JPS62260308A - 多重電磁石装置を駆動させるための方法及び装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 不発明は、少なくとも１つの２重磁石と、２つの電磁石
間で可動な可動子とから成る多重電磁石装置を駆動させ
るための方法及びこの方法を実施するための装置に関す
る。

従来の技術 尋問雑誌「油圧及び突圧１１Ｊ　、（１９６７）。

屋１１．４２５〜４２７ベーゾには、直流・単−行程及
び２重行程式制御磁石が記載されている。電磁石の制御
はパルス電圧によって行なわれる。機械的な調節力の宜
上りは、電気パルスの投入接続過程で開始されるように
なっている。

発明が解決しようとする問題点 前記公知の、電磁石全制御するための方法においては、
非常に短かい、力の立上り時間が得られないという欠点
がある。

問題点を解決するための手段 前記問題点を解決した本発明の方法の第１の手段によれ
ば、（イ）まず第１の段階で、最初にしゃ断された′ｗ
Ｌ磁石全同時に作動接続し、（ロ）次いで所定の時間後
に、一方の電磁石、っｌフ、空気ギャップ内に可動子の
存在する方の電磁万全しゃ断して、可動子を他方の電磁
石、っまり、作動接続されている方の電磁石の空気ギャ
ップ内に引き込ませ、（ハ）次いで別の所定の時間後に
、今、空気ギャップ内に可動子の存在する前記他方の電
磁万全しゃ断するようになっている。

作用及び効果 本発明の第１の方法の手段は、自由に可動な可動子を有
する２重磁石装置を対象としている。

この本発明の第１の方法の手段によれば、磁石力の立上
り時間が非常に短かいという利点が得られた。

可動子が一方の電磁石に当接している無電流状態から出
発して、まず２つの電磁石が同時に作動接続される。可
動子の位置は変化しない。

所定の時間後に、可動子と共に小さい空気ギャップを形
成する電磁石がしゃ断される。このしゃ断過程中に、可
動子に作用する強い磁石力が生じる。可動子は、また作
動接続されている電磁石によって引き寄せられる。保持
力が必要でなくなると、他方の電磁石もしゃ断される。

前記問題点を解決した本発明の方法の第２の手段によれ
ば、（イ）第１の２重磁石の可動子が、この第１の２重
磁石の第２の電磁石の空気ギャップ内に位置していて、
第２の２重磁石の可動子が、同様にこの第２の２重磁石
の第２の電磁石の空気ギャップ内に位置している、可動
子位置から出発して、さらに、第１の２重磁石の２つの
電磁石及び、第２の２重磁石の第１の電磁石が、しゃ断
されていて、第２の２重磁石の第２の電磁石が作動接続
されている状態から出発して、第１の段階で、第１の２
重磁石の２つの電磁石全同時に作動接続し、（ロ）第１
の所定の時間後に、第１の２重磁石の第２の電磁石及び
、第２の２重磁石の第２の電磁石全同時にしゃ断し、（
ハ）第２の所定の時間後に、第２の２１研石の２つの電
磁石全同時に作動接続し、に）第３の所定の時間後に第
１の２重磁石の第１の電磁石及び、第２の２重磁石の第
１の電磁石を同時にしゃ断するようになっている。

作用及び効果 本発明の第２の方法は、互いに連結された２つの可動子
のそれぞ几一方に作用する、２つの２重磁石装置全対象
としている。２つの可動子は、−緒に往復連動せしめら
れる。この、本発明の第２の方法は、前記（イ）に記載
された可動子の位置から出発している。

可動子の往復運動は、それぞれ２つの２重磁石装置の第
２の電磁石をしゃ断することによって開始される。第１
の２重磁石装置のまだ作動接続されている第１の磁石の
磁石力は往路運動に作用する。次いで、第２の２重磁石
装置の２つの電磁石を同時に作動接続する。次いで、２
つの２重磁石装置の２つの第１の磁石を同時にしゃ断さ
せることによって復路運動が開始される。

