弁の電磁駆動装置

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【発明の名称】	弁の電磁駆動装置
【発明者】	【氏名】竹内敏恵【氏名】吉澤敏行【氏名】関谷睦生【氏名】松本達也【氏名】上田雅俊
【要約】	【課題】従来の弁の電磁駆動装置は、可動鉄心とこれに対向する電磁コイル鉄心の端面はともに平面であったので、同じ素材を用いて、吸引力を増すために磁束を増やそうとすると外径を大きくする以外になく、同じ大きさのままで吸引力を大きくするという事は困難であった。【解決手段】弁軸５ａの延長線の周囲に、互いに背面どうしをスペーサ８１を介して対向配置した第１、第２の電磁石１１２、１１４を設ける。第１、第２の電磁石１１２、１１４はそれぞれ外筒１２ａ、１４ａと内筒１２ｂ，１４ｂを持ち、内筒と外筒の間に開口部１２ｃ，１４ｃを有する。この開口部に対向して互いに連結軸１９で連結された円板状の可動鉄心１６、１８を配置する。連結軸１９を支持する軸受部材１１を第１、第２の電磁石１１２、１１４を貫通して固定する。

【特許請求の範囲】
【請求項１】内燃機関の吸気弁または排気弁の弁軸またはその延長線の周囲に配置するとともに、前記吸気弁または排気弁に近い側の軸方向端部に第１の開口部を有する第１鉄心と、この第１鉄心に巻回されたコイルとを含む第１の電磁石、前記第１の電磁石の背面に、所定の距離を隔てて同軸上に配置され、前記吸気弁又は排気弁から遠い側の軸方向端部に第２の開口部を有する第２鉄心と、この第２鉄心に巻回されたコイルとを含む第２の電磁石、前記弁軸と揺動可能に連結され前記第１の開口部に対向配置された板状の第１の可動鉄心、前記第１の可動鉄心と連結軸を介して一体的に接続され前記第２の開口部に対向配置された板状の第２の可動鉄心、前記第１、第２の電磁石のいずれにも給電されないとき、前記第１、第２の可動鉄心を前記第１、第２の開口部から、それぞれ等距離に保持する保持手段を備えたことを特徴とする弁の電磁駆動装置。
【請求項２】第１鉄心と第２鉄心を貫通して、少なくとも前記第１，第２の鉄心のいずれか一方に固定され、連結軸を摺動可能に支持する軸受け部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載の弁の電磁駆動装置。
【請求項３】軸受け部材は非磁性体で構成されたことを特徴とする請求項２に記載の弁の電磁駆動装置。
【請求項４】連結軸は非磁性体で構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の弁の電磁駆動装置。
【請求項５】第１の電磁石と第２の電磁石との間に非磁性体からなるスペーサを挿入したことを特徴とする請求項１に記載の弁の電磁駆動装置。
【請求項６】弁軸と第１の可動鉄心とを、揺動可能に連結する軸受を備えたことを特徴とする請求項１に記載の弁の電磁駆動装置。
【請求項７】軸受は、弁軸と第１の可動鉄心の一方に構成した半円部を介して互いに接触させたものであることを特徴とする請求項６に記載の弁の電磁駆動装置。
【請求項８】第１の電磁石および第２の電磁石の少なくとも一方の鉄心は、弁軸の延長線の周りに同軸に配置され、片端が磁気的に結合されて他端に開口部を構成する内筒と外筒で構成され、前記内筒又は外筒の少なくとも一方の端面に弁軸に対して傾斜した面を備えたことを特徴とする請求項１に記載の弁の電磁駆動装置。
【請求項９】第１の可動鉄心又は第２の可動鉄心は、第１の電磁石又は第２の電磁石の内筒の内側に挿入される突起部を備えたことを特徴とする請求項８に記載の弁の電磁駆動装置。
【請求項１０】内筒の内側に挿入される突起部は、その長さが、前記第１、第２の内筒と前記第１、第２の可動鉄心との対向面積が、前記第１、第２の外筒と前記第１、第２の可動鉄心との対向面積にほぼ等しくなる長さに構成されたことを特徴とする請求項９に記載の弁の電磁駆動装置。
