(57)【要約】【課題】機関バルブを駆動する電磁アクチュエータの搭載自由度を向上させることができる電磁駆動弁を提供する。【解決手段】電磁アクチュエータ３０は、互いに対向して設けられる電磁石３１，３２の間に配置されたディスク３３を各電磁石３１，３２に吸引することで、ディスク３３を揺動させ、その駆動力をアーム部材５０に伝達する。アーム部材５０は、支点５１を中心に回転自在に支持されており、カムフォロア５３に入力された電磁アクチュエータ３０の駆動力を、その回動によって吸気バルブ２０に伝達する。これにより、吸気バルブ２０の開閉駆動が行われる。【選択図】図１
2007332880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向して設けられる一対の電磁石と、同電磁石の間に配置され、電磁石の電磁力が作用することにより作動する出力部材とを有する電磁アクチュエータと、
往復動可能に支持される内燃機関の機関バルブと、
所定の支点を中心に回転自在に支持されるアーム部材とを備え、
前記電磁アクチュエータの出力部材の駆動力を、前記アーム部材の回動を介して前記機関バルブに伝達し、前記機関バルブを開閉駆動する電磁駆動弁。
【請求項２】
請求項１に記載の電磁駆動弁において、
前記アーム部材は、前記支点がラッシュアジャスタにより支持される
ことを特徴とする電磁駆動弁。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電磁駆動弁において、
前記一対の電磁石のうち、前記機関バルブを支持するシリンダヘッド側に設けられた電磁石に対して通電が行われるときに、前記機関バルブが閉弁方向に駆動される
ことを特徴とする電磁駆動弁。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電磁駆動弁において、
前記アーム部材は、前記出力部材の駆動力が作用する力点と前記支点との距離が、前記機関バルブを駆動する作用点と前記支点との距離よりも長い
ことを特徴とする電磁駆動弁。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電磁駆動弁において、
前記アーム部材は、前記出力部材の駆動力が作用する力点と前記支点との距離が、前記機関バルブを駆動する作用点と前記支点との距離よりも短い
ことを特徴とする電磁駆動弁。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の電磁駆動弁において、
前記出力部材は、前記アーム部材に直接当接して前記アーム部材を回動させ、前記機関バルブを開閉駆動する
ことを特徴とする電磁駆動弁。
【請求項７】
請求項６に記載の電磁駆動弁において、
前記アーム部材は、磁性体で構成される
ことを特徴とする電磁駆動弁。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の電磁駆動弁において、
前記アーム部材は、前記支点の位置が調整可能に構成される
ことを特徴とする電磁駆動弁。
【請求項９】
請求項８に記載の電磁駆動弁において、
前記アーム部材は、前記支点の位置が、前記出力部材の作動方向に移動できるように構成される
ことを特徴とする電磁駆動弁。
【請求項１０】
請求項８に記載の電磁駆動弁において、
前記アーム部材は、前記出力部材の駆動力が作用する力点と前記支点との距離に対する前記機関バルブを駆動する作用点と前記支点との距離の比率を変更できるように構成される
ことを特徴とする電磁駆動弁。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電磁駆動弁において、
前記アーム部材の支点の位置を内燃機関の機関運転状態に応じて可変とする支点位置可変手段を更に備える
ことを特徴とする電磁駆動弁。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の電磁駆動弁において、
前記電磁アクチュエータは、前記アーム部材を介して同一気筒内に設けられる複数の機関バルブを開閉駆動する
ことを特徴とする電磁駆動弁。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の電磁駆動弁において、
前記電磁アクチュエータは、前記アーム部材を介して他気筒間に設けられる複数の機関バルブを開閉駆動する
ことを特徴とする電磁駆動弁。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の電磁駆動弁において、
前記電磁アクチュエータは、前記複数の機関バルブに対応して設けられる複数のアーム部材を回動させることで、前記複数の機関バルブを開閉駆動する
ことを特徴とする電磁駆動弁。
【請求項１５】
請求項１２又は１３に記載の電磁駆動弁において、
前記複数の機関バルブは、リテーナにより連結されており、
前記アーム部材は、前記リテーナを押圧することで、前記複数の機関バルブを同期して開閉駆動させる
ことを特徴とする電磁駆動弁。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の電磁駆動弁において、
前記機関バルブは、その傘部の平面形状が円形以外の形状に形成される
ことを特徴とする電磁駆動弁。
【請求項１７】
請求項１６に記載の電磁駆動弁において、
前記機関バルブは、往復動可能に支持されるバルブステムを中心に回転することを防止する回転防止機構を備える
ことを特徴とする電磁駆動弁。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか一項に記載の電磁駆動弁において、
吸気バルブの開閉駆動に用いられる電磁アクチュエータと、排気バルブの開閉駆動に用いられる電磁アクチュエータとを共通使用する
ことを特徴とする電磁駆動弁。
【請求項１９】
請求項１８に記載の電磁駆動弁において、
１つの電磁アクチュエータにより開閉駆動される吸気バルブの数は、１つの電磁アクチュエータにより開閉駆動される排気バルブの数よりも多くなるように構成される
ことを特徴とする電磁駆動弁。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれか一項に記載の電磁駆動弁において、
前記出力部材は、所定の回転軸を中心に揺動可能に支持される
ことを特徴とする電磁駆動弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブといった機関バルブを電磁力で開閉駆動する電磁駆動弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブといった機関バルブを電磁力で開閉駆動するようにした電磁駆動弁が知られている。こうした電磁駆動弁にあっては、電磁石と、電磁石の電磁力によって作動する出力部材とを備えた電磁アクチュエータにより、機関バルブを開閉駆動するようにしている。このような電磁駆動弁の電磁アクチュエータとしては、特許文献１に示されるように、出力部材としてのディスクが、互いに対向して設けられる一対の電磁石の間で揺動可能に支持されているものや、特許文献２に示されるように、出力部材としてのアーマチャが、互いに対向して設けられる一対の電磁石の間で平行移動可能に支持されているものがある。
【０００３】
上記のような構成の電磁アクチュエータでは、電磁石に通電を行うと、ディスクやアーマチャといった出力部材に対して電磁石に向かう電磁力が作用する。そして、この電磁力により出力部材が吸引されて移動し、これにより機関バルブが駆動される。例えば、特許文献１に示される電磁駆動弁では、ディスクの移動により、ディスクの作用端に設けられた当接部が機関バルブのバルブステムの先端を押圧し、機関バルブが軸方向に駆動される。また、特許文献２に示される電磁駆動弁では、アーマチャの移動により、アーマチャに連結された機関バルブのバルブステムが移動し、機関バルブが軸方向に駆動される。そして、一対の電磁石に交互に通電を行うことにより機関バルブを軸方向に往復動させ、機関バルブの開閉駆動を行うようにしている。
【特許文献１】米国特許第６４６７４４１号明細書
【特許文献２】特開２０００−３０３８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に示される電磁駆動弁では、電磁アクチュエータのディスクがバルブステムの先端を押圧するように構成されているため、電磁アクチュエータが機関バルブの作動軸上に配置されることになる。また、特許文献２に示される電磁駆動弁においても、電磁アクチュエータのアーマチャがバルブステムと連結されるため、やはり電磁アクチュエータが機関バルブの作動軸上に配置されることになる。このため、内燃機関の全高が高くなり、内燃機関のレイアウトに対して制約が与えられることになる。また、特許文献１及び特許文献２のように電磁駆動弁を構成すると、１つの機関バルブに対して１つの電磁アクチュエータが必要になるため、レイアウトに対する制約が更に付加されてしまうという問題がある。
【０００５】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、機関バルブを駆動する電磁アクチュエータの搭載自由度を向上させることができる電磁駆動弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、互いに対向して設けられる一対の電磁石と、同電磁石の間に配置され、電磁石の電磁力が作用することにより作動する出力部材とを有する電磁アクチュエータと、往復動可能に支持される内燃機関の機関バルブと、所定の支点を中心に回転自在に支持されるアーム部材とを備え、前記電磁アクチュエータの出力部材の駆動力を、前記アーム部材の回動を介して前記機関バルブに伝達し、前記機関バルブを開閉駆動する電磁駆動弁をその要旨としている。
【０００７】
同構成によれば、電磁駆動弁は、電磁アクチュエータの出力部材の駆動力を、アーム部材の回動を介して機関バルブに伝達することで、機関バルブを開閉駆動する。このように、アーム部材を介して電磁アクチュエータと機関バルブとを連動させると、電磁アクチュエータを機関バルブの作動軸上に配置する必要がなくなり、電磁アクチュエータの配置自由度を向上させることができる。このため、内燃機関の全高を低くする等により、内燃機関のレイアウトに対する制約を緩和することができる。また、アーム部材を用いることにより、様々な種類の内燃機関に対して最適となる電磁アクチュエータの配置形態を設定することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電磁駆動弁において、前記アーム部材は、前記支点がラッシュアジャスタにより支持されることをその要旨としている。