２つの多重磁石装置においては、外側に作用する力は、
単数又は複数の電磁石をしゃ断することによって生ゼし
ぬられる。

本発明の２つの方法は、安価な技術的費用で実現するこ
とがでさ、特に簡単な形式で、力の立上り時間を短かく
することができる。従って例えば内燃機関用の噴射弁な
どの迅速な調節部材を駆動するために特に適している。

前記問題点全解決した本発明の装置の手段によれば、電
磁石全作動接続及びしゃ断するために少なくとも１つの
、電気制御可能なスイッチが設けられている。この電気
制御可能なスイッチは、例えばトランジスタ又はサイリ
スタである。

作用及び効果 電気制御可能なスイッチを設けて切換え段階を特別に制
御することによって、しゃ断過程は作動接続過程よりも
著しく迅速に行なわれる。

電磁石のインダクタンスにおいて生じる誘導電圧は完全
に利用される。

実施例 次に図面に示した実施例について本発明の方法及び装置
を具体的に説明する。

第１図には第１の電磁石１１と第２の電磁石１２とを備
え念２重磁石装置１０が示されている。第１の電磁石１
１の巻線は符号１３、第２の電磁石１２の巻線は符号１
４で示されている。

これら２つの電磁石１１．１２の磁石力作用はそれぞれ
１つの空気ギャップ１５．１６に生じる。空気ギャップ
１５．１６間で、自由に可動である可動子１７が往復運
動１８．１９を行なう。可動子１７は、外側へ向かって
作用する調節部材２０に固く結合されている。

第２図の上手部には、２重磁石装貢１０の電磁石１１．
１２の磁石力と時間との関係を表わしたグラフが示され
ている。第１の電磁石１１の磁石力の変化は符号３０、
第２の電磁石１２の磁石力の変化は符号３１でそれぞれ
示されている。これら２つの電磁石１１．１２のための
磁石力の上昇時間３２は同じである。第１の時間３３の
経過後、第２の電磁石１２はしゃ断され、第２の時間３
４の経過後、第１の電磁石１１がしゃ断される。２つの
電磁石１１．１２の磁石力３０．３１は、それぞれ逆方
向で可動子１７に作用する。従って、第１の電磁石１１
の磁石力３０は正で示されていて、第２の電磁石１２の
磁石力３１は負で示されている。

第２図の下半部には、可動子１７０行程と時間との関係
全表わしたグラフが示されている。

行程変化３５は、電磁石１２の磁石力３１が零になると
形成される。磁石力の立上り時間は符号３３、立下り時
間は符号３７でそれぞれ示されている。

第６図の上半部には、２重磁石装置１０の２つの電磁石
１１．１２のさらに別の、磁石力と時間との関係を表わ
すグラフが示されている。

この第６因のグラフは前記第２図の上半部に示したグラ
フとは次の点で異なっている。つまり、この第６図の上
半部に示したグラフでは、第１の時間４１が経過すると
可動子１７が当接している第１の電磁石１１がしゃ断さ
れ、次いで第２の時間４２が経過すると、第２の電磁石
１２がしゃ断される。可動子１７の行程変化３５は、第
６図の下半部で、行程と時間との関係を表わすグラフに
よって示されている。行程変化３５は、第２図に示した
行程変化とは逆方向で行なわれ、従って負の値で示され
ている。

第４図に示されているように２×２重磁石装置５０は、
第１及び第２の２重磁石５１．５２全有している。さら
に、第１の２重磁石５１は、第１及び第２のＩＩｒ、磁
石５３．５４’を有している。

第１の電磁石５３の巻線は符号５５で示されていて、第
２の電磁石５４の巻線は符号５６で示されている。第１
の２重磁石５１の第１及び第２の電磁石５３．５４の磁
石力、−！、、それぞれ所属の空気ギャップ５７．５８
内で生じる。これらの空気ギャップ５７．５８間で、可
動子５９は自由に可動である。第１の電磁石６０の巻線
は符号６２で示さ几ていて、第２の電磁石６１の巻線は
符号６３で示されている。第２の２重磁石５２の２つの
電磁石６０．６１の磁石力は所属の空気ヤヤツプ６４．
６５円で形成される。

