている。一対の電磁石は、ア
ーマチャを開弁方向に引き寄せる電磁力、および、アー
マチャを閉弁方向に引き寄せる電磁力を発生する。ま
た、一対のスプリングは、アーマチャを中立位置に付勢
するバネ力を発生する。

【０００３】上記の構造によれば、閉弁側の電磁石に所
定の励磁電流を供給することで、アーマチャおよび弁体
を閉弁側に動作させることができる。アーマチャが閉弁
側の電磁石に吸着された状態で、閉弁側の電磁石への励
磁電流が停止されると、アーマチャおよび弁体は、スプ
リングの付勢力により開弁方向に動作する。アーマチャ
および弁体が動作する過程では、摺動摩擦等に起因する
エネルギの損失が生ずる。

【０００４】上記従来の電磁駆動弁によれば、開弁側の
電磁石に励磁電流を供給することで、上述したエネルギ
の損失を補うことができる。すなわち、上記従来の電磁
駆動弁によれば、閉弁側の電磁石への励磁電流を停止し
た後、適当な時期に開弁側の電磁石に励磁電流を供給し
始めることで、アーマチャを開弁側の電磁石まで動作さ
せること、すなわち、弁体を全開位置まで動作させるこ
とができる。

【０００５】同様に、上記従来の電磁駆動弁によれば、
開弁側の電磁石への励磁電流を停止した後、適当な時期
に閉弁側の電磁石に励磁電流を供給し始めることによ
り、アーマチャを適正に閉弁側の電磁石まで動作させる
こと、すなわち、弁体を全閉位置まで動作させることが
できる。従って、上記従来の電磁駆動弁によれば、開弁
側の電磁石および閉弁側の電磁石に交互に励磁電流を供
給することで、弁体を適当に開閉動作させることができ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
電磁駆動弁において、アーマチャの中立位置は、開弁側
の電磁石と閉弁側の電磁石との中間位置に設定されてい
る。従って、一対のスプリングには、アーマチャが閉弁
側の電磁石に吸着されている場合と、アーマチャが開弁
側の電磁石に吸着されている場合とで等しいエネルギが
蓄えられる。この場合、スプリングがアーマチャを付勢
するエネルギは、弁体が開弁方向に動作する場合と、弁
体が閉弁方向に動作する場合とで同等となる。

【０００７】しかし、電磁駆動弁の弁体の動作を妨げる
外力の大きさは、弁体が開弁方向に動作する場合と、弁
体が閉弁方向に動作する場合とで必ずしも同等ではな
い。このため、電磁駆動弁の弁体が開弁方向に動作する
場合と、その弁体が閉弁方向に動作する場合とでは、異
なるエネルギ損失量が発生することがある。開弁側の電
磁石に供給される励磁電流と、閉弁側の電磁石に供給さ
れる励磁電流とは、大きく相違しないことが望ましい。
従って、弁体の動作方向に応じてエネルギ損失量が異な
る場合には、スプリングがアーマチャを付勢するエネル
ギが弁体の動作方向に応じて相違していることが望まし
い。より具体的には、弁体が大きなエネルギ損失を伴う
方向に動作する場合に、弁体が逆方向に動作する場合に
比して、スプリングが大きなエネルギでアーマチャを付
勢することが望ましい。

【０００８】上述の如く、上記従来の電磁駆動弁におい
て、スプリングは、弁体の動作方向に関わらず同等のエ
ネルギでアーマチャを付勢する。この場合、弁体の動作
方向に起因するエネルギ損失量の相違を、スプリングか
らアーマチャに供給されるエネルギで相殺することはで
きない。このため、上記従来の電磁駆動弁によっては、
開弁側の電磁石と閉弁側の電磁石とに同等の励磁電流を
供給しつつ、開弁方向への動作時および閉弁方向への動
作時に同等の動作特性を確保することができなかった。

【０００９】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、一対の電磁石に供給される励磁電流が同等であ
る状況下で、開弁方向と閉弁方向とに同等の動作特性を
発揮する内燃機関の電磁駆動弁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
に記載する如く、内燃機関の弁体と共に動作するアーマ
チャと、前記アーマチャの両側に配設される一対の電磁
石と、前記アーマチャの両側から前記アーマチャを中立
位置に向けて付勢する一対の弾性部材と、を備える内燃
機関の電磁駆動弁において、前記中立位置が、前記一対
の電磁石の中間位置から一方の電磁石側に偏っている内
燃機関の電磁駆動弁により達成される。

