(57)【要約】【課題】機構のコンパクト化と消費電力を低減した内燃機関の吸排気電磁駆動バルブを提供する．【解決手段】電磁駆動バルブ装置は，電磁駆動コイル１０ａ，１０ｂへの通電に伴い発生する電磁力をアマチュア２に作用させることにより，アマチュア２を軸方向に変位させてバルブＡを開閉する．  バルブ軸はアマチュア２と非磁性体のバルブ軸１をその軸心上で同径にて接合してバルブＡを構成させ，電磁駆動コイル１０ｂに通電すると，その電磁力によってアマチュア２を軸方向に変位させて，バルブＡを開き，電磁駆動コイル１０ａに通電するとその電磁力によってアマチュア２を軸方向に変位させて，バルブＡを閉じる．バルブ軸１にはバルブ軸部溝５を設けて，ここに止め輪６を挿入してバルブガイド４からの離脱を防止する構成とした．【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱状磁性体アーマチャと非磁性体のバルブ軸とを軸線上にて同一軸径で接合したバルブと，前記アーマチャに電磁力を作用させる電磁力発生手段により，前記バルブを開閉駆動する内燃機関の電磁駆動バルブ装置において，前記電磁力発生手段は，前記アーマチャの周方向に円筒状磁性体ヨ−ク空間内に所定距離離間して，円柱状アーマチャの軸方向に電磁駆動コイル二個を並べて配置して駆動することを特徴とする内燃機関の電磁駆動バルブ
【請求項２】
円筒状磁性体アーマチャと非磁性体のバルブ軸を軸線上にて同一軸径で接合させてバルブを構成する内燃機関の電磁駆動バルブ．
【請求項３】
円筒状磁性体アーマチャと磁性体バルブとの間に介在させた円筒状非磁性体軸を同一軸径で接合してバルブを構成する内燃機関の電磁駆動バルブ．
【請求項４】
円筒状磁性体ヨ−クは，その両端に磁性体の側壁を配置し，また，磁性体の隔壁を両側壁の中間に配置するとともに，それぞれの側壁と隔壁間の空間に円筒状電磁駆動コイルを配置させた内燃機関の電磁駆動バルブ．
【請求項５】
磁性体の円筒状ヨ−クの両側壁と隔壁にはバルブ軸が貫通する非磁性体の円筒を配置させた内燃機関の電磁駆動バルブ．
【請求項６】
円筒状アーマチャの配置は，ハルブ変位が最大変位の約二分の一にて，円筒状磁性体アーマチャの長さの中心が円筒状ヨ−ク長さの中央に位置する隔壁にほぼ一致するように配置した内燃機関の電磁駆動バルブ．
【請求項７】
バルブ変位方法は，バルブを開くときには，バルブ傘部に近い方の電磁駆動コイルに通電し，バルブを閉じるときには，バルブ傘部から遠い方の電磁駆動コイルに通電して，バルブの開閉を行わせた内燃機関の電磁駆動バルブ．
【請求項８】
バルブの軸に設けた溝に止め輪を挿入し，バルブ軸がバルブガイドから離脱するのを回避する内燃機関の電磁駆動バルブ．
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は，内燃機関の吸排気バルブを構成するバルブを電磁力で駆動する内燃機関の電磁駆動バルブ装置に関する．
【発明の属する従来の技術】
【０００２】  従来の内燃機関の電磁駆動コイルに発生する電磁力によって吸排気バルブを開閉駆動する電磁駆動バルブ装置について，図面をもって説明すると，図３が全体概略構成図である．
【０００３】  図３において，軸部１４は、一端に傘部１５を有し，その端には磁性体よりなるリング状のアマチュア１６を前記軸部１４と同軸上に接続してバルブＢを構成し，バルブガイド２３によって軸方向に摺動可能に支持されている．電磁コイル１７，１９を保持するコア１８，２０は，アマチュア１６の上下に所定距離離して配設されている．さらに，コア１８，２０は中空部を有し，該中空部に前記アマチュア１６を介して軸部１４を上方に付勢する第１のスプリング２１と，前記アマチュア１６を介して軸部１４を下方に付勢する第２のスプリング２２を収容している．スプリング２１，２２によって構成されるバネ系は，前記プランジャ１６が前記コア１８，２０間の中央に位置するとき，平衡状態となるよう調節される．
