JP2006057517A - 電磁駆動弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 駆動弁を安定して往復運動させるとともに、エネルギロスを低減させた電磁駆動弁を提供する。
【解決手段】 電磁駆動弁は、ステム１２を有し、ステム１２が延びる方向に沿って往復運動する駆動弁と、ディスク支持台５１と、ステム１２に連結された一方端と、ディスク支持台５１に揺動自在に支持された他方端とを有し、他方端で延びる中心軸２５を中心に揺動するロアディスク２０と、中心軸２５上に延びるように設けられ、他方端に固定されたロアトーションバー２６とを備える。ロアトーションバー２６は、ディスク支持台５１に固定され、その固定されたディスク支持台５１に対する中心軸２５周りの位相角が調整可能な固定部４を有する。
【選択図】 図４

Description

この発明は、一般的には、電磁駆動弁に関し、より特定的には、内燃機関に用いられ、電磁力と弾性力とによって駆動する回転駆動式の電磁駆動弁に関する。

実開昭６１−２００９１９号公報には、ピン本体の外周面に、その軸方向に沿ってセレーションを形成したノックピンが開示されている（特許文献１）。また、実開昭６１−２００９２０号公報には、ピン本体の外周面に、打ち込み孔の壁面に圧接可能な弾性体を付設したノックピンが開示されている（特許文献２）。

さらに、実公昭１４−２０００４号公報には、外周にねじが形成され、その外周の一部に切欠き部を有する押螺子と、切欠き部の外周に配置されたロックナットとを備える押螺子弛緩防止装置が開示されている（特許文献３）。さらに、実公昭３７−９０１３号公報には、袋状の雌捻子と、雌捻子に螺合されるビスと、皿状の頭部を有し、雌捻子の頭部からビスの内端に渡って軸方向に捻じ込まれた止め捻子とを備える緩み止め捻子が開示されている（特許文献４）。
実開昭６１−２００９１９号公報 実開昭６１−２００９２０号公報 実公昭１４−２０００４号公報 実公昭３７−９０１３号公報

回転駆動式と呼ばれる電磁駆動弁は、ステムを有し、開弁位置と閉弁位置との間で往復運動する駆動弁と、そのステムの先端に当接された一方端およびディスク支持台に揺動自在に支持された他方端を有するディスクと、ディスクに電磁力を作用させる電磁石とを備える。電磁駆動弁は、さらに、ディスクの他方端に設けられ、駆動弁を開弁位置に向けて付勢するトーションバーと、ステムの外周に配置され、駆動弁を閉弁位置に向けて付勢する渦巻きばねとを備える。これらのばねが有する弾性力と、電磁石への電流供給により発生する電磁力とによって、ディスクが他方端を支点に揺動する。そのディスクの動きは、一方端を介してステムへと伝わり、駆動弁が往復運動する。

このような電磁駆動弁では、ディスクが、電磁力が作用していない状態で開弁位置と閉弁位置との中間位置に位置決めされるように、トーションバーおよび渦巻きばねが設けられる。そして、この前提のもとに、駆動弁の各リフト位置でこれらのばねのスプリング力に打ち勝ちための電磁力が計算され、その計算結果から電磁石への電流供給が制御される。

しかしながら、トーションバーおよび渦巻きばねには、製造工程上、回避することができない形状誤差や、ディスク支持台やステムに対する組み付け誤差が発生するため、ディスクが正確に中間位置に設定されない場合が生じる。この場合、各リフト位置で駆動弁が受けるばね荷重に誤差が生じ、ばね荷重に打ち勝ちための正確な電磁力が求められない。これにより、駆動弁の運動が不安定になったり、着座速度（作動音）が大きくなったり、このような誤差を補正する分、電磁石で無駄に電力が消費されたりする。

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、駆動弁を安定して往復運動させるとともに、エネルギロスを低減させた電磁駆動弁を提供することである。

この発明に従った電磁駆動弁は、電磁力と弾性力との協働により作動する電磁駆動弁である。電磁駆動弁は、弁軸を有し、弁軸が延びる方向に沿って往復運動する駆動弁と、駆動弁と距離を隔てた位置に設けられた支持部材と、弁軸に連結された一方端と、支持部材に揺動自在に支持された他方端とを有し、他方端で延びる軸を中心に揺動する揺動部材と、軸上に延びるように設けられ、他方端に固定された捩りばねとを備える。捩りばねは、支持部材に固定され、その固定された支持部材に対する軸周りの位相角が調整可能な固定部を有する。

