(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関弁（Ｖ）のステム（８）に連動、連結されるアーマチュア（１２）と、コイル（３４，３９）がインナーヨーク（３１，４１）およびアウターヨーク（３２，４２）間に配置されて構成されるとともに機関弁（Ｖ）の開弁および閉弁方向に向けての電磁力を前記アーマチュア（１２）にそれぞれ及ぼす開弁側および閉弁側電磁石（１３，１４）と、前記機関弁（Ｖ）を開弁および閉弁方向にそれぞれ付勢する弾発力を発揮するとともに前記両電磁石（１３，１４）の消勢時には前記アーマチュア（１２）を所定の中立位置に保持する一対の弾発手段（１５，１６）とを備え、
両電磁石（１３，１４）のインナーヨーク（３１，４１）およびアウターヨーク（３２，４２）が、機関弁（Ｖ）のステム（８）の軸方向に沿う相対摺動を可能として相互に嵌合されてなる、内燃機関の動弁装置であって、
アーマチュア（１２）の上面に対向して配置される閉弁側電磁石（１４）において、インナーヨーク（４１）およびアウターヨーク（４２）のうちの何れか一方が固定側として固定の支持手段（１１）に固定されると共に、その何れか他方が、機関弁（Ｖ）の閉弁作動時に該機関弁（Ｖ）の着座前にアーマチュア（１２）に接触して押上げられることを可能とした可動側として、前記固定側のヨークに支承され、
前記閉弁側電磁石（１４）のインナーヨーク（４１）およびアウターヨーク（４２）は、機関弁（Ｖ）の閉弁作動時にアーマチュア（１２）が前記両ヨーク（４１，４２）のうち可動側に接触した後にそれらのヨーク（４１，４２）の接触面積を増大すべく構成されることを特徴とする、内燃機関の動弁装置。
【請求項２】
機関弁（Ｖ）のステム（８）に連動、連結されるアーマチュア（１２）と、コイル（３４，３９）がインナーヨーク（３１，４１）およびアウターヨーク（３２，４２）間に配置されて構成されるとともに機関弁（Ｖ）の開弁および閉弁方向に向けての電磁力を前記アーマチュア（１２）にそれぞれ及ぼす開弁側および閉弁側電磁石（１３，１４）と、前記機関弁（Ｖ）を開弁および閉弁方向にそれぞれ付勢する弾発力を発揮するとともに前記両電磁石（１３，１４）の消勢時には前記アーマチュア（１２）を所定の中立位置に保持する一対の弾発手段（１５，１６）とを備え、
両電磁石（１３，１４）のインナーヨーク（３１，４１）およびアウターヨーク（３２，４２）が、機関弁（Ｖ）のステム（８）の軸方向に沿う相対摺動を可能として相互に嵌合されてなる、内燃機関の動弁装置であって、
アーマチュア（１２）の上面に対向して配置される閉弁側電磁石（１４）において、インナーヨーク（４１）およびアウターヨーク（４２）のうちの何れか一方が固定側として固定の支持手段（１１）に固定されると共に、その何れか他方が、機関弁（Ｖ）の閉弁作動時に該機関弁（Ｖ）の着座前にアーマチュア（１２）に接触して押上げられることを可能とした可動側として、前記固定側のヨークに支承され、
前記閉弁側電磁石（１４）のインナーヨーク（４１）およびアウターヨーク（４２）のうち固定側のヨークに常時接触するとともに、機関弁（Ｖ）の閉弁着座に応じて両ヨーク（４１，４２）のうち可動側のヨークに接触する補助磁気回路部材（５２）を備えることを特徴とする、内燃機関の動弁装置。
【請求項３】
機関弁（Ｖ）の着座後の所定時間経過後に、閉弁側電磁石（１４）への通電量を低減させるようにして両電磁石（１３，１４）の通電制御を行なう制御手段（４６）を備えることを特徴とする、請求項１又は２記載の内燃機関の動弁装置。
【請求項４】
前記閉弁側電磁石（１４）のインナーヨーク（４１）およびアウターヨーク（４２）のうち可動側の上端が、流体を充満させた流体室（５５）に臨んで配置され、該流体室（５５）が絞り（５７，５８）を介して開放されることを特徴とする、請求項１又は２記載の内燃機関の動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の動弁装置に関し、特に、機関弁のステムに連動、連結されるアーマチュアと、機関弁の開弁および閉弁方向に向けての電磁力をアーマチュアにそれぞれ及ぼす開弁側および閉弁側電磁石と、機関弁を開弁および閉弁方向にそれぞれ付勢する弾発力を発揮するとともに前記両電磁石の消勢時にはアーマチュアを所定の中立位置に保持する一対の弾発手段とを備える内燃機関の動弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、かかる動弁装置は、たとえばＰＣＴ国際公開公報ＷＯ９５／００９５９等により既に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報で開示されたものでは、開弁側および閉弁側電磁石のインナーヨークおよびアウターヨークが、一端側を閉塞した二重円筒状にして一体に形成されており、インナーヨークおよびアウターヨークの製作が比較的難しい。