(57)【要約】【課題】  搭載スペースを確保することが容易であり且つ電力消費量が少ない電磁式アクチュエータを提供する。【解決手段】  電磁式アクチュエータ４０は、シャフト５０、第１操作レバー５１、第２操作レバー５４および電磁駆動部６０を備える。電磁式駆動部６０は、シャフト５０を回転駆動する。第１操作レバー５１および第２操作レバー５４は、シャフト５０と一体に回転し、スライダ１２に係合する係合位置、および、スライダ１２から離間する離間位置に移動可能である。各操作レバーの可動距離を大きくするには、電磁駆動部６０を変更することなしに各操作レバーの長さを変更すればよい。そのため、電磁式アクチュエータ４０の大型化を抑制可能である。また、電磁駆動部６０は、シャフト５０を非操作位置、第１操作位置および第２操作位置に非通電で保持可能である。そのため、電力消費量が少ない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部材（６１）と、
前記支持部材により回転可能に支持されるシャフト（５０）と、
前記シャフトに一体に形成され、前記シャフトが回転すると当該シャフトの回転軸心まわりに回転し、操作対象に係合する係合位置、および、前記操作対象から離間する離間位置に移動可能な操作レバー（５１、５４、１４１、１４４、１５１、１５２）と、
通電で生じる磁力により前記シャフトに作用する回転トルクを発生させ、前記操作レバーが前記離間位置から前記係合位置まで移動するように前記シャフトを非操作位置から操作位置まで回転させることができ、前記シャフトを前記非操作位置および前記操作位置に非通電で保持可能な電磁駆動部（６０、８１、１０１、１３１）と、
を備えることを特徴とする電磁式アクチュエータ（４０、８０、１００、１２０、１３０、１４０、１５０）。
【請求項２】
前記操作レバー（５１、５４、１４１、１４４、１５１、１５２）は、複数本形成され、
各前記操作レバーは、回転軸心方向で互いに離間していることを特徴とする請求項１に記載の電磁式アクチュエータ。
【請求項３】
回転軸心方向に並ぶ複数本の前記操作レバーのうち奇数番目の操作レバーを第１操作レバー（５１、１４１、１５１）とし、
回転軸心方向に並ぶ複数本の前記操作レバーのうち偶数番目の操作レバーを第２操作レバー（５４、１４４、１５２）とし、
前記第１操作レバーの係合位置に対応する前記シャフトの回転位置を第１操作位置とし、
前記第１操作レバーの離間位置に対応する前記シャフトの回転位置を第１非操作位置とし、
前記第２操作レバーの係合位置に対応する前記シャフトの回転位置を第２操作位置とし、
前記第２操作レバーの離間位置に対応する前記シャフトの回転位置を第２非操作位置とすると、
前記第１非操作位置は、前記第２非操作位置と同じ位置であり、
前記第１操作位置は、回転方向で前記第１非操作位置に対し前記第２操作位置とは反対側に位置することを特徴とする請求項２に記載の電磁式アクチュエータ。
【請求項４】
前記電磁駆動部（６０）は、
前記シャフトに固定され、前記シャフトと一体に回転し、径外壁がＮ極およびＳ極の一方となるように設けられる第１永久磁石（６２）と、
前記シャフトの回転位置が前記第１非操作位置であるとき前記第１永久磁石に対し径外方向に位置し、前記支持部材に固定される磁性体（６３、６４）と、
前記シャフトの回転位置が前記第１操作位置であるとき前記第１永久磁石に対し径外方向に位置し、前記支持部材に固定される第１コア（６５、６６）と、
前記シャフトの回転位置が前記第２操作位置であるとき前記第１永久磁石に対し径外方向に位置し、前記支持部材に固定される第２コア（６７、６８）と、
前記第１コアに巻回され、順方向に通電されると前記第１コアの径内端部をＮ極およびＳ極の他方に磁化させ、逆方向に通電されると前記第１コアの径内端部をＮ極およびＳ極の一方に磁化させる第１コイル（６９、７０）と、
前記第２コアに巻回され、順方向に通電されると前記第２コアの径内端部をＮ極およびＳ極の一方に磁化させ、逆方向に通電されると前記第２コアの径内端部をＮ極およびＳ極の他方に磁化させる第２コイル（７１、７２）と、
を有することを特徴とする請求項３に記載の電磁式アクチュエータ（４０）。
【請求項５】
前記第１コイルおよび前記第２コイルは、同一の巻線からなることを特徴とする請求項４に記載の電磁式アクチュエータ。
【請求項６】
前記シャフトが前記第１非操作位置に位置するとき前記第１コイルおよび前記第２コイルを順方向に通電すると前記シャフトに作用する回転駆動トルクは、前記シャフトが前記第１非操作位置に位置するとき前記第１永久磁石と前記磁性体との引力により前記シャフトに作用する抵抗トルクよりも大きく、
前記シャフトが前記第１非操作位置に位置するとき前記第１コイルおよび前記第２コイルを逆方向に通電すると前記シャフトに作用する回転駆動トルクは、前記抵抗トルクよりも大きいことを特徴とする請求項４または５に記載の電磁式アクチュエータ。
【請求項７】
前記電磁駆動部（８１）は、
前記シャフトに固定され、前記シャフトと一体に回転する第３コア（８２、８３、８４）と、
前記シャフトを前記第１非操作位置に付勢する付勢手段（８５）と、
前記シャフトの回転位置が前記第１操作位置であるとき前記第３コアに対し径外方向に位置し且つ磁極がＮ極およびＳ極の一方である一端部（８７、９０、９３）、および、前記シャフトの回転位置が前記第２操作位置であるとき前記第３コアに対し径外方向に位置し且つ磁極がＮ極およびＳ極の他方である他端部（８８、９１，９４）を有し、前記支持部材に固定される第２永久磁石（８６、８９、９２）と、
前記第３コアに巻回され、順方向に通電されると前記第３コアの径外端部をＮ極およびＳ極の他方に磁化させ、逆方向に通電されると前記第３コアの径外端部をＮ極およびＳ極の一方に磁化させる第３コイル（９５、９６、９７）と、
を有することを特徴とする請求項３に記載の電磁式アクチュエータ（８０）。
【請求項８】
前記第３コアは、回転方向で互いに離間するように３つ設けられることを特徴とする請求項７に記載の電磁式アクチュエータ。
【請求項９】
各前記第３コイルは、同一の巻線からなることを特徴とする請求項８に記載の電磁式アクチュエータ。
