JPH11270321A - 電磁駆動弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、電磁駆動弁に関し、電磁駆動弁の
消費電力を増加させることなく、プランジャがコアに吸
着される際に生ずる着座音を低減することを目的とす
る。 【解決手段】 第１コイル６２を収容する第１コア４８
は、第１インナコア５２と第１アウタコア５６とに分割
される。第１インナコア５２は、第１アウタコア５６の
内周側に軸方向に変位可能に収容される。第１インナコ
ア５２のプランジャ４６側への変位は、段差面５２ｃと
第１アウタコア５６の段差面５６ｅとが当接することに
より制限される。第１コア４８の上端面には、弾性板で
ある弾性板６６が配設される。第１インナコア５２のプ
ランジャ４６から離間する向きの変位は、弾性板６６に
より制限される。第２コア５０は第１コア４８と上下対
称の構成を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プランジャと、プ
ランジャを吸引する電磁石とを備える電磁駆動弁に関
し、特に、作動音を低減するうえで好適な電磁駆動弁に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電磁石が発する電磁力により
弁体を開閉動作させる電磁駆動弁が知られている。電磁
駆動弁は、軸方向に変位することにより弁体を駆動する
プランジャと、プランジャに固定されたアーマチャと、
アーマチャを吸引する電磁石と、アーマチャを電磁石の
吸引方向とは逆向きに付勢するバネとを備えている。電
磁駆動弁は、適当なタイミングで電磁石に励磁電流を供
給することで、電磁力とバネ力とを共働させながら弁体
を開閉駆動する。電磁石に励磁電流が供給された場合、
アーマチャは、バネが発する弾性力に抗して電磁石に着
座するまで吸引される。この場合、アーマチャが高速で
変位しながら電磁石に着座すると、両者の衝突に伴って
大きな着座音が発生する。

【０００３】かかる着座音を低減し得る構成として、例
えば特開平６−１２９２１９号に開示される弁開閉装置
が公知である。この弁開閉装置は、弁体を開弁方向に駆
動する電磁アクチュエータと、弁体を閉弁方向に付勢す
るバネとを備えている。更に、弁開閉装置は、弁体が弁
座に着座する近傍で弁体を開弁方向に付勢する緩衝バネ
を備えている。かかる構成によれば、弁体が弁座に着座
するときに、緩衝バネの弾性力が弁体と弁座とを引き離
す向きに作用することで、弁体と弁座との衝突が緩和さ
れる。かかる構成を上記の電磁駆動弁に採用し、アーマ
チャが電磁石に着座する近傍でアーマチャと電磁石とを
離間させる向きの弾性力を発生する弾性手段を設けるこ
とで、アーマチャと電磁石との衝突を緩和し、アーマチ
ャが電磁石に着座する際に生ずる着座音を低減すること
ができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
構成を採用した場合、アーマチャが電磁石に着座した状
態で、アーマチャには、常に、アーマチャを電磁石から
離間させる向きの弾性力が作用する。このため、アーマ
チャと電磁石とが着座した状態を保持するのに必要な励
磁電流が増大し、電磁駆動弁の消費電力が増大してしま
う。

【０００５】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
あり、消費電力の増大を招くことなく、アーマチャが電
磁石に着座する際に生ずる着座音を低減し得る電磁駆動
弁を提供することを目的とする。

【０００６】

【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、軸方向に変位可能なプランジャと、電
磁コイル及び該電磁コイルを収容するコアよりなり、該
電磁コイルに励磁電流が供給されることにより前記プラ
ンジャを吸引する電磁石とを備える電磁駆動弁におい
て、前記コアを、固定部と、該固定部に対して前記軸方
向に変位可能に設けられた可動部とにより構成した電磁
駆動弁により達成される。

【０００７】本発明において、コアは、固定部と、固定
部に対して軸方向に変位可能に設けられた可動部とによ
り構成される。従って、プランジャが電磁石の近傍まで
吸引されると、プランジャとコアの可動部（以下、可動
コアと称す）との間に作用する電磁吸引力により、可動
コアはプランジャ側へ変位する。このため、プランジャ
がコアに着座する過程では、プランジャは先ず可動コア
に接触する。プランジャが可動コアに接触すると、電磁
コイルの発する磁束の一部が可動コアからプランジャへ
直接流れることで、コアの固定部とプランジャとの間に
作用する電磁吸引力は減少する。その結果、プランジャ
の変位速度が抑制されることで、プランジャがコアに着
座する際に生ずる着座音が低減される。

【０００８】また、上記の目的は、請求項２に記載する
如く、請求項１記載の電磁駆動弁において、前記コアの
前記可動部が前記プランジャから離間する向きに所定位
置まで変位した際に前記可動部に当接する弾性部材を設
けた電磁駆動弁により更に効果的に達成される。

【０００９】本発明において、弾性部材は、可動コアが
プランジャから離間する向きに所定位置まで変位した際
に可動コアに当接する。従って、可動コアがプランジャ
との接触により、プランジャから離間する向きに跳ね返
された場合、可動コアの変位は弾性部材に当接すること
により阻止される。可動コアが弾性部材に当接する際、
弾性部材に弾性変形が生ずることで当接音の発生が抑制
される。また、弾性部材の弾性復元力により、可動コア
はプランジャに向けて押し返される。このため、可動コ
アとプランジャとが接触した状態が速やかに回復する。
これにより、上記した可動コアとプランジャとの接触に
よる着座音低減の効果が確保される。