【請求項１１】内筒の軸方向長さは外筒の軸方向長さよりも短い長さに構成され、かつ、前記内筒の外周側でコイルの内周面に沿う樹脂製ガイドを備えたことを特徴とする請求項８に記載の弁の電磁駆動装置。
【請求項１２】突起部の弁軸に直交する断面の面積は、外筒の弁軸に直交する面での断面積にほぼ等しくなるように構成されたことを特徴とする請求項１１に記載の弁の電磁駆動装置。
【請求項１３】内筒と外筒の端部はコイルの軸方向長さよりも長く、この端部に対向する可動鉄心には前記内筒と外筒の間に挿入される嵌合突起が設けられたことを特徴とする請求項８に記載の弁の電磁駆動装置。
【請求項１４】嵌合突起にはダンパーが装着されていることを特徴とする請求項１３に記載の弁の電磁駆動装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関の吸・排気弁を電磁駆動により開閉する、弁の電磁駆動装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の吸・排気弁は一般にはクランクシャフトから駆動されるカムシャフトによって機械的に開閉制御されていたが、近年、燃費向上や有害排ガス低減の目的で、弁の開閉タイミングを様々にコントロールすることが要求されるようになり、よりタイミングの調整が行いやすい電磁駆動によつて弁を開閉制御するものが種々提案されている。
【０００３】例えば、図８は特開平７－３２４６０９号公報に開示されたものと類似の構成の弁の電磁駆動装置の断面を示し、９はこの内燃機関のシリンダヘッド、１００はシリンダヘッド９に設けられた吸・排気ポート、５は吸・排気ポート１００に設けられた開閉弁（以下単に弁という場合もある）で駆動軸（以下弁軸５ａと言う）を備えている。１０はシリンダヘッド９に設けられ開閉弁５の弁軸５ａが貫通した摺動軸受、６は開閉弁５の弁軸５ａの他端に設けられた円板状の可動鉄心である。１は開閉弁５の弁軸５ａを取り巻くように巻回された第１のコイル、２は開閉弁５の弁軸５ａが貫通するように、かつ、前記第１のコイル１を包み込むように設けられた二重円筒状の第１のコイル鉄心である。３は開閉弁５の弁軸５ａを取り巻くように巻回された第２のコイル、４は開閉弁５の弁軸５ａが貫通するように、かつ、第２のコイル３を包み込むように二重の円筒状に設けられた第２のコイル鉄心である。第１のコイル鉄心２は外筒２ａと内筒２ｂとを有し、第２のコイル鉄心４は外筒４ａと内筒４ｂとを有している。１０１は第１、第２のコイル鉄心２、４を収納するケース、１０２はケースの頭部である。７は可動鉄心６と摺動軸受部材１０との間に装荷された第１スプリング、８は可動鉄心６とケースの頭部１０２との間に装荷された第２スプリングである。
【０００４】次に動作について説明する。弁軸５ａに連結固定された円板状可動鉄心６は、第１，第２コイルのいずれにも通電されていないとき、第１コイル鉄心２と、第２コイル鉄心４との間の軸方向ギャップのほぼ中間に位置するよう、可動鉄心６の下側の第１スプリング７と、上側の第２スプリング８とによって丁度バランスするように保持されている。
【０００５】これにより、この電磁駆動装置への非通電時、即ち、第１コイル１、第２コイル３の何れにも電流が供給されていない状態では、可動鉄心６は第１コイル鉄心２と第２コイル鉄心４のそれぞれの端部のほぼ中間位置に保持され、開閉弁５は半開の状態に保持される。
【０００６】駆動力を発生する磁束についての説明のため図９に磁束の発生状態を示す。図中φは第１コイル鉄心２と可動鉄心６との間の磁束、φ’は第２コイル鉄心４と可動鉄心６との間の磁束、φｅは第１コイル鉄心２の内筒と外筒間の漏洩磁束、φ’ｅは第１コイル鉄心２の内筒と外筒間の漏洩磁束である。
【０００７】第１コイル１に通電した際、コイル電流により第１コイル鉄心２とこれに対面する可動鉄心６の間に発生する磁束φにより、両者間に磁気吸引力が作用し、可動鉄心６は第１コイル１の側に吸引され、第１スプリング７の付勢力に抗して図の下方に動作することで開閉弁５の開度を増し、所定時間後に開弁状態となる。
