JP2004301172A - Electromagnetic actuator - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem wherein machining of a tapered part is difficult when an end part in which a moving core and a stator cross is made tapered in shape to make characteristic of magnetic attraction force for stroke amount is flat. <P>SOLUTION: Dimension in the axial direction of an outer peripheral member 14b on an outer side of a ring channel 14a is set to be long, dimension in the axial direction of an inner peripheral member 14c on an inner side of the ring channel 14a is set to be short, distance of a first main gap MG1 is set to be short, and distance of a second main gap MG2 is set to be long. When a coil 17 carries current, magnetic flux flows in the first main gap MG1, and strong magnetic attraction force is generated in the first main gap MG1. When a tip of the outer peripheral member 14b crosses a cylindrical projection 16c, the second main gap MG2 approaches and magnetic attraction force of the second main gap MG2 becomes strong. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可動子を軸方向へ駆動する電磁アクチュエータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電磁アクチュエータを図４を参照して説明する。なお、この図４の電磁アクチュエータは、バルブタイミング可変装置に用いられるオイルフローコントロールバルブに適用されたものである。
このオイルフローコントロールバルブＪ１ は、入出力ポート（この図では、油圧供給ポートＪ２ 、進角室連通ポートＪ３ 、遅角室連通ポートＪ４ 、ドレーンポートＪ５ ）が形成されたスリーブＪ６ と、このスリーブＪ６ の内部で軸方向へ変位して入出力ポートＪ２ 〜Ｊ５ の切り替えを行うスプールＪ７ と、このスプールＪ７ を軸方向へ駆動する電磁アクチュエータＪ８ とによって構成されている。
【０００３】
スプールＪ７ とムービングコアＪ１１とは、結合されており、コイルＪ１２に与えられる電流量（通電割合）が調整されることによって、ムービングコアＪ１１とともにスプールＪ７ の軸方向の変位量が調整される。この作動によって、進角室と遅角室に与えられる油圧の割合がリニアに可変されて、カムシャフトの進角量がリニアに可変される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３１０３２４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特許文献１に開示される電磁アクチュエータＪ８ では、コイルＪ１２の起磁力によってムービングコアＪ１１がステータＪ１３に接近した際に、ムービングコアＪ１１の軸方向先端部が、ステータＪ１３に形成された凹部内に侵入することによって、ムービングコアＪ１１とステータＪ１３の一部が軸方向に交差するように設けられている。
そして、ムービングコアＪ１１とステータＪ１３の交差する端部をテーパ形状にすることによって、図５に示すように、ムービングコアＪ１１のストローク量に対して磁気吸引力があまり変化しないフラットな特性を得ている。
しかし、ムービングコアＪ１１とステータＪ１３の端部にテーパＪ１４を形成する必要があるために、ムービングコアＪ１１とステータＪ１３の加工が難しくなる問題があった。
【０００６】
【発明の目的】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ムービングコアのストローク量に対する磁気吸引力のコントロールを、加工が困難なテーパを形成することなく実現できる電磁アクチュエータを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１の手段〕
請求項１を採用する電磁アクチュエータは、コイルの起磁力によってムービングコアがステータに接近した際に、ムービングコアとステータの一部が軸方向に交差するものであり、ムービングコアとステータの間には、軸方向距離の異なる複数の磁気吸引用のメインギャップが設けられるものである。
このように設けることにより、ムービングコアとステータが最も離間した状態において、距離の短いメインギャップと、それよりも離れたメインギャップとが存在する。
【０００８】
即ち、ムービングコアとステータが最も離間した状態では、最も接近するメインギャップの磁気吸引力が強い。そして、ムービングコアがストロークして磁気吸引力が低下する頃に、次のメインギャップの距離が短縮されて磁気吸引力が強まる。このようにして、ムービングコアのストローク量に対して磁気吸引力があまり変化しない特性を得ることができる。
また、軸方向のメインギャップの数や距離、および各メインギャップの対向面積を任意に変化させることによって、ムービングコアのストローク量に対する磁気吸引力を任意にコントロールすることが可能になる。
このように、ムービングコアとステータの交差するそれぞれの端部にテーパを形成しなくても、ムービングコアのストローク量に対して磁気吸引力をコントロールできるため、交差部分のテーパを廃止できる。この結果、ムービングコアとステータの加工が容易になる。
【０００９】
〔請求項２の手段〕
請求項２の手段を採用する電磁アクチュエータは、ムービングコアがコイルの軸方向端よりも外側に配置されるとともに、コイルの周囲を覆うヨークによって外周が覆って設けられて、ムービングコアの外周と、それを覆うヨークとの間に、ヨークとムービングコアとの磁束の受渡しを行うサイドギャップが形成される。
さらに、請求項２の手段を採用する電磁アクチュエータは、ムービングコアまたはステータの一方の軸方向端面に筒状突起が形成され、ムービングコアまたはステータの他方の軸方向端面に筒状突起が内部に接触しない状態で侵入可能なリング溝が形成される。また、コイルの起磁力によってムービングコアがステータに接近した際に、筒状突起がリング溝の内部に侵入することで、ムービングコアとステータの一部が軸方向に交差するものである。そして、リング溝の外側の外周部材と、リング溝の内側の内周部材との軸方向寸法が異なるように設けられることにより、ムービングコアとステータの間に、軸方向位置の異なるメインギャップが２つ設けられるものである。
【００１０】
このように設けられることにより、ムービングコアの外径寸法がコイルの内径寸法に制約されなくなり、従来よりもムービングコアの外径寸法を大きくできるとともに、コイルの内側の部品をステータのみにできる。
