(57)【要約】【課題】アーマチャがコアから大きく離間したときにも接近したときにも、コアに向うより強い電磁力をアーマチャに作用させる。【解決手段】電磁駆動アクチュエータは、アーマチャステム１９のアーマチャ２５の変位方向についての両側に配設された一対の電磁駆動部３１，３３を備える。各電磁駆動部３１，３３は、コア（アッパコア２６、ロアコア２７）及び電磁コイル（アッパコイル２９、ロアコイル３２）を有し、同電磁コイルへの通電に伴い発生する電磁力をアーマチャ２５に作用させることにより、アーマチャステム１９を軸方向へ変位させる。こうした電磁駆動アクチュエータにおいて、両コア２６，２７及びアーマチャ２５の外側方にサイドコア３４を設け、その内側面３６，３８を、アーマチャ２５の外側面２５Ａとの間隔ｄ１が、アーマチャ２５が一方のコア（ロアコア２７）に接近したときには同コア２７から離間したときよりも大きくなるように形成する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アーマチャが設けられたアーマチャステムと、
前記アーマチャの変位方向についての両側に配設されるとともに、コア及び電磁コイルを有し、同電磁コイルへの通電に伴い発生する電磁力を前記アーマチャに作用させることにより、前記アーマチャステムを軸方向へ変位させる一対の電磁駆動部と
を備える電磁駆動アクチュエータにおいて、
前記両電磁駆動部のコア及び前記アーマチャの外側方にサイドコアを設け、同サイドコアの前記アーマチャに対向する内側面を、前記アーマチャの外側面との間隔が、前記アーマチャが一方の前記コアに接近したときには同コアから離間したときよりも大きくなるように形成したことを特徴とする電磁駆動アクチュエータ。
【請求項２】
前記サイドコアの前記内側面と前記アーマチャの前記外側面との間隔は、前記アーマチャが前記両電磁駆動部間における可動範囲の中立位置にあるとき最も小さくなる請求項１に記載の電磁駆動アクチュエータ。
【請求項３】
前記サイドコアは、
前記アーマチャステムから所定の間隔を隔てて配置され、かつ前記アーマチャが前記コアに接近したときに同アーマチャに対向する基部と、
前記基部から前記アーマチャステム側へ突出し、かつ前記アーマチャが前記コアから離間したときに同アーマチャに対向する突起部とを備える請求項１又は２に記載の電磁駆動アクチュエータ。
【請求項４】
前記サイドコアには、少なくともその内側面において、前記アーマチャの可動範囲の中立位置近傍に対応する箇所で開口する空隙部が設けられている請求項１〜３のいずれか１つに記載の電磁駆動アクチュエータ。
【請求項５】
前記サイドコアの前記内側面と前記アーマチャの前記外側面との間隔は、前記アーマチャが前記コアに近づくに従い徐々に大きくなる請求項１又は２に記載の電磁駆動アクチュエータ。
【請求項６】
前記アーマチャの前記外側面は、前記アーマチャステムの軸線に対し略平行に形成され、
前記サイドコアの前記内側面は、前記コアに近づくほど前記アーマチャステムから遠ざかるように同アーマチャステムの軸線に対し一定の角度で傾斜している請求項５に記載の電磁駆動アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブを駆動するために用いられる電磁駆動アクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の吸・排気用バルブの動弁機構としては、バルブスプリングによって同バルブを閉弁方向へ付勢するとともに、カムシャフトのカム等によってバルブを押下げて開弁させるようにしたものが一般的である。こうしたタイプの動弁機構に代えて、近年では、バルブを電磁駆動アクチュエータによって開閉駆動することが考えられている。
【０００３】
この電磁駆動アクチュエータは、バルブと同軸上に配置され、かつアーマチャが設けられたアーマチャステム、アーマチャを中立位置に付勢する一対のスプリング、及びアーマチャの変位方向についての両側に配設される一対の電磁駆動部を備える。各電磁駆動部はコア及び電磁コイルを備える。こうした電磁駆動アクチュエータでは、一方の電磁駆動部における電磁コイルへの通電により励磁電流が流れると、コア及びアーマチャによって電磁コイルの周りに磁気回路が形成され、電磁コイルの内側と外側とにおいて、アーマチャに対しコアに向う電磁力が作用する。これらの電磁力により、アーマチャステムが軸方向へ変位させられてバルブが駆動される。従って、両電磁駆動部に交互に励磁電流が流されることにより、バルブが開閉駆動される。
【０００４】
上記構成の電磁駆動アクチュエータでは、アーマチャに作用する両電磁力の強さは一定でなく、アーマチャの位置に応じて変化する。すなわち、コアに向う両電磁力はアーマチャがコアに接触又は接近している状態では十分強いが、アーマチャがコアから離れるに従い弱くなる。そして、アーマチャが両電磁駆動部のコアから大きく離れた箇所、例えば中立位置では、上記両電磁力が非常に弱くなる。このようにコアに向う両電磁力が弱まるのは、アーマチャがコアから離れるに従い両者間の空隙（エアギャップ）が増大して磁気回路の磁気抵抗が大きくなり、電磁コイルの発生する磁束が少なくなる（磁束密度が小さくなる）ためである。
【０００５】