【請求項１０】
前記シャフトが前記第１非操作位置に位置するとき前記第３コイルを順方向に通電すると前記シャフトに作用する回転駆動トルクは、前記シャフトが前記第１非操作位置に位置するとき前記付勢手段の付勢力により前記シャフトに作用する抵抗トルクよりも大きく、
前記シャフトが前記第１非操作位置に位置するとき前記第３コイルを逆方向に通電すると前記シャフトに作用する回転駆動トルクは、前記抵抗トルクよりも大きいことを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載の電磁式アクチュエータ。
【請求項１１】
前記電磁駆動部（１０１）は、
前記シャフトに固定され、前記シャフトと一体に回転し、回転方向で互いに離間する第４コア（１０２）、第５コア（１０３）および第６コア（１０４）と、
前記シャフトの回転位置が前記第１非操作位置であるとき前記第４コアに対し径外方向に位置し、径内壁がＮ極およびＳ極の一方となるように設けられ、前記支持部材に固定される第３永久磁石（１０５）と、
前記シャフトの回転位置が前記第１非操作位置であるとき前記第５コアに対し径外方向に位置し、径内壁がＮ極およびＳ極の他方となるように設けられ、前記支持部材に固定される第４永久磁石（１０６）と、
前記シャフトの回転位置が前記第１操作位置であるとき前記第６コアに対し径外方向に位置し、径内壁がＮ極およびＳ極の一方となるように設けられ、前記支持部材に固定される第５永久磁石（１０７）と、
前記シャフトの回転位置が前記第２操作位置であるとき前記第６コアに対し径外方向に位置し、径内壁がＮ極およびＳ極の他方となるように設けられ、前記支持部材に固定される第６永久磁石（１０８）と、
前記第４コアに巻回され、順方向に通電されると前記第４コアの径外端部をＮ極およびＳ極の一方に磁化させ、逆方向に通電されると前記第４コアの径外端部をＮ極およびＳ極の他方に磁化させる第４コイル（１０９）と、
前記第５コアに巻回され、順方向に通電されると前記第５コアの径外端部をＮ極およびＳ極の一方に磁化させ、逆方向に通電されると前記第５コアの径外端部をＮ極およびＳ極の他方に磁化させる第５コイル（１１０）と、
前記第６コアに巻回され、順方向に通電されると前記第６コアの径外端部をＮ極およびＳ極の他方に磁化させ、逆方向に通電されると前記第６コアの径外端部をＮ極およびＳ極の一方に磁化させる第６コイル（１１１）と、
を有することを特徴とする請求項３に記載の電磁式アクチュエータ（１００）。
【請求項１２】
前記第４コイル、前記第５コイルおよび前記第６コイルは、同一の巻線からなることを特徴とする請求項１１に記載の電磁式アクチュエータ。
【請求項１３】
前記シャフトが前記第１非操作位置に位置するとき前記第４コイル、前記第５コイルおよび前記第６コイルを順方向に通電すると前記シャフトに作用する回転駆動トルクは、前記シャフトが前記第１非操作位置に位置するとき、前記第３永久磁石と前記第４コアとの引力、および、前記第４永久磁石と前記第５コアとの引力により前記シャフトに作用する抵抗トルクよりも大きく、
前記シャフトが前記第１非操作位置に位置するとき前記第４コイル、前記第５コイルおよび前記第６コイルを逆方向に通電すると前記シャフトに作用する回転駆動トルクは、前記抵抗トルクよりも大きいことを特徴とする請求項１１または１２に記載の電磁式アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁式アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ソレノイドに電流を流すことで可動体を軸方向に移動させる直線動作型の電磁式アクチュエータが知られている。特許文献１に開示された直線動作型の電磁式アクチュエータは、内燃機関のカムリフト調整装置に用いられる。上記電磁式アクチュエータは、操作部材として、カムシャフト調整部材に対し径外方向に延びるピストンを有する。可動体は、ピストンの端部に固定される。ソレノイドは、可動体に対しピストンとは反対側に配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６９６７５５０Ｂ２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
直線動作型の電磁式アクチュエータでは、操作部材の可動距離を大きくするには、ソレノイドを大きくする必要がある。ソレノイドを大きくすると、電磁式アクチュエータの体格が大きくなる。そのため、電磁式アクチュエータの搭載スペースを確保することが困難になる。
【０００５】
また、直線動作型の電磁式アクチュエータでは、操作部材と可動体とソレノイドとは、操作対象から離間する方向に並ぶように配置される。そのため、直線動作型の電磁式アクチュエータは、操作対象から離間する方向に飛び出すように設けられる。それゆえ、電磁式アクチュエータの搭載スペースを確保することが困難である。
【０００６】
また、電磁式アクチュエータでは、一般的に、ソレノイドの通電により移動させた可動体の位置を保持するには、ソレノイドに通電し続ける必要がある。そのため、多くの電力を消費するという問題がある。
【０００７】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、搭載スペースを確保することが容易であり、且つ電力消費量が少ない電磁式アクチュエータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明による電磁式アクチュエータは、支持部材、シャフト、操作レバーおよび電磁駆動部を備える。シャフトは、支持部材により回転可能に支持される。操作レバーは、シャフトに一体に形成される。操作レバーは、シャフトが回転すると当該シャフトの回転軸心まわりに回転し、操作対象に係合する係合位置、および、操作対象から離間する離間位置に移動可能である。
【０００９】
電磁駆動部は、通電で生じる磁力によりシャフトに作用する回転トルクを発生させ、操作レバーが離間位置から係合位置まで移動するようにシャフトを非操作位置から操作位置まで回転させることができる。また、電磁駆動部は、シャフトを非操作位置および操作位置に非通電で保持可能である。