これら２つの空気ギャップ６４．６５間では、可動子６
６が自由に可動に配置されている。第１の２重磁石５１
の可動子５日と第２の２重磁石５１の可動子６６とは、
接続部材６７全介して互いに固く結合されている。これ
らの可動子５９と可動子６６と接続部材６７とから成る
可動子装置は、調節部材７０によって外部へ伝達される
往復運動を行なう。

第５図の上部には、第１の２重磁石５１の２つの電磁石
５３．５４の、磁石力と時間との関係を表わすグラフが
示されている。第１の２重磁石５１の、第１の電磁石５
３の磁石力８０と第２の′或磁石５４の磁石力８１とは
、互いに逆方向で、共通の可動子５９に作用する。従っ
てこれらの磁石力は、正と負の値で示されている。

２つの電磁石５３．５４の磁石力８０．８１の立上り時
間８２ばそれぞれ同じである。

第１の時間８３が経過すると、第２の電磁石５４はしゃ
断される。それと同時に、第２の２重磁石５２の第２の
電磁石６１もしゃ断される。

第５図の中央部では、この第２の２重磁石５２の２つの
電磁石６０．６１の磁石力と時間との関係を表わしたグ
ラフが示されている。第１の電磁石６０の磁石力は符号
８４で示されていて、第２の電磁石６１の磁石力は符号
８５でそれぞれ示されている。これらの磁石力８４．８
５は共通の可動子６６にそれぞれ逆方向で作用するので
、それぞれ別の特性曲線ヲ有している。

第２の時間８６が経過すると、第２の２重磁石５２の２
つの電磁石６０．６１が同時に作動接縦される。第６の
時間８７が経過すると、第１の２重磁石５１の第１の電
磁石５３と、第２の２重磁石５２の第１の電磁石６０と
が同時にしゃ断される。すべての電磁石５３，５４，６
０，６１の磁石力は立下フ時間８９で零になる。

第５図の下部では、磁石装！（可動子５９と可動子６６
と接続部材６７と調節部材７０とから成る）の行程と時
間との関係を表わすグラフが示されている。２つの２重
磁石５１．５２の２つの第２の電磁石５４．６１又は２
つの第１の電磁石５３．６０が同時にしゃ断されると常
に、行程変化８８が行なわれ、これによって調節部材７
０が外部に回かつて往復運動６８，６９せしめられる。

第６図では、電磁石の制御回路の第１実施例が示されて
いる。図示していない電流供給源の２つの極１００，１
０１間には、インダクタンス１０２と、制御線１０４を
介して操作される制御可ａ目なスイッチ１０３とから成
る直列回路が配置されている。制御可能なスイッチ１０
３と平行に、制限器・ダイオード１０５が接続されてい
る。

第７図には、電磁石の制御回路の第２笑施例が示されて
いる。図示していない電流供給源の２つの極間には、イ
ンダクタンス１０２と制御可能なスイッチ１０３とから
成る、第６図に示された直列回路が配置されている。

多重電磁石装置を駆動させるための、本発明の方法を、
第１図に図示した２重磁石を用いて以下に述べる。

２重磁石装置１０は、調節部材２０を介して往復運動１
８．１９を行なう。この往復運動１８．１９は、例えば
燃料噴射弁のように迅速な調節装置を操作する。正確な
ディーゼル噴射装置のためには特に、磁石力の立上り及
び立下フ時間を非常に短かくする必要がある。調節部材
２０に固く結合された可動子１７はまず、第２の電磁石
１２の空気ギャップ１６内に存在する。

２つの電磁石１１．１２はしゃ断されている。

この状態から出発して、まず２つの電磁石１１゜１２が
同時に作動接続される。立上り時間３２が経過し之後で
磁石力の立上りは終了する。２つの磁石力３０．３１は
それぞれ逆方向で可動子１７に作用し、従ってこれら２
つの磁石力３０．３１は、第２図に示された異なる特性
曲線を有している。

第１の時間３３が経過すると操作過程が開始される。第
２の電磁石１２はしゃ断される。第１の電磁石１１の残
フの磁石力３０が可動子１７を第１の電磁石１１の空２
ギャップ１５内に引き込む。この位置で可動子１７は、
第２の時間３４の経過後に第１の電磁石１１が同様にし
ゃ断されるまで、第１の電磁石１１の磁石力３０によっ
て保持される。２つの電磁石１１，１２のしゃ断時間が
短かいことによって、可動子１７に作用する力の立上り
時間３６が短かくなり、ひいては、迅速な行程変化３５
が形成される。°ここまでの過程は、往復運動１８．１
９のうちの復路運動１９に相当する。

次いで行なわれる往路運動１８の開始は、第６図のグラ
フに示されている。まず、しゃ断されている２つの電磁
石１１．１２が同時に作動接続される。第１の時間４１
の経過後、第１の電磁石１１はしゃ断される。第２の電
磁石１２の磁石力３１は、可動子１７を第２の電磁石１
２の空気ギャップ１６内に引き込み、これによって逆方
向の行程変化に生せしめる。この位置で、第２の電磁石
１２が第２の時間４２の経過後にしゃ断されるまで、可
動子１７は形成された力によって保持される。

第４図に示した２×２重磁石装置５０によって、磁石力
の立上り及び立下り時間がさらに短縮される。次に第４
図に示した装置の往復運動６８．６９を第５図に示した
グラフを用いて詳しく説明する。

第１の２重磁石５１の可動子５９が第２の電磁石５４の
空気ギャップ５８内に存在し、第２の２重磁石５２の可
動子６６が、同様に第２の電磁６１の空気ギャップ６５
内に存在する位置から出発する。第１の２重磁石５１の
２つの電磁石５３．５４及び第２の２重磁石５２の第１
の電磁石６０はしゃ断されている。

第１段階では、まず第１の２重磁石５１の２つの電磁石
５３．５４が接続される。第１の時間８３が経過してか
ら、２つの第２の電磁石５４．６１がしゃ断される。第
１の２重磁石５１の第１の電磁石５３の残りの磁石力８
０は可動子装置（可動子５９．可動子６３、接続部材６
７、調節部材７０）全引き寄せる。この時に、磁石力の
短かい立上り時間８９で力の形成が行なわれる。この過
程によって、復路運動６９に相当する行程変化８８が開
始される。

第２の時間８６の経過後、第２の２重磁石５２の２つの
電磁石６０．６１が同時に作動接続される。次いで第６
の時間８７の経過後、２つの第１の電磁石５３．６０が
同時にしゃ断される。前記可動子装置５９，６６．６７
．７０は、第２の２重磁石５２の第２の電磁石６１の磁
石力８５によって引き寄せられる。開始された行程変化
（磁石力）８８（往路運動６８）のための力の形成は、
短かい立下り時間８９で行なわれる。往路運動６８がし
ゃ断されると、往復運動６８．６９の完全なサイクルが
しゃ断される。

次の方法段階として、再び第１の２重磁石５１の２つの
電磁石５３．５４が同時に接続される。

操作過程を開始させるために、もっばら′電磁石のしゃ
断過程を利用することによって得られる利点は、所定の
電子制御装置において、電磁石５３，５４．６０．６１
によって、付加的な構造費用を必要とせずに、電磁石の
しゃ断過程のための時間を、作動接続過程のための時間
よりも短かくすることができるという点にある。

このような制御回路装置は第６図及び第７図に示されて
いる。電磁石の巻！１３，１４，５５．５６，６２．６
３は一方の極１００にしっかりと接続されていて、制御
可能なスイッチ１０３全介して、図示していない電流供
給源の別の極ＩＬＩＩに接続されている。スイッチ１０
３が制御溝１１０４を介して閉鎖命令全うけると、イン
ダクタンス１０２で電流の立下ジが開始される。電流立
上り時間は、主として、インダクタンス１０２の大きさ
と、インダクタンス１０２及び制御可能なスイッチ１０
３から成る直列回路のオーム抵抗と、電流供給源の内部
抵抗と、使用電圧とによって規定される。インダクタン
ス値及び内部抵抗値はあらかじめ与えられている。これ
に対して使用電圧は自由に選定される。

しかしながら、この場合でも、エネルギ供給がバッテリ
ーから行なわれるべき場合、制限がある。これは特に、
自動車の回路が使用される時にそうである。

制御可能なスイッチ１０３が制御導線１０４を介してし
ゃ断信号を受けると、特別な対抗手段なしに、開放する
コイル接続部で、理論的に無限の誘導電圧が生じる。こ
の電圧は、スイッチ１０３に対して並列接続された制＠
器、′ダイオード１０５によって許容値に制限される。

使用された素子の耐圧匿によって与えられた所定の制限
内で、制限電圧が自由に選定される。可能な限ジ高い制
限電圧は、インダクタンス１０２内での迅速な電流低下
を招く。しかしながらインダクタンス１０２内の迅速な
底流変化は、同時に短かい磁石力の立上ジ及び立下り時
間全停なう。

第７図では、制御回路の有利な変化例が示されている。

ここでは第６図に示した制限器・ダイオード１０５は省
かれている。インダクタンス１０２に対して平行にコン
デンサー１０６が設けられている。スイッチオン過程に
おける、コンデンサー１０６の充電過程のための付加的
な電流需要は、インダクタンス１０２内の電流立上り時
間を延長する。調節部材７０全介して外側に向かって作
用する磁石力（行程変化８８）の変化時間８９．９０に
対する不都合な作用は生じない。何故ならば、電磁石の
し？断過程だけが作用するからである。

スイッチ１０３が開放した後の、しゃ断過程時に、イン
ダクタンス１０２とコンデンサー１０６とはタンク回路
を形成する。コンデンサー１０６を相応に設計すること
によって、短かい電気振動時開及びひいては迅速な磁石
力低下が得られる。生じた電気振動は、タンク回路減衰
に応じて減衰するインダクタンス１０２円で周期的な電
流逆転音生ぜしめる。こ゛の減衰過程は、磁石コイルの
磁石材料に、場合によっては存在するわずかな残留磁気
が取り除かれるという利点をもたらす。また、残留磁気
が取シ除かれることによって、付加的に磁石力の立下り
時間が短縮される。

【図面の簡単な説明】

第１囚は、共通の可動子に作用する２つの電磁石金儲え
た、本発明の１実施例による２重磁石装置の概略的な部
分断面図、第２図及び第３図は、それぞれ、その上半部
で２つの電磁石の磁石力と時間との関係全示し、その下
半部で可動子の行程と時との関係を示したグラフ、第４
図は、共通の可動子に作用するそれぞれ２つの電磁石装
置を備えた、本発明の１実施例による２×２重磁石装置
の概略的な部分断面図、第５囚は、その上部で一方の２
重磁石装置の２つの電磁石の磁石力と時間との関係を示
し、その中央部で、他方の２重磁石装置の２つの電磁石
の磁石力と時間との関係を示し、その下部で２つの可動
子の行程と時間との関係を示すグラフ、第６図は、制御
回路の第１実施例の概略図、第７図は、制御回路の第２
笑施例の概略図である。 １０・・・２重磁石装置、Ｉｔ、１２・・・１磁石、１
３．１４・・・巻線、１５．１６・・・空気ギャップ、
１７・・・可動子、１８，１９・・・往復運動、２０・
・・調節部材、３０．３１・・・磁石力、３２・・・磁
石力の立上り時間、３３・・・第１の時間、３４・・・
第２の時間、３５・・・行程変化、３６・・・磁石力の
立上り時間、３７・・・磁石力の立下り時間、４１・・
・第１の時間、４２・・・第２の時間、５０・・・２Ｘ
２重磁石装置、５１．５２・・・２重磁石、５３．５４
・・・電磁石、５５．５６・・・巻線、５７．５８・・
・空気ギャップ、５９・・・可動子、６０．６１・・・
電磁石、６２．６３・・・巻線、６４．６５・・・空気
キ゛ヤツプ、６６・・・可動子、６７・・・接続部材、
６８゜６９・・・往復運動、７０・・・調節部材、８０
．８１・・・磁石力、８２・・・磁石力の豆上り時間、
８３・・・第１の時間、８４．８５・・・磁石力の変化
曲線、８６・・・第２の時間、８７・・・第６の時間、
８８・・・行程変化、８日・・・磁石力の立上り時間、
８９′・・・磁石力の立下り時間、ｉｏｏ、ｉｏｉ・・
・極、１１０６・・・コンデンサー １１．１２・・・電磁石 １５．１６・・・空気ギヤツデ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも１つの２重磁石と、２つの電磁石間で可
   動な可動子とから成る多重電磁石装置を駆動させるため
   の方法において、 （イ）第１の段階で、まずしや断されている電磁石（１
   １、１２）を同時に作動接続し、 （ロ）次いで第１の所定の時間（３３、４１）後に、一
   方の電磁石（１１、１２）、つま り、空気ギャップ（１５、１６）内に可動 子（１７）の存在する方の電磁石（１１、 １２）をしや断して、可動子（１７）を、 他方の電磁石（１１、１２）、つまり、作 動接続されている方の電磁石（１１、１２）の空気ギャ
   ップ（１５、１６）内に引き込 ませ、 （ハ）次いで第２の所定の時間後（３４、４２）に、今
   、空気ギャップ（１５、１６）内に 可動子（１７）の存在する前記他方の電磁 石（１１、１２）をしや断する、 ことを特徴とする、多重電磁石装置を駆動させるための
   方法。 ２、それぞれ第１及び第２の電磁石と、これら２つの電
   磁石間で可動な、互いに連結されたそれぞれ１つの可動
   子とを備えた少なくとも１つの第１及び第２の２重磁石
   とから成る多重電磁石装置を駆動させるための方法であ
   つて、 （イ）第１の２重磁石（５１）の可動子（５９）が、こ
   の第１の２重磁石（５１）の第２の 電磁石（５４）の空気ギヤップ（５８）内 に位置していて、第２の２重磁石（５２） の可動子（６６）が、同様にこの第２の２ 重磁石（５２）の第２の電磁石（６１）の 空気ギヤップ（６５）内に位置している、 可動子（５９、６６）位置から出発して、 さらに、第１の２電磁石（５１）の２つの 電磁石（５３、５４）、及び、第２の２重 磁石（５２）の第１の電磁石（６０）が、 しや断されていて、第２の２重磁石（５２）の第２の電
   磁石（６１）が作動接続されて いる状態から出発して、第１の段階で、第 １の２重磁石（５１）の２つの電磁石（５ ３、５４）を同時に作動接続し、 （ロ）第１の所定の時間（８３）後に、第１の２重磁石
   （５１）の第２の電磁石（５４）、及び、第２の２重磁
   石（５２）の第２の電 磁石（６１）を同時にしや断し、 （ハ）第２の所定の時間（８６）後に、第２の２重磁石
   （５２）の２つの電磁石（６０、 ６１）を同時に作動接続し、 （ニ）第３の所定の時間（８７）後に、第１の２重磁石
   （５１）の第１の電磁石（５３）、及び、第２の２重磁
   石（５２）の第１の電 磁石（６０）を同時にしや断する、 ことを特徴とする、多重電磁石装置を駆動させるための
   方法。 ３、少なくとも１つの２重磁石と、２つの電磁石間で可
   動な可動子とから成る多重電磁石装置を駆動させるため
   の方法を実施するための装置において、電磁石（１１、
   １２、５３、５４、６０、６１）を作動接続及びしや断
   するために少なくとも１つの、電気制御可能なスイッチ
   （１０３）が設けられていることを特徴とする、多重電
   磁石装置を駆動させるための装置。 ４、前記制御可能なスイッチ（１０３）がトランジスタ
   である、特許請求の範囲第３項記載の装置。 ５、前記制御可能なスイッチ（１０３）が、接続及びし
   や断可能なサイリスタである、特許請求の範囲第３項記
   載の装置。 ６、電磁石（１１、１２、５３、５４、６０、６１）の
   、接続時間よりも短かいしや断時間を提供する切換え手
   段（１０５、１０６）が設けられている、特許請求の範
   囲第３項から第５項までのいずれか１項記載の装置。 ７、制御可能なスイッチ（１０３）に対して並列に、制
   限器・ダイオード（１０５）が接続されている、特許請
   求の範囲第６項記載の装置。 ８、磁石コイルのインダクタンス（１０２）に対して並
   列にコンデンサ（１０６）が接続されている、特許請求
   の範囲第６項記載の装置。