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、インナーヨークおよびアウターヨークを比較的容易に製作し得るようにした内燃機関の動弁装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、機関弁のステムに連動、連結されるアーマチュアと、コイルがインナーヨークおよびアウターヨーク間に配置されて構成されるとともに機関弁の開弁および閉弁方向に向けての電磁力を前記アーマチュアにそれぞれ及ぼす開弁側および閉弁側電磁石と、前記機関弁を開弁および閉弁方向にそれぞれ付勢する弾発力を発揮するとともに前記両電磁石の消勢時には前記アーマチュアを所定の中立位置に保持する一対の弾発手段とを備え、両電磁石のインナーヨークおよびアウターヨークが、機関弁のステムの軸方向に沿う相対摺動を可能として相互に嵌合されてなる、内燃機関の動弁装置であって、アーマチュアの上面に対向して配置される閉弁側電磁石において、インナーヨークおよびアウターヨークのうちの何れか一方が固定側として固定の支持手段に固定されると共に、その何れか他方が、機関弁の閉弁作動時に該機関弁の着座前にアーマチュアに接触して押上げられることを可能とした可動側として、前記固定側のヨークに支承され、前記閉弁側電磁石のインナーヨークおよびアウターヨークは、機関弁の閉弁作動時にアーマチュアが前記両ヨークのうち可動側に接触した後にそれらのヨークの接触面積を増大すべく構成されることを特徴とする。
【０００６】
また請求項２の発明は、機関弁のステムに連動、連結されるアーマチュアと、コイルがインナーヨークおよびアウターヨーク間に配置されて構成されるとともに機関弁の開弁および閉弁方向に向けての電磁力を前記アーマチュアにそれぞれ及ぼす開弁側および閉弁側電磁石と、前記機関弁を開弁および閉弁方向にそれぞれ付勢する弾発力を発揮するとともに前記両電磁石の消勢時には前記アーマチュアを所定の中立位置に保持する一対の弾発手段とを備え、両電磁石のインナーヨークおよびアウターヨークが、機関弁のステムの軸方向に沿う相対摺動を可能として相互に嵌合されてなる、内燃機関の動弁装置であって、アーマチュアの上面に対向して配置される閉弁側電磁石において、インナーヨークおよびアウターヨークのうちの何れか一方が固定側として固定の支持手段に固定されると共に、その何れか他方が、機関弁の閉弁作動時に該機関弁の着座前にアーマチュアに接触して押上げられることを可能とした可動側として、前記固定側のヨークに支承され、前記閉弁側電磁石のインナーヨークおよびアウターヨークのうち固定側のヨークに常時接触するとともに、機関弁の閉弁着座に応じて両ヨークのうち可動側のヨークに接触する補助磁気回路部材を備えることを特徴とする。
【０００７】
また請求項３の発明は、請求項１又は２の前記特徴に加えて、機関弁の着座後の所定時間経過後に、閉弁側電磁石への通電量を低減させるようにして両電磁石の通電制御を行なう制御手段を備えることを特徴とし、更に請求項４の発明は、請求項１又は２の前記特徴に加えて、前記閉弁側電磁石のインナーヨークおよびアウターヨークのうち可動側の上端が、流体を充満させた流体室に臨んで配置され、該流体室が絞りを介して開放されることを特徴とする。
【０００８】
請求項１〜６の前記特徴によれば、両電磁石のインナーヨークおよびアウターヨークが、機関弁のステムの軸方向に沿う相対摺動を可能として相互に嵌合され、インナーヨークおよびアウターヨークを一体成形したものに比べて、インナーヨークおよびアウターヨークの製作が容易となる。しかもアーマチュアの上面に対向して配置される閉弁側電磁石において、インナーヨークおよびアウターヨークの一方が固定側として固定の支持手段に固定され、インナーヨークおよびアウターヨークの他方が、機関弁の閉弁作動時に該機関弁の着座前にアーマチュアに接触して押上げられることを可能とした可動側として、前記固定側のヨークに支承されるから、機関弁の着座前に、インナーヨークおよびアウターヨークのうち可動側のものとアーマチュアとを一体移動させることによって、閉弁側電磁石の電磁力により機関弁閉弁側に運動する運動部の慣性重量を増大し、それにより機関弁の着座前の閉弁作動速度を緩やかにして着座衝撃を緩和することが可能となる。