【００１０】また、上記の目的は、請求項３に記載する
如く、軸方向に変位可能なプランジャステムと、該プラ
ンジャステムに保持されたプランジャと、電磁コイル及
び該電磁コイルを収容するコアよりなり、該電磁コイル
に励磁電流が供給されることにより前記プランジャを吸
引する電磁石とを備える電磁駆動弁において、前記プラ
ンジャを、前記プランジャステムの周りに周方向に分割
された複数の部材より構成すると共に、各部材を、前記
コアに接近及び離間する方向に揺動可能に前記プランジ
ャステムに接続した電磁駆動弁により達成される。

【００１１】本発明において、プランジャはプランジャ
ステムの周りに周方向に分割された複数の部材より構成
されると共に、各部材は、コアに接近及び離間する方向
に揺動可能にプランジャステムに接続される。従って、
プランジャが電磁石の近傍まで吸引されると、プランジ
ャとコアとの間に作用する磁気吸引力により、プランジ
ャを構成する各部材はコア側へ揺動する。このため、プ
ランジャがコアに着座する過程では、各部材は、その外
周側から内周側に向けて次第にコアに接触していく。こ
の場合、電磁コイルの発する磁束の一部が、コアからプ
ランジャへ接触部を通って直接流れることで、プランジ
ャをコアに向けて変位させる磁気吸引力は減少する。そ
の結果、プランジャの変位速度が抑制されることで、プ
ランジャとコアとの着座音が抑制される。

【００１２】更に、上記の目的は、請求項４に記載する
如く、軸方向に変位可能なプランジャステムと、該プラ
ンジャステムに保持されたプランジャと、電磁コイル及
び該電磁コイルを収容するコアよりなり、該電磁コイル
に励磁電流が供給されることにより前記プランジャを吸
引する電磁石とを備える電磁駆動弁において、前記プラ
ンジャを軸方向に積層された複数の薄板より構成し、か
つ、各薄板の内周側端部を前記プランジャステムに接続
した電磁駆動弁により達成される。

【００１３】本発明において、プランジャが軸方向に積
層された複数の薄板より構成され、かつ、各薄板の内周
側端部がプランジャステムに接続される。従って、プラ
ンジャを構成する各薄板は、コアに接近及び離間する方
向に撓むことができる。このため、プランジャがコアの
近傍まで吸引されると、プランジャとコアとの間に作用
する電磁吸引力により、プランジャを構成する薄板はそ
れぞれコア側に撓んだ状態で、コアに近い側の薄板から
順次コアに吸引される。従って、各薄板がコアに吸引さ
れる過程では、プランジャがコアに着座する際の衝撃
は、各薄板に分散して吸収される。その結果、プランジ
ャとコアとの着座音が低減される。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例である電
磁駆動弁の構成図である。図１において、本実施例の電
磁駆動弁は、内燃機関の排気バルブに適用されている。
図１に示す如く、電磁駆動弁は弁体１２を備えている。
弁体１２は内燃機関の排気バルブを構成している。弁体
１２は、内燃機関の燃焼室１４内に露出するようにロア
ヘッド１６に配設されている。ロアヘッド１６には排気
ポート１８が形成されている。排気ポート１８には弁体
１２に対する弁座２０が形成されている。排気ポート１
８は、弁体１２が弁座２０から離座することにより導通
状態となり、また、弁体１２が弁座２０に着座すること
により遮断状態となる。ロアヘッド１６の上部にはアッ
パヘッド２２が連結されている。

【００１５】弁体１２には弁軸２４が固定されている。
弁軸２４は、バルブガイド２６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２６はロアヘッド１６
に保持されている。ロアヘッド１６の、バルブガイド２
６の上部を囲む部位には円筒部２８が形成されている。
また、弁軸２４の上端部にはロアリテーナ３０が固定さ
れている。ロアリテーナ３０と円筒部２８の底面との間
には、両者を離間させる向きの付勢力を発生するロアス
プリング３２が配設されている。ロアスプリング３２は
ロアリテーナ３０を介して弁軸２４及び弁体１２を上向
き、すなわち、弁体１２の閉弁方向に付勢している。

【００１６】弁軸２４の上端面には、プランジャステム
３６の下端面が当接している。プランジャステム３６は
ロッド状に形成された非磁性部材である。また、プラン
ジャステム３６の上端部には、アッパリテーナ３８が固
定されている。アッパリテーナ３８の上部には、アッパ
スプリング４０の下端部が当接している。アッパスプリ
ング４０の周囲には、円筒状のアッパキャップ４２が配
設されている。アッパキャップ４２の上部にはアジャス
タボルト４４が螺着されている。アッパスプリング４０
の上端部はスプリング座部４３を介してアジャスタボル
ト４４に当接している。アッパスプリング４０はアッパ
リテーナ３８を介してプランジャステム３６を下向きに
付勢している。従って、アッパスプリング４０は弁軸２
４及び弁体１２を下向き、すなわち、弁体１２の開弁方
向に付勢している。

【００１７】プランジャステム３６の軸方向中間部の外
周には、径方向外向きに突起するプランジャ保持部３６
ａが形成されている。プランジャ保持部３６ａの周囲に
は、プランジャ４６が接合されている。プランジャ４６
は軟磁性材料から構成された環状の部材である。プラン
ジャ４６の上方には第１コア４８が配設されている。ま
た、プランジャ４６の下方には第２コア５０が配設され
ている。プランジャステム３６は、第１コア４８及び第
２コア５０を貫通している。

【００１８】第１コア４８及び第２コア５０は円筒状に
形成された磁性部材であり、それぞれ、第１インナコア
５２及び第２インナコア５４と、第１アウタコア５６及
び第２アウタコア５８とに分割されている。第１インナ
コア５２及び第２インナコア５４は、それぞれ、第１ア
ウタコア５６及び第２アウタコア５８の内周部に収容さ
れている。なお、第１コア４８及び第２コア５０の構成
の詳細については後述する。