【００１０】
したがって、本発明による電磁式アクチュエータによれば、操作レバーの長さを変更することによって、電磁駆動部を変更することなく操作レバーの可動距離を大きくすることができる。そのため、小さな体格で大きな可動距離を得ることができ、電磁式アクチュエータの大型化を抑制可能である。それゆえ、搭載スペースを確保することが容易である。
【００１１】
また、電磁駆動部は、シャフトを非操作位置から操作位置まで回転させた後、通電を止めてもシャフトの回転位置を操作位置に保持可能である。つまり、電磁駆動部は、シャフトを回転させるときだけ電力を消費する。そのため、電力消費量が少ない。
【００１２】
本明細書において「操作」とは、操作対象を積極的に移動させる場合のみならず、操作対象の移動方向を規制することで操作対象を所定の方向に誘導するような場合も含む。
本明細書において「操作部材の可動距離」とは、操作部材が操作対象に接近および離間する方向に移動する距離のことである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態による電磁式アクチュエータを用いたバルブシステムを示す図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図１のバルブシステムを矢印ＩＶ方向に見た図である。
【図５】シャフトが図２の非操作位置から第１操作位置に回転したところを示す図である。
【図６】シャフトが図２の非操作位置から第２操作位置に回転したところを示す図である。
【図７】シャフトが図１の非操作位置から第１操作位置に回転したところを示す図である。
【図８】ローラーが高回転用カムに当接する状態を示す図である。
【図９】シャフトが図８の非操作位置から第２操作位置に回転したところを示す図である。
【図１０】図１のＸ−Ｘ線断面図であって、電磁式アクチュエータの電磁駆動部の断面図である。
【図１１】シャフトが図１０の非操作位置から第１操作位置に回転したところを示す断面図である。
【図１２】シャフトが図１０の非操作位置から第２操作位置に回転したところを示す断面図である。
【図１３】本発明の第２実施形態による電磁式アクチュエータの電磁駆動部の断面図である。
【図１４】シャフトが図１３の非操作位置から第１操作位置に回転したところを示す断面図である。
【図１５】シャフトが図１３の非操作位置から第２操作位置に回転したところを示す断面図である。
【図１６】本発明の第３実施形態による電磁式アクチュエータの電磁駆動部の断面図である。
【図１７】シャフトが図１６の非操作位置から第１操作位置に回転したところを示す断面図である。
【図１８】シャフトが図１６の非操作位置から第２操作位置に回転したところを示す断面図である。
【図１９】本発明の第４実施形態による電磁式アクチュエータを示す図である。
【図２０】本発明の第５実施形態による電磁式アクチュエータを示す図である。
【図２１】本発明の第６実施形態による電磁式アクチュエータを示す図である。
【図２２】本発明の第７実施形態による電磁式アクチュエータを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による電磁式アクチュエータは、図１に示すバルブシステムに用いられる。バルブシステム１０は、内燃機関の吸気バルブ８、９を駆動するシステムである。先ず、バルブシステム１０を図１〜図６に基づき説明する。
【００１５】
バルブシステム１０は、カムシャフト１１、スライダ１２、低回転用カム２７、２８、高回転用カム２９、３０、ローラー３１、３２、スイングアーム３３、３４、ラッシュアジャスタ３５、３６および電磁式アクチュエータ４０を備える。スライダ１２および電磁式アクチュエータ４０は、バルブリフト調整装置、すなわちカム切り替え式の可変バルブ機構３７を構成する。
【００１６】
カムシャフト１１は、図示しないクランクシャフトに連動し回転可能である。
スライダ１２は、カムシャフト１１に相対回転不能かつ軸方向に相対移動可能に嵌合している。本実施形態では、スライダ１２は、カムシャフト１１にスプライン嵌合している。
【００１７】
スライダ１２の一端部１３は、第１係合溝１４を有する。第１係合溝１４は、第１溝部１５、第２溝部１６および傾斜溝部１７からなる。第１溝部１５は、周方向に延びている。第２溝部１６は、第１溝部１５に対し軸方向で低回転用カム２７側に離間し、軸方向に見たとき少なくとも一端部が第１溝部１５の一端部に重ならないように周方向に延びている。傾斜溝部１７は、第１溝部１５の一端部と第２溝部１６の一端部とを接続している。第２溝部１６の底壁１８は、図３に示すように回転方向後方に向かうに従い第２溝部１６が連続的に浅くなるように形成されている。
【００１８】
スライダ１２の他端部２０は、第２係合溝２１を有する。第２係合溝２１は、第１溝部２２、第２溝部２３および傾斜溝部２４からなる。第１溝部２２は、周方向に延びている。第２溝部２３は、第１溝部２２に対し軸方向で高回転用カム３０側に離間し、軸方向に見たとき少なくとも一端部が第１溝部２２の一端部に重ならないように周方向に延びている。傾斜溝部２４は、第１溝部２２の一端部と第２溝部２３の一端部とを接続している。第２溝部２３の底壁２５は、底壁１８と同様に回転方向後方に向かうに従い第２溝部２３が連続的に浅くなるように形成されている。
【００１９】
低回転用カム２７、２８および高回転用カム２９、３０は、スライダ１２の一端部１３と他端部２０との間に位置し、スライダ１２に一体に形成されている。低回転用カム２７は、スライダ１２の一端部１３に隣接し、高回転用カム２９は、低回転用カム２７に隣接している。高回転用カム３０は、スライダ１２の他端部２０に隣接し、低回転用カム２８は、高回転用カム３０に隣接している。高回転用カム２９、３０は、低回転用カム２７、２８よりもカムリフトが大きい。各カムは、スライダ１２と一体に回転可能であり、且つ、スライダ１２と一体に軸方向に移動可能である。
【００２０】