【０００４】  上記のように構成された電磁駆動バルブ装置において，上方の電磁コイル１７に電流を供給すると，この電磁コイル１７を保持するコア１８とアマチュア１６の間に電磁吸引力が発生し，その結果，バルブＢが図３の上方に変位する．逆に，下方の電磁コイル１９に電流を供給すると，コア２０とアマチュア１６の間に電磁吸引力が発生し，前記バルブＢは図３の下方に向けて変位することになる．
【０００５】  本発明にかかる先行技術文献としては，上述した特許文献１のほかに次に示す特許文献２が挙げられる．
【特許文献１】特許公開平８−２３２６２１
【特許文献２】特許公開２００９−１９６１９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  しかしながら，従来の電磁駆動バルブ装置では，コアとアマチュア間の距離が長くなると吸引力が著しく低下する．さらに，軸部を上下方向に付勢するスプリングが付設されているため，これに抗して吸引する電磁駆動コイルの動力が大きくなり，電力消費量が増加するとともに，装置が大きくなるといった問題がある．【０００７】  そこで，本発明は，大きな電磁力の原因となるバルブスプリングを不要として，電磁駆動動力を低減させ，磁性体のアマチュアとバルブ軸とを同一軸径で接合させ，その周辺に２つの電磁駆動コイルを配置して，これらに交互に通電してバルブに往復運動を与えてバルブ傘部の開閉を行わせたコンパクトな電磁駆動バルブ装置を提供することを目的とする．【０００８】  請求項１記載の発明では，電磁力を発生する駆動装置は，円筒状磁性体ヨークの両端に磁性体の側壁，中央に磁性体の隔壁を配置し，その中心には非磁性体の円筒を配置し，その中心部を円筒状アマチュアとバルブ軸とを接合させた軸が貫通し，その周辺に配置してある電磁駆動コイルに通電することによって，バルブ軸と一体の吸排気バルブを往復運動させて開閉が行われる．【０００９】  上記の構成によれば，バルブスプリングが不要になることと，バルブの往復質量が激減するため，電磁駆動コイルの電磁力が小さくなる．【００１０】  請求項２記載の発明では，非磁性体のバルブ軸とアマチュアを軸端部で接合させてバルブを一体化し，その周辺に配置した電磁駆動コイルに通電することによって，バルブの往復運動が行われる．【００１１】  上記の構成によれば，アマチュアとバルブ軸が同一径で構成されているため，バルブの往復質量が激減することと，分解・組立が極めて迅速に行うことが可能になる．【００１２】  請求項３記載の発明では，非磁性体のバルブ軸をアマチュアと磁性体のバルブ軸間に接合してバルブを一体化させる．非磁性体のバルブ軸の長さは電磁駆動コイルの通電によって，磁性体のバルブ軸が吸引されない長さとする．
この方法によって，アマチュアの周辺に配置した電磁駆動コイルに通電することによって，バルブが往復運動して開閉が行われる．【００１３】  上記の構成によれば，非磁性体の軸をアマチュアと磁性体のバルブ軸間に接合すれば，電磁駆動コイルによってアマチュアに電磁力を付勢させ，バルブを往復させることが可能になる．【００１４】  請求項４記載の発明では，磁性体の円筒状ヨ−クは，その両端に磁性体の側壁とその長さ方向の中央に隔壁を配置し，その円筒状ヨ−ク内のそれぞれの側壁と隔壁の空間にアマチュアに電磁力を発生する電磁駆動コイルを配置する．【００１５】  上記の構成によれば，２つ電磁駆動コイルを交互に通電することによって，バルブを往復運動させることが可能になる．【００１６】  請求項５記載の発明では，円筒状ヨークの中心部にはアマチュアとバルブ軸が直接，円筒状ヨーク側壁穴や隔壁穴に接触してバルブの往復運動に悪影響を及ぼさないように，この部分を貫通する非磁性体の円筒を配置する．