(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気用または排気用のバルブと機械的に結合される可動子と、前記バルブを開くために前記可動子を吸引する開電磁石と、前記バルブを閉じるために前記可動子を吸引する閉電磁石と、前記可動子にバルブを開閉する方向の力を作用させる第１バネ及び第２バネと、前記第１バネを支持する第１バネ支持部材と、前記第２バネを支持する第２バネ支持部材とを備えたバルブ駆動装置において、
前記開電磁石と前記閉電磁石の何れか一方または両方を前記バルブの開閉方向に移動可能に構成すると共に、
前記開電磁石，閉電磁石の少なくとも１つをバルブの開閉方向に移動可能に支持する手段は、複数のバルブ駆動装置に共用することを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項２】
内燃機関の吸気用または排気用のバルブと機械的に結合される可動子と、前記バルブを開くために前記可動子を吸引する開電磁石と、前記バルブを閉じるために前記可動子を吸引する閉電磁石と、前記可動子にバルブを開閉する方向の力を作用させる第１バネ及び第２バネと、前記第１バネを支持する第１バネ支持部材と、前記第２バネを支持する第２バネ支持部材とを備えたバルブ駆動装置において、
前記開電磁石と前記閉電磁石の何れか一方または両方を前記バルブの開閉方向に移動可能に構成すると共に、
前記開電磁石または閉電磁石の外周部に螺旋状の凹凸部を設け、内部に開電磁石及び閉電磁石が設けられるケーシングの内周部に前記凹凸部に対応する螺旋状の凹凸部を設け、開電磁石と閉電磁石とケーシングのうちの１つ以上をバルブの軸と略平行な軸を中心として回転させることにより、開電磁石と閉電磁石の何れか一方または両方をバルブの開閉方向に移動させることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項３】
内燃機関の吸気用または排気用のバルブと機械的に結合される可動子と、前記バルブを開くために前記可動子を吸引する開電磁石と、前記バルブを閉じるために前記可動子を吸引する閉電磁石と、前記可動子にバルブを開閉する方向の力を作用させる第１バネ及び第２バネと、前記第１バネを支持する第１バネ支持部材と、前記第２バネを支持する第２バネ支持部材とを備えたバルブ駆動装置において、
前記開電磁石と前記閉電磁石の何れか一方または両方を前記バルブの開閉方向に移動可能に構成すると共に、
内燃機関の始動直前に、前記開電磁石と閉電磁石の何れか一方を移動させて可動子に接近させた後に該可動子に接近した開電磁石または閉電磁石により該可動子を吸引し、その後、可動子に接近した開電磁石または閉電磁石を所定の位置に戻すように移動することを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項４】
内燃機関の吸気用または排気用のバルブと機械的に結合される可動子と、前記バルブを開くために前記可動子を吸引する開電磁石と、前記バルブを閉じるために前記可動子を吸引する閉電磁石と、前記可動子にバルブを開閉する方向の力を作用させる第１バネ及び第２バネと、前記第１バネを支持する第１バネ支持部材と、前記第２バネを支持する第２バネ支持部材とを備えたバルブ駆動装置において、
前記開電磁石と前記閉電磁石の何れか一方または両方を前記バルブの開閉方向に移動可能に構成すると共に、
前記可動子が開電磁石または閉電磁石に着座する際に該開電磁石または閉電磁石を可動子の運動方向と同方向の移動速度をもつように該開電磁石または閉電磁石をバルブの開閉方向に駆動する手段を設けたことを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項５】
内燃機関の吸気用または排気用のバルブと機械的に結合される可動子と、前記バルブを開くために前記可動子を吸引する開電磁石と、前記バルブを閉じるために前記可動子を吸引する閉電磁石と、前記可動子にバルブを開閉する方向の力を作用させる第１バネ及び第２バネと、前記第１バネを支持する第１バネ支持部材と、前記第２バネを支持する第２バネ支持部材とを備えたバルブ駆動装置において、
前記開電磁石と前記閉電磁石の何れか一方または両方を前記バルブの開閉方向に移動可能に構成すると共に、
前記開電磁石または閉電磁石に吸着されている可動子を該開電磁石または閉電磁石から離脱させる際に、前記開電磁石または閉電磁石を可動子の離脱運動方向に移動させる駆動手段を設けたことを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項６】
内燃機関の吸気用または排気用のバルブと機械的に結合される可動子と、前記バルブを開くために前記可動子を吸引する開電磁石と、前記バルブを閉じるために前記可動子を吸引する閉電磁石と、前記可動子にバルブを開閉する方向の力を作用させる第１バネ及び第２バネと、前記第１バネを支持する第１バネ支持部材と、前記第２バネを支持する第２バネ支持部材とを備えたバルブ駆動装置において、
前記開電磁石と前記閉電磁石の何れか一方または両方を前記バルブの開閉方向に移動させる電磁石移動手段と、前記第１バネ支持部材と前記第２バネ支持部材の何れか一方または両方を前記バルブの開閉方向に移動させるバネ支持部材移動手段を設け、
前記開電磁石，閉電磁石，第１バネ支持部材，第２バネ支持部材の少なくとも１つをバルブの開閉方向に移動可能に支持する手段は、複数のバルブ駆動装置に共用することを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項７】
内燃機関の吸気用または排気用のバルブと機械的に結合される可動子と、前記バルブを開くために前記可動子を吸引する開電磁石と、前記バルブを閉じるために前記可動子を吸引する閉電磁石と、前記可動子にバルブを開閉する方向の力を作用させる第１バネ及び第２バネと、前記第１バネを支持する第１バネ支持部材と、前記第２バネを支持する第２バネ支持部材とを備えたバルブ駆動装置において、
前記開電磁石と前記閉電磁石の何れか一方または両方を前記バルブの開閉方向に移動させる電磁石移動手段と、前記第１バネ支持部材と前記第２バネ支持部材の何れか一方または両方を前記バルブの開閉方向に移動させるバネ支持部材移動手段を設け、
更に、前記開電磁石または閉電磁石の外周部に螺旋状の凹凸部を設け、内部に開電磁石及び閉電磁石が設けられるケーシングの内周部に前記凹凸部に対応する螺旋状の凹凸部を設け、開電磁石と閉電磁石とケーシングのうちの１つ以上をバルブの軸と略平行な軸を中心として回転させることにより、開電磁石と閉電磁石の何れか一方または両方をバルブの開閉方向に移動させることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項８】
