DE102014224294A1

DE102014224294A1 - Solenoidstellglied

Info

Publication number: DE102014224294A1
Application number: DE102014224294.0A
Authority: DE
Inventors: c/o DENSO CORPORATION Amano Hitoshi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-11-28
Filing date: 2014-11-27
Publication date: 2015-05-28
Also published as: CN104675472A; CN104675472B; JP2015103781A; JP5971228B2

Abstract

In einem Solenoidstellglied ist ein Abstandhalter (51, 52), der aus einem nichtmagnetischen Material hergestellt ist, zwischen einem Permanentmagnet (521, 522) und einem entsprechenden Adapter (551, 552) ausgehend von einer Variation einer magnetischen Kraft des Permanentmagneten (521, 522) eingefügt, um einen magnetischen Freiraum auszubilden. Dabei fällt eine Magnetanziehungskraft des Permanentmagneten (521, 522), die auf den Kolben (651, 652) ausgeübt wird, in einen gewünschten Bereich.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Solenoidstellglied für eine Ventilhubanpassungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine.
In einer Ventilhubanpassungsvorrichtung einer bekannten Art, die das Ausmaß eines Hubs von einem aus einem Einlassventil und einem Auslassventil (eines Einlassventils oder eines Auslassventils) einer Brennkraftmaschine anpasst, ist eine Position eines zusammen mit einer Nockenwelle drehbaren und in einer axialen Richtung relativ zu der Nockenwelle beweglichen Gleitelements veränderbar. Darüber hinaus betätigt ein derartiges Solenoidstellglied ausgehend von einer Bewegungsrichtung des Gleitelements ausgewählt einen von zwei Begrenzungsstiften, um einen distalen Endabschnitt dieses Begrenzungsstifts mit einer in dem Gleitelement ausgebildeten Eingriffsnut in Eingriff zu bringen.
Zum Beispiel sind in einem in der Druckschrift JP 2013-239538 A (entsprechend der Druckschrift DE 10 2013 206 311 A1 ) behandelten Solenoidstellglied zwei Permanentmagnete, von denen jeder an einem entsprechenden von zwei Kolben bereitgestellt ist, um den entsprechenden Kolben magnetisch anzuziehen, in einer derartigen Weise an einem stationären Abschnitt befestigt, dass eine Richtung von einem Südpol zu einem Nordpol in einem der Permanentmagneten entgegengesetzt zu einer Richtung von einem Südpol zu einem Nordpol in dem Anderen der Permanentmagneten liegt. Durch das Ändern einer Strömungsrichtung des elektrischen Stroms in der Spule wird ein Magnetfluss erzeugt, der in eine Richtung fließt, die einer Strömungsrichtung eines Magnetflusses von einem der Permanentmagneten entgegengesetzt liegt, um die magnetische Anziehungskraft des einen der Permanentmagneten zu reduzieren, so dass der entsprechende der zwei Begrenzungsstifte, der dem einen der Permanentmagneten entspricht, durch eine drängende Kraft einer entsprechenden Feder in eine Richtung nach vorne bewegt wird.
In dem Solenoidstellglied der Druckschrift JP 2013-239538 A (entsprechend der Druckschrift DE 10 2013 206 311 A1 werden eine Totzeit und eine Erwiderungsfähigkeit (ebenfalls als Erwiderungszeitraum bezeichnet) des Solenoidstellglieds werden durch die magnetische Kraft des Permanentmagneten oder die drängende Kraft der Feder bestimmt. Hier ist die Totzeit als ein Zeitraum von einem Zeitpunkt des Beginns der Beaufschlagung (Versorgung) der Spule mit Energie zu einem Zeitpunkt des Beginns der Bewegung des Begrenzungsstifts definiert. Darüber hinaus ist die Erwiderungsfähigkeit (der Erwiderungszeitraum) des Solenoidstellglieds ist ein Zeitraum, der durch Subtrahieren eines vorbestimmten voraussichtlichen Steuerbetätigungszeitraums (d.h., eines Zeitraums der Ausführung eines voraussichtlichen Steuervorgangs für das Beaufschlagen der Spule im Voraus mit Energie, während der Totzeit) von einem Zeitraum, der von dem Zeitpunkt des Beginns des Beaufschlagens der Spule mit Energie zu einem Zeitraum reicht, zu dem der Begrenzungsstift einen vollen Hub erreicht, erhalten wird.