上記両電磁力の不足を補うために電磁コイルに大電流を流すことも考えられるが、この場合には、電磁駆動アクチュエータの消費電力の増大を伴う。そこで、例えば特許文献１及び特許文献２では、アーマチャの外側方にサイドコアを近接して設けることが提案されている。同技術によれば、電磁コイルの周りに、上述したコア及びアーマチャからなるもともとの磁気回路に加え、コア、サイドコア、アーマチャからなる新たな磁気回路が形成される。両磁気回路は一部（アーマチャステム寄りの部分）において共通している。新たな磁気回路では、アーマチャの外側面とサイドコアの内側面との間隔が小さく磁気抵抗が小さい。そのため、アーマチャがコアから大きく離れたときには、電磁コイルが発生する磁束の大部分は新たな磁気回路を通る。また、このときには、アーマチャ及びサイドコア間の空隙が小さいことから、電磁コイルが発生する磁束はサイドコアのない場合よりも多い。そして、このように磁束が多くなることから、アーマチャに作用し、かつコアに向う両電磁力はサイドコアのない場合よりも強くなる。
【特許文献１】特開２００２−１４７２１１号公報
【特許文献２】特開２００１−８４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記特許文献１及び特許文献２では、サイドコアの内側面全体がアーマチャステムに略平行に形成されている。このことから、アーマチャが両電磁駆動部間の可動範囲のどの箇所に位置していても、すなわち、コアに接近している場合でも中立位置にある場合でも、アーマチャ及びサイドコア間の空隙が略同じ大きさとなる。そのため、中立位置等、アーマチャがコアから大きく離れた箇所に位置するときには、コアに向う両電磁力を、サイドコアのない場合よりも強めることができる反面、アーマチャがコアに接近したときには次に示す新たな問題が起る。
【０００７】
それは、アーマチャがコアに接近したときには、電磁コイルの発生した磁束が両磁気回路の共通部分を通過した後に２つに別れ、一方がもともとの磁気回路を、他方が新たな磁気回路を通り、アーマチャで合流することによる。このように２つに別れると、磁束の一部が新たな磁気回路を通る分、もともとの磁気回路を通る磁束が少なくなる。アーマチャに作用し、かつコアに向う電磁力のうち電磁コイルよりも外側のものが弱くなる。新たな磁気回路によってアーマチャに作用する電磁力の一部は、サイドコアに向うものである。そのため、コアに向う全体の電磁力は、サイドコアのない場合よりも弱くなってしまう。
【０００８】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、アーマチャがコアから大きく離間したときにも接近したときにも、コアに向うより強い電磁力をアーマチャに作用させることのできる電磁駆動アクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明では、アーマチャが設けられたアーマチャステムと、前記アーマチャの変位方向についての両側に配設されるとともに、コア及び電磁コイルを有し、同電磁コイルへの通電に伴い発生する電磁力を前記アーマチャに作用させることにより、前記アーマチャステムを軸方向へ変位させる一対の電磁駆動部とを備える電磁駆動アクチュエータにおいて、前記両電磁駆動部のコア及び前記アーマチャの外側方にサイドコアを設け、同サイドコアの前記アーマチャに対向する内側面を、前記アーマチャの外側面との間隔が、前記アーマチャが一方の前記コアに接近したときには同コアから離間したときよりも大きくなるように形成している。
【００１０】
上記の構成によれば、一方の電磁駆動部の電磁コイルに通電されると、その電磁コイルの周りには、コア及びアーマチャからなる磁気回路が形成されるとともに、コア、サイドコア及びアーマチャからなる新たな磁気回路が形成される。新たな磁気回路は、その一部（アーマチャステム寄りの部分）において、もともとの磁気回路（コア及びアーマチャからなる磁気回路）と共通している。そのため、電磁コイルが発生した磁束は、両磁気回路の共通部分を通過した後に２つに別れ、一方がもともとの磁気回路を、他方が新たな磁気回路を通り、アーマチャで合流する。その結果、アーマチャには、電磁コイルの内側及び外側においてコアに向う電磁力が作用するとともに、サイドコアに向う電磁力が作用する。そして、上記コアに向う電磁力により、アーマチャがアーマチャステムを伴ってコア側に吸引されて変位する。
【００１１】
ここで、サイドコアのアーマチャに対向する内側面は、アーマチャの外側面との間隔が、アーマチャが一方のコアに接近したときには同コアから離間したときよりも大きくなるように形成されていることから、上記電磁力は、アーマチャステムの軸方向におけるアーマチャの位置に応じて次のように変化する。
【００１２】
アーマチャがコアから大きく離れたときには両者間の空隙が大きい。このことから、仮にサイドコアがないとすると、もともとの磁気回路の磁気抵抗が大きく、電磁コイルの発生する磁束が少ない。電磁コイルの内側及び外側において、コアに向う電磁力はいずれも弱い。しかし、このときにはアーマチャ及びサイドコア間の空隙が小さいことから、電磁コイルが発生する磁束の大部分は新たな磁気回路を通る。また、同様の理由により、電磁コイルが発生する磁束はサイドコアのない場合よりも多くなる。そして、このように磁束が多くなることから、アーマチャに作用し、かつコアに向う両電磁力（特に電磁コイルよりも内側のもの）はサイドコアのない場合よりも強くなる。
【００１３】
これに対し、アーマチャがコアに接近又は接触した状態では両者間の空隙が小さい。このことから、もともとの磁気回路の磁気抵抗が小さく、サイドコアがなければ多くの磁束が同磁気回路を通る。電磁コイルの内側及び外側において、コアに向う電磁力はいずれも強い。
【００１４】