内燃機関の吸気用または排気用のバルブと機械的に結合される可動子と、前記バルブを開くために前記可動子を吸引する開電磁石と、前記バルブを閉じるために前記可動子を吸引する閉電磁石と、前記可動子にバルブを開閉する方向の力を作用させる第１バネ及び第２バネと、前記第１バネを支持する第１バネ支持部材と、前記第２バネを支持する第２バネ支持部材とを備えたバルブ駆動装置において、
前記開電磁石と前記閉電磁石の何れか一方または両方を前記バルブの開閉方向に移動させる電磁石移動手段と、前記第１バネ支持部材と前記第２バネ支持部材の何れか一方または両方を前記バルブの開閉方向に移動させるバネ支持部材移動手段を設け、
内燃機関の始動直前に、前記開電磁石と閉電磁石の何れか一方を移動させて可動子に接近させた後に該可動子に接近した開電磁石または閉電磁石により該可動子を吸引し、その後、可動子に接近した開電磁石または閉電磁石を所定の位置に戻すように移動することを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項９】
内燃機関の吸気用または排気用のバルブと機械的に結合される可動子と、前記バルブを開くために前記可動子を吸引する開電磁石と、前記バルブを閉じるために前記可動子を吸引する閉電磁石と、前記可動子にバルブを開閉する方向の力を作用させる第１バネ及び第２バネと、前記第１バネを支持する第１バネ支持部材と、前記第２バネを支持する第２バネ支持部材とを備えたバルブ駆動装置において、
前記開電磁石と前記閉電磁石の何れか一方または両方を前記バルブの開閉方向に移動させる電磁石移動手段と、前記第１バネ支持部材と前記第２バネ支持部材の何れか一方または両方を前記バルブの開閉方向に移動させるバネ支持部材移動手段を設け、
更に、前記可動子が開電磁石または閉電磁石に着座する際に該開電磁石または閉電磁石を可動子の運動方向と同方向の移動速度をもつように該開電磁石または閉電磁石をバルブの開閉方向に駆動する手段を設けたことを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項１０】
内燃機関の吸気用または排気用のバルブと機械的に結合される可動子と、前記バルブを開くために前記可動子を吸引する開電磁石と、前記バルブを閉じるために前記可動子を吸引する閉電磁石と、前記可動子にバルブを開閉する方向の力を作用させる第１バネ及び第２バネと、前記第１バネを支持する第１バネ支持部材と、前記第２バネを支持する第２バネ支持部材とを備えたバルブ駆動装置において、
前記開電磁石と前記閉電磁石の何れか一方または両方を前記バルブの開閉方向に移動させる電磁石移動手段と、前記第１バネ支持部材と前記第２バネ支持部材の何れか一方または両方を前記バルブの開閉方向に移動させるバネ支持部材移動手段を設け、
更に、前記開電磁石または閉電磁石に吸着されている可動子を該開電磁石または閉電磁石から離脱させる際に、前記開電磁石または閉電磁石を可動子の離脱運動方向に移動させる駆動手段を設けたことを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０の１項における前記可動子をバルブと機械的に結合したことを特徴とする電磁バルブ装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載された電磁バルブ装置を用いた内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸排気のための電磁バルブ装置とその駆動装置及びこの電磁バルブ装置を使用した内燃機関に係り、特に、バルブリフト量制御手段や騒音低減手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（内燃機関の基本構成）
自動車の内燃機関（エンジン）は、吸気バルブ，排気バルブ，バルブ駆動装置，ピストン，シリンダ，点火プラグ，スロットルバルブ等を備え、吸入，圧縮，燃焼，排気の各行程を繰り返すことにより回転力を発生する。
【０００３】
吸入行程では、バルブ駆動装置により、排気バルブを閉じ、吸気バルブを開いた状態でピストンが上死点から下死点まで運動する。これによりシリンダ内の圧力が低くなってガソリンと空気の混合気が該シリンダ内に吸入される。
【０００４】
圧縮行程では、バルブ駆動装置により、排気バルブと吸気バルブを閉じた状態で、ピストンが下死点付近から上死点に向かって運動してシリンダ内の混合気を圧縮する。
【０００５】
燃焼行程では、バルブ駆動装置により、排気バルブと吸気バルブを閉じた状態で、シリンダ内で圧縮された混合気を点火プラグによって点火する。点火された混合気が燃焼膨張して高圧となったガスの圧力によってピストンを上死点付近から下死点に向かって運動させて回転力を発生する。
【０００６】
排気行程では、バルブ駆動装置により、吸気バルブを閉じ、排気バルブを開いた状態で、ピストンが下死点付近から上死点に向かって運動することにより、シリンダ内の燃焼膨張したガスを排出する。
【０００７】
以上のようなエンジンの吸気バルブ及び排気バルブ（以下、バルブという）の開閉駆動を行うバルブ駆動装置として、電磁力を用いてこのバルブを開閉駆動する電磁駆動式のバルブ装置が多数提案されている。これらの電磁バルブ装置は、バルブの軸に機械的に結合された可動子と、この可動子を吸引して開閉駆動するための電磁石と、この可動子を開閉駆動するための補助力を発生するバネとを備えている。これらの電磁バルブ装置には、以下のようなことが要求される。
【０００８】
（バルブリフト量可変の必要性）
（１）スロットルレス対応
通常、エンジンは、その出力を制御するために、吸気バルブの上流に設けたスロットルバルブによりシリンダ内への吸入空気流量を調節している。吸気バルブのリフト量（開放量を意味する）を変化させることができれば、スロットルバルブを用いることなく、シリンダ内への吸入空気量を調節することが可能となる。このようにすれば、スロットルバルブ機構が不要となるために吸気系の構造が簡略となってエンジンの低コスト化を図ることができる。このようなことから、バルブ駆動装置によるバルブのバルブリフト量は正確に可変制御できることが要求される。
【０００９】
（２）リーンバーン対応
エンジンの燃料消費量を少なくするために、希薄燃焼エンジンが実用化されはじめている。多くのエンジンは、１つのシリンダ当たり２つの吸気バルブを設けている。希薄燃焼を行う際には、２つの吸気バルブの内の１つの吸気バルブのリフト量を小さくする。これにより、シリンダ内にスワールが発生して燃料と空気の混合が促進されるために、燃料を少なくしても安定した燃焼状態を得ることができる。このような希薄燃焼エンジンに対応するためにも、これらの電磁バルブ装置は、バルブリフト量を正確に可変制御できることが要求される。
【００１０】
（バネの平衡点がバルブ開位置と閉位置の中央である必要性）