【００１７】  上記の構成によれば，電磁力が発生した場合に，アマチュアやバルブ軸が円筒状ヨ−ク側壁穴や隔壁穴に直接接触しないため，バルブの円滑な往復運動が可能になる．【００１８】  請求項６記載の発明では，電磁駆動コイルを円筒状ヨーク内の各側壁と隔壁間の空間に等間隔で配置し，ハルブ変位が最大変位の約二分の一にて，円筒状アマチュアの長さの中心部が円筒状ヨ−ク長さの中央に配置した隔壁位置にほぼ一致するように配置する．【００１９】  上記の構成によれば，バルブの開くときと，閉じるときの電磁力が同じになり，制御回路が簡潔になる．【００２０】  請求項７記載の発明では，バルブを開くときには，バルブ傘部に近い方の電磁駆動コイルに通電してアマチュアを吸引させ，バルブを閉じるときには，バルブ傘部から遠い方の電磁駆動コイルに通電してアマチュアを吸引させる．【００２１】  上記の構成によれば，２つの電磁駆動コイルの通電時期を適宜に設定することによって，任意にバルブ変位を与えることが可能になる．【００２２】  請求項８記載の発明では，内燃機関停止時等の電磁駆動コイルに通電しない場合に，バルブ軸がバルブガイドから離脱しないように，バルブ軸に溝を設けて，ここに止め輪を挿入したバルブ構成としている．【００２３】  上記の構成によれば，電磁駆動バルブに通電しないような内燃機関停止時に，本発明のバルブ軸固定の止め輪によってバルブ軸がバルブガイドから離脱することを回避できる．
【発明を実施するための最良の形態】  以下，本発明による電磁駆動バルブ装置の実施の形態を図面に基づいて説明する．
図１，２は実施形態としての電磁駆動バルブ装置の断面図を示す．【００２４】  図１において，電磁力を発生する駆動装置は円筒状磁性体ヨーク７と，その両端に磁性体側壁７ａ，７ｂと，その長さ方向の中央に磁性体の隔壁８を配置し，その中心には非磁性体の円筒９が配置され，その中心部を円筒状アマチュア２が貫通している．円筒状磁性体ヨーク７の内部空間には電磁駆動コイル１０ａ，１０ｂが配置され，コイル端部にはコイルを保護するスペーサ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄが配置されている．【００２５】  図１において，バルブＡの軸を磁性体のバルブ軸１と円筒状アマチュア２および非磁性体のバルブ軸１ｂによって構成させた場合，非磁性体の軸１ｂをアマチュア２とバルブ軸１間に軸端３ａ，３ｂにて同一軸径で接合させる．
非磁性体の軸１ｂの長さは電磁駆動コイル１０ａ，１０ｂに通電した場合，その電磁力によって磁性体のバルブ軸１が磁性体の側壁７ｂに吸引されないように設定する．【００２６】  図２において，バルブＡの軸を非磁性体のバルブ軸１と磁性体のアマチュア２で構成させた場合には，バルブ軸１とアマチュア２を端部３にて同一軸径で接合させる．【００２７】  磁性体の円筒状ヨ−ク７には，その両端に磁性体の側壁７ａ，７ｂを配置し，また，磁性体の隔壁８を円筒状ヨ−ク７の長さ方向の中間に配置するとともに，それぞれの側壁と隔壁間の空間に電磁駆動コイル１０ａ，１０ｂを配置する．【００２８】  磁性体の円筒状ヨ−ク７の両側壁７ａ，７ｂと隔壁８の中心には磁性体のアマチュアが貫通する非磁性体の円筒９を設けて，磁力によって磁性体のアマチュア２やバルブ軸１が磁性体の円筒状ヨ−ク７の両側壁７ａ，７ｂおよび隔壁８に吸着するのを回避する．【００２９】  円筒状アマチュア２と，２つの電磁駆動コイル１０ａ，１０ｂとの位置関係は，バルブ傘部１ａが約二分の一変位した位置において，円筒状のアマチュア２の長さの中心が磁性体の円筒状ヨ−ク７の長さの中央に配置してある隔壁８の位置にほぼ一致させる．【００３０】  バルブＡの変位方法は，バルブ傘部１ａを開くときには，バルブ傘部１ａに近い方の電磁駆動コイル１０ｂに通電すると，磁性体のアマチュア２が磁性体の側壁７ｂに吸引されて，バルブ傘部１ａを開口する．【００３１】  バルブＡの変位方法は，バルブ傘部１ａを閉じるときには，バルブ傘部１ａに遠い方の電磁駆動コイル１０ａに通電して，磁性体のアマチュア２を磁性体の側壁７ａに吸引されて，バルブ傘部１ａをバルブ座１３に着座して閉止させる．【００３２】  図２において，内燃機関停止時に，バルブ軸１がバルブガイド４から離脱するのを防止するために，バルブ軸１にバルブ軸部溝５を設けて，ここに止め輪６を挿入して固定する．
