(57)【要約】【課題】簡単な構成で、バルブタイミング（位相）、リフト及びバルブ作動角等のバルブ動作を可変とすることが出来る電磁駆動弁の提供。【解決手段】電磁力により弁棒１０が長手方向に駆動されることにより開閉する電磁駆動弁。弁棒１０又は弁棒１０に連動する棒状部材に設けられた可動子（３）と、可動子（３）に対向すべく設けられた固定子１５とを有するリニアモータ１と、リニアモータ１を駆動制御する駆動制御回路８と、弁棒１０又は棒状部材の長手方向の位置を検出する検出器６とを備え、駆動制御回路８は、検出器６が検出した位置に基づき、リニアモータ１を駆動制御することにより、その開閉を制御する構成である。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁力により弁棒が長手方向に駆動されることにより開閉する電磁駆動弁において、
前記弁棒又は該弁棒に連動する棒状部材に設けられた可動子と、該可動子に対向すべく設けられた固定子とを有するリニアモータと、該リニアモータを駆動制御する駆動制御回路と、前記弁棒又は棒状部材の長手方向の位置を検出する検出器とを備え、前記駆動制御回路は、該検出器が検出した位置に基づき、前記リニアモータを駆動制御することにより、その開閉を制御すべくなしてあることを特徴とする電磁駆動弁。
【請求項２】
前記弁棒を長手方向に付勢する弾性部材を更に備える請求項１記載の電磁駆動弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁力により弁棒が駆動されることにより開閉する電磁駆動弁、特に、エンジンの給排気弁等に好適な電磁駆動弁の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近時、省エネルギー及び環境問題に対応する為に、エンジン内の混合気の燃焼率の向上が求められ、その一つとして、車両の運転状況に応じて、給排気弁のバルブタイミング（位相）、リフト及びバルブ作動角等を可変とするエンジンの可変動弁化が進んでいる。
【０００３】
図３は、エンジンの可変動弁として提案された電磁駆動給排気弁（社団法人
自動車技術会　学術講演会前刷集Ｎｏ．７８−０１「電磁駆動給排気弁の緩衝機構に関する研究」）の構成例を示す模式図である。この電磁駆動給排気弁は、弁体１３が、シリンダヘッド１１に設けられた弁座１２を封止するとき（閉弁時）に、駆動回路３４により電流が流される閉弁用電磁石２１と、弁体１３が弁座１２から離れるとき（開弁時）に、駆動回路３４により電流が流される開弁用電磁石２３とが適長離隔して、図示しないエンジンに固定された部材に固設されている。
【０００４】
閉弁用電磁石２１及び開弁用電磁石２３間には、磁性を有する板形状であり、閉弁時に閉弁用電磁石２１側へ吸引され、開弁時に開弁用電磁石２３側へ吸引されるアーマチュア２０が設けられている。アーマチュア２０は、吸引されたときでも閉弁用電磁石２１及び開弁用電磁石２３に衝突しないようになっている。
アーマチュア２０は、弁体１３の弁棒３３を弁体１３側へ押圧するガイドロット２４に垂設され、ガイドロット２４は、閉弁用電磁石２１に内設された開弁側バネ２２により、開弁側へ付勢されている。ガイドロット２４及び弁棒３３間は、閉弁時に弁クリアランス３１（隙間）が生じるようになっている。
ガイドロット２４は、開弁用電磁石２３及び図示しないエンジンに固定された支持部材３５により、アーマチュア２０が閉弁用電磁石２１及び開弁用電磁石２３へ吸引される方向へのみ摺動するように支持されている。
【０００５】
ガイドロット２４の弁クリアランス３１側の端部付近には、制動機構２５が設けられている。制動機構２５は、一体に形成されたブレーキカム３０及び戻りカム２７と、プランジャバネ２８により付勢されてブレーキカム３０及び戻りカム２７を押圧し、ブレーキカム３０及び戻りカム２７の回動を制動するプランジャ２９とを備えている。ブレーキカム３０及び戻りカム２７は、支持部材３５に固設されたカムブラケット２６により、回動自在に支持されている。