バルブと機械的に結合した可動子を電磁石で吸引して該バルブの開閉駆動を行なう電磁駆動式のバルブ装置では、前記可動子と電磁石の間隔が広いと、小型の電磁石では大きな電磁力を発生することが困難であるので、バルブの開閉駆動が困難となる。そこで、可動子に作用するバネ力を利用して、バルブを開閉駆動する必要がある。バルブを開く際に利用するバネ力と、バルブを閉じる際に利用するバネ力とは同等であることが望ましい。従って、エンジン動作時において、バネ力によるバルブの平衡位置は、開位置と閉位置の間の中央付近にあることが要求される。
【００１１】
（電源遮断時，エンジン始動直前にはバネ力によるバルブの平衡位置が閉位置付近にある必要性）
（１）エンジン始動時
エンジンの始動直前には、バネ力によるバルブの平衡位置は、閉位置付近にあることが要求される。何故ならば、バネの力によるバルブの平衡位置が開位置と閉位置の中央付近にあると仮定すると、バルブをバネの力に逆らって初期位置に電磁力のみで駆動することが必要になる。しかし、このような仮定状態では、可動子と電磁石の間隔が広いために大きな電磁力を発生することが困難で、バルブを初期位置に向けて駆動できない可能性がある。
【００１２】
（２）電源遮断時
自動車の充電系統などのトラブルにより、エンジン動作中に電磁バルブ装置に対する電力の供給が断たれることが考えられる。このとき、バルブが開位置にあってシリンダ内に大きく突出していると、惰性運動中のピストンがこのバルブに衝突する可能性がある。このようなことを避けるためにも、この電磁バルブ装置に電力が供給されない状態では、バネの力によるバルブの平衡位置は、閉位置付近にあることが要求される。
【００１３】
（衝撃緩和の必要性）
自動車のエンジンには静粛性が要求されるため、電磁バルブ装置においても、バルブを開閉駆動する可動子が電磁石に着座する際の衝撃を緩和し、騒音の発生を小さく抑えることが要求される。
【００１４】
（従来技術の具体例）
以上述べたように、電磁駆動式のバルブ装置は、
第１に、バルブリフト量を正確に可変制御できること、
第２に、エンジン動作時に、バネの力によるバルブの平衡位置は、開位置と閉位置の中央付近にあること、
第３に、電磁バルブ装置に電力が供給されない状態では、バネの力によるバルブの平衡位置は、閉位置付近にあること、
第４に、可動子が電磁石に着座する際に発生する衝撃音が小さいこと、
などが要求される。
【００１５】
このような要求の一部を満たすための従来技術として、特開昭６１−２３７８１０号公報，特開平３−２４２４０９号公報及び特開平４−６６７０６号公報に開示された電磁駆動式のバルブ装置を挙げることができる。
【００１６】
特開昭６１−２３７８１０号公報に開示されている電磁バルブ装置は、前記の第２，第３の要求を満たすものの、第１，第４の要求を満たすことができない。すなわち、バルブリフト量を可変とすることが困難であり、また、可動子が電磁石に着座する際の衝撃を緩和することができない。
【００１７】
特開平３−２４２４０９号公報に開示されている電磁バルブ装置は、前記第３の要求を満たしているものの第１，第２，第４の要求を満たすことができない。第１の要求であるバルブリフト量の可変制御の目的は、吸入空気量調整及び燃焼状態改善である。よって、バルブリフト量は、正確に制御する必要がある。しかし、高速で開閉動作するバルブの開位置を電磁力で正確に位置決めすることは困難であることから、この公開公報に開示された電磁バルブ装置は、正確なリフト量制御が困難である。また、エンジン動作時におけるバネの力によるバルブの平衡位置は、開位置と閉位置の中央付近とすることができない。更に、可動子が電磁石に着座する際の衝撃を緩和することもできない。
【００１８】
また、特開平４−６６７０６号公報に開示された電磁バルブ装置は、可動子と電磁石の接触面に緩衝材を介在させることにより着座する際の衝撃を緩和する構成である。しかしながら、緩衝材は非磁性物質であるので、磁気回路抵抗が増加して電磁力が減少し、バルブを開閉駆動するために必要な電磁力を得るための電磁装置の規模が大きくなる問題がある。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来技術の問題点を解決するためのものであり、１つの目的は、バルブリフト量を正確に可変制御することができる電磁バルブ装置を提供することにある。
【００２０】
本発明の他の目的は、バルブリフト量を正確に可変制御することできるようにすると共に、エンジン動作時におけるバネの力によるバルブの平衡位置を開位置と閉位置の中央付近にし、且つ、電磁バルブ装置に電力が供給されない状態ではバネの力によるバルブの平衡位置を閉位置付近にすることができるようにすることにある。
【００２１】
本発明の更に他の目的は、可動子が電磁石に着座する際の衝撃を緩和して騒音の発生を軽減することができ、且つ小規模の電磁装置で必要な電磁力を発生することができるバルブ装置を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、バルブを開閉する可動子を駆動する開電磁石を前記バルブの開閉方向に移動させる電磁石移動手段を設け、可動子をこの開電磁石に着座させて止めることによりバルブリフト量を正確に制御するようにしたことを特徴とする。
【００２３】
また、バルブを開閉駆動する可動子の開閉方向移動を支援するバネを支持するバネ支持部材を移動して該バネの平衡位置を変えることができるようにすることにより、エンジン動作時にはバネ力によるバルブの平衡位置を開位置と閉位置の中央付近にし、該電磁バルブ装置に電力が供給されない状態ではバネ力によるバルブの平衡位置を閉位置付近にしたことを特徴とする。
【００２４】
更に、開電磁石と前記閉電磁石の何れか一方または両方を前記バルブの開閉方向に弾性的に支持することにより、可動子が電磁石に着座する際に発生する衝撃音を小さくしたことを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（基本構成，動作，課題）
図１は、本発明の一実施形態を示す電磁バルブ装置の縦断面図である。エンジン（内燃機関）には吸気ポートと排気ポートがあるが、何れのポートに設ける電磁バルブ装置も同様であるので、ここでは吸気ポートの例で説明する。
【００２６】
エンジンブロック１０の吸気ポート１０ａを開閉するバルブ１は、その軸１ａがバルブガイド２ａ，２ｂにより摺動可能となるように支持される。可動子３は鉄などの磁性材料から成り、バルブ１の軸１ａと機械的に結合される。可動子３は、圧縮状態に設置された第１バネ６と第２バネ７の力による平衡位置に弾性的に支持される。また、開電磁石４と閉電磁石５は、前記可動子３を挟んで対向するようにケーシング８内に設けられる。開電磁石４は開鉄心１３と開コイル１４を備え、閉電磁石５は閉鉄心１１と閉コイル１２を備える。９は、バルブ１に対向するバルブシートである。
【００２７】
