(57)【要約】【課題】複数のアーマチャを１つの筺体内に収納した電磁駆動式動弁装置において、隣接するアーマチャによる磁気干渉の抑制、及び、アーマチャの回転に伴うアーマチャと筐体等との干渉の抑制をアーマチャの面積を減少させることなく実現することを目的とする。【解決手段】隔壁７ａを挟んで隣り合う２つのアーマチャのうちの一方のアーマチャ１６ａの回転を規制するストッパ２１ｂと、他方のアーマチャ１６ｂの回転を規制するストッパ２１ｃとを、隔壁７ａのアーマチャ１６に対向する面７ａ４に投影したときに、お互いに重ならない位置に設ける。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁力を利用して内燃機関の吸・排気弁の少なくとも一方を開閉駆動する電磁駆動式動弁装置において、
吸・排気弁の弁体と接続され電磁力で駆動されることで該弁体を駆動するアーマチャを複数内部に有する１つの筺体と、
前記筺体に設けられ、前記複数のアーマチャをそれぞれ個別に隔てる隔壁と、
一部を露出して前記隔壁に埋設され、露出した部分に、該隔壁を挟んで隣り合う２つのアーマチャのうちの一方のアーマチャが当接することにより、該アーマチャの可動方向の軸回りの回転を規制する一方の規制部材と、
一部を露出して前記隔壁に埋設され、露出した部分に、前記２つのアーマチャのうちの他方のアーマチャが当接することにより、該アーマチャの可動方向の軸回りの回転を規制する他方の規制部材と、
を備え、
前記一方の規制部材及び前記他方の規制部材は、前記隔壁のアーマチャに対向する面に投影したときに、お互いに重ならない位置に設けられていることを特徴とする電磁駆動式動弁装置。
【請求項２】
前記一方の規制部材及び前記他方の規制部材は、前記一方のアーマチャ及び前記他方のアーマチャが回転した場合に、それぞれ該一方及び他方のアーマチャに当接してアーマチャの回転を規制することを特徴とする請求項１に記載の電磁駆動式動弁装置。
【請求項３】
前記一方の規制部材及び前記他方の規制部材は、それぞれ前記一方のアーマチャ及び前記他方のアーマチャに常に当接してアーマチャの回転を規制することを特徴とする請求項１に記載の電磁駆動式動弁装置。
【請求項４】
前記アーマチャは、前記隔壁に対向する側が長く、該隔壁に略直交する側が短い断面略矩形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電磁駆動式動弁装置。
【請求項５】
前記筺体の内壁面であって前記隔壁に対向する内壁面に、該内壁面と該隔壁との間に設けられたアーマチャの軸回りの回転を規制する規制部材を埋設したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電磁駆動式動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁力を利用して内燃機関の吸排気弁を開閉駆動する電磁駆動式動弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車などに搭載される内燃機関では、吸排気弁の開閉駆動に起因した機械損失の防止、吸気のポンピング損失の防止、正味熱効率の向上等を目的として、吸気弁及び排気弁の開閉タイミングを任意に変更可能な電磁駆動式動弁装置の開発が進められている。
【０００３】
電磁駆動式動弁装置としては、例えば、磁性体からなり吸排気弁と連動して進退動作するアーマチャと、励磁電流が印加されたときにアーマチャを閉弁方向へ変位させる電磁力を発生する閉弁用電磁石と、励磁電流が印加されたときにアーマチャを開弁方向へ変位させる電磁力を発生する開弁用電磁石と、前記アーマチャを開弁側へ付勢する開弁側付勢バネと、前記アーマチャを閉弁側へ付勢する閉弁側バネと、上記したアーマチャ、閉弁用電磁石、開弁用電磁石、開弁側付勢バネ、及び閉弁側付勢バネを収容する筐体とを備えたものが提案されている。
【０００４】
このような電磁駆動式動弁装置によれば、従来の動弁機構のように機関出力軸（クランクシャフト）の回転力を利用して吸排気弁を開閉駆動させる必要がないため、吸排気弁の駆動に起因した機械損失が防止される。更に、機関出力軸の回転動作から独立して吸排気弁を開閉駆動させることが可能となるため、吸排気弁の開閉時期や開度を制御する場合の自由度が高い等、種々の利点がある。
【０００５】
ところで、このような電磁駆動式動弁装置において、更に小型化や組立性の向上、低コスト化を図るために、複数のアーマチャを１つの筺体に収めたものも提案されている。しかしながら、このような場合には、隣接するアーマチャ間で磁気干渉が生じる可能性がある。磁気干渉が生じた場合には電磁力が不安定となり、電磁力が不足した場合には所定の電流以上の電流が必要となり消費電力の増加を招くこととなり、更には装置が誤動作してしまう可能性がある。
【０００６】
また、開弁側付勢バネ及び閉弁側付勢バネが伸縮する際に、それら開弁側付勢バネ及び閉弁側付勢バネの両端部が相対的に回転するため、アーマチャの変位に伴って開弁側付勢バネ及び閉弁側付勢バネが伸縮すると、それら開弁側付勢バネ及び閉弁側付勢バネの両端部の相対的な回転に起因した回転トルクがアーマチャに作用する場合がある。このような状況において、アーマチャは、その移動方向に沿った軸回りで回転してしまう場合がある。
【０００７】
また、アーマチャは電磁力を大きくするために断面形状を略矩形状として断面積を大きくとる場合があり、このような場合に、アーマチャが回転してしまうと、アーマチャの回転によってアーマチャの角部が、隣接するアーマチャや、アーマチャを収納した筺体の内壁面と干渉して、アーマチャ又は筐体の摩耗、また、騒音の発生を招く可能性がある。
【０００８】