ローラー３１、３２は、低回転用カム２７、２８および高回転用カム２９、３０と、スイングアーム３３、３４の中央部との間に介在されている。ローラー３１、３２は、スライダ１２が吸気バルブ９側に位置するとき低回転用カム２７、２８の外周面に当接する。また、ローラー３１、３２は、スライダ１２が吸気バルブ８側に位置するとき高回転用カム２９、３０の外周面に当接する。
【００２１】
スイングアーム３３、３４は、一端部がラッシュアジャスタ３５、３６に当接し、他端部が吸気バルブ８、９に当接している。スイングアーム３３、３４は、ラッシュアジャスタ３５、３６との当接部を支点に他端部が吸気バルブ８、９に接近および離間するように揺動可能である。
【００２２】
電磁式アクチュエータ４０は、ケース６１、シャフト５０、第１操作レバー５１、第２操作レバー５４および電磁駆動部６０を備える。第１操作レバー５１および第２操作レバー５４は、電磁式アクチュエータ４０の操作部材として機能する。
【００２３】
ケース６１は、特許請求の範囲に記載の「支持部材」であり、シャフト５０を回転可能に支持している。
シャフト５０は、カムシャフト１１に対し平行に設けられ、ケース６１により回転可能に支持されている。シャフト５０は、図２に示す回転位置から、図５に示すように回転方向の一方に回転可能である。また、シャフト５０は、図２に示す回転位置から、図６に示すように回転方向の他方に回転可能である。
【００２４】
第１操作レバー５１は、カムシャフト１１の吸気バルブ８側の一端部から径外方向に一体に突き出す基端部５２、および、基端部５２に対し当該基端部５２の軸心まわりに相対回転可能な先端部５３を有する。先端部５３と基端部５２との間には、図示しないニードルベアリングが設けられている。
【００２５】
第１操作レバー５１は、シャフト５０が回転すると当該シャフト５０の回転軸心まわりに回転し、図５に示すように「操作対象」としてのスライダ１２に係合する係合位置、および、図２に示すようにスライダ１２から離間する離間位置に移動可能である。第１操作レバー５１の係合位置に対応するシャフト５０の回転位置を「第１操作位置」とする。また、第１操作レバー５１の離間位置に対応するシャフト５０の回転位置を「第１非操作位置」とする。
【００２６】
第２操作レバー５４は、カムシャフト１１の吸気バルブ９側の他端部から径外方向に一体に突き出す基端部５５、および、基端部５５に対し当該基端部５５の軸心まわりに相対回転可能な先端部５６を有する。先端部５６と基端部５５との間には、図示しないニードルベアリングが設けられている。
【００２７】
第２操作レバー５４は、シャフト５０が回転すると当該シャフト５０の回転軸心まわりに回転し、図６に示すようにスライダ１２に係合する係合位置、および、図２に示すようにスライダ１２から離間する離間位置に移動可能である。
第１操作レバー５１と第２操作レバー５４とは、回転軸心方向で互いに離間している。また、第２操作レバー５４は、第１操作レバー５１に対し回転方向の一方に離間している。
【００２８】
第２操作レバー５４の係合位置に対応するシャフト５０の回転位置を「第２操作位置」とする。また、第２操作レバー５４の離間位置に対応するシャフト５０の回転位置を「第２非操作位置」とする。第１実施形態では、第１非操作位置は、第２非操作位置と同じ位置である。また、第１操作位置は、回転方向で第１非操作位置に対し第２操作位置とは反対側に位置している。
【００２９】
電磁駆動部６０は、通電で生じる磁力によりシャフト５０に作用する回転トルクを発生させ、第１操作レバー５１が離間位置から係合位置まで移動するようにシャフト５０を非操作位置から第１操作位置まで回転させることができる。
【００３０】
また、電磁駆動部６０は、通電で生じる磁力によりシャフト５０に作用する回転トルクを発生させ、第２操作レバー５４が離間位置から係合位置まで移動するようにシャフト５０を非操作位置から第２操作位置まで回転させることができる。
また、電磁駆動部６０は、シャフト５０を非操作位置、第１操作位置および第２操作位置に非通電で保持可能である。なお、電磁駆動部６０については後に詳述する。
【００３１】
次に、バルブシステム１０の作動を図１、図７〜図９に基づき説明する。
図１に示すようにスライダ１２が吸気バルブ９側に位置するときカムシャフト１１が回転すると、低回転用カム２７、２８の回転運動は、ローラー３１、３２を介してスイングアーム３３、３４に伝達され、吸気バルブ８、９の往復直線運動に変換される。
【００３２】
図１の状態から電磁駆動部６０がシャフト５０を第１操作位置に回転させると、図７に示すように第１操作レバー５１がスライダ１２の一端部１３の第１溝部１５に嵌り込む。第１操作レバー５１が第１溝部１５に嵌り込んだ状態でスライダ１２がカムシャフト１１と共に回転すると、スライダ１２の傾斜溝部１７の内壁１９が第１操作レバー５１に係合し、スライダ１２の回転方向が規制され、図７の矢印Ａ１で示すようにスライダ１２が吸気バルブ８側にスライドする。
【００３３】
スライダ１２が吸気バルブ８側にスライドすると、第１操作レバー５１は、スライダ１２の第２溝部１６に嵌り込む。第１操作レバー５１が第２溝部１６に嵌り込んだ状態でスライダ１２がカムシャフト１１と共に回転すると、第１操作レバー５１は、第２溝部１６の底壁１８に回転方向に押される。これにより、シャフト５０は、第１操作位置から図８に示す第１非操作位置に回転させられる。
【００３４】
図８に示すようにスライダ１２が吸気バルブ８側に位置するときカムシャフト１１が回転すると、高回転用カム２９、３０の回転運動は、ローラー３１、３２を介してスイングアーム３３、３４に伝達され、吸気バルブ８、９の往復直線運動に変換される。高回転用カム２９、３０の回転運動が吸気バルブ８、９の往復直線運動に変換される場合、低回転用カム２７、２８の回転運動が吸気バルブ８、９の往復直線運動に変換される場合よりも、バルブリフトが大きくなる。
【００３５】
図８の状態から電磁駆動部６０がシャフト５０を第２操作位置に回転させると、図９に示すように第２操作レバー５４がスライダ１２の他端部２０の第１溝部２２に嵌り込む。第２操作レバー５４が第１溝部２２に嵌り込んだ状態でスライダ１２がカムシャフト１１と共に回転すると、スライダ１２の傾斜溝部２４の内壁２６が第２操作レバー５４に係合し、スライダ１２の回転方向が規制され、図９の矢印Ａ２で示すようにスライダ１２が吸気バルブ９側にスライドする。
