JP2003314734A - 電磁駆動弁の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】弁軸との間で動力の伝達を行うアーマチャ軸に
連結されたアーマチャを弁体の閉弁方向へ吸引する電磁
石に対して消費電力の増大等を抑制しながら確実に引き
付けることのできる電磁駆動弁の制御装置を提供する。 【解決手段】開弁用空気ばね４８の圧力室には逆止弁６
５を介してリザーバタンク６２内の圧縮空気が供給され
る。一方、閉弁用空気ばね４６には、逆止弁６５を介し
てリザーバタンク６２内の圧縮空気とこれよりも圧力の
高い高圧リザーバタンク８０内の圧縮空気が切替弁８２
によって選択的に供給される。閉弁用空気ばね４６の圧
力室内の圧力を弁体２１の着座直前に強制的に上昇させ
るべく、閉弁用空気ばね４６の圧力室に供給される圧縮
空気を高圧リザーバタンク８０内の圧縮空気に切り替え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁石による電磁
力とばねによる付勢力とにより弁体を開閉駆動する電磁
駆動弁の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０（ａ）に、この種の電磁駆動弁の
構成についてその一例を示す。この電磁駆動弁において
は、内燃機関のシリンダヘッド１１０にシリンダ１４０
が形成されているとともに、その開口上端面が、同機関
の吸、排気弁として機能する弁体１２１を開弁側に付勢
する電磁石（開弁用電磁石）１３９で覆われている。そ
して、このシリンダ１４０内に閉弁用空気ばね（気体ば
ね）１４６及び開弁用空気ばね（気体ばね）１４８が形
成されている。ここで、閉弁用空気ばね１４６は、上記
シリンダ１４０の底面に対向して配置されるとともに、
弁体１２１の弁軸１２２に連結されたピストン１４１を
備えている。そして、このピストン１４１とシリンダ１
４０、及びその底面によって区画される圧力室１４５内
の圧縮空気によって、同ピストン１４１に上記弁体１２
１を閉弁させる方向の付勢力を付与する構造となってい
る。また、開弁用空気ばね１４８は、上記シリンダ１４
０の開口面、すなわち上記開弁用電磁石１３９の底面に
対向して配置されるとともに、同開弁用電磁石１３９の
電磁力が作用するアーマチャ１２４の支持軸（アーマチ
ャ軸１２３）に連結されたピストン１４２を備えてい
る。そして、このピストン１４１とシリンダ１４０、及
びその開口面を覆う開弁用電磁石１３９の底面とによっ
て区画される圧力室１４７内の圧縮空気によって、同ピ
ストン１４２に上記弁体１２１を開弁させる方向への付
勢力を付与する構造となっている。

【０００３】そして、上記開弁用空気ばね１４８のピス
トン１４２に連結されたアーマチャ軸１２２と閉弁用空
気ばね１４６のピストン１４１に連結された弁軸１２２
とは、これら各ピストン１４１、１４２を貫通して突
出、対向するように、それぞれ対応するピストンに連結
されている。これにより、これら突出、対向するアーマ
チャ軸１２３と弁軸１２２とによって、動力を伝達する
ためのタペットが構成される。

【０００４】一方、上記アーマチャ１２４を挟んで上記
シリンダ１４０を覆う開弁用電磁石１３９と対向する位
置には、上記弁体１２１を閉弁方向に付勢する電磁石
（閉弁用電磁石）１３５が設けられている。そして、こ
れら閉弁用電磁石１３５及び開弁用電磁石１３９による
電磁力と、上記閉弁用空気ばね１４６及び開弁用空気ば
ね１４８との協働により、弁体１２１がシリンダヘッド
１１０に設けられたバルブシート(弁座)１１１との間で
開閉駆動される。

【０００５】ところで、こうした空気ばねを備えた電磁
駆動弁にあっては、閉弁用電磁石１３５や開弁用電磁石
１３９にアーマチャ１２４が当接する際の速度(当接速
度)が大きいと、その当接時の打音が大きくなるなどの
問題が生じる。そこで従来は、例えば特開２０００−２
７６１６号公報にみられるように、開弁動作時には弁体
１２１の全開位置近傍で閉弁用空気ばね１４６の弾性力
を増強し、また閉弁動作時には弁体１２１の全閉位置近
傍で開弁用空気ばね１４８の弾性力を増強することなど
も提案されている。これにより、アーマチャ１２４が閉
弁用電磁石１３５や開弁用電磁石１３９に当接する際の
衝撃を緩和することができ、ひいてはそれら当接に伴う
打音を低減することができるようになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記公報記載の電磁駆
動弁によれば、確かにアーマチャ１２４の閉弁用電磁石
１３５や開弁用電磁石１３９への当接に伴う打音を低減
することはできる。しかし、特に弁体１２１の閉弁時、
アーマチャ１２４を閉弁用電磁石１３５に引き付ける際
には、次のような不都合が生じることともなっている。

【０００７】すなわち、弁軸１２２とアーマチャ軸１２
３との間のタペットには通常、所定のクリアランスが設
けられているために、弁体１２１がバルブシート１１１
に着座した後は、アーマチャ軸１２３が弁軸１２２から
離間し、アーマチャ１２４の方は更に閉弁用電磁石１３
５によって吸引され続けることとなる。他方、弁体１２
１がバルブシート１１１に着座されて以降は、上記アー
マチャ軸１２３の離間とも相まって、アーマチャ１２４
には閉弁用空気ばね１４６からの閉弁側への付勢力が付
与されなくなる。このため、開弁用空気ばね１４８によ
る開弁側への付勢力に対抗してアーマチャ１２４を図１
０（ｂ）に示される態様で閉弁用電磁石１３５に確実に
引き付ける(当接させる)ためには、同閉弁用電磁石１３
５への通電量を増大させる必要が生じる。しかも、閉弁
用電磁石１３５がアーマチャ１２４を引き付ける電磁力
は、これら閉弁用電磁石１３５及びアーマチャ１２４間
のギャップが小さくなると急激に増加することから、結
果として、閉弁用電磁石１３５に対するアーマチャ１２
４の当接速度が大きくなり、当接に伴う打音が増大する
ようにもなる。

【０００８】本発明は、こうした実情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、弁軸との間で動力の伝達を行
うアーマチャ軸に連結されたアーマチャを弁体の閉弁方
向へ吸引する電磁石に対して消費電力の増大等を抑制し
ながら確実に引き付けることのできる電磁駆動弁の制御
装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以下、上記目的を達成す
るための手段及びその作用効果について記載する。請求
項１記載の発明は、弁体を開弁側及び閉弁側にそれぞれ
付勢する一対のばね手段と、アーマチャ軸に連結された
アーマチャを前記弁体の閉弁側に付勢する電磁石とを備
え、前記電磁石による電磁力と前記ばね手段による付勢
力との協働により前記弁体を開閉駆動する電磁駆動弁の
制御装置において、前記弁体を閉弁側に付勢するばね手
段の付勢力を同弁体の着座直前に増大させるようにした
ことをその要旨とする。

