(57)【要約】【課題】  消費電力の低減が十分に図られた電磁駆動弁、およびその電磁駆動弁が搭載された内燃機関を提供する。【解決手段】  電磁駆動弁１０は、中間ディスク２１と、支持端３２から連結端３３に向けて延びるロアディスク３１と、中間ディスク２１およびロアディスク３１をそれぞれ揺動させる閉弁用電磁石６１および開弁用電磁石７１とを備える。中間ディスク２１は、表面２１ａを有し、ロアディスク３１は、表面３１ａを有する。閉弁用電磁石６１および開弁用電磁石７１は、表面２１ａに向い合う吸着面６２ａと、表面３１ａに向い合う吸着面７２ａとを、それぞれ有する。閉弁用電磁石６１は、吸着面６２ａと表面２１ａとが平行に保持されるように配置されている。開弁用電磁石７１は、吸着面７２ａと表面３１ａとの間の距離が、連結端３３から支持端３２に向かうに従って小さい値となるように配置されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の表面を有する第１のアーム部材と、
第２の表面を有し、揺動自在に支持された支持端から、前記第１のアーム部材に対して連結された連結端に向けて延びる第２のアーム部材と、
前記第１の表面に向い合う第１の吸着面と、前記第２の表面に向い合う第２の吸着面とをそれぞれ有し、電磁力を作用させて前記第１および第２のアーム部材をそれぞれ揺動させる第１および第２の電磁石と、
前記第１および第２のアーム部材の揺動運動を受けて往復運動する駆動弁とを備え、
前記第１の電磁石は、前記第１の吸着面と前記第１の表面とが平行に保持されたまま、前記第１のアーム部材が揺動するように配置されており、
前記第２の電磁石は、前記第２のアーム部材の揺動時、前記第２の吸着面と前記第２の表面との間の距離が、前記連結端から前記支持端に向かうに従って小さい値となるように配置されている、電磁駆動弁。
【請求項２】
請求項１に記載の電磁駆動弁が、燃焼室と排気ポートとの間の開閉に用いられた内燃機関であって、
前記駆動弁は、閉弁位置から開弁位置への運動に伴って、燃焼室と排気ポートとの間を遮蔽する位置から燃焼室内へと移動する弁体を有し、
前記駆動弁が閉弁位置にある時に、前記第１の電磁石で発生する電磁力により、前記第１のアーム部材が前記第１の吸着面に引き寄せられており、前記駆動弁が閉弁位置から開弁位置に向けて運動する時に、前記第２の電磁石で発生する電磁力により、前記第２のアーム部材が前記第２の吸着面に引き寄せられる、内燃機関。
【請求項３】
請求項１に記載の電磁駆動弁が、燃焼室と吸気ポートとの間の開閉に用いられた内燃機関であって、
前記駆動弁が閉弁位置から開弁位置に向けて運動する時に、前記第１の電磁石で発生する電磁力により、前記第１のアーム部材が前記第１の吸着面に引き寄せられる、内燃機関。
【請求項４】
揺動自在に支持された支持部と、前記支持部から互いに反対側に延びる第１および第２の部分とを有するアーム部材と、
前記アーム部材に電磁力を作用させ、前記アーム部材を揺動させる第１および第２の電磁石と、
前記支持部に対して前記第１の部分が位置する側に配置され、前記アーム部材の揺動運動を受けて往復運動する駆動弁とを備え、
前記第１の電磁石は、前記支持部に対して前記第２の部分が位置する側に配置され、前記第２の電磁石は、前記支持部に対して前記第１の部分が位置する側に配置されており、
前記第１の電磁石と前記支持部との間の距離は、前記第２の電磁石と前記支持部との間の距離と、異なる、電磁駆動弁。
【請求項５】
請求項４に記載の電磁駆動弁が、燃焼室と排気ポートとの間の開閉に用いられた内燃機関であって、
前記駆動弁は、閉弁位置から開弁位置への運動に伴って、燃焼室と排気ポートとの間を遮蔽する位置から燃焼室内へと移動する弁体を有し、
前記駆動弁が閉弁位置にある時に、前記第１の電磁石で発生する電磁力が前記アーム部材に作用しており、前記駆動弁が閉弁位置から開弁位置に向けて運動する時に、前記第２の電磁石で発生する電磁力が前記アーム部材に作用する場合、
前記第１および第２の電磁石は、前記第２の電磁石と前記支持部との間の距離が、前記第１の電磁石と前記支持部との間の距離よりも小さくなるように配置されている、内燃機関。
【請求項６】
請求項４に記載の電磁駆動弁が、燃焼室と吸気ポートとの間の開閉に用いられた内燃機関であって、
前記駆動弁が閉弁位置から開弁位置に向けて運動する時に、前記第１の電磁石で発生する電磁力が前記アーム部材に作用する場合、
前記第１および第２の電磁石は、前記第１の電磁石と前記支持部との間の距離が、前記第２の電磁石と前記支持部との間の距離よりも大きくなるように配置されている、内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には、電磁駆動弁および内燃機関に関し、より特定的には、複数の電磁石によって駆動される電磁駆動弁、およびその電磁駆動弁が搭載された内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電磁駆動弁に関して、たとえば、特開２０００−７３７２１号公報には、全高の低いレイアウトを実現することを目的とした内燃機関の電磁駆動弁が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示された電磁駆動弁は、軸方向に摺動可能に設けられたロッドと、そのロッドに間隔を隔てて形成された上アーマチャおよび下アーマチャと、上アーマチャと下アーマチャとの間に位置し、ロッドの径方向に並んで設けられた開弁用電磁石および閉弁用電磁石とを備える。開弁用電磁石および閉弁用電磁石で発生した電磁力が、それぞれ、上アーマチャおよび下アーマチャを交互に引き寄せることによって、ロッドが軸方向に摺動し、これと同時に、吸排気弁が往復運動する。このように構成された電磁駆動弁は、並進駆動式と呼ばれており、吸排気弁の往復運動時、電磁石の吸着面と、その吸着面に引き寄せられるアーマチャの表面とが平行に保たれる。
【０００３】
また、特開２０００−８８１８号公報には、シリンダヘッド周りのコンパクト化を図るとともに、消費電力の節減を図ることを目的とした車両用エンジンの動弁装置が開示されている（特許文献２）。特許文献２に開示された動弁装置もまた、並進駆動式と呼ばれる電磁駆動弁である。
【特許文献１】特開２０００−７３７２１号公報
【特許文献２】特開２０００−８８１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内燃機関の燃焼室と排気ポートとの間を開閉する排気弁が、閉弁位置から開弁位置に向けて運動する時、燃焼室には、爆発工程によるシリンダ内圧が発生している。このため、排気弁を電磁駆動弁から構成する場合、そのシリンダ内圧に打ち勝つだけの引き付け力を電磁石で発生させなければならない。
