JP2002115515A

JP2002115515A - 電磁駆動弁用アクチュエータ及び内燃機関の動弁装置、並びに弁体の電磁駆動方法

Info

Publication number: JP2002115515A
Application number: JP2000308151A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Nakajima; 中島　　茂; Seiji Hoshika; 誠司星加
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-10-06
Filing date: 2000-10-06
Publication date: 2002-04-19

Abstract

(57)【要約】【課題】電磁駆動弁用アクチュエータの構成をコンパク
ト化して車両への搭載を容易にするとともに、重量の低
減及びコストの削減を可能とする。【解決手段】１つの電磁石６３に対して２つの可動子６
５及び６７を設ける構成とする。電磁石６３は、コアに
対して図の縦方向にコイルを巻回したことにより、上下
両端面において磁極を形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁駆動弁用アク
チュエータ及び内燃機関の動弁装置、並びに弁体の電磁
駆動方法に関し、より詳細には、電磁駆動弁用アクチュ
エータをコンパクト化することによって比較的狭い空間
でもこれを搭載可能とし、さらに重量低減延いてはコス
ト削減をも可能とする技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、内燃機関のさらなる性能向上のた
め、これまでのカム機構を利用した機械式動力源を備え
る動弁装置に代わって、より任意な弁操作を可能とする
いわゆる電磁駆動弁の採用が検討されている。従来の電
磁駆動弁は、弁体と一体に運動可能な駆動軸に１つの可
動子を取り付け、該可動子の上下両側にそれぞれ１つず
つ、計２つの電磁石を配置したものが一般的であった
（特開平１１−８１９４１号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このも
のには、次に述べるような種々の問題がある。第１は、
搭載（収納）空間の問題である。上述のように、従来の
電磁駆動弁は２つの電磁石を内蔵するため、その分アク
チュエータの全長が長くなり、内燃機関を車両に搭載す
る際には、それだけ高い搭載空間が必要となる。従っ
て、この空間を確保しようとすれば、アクチュエータ取
付面とエンジンフードとの間に相当な距離が必要とな
り、搭載可能な車両が制限されてしまうのである。

【０００４】また、乗用車タイプなどのアクチュエータ
取付面とエンジンフードとの距離が比較的短い車両で
は、設計上の観点からエンジンフード形状を変更するこ
とは難しく、エンジン本体の構造を変更することで対応
せざるを得ないという問題がある。第２は、コスト的な
問題である。従来の電磁駆動弁は１つにつき２つの電磁
石を備えているため、アクチュエータ１体当たりのコス
トが高くなってしまうのである。仮に１つの弁に対して
１つのアクチュエータで対応する構造とすると、４弁の
４気筒エンジンでは、アクチュエータが全部で１６個必
要となり、また同６気筒エンジンでは、全部で２４個の
アクチュエータが必要となる。従って、このようなアク
チュエータを実際のエンジンにおいて採用するとすれ
ば、大幅なコストアップを伴う。

【０００５】第３は、重量の問題である。従来の電磁駆
動弁は１つにつき２つの電磁石を備えているため、アク
チュエータとしての総重量も当然大きくなる。そして、
先の説明と同じくエンジン全体で考えれば、大幅な重量
増加は避けられない。さらに、単に重量が増加するだけ
でなく、振動面での問題も生じる。すなわち、電磁駆動
弁用アクチュエータをエンジンに搭載した場合には、エ
ンジンの重心が高くなってしまい、このようにして重心
が高くなったエンジンの振動をベースエンジンのマウン
ト方式で充分な振動レベルにまで抑制することは、必ず
しも可能とは限らないのである。そして、この問題を解
消するには、エンジンのマウント方式を大幅に変更しな
くてはならない場合もある。

【０００６】このような実状に鑑み、本発明は、これま
でにないユニークな電磁駆動弁用アクチュエータ及び内
燃機関の動弁装置の構成、並びに弁体の電磁駆動方法を
提供して、以上の問題を一挙に解消することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る電磁駆動弁
用アクチュエータは、弁バネによって一方向に付勢され
る弁体を電磁駆動する電磁駆動弁用アクチュエータであ
って、コイルを巻回してなる１つの電磁石と、該電磁石
を移動可能に貫通し、一端が前記弁体に当接する駆動軸
と、該駆動軸に取り付けられて前記電磁石の両面にそれ
ぞれ相対する２つの可動子と、前記駆動軸を前記弁バネ
の付勢方向と反対方向に付勢し、前記弁バネと協働して
前記弁体を中立位置に付勢するバネと、を含んで構成さ
れる（請求項１）。