そこで、例えば特許文献１，２のように、筺体の内壁面にシムやガイドを設けることによりアーマチャの回転を阻止することも考えられる。しかしながら、このような場合には、筺体内においてアーマチャのとり得る面積が小さくなってしまい、電磁力が減少してしまう。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−１５４８８４号公報
【特許文献２】
特開２００１−１２６９１８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このように、小型化や組立性の向上、低コスト化を図るために複数のアーマチャを１つの筺体に収めた場合には、磁気干渉を抑制する必要が生ずる。さらに、アーマチャが回転しても、隣接するアーマチャや、アーマチャを収納した筺体の内壁面との干渉が生じないようにする必要が生じる。ここで、電磁力を効率よく利用するためには、筺体内において、アーマチャの面積をより大きくする必要がある。
【００１１】
本発明は、上記したような事情に鑑みてされたものであり、複数のアーマチャを１つの筺体内に収納した電磁駆動式動弁装置において、隣接するアーマチャによる磁気干渉の抑制、及び、アーマチャの回転に伴うアーマチャと筐体等との干渉の抑制をアーマチャの面積を減少させることなく実現することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を採用した。
【００１３】
まず、小型化や組立性の向上、低コスト化のために１つの筺体内に設けられた複数のアーマチャのうち、隣り合うアーマチャの間に、それぞれのアーマチャを個別に隔てる（仕切る）非磁性体の隔壁（仕切り部、仕切り壁）を設けている。これにより、隣接するアーマチャ間に磁気干渉が生ずることを抑制することができる。したがって、電磁力が不安定となることはなく、電磁力が不足することはなくなるので、消費電力の増加を抑制することが可能となる。また、隔壁を設けることにより、筺体の剛性を大きくすることができ、装置全体の剛性を大きくすることが可能となる。なお、隔壁は、筺体に一体に設けられると好ましいが、これに限るものではない。
【００１４】
また、アーマチャは、従来の技術の項で説明したようにその移動（可動）方向の軸回りで回転（回動、揺動）してしまい、隔壁（筺体）と干渉して、アーマチャや隔壁の摩耗、また、騒音の発生を招く可能性がある。そこで、本発明では、アーマチャが隔壁に当接しないように規制する規制部材を隔壁にさらに設けるものである。
【００１５】
小型化や組立性の向上、低コスト化を図った筺体内においては、アーマチャの回転を規制する規制部材を設ける場合、規制部材を設けたことによってアーマチャのとり得る面積が小さくなってしまい、電磁力が低下してしまうことが懸念される。また、アーマチャのとり得る面積を大きくするために、規制部材を薄く設けた場合には、規制部材の強度を確保できなくなってしまう。そこで、アーマチャが当接する部分を露出させた状態で隔壁に規制部材を埋設することにより、規制部材の強度を確保しつつ、アーマチャがとり得る面積をより大きくすることができる。ここで、規制部材は、隔壁からわずかに突出している、特に凸状の曲面であると好ましいが、アーマチャが回転した場合にアーマチャが隔壁に当接する可能性のある範囲において、アーマチャが隔壁に当接しないように規制部材が設けられていれば、これに限るものではない（隔壁から突出していなくてもよい）。
【００１６】
また、アーマチャと規制部材との関係においては、アーマチャが隔壁に当接しないようにアーマチャの回転が規制部材により規制されればよい。これには、例えば、アーマチャが回転した場合に、回転したアーマチャに当接するように規制部材が設けられていてもよく、また、アーマチャが常に当接しているように規制部材が設けられることによってアーマチャの回転が規制されてもよいものである。
【００１７】
さらに、本発明では、隔壁に埋設され隔壁を挟んで隣り合う２つのアーマチャのうちの一方のアーマチャの軸回りの回転を規制する一方の規制部材と、隔壁に埋設され他方のアーマチャの軸回りの回転を規制する他方の規制部材とは、隔壁のアーマチャに対向する面に投影したときに、お互いに重ならない位置に設けられている。これは、隔壁を挟んで設けられる２つの規制部材のうち一方の規制部材と、他方の規制部材とが、該隔壁の所定の部位の両側に位置することはない（隔壁の厚さ方向に重ならない）ことを示すものである。また、これは、規制部材が、アーマチャが変位する方向（弁体が駆動される方向（弁体の開閉方向））に略直交する方向であって、隔壁の厚さ方向に対して略直交する方向に離れた位置に設けられているということもできる。ここで、隔壁の厚さ方向の厚さとは、１つの隔壁において、一方のアーマチャに対向する面と他方のアーマチャに対向する面との間の距離を表し、厚さ方向とは、一方のアーマチャに対向する面と他方のアーマチャに対向する面とに対してそれぞれ直交する直線の方向を表すものである。
【００１８】
一方の規制部材と他方の規制部材とが隔壁の両側に位置してしまうと、該隔壁において規制部材を埋設するための凹みが該隔壁の厚さ方向に重なってしまうこととなる。そのため、凹みが重ならない場合、すなわち、一方の規制部材と他方の規制部材とが隔壁の両側に位置していない場合に比べて、１つの規制部材が埋設される凹み分の厚さが薄くなってしまい、強度低下を招いてしまう。そこで、一方の規制部材と他方の規制部材とが隔壁の両側に位置しないようにすることにより、規制部材が隔壁の両側に位置した場合に比べて隔壁の強度低下を抑えることができる。
【００１９】
したがって、規制部材の強度を確保しつつ、アーマチャがとり得る面積をより大きくするとともに、隔壁の強度低下を抑えて、隔壁に規制部材を設けることができる。
【００２０】