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１および２に開示された並進駆動式の電磁駆動弁では、吸排気弁の往復運動時、電磁石の吸着面と、電磁石で発生した電磁力によって、その吸着面に引き寄せられるアーマチャの表面とが平行に保たれている。このため、排気弁が、開弁位置と閉弁位置との間の中間位置にある場合、電磁石の吸着面とアーマチャの表面との間が一様に離れてしまう。電磁石で発生する電磁力は、電磁石に近い位置で大きく作用し、遠い位置で小さく作用するため、並進駆動式の電磁駆動弁では、排気弁が中間位置にある時、アーマチャに電磁力を大きく作用させることができない。したがって、閉弁位置から開弁位置に向けて運動する排気弁に、シリンダ内圧に打ち勝つだけの電磁力を作用させようとすると、電磁石に過大な電流を供給する必要が生じる。この場合、電磁駆動弁で消費される電力が増大するという問題が発生する。
【０００６】
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、消費電力の低減が十分に図られた電磁駆動弁、およびその電磁駆動弁が搭載された内燃機関を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の１つの局面に従った電磁駆動弁は、第１のアーム部材と、揺動自在に支持された支持端から、第１のアーム部材に対して連結された連結端に向けて延びる第２のアーム部材と、電磁力を作用させて第１および第２のアーム部材をそれぞれ揺動させる第１および第２の電磁石と、第１および第２のアーム部材の揺動運動を受けて往復運動する駆動弁とを備える。第１のアーム部材は、第１の表面を有し、第２のアーム部材は、第２の表面を有する。第１および第２の電磁石は、第１の表面に向い合う第１の吸着面と、第２の表面に向い合う第２の吸着面とをそれぞれ有する。第１の電磁石は、第１の吸着面と第１の表面とが平行に保持されたまま、第１のアーム部材が揺動するように配置されている。第２の電磁石は、第２のアーム部材の揺動時、第２の吸着面と第２の表面との間の距離が、連結端から支持端に向かうに従って小さい値となるように配置されている。
【０００８】
このように構成された電磁駆動弁によれば、第１の吸着面と第１の表面とが平行に保持される第１のアーム部材では、第１のアーム部材が第１の電磁石から離れた位置を揺動している時、第１の表面と第１の吸着面との間が一様に離れてしまう。このため、第１の電磁石の電磁力は、第１のアーム部材に比較的小さく作用する。一方、第２のアーム部材では、第２のアーム部材が第２の電磁石から離れた位置を揺動していても、第２の表面と第２の吸着面との間の距離が支持端側で小さくなる。このため、第２の電磁石の電磁力を、第２のアーム部材に比較的大きく作用させることができる。
【０００９】
また、第２のアーム部材では、第２のアーム部材が、第２の電磁石に引き寄せられた状態にある時または第２の電磁石の近傍にある時、支持端を支点とする「てこの原理」により、第２の電磁石の電磁力は、第２のアーム部材に比較的小さく作用する。一方、このような「てこの原理」が働かない第１のアーム部材では、第１のアーム部材が、第１の電磁石に引き寄せられた状態にある時または第１の電磁石の近傍にある時、第１の電磁石の電磁力を、第１のアーム部材に比較的大きく作用させることができる。
【００１０】
したがって、駆動弁に作用する外的な負荷が駆動弁の往復運動に伴って変動する場合であっても、電磁力が、その負荷変動に対応した最適な大きさ、最適なタイミングで、第１および第２のアーム部材に作用するように、電磁駆動弁を構成することができる。これにより、電磁力不足を生じさせることなく、第１および第２のアーム部材を円滑に揺動させ、電磁駆動弁の作動安定性を確保することができる。また、第１および第２の電磁石に過大な電流を供給することなく、このような効果が得られるため、消費電力の低減を図ることができる。
【００１１】
この発明の１つの局面に従った内燃機関は、上述の電磁駆動弁が、燃焼室と排気ポートとの間の開閉に用いられた内燃機関である。駆動弁は、閉弁位置から開弁位置への運動に伴って、燃焼室と排気ポートとの間を遮蔽する位置から燃焼室内へと移動する弁体を有する。駆動弁が閉弁位置にある時に、第１の電磁石で発生する電磁力により、第１のアーム部材が第１の吸着面に引き寄せられている。駆動弁が閉弁位置から開弁位置に向けて運動する時に、第２の電磁石で発生する電磁力により、第２のアーム部材が第２の吸着面に引き寄せられる。
【００１２】
このように構成された内燃機関では、駆動弁が閉弁位置から開弁位置に向けて運動する時に、内燃機関の爆発工程によって生じた燃焼室の内圧に打ち勝って、弁体を燃焼室内に押し込めなければならない。本発明では、このタイミングで、第２のアーム部材に第２の電磁石の電磁力が大きく作用する。このため、電磁力の不足や消費電力の悪化を招くことなく、閉弁位置から開弁位置に向けて、駆動弁を円滑に運動させることができる。また、駆動弁が閉弁位置にある時、第１のアーム部材には、第１の電磁石の電磁力が大きく作用する。このため、このときに第１の電磁石に供給する電流を小さくし、消費電力の低減を図ることができる。
【００１３】
この発明の別の局面に従った内燃機関は、上述の電磁駆動弁が、燃焼室と吸気ポートとの間の開閉に用いられた内燃機関である。駆動弁が閉弁位置から開弁位置に向けて運動する時に、第１の電磁石で発生する電磁力により、第１のアーム部材が第１の吸着面に引き寄せられる。
【００１４】
このように構成された内燃機関によれば、駆動弁が閉弁位置から開弁位置に向けて運動する途中で、開弁位置の近傍にある時、第１のアーム部材には、第１の電磁石の電磁力が大きく作用する。このため、閉弁位置から開弁位置に向かう駆動弁を、開弁位置の手前で止める制御を、第１の電磁石に供給する電流を増大させることなく容易に行なうことができる。これにより、吸気ポート内にスロットルを設けることなく、吸気ポートから燃焼室に吸入する空気量を、電磁駆動弁によって調整することができる。
【００１５】
この発明の別の局面に従った電磁駆動弁は、アーム部材と、アーム部材に電磁力を作用させ、アーム部材を揺動させる第１および第２の電磁石と、アーム部材の揺動運動を受けて往復運動する駆動弁とを備える。アーム部材は、揺動自在に支持された支持部と、支持部から互いに反対側に延びる第１および第２の部分とを有する。駆動弁は、支持部に対して第１の部分が位置する側に配置されている。第１の電磁石は、支持部に対して第２の部分が位置する側に配置されている。第２の電磁石は、支持部に対して第１の部分が位置する側に配置されている。第１の電磁石と支持部との間の距離は、第２の電磁石と支持部との間の距離と、異なる。
【００１６】
このように構成された電磁駆動弁によれば、第１の電磁石は、支持部を挟んで、駆動弁および第２の電磁石の反対側に設けられているため、第１の電磁石の設置位置が、これらの設置位置から制約を受けるということがない。このため、第１の電磁石を、第１の電磁石と支持部との間の距離が、第２の電磁石と支持部との間の距離と異なる大きさとなる適当な位置に、容易に設置することができる。
【００１７】