【０００８】前記コイルは、前記電磁石において前記２
つの可動子との各相対面上に巻回されるのが好ましい
（請求項２）。本発明に係る電磁駆動弁用アクチュエー
タは、前記弁体が流体通路に介装されて該通路を開閉す
るのが好ましく（請求項３）、また、前記弁体が内燃機
関の吸気弁又は排気弁を構成し、前記弁バネが前記弁体
を閉弁方向に付勢することにより、吸気通路又は排気通
路を開閉するのが特に好ましい（請求項４）。

【０００９】本発明に係る内燃機関の動弁装置は、吸気
弁又は排気弁を構成する弁体と、該弁体を閉弁方向に付
勢する第１のバネと、コイルを巻回してなる１つの電磁
石と、該電磁石を移動可能に貫通し、一端が前記弁体に
当接する駆動軸と、該駆動軸に取り付けられて前記電磁
石の両面にそれぞれ相対する２つの可動子と、前記駆動
軸を前記弁体の開弁方向に付勢し、前記第１のバネと協
働して前記弁体を中立位置に付勢する第２のバネと、を
含んで構成される（請求項５）。

【００１０】前記コイルは、前記電磁石において前記２
つの可動子との各相対面上に巻回されるのが好ましい
（請求項６）。本発明に係る弁体の電磁駆動方法は、中
立位置に付勢される弁体の移動方向に沿う両端面に磁極
を形成可能にコイルを巻回した１つの電磁石に対して、
前記両端面にそれぞれ相対して２つの可動子を配すると
ともに、該２つの可動子を一体に運動可能に連結し、こ
れらの運動を前記弁体に伝達することにより、前記弁体
を駆動することを特徴とする（請求項７）。

【００１１】前記コイルは、前記電磁石の両端面に巻回
するのが好ましい（請求項８）。前記２つの可動子は、
前記電磁石を移動可能に貫通して前記弁体に当接する駆
動軸を介して連結するのが好ましい（請求項９）。

【００１２】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、次に述
べる（１）〜（４）の効果を得ることができる。電磁駆
動弁用アクチュエータにおいて可動子を２つ設ける必要
はあるものの、その反面で、電磁石については１つのみ
でよいため、（１）従来の電磁駆動弁用アクチュエータ
においてその全長に対して大きな割合を占めていた電磁
石の数が減少され、電磁駆動弁用アクチュエータの全長
を短縮することができ、（２）電磁駆動弁用アクチュエ
ータのコストの大半を占める電磁石の数が減少されたこ
とで、大幅なコスト削減が可能となり、（３）電磁駆動
弁用アクチュエータの総重量に対して大きな割合を占め
る電磁石の数が減少されたことで、電磁駆動弁用アクチ
ュエータの総重量を低減することができる。

【００１３】また、電磁石の数が減少したことに付随し
て、（４）その周辺機器、例えばアンプなどについても
その必要数が削減されるため、構成をよりシンプルなも
のとすることができる。請求項２に記載の発明によれ
ば、電磁石において２つの可動子との各相対面上にコイ
ルを巻回したことで、１つの可動子に対して２つの電磁
石を備えた従来の電磁駆動弁用アクチュエータと同等の
性能（例えば、可動子の吸着力を形成する磁力）を容易
に得ることができる。

【００１４】請求項３に記載の発明によれば、電磁駆動
弁用アクチュエータの全長が短縮されたため、比較的狭
い収納空間にも収納することができる。請求項４に記載
の発明によれば、車両への搭載を容易なものとすること
ができる。請求項５に記載の発明によれば、内燃機関の
動弁装置を構成する電磁部品、すなわち電磁石及び可動
子の数が従来とは異なり、可動子は２つ設ける必要があ
るものの、その反面で、電磁石については１つのみでよ
いため、先の説明と同様に、（１）動弁装置のコンパク
ト化が図られ、車両への搭載が容易なものとなり、
（２）大幅なコスト削減が可能となり、（３）動弁装置
の重量、延いては内燃機関全体としての総重量を低減す
ることができ、（４）周辺機器、例えばアンプなどにつ
いてもその必要数が削減され、構成をよりシンプルなも
のとすることができる。