【０００９】
また特に請求項１の前記特徴によれば、閉弁側電磁石のインナーヨークおよびアウターヨークが、機関弁の閉弁作動時にアーマチュアが前記両ヨークのうち可動側に接触した後にそれらのヨークの接触面積を増大すべく構成されるから、アーマチュアが可動側のヨークに接触した後に両ヨーク間に生じる磁束を増大せしめて閉弁側電磁石の電磁力を増大させ、前記運動部の慣性重量の増大によって着座前の閉弁作動速度が増大することを回避しつつ、機関弁の着座状態での保持電流低減を可能とすることができる。
【００１０】
また特に請求項２の前記特徴によれば、閉弁側電磁石のインナーヨークおよびアウターヨークのうち固定側に常時接触するとともに、機関弁の閉弁着座に応じて両ヨークのうち可動側に接触する補助磁気回路部材が設けられることにより、機関弁の着座状態でインナーヨークおよびアウターヨーク間の磁束を増大して、着座状態での保持電流低減が可能となる。
【００１１】
また特に請求項３の前記特徴によれば、機関弁の着座後の所定時間経過後に、閉弁側電磁石への通電量が低減されることにより、機関弁が確実に着座した後の安定状態で保持電流を低減して電力消費量を減少することができる。
【００１２】
また特に請求項４の前記特徴によれば、閉弁側電磁石のインナーヨークおよびアウターヨークのうち可動側の上端が、流体を充満させた流体室に臨んで配置され、該流体室が絞りを介して開放されることにより、ダンパ機能を動弁装置に持たせ、機関弁の閉弁着座時により優れた緩衝効果を得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。  図１ないし図６は本発明の第１実施例を示すものであり、図１は機関弁の中立状態での動弁装置の縦断面図、図２は機関弁の閉弁着座状態での動弁装置の縦断面図、図３は電磁石およびアーマチュア間のエアーギャップに応じた吸引力特性を示す図、図４は機関弁の弁リフトに応じた吸引力特性を示す図、図５は機関弁の弁リフトに応じた運動部質量の変化を示す図、図６は機関弁の弁リフトに応じた弁速度変化を示す図である。
【００１４】
先ず図１において、吸気弁あるいは排気弁である機関弁Ｖは、シリンダヘッド５に設けられた弁座部材６に着座して弁口６ａを閉鎖し得る弁体部７と、該弁体部７に一体に連設されるステム８とから成り、ステム８はガイド筒９内に摺動自在に嵌合される。このガイド筒９は、半径外方に張出すフランジ部９ａを上端に備えるものであり、フランジ部９ａをシリンダヘッド５の上面に係合せしめるまでシリンダヘッド５に圧入されることによりシリンダヘッド５に固定される。
【００１５】
シリンダヘッド５には、本発明に従う動弁装置１０が配設されており、該動弁装置１０が、機関弁Ｖにおけるステム８の上端に連結される。
【００１６】
この動弁装置１０は、シリンダヘッド５上に結合されるケーシング１１と、該ケーシング１１内に移動可能に収納されて機関弁Ｖのステム８に連動、連結されるアーマチュア１２と、該アーマチュア１２を吸引して機関弁Ｖを開弁作動せしめる電磁力を発揮すべくアーマチュア１２の下面に対向する位置でケーシング１１内に配置される開弁側電磁石１３と、前記アーマチュア１２を吸引して機関弁Ｖを閉弁作動せしめる電磁力を発揮すべくアーマチュア１２の上面に対向する位置でケーシング１１内に配置される閉弁側電磁石１４と、機関弁Ｖを開弁方向に付勢する弾発力を発揮する開弁側弾発手段としての開弁側コイルばね１５と、機関弁Ｖを閉弁方向に付勢する弾発力を発揮するとともに開弁側および閉弁側電磁石１３，１４の消勢時には開弁側コイルばね１５と共働してアーマチュア１２を所定の中立位置に保持する閉弁側弾発手段としての閉弁側コイルばね１６とを備える。
【００１７】
ケーシング１１は、上端に閉塞端を有する有底円筒状の上部ケース半体１７と、下端に閉塞端を有する有底円筒状の下部ケース半体１８とが、それらの開口端を相互に対向させるようにして結合されて成るものであり、図示しない結合手段によりケーシング１１の下部すなわち下部ケース半体１８がシリンダヘッド５の上面に締結される。