閉コイル１２に電力を供給すると、閉電磁石５が電磁力を発生して可動子３を吸引駆動することによりバルブ１を引き上げて吸気ポート１０ａを閉じる。そして、閉コイル１２への電力供給を遮断し、開コイル１４に電力を供給すると、可動子３は開電磁石４に吸引駆動されてバルブ１を押し下げて吸気ポート１０ａを開く。
【００２８】
圧縮状態に設置される第１バネ６の力は、バルブ１を閉駆動するときに、開電磁石４に吸引されて開位置にある可動子３が該開電磁石４から離れて閉電磁石５に向かって移動するのを支援する。圧縮状態に設置される第２バネ７の力は、バルブ１を開駆動するときに、閉電磁石５に吸引されて閉位置にある可動子３が該閉電磁石５を離れて開電磁石４に向かって移動するのを支援する。なお、この第１バネ６及び第２バネ７は、設計仕様によっては、伸縮状態に応じて、押しバネ力または引っ張りバネ力を可動子３に作用させるように機能するバネ構造とすることもできる。更には、この第１バネ６及び第２バネ７は、伸張状態に設置されて可動子３を引っ張るように作用するバネ構造とすることもできる。
【００２９】
電磁バルブ装置は、このような動作を繰り返すことによってエンジンの吸気ポート１０ａを開閉する。
【００３０】
このような電磁バルブ装置は、エンジンのスロットルバルブを不要としたり、希薄燃焼等を行ったりするために、バルブ１の開動作ストローク、すなわちバルブリフト量は正確に可変制御できることが要求される。また、可動子３を開閉駆動するために利用する第１バネ６と第２バネ７の力は、バルブ１の開駆動のときと閉駆動のときで等しい大きさであることが望ましい。このためには、エンジンの運転時においては、第１バネ６と第２バネ７の力によって決まる可動子３の静的な平衡位置は、開電磁石４と閉電磁石５の間の空間の中央部付近であることが要求される。
【００３１】
更に、電磁バルブ装置に開閉駆動電力が供給されない状態では、第１バネ６と第２バネ７の力によって決まる可動子３の静的な平衡位置は、開電磁石４の付近か、閉電磁石５の付近にあることが要求される。何故ならば、エンジンの始動直前において、可動子３の平衡位置が開電磁石４と閉電磁石５の間の空間の中央部付近にあると仮定すると、可動子３を、初期位置、すなわち開電磁石４の付近または閉電磁石５の付近まで、第１バネ６及び第２バネ７の力に逆らって電磁力のみによって駆動しなければならない。しかしながら、この仮定状態では、開電磁石４または閉電磁石５と可動子３との間隔が広いために電磁力は小く、可動子３を駆動することが困難である。
【００３２】
また、自動車の充電系統などのトラブルにより、エンジン動作中に、電磁バルブ装置に対する電力の供給が断たれることが考えられる。このとき、可動子３の平衡位置が、開位置側にあると、惰性運動中のピストンがバルブ１に衝突する危険がある。従って、エンジン動作中に給電が断たれたときには、可動子３は閉電磁石４側に移動することが望ましい。
【００３３】
更に、自動車のエンジンには静粛性が要求される。このために、電磁バルブ装置においても、可動子３が開電磁石４または閉電磁石５に着座する際の衝撃を緩和して騒音を小さく抑えることが要求される。
【００３４】
（第１の実施形態    図１〜図５）
図１〜図５を参照して本発明の電磁バルブ装置の第１の実施形態を説明する。図１は、前述したように、本発明の電磁バルブ装置の一実施形態を示す縦断面図である。図２は図１におけるＡ−Ａ断面図、図３は図１におけるＢ−Ｂ断面図、図４（ａ），（ｂ）は動作状態を示す部分断面図である。図５は、制御回路のブロック図である。
【００３５】
ケーシング８の内周壁には、バルブ開閉駆動方向に伸びるガイド溝１５ａ，１５ｂが形成される。環状の開電磁石４に結合した摺動部材１６ａ，１６ｂは、前記ガイド溝１５ａ，１５ｂに摺動可能に係合して、該開電磁石４をバルブ１の開閉駆動方向に移動可能に支持する。開電磁石４には、鉄などの磁性材料から成る開磁石可動子１７ａ〜１７ｄが取り付けられる。この開磁石可動子１７ａ〜１７ｄの突起部を取り囲むように開磁石駆動部１８ａ〜１８ｄが設けられる。この開磁石駆動部１８ａ〜１８ｄは、鉄などの磁性材料からなる開駆動部鉄心１９ａ〜１９ｄと開駆動部コイル２０ａ〜２０ｄとを備える。開磁石可動子１７ａ〜１７ｄは、それぞれ、圧縮される開磁石バネ２１ａ，２１ｂによって支持される。前記開磁石可動子１７ａ〜１７ｄと開磁石駆動部１８ａ〜１８ｄは、それぞれ、リニア型ステッピングモータを構成する。
【００３６】
第１バネ６の可動子３と反対側の端部は、鉄などの磁性材料からなる第１バネ支持部材２２ａ〜２２ｄによって支持される。第１バネ駆動部２３ａ〜２３ｄは、前記第１バネ支持部材２２ａ〜２２ｄを取り囲むように設けられる。この第１バネ駆動部２３ａ〜２３ｄは、鉄などの磁性材料からなる第１バネ駆動部鉄心２４ａ〜２４ｄと第１バネ駆動部コイル２５ａ〜２５ｄを備える。前記第１バネ支持部材２２ａ〜２２ｄは、それぞれ、第１支持部バネ２６ａ，２６ｂによって支持される。第１バネ支持部材２２ａ〜２２ｄと第１バネ駆動部２３ａ〜２３ｄは、それぞれ、リニア型ステッピングモータを構成する。
【００３７】
コントローラ１０１は、エンジンのクランク角度センサ１０２と負荷センサ１０３とキースイッチ１０４からの信号を入力とし、これらの入力信号に基づいて前記開電磁石４，閉電磁石５，開磁石駆動部１８ａ〜１８ｄ及び第１バネ駆動部２３ａ〜２３ｄを制御する処理を行なう。
【００３８】
この電磁バルブ装置は、電力が供給されない状態では、図１に示すように、第１支持部バネ２６ａ，２６ｂが伸びた状態となって第１バネ支持部材２２ａ〜２２ｄは上方に位置し、第１バネ６と第２バネ７の力の平衡によって決まる可動子３の静的な平衡位置は閉電磁石５の付近となる。
【００３９】
この電磁バルブ装置を小さいバルブリフト量で開閉動作させてエンジンを運転するときには、図４（ａ）に示すように、可動子３の往復運動量が少なくなるように開電磁石４を高い位置に位置決めする。また、第１バネ６と第２バネ７の力の平衡によって決まる可動子３の静的な平衡位置は、開電磁石４と閉電磁石５の間の中央部付近となるようにする。そのために、コントローラ１０１は、開磁石駆動部１８ａ〜１８ｄの開駆動コイル２０ａ〜２０ｄと、第１バネ駆動部２３ａ〜２３ｄの第１バネ駆動部コイル２５ａ〜２５ｄとの駆動電力を制御する。これにより、第１バネ支持部材２２ａ〜２２ｄと開磁石可動子１７ａ〜１７ｄを第１支持部バネ２６ａ，２６ｂと開磁石バネ２１ａ，２１ｂの力に逆らって第１バネ駆動部２３ａ〜２３ｄと開磁石駆動部１８ａ〜１８ｄに引き込む。
【００４０】
そして、更に、エンジンのクランク角度に応じて開電磁石４と閉電磁石５の駆動電力を制御して可動子３を往復駆動することにより、バルブ１を小さいリフト量で開閉する。
【００４１】
次に、この電磁バルブ装置のバルブリフト量を大きい値にするときには、図４（ｂ）に示すように、可動子３の往復運動量が多くなるように開電磁石４を低い位置に位置決めする。また、第１バネ６と第２バネ７の力の平衡によって決まる可動子３の静的な平衡位置は、下方に移動した開電磁石４と閉電磁石５との間の拡大された間隙の中央部付近となるようにする。そのために、コントローラ１０１は、開磁石駆動部１８ａ〜１８ｄの開駆動部コイル２０ａ〜２０ｄと、第１バネ駆動部２３ａ〜２３ｄの第１バネ駆動部コイル２５ａ〜２５ｄの駆動電力を制御する。