このように構成された電磁駆動弁によれば、固定部を設けることによって、捩りばねを、他方端で延びる軸周りの位相角を調整しながら支持部材に取り付け、その位置に固定することができる。これにより、捩りばねから揺動部材に作用するばね荷重を、設計上決められている値に正確に設定することができる。この場合、揺動部材の実際の揺動時に、捩りばねから揺動部材に作用するばね荷重と、設計上算出されたばね荷重との間に誤差が生じない。このため、揺動部材に、その設計上のばね荷重から求められた電磁力を作用させることで、駆動弁を安定して往復運動させることができる。また、ばね荷重の誤差を解消するように電磁力を作用させる必要がないため、電磁駆動弁で無駄に電力が消費されることを防止できる。

また好ましくは、揺動部材は、弁軸が延びる方向に互いに距離を隔てて、複数、設けられている。このように構成された電磁駆動弁によれば、並行リンク機構が採用された電磁駆動弁において、上述の効果を得ることができる。

また好ましくは、固定部は、セレーションが形成された捩りばねの外周面を含む。支持部材は、固定部が挿入される開口部を有する。開口部の内壁には、固定部に形成されたセレーションに噛み合うセレーションが形成されている。このように構成された電磁駆動弁によれば、捩りばねの外周面に形成されたセレーションと、開口部の内壁に形成されたセレーションとの噛み合いをずらすことにより、捩りばねの支持部材に対する軸周りの位相角を調整できる。また、セレーション同士の噛み合いは強固であるため、捩りばねを調整された位置により確実に固定することができる。

また好ましくは、固定部は、テーパ面に形成された捩りばねの外周面を含む。支持部材は、固定部が挿入される開口部を有する。開口部の内壁には、固定部に形成されたテーパ面に圧接されるテーパ面が形成されている。このように構成された電磁駆動弁によれば、テーパ面同士をずらしながら、捩りばねを開口部に押し込むことにより、捩りばねの支持部材に対する軸周りの位相角を任意に調整できる。また、捩りばねの外周面と開口部の内壁との間には、くさび力が発生するため、捩りばねを調整された位置に確実に固定することができる。また、捩りばねの外周面をテーパ状に形成するだけで良いため、捩りばねが加工性に劣る場合であっても、容易にその形状を得ることができる。

また好ましくは、固定部は、雄ねじが形成された捩りばねの外周面を含む。支持部材は、固定部が挿入される開口部を有する。開口部の内壁には、固定部に形成された雄ねじが螺合する雌ねじが形成されている。開口部には、固定部が挿入される方向とは反対側からロックナットが締め込まれている。このように構成された電磁駆動弁によれば、捩りばねを開口部に螺合する角度を変更することにより、捩りばねの支持部材に対する軸周りの位相角を任意に調整できる。また、ロックナットと捩りばねとの間に生じる反発力によって、捩りばねが緩むことを防止できる。このため、捩りばねを調整された位置に確実に固定することができる。

以上説明したように、この発明に従えば、駆動弁を安定して往復運動させるとともに、エネルギロスを低減させた電磁駆動弁を提供することができる。

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１における電磁駆動弁を示す断面図である。本実施の形態における電磁駆動弁は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関の機関バルブ（吸気弁または排気弁）を構成している。本実施の形態では、電磁駆動弁が吸気弁を構成している場合について説明を行なうが、排気弁を構成する場合であっても、同様の構造を備える。

図１を参照して、電磁駆動弁１０は、回転駆動式の電磁駆動弁であり、その運動機構には、並行リンク機構が適用されている。

電磁駆動弁１０は、一方向に延びるステム１２を有する駆動弁１４と、ステム１２の異なる位置に連結され、作用された電磁力および弾性力によって揺動するロアディスク２０およびアッパディスク３０と、ステム１２から離れた位置でステム１２と並んで設けられたディスク支持台５１と、ディスク支持台５１に設けられ、電磁力を発生する開閉兼用電磁石６０（以下、たんに電磁石６０とも呼ぶ）と、ロアディスク２０およびアッパディスク３０にそれぞれ設けられ、弾性力をこれらのディスクに作用させるロアトーションバー２６およびアッパトーションバー３６とを備える。駆動弁１４は、ロアディスク２０およびアッパディスク３０の揺動運動を受けて、ステム１２が延びる方向（矢印１０３に示す方向）に往復運動する。