この際、仮にアーマチャ及びサイドコア間の空隙が小さいと、磁束の一部が新たな磁気回路を通る分、もともとの磁気回路を通る磁束が少なくなる。アーマチャに作用し、かつコアに向う電磁力のうち電磁コイルよりも外側のものが弱くなる。
【００１５】
この点、請求項１に記載の発明では、アーマチャがコアに接近したときには、アーマチャ及びサイドコアの間隔が、同コアから離間したときよりも大きくなる。新たな磁気回路の磁気抵抗が大きくなり、同磁気回路を通る磁束が少なくなる。もともとの磁気回路を通る磁束の新たな磁気回路による影響分（減少分）が少なくなる。もともとの磁気回路には、サイドコアのない場合に近い磁束が通過することとなり、コアに向う電磁力のうち電磁コイルよりも外側のものの低下代が小さくなる。その結果、アーマチャには、サイドコアのない場合に近い強さのコアに向う電磁力が作用する。
【００１６】
このように、請求項１に記載の発明によれば、アーマチャがコアから大きく離間したときにも接近したときにも、コアに向うより強い電磁力をアーマチャに作用させることが可能となる。
【００１７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記サイドコアの前記内側面と前記アーマチャの前記外側面との間隔は、前記アーマチャが前記両電磁駆動部間における可動範囲の中立位置にあるとき最も小さくなるとする。
【００１８】
上記の構成によれば、アーマチャが中立位置にあるときには、アーマチャは一方の電磁駆動部のコアからも、他方の電磁駆動部のコアからも同程度に大きく離間し、コア及びアーマチャの間隔が大きくなる。このことから、仮にサイドコアがないとすると、もともとの磁気回路の磁気抵抗が大きくなり、電磁コイルの発生する磁束が少なくなる。電磁コイルの内側及び外側において、コアに向う電磁力はいずれも非常に弱くなる。しかし、この中立位置では、アーマチャの外側面とサイドコアの内側面との間隔が最小となり、新たな磁気回路の磁気抵抗が最小となる。そのため、サイドコアのない場合よりも多くの磁束が電磁コイルによって発生される。アーマチャがいずれの電磁駆動部からも大きく離間しているものの、そのアーマチャに対し、十分な強さのコアに向う電磁力を作用させることができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明において、前記サイドコアは、前記アーマチャステムから所定の間隔を隔てて配置され、かつ前記アーマチャが前記コアに接近したときに同アーマチャに対向する基部と、前記基部から前記アーマチャステム側へ突出し、かつ前記アーマチャが前記コアから離間したときに同アーマチャに対向する突起部とを備えるものであるとする。
【００２０】
上記の構成によれば、アーマチャがコアから離れたときには、そのアーマチャはサイドコアの突起部に対向する。この状態では、アーマチャ及びコア間の空隙が大きいが、突起部が基部からアーマチャステム側へ突出していることから、アーマチャ及び突起部（サイドコア）間の空隙は小さくなる。
【００２１】
これに対し、アーマチャがコアに接近したときには、そのアーマチャはサイドコアの基部に対向する。この状態では、アーマチャ及びコア間の空隙が小さいが、基部がアーマチャステムから所定の間隔を隔てて配置されていることから、アーマチャ及び基部（サイドコア）間の空隙は大きくなる。
【００２２】
このように、サイドコアとして基部及び突起部を備えるものを採用することで、同サイドコアの内側面を、請求項１に記載の発明における条件を満たす形状にすることができる。
【００２３】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれか１つに記載の発明において、前記サイドコアには、少なくともその内側面において、前記アーマチャの可動範囲の中立位置近傍に対応する箇所で開口する空隙部が設けられているとする。
【００２４】
上記の構成によれば、中立位置近傍で新たな磁気回路による電磁力の増加代が最大となるのは、アーマチャの外側面とサイドコアの内側面との間隔が最小となるときである。ここで、請求項４に記載の発明によるように、サイドコアの少なくとも内側面において、アーマチャの可動範囲の中立位置近傍に対応する箇所で開口する空隙部が設けられると、アーマチャが空隙部に対向したときには、上記間隔は最小とならない。従って、この空隙部の大きさを変更することで、上記間隔の最小となるアーマチャの位置を変更し、もって中立位置近傍で新たな磁気回路による電磁力の増加代が最大となる際のアーマチャの位置を変更することが可能となる。
【００２５】
請求項５に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明において、前記サイドコアの前記内側面と前記アーマチャの前記外側面との間隔は、前記アーマチャが前記コアに近づくに従い徐々に大きくなるものであるとする。
【００２６】
ここで、もともとの磁気回路の磁気抵抗、同磁気回路を通る磁束、及びコアに向う電磁力は、サイドコアがないとした場合、アーマチャのコアからの距離に応じて変化する。アーマチャがコアに接触しているときには磁気抵抗が最小となり、多くの磁束が通過し、コアに向う電磁力が強くなる。アーマチャがコアから離れるに従い磁気抵抗が増大し、磁束が減少し、コアに向う電磁力は小さくなる。
【００２７】
一方で、もともとの磁気回路から別れて新たな磁気回路を通る磁束は、アーマチャ及びサイドコア間の空隙の大きさに応じて増減する。これに伴い、新たな磁気回路を通る磁束がもともとの磁気回路を通る磁束に及ぼす影響（減少分）が増減する。
【００２８】