【００１１】本発明において、弾性部材は、アーマチャ
を中立位置に向けて付勢する付勢力を発生する。中立位
置は、一方の電磁石に偏った位置に設定されている。こ
のため、アーマチャが他方の電磁石に吸着されている場
合は、アーマチャが上述した一方の電磁石に吸着されて
いる場合に比して、弾性部材に大きなエネルギが蓄えら
れる。従って、本発明において、弾性部材は、アーマチ
ャが他方の電磁石側から一方の電磁石側へ動作する際に
は大きなエネルギでアーマチャを付勢し、アーマチャが
一方の電磁石側から他方の電磁石側へ動作する際には小
さなエネルギでアーマチャを付勢する。

【００１２】上記の目的は、請求項２に記載する如く、
上記請求項１記載の内燃機関の電磁駆動弁において、前
記弁体が内燃機関の排気弁であると共に、前記一方の電
磁石が前記アーマチャを開弁方向に引き寄せる電磁力を
発生する電磁石である内燃機関の電磁駆動弁により達成
される。

【００１３】本発明において、電磁駆動弁の弁体は排気
弁として用いられる。排気弁は、内燃機関の燃焼室に高
圧の燃焼圧が残存する状況下で開弁方向に動作する。こ
のため、排気弁が開弁方向に動作する際には、排気弁が
閉弁方向に動作する場合に比して大きなエネルギ損失が
生ずる。本発明において、アーマチャの中立位置は、開
弁側の電磁石に偏った位置に設定されている。この場
合、弾性部材は、弁体が開弁方向に動作する際に、弁体
が閉弁方向に動作する場合に比して大きなエネルギでア
ーマチャを付勢する。弾性部材が発生するエネルギが上
記の如く変化すると、弁体の動作方向に起因するエネル
ギ損失の相違が、弾性部材の発するエネルギにより相殺
される。

【００１４】また、上記の目的は、請求項３に記載する
如く、上記請求項１記載の内燃機関の電磁駆動弁におい
て、前記弁体が内燃機関の吸気弁であり、前記弁体と前
記アーマチャとが分離されており、前記一対のスプリン
グの一方が、前記弁体を介して前記アーマチャを閉弁方
向に付勢しており、かつ、前記一方の電磁石が前記アー
マチャを閉弁方向に引き寄せる電磁力を発生する電磁石
である内燃機関の電磁駆動弁により達成される。

【００１５】本発明において、弁体とアーマチャとは分
離可能に構成されている。このため、弁体およびアーマ
チャが閉弁方向に動作する過程では、弁体が弁座に着座
した後、アーマチャのみが、弁体から分離して閉弁側の
電磁石に向かって動作する事態が生じ得る。本発明にお
いて、アーマチャを閉弁方向に付勢する付勢力は、弁体
を介してアーマチャに伝達される。従って、アーマチャ
が弁体から分離して閉弁側の電磁石に向かって動作する
過程では、アーマチャに対して閉弁方向へ向かう付勢力
が伝達されない。この場合、アーマチャには他方の弾性
部材が発生する付勢力、すなわち、アーマチャの閉弁方
向への動作を妨げる付勢力のみが作用する。一方、弁体
およびアーマチャが開弁方向に動作する場合は、アーマ
チャに対して双方の弾性部材の付勢力が常に伝達され
る。このため、本発明の電磁駆動弁において、弾性部材
の発する付勢力は、閉弁方向に向かうアーマチャの振幅
を、開弁方向に向かうアーマチャの振幅に比して大きく
減衰させ易い。

【００１６】本発明において、弁体は吸気弁として用い
られる。吸気弁に作用する外力は、開弁方向に動作する
場合と、閉弁方向に動作する場合とで大きく相違しな
い。このため、アーマチャの振幅は、上述した付勢力の
作用により、閉弁側に動作する場合に、開弁側に動作す
る場合に比して大きく減衰される。本発明において、ア
ーマチャの中立位置は、閉弁側の電磁石に偏った位置に
設定されている。この場合、弾性部材は、弁体が閉弁方
向に動作する際に、弁体が開弁方向に動作する場合に比
して大きなエネルギでアーマチャを付勢する。この場
合、アーマチャは、上述した振幅の減衰率の相違に関わ
らず、開弁方向に動作する場合と閉弁方向に動作する場
合の双方の場合に同等の動作特性を示す。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例である
電磁駆動弁１０の全体構成図を示す。本実施例の電磁駆
動弁１０は、内燃機関の排気弁１２を備えている。排気
弁１２は、内燃機関の燃焼室内に露出するようにシリン
ダヘッド１４に配設されている。シリンダヘッド１４に
は、排気ポート１６が設けられている。排気ポート１６
には、排気弁１２に対する弁座１８が形成されている。
排気ポート１６は、排気弁１２が弁座１８から離座する
ことにより導通状態となり、また、排気弁１２が弁座１
８に着座することにより遮断状態となる。

【００１８】排気弁１２には、弁軸２０が固定されてい
る。弁軸２０は、バルブガイド２２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２２は、シリンダ
ヘッド１４に支持されている。また、弁軸２０の上端部
には、ロアリテーナ２４が固定されている。ロアリテー
ナ２４の下方にはロアスプリング２６およびスプリング
シート２８が配設されている。ロアスプリング２６は、
ロアリテーナ２４を図１における上方へ向けて付勢して
いる。

【００１９】弁軸２０の上部には非磁性材料で構成され
たアーマチャ軸３０が配設されている。アーマチャ軸３
０の上端部には、アッパーリテーナ３２が固定されてい
る。アッパーリテーナ３２の上部には、アッパースプリ
ング３４が配設されている。アッパースプリング３４
は、アッパーリテーナ３２を図１における下方へ向けて
付勢している。

【００２０】アッパースプリング３４の上端部は、スプ
リングホルダ３４により保持されている。また、スプリ
ングホルダ３４の上部には、アジャスタボルト３６が配
設されている。アジャスタボルト３６は、アッパキャッ
プ３８に螺着されている。アッパキャップ３８は、ハウ
ジングプレート４０に固定されている。アーマチャ軸３
０には、アーマチャ４２が接合されている。アーマチャ
４２は、磁性材料で構成された環状の部材である。アー
マチャ４２の上下には、第１電磁石４４および第２電磁
石４６が配設されている。第１電磁石４４は、アッパコ
イル４８およびアッパコア５０を備えている。また、第
２電磁石４６は、ロアコイル５２およびロアコア５４を
備えている。第１電磁石４４および第２電磁石４６は、
ハウジングプレート４０により、所定の位置関係に保持
されている。

【００２１】電磁駆動弁１０において、アーマチャ４２
は、アッパスプリング３４がアーマチャ軸３０を下方に
向けて付勢することにより、また、ロアスプリング２６
が弁軸２２を上方に向けて付勢することにより、中立位
置に付勢されている。アーマチャ４２の中立位置は、ア
ジャスタボルト３６により調整することができる。本実
施例において、電磁駆動弁１０は、アーマチャ４２の中
立位置がアッパコア５０とロアコア５４の中間位置よ
り、所定長だけロアコア５４側に偏った位置に設定され
ている点に特徴を有している。尚、以下の記載において
は、アッパコア５０とアーマチャ４２の中立位置との距
離をＸＬと、また、ロアコア５４とアーマチャ４２の中
立位置との距離をＸＳ（＜ＸＬ）とする。

【００２２】以下、電磁駆動弁１０の動作と共に、上記
の特徴部に起因して得られる効果について説明する。電
磁駆動弁１０において、アッパコイル４８およびロアコ
イル５２の何れにも励磁電流が供給されていない場合
は、アーマチャ４２が中立位置に保持される。この場
合、弁体１２は、全開状態と全閉状態のほぼ中間の状態
となる。かかる状況下でアッパコイル４８に励磁電流が
供給されると、第１電磁石４４とアーマチャ４２との間
には、アーマチャ４２を第１電磁石４４側へ引き寄せる
電磁力が発生する。

【００２３】このため、電磁駆動弁１０によれば、アッ
パコイル４８に適当な励磁電流を供給することで、アー
マチャ４２を第１電磁石４４側へ動作させることができ
る。アーマチャ軸３０は、アーマチャ４２がアッパコア
５０と衝突するまで第１電磁石４４側へ動作することが
できる。電磁駆動弁１０は、弁軸２０の熱膨張等に影響
されることなく、アーマチャ４２がアッパコア５０に到
達する前に確実に排気弁１２が弁座１８に着座するよう
に構成されている。このため、電磁駆動弁１０によれ
ば、アッパコイル４８に適当な励磁電流を供給すること
で、確実に排気弁１２を全閉状態とすることができる。

【００２４】アーマチャ４２が第１電磁石４４に吸着さ
れている場合、アッパスプリング３８の軸長、および、
ロアスプリング２６の軸長は、アーマチャ４２が中立位
置に維持されている場合に比して、ほぼ所定長ＸＬだけ
縮小または伸長される。この場合、アッパスプリング３
８およびロアスプリング２６のバネ定数をＫとすると、
アッパスプリング３８およびロアスプリング２６に蓄え
られるエネルギＥＵは次式の如く表すことができる。

【００２５】ＥＵ＝Ｋ・ＸＬ²／２・・・（１）アーマチャ４２が第１電磁石４４に吸着されている状況
下で、アッパコイル４８への励磁電流の供給が停止され
ると、以後、アーマチャ軸３０、弁軸２０および排気弁
１２は、アッパスプリング３４およびロアスプリング２
６のバネ力に起因して開弁方向に動作する。上記の動作
には、摺動摩擦等に起因するエネルギ損失が生ずる。こ
のため、排気弁１２の振幅は、排気弁１２が開弁方向に
動作する過程である程度減衰される。

【００２６】電磁駆動弁１０においては、ロアコイル５
２に励磁電流を供給することで、第２電磁石４６とアー
マチャ４２との間に、アーマチャ４２を第２電磁石４６
側へ引き寄せる電磁力が発生する。このため、電磁駆動
弁１０によれば、アッパコイル４４への励磁電流の供給
を停止した後、適当なタイミングでロアコイル５２に励
磁電流を供給することで、上述した振幅の減衰を補っ
て、アーマチャ４２を第２電磁石４６まで動作させるこ
とができる。

【００２７】排気弁１２は、アーマチャ４２が第２電磁
石４６と当接する際に全開状態となる。従って、電磁駆
動弁１０によれば、アッパコイル４８への励磁電流の供
給を停止した後、適当な時期にロアコイル５２への励磁
電流の供給を開始することで、排気弁１２を全閉状態か
ら全開状態に変化させることができる。アーマチャ４２
が第２電磁石４６に吸着されている場合、アッパスプリ
ング３８の軸長、および、ロアスプリング２６の軸長
は、アーマチャ４２が中立位置に維持されている場合に
比して、ほぼ所定長ＸＳだけ伸長または縮小される。こ
の場合、アッパスプリング３８およびロアスプリング２
６のバネ定数をＫとすると、アッパスプリング３８およ
びロアスプリング２６に蓄えられるエネルギＥＬは次式
の如く表すことができる。

【００２８】ＥＬ＝Ｋ・ＸＳ²／２・・・（２）アーマチャ４２が第２電磁石４６に吸着されている状況
下で、ロアコイル５２への励磁電流の供給が停止される
と、以後、アーマチャ軸３０、弁軸２０および排気弁１
２は、アッパスプリング３４およびロアスプリング２６
のバネ力に起因して閉弁方向に動作する。上記の動作に
は、摺動摩擦等に起因するエネルギ損失が生ずる。この
ため、排気弁１２の振幅は、排気弁１２が閉弁方向に動
作する過程である程度減衰される。

【００２９】電磁駆動弁１０によれば、ロアコイル５２
への励磁電流の供給を停止した後、適当な時期にアッパ
コイル４８への励磁電流の供給を開始することで、上記
の減衰を補って、アーマチャ４２を第１電磁石４４まで
動作させることができる。このため、電磁駆動弁１０に
よれば、アッパコイル３４およびロアコイル４０に交互
に励磁電流を供給することで、排気弁１２を適正に開閉
動作させることができる。

【００３０】ところで、内燃機関において、排気弁１２
の開弁動作は、燃焼室に高圧の燃焼圧が残存している状
況下で行われる。このため、排気弁１２の振幅は、排気
弁１２が開弁方向に動作する場合に、排気弁１２が閉弁
方向に動作する場合に比して大きく減衰される。従っ
て、排気弁１２の開弁動作時と閉弁動作時とに、同等の
動作特性を得るためには、開弁動作時に、閉弁動作時に
比して大きなエネルギで排気弁１２を付勢することが必
要である。

【００３１】上述の如く、本実施例の電磁駆動弁１０に
おいては、アーマチャ４２が第１電磁石４４に吸着され
ている場合に、アーマチャ４２が第２電磁石４６に吸着
されている場合に比して、アッパスプリング３４および
ロアスプリング２６に大きなエネルギが蓄えられる。こ
のため、電磁駆動弁１０においては、アッパスプリング
３４およびロアスプリング２６が、開弁動作時に、閉弁
動作時に比して大きなエネルギで排気弁１２を付勢する
現象が生ずる。

【００３２】アッパスプリング３４およびロアスプリン
グ２６が、上記の如く排気弁１２を付勢することによれ
ば、開弁動作時におけるエネルギ損失量と、閉弁動作時
におけるエネルギ損失量との相違を、アッパスプリング
３４およびロアスプリング２６の発生するエネルギによ
り相殺することができる。このため、本実施例の電磁駆
動弁１０によれば、アッパコイル４８に供給する励磁電
流と、ロアコイル５２に供給する励磁電流とを大きく相
違させることなく、開弁動作時と閉弁動作時とに同等の
動作特性を実現することができる。

【００３３】尚、上記の実施例においては、排気弁１２
が前記請求項１記載の「弁体」に、第１電磁石４４およ
び第２電磁石４６が前記請求項１記載の「一対の電磁
石」に、アッパスプリング３４およびロアスプリング２
６が前記請求項１記載の「一対の弾性部材」に、第２電
磁石が前記請求項１記載の「一方の電磁石」に、それぞ
れ相当している。

【００３４】ところで、上記の実施例においては、アー
マチャ４２の中立位置を、常に第２電磁石４６に偏った
位置に設定することとしているが、本発明は、これに限
定されるものではなく、アーマチャ４２の中立位置を可
変とするアクチュエータを設け、燃焼圧が高圧となる高
負荷・高回転時にのみアーマチャ４２の中立位置を第２
電磁石４６側に移動させることとしてもよい。

【００３５】次に、図２を参照して、本発明の第２実施
例について説明する。図２は、本実施例の電磁駆動弁６
０の全体構成図を示す。本実施例の電磁駆動弁６０は、
上記図１に示す電磁駆動弁１０の構成において、第１電
磁石４４に変えて第１電磁石６２を備えている点に特徴
を有している。尚、図２において、上記図１に示す構成
部分と同一の部分には、同一の符号を付してその説明を
省略または簡略する。

【００３６】第１電磁石６２は、アッパコア６４を備え
ている。アッパコア６４には、アッパコイル４８が収納
されている。アッパコア６４は、アーマチャ４２と対抗
する端面に環状突起６６を備えている。環状突起６６
は、アーマチャ４２の外径に比して僅かに大きな内径を
有している。従って、アーマチャ４２が第１電磁石６２
に吸着された場合に、アーマチャ４２と環状突起６６と
の間には、所定のエアギャップが形成される。

【００３７】本実施例において、アーマチャ４２の中立
位置は、第１実施例の場合と同様に、第１電磁石６２と
第２電磁石４６との中間位置から所定長だけ第２電磁石
４６側に偏った位置に設定されている。かかる構造は、
開弁動作時に、アッパスプリング３４およびロアスプリ
ング２６のバネ力により排気弁１２を第２電磁石４６の
近傍まで動作させる上で有効である。

【００３８】しかし、上記の構造によれば、アーマチャ
４２の中立位置が第１電磁石６２と第２電磁石４６の中
間位置に設定されている場合に比して、アーマチャ４２
と第１電磁石６２との間に大きな距離が生じ易い。アー
マチャ４２と電磁石との間には、両者の距離が短いほど
効率よく電磁力が発生する。従って、アーマチャ４２の
中間位置を第２電磁石４６側に偏った位置に設定する構
造は、アーマチャ４２と第１電磁石６２との間に効率よ
く電磁力を発生させるうえでは、必ずしも好ましい構造
ではない。

【００３９】本実施例の電磁駆動弁６０において、アッ
パコア６４には、上記の如く環状突起６６が設けられて
いる。環状突起６６によれば、環状突起６６が設けられ
ていない場合に比して、アッパコア６４の端面とアーマ
チャ４２との間の距離を短縮することができる。このた
め、第１電磁石６２は、アーマチャ４２の中立位置が第
２電磁石４６側に偏っている状況下で、効率良くアーマ
チャ４２を引き寄せる電磁力を発生する。従って、本実
施例の電磁駆動弁６０によれば、第１実施例の電磁駆動
弁１０に比して、更に優れた省電力特性を実現すること
ができる。