これによって、メインギャップが形成されるムービングコアとステータの対向面を有効利用することができ、メインギャップの対向面積を大きくできる。このため、メインギャップの磁気抵抗の増加を招くことなく、メインギャップの数を複数にできる。
【００１１】
〔請求項３の手段〕
請求項３の手段を採用する電磁アクチュエータは、スプール弁に組み合わされてオイルフローコントロールバルブを構成するものであり、ムービングコアがスプールと一体に軸方向へ変位することでオイルの流れをコントロールするものである。
【００１２】
〔請求項４の手段〕
請求項４の手段を採用する電磁アクチュエータは、バルブタイミング可変機構の油圧アクチュエータに組み合わされるものであり、内燃機関の作動中に、油圧源で発生した油圧を、進角室および遅角室に相対的に給排させるものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、実施例と変形例を用いて説明する。
〔実施例〕
実施例を図１〜図３を参照して説明する。なお、図１、図２は電磁アクチュエータが搭載されたオイルフローコントロールバルブの構造を示す断面図であり、図３はオイルフローコントロールバルブが用いられるバルブタイミング可変装置の概略図である。
【００１４】
先ず、図３を参照してバルブタイミング可変装置を説明する。
本実施例で示すバルブタイミング可変装置は、内燃機関（以下、エンジン）のカムシャフト（吸気バルブ用、排気バルブ用、吸排気兼用カムシャフトのいずれか）に取り付けられるものであり、バルブの開閉タイミングを連続的に可変可能なものである。
バルブタイミング可変装置（ＶＶＴ）は、バルブタイミング可変機構１（ＶＣＴ）と、オイルフローコントロールバルブ２を有する油圧回路３と、オイルフローコントロールバルブ２を制御するＥＣＵ４（エンジン・コントロール・ユニットの略）とから構成されている。
【００１５】
（バルブタイミング可変機構１の説明）
バルブタイミング可変機構１は、エンジンのクランクシャフトに同期して回転駆動されるシューハウジング５（回転駆動体に相当する）と、このシューハウジング５に対して相対回転可能に設けられ、カムシャフトと一体に回転するベーンロータ６（回転従動体に相当する）とを備えるものであり、シューハウジング５内に構成される油圧アクチュエータによってシューハウジング５に対してベーンロータ６を相対的に回転駆動して、カムシャフトを進角側あるいは遅角側へ変化させるものである。
【００１６】
シューハウジング５は、エンジンのクランクシャフトにタイミングベルトやタイミングチェーン等を介して回転駆動されるスプロケットにボルト等によって結合されて、スプロケットと一体回転するものである。このシューハウジング５の内部には、図３に示すように、略扇状の凹部７が複数（この実施例では３つ）形成されている。なお、シューハウジング５は、図３において時計方向に回転するものであり、この回転方向が進角方向である。
一方、ベーンロータ６は、カムシャフトの端部に位置決めピン等で位置決めされて、ボルト等によってカムシャフトの端部に固定されるものであり、カムシャフトと一体に回転する。
【００１７】
ベーンロータ６は、シューハウジング５の凹部７内を進角室７ａと遅角室７ｂに区画するベーン６ａを備えるものであり、ベーンロータ６はシューハウジング５に対して所定角度内で回動可能に設けられている。
進角室７ａは、油圧によってベーン６ａを進角側へ駆動するための油圧室であってベーン６ａの反回転方向側の凹部７内に形成されるものであり、逆に、遅角室７ｂは油圧によってベーン６ａを遅角側へ駆動するための油圧室である。なお、各室７ａ、７ｂ内の液密性は、シール部材８等によって保たれる。
【００１８】
（油圧回路３の説明）
油圧回路３は、進角室７ａおよび遅角室７ｂにオイルを給排して、進角室７ａと遅角室７ｂに油圧差を発生させてベーンロータ６をシューハウジング５に対して相対回転させるための手段であり、クランクシャフト等によって駆動されるオイルポンプ９と、このオイルポンプ９によって圧送されるオイルを進角室７ａまたは遅角室７ｂに切り替えて供給するオイルフローコントロールバルブ２とを備える。
【００１９】
オイルフローコントロールバルブ２を図２を参照して説明する。
オイルフローコントロールバルブ２は、スリーブ１１、スプール１２からなるスプール弁１０と、スプール１１を軸方向へ駆動する電磁アクチュエータ１３とで構成されている。
スリーブ１１は、略円筒形状を呈するものであり、複数の入出力ポートが形成されている。具体的に本実施例のスリーブ１１には、スプール１２を軸方向へ摺動自在に支持する軸方向に段差のない貫通穴１１ａ、オイルポンプ９のオイル吐出口に連通する油圧供給ポート１１ｂ、進角室７ａに連通する進角室連通ポート１１ｃ、遅角室７ｂに連通する遅角室連通ポート１１ｄ、オイルパン９ａ内にオイルを戻すドレーンポート１１ｅが形成されている。
【００２０】
油圧供給ポート１１ｂ、進角室連通ポート１１ｃおよび遅角室連通ポート１１ｄは、スリーブ１１の直径方向に貫通した穴であり、図２の左側（反コイル側）から右側（コイル側）に向けて、遅角室連通ポート１１ｄ、油圧供給ポート１１ｂ、進角室連通ポート１１ｃが形成されている。
また、ドレーンポート１１ｅは、スリーブ１１の図２の左側（反コイル側）の端部に形成されている。
【００２１】
スプール１２は、スリーブ１１の内径寸法（貫通穴１１ａの径）にほぼ一致した外径寸法のパイプ部材（例えば円筒パイプを加工したもの）であり、スリーブ１１の貫通穴１１ａの内部において軸方向に摺動自在に支持される。
このスプール１２の略中央の外周には油圧切替溝１２ａが全周に亘って形成されている。この油圧切替溝１２ａは、常に油圧供給ポート１１ｂに連通するとともに、図２のように遅角室連通ポート１１ｄと連通して遅角室７ｂに油圧を供給する状態の時に進角室連通ポート１１ｃと遮断され、逆に進角室連通ポート１１ｃと連通して進角室７ａに油圧を供給する状態の時に遅角室連通ポート１１ｄと遮断されるように設けられている。
【００２２】
また、油圧切替溝１２ａの軸方向の両側には、それぞれ内外周が連通したドレーン穴１２ｂが形成されている。このドレーン穴１２ｂは、図２のように油圧供給ポート１１ｂと進角室連通ポート１１ｃの連通が遮断されている状態の時に進角室連通ポート１１ｃに連通して、進角室７ａの油圧を排圧するものであり、逆に油圧供給ポート１１ｂと遅角室連通ポート１１ｄの連通が遮断されている状態の時に遅角室連通ポート１１ｄに連通して、遅角室７ｂの油圧を排圧するものである。
【００２３】
電磁アクチュエータ１３は、ムービングコア１４、スプリング１５（付勢手段）、ステータ１６、コイル１７、ヨーク１８、コネクタ１９から構成される。
ムービングコア１４は、ステータ１６に磁気吸引される磁性体金属（例えば、鉄）によって設けられたものであり、スプール１２のコイル側（図２右側）に圧入固定されたものである。このため、ムービングコア１４は、スプール１２と一体に軸方向へ移動可能なものである。
スプリング１５は、ムービングコア１４とコイル１７との間に配置された圧縮コイルバネで、ムービングコア１４とともにスプール１２を反コイル側（図２左側）へ付勢する部材である。
【００２４】
ステータ１６は、コイル１７の内側に配置された棒状部１６ａと、棒状部１６ａの図２右側において磁束をヨーク１８に導く円盤部１６ｂとからなる断面Ｔ字形を呈した磁性体金属（例えば、鉄）であり、ムービングコア１４と棒状部１６ａとの間にメインギャップＭＧ（磁気吸引ギャップ）が形成されるものである。なお、このメインギャップＭＧの詳細は後述する。
コイル１７は、通電されると磁力を発生して、ステータ１６にムービングコア１４を磁気吸引する磁力発生手段であり、樹脂性のボビン１７ａの周囲にエナメル線を多数巻回したものである。
【００２５】