【００３６】
スライダ１２が吸気バルブ９側にスライドすると、第２操作レバー５４は、スライダ１２の第２溝部２３に嵌り込む。第２操作レバー５４が第２溝部２３に嵌り込んだ状態でスライダ１２がカムシャフト１１と共に回転すると、第２操作レバー５４は、第２溝部２３の底壁２５に回転方向に押される。これにより、シャフト５０は、第２操作位置から図１に示す第２非操作位置に回転させられる。
【００３７】
次に、電磁式アクチュエータ４０の電磁駆動部６０を図１０〜図１２に基づき詳しく説明する。
電磁駆動部６０は、ケース６１に収容されている。電磁駆動部６０は、第１永久磁石６２、磁性体６３、６４、第１コア６５、６６、第２コア６７、６８、第１コイル６９、７０、および、第２コイル７１、７２を備える。
【００３８】
第１永久磁石６２は、シャフト５０に固定され、シャフト５０と一体に回転する。第１永久磁石６２の一端部１３の磁極はＮ極であり、他端部２０の磁極はＳ極である。
磁性体６３は、シャフト５０の回転位置が図１０に示す第１非操作位置であるとき第１永久磁石６２の一端部１３に対し径外方向に位置する。磁性体６３は、ケース６１の内壁に固定されている。
【００３９】
磁性体６４は、シャフト５０の回転位置が第１非操作位置であるとき第１永久磁石６２の他端部２０に対し径外方向に位置する。磁性体６４は、ケース６１の内壁に固定されている。
シャフト５０の回転位置が第１非操作位置であるとき、シャフト５０の回転位置は、第１永久磁石６２の一端部１３と磁性体６３とが引き合う力、および、第１永久磁石６２の他端部２０と磁性体６４とが引き合う力により第１非操作位置に保持される。
【００４０】
第１コア６５は、シャフト５０の回転位置が図１１に示す第１操作位置であるとき第１永久磁石６２の一端部１３に対し径外方向に位置する。第１コア６５は、ケース６１の内壁に固定されている。
第１コア６６は、シャフト５０の回転位置が第１操作位置であるとき第１永久磁石６２の他端部２０に対し径外方向に位置する。第１コア６６は、ケース６１の内壁に固定されている。
【００４１】
シャフト５０の回転位置が第１操作位置であるとき、シャフト５０の回転位置は、第１永久磁石６２の一端部１３と第１コア６５とが引き合う力、および、第１永久磁石６２の他端部２０と第１コア６６とが引き合う力により第１操作位置に保持される。
【００４２】
第２コア６７は、シャフト５０の回転位置が図１２に示す第２操作位置であるとき第１永久磁石６２の一端部１３に対し径外方向に位置する。第２コア６７は、ケース６１の内壁に固定されている。
第２コア６８は、シャフト５０の回転位置が第２操作位置であるとき第１永久磁石６２の他端部２０に対し径外方向に位置する。第２コア６８は、ケース６１の内壁に固定されている。
【００４３】
シャフト５０の回転位置が第２操作位置であるとき、シャフト５０の回転位置は、第１永久磁石６２の一端部１３と第２コア６７とが引き合う力、および、第１永久磁石６２の他端部２０と第２コア６８とが引き合う力により第２操作位置に保持される。
【００４４】
第１コイル６９は、第１コア６５に巻回されている。第１コイル６９は、図１１に示すように順方向に通電されると第１コア６５の径内端部をＳ極に磁化させ、図１２に示すように逆方向に通電されると第１コア６５の径内端部をＮ極に磁化させる。
【００４５】
第１コイル７０は、第１コア６６に巻回されている。第１コイル７０は、順方向に通電されると第１コア６６の径内端部をＮ極に磁化させ、逆方向に通電されると第１コア６６の径内端部をＳ極に磁化させる。
【００４６】
第２コイル７１は、第２コア６７に巻回されている。第２コイル７１は、順方向に通電されると第１コア６５の径内端部をＮ極に磁化させ、逆方向に通電されると第２コア６７の径内端部をＳ極に磁化させる。
【００４７】
第２コイル７２は、第２コア６８に巻回されている。第２コイル７２は、順方向に通電されると第２コア６８の径内端部をＳ極に磁化させ、逆方向に通電されると第２コア６８の径内端部をＮ極に磁化させる。
【００４８】
第１コイル６９、７０、および、第２コイル７１、７２は、同一の巻線からなる。この巻線の一端は、第１コア６５と電源とを接続し、巻線の他端は、第２コア６７と電源とを接続する。
【００４９】
シャフト５０が第１非操作位置に位置するとき第１コイル６９および第２コイルを順方向に通電すると、シャフト５０には、第１回転駆動トルクが作用する。また、シャフト５０が第１非操作位置に位置するとき第１コイル６９および第２コイルを逆方向に通電すると、シャフト５０には、第２回転駆動トルクが作用する。
【００５０】
また、シャフト５０が第１非操作位置に位置するとき、シャフト５０には、第１永久磁石６２の一端部１３と磁性体６３との引力、および、第１永久磁石６２の他端部２０と磁性体６４との引力による抵抗トルクが作用する。
【００５１】
第１コイル６９、７０、および、第２コイル７１、７２は、上記第１回転駆動コイルが上記抵抗トルクよりも大きく、且つ、上記第２回転駆動コイルが上記抵抗トルクよりも大きくなるように形成されている。
【００５２】
以上説明したように、第１実施形態による電磁式アクチュエータ４０は、シャフト５０、第１操作レバー５１、第２操作レバー５４および電磁駆動部６０を備える。第１操作レバー５１および第２操作レバー５４は、シャフト５０が回転すると回転軸心まわりに回転し、スライダ１２に係合する係合位置、および、スライダ１２から離間する離間位置に移動可能である。
【００５３】
電磁駆動部６０は、通電で生じる磁力によりシャフト５０に作用する第１回転駆動トルクを発生させ、シャフト５０を非操作位置から第１操作位置まで回転させることができる。また、電磁駆動部６０は、通電で生じる磁力によりシャフト５０に作用する第２回転駆動トルクを発生させ、シャフト５０を非操作位置から第２操作位置まで回転させることができる。
【００５４】
