JP3175265B2 - エンジン吸排気用電磁駆動バルブ - Google Patents
エンジン吸排気用電磁駆動バルブInfo
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- JP3175265B2 JP3175265B2 JP04208692A JP4208692A JP3175265B2 JP 3175265 B2 JP3175265 B2 JP 3175265B2 JP 04208692 A JP04208692 A JP 04208692A JP 4208692 A JP4208692 A JP 4208692A JP 3175265 B2 JP3175265 B2 JP 3175265B2
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- JP
- Japan
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- core
- valve
- coil
- permanent magnet
- center core
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
- F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
- F01L9/21—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means actuated by solenoids
- F01L2009/2115—Moving coil actuators
Landscapes
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はシリンダの吸排気口に設
けられ、電磁力により開閉駆動されるエンジン吸排気用
電磁駆動バルブに関するものである。
けられ、電磁力により開閉駆動されるエンジン吸排気用
電磁駆動バルブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】エンジンのシリンダに配置された吸排気
バルブは、従来、クランク軸の回転に基づいて駆動され
るカムシャフトやロッカーアームなどにより、機械的に
開閉が行われるが、クランク軸の回転位相に同期するた
めに開閉作動の自由度が狭いので、電磁力を用いて自由
度を大にしたエンジン吸排気用電磁駆動バルブが開発さ
れている。
バルブは、従来、クランク軸の回転に基づいて駆動され
るカムシャフトやロッカーアームなどにより、機械的に
開閉が行われるが、クランク軸の回転位相に同期するた
めに開閉作動の自由度が狭いので、電磁力を用いて自由
度を大にしたエンジン吸排気用電磁駆動バルブが開発さ
れている。
【０００３】このような電磁バルブとしては、例えば本
出願人による特開平３−１５００６号公報に示された電
磁バルブ駆動装置がある。これは、バルブステムに磁極
を備え、それを、固定磁極の励磁コイルへの通電により
生ずる磁気力にて駆動するものである。しかし、可動部
に設けた磁極のために重量が増大する不都合があるた
め、ダイナミックスピーカのようにセンタ磁心に遊嵌さ
れた可動コイルにバルブステムを連結した、ボイスコイ
ルモータ（ＶＣＭ）型の電磁バルブが考えられている。
出願人による特開平３−１５００６号公報に示された電
磁バルブ駆動装置がある。これは、バルブステムに磁極
を備え、それを、固定磁極の励磁コイルへの通電により
生ずる磁気力にて駆動するものである。しかし、可動部
に設けた磁極のために重量が増大する不都合があるた
め、ダイナミックスピーカのようにセンタ磁心に遊嵌さ
れた可動コイルにバルブステムを連結した、ボイスコイ
ルモータ（ＶＣＭ）型の電磁バルブが考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のＶＣＭ構造のバ
ルブ駆動機構では、その初期駆動時に最も大きな力を必
要とし、界磁部の磁石の作る磁場が充分に強くないと、
可動コイルのアンペアターンを特に強大にすることなし
では、電磁バルブの充分な駆動力が得られないという問
題がある。本発明は、このような問題に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、ＶＣＭ構造のバルブ駆動機構
における界磁部に永久磁石と電磁石とのハイブリッド構
造を用い、充分な駆動力が得られるエンジン吸排気用電
磁駆動バルブを提供しようとするものである。
ルブ駆動機構では、その初期駆動時に最も大きな力を必
要とし、界磁部の磁石の作る磁場が充分に強くないと、
可動コイルのアンペアターンを特に強大にすることなし
では、電磁バルブの充分な駆動力が得られないという問
題がある。本発明は、このような問題に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、ＶＣＭ構造のバルブ駆動機構
における界磁部に永久磁石と電磁石とのハイブリッド構
造を用い、充分な駆動力が得られるエンジン吸排気用電