ここで、内燃機関の吸排気弁の弁間ピッチ（隣接する弁間の距離）は気筒のボア径の大きさで異なる。内燃機関の仕様に応じてこの弁間ピッチが変わっても、隔壁の厚さを変えることにより、動弁機構（アクチュエータ部）を共用することができ、筺体の外形形状も共通にすることができ、さらなる低コスト化を図ることができる。このような場合であって、隔壁の厚さが薄くなるような場合に、本発明を好適に適用することができる。
【００２１】
本発明は、具体的には、
電磁力を利用して内燃機関の吸・排気弁の少なくとも一方を開閉駆動する電磁駆動式動弁装置において、
吸・排気弁の弁体と接続され電磁力で駆動されることで該弁体を駆動するアーマチャを複数内部に有する１つの筺体と、
前記筺体に設けられ、前記複数のアーマチャをそれぞれ個別に隔てる隔壁と、
一部を露出して前記隔壁に埋設され、露出した部分に、該隔壁を挟んで隣り合う２つのアーマチャのうちの一方のアーマチャが当接することにより、該アーマチャの可動方向の軸回りの回転を規制する一方の規制部材と、
一部を露出して前記隔壁に埋設され、露出した部分に、前記２つのアーマチャのうちの他方のアーマチャが当接することにより、該アーマチャの可動方向の軸回りの回転を規制する他方の規制部材と、
を備え、
前記一方の規制部材及び前記他方の規制部材は、前記隔壁のアーマチャに対向する面に投影したときに、お互いに重ならない位置に設けられていることを要旨とする。
【００２２】
このように構成することにより、小型化や組立性の向上、低コスト化のために複数のアーマチャが１つの筺体内に設けられた電磁駆動式動弁装置において、隣接するアーマチャによる磁気干渉の抑制、及び、アーマチャと筐体等との干渉の抑制を、規制部材の強度を確保しつつ、かつ、アーマチャの面積を減少させることなく実現することができる。これにより、消費電力の増加及び装置の誤動作を抑制するとともに、騒音の発生やアーマチャ及び筐体等の摩耗を抑制することが可能となる。
【００２３】
また、上記の構成において、アーマチャは、隔壁に対向する側が長く、該隔壁に略直交する側が短い断面略矩形状であることも好適である。
【００２４】
アーマチャは、電磁力が大きくなるように、断面積が大きい方が好ましい。気筒のボア方向（径方向）の長さは内燃機関の仕様によって決まってしまうが、ボア方向と直交する方向の長さは長くとることができる。このため、ボア方向を短手方向（短辺）とし、ボア方向に直交する方向を長手方向（長辺）とする断面略矩形状にアーマチャを構成し、そして、アーマチャの長手方向に沿って隔壁が設けられるとよい。これにより、電磁力を大きくすることが可能となる。
【００２５】
ここで、アーマチャがその移動（可動）方向の軸回りで回転する場合について説明する。図７は、隔壁７ａが設けられた筺体７と、アーマチャ１６ｂとの関係を説明するための図である。ここで、アーマチャ１６ｂは、断面形状が略矩形状に設けられている。隔壁７ａの厚さ方向Ｘは、図に実線で示すように中立状態にあるアーマチャ１６ｂの短手方向であり、厚さ方向Ｘに略直交する隔壁７ａの長手方向Ｙは中立状態にあるアーマチャ１６ｂの長手方向となっている。ここで、厚さ方向Ｘ及び長手方向Ｙに直交する方向がアーマチャの移動（可動）方向（弁体の開閉方向）となる。
【００２６】
図７においては、アーマチャ１６ｂとアーマチャ１６ｂに対向する面との隙間ｔは全周にわたって略同じ寸法となっている。すなわち、アーマチャ１６ｂと筺体７の短手側内壁面７ｃ２との隙間ｔ、及び、アーマチャ１６ｂと隔壁７ａの内壁面７ａ４との隙間ｔは、略同じ寸法である。このように、筺体内において、可能な限りアーマチャの面積を大きくとることにより電磁力を大きくするために、隙間ｔは同じ寸法としている。
【００２７】
ここで、アーマチャ１６ｂが回転した場合、隔壁７ａの内壁面７ａ４（すなわち、アーマチャ１６ｂの長手側に対向する面）に当接するアーマチャ１６ｂの角部をａとし、筺体７の内壁面７ｃの短手側内壁面７ｃ２（すなわち、アーマチャ１６ｂの短手側に対向する面）に当接するアーマチャ１６ｂの角部をｃとする。そして、この状態で、アーマチャ１６ｂが回転した場合、アーマチャ１６ｂの角部ａが隔壁７ａの内壁面７ａ４に当接する位置をｂ、アーマチャ１６ｂの角部ｃが筺体７の内壁面７ｃの短手側内壁面７ｃ２に当接する位置をｄとし、アーマチャ１６ｂの中心をｅとした場合、アーマチャ１６ｂの角部ａが隔壁７ａの内壁面７ａ４に当接するまでに回転する角度αは、アーマチャ１６ｂの角部ｃが筺体７の短手側内壁面７ｃ２に当接するまでに回転する角度βよりも小さくなる。すなわち、アーマチャの断面形状が略長方形であり、アーマチャの周囲の隙間が同じである場合には、アーマチャは該アーマチャの長手側に対向する面の方に先に当接することがわかる。したがって、アーマチャの長手側に対向する面（ここでは、隔壁）に規制部材を設けることにより、アーマチャの面積を減少させることなく、より効果的にアーマチャの回転を規制することが可能となる。
【００２８】
また、アーマチャの長手側に対向する面に規制部材を設けることにより、アーマチャの回転量を小さくすることができる。したがって、アーマチャが回転することによって生ずる力を抑制することができので、アーマチャが回転することにより筺体に当接した場合の衝撃力を抑制することができる。
【００２９】
また、上記の構成において、前記筺体の内壁面であって前記隔壁に対向する内壁面に、該内壁面と該隔壁との間に設けられたアーマチャの軸回りの回転を規制する規制部材を埋設したことも好ましい。
【００３０】