【００１８】
下部ケース半体１８の下部閉塞端には、その内面側に臨む横断面円形の凹部１９と、該凹部１９の中心部に開口する貫通孔２０とが同軸に設けられており、貫通孔２０に、ガイド筒９の上端のフランジ部９ａが嵌合される。また機関弁Ｖにおけるステム８の上部は、ガイド筒９を貫通してケーシング１１内に突入せしめられるものであり、ステム８の上端部には、二つ割りコッタ２１によりリテーナ２２が固定される。また前記凹部１９には、ガイド筒９の上端のフランジ部９ａを覆うようにしてキャップ状の受け部材２３が嵌合されており、該受け部材２３を軸方向移動自在に貫通したステム８を囲繞する閉弁側コイルばね１６がリテーナ２２および受け部材２３間に設けられ、この閉弁側コイルばね１６のばね力によりステム８すなわち機関弁Ｖが閉弁方向に弾発付勢される。
【００１９】
アーマチュア１２は円盤状に形成されるものであり、該アーマチュア１２の中心部を貫通するとともにアーマチュア１２の下面側に係合する有底円筒状のキャップ２４にステム８の上端が螺合もしくは摺動自在に嵌合され、アーマチュア１２の上面側に係合するリング２５が、圧入等によりキャップ２４に嵌装、固定される。これにより、アーマチュア１２の中心部が、ステム８の上端を螺合もしくは摺動自在に嵌合させたキャップ２４、ならびに該キャップ２４に固定されたリング２５で挟持される。
【００２０】
上部ケース半体１７の上部閉塞端には、その内面側に臨む横断面円形の凹部２６と、該凹部２６の中心部に開口するねじ孔２７とが同軸に設けられており、内端をケーシング１１内に突入させる円筒状の調整部材２８がねじ孔２７に螺合され、上部ケース半体１７の上端からの調整部材２８の突出部には、上部ケース半体１７の上端に係合する止めナット２９が螺合される。したがって止めット２９の進退位置を調整することにより、調整部材２８を、その進退位置を調整可能としてケーシング１１に強固に固定できる。
【００２１】
開弁側コイルばね１５は、調整部材２８とリング２５との間に設けられ、この開弁側コイルばね１５のばね力により、アーマチュア１２は、下方すなわち機関弁Ｖの開弁方向に弾発付勢される。しかも調整部材２８の進退位置を調整して開弁側コイルばね１５のばね力を調整することができ、さらには開弁側コイルばね１５のばね力変化に応じて閉弁側コイルばね１６のばね力を調整することができる。
【００２２】
開弁側電磁石１３は、アーマチュア１２の下面に対向するようにしてケーシング１１内の下部に固定的に配設されるものであり、合成樹脂から成るボビン３３にコイル３４が巻装されて成るリング状のコイル組立体３５が、インナーヨーク３１およびアウターヨーク３２間に配置されて成る。
【００２３】
インナーヨーク３１は、ステム８および閉弁側コイルばね１６を同軸に囲繞する円筒状に形成される。またアウターヨーク３２は、インナーヨーク３１を同軸に囲繞する円筒状に形成されるものであり、アウターヨーク３２の下端部には、半径方向内方に張出した内向き鍔部３２ａが一体に設けられており、インナーヨーク３１は該内向き鍔部３２ａの内周に摺動自在に嵌合される。しかもインナーヨーク３１の下端には、半径方向外方に張出した係合部３１ａが設けられており、該係合部３１ａが、アウターヨーク３２における内向き鍔部３２ａの下面に係合される。
【００２４】
コイル組立体３５は、インナーヨーク３１およびアウターヨーク３２間に挿入されるものであり、コイル３４に連なる一対の端子（図示せず）がアウターヨーク３２の内向き鍔部３２ａ側でリード線（図示せず）に接続される。したがってコイル組立体３５はアウターヨーク３２側に実質的に固定されることになる。
【００２５】
下部ケース半体１８の下部閉塞端に設けられた凹部１９には、該凹部１９に嵌合された受け部材２３を下部ケース半体１８との間に挟み込むようにして押え筒３６が嵌合されており、この押え筒３６の上端には、凹部１９の周囲で下部ケース半体１８の下部閉塞端に係合するフランジ部３６ａが一体に設けられる。而して開弁側電磁石１３におけるインナーヨーク３１の下端は、該押え筒３６のフランジ部３６ａに当接、支持される。
【００２６】
閉弁側電磁石１４は、アーマチュア１２の上面に対向するようにしてケーシング１１内の上部に配設されるものであり、合成樹脂から成るボビン３８にコイル３９が巻装されて成るリング状のコイル組立体４０が、インナーヨーク４１およびアウターヨーク４２間に配置されて成る。