同構成によれば、アーム部材の支点はラッシュアジャスタにより支持されるため、機関バルブの閉弁時に、熱膨張等の影響を吸収して機関バルブが確実に閉弁状態となるようにすることができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電磁駆動弁において、前記一対の電磁石のうち、前記機関バルブを支持するシリンダヘッド側に設けられた電磁石に対して通電が行われるときに、前記機関バルブが閉弁方向に駆動されることをその要旨としている。
【００１０】
内燃機関の行程において、機関バルブは開弁時間に比べて閉弁時間が長くなるため、機関バルブを閉弁方向に駆動する側の電磁石の発熱量が、他方の電磁石の発熱量よりも大きくなる。また、内燃機関の吸入空気量が少ないときに、吸気バルブのリフト量を小さくする制御を行うような場合には、吸気バルブを閉弁側に維持するための電流制御が実施されるため、こうした電流制御に必要な大電流によって吸気バルブを閉弁方向に駆動する側の電磁石の発熱量が大きくなる。
【００１１】
この点、同構成によれば、一対の電磁石のうち、機関バルブを支持するシリンダヘッド側に設けられた電磁石対して通電が行われるときに、機関バルブが閉弁方向に駆動されるため、機関バルブを閉弁方向に駆動する側の電磁石をシリンダヘッド側に設けることができる。このため、機関バルブを閉弁方向に駆動する側の電磁石が上述のように大きな発熱量を有する場合に、その発熱を冷却水等によって冷却されているシリンダヘッドへ放熱又は伝熱させ易く構成することができる。これにより、電磁石の電磁コイルの温度がコイルの耐熱温度を超えて上昇してしまうことや、電磁石の温度上昇により電磁力が低下してしまうことを抑えることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電磁駆動弁において、前記アーム部材は、前記出力部材の駆動力が作用する力点と前記支点との距離が、前記機関バルブを駆動する作用点と前記支点との距離よりも長いことをその要旨としている。
【００１３】
同構成によれば、アーム部材は、出力部材の駆動力が作用する力点と支点との距離が、機関バルブを駆動する作用点と支点との距離よりも長いため、出力部材の駆動力よりも大きい駆動力で機関バルブを駆動することができる。このため、電磁石に供給する電流量を減らすことができ、消費電力を低減することができる。このような構成は、内燃機関の膨張行程終了前といった気筒内圧力が高い状態で開弁する排気バルブを駆動するときのように、作動負荷が比較的大きく電磁アクチュエータに大きな駆動力が要求されるような場合に好適に利用することができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電磁駆動弁において、前記アーム部材は、前記出力部材の駆動力が作用する力点と前記支点との距離が、前記機関バルブを駆動する作用点と前記支点との距離よりも短いことをその要旨としている。
【００１５】
同構成によれば、アーム部材は、出力部材の駆動力が作用する力点と支点との距離が、機関バルブを駆動する作用点と支点との距離よりも短いため、出力部材の移動量よりも機関バルブの移動量を大きくすることができる。このため、機関バルブのバルブリフト量を大きくとることができる。このような構成は、吸気バルブを駆動するときのように、作動負荷は比較的小さいがバルブリフト量を大きくとりたいような場合に好適に利用することができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電磁駆動弁において、前記出力部材は、前記アーム部材に直接当接して前記アーム部材を回動させ、前記機関バルブを開閉駆動することをその要旨としている。
【００１７】
同構成によれば、電磁アクチュエータの出力部材は、アーム部材に直接当接して前記アーム部材を回動させることで、機関バルブを開閉駆動するため、機関バルブを開閉駆動するときに作動する可動部材を極力減らすように構成することができ、可動部材の伝達効率の上昇や可動部重量の低減により、電磁石における消費電力を低減することができる。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の電磁駆動弁において、前記アーム部材は、磁性体で構成されることをその要旨としている。
同構成によれば、アーム部材は磁性体で構成されるため、電磁石の電磁コアと出力部材とから構成される磁気回路に対して、出力部材に直接当接しているアーム部材をも磁気回路の一部として利用することができる。例えば、出力部材のアーム部材に対する当接部が、電磁石により吸引される吸引面内に形成される場合においては、電磁コアとアーム部材との干渉を避けるために、電磁コアに切り欠き部が設けられる。このように電磁コアに切り欠き部が存在すると、磁気回路が一部切断されてしまうため、電磁力が低下してしまう。この点、同構成のようにアーム部材を磁性体で構成すると、切り欠き部に配置されるアーム部材を介して磁気回路を形成することができるため、電磁力を上昇させることができる。その結果、電磁石における消費電力を低減することができる。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電磁駆動弁において、前記アーム部材は、前記支点の位置が調整可能に構成されることをその要旨としている。
同構成によれば、アーム部材は支点の位置が調整可能に構成されるため、支点の位置の調整によって、出力部材の駆動力が作用する力点及び機関バルブを駆動する作用点の位置関係や作動ストロークの関係を修正することができる。このため、電磁駆動弁の作動部材の形状ばらつき等を吸収して、機関バルブが所望の開閉特性を有するように調整することができる。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の電磁駆動弁において、前記アーム部材は、前記支点の位置が、前記出力部材の作動方向に移動できるように構成されることをその要旨としている。
【００２１】
同構成によれば、アーム部材は支点の位置が出力部材の作動方向に移動できるように構成されるため、支点の位置の調整によって、出力部材の作動タイミングと機関バルブの作動タイミングとを精度よく整合させることができる。また、各電磁石が出力部材を電磁石間の中間位置から吸引するように構成される場合、出力部材の中間位置を調整することで、出力部材に作用する各電磁石の電磁力に偏りが生じないようにすることができ、機関バルブの開閉駆動を確実に行わせることができる。
【００２２】
請求項１０に記載の発明は、請求項８に記載の電磁駆動弁において、前記アーム部材は、前記出力部材の駆動力が作用する力点と前記支点との距離に対する前記機関バルブを駆動する作用点と前記支点との距離の比率を変更できるように構成されることをその要旨としている。
【００２３】
同構成によれば、アーム部材は、出力部材の駆動力が作用する力点と支点との距離に対する機関バルブを駆動する作用点と支点との距離の比率を変更できるように構成されるため、支点の位置の調整によって、出力部材の作動ストロークと機関バルブの作動ストロークとを精度よく整合させることができる。このため、機関バルブの作動ストロークが所望のバルブリフト量となるように調整することができ、意図した内燃機関の性能を引き出すことができる。
【００２４】
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電磁駆動弁において、前記アーム部材の支点の位置を内燃機関の機関運転状態に応じて可変とする支点位置可変手段を更に備えることをその要旨としている。
【００２５】
同構成によれば、電磁駆動弁は、アーム部材の支点の位置を内燃機関の機関運転状態に応じて可変とする支点位置可変手段を備えるため、内燃機関の機関運転状態に応じて機関バルブのバルブリフト量を可変にすることができ、内燃機関の機関特性を向上させることができる。支点位置を可変にする手法としては、アーム部材の支点の支持部材を電動アクチュエータにより駆動制御する方式や、同支持部材を油圧により駆動制御する方式を採用することができる。また、内燃機関の運転によって経年的にバルブリフト量等が変化する場合においても、こうした支点位置可変手段によりバルブリフト量等を微調整することができるため、内燃機関の耐久信頼性を向上させることができる。
【００２６】
請求項１２に記載の発明は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の電磁駆動弁において、前記電磁アクチュエータは、前記アーム部材を介して同一気筒内に設けられる複数の機関バルブを開閉駆動することをその要旨としている。
【００２７】
同構成によれば、電磁アクチュエータは、アーム部材を介して同一気筒内に設けられる複数の機関バルブを開閉駆動するため、同期して作動する複数の吸気バルブ又は排気バルブを、１つの電磁アクチュエータで駆動することができる。このため、電磁アクチュエータの数を減らすことができ、搭載スペースの縮小化、及び低コスト化を図ることができる。また、電磁アクチュエータの数を減らすことで、機関バルブを開閉駆動するときに作動する可動部材を減らすように構成することができ、可動部材の伝達効率の上昇や可動部重量の低減により、電磁石における消費電力を低減することができる。また、電磁アクチュエータの数が少なくなると、各電磁アクチュエータに対して設けられる駆動回路の数を少なくすることができるため、更なる低コスト化を図ることができる。
【００２８】
請求項１３に記載の発明は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の電磁駆動弁において、前記電磁アクチュエータは、前記アーム部材を介して他気筒間に設けられる複数の機関バルブを開閉駆動することをその要旨としている。
【００２９】
同構成によれば、電磁アクチュエータは、アーム部材を介して他気筒間に設けられる複数の機関バルブを開閉駆動するため、同期して作動する他気筒間の複数の機関バルブを、１つの電磁アクチュエータで駆動することができる。このため、電磁アクチュエータの数を更に減らすことができ、搭載スペースの縮小化、低コスト化、及び低消費電力化をより一層図ることができる。
【００３０】
請求項１４に記載の発明は、請求項１２又は１３に記載の電磁駆動弁において、前記電磁アクチュエータは、前記複数の機関バルブに対応して設けられる複数のアーム部材を回動させることで、前記複数の機関バルブを開閉駆動することをその要旨としている。