【００１５】請求項６に記載の発明によれば、１つの可
動子に対して２つの電磁石を備えた従来の内燃機関の動
弁装置と同等の性能を容易に得ることができる。請求項
７に記載の発明によれば、弁体を駆動するために２つの
可動子が必要となるものの、電磁石については１つのみ
でよいため、先の説明と同様に、（１）コンパクトな構
成で弁体を駆動することができ、（２）本発明の具現化
に当たって大幅なコスト削減が可能となり、（３）低重
量な構成で弁体を駆動することができる。また、（４）
アンプなどの周辺機器についてもその必要数が削減され
る。

【００１６】請求項８に記載の発明によれば、１つの可
動子に対して２つの電磁石を用いる従来の方法と同等の
性能を容易に得ることができる。請求項９に記載の発明
によれば、２つの可動子を、電磁石を貫通する駆動軸を
介して連結したことで、よりコンパクトな構成とするこ
とができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
の実施の形態について説明する。図１は、本発明の一実
施形態に係る電磁駆動弁用アクチュエータ（以下、単に
「アクチュエータ」という。）１を備える内燃機関（以
下「エンジン」という。）の燃焼室周辺の断面図であ
る。まず、同図を参照してこのエンジンのガス交換シス
テムの構成の概略について説明した後、アクチュエータ
１の構成について説明する。

【００１８】シリンダブロック１１にピストン１３を往
復動自在に挿入し、そのピストンヘッドとシリンダヘッ
ド１５との間に形成される燃焼室１７に対して吸気通路
１９及び排気通路２１を向かい合って連通させ、吸気通
路１９から空気を導入して排気通路２１へ排気するガス
交換を行うようにしている。また、吸気通路１９及び排
気通路２１に通じるポート部Ｐに弁体２３をそれぞれ介
装し、エンジンの吸気弁２３ａ及び排気弁２３ｂを構成
している。

【００１９】弁体２３は、それぞれ弁ガイド２５に挿入
されてシリンダヘッド１５に対して移動可能に保持され
ており、その軸部上端にリテーナ２７が固定されてい
る。そして、リテーナ２７と、ポート部Ｐの開口方向と
反対に面するシリンダ壁部との間に弁バネ（第１のバ
ネ）２９が圧縮状態で取り付けられることにより、弁体
２３は、閉弁方向に付勢されている。

【００２０】弁体２３の軸部上端に対しては、それぞれ
アクチュエータ１の駆動軸６１の下端部が当接してい
る。駆動軸６１は、アクチュエータ１が電子制御ユニッ
ト（以下「ＥＣＵ」という。）４１からの指令に基づい
て作動することで往復動し、閉弁位置にある弁体２３を
弁バネ２９の弾性力に抗して押動して、これを開弁させ
る。そして、駆動軸６１が元の位置に戻されると、弁体
２３は、弁バネ２９の弾性力によって元の閉弁位置に戻
る。

【００２１】このように、駆動軸６１の位置を制御して
弁体２３の位置を制御することにより、吸気通路１９及
び排気通路２１を開閉し、ガス交換を達成する。なお、
ＥＣＵ４１へは、エンジン制御のため、エアフローメー
タ５１、アクセル開度センサ５３、水温センサ５５、Ｏ
₂センサ５７及びクランク角センサ５９などから各種運
転条件が入力されるが、ＥＣＵ４１は、実際の運転条件
に応じた最適のバルブタイミングを設定し、後述するア
クチュエータ１のコントローラ８１に対して弁開閉指令
を発する。

【００２２】次に、アクチュエータ１の構成について説
明する。図２は、アクチュエータ１の構成の概略を示す
断面図である。同図に示すように、アクチュエータ１に
は、１つの電磁石６３が内蔵されている。駆動軸６１
は、その下端部が弁体２３の軸部上端に当接するととも
に、電磁石６３のほぼ中央部を上下（弁体２３の移動方
向）に貫通し、上下方向に往復動自在に案内されてい
る。