支持部との距離が相対的に小さい位置に電磁石が配置された場合、支持部側における電磁石とアーム部材との間の距離が、より小さい値となる。このため、支持部との距離が相対的に大きい位置に電磁石が配置された場合と比較して、アーム部材が電磁石から離れた位置を揺動している時に、電磁石の電磁力を、アーム部材に大きく作用させることができる。また、支持部との距離が相対的に大きい位置に電磁石が配置された場合、電磁石を設けた位置のアーム部材に対するレバー比は、より大きい値となる。このため、支持部との距離が相対的に小さい位置に電磁石が配置された場合と比較して、アーム部材が電磁石に引き寄せられた状態にある時または電磁石の近傍にある時に、電磁石の電磁力を、アーム部材に大きく作用させることができる。
【００１８】
したがって、駆動弁に作用する外的な負荷が駆動弁の往復運動に伴って変動する場合であっても、電磁力が、その負荷変動に対応した最適な大きさ、最適なタイミングで、アーム部材に作用するように、第１および第２の電磁石を配置することができる。これにより、電磁力不足を生じさせることなく、アーム部材を円滑に揺動させ、電磁駆動弁の作動安定性を確保することができる。また、第１および第２の電磁石に過大な電流を供給することなく、このような効果が得られるため、消費電力の低減を図ることができる。さらに、第１および第２の電磁石が、支持部を挟んで互いに反対側に設けられるため、第１の電磁石と第２の電磁石とを、電磁駆動弁の高さ方向にずれた位置に配置できる。これにより、電磁駆動弁の高さを低減することができる。
【００１９】
この発明のさらに別の局面に従った内燃機関は、上述の電磁駆動弁が、燃焼室と排気ポートとの間の開閉に用いられた内燃機関である。駆動弁は、閉弁位置から開弁位置への運動に伴って、燃焼室と排気ポートとの間を遮蔽する位置から燃焼室内へと移動する弁体を有する。駆動弁が閉弁位置にある時に、第１の電磁石で発生する電磁力がアーム部材に作用しており、駆動弁が閉弁位置から開弁位置に向けて運動する時に、第２の電磁石で発生する電磁力がアーム部材に作用する場合、第１および第２の電磁石は、第２の電磁石と支持部との間の距離が、第１の電磁石と支持部との間の距離よりも小さくなるように配置されている。
【００２０】
このように構成された内燃機関では、駆動弁が閉弁位置から開弁位置に向けて運動する時に、内燃機関の爆発工程によって生じた燃焼室の内圧に打ち勝って、弁体を燃焼室内に押し込めなければならない。本発明では、このタイミングで、アーム部材に第２の電磁石の電磁力が大きく作用する。このため、電磁力の不足や消費電力の悪化を招くことなく、閉弁位置から開弁位置に向けて、駆動弁を円滑に運動させることができる。また、駆動弁が閉弁位置にある時、アーム部材には、第１の電磁石の電磁力が大きく作用する。このため、このときに第１の電磁石に供給する電流を小さくし、消費電力の低減を図ることができる。
【００２１】
この発明のさらに別の局面に従った内燃機関は、上述の電磁駆動弁が、燃焼室と吸気ポートとの間の開閉に用いられた内燃機関である。駆動弁が閉弁位置から開弁位置に向けて運動する時に、第１の電磁石で発生する電磁力がアーム部材に作用する場合、第１および第２の電磁石は、第１の電磁石と支持部との間の距離が、第２の電磁石と支持部との間の距離よりも大きくなるように配置されている。
【００２２】
このように構成された内燃機関によれば、駆動弁が閉弁位置から開弁位置に向けて運動する途中で、開弁位置の近傍にある時、アーム部材には、第１の電磁石の電磁力が大きく作用する。このため、閉弁位置から開弁位置に向かう駆動弁を、開弁位置の手前で止める制御を、第１の電磁石に投入する電流を増大させることなく容易に行なうことができる。これにより、吸気ポート内にスロットルを設けることなく、吸気ポートから燃焼室に吸入する空気量を、電磁駆動弁によって調整することができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、この発明に従えば、消費電力の低減が十分に図られた電磁駆動弁、およびその電磁駆動弁が搭載された内燃機関を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１における電磁駆動弁を示す断面図である。本実施の形態における電磁駆動弁は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなど内燃機関の排気弁を構成している。図１を参照して、電磁駆動弁１０では、駆動弁１４を往復運動させる運動機構として、並行リンク機構が適用されている。
【００２６】
電磁駆動弁１０は、一方向に延びるステム１２を有する駆動弁１４と、駆動弁１４の上方に配置され、互いに回転自在に連結された中間ディスク２１およびロアディスク３１と、中間ディスク２１およびロアディスク３１にそれぞれ電磁力を作用させ、これらのディスクを揺動させる閉弁用電磁石６１および開弁用電磁石７１とを備える。ステム１２の先端には、当接部１２ｇが丸みを帯びて形成されており、その当接部１２ｇは、ロアディスク３１に当接している。駆動弁１４は、中間ディスク２１およびロアディスク３１の揺動運動を受けて、ステム１２の延びる方向（矢印２０１に示す方向）に往復運動する。
【００２７】
駆動弁１４は、排気ポート５３が形成されたシリンダヘッド５１に搭載されている。シリンダヘッド５１の排気ポート５３から図示しない燃焼室に連通する位置には、バルブシート５４が設けられている。駆動弁１４は、さらに、当接部１２ｇとは反対側のステム１２の先端に形成された傘部１３を有する。駆動弁１４の往復運動に伴って、傘部１３がバルブシート５４に密着したり、バルブシート５４から離脱することによって、排気ポート５３の開閉が行なわれる。すなわち、ステム１２が上昇することによって、駆動弁１４が閉弁位置へと位置決めされる。ステム１２が下降することによって、傘部１３が図示しない燃焼室内に押し込められ、駆動弁１４が、開弁位置へと位置決めされる。
【００２８】
シリンダヘッド５１には、ステム１２を軸方向に摺動可能なように案内するバルブガイド１６が設けられている。バルブガイド１６は、ステム１２との高速摺動に耐えられるように、たとえば、ステンレスなどの金属材料から形成されている。ステム１２の外周面には、バルブガイド１６から離れて位置して、鍔状のロアリテーナ８が設けられている。シリンダヘッド５１には、頂面側に開口する開口部５２が形成されている。開口部５２には、開口部５２の底面とロアリテーナ８との間に挟まれてロアスプリング１１が収容されている。ロアスプリング１１は、ロアリテーナ８が開口部５２の底面から離れる方向、つまり、ステム１２を上昇させる方向の弾性力を駆動弁１４に作用させている。
【００２９】
シリンダヘッド５１の頂面上には、ディスク支持台５５が固定されている。ディスク支持台５５は、略Ｃ字状の断面形状を有し、その断面形状の上側には、閉弁用電磁石６１が設けられており、下側には、開弁用電磁石７１が設けられている。閉弁用電磁石６１は、コイル６３と、磁性材料から形成され、吸着面６２ａを有するコア６２とから構成されている。コア６２は、軸部６２ｐを有し、コイル６３は、軸部６２ｐの周りを旋回するように設けられている。開弁用電磁石７１は、閉弁用電磁石６１と同様の形状に形成されており、コイル７３と、吸着面７２ａおよび軸部７２ｐを有するコア７２とから構成されている。吸着面６２ａと吸着面７２ａとの間には、中間ディスク２１およびロアディスク３１が揺動する空間が規定されている。
【００３０】