In den tatsächlichen Erzeugnissen gibt es Variationen der magnetischen Kraft unter den einzelnen Permanentmagneten. Deswegen kann die Magnetanziehungskraft, die auf dem Kolben ausgeübt wird, zwischen den zwei Kolben (und da zwei zwischen den zwei Begrenzungsstiften) in dem gleichen Erzeugnis variieren oder kann von Erzeugnis zu Erzeugnis variieren, und dabei kann die Erwiderungsfähigkeit (der Erwiderungszeitraum) des Solenoidstellglieds variieren.
Die vorliegende Offenbarung wurde unter Berücksichtigung der voranstehend beschriebenen Nachteile vorgenommen. Somit ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Solenoidstellglied bereitzustellen, dass an einer Ventilhubanpassungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine angewendet ist, und das in der Lage ist, die Variationen in der Erwiderungsfähigkeit des Solenoidstellglieds zu reduzieren, die durch Variationen in einer Magnetkraft an den Permanentmagneten des Solenoidstellglieds verursacht werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Solenoidstellglied für eine Ventilhubanpassungsvorrichtung bereitgestellt, die eine Hubgröße von einem Einlassventil oder einem Auslassventil einer Brennkraftmaschine anpasst. Das Solenoidstellglied hat einen ersten Begrenzungsstift, einen zweiten Begrenzungsstift, einen ersten Kolben, einen zweiten Kolben, einen ersten Permanentmagneten, einen zweiten Permanentmagneten, ein erstes Magnetflusssammelelement, ein zweites Magnetflusssammelelement, ein erstes Magnetpfadelement, ein zweites Magnetpfadelement, eine Spule, eine erste Feder und eine zweite Feder. Jedes der Elemente aus erstem Begrenzungsstift und zweitem Begrenzungsstift ist relativ zu einer entsprechenden in dem Gleitelement (Gleitstück) ausgebildeten Eingriffsnut nach vorwärts und rückwärts beweglich. Das Gleitelement ist zusammen mit einer Nockenwelle der Ventilhubanpassungsvorrichtung drehbar und relativ zu der Nockenwelle in der axialen Richtung beweglich. Zu einer Zeit eines Eingreifens an einem distalen Endabschnitt von einem der Elemente aus erstem Begrenzungsstift und zweiten Begrenzungsstift, der als ein betriebsseitiger Begrenzungsstift dient, mit der entsprechenden Eingriffsnut des Gleitelements, wird das eine Element aus erstem Begrenzungsstift und zweitem Begrenzungsstift in einer Vorwärtsrichtung nach vorwärts bewegt. Zu einer Zeit des außer Eingriff Geratens des distalen Endabschnitts des einen der Elemente aus erstem Begrenzungsstift und zweitem Begrenzungsstift von der entsprechenden Eingriffsnut des Gleitelements weg, wird das eine der Elemente aus erstem Begrenzungsstift und zweitem Begrenzungsstift durch ein Moment der Nockenwelle in einer rückwärtigen Richtung nach rückwärts bewegt. Der erste Kolben und der zweite Kolben sind aus einem weichen magnetischen Material hergestellt. Der erste Begrenzungsstift und der zweite Begrenzungsstift sind sicher mit dem einen Endabschnitt des ersten Kolbens bzw. einem Endabschnitt des zweiten Kolbens verbunden. Der erste Permanentmagnet und der zweite Permanentmagnet ziehen den ersten Kolben bzw. den zweiten Kolben magnetisch in der rückwärtigen Richtung an. Eine Richtung von einem Südpol zu einem Nordpol in dem ersten Permanentmagneten liegt entgegengesetzt zu einer Richtung von einem Südpol zu