【０００８】第２コイル３に通電した際、コイル電流により第２コイル鉄心４とこれに対面する可動鉄心６間に発生する磁束φ’により、両者間に磁気吸引力が作用し、可動鉄心６は第２コイル３の側に吸引され、第２スプリング８の付勢力に抗して図の上方に動作することで開閉弁５の開度を減少させ、所定時間後に閉弁状態となる。
【０００９】このような電磁駆動装置は内燃機関の上部に設置されて弁を駆動するという目的から、より小型でありながらより強い駆動力を要求されるので、同じ電流でも出来る限り大きい駆動力を発生できるようにする必要がある。そのためには有効磁束を増加させる必要があるが、有効磁束φは鉄心端面から垂直方向に発生する性質があるため、電磁力による吸引力は第１コイル鉄心２と可動鉄心６との対抗面、または第２コイル鉄心４と可動鉄心６との対抗面の表面積に左右される。しかし、この表面積を増加させるには両者の対抗面が可動鉄心６の軸心に対して直角に配置された従来構造では、鉄心（可動鉄心６、第１、第２コイル鉄心２、４）の外径を増加させる以外に方法がなく、そのような方法では電磁駆動装置が大型化してしまうという問題があった。
【００１０】一方、小型化するために従来の構造のまま寸法比例的に小型化したと仮定すると、第１コイル鉄心２および第２コイル鉄心４の肉厚と径が小さくなるから、端面面積が減少し、有効磁束φ、φ’が減少して駆動力が低下してしまう。
【００１１】また、外筒端面の面積と内筒端面の面積とを、ほぼ等しくしようとすると、内筒の厚みを外筒のそれよりも厚くしなければならず（外筒の径が内筒より大きいから）、全体として大きくなってしまう。
【００１２】また、図１０は弁軸５ａの傾きにより生じる問題について説明するための説明図である。図に示すように、弁軸５ａは摺動軸受１０がいかに高精度に製作されていても、多少なりとも傾くことは避けられない。傾いた場合、可動鉄心６も傾いているから、例えば図のように可動鉄心６が第１のコイル鉄心２の側に吸引される場合を例に説明すると、外筒２ａと可動鉄心６との間の距離Ｂが、内筒２ｂと可動鉄心６との間の距離Ｃよりも小さくなる結果、外筒２ａ側の吸引力がより強くなり、傾きが助長される方向に力が働く。このため弁軸５ａと摺動軸受け１０との間の摩擦が大きくなってスムースな動きが出来なくなるという問題があった。また、可動鉄心が弁軸に固着され、かつ、その位置が修道軸受けの位置からかなり離れているため、特に摺動軸受けの磨耗に伴って弁軸のガタが増加した場合、可動鉄心がケースに接触するなどして、弁の動きがスムースでなくなる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】従来の弁電磁駆動装置は、以上のように構成されているので、駆動力を高めようとすると大型化してしまうという問題があった。また、小型化しようとすると駆動力が低下するため、ほとんど小型化出来ないという問題点があった。また、内筒の厚みを外筒より厚くしなければならず小型化が難しいという問題があった。
【００１４】また、弁軸が傾いた場合、この傾きが電磁駆動力により更に助長されるため、スムースに動かなくなる力が働いてしまうという問題があった。また、可動鉄心が弁軸に固着され、かつ、その位置が修道軸受けの位置からかなり離れているため、特に摺動軸受けの磨耗に伴って弁軸のガタが増加した場合、可動鉄心がケースに接触するなどして、弁の動きがスムースでなくなるという問題があった。
【００１５】この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、駆動力を低下させずにより小型化された電磁駆動装置を得ることを目的とする。また、同じ大きさで、より駆動力を増大した電磁駆動装置を得ることを目的とする。また、弁軸の傾きがあっても助長されるような力が働かない電磁駆動装置を得ることを目的とする。また、摺動軸受けの磨耗に伴って弁軸のガタが増加しても、弁の動きがスムースに保たれる電磁駆動装置を得ることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】この発明による弁の電磁駆動装置は、内燃機関の吸気弁または排気弁の弁軸またはその延長線の周囲に配置するとともに、吸気弁または排気弁に近い側の軸方向端部に第１の開口部を有する第１鉄心と、この第１鉄心に巻回されたコイルとを含む第１の電磁石、第１の電磁石の背面に、所定の距離を隔てて同軸上に配置され、吸気弁又は排気弁から遠い側の軸方向端部に第２の開口部を有する第２鉄心と、この第２鉄心に巻回されたコイルとを含む第２の電磁石、弁軸と揺動可能に連結され第１の開口部に対向配置された板状の第１の可動鉄心、第１の可動鉄心と連結軸を介して一体的に接続され第２の開口部に対向配置された板状の第２の可動鉄心、第１、第２の電磁石のいずれにも給電されないとき、第１、第２の可動鉄心を第１、第２の開口部から、それぞれ等距離に保持する保持手段を備えたものである。
【００１７】また、第１鉄心と第２鉄心を貫通して、少なくとも第１，第２の鉄心のいずれか一方に固定され、連結軸を摺動可能に支持する軸受け部材を備えたものである。
【００１８】また、軸受け部材は非磁性体で構成されたものである。
【００１９】また、連結軸は非磁性体で構成されたものである。
【００２０】また、第１の電磁石と第２の電磁石との間に非磁性体からなるスペーサを挿入したものである。
【００２１】また、弁軸と第１の可動鉄心とを、揺動可能に連結する軸受を備えたものである。
【００２２】また、軸受は、弁軸と第１の可動鉄心の一方に構成した半円部を介して互いに接触させたものである。
【００２３】また、第１の電磁石および第２の電磁石の少なくとも一方の鉄心は、弁軸の延長線の周りに同軸に配置され片端が磁気的に結合され他端に開口部を構成する内筒と外筒で構成され、内筒又は外筒の少なくとも一方の端面に弁軸に対して傾斜した面を備えたものである。
【００２４】また、第１の可動鉄心又は第２の可動鉄心は、第１の電磁石又は第２の電磁石の内筒の内側に挿入される突起部を備えたものである。
【００２５】また、内筒の内側に挿入される突起部は、その長さが、第１、第２の内筒と第１、第２の可動鉄心との対向面積が、第１、第２の外筒と第１、第２の可動鉄心との対向面積にほぼ等しくなる長さに構成されたものである。
【００２６】また、内筒の軸方向長さは外筒の軸方向長さよりも短い長さに構成され、かつ、内筒の外周側でコイルの内周面に沿う樹脂製ガイドを備えたものである。
【００２７】また、突起部の弁軸に直交する断面の面積は、外筒の弁軸に直交する面での断面積にほぼ等しくなるように構成されたものである。
【００２８】また、内筒と外筒の端部はコイルの軸方向長さよりも長く、この端部に対向する可動鉄心には内筒と外筒の間に挿入される嵌合突起が設けられているものである。
【００２９】また、嵌合突起にはダンパーが装着されているものである。
【発明の実施の形態】実施の形態１．この発明の実施の形態１による弁の電磁駆動装置の構造断面図を図１に示す。図において従来と同じ又は相当部分には同符号を付してその詳細な説明を省略する。１２は弁軸５ａまたはその延長線の周囲に配置され、第１の外筒１２ａと第１の内筒１２ｂ（これらは図に向かって上方で磁気回路的に接続され、下方に開口部を構成している）で構成された第１の鉄心、１は開閉弁５の弁軸５ａまたはその延長線の周囲に第１の鉄心１２に巻回された第１のコイルであり、第１の鉄心１２と第１のコイル１は第１の電磁石１１２を構成している。
【００３０】１４は弁軸５ａまたはその延長線の周囲に、第１の電磁石とのあいだに非磁性体のスペーサ８１を介して（所定の距離を隔てて）対象に配置され、第２の外筒１４ａと第２の内筒１４ｂ（これらは図に向かって下方で磁気回路的に接続され、上方に開口部を構成している）で構成された第２の鉄心、３は開閉弁５の弁軸５ａの延長線を取り巻くように第２の鉄心１４に巻回された第２のコイルであり、第２の鉄心１４と第２のコイル３は第２の電磁石１１４を構成している。以上に説明した第１の電磁石１１２と第２の電磁石１１４が互いにその背面側を対向させた構造は、他の実施の形態でも使用するが、説明の重複を避けるため、以下、電磁石の背面連結と呼ぶ。１０１は第１の電磁石１１４、第２の電磁石１１２、弁軸５ａなどを収納するケースである。
【００３１】１６は開閉弁５の弁軸５ａの端に軸受８２を介して連結され、第１の電磁石１２の開口部１２ｃの端面に平行な板状の第１の可動鉄心、７は可動鉄心１６とケース１０１との間に装荷された第１スプリングである。１８は第２の可動鉄心で、第２の電磁石１１４の開口部１４ｃの端面に平行な板状で、非磁性体で構成した連結軸１９を介して第１の可動鉄心１６と連結されている。８は第２の可動鉄心１８とケース１０１との間に装荷された第２スプリングである。連結軸１９は第１、第２の鉄心１２、１４の中心を貫通して固定された非磁性体の軸受け部材１１によって、摺動可能に支持されている。第１の可動鉄心１６と第２の可動鉄心１８とは、第１コイル１にも第２コイル３にも電流が流れていないとき、第１の鉄心１２との軸方向の距離と第２の鉄心１４との間の軸方向の距離が互いにほぼ等しくなるよう、第１スプリング７と、第２スプリング８及び後述する第３スプリング５ｄの強さが調整されている。第１スプリング７と、第２スプリング８はこの発明に言う保持手段である。
【００３２】次に、動作について図により説明する。図１の第１の可動鉄心１６と第２の可動鉄心１８とは互いに連結軸１９で連結された状態のまま、ケース１０１の内部を図に向かって上下に移動することができる。軸受８２の詳細断面を図２に示す。軸受８２は、第１の可動鉄心１６の側に設けた窪み１６ａ（窪み１６ａの底部は半径Ｒ１の半円形断面）と、この窪み１６ａに挿入される弁軸５ａの先端に形成された半径Ｒ２の半円形部５ｂとで構成される。ここでＲ１＞Ｒ２である。即ち、弁軸５ａは窪み１６ａの中で、ある角度範囲内で自由に傾斜したり揺動したりすることができる。
【００３３】図１に於いて、弁軸５ａはその中間に固定したスプリング受け板５ｃを有し、このスプリング受け板５ｃとシリンダヘッド９との間に挿入した第３スプリング５ｄにより、常に図の上方に押しつけられている。したがって、弁軸５ａが第１の鉄心１６の軸受８２から外れてしまう（窪み１６ａから飛び出す）ということはない。
【００３４】第１の電磁石１１２に通電されると、第１の鉄心１６が上方に引きつけられて弁５が閉じる。第２の電磁石１１４に通電されると、第２の鉄心１８が下方に引きつけられて弁５が第３スプリング５ｄの力に抗して開かれる。弁軸５ａと第１の可動鉄心１６とが機械的に固着されておらず、軸受８２により、ある角度の範囲内で自由に折れ曲がる揺動可能な構造を備え、また、第１，第２の可動鉄心１６，１８はその連結軸が軸受部材１１によって支えられているので、摺動軸受１０が磨耗して弁軸５ａが傾いても第１、第２の可動鉄心に無用の力が働くことがなく、動きが固くなるということはない。また、軸受け部材１１の位置と第１、第２の可動鉄心との位置が極めて近いので、第１、第２の可動鉄心１６、１８が傾いて動きが悪くなるということがない。そればかりか、軸受８２により弁軸５ａの先端の位置が決まるので弁軸５ａそのものの動きもスムースとなる。
【００３５】第１、第２の可動鉄心１６、１８は、その中央部に、内筒１２ｂ，１４ｂの内側に挿入される突起部８５を持ち、これによって内筒と可動鉄心との接触対向面積と、外筒と可動鉄心との接触対向面積とがほぼ等しくなるように構成されている。こうすることで内筒１２ｂ，１４ｂの厚みが薄くても磁路抵抗が低くなり、最大の駆動力を引き出すことができる。図１に於いてスペーサ８１は非磁性体の板と説明したが、その機能は第１、第２の電磁石１１２、１１４が電磁力によって互いにくっつくことがないように、それぞれの電磁石の位置を確定することであるので、例えば、ケース１０１の内側にケース１０１の壁を突出させ、スペースそのものは空隙としてもよい。図１では第２可動鉄心１８にも窪みがあるが、これは製造上の理由から第１可動鉄心１６とおなじものを逆向きに使用したためであり、窪みはあってもなくてもよい。
【００３６】実施の形態２．この発明の実施の形態２による弁の電磁駆動装置の構造断面図を図３に示す。図において従来と同じ又は相当部分には同符号を付してその詳細な説明を省略する。３２は弁軸５ａまたはその延長線の周囲に配置され、軸方向端部に弁軸５ａに対して傾斜した面を有する第１の鉄心で、第１の外筒３２ａと第１の内筒３２ｂ（これらは図の上方で磁気回路的に接続され、図の下方に開口部を有している）で構成されている。１は開閉弁５の弁軸５ａまたはその延長線の周囲に第１の鉄心３２に巻回された第１のコイルであり、第１の鉄心３２と第１のコイル１は第１の電磁石１１２を構成している。３４は弁軸５ａまたはその延長線の周囲に、第１の電磁石１１２に対して背面連結されて配置され、図の上方向に開口部を有し、その端部に弁軸５ａに対して傾斜した面を有する第２の鉄心で、第２の外筒３４ａと第２の内筒３４ｂ（これらは図の下方向で磁気回路的に接続されている）で構成されている。３は開閉弁５の弁軸５ａを取り巻くように第２の鉄心３４に巻回された第２のコイルであり、第２の鉄心３４と第２のコイル３は第２の電磁石１１４を構成している。１０１は上記電磁石や弁軸を収納するケースである。
【００３７】３６は開閉弁５の弁軸５ａの一端と軸受３８２を介して連結され、第１の電磁石１１２の傾斜した面に平行な傾斜面を持つ板状の第１の可動鉄心、７は第１の可動鉄心３６とケース１０１との間に装荷された第１スプリングである。軸受３８２は第１可動鉄心３６の下方に固定された半球状の玉３８２ａの下面に弁軸５ａの平坦に加工した先端が押しつけられて構成されている。３８は連結軸１９により第１の可動鉄心３６と連結され、第２の電磁石１１４の傾斜した面に平行な傾斜面を持つ板状の第２の可動鉄心、８は第２の可動鉄心３８とケース１０１との間に装荷された第２スプリングである。第１の可動鉄心３６の傾斜面３６ａは第１鉄心３２の傾斜した面に平行するようにしてある。第２の可動鉄心３８の傾斜面３８ａは第２鉄心３４の傾斜した面に平行するようにしてある。第１、第２コイル１、３のいずれにも通電されていないとき、第１の可動鉄心３６と第１の鉄心３２の端面との距離と、第２の可動鉄心３８と第２の鉄心３４との間の距離とが等しくなるように、第１スプリング７と、第２スプリング８及び第３スプリング５ｄの調整によって適当な位置に保持されている。第１スプリング７と、第２スプリング８はこの発明に言う保持手段である。
【００３８】第１、第２の鉄心３２、３４と第１、第２の可動鉄心３６、３８の双方に対向して傾斜した面を設けることにより、実質的な電磁吸引面積を増加し得るため、総磁束φが増加し、駆動力が増加して弁の開閉速度が高くなるという効果が得られる。第１、第２の鉄心３２、３４の端部の傾斜した面の傾斜角度は、何度であってもそれなりに効果はあるものの、対向する面の面積を大きくできるという点からはできるだけ大きい角度としたほうがよい。しかし、あまり大きくすると第１、第２可動鉄心３６、３８の対向する面の部分の板厚を十分とることが難しくなるなどの問題があるので、開閉弁５の軸方向に対して４５～６０度程度とするのが好ましい。
【００３９】図３のものでは、仮に駆動力がもとのままでよいなら駆動力が増加する分だけ、対向面積を減らすことが出来るので、第１、第２可動鉄心３６、３８や第１、第２の鉄心３２、３４の外径を小さくすることもできる。
【００４０】図３では第１、第２の鉄心３２、３４の外筒３２ａ，３４ａと内筒３２ｂ，３４ｂの全てに傾斜面を設けたが、それなりの効果の減少を容認するならば、第１または第２の鉄心のいずれか一方だけにするとか、外筒、内筒のいずれか一方だけにするとか、あるいは傾斜した面と傾斜しない面を同時に設けるとか、組み合わせは自由に選択することが出来る。例えば、外筒、内筒の何れか一つの全面または一部と、可動鉄心上のこれに対向する部位に傾斜面を設けるようにしてもよい。外筒の端面の全て又は一部と、可動鉄心上のこれに対向する部位に傾斜面を設け、内筒の端面は直角としてもよい。内筒の端面の全て又は一部と、可動鉄心上のこれに対向する部位に傾斜面を設け、外筒の端面は直角としてもよい。また、上記は、第１の鉄心３２の側又は第２の鉄心３４の側のいずれか一方のみに傾斜面を設けるようにしてもよい。なお、軸受３８２は実施の形態１の図２のような形のものでもよいことは言うまでもない。