【００２３】駆動軸６１には、電磁石６３を上下から挟
むように２つの軟磁性のプレート状部材（以下「可動
子」という。）６５，６７が一体に取り付けられてお
り、駆動軸６１の上端部には、リテーナ６９が固定され
ている。リテーナ６９と、ポート部Ｐ方向に面するケー
ス壁部との間には、バネ（第２のバネ）７１が圧縮状態
で取り付けられており、バネ７１は、可動子６５及び６
７を弁体２３の開弁方向に付勢するとともに、弁バネ２
９と協働して弁体２３を中立位置に付勢している（弁体
２３が中立位置にあるときの可動子６５の位置をＮで示
す。）。

【００２４】なお、弁体２３の中立位置は、後述する理
由により、全開位置と全閉位置との中間から、開方向又
は閉方向に向けてわずかに（可動部の振り子運動におけ
る物理的な中心性を損なわない程度であり、具体的に
は、コンマ数ミリ程度であるのが好ましい。）ずらして
設定してある。本実施形態では、弁体２３と駆動軸６１
とは別体であり、弁体２３と可動子６５及び６７を一体
に移動可能としているが、弁体２３と駆動軸６１とは別
体であるに限らず、１つの連続する部材であってもよ
い。

【００２５】また、駆動軸７１の上端部には、可動子６
５及び６７の位置を検出可能とするべく位置センサ７３
が設けられており、その位置情報は、コントローラ８１
に出力される。コントローラ８１は、ＥＣＵ４１からの
弁開閉指令に応じて、駆動回路８３に対して電磁石６３
への通電指令を発する。このとき、コントローラ８１
は、上記位置情報を活用し、電磁石６３への通電量を制
御する。そして、駆動回路８３は、コントローラ８１か
らの指令によって電源８５から電磁石６３に電流を供給
する。

【００２６】ここで、図３を参照して、電磁石６３につ
いてさらに説明する。なお、同図（ａ）は本実施形態に
係る電磁石６３を、また同図（ｂ）は従来の電磁駆動弁
用アクチュエータにおいて使用されていた電磁石２６３
を表している。従来の電磁石２６３は、１つの可動子を
挟んで上下に１つずつ配置されていたため、コイル２６
５は、図示のように、可動子との相対面２６７側にのみ
形成され、その相対面２６７においてのみ磁極が形成さ
れるようにしていた。このため、コイル２６５は、弁体
の移動方向を示す軸Ａまわりに巻回され、いわば駆動軸
の挿入孔２６９と同心に形成されていたのである。

【００２７】これに対して、本実施形態に係る電磁石６
３は、前述の通り２つの可動子６５及び６７の間に配置
されることから、これらとの相対面１６１及び１６３の
それぞれにおいて磁極を形成可能としている。このため
のコイルの形成形態としては種々考えられるが、電磁石
６３では、コイルは、弁体２３の移動方向を示す軸Ａを
含む平面と平行に形成され、相対面１６１及び１６３上
に巻回されている。また、コイルは、軸Ａ（すなわち、
駆動軸６１の挿入孔１６５）の両側にそれぞれ１つず
つ、計２つ形成され、各相対面において磁極を形成可能
な第１のコイル１６７及び第２のコイル１６９から構成
されている。

【００２８】次に、以上のように構成されるアクチュエ
ータ１の作動原理について、図４を参照して説明する。
同図（ａ）は、弁体２３が全閉位置にあるときの状態
（以下「全閉状態」という。）を表しており、同図
（ｂ）は、弁体２３が全開位置にあるときの状態（以下
「全開状態」という。）を表している。前述の通り、弁
体２３は、電磁石６３に通電していないときには、弁バ
ネ２９及びバネ７１によって付勢されて中立位置に停止
しているが、運転が開始されると、弁体２３は、まず、
後述する初期化方法によって所定の初期位置（ここで
は、全閉位置）まで移動する。

【００２９】ここで、図４（ａ）を参照して、全閉状態
について説明する。全閉状態では、下側（燃焼室１７に
より近い側）の可動子６７が電磁石６３の下端面に対し
て接近する一方、上側の可動子６５は、電磁石６３から
離れ、中立位置に対応する位置Ｎより上方の位置Ｃに移
動する。このとき、電磁石６３の２つのコイル１６７及
び１６９はともに通電されているため、電磁石６３の上
下両端面において磁極が形成され得るが、上側の可動子
６５は電磁石６３から離れており、反対に下側の可動子
６７が電磁石６３に接近しているため、下側の可動子６
７に対する相対面上に磁極が実際に形成される。そし
て、下側の可動子６７の一部を磁気回路として磁束が形
成され、下側の可動子６７に対して電磁力が有効に働
く。