磁駆動バルブを提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、センタコアと外周を囲む永久磁石を備
えた界磁部との空隙に遊嵌され且つバルブステムに取り
付けられた可動コイルに通電し、前記空隙の磁場とに生
ぜしめられる電磁力により、前記バルブステムが駆動さ
れるエンジン吸排気用電磁駆動バルブにおいて、前記セ
ンタコアを、複数個のコア片を間隔をおいて立て並べて
円筒状とし、前記バルブステムは該センタコアの円筒内
に挿通し、前記可動コイルは、前記間隔の空間を内から
外へ横切っ て配置された輻部を有する取付具を介して該
バルブステムに取り付け、前記永久磁石と前記センタコ
アとの間の空隙に円筒軸方向移動自在に配設し、界磁部
を、前記センタコアと、前記永久磁石の外周に接着され
た外コアと、前記センタコアと該外コアの上端をつなぐ
上コアと、前記センタコアと該外コアの下端をつなぐ下
コアとで構成し、前記永久磁石の上端に隣接して上部コ
イルを設け、下端に隣接して下部コイルを設けることと
する。
め、本発明では、センタコアと外周を囲む永久磁石を備
えた界磁部との空隙に遊嵌され且つバルブステムに取り
付けられた可動コイルに通電し、前記空隙の磁場とに生
ぜしめられる電磁力により、前記バルブステムが駆動さ
れるエンジン吸排気用電磁駆動バルブにおいて、前記セ
ンタコアを、複数個のコア片を間隔をおいて立て並べて
円筒状とし、前記バルブステムは該センタコアの円筒内
に挿通し、前記可動コイルは、前記間隔の空間を内から
外へ横切っ て配置された輻部を有する取付具を介して該
バルブステムに取り付け、前記永久磁石と前記センタコ
アとの間の空隙に円筒軸方向移動自在に配設し、界磁部
を、前記センタコアと、前記永久磁石の外周に接着され
た外コアと、前記センタコアと該外コアの上端をつなぐ
上コアと、前記センタコアと該外コアの下端をつなぐ下
コアとで構成し、前記永久磁石の上端に隣接して上部コ
イルを設け、下端に隣接して下部コイルを設けることと
する。
【０００６】
【作用】センタコアを中空にしてそこへバルブステムを
配し、センタコアの外周と永久磁石との空隙に可動コイ
ルを遊嵌する。一方、空隙を介する上下の磁路が平衡す
るように界磁コアを形成すると共に、上下の磁路に磁束
を増大させる上下のコイルを巻回した。そのため、可動
コイルへ通電した時には、可動コイルは、空隙の増強さ
れた磁界により生ぜしめられる電磁力を受け、強力に電
磁バルブを駆動する。
配し、センタコアの外周と永久磁石との空隙に可動コイ
ルを遊嵌する。一方、空隙を介する上下の磁路が平衡す
るように界磁コアを形成すると共に、上下の磁路に磁束
を増大させる上下のコイルを巻回した。そのため、可動
コイルへ通電した時には、可動コイルは、空隙の増強さ
れた磁界により生ぜしめられる電磁力を受け、強力に電
磁バルブを駆動する。
【０００７】
【実施例】次に、本発明の実施例について、図面を用い
て詳細に説明する。図１は、本発明にかかる電磁駆動バ
ルブの一実施例を示す横断面、および縦断面を示す図で
ある。同図において、１は電磁バルブであり、そのバル
ブステム１１は、バルブガイド１２により上下に往復自
在に軸承され、開弁時には下方に駆動されて、茸弁１３
がシリンダの吸気口、または排気口を開放するよう構成
されている。
て詳細に説明する。図１は、本発明にかかる電磁駆動バ
ルブの一実施例を示す横断面、および縦断面を示す図で
ある。同図において、１は電磁バルブであり、そのバル
ブステム１１は、バルブガイド１２により上下に往復自
在に軸承され、開弁時には下方に駆動されて、茸弁１３
がシリンダの吸気口、または排気口を開放するよう構成
されている。
【０００８】２は界磁部の界磁コアで、外コア２１と内
コア（センタコア）２２とからなる二重の円筒形のコア
の環状空間の上下を、リング状の上コア２３および下コ
ア２４で塞いだ形状に形成されており、該環状空間には
外コア２１の内壁に接着された環状の永久磁石３が取付
けられ、該永久磁石３の内壁面と内コア２２との空隙の
磁束密度を強めるように永久磁石３が強力に着磁されて
いる。
コア（センタコア）２２とからなる二重の円筒形のコア
の環状空間の上下を、リング状の上コア２３および下コ
ア２４で塞いだ形状に形成されており、該環状空間には
外コア２１の内壁に接着された環状の永久磁石３が取付
けられ、該永久磁石３の内壁面と内コア２２との空隙の
磁束密度を強めるように永久磁石３が強力に着磁されて
いる。
【０００９】４１は上部コイル、４２は下部コイルであ
り、それぞれドーナッツ状に形成されて永久磁石３の上
部，下部に配置されており、これらのコイルへの通電は
永久磁石３による空隙の磁束を強める方向の電流が供給
されるものである。５は円筒状に巻回された可動コイル
であり、前述の空隙を上下に遊動するように配置され、
電磁バルブ１とは十字状の輻部５１を有する取付具５２
とコッタ１４とにより、バルブステム１１の上方に取り
付けられており、空隙の磁界と通電時に生ずる可動コイ
ル５の磁束との磁気力により電磁バルブ１が駆動されて
開弁，閉弁が行われる。
り、それぞれドーナッツ状に形成されて永久磁石３の上
部，下部に配置されており、これらのコイルへの通電は
永久磁石３による空隙の磁束を強める方向の電流が供給