【００４２】
これにより、可動子３は開電磁石４と閉電磁石５の間の拡大した間隙を往復移動してバルブ１を大きなリフト量で開閉する。
【００４３】
この電磁バルブ装置では、バルブ１の軸１ａに結合された可動子３を開電磁石４に着座させて、該可動子３の移動を機械的に止めることによって決めている。よって、バネ力と電磁力の平衡によって可動子３の移動を止める従来装置に比較して、バルブリフト量を正確に制御できる。そして、このバルブリフト量は、開電磁石４の位置を変えることによって変化させることができる。ここで、開電磁石４を移動させる速度は、バルブ１の開閉移動速度に比較すると極めて緩慢な移動速度であるので、該開電磁石４の位置決めは正確に行なうことができる。
【００４４】
また、開電磁石４は開磁石バネ２１ａ，２１ｂと電磁力によって弾性的に支持されているので、可動子３が開電磁石４に着座する際の衝撃が緩和され騒音を小さく抑えることができる。
【００４５】
なお、開電磁石４や第１バネ支持部材２２ａ〜２２ｄの位置は、それぞれの可動範囲内で自由に設定することができる。
【００４６】
このように本発明の第１の実施形態である電磁バルブ装置は、バルブリフト量を正確に変化させることができる。また、この電磁バルブ装置では、エンジン運転時において、第１バネ６と第２バネ７の力の平衡によって決まる可動子３の静的な平衡位置を開電磁石４と閉電磁石５の間の空間の中央部付近にして第１バネ６と第２バネ７の力を有効に利用することができる。更に、この電磁バルブ装置に電力が供給されない状態では、第１バネ６と第２バネ７の力によって決まる可動子３の静的な平衡位置は閉電磁石５の付近に移すことができる。更に、この電磁バルブ装置は、可動子３が開電磁石４に着座するときの衝撃は該開電磁石４の弾力的な支持によって緩和されて騒音が小さいものとなる。
【００４７】
なお、ケーシング８の形状は円筒状に限られるものではなく、例えば断面形状が四角形の筒状としてもよい。また、開電磁石４及び閉電磁石５も、図１〜図３に示した形状に限られるものではなく、可動子３を吸引することができれば、どのような形状でもよい。更に、ガイド溝１５ａ，１５ｂ及び摺動部材１６ａ，１６ｂの形状及び個数についても、図１及び図２に示したものに限られるものではなく、開電磁石４を円滑に摺動可能に支持できるものであれば、どのような形状及び個数でもよい。
【００４８】
（第２の実施形態    図６）
図６は、本発明の電磁バルブ装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。この第２の実施形態は、第１バネ６と第２バネ７の力の平衡によって決まる可動子３の静的な平衡位置の変更制御を第２バネ７の支持位置を変えることによって行なうようにしたことに特徴がある。その他の構成手段は、前述した第１の実施形態と同一であるので、共通する構成手段には同一の参照符号を付し、あるいは図示を省略して重複する説明を省略する。
【００４９】
この第２の実施形態におけるバルブ１の軸１ａは、バルブガイド２ａ，２ｃによって片持ち状態に支持される。第１の実施形態における第１バネ駆動部２３ａ〜２３ｄに相応する機構、即ち、第１バネ６と第２バネ７の力の平衡によって決まる可動子３の静的な平衡位置を調整する第２バネ駆動部２７ａ，２７ｂ（実際には４個設置する）を第２バネ７の上側に設けている。この第２バネ駆動部２７ａ，２７ｂの構成及び動作は、前述した第１バネ駆動部２３ａ〜２３ｄの構成及び動作と同様である。
【００５０】
このような構成の電磁バルブ装置は、開磁石駆動部１８ａ〜１８ｄを設けるためのスペースを大きく確保することができる。従って、開磁石駆動部１８ａ〜１８ｄを大きくして、開電磁石４を駆動するための力を十分大きくすることができる。また、バルブ１の軸１ａに垂直な面における装置の断面積を小さくすることができる。また、排気バルブ装置においては、ポート１０ａには高温の排気ガスが流れる。第２バネ駆動部２７ａ，２７ｂは、ポート１０ａから遠く離れた位置になるから、熱によるバネ駆動部の不具合発生を防止することができる。
【００５１】
（第３の実施形態    図７）
図７は、本発明の電磁バルブ装置の第３の実施形態を示す縦断面図である。この第３の実施形態は、可動子３が開電磁石４または閉電磁石５に着座するときの衝撃緩和を更に効果的にするように工夫し、更に、可動子３が開電磁石４または閉電磁石５から離れるときの該可動子３の移動を支援するように工夫したことに特徴がある。その他の構成手段は、前述した第１の実施形態と同一であるので、共通する構成手段には同一の参照符号を付し、あるいは図示を省略して重複する説明を省略する。
【００５２】
この第３の実施形態における電磁バルブ装置は、開磁石駆動部１８ａ〜１８ｄの他に、この開磁石駆動部１８ａ〜１８ｄと同様の構成の、閉磁石駆動部２８ａ，２８ｂ（実際には４個設置する）を備える。そして、可動子３が開電磁石４に着座する直前には、該開電磁石４が該可動子３の移動速度と同方向の移動速度をもつように、コントローラ１０１が開磁石駆動部１８ａ〜１８ｄを制御する。また、可動子３が閉電磁石５に着座する直前には、該閉電磁石５が該可動子３の移動速度と同方向の移動速度をもつように、コントローラ１０１が閉磁石駆動部２８ａ，２８ｂを制御する。更に、可動子３が開電磁石４から離れて閉電磁石５の方向に移動を開始する瞬間には、該開電磁石４を閉電磁石５の方向に移動させるように、開磁石駆動部１８ａ〜１８ｄをコントローラ１０１によって制御する。同様に、可動子３が閉電磁石５から離れて開電磁石４の方向に移動を開始する瞬間には、該閉電磁石５を開電磁石４の方向に移動させるように、閉磁石駆動部２８ａ，２８ｂをコントローラ１０１によって制御するようにする。
【００５３】
このような第３の実施形態によれば、可動子３が開電磁石４または閉電磁石５に着座する際の衝撃を大幅に緩和することができ、騒音を大幅に小さくすることができるようになる。
【００５４】
また、可動子３が開電磁石４または閉電磁石５から離れて、他方の閉電磁石５または開電磁石４の方向に移動する瞬間に、開電磁石４または閉電磁石５の移動力が可動子３の移動を支援するので、可動子３を高速に駆動することができるようになり、応答性のよい電磁バルブ装置を得ることができる。
【００５５】
（第４の実施形態    図８）
図８は、本発明の電磁バルブ装置の第４の実施形態を示す縦断面図である。この第４の実施形態は、図７に示した第３の実施形態における第１バネ駆動部２３ａ〜２３ｄの代わりに第２バネ駆動部２９ａ，２９ｂ（実際には４個設置する）を設けたことに特徴がある。この第２バネ駆動部２９ａ，２９ｂの構成及び動作は、図１における第１バネ駆動部２３ａ〜２３ｄと同様である。
【００５６】