【００１０】上記構成では、弁体を閉弁側に付勢するば
ね手段の付勢力が同弁体の着座直前に増大される。この
ため、付勢力が増大しなかった場合と比して一対のばね
手段の合力によってアーマチャを開弁側へ付勢する付勢
力は低減されることとなる。また、この増大量が大きけ
れば、アーマチャの閉弁側への変位が加速されることと
もなる。これにより、一対のばね手段の合力によってア
ーマチャを開弁側へ付勢する付勢力によるアーマチャの
慣性力の減少度合いは、弁体の着座直前に緩和されるよ
うになる。また、上記弁体を閉弁側に付勢するばね手段
の付勢力の増大量が大きければ、アーマチャの慣性力は
増大するようになる。したがって、アーマチャを弁体の
閉弁方向へ付勢（吸引）する電磁石に対して消費電力の
増大等を抑制しながら確実に引き付けることができるよ
うになる。

【００１１】請求項２記載の発明は、弁体を開弁側及び
閉弁側にそれぞれ付勢する一対のばね手段と、アーマチ
ャ軸に連結されたアーマチャを前記弁体の閉弁側に付勢
する電磁石とを備え、前記電磁石による電磁力と前記ば
ね手段による付勢力との協働により前記弁体を開閉駆動
する電磁駆動弁の制御装置において、前記弁体を開弁側
に付勢するばね手段の付勢力を同弁体の着座直前に減少
させるようにしたことをその要旨とする。

【００１２】上記構成では、弁体を開弁側に付勢するば
ね手段の付勢力が同弁体の着座直前に減少される。この
ため、付勢力が減少しなかった場合と比して一対のばね
手段の合力によってアーマチャを開弁側へ付勢する付勢
力は減少されることとなる。また、この弁体を開弁側に
付勢するばね手段の付勢力の減少量が大きければ、アー
マチャの閉弁側への変位が加速されることともなる。こ
れにより、一対のばね手段の合力によってアーマチャを
開弁側へ付勢する付勢力によるアーマチャの慣性力の減
少度合いは、弁体の着座直前に緩和されるようになる。
また、上記弁体を開弁側に付勢するばね手段の付勢力の
減少量が大きければ、アーマチャの慣性力は増大するよ
うになる。したがって、アーマチャを弁体の閉弁方向へ
付勢（吸引）する電磁石に対して消費電力の増大等を抑
制しながら確実に引き付けることができるようになる。

【００１３】請求項３記載の発明は、弁体を開弁側及び
閉弁側にそれぞれ付勢する一対のばね手段と、アーマチ
ャ軸に連結されたアーマチャを前記弁体の閉弁側に付勢
する電磁石とを備え、前記電磁石による電磁力と前記ば
ね手段による付勢力との協働により前記弁体を開閉駆動
するに、前記一対のばね手段のうちの少なくとも前記弁
体を閉弁側に付勢するばね手段がその圧力室内の圧力に
よって同弁体の軸である弁軸に連結されたピストンを閉
弁側に付勢する閉弁用気体ばねとして構成される電磁駆
動弁の制御装置において、前記閉弁用気体ばねの圧力室
内の圧力を前記弁体の着座直前に上昇させる制御手段を
備えることをその要旨とする。

【００１４】上記構成では、閉弁用気体ばねの圧力室内
の圧力を弁体の着座直前に上昇させる。このため、この
圧力室の圧力の上昇がなされなかった場合と比して一対
のばね手段の合力によってアーマチャを開弁側へ付勢す
る付勢力は減少されることとなる。また、上記上昇量が
大きければ、アーマチャの閉弁側への変位が加速される
ことともなる。これにより、一対のばね手段の合力によ
ってアーマチャを開弁側へ付勢する付勢力によるアーマ
チャの慣性力の減少度合いは、弁体の着座直前に低減さ
れるようになる。また、上記上昇量が大きければ、アー
マチャの閉弁側への変位にかかる慣性力が増大するよう
になる。したがって、アーマチャを弁体の閉弁方向へ付
勢（吸引）する電磁石に対して消費電力の増大等を抑制
しながら確実に引き付けることができるようになる。

【００１５】請求項４記載の発明は、弁体を開弁側及び
閉弁側にそれぞれ付勢する一対のばね手段と、アーマチ
ャ軸に連結されたアーマチャを前記弁体の閉弁側に付勢
する電磁石とを備え、前記電磁石による電磁力と前記ば
ね手段による付勢力との協働により前記弁体を開閉駆動
するに、前記一対のばね手段のうちの少なくとも前記弁
体を閉弁側に付勢するばね手段がその圧力室内の圧力に
よって同弁体の軸である弁軸に連結されたピストンを閉
弁側に付勢する閉弁用気体ばねとして構成される電磁駆
動弁の制御装置において、前記弁体の前記閉弁側への変
位に伴う前記閉弁用気体ばねの圧力室内の圧力の低下の
度合いを同弁体の着座直前に強制的に緩和する制御手段
を備えることをその要旨とする。

【００１６】上記構成では、弁体の閉弁側への変位に伴
う閉弁用気体ばねの圧力室内の圧力の低下の度合いを同
弁体の着座直前に強制的に緩和する。すなわち、この閉
弁用気体ばねの圧力室の容積変化等に伴う同圧力室内の
圧力の低下の度合いを強制的に緩和する。このため、上
記強制的な緩和がなされなかった場合と比して一対のば
ね手段の合力によってアーマチャを開弁側へ付勢する付
勢力は減少されることとなる。これにより、一対のばね
手段の合力によってアーマチャを開弁側へ付勢する付勢
力によるアーマチャの慣性力の減少度合いは、弁体の着
座直前に低減されるようになる。したがって、アーマチ
ャを弁体の閉弁方向へ付勢（吸引）する電磁石に対して
消費電力の増大等を抑制しながら確実に引き付けること
ができるようになる。

【００１７】なお、ここで「圧力室の圧力の低下の度合
いの緩和」には、圧力室の圧力の低下をゼロとすること
も含まれることとする。請求項５記載の発明は、弁体を
開弁側及び閉弁側にそれぞれ付勢する一対のばね手段
と、アーマチャ軸に連結されたアーマチャを前記閉弁側
へ付勢する電磁石とを備え、前記電磁石による電磁力と
前記ばね手段による付勢力との協働により前記弁体を開
閉駆動するに、前記一対のばね手段のうちの少なくとも
前記弁体を開弁側に付勢するばね手段がその圧力室内の
圧力によって前記アーマチャ軸に連結されたピストンを
前記弁体の開弁側に付勢する開弁用気体ばねとして構成
される電磁駆動弁の制御装置において、前記開弁用気体
ばねの圧力室内の圧力を前記弁体の着座直前に低下させ
る制御手段を備えることをその要旨とする。

【００１８】上記構成では、開弁用気体ばねの圧力室内
の圧力が弁体の着座直前に低下される。このため、この
圧力室の圧力の低下がなされなかった場合と比して一対
のばね手段の合力によってアーマチャを開弁側へ付勢す
る付勢力は減少されることとなる。また、上記低下量が
大きければ、アーマチャの閉弁側への変位が加速される
ことともなる。これにより、一対のばね手段の合力によ
ってアーマチャを開弁側へ付勢する付勢力によるアーマ
チャの慣性力の減少度合いは、弁体の着座直前に低減さ
れるようになる。また、上記低下量が大きければ、アー
マチャの閉弁側への変位にかかる慣性力が増大するよう
になる。したがって、アーマチャを弁体の閉弁方向へ付
勢（吸引）する電磁石に対して消費電力の増大等を抑制
しながら確実に引き付けることができるようになる。