【００１９】第１インナコア５２の内周面の上端部に
は、ベアリング５９が配設されている。また、第２イン
ナコア５４の内周面の下端部には、ベアリング６０が配
設されている。ベアリング５９及び６０はプランジャス
テム３６を軸方向に摺動可能に保持している。また、第
１アウタコア５６は、その下端面に環状溝５６ａを備え
ている。環状溝５６ａには、第１コイル６２が収容され
ている。同様に、第２アウタコア５８は、その上端面に
環状溝５８ａを備えている。環状溝５８ａには第２コイ
ル６４が収容されている。

【００２０】第１コア４８の上端面、及び、第２コア５
０の下端面には、それぞれ、弾性板６６及び６８が配設
されている。弾性板６６及び６８は弾性材料より構成さ
れた環状の部材であり、その中央部をプランジャステム
３６が貫通している。第１アウタコア５６及び第２アウ
タコア５８は、それぞれ、上端部及び下端部にフランジ
部５６ｂ及び５８ｂを備えている。第１アウタコア５６
及び第２アウタコア５８は、それらのフランジ部５６ｂ
及び５８ｂがアッパヘッド２２を上下から挟むように、
アッパヘッド２２に形成された円筒部２２ａに嵌着され
ている。

【００２１】上記したアッパキャップ４２はその下端部
にフランジ部４２ａを備えている。フランジ部４２ａ
は、第１アウタコア５６のフランジ部５６ｂ及び弾性板
６６を上方から覆うように配置されている。また、アッ
パヘッド２２の下面にはロアキャップ７０が配設されて
いる。ロアキャップ７０は、第２アウタコア５８のフラ
ンジ部５８ｂ及び弾性板６８を下方から覆うように配置
されている。そして、第１アウタコア５６のフランジ部
５６ｂ及び弾性板６６がアッパヘッド２２の上面とアッ
パキャップ４２のフランジ部４２ａとの間に挟まれた状
態で、固定ボルト７２が、アッパキャップ４２のフラン
ジ部４２ａを貫通してアッパヘッド２２に螺着され、か
つ、第２アウタコア５８のフランジ部５８ｂ及び弾性板
６８がロアキャップ７０とアッパヘッド２２の下面との
間に挟まれた状態で固定ボルト７４がロアキャップ７０
を貫通してアッパヘッド２２に螺着されることにより、
第１アウタコア５６と第２アウタコア５８とが所定の間
隔を隔てるようにアッパヘッド２２の内部に固定されて
いると共に、弾性板６６及び６８がそれぞれ第１コア４
８の上側及び第２コア５０の下側に固定されている。な
お、上記したアジャスタボルト４４は、プランジャ４６
の中立位置が第１アウタコア５６と第２アウタコア５８
との中間点となるように調整されている。

【００２２】次に、電磁駆動弁の動作について説明す
る。第１コイル６２に励磁電流が供給されると、第１コ
イル６２が発生する磁束によってプランジャ４６には第
１コア４８へ向かう方向の電磁吸引力が作用する。この
ため、プランジャ４６はアッパスプリング４０の付勢力
に抗して第１コア４８へ向けて変位する。プランジャ４
６が第１コア４８に着座するまで変位した状態では、弁
体１２が弁座２０に着座することで、電磁駆動弁は閉弁
状態となる。以下、プランジャ４６が第１コア４８に着
座する位置を、プランジャ４６、プランジャステム３
６、又は弁体１２の閉弁側変位端と称する。

【００２３】このように電磁駆動弁が閉弁された状態
で、第１コイル６２への励磁電流の供給が停止される
と、プランジャ４６を閉弁側変位端に保持するのに必要
な電磁吸引力は消滅する。このため、第１コイル６２へ
の励磁電流の供給が停止されると、プランジャステム３
６はアッパスプリング４０に付勢されることによって速
やかに下方へ向けて変位を開始する。

【００２４】プランジャステム３６が閉弁側変位端から
下方へ向けて変位すると、弁体１２が弁座２０から離座
することで電磁駆動弁は開弁状態となる。プランジャス
テム３６の下方への変位量が所定値に達した時点で、第
２コイル６４に励磁電流が供給されると、プランジャ４
６を第２コア５０に向けて付勢する電磁吸引力が発生す
る。

【００２５】プランジャ４６に対して上記電磁吸引力が
作用すると、プランジャステム３６はロアスプリング３
２の発する付勢力に抗して第２コア５０に向けて、第２
コア５０に着座するまで変位する。以下、プランジャ４
６が第２コア５０に着座した位置を、プランジャ４６、
プランジャステム３６、又は弁体１２の開弁側変位端と
称す。かかる状態で、第２コイル６４への励磁電流の供
給が停止されると、プランジャ４６を開弁側変位端に保
持するのに必要な電磁吸引力が消滅する。このため、プ
ランジャステム３６はロアスプリング３２の付勢力によ
って速やかに上方へ変位を開始する。

【００２６】プランジャステム３６の上方への変位量が
所定値に達した時点で第１コイル６２に励磁電流が供給
されると、第１コイル６２が発する電磁吸引力によりプ
ランジャ４６は第１コア４８へ向けて付勢される。この
ため、弁軸１２及びプランジャステム３６は閉弁側変位
端まで変位し、弁体１２が弁座２０に着座することで、
電磁駆動弁は再び閉弁状態となる。