einem Nordpol in einem zweiten Permanentmagneten. Das erste Magnetflusssammelelement und das zweite Magnetflusssammelelement sind aus einem weichen magnetischen Material hergestellt und sind benachbart an einen Endabschnitt des ersten Permanentmagneten bzw. einen Endabschnitt des zweiten Permanentmagneten an einer Seite platziert, an der der erste Kolben und der zweite Kolben platziert sind. Das erste Magnetflusssammelelement sammelt einen Magnetfluss des ersten Permanentmagneten und leitet den gesammelten Magnetfluss zu dem ersten Kolben. Das zweite Magnetflusssammelelement sammelt einen Magnetfluss des zweiten Permanentmagneten und leitet den gesammelten Magnetfluss zu dem zweiten Kolben. Das erste Magnetpfadelement und das zweite Magnetpfadelement sind aus einem weichen magnetischen Material hergestellt. Das erste Magnetpfadelement ist an einer Seite des ersten Permanentmagneten angeordnet, die dem ersten Kolben gegenüberliegt, um einen Magnetpfad auszubilden, der sich durch den ersten Permanentmagneten und den ersten Kolben erstreckt. Das zweite Magnetpfadelement ist an einer Seite des zweiten Permanentmagneten angeordnet, die dem zweiten Kolben gegenüberliegt, um einen Magnetpfad auszubilden, der sich durch den zweiten Permanentmagneten und dem zweiten Kolben erstreckt. Die Spule erzeugt aufgrund des Beaufschlagens (Versorgen) der Spule mit Energie einen Magnetfluss, der in einer entgegengesetzten Fließrichtung fließt, die entgegengesetzt zu einer Fließrichtung eines Magnetflusses ist, der von einem der Elemente aus dem ersten Permanentmagneten und dem zweiten Permanentmagneten erzeugt wird, um eine Magnetanziehungskraft des einen der Elemente aus erstem Permanentmagneten und zweitem Permanentmagneten zu reduzieren, die auf ein entsprechendes der Elemente aus erstem Kolben und zweitem Kolben ausgeübt wird, um den entsprechenden einen aus erstem Kolben und zweitem Kolben magnetisch anzuziehen. Die erste Feder und die zweite Feder drängen den ersten Begrenzungsstift bzw. den zweiten Begrenzungsstift in die vorwärtige Richtung. Eine Entsprechende aus erster Feder und zweiter Feder drängt einen Entsprechenden aus erstem Begrenzungsstift und zweitem Begrenzungsstift, der dem einen aus ersten Permanentmagneten und zweiten Permanentmagneten zugeordnet ist, der die reduzierte Magnetanziehungskraft aufweist, aufgrund des Beaufschlagens der Spule mit Energie in die vorwärtige Richtung. Zumindest eines der Elemente aus erstem Permanentmagneten und zweitem Permanentmagneten ist mit einem Magnetfreiraum bereitgestellt, der ausgehend von einer Magnetkraft des zumindest einen aus erstem Permanentmagneten und zweitem Permanentmagneten eingestellt ist und zwischen dem zumindest einen aus ersten Permanentmagneten und zweiten Permanentmagneten, und einem entsprechenden benachbarten einen aus erstem Magnetflusssammelelement und zweiten Magnetflusssammelelement, oder zwischen dem zumindest einem aus ersten Permanentmagneten und zweiten Permanentmagneten und einem entsprechenden benachbarten einen aus ersten Magnetpfadelement und zweiten Magnetpfadelement platziert ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich zum Zweck der Darstellung und sollen den Bereich der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise begrenzen.