【００３１】
同構成によれば、電磁アクチュエータは、複数の機関バルブに対応して設けられる複数のアーム部材を回動させることで、複数の機関バルブを開閉駆動するため、個々のアーム部材の支点位置等の調整により、対応する機関バルブのバルブリフト量等の調整を行うことができる。このため、機関バルブ毎の作動特性の調整が容易となる。
【００３２】
請求項１５に記載の発明は、請求項１２又は１３に記載の電磁駆動弁において、前記複数の機関バルブは、リテーナにより連結されており、前記アーム部材は、前記リテーナを押圧することで、前記複数の機関バルブを同期して開閉駆動させることをその要旨としている。
【００３３】
同構成によれば、アーム部材は、複数の機関バルブを連結したリテーナを押圧することで、複数の機関バルブを同期して開閉駆動させるため、複数の機関バルブを１つの機関バルブとみなして開閉駆動させることができる。このため、機関バルブのバルブスプリング、カムフォロア等の構成部品の部品点数を削減することができ、構成の簡素化、可動部重量の軽量化、及び低コスト化を図ることができる。
【００３４】
請求項１６に記載の発明は、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の電磁駆動弁において、前記機関バルブは、その傘部の平面形状が円形以外の形状に形成されることをその要旨としている。
【００３５】
同構成によれば、機関バルブは、その傘部の平面形状が円形以外の形状に形成されるため、気筒内の複数の吸気バルブ又は排気バルブを、例えば同等の開口面積を有する１個の吸気バルブ又は排気バルブとして形成することができる。すなわち、吸気バルブ又は排気バルブの傘部の平面形状を楕円形状や異形状にすることにより、大きな開口面積を確保することができるため、気筒内に設けられる吸気バルブ又は排気バルブの数を減らすことができる。このため、内燃機関の吸排気性能を確保しつつ、機関バルブを開閉駆動する電磁アクチュエータの数を減少させることができ、搭載スペースの縮小化、及び低コスト化を図ることができる。
【００３６】
請求項１７に記載の発明は、請求項１６に記載の電磁駆動弁において、前記機関バルブは、往復動可能に支持されるバルブステムを中心に回転することを防止する回転防止機構を備えることをその要旨としている。
【００３７】
同構成によれば、機関バルブは、往復動可能に支持されるバルブステムを中心に回転することを防止する回転防止機構を備えるため、機関バルブの傘部が円形以外の形状に形成される場合においても、機関バルブを確実に閉弁状態とすることができる。
【００３８】
請求項１８に記載の発明は、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の電磁駆動弁において、吸気バルブの開閉駆動に用いられる電磁アクチュエータと、排気バルブの開閉駆動に用いられる電磁アクチュエータとを共通使用することをその要旨としている。
【００３９】
同構成によれば、吸気バルブの開閉駆動に用いられる電磁アクチュエータと、排気バルブの開閉駆動に用いられる電磁アクチュエータとを共通使用するため、製造工程における部品管理等を容易にすることができる。
【００４０】
請求項１９に記載の発明は、請求項１８に記載の電磁駆動弁において、１つの電磁アクチュエータにより開閉駆動される吸気バルブの数は、１つの電磁アクチュエータにより開閉駆動される排気バルブの数よりも多くなるように構成されることをその要旨としている。
【００４１】
排気バルブは、内燃機関の膨張行程終了前といった気筒内圧力が高い状態で開弁駆動されるため、作動負荷が比較的大きくなる。一方、吸気バルブは、排気バルブに比べて気筒内圧力が低い状態で開弁駆動及び閉弁駆動されるため、作動負荷が比較的小さくなる。このため、共通使用される同一の電磁アクチュエータにより吸気バルブ及び排気バルブを開閉駆動する場合、吸気バルブの開閉駆動については駆動力に余裕がある一方、排気バルブの開閉駆動については駆動力に余裕がないといった状況が発生し得る。
【００４２】
この点、同構成によれば、１つの電磁アクチュエータにより開閉駆動される吸気バルブの数は、１つの電磁アクチュエータにより開閉駆動される排気バルブの数よりも多くなるように構成されるため、吸気バルブの電磁アクチュエータが負担する作動負荷と排気バルブの電磁アクチュエータが負担する作動負荷とを均等化することができる。このため、電磁アクチュエータの共通化を図りつつ、効率よく機関バルブを開閉駆動することができ、内燃機関全体における電磁駆動弁の消費電力を好適に低減することができる。
【００４３】
請求項２０に記載の発明は、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の電磁駆動弁において、前記出力部材は、所定の回転軸を中心に揺動可能に支持されることをその要旨としている。
【００４４】
同構成によれば、電磁アクチュエータの出力部材は所定の回転軸を中心に揺動可能に支持されるため、出力部材が平行移動するように構成される電磁アクチュエータと比べて、出力部材の作動ストロークを確保しつつ、出力部材の吸引時に出力部材と電磁石との距離を短くすることができる。このため、出力部材により大きな電磁力を作用させることができることから、電磁石に供給する電流量を減らすことができ、消費電力を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、本発明に係る電磁駆動弁を具体化した実施形態について説明する。以下の各実施形態においては、電磁駆動弁が機関バルブの吸気バルブを駆動する場合の構成について説明を行なうが、排気バルブを駆動する場合であっても、電磁駆動弁は同様の構成を適用することができる。
【００４６】
（第１実施形態）
以下、図１〜７を参照して、本発明に係る電磁駆動弁を具体化した第１実施形態について説明する。
【００４７】
図１は第１実施形態に係る電磁駆動弁１の構成を示す断面図である。電磁駆動弁１が搭載される内燃機関１０のシリンダヘッド１１には、吸気通路の一部をなし、且つ気筒１２内の燃焼室１３に連通する吸気ポート１４が形成されている。シリンダヘッド１１には、吸気バルブ２０が設けられ、この吸気バルブ２０が開閉駆動されることで、燃焼室１３と吸気ポート１４とが連通・遮断される。
【００４８】
電磁駆動弁１は、吸気バルブ２０と、吸気バルブ２０を開閉駆動するときの動力源となる電磁アクチュエータ３０と、吸気バルブ２０と電磁アクチュエータ３０との間に介在されるアーム部材５０とを備える。
【００４９】
吸気バルブ２０は、気筒１２内に２個設けられ、それぞれが同期して開閉駆動される。それぞれの吸気バルブ２０は、下端に設けられる傘部２０ａと、シリンダヘッド１１に支持されるバルブステム２０ｂとを備える。バルブステム２０ｂは、シリンダヘッド１１に設けられたバルブガイド２１により軸方向に往復動可能に支持されている。吸気バルブ２０が上方に移動すると、傘部２０ａがシリンダヘッド１１に設けられたバルブシート２２に着座し、燃焼室１３と吸気ポート１４とが遮断される閉弁状態になる。また、吸気バルブ２０が下方に移動すると、傘部２０ａがバルブシート２２から離座し、燃焼室１３と吸気ポート１４とが連通される開弁状態となる。
【００５０】
吸気バルブ２０のバルブステム２０ｂの上端部には、リテーナ２３が設けられる。リテーナ２３は、２個の吸気バルブ２０を連結するように構成され、これにより２個の吸気バルブ２０が軸方向に同期して移動する。シリンダヘッド１１とリテーナ２３との間には、バルブスプリング２４が圧縮状態で配置されており、このバルブスプリング２４によって吸気バルブ２０が閉弁方向に付勢されている。また、リテーナ２３の中央部には、アーム部材５０と当接するカムフォロア２５が設けられている。
【００５１】
電磁アクチュエータ３０は、上方に配置される電磁石３１及び下方に配置される電磁石３２からなる一対の電磁石と、電磁石３１，３２の電磁力が作用することにより作動する出力部材としてのディスク３３とを備える。電磁石３１，３２は互いに対向して設けられ、ディスク３３は電磁石３１と電磁石３２との間に設けられた空間３４に配置される。
【００５２】
電磁石３１，３２は、電磁コイル３５，３６及び電磁コア３７，３８を有する。ディスク３３は、電磁アクチュエータ３０のケース３９に対して揺動可能に支持されており、磁性体により構成されている。ディスク３３は、電磁石３１，３２の電磁力が作用するプレート部４０と、揺動の回転軸となる軸部４１とを有する。軸部４１の中心孔には、トーションバースプリング４２が配置されている。ディスク３３のプレート部４０は、このトーションバースプリング４２によって、空間３４内の所定の位置に弾性支持されている。
【００５３】
そして、電磁石３１の電磁コイル３５及び電磁石３２の電磁コイル３６にそれぞれ電流が供給されると、電磁コア３７，３８に電磁力が生じ、プレート部４０が電磁コア３７，３８に吸引されて、ディスク３３が空間３４内を揺動する。ディスク３３の揺動時には、トーションバースプリング４２の復元力がディスク３３に作用する。
【００５４】
アーム部材５０は、長手方向の中途部に形成された支点５１を中心に回転自在に支持されている。アーム部材５０の支点５１は、ラッシュアジャスタ５２により支持されている。アーム部材５０の電磁アクチュエータ３０側の一端部には、ディスク３３の先端に設けられた出力面３３ａと当接するカムフォロア５３が設けられている。カムフォロア５３には、ディスク３３の揺動による駆動力が直接伝達される。アーム部材５０及びカムフォロア５３は、磁性体により構成されている。なお、ディスク３３の出力面３３ａは電磁コア３７に吸引されるプレート部４０の上面に設けられているため、電磁コア３７には、プレート部４０の吸引時にカムフォロア５３との干渉を避けるような切り欠き部３７ａが設けられている。
【００５５】
一方、アーム部材５０の他端部には、リテーナ２３のカムフォロア２５と当接する押圧部５４が設けられている。押圧部５４は、カムフォロア５３に入力されたディスク３３の駆動力を吸気バルブ２０に伝達する。
【００５６】
このようにして、アーム部材５０は、その回動を通じて電磁アクチュエータ３０の駆動力を吸気バルブ２０に伝達する。図２に電磁駆動弁１の構成の略図を示す。同図に示すように、アーム部材５０は、ラッシュアジャスタ５２により構成される支点５１に対して、ディスク３３の駆動力が作用するカムフォロア５３が力点となり、吸気バルブ２０を駆動する押圧部５４が作用点となることで、電磁アクチュエータ３０の駆動力を吸気バルブ２０に伝達している。そして、このようにアーム部材５０の回動を介して吸気バルブ２０が開閉駆動されることから、アーム部材５０の支点５１の位置は、電磁アクチュエータ３０の駆動力及び作動ストロークと、吸気バルブ２０の作動負荷及び作動ストロークとの関係に基づいて設定されている。