【００１９】請求項６記載の発明は、弁体を開弁側及び
閉弁側にそれぞれ付勢する一対のばね手段と、アーマチ
ャ軸に連結されたアーマチャを前記閉弁側へ付勢する電
磁石とを備え、前記電磁石による電磁力と前記ばね手段
による付勢力との協働により前記弁体を開閉駆動する
に、前記一対のばね手段のうちの少なくとも前記弁体を
開弁側に付勢するばね手段がその圧力室内の圧力によっ
て前記アーマチャ軸に連結されたピストンを前記弁体の
開弁側に付勢する開弁用気体ばねとして構成される電磁
駆動弁の制御装置において、前記弁体の前記閉弁側への
変位に伴う前記開弁用気体ばねの圧力室内の圧力の上昇
の度合いを同弁体の着座直前に強制的に緩和する制御手
段を備えることをその要旨とする。

【００２０】上記構成では、弁体の閉弁側への変位に伴
う開弁用気体ばねの圧力室内の圧力の上昇の度合いを同
弁体の着座直前に強制的に緩和する。すなわち、この開
弁用気体ばねの圧力室の容積変化等に伴う同圧力室内の
圧力の上昇の度合いを強制的に緩和する。このため、上
記強制的な緩和がなされなかった場合と比して一対のば
ね手段の合力によってアーマチャを開弁側へ付勢する付
勢力は減少されることとなる。これにより、一対のばね
手段の合力によってアーマチャを開弁側へ付勢する付勢
力によるアーマチャの慣性力の減少度合いは、弁体の着
座直前に緩和されるようになる。したがって、アーマチ
ャを弁体の閉弁方向へ付勢（吸引）する電磁石に対して
消費電力の増大等を抑制しながら確実に引き付けること
ができるようになる。

【００２１】なお、ここで「圧力室の圧力の上昇の度合
いの緩和」には、圧力室の圧力の上昇をゼロとすること
も含まれることとする。請求項７記載の発明は、アーマ
チャ軸に連結されたアーマチャをアーマチャ軸の軸方向
双方向にそれぞれ付勢する一対の電磁石と、弁体を開弁
側に付勢する開弁用気体ばねと、同弁体を閉弁側に付勢
する閉弁用気体ばねとを備え、前記各電磁石による電磁
力と前記各気体ばねによる付勢力との協働により前記弁
体を開閉駆動する電磁駆動弁の制御装置において、前記
弁体の閉弁側への変位に伴って前記開弁用気体ばねと前
記閉弁用気体ばねとが前記弁体を開弁側に付勢する付勢
力の増大の度合いを、前記弁体の着座直前に強制的に緩
和する制御手段を備えることをその要旨とする。

【００２２】弁体の着座直前において、アーマチャの有
する慣性力は、開弁用気体ばねと閉弁用気体ばねとの合
力によってアーマチャを開弁側へ付勢する付勢力によっ
て減少する。

【００２３】ここで、上記構成では、弁体の閉弁側への
変位に伴って開弁用気体ばねと閉弁用気体ばねとが弁体
を開弁側に付勢する付勢力の増大の度合いを、弁体の着
座直前に強制的に緩和する。このため、開弁用気体ばね
と閉弁用気体ばねとの合力によってアーマチャを開弁側
へ付勢する付勢力によるアーマチャの慣性力の減少度合
いは、弁体の着座直前に緩和されるようになる。したが
って、アーマチャを弁体の閉弁方向へ付勢（吸引）する
電磁石に対して消費電力の増大等を抑制しながら確実に
引き付けることができるようになる。

【００２４】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
にかかる電磁駆動弁の制御装置の第１の実施形態を図面
を参照しつつ説明する。

【００２５】本実施形態において、内燃機関の吸気弁及
び排気弁はいずれも、電磁石による電磁力と一対の空気
ばねによる弾性力（付勢力）との協働によって開閉駆動
される電磁駆動弁として構成されている。詳しくは、こ
の電磁駆動弁は、アーマチャ軸に連結されたアーマチャ
をアーマチャ軸方向双方にそれぞれ付勢する一対の電磁
石を備えている。また、この電磁駆動弁は、アーマチャ
軸に連結されたピストンを圧力室の圧力によって弁体の
開弁側に付勢する開弁用空気ばねと、弁体の軸である弁
軸に連結されたピストンを圧力室の圧力によって弁体の
閉弁側に付勢する閉弁用空気ばねとを備えている。そし
て、これら一対の電磁石によってアーマチャに作用する
電磁力と一対の空気ばねの付勢力との協働によって、上
記弁体を開閉駆動する。これら吸気弁及び排気弁は、基
本的構成が同じであるため、以下での吸気弁を例として
その内部構成を説明する。

【００２６】図１に示される内燃機関のシリンダヘッド
１０には、燃焼室１１に通じる吸気ポート１２が形成さ
れており、その吸気ポート１２を開閉する電磁駆動弁２
０が設けられている。

【００２７】この電磁駆動弁２０は大きくは、弁軸２２
の一端に設けられた弁体２１、弁体２１を開閉駆動する
ための電磁力を発生する電磁駆動部３０、及び弁体２１
を開弁側変位端及び閉弁側変位端に向けてそれぞれ付勢
する一対の空気ばね４６，４８を備えている。

【００２８】弁体２１は、吸気ポート１２の開口部にお
いて燃焼室１１内に露出するように配設されている。吸
気ポート１２の開口外縁には、バルブシート１３が設け
られている。そして、そのバルブシート１３との間で弁
体２１が離着座することで、吸気ポート１２が開閉され
るようになっている。すなわち、弁体２１が図１の上方
に変位されてバルブシート１３に着座することで、燃焼
室１１に対して吸気ポート１２が閉じられる。また、バ
ルブシート１３に着座した弁体２１が、図１の下方に変
位されてバルブシート１３より離間することで、燃焼室
１１に対して吸気ポート１２が開かれる。

【００２９】上記弁体２１が一端に設けられた弁軸２２
は、シリンダヘッド１０に固定されたバルブガイド１４
によって軸方向に往復動可能に支持されている。弁軸２
２の上端は、アーマチャ軸２３の下端に当接されてい
る。アーマチャ軸２３は、シリンダヘッド１０に固定さ
れたアーマチャガイド１５によって弁軸２２と同軸上を
往復動可能に支持されている。

【００３０】アーマチャ軸２３の上端には、高透磁性材
料により形成された略円板状のアーマチャ２４が固定さ
れている。そしてそのアーマチャ２４が固定されたアー
マチャ軸２３の上部は、電磁駆動部３０のケーシング３
１内に収容されている。

【００３１】このケーシング３１内において、アーマチ
ャ２４の上方には、高透磁性材料によって形成されたア
ッパコア３２が固定されている。アッパコア３２におい
てアーマチャ２４と対向する面には、環状の溝３３が形
成されており、その溝３３内には環状に巻かれた電磁コ
イル３４が収容されている。これらアッパコア３２及び
電磁コイル３４によって、弁体２１を閉弁方向に駆動す
る閉弁用電磁石３５が構成されている。

【００３２】一方、同ケーシング３１内において、アー
マチャ２４の下方には、上記アッパコア３２に対して所
定の間隔をおいて、同様に高透磁性材料によって形成さ
れたロアコア３６が固定されている。このロアコア３６
においても、そのアーマチャ２４と対向する面には環状
の溝３７が形成されており、その溝３７内には環状に巻
かれた電磁コイル３８が収容されている。これらロアコ
ア３６及び電磁コイル３８によっては、弁体２１を開弁
方向に駆動する開弁用電磁石３９が構成されている。

【００３３】なお、ケーシング３１内には、アーマチャ
２４の変位量を検出する変位量センサ７０が取り付けら
れている。そしてその変位量センサ７０の検出結果に基
づいて、弁体２１のリフト位置を把握できるようになっ
ている。