弁棒３３は、中間部を、図示しないエンジンに固定された支持部材３６により、開弁／閉弁方向へのみ摺動するように支持され、弁体１３側でない端部は、閉弁側バネ３２により、閉弁方向へ付勢されている。
【０００６】
このような構成の電磁駆動給排気弁では、開弁側バネ２２及び閉弁側バネ３２の作用下に、閉弁時には、閉弁用電磁石２１が通電され、アーマチュア２０が閉弁用電磁石２１側へ吸引され、開弁時には、開弁用電磁石２３側が通電され、アーマチュア２０が開弁用電磁石２３側へ吸引される。
このとき、弁棒３３への作用力が、開弁側バネ２２及び閉弁側バネ３２の弾性力と閉弁用電磁石２１又は開弁用電磁石２３の吸引力とのみでは、弁体１３が閉弁位置及び開弁位置に衝撃力を伴って到達することになり、着座音等の雑音が発生する。その為、上述した制動機構２５により、弁体１３が閉弁位置及び開弁位置に到達する付近では、弁棒３３に制動力を与えて、図２に示すように、到達速度を緩めて、着座音等の雑音を低減するようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような電磁駆動給排気弁では、カムを使用した制動機構２５が複雑であり、また、カムの形状により、バルブの着座速度及び複数バルブの同期状態が固定されており、それらを車両の運転状況に応じて可変にするのは困難であるという問題があった。
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、バルブタイミング（位相）、リフト及びバルブ作動角等のバルブ動作を可変とすることが出来る電磁駆動弁を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る電磁駆動弁は、電磁力により弁棒が長手方向に駆動されることにより開閉する電磁駆動弁において、前記弁棒又は該弁棒に連動する棒状部材に設けられた可動子と、該可動子に対向すべく設けられた固定子とを有するリニアモータと、該リニアモータを駆動制御する駆動制御回路と、前記弁棒又は棒状部材の長手方向の位置を検出する検出器とを備え、前記駆動制御回路は、該検出器が検出した位置に基づき、前記リニアモータを駆動制御することにより、その開閉を制御すべくなしてあることを特徴とする。
【０００９】
この電磁駆動弁では、電磁力により弁棒が長手方向に駆動されることにより開閉する。リニアモータが、弁棒又は弁棒に連動する棒状部材に設けられた可動子と、その可動子に対向すべく設けられた固定子とを有し、駆動制御回路が、リニアモータを駆動制御する。検出器が、弁棒又は棒状部材の長手方向の位置を検出し、駆動制御回路は、検出器が検出した位置に基づき、リニアモータを駆動制御することにより、その開閉を制御する。
これにより、簡単な構成で、バルブタイミング（位相）、リフト及びバルブ作動角等のバルブ動作を可変とすることが出来る電磁駆動弁を実現出来る。
【００１０】
第２発明に係る電磁駆動弁は、前記弁棒を長手方向に付勢する弾性部材を更に備えることを特徴とする。
【００１１】
この電磁駆動弁では、弁棒を長手方向に付勢する弾性部材を更に備えているので、閉弁位置又は開弁位置での保持電流が不要であり、簡単な構成で、バルブタイミング（位相）、リフト及びバルブ作動角等のバルブ動作を可変とすることが出来る電磁駆動弁を実現出来る。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明に係る電磁駆動弁の実施の形態の構成を示す模式図である。この電磁駆動弁は、エンジンの可変動弁に適用されており、弁棒１０の中間部が、その長手方向にＮ極及びＳ極に交互に着磁された磁石３であり、同期式のリニアモータ１の可動子となっている。リニアモータ１は、磁石３に対向すべく設けられ複数の鉄心に巻かれたコイル２からなる複数の電磁石で構成された固定子１５を備えており、固定子１５は、図示しないエンジンに固定された支持部材により支持固定されている。