【００３０】ここで、第１のコイル１６７と第２のコイ
ル１６９とにおける電流の方向は逆向きであり（図の矢
羽根記号参照）、コイル１６７及び１６９のまわりに
は、図の点線で示ように、反対方向の磁束Φ１ａ及びΦ
１ｂが形成されている。そして、弁体２３は全閉位置に
あって吸気通路１９又は排気通路２１を閉じており、弁
体２３の軸部上端は駆動軸６１の下端から離れ、両端面
の間に所定のクリアランスＣｒが形成されている。

【００３１】次に、弁を開く場合には、まず、電磁石６
３への通電を遮断する。このとき、可動子６５及び６７
はバネ７１に貯えられたエネルギーによって移動する
が、駆動軸６１の外周面などに働く摩擦の影響によって
エネルギーに損失が生じ、バネの弾性のみでは全開位置
まで到達しない。このため、行程の途中（例えば、コイ
ル６３と上側の可動子６５との距離（ギャップ）が１
［ｍｍ］程度となったとき）で電磁石６３に通電し、電
磁力によって運動を助勢する。

【００３２】すると、今度は、上側の可動子６５が電磁
石６３に接近しており、上側の可動子６５に対する相対
面に磁極が形成されて電磁力が有効に働くため、上側の
可動子６５は、電磁石６３に吸着され、全開位置に対応
する位置Ｏで停止する。このときに形成される磁束Φ２
ａ及びΦ２ｂは、図４（ｂ）に点線で示す通りであり、
上側の可動子６５の一部を磁気回路に含み、反対方向に
向いている。

【００３３】さらに、弁体２３を閉じる場合には、前述
同様に電磁石６３への通電を遮断し、可動子６５及び６
７が上向きに移動する行程の途中で再び通電して下側の
電磁石６７に電磁力を働かせ、下側の可動子６７を電磁
石６３に吸着させる。ここで、前出の初期化方法につい
て説明する。先の説明のように、弁体２３は弁バネ２９
及びバネ７１によって中立位置に付勢されており、この
中立位置は、全開位置と全閉位置との中間よりもわずか
に開方向側又は閉方向側に設定されている。このため、
停止時には、２つの可動子６５及び６７のうちの一方が
他方よりも電磁石６３に近づいて停止しており、初期化
時に電磁石６３に通電すると、両者に働く電磁力の間に
差が生じ、可動子６５及び６７は、電磁石６３の一方の
端面に引き付けられる。ここで通電を遮断すれば、バネ
２９及び７１に貯えられたエネルギーで自由振動させる
ことができる。そして、可動子６５及び６７が近づくた
びに電磁石６３に通電し、可動子６５及び６７の振幅を
徐々に増加させる。このような間欠的な通電の繰り返し
により、やがて弁体２３を初期位置まで移動させること
ができる。

【００３４】最後に、本実施形態に係るアクチュエータ
１によって得られる効果について述べる。アクチュエー
タ１によれば、（１）性能面の効果、（２）寸法面の効
果、（３）重量面の効果、及び（４）コスト面の効果の
すべてを得ることができる。そこで、以下に各項目毎に
説明する。（１）性能面の効果アクチュエータ１の性能を評価するために、電磁石６３
によって得られる可動子の吸着力（電磁力）の大きさに
ついて理論的に検討する。

【００３５】次の式（１）は、磁束Φの一般式であり、
上記吸着力の大きさを示すものである。 Φ＝μＩｎＡ／Ｌ＝Ｆ／Ｒ・・・（１） μ：透磁率［Ｈ／ｍ］Ｉ：電流［Ａ］ｎ：コイルの巻数Ａ：磁気回路（ここでは、電磁石６３のコア）の断面積
［ｍ²］Ｌ：磁気回路の平均長さ［ｍ］Ｆ：起磁力（＝ＩＮ）Ｒ：磁気抵抗（＝Ｌ・（μＡ）^-1）ここで、本実施形態に係る電磁石６３と、従来の電磁駆
動弁用アクチュエータにおいて使用されていた電磁石２
６３とを比較する。まず、透磁率μは、両者を同じ素材
で形成することにより、同じ値とすることができる。コ
イルの巻数ｎは、コイルを電磁石６３の２個所で巻回
し、第１のコイル１６７と第２のコイル１６９としたこ
とで、同数としてある。断面積Ａは、電磁石６３のコア
（鉄心）を適切に設計することにより、容易に同じ値と
することができる。磁気回路の平均長さＬについては、
次に図５を参照して説明する。