【００５７】
例えば、カムフォロア５３（力点）から支点５１までの距離Ｌａを押圧部５４（作用点）から支点５１までの距離Ｌｖよりも長く構成すると、ディスク３３の駆動力よりも大きい駆動力で吸気バルブ２０を駆動することができる。このため、吸気バルブ２０の作動負荷が大きいような場合に、こうした構成を好適に利用することができる。一方、カムフォロア５３（力点）から支点５１までの距離Ｌａを押圧部５４（作用点）から支点５１までの距離Ｌｖよりも短く構成すると、ディスク３３の出力面３３ａの作動ストロークよりも吸気バルブ２０の作動ストロークを大きくすることができる。このため、吸気バルブ２０のバルブリフト量を大きくとる必要がある場合に、こうした構成を好適に利用することができる。
【００５８】
また、アーム部材５０は、その支点５１の鉛直方向及び水平方向の位置が調整できるように構成されている。支点５１を構成するラッシュアジャスタ５２は、保持部材５５により保持されている。ラッシュアジャスタ５２は、保持部材５５の鉛直方向に形成された貫通孔５６に挿入され、鉛直方向に移動可能に支持されている。貫通孔５６の上部側の内周には雌ねじ部５６ａが形成され、その雌ねじ部５６ａにはボルト５７が螺合されている。ボルト５７の下方先端部５７ａは、ラッシュアジャスタ５２の上端と当接し、バルブスプリング２４の付勢力等によるアーム部材５０の押し上げ力を受けている。ボルト５７のねじ部５７ｂには、予めナット５８が螺合されており、保持部材５５の上面５５ａに対してナット５８を締め付けることで、ボルト５７を保持部材５５に対して固定するようにしている。そして、ナット５８のボルト５７に対する締付位置を適宜変更することにより、ボルト５７の鉛直方向位置を調整し、アーム部材５０の支点５１の鉛直方向位置を調整できるようにしている。
【００５９】
また、保持部材５５は、固定ボルト５９及び固定ナット６０によってケース３９に固定されている。固定ボルト５９は、ケース３９の鉛直方向に形成された貫通孔３９ａに挿入されている。貫通孔３９ａは、アーム部材５０の長手方向に沿って長孔状に形成されている。そして、固定ボルト５９及び固定ナット６０の締付位置を適宜変更することにより、保持部材５５の水平方向位置を調整し、アーム部材５０の支点５１の水平方向位置を調整できるようにしている。
【００６０】
このように、アーム部材５０の支点５１の鉛直方向及び水平方向の位置を調整可能とすることにより、アーム部材５０の力点及び作用点の位置関係や作動ストロークの関係等を修正できるようにしている。
【００６１】
上記のように構成される電磁駆動弁１は、内燃機関１０の制御を司る電子制御装置７０によって駆動制御される。電子制御装置７０は、内燃機関１０の機関運転状態を検出する各センサの信号に応じて、吸気バルブ２０の開弁動作及び閉弁動作のタイミング等を制御する。吸気バルブ２０の開閉駆動は、電子制御装置７０が電磁アクチュエータ３０の駆動回路７１を制御することで行われる。以下に、吸気バルブ２０の開閉駆動について説明する。
【００６２】
内燃機関１０の運転停止時には、電磁アクチュエータ３０の電磁コイル３５及び電磁コイル３６のいずれにも通電が行われていない状態となっている。この状態では、ディスク３３に電磁力が作用しないため、図３に示すように、吸気バルブ２０、ディスク３３、及びアーム部材５０は、バルブスプリング２４の付勢力と、トーションバースプリング４２による復元力とが釣り合う状態となる位置で停止している。すなわち、吸気バルブ２０は、閉弁状態と開弁状態との中間位置で停止し、ディスク３３は、プレート部４０が電磁コア３７と電磁コア３８との中間位置にある状態で停止している。電子制御装置７０は、吸気バルブ２０を閉弁状態とするために、下方に配置される電磁石３２の電磁コイル３６に通電を行う。
【００６３】
電磁コイル３６に通電が行われると、電磁コア３８に電磁力が生じ、ディスク３３のプレート部４０に対して電磁コア３８へ向かう吸引力が働く。この吸引力によって、ディスク３３は、トーションバースプリング４２の復元力に抗して、中間位置からＣＣＷ方向に揺動する。この揺動に伴い、バルブスプリング２４の付勢力によって、アーム部材５０がＣＣＷ方向に追従して回動し、吸気バルブ２０が閉弁方向に移動する。そして、ディスク３３のプレート部４０が電磁コア３８に吸着した状態となるところで、図４に示すように、吸気バルブ２０の傘部２０ａがバルブシート２２に着座して閉弁状態となる。吸気バルブ２０が閉弁状態にあるときには、吸気バルブ２０を閉弁状態に保持するための保持電流が電磁コイル３６に供給されている。この保持電流の供給によって、プレート部４０と電磁コア３８との間に、図４に示すような磁気回路Ｘが形成され、プレート部４０が電磁コア３８に吸着される状態が保持される。
【００６４】
電子制御装置７０は、こうした吸気バルブ２０の閉弁状態から、吸気バルブ２０の開閉制御を開始する。図５の実線Ａは、時間軸に対する吸気バルブ２０のバルブリフト量を示したものである。吸気バルブ２０が開弁開始タイミングＴ０になると、電子制御装置７０は、電磁コイル３６への保持電流の供給を停止する。保持電流の供給が停止されると、電磁コア３８の電磁力が消滅し吸引力がなくなるため、ディスク３３は、トーションバースプリング４２の復元力によって、中間位置に向ってＣＷ方向に揺動する。これに伴い、ディスク３３の出力面３３ａがアーム部材５０のカムフォロア５３を押圧し、アーム部材５０がＣＣＷ方向に回動する。そして、アーム部材５０の押圧部５４がリテーナ２３のカムフォロア２５を押圧して、吸気バルブ２０が下方に移動し、バルブリフト量が徐々に増加する。
【００６５】
吸気バルブ２０の移動中における所定のタイミングＴ１で、電子制御装置７０は、上方に配置される電磁石３１の電磁コイル３５に駆動電流を供給する。電磁コイル３５への通電が開始されると、電磁コア３７に電磁力が生じ、ディスク３３のプレート部４０に対して電磁コア３７へ向かう吸引力が働く。この吸引力によって、ディスク３３は図３に示す中間位置を超えてＣＷ方向に揺動する。すなわち、ディスク３３は、バルブスプリング２４の付勢力及びトーションバースプリング４２の復元力に抗してＣＷ方向に揺動される。これに伴い、アーム部材５０がＣＣＷ方向に回動し続け、吸気バルブ２０のバルブリフト量が更に増加する。そして、ディスク３３のプレート部４０が電磁コア３７に吸着した状態となるタイミングＴ２で、図６に示すように、吸気バルブ２０が全開状態となる。電子制御装置７０は、吸気バルブ２０が全開状態となったときに、上記駆動電流よりも小さい保持電流を電磁コイル３５に供給し、吸気バルブ２０を全開状態に保持する。
【００６６】
吸気バルブ２０が開弁方向に駆動されるとき及び吸気バルブ２０が開弁状態に保持されるときは、図６に示すように、電磁コア３７の切り欠き部３７ａに、磁性体で構成されたアーム部材５０及びカムフォロア５３が位置するようになる。このため、切り欠き部３７ａが設けられている箇所においても、電磁コア３７、アーム部材５０、カムフォロア５３、及びプレート部４０によって磁気回路Ｙが形成される。このように磁気回路Ｙが形成されることで、電磁力の低下が抑えられている。
【００６７】
そして、吸気バルブ２０が閉弁開始タイミングＴ３になると、電子制御装置７０は、電磁コイル３５への保持電流の供給を停止する。保持電流の供給が停止されると、電磁コア３７の電磁力が消滅し吸引力がなくなるため、ディスク３３は、バルブスプリング２４の付勢力及びトーションバースプリング４２の復元力によって、中間位置に向ってＣＣＷ方向に揺動する。この揺動に伴い、アーム部材５０がＣＷ方向に追従して回動し、吸気バルブ２０が上方に移動して、バルブリフト量が徐々に減少する。
【００６８】
吸気バルブ２０の移動中における所定のタイミングＴ４で、電子制御装置７０は、下方に配置される電磁石３２の電磁コイル３６に駆動電流を供給する。電磁コイル３６への通電が開始されると、電磁コア３８に電磁力が生じ、ディスク３３のプレート部４０に対して電磁コア３８へ向かう吸引力が働く。この吸引力によって、ディスク３３は図３に示す中間位置を超えてＣＣＷ方向に揺動する。すなわち、ディスク３３は、トーションバースプリング４２の復元力に抗してＣＣＷ方向に揺動される。これに伴い、アーム部材５０がＣＷ方向に回動し続け、吸気バルブ２０のバルブリフト量が更に減少する。そして、ディスク３３のプレート部４０が電磁コア３８に吸着した状態となるタイミングＴ５で、図４に示すように、吸気バルブ２０の傘部２０ａがバルブシート２２に着座して閉弁状態となる。なお、アーム部材５０の支点５１は、ラッシュアジャスタ５２により支持されているため、吸気バルブ２０やアーム部材５０の熱膨張等の影響を吸収して吸気バルブ２０が確実に閉弁状態となるように構成されている。
【００６９】
このようにして、電子制御装置７０は、電磁石３１の電磁コイル３５と電磁石３２の電磁コイル３６とに交互に通電を行い、吸気バルブ２０の開弁動作及び閉弁動作を制御している。
【００７０】
また、電子制御装置７０は、吸気バルブ２０を閉弁状態から微小量だけ開弁方向に駆動する微小リフト制御を行う。こうした微小リフト制御は、内燃機関１０の低回転低負荷域において、スロットルバルブの開度制御によって生ずるポンピングロスを小さくして燃費の向上を図るために行われる。
【００７１】
図５の破線Ｂは微小リフト制御が行われるときの吸気バルブ２０のバルブリフト量を示したものである。吸気バルブ２０が閉弁状態にあるときには、下方に配置される電磁石３２の電磁コイル３６に保持電流が供給されている。この状態から、電磁コイル３６への電流供給を停止すると、吸気バルブ２０が開弁方向に移動を開始する。そして、このときに再度電磁コイル３６に通電し、吸気バルブ２０が中間位置に移動しようとする力と釣り合うような電磁力を電磁コア３８に発生させる。これにより、吸気バルブ２０のバルブリフト量は、微小量ｂに保たれる。そして、所定のタイミングで電磁コア３８に駆動電流を供給し、吸気バルブ２０を閉弁状態にする。
【００７２】
このような微小リフト制御によって吸気バルブ２０のバルブリフト量を微小量ｂに保つときに電磁コア３８に供給される電流は、吸気バルブ２０を閉弁状態又は開弁状態に保つときに供給される保持電流に比べて大きくなるため、微小リフト制御が繰り返し行われると、電磁石３２の発熱量が大きくなる。そこで、シリンダヘッド１１側に配置される電磁石３２の発熱を、冷却水等によって冷却されているシリンダヘッド１１へ放熱又は伝熱するように構成している。