【００２７】このように、本実施例によれば、第１コイ
ル６２と第２コイル６４とに、交互に適当なタイミング
で励磁電流を供給し、弁体１２を閉弁側変位端と開弁側
変位端との間で繰り返し往復運動させることで、電磁駆
動弁を開閉させることができる。上述の如く、弁体１２
は、プランジャ４６がアッパスプリング４０又はロアス
プリング３２が発する付勢力に抗して、第１コア４８又
は第２コア５０に吸引されることにより開閉駆動され
る。従って、プランジャ４６が第１コア４８又は第２コ
ア５０に着座する時点で、プランジャ４６に作用する電
磁吸引力がアッパスプリング４０又はロアスプリング３
２の付勢力に対して過大であると、プランジャ４６は第
１コア４８又は第２コア５０に過度に高い速度で着座す
ることになる。この場合、プランジャ４６と第１コア４
８又は第２コア５０との着座に伴って大きな着座音が発
生し、電磁駆動弁の静粛性が低下してしまう。

【００２８】これに対して、本実施例の電磁駆動弁は、
上記の如く、第１コア４８及び第２コア５０を、それぞ
れ、第１インナコア５２及び第２インナコア５４と、第
１アウタコア５６及び第２アウタコア５８とに分割する
ことにより、プランジャ４６と第１コア４８及び第２コ
ア５０との着座音を低減し得る点に特徴を有している。
以下、かかる特徴部について図２を参照して説明する。

【００２９】図２は、プランジャ４６が第１コア４８に
吸引される過程を示す拡大図である。図２の右半分はプ
ランジャ４６が第１コア４８の近傍に達した状態を示
し、左半分はプランジャ４６が第１コア４８に完全に着
座した状態を示している。なお、図２には、第１コイル
６２に励磁電流が供給された場合に発生する磁束を矢印
で示している。

【００３０】先ず、図２を参照して、第１コア４８及び
第２コア５０の構成の詳細について説明する。なお、第
１コア４８及び第２コア５０は上下に互いに対称な構成
を有しているため、第１コア４８について代表的に説明
する。図２に示す如く、第１インナコア５２はその外周
面に、小径部５２ａと、上端部に形成された大径部５２
ｂとを備えている。小径部５２ａと大径部５２ｂとの境
界部には段差面５２ｃが形成されている。また、第１ア
ウタコア５６の内周面には、第１インナコア５２の小径
部５２ａ及び大径部５２ｂにそれぞれ対応して、小径部
５６ｃ及び大径部５６ｄが設けられている。小径部５６
ｃと大径部５６ｄとの境界部には段差面５６ｅが形成さ
れている。

【００３１】第１インナコア５２は、小径部５２ａが第
１アウタコア５６の小径部５６ｃに嵌挿され、かつ、大
径部５２ｂが第１アウタコア５６の大径部５６ｄに嵌挿
されることにより、アウタコア５６の内部に、軸方向に
摺動可能に収容されている。第１インナコア５２及び第
１アウタコア５４は、第１インナコア５２の上端面と第
１アウタコア５６の上端面とが一致した状態で、段差面
５２ｃと段差面５６ｅとの間に所定の隙間が生じ、か
つ、段差面５２ｃと段差面５６ｅとが当接した状態で、
第１インナコア５２の下端面が第１アウタコア５６の下
端面より下方に突出するように構成されている。

【００３２】上述の如く、第１コア４８の上端面には、
弾性材料より構成された弾性板６６が固定されている。
弾性板６６は、第１アウタコア５６の上端面に当接し、
かつ、大径部５６ｄの内周面より内径側に突出するよう
に配置されている。従って、第１インナコア５２の軸方
向の変位は、その上端面が弾性板６６に当接した状態
と、段差面５２ｃと段差面５６ｄとが当接した状態との
間に制限されている。

【００３３】次に、プランジャ４６が第１コア４８に吸
引される場合の動作について説明する。上述の如く、第
１インナコア５２は第１アウタコア５６の内部を軸方向
に所定の範囲内で変位し得るように構成されている。こ
のため、プランジャ４６が第１コア４８の近傍まで吸引
されると、プランジャ４６と第１インナコア５２との間
に作用する電磁吸引力により、第１インナコア５２はプ
ランジャ４６に向けて、その段差面５２ｃが第１アウタ
コア５６の段差面５６ｅに当接するまで変位する。かか
る第１インナコア５２の変位により、プランジャ４６が
第１コア４８に着座する場合、図２の右半分に示す如
く、プランジャ４６は先ず第１インナコア５２に接触す
る。

【００３４】プランジャ４６と第１インナコア５２とが
接触すると、第１コイル６２が発生する磁束の一部は、
第１アウタコア５６とプランジャ４６との間の隙間を介
さずに、直接、第１インナコア５２からプランジャ４６
に流入する。すなわち、磁束の一部はプランジャ４６と
第１インナコア５２との接触部を経由してバイパスされ
ることになる。このバイパスされた磁束の分だけ、プラ
ンジャ４６と第１アウタコア５６との間に作用する電磁
吸引力が減少することで、プランジャ４６と第１アウタ
コア５６との間の電磁吸引力とアッパスプリング４０の
付勢力との差が縮小する。このため、プランジャ４６
は、その変位速度が抑制された状態で、図２左半分に示
す如く、第１アウタコア５６に着座するまで吸引され
る。その結果、プランジャ４６はより緩やかに第１アウ
タコア５６に着座することとなり、両者の着座に伴って
発生する着座音が低減される。