【００３６】図５は全開状態において形成される磁束Φ
を表しており、同図（ａ）は電磁石６３を用いた場合の
もの（Φ２ａ，Φ２ｂ）を、また同図（ｂ）は従来の電
磁石２６３を用いた場合のもの（Φ３）を表している。
従来の電磁石２６３では、磁気回路がコアの全体に渡っ
て形成されていたのに対して、本実施形態に係る電磁石
６３では、磁気回路はコアの上側部分のみで形成される
ため、磁気回路の平均長さＬは従来に比べて短縮されて
いる。

【００３７】従って、コイルに流れる電流Ｉを同じとす
れば、従来の電磁石による場合以上の吸着力を得ること
ができることとなり、この点で性能の向上を図ることが
できる。（２）寸法面の効果図６は、本実施形態に係るアクチュエータ１と従来の電
磁駆動弁用アクチュエータ１０１との寸法を比較したも
のであり、前者を同図（ａ）に、また後者を同図（ｂ）
に示している。

【００３８】従来のアクチュエータ１０１は、高さＨ２
の２つの電磁石２６３ａ，２６３ｂと、１つの可動子２
７１（厚さｔ）とを備えていた。ここで、可動子２７１
の行程幅をＷ２とし、またバネ７１’の取付部（リテー
ナ６９’を含む。）の寸法をＢ２とすれば、アクチュエ
ータ１０１の全長は、およそＬ２＋Ｂ２＝２×Ｈ２＋Ｗ
２＋Ｂ２となる。

【００３９】一方、本実施形態に係るアクチュエータ１
は、高さＨ１の１つの電磁石６３と、２つの可動子６
５，６７（厚さｔ）とを備えるため、可動子の行程幅を
それぞれＷ１とし、またバネ７１の取付部（リテーナ６
９を含む。）の寸法をＢ１とすれば、アクチュエータ１
の全長は、およそＬ１＋Ｂ１＝Ｈ１＋２×Ｗ１＋Ｂ１と
なる。

【００４０】ここで、両者の全長の差をとると（Ｌ２＋
Ｂ２）−（Ｌ１＋Ｂ１）となるが、バネ取付部の寸法Ｂ
１及びＢ２は一般的に同じとすることができるため、こ
の差は、実質的にＤ＝Ｌ２−Ｌ１で表すことができる。
従って、アクチュエータ１では、可動子の数が増加して
いるものの、アクチュエータの全長に対して比較的大き
な割合を占める電磁石の数が減少しているため、アクチ
ュエータの全長を、従来よりも短くすることができる。

【００４１】なお、上記各寸法（単位は［ｍｍ］）の好
ましい一例を示せば、Ｈ１＝２６．０，Ｗ１＝１２．
５，Ｈ２＝２６．０，Ｗ２＝１２．５であり、アクチュ
エータ１は、従来のアクチュエータ１０１と比べて、全
長がＤ＝１３．５だけ短縮されている。（３）重量面の効果電磁石（特にコア）は、電磁駆動弁用アクチュエータの
総重量に対して大きな割合を占める部品である。従っ
て、その数が減少されたことは、電磁駆動弁用アクチュ
エータの総重量の大幅な低減に繋がることは言うまでも
ない。（４）コスト面の効果電磁石は、電磁駆動弁用アクチュエータにおいてコスト
の大半を占める高価な部品である。従って、その数が減
少されたことは、大幅なコスト削減に繋がることは言う
までもない。

【００４２】また、制御対象となる電磁石の数が少なく
なったことは、その周辺機器の簡素化にも繋がる。例え
ば、従来２つであった電磁石が１つとなれば、アンプや
制御回路なども半減させることができる。以上の効果の
他にも、アクチュエータ１は種々の効果を奏する。例え
ば、電磁石の数が減少され、制御対象の数が減少したこ
とは、制御の容易化という別の効果に繋がり得るもので
ある。

