JPH1089029A - 電磁バルブ装置及びその駆動装置及び内燃機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電磁バルブ装置のバルブリフト量を正確に変化
させる。 【解決手段】バルブ１を開閉するための可動子３を駆動
する開電磁石４をバルブの開閉方向に移動させる電磁石
移動手段と、可動子の開閉移動を支援する第１バネ６を
支持する支持部材２２ａを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、バルブリフト量制御と
平衡位置制御を行なう。

Description

【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２
ａ，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〜２
０ｄ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〜２
２ｄによって支持される。第１バネ駆動部２３ａ〜２３
ｄ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２４
ａ〜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２６
ａ，２６ｂが伸びた状態となって第１バネ支持部材２２
ａ〜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〜２２
ｄと開磁石可動子１７ａ〜１７ｄを第１支持部バネ２６
ａ，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〜１
８ｄ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〜２５
ｄ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１
ａ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，２
１ｂ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２２
ａ〜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，１６
ｂ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２
３ａ〜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１
ａ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１０
ａには高温の排気ガスが流れる。第２バネ駆動部２７
ａ，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２
８ａ，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２
９ａ，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１
８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４
０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４
０のもつ制御剛性が高いために開磁石バネ２１ａ，２１
ｂ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４
２，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４
６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５
５ａ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５
５ａ及び低圧側制御弁５６ａの代わりに、三方制御弁５
９ａを用い、高圧側制御弁５５ｂ及び低圧側制御弁５６
ｂ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５９
ａ，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，５８
ｂ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１
７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，２
１ｂ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，６９
ｂ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〜２３
ｄ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，１
５ｂ…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。

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【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
   石移動手段を設けたことを特徴とするバルブ駆動装置。
2. 【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したことを特徴とす
   るバルブ駆動装置。
3. 【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
   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た
   ことを特徴とするバルブ駆動装置。
4. 【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、 前記開電磁石及び前記第１バネ支持部材を前記バルブの
   開閉方向に移動可能に支持する手段を設けたことを特徴
   とするバルブ駆動装置。
5. 【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、 前記開電磁石及び前記第２バネ支持部部材を前記バルブ
   の開閉方向に移動可能に支持する手段を設けたことを特
   徴とするバルブ駆動装置。
6. 【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と前記第１バネ支持部材を
   前記バルブの開閉方向に移動可能に支持する手段を設け
   たことを特徴とするバルブ駆動装置。
7. 【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と前記第２バネ支持部材を
   前記バルブの開閉方向に移動可能に支持する手段を設け
   たことを特徴とするバルブ駆動装置。
8. 【請求項８】請求項１〜７の１項に記載されたバルブ駆
   動装置において、 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、電磁力を用いた機構，ボールネジ
   を用いた機構，ピエゾ素子を用いた機構，流体の圧力を
   駆動源とする機構の何れかを含むことを特徴とするバル
   ブ駆動装置。
9. 【請求項９】請求項１〜７の１項に記載されたバルブ駆
   動装置において、 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。
10. 【請求項１０】請求項１〜７の１項に記載されたバルブ
    駆動装置において、 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。
11. 【請求項１１】請求項３〜１０の１項に記載されたバル
    ブ駆動装置において、内燃機関の運転中に、前記開電磁
    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
    向に移動する際には、前記第１バネのバネ力と第２バネ
    のバネ力の平衡によって決まる可動子の静的平衡位置
    が、移動後の開電磁石位置と閉電磁石位置との中央部付
    近となるように、第１バネ支持部と第２バネ支持部の何
    れか一方または両方をバルブの開閉方向に移動すること
    を特徴とするバルブ駆動装置。
12. 【請求項１２】請求項１〜１１の１項に記載されたバル
    ブ駆動装置において、 内燃機関の始動直前に、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。
13. 【請求項１３】請求項１〜１２の１項に記載されたバル
    ブ駆動装置において、 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。
14. 【請求項１４】請求項１〜１３の１項に記載されたバル
    ブ駆動装置において、 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。
15. 【請求項１５】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弾性的に支持する手段を設けた
    ことを特徴とするバルブ駆動装置。
16. 【請求項１６】請求項１〜１５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。
17. 【請求項１７】請求項１６に記載された電磁バルブ装置
    を用いた内燃機関。