したがって、電磁式アクチュエータ４０は、第１操作レバー５１および第２操作レバー５４が回転動作する回転動作型のアクチュエータである。そのため、例えば第１操作レバー５１および第２操作レバー５４の長さを変更すること等により、電磁駆動部６０を変更することなく操作部材の可動距離を大きくすることができる。そのため、小さな体格で大きな可動距離を得ることができ、搭載スペースを確保することが容易である。
【００５５】
また、第１実施形態では、電磁駆動部６０は、シャフト５０を非操作位置、第１操作位置および第２操作位置に非通電で保持可能である。具体的には、シャフト５０の回転位置が第１非操作位置であるとき、シャフト５０の回転位置は、第１永久磁石６２の一端部１３と磁性体６３とが引き合う力、および、第１永久磁石６２の他端部２０と磁性体６４とが引き合う力により第１非操作位置に保持される。
【００５６】
また、シャフト５０の回転位置が第１操作位置であるとき、シャフト５０の回転位置は、第１永久磁石６２の一端部１３と第１コア６５とが引き合う力、および、第１永久磁石６２の他端部２０と第１コア６６とが引き合う力により第１操作位置に保持される。
【００５７】
また、シャフト５０の回転位置が第２操作位置であるとき、シャフト５０の回転位置は、第１永久磁石６２の一端部１３と第２コア６７とが引き合う力、および、第１永久磁石６２の他端部２０と第２コア６８とが引き合う力により第２操作位置に保持される。
【００５８】
したがって、電磁駆動部６０は、シャフト５０を第１非操作位置から第１操作位置または第２操作位置まで回転させた後、通電を止めてもシャフト５０の回転位置を保持可能である。つまり、電磁駆動部６０は、シャフト５０を回転させるときだけ電力を消費する。そのため、電力消費量が少ない。
【００５９】
また、第１実施形態では、操作部材は、第１操作レバー５１および第２操作レバー５４の２本が設けられる。各操作レバーは、シャフト５０の回転軸心方向で互いに離間している。
したがって、スライダ１２を軸方向の一方に移動させる操作と、スライダ１２を軸方向の他方に移動させる操作とを１つの電磁式アクチュエータ４０で行うことができる。そのため、アクチュエータの数を少なくすることができ、搭載スペースを確保することが容易である。
【００６０】
また、第１実施形態では、第１非操作位置は、第２非操作位置と同じ位置である。また、第１操作位置は、回転方向で第１非操作位置に対し第２操作位置とは反対側に位置する。
したがって、シャフト５０は回転方向で３位置に位置制御すればよいため、位置制御が容易である。
【００６１】
第１コイル６９、７０、および第２コイル７１、７２は、同一の巻線からなる。
したがって、電磁式アクチュエータ４０には２本の電線で電力供給が可能であり、電力消費量を低減可能である。
【００６２】
シャフト５０が第１非操作位置に位置するとき第１コイル６９、７０、および第２コイル７１、７２を順方向に通電するとシャフト５０に作用する第１回転駆動トルクは、シャフト５０が第１非操作位置に位置するとき第１永久磁石６２と磁性体６３、６４との引力によりシャフト５０に作用する抵抗トルクよりも大きい。
したがって、シャフト５０を第１非操作位置に非通電で保持可能としつつも、各コイルに通電すればシャフト５０を第１操作位置に回転させることができる。
【００６３】
シャフト５０が第１非操作位置に位置するとき第１コイル６９、７０、および第２コイル７１、７２を逆方向に通電するとシャフト５０に作用する第２回転駆動トルクは、シャフト５０が第１非操作位置に位置するとき第１永久磁石６２と磁性体６３、６４との引力によりシャフト５０に作用する抵抗トルクよりも大きい。
したがって、シャフト５０を第１非操作位置に非通電で保持可能としつつも、各コイルに通電すればシャフト５０を第２操作位置に回転させることができる。
【００６４】
また、第１実施形態では、第１操作レバー５１および第２操作レバー５４は、先端部が基端部に対し回転する。そのため、第１操作レバー５１および第２操作レバー５４とスライダ１２との係合による第１操作レバー５１および第２操作レバー５４の摩耗を抑制可能である。
【００６５】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による電磁式アクチュエータを図１３〜図１５に基づき説明する。
電磁式アクチュエータ８０の電磁駆動部８１は、ケース６１、第３コア８２、８３、８４、付勢手段８５、第２永久磁石８６、８９、９２、および、第３コイル９５、９６、９７を備える。
【００６６】
第３コア８２、８３、８４は、周方向で互いに等間隔に設けられている。第３コア８２、８３、８４は、シャフト５０に固定され、シャフト５０と一体に回転する。
付勢手段８５は、ねじりばねから構成され、シャフト５０を図１３に示す第１非操作位置に付勢している。シャフト５０の回転位置が第１非操作位置であるとき、シャフト５０の回転位置は、付勢手段８５の付勢力により第１非操作位置に保持される。
【００６７】
第２永久磁石８６は、第３コア８２に対し径外方向に位置し、ケース６１の内壁に固定されている。第２永久磁石８６の回転方向の一端部８７は、シャフト５０の回転位置が図１４に示す第１操作位置であるとき第３コア８２に対し径外方向に位置し且つ磁極がＮ極である。第２永久磁石８６の他端部８８は、シャフト５０の回転位置が図１５に示す第２操作位置であるとき第３コア８２に対し径外方向に位置し且つ磁極がＳ極である。
【００６８】
第２永久磁石８９は、第３コア８３に対し径外方向に位置し、ケース６１の内壁に固定されている。第２永久磁石８９の回転方向の一端部９０は、シャフト５０の回転位置が図１４に示す第１操作位置であるとき第３コア８３に対し径外方向に位置し且つ磁極がＳ極である。第２永久磁石８９の他端部９１は、シャフト５０の回転位置が図１５に示す第２操作位置であるとき第３コア８３に対し径外方向に位置し且つ磁極がＮ極である。
【００６９】
第２永久磁石９２は、第３コア８４に対し径外方向に位置し、ケース６１の内壁に固定されている。第２永久磁石９２の回転方向の一端部９３は、シャフト５０の回転位置が図１４に示す第１操作位置であるとき第３コア８４に対し径外方向に位置し且つ磁極がＳ極である。第２永久磁石９２の他端部９４は、シャフト５０の回転位置が図１５に示す第２操作位置であるとき第３コア８４に対し径外方向に位置し且つ磁極がＮ極である。