【００７３】
上記第１実施形態の電磁駆動弁によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）第１実施形態では、電磁駆動弁１は、電磁アクチュエータ３０のディスク３３の駆動力を、アーム部材５０の回動を介して吸気バルブ２０に伝達することで、吸気バルブ２０を開閉駆動する。このように、アーム部材５０を介して電磁アクチュエータ３０と吸気バルブ２０とを連動させると、電磁アクチュエータ３０を吸気バルブ２０の作動軸上に配置する必要がなくなる。このため、電磁アクチュエータ３０の配置自由度を大きくすることができ、内燃機関１０の全高を低くする等により、内燃機関１０のレイアウトに対する制約を緩和することができる。また、本実施形態では、アーム部材５０をほぼ直線状に形成し、吸気バルブ２０の作動方向に対してディスク３３の揺動方向が反対方向となるように構成しているが、支点５１を屈曲部として略Ｌ字型にアーム部材５０を形成する等により、ディスク３３の揺動方向を自由に設定することができる。このため、様々な種類の内燃機関に対して最適となる電磁アクチュエータ３０の配置形態を設定することができる。
【００７４】
（２）第１実施形態では、アーム部材５０の支点５１はラッシュアジャスタ５２により支持されるため、吸気バルブ２０の閉弁時に、熱膨張等の影響を吸収して吸気バルブ２０が確実に閉弁状態となるようにすることができる。
【００７５】
（３）第１実施形態では、アーム部材５０を介して電磁アクチュエータ３０と吸気バルブ２０とを連動させることにより、一対の電磁石３１，３２のうち、シリンダヘッド１１側に設けられた電磁石３２の電磁コイル３６対して通電が行われるときに、吸気バルブ２０が閉弁方向に駆動されるように構成している。このため、微小リフト制御を行う際に必要な大電流によって生じる電磁石３２の発熱や、開弁時間に比べて長く設定される閉弁時間中の電磁石３２の発熱を、冷却水等によって冷却されているシリンダヘッド１１へ放熱又は伝熱させ易く構成することができる。これにより、電磁石３２の電磁コイル３６の温度がコイルの耐熱温度を超えて上昇してしまうことや、電磁石３２の温度上昇により電磁力が低下してしまうことを抑えることができる。
【００７６】
（４）第１実施形態では、アーム部材５０は、支点５１に対して、ディスク３３の駆動力が作用するカムフォロア５３が力点となり、吸気バルブ２０を駆動する押圧部５４が作用点となることで、電磁アクチュエータ３０の駆動力を吸気バルブ２０に伝達している。このため、電磁アクチュエータ３０の駆動力及び作動ストロークと、吸気バルブ２０の作動負荷及び作動ストロークとが、最適の関係を有するような支点５１の位置設定を行うことができる。
【００７７】
例えば、力点から支点５１までの距離Ｌａを作用点から支点５１までの距離Ｌｖよりも長く構成すると、ディスク３３の駆動力よりも大きい駆動力で吸気バルブ２０を駆動することができる。このため、電磁石３１，３２の電磁コイル３５，３６に供給する電流量を減らすことができ、消費電力を低減することができる。なお、このような構成は、内燃機関１０の膨張行程終了前といった気筒内圧力が高い状態で開弁する排気バルブを駆動するときのように、作動負荷が比較的大きく電磁アクチュエータ３０に大きな駆動力が要求されるような場合に好適に利用することができる。
【００７８】
一方、力点から支点５１までの距離Ｌａを作用点から支点５１までの距離Ｌｖよりも短く構成すると、ディスク３３の出力面３３ａの作動ストロークよりも吸気バルブ２０の作動ストロークを大きくすることができ、吸気バルブ２０のバルブリフト量を大きくとることができる。なお、このような構成は、吸気バルブを駆動するときのように、作動負荷は比較的小さいがバルブリフト量を大きくとりたいような場合に好適に利用することができる。
【００７９】
（５）第１実施形態では、電磁アクチュエータ３０のディスク３３は、アーム部材５０に直接当接してアーム部材５０を回動させることで、吸気バルブ２０を開閉駆動するため、アーム部材５０の介在によって電磁アクチュエータ３０の配置自由度を大きくしつつ、吸気バルブ２０を開閉駆動するときに作動する可動部材を極力減らすようにしている。このため、可動部材の伝達効率の上昇や可動部重量の低減を好適に図ることができ、電磁石３１，３２における消費電力を低減することができる。
【００８０】
（６）第１実施形態では、吸気バルブ２０が開弁方向に駆動されるとき及び吸気バルブ２０が開弁状態に保持されるときは、電磁コア３７の切り欠き部３７ａに、磁性体で構成されたアーム部材５０及びカムフォロア５３が位置するように構成される。このため、切り欠き部３７ａが設けられている箇所においても、電磁コア３７、アーム部材５０、カムフォロア５３、及びプレート部４０によって磁気回路Ｙを形成することができる。このように、カムフォロア５３が電磁コア３７内に入り込むように配置して電磁駆動弁１の小型化を図る場合においても、磁気回路Ｙが形成されることで電磁力の低下を抑えることができる。その結果、電磁石３１における消費電力を低減することができる。
【００８１】
（７）第１実施形態では、アーム部材５０の支点５１の位置が調整可能に構成されているため、電磁アクチュエータ３０の駆動力が作用する力点及び吸気バルブ２０を駆動する作用点の位置関係や作動ストロークの関係を修正することができる。このため、電磁アクチュエータ３０やアーム部材５０の形状ばらつき等を吸収して、吸気バルブ２０が所望の開閉特性を有するように調整することができる。
【００８２】
（８）第１実施形態では、アーム部材５０の支点５１の位置を鉛直方向に調整することができるため、ディスク３３の作動タイミングと吸気バルブ２０の作動タイミングとを精度よく整合させることができる。また、支点５１の位置をディスク３３の揺動方向に調整することができるため、バルブスプリング２４の付勢力とトーションバースプリング４２の復元力とによって釣り合う中間位置を調整することができる。このため、ディスク３３に作用する電磁石３１，３２の電磁力に偏りが生じないようにすることができ、吸気バルブ２０の開閉駆動を確実に行わせることができる。
【００８３】
（９）第１実施形態では、アーム部材５０の支点５１の位置を水平方向に調整することができるため、ディスク３３の駆動力が作用する力点と支点５１との距離に対する吸気バルブ２０を駆動する作用点と支点５１との距離の比率を変更することができる。このため、ディスク３３の作動ストロークと吸気バルブ２０の作動ストロークとを精度よく整合させることができる。図７に支点５１の水平方向位置に対するディスク３３及び吸気バルブ２０の作動ストロークの模式図を示す。ディスク３３の作動ストロークＳｄが同一であっても、図７（ａ）に示すように、支点５１が作用点側にあるときは吸気バルブ２０の作動ストロークＳｖ１が小さくなり、図７（ｂ）に示すように、支点５１が力点側にあるときは吸気バルブ２０の作動ストロークＳｖ２が大きくなる。従って、吸気バルブ２０の作動ストロークが所望のバルブリフト量となるように調整することができ、意図した内燃機関１０の性能を引き出すことができる。
【００８４】
（１０）第１実施形態では、電磁アクチュエータ３０は、アーム部材５０を介して同一の気筒１２内に設けられる２個の吸気バルブ２０を開閉駆動するため、吸気バルブ２０毎に電磁アクチュエータ３０を設ける必要がなくなり、電磁アクチュエータ３０の数を減らすことができる。このため、搭載スペースの縮小化、及び低コスト化を図ることができる。また、電磁アクチュエータ３０の数を減らすことで、吸気バルブ２０を開閉駆動するときに作動する可動部材を減らすように構成することができ、可動部材の伝達効率の上昇や可動部重量の低減により、電磁石３１，３２における消費電力を低減することができる。また、電磁アクチュエータ３０の数が少なくなると、各電磁アクチュエータ３０に対して設けられる駆動回路７１の数を少なくすることができるため、更なる低コスト化を図ることができる。
【００８５】
（１１）第１実施形態では、アーム部材５０は、２個の吸気バルブ２０を連結したリテーナ２３のカムフォロア２５を押圧することで、２個の吸気バルブ２０を同期して開閉駆動させるため、バルブスプリング２４やカムフォロア２５を個々の吸気バルブ２０に設ける必要がなくなり、構成部品の部品点数を削減することができる。このため、構成の簡素化、可動部重量の軽量化、及び低コスト化を図ることができる。
【００８６】
（１２）第１実施形態では、電磁アクチュエータ３０のディスク３３は軸部４１を中心に揺動可能に支持されるため、ディスクが平行移動するように構成される電磁アクチュエータと比べて、ディスク３３の作動ストロークを確保しつつ、ディスク３３の吸引時にディスク３３と電磁石３１，３２との距離を短くすることができる。このため、ディスク３３により大きな電磁力を作用させることができることから、電磁石３１，３２の電磁コイル３５，３６に供給する電流量を減らすことができ、消費電力を低減することができる。
【００８７】
（第２実施形態）
以下、図８を参照して、本発明に係る電磁駆動弁を具体化した第２実施形態について説明する。第２実施形態では、アーム部材５０を介して電磁アクチュエータ３０と吸気バルブ２０とを連動させる構成については第１実施形態と同様であるが、アーム部材５０の支点５１の位置が内燃機関１０の機関運転状態に応じて可変となるように構成されている点が第１実施形態と異なる。なお、以下に説明する実施形態において、第１実施形態と同一構成については同一符号を付し、その重複する説明を省略又は簡略する。
【００８８】
図８は第２実施形態に係る電磁駆動弁２の構成を示す断面図である。電磁駆動弁２は、吸気バルブ２０と、電磁アクチュエータ３０と、吸気バルブ２０と電磁アクチュエータ３０との間に介在されるアーム部材５０とを備える。
【００８９】
アーム部材５０は、その支点５１の位置が可変となるように構成されている。アーム部材５０の支点５１はラッシュアジャスタ５２により支持されている。ラッシュアジャスタ５２は保持部材６２の鉛直方向に形成された貫通孔６２ａに挿入され、鉛直方向に移動可能に支持されている。ラッシュアジャスタ５２の上端面５２ａには油圧回路７２から供給される油圧が作用するように構成され、この油圧回路７２が制御されることによってラッシュアジャスタ５２が貫通孔６２ａ内を鉛直方向に駆動する。
【００９０】
また、保持部材６２は、互いに平行に形成されたケース３９の斜面３９ｂ、３９ｃ間をスライド可能に支持されている。保持部材６２の上端面６２ｂには油圧回路７２から供給される油圧が作用するように構成され、この油圧回路７２が制御されることによって保持部材６２を斜面３９ｂ、３９ｃ方向に駆動する。