駆動弁１４は、吸気ポート１７が形成されたシリンダヘッド４１に搭載されている。シリンダヘッド４１の吸気ポート１７から図示しない燃焼室に連通する位置には、バルブシート４２が設けられている。駆動弁１４は、さらに、ステム１２の先端に形成された傘部１３を有する。駆動弁１４の往復運動に伴って、傘部１３がバルブシート４２に密着したり、バルブシート４２から離脱することによって、吸気ポート１７の開閉が行なわれる。つまり、ステム１２が上昇することによって、駆動弁１４が閉弁位置へと位置決めされ、ステム１２が下降することによって、駆動弁１４が開弁位置へと位置決めされる。

ステム１２は、傘部１３から連続する下部ステム１２ｍと、ラッシュアジャスタ１６を介して下部ステム１２ｍに接続された上部ステム１２ｎとから構成されている。ラッシュアジャスタ１６は、上部ステム１２ｎと下部ステム１２ｍとの間で緩衝部材として機能し、縮みやすく伸びにくい特性を有する。ラッシュアジャスタ１６は、閉弁位置にある駆動弁１４の位置決め誤差を吸収し、傘部１３をバルブシート４２に確実に密着させる。下部ステム１２ｍには、その外周面から突出する連結ピン１２ｐが形成されており、上部ステム１２ｎには、その外周面から突出する連結ピン１２ｑが、連結ピン１２ｐから離れた位置で形成されている。

シリンダヘッド４１には、下部ステム１２ｍを軸方向に摺動可能なように案内するバルブガイド４３が設けられており、バルブガイド４３から離れた位置には、上部ステム１２ｎを軸方向に摺動可能なように案内するステムガイド４５が設けられている。バルブガイド４３およびステムガイド４５は、ステム１２との高速摺動に耐えられるように、たとえば、ステンレスなどの金属材料から形成されている。

図２は、図１中の電磁石を示す斜視図である。図１および図２を参照して、ディスク支持台５１には、ロアディスク２０とアッパディスク３０との間に位置するように電磁石６０が設けられている。電磁石６０は、開閉兼用コイル６２と、吸着面６１ａおよび６１ｂを有し、磁性材料から形成された開閉兼用コア６１とから構成されている。開閉兼用コア６１は、ステム１２の延びる方向に直交方向に延びる軸部６１ｐを有する。開閉兼用コイル６２は、軸部６１ｐの周りを旋回するように設けられており、モノコイル（連続する一続きの線からなるコイル）から構成されている。

ディスク支持台５１には、さらに、開弁用永久磁石５５と、電磁石６０を挟んで開弁用永久磁石５５の反対側に位置する閉弁用永久磁石５６とが設けられている。開弁用永久磁石５５は、吸着面５５ａを有し、吸着面５５ａと電磁石６０の吸着面６１ｂとの間には、ロアディスク２０が揺動する空間が規定されている。また、閉弁用永久磁石５６は、吸着面５６ａを有し、吸着面５６ａと電磁石６０の吸着面６１ａとの間には、アッパディスク３０が揺動する空間が規定されている。

図３は、図１中のロアディスク（アッパディスク）を示す斜視図である。図１および図３を参照して、ロアディスク２０は、一方端２２および他方端２３を有し、他方端２３から一方端２２に向けてステム１２に交差する方向に延びている。ロアディスク２０は、矩形形状の表面２１ａおよび２１ｂが形成され、一方端２２と他方端２３との間に渡って延びるアーム部２１と、他方端２３に位置して設けられ、中空円筒形状を有する軸受け部２８とから構成されている。表面２１ａおよび２１ｂは、それぞれ、電磁石６０の吸着面６１ｂおよび開弁用永久磁石５５の吸着面５５ａに向い合っている。

アーム部２１には、一方端２２側に位置して、切欠き部２９が形成されている。切欠き部２９の互いに向い合う壁面には、長孔２４が形成されている。他方端２３には、一方端２２から他方端２３に向かう方向の直交方向に延びる中心軸２５が規定されている。軸受け部２８には、中心軸２５に沿って延びる貫通孔２７が形成されている。

アッパディスク３０は、ロアディスク２０と同様の形状を備え、ロアディスク２０の一方端２２、他方端２３、アーム部２１、表面２１ａ、表面２１ｂ、切欠き部２９、長孔２４、軸受け部２８、貫通孔２７および中心軸２５に対応して、一方端３２、他方端３３、アーム部３１、表面３１ｂ、表面３１ａ、切欠き部３９、長孔３４、軸受け部３８、貫通孔３７および中心軸３５が形成されている。表面３１ａおよび３１ｂは、それぞれ、電磁石６０の吸着面６１ａおよび閉弁用永久磁石５６の吸着面５６ａに向い合っている。ロアディスク２０およびアッパディスク３０は、磁性材料から構成されている。