【００３５】また、プランジャ４６と第１インナコア５
２とが接触すると、その後、プランジャ４６は第１イン
ナコア５２と共に第１アウタコア５６に向けて変位す
る。この場合、第１インナコア５２が第１アウタコア５
６の内部を摺動することで、その摺動抵抗によって、プ
ランジャ４６及び第１インナコア５２の変位速度は抑制
され、着座音は更に低減される。このように、本実施例
においては、第１インナコア５２と第１アウタコア５６
との間に生ずる摺動抵抗によっても、プランジャ４６が
第１アウタコア５６に着座する際の着座音が低減され
る。

【００３６】また、図２の左半分に示す如く、プランジ
ャ４６が第１アウタコア５６に完全に当接すると、第１
インナコア５２及び第１アウタコア５６の双方が一体と
なってプランジャ４６と当接する状態が形成される。こ
の状態では、第１インナコア５２及び第１アウタコア５
６とプランジャ４６との間には、第１コア４８がこれら
２つの部材に分割されていない場合と同様の電磁吸引力
が作用する。ただし、本実施例の電磁駆動弁では、第１
インナコア５２が固定されていないため、第１コア４８
が分割されていない場合と比較して、プランジャ４６を
閉弁側変位端に保持する電磁吸引力は第１インナコア５
２の面積分だけ減少し、プランジャ４６を閉弁側変位端
に保持するために第１コイル６２に供給すべき励磁電流
は若干増加する。しかしながら、その増加量は僅かであ
り、電磁駆動弁の消費電力の増加は最小限に抑制されて
いる。すなわち、本実施例においては、電磁駆動弁の消
費電力の増加を最小限に抑制しつつ、プランジャ４６が
第１コア４８に着座する際の着座音を低減することが可
能となっている。

【００３７】以上、プランジャ４６が第１コア４８に吸
引される場合の動作について説明したが、プランジャ４
６が第２コア５０に吸引される場合についても、第２コ
ア５０が第２インナコア５４と第２アウタコア５８とに
分割されていることで、プランジャ４６が第１コア４８
に吸引される場合と同様に、プランジャ４６が第２コア
５０に着座する際の着座音を低減することができる。

【００３８】このように、本実施例においては、第１コ
ア４８及び第２コア５０が、それぞれ、第１インナコア
５２及び第２インナコア５４と第１アウタコア５６及び
第２アウタコア５８とに分割され、かつ、第１インナコ
ア５２及び第２インナコア５４が、それぞれ、第１アウ
タコア５６及び第２アウタコア５８に対して軸方向に変
位可能に構成されていることで、電磁駆動弁の消費電力
の増加を最小限に抑制しつつ、プランジャ４６が第１コ
ア４８及び第２コア５０に着座する際に生ずる着座音を
低減することができる。

【００３９】ところで、プランジャ４６と第１インナコ
ア５２とが接触する時点で、プランジャ４６が高速で変
位していると、第１インナコア５２はプランジャ４６と
の衝突により、軸方向上方に向けて跳ね飛ばされる可能
性がある。これに対して、本実施例では、第１コア４８
の上方に弾性板６６が配設されている。従って、本実施
例では、第１インナコア５２の上方への変位が、第１イ
ンナコア５２が弾性板６６に当接することにより規制さ
れることで、第１インナコア５２の上方への過大な変位
を防止することが可能となっている。

【００４０】第１インナコア５２が弾性板６６に当接す
ると、図２中左側に破線で誇張して示す如く、弾性板６
６には上向きの撓み変形が生ずる。かかる撓み変形によ
り、第１インナコア５２と弾性板６６との当接の際の衝
撃が吸収され、これにより、第１インナコア５２と弾性
板６６との当接音が抑制される。また、弾性板６６の撓
み変形に伴う弾性復元力により、第１インナコア５２は
プランジャ４６に向けて押し戻される。このため、第１
インナコア５２とプランジャ４６とが接触した状態が速
やかに回復され、これにより、プランジャ４６が第１イ
ンナコア５２と接触した状態で変位することが可能とな
る。また、第２コア５０についても、その下側に弾性板
６８が設けられていることで、上記と同様の効果を得る
ことができる。

【００４１】このように、本実施例によれば、弾性板６
６及び６８が設けられていることで、プランジャ４６が
高速で第１インナコア５２又は第２インナコア５４に衝
突する場合にも、第１インナコア５２及び第２インナコ
ア５４の過大な変位を防止することができる。そして、
弾性板６６及び６８の弾性変形により、第１インナコア
５２と弾性板６６、及び、第２インナコア５４と弾性板
６８の当接の際の当接音を抑制することができると共
に、その弾性復元力により第１インナコア５２及び第２
インナコア５４がプランジャ４６に向けて押し戻される
ことで、プランジャ４６を第１インナコア５２又は第２
インナコア５４に接触した状態で変位させることが可能
となる。従って、本実施例の電磁駆動弁によれば、プラ
ンジャ４６が高速で第１インナコア５２又は第２インナ
コア５４に衝突する場合にも、上記した磁束のバイパス
による着座音低減の効果を確保することができる。

【００４２】なお、上記実施例においては、弾性板６
６、６８を環状に構成するものとしたが、本発明は、こ
れに限定されるものではなく、第１アウタコア５６及び
第２アウタコア５８の大径部５６ｄ、５８ｄの内周面よ
り内径側に突出して第１インナコア５２及び第２インナ
コア５４の変位を規制し得る構成であればよい。また、
弾性板６６、６８に代えて、第１インナコア５２及び第
２インナコア５４が当接することにより弾性変形を生ず
る任意の弾性部材、例えば、ゴム製部材等を第１インナ
コア５２の上方及び第２インナコア５４の下方に設ける
こととしてもよい。この場合、上記実施例においては、
例えば第１コア４８側について、第１インナコア５２及
び第１アウタコア５６の上端面が一致した状態で弾性板
６６と第１インナコア５２とが当接するものとしたが、
これに限らず、第１インナコア５２の上端面が第１アウ
タコア５６の上端面から突出した状態、又は、第１アウ
タコア５６の上端面より下方に位置する状態で第１イン
ナコア５２が弾性部材に当接する構成であってもよい。