【００９１】
このようにして、油圧回路７２の制御によってラッシュアジャスタ５２の位置が鉛直方向及び水平方向に可変となるため、アーム部材５０の支点５１の位置を所望の位置へと移動させることができる。そして、支点５１の位置の移動により、ディスク３３の作動ストロークに対する吸気バルブ２０の作動ストロークを変更することができるため、吸気バルブ２０のバルブリフト量を可変に構成することができる。ここで、ラッシュアジャスタ５２、保持部材６２、及び油圧回路７２は、支点位置可変手段に相当する。
【００９２】
油圧回路７２は、電子制御装置７０によって駆動制御される。電子制御装置７０は、吸入空気量を検出するエアフロメータ、機関回転速度を検出するＮＥセンサ、アクセル量を検出するアクセルセンサ等、内燃機関１０の機関運転状態を検出する各センサの信号に応じて油圧回路７２を駆動制御し、吸気バルブ２０のバルブリフト量を制御する。例えば、内燃機関１０の低回転低負荷域においては、スロットルバルブの開度制御によって生ずるポンピングロスを小さくするために、吸気バルブ２０のバルブリフト量を小さくする。一方、内燃機関１０の高回転高負荷域においては、吸気充填効率を向上させて大きな機関出力を確保するために、吸気バルブ２０のバルブリフト量を大きくする。
【００９３】
このようにして、内燃機関１０の機関運転状態に応じて、アーム部材５０の支点５１の位置が変更され、吸気バルブ２０のバルブリフト量が変更される。なお、上記の構成においては、油圧回路７２を用いて支点５１の位置を変更するようにしているが、電動のアクチュエータ等を用いて支点５１の位置を変更するようにしてもよい。
【００９４】
上記第２実施形態の電磁駆動弁によれば、第１実施形態の効果（１）〜（１２）に加えて、以下のような効果を得ることができる。
（１３）第２実施形態では、電子制御装置７０の制御によりアーム部材５０の支点５１の位置が変更されるように構成されているため、内燃機関１０の機関運転状態に応じて、吸気バルブ２０のバルブリフト量を可変とすることができる。このため、バルブ特性の変更によって、内燃機関１０の機関特性を向上させることができる。また、内燃機関１０の運転により経年的に吸気バルブ２０のバルブリフト量等が変化する場合においても、上記の構成によってアーム部材５０の支点５１の位置を微調整することができるため、内燃機関１０の耐久信頼性を向上させることができる。
【００９５】
（第３実施形態）
以下、図９，１０を参照して、本発明に係る電磁駆動弁を具体化した第３実施形態について説明する。第３実施形態では、アーム部材を介して電磁アクチュエータ３０と吸気バルブ２０とを連動させて、同一気筒１２内の２個の吸気バルブ２０を開閉駆動する構成については第１実施形態と同様であるが、２個の吸気バルブ２０がリテーナにより連結されていない点が第１実施形態と異なる。なお、以下に説明する実施形態において、第１実施形態と同一構成については同一符号を付し、その重複する説明を省略又は簡略する。
【００９６】
図９は第３実施形態に係る電磁駆動弁３の構成を示す断面図である。電磁駆動弁３は、吸気バルブ２０と、電磁アクチュエータ３０と、電磁アクチュエータ３０により駆動される中間ステム８０と、中間ステム８０と吸気バルブ２０との間に介在されるアーム部材９０、９１とを備える。
【００９７】
吸気バルブ２０は、気筒１２内に２個設けられ、それぞれのバルブステム２０ｂが、シリンダヘッド１１に設けられたバルブガイド２１により軸方向に往復動可能に支持されている。バルブステム２０ｂの上部には、それぞれの吸気バルブ２０に対してリテーナ２７が設けられている。シリンダヘッド１１とリテーナ２７との間には、バルブスプリング２８が圧縮状態で配置されており、このバルブスプリング２８によって吸気バルブ２０が閉弁方向に付勢されている。
【００９８】
電磁アクチュエータ３０は、第１実施形態と同様の構成を有しており、互いに対向して設けられる電磁石３１，３２の間に配置されたディスク３３の揺動によって、その駆動力を中間ステム８０に伝達する。
【００９９】
中間ステム８０は、ケース３９に設けられた中間ステムガイド８１により鉛直方向に往復動可能に支持されている。中間ステム８０の上端部には、ディスク３３の先端に設けられた出力面３３ａと当接するカムフォロア８２が設けられている。カムフォロア８２には、ディスク３３の揺動による駆動力が直接伝達され、これにより中間ステム８０が鉛直方向に往復動する。
【０１００】
アーム部材９０，９１は、２個の吸気バルブ２０にそれぞれ対応して設けられ、中間ステム８０の移動軸に対してそれぞれが対称となる位置に配置される。アーム部材９０，９１は、長手方向の外側の一端部に形成された支点９２，９３を中心に回転自在に支持されている。支点９２，９３は、ラッシュアジャスタ５２により支持されている。アーム部材９０，９１の内側の他端部には、中間ステム８０の下端面８３と当接する当接部９４，９５が設けられている。当接部９４，９５には、ディスク３３の駆動力が中間ステム８０を介して伝達される。また、アーム部材９０，９１の長手方向の中途部には、吸気バルブ２０のバルブステム２０ｂの上端面と当接する押圧部９６，９７が設けられている。押圧部９６，９７は、当接部９４，９５に入力されたディスク３３の駆動力を吸気バルブ２０に伝達する。
【０１０１】
吸気バルブ２０の開閉駆動は、第１実施形態と同様に、電磁石３１の電磁コイル３５と電磁石３２の電磁コイル３６とに交互に電流を供給することで行われる。上方に配置される電磁石３１の電磁コイル３５に通電が行われると、電磁コア３７に電磁力が生じ、ディスク３３が電磁コア３７に吸引される。これにより、バルブスプリング２８の付勢力によって、アーム部材９０がＣＣＷ方向に回動するとともにアーム部材９１がＣＷ方向に回動し、当接部９４，９５が中間ステム８０を上方に押し上げる。そして、ディスク３３が電磁コア３７に吸着されたときに、図９に示すように、吸気バルブ２０が閉弁状態となる。
【０１０２】
吸気バルブ２０が閉弁状態となっている状態から、電磁コイル３５への通電を停止し、下方に配置される電磁石３２の電磁コイル３６に通電が行われると、電磁コア３８に電磁力が生じ、ディスク３３が電磁コア３８に吸引される。これにより、ディスク３３の出力面３３ａが中間ステム８０を押し下げて、アーム部材９０をＣＷ方向に回動させるとともにアーム部材９１をＣＣＷ方向に回動させる。そして、押圧部９６，９７がバルブスプリング２８の付勢力に抗して吸気バルブ２０を押し下げて、ディスク３３が電磁コア３８に吸着されたときに、図１０に示すように、吸気バルブ２０が全開状態となる。
【０１０３】
吸気バルブ２０が全開状態となっている状態から、電磁コイル３６への通電を停止し、電磁石３１の電磁コイル３５に通電が行われると、ディスク３３が電磁コア３７に吸引されて、吸気バルブ２０は図９に示すような閉弁状態に戻る。このようにして、電磁コイル３５及び電磁コイル３６に供給される電流が制御されることにより、吸気バルブ２０が同期して開閉駆動される。
【０１０４】
上記第３実施形態の電磁駆動弁によれば、第１実施形態の効果（１），（２），（４），（１０），（１２）に加えて、以下のような効果を得ることができる。
（１４）第３実施形態では、電磁アクチュエータ３０は、２個の吸気バルブ２０に対応して設けられる２個のアーム部材９０，９１をそれぞれ回動させることで、２個の吸気バルブ２０を開閉駆動する。このため、それぞれのアーム部材９０，９１の支点９２，９３位置等の調整により、アーム部材９０，９１により駆動される吸気バルブ２０のバルブリフト量等の調整を個々に行うことができる。従って、１つの電磁アクチュエータ３０により２個の吸気バルブ２０を開閉駆動して電磁アクチュエータ３０の数を削減しつつ、吸気バルブ２０毎の作動特性を容易に調整できる構成とすることができる。
【０１０５】
（第４実施形態）
以下、図１１〜１３を参照して、本発明に係る電磁駆動弁を具体化した第４実施形態について説明する。第４実施形態では、アーム部材５０を介して電磁アクチュエータ３０と吸気バルブとを連動させる構成については第１実施形態と同様であるが、気筒１２内に吸気バルブが１個だけ設けられ、吸気バルブの傘部の平面形状が円形以外の形状に形成されている点が第１実施形態と異なる。なお、以下に説明する実施形態において、第１実施形態と同一構成については同一符号を付し、その重複する説明を省略又は簡略する。
【０１０６】
図１１は第４実施形態に係る電磁駆動弁４の構成を示す断面図である。電磁駆動弁４は、吸気バルブ１００と、電磁アクチュエータ３０と、吸気バルブ１００と電磁アクチュエータ３０との間に介在されるアーム部材５０とを備える。
【０１０７】
吸気バルブ１００は、気筒１２内に１個設けられ、下端に設けられる傘部１００ａと、シリンダヘッド１１に支持されるバルブステム１００ｂとを備える。傘部１００ａは、下方から見たときの平面形状が円形以外の形状に形成されている。図１２は気筒１２を下方から見たときの吸気バルブ及び排気バルブの配置を示したものである。気筒１２内の上面は２つの面１２ａ、１２ｂにより構成されており、面１２ａには吸気バルブが配置され、１２ｂには排気バルブが配置されている。図１２（ａ）は、第１実施形態のように各バルブの傘部の平面形状が円形に形成され、吸気バルブ及び排気バルブが各２個ずつ設けられる場合の配置を示している。本実施形態では、図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）に示されるように、傘部１００ａの平面形状が円形以外の形状に形成された吸気バルブ１００及び排気バルブを用いている。図１２（ｂ）は傘部１００ａの平面形状を楕円形状に形成したものであり、図１２（ｃ）は傘部１００ａの平面形状を異形状に形成したものである。図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）に示される吸気バルブ及び排気バルブの傘部の平面形状は、その開口面積が図１２（ａ）に示される吸気バルブ及び排気バルブの傘部の開口面積とほぼ同等の大きさを有するように形成されている。
【０１０８】