このような電磁バルブ装置は、開磁石駆動部１８ａ〜１８ｄの周囲に空間的な余裕ができるので、これらの開磁石駆動部１８ａ〜１８ｄを大きくして開電磁石４を駆動するための力を大きくすることができ、または、バルブ１の軸１ａに垂直な面についての断面を小さくすることができる。また、第２バネ駆動部２９ａ，２９ｂがポート１０ａから遠く離れることにより、排気ガスの熱による第２バネ駆動部２９ａ，２９ｂの不具合を防止することができる。また、騒音が小さく、且つ、高応答性の電磁バルブ装置を得ることができる。
【００５７】
（第５の実施形態    図９）
図９は、本発明の電磁バルブ装置の第５の実施形態を示す縦断面図である。この第５の実施形態の電磁バルブ装置は、図１に示した第１の実施形態に比較して、開磁石駆動部１８及び第１バネ駆動部２３の構成が異なっている。その他は前述した第１の実施形態と同一であるので、共通する構成手段には同一の参照符号を付し、あるいは図示を省略して重複する説明を省略する。
【００５８】
この第５の実施形態では、開磁石駆動部１８は、鉄などの磁性材料からなる簡易開駆動部鉄心３０と、簡易開駆動部コイル３１とを備える。開電磁石４には、鉄などの磁性材料からなる簡易開磁石可動子３４が設けられる。簡易開駆動部コイル３１に電力が供給されると、開駆動部１８は簡易開磁石可動子３４を吸引して開電磁石４を移動する。
【００５９】
また、第１バネ駆動部２３は、鉄などの磁性材料からなる簡易第１バネ鉄心３２と、簡易第１バネ駆動部コイル３３とを備える。第１バネ６の、可動子３と反対側の端部には、鉄などの磁性材料からなる簡易第１バネ支持部材３５が設けられる。第１バネ駆動部２３は、簡易第１バネ駆動部コイル３３に電力が供給されると簡易第１バネ支持部材３５を吸引して移動させる。
【００６０】
この第５の実施形態における電磁バルブ装置は、開磁石駆動部１８に設けるコイルの組数が少なく、更に、第１バネ駆動部２３に設けるコイルの組数が少なく、更に、簡易開磁石可動子３４及び簡易第１バネ支持部３５の形状は簡単であることから、製作コストの安い電磁バルブ装置とすることができる。
【００６１】
（第６の実施形態    図１０）
図１０は、本発明の電磁バルブ装置の第６の実施形態を示す縦断面図である。この第６の実施形態における電磁バルブ装置は、図６に示した第２の実施形態の変形例であって、開電磁石４を駆動するために、ボールネジ機構４０を用いた点に違いがある。
【００６２】
ボールネジ機構４０は、サーボモータなどのネジアクチュエータ３６とネジ部３７とナット部３８とネジ機構支持部３９を備える。このボールねじ機構４０は、ネジアクチュエータ３６に電力を供給することによりネジ部３７が回転すると、ナット部３８が上下に運動する。ナット部３８は、開電磁石４と一体となって移動するように結合されており、これにより、開電磁石４を移動させる。
【００６３】
この電磁バルブ装置は、ボールネジ機構４０のもつ制御剛性が高いために開磁石バネ２１ａ，２１ｂを省略することもできる。また、精密な開電磁石４の位置決めを行うことができるようになる。
【００６４】
なお、閉電磁石５や第１バネ６の支持部，第２バネ７の支持部材を移動させるための機構として、同様のボールネジ機構を用いてもよい。
【００６５】
（第７の実施形態    図１１）
図１１は、本発明の電磁バルブ装置の第７の実施形態を示す縦断面図である。この第７の実施形態は、図１に示した第１の実施形態の変形例であって、開電磁石４を移動させるためにピエゾ駆動機構４１を用いた点に違いがある。
【００６６】
このピエゾ駆動機構４１は、ピエゾ素子４２，駆動板４３，変位拡大部４５，ピエゾピストン４６を備える。変位拡大部４５には流体４４が封入されている。、変位拡大部４５の駆動板４３側の断面積は、ピエゾピストン４６側の断面積よりも大きくする。これにより、ピエゾ素子４２の変位を拡大してピエゾピストン４６に伝えるようにしている。
【００６７】
ピエゾ素子４２に電力を供給することにより、ピエゾ素子４２の歪みは、流体４４を介して、ピエゾピストン４６に伝えられ、開電磁石４が移動する。
【００６８】
このようなピエゾ駆動機構４１を採用することにより、高応答性の電磁バルブ装置を得ることができる。
【００６９】
なお、閉電磁石５や第１バネ６の支持部材あるいは第２バネ７の支持部材を移動させるための機構として、このようなピエゾ駆動機構を用いてもよい。
【００７０】
（第８の実施形態    図１２）
図１２は、本発明の電磁バルブ装置の第８の実施形態を示す縦断面図である。この第８の実施形態は、図１に示した実施形態の変形例であって、開電磁石４を移動させるために、流体駆動機構４７を用いた点に違いがある。
【００７１】
流体駆動機構４７は、流体圧管４８，流体圧シリンダ４９，流体圧ピストン５０，作動流体５１を備える。外部の流体圧制御機構（図示省略）の働きにより、流体圧管４８を介して流体圧シリンダ４９内の作動流体５１の圧力を変化させて流体圧ピストン５０を上下に運動させる。この流体圧ピストン５０は、開電磁石４と一体となって移動するように結合されており、これにより、開電磁石４を移動させる。
【００７２】
なお、作動流体５１としては油が好適であるが、これに限定されるものではなく、空気や水等を用いてもよい。また、作動流体５１を加圧して使用するときには、開磁石バネ２１ａは引っ張りバネとする。
【００７３】
この電磁バルブ装置は、開電磁石４を移動させるために大きな駆動力を得ることができ、且つ、開電磁石４の移動に電力を用いないために低消費電力の電磁バルブ装置を得ることができる。
【００７４】
（第９の実施形態    図１３）
図１３は、本発明の電磁バルブ装置の第９の実施形態を示す縦断面図と流体圧制御回路である。この第９の実施形態は、図１３に示した電磁バルブ装置を使用して４気筒エンジンの吸気ポート１０ａを開閉するようにした構成である。その他の気筒数のエンジンにも同様に適用できることは勿論である。
【００７５】
各電磁バルブ装置５８ａ〜５８ｄの流体駆動機構４７を動作させるための流体圧制御回路は、流体タンク５２の流体を流体圧源５３によって加圧して開電磁石４を移動させるための動力を得る。流体圧源５３からの高圧流体は、高圧側アキュムレータ５４に蓄える。高圧側アキュムレータ５４に蓄えた高圧流体は、高圧側制御弁５５ａ〜５５ｄを開くことによって各電磁バルブ装置５８ａ〜５８ｄに供給されて各流体圧シリンダ４９内の作動流体の圧力を上げる。各電磁バルブ装置５８ａ〜５８ｄの各流体圧シリンダ４９内の流体圧力を下げるときには、低圧側制御弁５６ａ〜５６ｄを開くことにより、各流体圧シリンダ４９内の流体を低圧側アキュムレータ５７を介して流体タンク５２に戻す。
【００７６】
このような流体圧制御回路を使用することにより、１つの流体圧源５３を用いて複数の電磁バルブ装置５８ａ〜５８ｄのバルブリフト量を可変制御することができる。
【００７７】
（第１０の実施形態    図１４）