【００４３】なお、上記第１実施例においては、プラン
ジャステム３６及びプランジャ４６が請求項１に記載し
たプランジャに、第１コイル６２及び第２コイル６４が
請求項１に記載した電磁コイルに、第１アウタコア５６
及び第２アウタコア５８が請求項１に記載したコアの固
定部に、第１インナコア５２及び第２インナコア５４が
請求項１に記載したコアの可動部に、弾性板６６、６８
が請求項２に記載した弾性部材に、それぞれ相当してい
る。

【００４４】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。本実施例の電磁駆動弁は、図１に示す電磁駆動弁に
おいて、プランジャステム３６及びプランジャ４６に代
えて、プランジャステム１３６及びプランジャ１４６を
用いることにより実現される。上記第１実施例と同様
に、プランジャステム１３６は非磁性材料から構成され
た部材であり、また、プランジャ１４６は軟磁性材料か
ら構成された部材である。

【００４５】図３は、本実施例の電磁駆動弁が備えるプ
ランジャステム１３６及びプランジャ１４６の軸方向断
面図である。また、図４は、プランジャステム１３６及
びプランジャ１４６を軸方向から見た状態を示す図であ
る。図４に示す如く、プランジャ１４６は、径方向のス
リットが放射状に形成されることで、周方向に例えば３
つの部材１４８、１５０、１５２に分割されている。一
方、図３に示す如く、プランジャステム１３６の外周面
には、円弧状の断面形状を有する保持溝１３６ａが全周
にわたって設けられている。プランジャ１４６の内周側
端部には、保持溝１３６ａの断面形状に対応する円弧状
の断面形状を有する接続部１４６ａが設けられている。
また、プランジャ１４６の最外周面には、固定溝１４６
ｂが全周にわたって設けられている。プランジャ１４６
は、接続部１４６ａがプランジャステム１３６の保持溝
１３６ａに収容された状態で、固定溝１４６ｂにガータ
ースプリング１５４が装着されることで、プランジャス
テム１３６の周囲に保持されている。この場合、プラン
ジャ１４６の接続部１４６ａがプランジャステム１３６
の保持溝１３６ａと円弧状の面で接触し、かつ、プラン
ジャ１４６が周方向に分割されていることで、図３の左
半分に破線で示す如く、プランジャ１４６はプランジャ
ステム１３６に対して、プランジャステム１３６の中心
軸に垂直な軸の周りを、第１コア４８側及び第２コア５
０側に揺動することができる。なお、プランジャ１４６
の各分割部分の間に適当な間隔を設けて、各分割部分が
揺動した際の相互の干渉を防止することが好ましい。ま
た、ガータースプリング１５２に代えて、Ｃリングや金
属バンド等の他の任意の弾性的な保持手段を用いてもよ
い。

【００４６】本実施例においても、上記第１実施例と同
様に、第１コイル６２と第２コイル６４とに、交互に適
当なタイミングで励磁電流を供給し、弁体１２を閉弁側
変位端と開弁側変位端との間で繰り返し往復運動させる
ことで、電磁駆動弁を開閉させることができる。本実施
例の電磁駆動弁は、上記の如く、プランジャ１４６がプ
ランジャステム１３６に対して揺動可能に構成されてい
ることで、プランジャ１４６と第１コア４８及び第２コ
ア５０との着座音を低減させ得る点に特徴を有してい
る。以下、かかる特徴部を、プランジャ１４６が第１コ
ア４８に吸引される場合について図５を参照して説明す
る。図５は、プランジャ１４６が第１コア４８に吸引さ
れる過程を示す拡大図である。図５の右半分はプランジ
ャ１４６が第１コア４８の近傍に達した状態を示し、左
半分はプランジャ１４６が第１コア４８に完全に着座し
た状態を示している。

【００４７】本実施例においても、上記第１実施例と同
様に、プランジャ１４６が第１コア４８の近傍に達する
と、第１インナコア５２がプランジャ１４６側に変位
し、プランジャ１４６がまず第１インナコア５２と接触
することで、プランジャ１４６と第１コア４８との衝突
音が抑制される。更に、本実施例の電磁駆動弁において
は、プランジャ１４６が揺動可能に構成されているた
め、プランジャ１４６が第１コア４８に接近し、プラン
ジャ１４６と第１コア４８との間に作用する磁気吸引力
が一定以上に増加すると、図５の右半分に示す如く、こ
の磁気吸引力により、プランジャ１４６は第１コア４８
に向けて揺動する。このため、プランジャ１４６が第１
アウタコア５６に吸着される過程で、プランジャ１４６
は、その外周側から内周側へ向けて次第に第１アウタコ
ア５６に接触していくことになる。この場合、プランジ
ャ１４６と第１アウタコア５６とが接触した部位におい
て第１コイル６２の発生する磁束がバイパスされること
で、プランジャ１４６を第１アウタコア５６に向けて駆
動する電磁吸引力が減少し、その結果、プランジャ１４
６と第１アウタコア５６との着座音が低減される。