されるものである。５は円筒状に巻回された可動コイル
であり、前述の空隙を上下に遊動するように配置され、
電磁バルブ１とは十字状の輻部５１を有する取付具５２
とコッタ１４とにより、バルブステム１１の上方に取り
付けられており、空隙の磁界と通電時に生ずる可動コイ
ル５の磁束との磁気力により電磁バルブ１が駆動されて
開弁，閉弁が行われる。
【００１０】そして、可動コイル５の配置される空隙は
前記の界磁コア２のそれぞれのコアの形状や、永久磁石
３，上下部コイル４１，４２の配置などが上下対称に形
成されて、空隙を介する上下の磁路がほぼ等しくなるよ
うに構成されている。このように、界磁部の構造を上下
対称にし、磁束を発する永久磁石３や上部コイル４１，
下部コイル４２の配置も上下対称にするので、磁場に関
する状況は、上下でほぼバランスした状態となる。しか
もその磁場は、上部コイル４１，下部コイル４２が新た
に追加されたので、従来に比べて強力なものとなってい
る。 そして、センタコアを円筒状にしてバルブステムを
その内部に挿通することとし、その結果、周囲を取り巻
く円筒状の永久磁石からの磁束を、円筒の外面という面
で受けることとしたので、空隙を横切る磁束分布は一様
となり、可動コイル５と有効に鎖交する磁束が多くな
る。 以上のようなことが相乗的に作用し、本発明では大
きな駆動力を得ることが可能となる。
前記の界磁コア２のそれぞれのコアの形状や、永久磁石
３，上下部コイル４１，４２の配置などが上下対称に形
成されて、空隙を介する上下の磁路がほぼ等しくなるよ
うに構成されている。このように、界磁部の構造を上下
対称にし、磁束を発する永久磁石３や上部コイル４１，
下部コイル４２の配置も上下対称にするので、磁場に関
する状況は、上下でほぼバランスした状態となる。しか
もその磁場は、上部コイル４１，下部コイル４２が新た
に追加されたので、従来に比べて強力なものとなってい
る。 そして、センタコアを円筒状にしてバルブステムを
その内部に挿通することとし、その結果、周囲を取り巻
く円筒状の永久磁石からの磁束を、円筒の外面という面
で受けることとしたので、空隙を横切る磁束分布は一様
となり、可動コイル５と有効に鎖交する磁束が多くな
る。 以上のようなことが相乗的に作用し、本発明では大
きな駆動力を得ることが可能となる。
【００１１】なお、界磁コア２の内コア２２には、取付
具５２の輻部５１の上下移動を自在にする縦方向の切込
溝２２１が刻設されており、また、６１は上部スプリン
グ、６２は下部スプリングで、これらのスプリングは、
その弾性力によって電磁バルブ１の閉弁位置を保持する
ものであるが、スプリング素材の導電性が可動コイル５
への通電流路に利用されている。
具５２の輻部５１の上下移動を自在にする縦方向の切込
溝２２１が刻設されており、また、６１は上部スプリン
グ、６２は下部スプリングで、これらのスプリングは、
その弾性力によって電磁バルブ１の閉弁位置を保持する
ものであるが、スプリング素材の導電性が可動コイル５
への通電流路に利用されている。
【００１２】次に、このように構成された本実施例の作
動を説明する。電磁バルブ１の駆動に際しては、永久磁
石３の上下に配置した上部コイル４１および下部コイル
４２に所定極性の電流を供給すると共に、可動コイル５
にも通電する。上部コイル４１，下部コイル４２による
磁束は、永久磁石３による空隙の磁束密度を増大させ
る。通電された可動コイル５は、空隙の磁束の作用を受
けて駆動力を生ぜしめられ、上部，下部のスプリングの
弾性力に抗して電磁バルブ１を下方に駆動する。その結
果、開弁が行われる。
動を説明する。電磁バルブ１の駆動に際しては、永久磁
石３の上下に配置した上部コイル４１および下部コイル
４２に所定極性の電流を供給すると共に、可動コイル５
にも通電する。上部コイル４１，下部コイル４２による
磁束は、永久磁石３による空隙の磁束密度を増大させ
る。通電された可動コイル５は、空隙の磁束の作用を受
けて駆動力を生ぜしめられ、上部，下部のスプリングの
弾性力に抗して電磁バルブ１を下方に駆動する。その結
果、開弁が行われる。
【００１３】本発明では、界磁コア２の内コア２２の中
空穴にバルブステム１１を配し、内コア２２の外側に可
動コイル５を遊嵌している。そして、空隙を介する上下
の磁路のバランスが保たれる構造とした上、上部コイ
ル，下部コイルを設けて有効鎖交磁束を増したため、空
隙内の可動コイル５において得られる駆動力は大とな
り、電磁バルブ１は力強く駆動されることになる。な
お、閉弁に際しては、可動コイル５への供給電流の極性
を変えることにより、前述とは逆方向の駆動力が得られ
て電磁バルブ１の閉弁が行われる。以上、本発明を上述
の実施例によって説明したが、本発明の主旨の範囲内で
種々の変形が可能であり、これらの変形を本発明の範囲
から排除するものではない。
空穴にバルブステム１１を配し、内コア２２の外側に可
動コイル５を遊嵌している。そして、空隙を介する上下
の磁路のバランスが保たれる構造とした上、上部コイ
ル，下部コイルを設けて有効鎖交磁束を増したため、空
隙内の可動コイル５において得られる駆動力は大とな
り、電磁バルブ１は力強く駆動されることになる。な