ロアディスク２０の一方端２２は、長孔２４に連結ピン１２ｐが挿通されることによって、下部ステム１２ｍに対して揺動自在に連結されている。アッパディスク３０の一方端３２は、長孔３４に連結ピン１２ｑが挿通されることによって、上部ステム１２ｎに対して揺動自在に連結されている。

図４は、図１中のＩＶ−ＩＶ線上に沿った電磁駆動弁の断面の斜視図である。図５は、図４中のＶ−Ｖ線上に沿った電磁駆動弁の断面図である。図６は、図５中の矢印ＶＩから見たロアトーションバーの端面図である。以下では、ロアトーションバー２６の構造およびロアディスク２０の取り付け構造について説明を行なうが、アッパトーションバー３６およびアッパディスク３０についても、同様の構造を備える。

図１および図４から図６を参照して、他方端２３には、ロアトーションバー２６が貫通孔２７に挿入された状態で固定されている。ロアトーションバー２６は、ばね鋼から形成されており、中心軸２５に沿って棒状に延びる形状を有する。ロアトーションバー２６は、その延びる一方の先端に位置して、ディスク支持台５１に対して固定される固定部４を有する。ロアトーションバー２６は、固定部４が設けられた側の反対側で、ディスク支持台５１に対して回転自在に支持されている。

固定部４の外周面４ａには、軸方向に延びる溝が周方向に並んで設けられたセレーションが形成されている。外周面４ａに周方向に並んで設けられる溝の数は、たとえば２０個であり、これ以外の数であっても良い。ディスク支持台５１には、固定部４が挿入される開口部５２が形成されている。開口部５２の内壁には、外周面４ａに形成されたセレーションに噛み合うセレーションが形成されている。

固定部４が開口部５２に挿入されると、固定部４の外周面４ａおよび開口部５２の内壁に形成されたセレーション同士が噛み合い、ロアトーションバー２６がディスク支持台５１に対して固定される。これにより、ロアディスク２０の他方端２３は、ディスク支持台５１に対して中心軸２５を中心に揺動自在に支持される。また同様の態様で、アッパディスク３０の他方端３３は、アッパトーションバー３６を介して、ディスク支持台５１に対して中心軸３５を中心に揺動自在に支持される。ロアディスク２０およびアッパディスク３０を中心軸２５および３５をそれぞれ中心に揺動させることによって、駆動弁１４を往復運動させることができる。

ロアディスク２０には、ロアトーションバー２６により、中心軸２５を中心に時計周りの方向に付勢する弾性力が加えられる。アッパディスク３０には、アッパトーションバー３６により、中心軸３５を中心に反時計周りの方向に付勢する弾性力が加えられる。電磁石６０による電磁力が加わっていない状態で、ロアディスク２０およびアッパディスク３０は、ロアトーションバー２６およびアッパトーションバー３６の弾性力によって、開弁側の揺動端と閉弁側の揺動端との中間位置に位置決めされる。

本実施の形態では、固定部４の外周面４ａに形成されたセレーションが、開口部５２の内壁に形成されたセレーションに噛み合う位置を調整しながら、ロアトーションバー２６およびアッパトーションバー３６を、ディスク支持台５１に対して固定する。たとえば、ロアディスク２０およびアッパディスク３０が、上述の中間位置から開弁側の揺動端に寄って位置決めされている場合には、アッパトーションバー３６による反時計周りの弾性力が、ロアトーションバー２６による時計周りの弾性力に打ち勝っている。この場合、たとえば、ロアトーションバー２６による弾性力を増大させるために、ロアトーションバー２６の固定部４が開口部５２に対して時計周りの方向にずれるように、セレーション同士が噛み合う位置を調整すれば良い。このように、固定部４は、ロアトーションバー２６およびアッパトーションバー３６の荷重バランス調整機構として機能し、この固定部４によって、ロアディスク２０およびアッパディスク３０を、開弁側の揺動端と閉弁側の揺動端との中間位置に正確に位置決めすることができる。

図７は、開弁側の揺動端にあるアッパディスクおよびロアディスクを示す模式図である。図８は、中間位置にあるアッパディスクおよびロアディスクを示す模式図である。図９は、閉弁側の揺動端にあるアッパディスクおよびロアディスクを示す模式図である。続いて、電磁駆動弁１０の動作について説明を行なう。