【００４８】また、プランジャ１４６が第１アウタコア
５６に向けて変位しながら、その外周側から内周側へ向
けて次第に第１アウタコア５６に接触していく過程で
は、プランジャ１４６が第１アウタコア５６側に傾斜し
た状態から元の状態に向けて揺動する。この場合、プラ
ンジャ１４６と第１アウタコア５６との当接面において
相対変位が生じ、この相対変位に伴って摩擦力が発生す
る。かかる摩擦力により、プランジャ１４６の変位速度
は抑制され、これにより、プランジャ１４６と第１アウ
タコア５６との着座音は更に低減される。

【００４９】なお、プランジャ１４６を上記の如く揺動
可能に構成しても、図５の左半分に示す如くプランジャ
１４６が第１アウタコア５６に完全に着座した状態で、
両者間に作用する電磁吸引力が減少することはない。従
って、本実施例においても、プランジャ１４６を閉弁側
変位端に保持するのに必要な励磁電流が増加することが
防止されている。

【００５０】なお、以上の記載においては、プランジャ
１４６が第１コア４８に吸引される場合について説明し
たが、第２コア５０に吸引される場合についても、プラ
ンジャ１４６が第２コア５０側に揺動することで、全く
同様にプランジャ１４６と第２コア５０との着座音を低
減することができる。このように、本実施例によれば、
プランジャ１４６がプランジャステム１３６に対して揺
動可能に構成されていることで、プランジャ１４６を開
弁側変位端及び閉弁側変位端に保持するのに必要な励磁
電流を増加させることなく、すなわち、電磁駆動弁の消
費電力を増加させることなく、プランジャ１４６と第１
コア４８及び第２コア５０との着座音をより効果的に抑
制することができる。

【００５１】なお、上記実施例では、プランジャ１４６
を３つに分割するものとしたが、これに限らず、任意の
分割数とすることができる。また、上記実施例では、プ
ランジャステム１３６の外周面に設けた保持溝１３６ａ
にプランジャ１４６の内周側に設けた連結部１４６ａを
収容させ、プランジャ１４６の最外周部の固定溝１４６
ｂにガータースプリング１５２を装着することにより、
プランジャ１４６を揺動可能に保持することとした。し
かしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、
例えば、アーマチャ１４６とプランジャステム１３６と
の接続部を板バネ構造とし、弾性的に揺動可能な構成と
するなどの、プランジャ１４６を揺動可能とする他の任
意の構成を用いることができる。

【００５２】次に、本発明の第３実施例について説明す
る。本実施例の電磁駆動弁は、図１に示す構成におい
て、プランジャ４６に代えてプランジャ２４６を用いる
ことにより実現される。図６は、本実施例の電磁駆動弁
が備えるプランジャステム３６及びプランジャ２４６の
軸方向断面図である。また、図７は、プランジャステム
３６及びプランジャ２４６を軸方向から見た状態を示す
図である。

【００５３】図７に示す如く、プランジャ２４６は、上
記第２実施例のアーマチャ１３６と同様に、周方向に例
えば３つの部分に分割されている。また、図６に示す如
く、プランジャ２４６の各分割部分は、軟磁性材料から
なる例えば３層の薄板２４６ａ〜２４６ｃが積層されて
構成されている。薄板２４６ａ〜２４６ｃの内周側端面
は、プランジャステム３６のプランジャ保持部３６ａ
に、例えば、電子ビーム溶接、レーザ溶接、ろう付け、
接着剤等の固定手段により固定されている。従って、プ
ランジャ２４６を構成する薄板２４６ａ〜２４６ｃは、
それぞれ、図６の左半分にに破線で示す如く、プランジ
ャ保持部３６ａへの固定部を中心に、第１コア４８側又
は第２コア５０側へ撓むことができる。

【００５４】本実施例においても、上記第１及び第２実
施例と同様に、第１コイル６２と第２コイル６４とに、
交互に適当なタイミングで励磁電流を供給し、弁体１２
を閉弁側変位端と開弁側変位端との間で繰り返し往復運
動させることで、電磁駆動弁を開閉させることができ
る。本実施例の電磁駆動弁は、上記の如く、プランジャ
２４６が軸方向に積層された薄板２４６ａ〜２４６ｃに
より構成され、かつ、周方向に分割されていることで、
プランジャ２４６が第１コア４８及び第２コア５０に着
座する際の着座音を更に効果的に抑制し得る点に特徴を
有している。以下、かかる特徴部を、プランジャ２４６
が第１コア４８に吸引される場合について図８を参照し
て説明する。

【００５５】図８は、プランジャ２４６が第１コア４８
に吸引される過程を示す拡大図である。図８の右半分は
プランジャ２４６が第１コア４８の近傍に達した状態を
示し、左半分はプランジャ２４６が第１コア４８に完全
に着座した状態を示している。本実施例においても、上
記第１及び第２実施例と同様に、プランジャ２４６が第
１コア４８の近傍に達すると、第１インナコア５２がプ
ランジャ２４６側に変位し、プランジャ２４６が先ず第
１インナコア５２と接触することで、プランジャ２４６
が第１コア４８に着座する際に生ずる着座音が抑制され
る。

【００５６】更に、本実施例の電磁駆動弁においては、
プランジャ２４６が第１コア４８に接近し、プランジャ
２４６と第１コア４８との間の磁気吸引力が一定以上に
増加すると、図８の右半分に破線で示す如く、この磁気
吸引力により、第１コア４８に最も近い側の薄板２４６
ａが第１コア４８に向けて撓みながら第１アウタコア５
６に当接する。そして、プランジャ２４６が第１コア４
８に接近するにつれて、第１コア４８に近い側の薄板か
ら順次撓みながら、先に第１アウタコア５６に接触した
薄板を介して第１アウタコア５６に当接する。従って、
プランジャ２４６と第１アウタコア５６との衝突に伴う
エネルギーは、各薄板２４６ａ〜２４６ｃと第１アウタ
コア５６との当接に分散されることとなり、その結果、
プランジャ２４６が第１アウタコア５６に着座する際に
生ずる着座音が低減される。また、プランジャ２４６が
第２コア５０に吸引される場合も同様に、プランジャ２
４６が第１アウタコア５８に着座する際に生ずる着座音
が低減される。