【００４０】次に、図３を参照して、本発明の第３実施
例について説明する。図３は、本実施例の電磁駆動弁７
０の全体構成図を示す。本実施例の電磁駆動弁７０は、
吸気弁７２を備えている点、および、アーマチャ４２の
中立位置が第１電磁石４４と第２電磁石４６の中間点か
ら所定長だけ第１電磁石４４側に偏った位置に設定され
ている点に特徴を有している。尚、図３において、上記
図１に示す構成部分と同一の部分には、同一の符号を付
してその説明を省略または簡略する。

【００４１】シリンダヘッド１４には、吸気ポート７４
が形成されている。吸気ポート７４には、弁座７６が配
設されている。吸気弁７２は、弁座７６に着座すること
により、または、弁座７６から離座することにより吸気
ポート７４を遮断状態または導通状態とする。吸気弁７
２の開弁動作は、排気弁１２の開弁動作と異なり、燃焼
室に燃焼圧が残存しない状況下で行われる。このため、
吸気弁７２の動作を妨げる外力は、開弁動作時と閉弁動
作時とで大きく相違しない。従って、外力に起因する振
幅の減衰量は、吸気弁７２の開弁動作時と、閉弁動作時
とでほぼ同等となる。

【００４２】電磁駆動弁７０は、弁軸２０等の熱膨張に
影響されることなく、確実に吸気弁７２が弁座７６に着
座するように構成されている。すなわち、電磁駆動弁７
０は、弁軸２０等に熱膨張が生じても、常にアーマチャ
４２がアッパコア５０に到達する前に吸気弁７２が弁座
７６に到達するように構成されている。このため、電磁
駆動弁７０においては、アーマチャ４２が第１電磁石４
４に引き寄せられる過程で、吸気弁７２が弁座７６に着
座した後、アーマチャ４２およびアーマチャ軸３０のみ
が、弁軸２０から分離して第１電磁石４４に向かって動
作する状況が生じ得る。

【００４３】電磁駆動弁７０において、アッパリテーナ
３２は、アーマチャ軸３０に固定されている。このた
め、アッパスプリング３４のバネ力は、直接的にアーマ
チャ軸３０に伝達される。一方、ロアリテーナ２４は、
弁軸２０に固定されている。このため、ロアリテーナ２
４のバネ力は、弁軸２０を介して間接的にアーマチャ軸
３０に伝達される。

【００４４】上述の如く、電磁駆動弁７０においては、
アーマチャ４２が第１電磁石４４の近傍に到達した後、
アーマチャ軸３０が弁軸２０から分離する状況が生ず
る。かかる状況下では、ロアスプリング２６のバネ力が
アーマチャ軸３０に伝達されず、アーマチャ軸３０にア
ッパスプリング３４のバネ力だけが伝達される事態が生
ずる。

【００４５】アッパスプリング３４は、アーマチャ４２
を第２電磁石４６へ向けて付勢するバネ力を発生する。
このため、アーマチャ軸３０にアッパスプリング３４の
発するバネ力のみが作用する状況下では、第１電磁石４
４に向かうアーマチャ４２の振幅に急激な減衰が生ず
る。アーマチャ４２が第２電磁石４６に向かって動作す
る過程では、アーマチャ４２が第１電磁石４４を離れた
後、アーマチャ４２が第２電磁石４６に到達するまで常
に、アーマチャ軸３０に、アッパスプリング３４のバネ
力およびロアスプリング２６のバネ力の双方が作用す
る。このため、アーマチャ４２が第２電磁石４６に向か
って動作する過程では、アーマチャ４２の振幅に急激な
減衰が生ずることはない。

【００４６】このように、電磁駆動弁７０において、ア
ッパスプリング３４のバネ力およびロアスプリング２６
のバネ力は、アーマチャ４２が第１電磁石４４に向かっ
て動作する場合に、アーマチャ４２が第２電磁石４６に
向かって動作する場合に比して大きくアーマチャ軸３０
の振幅を減衰させる。このため、吸気弁７２の振幅は、
閉弁動作時に、開弁動作時に比して大きく減衰され易
い。