【００４１】実施の形態３．実施の形態２の鉄心端面の傾斜は外筒と内筒とで逆方向の傾斜としてもよい。このように構成した弁の電磁駆動装置の断面を図４に示す。図の符号は実施の形態２の図３と同じなので説明を省略する。図４では第１可動鉄心３６と第２可動鉄心３８との外筒３２ａ，３４ａに対向する傾斜面が図３の場合に比べて逆方向になっている。即ち、図３では可動鉄心の外径側が第１可動鉄心は下方向、第２可動鉄心は上方向に傾斜していたが、図４では可動鉄心の外径側が第１可動鉄心は上方向、第２可動鉄心は下方向に傾斜している。このように構成することで全体としての背の高さを幾分小型化することができる。
【００４２】実施の形態４．実施の形態２の図３のものの磁束をさらに増大させる構成を図５に示す。図５に於いて、５２ａは第１コイル１の下端より所定の長さだけ下方に突き出た第１鉄心の外筒、５２ｂは第１コイル１の下端より所定の長さだけ下方に突き出た第１鉄心の内筒である。また、５４ａは第２コイル３の上端より所定の長さだけ上方に突き出た第２鉄心の外筒、５４ｂは第２コイル３の上端より所定の長さだけ上方に突き出た第２鉄心の内筒である。
【００４３】外筒、内筒がともにコイルの端より所定の長さだけ突き出ているので、コイルの端には内筒と外筒が直接対向する部分（嵌合部という）が構成される。５６は第１鉄心の前記嵌合部に嵌合される嵌合突起５６ａを有する第１可動鉄心、５７は第２鉄心の前記嵌合部に嵌合される嵌合突起５７ａを有する第２可動鉄心である。このような構成により第１鉄心と第１可動鉄心の表面同士が接触している面積も、第２鉄心と第２可動鉄心の表面同士が接触している面積も、ともに大きくなり、磁気駆動力が増大する。なお、嵌合突起５６ａ，５８ａの高さは、嵌合後に嵌合突起がコイルに接触しない程度とすることは言うまでもない。
【００４４】また、図５に於いて、５００はダンパーであり、ゴム、フェルトなどのクッション材を嵌合部の少なくとも片方の面に接着し、可動鉄心５６，５８が鉄心に吸着されるときにこのクッション材が圧縮されることで吸着の衝撃音を和らげるものである。勿論ダンパー５００があってもなくても電磁駆動性能に変わりはない。
【００４５】実施の形態５．この発明による、実施の形態５の電磁駆動装置の断面の部分拡大図を図６に示す。図示されていない部分及び、以下に特に説明しない部分の構造は、実施の形態１の図１と同じ構造である。図に於いて、６２は第１鉄心で、外筒６２ａと内筒６２ｂを持ち、内筒６２ｂはコイル１の中程で切断されている。６３１は樹脂製の筒型のボビンからなりコイル１の内側に張りつけられている第１ガイドである。６４は第２鉄心で、外筒６４ａと内筒６４ｂを持ち、内筒６４ｂはコイル３の中程で切断されている。６３２は樹脂製の筒型のボビンからなりコイル３の内側に沿って（内筒の外周に沿って）張りつけられている第２ガイドである。
【００４６】６６は第１の可動鉄心で外筒６２ａの端面に対向する円板部と、突起部８５の周囲に円筒型に成形したガイド部６６ａとを有している。６８は第２の可動鉄心で外筒６４ａの端面に対向する円板部と、弁軸５ａの延長線の周囲に円筒型に成形したガイド部６８ａとを有している。可動鉄心のガイド部６６ａと６８ａは、それぞれ第１ガイド６３１、第２ガイド６３２の内部に摺動可能に収納される。第１ガイド６３１、第２ガイド６３２はいずれも可動鉄心の横方向へのぶれを防止するので、軸受としての機能を持つ、従って図６の場合、図には記載してあるが軸受部材１１は必ずしも必要ではない。