ここで、筺体と隔壁とに１つのアーマチャが挟まれている場合、該アーマチャが筺体や隔壁に当接しないように規制するそれぞれの規制部材、すなわち、隔壁に埋設された規制部材と、該隔壁に対向する筺体の内壁面に埋設された規制部材とは、対向して設けられている（隔壁の厚さ方向に対して向き合って設けられている）と好ましい。また、隣り合う２つの隔壁に１つのアーマチャが挟まれている場合、該アーマチャが隔壁に当接しないように規制するそれぞれの隔壁に埋設された規制部材は、対向して設けられている（隔壁の厚さ方向に対して向き合って設けられている）と好ましい。これにより、アーマチャが回転した場合、アーマチャの回転方向に関係なく、確実にアーマチャの回転を規制することができる。
【００３１】
また、筺体と隔壁とに１つのアーマチャが挟まれている場合、それぞれの規制部材、すなわち、隔壁に埋設された規制部材と、該隔壁に対向する筺体の内壁面に埋設された規制部材は、アーマチャが設けられる空間の中央（または、アーマチャの中心）に対して略点対称の位置（アーマチャの断面形状が略矩形状であれば、その対角線上）に設けられていると好ましい場合もある。また、隣り合う２つの隔壁に１つのアーマチャが挟まれている場合、それぞれの隔壁に埋設された規制部材は、アーマチャが設けられる空間の中央（または、アーマチャの中心）に対して略点対称の位置（アーマチャの断面形状が略矩形状であれば、その対角線上）に設けられていると好ましい場合もある。この場合には、特に、アーマチャが回転することにより生ずる回転力の大きさが、特定の一方向においてより大きくなるような場合に適用されると好適である。
【００３２】
また、筺体の内壁面と隔壁との間に設けられているアーマチャが回転することにより生ずる回転力の大きさが、隔壁に埋設された規制部材に向かう方向においてより大きくなるような場合には、筺体の内壁面に規制部材が設けられていなくてもよい場合もある。また、隣り合う２つのアーマチャに１つの隔壁が挟まれている場合に、それぞれのアーマチャが回転することにより生ずる回転力の大きさが、該隔壁に対向する隔壁（または筺体）に設けられた規制部材に向かう方向においてより大きくなるような場合には、２つのアーマチャに挟まれている該隔壁に規制部材が設けられていなくてもよい場合もある。
【００３３】
また、規制部材がそれぞれ埋設される位置は、上記の構成に限るものではなく、上記のように、規制部材同士が対向するものと、規制部材同士がアーマチャが設けられる空間の中央（または、アーマチャの中心）に対して略点対称の位置にあるものが、混在していてもよい。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る電磁駆動式動弁装置を有する内燃機関の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
【００３５】
図１は、本実施の形態に係る電磁駆動式動弁装置を備えた内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１００は、４つの気筒１０１を備えた４ストローク・サイクルの水冷式ガソリンエンジンである。
【００３６】
内燃機関１００は、４つの気筒１０１及び冷却水路１００ｃが形成されたシリンダブロック１００ｂと、このシリンダブロック１００ｂの上部に固定されたシリンダヘッド１００ａとを備えている。
【００３７】
シリンダブロック１００ｂには、機関出力軸たるクランクシャフト１０２が回転自在に支持され、このクランクシャフト１０２は、各気筒１０１内に摺動自在に装填されたピストン１０３とコネクティングロッド１０４を介して連結されている。
【００３８】
各気筒１０１のピストン１０３上方には、ピストン１０３の頂面とシリンダヘッド１００ａの壁面とに囲まれた燃焼室１０５が形成されている。シリンダヘッド１００ａには、各気筒１０１の燃焼室１０５に臨むよう点火栓１０６が取り付けられている。
【００３９】
シリンダヘッド１００ａにおいて各気筒１０１の燃焼室１０５に臨む部位には、吸気ポート１０７の開口端が２つ形成されるとともに、排気ポート１０８の開口端が２つ形成されている。そして、シリンダヘッド１００ａには、吸気ポート１０７の各開口端を開閉する吸気弁２と、排気ポート１０８の各開口端を開閉する排気弁１０９とが進退自在に設けられている。
【００４０】
そして、シリンダヘッド１００ａには、励磁電流が印加されたときに発生する電磁力を利用して吸気弁２を進退駆動する電磁駆動機構１Ａ（以下、吸気側電磁駆動機構１Ａと称する）が吸気弁２と同数設けられている。また、シリンダヘッド１００ａには、励磁電流が印加されたときに発生する電磁力を利用して排気弁１０９を進退駆動する電磁駆動機構１Ｂ（以下、排気側電磁駆動機構１Ｂと称する）が排気弁１０９と同数設けられている。
【００４１】
内燃機関１００のシリンダヘッド１００ａには、４つの枝管からなる吸気枝管１１０が接続され、吸気枝管１１０の各枝管は、各気筒１０１の吸気ポート１０７と連通している。
【００４２】
シリンダヘッド１００ａにおいて吸気枝管１１０との接続部位の近傍には、その噴孔が吸気ポート１０７内に臨むよう燃料噴射弁１１１が取り付けられている。
【００４３】
一方、内燃機関１００のシリンダヘッド１００ａには、４本の枝管が内燃機関１００の直下流において１本の集合管に合流するよう形成された排気枝管１１２が接続され、排気枝管１１２の各枝管が各気筒１０１の排気ポート１０８と連通している。排気枝管１１２は、排気浄化触媒１１３を介して排気管に接続されて、下流にてマフラーと接続されている。
【００４４】
上記したように構成された内燃機関１００には、該内燃機関１００の運転状態を制御するための電子制御ユニット（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ：ＥＣＵ）１５０が併設されている。
【００４５】
ＥＣＵ１５０には、吸気側電磁駆動機構１Ａ、排気側電磁駆動機構１Ｂ等が電気配線を介して接続され、ＥＣＵ１５０は、各種センサの出力信号値をパラメータとして、吸気側電磁駆動機構１Ａ、排気側電磁駆動機構１Ｂ等を制御することが可能になっている。