図７を参照して、駆動弁１４が開弁位置にある場合、開閉兼用コイル６２には、開閉兼用コア６１の軸部６１ｐの周りで矢印１１１に示す方向に流れる電流を供給する。このとき、アッパディスク３０が位置する側では、電流が図７を示す紙面の奥から手前方向へと流れている。これにより、開閉兼用コア６１に、矢印１１２に示す方向に磁束が流れ、アッパディスク３０を電磁石６０の吸着面６１ａに引き寄せる電磁力が発生する。一方、ロアディスク２０は、開弁用永久磁石５５によって、吸着面５５ａに引き寄せられる。結果、アッパディスク３０およびロアディスク２０は、中心軸２５周りに配置されたロアトーションバー２６の弾性力に抗して、図７中に示す開弁側の揺動端に保持されている。

図８を参照して、次に、開閉兼用コイル６２への電流供給を停止すると、電磁石６０に発生していた電磁力が消滅する。これにより、アッパディスク３０およびロアディスク２０は、ロアトーションバー２６の弾性力によって、吸着面６１ａおよび５５ａからそれぞれ離脱し、中間位置に向けて揺動し始める。ロアトーションバー２６およびアッパトーションバー３６による弾性力は、アッパディスク３０およびロアディスク２０を中間位置に保持しようとする。このため、中間位置を越えた位置では、アッパトーションバー３６によって、アッパディスク３０およびロアディスク２０に揺動方向と逆方向の力が作用する。しかし、アッパディスク３０およびロアディスク２０には、揺動する方向に沿って慣性力が作用しているため、アッパディスク３０およびロアディスク２０は、中間位置を越えた位置まで揺動する。

図９を参照して、次に、その中間位置を越えた位置において、再び、開閉兼用コイル６２に矢印１１１に示す方向に電流を流す。このとき、ロアディスク２０が位置する側では、電流が図９を示す紙面の手前から奥方向へと流れる。これにより、開閉兼用コア６１に、矢印１３２に示す方向に磁束が流れ、ロアディスク２０を電磁石６０の吸着面６１ｂに引き寄せる電磁力が発生する。一方、アッパディスク３０は、閉弁用永久磁石５６によって、吸着面５６ａに引き寄せられる。

なおこのとき、電磁石６０で発生する電磁力によって、アッパディスク３０も電磁石６０の吸着面６１ａに引き寄せられる。しかし、電磁力は、互いの間隔が狭いロアディスク２０と電磁石６０との間でより大きく作用するため、アッパディスク３０およびロアディスク２０は、中間位置を越えた位置から図９中に示す閉弁側の揺動端へと揺動する。

以降、開閉兼用コイル６２への電流供給の開始と停止とを、以上に説明したタイミングで繰り返す。これにより、アッパディスク３０およびロアディスク２０を開弁側および閉弁側の揺動端の間で揺動させ、この揺動運動を介して駆動弁１４を往復運動させることができる。

この発明の実施の形態１における電磁駆動弁１０は、電磁力と弾性力との協働により作動する電磁駆動弁である。電磁駆動弁１０は、弁軸としてのステム１２を有し、ステム１２が延びる方向に沿って往復運動する駆動弁１４と、駆動弁１４と距離を隔てた位置に設けられた支持部材としてのディスク支持台５１と、ステム１２に連結された一方端２２および３２と、ディスク支持台５１に揺動自在に支持された他方端２３および３３とを有し、他方端２３および３３で延びる軸としての中心軸２５および３５を中心に揺動する揺動部材としてのロアディスク２０およびアッパディスク３０と、中心軸２５および３５上に延びるように設けられ、他方端２３および３３に固定された捩りばねとしてのロアトーションバー２６およびアッパトーションバー３６とを備える。ロアトーションバー２６およびアッパトーションバー３６は、ディスク支持台５１に固定され、その固定されたディスク支持台５１に対する中心軸２５および３５周りの位相角が調整可能な固定部４を有する。

固定部４は、セレーションが形成されたロアトーションバー２６およびアッパトーションバー３６の外周面４ａを含む。ディスク支持台５１は、固定部４が挿入される開口部５２を有する。開口部５２の内壁には、固定部４に形成されたセレーションに噛み合うセレーションが形成されている。

なお、本実施の形態では、固定部４による荷重バランス調整機構を、ロアディスク２０およびアッパディスク３０の両方に設けたが、いずれか一方に設けるだけであっても良い。但し、ロアディスク２０およびアッパディスク３０の両方に設けた場合には、ロアトーションバー２６およびアッパトーションバー３６のバランスが取れる荷重を容易に変更できる。このため、揺動時にロアディスク２０およびアッパディスク３０に作用する弾性力を自由に調整することができる。