【００２７】
インナーヨーク４１は、開弁側コイルばね１５を同軸に囲繞する円筒状に形成される。またアウターヨーク４２は、インナーヨーク４１を同軸に囲繞する円筒状に形成されるものであり、アウターヨーク４２の上端部には、半径方向内方に張出した内向き鍔部４２ａが一体に設けられており、インナーヨーク４１は該内向き鍔部４２ａの内周に摺動自在に嵌合される。しかもインナーヨーク３１の上端には、半径方向外方に張出した係合部４１ａが設けられており、該係合部４１ａがアウターヨーク４２における内向き鍔部４２ａの上面に係合可能である。
【００２８】
コイル組立体４０は、インナーヨーク４１およびアウターヨーク４２間に挿入されるものであり、コイル３９に連なる一対の端子（図示せず）がアウターヨーク４２の内向き鍔部４２ａ側でリード線（図示せず）に接続される。したがってコイル組立体３９はアウターヨーク４２側に実質的に固定されることになる。
【００２９】
アウターヨーク４２の上端は、上部ケース半体１７の上部閉塞端に当接、支持されており、該アウターヨーク４２の下端部と、開弁側電磁石１３におけるアウターヨーク３２の上端部との間には、アーマチュア１２を同軸に囲繞するスリーブ４３が介在せしめられる。したがって開弁側電磁石１３と、閉弁側電磁石１４におけるアウターヨーク４２とは、上部および下部ケース半体１７，１８を相互に結合してケーシング１１を構成したときに、閉弁側電磁石１４のアウターヨーク４２、スリーブ４３、開弁側電磁石１３のアウターヨーク３２、インナーヨーク３１の係合部３１ａ、ならびに押え筒３６が、上部および下部ケース半体１７，１８間に挟持されることにより、固定の支持手段としてのケーシング１１内に固定された状態となる。
【００３０】
しかもインナーヨーク４１の上端の係合部４１ａは、上部ケース半体１７の上部閉塞端における凹部２６に収納されており、アウターヨーク４２の上端の内向き鍔部４２ａから離反して上方に移動することが可能である。
【００３１】
このような閉弁側電磁石１４において、インナーヨーク４１の長さは、図１で示すように係合部４１ａをアウターヨーク４２の内向き鍔部４２ａに係合させた状態で該インナーヨーク４１の下端がアウターヨーク４２の下端よりも距離Ｌ1 だけ下方に突出した位置に在るように設定されており、このときのインナーヨーク４１の下端は、機関弁Ｖの閉弁作動時に該機関弁Ｖが弁座部材６に着座する前にアーマチュア１２がインナーヨーク１２の下端に接触するように設定されている。
【００３２】
次にこの第１実施例の作用について説明すると、動弁装置１０における開弁側および閉弁側電磁石１３，１４において、インナーヨーク３１，４１及びアウターヨーク３２，４２は、機関弁Ｖのステム８の軸方向に沿う相対摺動を可能として相互に嵌合されている。このため、インナーヨーク及びアウターヨークが、一端側を閉塞した二重円筒状にして一体に形成されていた従来のものと比べて、比較的単純な形状であるインナーヨーク３１，４１及びアウターヨーク３２，４２を個別に形成して相互に嵌合すればよいので、インナーヨーク３１，４１及びアウターヨーク３２，４２の製作が比較的容易となる。
【００３３】
また閉弁側電磁石１４において、インナーヨーク４１は、固定の支持手段であるケーシング１１に固定されたアウターヨーク４２に上下の相対摺動を可能として支承されるものであり、機関弁Ｖの閉弁作動時に機関弁Ｖが弁座部材６に着座する前にインナーヨーク４１の下端にアーマチュア１２が接触するようにインナーヨーク４１の長さが設定されている。したがって、機関弁Ｖが図２で示すように閉弁着座したときには、インナーヨーク４１はアーマチュア１２により押し上げられ、前記距離Ｌ1 以下である距離Ｌ2 （Ｌ2 ≦Ｌ1 ）だけインナーヨーク４１の上端の係合部４１ａがアウターヨーク４２の内向き鍔部４２ａよりも上方に位置するように摺動することになる。
【００３４】