お、閉弁に際しては、可動コイル５への供給電流の極性
を変えることにより、前述とは逆方向の駆動力が得られ
て電磁バルブ１の閉弁が行われる。以上、本発明を上述
の実施例によって説明したが、本発明の主旨の範囲内で
種々の変形が可能であり、これらの変形を本発明の範囲
から排除するものではない。
【００１４】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、界磁コア
の内コアを円筒状に形成して中央に電磁バルブのステム
を配し、該内コアの外壁に磁気回路の空隙を設けて可動
コイルを配置すると共に、空隙を介する磁路の上下のバ
ランスを保った上、更にこれらの磁路に上部コイル，下
部コイルを設けて磁束を増大させたので、空隙における
均一な有効鎖交磁束が増し、可動コイルへの通電による
電磁駆動力が大となって、電磁力の充分な駆動が行える
という効果がある。
の内コアを円筒状に形成して中央に電磁バルブのステム
を配し、該内コアの外壁に磁気回路の空隙を設けて可動
コイルを配置すると共に、空隙を介する磁路の上下のバ
ランスを保った上、更にこれらの磁路に上部コイル，下
部コイルを設けて磁束を増大させたので、空隙における
均一な有効鎖交磁束が増し、可動コイルへの通電による
電磁駆動力が大となって、電磁力の充分な駆動が行える
という効果がある。
【図１】 本発明に係わるエンジン吸排気用電磁駆動バ
ルブの横断面および縦断面を示す図
ルブの横断面および縦断面を示す図
１…電磁バルブ、２…界磁コア、３…永久磁石、５…可
動コイル、１１…バルブステム、２２…内コア、４１…
上部コイル、４２…下部コイル
動コイル、１１…バルブステム、２２…内コア、４１…
上部コイル、４２…下部コイル
Claims (1)
- 【請求項１】センタコアと外周を囲む永久磁石を備えた
界磁部との空隙に遊嵌され且つバルブステムに取り付け
られた可動コイルに通電し、前記空隙の磁場とに生ぜし
められる電磁力により、前記バルブステムが駆動される
エンジン吸排気用電磁駆動バルブにおいて、 前記センタコアを、複数個のコア片を間隔をおいて立て
並べて円筒状とし、 前記バルブステムは該センタコアの円筒内に挿通し、 前記可動コイルは、前記間隔の空間を内から外へ横切っ
て配置された輻部を有する取付具を介して該バルブステ
ムに取り付け、前記永久磁石と前記センタコアとの間の
空隙に円筒軸方向移動自在に配設し、 界磁部を、前記センタコアと、前記永久磁石の外周に接
着された外コアと、前記センタコアと該外コアの上端を
つなぐ上コアと、前記センタコアと該外コアの下端をつ
なぐ下コアとで構成し、 前記永久磁石の上端に隣接して上部コイルを設け、下端
に隣接して下部コイルを設けたことを特徴とするエンジ
ン吸排気用電磁駆動バルブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04208692A JP3175265B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | エンジン吸排気用電磁駆動バルブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04208692A JP3175265B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | エンジン吸排気用電磁駆動バルブ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05214910A JPH05214910A (ja) | 1993-08-24 |
| JP3175265B2 true JP3175265B2 (ja) | 2001-06-11 |
Family
ID=12626224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04208692A Expired - Fee Related JP3175265B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | エンジン吸排気用電磁駆動バルブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3175265B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11004587B2 (en) | 2018-07-16 | 2021-05-11 | The Florida State University Research Foundation, Inc. | Linear actuator for valve control and operating systems and methods |
-
1992
- 1992-01-31 JP JP04208692A patent/JP3175265B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05214910A (ja) | 1993-08-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |