JPH0344009A - 電磁作動式アクチュエータ - Google Patents
電磁作動式アクチュエータInfo
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- JPH0344009A JPH0344009A JP2166980A JP16698090A JPH0344009A JP H0344009 A JPH0344009 A JP H0344009A JP 2166980 A JP2166980 A JP 2166980A JP 16698090 A JP16698090 A JP 16698090A JP H0344009 A JPH0344009 A JP H0344009A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
- F01L1/18—Rocking arms or levers
- F01L1/181—Centre pivot rocking arms
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
- F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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- Valve Device For Special Equipments (AREA)
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- Electromagnets (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
- Switches With Compound Operations (AREA)
- Massaging Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、ばね系と、以Ｆ作動磁石と呼ぶ、電気的に作
動する２個の切り変え磁石とを備え、この作動磁石によ
って、制御要素を操作するアーマチュアが対向する二つ
の切り変え位置へ移動可能であり、ばね系のバランス位
置が両切り換え位置の間にあり、制御要素の作動行程が
、作動Ｋｉｔ石の磁極面の位置の変更およびばね系の一
つまたは複数のばねの基点の変更によって、変えられる
、容積型機械の振動運動可能な制御■要素のための、特
に平滑り弁および行程弁のための電磁作動式アクチュエ
ータに関する。
動する２個の切り変え磁石とを備え、この作動磁石によ
って、制御要素を操作するアーマチュアが対向する二つ
の切り変え位置へ移動可能であり、ばね系のバランス位
置が両切り換え位置の間にあり、制御要素の作動行程が
、作動Ｋｉｔ石の磁極面の位置の変更およびばね系の一
つまたは複数のばねの基点の変更によって、変えられる
、容積型機械の振動運動可能な制御■要素のための、特
に平滑り弁および行程弁のための電磁作動式アクチュエ
ータに関する。
このような種類のアクチュエータの場合には、容積型機
械の制御要素は圧縮ばねによって閉鎖状態に保持される
。他の圧縮ばねが制御要素と協働する磁石アーマチュア
に作用するので、（３ｒね系のバランス位置は、磁石ア
ーマチュアの運動の端位置の間の中心または中心の近く
にある。アーマチュア運動の端位置は、電気的に操作さ
れる各々一つの作動磁石上にある。この装置を切り換え
るために、その都度−つの作動磁石が励磁され、他の作
動磁石は電流を遮断される。予圧縮されたばねの力に基
づいて、アーマチュアは解放時にバランス位置まで加速
され、それ以上の移動路において、反作用する他のばね
の所定の力によって減速される。アーマチュアは摩擦に
基づいて他の端位置に達することができない。アーマチ
ュアは、不足する残りの移動路において、作動磁石の引
張り力によって引き寄せられる。
械の制御要素は圧縮ばねによって閉鎖状態に保持される
。他の圧縮ばねが制御要素と協働する磁石アーマチュア
に作用するので、（３ｒね系のバランス位置は、磁石ア
ーマチュアの運動の端位置の間の中心または中心の近く
にある。アーマチュア運動の端位置は、電気的に操作さ
れる各々一つの作動磁石上にある。この装置を切り換え
るために、その都度−つの作動磁石が励磁され、他の作
動磁石は電流を遮断される。予圧縮されたばねの力に基
づいて、アーマチュアは解放時にバランス位置まで加速
され、それ以上の移動路において、反作用する他のばね
の所定の力によって減速される。アーマチュアは摩擦に
基づいて他の端位置に達することができない。アーマチ
ュアは、不足する残りの移動路において、作動磁石の引
張り力によって引き寄せられる。
この切り換え系は、全行程にわたってばねの力に抗して
アーマチュアを引き寄せる切り換え系と比べて、供給さ
れる電気エネルギーと構造寸法を大幅に小さくする。架
橋される小さな空隙に基づいて、コイル窓の半径方向の
寸法を小さくすることができる。これは特に、アクチュ
エータを容積型機械に使用する場合に重要である。
アーマチュアを引き寄せる切り換え系と比べて、供給さ
れる電気エネルギーと構造寸法を大幅に小さくする。架
橋される小さな空隙に基づいて、コイル窓の半径方向の
寸法を小さくすることができる。これは特に、アクチュ
エータを容積型機械に使用する場合に重要である。
このようなアクチュエータの作勤行程は、容積型機械の
制御要素の最大流量のために、充分な開放横断面積が供
され、それによって絞り作用が回避されるように、採寸
される。
制御要素の最大流量のために、充分な開放横断面積が供
され、それによって絞り作用が回避されるように、採寸
される。
容積型機械、特に内燃機関の部分負荷運転で発生する少
ない流量の場合には、この最大作動行程でのアクチュエ
ータの運転は不経済である。なぜなら、制御要素の位置
後退のために供給される電気エネルギーが制御要素の行
程に依存して増大するからである。従って、エネルギー
上の理由から制御要素の短い行程、すなわち短い弁行程
が望まれる。更に、開放横断面積の縮小は制御要素また
は制御弁での流速を高めることになる。これは複数相の
混合物、特に内燃機関の場合空気と燃料の混合物の調製
を改善するために寄与する。
ない流量の場合には、この最大作動行程でのアクチュエ
ータの運転は不経済である。なぜなら、制御要素の位置
後退のために供給される電気エネルギーが制御要素の行
程に依存して増大するからである。従って、エネルギー
上の理由から制御要素の短い行程、すなわち短い弁行程
が望まれる。更に、開放横断面積の縮小は制御要素また
は制御弁での流速を高めることになる。これは複数相の
混合物、特に内燃機関の場合空気と燃料の混合物の調製
を改善するために寄与する。
上記の機能原理のアクチュエータの１１勤行程を変える
ための公知の系は、アクチュエータの外側に設けられ、
場合によっては複数のアクチュエータに一緒に作用する
切り換え系または調節系によって作動する。この系は例
えば米国特許第４７７７９１５号明細書によって知られ
ている。この系の重大な欠点は、調節工程が遅いことで
ある。この調節工程は内燃機関の複数のザイクルにわた
って行われ、アクチュエータのデジタル制御を困難にす
る。
ための公知の系は、アクチュエータの外側に設けられ、
場合によっては複数のアクチュエータに一緒に作用する
切り換え系または調節系によって作動する。この系は例
えば米国特許第４７７７９１５号明細書によって知られ
ている。この系の重大な欠点は、調節工程が遅いことで
ある。この調節工程は内燃機関の複数のザイクルにわた
って行われ、アクチュエータのデジタル制御を困難にす
る。
本発明の根底をなす課題は、アクチュエータの作動工程
を少なくとも二つの異なる位置で固定できるようにする
ことである。内燃機関の場合、切り換えは、内燃機関の
一ザイクルの時間よりも短いｕ、７間内で行うべきであ
る。
を少なくとも二つの異なる位置で固定できるようにする
ことである。内燃機関の場合、切り換えは、内燃機関の
一ザイクルの時間よりも短いｕ、７間内で行うべきであ
る。
この課題は冒頭に述べた種類のアクチュエータにおいて
、磁極面の間隔を変更するため、および同時に、一つま
たは複数のばね基点の位置を変更することにより、磁極
面の新しい位置に振動中心を合わせるために、磁気式の
切り換え系を備えていることによって解決される。
、磁極面の間隔を変更するため、および同時に、一つま
たは複数のばね基点の位置を変更することにより、磁極
面の新しい位置に振動中心を合わせるために、磁気式の
切り換え系を備えていることによって解決される。
本発明の他の実施形では、作動磁石の電流の遮断とアー
マチュア運動の開始との間の時間（以下復旧時間と呼ぶ
）を一定に保持する目的で、アクチュエータの作勤行程
を交替する際に、一つまたは両件動磁石の磁気回路の磁
気抵抗が変更される。
マチュア運動の開始との間の時間（以下復旧時間と呼ぶ
）を一定に保持する目的で、アクチュエータの作勤行程
を交替する際に、一つまたは両件動磁石の磁気回路の磁
気抵抗が変更される。
本発明の他の実施形では、磁気抵抗の調節と、開放位置
にイリ設された作動磁石とばね基点の調節が、共通の電
磁式切り換え系によって一方向に行われ、かつ予圧縮さ
れたばねによって反対方向に行われる。
にイリ設された作動磁石とばね基点の調節が、共通の電
磁式切り換え系によって一方向に行われ、かつ予圧縮さ
れたばねによって反対方向に行われる。
切り換え系とばねの構造は本発明の他の特徴に９
従って次のように選択される。すなわち、切り換え系の
電流を遮断した後で、調節可能な部品が自動的に一方の
端位置へ移動するように選択される。
電流を遮断した後で、調節可能な部品が自動的に一方の
端位置へ移動するように選択される。
この場合、この端位置は容積型機械の最大作動行程の位
置または最小作動行程の位置である。
置または最小作動行程の位置である。
本発明の他の実施形では、制御要素が機械的な伝達部＋
Ａ、特に揺動レバーまたはフィンガーレバーを介して操
作可能である。
Ａ、特に揺動レバーまたはフィンガーレバーを介して操
作可能である。
電磁式切り換え系の部品の騒音発生と摩耗を小さくする
ために、本発明の他の実施形では、切り換え系の運動が
、一方または両方の端位置の近くで制動される。その際
、圧縮性流体を圧縮することによって、端位置の近くに
おいて、アクチュエータの振動運動する磁石アーマデユ
アから運動エネルギーが奪い取られる。
ために、本発明の他の実施形では、切り換え系の運動が
、一方または両方の端位置の近くで制動される。その際
、圧縮性流体を圧縮することによって、端位置の近くに
おいて、アクチュエータの振動運動する磁石アーマデユ
アから運動エネルギーが奪い取られる。
更に、電磁式切り換え系は永久磁石を含んでいてもよい
。この永久磁石は、切り換え系のアーマチュアを引き寄
せ位置に保持する。
。この永久磁石は、切り換え系のアーマチュアを引き寄
せ位置に保持する。
アクチュエータの運転中に発生する長さ変更を補償する
ために、本発明の他の実施形に従って、０ 液圧式の長さ補償要素を使用することができる。
ために、本発明の他の実施形に従って、０ 液圧式の長さ補償要素を使用することができる。
本発明では、この部品はアクチュエータ内でいろいろな
位置に設けることができる。特に、磁石アーマチュアの
中、または閉鎖位置に付設された作動磁石とケーシング
との間に設けることができる。
位置に設けることができる。特に、磁石アーマチュアの
中、または閉鎖位置に付設された作動磁石とケーシング
との間に設けることができる。
エネルギーコスＩ−を低下させるため、特に磁石アーマ
チュアを磁極面に保持するために、本発明の他の実施形
に従って、一方または両方の作動磁石は永久磁石を備え
ていてもよい。
チュアを磁極面に保持するために、本発明の他の実施形
に従って、一方または両方の作動磁石は永久磁石を備え
ていてもよい。
磁気抵抗に影響を与える部品の配置は、本発明の他の実
施形では次のように行われる。すなわち、作動磁石と相
対的に動く部品が予圧縮力に抗して狭い範囲内で摺動可
能であり、それによって長さ変更が補償されるかまたは
組立時の調節が簡単になる。予圧縮力は弾性要素によっ
て加えられる。
施形では次のように行われる。すなわち、作動磁石と相
対的に動く部品が予圧縮力に抗して狭い範囲内で摺動可
能であり、それによって長さ変更が補償されるかまたは
組立時の調節が簡単になる。予圧縮力は弾性要素によっ
て加えられる。
（発明の効果〕
本発明は、既述の効果に加えて特に次のような利点があ
る。この利点は、アクチュエータの作動行程■、７に位
置を変えるすべての部品を、 ＆Ｈに操作可能であるこ
とに存する。その際、得られる切り換え時間は、容積型
Ｊａ ｊＨ＆の一サイクルに供される時間よりもはるか
に短い。それによって、アクチュエータのデジタル制御
が可能である。更に、各アクチュエータに固有の切り換
え系を付設することにより、多シリンダ式容積型機械の
場合にアクチュエータを自由に配置することができる。
る。この利点は、アクチュエータの作動行程■、７に位
置を変えるすべての部品を、 ＆Ｈに操作可能であるこ
とに存する。その際、得られる切り換え時間は、容積型
Ｊａ ｊＨ＆の一サイクルに供される時間よりもはるか
に短い。それによって、アクチュエータのデジタル制御
が可能である。更に、各アクチュエータに固有の切り換
え系を付設することにより、多シリンダ式容積型機械の
場合にアクチュエータを自由に配置することができる。
切り換え位置で異なる磁気抵抗を生しるごとにより、ア
クチュエータを異なる切り換え位置で不変の制御信号で
運転することができる。
クチュエータを異なる切り換え位置で不変の制御信号で
運転することができる。
運動の一ヒ記緩衝、液圧式長さ補償および永久磁石の使
用は、エネルギー使用量を低減し、緩衝と液圧式長さ補
償は作動状態を改善する。磁気抵抗に影響を与える部品
を摺動可能に形成したことにより、製作時および調節時
の精度の要求を緩和される。
用は、エネルギー使用量を低減し、緩衝と液圧式長さ補
償は作動状態を改善する。磁気抵抗に影響を与える部品
を摺動可能に形成したことにより、製作時および調節時
の精度の要求を緩和される。
次に、図に基づいて本発明の詳細な説明する。
第１図は、作動磁石１，２、コイル３，４およびアーマ
チュア（極片）５を備えた電磁作動のアクチュエータ（
操作装置）を例示している。作動磁石１はスリーブ６を
介してケーシング７に支持され、かつつば８を介してケ
ーシング７にボルト止めされている。
チュア（極片）５を備えた電磁作動のアクチュエータ（
操作装置）を例示している。作動磁石１はスリーブ６を
介してケーシング７に支持され、かつつば８を介してケ
ーシング７にボルト止めされている。
作動磁石１は切り換え系の国定のヨーク９と共に、一つ
のユニットを形成している。電磁式切り換え系の可動の
アーマチュア１０は、当接可能な調節ねし１１を介して
ばね１２に作用する。このばねはアーマチュア５のプレ
ートに支持されている。更に、アーマチュア１０は連結
ボルト１３を介して作動磁石２に連結されている。この
作動磁石２はスリーブ６内で軸方向に摺動可能に案内さ
れている。固定環１４が、図示した系の場合に作動磁石
２の位置、ひいては作動行程を調節するストッパーを形
成している。固定環は予圧縮されたばね１２の力によっ
て、スリーブ６の下縁に押しつけられる。作動磁石２の
下面は次のように採寸されている。すなわち、コイル４
と下面の間の磁束に供される横断面積１６が、磁気回路
の残りの横断面積よりも非常に狭く、それによって磁気
回路の中間の８Ｍ節時に既に、磁気抵抗の増大が達成３ されるように採寸されている。軟鉄ディスク１７がケー
シング７内で、ばね２４の予圧縮力によってストッパー
２５に押しつけられている。
のユニットを形成している。電磁式切り換え系の可動の
アーマチュア１０は、当接可能な調節ねし１１を介して
ばね１２に作用する。このばねはアーマチュア５のプレ
ートに支持されている。更に、アーマチュア１０は連結
ボルト１３を介して作動磁石２に連結されている。この
作動磁石２はスリーブ６内で軸方向に摺動可能に案内さ
れている。固定環１４が、図示した系の場合に作動磁石
２の位置、ひいては作動行程を調節するストッパーを形
成している。固定環は予圧縮されたばね１２の力によっ
て、スリーブ６の下縁に押しつけられる。作動磁石２の
下面は次のように採寸されている。すなわち、コイル４
と下面の間の磁束に供される横断面積１６が、磁気回路
の残りの横断面積よりも非常に狭く、それによって磁気
回路の中間の８Ｍ節時に既に、磁気抵抗の増大が達成３ されるように採寸されている。軟鉄ディスク１７がケー
シング７内で、ばね２４の予圧縮力によってストッパー
２５に押しつけられている。
ヨーク９の力゛ヘアーマチュア１０を引きＭｏ・Ｕｏた
状態は、第２図に示した切り換え系の位置にとって、当
接状態である。この位置では同時に、ディスク１７が磁
気回路の横断面積を拡大し、それによって作動磁石２の
磁気抵抗を小さくする。この位置では、ディスクＩ７が
作動磁石２により、予圧縮されたばね２４の力に抗して
、短い距離だ＆−１ストッパー２５から離れる。それに
よって作動磁石２はディスク１７上に確実に載ることに
なる。
状態は、第２図に示した切り換え系の位置にとって、当
接状態である。この位置では同時に、ディスク１７が磁
気回路の横断面積を拡大し、それによって作動磁石２の
磁気抵抗を小さくする。この位置では、ディスクＩ７が
作動磁石２により、予圧縮されたばね２４の力に抗して
、短い距離だ＆−１ストッパー２５から離れる。それに
よって作動磁石２はディスク１７上に確実に載ることに
なる。
ばね１２１８、アーマチュア５、操作すべき制御要素の
軸１９およびばね受け２０からなる振動可能な系の平衡
状態は、調節ねし１１を介して次のように調節される。
軸１９およびばね受け２０からなる振動可能な系の平衡
状態は、調節ねし１１を介して次のように調節される。
すなわち、電流が通じていない状態で、アーマチュア５
が作動磁石１と２の間の中央に静止するように、調節さ
れる。
が作動磁石１と２の間の中央に静止するように、調節さ
れる。
この位置では、軸１９に連結された制御要素、例えば内
燃機関の制御弁（例えば吸排弁）が、そ４ の半分の行程だけ開放している。アーマチュア５が磁石
１に当接すると、アーマチュアはコイル３の励起によっ
てそこに保持される。この位置では、制御要素は閉した
状態にある。そして、アクチュエータを運転するために
、コイル３への電流が止められる。それによって、成る
時間（以下、復旧時間と言う）の後で、アーマチュア５
は磁石１から離れ、平衡状態を越えて磁石２の方へ移動
する。
燃機関の制御弁（例えば吸排弁）が、そ４ の半分の行程だけ開放している。アーマチュア５が磁石
１に当接すると、アーマチュアはコイル３の励起によっ
てそこに保持される。この位置では、制御要素は閉した
状態にある。そして、アクチュエータを運転するために
、コイル３への電流が止められる。それによって、成る
時間（以下、復旧時間と言う）の後で、アーマチュア５
は磁石１から離れ、平衡状態を越えて磁石２の方へ移動
する。
磁石２のコイル４が正しい時期に励起されるので、アー
マデユア５は作用する磁力に基づいて磁石２に引きつけ
られ、そこで保持される。戻り運動は同しように行われ
る。この経過は両作勤行程に該当する。
マデユア５は作用する磁力に基づいて磁石２に引きつけ
られ、そこで保持される。戻り運動は同しように行われ
る。この経過は両作勤行程に該当する。
切り換え系のコイル１５に電流が通じていない状態では
、系は小さな作動行程の位置にある。切り変え系のコイ
ル１５が励起されると、アーマチュア１０は前記のばね
１２の力に抗して、ヨーク９の方へ引き寄せられる。制
御できない状態を無くすために、アーマデユア５は作動
磁石ｌ上に留まっており、そこでアーマチュアはコイル
３の励起によって保持される。アーマチュア１０の運動
は連結ボルト１３を介して作動磁石２に伝達され、この
作動磁石２をディスク１７の方へ移動させる。
、系は小さな作動行程の位置にある。切り変え系のコイ
ル１５が励起されると、アーマチュア１０は前記のばね
１２の力に抗して、ヨーク９の方へ引き寄せられる。制
御できない状態を無くすために、アーマデユア５は作動
磁石ｌ上に留まっており、そこでアーマチュアはコイル
３の励起によって保持される。アーマチュア１０の運動
は連結ボルト１３を介して作動磁石２に伝達され、この
作動磁石２をディスク１７の方へ移動させる。
それによって、作動磁石２は大きくなった横断面積１６
を得る。この横断面積は、大きな作動行程によって増大
した力レベルを補償することと、それによってアーマチ
ュア５を作動磁石２」二に保持するために電流レヘルを
一定に保ち、かつコイル４への通電を停止した後アーマ
チュア運動を開始するまでの復旧時間を一定に保つこと
を可能にする。振動系５，１２．１Ｂ、１９．２０の平
衡位置は、ばね１２の移動しない基点を摺動させること
によって、再び作動磁石１と２の間の中央にある。切り
換え系は、アーマチュアＩＯとヨーク９の間隔が小さく
なったときに、小さな電流で励起することによって保持
される。
を得る。この横断面積は、大きな作動行程によって増大
した力レベルを補償することと、それによってアーマチ
ュア５を作動磁石２」二に保持するために電流レヘルを
一定に保ち、かつコイル４への通電を停止した後アーマ
チュア運動を開始するまでの復旧時間を一定に保つこと
を可能にする。振動系５，１２．１Ｂ、１９．２０の平
衡位置は、ばね１２の移動しない基点を摺動させること
によって、再び作動磁石１と２の間の中央にある。切り
換え系は、アーマチュアＩＯとヨーク９の間隔が小さく
なったときに、小さな電流で励起することによって保持
される。
第３図は、上記の特徴に加えて、アーマチュア５の運動
の緩衝装置を含むアクチュエータを示している。第４図
から判るように、アーマチュア５の外側縁部２６はスリ
ーブ６に対するシール隙間６ を形成している。スリーブ６は切り込み部２７を備えて
いる。アーマチュアの上方の空間からこの切り込み部を
経て空気がアーマチュアの下方の空間に流出可能である
。上側の磁石１の磁極面の近くにおいて、外側縁部２６
は切り込み部２７の上側縁部２４から離れており、アー
マチュア５は上側空間内にある空気を圧縮する。このよ
うにして生じた力はアーマチュア５の加速を緩衝する。
の緩衝装置を含むアクチュエータを示している。第４図
から判るように、アーマチュア５の外側縁部２６はスリ
ーブ６に対するシール隙間６ を形成している。スリーブ６は切り込み部２７を備えて
いる。アーマチュアの上方の空間からこの切り込み部を
経て空気がアーマチュアの下方の空間に流出可能である
。上側の磁石１の磁極面の近くにおいて、外側縁部２６
は切り込み部２７の上側縁部２４から離れており、アー
マチュア５は上側空間内にある空気を圧縮する。このよ
うにして生じた力はアーマチュア５の加速を緩衝する。
さもなければ、アーマチュアは磁石ｌの近くの範囲にお
いて累進的に増大する引張り力に基づいて中に入るであ
ろう。
いて累進的に増大する引張り力に基づいて中に入るであ
ろう。
第３図に示すように、アクチュエータは液圧式の長さ補
償要素２Ｂを含むことができる。この長さ補償要素はア
ーマチュア５に支持され、制御要素の軸１９に作用する
。長さ補償要素２８にはアーマチュア５を経て圧油を供
給することができる。
償要素２Ｂを含むことができる。この長さ補償要素はア
ーマチュア５に支持され、制御要素の軸１９に作用する
。長さ補償要素２８にはアーマチュア５を経て圧油を供
給することができる。
永久磁石２９を作動磁石１内に設けることができる。こ
の永久磁石は、コイル３に電流を供給せずに、アーマチ
ュア５を保持することを可能にし、かつアーマチュア５
の引き寄せを補助する。従っ７ て、コイル３は、引き寄せの際に消費されるエネルギー
の観点から、永久磁石を備えていない場合に比べて、低
い電流レヘルで運転可能である。アーマチュア５を磁石
１の磁極面から離すために、コイル３は引き寄せ工程と
逆向きの直流の極で運転される。励磁された磁場は永久
磁石２９の磁場と反対向きに作用し、モしてアーマチュ
ア５に対する力の作用は、圧縮されたばね１２の力に打
ち勝ち、運動を開始するまで、弱まる。
の永久磁石は、コイル３に電流を供給せずに、アーマチ
ュア５を保持することを可能にし、かつアーマチュア５
の引き寄せを補助する。従っ７ て、コイル３は、引き寄せの際に消費されるエネルギー
の観点から、永久磁石を備えていない場合に比べて、低
い電流レヘルで運転可能である。アーマチュア５を磁石
１の磁極面から離すために、コイル３は引き寄せ工程と
逆向きの直流の極で運転される。励磁された磁場は永久
磁石２９の磁場と反対向きに作用し、モしてアーマチュ
ア５に対する力の作用は、圧縮されたばね１２の力に打
ち勝ち、運動を開始するまで、弱まる。
第５図は、ヨーク９と、永久磁石３０を有するアーマチ
ュア１０とからなる電磁式切り換え系の実施例を示して
いる。アーマチュア１０をヨーク９に引き寄せるために
、コイル１５が励起される。
ュア１０とからなる電磁式切り換え系の実施例を示して
いる。アーマチュア１０をヨーク９に引き寄せるために
、コイル１５が励起される。
アーマチュア１０がヨーク９に載ると、コイル１５への
通電を停止することができる。アーマデユアｌＯを離す
ために、コイル１５は直流の逆向きの極で励起される。
通電を停止することができる。アーマデユアｌＯを離す
ために、コイル１５は直流の逆向きの極で励起される。
第６図は、小さな作動行程から大きな作動行程への移動
方向における切り換え系の切り換え運動を緩衝するため
の装置を示している。低残磁性の ８− ディスク１７は内側縁部に、スリーブ４１を備えている
。このスリーブは作動磁石２の側にシール隙間を形成し
ている。スリーブ４１は開口４２を備えている。この開
口は、作動磁石２が運動し、空間４３が縮小するときに
、作動磁石２がディスク１７の近くにおいて開口を閉鎖
し、残っている空気が圧縮されるまで、空気の流出を可
能にする。
方向における切り換え系の切り換え運動を緩衝するため
の装置を示している。低残磁性の ８− ディスク１７は内側縁部に、スリーブ４１を備えている
。このスリーブは作動磁石２の側にシール隙間を形成し
ている。スリーブ４１は開口４２を備えている。この開
口は、作動磁石２が運動し、空間４３が縮小するときに
、作動磁石２がディスク１７の近くにおいて開口を閉鎖
し、残っている空気が圧縮されるまで、空気の流出を可
能にする。
空間４３内の圧力が上昇することにより、緩衝力が発生
ずる。
ずる。
第７〜１３図は、作動磁石の磁気抵抗を変えるための他
の実施例を示している。アクチュエータの申し分のない
機能のためには、当該の作動磁石と、前記の図において
それぞれ参照符号３１．３２で示した軟鉄ディスクとの
接触が正確に再現可能であることが重要である。この部
品の間の空隙の小さな差は、復旧時間を変え得る。第８
図と第１３図による円錐状の形状は、自己センタリング
作用を生し、第７図の平らで水平な構造体は簡単に製作
可能であり、第９図と第１０図の垂直構造体は一定の半
径方向隙間を生し、第１１図と第１２図によるピン３３
を崗えた構造体は、多数の要素によって、個々の嵌め合
い部の製作の誤差に左右されない。
の実施例を示している。アクチュエータの申し分のない
機能のためには、当該の作動磁石と、前記の図において
それぞれ参照符号３１．３２で示した軟鉄ディスクとの
接触が正確に再現可能であることが重要である。この部
品の間の空隙の小さな差は、復旧時間を変え得る。第８
図と第１３図による円錐状の形状は、自己センタリング
作用を生し、第７図の平らで水平な構造体は簡単に製作
可能であり、第９図と第１０図の垂直構造体は一定の半
径方向隙間を生し、第１１図と第１２図によるピン３３
を崗えた構造体は、多数の要素によって、個々の嵌め合
い部の製作の誤差に左右されない。
第１４〜１７図は、第１図と第２図に示したアクチュエ
ータの他の実施例を示している。アクチュエータは略示
してあり、実質的に、−１＝、 （！１．１１のばね５
０、作動磁石５１，５２、下側のばね５３および電磁切
り換え系５５を含んでいる。
ータの他の実施例を示している。アクチュエータは略示
してあり、実質的に、−１＝、 （！１．１１のばね５
０、作動磁石５１，５２、下側のばね５３および電磁切
り換え系５５を含んでいる。
第１４図と第１６図に対応して上側のばね５０の基点を
ずらす場合、両件動磁石５１．５２における磁気抵抗の
修正が重要であり、特に必要な短い開放時間に基づいて
、磁石５２における修正が重要である。下側のばね５３
の基点が位置移動すると、磁石５１における力のレヘル
がｊ？閉鎖時に行程に依存せずかつ一定である。修正は
磁石５２においてのみ重要である。第１６図と第１７図
に対応して電磁切り換え系５５をアクチュエータの下方
に配置すると、特に第１７図のように下側のばね５３の
基点を位置移動さ・Ｕ゛ることと組み合わせて、磁石５
２とのコンパクトな連結が可能であ０ ４゜ る。
ずらす場合、両件動磁石５１．５２における磁気抵抗の
修正が重要であり、特に必要な短い開放時間に基づいて
、磁石５２における修正が重要である。下側のばね５３
の基点が位置移動すると、磁石５１における力のレヘル
がｊ？閉鎖時に行程に依存せずかつ一定である。修正は
磁石５２においてのみ重要である。第１６図と第１７図
に対応して電磁切り換え系５５をアクチュエータの下方
に配置すると、特に第１７図のように下側のばね５３の
基点を位置移動さ・Ｕ゛ることと組み合わせて、磁石５
２とのコンパクトな連結が可能であ０ ４゜ る。
第１８図は作動磁石６０，６１、アーマチュア６２、ば
ね６３，６４、揺動レバー６５および制御弁６Ｇを備え
たアクチユエータの実施例を略示している。電磁切り換
え系６７は棒６８を介して磁石６０とばね６３を動かず
。ばね６３，６４はてこ比を考慮してそれぞれ、振動系
のばね強さ全体の半分を有する。
ね６３，６４、揺動レバー６５および制御弁６Ｇを備え
たアクチユエータの実施例を略示している。電磁切り換
え系６７は棒６８を介して磁石６０とばね６３を動かず
。ばね６３，６４はてこ比を考慮してそれぞれ、振動系
のばね強さ全体の半分を有する。
第１図は、作動行程を変更するための電磁作動の切り換
え系を備えた、本発明による装置の実施例の縦断面を示
している。切り換え系はスイッチオンの状態が示してあ
り、小さな作動行程の位置にある。容積型機械（押しの
け機械）の制御弁は閉している。 第２図は切り換え系のスイッチオフの状態、ひいては大
きな作動行程の位置にある、第１図の実施例を示してい
る。容積型機械の制御弁は閉している。 第３図はアーマチュアの緩衝装置、液圧式長さ１ 補償装置、および閉鎖位置に付設された作動磁石内に設
けられている永久磁石を備えた本発明による装置の実施
例を示している。この場合、磁気抵抗を調節する部品は
摺動可能に形成されている。 第４図は参照符号Ｚで囲んだ、第３図の実施例の部分の
詳細図である。 第５図は切り換え系内に設けられた永久磁石を備えた実
施例を示す図である。 第６図は空気を圧縮することによって切り換え系の運動
を緩衝するための装置の実施例を示している。 第７〜１３図は作動磁石の磁気抵抗を調節するためのい
ろいろな実施例を示している。 第１４〜１７図は開放した作動磁石を調節するための切
り換え系の配置例を示している。 第１８図は揺動レバーを介して操作される制御要素を備
えた装置の実施例を示している。 １．２・・・作動磁石、 ５．■０・・・アーマチュア
、 １２．１８・・・ばね、 ６６・・・制御要素 ２
え系を備えた、本発明による装置の実施例の縦断面を示
している。切り換え系はスイッチオンの状態が示してあ
り、小さな作動行程の位置にある。容積型機械（押しの
け機械）の制御弁は閉している。 第２図は切り換え系のスイッチオフの状態、ひいては大
きな作動行程の位置にある、第１図の実施例を示してい
る。容積型機械の制御弁は閉している。 第３図はアーマチュアの緩衝装置、液圧式長さ１ 補償装置、および閉鎖位置に付設された作動磁石内に設
けられている永久磁石を備えた本発明による装置の実施
例を示している。この場合、磁気抵抗を調節する部品は
摺動可能に形成されている。 第４図は参照符号Ｚで囲んだ、第３図の実施例の部分の
詳細図である。 第５図は切り換え系内に設けられた永久磁石を備えた実
施例を示す図である。 第６図は空気を圧縮することによって切り換え系の運動
を緩衝するための装置の実施例を示している。 第７〜１３図は作動磁石の磁気抵抗を調節するためのい
ろいろな実施例を示している。 第１４〜１７図は開放した作動磁石を調節するための切
り換え系の配置例を示している。 第１８図は揺動レバーを介して操作される制御要素を備
えた装置の実施例を示している。 １．２・・・作動磁石、 ５．■０・・・アーマチュア
、 １２．１８・・・ばね、 ６６・・・制御要素 ２
Claims (17)
- １．ばね系と、以下作動磁石と呼ぶ、電気的に作動する
２個の切り変え磁石とを備え、 この作動磁石によって、制御要素を操作するアーマチュ
アが対向する二つの切り変え位置へ移動可能であり、 ばね系のバランス位置が両切り換え位置の間にあり、 制御要素の作動行程が、作動磁石の磁極面の位置の変更
およびばね系の一つまたは複数のばねの基点の変更によ
って、変えられる、 容積型機械の振動運動可能な制御要素のための、特に平
滑り弁および行程弁のための電磁作動式アクチュエータ
において、 磁極面の間隔を変更するため、および同時に、一つまた
は複数のばね基点の位置を変更することにより、磁極面
の新しい位置に振動中心を合わせるために、磁気式の切
り換え系を備えていることを特徴とする電磁作動式アク
チュエータ。 - ２．アーマチュアの復旧時間を調節するために、一つま
たは両作動磁石の磁気回路の磁気抵抗が変更可能である
ことを特徴とする、請求項１記載の電磁作動式アクチュ
エータ。 - ３．開放位置に付設された作動磁石の位置と、ばね系の
少なくとも一つのばねの基点とを変更するため、および
一つまたは両作動磁石の磁気回路内の磁気抵抗を変える
ために、共通の電磁式切り換え系が設けられていること
を特徴とする、請求項２記載の電磁作動式アクチュエー
タ。 - ４．切り換え系に電流が通じていない状態で、開放位置
に付設された作動磁石の位置を自動的に最大作動行程に
調節する切り換え装置を備えていることを特徴とする、
請求項１から請求項３までのいずれか一つに記載の電磁
作動式アクチュエータ。 - ５．切り換え系に電流が通じていない状態で、開放位置
に付設された作動磁石の位置を自動的に最小作動行程に
調節する切り換え装置を備えていることを特徴とする、
請求項１から請求項３までのいずれか一つに記載の電磁
作動式アクチュエータ。 - ６．制御要素が機械的な伝達部材を介して操作可能であ
ることを特徴とする、請求項１から請求項５までのいず
れか一つに記載の電磁作動式アクチュエータ。 - ７．伝達部材が揺動レバーまたはフィンガーレバーであ
ることを特徴とする、請求項６記載の電磁作動式アクチ
ュエータ。 - ８．電磁式切り換え系の運動を、端位置の近くにおいて
一方または両方の運動方向で制動する制動手段を備えて
いることを特徴とする、請求項１から請求項７までのい
ずれか一つに記載の電磁作動式アクチュエータ。 - ９．ガス状媒体を圧縮することにより、作動磁石の間の
磁石アーマチュアの運動を端位置の近くで制動する制動
手段を備えていることを特徴とする、請求項１から請求
項８までのいずれか一つに記載の電磁作動式アクチュエ
ータ。 - １０．磁石アーマチュアの運動が中央範囲で制動されな
いことを特徴とする、請求項８または請求項９記載の電
磁作動式アクチュエータ。 - １１．振動運動する部品を遊びなしに操作するために、
１個または複数子の液圧式弁遊び補償要素を備えている
ことを特徴とする、請求項１から請求項１０までのいず
れか一つに記載の電磁作動式アクチュエータ。 - １２．弁遊び補償要素が磁石アーマチュアと制御要素の
間に設けられていることを特徴とする、請求項１１記載
の電磁作動式アクチュエータ。 - １３．弁遊び補償要素が閉鎖位置に付設された作動磁石
とケーシングの間に設けられていることを特徴とする、
請求項１１記載の電磁作動式アクチュエータ。 - １４．閉鎖位置に付設された作動磁石内に、永久磁石が
設けられていることを特徴とする、請求項１から請求項
１３までのいずれか一つに記載の電磁作動式アクチュエ
ータ。 - １５．開放位置に付設された作動磁石内に、永久磁石が
設けられていることを特徴とする、請求項１から請求項
１４までのいずれか一つに記載の電磁作動式アクチュエ
ータ。 - １６．電磁式切り換え系のアーマチュアを閉鎖位置に保
持し得る永久磁石が切り換え系内に設けられていること
を特徴とする、請求項１から請求項３までと請求項６か
ら請求項１５までのいずれか一つに記載の電磁作動式ア
クチュエータ。 - １７．磁気抵抗に影響を与える、作動磁石に付設された
部品が、狭い範囲内で、予備付勢力に抗して摺動可能で
あることを特徴とする、請求項１から請求項１６までの
いずれか一つに記載の電磁作動式アクチュエータ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3920976A DE3920976A1 (de) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | Elektromagnetisch arbeitende stelleinrichtung |
| DE3920976.8 | 1989-06-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0344009A true JPH0344009A (ja) | 1991-02-25 |
| JP2827170B2 JP2827170B2 (ja) | 1998-11-18 |
Family
ID=6383651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2166980A Expired - Fee Related JP2827170B2 (ja) | 1989-06-27 | 1990-06-27 | 電磁作動式アクチュエータ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5131624A (ja) |
| EP (1) | EP0405189B1 (ja) |
| JP (1) | JP2827170B2 (ja) |
| AT (1) | ATE95278T1 (ja) |
| DE (2) | DE3920976A1 (ja) |
| RU (1) | RU1836596C (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5611303A (en) * | 1995-01-11 | 1997-03-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Valve operating apparatus of internal combustion engine |
| KR20150056975A (ko) * | 2013-11-18 | 2015-05-28 | 피브트로(주) | 온열매트 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5352101A (en) * | 1992-10-05 | 1994-10-04 | Aura Systems, Inc. | Electromagnetically actuated compressor valve |
| US5222714A (en) * | 1992-10-05 | 1993-06-29 | Aura Systems, Inc. | Electromagnetically actuated valve |
| US5548263A (en) * | 1992-10-05 | 1996-08-20 | Aura Systems, Inc. | Electromagnetically actuated valve |
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