このように、機関弁Ｖの閉弁作動時に該機関弁Ｖの着座前にアーマチュア１２に接触してインナーヨーク４１が押上げられることにより、閉弁着座直前の機関弁Ｖの閉弁速度を緩和して着座時の衝撃緩和を図ることができる。即ち、機関弁Ｖの閉弁作動時にアーマチュア１２及び閉弁側電磁石１４間のエアーギャップが小さくなると、図３で示すように閉弁側電磁石１４による吸引力が大きくなり、したがって機関弁Ｖが全閉位置に近づくにつれて図４で示すように閉弁側電磁石１４の吸引力が大きくなるのであるが、図５で示すように、機関弁Ｖが全閉位置に近づいたクランク角θ0 でアーマチュア１２がインナーヨーク４１に接触した後には、インナーヨーク４１及びアーマチュア１２が一体的に運動することになり、運動部の質量が飛躍的に増大する。したがって、クランク角θ0 以後の機関弁Ｖの閉弁作動速度は、図６の実線で示すように、低減されることになり、機関弁Ｖの弁体部７が弁座部材６に緩やかに着座し、着座時の衝撃を緩和することが可能となる。
【００３５】
一方、インナーヨークおよびアウターヨークがともに固定されている従来のものでは、図６の破線で示すように、機関弁Ｖの閉弁着座直前で閉弁速度が増大し、衝撃的な着座により衝撃音や始動の発生が避けられず、耐久性の低下にもつながっていた。
【００３６】
ところで、機関弁Ｖの閉弁着座時の衝撃を緩和するために、油圧や空気圧を用いたダンパを用いたり、閉弁側電磁石１４への通電タイミングを制御するようにしたものも提案されているが、上記ダンパを用いたものでは、そのダンパの反力分だけ閉弁電磁石１４で発揮すべき電磁力を大きく設定する必要があり、消費電力の増大を招くことになる。また油圧や空気圧は周囲の温度や使用環境温度で左右され易く、安定的な衝撃緩和制御が困難である。さらに通電タイミングの制御を行なうものは、閉弁側電磁石およびアーマチュア間のエアギャップに応じて吸引力が変化するのに対して、アーマチュアすなわち機関弁の位置と無関係に通電タイミングのみを制御するので安定的な弁挙動が得られない。
【００３７】
このようなダンパを用いたり、通電タイミングを制御したりするものに対し、本発明では、閉弁側電磁石１４への通電電流を一定に制御していても、機関弁Ｖの閉弁着座前にアーマチュア１２とインナーヨーク４１とを一体的に移動せしめるようにして閉弁作動速度を緩やかにすることができ、消費電力の低減を図るとともに安定的な閉弁挙動を得ることができる。
【００３８】
図７および図８は本発明の第２実施例を示すものであり、図７は閉弁側電磁石の一部構成を示すものであって（ａ）はインナーヨーク押上げ前の縦断面図、（ｂ）はインナーヨーク押し上げ後の縦断面図であり、図８は制御装置の構成を示す簡略化したブロック図である。
【００３９】
閉弁側電磁石において、インナーヨーク４１の上端部外周には、該インナーヨーク４１の上端の係合部４１ａに隣接して環状凹部４４が設けられており、インナーヨーク４１の軸方向に沿う環状凹部４４の幅Ｗ1 は、アウターヨーク４２の上端における内向き鍔部４２ａの厚みＷ2 よりも小さく設定される。
【００４０】
而してインナーヨーク４１およびアウターヨーク４２の対向接触幅Ｗ3 は、インナーヨーク４１がアーマチュア１２（図１および図２参照）で押上げられる前には、図７（ａ）で示すように（Ｗ2 −Ｗ1 ）であって比較的小さいのに対し、インナーヨーク４１が押上げられると、前記対向接触幅Ｗ3 は、図７（ｂ）で示すようにインナーヨーク４１の上昇に応じて次第に大きくなる。すなわち、閉弁作動時にインナーヨーク４１が押上げられ始めると、インナーヨーク４１およびアウターヨーク４２の接触面積すなわち磁束が増大することになる。
【００４１】
図８において、開弁側電磁石１３および閉弁側電磁石１４の通電制御は、クランク角検出手段４５からの信号に応じて制御手段４６により制御されるものであるが、該制御手段４６は、クランク角検出手段４５からの信号が機関弁着座時に対応したクランク角となってから所定時間経過後に、閉弁側電磁石への通電量を低減させるように構成される。
【００４２】
この第２実施例によれば、閉弁時にインナーヨーク４１がアーマチュア１２で押し上げられ始めると、インナーヨーク４１およびアウターヨーク４２間の磁束が増大し、閉弁側電磁石の電磁力が増大することになる。しかるに、インナーヨーク４１のアーマチュア１２と一体的な作動により慣性重量が増大するものであり、前記電磁力の増大による着座前の閉弁作動速度増大を抑えつつ、機関弁の着座状態で磁束の増大によって吸引力を増大することができ、閉弁側電磁石の閉弁保持電流を低減することが可能となる。
【００４３】
しかも閉弁着座後の所定時間経過後に、閉弁側電磁石への通電量が制御手段４６によって低減されることにより、確実に着座した後の安定状態で保持電流を低減して電力消費量を減少することができる。