【００４６】
次に、本実施の形態に係る吸気側電磁駆動機構１Ａと排気側電磁駆動機構１Ｂの具体的な構成について述べる。尚、吸気側電磁駆動機構１Ａと排気側電磁駆動機構１Ｂとは同様の構成であるため、吸気側電磁駆動機構１Ａのみを例に挙げて説明する。
【００４７】
図２は、吸気側電磁駆動機構１Ａの構成を示す概略断面図である。図３は、内燃機関１００において気筒１０１と吸排気弁との関係を示す概略上視図である。本実施の形態に係る電磁駆動式動弁装置は、２つの吸気側電磁駆動機構１Ａを１つの筺体内に収納することによって構成されるものであり、これは、図３において２点鎖線で示すＡの部位を構成するものである。
【００４８】
図２において内燃機関１００のシリンダヘッド１００ａは、シリンダブロック１００ｂの上面に固定されるロアヘッド１００ｄを備えている。
【００４９】
シリンダヘッド１００ａには、各気筒１０１に対応した吸気ポート１０９が形成され、各吸気ポート１０９の燃焼室１０７側の開口端には、吸気弁２の弁体２ａが着座する弁座３が設けられている。
【００５０】
シリンダヘッド１００ａには、各吸気ポート１０９の内壁面からこのシリンダヘッド１００ａの上面にかけて断面円形の貫通孔が形成され、この貫通孔には、この貫通孔に挿通される吸気弁２の弁軸２ｂを進退自在に保持する筒状のバルブガイド４が挿入されている。また、弁軸２ｂの上端部の外周には、円盤状のロアリテーナ２ｃが接合されており、そのロアリテーナ２ｃの下面とシリンダヘッド１００ａの上面との間には、ロアスプリング５が介在している。ロアリテーナ２ｃ及びロアスプリング５は、シリンダヘッド１００ａの上面に設けられた取付孔１００ｅ内に配設される。
【００５１】
シリンダヘッド１００ａの上方には、シリンダヘッド１００ａに近い方から順に、第１のハウジング６，アーマチャハウジング７，第２のハウジング８，アッパキャップ９，及びアッパキャップ９の上部開口部に螺着されたアジャストボルト１０が設けられている。これら、第１のハウジング６，アーマチャハウジング７，第２のハウジング８，アッパキャップ９及びアジャストボルト１０は、電磁駆動式動弁装置の筺体を構成するものである。
【００５２】
そして、シリンダヘッド１００ａの上面であって、第１のハウジング６内には、軟磁性体からなる環状の第１コア１１が設けられている。また、第１コア１１の上方であって、第２のハウジング８内には、所定の間隙１２を介して軟磁性体からなる第２コア１３が第１コア１１と軸方向に直列に設けられている。ここで、所定の間隙１２とは、アーマチャハウジング７が第１のハウジング６と第２のハウジング８との間に設けられることにより形成される間隙のことである。
【００５３】
第１コア１１の間隙１２側の面に形成された溝部には、第１の電磁コイル１４が把持されており、第２コア１３の間隙１２側の面に形成された溝部には第２の電磁コイル１５が把持されている。その際、第１の電磁コイル１４と第２の電磁コイル１５とは、間隙１２を介して向き合う位置に配置されるものとする。
【００５４】
一方、アーマチャハウジング７内であって、間隙１２においては、断面形状が略矩形状の軟磁性体からなるアーマチャ１６が配置されている。このアーマチャ１６の中空部には、該アーマチャ１６の軸心に沿って上下方向に延出した円柱状のアーマチャシャフト１７が固定されている。このアーマチャシャフト１７は、その上端が第２コア１３の中空部を通ってその上方のアッパキャップ９内まで至るとともに、その下端が第１コア１１の中空部を通ってその下方のシリンダヘッド１００ａの取付孔１００ｅ内に至るよう形成され、第１コア１１及び第２コア１３によって軸方向へ進退自在に保持されている。
【００５５】
アッパキャップ９内に延出したアーマチャシャフト１７の上端部には、円板状のアッパリテーナ１８が接合されるとともに、アッパキャップ９の上部開口部にはアジャストボルト１０が螺着されており、これらアッパリテーナ１８とアジャストボルト１０との間には、アッパスプリング１９が介在している。尚、アジャストボルト１０とアッパスプリング１９との当接面には、アッパキャップ９の内径と略同径の外径を有するスプリングシート２０が介装されている。
【００５６】
シリンダヘッド１００ａの取付孔１００ｅ内に延出したアーマチャシャフト１７の下端部には、吸気弁２の弁軸２ｂの上端部が当接している。
【００５７】
このように構成された吸気側電磁駆動機構１Ａでは、第１の電磁コイル１４及び第２の電磁コイル１５に励磁電流が印加されていないときは、アッパスプリング１９からアーマチャシャフト１７に対して下方向（すなわち、吸気弁２を開弁させる方向）への付勢力が作用するとともに、ロアスプリング５から吸気弁２に対して上方向（すなわち、吸気弁２を閉弁させる方向）への付勢力が作用し、その結果、アーマチャシャフト１７及び吸気弁２が互いに当接して所定の位置に弾性支持された状態、いわゆる中立状態に保持されることになる。
【００５８】
尚、アッパスプリング１９とロアスプリング５の付勢力は、アーマチャ１６の中立位置が間隙１２において第１コア１１と第２コア１３との中間の位置に一致するよう設定されており、構成部品の初期公差や経年変化等によってアーマチャ１６の中立位置が前記した中間位置からずれた場合には、アーマチャ１６の中立位置が前記した中間位置と一致するようアジャストボルト１０によって調整することが可能になっている。
【００５９】
また、アーマチャシャフト１７及び弁軸２ｂの軸方向の長さは、アーマチャ１６が間隙１２の中間位置に位置するときに、弁体２ａが全開側変位端と全閉側変位端との中間の位置となるように設定されている。
【００６０】