この処置により，バルブ軸１に固定の止め輪６がバルブガイド端部４ａにて停止し，バルブ軸１が離脱するのを防止できる．
【発明の効果】
【００３３】  内燃機関の回転数に対応して，バルブの開閉時期および最大変位が自由に設定できるので，最大トルクを確保できるとともに．燃費を低減できる．
【００３４】  従来のようなハルブ駆動のための機械的駆動装置が皆無となり，部品数が減少し，内燃機関構成が簡潔となる．
【００３５】  バルブスプリングが不要になるため，バルブ駆動のための電磁駆動動力が低減する．
【００３６】  円筒状アマチュアと非磁性体のバルブ軸とは，それぞれの軸端を同一軸径で接合させてバルブを構成しているため組立・分解等が迅速にでき，整備性の向上，部品数の大幅減少，製品コストを著しく低減できる．
【産業上の利用可能性】
【００３７】  内燃機関では回転数に対して最大トルクまたは最高の熱効率を示す最適な吸排気バルブ開閉タイミングが存在する．したがって，本発明を適用することにより，最適な吸排気バルブ開閉タイミングを容易に設定できるので，広回転域および広運転域で最大トルクと高熱効率が得られる．【００３８】  本発明を内燃機関の吸排気装置に適用することにより，気筒休止運転が可能となり，燃費を低減できる．【００３９】  簡潔な整備性の良い，電磁駆動バルブ装置を構成できるので，安価な製品を提供できる．
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明を具体化した一実施形態において，アーマチャと磁性体のバルブ軸間に非磁性体軸を接合した電磁駆動バルブ装置の概略平面図
【図２】本発明を具体化した一実施形態において，アーマチャと非磁性体バルブ軸を接合したバルブ軸構成と，バルブ軸部溝に止め輪を固定した断面図
【図３】従来の電磁駆動バルブ装置の実施例を示す断面図である．
【符号の説明】
【００４１】Ａ・・・・・・バルブＡ
１・・・・・・バルブ軸
１ａ・・・・・バルブ傘部
１ｂ・・・・・非磁性体のバルブ軸
２・・・・・・円筒状アマチュア
３・・・・・・円筒状アマチュアと非磁性体のバルブ軸接合部
３ａ・・・・・円筒状アマチュアと非磁性体のバルブ軸接合部
３ｂ・・・・・非磁性体バルブ軸と磁性体バルブ軸接合部
４・・・・・・バルブガイド
４ａ・・・・・バルブガイド端部
５・・・・・・バルブ軸部溝
６・・・・・・止め輪
７・・・・・・円筒状磁性体ヨーク
７ａ・・・・・磁性体側壁
７ｂ・・・・・磁性体側壁
８・・・・・・磁性体隔壁
９・・・・・・非磁性体円筒
１０ａ・・・・電磁駆動コイル
１０ｂ・・・・電磁駆動コイル
１１ａ・・・・スペーサ
１１ｂ・・・・スペーサ
１１ｃ・・・・スペーサ
１１ｄ・・・・スペーサ
１２・・・・・シリンダヘッド部
１３・・・・・バルブ座
１４・・・・・バルブ軸部
１５・・・・・バルブ傘部
１６・・・・・アマチュア
１７・・・・・電磁コイル
１８・・・・・コア
１９・・・・・電磁コイル
２０・・・・・コア
２１・・・・・スプリング
２２・・・・・スプリング
２３・・・・・バルブガイド
Ｂ・・・・・・バルブＢ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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