【００４４】
図９ないし図１１は上記第２実施例の第１ないし第３変形例を示すものであり、図９の第１変形例では、インナーヨーク４１の上端部外周に、アウターヨーク４２の上端における内向き鍔４２ａの内周に間隔をあけて対向し得る小径部４７が係合部４１ａに隣接して設けられるとともに、下方に向かうにつれて大径となるようにして前記小径部４１ａに連なるテーパ部４８とが設けられる。
【００４５】
図１０の第２変形例では、インナーヨーク４１の上端の係合部４１ａに隣接した環状凹部４４がインナーヨーク４１の上端部外周に設けられるとともに、アウターヨーク４２の上端における内向き鍔部４２ａの上部にインナーヨーク４１の外面に間隔をあけて対向し得る大径部４９が設けられる。
【００４６】
図１１の第３変形例では、インナーヨーク４１の上端部外周に小径部４７およびテーパ部４８が設けられるとともに、アウターヨーク４２の上端における内向き鍔部４２ａの上部に上方に向かうにつれて大径となるテーパ部５０が設けられる。
【００４７】
このような図９〜図１１で示した各変形例においても、閉弁時にインナーヨーク４１がアーマチュア１２で押し上げられ始めると、インナーヨーク４１およびアウターヨーク４２間の磁束を増大せしめて閉弁側電磁石の電磁力を増大させるようにして、第２実施例と同様の効果を奏することができる。
【００４８】
図１２ないし図１４は本発明の第３実施例を示すものであり、図１２はインナーヨーク押上げ前の状態での閉弁側電磁石付近の縦断面図、図１３はインナーヨーク押上げ後の閉弁側電磁石付近の縦断面図、図１４は機関弁の弁リフトに応じた吸引力特性を示す図である。
【００４９】
上部ケース半体１７の上部閉塞端には、その内面側に臨む横断面円形の凹部２６′が設けられ、調整部材２８を貫通せしめる孔５１を中央部に有する皿状の補助磁気回路部材５２が該凹部２６′に嵌合される。この補助磁気回路部材５２は、アウターヨーク４２に常時接触するとともに、閉弁着座時には、図１３で示すように上方に移動したインナーヨーク４１の上端すなわち係合部４１ａに接触するように形成される。またインナーヨーク４１の上端部の外周には、閉弁時にインナーヨーク４１が押し上げられのに応じて、インナーヨーク４１およびアウターヨーク４２の接触面積を増大せしめるべく、上方に向かうにつれて大径となるテーパ部５３が係合部４１ａに隣接して設けられる。
【００５０】
この第３実施例によれば、閉弁着座後に補助磁気回路部材５２によってインナーヨーク４１およびアウターヨーク４２間の磁束をさらに増大し、閉弁側電磁石の吸引力を図１４の実線で示すように飛躍的に増大することができる。したがって、図１４の破線で示す従来のものに比べて、閉弁保持電流をより一層低減することが可能となる。
【００５１】
図１５は本発明の第４実施例を示すものであり、上記各実施例に対応する部分には同一の参照符号を付す。
【００５２】
上部ケース半体１７の上部閉塞端には、内面側に臨む凹部２６の内周面を規定するようにして調整部材２８を同軸に囲繞する円筒体５４が圧入されており、閉弁側電磁石１４におけるインナーヨーク４１の上端すなわち係合部４１ａは、その内周を円筒体５４の外面に摺接させるようにして凹部２６に摺動自在に嵌合される。これにより、上部ケース半体１７および円筒体５４と、前記係合部４１ａとで環状の流体室５５が形成される。また上部ケース半体１７には、流体室５５に油圧源あるいは空気圧源を接続せしめるための逆止弁を内蔵した接続ジョイント５６が接続されており、流体室５５には、油や空気等の流体が充満される。しかも係合部４１ａの内周および円筒体５４の外面間、ならびに凹部２６の内側面および係合部４１ａの外周間には、流体室５５をケーシング１１内に開放せしめる絞り５７，５８として機能する微小間隙が形成されている。
【００５３】
この第４実施例によれば、上部ケース半体１７に円筒体５４を圧入するだけの簡単な構成で、インナーヨーク４１の上端を流体室５５に臨ませることができ、インナーヨーク４１の上昇に応じて流体室５５の流体が絞り５７，５８で絞られて外部に逃がされることにより、ダンパ機能を発揮することができ、閉弁着座時により優れた緩衝効果を得ることができる。
【００５４】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。
【００５５】