前記した吸気側電磁駆動機構１Ａでは、第１の電磁コイル１４に励磁電流が印加されると、第１コア１１と第１の電磁コイル１４とアーマチャ１６との間に、アーマチャ１６を第１コア１１側へ変位させる方向の電磁力が発生し、第２の電磁コイル１５に励磁電流が印加されると、第２コア１３と第２の電磁コイル１５とアーマチャ１６との間にアーマチャ１６を前記第２コア１３側へ変位させる方向の電磁力が発生する。
【００６１】
従って、上記した吸気側電磁駆動機構１Ａでは、第１の電磁コイル１４と第２の電磁コイル１５とに交互に励磁電流が印加されることにより、アーマチャ１６が進退し、以て弁体２ａが開閉駆動されることになる。その際、第１の電磁コイル１４及び第２の電磁コイル１５に対する励磁電流の印加タイミングと励磁電流の大きさを変更することにより、吸気弁２の開閉タイミングを制御することが可能となる。
【００６２】
次に、本実施の形態の特徴的な構成について説明する。
【００６３】
図４は、本実施の形態に係る電磁駆動式動弁装置において、アーマチャハウジング７に収納されたアーマチャ１６を説明するためにアーマチャハウジング７の上方から見た概略図である。図５は、図４におけるＡ−Ａ断面を示す概略図である。上述したように、本実施の形態に係る電磁駆動式動弁装置は、２つの弁機構を１つの筺体内に収納したものであるので、説明の便宜上、２つのアーマチャをそれぞれアーマチャ１６ａ，１６ｂと称すこととする。
【００６４】
本実施の形態では、アーマチャ１６ａ，１６ｂを収納するための筺体であるアーマチャハウジング７に、隣り合うアーマチャ１６ａ，１６ｂをそれぞれ個別に隔てる隔壁７ａを設け、さらに、隔壁７ａと、隔壁７ａに対向するアーマチャハウジング７の内壁面７ｂ，７ｃとにアーマチャ１６ａ，１６ｂの回転を規制する規制部材としてのストッパ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを設けている。さらに、隔壁７ａに設けられたストッパ２１ｂ，２１ｃを、図に示すように、隔壁７ａの厚さ方向Ｘに重ならないように設けるものである（隔壁７ａのアーマチャ１６に対向する面（例えば内壁面７ａ４）に投影したときにお互いに重ならない位置に設けている、隔壁７ａの厚さ方向Ｘに略直交する隔壁７ａの長手方向Ｙに離れた位置に設けている）。ここで、本実施の形態において、アーマチャ１６ａ，１６ｂは、それぞれ断面形状が略矩形状に設けられており、アーマチャ１６ａ，１６ｂの短手方向が隔壁７ａの厚さ方向Ｘとなっており、アーマチャ１６ａ，１６ｂの長手方向が長手方向Ｙとなっている。また、厚さ方向Ｘ及び長手方向Ｙに直交する方向がアーマチャ１６ａ，１６ｂの移動（可動）方向（軸方向）となる。
【００６５】
このように、アーマチャハウジング７に、隣り合うアーマチャ１６ａ，１６ｂをそれぞれ個別に隔てる隔壁７ａを設けたことにより、アーマチャ１６ａ，１６ｂ間に磁気干渉が生ずることを抑制することができる。したがって、電磁力が不安定となることはなく、電磁力が不足することはなくなるので、消費電力の増加を抑制することが可能となる。
【００６６】
ここで、弁の駆動時（弁の開閉時）においては、アーマチャ１６は第１コア１１または第２コア１３に接触する位置まで変位することとなるが、この時、すなわちアーマチャ１６が第１コア１１または第２コア１３に接触した時に生ずる力は非常に大きなものとなる。
【００６７】
この場合に、アーマチャハウジング７の剛性が小さいと、アーマチャハウジング７の変形などが生じてアーマチャの摺動部のフリクションが増加してしまうこととなる。
【００６８】
そこで、本実施の形態のように、アーマチャハウジング７に隔壁７ａを設けることにより、アーマチャハウジング７の剛性を増すことができ、さらには、装置全体の剛性を増すことが可能となる。これにより、アーマチャの摺動部のフリクションを低減することができ、耐久性・信頼性の向上を図ることができる。
【００６９】
以下に、ストッパ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄについて説明する。ストッパは、隔壁やアーマチャハウジングに埋設されるもので、本実施の形態では、これらストッパ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは、それぞれ、アーマチャハウジング７の内壁面７ｂに設けられた凹部７ｂ１、隔壁７ａのアーマチャ１６ａに対向する面に設けられた凹部７ａ１、隔壁７ａのアーマチャ１６ｂに対向する面に設けられた凹部７ａ２、アーマチャハウジング７の内壁面７ｃに設けられた凹部７ｃ１に設けられている。ここで、間隙１２において、隔壁７ａによりアーマチャ１６ａが収納される側の隙間を１２ａとし、アーマチャ１６ｂが収納される側の隙間を１２ｂとする。
【００７０】
ストッパ２１ｂは、間隙１２ａに設けられるアーマチャ１６ａに対向するように隔壁７ａに埋設されている。また、ストッパ２１ｃは、隔壁７ａにおいて、間隙１２ｂに設けられるアーマチャ１６ｂに対向するように隔壁７ａに埋設されている。そして、ストッパ２１ｂとストッパ２１ｃとは、隔壁７ａの厚さ方向Ｘに重ならないように隔壁７ａに埋設されている。これは、ストッパ２１ｂとストッパ２１ｃが、それぞれ設けられる、隔壁７ａのアーマチャ１６ａに対向する面に設けられた凹部７ａ１と、隔壁７ａのアーマチャ１６ｂに対向する面に設けられた凹部７ａ２とが、隔壁７ａの厚さ方向Ｘに重ならないように設けられていることによるものである。
【００７１】
また、ストッパ２１ａは、隔壁７ａに対向するアーマチャハウジング７の内壁面７ｂであって、ストッパ２１ｂに対向した位置に埋設されている。ストッパ２１ｄは、隔壁７ａに対向するアーマチャハウジング７の内壁面７ｃであって、ストッパ２１ｃに対向した位置に埋設されている。
【００７２】