図１４は、本発明の電磁バルブ装置の第１０の実施形態を示す縦断面図と流体圧制御回路である。この第１０の実施形態は、図１３に示した第９の実施形態の変形例であって、流体圧機構４７を動作させるための流体圧制御回路を簡略化した点が異なる。
【００７８】
この第１０の実施形態は、高圧側制御弁５５ａ及び低圧側制御弁５６ａを用いて、２つの電磁バルブ装置５８ａ，５８ｂの作動流体の圧力を制御し、高圧側制御弁５５ｂ及び低圧側制御弁５６ｂを用いて、２つの電磁バルブ装置５８ｃ，５８ｄの作動流体の圧力を制御する。
【００７９】
このような構成の流体圧制御回路によれば、１組の制御弁で２つの電磁バルブ装置のバルブリフト量を制御することができるので、制御弁の数を減らすことができる。
【００８０】
同様にして、１組の制御弁で３つ以上の電磁バルブ装置を制御しても良いことはいうまでもない。
【００８１】
（第１１の実施形態    図１５）
図１５は、本発明の電磁バルブ装置の第１１の実施形態を示す縦断面図と流体圧制御回路である。この第１１の実施形態は、図１４に示した第１０の実施形態の変形例であって、流体圧機構４７を動作させるための流体圧制御回路を更に簡略化した点が異なる。
【００８２】
この第１１の実施形態は、高圧側制御弁５５ａ及び低圧側制御弁５６ａの代わりに、三方制御弁５９ａを用い、高圧側制御弁５５ｂ及び低圧側制御弁５６ｂの代わりに、三方制御弁５９ｂを用いた点が、図１４に示した第１０の実施形態と異なる。三方制御弁５９ａ，５９ｂは、高圧側アキュムレータ５４から各電磁バルブ装置５８ａ〜５８ｄへ流体を流す働きと、各電磁バルブ装置５８ａ〜５８ｄから低圧側アキュムレータ５７へ流体を流す働きとを併せもつ。
【００８３】
このような構成の流体圧制御回路によれば、制御弁の数を更に減らすことができる。
【００８４】
（第１２の実施形態    図１６）
図１６は、本発明の電磁バルブ装置の第１２の実施形態を示す縦断面図である。この第１２の実施形態は、図１０に示した第６の実施形態の変形例であって、１つのボールねじ機構４０により、２つの電磁バルブ装置４８ａ，５８ｂにおける開電磁石４ａ，４ｂを移動させるようにしたものである。なお、１つのボールネジ機構４０を共有する電磁バルブ装置は２つ以上いくつでもよい。
【００８５】
このような構成の電磁バルブ装置によれば、ボールネジ機構４０の数を減らすことができる。
【００８６】
（第１３の実施形態    図１７，図１８）
図１７は、本発明の電磁バルブ装置の第１３の実施形態を示す縦断面図である。図１８（ａ），（ｂ）は、図１７のＣ−Ｃ断面であり、（ａ）は雌ネジ部、（ｂ）はその雄ネジ部と開電磁石である。この第１３の実施形態は、図１に示した第１の実施形態の変形例であって、開電磁石４を移動させるための駆動機構が異なっている。
【００８７】
この第１３の実施形態は、開電磁石４の外周部に、図１８（ｂ）に示すように、螺旋状の凹凸部をもった雄ネジ部６０を備える。この雄ネジ部６０は、螺旋状の凸部である雄ネジ山部６２と、螺旋状の凹部である雄ネジ谷部６１を備える。そして、ケーシング８の内周部には、図１８（ａ）に示すように、螺旋状の凹凸部をもった雌ネジ部７５を備える。この雌ネジ部７５は、螺旋状の凹部である雌ネジ谷部６３と螺旋状の凸部である雌ネジ山部６４を備える。雄ネジ山部６２は雌ネジ谷部６３と噛み合い、雄ネジ谷部６１は雌ネジ山部６４と噛み合う。
【００８８】
開磁石回転駆動コイル６６が設けられる環状の開磁石回転駆動鉄心６７の内側に、環状の開磁石回転鉄心６５が配置される。開磁石回転鉄心６５と開磁石回転駆動コイル６６と開磁石回転駆動鉄心６７は、回転型のモータを構成する。
【００８９】
開磁石回転駆動コイル６６に電力を供給することにより開磁石回転鉄心６５に回転力を作用させて開電磁石４を回転させる。この開電磁石４が回転すると、雄ネジ部６０と雌ネジ部７５との噛み合いにより、この開電磁石４は上または下方向に移動する。
【００９０】
この電磁バルブ装置は、開電磁石４の上下方向の運動の剛性が高いために、開磁石バネ２１ａ，２１ｂを省略することができ、また、開電磁石４の精密な位置決めを行うことができる。
【００９１】
なお、このような回転式の駆動機構は、閉電磁石や第１バネ支持部や第２バネ支持部の駆動に用いてもよい。
【００９２】
（第１４の実施形態    図１９，図２０）
図１９は、本発明の電磁バルブ装置の第１４の実施形態を示す縦断面図であり、電力が供給されていない状態を示している。図２０はその動作状態を示すものであり、（ａ）はエンジン始動直前の初期化の第１段階を示し、（ｂ）はこの初期化の第２段階を示している。
【００９３】
この電磁バルブ装置においては、電力が供給されていない状態では、第１バネ６と第２バネ７の力の平衡によって決まる可動子３の静的な平衡位置は、図１９に示すように、開電磁石４と閉電磁石５との中央部付近となるようにしておく。
【００９４】
エンジン始動直前の初期化の第１段階では、図２０（ａ）に示すように、ボールネジ機構４０によって開電磁石４を可動子３の方向、すなわち矢印の方向に移動する。そして、開電磁石４と可動子３との間隔が十分狭くなった段階で開電磁石４に電力を供給して可動子３を吸引する。そして、初期化の第２段階では、図２０（ｂ）に示すよに、可動子３を開電磁石４に吸引させた状態で、ボールネジ機構４０によって開電磁石４を初期位置に向けて、すなわち矢印の方向に移動する。
【００９５】
この電磁バルブ装置は、前述したような初期化方法により、第１バネ６の支持部や第２バネ７の支持部を移動させる機構を用いることなく、エンジン始動直前に可動子３を初期位置に移動させることができる。
【００９６】
このような初期化方法は、開電磁石４の駆動機構としてボールネジ機構４０以外の機構を用いた場合にも同様に利用できることはいうまでもない。
【００９７】
また、閉電磁石５が移動可能な場合には、閉電磁石５を用いて同様な初期化を行なってもよい。
【００９８】
（第１５の実施形態    図２１）
図２１は、本発明の電磁バルブ装置の第１５の実施形態を示す縦断面図である。この第１５の実施形態は、図１に示した第１の実施形態の変形例であって、第１バネ支持部材２２ａ，２２ｂ及び第１バネ駆動部２３ａ，２３ｂの代わりに、第１バネ支持柱６８ａ，６８ｂを設けたものである。その他の部分の構成及び動作は、図１に示した第１の実施形態と同様である。
【００９９】
このような実施形態は、第１バネ６と第２バネ７の力の平衡によって決まる可動子３の平衡位置を調整する必要がない電磁バルブ装置の場合に採用することができる。このような構成によれば、可動の第１バネ支持部材や第１バネ駆動部が不要であるので、部品点数の少ない電磁バルブ装置を得ることができる。
【０１００】
（第１６の実施形態    図２２）
図２２は、本発明の電磁バルブ装置の第１６の実施形態を示す縦断面図である。この第１６の実施形態は、可動子３が開電磁石４や閉電磁石５に着座する際の衝撃を緩和することで目的を達成することができる低コストエンジンに使用する電磁バルブ装置として有効である。