【００１３】
弁棒１０の磁石３の、弁体１３側でない隣接部は、位置センサ６（検出器）のターゲットとなるリニアスケール５が設けられており、位置センサ６は、リニアスケール５からの反射光に基づき、弁棒１０の長手方向の位置を検出する。
弁棒１０の磁石３の弁体１３側の隣接部は、図示しないエンジンに固定された軸受９（メタル軸受）により、開弁／閉弁方向へのみ摺動するように支持されている。
【００１４】
弁棒１０のリニアスケール５の先は、図示しないエンジンに固定された支持部材１６により、開弁／閉弁方向へのみ摺動するように支持されている。弁棒１０のその先端部は、支持部材１６に支持されたバネ４（弾性部材）により、弁体１３が、シリンダヘッド１１に設けられた弁座１２を封止する方向（閉弁方向）へ付勢されている。
上述した位置センサ６が検出した位置信号は、駆動制御回路８に与えられ、駆動制御回路８は、与えられた位置信号及び車両の上位制御装置７からの制御信号に基づき、固定子１５の各コイル２を順次励磁させる。弁棒１０の磁石３が、その励磁に同期して移動することにより、リニアモータ１が駆動制御される。
【００１５】
このような構成の電磁駆動弁では、駆動制御回路８が、位置センサ６からの位置信号及び車両の上位制御装置７からの制御信号に基づき、固定子１５の各コイル２に印加する電圧及びその周波数を変化させながら、各コイル２を順次励磁させる。弁棒１０の磁石３は、その励磁に同期して移動し、リニアモータ１が駆動制御される。
これにより、図２に示すように、弁体１３の弁座１２への到達速度を緩めて、着座音等の雑音を低減することが出来る他、車両の運転状況に応じて、上位制御装置７からの制御信号に基づき、弁体１３のバルブタイミング（位相）、リフト及びバルブ作動角等のバルブ動作を可変制御することが出来る。
【００１６】
尚、上述した実施の形態では、弁棒１０に設けられた可動子を複数の磁石３で構成し、固定子１５を複数の電磁石で構成しているが、その逆に、弁棒１０の可動子を複数の電磁石で構成し、固定子を複数の磁石で構成することも可能である。これにより、長ストロークの弁の場合に、固定子の磁石を追加するだけで対応することが出来る。
また、可動子を弁棒にではなく、弁棒に連動する棒状部材に設けることも可能である。この場合、開弁時は、リニアモータが駆動する棒状部材の先端部が、弁棒の弁体側でない端部を押圧し、閉弁時は、バネにより閉弁方向に付勢された弁棒の端部が、リニアモータが駆動する棒状部材の先端部に追従する。また、この場合、リニアスケール５も棒状部材に設け、位置センサ６が棒状部材の位置を検出するように構成しても良い。
【００１７】
【発明の効果】
第１発明に係る電磁駆動弁によれば、簡単な構成で、バルブタイミング（位相）、リフト及びバルブ作動角等のバルブ動作を可変とすることが出来る電磁駆動弁を実現出来る。
【００１８】
第２発明に係る電磁駆動弁によれば、閉弁位置又は開弁位置での保持電流が不要であり、簡単な構成で、バルブタイミング（位相）、リフト及びバルブ作動角等のバルブ動作を可変とすることが出来る電磁駆動弁を実現出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電磁駆動弁の実施の形態の構成を示す模式図である。
【図２】本発明に係る電磁駆動弁の動作の例を示す説明図である。
【図３】エンジンの可変動弁として提案された従来の電磁駆動給排気弁の構成例を示す模式図である。
【符号の説明】
１　リニアモータ
２　コイル
３　磁石
４　バネ（弾性部材）
５　リニアスケール
６　位置センサ（検出器）
８　駆動制御回路
９　軸受
１０　弁棒
１１　シリンダヘッド
１２　弁座
１３　弁体
１５　固定子
１６　支持部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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