バルブステム１００ｂは、シリンダヘッド１１に設けられたバルブガイド１０１により軸方向に往復動可能に支持されている。バルブステム１００ｂの支持部には、バルブステム１００ｂを中心に吸気バルブ１００が回転することを防止するための回転防止機構が設けられている。図１３は図１１のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。図１３（ａ）に示すように、バルブステム１００ｂの外周の摺動部１００ｃは、断面が矩形状に形成されている。そして、バルブガイド１０１の内周の摺動部１０１ａは、摺動部１００ｃと遊嵌するように摺動部１００ｃとほぼ同一の形状で形成されている。このように摺動部１００ｃ及び摺動部１０１ａを矩形状にすることで回転防止機構を構成し、円形以外の平面形状で形成される傘部１００ａが回転することを防止している。なお、回転防止機構は、図１３（ｂ）に示すように、摺動部１００ｃ及び摺動部１０１ａに２面幅を形成することで構成してもよい。
【０１０９】
そして、吸気バルブ１００が上方に移動すると、傘部１００ａがシリンダヘッド１１に設けられたバルブシート１０２に着座し、燃焼室１３と吸気ポート１４とが遮断される閉弁状態になる。また、吸気バルブ１００が下方に移動すると、傘部１００ａがバルブシート１０２から離座し、燃焼室１３と吸気ポート１４とが連通される開弁状態となる。バルブステム２０ｂの上部には、リテーナ１０３が設けられている。シリンダヘッド１１とリテーナ１０３との間には、バルブスプリング１０４が圧縮状態で配置されており、このバルブスプリング１０４によって吸気バルブ１００が閉弁方向に付勢されている。
【０１１０】
電磁アクチュエータ３０は、第１実施形態と同様の構成を有しており、互いに対向して設けられる電磁石３１，３２の間に配置されたディスク３３の揺動によって、その駆動力をアーム部材５０に伝達する。アーム部材５０は、長手方向の中途部に形成された支点５１を中心に回転自在に支持されている。アーム部材５０の支点５１は、ラッシュアジャスタ５２により支持されている。アーム部材５０の電磁アクチュエータ３０側の一端部には、ディスク３３の先端に設けられた出力面３３ａと当接するカムフォロア５３が設けられている。アーム部材５０の他端部には、吸気バルブ１００のバルブステム１００ｂ上端と当接する押圧部５４が設けられている。押圧部５４は、カムフォロア５３に入力されたディスク３３の駆動力を吸気バルブ１００に伝達する。
【０１１１】
そして、吸気バルブ１００の開閉駆動は、第１実施形態と同様に、電磁石３１の電磁コイル３５と電磁石３２の電磁コイル３６とに交互に電流を供給することで行われる。すなわち、下方に配置される電磁石３２の電磁コイル３６に通電が行われると、吸気バルブ１００が閉弁状態となり、上方に配置される電磁石３１の電磁コイル３５に通電が行われると、吸気バルブ１００が全開状態となる。
【０１１２】
上記第４実施形態の電磁駆動弁によれば、第１実施形態の効果（１）〜（６），（１２）に加えて、以下のような効果を得ることができる。
（１５）第４実施形態では、吸気バルブ１００は、傘部１００ａの平面形状が、図１２（ｂ）に示すような楕円形状や、図１２（ｃ）に示すような異形状に形成されるため、気筒１２内の複数の吸気バルブを、同等の開口面積を有する１個の吸気バルブ１００として形成することができる。このため、内燃機関の吸排気性能を確保しつつ、吸気バルブの数及び電磁アクチュエータの数を減らすことができ、搭載スペースの縮小化、及び低コスト化を図ることができる。
【０１１３】
（１６）第４実施形態では、吸気バルブ１００は、バルブステム１００ｂを中心に回転することを防止する回転防止機構を有するため、円形以外の平面形状で形成される傘部１００ａが回転することを防止し、吸気バルブ１００の閉弁時に、傘部１００ａが確実にバルブシート１０２に着座する閉弁状態となるようにすることができる。
【０１１４】
（第５実施形態）
以下、図１４〜１６を参照して、本発明に係る電磁駆動弁を具体化した第５実施形態について説明する。第５実施形態では、アーム部材を介して電磁アクチュエータ３０と吸気バルブとを連動させる構成については第１実施形態と同様であるが、電磁アクチュエータ３０が他気筒間に設けられる複数の吸気バルブを開閉駆動する点が第１実施形態と異なる。なお、以下に説明する実施形態において、第１実施形態と同一構成については同一符号を付し、その重複する説明を省略又は簡略する。
【０１１５】
図１４は第５実施形態に係る電磁駆動弁５の構成を示す断面図である。電磁駆動弁５は、吸気バルブ２０と、電磁アクチュエータ３０と、電磁アクチュエータ３０により駆動される中間ステム１１０と、中間ステム１１０と吸気バルブ２０との間に介在されるアーム部材１２０，１２１とを備える。
【０１１６】
吸気バルブ２０は、気筒１２内及び気筒１５内に各２個ずつ設けられ、それぞれのバルブステム２０ｂが、シリンダヘッド１１に設けられたバルブガイド２１により軸方向に往復動可能に支持されている。吸気バルブ２０のバルブステム２０ｂの上端部には、リテーナ２３が設けられる。リテーナ２３は、各気筒１２，１５内に設けられる２個の吸気バルブ２０を連結するように構成され、これにより２個の吸気バルブ２０が軸方向に同期して移動する。シリンダヘッド１１とリテーナ２３との間には、バルブスプリング２４が圧縮状態で配置されており、このバルブスプリング２４によって吸気バルブ２０が閉弁方向に付勢されている。また、リテーナ２３の中央部には、アーム部材１２０、１２１と当接するカムフォロア２５が設けられている。
【０１１７】
電磁アクチュエータ３０は、第１実施形態と同様の構成を有しており、互いに対向して設けられる電磁石３１，３２の間に配置されたディスク３３の揺動によって、その駆動力を中間ステム１１０に伝達する。
【０１１８】
中間ステム１１０は、ケース３９に設けられた中間ステムガイド１１１により鉛直方向に往復動可能に支持されている。中間ステム１１０の上端部には、ディスク３３の先端に設けられた出力面３３ａと当接するカムフォロア１１２が設けられている。カムフォロア１１２には、ディスク３３の揺動による駆動力が直接伝達され、これにより中間ステム１１０が鉛直方向に往復動する。
【０１１９】
アーム部材１２０は気筒１２の上部に設けられ、アーム部材１２１は気筒１５の上部に設けられる。アーム部材１２０，１２１は、長手方向の内側の一端部に形成された支点１２２，１２３を中心に回転自在に支持されている。支点１２２，１２３は、ラッシュアジャスタ５２により支持されている。アーム部材１２０，１２１の長手方向の中途部には、中間ステム１１０の下方で分岐して設けられる２つの下端面１１３，１１４とそれぞれ当接する当接部１２４，１２５が設けられている。当接部１２４，１２５には、ディスク３３の駆動力が中間ステム１１０を介して伝達される。また、アーム部材１２０，１２１の外側の他端部には、リテーナ２３のカムフォロア２５と当接する押圧部１２６，１２７が設けられている。押圧部１２６，１２７は、当接部１２４，１２５にそれぞれ入力されたディスク３３の駆動力を吸気バルブ２０に伝達する。
【０１２０】
吸気バルブ２０の開閉駆動は、第１実施形態と同様に、電磁石３１の電磁コイル３５と電磁石３２の電磁コイル３６とに交互に電流を供給することで行われる。上方に配置される電磁石３１の電磁コイル３５に通電が行われると、電磁コア３７に電磁力が生じ、ディスク３３が電磁コア３７に吸引される。これにより、バルブスプリング２４の付勢力によって、アーム部材１２０がＣＷ方向に回動するとともにアーム部材１２１がＣＣＷ方向に回動し、当接部１２４，１２５が中間ステム１１０を上方に押し上げる。そして、ディスク３３が電磁コア３７に吸着されたときに、図１４に示すように、吸気バルブ２０が閉弁状態となる。
【０１２１】
吸気バルブ２０が閉弁状態となっている状態から、電磁コイル３５への通電を停止し、下方に配置される電磁石３２の電磁コイル３６に通電が行われると、電磁コア３８に電磁力が生じ、ディスク３３が電磁コア３８に吸引される。これにより、ディスク３３の出力面３３ａが中間ステム１１０を押し下げて、アーム部材１２０をＣＣＷ方向に回動させるとともにアーム部材１２１をＣＷ方向に回動させる。そして、押圧部１２６，１２７がバルブスプリング２４の付勢力に抗して吸気バルブ２０を押し下げて、ディスク３３が電磁コア３８に吸着されたときに、図１５に示すように、吸気バルブ２０が全開状態となる。
【０１２２】
吸気バルブ２０が全開状態となっている状態から、電磁コイル３６への通電を停止し、電磁石３１の電磁コイル３５に通電が行われると、ディスク３３が電磁コア３７に吸引されて、吸気バルブ２０は図１４に示すような閉弁状態に戻る。このようにして、電磁コイル３５及び電磁コイル３６に供給される電流が制御されることにより、他気筒間に設けられた吸気バルブ２０が同期して開閉駆動される。例えば、４気筒の内燃機関において電磁駆動弁５の構成を適用する場合には、第１気筒及び第４気筒の吸気バルブ２０を１つの電磁アクチュエータ３０で開閉駆動し、第２気筒及び第３気筒の吸気バルブ２０を他の１つの電磁アクチュエータ３０で開閉駆動するような構成をとることができる。
【０１２３】
また、上記のような電磁駆動弁５を用いて、内燃機関１０の吸気バルブ及び排気バルブの駆動機構を以下のように構成することができる。図１６は吸気バルブ及び排気バルブの駆動機構１３０の模式図を示したものである。気筒１３１及び気筒１３２には、それぞれ吸気バルブ１３３と排気バルブ１３４とが２個ずつ設けられている。気筒１３１及び気筒１３２の計４個の吸気バルブ１３３は、電磁駆動弁５の構成が用いられて、１つの電磁アクチュエータ１３５により開閉駆動が行われる。一方、気筒１３１内の２個の排気バルブ１３４は、第１実施形態の電磁駆動弁１等の構成が用いられて、１つの電磁アクチュエータ１３５により開閉駆動が行われる。また、気筒１３２内の２個の排気バルブ１３４も同様に、１つの電磁アクチュエータ１３５により開閉駆動が行われる。なお、吸気バルブ１３３及び排気バルブ１３４を駆動するそれぞれの電磁アクチュエータ１３５は、共通使用されている。
【０１２４】
一般に、排気バルブ１３４は、内燃機関１０の膨張行程終了前といった気筒内圧力が高い状態で開弁駆動されるため、作動負荷が比較的大きくなる。一方、吸気バルブ１３３は、排気バルブ１３４に比べて気筒内圧力が低い状態で開弁駆動及び閉弁駆動されるため、作動負荷が比較的小さくなる。このため、駆動機構１３０のように、４個の吸気バルブ１３３を１つの電磁アクチュエータ１３５により開閉駆動し、２個の排気バルブ１３４を共通使用される電磁アクチュエータ１３５により開閉駆動するように構成すると、個々の電磁アクチュエータ１３５が負担する作動負荷を均等化することができる。このようにして、電磁アクチュエータ１３５の共通化を図りつつ、効率よく吸気バルブ１３３及び排気バルブ１３４を開閉駆動することができる。
【０１２５】