【００４７】上述の如く、電磁駆動弁７０において、ア
ーマチャ４２の中立位置は、第１電磁石４２に偏った位
置に設定されている。かかる構造によれば、アッパスプ
リング３４およびロアスプリング２６は、吸気弁１２の
閉弁動作時に、吸気弁１２の開弁動作時に比して大きな
エネルギでアーマチャ軸３０を付勢する。この場合、開
弁動作時と閉弁動作時における減衰量の相違が、アッパ
スプリング３４およびロアスプリング２６の発生するエ
ネルギにより相殺される。このため、本実施例の電磁駆
動弁７０によれば、アッパコイル４８に供給する励磁電
流と、ロアコイル５２に供給する励磁電流とを大きく相
違させることなく、開弁動作時と閉弁動作時とに同等の
動作特性を実現することができる。

【００４８】尚、上記の実施例においては、吸気弁７２
が前記請求項１記載の「弁体」に相当していると共に、
第１電磁石４４が前記請求項１記載の「一方の電磁石」
に相当している。ところで、本実施例の電磁駆動弁７０
において、アーマチャ４２の中立位置は、第１実施例お
よび第２実施例における中立位置と異なる位置に設定さ
れている。このような構造の差異は、例えば、アジャス
タボルト３６の締め込み調整を行うことにより、また
は、厚さの異なるスプリングシート２８を用いることに
より設けることができる。厚さの異なるスプリングシー
ト２８を用いることによれば、排気弁１２を駆動する電
磁駆動弁１０，６０と、吸気弁７２を駆動する電磁駆動
弁７０とにおいて、アッパスプリング３４およびロアス
プリング２６の共通化を図りつつ、それらのセット高さ
を等しくすることができる。

【００４９】

【発明の効果】上述の如く、請求項１記載の発明によれ
ば、弁体の動作方向に応じて、弾性部材に異なるエネル
ギでアーマチャを付勢させることができる。このため、
本発明によれば、２つの電磁石に供給する励磁電流を大
きく異ならせることなく、ほぼ同等の動作特性で弁体を
開弁方向および閉弁方向に動作させることができる。

【００５０】請求項２記載の発明によれば、電磁駆動弁
が排気弁として用いられる場合に、２つの電磁石に供給
する励磁電流を大きく異ならせることなく、ほぼ同等の
動作特性で弁体を開弁方向および閉弁方向に動作させる
ことができる。また、請求項３記載の発明によれば、電
磁駆動弁が吸気弁として用いられる場合に、２つの電磁
石に供給する励磁電流を大きく異ならせることなく、ほ
ぼ同等の動作特性で弁体を開弁方向および閉弁方向に動
作させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の電磁駆動弁の全体構成図
である。

【図２】本発明の第２実施例の電磁駆動弁の全体構成図
である。

【図３】本発明の第３実施例の電磁駆動弁の全体構成図
である。

【符号の説明】

１０；６０；７０電磁駆動弁１２排気弁２０弁軸２６ロアスプリング３０アーマチャ軸３４アッパスプリング４２アーマチャ４４；６４第１電磁石４６第２電磁石７２吸気弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者浅野昌彦愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者門脇美徳愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者柳内昭宏愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者不破稔夫愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の弁体と共に動作するアーマチ
ャと、前記アーマチャの両側に配設される一対の電磁石
と、前記アーマチャの両側から前記アーマチャを中立位
置に向けて付勢する一対の弾性部材と、を備える内燃機
関の電磁駆動弁において、前記中立位置が、前記一対の電磁石の中間位置から一方
の電磁石側に偏っていることを特徴とする内燃機関の電
磁駆動弁。
【請求項２】請求項１記載の内燃機関の電磁駆動弁に
おいて、前記弁体が内燃機関の排気弁であると共に、前記一方の電磁石が前記アーマチャを開弁方向に引き寄
せる電磁力を発生する電磁石であることを特徴とする内
燃機関の電磁駆動弁。
【請求項３】請求項１記載の内燃機関の電磁駆動弁に
おいて、前記弁体が内燃機関の吸気弁であり、前記弁体と前記アーマチャとが分離されており、前記一対のスプリングの一方が、前記弁体を介して前記
アーマチャを閉弁方向に付勢しており、かつ、前記一方の電磁石が前記アーマチャを閉弁方向に引き寄
せる電磁力を発生する電磁石であることを特徴とする内
燃機関の電磁駆動弁。