このように構成された、この発明の実施の形態１における電磁駆動弁１０によれば、ロアトーションバー２６およびアッパトーションバー３６に固定部４を設けることによって、電磁石６０による電磁力が加わっていない状態で、ロアディスク２０およびアッパディスク３０を開弁側および閉弁側の揺動端の中間位置に正確に位置決めすることができる。

図１０は、駆動弁のリフト量とアッパトーションバーおよびロアトーションバーの合力との関係を示すグラフである。図１０を参照して、図中では、アッパトーションバー３６およびロアトーションバー２６の合力が、駆動弁１４を上向きに付勢する方向を正として、縦軸に表わされている。設計上設定された両者の関係、つまり、電磁石６０による電磁力が作用していない状態で、ロアディスク２０およびアッパディスク３０が正確に中間位置に位置決めされる場合の両者の関係が、図中の直線７６によって示されている。また、ロアディスク２０およびアッパディスク３０が中間位置から開弁側に寄って位置決めされる場合の両者の関係が、図中の直線７８によって示されており、中間位置から閉弁側に寄って位置決めされる場合の両者の関係が、図中の直線７７によって示されている。

直線７６から７８を比較して分かるように、ロアディスク２０およびアッパディスク３０が中間位置からずれた位置に設定されていると、２つのトーションバーの弾性力が釣り合うバランス点が、図中の矢印７９に示す範囲で、設計上のバランス点Ｐからずれてしまう。この場合、駆動弁１４が各リフト位置で受ける２つのトーションバーの合力が、たとえば図中の矢印８０に示す範囲で変動し、設計上設定されている合力、つまり、直線７６に表わされる合力との間で誤差が生じる。しかしながら、本実施の形態では、ロアディスク２０およびアッパディスク３０が、開弁側および閉弁側の揺動端の中間位置に正確に位置決めされているため、このような誤差が生じることがない。このため、ロアディスク２０およびアッパディスク３０に、設計上設定されている合力から算出された電磁力を作用させ、駆動弁１４を安定して往復運動させることができる。

（実施の形態２）
図１１は、この発明の実施の形態２における電磁駆動弁を示す断面図である。図中には、図５に示す範囲と同様の範囲が示されている。本実施の形態における電磁駆動弁は、実施の形態１における電磁駆動弁１０と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造については説明を繰り返さない。

図１１を参照して、本実施の形態では、固定部４の外周面４ａが、テーパ面に形成されている。つまり、外周面４ａは、中心軸２５に対して傾きを持って延在しており、中心軸２５に沿って形成された円錐台の側面によって形成されている。開口部５２の内壁には、開口部５２にロアトーションバー２６が挿入された状態で、外周面４ａに面接触するテーパ面が形成されている。固定部４には、固定部４の端面４ｃ側から六角孔８４が形成されている。

ディスク支持台５１には、さらに、その側面５１ｃ側から開口され、開口部５２へと連なる雌ねじ孔８１が形成されている。雌ねじ孔８１には、締め付け力Ｐの大きさで、ナット８２が締め込まれている。ナット８２には、中心軸２５に沿って貫通する六角孔８３が形成されている。六角孔８３は、六角孔８４よりも大きく形成されている。固定部４の端面４ｃが、ナット８２により押圧されることによって、外周面４ａに形成されたテーパ面が、開口部５２の内壁に形成されたテーパ面に圧接されている。このとき、中心軸２５と外周面４ａの稜線とがなす角度をθ（この場合、外周面４ａのテーパ角度は２θ）とすると、Ｐ／ｔａｎθの大きさを有する、開口部５２に対する固定部４の締結力Ｎが発生する。

本実施の形態では、軸方向に貫通孔が形成された特殊六角レンチと、通常の六角レンチとを用いて、ロアトーションバー２６をディスク支持台５１に対して固定する。より詳細には、固定部４を開口部５２に挿入した状態でナット８２を軽く締め込む。次に、上述の特殊六角レンチの先端を六角孔８３に嵌め込むとともに、通常の六角レンチを、特殊六角レンチに形成された貫通孔を通して六角孔８４に嵌め込む。この状態で、通常の六角レンチを回しながらロアトーションバー２６を最適な位相角に位置決めし、特殊六角レンチを回すことで、ロアトーションバー２６をその位置に固定する。