【０１０１】
この実施形態の電磁バルブ装置は、開電磁石４を開バネ７０ａ，７０ｂにより弾性的に支持し、閉電磁石５を閉バネ６９ａ，６９ｂにより弾性的に支持したものである。開電磁石４，閉電磁石５，第１バネ６の端部，第２バネ７の端部を移動させるための駆動機構は設けていない。開電磁石４に可動子３が着座するときの衝撃は開バネ７０ａ，７０ｂにより緩和し、閉電磁石５に可動子３が着座するときの衝撃は閉バネ６９ａ，６９ｂが緩和する。このような衝撃緩和手段は、非磁性の緩衝部材を磁気回路に介在させる必要がないので磁気抵抗の増大を抑えることができ、電磁装置の小型化を可能にする。
【０１０２】
更に、この電磁バルブ装置は、駆動機構が不要であるために部品点数の少ない装置となる。
【０１０３】
以上に説明した各実施形態は、第１バネ６及び第２バネ７を圧縮状態に設置した押しバネとして使用する形態としたが、伸長の程度によって引っ張りバネとしても作用するバネ構造または伸張状態に設置した引っ張りバネを使用する形態に変形することができる。このような変形例の場合には、第１バネ支持部材２２ａ，〜２２ｄは前記第１バネ６及び第２バネ７によって引っ張られることになるので、第１バネ駆動部２３ａ〜２３ｄや第２バネ駆動部２７ａ，２７ｂ，２９ａ，２９ｂ及び第１支持部バネ２６ａ，２６ｂは、これらの引っ張り力を支える支持力を発生する構成とすることが必要である。
【０１０４】
（第１７の実施形態    図２３）
図２３は、本発明の電磁バルブ装置の第１７の実施形態を示す縦断面図であり、４気筒エンジンに実装した状態を示している。他の気筒数のエンジンにも同様に適用できることは勿論である。
【０１０５】
第１気筒７１ａは、第１シリンダ７２ａと第１ピストン７３ａを備える。第２気筒７１ｂは、第２シリンダ７２ｂと第２ピストン７３ｂを備える。第３気筒７１ｃは、第３シリンダ７２ｃと第３ピストン７３ｃを備える。第４気筒７１ｄは、第４シリンダ７２ｄと第４ピストン７３ｄを備える。
【０１０６】
第１気筒７１ａ〜第４気筒７１ｄの各吸排気ポートには、図１に示した第１の実施形態の電磁バルブ装置７４ａ〜７４ｈが実装されている。これらの電磁バルブ装置７４ａ〜７４ｈには、他の実施形態のものを使用することもできる。
【０１０７】
この第１７の実施形態における電磁バルブ装置７４ａ〜７４ｈは、バルブリフト量が可変型である。従って、吸気バルブに絞りの効果をもたせて、スロットルバルブを廃止するスロットルバルブレスを実現することができる。また、２つの吸気バルブのうちの１つのバルブリフト量を小さくすることによって吸気の渦を生成し、これにより、混合気を薄くしても燃焼が安定するために、いわゆるリーンバーンを実現することができる。
【０１０８】
また、このような構成のエンジンでは、エンジン運転中に、電磁バルブ装置への電力供給が断たれた場合でも、吸排気バルブが総て閉じるため、ピストン７３ａ〜７３ｄとバルブが衝突することがない。
【０１０９】
また、このような構成のエンジンは、電磁バルブ装置の開閉騒音が小さいために静粛である。
【０１１０】
【発明の効果】
本発明は、可動子を位置可変式の開電磁石に着座させて止めるようにしているので、バルブリフト量を正確に可変制御することができる。
【０１１１】
また、エンジン動作時におけるバネの力によるバルブの平衡位置を開位置と閉位置の中央付近にし、且つ、電磁バルブ装置に電力が供給されない状態ではバネの力によるバルブの平衡位置を閉位置付近にすることができる。これにより、バネの力を有効に利用することができ、更に、ピストンとバルブの衝突を防止することができる。
【０１１２】
更に、電磁石を弾性支持したことにより、可動子が電磁石に着座する際の衝撃を磁気抵抗を増加させることなく緩和して騒音を低減することができ、小規模の電磁装置で必要な電磁力を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電磁バルブ装置の第１の実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図１に示した電磁バルブ装置の動作状態を示す部分断面図である。
【図５】図１に示した電磁バルブ装置の制御回路ブロック図である。
【図６】本発明の電磁バルブ装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。
【図７】本発明の電磁バルブ装置の第３の実施形態を示す縦断面図である。
【図８】本発明の電磁バルブ装置の第４の実施形態を示す縦断面図である。
【図９】本発明の電磁バルブ装置の第５の実施形態を示す縦断面図である。
【図１０】本発明の電磁バルブ装置の第６の実施形態を示す縦断面図である。
【図１１】本発明の電磁バルブ装置の第７の実施形態を示す縦断面図である。
【図１２】本発明の電磁バルブ装置の第８の実施形態を示す縦断面図である。
【図１３】本発明の電磁バルブ装置の第９の実施形態を示す縦断面図と流体圧制御回路である。
【図１４】本発明の電磁バルブ装置の第１０の実施形態を示す縦断面図と流体圧制御回路である。
【図１５】本発明の電磁バルブ装置の第１１の実施形態を示す縦断面図と流体圧制御回路である。
【図１６】本発明の電磁バルブ装置の第１２の実施形態を示す縦断面図である。
【図１７】本発明の電磁バルブ装置の第１３の実施形態を示す縦断面図である。
【図１８】図１７におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図１９】本発明の電磁バルブ装置の第１４の実施形態を示す縦断面図である。
【図２０】図１９に示した電磁バルブ装置の初期化動作状態を示す部分断面図である。
【図２１】本発明の電磁バルブ装置の第１５の実施形態を示す縦断面図である。
【図２２】本発明の電磁バルブ装置の第１６の実施形態を示す縦断面図である。
【図２３】本発明の電磁バルブ装置の第１７の実施形態を示す縦断面図であり、４気筒エンジンに実装した状態を示している。
【符号の説明】
１…バルブ、１ａ…軸、３…可動子、４…開電磁石、５…閉電磁石、６…第１バネ、７…第２バネ、８…ケーシング、９…バルブシート、１０ａ…ポート、１５ａ，１５ｂ…ガイド溝、１６ａ，１６ｂ…摺動部材、１７ａ〜１７ｄ…開磁石可動子、１８ａ〜１８ｄ…開磁石駆動部、２１ａ，２１ｂ…開磁石バネ、２２ａ〜２２ｄ…第１バネ支持部材、２３ａ〜２３ｄ…第１バネ駆動部。
【図１】
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【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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【図２３】
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