【００７０】
シャフト５０の回転位置が第１操作位置であるとき、シャフト５０の回転位置は、第２永久磁石８６と第３コア８２とが引き合う力、第２永久磁石８９と第３コア８３とが引き合う力、および、第２永久磁石９２と第３コア８４とが引き合う力により第１操作位置に保持される。
【００７１】
シャフト５０の回転位置が第２操作位置であるとき、シャフト５０の回転位置は、第２永久磁石８６と第３コア８２とが引き合う力、第２永久磁石８９と第３コア８３とが引き合う力、および、第２永久磁石９２と第３コア８４とが引き合う力により第２操作位置に保持される。
【００７２】
第３コイル９５は、第３コア８２に巻回されている。第３コイル９５は、図１４に示すように、順方向に通電されると第３コア８２の径外端部をＳ極に磁化させる。また、第３コイル９５は、図１５に示すように、逆方向に通電されると第３コア８２の径外端部をＮ極に磁化させる。
【００７３】
第３コイル９６は、第３コア８３に巻回されている。第３コイル９６は、図１４に示すように、順方向に通電されると第３コア８３の径外端部をＮ極に磁化させる。また、第３コイル９６は、図１５に示すように、逆方向に通電されると第３コア８３の径外端部をＳ極に磁化させる。
【００７４】
第３コイル９７は、第３コア８４に巻回されている。第３コイル９７は、図１４に示すように、順方向に通電されると第３コア８４の径外端部をＮ極に磁化させる。また、第３コイル９７は、図１５に示すように、逆方向に通電されると第３コア８４の径外端部をＳ極に磁化させる。
【００７５】
第３コイル９５、９６、９７は、同一の巻線からなる。この巻線の一端は、第３コイル９６と電源とを接続し、巻線の他端は、第３コイル９７と電源とを接続する。
シャフト５０が第１非操作位置に位置するとき第３コイル９５、９６、９７を順方向に通電すると、シャフト５０には、第１回転駆動トルクが作用する。
【００７６】
また、シャフト５０が第１非操作位置に位置するとき第３コイル９５、９６、９７を逆方向に通電すると、シャフト５０には、第２回転駆動トルクが作用する。
また、シャフト５０が第１非操作位置に位置するとき、シャフト５０には、付勢手段８５の付勢力による抵抗トルクが作用する。
【００７７】
第３コイル９５、９６、９７は、上記第１回転駆動トルクが上記抵抗トルクよりも大きくなるように、且つ、上記第２回転駆動トルクが上記抵抗トルクよりも大きくなるように形成される。
第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００７８】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による電磁式アクチュエータを図１６〜図１８に基づき説明する。
電磁式アクチュエータ１００の電磁駆動部１０１は、ケース６１、第４コア１０２、第５コア１０３、第６コア１０４、第３永久磁石１０５、第４永久磁石１０６、第５永久磁石１０７、第６永久磁石１０８、第４コイル１０９、第５コイル１１０および第６コイル１１１を備える。
【００７９】
第４コア１０２、第５コア１０３および第６コア１０４は、回転方向で互いに等間隔に離間し、シャフト５０に固定され、シャフト５０と一体に回転する。
第３永久磁石１０５は、シャフト５０の回転位置が図１６に示す第１非操作位置であるとき第４コア１０２に対し径外方向に位置し、径内壁がＮ極となるように設けられ、ケース６１の内壁に固定されている。
【００８０】
第４永久磁石１０６は、シャフト５０の回転位置が第１非操作位置であるとき第５コア１０３に対し径外方向に位置し、径内壁がＳ極となるように設けられ、ケース６１の内壁に固定されている。
第５永久磁石１０７は、シャフト５０の回転位置が図１７に示す第１操作位置であるとき第６コア１０４に対し径外方向に位置し、径内壁がＮ極となるように設けられ、ケース６１の内壁に固定されている。
【００８１】
第６永久磁石１０８は、シャフト５０の回転位置が図１８に示す第２操作位置であるとき第６コア１０４に対し径外方向に位置し、径内壁がＳ極となるように設けられ、ケース６１の内壁に固定されている。
【００８２】
第４コイル１０９は、第４コア１０２に巻回されている。第４コイル１０９は、図１７に示すように順方向に通電されると第４コア１０２の径外端部をＮ極に磁化させる。また、第４コイル１０９は、図１８に示すように逆方向に通電されると第４コア１０２の径外端部をＳ極に磁化させる。
【００８３】
第５コイル１１０は、第５コア１０３に巻回されている。第５コイル１１０は、図１７に示すように順方向に通電されると第５コア１０３の径外端部をＮ極に磁化させる。また、第５コイル１１０は、図１８に示すように逆方向に通電されると第５コア１０３の径外端部をＳ極に磁化させる。
【００８４】
第６コイル１１１は、第６コア１０４に巻回されている。第６コイル１１１は、図１７に示すように順方向に通電されると第６コア１０４の径外端部をＳ極に磁化させる。また、第６コイル１１１は、図１８に示すように逆方向に通電されると第６コア１０４の径外端部をＮ極に磁化させる。
【００８５】
第４コイル１０９、第５コイル１１０および第６コイル１１１は、同一の巻線からなる。この巻線の一端は、第５コイル１１０と電源とを接続し、巻線の他端は、第４コイル１０９と電源とを接続する。
シャフト５０が第１非操作位置に位置するとき第４コイル１０９、第５コイル１１０および第６コイル１１１を順方向に通電すると、シャフト５０には、第１回転駆動トルクが作用する。
【００８６】
また、シャフト５０が第１非操作位置に位置するとき第４コイル１０９、第５コイル１１０および第６コイル１１１を逆方向に通電すると、シャフト５０には、第２回転駆動トルクが作用する。
また、シャフト５０が第１非操作位置に位置するとき、シャフト５０には、第３永久磁石１０５と第４コア１０２との引力、および、第４永久磁石１０６と第５コア１０３との引力による抵抗トルクが作用する。
【００８７】