【００４７】第１ガイド６３１、第２ガイド６３２は可動鉄心の案内のみでなく、第１コイル１、第２コイル３を収納し易くする機能も備えている。第１ガイド６３１，第２ガイド６３２には、コイルを巻回するために用いられたボビン（巻き枠）そのものを利用してもよい。なお、突起部８５の軸に直交する断面の面積は外筒の断面積にほぼ等しくなるようにしている。
【００４８】図６では、第１、第２の鉄心の端面は弁軸５ａに対して直角であるものを記載しているが、実施の形態２の図３のように、内筒または外筒いずれか一方、または両方の端面を傾斜させて駆動力を増加させることができる。例えば外筒６２ａと６４ａの端面を傾斜させたものを図７に示す。第１、第２の可動鉄心６６、６８の端の部分は外筒の端面の傾斜に合わせて傾斜させる。また、図７では第１、第２の可動鉄心６６、６８と連結軸１９との接合部の突起８５の形状を図６のものとは逆に窪ませてあるが、どちらの方法をとってもよい。
【００４９】以上の説明に於いて、内燃機関の吸・排気弁を駆動するとして説明したが、この発明の電磁駆動装置は、内燃機関用途に限定されるものではなく、気体圧縮ポンプなど弁を有する各種の機器の弁の駆動に利用でき、更に、配管の途中に用いるいわゆる電磁弁にも利用出来ることは言うまでもない。なお、各実施の形態の説明中で、第１、第２鉄心、第１、第２の可動鉄心は円形であると説明しているが、必ずしも円形である必要はない。
【００５０】
【発明の効果】以上のようにこの発明の弁の電磁駆動装置は、背面連結した第１，第２の電磁石の開口部に対向して配置した第１，第２の可動鉄心を互いに連結し、軸受け部材で支持し、弁軸は第１の可動鉄心と軸受で接続したので、弁軸の傾きによって可動鉄心の動きが阻害されることがないと言う効果が得られる。
【００５１】また、軸受け部材は鉄心に固定したので構造が単純である。
【００５２】また、軸受け部材を非磁性体で構成したので、第１，第２鉄心が磁気的に完全に分離される。
【００５３】また、連結軸を非磁性体で構成したので、第１，第２鉄心が磁気的に完全に分離され、また連結軸に磁気力が作用することがない。
【００５４】また、第１，第２の電磁石の間に非磁性体からなるスぺーサを挿入したので構造が堅固になる。
【００５５】また、弁軸と第１の可動鉄心とを揺動可能な軸受でつないだので、可動鉄心の動きが弁軸の動きによって阻害されることがない。
【００５６】また、軸受は半円部を介して接触させているので、ある角度の範囲内で自由に折れ曲がることができる。
【００５７】また、第１又は第２鉄心の端面に傾斜した面を設け、これに対向する可動鉄心の面にも同じ傾斜面を設けたので吸着力を増大させることができる。
【００５８】また、可動鉄心の側に突起部を設け、これを内筒の内側に挿入するようにしたので、内筒と可動鉄心間の磁路抵抗を減少させることができる。
【００５９】また、可動鉄心と内筒との対向面積と、可動鉄心と外筒との対向面積とをほぼ等しくなるようにしたので、最も効率よく吸着力を高めることができる。
【００６０】また、内筒の外側に樹脂製のガイドを設けたので、可動鉄心の動きをスムースにすることができる。
【００６１】また、可動鉄心の突起部の断面積を外筒の断面積とほぼ等しくしたので、最も効率よく吸着力を高めることができる。
【００６２】また、内筒と外筒の端部はコイルの軸方向長さよりも長く、この端部に対向する可動鉄心には前記内筒と外筒の間に挿入される嵌合突起が設けられているので、吸着力を更に高めることができる。
【００６３】また、嵌合突起にはダンパーが装着されているので、吸着時の衝撃音を和らげることができる。

【出願人】	【識別番号】０００００６０１３【氏名又は名称】三菱電機株式会社
【出願日】	平成１２年４月１０日（２０００．４．１０）
【代理人】	【識別番号】１０００７３７５９【弁理士】【氏名又は名称】大岩増雄
【公開番号】	特開２００１－２８９０１８（Ｐ２００１－２８９０１８Ａ）
【公開日】	平成１３年１０月１９日（２００１．１０．１９）
【出願番号】	特願２０００－１０８３７４（Ｐ２０００－１０８３７４）