中間ディスク２１は、一方端２３から他方端２２に向かって延びている。中間ディスク２１は、一方端２３と他方端２２との間に位置して、略矩形形状の表面２１ａを有する。閉弁用電磁石６１の吸着面６２ａは、表面２１ａに向い合い、表面２１ａに対して平行に延在している。
【００３１】
ロアディスク３１は、ディスク支持台５５に揺動自在に支持された支持端３２から、中間ディスク２１の一方端２３に回転自在に連結された連結端３３に向かって、ステム１２に交差する方向に延びている。ロアディスク３１は、支持端３２と連結端３３との間に位置して、略矩形形状の表面３１ａを有する。開弁用電磁石７１の吸着面７２ａは、表面３１ａに向い合っている。支持端３２には、貫通孔３４が形成されている。貫通孔３４は、ステム１２の延びる方向および支持端３２から連結端３３に向かう方向の双方に直交して延びている。
【００３２】
ステム１２の当接部１２ｇは、ロアスプリング１１の弾性力により、ロアディスク３１の表面３１ａを押圧している。当接部１２ｇと支持端３２との間の距離は、開弁用電磁石７１と支持端３２との間の距離よりも大きい。
【００３３】
電磁駆動弁１０は、さらに、ディスク支持台５５に揺動自在に支持された支持端４２から、中間ディスク２１の他方端２２に回転自在に連結された連結端４３に向かって延び、ロアディスク３１から離れて位置する揺動バー４１を備える。支持端４２には、貫通孔４４が形成されている。貫通孔４４は、ステム１２の延びる方向および支持端４２から連結端４３に向かう方向の双方に直交して延びている。
【００３４】
貫通孔３４および４４には、それぞれ、ロアトーションバー３５およびアッパトーションバー４５が挿入されている。ロアディスク３１の支持端３２および揺動バー４１の支持端４２は、それぞれ、ロアトーションバー３５およびアッパトーションバー４５を介してディスク支持台５５に揺動自在に支持されている。ロアトーションバー３５およびアッパトーションバー４５により、ロアディスク３１および揺動バー４１には、それぞれ、支持端３２および４２を中心に反時計周りの弾性力が作用している。閉弁用電磁石６１および開弁用電磁石７１による電磁力が加わっていない状態で、駆動弁１４は、ロアトーションバー３５、アッパトーションバー４５およびロアスプリング１１の弾性力によって、開弁位置と閉弁位置との間にある中立位置に位置決めされる。
【００３５】
ロアディスク３１、揺動バー４１および中間ディスク２１からなるリンク機構２０が、支持端３２および４２を支点に揺動すると、当接部１２ｇに押圧された表面３１ａ上の位置に、ステム１２の延びる方向の変位が生じる。このため、リンク機構２０を揺動運動させることによって、駆動弁１４をステム１２の延びる方向に往復運動させることができる。
【００３６】
図２は、図１中の閉弁用電磁石が設けられた位置を拡大して示す断面図である。図３は、図１中の開弁用電磁石が設けられた位置を拡大して示す断面図である。図２および図３を参照して、リンク機構２０を揺動させるため、コイル６３および７３に交互に電流が供給される。コイル６３に電流を供給して、閉弁用電磁石６１に中間ディスク２１を引き寄せる電磁力を発生させると、リンク機構２０は、表面２１ａが吸着面６２ａに吸着される位置（以下、閉弁側の揺動端とも呼ぶ）まで揺動する。このとき、ステム１２が上昇し、駆動弁１４は、閉弁位置に位置決めされる。また、コイル７３に電流を供給して、開弁用電磁石７１にロアディスク３１を引き寄せる電磁力を発生させると、リンク機構２０は、表面３１ａが吸着面７２ａに吸着される位置（以下、開弁側の揺動端とも呼ぶ）まで揺動する。このとき、ステム１２が下降し、駆動弁１４は、開弁位置に位置決めされる。
【００３７】
閉弁用電磁石６１は、リンク機構２０の揺動時、吸着面６２ａと表面２１ａとの間の距離Ｌ１が、吸着面６２ａ上の全ての位置でほぼ同じ値となるように配置されている。距離Ｌ１は、吸着面６２ａに直交する方向の吸着面６２ａと表面２１ａとの間の距離である。つまり、中間ディスク２１は、表面２１ａを吸着面６２ａに対して平行に保ったまま揺動する。この間、表面２１ａは、吸着面６２ａが延在する方向にスライドしながら、吸着面６２ａとの間の距離Ｌ１を変化させる。
【００３８】
また、開弁用電磁石７１は、リンク機構２０の揺動時、吸着面７２ａと表面３１ａとの間の距離Ｌ２が、連結端３３から支持端３２に向かうに従って直線的に小さくなるように配置されている。距離Ｌ２は、吸着面７２ａに直交する方向の吸着面７２ａと表面３１ａとの間の距離である。
【００３９】
図４は、コア×ディスク間のギャップとディスクに作用する電磁力との関係を示すグラフである。図４を参照して、図中では、図２中の閉弁用電磁石６１から中間ディスク２１に作用する電磁力の大きさが、点線２０７で表わされており、図３中の開弁用電磁石７１からロアディスク３１に作用する電磁力の大きさが、実線２０６で表わされている。
【００４０】
図２から図４を参照して、中間ディスク２１では、閉弁用電磁石６１の吸着面６２ａと表面２１ａとが平行に保持されるため、両者の間の距離が、開弁位置と閉弁位置との間の中間位置で、一様に離れてしまう。一方、ロアディスク３１では、開弁用電磁石７１の吸着面７２ａと表面３１ａとの間の距離が、駆動弁１４が往復運動する位置にかかわらず、支持端３２側で小さくなる。電磁石との距離が小さい位置では、ディスクに作用する電磁力が大きくなる。このため、開弁位置と閉弁位置との間の中間位置では、開弁用電磁石７１の電磁力を、ロアディスク３１に比較的大きく作用させることができる。
【００４１】
また、ロアディスク３１には、支持端３２を支点とした「てこの原理」が働くため、開弁用電磁石７１で発生する電磁力を、そのままの大きさで、ロアディスク３１を吸着面７２ａに引き寄せる力として作用させることができない。中間ディスク２１にはこのような原理が働かないため、中間ディスク２１が吸着面６２ａに引き寄せられた位置、つまり閉弁位置と、その閉弁位置の近傍においては、閉弁用電磁石６１の電磁力を、中間ディスク２１に比較的大きく作用させることができる。
【００４２】
図５は、閉弁側の揺動端にあるリンク機構を示す模式図である。図６は、閉弁側の揺動端から開弁側の揺動端に向けて揺動するリンク機構を示す模式図である。図７は、開弁側の揺動端にあるリンク機構を示す模式図である。図８は、開弁側の揺動端から閉弁側の揺動端に向けて揺動するリンク機構を示す模式図である。続いて、図１中の電磁駆動弁１０の動作について説明を行なう。
【００４３】
図５を参照して、駆動弁１４が閉弁位置にある場合、コイル６３に、軸部６２ｐの周りで矢印２１１に示す方向に流れる電流が供給されている。コア６２に磁束が流れ、中間ディスク２１を閉弁用電磁石６１の吸着面６２ａに引き寄せる電磁力が発生する。これにより、リンク機構２０は、アッパトーションバー４５およびロアトーションバー３５の弾性力に抗して、図中に示す閉弁側の揺動端に保持される。
【００４４】
図６を参照して、次に、コイル６３への電流供給を停止し、閉弁用電磁石６１に発生していた電磁力を消滅させる。これにより、中間ディスク２１は、吸着面６２ａから離脱し、アッパトーションバー４５およびロアトーションバー３５の弾性力によって、中間位置に向けて揺動し始める。次に、その揺動途中に、コイル７３に、軸部７２ｐの周りで矢印２１２に示す方向に流れる電流を供給する。コア７２に磁束が流れ、ロアディスク３１を開弁用電磁石７１の吸着面７２ａに引き寄せる電磁力が発生する。図７を参照して、リンク機構２０は、開弁用電磁石７１で発生した電磁力によって、ロアスプリング１１の弾性力に逆らいながら、図中に示す開弁側の揺動端まで揺動する。
【００４５】
図８を参照して、次に、コイル７３への電流供給を停止し、開弁用電磁石７１に発生していた電磁力を消滅させる。これにより、ロアディスク３１は、吸着面７２ａから離脱し、ロアスプリング１１の弾性力によって、中間位置に向けて再び揺動し始める。次に、その揺動途中に、コイル６３に、軸部６２ｐの周りで矢印２１１に示す方向に流れる電流を供給する。コア６２に磁束が流れ、中間ディスク２１を閉弁用電磁石６１の吸着面６２ａに引き寄せる電磁力が発生する。図５を参照して、リンク機構２０は、閉弁用電磁石６１で発生した電磁力によって、アッパトーションバー４５およびロアトーションバー３５の弾性力に逆らいながら、図中に示す閉弁側の揺動端まで揺動する。
【００４６】
以降、コイル６３および７３への電流供給の開始と停止とを、以上に説明したタイミングで繰り返す。これにより、リンク機構２０を開弁側および閉弁側の揺動端の間で揺動させ、この揺動運動によって駆動弁１４を往復運動させる。
【００４７】
図９は、駆動弁のストローク位置と、そのストローク位置で電磁石に供給される電流値とを示したグラフである。図９を参照して、電流値を表わすグラフでは、駆動弁１４が中立位置にある時に、電流供給が開始されるものとされている。
【００４８】
図６中に示す時、すなわちリンク機構２０が閉弁側の揺動端から開弁側の揺動端に向かう時、電磁駆動弁１０が搭載された内燃機関の燃焼室には、爆発工程による内圧が発生している。したがって、その内圧に打ち勝って、駆動弁１４の傘部１３を燃焼室内に押し込めるだけの引き付け力を、ロアディスク３１に作用させる必要がある。
【００４９】
本実施の形態では、このとき、ロアディスク３１を開弁用電磁石７１により引き寄せているため、開弁位置と閉弁位置との間の中間位置で、ロアディスク３１に電磁力を大きく作用させることができる。これにより、電磁力不足を生じさせることなく、駆動弁１４を、安定して閉弁位置から開弁位置まで運動させることができる。また、開弁用電磁石７１のコイル７３に供給する電流値を、開弁用電磁石７１を用いなかった場合に必要となるＩ２から、Ｉ２よりも小さいＩ１に低減し、領域２１６の面積に相当する電力消費を節減することができる。
【００５０】
図８中に示す時、すなわちリンク機構２０が開弁側の揺動端から閉弁側の揺動端に向かう時には、上述のような外力が、駆動弁１４に加わることがない。したがって、中間位置で作用させる電磁力に関して、開弁用電磁石７１よりも劣る閉弁用電磁石６１であっても、コイル６３に投入する電流値を増大させることなく、駆動弁１４を安定して開弁位置から閉弁位置まで運動させることができる。
【００５１】
図５中に示す時、すなわちリンク機構２０が閉弁位置にある時は、閉弁位置で、より大きく電磁力を作用させることが可能な閉弁用電磁石６１によって、中間ディスク２１が引き寄せられている。このため、閉弁用電磁石６１のコイル６３に供給する電流値を、閉弁用電磁石６１を用いなかった場合に必要となるＩ３から、Ｉ３よりも小さいＩ４に低減し、領域２１７の面積に相当する電力消費を節減することができる。
【００５２】
ガソリンエンジンなどに搭載される排気弁は、一般的に、排気工程と、その工程の前後の所定期間とを除いた間は、常時、閉弁位置に保持されている。また、吸気弁であっても、吸気工程と、その工程の前後の所定期間とを除いた間は、閉弁位置に保持されている。このため、本実施の形態における電磁駆動弁１０によれば、消費電力の節減を効果的に図ることができる。
【００５３】
この発明の実施の形態１における電磁駆動弁１０は、第１のアーム部材としての中間ディスク２１と、揺動自在に支持された支持端３２から、中間ディスク２１に対して連結された連結端３３に向けて延びる第２のアーム部材としてのロアディスク３１と、電磁力を作用させて中間ディスク２１およびロアディスク３１をそれぞれ揺動させる第１および第２の電磁石としての閉弁用電磁石６１および開弁用電磁石７１と、中間ディスク２１およびロアディスク３１の揺動運動を受けて往復運動する駆動弁１４とを備える。
【００５４】
中間ディスク２１は、第１の表面としての表面２１ａを有し、ロアディスク３１は、第２の表面としての表面３１ａを有する。閉弁用電磁石６１および開弁用電磁石７１は、表面２１ａに向い合う第１の吸着面としての吸着面６２ａと、表面３１ａに向い合う第２の吸着面としての吸着面７２ａとを、それぞれ有する。閉弁用電磁石６１は、吸着面６２ａと表面２１ａとが平行に保持されたまま、中間ディスク２１が揺動するように配置されている。開弁用電磁石７１は、ロアディスク３１の揺動時、吸着面７２ａと表面３１ａとの間の距離Ｌ２が、連結端３３から支持端３２に向かうに従って小さい値となるように配置されている。
【００５５】
電磁駆動弁１０は、リンク機構２０を備える。リンク機構２０は、ベース部材としてのディスク支持台５５の異なる位置に揺動自在に支持された第２および第３のアーム部材としてのロアディスク３１および揺動バー４１と、ロアディスク３１および揺動バー４１にそれぞれ回転自在に連結された一方端２３および他方端２２を含む第１のアーム部材としての中間ディスク２１とを有する。第１の電磁石としての閉弁用電磁石６１は、第１のアーム部材とての中間ディスク２１に電磁力を作用させ、第２の電磁石としての開弁用電磁石７１は、第２および第３のアーム部材としてのロアディスク３１および揺動バー４１の少なくともいずれか一方に電磁力を作用させる。
【００５６】
このように構成された、この発明の実施の形態１における電磁駆動弁１０によれば、作用させる電磁力が、互いに異なったタイミングで変化する閉弁用電磁石６１および開弁用電磁石７１を設けることによって、駆動弁１４に加わる負荷に合わせた適当な大きさの引き付け力を、適当なタイミングで、リンク機構２０に作用させることができる。これにより、電磁駆動弁１０で消費される電力を節減し、延いては、電磁駆動弁１０が搭載される内燃機関の燃費を向上させることができる。また、電磁力不足を生じさせることなく、電磁駆動弁１０を安定して作動させることができる。
【００５７】
なお、本実施の形態では、電磁駆動弁１０が内燃機関の排気弁を構成する場合について説明したが、排気弁のみならず、内燃機関の吸気弁に電磁駆動弁１０を適用することもできる。
【００５８】
（実施の形態２）
図１０は、この発明の実施の形態２における電磁駆動弁を示す断面図である。本実施の形態における電磁駆動弁は、実施の形態１における電磁駆動弁１０と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造については説明を繰り返さない。
【００５９】
図１０を参照して、本実施の形態では、ディスク支持台５５に、閉弁用電磁石６１および開弁用電磁石７１の他、閉弁用電磁石８６が固定されている。また、図１中の揺動バー４１に替えて、アッパディスク８１が設けられている。アッパディスク８１、中間ディスク２１およびロアディスク３１によって、駆動弁１４を往復運動させるリンク機構８０が形成されている。
【００６０】
閉弁用電磁石８６は、他の電磁石と同様の形状に形成されており、コイル８８と、吸着面８７ａを有するコア８７とから構成されている。アッパディスク８１は、ディスク支持台５５に揺動自在に支持された支持端８２から、中間ディスク２１の他方端２２に回転自在に連結された連結端８３に向かって、ステム１２に交差する方向に延びている。アッパディスク８１は、支持端８２と連結端８３との間に位置して、略矩形形状の表面８１ａを有する。閉弁用電磁石８６の吸着面８７ａは、表面８１ａに向い合っている。閉弁用電磁石８６は、リンク機構８０の揺動時、吸着面８７ａから表面８１ａまでの距離が、連結端８３から支持端８２に向かうに従って直線的に小さくなるように配置されている。
【００６１】
コイル６３および８８に電流を供給して、閉弁用電磁石６１および８６に中間ディスク２１およびアッパディスク８１をそれぞれ引き寄せる電磁力を発生させると、リンク機構８０は、表面２１ａが吸着面６２ａに吸着され、表面８１ａが吸着面８７ａに吸着される閉弁側の揺動端まで揺動する。また、コイル７３に電流を供給して、開弁用電磁石７１にロアディスク３１を引き寄せる電磁力を発生させると、リンク機構８０は、表面３１ａが吸着面７２ａに吸着される開弁側の揺動端まで揺動する。
【００６２】
このように構成された、この発明の実施の形態２における電磁駆動弁によれば、実施の形態１に記載の効果と同様の効果を得ることができる。加えて、本実施の形態では、閉弁用電磁石８６が設けられているため、開弁位置から閉弁位置に向かう時の駆動弁１４の駆動力を、補強することができる。
【００６３】
（実施の形態３）
図１１は、この発明の実施の形態３における電磁駆動弁を示す断面図である。本実施の形態における電磁駆動弁は、ガソリンエンジンの吸気弁を構成している。以下、実施の形態１および２における電磁駆動弁と比較して、重複する構造については説明を繰り返さない。
【００６４】
図１１を参照して、本実施の形態では、ディスク支持台５５に、閉弁用電磁石８６および開弁用電磁石７１の他、開弁用電磁石６１´が固定されている。開弁用電磁石６１´は、駆動弁１４が閉弁位置から開弁位置に向かう時に電流が供給される電磁石である。
【００６５】
また、アッパディスク８１、中間ディスク２１およびロアディスク３１によって、駆動弁１４を往復運動させるリンク機構１００が構成されている。実施の形態１および２では、表面２１ａが駆動弁１４の反対側に面しているのに対して、本実施の形態では、表面２１ａが駆動弁１４に面するように、リンク機構１００が構成されている。
【００６６】
開弁用電磁石６１´が有する吸着面６２ａは、表面２１ａに向い合っており、表面２１ａに対して平行に延在している。開弁用電磁石６１´は、リンク機構１００の揺動時、表面２１ａと吸着面６２ａとが平行に保たれるように配置されている。
【００６７】
コイル８８に電流を供給して、閉弁用電磁石８６にアッパディスク８１を引き寄せる電磁力を発生させると、リンク機構１００は、表面８１ａが吸着面８７ａに吸着される閉弁側の揺動端まで揺動する。また、コイル６３および７３に電流を供給して、開弁用電磁石６１´および７１に中間ディスク２１およびロアディスク３１をそれぞれ引き寄せる電磁力を発生させると、リンク機構１００は、表面２１ａが吸着面６２ａに吸着され、表面３１ａが吸着面７２ａに吸着される開弁側の揺動端まで揺動する。
【００６８】
図１２は、図１１中の電磁駆動弁が吸気弁として搭載されたガソリンエンジンを示す断面図である。図１２を参照して、吸気ポート９７が燃焼室９６に連なる位置には、吸気弁を構成する電磁駆動弁９０が設けられている。往復運動する駆動弁１４によって、吸気ポート９７と燃焼室９６との間の開閉が行なわれている。
【００６９】
図１１および図１２を参照して、本実施の形態では、電磁駆動弁９０によって、駆動弁１４の開弁位置を調整して、吸気ポート９７から燃焼室９６に吸入する空気量を制御する。つまり、閉弁位置から開弁位置に向かう駆動弁１４を、本来の開弁位置の手前で停止させることで、燃焼室９６に吸入する空気量を抑える。この場合、開弁側の揺動端の手前で、ロアディスク３１および中間ディスク２１を停止させる必要が生じるため、駆動弁１４の開弁位置の近傍で、これらのディスクに、電磁力をより大きく作用させなければならない。本実施の形態では、実施の形態１における閉弁用電磁石６１と同様の特性を備える開弁用電磁石６１´によって、中間ディスク２１を引き寄せている。このため、コイル６３に過大な電流を供給することなく、開弁位置の近傍で、開弁用電磁石６１´の電磁力を、中間ディスク２１に大きく作用させることができる。
【００７０】
このように構成された、この発明の実施の形態３における電磁駆動弁９０によれば、吸気ポート９７から燃焼室９６の吸入する空気量を電磁駆動弁９０により制御できるため、吸気ポート９７内にスロットル９８を別途、設ける必要がない。これにより、吸気ポート９７内で圧力損失が生じることを防止するとともに、ガソリンエンジンで使用されるアクチュエータの数を削減することができる。
【００７１】
（実施の形態４）
図１３は、この発明の実施の形態４における電磁駆動弁を示す断面図である。本実施の形態における電磁駆動弁は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなど内燃機関の排気弁を構成している。以下、実施の形態１における電磁駆動弁１０と比較して、重複する構造については説明を繰り返さない。
【００７２】
図１３を参照して、電磁駆動弁１１０は、ステム１２を有する駆動弁１４と、駆動弁１４の上方に配置され、中間バー１４１を介して、互いに連結されたアッパディスク１２１およびロアディスク１３１と、アッパディスク１２１およびロアディスク１３１にそれぞれ電磁力を作用させ、これらのディスクを揺動させる開弁用電磁石１６１および閉弁用電磁石１７１とを備える。ステム１２の先端に形成された当接部１２ｇは、ロアディスク１３１に当接している。駆動弁１４は、アッパディスク１２１およびロアディスク１３１の揺動運動を受けて、ステム１２の延びる方向（矢印２０１に示す方向）に往復運動する。
【００７３】
アッパディスク１２１は、ディスク支持台５５に揺動自在に支持された支持部１２２と、中間バー１４１の一方端１４３に回転自在に連結された連結端１２３とを有する。アッパディスク１２１は、支持部１２２から連結端１２３に向かって、ステム１２に交差する方向に延びている。アッパディスク１２１は、さらに、支持部１２２と連結端１２３との間に位置して、駆動弁１４に面する略矩形形状の表面１２１ａを有する。支持部１２２には、貫通孔１２４が形成されている。貫通孔１２４は、ステム１２の延びる方向および支持部１２２から連結端１２３に向かう方向の双方に直交して延びている。
【００７４】
ロアディスク１３１は、ディスク左部分１３７およびディスク右部分１３６から構成されている。ロアディスク１３１は、ディスク左部分１３７とディスク右部分１３６との間に位置し、ディスク支持台５５に揺動自在に支持された支持部１３２と、中間バー１４１の他方端１４２に回転自在に連結された連結端１３３と、支持部１３２を挟んで連結端１３３の反対側に位置する端部１３８とを有する。ディスク左部分１３７は、支持部１３２から連結端１３３に向かって、アッパディスク１２１と平行に延びている。ディスク右部分１３６は、支持部１３２から端部１３８に向かって、ディスク左部分１３７の延長線上に延びている。
【００７５】
ロアディスク１３１は、さらに、支持部１３２と連結端１３３との間に位置し、駆動弁１４に面する略矩形形状の表面１３７ａを有し、支持部１３２と端部１３８との間に位置し、表面１３７ａの延長平面上に延在する表面１３６ａを有する。支持部１３２には、貫通孔１３４が形成されている。貫通孔１３４は、ステム１２の延びる方向および支持部１３２から連結端１３３に向かう方向の双方に直交して延びている。アッパディスク１２１の支持部１２２とロアディスク１３１の支持部１３２とを結び、ステム１２に平行に延びる直線２２１が、規定されている。ステム１２の当接部１２ｇは、ロアスプリング１１の弾性力により、表面１３７ａを押圧している。
【００７６】
ディスク支持台５５には、直線２２１に対し、駆動弁１４と同じ側に位置して、開弁用電磁石１６１が固定されており、駆動弁１４と反対側に位置して、閉弁用電磁石１７１が固定されている。開弁用電磁石１６１は、アッパディスク１２１とロアディスク１３１との間に配置されており、閉弁用電磁石１７１は、ロアディスク１３１とシリンダヘッド５１との間に配置されている。
【００７７】
開弁用電磁石１６１は、コイル１６３と、磁性材料から形成され、吸着面１６２ａを有するコア１６２とから構成されている。コア１６２は、軸部１６２ｐを有し、コイル１６３は、軸部１６２ｐの周りを旋回するように設けられている。閉弁用電磁石１７１は、開弁用電磁石１６１と同様の形状に形成されており、コイル１７３と、吸着面１７２ａおよび軸部１７２ｐを有するコア１７２とから構成されている。
【００７８】
開弁用電磁石１６１の吸着面１６２ａは、アッパディスク１２１の表面１２１ａに向い合っており、アッパディスク１２１の揺動時、吸着面１６２ａと表面１２１ａとの間の距離は、連結端１２３から支持部１２２に向かうに従って小さくなる。また、閉弁用電磁石１７１の吸着面１７２ａは、ロアディスク１３１の表面１３６ａに向い合っており、ロアディスク１３１の揺動時、吸着面１７２ａと表面１３６ａとの間の距離は、端部１３８から支持部１３２に向かうに従って小さくなる。
【００７９】
直線２２１と当接部１２ｇとの間の距離がＬｃであり、直線２２１と開弁用電磁石１６１との間の距離がＬｂであり、直線２２１と閉弁用電磁石１７１との間の距離がＬｂ´である時、Ｌｃ＞ＬｂおよびＬｂ´＞Ｌｂの関係が成り立つ。つまり、開弁用電磁石１６１および閉弁用電磁石１７１は、直線２２１からの距離が互いに異なる位置に配置されており、本実施の形態では、支持部１２２と開弁用電磁石１６１との間の距離が、支持部１３２と閉弁用電磁石１７１との間の距離よりも小さくなるように配置されている。
【００８０】
貫通孔１２４および１３４には、それぞれ、アッパトーションバー１２５およびロアトーションバー１３５が挿入されている。アッパディスク１２１の支持部１２２およびロアディスク１３１の支持部１３２は、それぞれ、アッパトーションバー１２５およびロアトーションバー１３５を介してディスク支持台５５に揺動自在に支持されている。アッパトーションバー１２５およびロアトーションバー１３５により、アッパディスク１２１およびロアディスク１３１には、それぞれ、支持部１２２および１３２を中心に反時計周りの弾性力が作用している。開弁用電磁石１６１および閉弁用電磁石１７１による電磁力が加わっていない状態で、駆動弁１４は、アッパトーションバー１２５、ロアトーションバー１３５およびロアスプリング１１の弾性力によって、開弁位置と閉弁位置との間にある中立位置に位置決めされる。
【００８１】
中間バー１４１、アッパディスク１２１およびロアディスク１３１からなるリンク機構１２０が、支持部１２２および１３２を支点に揺動すると、当接部１２ｇに押圧された表面１３７ａ上の位置に、ステム１２の延びる方向の変位が生じる。このため、リンク機構１２０を揺動運動させることによって、駆動弁１４をステム１２の延びる方向に往復運動させることができる。
【００８２】
リンク機構１２０を揺動させるため、実施の形態１で説明した開弁用電磁石７１のコイル７３および閉弁用電磁石６１のコイル６３に電流を供給するタイミングと同じタイミングで、開弁用電磁石１６１のコイル１６３および閉弁用電磁石１７１のコイル１７３に交互に電流が供給される。コイル１７３に電流を供給して、閉弁用電磁石１７１にディスク右部分１３６を引き寄せる電磁力を発生させると、リンク機構１２０は、表面１３６ａが吸着面１７２ａに吸着される閉弁側の揺動端まで揺動する。また、コイル１６３に電流を供給して、開弁用電磁石１６１にアッパディスク１２１を引き寄せる電磁力を発生させると、リンク機構１２０は、表面１２１ａが吸着面１６２ａに吸着される開弁側の揺動端まで揺動する。
【００８３】
本実施の形態では、開弁用電磁石１６１および閉弁用電磁石１７１が、支持部１２２と開弁用電磁石１６１との間の距離が、支持部１３２と閉弁用電磁石１７１との間の距離よりも小さくなるように配置されている。このため、リンク機構１２０の揺動時、電磁石の吸着面とディスクの表面との間の距離は、アッパディスク１２１の支持部１２２側で、より小さい値となる。このため、開弁位置と閉弁位置との間の中間位置では、開弁用電磁石１６１の電磁力を、アッパディスク１２１に比較的大きく作用させることができる。
【００８４】
また、開弁用電磁石１６１および閉弁用電磁石１７１は、Ｌｂ´＞Ｌｂの関係を満たす位置に配置されているため、閉弁用電磁石１７１が設けられた位置のロアディスク１３１に対するレバー比は、開弁用電磁石１６１が設けられた位置のアッパディスク１２１に対するレバー比よりも大きくなる。このため、閉弁位置およびその近傍で、閉弁用電磁石１７１の電磁力を、ロアディスク１３１に比較的大きく作用させることができる。
【００８５】
この発明の実施の形態４における電磁駆動弁１１０は、揺動自在に支持された支持部１２２および１３２を有するアーム部材してのリンク機構１２０と、リンク機構１２０に電磁力を作用させ、リンク機構１２０を揺動させる第１および第２の電磁石としての閉弁用電磁石１７１および開弁用電磁石１６１と、リンク機構１２０の揺動運動を受けて往復運動する駆動弁１４とを備える。リンク機構１２０は、支持部１２２および１３２から一方に延びる第１の部分としてのアッパディスク１２１およびディスク左部分１３７と、支持部１３２から他方に延びる第２の部分としてのディスク右部分１３６とを、さらに有する。駆動弁１４は、支持部１２２および１３２に対して、アッパディスク１２１およびディスク左部分１３７が位置する側に配置されている。
【００８６】
閉弁用電磁石１７１は、支持部１２２および１３２に対してディスク右部分１３６が位置する側に配置されている。開弁用電磁石１６１は、支持部１２２および１３２に対してアッパディスク１２１およびディスク左部分１３７が位置する側に配置されている。閉弁用電磁石１７１と支持部１２２および１３２との間の距離Ｌｂは、開弁用電磁石１６１と支持部１２２および１３２との間の距離Ｌｂ´と、異なる。
【００８７】
このように構成された、この発明の実施の形態４における電磁駆動弁１１０によれば、駆動弁１４が閉弁位置から開弁位置に向けて運動する時に、開弁用電磁石１６１で発生する電磁力をアッパディスク１２１により大きく作用させ、駆動弁１４が閉弁位置にある時に、閉弁用電磁石１７１で発生する電磁力をロアディスク１３１により大きく作用させることができる。このため、本実施の形態においても、実施の形態１に記載の効果と同様の効果を得ることができる。加えて、開弁用電磁石１６１と閉弁用電磁石１７１とを、ステム１２の延びる方向にずれた位置に配置できるため、電磁駆動弁１１０の高さを低減することができる。
【００８８】
なお、本実施の形態では、電磁駆動弁１１０が内燃機関の排気弁を構成する場合について説明したが、排気弁のみならず、内燃機関の吸気弁に電磁駆動弁１１０を適用することもできる。
【００８９】
（実施の形態５）
図１４は、この発明の実施の形態５における電磁駆動弁を示す模式図である。本実施の形態における電磁駆動弁は、ガソリンエンジンの吸気弁を構成している。以下、実施の形態４における電磁駆動弁と比較して、重複する構造については説明を繰り返さない。
【００９０】
図１４を参照して、アッパディスク１２１は、表面１２１ａの反対側に面する表面１２１ｂを有し、ロアディスク１３１は、表面１３６ａの反対側に面する表面１３６ｂを有する。本実施の形態では、実施の形態４における開弁用電磁石１６１および閉弁用電磁石１７１に替えて、閉弁用電磁石１６１´および開弁用電磁石１７１´が設けられている。開弁用電磁石１６１´が有する吸着面１６２ａは、表面１２１ｂに向い合っており、開弁用電磁石１７１´が有する吸着面１７２ａは、表面１３６ｂに向い合っている。閉弁用電磁石１６１´は、駆動弁１４が開弁位置から閉弁位置に向かう時に電流が供給される電磁石であり、開弁用電磁石１７１´は、駆動弁１４が閉弁位置から開弁位置に向かう時に電流が供給される電磁石である。
【００９１】
直線２２１と当接部１２ｇとの間の距離がＬｃであり、直線２２１と閉弁用電磁石１６１´との間の距離がＬｂであり、直線２２１と開弁用電磁石１７１´との間の距離がＬｂ´である時、Ｌｃ＞ＬｂおよびＬｂ´＞Ｌｂの関係が成り立つ。つまり、閉弁用電磁石１６１´および開弁用電磁石１７１´は、支持部１３２と閉弁用電磁石１７１´との間の距離が、支持部１２２と開弁用電磁石１６１´との間の距離よりも大きくなるように配置されている。
【００９２】
コイル１６３に電流を供給して、閉弁用電磁石１６１´にアッパディスク１２１を引き寄せる電磁力を発生させると、リンク機構１２０は、表面１２１ｂが吸着面１６２ａに吸着される閉弁側の揺動端まで揺動する。また、コイル１７３に電流を供給して、開弁用電磁石１７１´にロアディスク１３１のディスク右部分１３６を引き寄せる電磁力を発生させると、リンク機構１２０は、表面１３６ｂが吸着面１７２ａに吸着される開弁側の揺動端まで揺動する。
【００９３】
本実施の形態では、実施の形態３における電磁駆動弁９０と同様に、電磁駆動弁１９０によって、駆動弁１４の開弁位置を調整し、吸気ポートから燃焼室に吸入する空気量を制御する。この場合、実施の形態４における閉弁用電磁石１７１と同様の特性を備える開弁用電磁石１７１´によって、ディスク右部分１３６を引き寄せているため、コイル１７３に過大な電流を供給することなく、開弁位置の近傍で、開弁用電磁石１７１´の電磁力をディスク右部分１３６に大きく作用させることができる。
【００９４】
このように構成された、この発明の実施の形態５における電磁駆動弁１９０によれば、実施の形態３に記載の効果と同様の効果を得ることができる。
【００９５】
図１５は、実施の形態４および５における電磁駆動弁の変形例を示す模式図である。図１５を参照して、揺動運動によって駆動弁１４を往復運動させるアーム部材は、ロアディスク１３１のみによって構成されていても良い。この場合、実施の形態４および５で説明した本発明の要件を満たすことを条件に、ロアディスク１３１に電磁力を作用させる電磁石を、位置１９１から１９４の適当な位置に配置する。この際、駆動弁１４に加わる負荷や駆動弁１４の運動特性が考慮される。また、適宜、これらの位置に永久磁石を配置することで、ロアディスク１３１に作用させる引き付け力を補助しても良い。
【００９６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】この発明の実施の形態１における電磁駆動弁を示す断面図である。
【図２】図１中の閉弁用電磁石が設けられた位置を拡大して示す断面図である。
【図３】図１中の開弁用電磁石が設けられた位置を拡大して示す断面図である。
【図４】コア×ディスク間のギャップとディスクに作用する電磁力との関係を示すグラフである。
【図５】閉弁側の揺動端にあるリンク機構を示す模式図である。
【図６】閉弁側の揺動端から開弁側の揺動端に向けて揺動するリンク機構を示す模式図である。
【図７】開弁側の揺動端にあるリンク機構を示す模式図である。
【図８】開弁側の揺動端から閉弁側の揺動端に向けて揺動するリンク機構を示す模式図である。
【図９】駆動弁のストローク位置と、そのストローク位置で電磁石に供給される電流値とを示したグラフである。
【図１０】この発明の実施の形態２における電磁駆動弁を示す断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態３における電磁駆動弁を示す断面図である。
【図１２】図１１中の電磁駆動弁が吸気弁として搭載されたガソリンエンジンを示す断面図である。
【図１３】この発明の実施の形態４における電磁駆動弁を示す断面図である。
【図１４】この発明の実施の形態５における電磁駆動弁を示す模式図である。
【図１５】実施の形態４および５における電磁駆動弁の変形例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００９８】
１０，９０，１１０，１９０  電磁駆動弁、１３  傘部、１４  駆動弁、２１  中間ディスク、２１ａ，３１ａ，８１ａ，１２１ａ，１２１ｂ，１３６ａ，１３６ｂ，１３７ａ  表面、３１，１３１  ロアディスク、３２，８２  支持端、３３，８３  連結端、５３  排気ポート、６１，８６，１６１´，１７１  閉弁用電磁石、６１´，７１，１６１，１７１´  開弁用電磁石、６２ａ，７２ａ，８７ａ，１６２ａ，１７２ａ  吸着面、８１，１２１  アッパディスク、９６  燃焼室、９７  吸気ポート、１２０  リンク機構、１２２，１３２  支持部、１３６  ディスク右部分、１３７  ディスク左部分。
【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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