【００５７】なお、プランジャ２４６を上記の如く構成
しても、プランジャ２４６が第１アウタコア５６又は第
２アウタコア５８に完全に着座した状態で、プランジャ
２４６に作用する電磁吸引力が減少することはない。従
って、本実施例においては、プランジャ２４６を閉弁側
変位端及び開弁側変位端に保持するのに必要な励磁電流
が増加することが防止されている。

【００５８】このように、本実施例によれば、プランジ
ャ２４６が周方向に分割され、かつ、薄板２４６ａ〜２
４６ｃが積層されて構成されていることで、電磁駆動弁
の消費電力を増加させることなく、プランジャ２４６と
第１アウタコア５６及び第２アウタコア５８との着座音
をより効果的に抑制することができる。また、本実施例
においては、プランジャ２４６が薄板２４６ａ〜２４６
ｃを積層することにより構成されていることで、プラン
ジャ２４６に生ずる渦電流が大幅に低減される。従っ
て、本実施例によれば、電磁駆動弁の消費電力の低減を
図ることもできる。

【００５９】なお、上記第３実施例では、プランジャ２
４６を３層に積層された薄板２４６ａ〜２４６ｃにより
構成したが、これに限らず、プランジャ２４６を任意の
層数の薄板より構成することができる。また、プランジ
ャ２４６は、周方向に分割しなくともよい。なお、上記
第２及び第３実施例においては、第１実施例と同様に、
第１コア４８及び第２コア５０を、それぞれ、第１イン
ナコア５２及び第２インナコア５４と第１アウタコア５
６及び第２アウタコア５８とに分割することとしたが、
これに限らず、第１コア４８及び第２コア５０を一体に
構成することとして、プランジャ１４６を揺動可能に構
成し、又は、プランジャ２４６を薄板の積層構造とする
ことによる着座音低減の効果のみを得ることしてもよ
い。

【００６０】

【発明の効果】上述の如く、請求項１〜４記載の発明に
よれば、電磁駆動弁の消費電力を増加させることなく、
プランジャが電磁石に着座する際に発生する着座音を低
減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】内燃機関の排気バルブとして構成された本発明
の第１実施例である電磁駆動弁の構成図である。

【図２】本実施例の電磁駆動弁において、プランジャが
第１コアに吸引される過程を示す図である。

【図３】本発明の第２実施例である電磁駆動弁が備える
プランジャステム及びプランジャの軸方向断面図であ
る。

【図４】本発明の第２実施例の電磁駆動弁が備えるプラ
ンジャステム及びプランジャを軸方向から見た状態を示
す図である。

【図５】本発明の第２実施例の電磁駆動弁において、プ
ランジャが第１コアに吸引される過程を示す図である。

【図６】本発明の第３実施例の電磁駆動弁が備えるプラ
ンジャステム及びプランジャの軸方向断面図である。

【図７】本発明の第３実施例の電磁駆動弁が備えるプラ
ンジャステム及びプランジャを軸方向から見た状態を示
す図である。

【図８】本発明の第３実施例の電磁駆動弁において、プ
ランジャが第１コアに吸引される過程を示す図である。

【符号の説明】

１２ 弁体 ３６、１３６ プランジャステム ４６、１４６、２４６ プランジャ ４８ 第１コア ５０ 第２コア ５２ 第１インナコア ５４ 第２インナコア ５６ 第１アウタコア ５８ 第２アウタコア ６６、６８ 弾性板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向に変位可能なプランジャと、電磁
   コイル及び該電磁コイルを収容するコアよりなり、該電
   磁コイルに励磁電流が供給されることにより前記プラン
   ジャを吸引する電磁石とを備える電磁駆動弁において、 前記コアを、固定部と、該固定部に対して前記軸方向に
   変位可能に設けられた可動部とにより構成したことを特
   徴とする電磁駆動弁。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電磁駆動弁において、 前記コアの前記可動部が前記プランジャから離間する向
   きに所定位置まで変位した際に前記可動部に当接する弾
   性部材を設けたことを特徴とする電磁駆動弁。
3. 【請求項３】 軸方向に変位可能なプランジャステム
   と、該プランジャステムに保持されたプランジャと、電
   磁コイル及び該電磁コイルを収容するコアよりなり、該
   電磁コイルに励磁電流が供給されることにより前記プラ
   ンジャを吸引する電磁石とを備える電磁駆動弁におい
   て、 前記プランジャを、前記プランジャステムの周りに周方
   向に分割された複数の部材より構成すると共に、各部材
   を、前記コアに対して接近及び離間する方向に揺動可能
   に前記プランジャステムに接続したことを特徴とする電
   磁駆動弁。
4. 【請求項４】 軸方向に変位可能なプランジャステム
   と、該プランジャステムに保持されたプランジャと、電
   磁コイル及び該電磁コイルを収容するコアよりなり、該
   電磁コイルに励磁電流が供給されることにより前記プラ
   ンジャを吸引する電磁石とを備える電磁駆動弁におい
   て、 前記プランジャを軸方向に積層された複数の薄板より構
   成し、かつ、各薄板の内周側端部を前記プランジャステ
   ムに接続したことを特徴とする電磁駆動弁。