たとえば、閉弁側電磁石において、インナーヨークを固定側とし、アウターヨークを可動側とすることも可能である。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、開弁側および閉弁側電磁石のインナーヨークおよびアウターヨークを相対摺動可能として相互に嵌合することにより、両ヨークを一体成形したものに比べて、インナーヨークおよびアウターヨークの製作を容易とすることができる。また閉弁側電磁石におけるインナーヨークおよびアウターヨークの一方を固定側とするとともに、他方を、機関弁の閉弁作動時に該機関弁の着座前にアーマチュアに接触して押上げられることを可能とした可動側とすることにより、機関弁の着座前に、可動側のヨークとアーマチュアとを一体移動させることによって閉弁側電磁石の電磁力により機関弁閉弁側に運動する運動部の慣性重量を増大せしめ、機関弁の着座前の閉弁作動速度を緩やかにして着座衝撃を緩和することができる。
【００５７】
また特に請求項１の発明によれば、閉弁側電磁石の両ヨークが、閉弁作動時にアーマチュアが可動側のヨークに接触した後にそれらのヨークの接触面積を増大するように構成されるので、アーマチュアが可動側のヨークに接触した後に両ヨーク間に生じる磁束を増大せしめて閉弁側電磁石の電磁力を増大させ、前記運動部の慣性重量の増大によって着座前の閉弁作動速度が増大することを回避しつつ、機関弁の着座状態での保持電流低減を可能とすることができる。
【００５８】
また特に請求項２の発明によれば、閉弁側電磁石における固定側のヨークに常時接触する補助磁気回路部材に、機関弁の閉弁着座に応じて可動側のヨークを接触させるようにして、機関弁の着座状態での両ヨーク間の磁束を増大し、着座状態での保持電流を低減することができる。
【００５９】
また特に請求項３の発明によれば、機関弁の着座後の所定時間経過後に、閉弁側電磁石への通電量を低減するようにして、機関弁が確実に着座した後の安定状態で保持電流を低減して電力消費量を減少することができる。
【００６０】
また特に請求項４の発明によれば、閉弁側電磁石における可動側のヨークの上端が臨む流体室が絞りを介して開放されることにより、ダンパ機能を動弁装置に持たせ、機関弁の閉弁着座時により優れた緩衝効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例における機関弁の中立状態での動弁装置の縦断面図である。
【図２】機関弁の閉弁着座状態での動弁装置の縦断面図である。
【図３】電磁石およびアーマチュア間のエアーギャップに応じた吸引力特性を示す図である。
【図４】機関弁の弁リフトに応じた吸引力特性を示す図である。
【図５】機関弁の弁リフトに応じた運動部質量の変化を示す図である。
【図６】機関弁の弁リフトに応じた弁速度変化を示す図である。
【図７】第２実施例の閉弁側電磁石の一部構成を示すものであって（ａ）はインナーヨーク押上げ前の縦断面図、（ｂ）はインナーヨーク押し上げ後の縦断面図である。
【図８】制御装置の構成を示す簡略化したブロック図である。
【図９】第２実施例の第１変形例を示す図７に対応した断面図である。
【図１０】第２実施例の第２変形例を示す図７に対応した断面図である。
【図１１】第２実施例の第３変形例を示す図７に対応した断面図である。
【図１２】第３実施例のインナーヨーク押上げ前の状態での閉弁側電磁石付近の縦断面図である。
【図１３】インナーヨーク押上げ後の閉弁側電磁石付近の縦断面図である。
【図１４】機関弁の弁リフトに応じた吸引力特性を示す図である。
【図１５】第４実施例の図１２に対応した断面図である。
【符号の説明】
８・・・・ステム
１１・・・支持手段としてのケーシング
１２・・・アーマチュア
１３・・・開弁側電磁石
１４・・・閉弁側電磁石
１５・・・開弁側弾発手段としての開弁側コイルばね
１６・・・閉弁側弾発手段としての閉弁側コイルばね
３１，４１・・・インナーヨーク
３２，４２・・・アウターヨーク
３４，４９・・・コイル
４６・・・制御主端
５２・・・補助磁気回路部材
５５・・・流体室
５７，５８・・・絞り
Ｖ・・・・機関弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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