この発明の実施の形態２における電磁駆動弁では、固定部４は、テーパ面に形成されたロアトーションバー２６の外周面４ａを含む。ディスク支持台５１は、固定部４が挿入される開口部５２を有する。開口部５２の内壁には、固定部４に形成されたテーパ面に圧接されるテーパ面が形成されている。

ディスク支持台５１には、開口部５２へと連なる雌ねじ孔８１が形成されている。雌ねじ孔８１には、固定部４の端面４ｃを押圧し、外周面４ａおよび開口部５２の内壁に形成されたテーパ面同士を圧接させる押圧部材としてのナット８２が締め込まれる。固定部４には、固定部４を回転軸２５周りに回転させる工具としての六角レンチが挿し込まれる第１の工具挿入孔としての六角孔８４が、端面４ｃ側から形成されている。ナット８２には、六角孔８４を露出させ、ナット８２を締め込む工具としての特殊六角レンチが挿し込まれる第２の工具挿入孔としての六角孔８３が形成されている。

図１２は、図１１中の電磁駆動弁の変形例を示す断面図である。図１２を参照して、本変形例では、図１１中のナット８２に替えて、固定部４の端面４ｃに接合されたプレート７１が設けられている。プレート７１は、端面４ｃ上からディスク支持台５１の側面５１ｃ上にかけて、鍔状に延在しており、その側面５１ｃ上にまで延在する位置には、中心軸２５を中心とした周方向に延びる長孔７１ｈが形成されている。プレート７１は、長孔７１ｈに挿通されたボルト７２によって、ディスク支持台５１に締結されている。本変形例では、プレート７１を回転させながらボルト７２を締め込むことによって、ロアトーションバー２６を最適な位相角に固定する。

なお、本実施の形態では、ロアトーションバー２６についてのみ説明したが、ロアトーションバー２６およびアッパトーションバー３６の少なくともいずれか一方に、以上に説明した固定部４が設けられていれば良い。

このように構成された、この発明の実施の形態２における電磁駆動弁によれば、実施の形態１に記載の効果と同様の効果を得ることができる。加えて、本実施の形態では、固定部４による荷重バランス調整機構が、テーパ面同士の当接によって構成されているため、ロアトーションバー２６を中心軸２５周りの任意の位相角に位置決めすることができる。これにより、さらに自由度の高い荷重バランス調整が可能となる。また、くさび効果によって、大きな締結力を発生させることができるため、ロアトーションバー２６の開口部５２に対する緩みを防止することができる。

（実施の形態３）
図１３は、この発明の実施の形態３における電磁駆動弁を示す断面図である。図中には、図５に示す範囲と同様の範囲が示されている。本実施の形態における電磁駆動弁は、実施の形態１における電磁駆動弁１０と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造については説明を繰り返さない。

図１３を参照して、本実施の形態では、固定部４の外周面４ａに雄ねじが形成されている。固定部４には、固定部４の端面４ｃ側から六角孔８８が形成されている。一方、開口部５２の内壁には、外周面４ａに形成された雄ねじが螺合される雌ねじが形成されている。開口部５２には、ロックナット８６が、固定部４とは反対側から締め込まれており、固定部４の端面４ｃは、端面４ｃに向い合うロックナット８６の端面８６ｃによって押圧されている。ロックナット８６には、中心軸２５が延びる方向に貫通する孔８７が形成されている。

図１４は、図１３中の電磁駆動弁で荷重バランス調整を実施する工程を示す断面図である。図１４を参照して、本実施の形態では、まず、固定部４を開口部５２に締め込んだ状態とする。図１３を参照して、次に、ロックナット８６を反対側から軽く締め込み、六角レンチを、孔８７を通して六角孔８８に嵌め込む。この状態で、六角レンチを回しながらロアトーションバー２６を最適な位相角に位置決めし、ロックナット８６をさらに固く締め込むことで、ロアトーションバー２６をその位置に固定する。

この発明の実施の形態３における電磁駆動弁では、固定部４は、雄ねじが形成されたロアトーションバー２６の外周面４ａを含む。ディスク支持台５１は、固定部４が挿入される開口部５２を有する。開口部５２の内壁には、固定部４に形成された雄ねじが螺合する雌ねじが形成されている。開口部５２には、固定部４が挿入される方向とは反対側からロックナット８６が締め込まれている。

固定部４には、固定部４を回転軸２５周りに回転させる工具としての六角レンチが挿し込まれる工具挿入孔としての六角孔８８が、端面４ｃ側から形成されている。ロックナット８６には、六角孔８８を露出させる孔８７が形成されている。