【００３４】一方、シリンダヘッド１０において、バル
ブガイド１４とアーマチャガイド１５との間には、円筒
形状の空間となったシリンダ４０が形成されている。ま
た弁軸２２には略円板状のピストン４１が固定されてお
り、アーマチャ軸２３には同じく略円板状のピストン４
２が固定されている。これらピストン４１及びピストン
４２は、シリンダ４０の側壁に摺接しつつ、弁軸２２及
びアーマチャ軸２３の軸方向に往復動可能に配設されて
いる。

【００３５】シリンダ４０の内部は、それらピストン４
１及びピストン４２によって、３つの空間に区画されて
いる。このうち、ピストン４１とピストン４２との間に
形成される中央の空間４３は、連通路４４を通じて外気
開放されている。そして、この空間４３を挟んで、閉弁
用空気ばね４６と開弁用空気ばね４８とが構成されてい
る。

【００３６】すなわち、閉弁用空気ばね４６は、ピスト
ン４１及びシリンダ４０のうちバルブガイド１４側の部
分を備えて構成される。ここで、シリンダ４０内におい
て、上記弁軸２２に固定されたピストン４１と上記バル
ブガイド１４との間に形成される空間４５には、給気通
路５０を介して圧縮空気が供給されるとともに、同空間
４５内の圧縮空気は排出通路５１から排出される。そし
て、これら空間４５、給気通路５０、排出通路５１によ
って閉弁用空気ばね４６における圧力室が構成されてい
る。この圧力室内の空気圧（より正確には圧力室内の空
気圧と上記空間４３内の空気圧、すなわち大気圧との差
圧）により、弁軸２２はピストン４１を介して弁体２１
の閉弁側（図１の上方）に向けて付勢される。

【００３７】また、開弁用空気ばね４８は、ピストン４
２及びシリンダ４０のうちアーマチャガイド１５側の部
分を備えて構成される。ここで、シリンダ４０内におい
て、その上端に設けられたアーマチャガイド１５とアー
マチャ軸２３に固定されたピストン４２との間に形成さ
れる空間４７には、給気通路５２を介して圧縮空気が供
給されるとともに、同空間４７内の圧縮空気は排出通路
５３から排出される。そして、これら空間４７、給気通
路５２、排出通路５３によって開弁用空気ばね４８にお
ける圧力室が構成されている。この圧力室内の空気圧
（より正確には圧力室内の空気圧と上記空間４３内の空
気圧、すなわち大気圧との差圧）により、ピストン４２
を介してアーマチャ軸２３が弁体２１の開弁側（図１の
下方）に向けて付勢される。

【００３８】次に同図１を参照して、閉弁用空気ばね４
６及び開弁用空気ばね４８の空気圧回路の構成を説明す
る。この空気圧回路には、エアポンプ６０、リザーバタ
ンク６２が設けられている。

【００３９】エアポンプ６０は、外部より取り込んだ空
気を圧縮し、絞り６１を介してリザーバタンク６２に送
り出す。リザーバタンク６２には、エアポンプ６０より
送り込まれた圧縮空気が蓄圧される。このリザーバタン
ク６２内に蓄圧される圧縮空気の圧力は、図示しないレ
ギュレータ等によって一定の圧力に保持されるようにな
っている。

【００４０】リザーバタンク６２は、供給通路６３を通
じて、閉弁用空気ばね４６の圧力室に連結されている。
またリザーバタンク６２は、供給通路６４を通じて、開
弁用気ばね４８の圧力室に連結されている。

【００４１】詳しくは、供給通路６３は、逆止弁６５を
介して上記給気通路５０と連結されている。また、供給
通路６４は、逆止弁６６を介して上記給気通路５２と連
結されている。

【００４２】これら逆止弁６５，６６は、常閉式の差圧
作動弁であり、閉弁用空気ばね４６や開弁用空気ばね４
８の圧力室内の圧力が、供給通路６３，６４の圧力より
も低くなったときに開弁し、圧力室内に圧縮空気を補充
させるように構成されている。

【００４３】更に閉弁用空気ばね４６の排出通路５１及
び開弁用空気ばね４８の排出通路５３には、リリーフ弁
６７，６８がそれぞれ設けられている。これらリリーフ
弁６７，６８は通常は、排出通路５１、５３の空気圧が
所定圧以上となったときに開弁し、上記圧力室内から余
分な圧縮空気を排出させる常閉式の圧力作動弁として機
能するように構成されている。更にこれらリリーフ弁６
７，６８は、外部からの指令によって強制的に開弁若し
くは閉弁されるようにもなっている。なお、これらリリ
ーフ弁６７，６８の下流は、外気に開放されている。

【００４４】こうした逆止弁６５，６６やリリーフ弁６
７，６８等を通じて、所望とする弾性力が得られるよう
に、閉弁用空気ばね４６の圧力室及び開弁用空気ばね４
８の圧力室内に充填される圧縮空気の量が調整される。

【００４５】なお、同図１では図示しないが、内燃機関
の各吸気弁及び各排気弁に対して、上記逆止弁６５，６
６、リリーフ弁６７，６８、供給通路６３，６４がそれ
ぞれ設けられている。これにより、内燃機関の各吸気弁
及び各排気弁に設けられた空気ばねの空気圧を、それぞ
れ個別に調整することができるようにもなっている。

【００４６】次に、以上説明した電磁駆動弁２０の制御
系の構成を、同図１を参照して説明する。内燃機関の各
種制御を司る電子制御装置（ＥＣＵ）７１の入力ポート
には、上記変位量センサ７０の検出信号に加え、クラン
ク角センサやアクセルセンサなどの機関運転状況を検出
する各種センサ類の検出信号が入力されるようになって
いる。また、電子制御装置７１の出力ポートには、電磁
コイル駆動回路７２が接続されている。

【００４７】電子制御装置７１は、上記各センサ類の検
出信号に基づいて把握される機関運転状況に基づいて、
電磁駆動弁２０の両電磁コイル３４，３８への通電にか
かる制御信号を生成し、その制御信号を電磁コイル駆動
回路７２に出力する。電磁コイル駆動回路７２は、その
制御信号を増幅して電磁コイル駆動電流を生成し、各電
磁コイル３４，３８への通電を行う。

【００４８】また電子制御装置７１は、機関運転状況に
応じて、閉弁用空気ばね４６の圧力室内の空気圧、及び
開弁用空気ばね４８の圧力室内の空気圧を調整すべく、
リリーフ弁６７，６８を制御する。

【００４９】以上のように構成された本実施形態の電磁
駆動弁２０では、弁軸２２及びアーマチャ軸２３と共に
変位する弁体２１は、同弁体２１がバルブシート１３に
着座する位置とアーマチャ２４がロアコア３６と当接す
る位置との間を往復動可能となっている。

【００５０】ここで弁体２１がバルブシート１３に着座
する弁体２１のリフト位置、すなわち弁体２１の閉弁側
変位端では、電磁駆動弁２０は全閉状態となる。このと
きの弁体２１のリフト位置を「全閉位置」という。

【００５１】またアーマチャ２４がロアコア３６と当接
する弁体２１のリフト位置、すなわち弁体２１の開弁側
変位端では、弁体２１はバルブシート１３から最も離間
された状態となって、電磁駆動弁２０は全開状態とな
る。このときの弁体２１のリフト位置を「全開位置」と
いう。

【００５２】そして、電磁駆動弁２０では、電磁石３
５，３９が電磁力を発生していなければ、弁軸２２及び
アーマチャ軸２３と共に変位する弁体２１は、閉弁用空
気ばね４６の弾性力Ｆｃｌと開弁用空気ばね４８の弾性
力Ｆｏｐとが同じとなるリフト位置に位置される。な
お、本明細書では、閉弁用空気ばね４６と開弁用空気ば
ね４８との弾性力Ｆｃｌ，Ｆｏｐが釣り合う弁体２１の
リフト位置を「中立位置」という。

【００５３】ちなみに、これら閉弁用空気ばね４６と開
弁用空気ばね４８との弾性力が等しいとき、閉弁用空気
ばね４６と開弁用空気ばね４８との外部環境が等しいな
らば、図２（ｂ）に示すように、それらの内部の空気圧
が同じ圧力Ｐｎとなっている。なお、本実施形態では、
上記外部環境が等しい条件下、閉弁用空気ばね４６と開
弁用空気ばね４８との弾性力が等しくなる位置（基準位
置）を基準として、ピストン４１、４２の変位に対して
ピストン受圧面に加わる力（弾性力）が互いに等しくな
るような設定がなされている。これは、上記基準位置に
おいて閉弁用空気ばね４６と開弁用空気ばね４８との各
圧力室の容積とピストン４１、４２の受圧面積とを互い
に等しくすることで実現することができる。

【００５４】上記中立位置から弁体２１を変位させる
と、それに伴ってシリンダ４０内においてピストン４
１，ピストン４２も変位され、閉弁用空気ばね４６及び
開弁用空気ばね４８の各圧力室の容積が変化することか
ら、その内部の空気圧が変化する。図３に、そうした弁
体２１のリフト位置に応じた圧力室内の空気圧の変化態
様を示す。

【００５５】閉弁用空気ばね４６の圧力室の容積は、全
開位置で最小となった後、弁体２１のリフト位置が全閉
位置に向かうにつれて拡大される。そのため、同図３に
示されるように、同圧力室内の空気圧は、全閉位置での
最小圧Ｐ１から、リフト位置が開弁側に向かうにつれて
増大し、全開位置で最大圧Ｐ２となる。

【００５６】一方、開弁用空気ばね４８の圧力室の容積
は、閉弁用空気ばね４６の圧力室とは逆に、全開位置で
最大となった後、弁体２１のリフト位置が全閉位置に向
かうにつれて縮小される。そのため、開弁用空気ばね４
８の圧力室内の空気圧は、全開位置での最小圧Ｐ１か
ら、リフト位置が閉弁側に向かうにつれて増大し、全閉
位置で最大圧Ｐ２となる。

【００５７】よって全開位置では、図２（ａ）に示され
るように、閉弁用空気ばね４６の圧力室内の空気圧は最
大圧Ｐ２となり、開弁用空気ばね４８の圧力室内の空気
圧は最小圧Ｐ１となることから、弁体２１は両空気ばね
４６，４８の弾性力により閉弁側に付勢されるようにな
る（Ｆｃｌ＞Ｆｏｐ）。また全閉位置では、図２（ｃ）
に示されるように、開弁用空気ばね４８の圧力室内の空
気圧は最大圧Ｐ２となり、閉弁用空気ばね４６の圧力室
内の空気圧は最小圧Ｐ１となることから、弁体２１は両
空気ばね４６，４８の弾性力により開弁側に付勢される
ようになる（Ｆｏｐ＞Ｆｃｌ）。

【００５８】ちなみに容積が最大となったときの各圧力
室内の空気圧、すなわち上記最小圧Ｐ１は、大気圧Ｐ０
よりは十分に高い圧力となっている。そして、この最小
圧Ｐ１を確保すべく、上記リザーバタンク６２内の圧縮
空気の圧力はこの最小圧Ｐ１に設定されている。

【００５９】次に、通常の開閉駆動時における電磁駆動
弁２０の動作態様について説明する。弁体２１が全閉位
置に位置した状態では、上述のように弁体２１は、閉弁
用空気ばね４６及び開弁用空気ばね４８の弾性力の合力
によって開弁側に付勢されている。こうした全閉位置で
の弁体２１の保持は、閉弁用電磁石３５の電磁コイル３
４に保持電流を供給し、それにより発生する電磁力によ
ってアーマチャ２４をアッパコア３２に吸着保持するこ
とで行われる。このとき電磁コイル３４に供給される保
持電流の大きさは、閉弁用空気ばね４６及び開弁用空気
ばね４８の弾性力の合力に抗して、アーマチャ２４をア
ッパコア３２に吸着された状態が保持されるように設定
されている。

【００６０】次に、全閉位置に保持された状態から弁体
２１を全開位置に向けて開駆動する際には、まず上記の
電磁コイル３４への保持電流の供給を停止する。これに
より、図４に示すように、アーマチャ２４はアッパコア
３２から開放され、弁体２１は、開弁側に作用する閉弁
用空気ばね４６及び開弁用空気ばね４８の合力により全
閉位置から開弁側に向かって変位するようになる。

【００６１】その後、弁体２１の開弁側への変位に応
じ、弁体２１を開弁側に付勢する閉弁用空気ばね４６及
び開弁用空気ばね４８の弾性力の合力は小さくなってい
き、弁体２１が中立位置よりも開弁側に変位すると、そ
の弾性力の合力は弁体２１を閉弁側に引き戻す方向に作
用するようになる。ただし、弁体２１は、ある程度まで
は、自身の慣性により、そうした弾性力の合力に抗して
更に開弁側に変位し続ける。

【００６２】そして、弁体２１が所定の位置に達する
と、開弁用電磁石３９の電磁コイル３８に引付電流が供
給されるようになる。この引付電流の供給により開弁用
電磁石３９に生じた電磁力によって、アーマチャ２４は
ロアコア３６に向けて吸引される。これにより、弁体２
１は、自身の慣性及び電磁石３９の電磁力によって、閉
弁用空気ばね４６及び開弁用空気ばね４８の弾性力の合
力に抗して開弁側に変位し続ける。なお、このときの引
付電流の大きさは、アーマチャ２４をロアコア３６に確
実に吸着させられるように、例えば上記変位量センサ７
０により検出される弁体２１のリフト位置等に応じて設
定されている。

【００６３】こうして図５に示すように、アーマチャ２
４がロアコア３６に吸着され、弁体２１が全開位置に達
すると、開弁用電磁石３９の電磁コイル３８に保持電流
が供給されるようになる。そして、それにより発生する
電磁力によってアーマチャ２４をロアコア３６に吸着保
持させている。

【００６４】全開位置に保持された状態から弁体２１を
再び全閉位置に向けて閉駆動する場合も、上述の全閉位
置から全開位置まで弁体２１の開駆動と同様にして、閉
弁用電磁石３５及び開弁用電磁石３９の通電制御が行わ
れる。すなわち、開弁用電磁石３９の電磁コイル３８へ
の保持電流の供給を停止することで、弁体２１の閉弁側
への変位を開始し、閉弁用電磁石３５の電磁コイル３４
に引付電流を供給することで、アーマチャ２４をアッパ
コア３２に吸着させている。

【００６５】弁体２１が全閉位置に達した以降は、以上
の通電制御を順次繰り返すことで、電磁駆動弁２０の開
閉駆動が継続される。以上が、通常の開閉駆動時におけ
る電磁駆動弁２０の動作態様についての説明である。