図６はストッパ２１ｂと隔壁７ａとの関係を説明するための概略図であり、図６（ａ）はストッパ２１ｂが隔壁７ａに挿入される前の状態を示す図、図６（ｂ）はストッパ２１ｂが隔壁７ａに装着された状態を示す図、図６（ｃ）は他の実施態様として図６（ｂ）に示す隔壁７ａとは異なる形状の凹部を有する隔壁にストッパ２１ｂが装着された状態を示す図である。なお、図６においては、ストッパ２１ｂと隔壁７ａとの関係を説明しているが、ストッパ２１ａとアーマチャハウジング７の内壁面７ｂとの関係、ストッパ２１ｃと隔壁７ａとの関係、ストッパ２１ｄとアーマチャハウジング７の内壁面７ｃとの関係においても同様である。
【００７３】
図６（ａ），（ｂ）のように、隔壁７ａの凹部７ａ１は、下方（装置が組まれた状態では弁体２ａ側、閉弁方向）に底部７ａ３を有した状態で間隙１２ａに向かって凹部（溝）が設けられている。そして、ストッパ２１ｂは、凹部７ａ１に上方（装置が組まれた状態ではアッパキャップ９側、開弁方向）から嵌入されることにより、図６（ｂ）に示すようにストッパ２１ｂと凹部７ａ１とは嵌合されて、ストッパ２１ｂは隔壁７ａに埋設される。また、図６（ｃ）のように凹部は上方から下方まで、貫通した溝であってもよい。
【００７４】
ストッパ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは、隔壁７ａの凹部７ａ１，７ａ２または内壁面７ｂ，７ｃの凹部７ｂ１，７ｃ１に支持（固定）されていれば、その支持方法は特に限定されるものではない。例えば、図４に示す長手方向Ｙにおいてストッパの幅を凹部の幅より大きくなる部分を設けてもよく、また、ピンを設けることにより係止する構造としてもよい。また、凹部は、ストッパがはずれないように、厚さ方向Ｘにおいて溝底から表面に向かうにつれて径小となる径小形状（テーパ状）に形成されていてもよい。
【００７５】
本実施の形態のように、ストッパ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを設けたことにより、アーマチャが移動方向（軸方向）の軸回りで回転してしまうような場合に、アーマチャの回転を規制することができる。そして、これらのストッパを、それぞれ隔壁や内壁面に埋設したので、ストッパが薄くなるようなことはなく、ストッパの強度を確保しつつ、アーマチャがとり得る面積をより大きくすることができる。また、アーマチャ１６の長手側に対向する面にストッパを設けたことにより、前記の課題を解決するための手段の項で図７を用いて説明したように、より効果的にアーマチャ１６の回転を規制することが可能となる。
【００７６】
図８は、本実施の形態に係る電磁駆動式動弁装置において、アーマチャハウジング７に収納されたアーマチャ１６を説明するためにアーマチャハウジング７の上方から見た概略図である。図４においては、アーマチャ１６が、隔壁７ａやハウジング７の内壁面からわずかに突出している場合について示しているが、図８に示すように、アーマチャ１６が、隔壁７ａやハウジング７の内壁面から突出していなくてもよく、アーマチャ１６が、隔壁７ａやハウジング７の内壁面と略同一平面上にあってもよい。このように設けることで、アーマチャがとり得る面積を可能な限り大きくすることができる。また、アーマチャ１６ａはストッパ２１ａ，２１ｂの少なくとも１つに、また、アーマチャ１６ｂはストッパ２１ｃ，２１ｄのうちの少なくとも１つに常に当接していてもよい（ストッパがアーマチャに当接するように設けられていてもよい）。
【００７７】
図１１は、比較例として、アーマチャハウジングを挟んで隣り合う２つのアーマチャ双方に対するストッパを兼用することができる断面コの字状のストッパを隔壁に設けた場合について説明するための図である。図１１（ａ）は、断面コの字状のストッパ２０１をアーマチャハウジング２００の隔壁２０２に設けた場合を示しており、図１１（ｂ）は、アーマチャハウジング３００の隔壁３０２からはみ出てしまうストッパのはみ出し量を最小限に抑えることができる断面コの字状のストッパ３０１を隔壁３０２に設けた場合を示している。
【００７８】
図１１（ａ）に示す断面コの字状のストッパ２０１を隔壁２０２に設けた場合は、ストッパ２０１の厚さ分隔壁２０２からはみ出すこととなる。このため、アーマチャ２０３の面積が減少してしまい、これに伴い電磁力が減少してしまい、弁体２ａを開閉する駆動力が低下してしまうこととなる。これに対して、ストッパ２０１の厚みを薄く設けることにより、アーマチャ３０３の面積を大きくとることができるが、この場合にはストッパの強度を確保することができなくなってしまう。また、図１１（ｂ）に示すように、アーマチャ３０３の面積を大きくとる（アーマチャ２０３の短手方向の幅ｔ１＜アーマチャ３０３の短手方向の幅ｔ２）ことにより、隔壁３０２からはみ出るストッパのはみ出し量を最小限に抑えることが考えられる。しかしながら、このためには、隔壁３０２のストッパ３０１を取り付ける部位３０４を薄肉（ｔ３）とする必要があり、この場合には隔壁の強度不足を招くこととなってしまう。
【００７９】
本実施の形態のように、アーマチャ１６ａ，１６ｂ間に設けられた隔壁７ａの厚さ方向Ｘに重ならない位置にストッパ２１ｂ，２１ｃを埋設することにより、アーマチャの回転を規制するストッパを設けた場合においても、ストッパの強度を確保しつつ、アーマチャの面積をより大きくとることができ、かつ、隔壁の強度を保持することができる。
【００８０】
このように、本実施の形態によれば、アーマチャハウジング内において、隣接するアーマチャとの磁気干渉を抑制することと、ストッパの強度不足を招くことなくアーマチャの面積をより大きくとることと、アーマチャの回転を規制すること、を同時に実現することが可能となる。さらに、磁気干渉を抑制することにより、消費電力の増加や装置の誤動作を抑制することが可能となる。アーマチャの回転を規制することにより、騒音の発生や、アーマチャ及びアーマチャハウジング等の摩耗や破損を抑制することが可能となる。