なお、本実施の形態では、ロアトーションバー２６についてのみ説明したが、ロアトーションバー２６およびアッパトーションバー３６の少なくともいずれか一方に、以上に説明した固定部４が設けられていれば良い。

このように構成された、この発明の実施の形態３における電磁駆動弁によれば、実施の形態１に記載の効果と同様の効果を得ることができる。加えて、本実施の形態では、固定部４による荷重バランス調整機構が、ねじ構造によって構成されているため、ロアトーションバー２６を中心軸２５周りの任意の位相角に位置決めすることができる。これにより、さらに自由度の高い荷重バランス調整が可能となる。

実施の形態１から３では、回転駆動式の電磁駆動弁に並行リンク機構を採用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。ステム１２に連結された一方端と、ディスク支持台５１に揺動自在に支持された他方端とを有する一枚のディスクと、そのディスクの上下に配置され、ディスクに交互に電磁力を作用させる複数の電磁石とを備える電磁駆動弁にも、実施の形態１から３と同様の態様で、本発明を適用することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態１における電磁駆動弁を示す断面図である。 図１中の電磁石を示す斜視図である。 図１中のロアディスク（アッパディスク）を示す斜視図である。 図１中のＩＶ−ＩＶ線上に沿った電磁駆動弁の断面の斜視図である。 図４中のＶ−Ｖ線上に沿った電磁駆動弁の断面図である。 図５中の矢印ＶＩから見たロアトーションバーの端面図である。 開弁側の揺動端にあるアッパディスクおよびロアディスクを示す模式図である。 中間位置にあるアッパディスクおよびロアディスクを示す模式図である。 閉弁側の揺動端にあるアッパディスクおよびロアディスクを示す模式図である。 駆動弁のリフト量とアッパトーションバーおよびロアトーションバーの合力との関係を示すグラフである。 この発明の実施の形態２における電磁駆動弁を示す断面図である。 図１１中の電磁駆動弁の変形例を示す断面図である。 この発明の実施の形態３における電磁駆動弁を示す断面図である。 図１３中の電磁駆動弁で荷重バランス調整を実施する工程を示す断面図である。

符号の説明

４ 固定部、４ａ 外周面、１０ 電磁駆動弁、１２ ステム、１４ 駆動弁、２０ ロアディスク、２２，３２ 一方端、２３，３３ 他方端、２５，３５ 中心軸、２６ ロアトーションバー、３０ アッパディスク、３６ アッパトーションバー、５１ ディスク支持台、５２ 開口部、８６ ロックナット。

Claims (5)

1. 電磁力と弾性力との協働により作動する電磁駆動弁であって、
   弁軸を有し、前記弁軸が延びる方向に沿って往復運動する駆動弁と、
   前記駆動弁と距離を隔てた位置に設けられた支持部材と、
   前記弁軸に連結された一方端と、前記支持部材に揺動自在に支持された他方端とを有し、前記他方端で延びる軸を中心に揺動する揺動部材と、
   前記軸上に延びるように設けられ、前記他方端に固定された捩りばねとを備え、
   前記捩りばねは、前記支持部材に固定され、その固定された前記支持部材に対する前記軸周りの位相角が調整可能な固定部を有する、電磁駆動弁。
2. 前記揺動部材は、前記弁軸が延びる方向に互いに距離を隔てて、複数、設けられている、請求項１に記載の電磁駆動弁。
3. 前記固定部は、セレーションが形成された前記捩りばねの外周面を含み、
   前記支持部材は、前記固定部が挿入される開口部を有し、
   前記開口部の内壁には、前記固定部に形成されたセレーションに噛み合うセレーションが形成されている、請求項１または２に記載の電磁駆動弁。
4. 前記固定部は、テーパ面に形成された前記捩りばねの外周面を含み、
   前記支持部材は、前記固定部が挿入される開口部を有し、
   前記開口部の内壁には、前記固定部に形成されたテーパ面に圧接されるテーパ面が形成されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の電磁駆動弁。
5. 前記固定部は、雄ねじが形成された前記捩りばねの外周面を含み、
   前記支持部材は、前記固定部が挿入される開口部を有し、
   前記開口部の内壁には、前記固定部に形成された雄ねじが螺合する雌ねじが形成されており、前記開口部には、前記固定部が挿入される方向とは反対側からロックナットが締め込まれている、請求項１から４のいずれか１項に記載の電磁駆動弁。

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