なお、上記のように、電磁アクチュエータを共通化して、１つの電磁アクチュエータにより開閉駆動される吸気バルブの数を、１つの電磁アクチュエータにより開閉駆動される排気バルブの数よりも多くする構成は、同一気筒内の吸気バルブ及び排気バルブの駆動機構についても適用することができる。例えば、同一気筒内の２個の吸気バルブを１つの電磁アクチュエータで開閉駆動し、２個の排気バルブをそれぞれ１つずつの電磁アクチュエータで開閉駆動するような構成をとることができる。このように構成しても、駆動機構１３０と同様に、電磁アクチュエータの共通化を図りつつ、効率よく吸気バルブ及び排気バルブを開閉駆動することができる。
【０１２６】
上記第５実施形態の電磁駆動弁によれば、第１実施形態の効果（１），（２），（４），（１２）に加えて、以下のような効果を得ることができる。
（１７）第５実施形態では、電磁アクチュエータ３０は、アーム部材１２０、１２１を介して他気筒間に設けられる吸気バルブ２０を同期して開閉駆動するため、電磁アクチュエータ３０の数を更に減らすことができる。このため、電磁駆動弁５の構成を用いることによって、搭載スペースの縮小化、低コスト化、及び低消費電力化をより一層図ることができる。
【０１２７】
（１８）第５実施形態では、電磁駆動弁５を利用した駆動機構１３０において、吸気バルブ１３３の開閉駆動に用いられる電磁アクチュエータ１３５と、排気バルブ１３４の開閉駆動に用いられる電磁アクチュエータ１３５とを共通使用しているため、製造工程における部品管理等を容易にすることができる。
【０１２８】
（１９）第５実施形態では、電磁駆動弁５を利用した駆動機構１３０において、１つの電磁アクチュエータ１３５により開閉駆動される吸気バルブ１３３の数は、１つの電磁アクチュエータ１３５により開閉駆動される排気バルブ１３４の数よりも多くなるように構成される。このため、吸気バルブ１３３の電磁アクチュエータ１３５が負担する作動負荷と排気バルブ１３４の電磁アクチュエータ１３５が負担する作動負荷とを均等化することができる。従って、電磁アクチュエータ１３５の共通化を図りつつ、効率よく吸気バルブ１３３及び排気バルブ１３４を開閉駆動することができ、内燃機関１０全体における電磁駆動弁の消費電力を好適に低減することができる。
【０１２９】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・第１，第３，第４実施形態では、アーム部材５０は、図２に示すように、長手方向の中途部に形成された支点５１に対して、電磁アクチュエータ３０の駆動力が作用する一端部側のカムフォロア５３を力点とし、吸気バルブ２０，１００を駆動する他端部側の押圧部５４を作用点として回動するように構成されているが、支点、力点、作用点の配列を変更してもよい。例えば、図１７（ａ）に示すように、アーム部材５０の支点５１を一端部に形成して、吸気バルブ２０を駆動する押圧部５４（作用点）を中途部に形成するとともに、電磁アクチュエータ３０の駆動力が作用するカムフォロア５３（力点）を他端部に形成するようにしてもよい。このように構成すると、力点から支点までの距離Ｌａが作用点から支点までの距離Ｌｖよりも長く構成されるため、電磁アクチュエータ３０の駆動力よりも大きい駆動力で機関バルブを駆動することができる。こうした構成は、作動負荷が比較的大きい排気バルブを開閉駆動するような場合に好適に利用することができる。また、図１７（ｂ）に示すように、アーム部材５０の支点５１を一端部に形成して、電磁アクチュエータ３０の駆動力が作用するカムフォロア５３（力点）を中途部に形成するとともに、吸気バルブ２０を駆動する押圧部５４（作用点）を他端部に形成するようにしてもよい。このように構成すると、力点から支点までの距離Ｌａが作用点から支点までの距離Ｌｖよりも短く構成されるため、電磁アクチュエータ３０の作動ストロークよりも大きい作動ストロークで機関バルブを駆動することができる。こうした構成は、作動負荷は比較的小さいが作動ストロークをある程度確保する必要がある吸気バルブを開閉駆動するような場合に好適に利用することができる。
【０１３０】
・第１〜第５実施形態では、電磁アクチュエータ３０の出力部材としてのディスク３３は、互いに対向して設けられる一対の電磁石３１，３２の間で揺動可能に支持されているが、出力部材は互いに対向して設けられる一対の電磁石の間で平行移動可能に支持されていてもよい。図１８は、出力部材としてのアーマチャが一対の電磁石の間で平行移動可能に支持される電磁アクチュエータ１４０を用いて、吸気バルブ２０を開閉駆動するようにした電磁駆動弁６の構成を示す断面図である。吸気バルブ２０及びアーム部材５０の構成は第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。電磁アクチュエータ１４０は、一対の電磁石１４１，１４２と、電磁石１４１，１４２間に配置されるアーマチャ１４３とを備える。アーマチャ１４３から鉛直方向に延設されたステム部１４３ａ、１４３ｂは、ケース１４４のガイド部１４４ａ、１４４ｂにそれぞれ遊嵌し、これによりアーマチャ１４３が鉛直方向に平行移動可能に支持される。アーマチャ１４３の下方のステム部１４３ｂにはリテーナ１４５が設けられる。ケース１４４とリテーナ１４５との間には、スプリング１４６が圧縮状態で配置されており、このスプリング１４６によってアーマチャ１４３が上方に付勢されている。電磁石１４１，１４２の電磁コイル１４７，１４８に電流が供給されていないときには、バルブスプリング２４とスプリング１４６とが釣り合い、アーマチャ１４３及び吸気バルブ２０が作動ストロークの中間位置にある状態となる。電磁コイル１４７，１４８に交互に電流が供給されると、電磁石１４１，１４２の電磁コア１４９，１５０に交互に電磁力が生じ、アーマチャ１４３が電磁コア１４９，１５０に吸引されて鉛直方向に平行移動する。そして、アーマチャ１４３の平行移動によりアーム部材５０が回動し、吸気バルブ２０が開閉駆動される。このように構成される電磁駆動弁６を用いても、第１実施形態と同様に吸気バルブ２０の開閉駆動を確実に行うことができる。
【０１３１】
・第１〜第５実施形態では、内燃機関１０の運転停止時等、電磁コイル３５及び電磁コイル３６のいずれにも通電が行われていないときに、ディスク３３及び吸気バルブ２０，１００が作動ストロークの中間位置で停止した状態となるが、電磁アクチュエータ３０に永久磁石を更に配設し、永久磁石と電磁石３１，３２との協調作用により吸気バルブ２０，１００を閉弁状態に保持するように構成してもよい。
【０１３２】
・第１〜第３実施形態では、同一気筒内にある２個の吸気バルブ２０を１つの電磁アクチュエータ３０により開閉駆動するようにしているが、１個の吸気バルブ２０毎に１つの電磁アクチュエータ３０を設けるように構成し、個々の吸気バルブ２０毎に開閉駆動を行うようにしてもよい。
【０１３３】
・第１〜第３，第５実施形態では、気筒毎に２個の吸気バルブ２０が設けられる場合の電磁駆動弁の構成を示したが、気筒毎に１個、又は３個以上の吸気バルブ２０が設けられる場合においても、上記実施形態と同様の原理を用いて電磁駆動弁を構成することができる。
【０１３４】
・第１〜第５実施形態では、アーム部材５０，９０，９１，１２０，１２１の支点をラッシュアジャスタ５２により支持しているが、支点を回転軸により支持するようにしてもよい。
【０１３５】
・第１〜第５実施形態では、内燃機関１０の機関バルブを開閉駆動する電磁駆動弁の構成を示したが、他の用途に用いる開閉バルブについても、上記実施形態と同様の原理を用いて電磁駆動弁を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】第１実施形態に係る電磁駆動弁の構成を示す断面図。
【図２】電磁駆動弁の構成の略図。
【図３】電磁コイルに電流が供給されていないときの電磁駆動弁の状態図。
【図４】吸気バルブが閉弁状態のときの電磁駆動弁の状態図。
【図５】吸気バルブのバルブリフト量を示すタイムチャート。
【図６】吸気バルブが全開状態のときの電磁駆動弁の状態図。
【図７】（ａ），（ｂ）はアーム部材の支点と作動ストロークとの関係を示す模式図。
【図８】第２実施形態に係る電磁駆動弁の構成を示す断面図。
【図９】第３実施形態に係る電磁駆動弁の構成を示す断面図。
【図１０】吸気バルブが全開状態のときの電磁駆動弁の状態図。
【図１１】第４実施形態に係る電磁駆動弁の構成を示す断面図。
【図１２】（ａ），（ｂ），（ｃ）はバルブの傘部の平面形状とバルブの気筒内の配置とを示す平面図。
【図１３】（ａ），（ｂ）は回転防止機構を示す断面図。
【図１４】第５実施形態に係る電磁駆動弁の構成を示す断面図。
【図１５】吸気バルブが全開状態のときの電磁駆動弁の状態図。
【図１６】吸気バルブ及び排気バルブの駆動機構の模式図。
【図１７】（ａ），（ｂ）はアーム部材の支点、力点、作用点の配列を示す模式図。
【図１８】他の例における電磁駆動弁の構成を示す断面図。
【符号の説明】
【０１３７】
１，２，３，４，５…電磁駆動弁、１０…内燃機関、１１…シリンダヘッド、１２…気筒、２０，１００…吸気バルブ、２３，２７，１０３…リテーナ、２４，２８，１０４…バルブスプリング、２５…カムフォロア、３０…電磁アクチュエータ、３１，３２…電磁石、３３…ディスク、３５，３６…電磁コイル、３７，３８…電磁コア、４２…トーションバースプリング、５０，９０，９１，１２０，１２１…アーム部材、５１，９２，９３，１２２，１２３…支点、５２…ラッシュアジャスタ、５３…カムフォロア、５４，９６，９７，１２６，１２７…押圧部、７０…電子制御装置、７１…駆動回路、７２…油圧回路、８０，１１０…中間ステム、９４，９５，１２４，１２５…当接部、１３０…駆動機構。
【図１】
2007332880.tif 000003
【図２】
2007332880.tif 000004
【図３】
2007332880.tif 000005
【図４】
2007332880.tif 000006
【図５】
2007332880.tif 000007
【図６】
2007332880.tif 000008
【図７】
2007332880.tif 000009
【図８】
2007332880.tif 000010
【図９】
2007332880.tif 000011
【図１０】
2007332880.tif 000012
【図１１】
2007332880.tif 000013
【図１２】
2007332880.tif 000014
【図１３】
2007332880.tif 000015
【図１４】
2007332880.tif 000016
【図１５】
2007332880.tif 000017
【図１６】
2007332880.tif 000018
【図１７】
2007332880.tif 000019
【図１８】
2007332880.tif 000020