第４コイル１０９、第５コイル１１０および第６コイル１１１は、上記第１回転駆動トルクが上記抵抗トルクよりも大きくなるように、且つ、上記第２回転駆動トルクが上記抵抗トルクよりも大きくなるように形成されている。
第３実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００８８】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による電磁式アクチュエータを図１９に基づき説明する。
電磁式アクチュエータ１２０は、変速機１２１を備える。変速機１２１は、電磁駆動部６０の出力を変速してシャフト５０に伝達する。
【００８９】
第４実施形態によれば、シャフト５０の回転速度およびトルクの対応範囲を広げることができる。また、シャフト５０と電磁駆動部６０とを互いに並列に配置することができ、部品レイアウトの自由度を高めることができる。
【００９０】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態による電磁式アクチュエータを図２０に基づき説明する。
電磁式アクチュエータ１３０は、軸方向で３位置制御が可能なソレノイド１３１と、シャフト５０から径外方向に突き出し且つソレノイド１３１の可動体１３２に連結されるレバー１３３とを備える。ソレノイド１３１およびレバー１３３は、特許請求の範囲に記載の「電磁駆動部」を構成する。
第５実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００９１】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態による電磁式アクチュエータを図２１に基づき説明する。
電磁式アクチュエータ１４０の第１操作レバー１４１は、第１操作レバー１４１の延出方向に直交する方向であってスライダ１２側に突き出す突起１４２を有する。突起１４２には、ベアリング１４３が嵌着されている。ベアリング１４３は、シャフト５０が第１操作位置に回転するとスライダ１２の第１溝部１５に嵌合可能である。
【００９２】
第２操作レバー１４４は、第２操作レバー１４４の延出方向に直交する方向であってスライダ１２側に突き出す突起１４５を有する。突起１４５には、ベアリング１４６が嵌着されている。ベアリング１４６は、シャフト５０が第２操作位置に回転するとスライダ１２の第２溝部１６に嵌合可能である。
【００９３】
第６実施形態によれば、第１操作レバー１４１および第２操作レバー１４４をスライダ１２に対し側面から嵌合させる構造であるため、シャフト５０とスライダ１２との距離を近づけることが可能である。また、電磁式アクチュエータ１４０は、スライダ１２からの反力をベアリング１４３、１４６、第１操作レバー１４１および第２操作レバー１４４およびシャフト５０を介して、ケース６１で受ける構造であるため、電磁駆動部６０のシャフト保持力が少なくて済む。そのため、電磁駆動部６０の小型化が可能である。
【００９４】
（第７実施形態）
本発明の第７実施形態による電磁式アクチュエータを図２２に基づき説明する。
電磁式アクチュエータ１５０の第１操作レバー１５１および第２操作レバー１５２は、プレートが曲成されてなる。第１操作レバー１５１および第２操作レバー１５２の断面形状は、シャフト５０の回転軸心方向に長辺を持つ矩形である。
第７実施形態によれば、第１操作レバー１５１および第２操作レバー１５２の剛性を高めることができる。
【００９５】
（他の実施形態）
本発明の他の実施形態では、電磁式アクチュエータは、操作レバーを１本だけ備えていてもよい。また、電磁式アクチュエータは、操作レバーを３本以上備えていてもよい。
本発明の他の実施形態では、バルブシステムのスライダは、スライダを軸方向の一方に移動させるための溝部、および、スライダを軸方向の他方に移動させるための溝部を同一の係合溝に形成してもよい。電磁式アクチュエータは、上記係合溝を１本の操作レバーで操作するように構成してもよい。
【００９６】
本発明の他の実施形態では、第１操作レバーの操作位置と、第２操作レバーの操作位置とが異なっていてもよい。すなわち、シャフトの第１操作位置と第２操作位置とが異なっていてもよい。
本発明の他の実施形態では、第１操作レバーと第２操作レバーとがなす角度は、０度より大きければ何度であってもよい。
【００９７】
本発明の他の実施形態では、シャフトの非操作位置から操作位置までの回転角度は、０度より大きければ何度であってもよい。
本発明の他の実施形態では、シャフトを非操作位置に付勢する付勢手段は、ねじりばね以外で構成されてもよい。
【００９８】
本発明の他の実施形態では、シャフトの回転位置を電磁駆動部のディテントトルクにより保持してもよい。
本発明の他の実施形態では、操作レバーの全体がシャフトに対し回転するように構成されてもよい。要するに、操作レバーの少なくとも先端部が回転するように構成されればよい。
本発明の他の実施形態では、操作レバーの基端部と先端部との間には、ニードルベアリング以外の軸受が設けられてもよい。例えば、ボールベアリングやすべり軸受でもよい。
【００９９】
本発明の電磁式アクチュエータは、スイングアームを有するバルブシステムに限らず、他の型式のバルブシステムにも適用可能である。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【０１００】
１２・・・スライダ（操作対象）
４０、８０、１００、１２０、１３０、１４０、１５０・・・電磁式アクチュエータ
５０・・・シャフト
５１、１４１、１５１・・・第１操作レバー（操作レバー）
５４、１４４、１５２・・・第２操作レバー（操作レバー）
６０、８１、１０１・・・電磁駆動部
６１・・・ケース（支持部材）
１３１・・・ソレノイド（電磁駆動部）
【図１】
2013165539.tif 000003
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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