【００８１】
なお、本実施の形態においては、隔壁７ａに設けられたストッパ２１ｂと、アーマチャハウジング７の内壁面７ｂに設けられたストッパ２１ａとは、それぞれ対向する位置に設けられているが、これに限るものではない。この点について、図９を用いて以下に説明する。
【００８２】
図９は、他の実施態様を示す概略図である。なお、図９においては、図４に対して、ストッパ、及び、ストッパが設けられる凹部の位置が一部異なるのみであるため、図４に示す構成部材と同一の符号を用いている。図９に示すように、アーマチャハウジング７の内壁面７ｂに設けられるストッパ２１ａは、隔壁７ａに設けられたストッパ２１ｂに対して、略対角線上（断面において間隙１２（またはアーマチャ１６）の中心に対して略点対称）の位置でもよい。この場合には、アーマチャ１６が回転することにより生ずる回転力の大きさが特定の一方向のみ大きくなるような場合に適用されると好適である。
【００８３】
また、本実施の形態においては、２つの弁機構を１つの筺体内に収納した例を示したが、例えば、４つの弁機構を１つの筺体内に収納してもよい。図１０は、４つの弁機構を１つの筺体内に収納した場合において、アーマチャハウジング５０に収納されたアーマチャ５３を示す図である。これは、例えば、図３において２点鎖線で示すＢの部位を構成するものである。
【００８４】
図１０（ａ）は図４に示すアーマチャハウジング７に対応するものである。それぞれの隔壁５２に設けられたストッパ５１は、隔壁の厚さ方向Ｘに重ならない位置に設けられている。また、隔壁５２に設けられたストッパ５１と、アーマチャハウジング５０の内壁面に設けられたストッパ５４とは、それぞれ対向する位置に設けられている。
【００８５】
図１０（ｂ）は、図９に示すアーマチャハウジング７に対応するものである。それぞれの隔壁５２に設けられたストッパ５１は、隔壁の厚さ方向Ｘに重ならない位置に設けられている。また、隔壁５２に設けられたストッパ５１と、アーマチャハウジング５０の内壁面に設けられたストッパ５４とは、略対角線上（断面において間隙（またはアーマチャ５３）の中心に対して略点対称）の位置に設けられている。
【００８６】
図１０においては、１列に並んだ４つの弁機構を１つの筺体内収納した場合について説明したが、複数の弁機構が１列に並んでいなくてもよい。例えば、図３において２点鎖線で示すＣの部位を構成するような、４つの弁機構が縦横２列ずつ並んだものであってもよい。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、小型化や組立性の向上、低コスト化のために複数のアーマチャが１つの筺体内に設けられた電磁駆動式動弁装置において、隣接するアーマチャによる磁気干渉の抑制、及び、アーマチャの回転に伴うアーマチャと筐体等との干渉の抑制をアーマチャの面積を減少させることなく実現することができる。これにより、消費電力の増加及び装置の誤動作を抑制するとともに、騒音の発生やアーマチャ及び筐体等の摩耗や破損を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る電磁駆動式動弁装置を備えた内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図。
【図２】吸気側電磁駆動機構の構成を示す概略断面図。
【図３】内燃機関において気筒と吸排気弁との関係を示す概略上視図。
【図４】アーマチャハウジングに収納されたアーマチャを説明するためにアーマチャハウジングの上方から見た概略図。
【図５】図４におけるＡ−Ａ断面を示す概略図。
【図６】ストッパと隔壁との関係を説明するための概略図。
【図７】隔壁が設けられた筺体と、アーマチャとの関係を説明するための図。
【図８】アーマチャハウジングに収納されたアーマチャを説明するためにアーマチャハウジングの上方から見た概略図。
【図９】他の実施態様を示す概略図。
【図１０】４つの弁機構を１つの筺体内に収納した場合において、アーマチャハウジングに収納されたアーマチャを示す図。
【図１１】比較例として、断面コの字状のストッパを隔壁に設けた場合について説明するための図。
【符号の説明】
１Ａ  吸気側電磁駆動機構
１Ｂ  排気側電磁駆動機構
２  吸気弁
２ａ  弁体
２ｂ  弁軸
２ｃ  ロアリテーナ
３  弁座
４  バルブガイド
５  ロアスプリング
６  第１のハウジング
７  アーマチャハウジング
７ａ  隔壁
７ａ１，７ａ２  凹部
７ａ３  底部
７ａ４  内壁面
７ｂ，７ｃ  内壁面
７ｂ１，７ｃ１  凹部
７ｃ２  短手側内壁面
８  第２のハウジング
９  アッパキャップ
１０  アジャストボルト
１１  第１コア
１２，１２ａ，１２ｂ  間隙
１３  第２コア
１４  第１の電磁コイル
１５  第２の電磁コイル
１６，１６ａ，１６ｂ  アーマチャ
１７  アーマチャシャフト
１８  アッパリテーナ
１９  アッパスプリング
２０  スプリングシート
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ  ストッパ
１００  内燃機関
１００ａ  シリンダヘッド
１００ｄ  ロアヘッド
１００ｅ  取付孔
１０１  気筒
１０５  燃焼室
１０７  吸気ポート
【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】
2005002841.tif 000009
【図８】
2005002841.tif 000010
【図９】
2005002841.tif 000011
【図１０】
2005002841.tif 000012
【図１１】
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