【００４３】また、コイル１６７及び１６９を可動子に
対する相対面上に巻回したことは、電磁石６３の製造工
程の削減及び製造の容易化に繋がる。本実施形態に係る
コイル１６７及び１６９は、コアを支持した状態で、導
線を直接このコアに巻き付けることで形成することがで
きるからである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃焼室周
辺の断面図

【図２】同上実施形態に係る電磁駆動弁用アクチュエー
タの構成の概略を示す断面図

【図３】同上アクチュエータに備わる電磁石の斜視図

【図４】同上アクチュエータの作動原理を説明するため
の図

【図５】同上アクチュエータの電磁石において形成され
る磁束を、従来のものと比較して示した図

【図６】同上アクチュエータの各種構成部品の寸法を、
従来のものと比較して示した図

【符号の説明】

１…電磁駆動弁用アクチュエータ１９…吸気通路２１…排気通路２３…弁体２７…リテーナ２９…弁バネ６１…駆動軸６３…電磁石６５…可動子６７…可動子６９…リテーナ７１…バネ７３…位置センサ１６７…コイル１６９…コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3G018 AB09 CA12 DA36 DA38 DA41 EA02 EA11 EA16 EA17 FA01 FA06 FA07 GA14 GA18 GA32 3H106 DA05 DA22 DA25 DB02 DB13 DB19 DB26 DB32 DB38 DC02 DD03 EE34 5H633 BB10 GG02 GG04 GG07 GG13 JA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】弁バネによって一方向に付勢される弁体を
電磁駆動する電磁駆動弁用アクチュエータであって、コイルを巻回してなる１つの電磁石と、該電磁石を移動可能に貫通し、一端が前記弁体に当接す
る駆動軸と、該駆動軸に取り付けられて前記電磁石の両面にそれぞれ
相対する２つの可動子と、前記駆動軸を前記弁バネの付勢方向と反対方向に付勢
し、前記弁バネと協働して前記弁体を中立位置に付勢す
るバネと、を含んで構成される電磁駆動弁用アクチュエータ。
【請求項２】前記コイルを、前記電磁石において前記２
つの可動子との各相対面上に巻回したことを特徴とする
請求項１に記載の電磁駆動弁用アクチュエータ。
【請求項３】前記弁体が流体通路に介装され、該通路を
開閉することを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁
駆動弁用アクチュエータ。
【請求項４】前記弁体が内燃機関の吸気弁又は排気弁を
構成し、前記弁バネが前記弁体を閉弁方向に付勢するこ
とにより、吸気通路又は排気通路を開閉することを特徴
とする請求項３に記載の電磁駆動弁用アクチュエータ。
【請求項５】吸気弁又は排気弁を構成する弁体と、該弁
体を閉弁方向に付勢する第１のバネと、コイルを巻回し
てなる１つの電磁石と、該電磁石を移動可能に貫通し、
一端が前記弁体に当接する駆動軸と、該駆動軸に取り付
けられて前記電磁石の両面にそれぞれ相対する２つの可
動子と、前記駆動軸を前記弁体の開弁方向に付勢し、前
記第１のバネと協働して前記弁体を中立位置に付勢する
第２のバネと、を含んで構成される内燃機関の動弁装
置。
【請求項６】前記コイルを、前記電磁石において前記２
つの可動子との各相対面上に巻回したことを特徴とする
請求項５に記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項７】中立位置に付勢される弁体の移動方向に沿
う両端面に磁極を形成可能にコイルを巻回した１つの電
磁石に対して、前記両端面にそれぞれ相対して２つの可
動子を配するとともに、該２つの可動子を一体に運動可
能に連結し、これらの運動を前記弁体に伝達することに
より、前記弁体を駆動することを特徴とする弁体の電磁
駆動方法。
【請求項８】前記コイルは、前記電磁石の両端面に巻回
することを特徴とする請求項７に記載の弁体の電磁駆動
方法。
【請求項９】前記２つの可動子は、前記電磁石を移動可
能に貫通して前記弁体に当接する駆動軸を介して連結す
ることを特徴とする請求項７又は８に記載の弁体の電磁
駆動方法。