ヨーク１８は、コイル１７とムービングコア１４を覆う略筒状の磁性体金属（例えば、鉄）であり、図２左側においてスリーブ１１と結合されるものである。また、ヨーク１８は、図２右側においてステータ１６の円盤部１６ｂと結合されているとともに、図２左側においてムービングコア１４の周囲を軸方向に摺動自在に覆って、ムービングコア１４と磁気の受渡しをするように設けられている。即ち、ムービングコア１４の外周と、その周囲を覆うヨーク１８との間にサイドギャップＳＧ（磁束受渡ギャップ）が形成されている。
コネクタ１９は、ＥＣＵ４と接続線を介して電気的な接続を行う接続手段であり、その内部にコイル１７の両端に接続される端子１９ａが配置されている。
【００２６】
オイルフローコントロールバルブ２は、コイル１７のＯＦＦ 時、スプール１２とムービングコア１４が、スプリング１５の付勢力によって反コイル側（図２左側）へ変位して停止する。
この停止状態で、メインギャップＭＧの最大ギャップが決定されるとともに、スリーブ１１に対するスプール１２の位置決めが成される。この実施例のオイルフローコントロールバルブ２では、スリーブ１１のコイル側（図２右側）の端面と、ムービングコア１４の反コイル側（図２左側）の端面とが当接することによって、スプール１２およびムービングコア１４が反コイル側に変位した際（コイル１７のＯＦＦ 時）のストッパＳが構成される。
なお、図１、図２中に示す符号２０は、シール用のＯリングであり、オイルフローコントロールバルブ２内のオイルが外部に洩れるのを防いでいる。
【００２７】
（ＥＣＵ４の説明）
ＥＣＵ４は、各種センサによって検出されるクランク角、エンジン回転速度、アクセル開度等のエンジンの運転状態に応じて電磁アクチュエータ１３のコイル１７に供給される電流量（通電割合）を制御することで、スプール１２の軸方向の位置を制御して、エンジンの運転状態に応じた作動油圧を進角室７ａと遅角室７ｂに発生させるものであり、ＥＣＵ４は、ＰＷＭ制御等によってコイル１７に供給する電流量を連続的に制御するものである。
【００２８】
（バルブタイミング可変装置の作動説明）
車両の運転状態に応じてＥＣＵ４がカムシャフトを進角させる際、ＥＣＵ４はコイル１７の通電量を増加させる。すると、コイル１７の発生する磁力が増加し、ムービングコア１４とスプール１２がコイル側（図２右側：進角側）へ移動する。すると、油圧供給ポート１１ｂと進角室連通ポート１１ｃの連通割合が増加するとともに、遅角室連通ポート１１ｄとドレーン穴１２ｂの連通割合が増加する。この結果、進角室７ａの油圧が増加し、逆に遅角室７ｂの油圧が減少して、ベーンロータ６がシューハウジング５に対して相対的に進角側へ変位し、カムシャフトが進角する。
【００２９】
逆に、車両の運転状態に応じてＥＣＵ４がカムシャフトを遅角させる際、ＥＣＵ４はコイル１７の通電量を減少させる。すると、コイル１７の発生する磁力が減少し、ムービングコア１４とスプール１２が反コイル側（図２左側：遅角側）へ移動する。すると、油圧供給ポート１１ｂと遅角室連通ポート１１ｄの連通割合が増加するとともに、進角室連通ポート１１ｃとドレーン穴１２ｂの連通割合が増加する。この結果、遅角室７ｂの油圧が増加し、逆に進角室７ａの油圧が減少して、ベーンロータ６がシューハウジング５に対して相対的に遅角側へ変位し、カムシャフトが遅角する。
【００３０】
〔本発明にかかる実施例の特徴〕
実施例の特徴を図１を参照して説明する。
本実施例の電磁アクチュエータ１３は、ムービングコア１４がコイル１７の軸方向端よりもスプール側に配置される。このため、ムービングコア１４の外径寸法がコイル１７の内径寸法に制約されなくなり、従来よりもムービングコア１４の外径寸法を大きくできる。
これによって、メインギャップＭＧが形成されるムービングコア１４とステータ１６の対向面を有効利用することができ、メインギャップＭＧの磁気抵抗の増加を招くことなく、メインギャップＭＧの数を複数にできる。即ち、後述するように、径の異なる２つのメインギャップＭＧ（第１、第２メインギャップＭＧ１ 、ＭＧ２ ）を設けることが可能になる。
【００３１】
一方、オイルフローコントロールバルブ２は、ムービングコア１４がステータ１６の端部に吸引された際に、ムービングコア１４とステータ１６の一部が軸方向に交差するように設けられている。
具体的にこの実施例では、ステータ１６の端面に筒状突起１６ｃが設けられるとともに、それに対向するムービングコア１４の端面に、筒状突起１６ｃが接触しないで差し込まれることが可能なリング溝１４ａが設けられている。そして、ムービングコア１４がステータ１６の端部に吸引されると、リング溝１４ａの内部に筒状突起１６ｃが侵入することで、ムービングコア１４とステータ１６の一部が軸方向に交差するように設けられている。
【００３２】
このように設けられることにより、ムービングコア１４とステータ１６が対向する間には、第１、第２メインギャップＭＧ１ 、ＭＧ２ が形成される。
第１メインギャップＭＧ１ は、リング溝１４ａの外側の外周部材１４ｂと筒状突起１６ｃの先端外周との間に形成される磁気吸引部であり、第２メインギャップＭＧ２ は、リング溝１４ａの内側の内周部材１４ｃと筒状突起１６ｃの先端内周との間に形成される磁気吸引部である。
なお、ムービングコア１４の中央の貫通穴１４ｄは、ムービングコア１４とコイル１７との間の圧室の変動を抑えるものである。
【００３３】
ここで、従来技術の項でも説明したように（符号は図４参照）、従来のオイルフローコントロールバルブＪ１ に搭載される電磁アクチュエータＪ８ においても、ムービングコアＪ１１がステータＪ１３に接近した際に、ムービングコアＪ１１とステータＪ１３の一部が軸方向に交差するように設けられている。従来の技術では、ムービングコアＪ１１とステータＪ１３の交差する端部をテーパ形状にすることによって、ムービングコアＪ１１のストローク量に対して磁気吸引力があまり変化しないフラットな特性を得ていた。このため、ムービングコアＪ１１とステータＪ１３の端部にテーパＪ１４を形成する必要があり、テーパＪ１４の加工が難しいという問題があった。
【００３４】
そこで、この実施例では、図１に示すように、リング溝１４ａの外側の外周部材１４ｂの軸方向寸法が長く、リング溝１４ａの内側の内周部材１４ｃの軸方向寸法が短く設けられている。このように設けられることにより、コイル１７のＯＦＦ 時に第１メインギャップＭＧ１ の距離が短く、第２メインギャップＭＧ２ の距離が長く設定される。
【００３５】
コイル１７のＯＦＦ 状態からコイル１７が通電されると、距離の近い第１メインギャップＭＧ１ に磁束が流れ易く、第１メインギャップＭＧ１ に強い磁気吸引力が発生する。そして、ムービングコア１４がストロークして外周部材１４ｂが筒状突起１６ｃに交差する頃に、第２メインギャップＭＧ２ が接近し、第２メインギャップＭＧ２ の磁気吸引力が強くなる。
このようにして、本実施例の電磁アクチュエータ１３では、ムービングコア１４のストローク量に対して磁気吸引力があまり変化しないフラットな特性を得ることができる。
なお、第１、第２メインギャップＭＧ１ 、ＭＧ２ の軸方向距離や、外周部材１４ｂおよび内周部材１４ｃの径を任意に設定することによって、磁気吸引力をコントロールすることができる。
【００３６】
このように、ムービングコア１４とステータ１６の端部にテーパＪ１４（符号、図４参照）を形成しなくても、ムービングコア１４のストローク量に対する磁気吸引力をコントロールできるため、交差部分のテーパＪ１４（符号、図４参照）を廃止できる。この結果、ムービングコア１４とステータ１６の加工が容易になる。
【００３７】
〔変形例〕
上記の実施例では、外周部材１４ｂを長く、内周部材１４ｃを短く設けた例を示したが、逆に外周部材１４ｂを短く、内周部材１４ｃを長く設けても良い。
上記の実施例では、外周部材１４ｂ、内周部材１４ｃと、筒状突起１６ｃとによって、第１、第２メインギャップＭＧ１ 、ＭＧ２ を輪状に設けた例を示したが、メインギャップＭＧの形状は輪状に限定されるものではなく、棒状の突起や段差等によって複数のメインギャップＭＧを構成しても良い。
上記の実施例では、２つの第１、第２メインギャップＭＧ１ 、ＭＧ２ を設けた例を示したが、メインギャップＭＧの数は２つに限定されるものではなく、３つ以上設けても良い。
【００３８】
上記の実施例で示したバルブタイミング可変機構１は、実施例を説明する一例であって、バルブタイミング可変機構１の内部の油圧アクチュエータによって進角調整できる構造であれば他の構造であっても良い。
例えば、上記の実施例では、シューハウジング５内に３つの凹部７を形成し、ベーンロータ６の外周部に３つのベーン６ａを設けた例を示したが、凹部７の数やベーン６ａの数は構成上１つあるいはそれ以上であればいくつでも構わないものであり、凹部７およびベーン６ａの数を他の数にしても良い。
また、シューハウジング５がクランクシャフトと同期回転し、ベーンロータ６がカムシャフトと一体回転する例を示したが、ベーンロータ６をクランクシャフトに同期回転させ、シューハウジング５がカムシャフトと一体回転するように構成しても良い。
【００３９】
上記の実施例では、筒形状のスプール１２を用いる例を示したが、スプール１２の構造は限定されるものではなく、例えば従来技術と同じように、軸部と複数ランド（大径部）とからなるスプールを用いても良い。
上記の実施例では、スリーブ１１に径方向の貫通穴を形成して複数の入出力ポート（実施例中、油圧供給ポート１１ｂ、進角室連通ポート１１ｃ、遅角室連通ポート１１ｄ等）を設けた例を示したが、スリーブ１１の構造は限定されるものではなく、例えば従来技術と同じように、スリーブ１１に貫通しない穴を形成することで複数の入出力ポートを形成しても良い。
【００４０】
上記の実施例では、ムービングコア１４の外径寸法をコイル１７の外径寸法とほぼ同じに設けた例を示したが、ムービングコア１４の外径寸法をコイル１７の外径寸法より小さく設けても良い。
上記の実施例では、スプリング１５をムービングコア１４とコイル１７の間に配置する例を示したが、スプリング１５をムービングコア１４とステータ１６との間に配置するなど、他の位置に配置しても良い。
【００４１】
上記の実施例では、本発明が適用されたオイルフローコントロールバルブ２をバルブタイミング可変機構１と組み合わせた例を示したが、オイルの断続やオイルの流れ方向を切り替える全てのオイルフローコントロールバルブ２に本発明を適用可能なものである。
また、上記の実施例では、電磁アクチュエータ１３をオイルフローコントロールバルブ２に適用した例を示したが、可動子を軸方向へリニアに駆動する全ての電磁アクチュエータ１３に本発明を適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】オイルフローコントロールバルブの要部断面図である（実施例）。
【図２】オイルフローコントロールバルブの軸方向に沿う断面図である（実施例）。
【図３】バルブタイミング可変装置の概略図である（実施例）。
【図４】オイルフローコントロールバルブの軸方向に沿う断面図である（従来例）。
【図５】ムービングのストローク量と磁気吸引力との関係を示すグラフである（従来例）。
【符号の説明】
１ バルブタイミング可変機構
２ オイルフローコントロールバルブ
５ シューハウジング（回転駆動体）
６ ベーンロータ（回転従動体）
７ａ 進角室
７ｂ 遅角室
１０ スプール弁
１１ スリーブ
１１ｂ 油圧供給ポート（入出力ポート）
１１ｃ 進角室連通ポート（入出力ポート）
１１ｄ 遅角室連通ポート（入出力ポート）
１１ｅ ドレーンポート（入出力ポート）
１２ スプール
１３ 電磁アクチュエータ
１４ ムービングコア
１４ａ リング溝
１４ｂ 外周部材
１４ｃ 内周部材
１５ スプリング
１６ ステータ
１６ｃ 筒状突起
１７ コイル
１８ ヨーク
ＭＧ メインギャップ
ＭＧ１ 第１メインギャップ
ＭＧ２ 第２メインギャップ
ＳＧ サイドギャップ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electromagnetic actuator that drives a mover in an axial direction.
[0002]
[Prior art]
A conventional electromagnetic actuator will be described with reference to FIG. The electromagnetic actuator shown in FIG. 4 is applied to an oil flow control valve used in a variable valve timing device.
The oil flow control valve J1 includes a sleeve J6 formed with input / output ports (in this figure, a hydraulic pressure supply port J2, an advance chamber communication port J3, a retard chamber communication port J4, and a drain port J5), and a sleeve J6. The spool J7 is configured to switch between the input / output ports J2 to J5 by being displaced in the axial direction inside the spool, and an electromagnetic actuator J8 for driving the spool J7 in the axial direction.
[0003]
The spool J7 and the moving core J11 are connected to each other, and the amount of current applied to the coil J12 (the energization ratio) is adjusted, so that the amount of displacement of the spool J7 along with the moving core J11 is adjusted. With this operation, the ratio of the hydraulic pressure applied to the advance chamber and the retard chamber is linearly varied, and the advance amount of the camshaft is linearly varied (for example, see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP, 2002-310324, A
[Problems to be solved by the invention]
In the electromagnetic actuator J8 disclosed in Patent Document 1 described above, when the moving core J11 approaches the stator J13 due to the magnetomotive force of the coil J12, the axial end of the moving core J11 is placed in the recess formed in the stator J13. , The moving core J11 and a part of the stator J13 are provided so as to intersect in the axial direction.
Then, by forming the crossing end of the moving core J11 and the stator J13 into a tapered shape, as shown in FIG. 5, a flat characteristic in which the magnetic attraction force does not change much with respect to the stroke amount of the moving core J11 is obtained. I have.
However, since it is necessary to form the taper J14 at the ends of the moving core J11 and the stator J13, there is a problem that processing of the moving core J11 and the stator J13 becomes difficult.
[0006]
[Object of the invention]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an electromagnetic actuator capable of controlling a magnetic attraction force with respect to a stroke amount of a moving core without forming a difficult-to-work taper. It is in.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
[Means of claim 1]
When the moving core approaches the stator by the magnetomotive force of the coil, the moving core and a part of the stator intersect in the axial direction. A plurality of main gaps for magnetic attraction with different axial distances are provided.
With this arrangement, in a state where the moving core and the stator are most separated from each other, there are a main gap having a short distance and a main gap further apart therefrom.
[0008]
That is, in a state where the moving core and the stator are farthest apart, the magnetic attraction force of the main gap which comes closest is strong. Then, at the time when the magnetic attraction decreases due to the stroke of the moving core, the distance of the next main gap is shortened and the magnetic attraction increases. In this way, it is possible to obtain a characteristic that the magnetic attraction force does not change much with respect to the stroke amount of the moving core.
Further, by arbitrarily changing the number and distance of the main gaps in the axial direction, and the facing area of each main gap, it is possible to arbitrarily control the magnetic attraction force with respect to the stroke amount of the moving core.
As described above, the magnetic attraction force can be controlled with respect to the stroke amount of the moving core without forming a taper at each of the ends where the moving core and the stator intersect, so that the taper at the intersection can be eliminated. As a result, working of the moving core and the stator is facilitated.
[0009]
[Means of Claim 2]
An electromagnetic actuator employing the means of claim 2, wherein the moving core is disposed outside the axial end of the coil, and the outer periphery is provided to be covered by a yoke that covers the periphery of the coil. A side gap for transferring magnetic flux between the yoke and the moving core is formed between the yoke and the yoke covering the yoke.
Further, in the electromagnetic actuator adopting the means of claim 2, a cylindrical projection is formed on one axial end face of the moving core or the stator, and the cylindrical projection comes into contact with the other axial end face of the moving core or the stator. A ring groove that can penetrate without being formed is formed. Further, when the moving core approaches the stator due to the magnetomotive force of the coil, the cylindrical projection enters the inside of the ring groove, so that the moving core and a part of the stator intersect in the axial direction. Further, by providing the outer peripheral member outside the ring groove and the inner peripheral member inside the ring groove so as to have different axial dimensions, a main gap having a different axial position between the moving core and the stator is formed. One is provided.
[0010]
With this arrangement, the outer diameter of the moving core is not restricted by the inner diameter of the coil, so that the outer diameter of the moving core can be made larger than before, and only the stator inside the coil can be used.
Thereby, the opposing surface of the moving core and the stator where the main gap is formed can be effectively used, and the opposing area of the main gap can be increased. For this reason, the number of main gaps can be increased without increasing the magnetic resistance of the main gap.
[0011]
[Means of Claim 3]
An electromagnetic actuator employing the means of claim 3 is combined with a spool valve to constitute an oil flow control valve, and controls a flow of oil by axially displacing a moving core integrally with the spool. It is.
[0012]
[Means of Claim 4]
The electromagnetic actuator adopting the means of claim 4 is combined with a hydraulic actuator of a variable valve timing mechanism, and transfers the hydraulic pressure generated by a hydraulic pressure source during operation of the internal combustion engine to the advance chamber and the retard chamber. It is intended to supply and discharge.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described using examples and modifications.
〔Example〕
An embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2 are sectional views showing the structure of an oil flow control valve on which an electromagnetic actuator is mounted, and FIG. 3 is a schematic view of a variable valve timing device using the oil flow control valve.
[0014]
First, the variable valve timing device will be described with reference to FIG.
The variable valve timing device shown in this embodiment is attached to a camshaft (any one of an intake valve, an exhaust valve, and an intake / exhaust camshaft) of an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine). Can be continuously varied.
The variable valve timing device (VVT) includes a variable valve timing mechanism 1 (VCT), a hydraulic circuit 3 having an oil flow control valve 2, and an ECU 4 (abbreviation of engine control unit) for controlling the oil flow control valve 2. It is composed of
[0015]
(Explanation of the variable valve timing mechanism 1)
The variable valve timing mechanism 1 is provided so as to be rotatable relative to the shoe housing 5 (corresponding to a rotary driver) that is driven to rotate in synchronization with the crankshaft of the engine, and is integrated with the camshaft. A vane rotor 6 (corresponding to a rotation follower) that rotates relative to the shoe housing 5 by a hydraulic actuator configured in the shoe housing 5 to rotate the vane rotor 6 relative to the shoe housing 5. Is changed to the advance side or the retard side.
[0016]
The shoe housing 5 is coupled to a sprocket that is driven to rotate by a crankshaft of the engine via a timing belt, a timing chain, or the like, by a bolt or the like, and rotates integrally with the sprocket. As shown in FIG. 3, a plurality of (three in this embodiment) substantially fan-shaped recesses 7 are formed inside the shoe housing 5. Note that the shoe housing 5 rotates clockwise in FIG. 3, and this rotation direction is the advance direction.
On the other hand, the vane rotor 6 is positioned at the end of the camshaft by a positioning pin or the like, and is fixed to the end of the camshaft by a bolt or the like, and rotates integrally with the camshaft.
[0017]
The vane rotor 6 includes a vane 6a that partitions the inside of the recess 7 of the shoe housing 5 into an advance chamber 7a and a retard chamber 7b. The vane rotor 6 is provided rotatably within a predetermined angle with respect to the shoe housing 5. Have been.
The advancing chamber 7a is a hydraulic chamber for driving the vane 6a to the advancing side by hydraulic pressure, and is formed in the concave portion 7 on the anti-rotation direction side of the vane 6a. Is a hydraulic chamber for driving the vane 6a to the retard side by hydraulic pressure. The liquid tightness in each of the chambers 7a and 7b is maintained by the seal member 8 and the like.
[0018]
(Description of hydraulic circuit 3)
The hydraulic circuit 3 supplies and discharges oil to the advance chamber 7a and the retard chamber 7b, and generates a hydraulic pressure difference between the advance chamber 7a and the retard chamber 7b to rotate the vane rotor 6 relative to the shoe housing 5. An oil pump 9 driven by a crankshaft or the like, and an oil flow control valve 2 for switchingly supplying oil pumped by the oil pump 9 to the advance chamber 7a or the retard chamber 7b. .
[0019]
The oil flow control valve 2 will be described with reference to FIG.
The oil flow control valve 2 includes a spool valve 10 including a sleeve 11 and a spool 12, and an electromagnetic actuator 13 that drives the spool 11 in an axial direction.
The sleeve 11 has a substantially cylindrical shape, and has a plurality of input / output ports. Specifically, the sleeve 11 of the present embodiment includes a through hole 11a having no step in the axial direction for supporting the spool 12 slidably in the axial direction, a hydraulic supply port 11b communicating with the oil discharge port of the oil pump 9, An advance chamber communication port 11c communicating with the angular chamber 7a, a retard chamber communication port 11d communicating with the retard chamber 7b, and a drain port 11e for returning oil into the oil pan 9a are formed.
[0020]
The hydraulic pressure supply port 11b, the advance chamber communication port 11c, and the retard chamber communication port 11d are holes that penetrate in the diameter direction of the sleeve 11, and extend from the left side (non-coil side) to the right side (coil side) in FIG. , A retard chamber communication port 11d, a hydraulic pressure supply port 11b, and an advance chamber communication port 11c.
The drain port 11e is formed at the left end (the opposite side of the coil) of the sleeve 11 in FIG.
[0021]
The spool 12 is a pipe member (for example, a processed cylindrical pipe) having an outer diameter substantially matching the inner diameter (diameter of the through hole 11 a) of the sleeve 11, and is axially inside the through hole 11 a of the sleeve 11. It is slidably supported.
A hydraulic pressure switching groove 12a is formed around the entire periphery of the spool 12 substantially at the center. The hydraulic pressure switching groove 12a always communicates with the hydraulic pressure supply port 11b, and communicates with the retard chamber communication port 11d to supply the hydraulic pressure to the retard chamber 7b as shown in FIG. In contrast, when the hydraulic pressure is supplied to the advance chamber 7a by communicating with the advance chamber communication port 11c, it is provided to be shut off from the retard chamber communication port 11d.
[0022]
Drain holes 12b are formed on both sides in the axial direction of the hydraulic pressure switching groove 12a, the inner and outer peripheries communicating with each other. The drain hole 12b communicates with the advance chamber communication port 11c when the communication between the hydraulic pressure supply port 11b and the advance chamber communication port 11c is cut off as shown in FIG. Conversely, when the communication between the hydraulic pressure supply port 11b and the retard chamber communication port 11d is interrupted, the pressure is communicated with the retard chamber communication port 11d, and the hydraulic pressure in the retard chamber 7b is reduced. It is.
[0023]
The electromagnetic actuator 13 includes a moving core 14, a spring 15 (biasing means), a stator 16, a coil 17, a yoke 18, and a connector 19.
The moving core 14 is provided by a magnetic metal (for example, iron) magnetically attracted to the stator 16, and is press-fitted and fixed to the coil side (the right side in FIG. 2) of the spool 12. For this reason, the moving core 14 can move in the axial direction integrally with the spool 12.
The spring 15 is a compression coil spring disposed between the moving core 14 and the coil 17, and is a member that urges the spool 12 together with the moving core 14 toward the opposite side of the coil (left side in FIG. 2).
[0024]
The stator 16 is a magnetic metal (for example, iron) having a T-shaped cross section including a rod-shaped portion 16a disposed inside the coil 17 and a disk portion 16b on the right side of the rod-shaped portion 16a in FIG. ), And a main gap MG (magnetic attraction gap) is formed between the moving core 14 and the rod portion 16a. The details of the main gap MG will be described later.
The coil 17 is a magnetic force generating means for generating a magnetic force when energized and magnetically attracting the moving core 14 to the stator 16, and is formed by winding a number of enamel wires around a resin bobbin 17a.
[0025]
The yoke 18 is a substantially cylindrical magnetic metal (for example, iron) that covers the coil 17 and the moving core 14, and is coupled to the sleeve 11 on the left side in FIG. The yoke 18 is coupled to the disk portion 16b of the stator 16 on the right side in FIG. 2, and slidably covers the periphery of the moving core 14 in the axial direction on the left side in FIG. Is provided. That is, the side gap SG (magnetic flux transfer gap) is formed between the outer periphery of the moving core 14 and the yoke 18 covering the periphery.
The connector 19 is connection means for making an electrical connection to the ECU 4 via a connection line, and has terminals 19a connected to both ends of the coil 17 disposed therein.
[0026]
When the coil 17 is turned off, the spool 12 and the moving core 14 are displaced toward the opposite side of the coil (the left side in FIG. 2) by the urging force of the spring 15 and stop.
In this stopped state, the maximum gap of the main gap MG is determined, and the positioning of the spool 12 with respect to the sleeve 11 is performed. In the oil flow control valve 2 of this embodiment, the end face of the sleeve 11 on the coil side (the right side in FIG. 2) and the end face of the moving core 14 on the opposite side to the coil side (the left side in FIG. 2) come into contact with each other. The stopper S is configured when the core 14 is displaced to the opposite side of the coil (when the coil 17 is turned off).
Reference numeral 20 shown in FIGS. 1 and 2 denotes an O-ring for sealing, which prevents oil in the oil flow control valve 2 from leaking to the outside.
[0027]
(Description of ECU 4)
The ECU 4 controls the amount of current (the energization ratio) supplied to the coil 17 of the electromagnetic actuator 13 in accordance with the operating state of the engine such as the crank angle, the engine rotation speed, and the accelerator opening detected by various sensors. The ECU 4 controls the axial position of the spool 12 to generate operating oil pressure in the advance chamber 7a and the retard chamber 7b according to the operating state of the engine. The ECU 4 supplies the hydraulic pressure to the coil 17 by PWM control or the like. The amount of current is controlled continuously.
[0028]
(Explanation of the operation of the variable valve timing device)
When the ECU 4 advances the camshaft according to the driving state of the vehicle, the ECU 4 increases the amount of current supplied to the coil 17. Then, the magnetic force generated by the coil 17 increases, and the moving core 14 and the spool 12 move to the coil side (the right side in FIG. 2: the advance side). Then, the communication ratio between the hydraulic pressure supply port 11b and the advance chamber communication port 11c increases, and the communication ratio between the retard chamber communication port 11d and the drain hole 12b increases. As a result, the oil pressure in the advance chamber 7a increases, and conversely, the oil pressure in the retard chamber 7b decreases, and the vane rotor 6 is displaced relatively to the shoe housing 5 to advance the camshaft. I do.
[0029]
Conversely, when the ECU 4 retards the camshaft in accordance with the driving state of the vehicle, the ECU 4 reduces the amount of current supplied to the coil 17. Then, the magnetic force generated by the coil 17 decreases, and the moving core 14 and the spool 12 move to the opposite side to the coil (left side in FIG. 2: retarded side). Then, the communication ratio between the hydraulic pressure supply port 11b and the retard chamber communication port 11d increases, and the communication ratio between the advance chamber communication port 11c and the drain hole 12b increases. As a result, the oil pressure in the retard chamber 7b increases, and conversely, the oil pressure in the advance chamber 7a decreases, the vane rotor 6 is displaced toward the retard side relative to the shoe housing 5, and the camshaft is retarded. I do.
[0030]
[Features of the embodiment according to the present invention]
The features of the embodiment will be described with reference to FIG.
In the electromagnetic actuator 13 of this embodiment, the moving core 14 is disposed closer to the spool than the axial end of the coil 17. For this reason, the outer diameter of the moving core 14 is no longer restricted by the inner diameter of the coil 17, and the outer diameter of the moving core 14 can be made larger than before.
Thereby, the opposing surfaces of the moving core 14 and the stator 16 where the main gap MG is formed can be effectively used, and the number of the main gaps MG can be increased without increasing the magnetic resistance of the main gap MG. That is, as described later, it is possible to provide two main gaps MG (first and second main gaps MG1 and MG2) having different diameters.
[0031]
On the other hand, the oil flow control valve 2 is provided so that the moving core 14 and a part of the stator 16 intersect in the axial direction when the moving core 14 is sucked into the end of the stator 16.
Specifically, in this embodiment, a cylindrical protrusion 16c is provided on an end face of the stator 16, and a ring groove 14a that can be inserted without contacting the cylindrical protrusion 16c is provided on an end face of the moving core 14 opposed thereto. Is provided. When the moving core 14 is sucked into the end of the stator 16, the cylindrical protrusion 16 c enters the inside of the ring groove 14 a so that the moving core 14 and a part of the stator 16 intersect in the axial direction. Is provided.
[0032]
With such provision, the first and second main gaps MG1 and MG2 are formed between the moving core 14 and the stator 16 facing each other.
The first main gap MG1 is a magnetic attraction portion formed between the outer peripheral member 14b outside the ring groove 14a and the outer periphery of the tip of the cylindrical projection 16c, and the second main gap MG2 is formed inside the ring groove 14a. This is a magnetic attraction portion formed between the inner peripheral member 14c and the inner periphery of the distal end of the cylindrical projection 16c.
The center through-hole 14d of the moving core 14 suppresses the fluctuation of the pressure chamber between the moving core 14 and the coil 17.
[0033]
Here, as described in the section of the prior art (the reference numeral is shown in FIG. 4), in the electromagnetic actuator J8 mounted on the conventional oil flow control valve J1, when the moving core J11 approaches the stator J13, the moving is performed. The core J11 and a part of the stator J13 are provided so as to intersect in the axial direction. In the related art, a flat characteristic in which the magnetic attraction force does not change much with respect to the stroke amount of the moving core J11 is obtained by tapering the crossing end of the moving core J11 and the stator J13. For this reason, it is necessary to form the taper J14 at the ends of the moving core J11 and the stator J13, and there is a problem that the processing of the taper J14 is difficult.
[0034]
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 1, the axial dimension of the outer peripheral member 14b outside the ring groove 14a is long, and the axial dimension of the inner peripheral member 14c inside the ring groove 14a is short. . With this arrangement, when the coil 17 is turned off, the distance of the first main gap MG1 is set short, and the distance of the second main gap MG2 is set long.
[0035]
When the coil 17 is energized from the OFF state of the coil 17, magnetic flux easily flows to the first main gap MG1 which is short in distance, and a strong magnetic attraction is generated in the first main gap MG1. Then, the second main gap MG2 approaches and the magnetic attraction of the second main gap MG2 increases around the time when the moving core 14 strokes and the outer peripheral member 14b crosses the cylindrical projection 16c.
Thus, the electromagnetic actuator 13 of the present embodiment can obtain a flat characteristic in which the magnetic attraction force does not change much with respect to the stroke amount of the moving core 14.
The magnetic attraction force can be controlled by arbitrarily setting the axial distance between the first and second main gaps MG1 and MG2 and the diameters of the outer peripheral member 14b and the inner peripheral member 14c.
[0036]
As described above, since the magnetic attraction force with respect to the stroke amount of the moving core 14 can be controlled without forming the taper J14 (reference numeral, see FIG. 4) at the ends of the moving core 14 and the stator 16, the taper J14 at the intersection portion is provided. (See FIG. 4). As a result, working of the moving core 14 and the stator 16 becomes easy.
[0037]
(Modification)
In the above embodiment, the example in which the outer peripheral member 14b is longer and the inner peripheral member 14c is shorter is shown. However, the outer peripheral member 14b may be shorter and the inner peripheral member 14c may be longer.
In the above embodiment, the example in which the first and second main gaps MG1 and MG2 are provided in a ring shape by the outer peripheral member 14b, the inner peripheral member 14c, and the cylindrical projection 16c has been described. The main gap MG is not limited to a ring shape, but may be constituted by bar-shaped protrusions, steps, or the like.
In the above embodiment, the example in which the two first and second main gaps MG1 and MG2 are provided has been described. However, the number of main gaps MG is not limited to two, and three or more may be provided. .
[0038]
The variable valve timing mechanism 1 shown in the above embodiment is an example for explaining the embodiment, and any other structure may be used as long as the advance angle can be adjusted by a hydraulic actuator inside the variable valve timing mechanism 1. good.
For example, in the above-described embodiment, an example in which three concave portions 7 are formed in the shoe housing 5 and three vanes 6a are provided on the outer peripheral portion of the vane rotor 6 has been described, but the number of concave portions 7 and the number of vanes 6a are The number of the concave portions 7 and the number of the vanes 6a may be other numbers as long as the number is one or more in terms of the configuration.
Also, an example has been shown in which the shoe housing 5 rotates synchronously with the crankshaft and the vane rotor 6 rotates integrally with the camshaft, but the vane rotor 6 is rotated synchronously with the crankshaft so that the shoe housing 5 rotates integrally with the camshaft. You may comprise.
[0039]
In the above embodiment, an example in which the cylindrical spool 12 is used has been described. However, the structure of the spool 12 is not limited. For example, as in the related art, a shaft portion and a plurality of lands (large-diameter portions) are used. May be used.
In the above embodiment, a plurality of input / output ports (in the embodiment, the hydraulic supply port 11b, the advance chamber communication port 11c, the retard chamber communication port 11d, etc.) are provided by forming a radial through hole in the sleeve 11. Although the above example has been described, the structure of the sleeve 11 is not limited. For example, a plurality of input / output ports may be formed by forming a hole that does not penetrate the sleeve 11 as in the related art.
[0040]
In the above-described embodiment, an example in which the outer diameter of the moving core 14 is provided to be substantially the same as the outer diameter of the coil 17 has been described, but the outer diameter of the moving core 14 is provided smaller than the outer diameter of the coil 17. Is also good.
In the above-described embodiment, an example in which the spring 15 is disposed between the moving core 14 and the coil 17 has been described. However, the spring 15 may be disposed at another position such as between the moving core 14 and the stator 16. Is also good.
[0041]
In the above-described embodiment, an example in which the oil flow control valve 2 to which the present invention is applied is combined with the variable valve timing mechanism 1 is shown. The present invention is applicable.
Further, in the above embodiment, the example in which the electromagnetic actuator 13 is applied to the oil flow control valve 2 has been described, but the present invention may be applied to all the electromagnetic actuators 13 that linearly drive the mover in the axial direction. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of an essential part of an oil flow control valve (embodiment).
FIG. 2 is a cross-sectional view along an axial direction of an oil flow control valve (Example).
FIG. 3 is a schematic view of a variable valve timing device (Example).
FIG. 4 is a cross-sectional view along the axial direction of an oil flow control valve (conventional example).
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a moving stroke amount and a magnetic attraction force (conventional example).
[Explanation of symbols]
1 variable valve timing mechanism 2 oil flow control valve 5 shoe housing (rotary drive)
6 Vane rotor (rotary follower)
7a advance chamber 7b retard chamber 10 spool valve 11 sleeve 11b hydraulic supply port (input / output port)
11c Leading chamber communication port (input / output port)
11d Delay chamber communication port (input / output port)
11e drain port (input / output port)
12 Spool 13 Electromagnetic actuator 14 Moving core 14a Ring groove 14b Outer peripheral member 14c Inner peripheral member 15 Spring 16 Stator 16c Cylindrical projection 17 Coil 18 Yoke MG Main gap MG1 First main gap MG2 Second main gap SG Side gap

Claims (4)

軸方向へ移動可能に支持されるムービングコアと、
通電により起磁力を発生するコイルと、
このコイルの発生する磁力によって前記ムービングコアを吸引するステータと、を具備し、
前記コイルの起磁力によって前記ムービングコアが前記ステータに接近した際に、前記ムービングコアと前記ステータの一部が軸方向に交差するように設けられ、
前記ムービングコアと前記ステータの間には、軸方向距離の異なる複数の磁気吸引用のメインギャップが設けられていることを特徴とする電磁アクチュエータ。A moving core supported movably in the axial direction,
A coil that generates a magnetomotive force when energized;
A stator that attracts the moving core by a magnetic force generated by the coil,
When the moving core approaches the stator by the magnetomotive force of the coil, the moving core and a part of the stator are provided so as to intersect in the axial direction,
An electromagnetic actuator, wherein a plurality of main gaps for magnetic attraction having different axial distances are provided between the moving core and the stator. 請求項１の電磁アクチュエータにおいて、
前記ムービングコアは、前記コイルの軸方向端よりも外側に配置されるとともに、前記コイルの周囲を覆うヨークによって外周が覆って設けられて、前記ムービングコアの外周と、それを覆う前記ヨークとの間に、前記ヨークと前記ムービングコアとの磁束の受渡しを行うサイドギャップが形成され、前記ステータは、前記コイルの内側に配置されるものであり、
前記ムービングコアまたは前記ステータの一方の軸方向端面は、筒状突起が形成され、
前記ムービングコアまたは前記ステータの他方の軸方向端面には、前記筒状突起が内部に接触しない状態で侵入可能なリング溝が形成され、
前記コイルの起磁力によって前記ムービングコアが前記ステータに接近した際に、前記筒状突起が前記リング溝の内部に侵入することで、前記ムービングコアと前記ステータの一部が軸方向に交差するものであり、
前記リング溝の外側の外周部材と、前記リング溝の内側の内周部材の軸方向寸法が異なるように設けられることにより、前記ムービングコアと前記ステータの間に、軸方向位置の異なるメインギャップが２つ設けられることを特徴とする電磁アクチュエータ。The electromagnetic actuator according to claim 1,
The moving core is disposed outside the axial end of the coil, and the outer periphery is provided with a yoke that covers the periphery of the coil. The outer periphery of the moving core and the yoke that covers the moving core are provided. A side gap is formed between the yoke and the moving core for transferring a magnetic flux between the yoke and the moving core, and the stator is disposed inside the coil.
A cylindrical projection is formed on one axial end face of the moving core or the stator,
On the other axial end face of the moving core or the stator, a ring groove is formed that can enter without the cylindrical projection contacting the inside,
When the moving core approaches the stator due to the magnetomotive force of the coil, the cylindrical protrusion penetrates into the ring groove, whereby the moving core and a part of the stator intersect in the axial direction. And
By providing the outer peripheral member outside the ring groove and the inner peripheral member inside the ring groove so as to have different axial dimensions, a main gap having a different axial position between the moving core and the stator is formed. An electromagnetic actuator, wherein two electromagnetic actuators are provided. 請求項１または請求項２に記載の電磁アクチュエータにおいて、
この電磁アクチュエータは、
オイルの入出力ポートが形成されたスリーブ、このスリーブの内部で軸方向へ変位することで前記入出力ポートの切り替えを行うスプールを備えるスプール弁に組み合わされてオイルフローコントロールバルブを構成するものであり、
前記ムービングコアが前記スプールと一体に軸方向へ変位することを特徴とする電磁アクチュエータ。The electromagnetic actuator according to claim 1 or 2,
This electromagnetic actuator
A sleeve provided with an oil input / output port, and an oil flow control valve configured in combination with a spool valve having a spool that switches the input / output port by being displaced in the axial direction inside the sleeve. ,
An electromagnetic actuator, wherein the moving core is displaced in the axial direction integrally with the spool. 請求項３に記載の電磁アクチュエータにおいて、
前記オイルフローコントロールバルブは、
内燃機関のクランクシャフトに同期して回転駆動される回転駆動体と、
この回転駆動体に対して相対回転可能に設けられ、前記内燃機関のカムシャフトと一体に回転する回転従動体とを備え、
前記回転駆動体と前記回転従動体の間に形成された進角室へ油圧を供給することによって、前記回転駆動体に対して前記回転従動体とともに前記カムシャフトを進角側へ変位させるとともに、前記回転駆動体と前記回転従動体の間に形成された遅角室へ油圧を供給することによって、前記回転駆動体に対して前記回転従動体とともに前記カムシャフトを遅角側へ変位させるバルブタイミング可変機構の油圧アクチュエータに組み合わされるものであり、
前記内燃機関の作動中に、油圧源で発生した油圧を、前記進角室および前記遅角室に相対的に給排させることを特徴とする電磁アクチュエータ。The electromagnetic actuator according to claim 3,
The oil flow control valve,
A rotary drive body that is driven to rotate in synchronization with the crankshaft of the internal combustion engine,
A rotation follower that is provided so as to be relatively rotatable with respect to the rotary driving body and rotates integrally with a camshaft of the internal combustion engine;
By supplying hydraulic pressure to an advance chamber formed between the rotary driving body and the rotation driven body, the camshaft is displaced to the advance side together with the rotation driven body with respect to the rotation driving body, Valve timing for displacing the camshaft to the retard side with the rotary driven body with respect to the rotary drive by supplying hydraulic pressure to a retard chamber formed between the rotary driven body and the rotary driven body. It is combined with a variable mechanism hydraulic actuator,
An electromagnetic actuator, wherein during operation of the internal combustion engine, hydraulic pressure generated by a hydraulic pressure source is supplied and discharged relatively to the advance chamber and the retard chamber.

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