【００６６】ところで、上記弁体２１がバルブシート１
３に着座した後にも、アーマチャ２４は、閉弁用電磁石
３５に吸引され、同閉弁用電磁石３５側に変位する。そ
して、この変位は、アーマチャ２４が閉弁用電磁石３５
に当接するまで継続する。ただし、上記弁体２１がバル
ブシート１３に着座したのちには、アーマチャ軸２３が
弁軸２２から離間するために、アーマチャ２４には閉弁
用空気ばね４６による付勢力が付与されない。そして、
この際、開弁用空気ばね４８による開弁側への付勢力に
対抗してアーマチャ２４を閉弁側へ変位させるために、
閉弁用電磁石３５への通電量を増大させることとなり、
消費電力の増大を招くなどの不都合が生じることについ
ては、上述したとおりである。

【００６７】そこで、本実施形態では、閉弁用空気ばね
４６の圧力室内の圧力を弁体２１の着座直前に上昇させ
る。換言すれば、弁体２１がバルブシート１３へ着座す
ることによりアーマチャ軸２３が弁軸２２から離間して
閉弁用電磁石３５側に変位し始める直前の所定期間にお
いて、閉弁用空気ばね４６の圧力室内の圧力を上昇させ
る。

【００６８】このため、上記上昇がなされなかった場合
と比して閉弁用空気ばね４６及び開弁用空気ばね４８の
合力によってアーマチャ２４を開弁側へ付勢する付勢力
は減少されることとなる。換言すれば、弁体２１の閉弁
側への変位に伴い開弁用空気ばね４８と閉弁用空気ばね
４６とによって弁体２１に付与される開弁側への付勢力
の同閉弁側への変位に伴う増大が、弁体２１の着座直前
には少なくとも抑制されることとなる。

【００６９】これにより、閉弁用空気ばね４６及び開弁
用空気ばね４８の合力によってアーマチャ２４を開弁側
へ付勢する付勢力によるアーマチャ２４の慣性力の減少
度合いは、弁体２１の着座直前に少なくとも緩和される
ようになる。したがって、アーマチャ２４を閉弁側に付
勢する閉弁用電磁石３５の付勢力を増大させることな
く、アーマチャ２４を適切に同閉弁用電磁石３５へと引
き付け当接させることができるようになる。

【００７０】更に、この着座直前における閉弁用空気ば
ね４６の圧力室内の圧力の上昇量が大きければ、アーマ
チャ２４の慣性が増大するようにもなる。換言すれば、
アーマチャ２４の閉弁用電磁石３５側への変位を加速す
るようにもなる。

【００７１】具体的には、こうした制御を行うべく、本
実施形態では、図１に示すように、上記リザーバタンク
６２内に蓄圧される圧縮空気の圧力（Ｐ１）よりも高い
圧力（Ｐｘ）の圧縮空気を蓄圧する高圧リザーバタンク
８０を備えている。この高圧リザーバタンク８０にも、
上記エアポンプ６０より送り込まれた圧縮空気が蓄圧さ
れる。そして、この高圧リザーバタンク８０内に蓄圧さ
れる圧縮空気の圧力も、図示しないレギュレータ等によ
って一定の圧力に保持されるようになっている。ただ
し、エアポンプ６０及び高圧リザーバタンク８０間に
は、上記絞り６１を介さないようにすることで、上記リ
ザーバタンク６２内に蓄圧される圧縮空気の圧力よりも
高い圧力の圧縮空気を同高圧リザーバタンク８０に蓄圧
することの簡易化を図っている。

【００７２】この高圧リザーバタンク８０は、供給通路
８１を通じて、閉弁用空気ばね４６の圧力室に連結され
ている。そして、この高圧リザーバタンク８０の圧縮空
気と上記リザーバタンク６２の圧縮空気とを選択的に閉
弁用空気ばね４６の圧力室に供給すべく、供給通路６３
には切替弁８２が設けられている。この切替弁８２は、
供給通路６３の上流及び下流間の連通と、上記供給通路
８１及び上記供給通路６３の下流間の連通とを上記電子
制御装置７１の指令に応じて切り替える。換言すれば、
逆止弁６５を介しての上記リザーバタンク６２及び閉弁
用空気ばね４６の圧力室間の連通と、同逆止弁６５を介
しての上記高圧リザーバタンク８０及び閉弁用空気ばね
４６の圧力室間の連通とを切り替える。

【００７３】そして、弁体２１のバルブシート１３への
着座直前における閉弁用空気ばね４６の圧力室内の圧力
を増大させるべく、上記切替弁８２の切り替えを行う。
すなわち、図６に示すように、閉弁用空気ばね４６の圧
力室には、高圧リザーバタンク８０にて蓄圧された圧縮
空気を供給するよう、上記切替弁８２を切り替える。こ
れにより、逆止弁６５が開弁され、高圧リザーバタンク
８０にて蓄圧された圧縮空気が閉弁用空気ばね４６の圧
力室に流入するようになる。このため、弁体２１のバル
ブシート１３への着座直前の閉弁用空気ばね４６の圧力
室内の圧力をそれ以前と比して増大させることができ
る。なお、この高圧リザーバタンク８０にて蓄圧された
圧縮空気を閉弁用空気ばね４６の圧力室に供給する際に
は、上記リリーフ弁６７を強制的に閉弁させるなどす
る。

【００７４】このように高圧リザーバタンク８０にて蓄
圧された圧縮空気を供給することで、図７（ａ）に示す
ように、閉弁用空気ばね４６の圧力室内の圧力が、全閉
位置近傍の所定の変位ｘ０から弁体２１の閉弁側への変
位時において強制的に上昇される。この所定の変位ｘ０
以前においては、弁体２１は、開弁用空気ばね４８及び
閉弁用空気ばね４６の弾性力の合力によって、開弁側に
付勢されている。そして、図７（ｂ）に示すように、こ
の付勢力は、弁体２１の閉弁側への変位に伴い増大して
いる。しかし、全閉位置近傍の変位ｘ０以降において
は、閉弁用空気ばね４６の圧力室の圧力が強制的に上昇
されるために、実際の上記付勢力は、図７（ｂ）に破線
で示す付勢力の増大度合いに対して抑制されるようにな
る。すなわち、この場合、開弁用空気ばね４８及び閉弁
用空気ばね４６の弾性力の合力は、例えば合力ｆ１のよ
うになる。これにより、開弁用空気ばね４８及び閉弁用
空気ばね４６の弾性力の合力によってアーマチャ２４を
開弁側へ付勢する付勢力によるアーマチャ２４の慣性力
の減少度合いは、緩和されるようになる。

【００７５】更に、この閉弁用空気ばね４６の圧力室の
圧力の強制的な上昇度合いが大きく、閉弁用空気ばね４
６の圧力室の圧力が開弁用空気ばね４８の圧力室の圧力
を超えるなら、閉弁用空気ばね４６及び開弁用空気ばね
４８の合力は、図７（ｂ）に合力ｆ２にて示すように、
閉弁方向となる。そしてこの場合には、アーマチャ２４
の閉弁側への変位が加速されることともなる。これによ
り、アーマチャ２４の閉弁側への変位にかかる慣性力は
増大するようになる。

【００７６】上記閉弁用空気ばね４６の圧力室の圧力の
強制的な上昇によって、図８に示すように、アーマチャ
２４を閉弁用電磁石３５に当接させることができるよう
になる。

【００７７】以上説明した本実施形態によれば、以下の
効果が得られるようになる。 （１）閉弁用空気ばね４６の圧力室内の圧力を弁体２１
の着座直前に強制的に上昇させた。これにより、閉弁用
空気ばね４６及び開弁用空気ばね４８の合力によってア
ーマチャ２４を開弁側へ付勢する付勢力によるアーマチ
ャ２４の慣性力の減少度合いを、弁体２１の着座直前に
十分に緩和させることができるようになる。更に、この
着座直前における閉弁用空気ばね４６の圧力室内の圧力
の上昇量が大きければ、アーマチャ２４の慣性を増大さ
せることもできる。換言すれば、アーマチャ２４の閉弁
用電磁石３５側への変位を加速するようにもなる。これ
により、アーマチャ２４を閉弁用電磁石３５へと確実に
吸引して当接させることができるようになる。

【００７８】（２）閉弁用空気ばね４６の圧力室及び開
弁用空気ばね４８の圧力室に圧縮空気を供給するリザー
バタンクとして、リザーバタンク６２とこれよりも高い
圧力の圧縮空気を蓄圧する高圧リザーバタンク８０とを
備えた。これにより、閉弁用空気ばね４６の圧力室内の
圧力の弁体２１の着座直前における強制的な上昇を好適
に行うことができる。

【００７９】（第２の実施形態）以下、本発明にかかる
電磁駆動弁の制御装置の第２の実施形態について、上記
第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説
明する。

【００８０】上記実施形態では、閉弁用空気ばね４６の
圧力室内の圧力を同弁体２１のバルブシート１３への着
座直前に上昇させた。これに対し、本実施形態では、開
弁用空気ばね４８の圧力室内の圧力を同弁体２１の着座
直前に低下させる。このため、上記強制的な低下がなさ
れなかった場合と比して閉弁用空気ばね４６及び開弁用
空気ばね４８の合力によってアーマチャ２４を開弁側へ
付勢する付勢力は減少されることとなる。これにより、
一対のばね手段の合力によってアーマチャ２４を開弁側
へ付勢する付勢力によるアーマチャ２４の慣性力の減少
度合いは、弁体２１の着座直前に緩和されるようにな
る。また、上記低下量が大きければ、アーマチャ２４の
開弁側への変位にかかる慣性力は増大するようになる。
したがって、アーマチャ２４を閉弁側に付勢する閉弁用
電磁石３５の付勢力を増大させることなく、アーマチャ
２４を同閉弁用電磁石３５へと確実に吸引して当接させ
ることができるようになる。

【００８１】詳しくは、本実施形態では、図９に示す構
成において、開弁用空気ばね４８の圧力室内の圧力を弁
体２１の着座直前に低下させるべく、上記リリーフ弁６
８を所定量開弁させることで行う。これにより、先の第
１の実施形態と同様、アーマチャ２４を閉弁用電磁石３
５に当接させることができるようになる。

【００８２】以上説明した本実施形態によれば、以下の
効果を得ることができる。 （３）開弁用空気ばね４８の圧力室内の圧力を弁体２１
の着座直前に強制的に低下させた。これにより、閉弁用
空気ばね４６及び開弁用空気ばね４８の合力によってア
ーマチャ２４を開弁側へ付勢する付勢力によるアーマチ
ャ２４の慣性力の減少度合いを、弁体２１の着座直前に
十分に緩和させることができるようになる。更に、この
着座直前における開弁用空気ばね４８の圧力室内の圧力
の低下量が大きければ、アーマチャ２４の慣性を増大さ
せることもできる。換言すれば、アーマチャ２４の閉弁
用電磁石３５側への変位を加速するようにもなる。これ
により、アーマチャ２４を閉弁用電磁石３５へと確実に
吸引して当接させることができるようになる。

【００８３】なお、上記各実施形態は以下のように変更
して実施してもよい。 ・上記第１の実施形態のように閉弁用空気ばね４６の圧
力室内の圧力を弁体２１の着座直前に強制的に上昇させ
る制御に限らない。要は、弁体２１の閉弁側への変位に
伴う閉弁用気体ばね４６の圧力室内の圧力の低下の度合
いを同弁体２１の着座直前に強制的に緩和するようにす
ればよい。すなわち、例えば先の図３の曲線に示される
閉弁用空気ばねの圧力室内の圧力の弁体の閉弁側への変
位に伴う低下の度合いを緩和するように、この曲線より
も圧力値が大きな値となるようにしてもよい。

【００８４】この際、弁体２１の閉弁側への変位に伴う
閉弁用空気ばね４６の圧力室内の圧力の低下の度合いを
同弁体２１のバルブシート１３への着座直前に強制的に
緩和する制御手段を、高圧リザーバタンク８０及びリリ
ーフ弁６７、電子制御装置７１を備えて構成してもよ
い。またこの制御手段は、例えば、逆止弁６５の代わり
に閉弁用空気ばね４６の圧力室に供給する圧縮空気の圧
力を調整する圧力コントローラ等を備えるものであって
もよい。この場合、圧力コントローラによって圧力室に
供給する圧縮空気の圧力を高めることで、弁体の着座直
前における圧力室の圧力の低下の度合いを緩和する。

【００８５】・上記第２の実施形態のように開弁用空気
ばね４８の圧力室内の圧力を弁体２１の着座直前に強制
的に低下させるものに限らない。要は、弁体２１の閉弁
側への変位に伴う開弁用気体ばね４８の圧力室内の圧力
の上昇の度合いを同弁体２１の着座直前に強制的に緩和
するようにすればよい。すなわち、例えば先の図３の曲
線に示される開弁用空気ばねの圧力室内の圧力の弁体の
閉弁側への変位に伴う上昇の度合いを緩和するように、
この曲線よりも圧力値の小さな値となるようにしてもよ
い。

【００８６】なお、この際、弁体２１の閉弁側への変位
に伴う開弁用空気ばね４８の圧力室内の圧力の上昇の度
合いを同弁体２１のバルブシート１３への着座直前に強
制的に緩和する制御手段を、例えばリリーフ弁６８及び
電子制御装置７１を備えて構成してもよい。

【００８７】・閉弁用空気ばね４６の圧力室内の圧力を
同弁体２１のバルブシート１３への着座直前に上昇させ
る制御手段としては、高圧リザーバタンク８０及びリリ
ーフ弁６７、電子制御装置７１を備えて構成されるもの
に限らない。例えば、逆止弁６５の代わりに閉弁用空気
ばね４６の圧力室に供給する圧縮空気の圧力を調整する
圧力コントローラ等を備えるものであってもよい。この
場合、圧力コントローラによって圧力室に供給する圧縮
空気の圧力を高めることで、弁体の着座直前における圧
力室の圧力を上昇させる。

【００８８】・弁体２１の閉弁側への変位に伴う開弁用
空気ばね４８の圧力室内の圧力を同弁体２１のバルブシ
ート１３への着座直前に低下させる制御手段としては、
リリーフ弁６８及び電子制御装置７１を備えて構成され
るものに限らない。

【００８９】・上記実施形態における空気圧回路の構
成、電磁駆動弁２０における空気ばね４６，４８の設置
態様、制御系の構成等は、任意に変更してもよい。 ・上記実施形態では、弁体２１をその開弁側及び閉弁側
の変位端に向けて付勢するばねとして、圧力室内に充填
された圧縮空気の圧力により弾性力を発生する空気ばね
を採用する構成としているが、弾性力の発生源として空
気以外の任意のガスを用いるようにしてもよい。

【００９０】・また、気体ばね以外のばね手段を採用し
てもよく、要は付勢力を任意に変更可能なばね手段を用
いるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる電磁駆動弁の制御装置の第１の
実施形態の構成を示す図。

【図２】同実施形態における空気ばねの動作態様を模式
的に示す断面図。

【図３】同実施形態における弁体のリフト位置と空気ば
ねの圧力との関係を示す図。

【図４】同実施形態における弁体の閉弁状態を示す図。

【図５】同実施形態における弁体の開弁状態を示す図。

【図６】同実施形態における弁体の着座直前の状態を示
す図。

【図７】同実施形態における空気ばねの制御態様を示す
図。

【図８】同実施形態におけるアーマチャの着座時の状態
を示す図。

【図９】本発明にかかる電磁駆動弁の制御装置の第２の
実施形態について、弁体の着座前の制御態様を示す図。

【図１０】従来の電磁駆動弁の制御態様を示す図。

【符号の説明】

１０…シリンダヘッド、１１…燃焼室、１３…バルブシ
ート、２０…電磁駆動弁、２１…弁体、２２…弁軸、２
３…アーマチャ軸、２４…アーマチャ、３０…電磁駆動
部、３１…ケーシング、３５…閉弁用電磁石、３９…開
弁用電磁石、４０…シリンダ、４１，４２…ピストン、
４５，４７…空間、４６…閉弁用空気ばね、４８…開弁
用空気ばね、６０…エアポンプ、６２…リザーバタン
ク、６３、６４…供給通路、６５、６６…逆止弁、６
７、６８…リリーフ弁、７０…変位量センサ、７１…電
子制御装置、８０…高圧リザーバタンク、８１…供給通
路、８２…切替弁。

フロントページの続き (72)発明者 中村 喜代治 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 櫻木 武 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 Ｆターム(参考） 3G018 AB09 CA12 DA51 DA54 DA57 DA59 DA65 EA31 FA06 FA07 FA14 GA07 3H106 DA07 DA23 DB02 DB14 DB26 DB32 DC02 DD03 EE19 EE20 FA08 GC11 KK17

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弁体を開弁側及び閉弁側にそれぞれ付勢す
   る一対のばね手段と、アーマチャ軸に連結されたアーマ
   チャを前記弁体の閉弁側に付勢する電磁石とを備え、前
   記電磁石による電磁力と前記ばね手段による付勢力との
   協働により前記弁体を開閉駆動する電磁駆動弁の制御装
   置において、 前記弁体を閉弁側に付勢するばね手段の付勢力を同弁体
   の着座直前に増大させるようにしたことを特徴とする電
   磁駆動弁の制御装置。
2. 【請求項２】弁体を開弁側及び閉弁側にそれぞれ付勢す
   る一対のばね手段と、アーマチャ軸に連結されたアーマ
   チャを前記弁体の閉弁側に付勢する電磁石とを備え、前
   記電磁石による電磁力と前記ばね手段による付勢力との
   協働により前記弁体を開閉駆動する電磁駆動弁の制御装
   置において、 前記弁体を開弁側に付勢するばね手段の付勢力を同弁体
   の着座直前に減少させるようにしたことを特徴とする電
   磁駆動弁の制御装置。
3. 【請求項３】弁体を開弁側及び閉弁側にそれぞれ付勢す
   る一対のばね手段と、アーマチャ軸に連結されたアーマ
   チャを前記弁体の閉弁側に付勢する電磁石とを備え、前
   記電磁石による電磁力と前記ばね手段による付勢力との
   協働により前記弁体を開閉駆動するに、前記一対のばね
   手段のうちの少なくとも前記弁体を閉弁側に付勢するば
   ね手段がその圧力室内の圧力によって同弁体の軸である
   弁軸に連結されたピストンを閉弁側に付勢する閉弁用気
   体ばねとして構成される電磁駆動弁の制御装置におい
   て、 前記閉弁用気体ばねの圧力室内の圧力を前記弁体の着座
   直前に上昇させる制御手段を備えることを特徴とする電
   磁駆動弁の制御装置。
4. 【請求項４】弁体を開弁側及び閉弁側にそれぞれ付勢す
   る一対のばね手段と、アーマチャ軸に連結されたアーマ
   チャを前記弁体の閉弁側に付勢する電磁石とを備え、前
   記電磁石による電磁力と前記ばね手段による付勢力との
   協働により前記弁体を開閉駆動するに、前記一対のばね
   手段のうちの少なくとも前記弁体を閉弁側に付勢するば
   ね手段がその圧力室内の圧力によって同弁体の軸である
   弁軸に連結されたピストンを閉弁側に付勢する閉弁用気
   体ばねとして構成される電磁駆動弁の制御装置におい
   て、 前記弁体の前記閉弁側への変位に伴う前記閉弁用気体ば
   ねの圧力室内の圧力の低下の度合いを同弁体の着座直前
   に強制的に緩和する制御手段を備えることを特徴とする
   電磁駆動弁の制御装置。
5. 【請求項５】弁体を開弁側及び閉弁側にそれぞれ付勢す
   る一対のばね手段と、アーマチャ軸に連結されたアーマ
   チャを前記閉弁側へ付勢する電磁石とを備え、前記電磁
   石による電磁力と前記ばね手段による付勢力との協働に
   より前記弁体を開閉駆動するに、前記一対のばね手段の
   うちの少なくとも前記弁体を開弁側に付勢するばね手段
   がその圧力室内の圧力によって前記アーマチャ軸に連結
   されたピストンを前記弁体の開弁側に付勢する開弁用気
   体ばねとして構成される電磁駆動弁の制御装置におい
   て、 前記開弁用気体ばねの圧力室内の圧力を前記弁体の着座
   直前に低下させる制御手段を備えることを特徴とする電
   磁駆動弁の制御装置。
6. 【請求項６】弁体を開弁側及び閉弁側にそれぞれ付勢す
   る一対のばね手段と、アーマチャ軸に連結されたアーマ
   チャを前記閉弁側へ付勢する電磁石とを備え、前記電磁
   石による電磁力と前記ばね手段による付勢力との協働に
   より前記弁体を開閉駆動するに、前記一対のばね手段の
   うちの少なくとも前記弁体を開弁側に付勢するばね手段
   がその圧力室内の圧力によって前記アーマチャ軸に連結
   されたピストンを前記弁体の開弁側に付勢する開弁用気
   体ばねとして構成される電磁駆動弁の制御装置におい
   て、 前記弁体の前記閉弁側への変位に伴う前記開弁用気体ば
   ねの圧力室内の圧力の上昇の度合いを同弁体の着座直前
   に強制的に緩和する制御手段を備えることを特徴とする
   電磁駆動弁の制御装置。
7. 【請求項７】アーマチャ軸に連結されたアーマチャをア
   ーマチャ軸の軸方向双方向にそれぞれ付勢する一対の電
   磁石と、弁体を開弁側に付勢する開弁用気体ばねと、同
   弁体を閉弁側に付勢する閉弁用気体ばねとを備え、前記
   各電磁石による電磁力と前記各気体ばねによる付勢力と
   の協働により前記弁体を開閉駆動する電磁駆動弁の制御
   装置において、 前記弁体の閉弁側への変位に伴って前記開弁用気体ばね
   と前記閉弁用気体ばねとが前記弁体を開弁側に付勢する
   付勢力の増大の度合いを、前記弁体の着座直前に強制的
   に緩和する制御手段を備えることを特徴とする電磁駆動
   弁の制御装置。