従って、アーマチャ及びサイドコアの間隔を、アーマチャのコアからの距離に応じて異ならせることで、新たな磁気回路を通る磁束がもともとの磁気回路を通る磁束に及ぼす影響度合いを変えて、アーマチャの変位量と電磁力との関係についての磁気特性を所望のものにすることが可能となる。
【００２９】
例えば、請求項５に記載の発明によるように、サイドコアの内側面とアーマチャの外側面との間隔を、アーマチャがコアに近づくに従い徐々に大きくなるようにしてもよい。この場合には、アーマチャがコアに近づくほど上記影響度合いを小さくして、コアに向う電磁力をより強くすることができる。
【００３０】
請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の発明において、前記アーマチャの前記外側面は、前記アーマチャステムの軸線に対し略平行に形成され、前記サイドコアの前記内側面は、前記コアに近づくほど前記アーマチャステムから遠ざかるように同アーマチャステムの軸線に対し一定の角度で傾斜しているとする。
【００３１】
アーマチャの外側面及びサイドコアの内側面がそれぞれ上記条件を満たすよう形成されると、それらの内・外両側面の間隔は、アーマチャがコアに近づくに従い徐々に大きくなる。従って、請求項６に記載の発明によると、上記請求項５に記載の発明の効果が確実に得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。
図１に示すように、内燃機関のシリンダヘッド１１には、吸気通路の一部又は排気通路の一部をなし、かつ燃焼室１２に連通するポート１３が形成されている。ポート１３の燃焼室１２側の端部にはバルブシート１４が設けられている。シリンダヘッド１１には、吸気バルブ又は排気バルブとして機能するバルブ１５が設けられている。バルブ１５は、バルブガイド１６により軸方向（図１の上下方向）への往復動可能に支持されたバルブステム１５Ａと、そのバルブステム１５Ａの下端に設けられた弁体１５Ｂとを備える。ポート１３は、バルブステム１５Ａが下方へ変位して弁体１５Ｂがバルブシート１４から離座することにより、燃焼室１２に連通（開弁）した状態となる。また、ポート１３は、バルブステム１５Ａが上方へ変位して弁体１５Ｂがバルブシート１４に着座することにより、燃焼室１２から遮断（閉弁）された状態となる。
【００３３】
バルブステム１５Ａの上部にはロアリテーナ１７が取付けられている。シリンダヘッド１１とロアリテーナ１７との間であってバルブステム１５Ａの周りには、ロアスプリング１８が圧縮状態で配置されており、このロアスプリング１８によってバルブ１５が閉弁方向（上方）へ付勢されている。
【００３４】
上記バルブ１５を開閉駆動するために、以下の構成を有する電磁駆動アクチュエータが設けられている。バルブステム１５Ａと同軸上には、非磁性材料からなるアーマチャステム１９が軸方向（図１の上下方向）への往復動可能に配置されている。アーマチャステム１９の上端部にはアッパリテーナ２１が取付けられている。シリンダヘッド１１には、ケース（図示略）を介してアッパキャップ２２が固定されている。アッパキャップ２２とアッパリテーナ２１との間には、アッパスプリング２３が圧縮状態で配置されている。このアッパスプリング２３によってアッパリテーナ２１が常に下方へ付勢されている。
【００３５】
アーマチャステム１９及びバルブステム１５Ａはラッシュアジャスタ２４によって連結されている。ラッシュアジャスタ２４は、弁体１５Ｂとシリンダヘッド１１との間の熱膨張差や、バルブシート１４及び弁体１５Ｂの摩耗に起因するバルブステム１５Ａとアーマチャステム１９との相対変位等を吸収することにより、これらバルブステム１５Ａ及びアーマチャステム１９間に隙間が生ずるのを抑制するためのものである。
【００３６】
アーマチャステム１９の軸方向における略中央部には、アーマチャ２５が固定されている。アーマチャ２５の外側面２５Ａは、アーマチャステム１９の軸線Ｌから距離Ｄ１を隔てた箇所において、その軸線Ｌに平行に形成されている。ケース内において、アーマチャ２５とアッパリテーナ２１との間にはアッパコア２６が固定されている。同じく、ケース内において、アーマチャ２５とロアリテーナ１７との間にはロアコア２７が固定されている。アーマチャステム１９はこれらのアッパコア２６及びロアコア２７に挿通され、滑り軸受２８によって同コア２６，２７に往復動可能に支持されている。アーマチャ２５はこのアーマチャステム１９と一体となって、アッパコア２６及びロアコア２７間で往復動する。
【００３７】
アッパコア２６において、アーマチャ２５と対向する面（図１の下面）には、アーマチャステム１９を間に挟んだ状態で２本の溝２６Ａが形成され、略矩形状に巻かれた電磁コイルとしてのアッパコイル２９の多くの部分が、これらの溝２６Ａ内に収容されている。そして、これらのアッパコア２６及びアッパコイル２９により、バルブ１５を閉弁方向に駆動するための電磁駆動部３１が構成されている。
【００３８】
同様に、ロアコア２７においてアーマチャ２５と対向する面（図１の上面）には、アーマチャステム１９を間に挟んだ状態で２本の溝２７Ａが形成され、略矩形状に巻かれた電磁コイルとしてのロアコイル３２の多くの部分が、これらの溝２７Ａ内に収容されている。そして、これらのロアコア２７及びロアコイル３２により、バルブ１５を開弁方向（図１の下方）に駆動するための電磁駆動部３３が構成されている。
【００３９】
さらに、図１及び図２（Ａ）に示すように、両電磁駆動部３１，３３及びアーマチャ２５の外側方近傍には、アッパコア２６及びロアコア２７の各外側面に接触し、かつアーマチャ２５の外側面２５Ａに接触しない状態でサイドコア３４が配置されている。
【００４０】
サイドコア３４において、アーマチャ２５の可動範囲（アッパコア２６の下面とロアコア２７の上面との間）に対応する箇所は、上下一対の基部３５及び突起部３７によって構成されている。
【００４１】
上下両基部３５は、アーマチャステム１９の径方向については、そのアーマチャステム１９の軸線Ｌから距離Ｄ２（＞Ｄ１）を隔てた箇所に位置している。また、上側の基部３５は、アーマチャ２５の変位方向については、アーマチャ２５がアッパコア２６に接触又は同アッパコア２６からわずかに離れたときに、そのアーマチャ２５の外側面２５Ａに対向する箇所に位置する。また、下側の基部３５は、アーマチャ２５の変位方向については、アーマチャ２５がロアコア２７に接触又は同ロアコア２７からわずかに離れたときに、そのアーマチャ２５の外側面２５Ａに対向する箇所に位置する（図２（Ｂ）参照）。上下両基部３５の内側面３６は、アーマチャステム１９の軸線Ｌに平行に形成されている。
【００４２】
突起部３７は、アーマチャ２５の可動範囲における中立位置に対応する箇所に設けられている。ここで、中立位置とは、アッパコイル２９及びロアコイル３２に通電しないときにアーマチャ２５が停止する位置であり、アッパスプリング２３及びロアスプリング１８の両付勢力が釣合う位置である。従って、中立位置では、アーマチャ２５はアッパコア２６及びロアコア２７の両方から大きく離れることとなる。なお、本実施形態では、アッパコア２６及びロアコア２７間において、アーマチャステム１９の軸方向についての中間の位置を中立位置としている。ただし、中間とは異なる位置を中立位置としてもよい。
【００４３】
突起部３７の内側面３８は、アーマチャステム１９の軸線Ｌに平行に形成されている。また、上記内側面３８は、アーマチャステム１９の径方向については、アーマチャステム１９の軸線Ｌから距離Ｄ３（ただし、Ｄ１＜Ｄ３＜Ｄ２）を隔てた箇所に位置している。本実施形態では、距離Ｄ３は距離Ｄ１よりもわずかに大きな値に設定されている。
【００４４】
サイドコア３４を上述した形状とすることで、サイドコア３４の内側面３６，３８を、アーマチャ２５の外側面２５Ａとの間隔ｄ１が、アーマチャ２５がアッパコア２６又はロアコア２７に接近したときには同コア２６，２７から大きく離間したときよりも大きくなるようにしている。また、上記間隔ｄ１を、アーマチャ２５が中立位置（図２（Ａ）参照）にあるとき最も小さくなるようにしている。
【００４５】
なお、サイドコア３４は、例えば上述したケースの側壁部によって構成されてもよいし、またケースとは別部材によって構成されてもよい。
図１及び図２（Ａ）は、上記のようにして構成された本実施形態の電磁駆動アクチュエータにおいて、アーマチャ２５が中立位置にあるときの状態を示している。この状態では、弁体１５Ｂがバルブシート１４から下方へわずかに離座し、バルブ１５が若干開弁した状態（半開きの状態）となっている。アーマチャ２５は、その変位方向については、アッパコア２６及びロアコア２７間の中間に位置している。アーマチャ２５及びアッパコア２６の間隔ｄ３も、アーマチャ２５及びロアコア２７の間隔ｄ２も同程度に大きくなっている。また、アーマチャ２５は突起部３７に対向する箇所に位置しており、アーマチャ２５及びサイドコア３４の間隔ｄ１は最小となっている。
【００４６】
上記の状態から一方のコイル、例えばロアコイル３２への通電により吸引電流が流されると、図２（Ａ）に示すように、ロアコイル３２の周りに、ロアコア２７及びアーマチャ２５からなる磁気回路Ｍ１が形成されるとともに、ロアコア２７、サイドコア３４及びアーマチャ２５からなる磁気回路Ｍ２が形成される。磁気回路Ｍ２は、その一部（ロアコイル３２を基準としてアーマチャステム１９寄りの部分）において、磁気回路Ｍ１と共通している。そのため、ロアコイル３２が発生した磁束は、両磁気回路Ｍ１，Ｍ２の共通部分を通過した後に２つに別れ、一方がもともとの磁気回路Ｍ１を、他方が新たな磁気回路Ｍ２を通り、アーマチャ２５で再び合流する。その結果、アーマチャ２５には、ロアコイル３２の内側及び外側においてロアコア２７に向う電磁力Ｆ１，Ｆ２が作用するとともに、サイドコア３４に向う電磁力Ｆ３が作用する（図３参照）。
【００４７】
ここで、中立位置では上記のようにアーマチャ２５及びロアコア２７の間隔ｄ２が大きい。このことから、仮にサイドコア３４がないとすると、磁気回路Ｍ１の磁気抵抗が大きく、ロアコイル３２の発生する磁束が少ない。ロアコイル３２の内側及び外側において、ロアコア２７に向う電磁力Ｆ１，Ｆ２はいずれも弱い。しかし、中立位置ではアーマチャ２５及びサイドコア３４の間隔ｄ１が最小であることから、ロアコイル３２が発生する磁束の大部分は磁気回路Ｍ２を通る。また、同様の理由により、ロアコイル３２が発生する磁束はサイドコア３４のない場合よりも多くなる。そして、このように磁束が多くなることから、アーマチャ２５に作用する電磁力Ｆ１，Ｆ２（主としてＦ１）はサイドコア３４のない場合よりも強くなる。
【００４８】
両電磁力Ｆ１，Ｆ２により、アーマチャ２５がアーマチャステム１９を伴ってロアコア２７側に吸引されて変位する。アーマチャステム１９の変位はラッシュアジャスタ２４を介してバルブ１５に伝達され、そのバルブ１５がロアスプリング１８に抗して下方へ変位し、弁体１５Ｂがバルブシート１４からさらに離れる。
【００４９】
アーマチャ２５がロアコア２７側へ変位するに従い、それらのアーマチャ２５及びロアコア２７の間隔ｄ２が小さくなり、また、アーマチャ２５及びアッパコア２６の間隔ｄ３が大きくなってゆく。この変位の過程で、図２（Ｂ）に示すように、アーマチャ２５の上面が突起部３７の先端下面よりも低くなると、サイドコア３４においてアーマチャ２５に対向する箇所が、突起部３７から下側の基部３５に切り替り、アーマチャ２５及びサイドコア３４の間隔ｄ１が最大となる。
【００５０】
この状態では、ロアコア２７及びアーマチャ２５間の空隙が小さいため、磁気回路Ｍ１の磁気抵抗が小さく、サイドコア３４がなければ多くの磁束が同磁気回路Ｍ１を通る。そのため、同磁気回路Ｍ１により発生する電磁力Ｆ１，Ｆ２はいずれも強い。
【００５１】
この際、仮にアーマチャ２５及びサイドコア３４間の空隙が小さいと、磁束の一部が磁気回路Ｍ２を通る分、磁気回路Ｍ１を通る磁束が少なくなる。アーマチャ２５に作用し、かつロアコア２７に向う電磁力のうちロアコイル３２よりも外側の電磁力Ｆ２が弱くなる。
【００５２】
しかし、第１実施形態では、このとき間隔ｄ１が最大となる。磁気回路Ｍ２の磁気抵抗が大きくなり、同磁気回路Ｍ２を通る磁束が少なくなる。磁気回路Ｍ１を通る磁束の磁気回路Ｍ２による影響分（減少分）が少なくなる。磁気回路Ｍ１には、サイドコア３４のない場合に近い磁束が通ることとなり、ロアコア２７に向う電磁力Ｆ１，Ｆ２のうちロアコイル３２よりも外側のもの（電磁力Ｆ２）の低下代が小さくなる。その結果、アーマチャ２５には、サイドコア３４のない場合に近い強さの電磁力Ｆ１，Ｆ２が作用する。
【００５３】
そして、アーマチャ２５がさらに変位してロアコア２７に当接して、それらアーマチャ２５及びロアコア２７の間隔ｄ２が最小になると、弁体１５Ｂがバルブシート１４から最も下方へ離間した状態、すなわち全開状態になる。この状態では、上記と同様、アーマチャ２５が下側の基部３５に対向するため、アーマチャ２５及びサイドコア３４の間隔ｄ１は最大である。
【００５４】
この状態からロアコイル３２への通電が停止されると、アーマチャ２５を全開状態に保持するための磁気吸引力が消滅する。このため、ロアスプリング１８の付勢力によりアーマチャ２５が電磁駆動部３１に向けて変位し始め、バルブ１５が下降から上昇に転ずる。上記変位に伴い、アーマチャ２５及びロアコア２７の間隔ｄ２が増大し、アーマチャ２５及びアッパコア２６の間隔ｄ３が減少する。サイドコア３４においてアーマチャ２５が対向する箇所は、依然として下側の基部３５である。
【００５５】
上記変位の過程で、アーマチャ２５の上面が突起部３７の先端下面よりも高くなると、サイドコア３４においてアーマチャ２５に対向する箇所が、下側の基部３５及び突起部３７の両方にまたがる。
【００５６】
そして、アーマチャ２５の下面が突起部３７の先端下面よりも高くなると、サイドコア３４においてアーマチャ２５に対向する箇所が、下側の基部３５から突起部３７に完全に切り替り、アーマチャ２５及びサイドコア３４の間隔ｄ１が最小となる。さらに、アーマチャ２５が上方へ変位して図２（Ａ）の中立位置に至ると、バルブ１５が若干開弁した半開きの状態となる。アーマチャ２５及びアッパコア２６の間隔ｄ３も、アーマチャ２５及びロアコア２７の間隔ｄ２も同程度に大きくなる。
【００５７】
この状態から他方のコイル（アッパコイル２９）への通電により吸引電流が流されると、上述したロアコイル３２に通電された場合と同様にして、アッパコア２６及びアーマチャ２５からなる磁気回路が形成されるとともに、アッパコア２６、サイドコア３４及びアーマチャ２５からなる磁気回路が形成される。アッパコイル２９の周りに磁束が生じ、アーマチャ２５に対しアッパコア２６に向う電磁力が作用し、アーマチャ２５が上方へ変位する。
【００５８】
アーマチャ２５がさらに変位すると、弁体１５Ｂはバルブシート１４に着座して全閉状態となり、バルブステム１５Ａはそれ以上閉弁方向に変位しなくなる。このため、その後は、アーマチャステム１９のみがアッパスプリング２３に抗して同方向へ変位する。その後、アーマチャ２５がアッパコア２６に当接すると、アーマチャステム１９はそれ以上同方向に変位しなくなる。
【００５９】
この状態からアッパコイル２９への通電が停止されると、アーマチャ２５を全閉状態に保持するための磁気吸引力が消滅する。このため、アーマチャ２５は、アッパスプリング２３の付勢力により電磁駆動部３３に向けて変位し始める。
【００６０】
その後、アーマチャ２５の変位量が所定値に達すると、ロアコイル３２への通電が開始される。この通電によりロアコイル３２に吸引電流が流れると、アーマチャ２５に対し電磁駆動部３３に向う電磁力が作用し、アーマチャ２５が下方へ変位する。
【００６１】
従って、アッパコイル２９及びロアコイル３２に交互に励磁電流が流されるように、両電磁駆動部３１，３３に対する通電を制御することにより、バルブ１５が開閉駆動される。
【００６２】
以上詳述した第１実施形態によれば、次の効果が得られる。
（１）アッパコア２６、ロアコア２７及びアーマチャ２５の外側方に、上下一対の基部３５と突起部３７とを有するサイドコア３４を設けている。両基部３５を、アーマチャ２５から外側方へ大きく離れた箇所に設ける一方で、突起部３７を、アーマチャ２５の外側方近傍に設けている。こうすることで、サイドコア３４の内側面３６，３８と、アーマチャ２５の外側面２５Ａとの間隔ｄ１が、コア２６，２７に接近したときには同コア２６，２７から大きく離間したときよりも大きくなるようにしている。
【００６３】
そのため、アーマチャ２５が中立位置等、コア２６，２７から大きく離れた箇所に位置するときには、そのアーマチャ２５に対し同コア２６，２７に向う大きな電磁力（主としてＦ１）を作用させることができる。
【００６４】
また、アーマチャ２５がコア２６，２７に接近又は接触する箇所に位置するときには、電磁力Ｆ１に加え、サイドコアの内側面全体をアーマチャステムに略平行に形成した場合（特許文献１及び特許文献２に相当）よりも強く、サイドコア３４のない場合と同程度の強さの電磁力Ｆ２を作用させることができる。
【００６５】
このように、アーマチャ２５がコア２６，２７から大きく離れている場合にも、同コア２６，２７に接近又は接触している場合にも、より強い電磁力をそのアーマチャ２５に作用させることができる。
【００６６】
（２）サイドコア３４の内側面３６，３８を、アーマチャ２５の外側面２５Ａとの間隔ｄ１が、アーマチャ２５が中立位置にあるときに最も小さくなるように形成している（図２（Ａ）参照）。このため、中立位置では、アーマチャ２５がアッパコア２６からもロアコア２７からも大きく離間するが、より多くの磁束をロアコイル３２によって発生させることで、アーマチャ２５に対し、十分な強さのロアコア２７に向う電磁力Ｆ１を作用させることができる。
【００６７】
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態について、図４を参照し、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００６８】
第２実施形態では、サイドコア３４において、アーマチャ２５の可動範囲の中立位置に対応する箇所に空隙部４１が設けられている。この空隙部４１は少なくともサイドコア３４の内側面において開口している必要がある。第２実施形態では、空隙部４１が突起部３７の内側面３８で開口している。これに加え、空隙部４１はサイドコア３４の外側面４２においても開口している。こうした空隙部４１により、サイドコア３４、より正確には突起部３７が空隙部４１を挟んで上下２つ（３７Ｃ，３７Ｄ）に分断されている。なお、図４において、第１実施形態と同様の部材、箇所等については同一の符号を付して説明を省略する。
【００６９】
ここで、中立位置近傍で磁気回路Ｍ２による電磁力の増加代が最大となるのは、アーマチャ２５の外側面２５Ａとサイドコア３４の内側面３６，３８との間隔ｄ１が最小となるときである。この点、上記のように、サイドコア３４に空隙部４１が設けられていると、アーマチャ２５が空隙部４１に対向したときには、間隔ｄ１は最小とならない。従って、この位置（ここでは中立位置）では磁気回路Ｍ２による電磁力の増加代は最大とならない。
【００７０】
間隔ｄ１が最小となって磁気回路Ｍ２による電磁力の増加代が最大となるのは、上記空隙部４１に対向する箇所からアッパコア２６側又はロアコア２７側へ若干ずれた位置、すなわち突起部３７Ｃ、３７Ｄに対向する位置である。
【００７１】
従って、第２実施形態によると、第１実施形態で説明した（１），（２）に加え、次の効果が得られる。
（３）空隙部４１の大きさ（アーマチャステム１９の軸方向における広さ）を変更することで、間隔ｄ１の最小となるアーマチャ２５の位置を変更し、もって磁気回路Ｍ２による電磁力の増加代が最大となる際のアーマチャ２５の位置を変更することができる。
【００７２】
こうした空隙部４１の大きさの変更に際しては、例えばロアコア２７の上面から下側の突起部３７Ｄの上面までの距離Ｄ４を変更する。又はアッパコア２６の下面から上側の突起部３７Ｃの下面までの距離Ｄ５を変更する。
【００７３】
こうすることで、中立位置よりもコア２６，２７側へずれた箇所で磁気回路Ｍ２による電磁力の増加代を最大としたいという要望があった場合にも、上記距離Ｄ４，Ｄ５の変更により容易に対処することができる。
【００７４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について、図５（Ａ），（Ｂ）を参照し、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００７５】
ここで、磁気回路Ｍ１の磁気抵抗、同磁気回路Ｍ１を通る磁束、及び電磁力Ｆ１，Ｆ２は、サイドコア３４がないとした場合、アーマチャ２５のコア２６，２７からの距離に応じて変化する。アーマチャ２５がコア２６，２７に接触しているときには磁気抵抗が最小となり、多くの磁束が通過し、電磁力Ｆ１，Ｆ２がともに強くなる。アーマチャ２５がコア２６，２７から離れるに従い磁気抵抗が増大し、磁束が減少し、電磁力Ｆ１，Ｆ２は小さくなる。
【００７６】
一方で、磁気回路Ｍ１から別れて磁気回路Ｍ２を通る磁束は、アーマチャ２５及びサイドコア３４間の空隙の大きさに応じて増減する。これに伴い、磁気回路Ｍ２を通る磁束が磁気回路Ｍ１を通る磁束に及ぼす影響（減少分）が増減する。
【００７７】
従って、アーマチャ２５及びサイドコア３４の間隔ｄ１を、アーマチャ２５のコア２６，２７からの距離に応じて異ならせることで、磁気回路Ｍ２を通る磁束が磁気回路Ｍ１を通る磁束に及ぼす影響度合いを変えて、アーマチャ２５の変位量と電磁力Ｆ１，Ｆ２との関係についての磁気特性を所望のものにすることが可能となる。
【００７８】
図５（Ａ），（Ｂ）は、その一態様を示している。アーマチャ２５の外側面２５Ａがアーマチャステム１９の軸線Ｌに平行に形成されている。また、サイドコア３４の下半部の内側面４７は、アーマチャ２５の中立位置に対応する箇所でアーマチャステム１９に最も近く、ロアコア２７に近づくに従いアーマチャステム１９から遠ざかるように、アーマチャステム１９の軸線Ｌに対し所定の角度αをもって傾斜している。このようにサイドコア３４の下半部の内側面４７が傾斜面とされることにより、サイドコア３４及びアーマチャ２５の間隔ｄ１が、アーマチャ２５の中立位置に対応する箇所で最小となり、アーマチャ２５がロアコア２７に近づくに従い徐々に大きくなり、アーマチャ２５がロアコア２７に接触したときに最大となる。
【００７９】
同様に、サイドコア３４の上半部の内側面４６は、アーマチャ２５の中立位置に対応する箇所でアーマチャステム１９に最も近く、アッパコア２６に近づくに従いアーマチャステム１９から遠ざかるように、アーマチャステム１９の軸線Ｌに対し所定の角度βをもって傾斜している。このようにサイドコア３４の内側面４６が傾斜面とされることにより、サイドコア３４及びアーマチャ２５の間隔ｄ１が、アーマチャ２５がアッパコア２６に近づくに従い大きくなり、アーマチャ２５がアッパコア２６に接触したときに最大となる。
【００８０】
なお、図５（Ａ），（Ｂ）において、第１実施形態と同様の部材、箇所等については同一の符号を付して説明を省略する。
上記のように構成された第３実施形態では、磁気回路Ｍ２を通る磁束が磁気回路Ｍ１を通る磁束に及ぼす影響度合いは、図５（Ａ）に示すように、アーマチャ２５がコア２６，２７から大きく離間したとき（中立位置）に最大となる。そして、この影響度合いは、アーマチャ２５がコア２６，２７に近づくに従い小さくなり、図５（Ｂ）に示すように、同アーマチャ２５がコア２６，２７（図５（Ｂ）ではロアコア２７）に接触したときに最小となる。
【００８１】
従って、第３実施形態によると、第１実施形態で説明した（１），（２）と同様の効果が得られるほか、次の効果が得られる。
（４）アーマチャ２５の外側面２５Ａをアーマチャステム１９の軸線Ｌに平行に形成し、サイドコア３４の内側面４７，４６を、ロアコア２７（又はアッパコア２６）側ほどアーマチャステム１９から遠ざかるように軸線Ｌに対し所定の角度α，βで傾斜させている。このように、アーマチャ２５の外側面２５Ａ及びサイドコア３４の内側面４７，４６を形成することにより、アーマチャ２５及びサイドコア３４間の間隔ｄ１を、アーマチャ２５が中立位置にあるときに最小とし、アーマチャ２５がコア２７，２６に近づくに従い徐々に大きくするようにしている。そのため、アーマチャ２５がコア２６，２７に近づくほど、磁気回路Ｍ２を通る磁束が磁気回路Ｍ１を通る磁束に及ぼす影響度合いが小さくなるような磁気特性を、容易に得ることができる。
【００８２】
なお、本発明は次に示す別の実施形態に具体化することができる。
・第２実施形態における空隙部４１は、少なくともサイドコア３４の内側面において開口されていればよい。従って、空隙部４１はサイドコア３４の外側面４２で開口していなくてもよい。この場合、突起部３７は完全に上下２つに分断されず、サイドコア３４の外側部分で繋がることとなる。
【００８３】
・第３実施形態において、アーマチャ２５がロアコア２７（又はアッパコア２６）に近づくに従い間隔ｄ１が大きくなることを条件に、アーマチャ２５の外側面２５Ａ及びサイドコア３４の内面形状を変更してもよい。例えば、第３実施形態では、サイドコア３４の内側面４７，４６を、アーマチャステム１９の軸線に対し一定の角度α，βで傾斜させたが、階段状にしてもよい。すなわち、アーマチャ２５が中立位置からロアコア２７（又はアッパコア２６）に近づくに従いアーマチャステム１９から段階的に遠ざかるような内側面としてもよい。また、この内側面を凸状あるいは凹状の湾曲面としてもよい。また、アーマチャ２５の外側面２５Ａを、アーマチャステム１９の軸線Ｌに対し多少の角度をもって傾斜させてもよい。このように、アーマチャ２５の外側面２５Ａやサイドコア３４の内側面を変更することで、所望の磁気特性を得ることが可能となる。
【００８４】
・第３実施形態についても、第２実施形態と同様にして、サイドコア３４の少なくとも内側面において、中立位置近傍に対応する箇所で開口する空隙部を設けてもよい。
・本発明の電磁駆動アクチュエータは、内燃機関の吸・排気バルブに限らず、往復運動する可動部分に広く適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明を具体化した第１実施形態における電磁駆動アクチュエータの概略断面図。
【図２】（Ａ）は図１におけるサイドコア及びその近傍を示す部分拡大断面図、（Ｂ）はアーマチャがロアコアに接近したときのサイドコア及びその近傍を示す部分拡大断面図。
【図３】アーマチャに作用する電磁力を説明する電磁駆動アクチュエータの部分断面図。
【図４】本発明の第２実施形態において、サイドコア及びその近傍を示す部分拡大断面図。
【図５】（Ａ）は本発明の第３実施形態において、アーマチャが中立位置にあるときの電磁駆動アクチュエータの状態を示す部分拡大断面図、（Ｂ）はアーマチャがロアコアに接触したときの電磁駆動アクチュエータの状態を示す部分拡大断面図。
【符号の説明】
【００８６】
１９…アーマチャステム、２５…アーマチャ、２５Ａ…外側面、２６…アッパコア、２７…ロアコア、２９…アッパコイル（電磁コイル）、３１，３３…電磁駆動部、３２…ロアコイル（電磁コイル）、３４…サイドコア、３５…基部、３６，３８，４６，４７…内側面、３７，３７Ｃ，３７Ｄ…突起部、４１…空隙部、ｄ１…間隔、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３…電磁力、Ｌ…軸線、α，β…角度。
【図１】
2006049513.tif 000003
【図２】
2006049513.tif 000004
【図３】
2006049513.tif 000005
【図４】
2006049513.tif 000006
【図５】
2006049513.tif 000007