1 ist eine Querschnittsansicht eines Solenoidstellglieds in einem nicht mit Energie beaufschlagten Zustand des Solenoidstellglieds gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Ansicht (Draufsicht), in einer Richtung eines Pfeils II in 1;
3 ist Querschnittsansicht des Solenoidstellglieds in einem mit Energie beaufschlagten Zustand des Solenoidstellglieds gemäß der ersten Ausführungsform;
4 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht der 3;
5 ist eine schematische Ansicht, die eine Kraft zeigt, die gemäß der ersten Ausführungsform in dem nicht mit Energie beaufschlagten Zustand auf den Kolben ausgeübt wird;
6 ist eine schematische Querschnittsansicht, die Kräfte zeigt, die gemäß der ersten Ausführungsform in dem Zustand auf den Kolben ausgeübt werden, in dem die erste Spule mit Energie beaufschlagt ist;
7 ist ein charakteristisches Diagramm, das ein Verhältnis zwischen einem Hub des Kolbens und einem Begrenzungsstift und einer Kraft gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
8A ist ein Diagramm zum Beschreiben von Variationen in der Magnetanziehungskraft in einem Fall, indem ein Abstandhalter nicht vorhanden ist;
8B ist ein Diagramm zum Beschreiben von Variationen in der Magnetanziehungskraft in einem Fall, indem der Abstandhalter vorhanden ist;
9 ist eine teilweise Querschnittsansicht eines Solenoidstellglieds in einem nicht mit Energie beaufschlagten Zustand des Solenoidstellglieds gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
10 ist eine teilweise Querschnittsabsicht eines Solenoidstellglieds in einem nicht mit Energie beaufschlagten Zustand des Solenoidstellglieds gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden mit Bezug auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben.
Ähnlich zu dem Solenoidstellglied der Druckschrift JP 2013-239538 A (entsprechend der Druckschrift DE 10 2013 206 311 A1 ) werden ein Solenoidstellglied der Ausführungsformen und deren Modifikationen an einer Ventilhubanpassungsvorrichtung angewendet, die ein Ausmaß eines Hubs eines Einlassventils oder eines Auslassventils einer Brennkraftmaschine durch einen Nocken anpasst, der zusammen mit einem Gleitelement ausgebildet ist, das zusammen mit einer Nockenwelle drehbar ist.
Das Gleitelement (Gleitstück) der Ventilhubanpassungsvorrichtung wird zusammen mit der Nockenwelle gedreht und ist relativ zu der Nockenwelle in einer axialen Richtung beweglich, und in einer äußeren Randoberfläche des Gleitelements ist eine Eingriffsnut zum progressiven Ändern einer axialen Position in Erwiderung auf einen Drehwinkel ausgebildet. Ausgehend von einer von einer Steuervorrichtung (Steuermittel) empfangenen Anweisung bewegt das Solenoidstellglied einen der zwei Begrenzungsstifte als einen betätigungsseitigen Begrenzungsstift in eine Richtung nach vorwärts, um einen distalen Endabschnitt des Einen der Begrenzungsstifte mit der Eingriffsnut des Gleitelements in Eingriff zu bringen, um das Gleitelement in eine axiale Richtung zu bewegen, während das Gleitelement gedreht wird. Darüber hinaus wird der Begrenzungsstift zu der Zeit des außer Eingriff Geratens des distalen Endabschnitts des Begrenzungsstifts von der Eingriffsnut durch ein Moment der Nockenwelle nach rückwärts gedrängt.
Details der Grundstruktur und des Betriebs der Ventilhubanpassungsvorrichtung sind die Gleichen wie die der Ventilhubanpassungsvorrichtung der Druckschrift JP2013-239538 A (entsprechend der Druckschrift DE 10 2013 206 311 A1 ), und werden daher aus Gründen der Einfachheit nicht beschrieben.
Erste Ausführungsform
Eine Struktur eines Solenoidstellglieds gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 1 bis 4 beschrieben. Das Solenoidstellglied 401 hat zwei Begrenzungsstifte (ebenfalls als erster Begrenzungsstift und zweiter Begrenzungsstift bezeichnet) 601, 602, die nacheinander in einer axialen Richtung der Nockenwelle angeordnet sind, und ein Entsprechender dieser Begrenzungsstifte 601, 602 wird ausgewählt als betriebsseitiger Begrenzungsstift betätigt. 1 ist eine Querschnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem keiner der Begrenzungsstifte 601, 602 betätigt ist, und 3 und 4 sind Querschnittsansichten, die einen anderen Zustand zeigen, in dem der erste Begrenzungsstift 601 betätigt ist. Eine Querschnittsansicht eines Zustands in dem der zweite Begrenzungsstift 602 betätigt ist, wird einem spiegelverkehrten Bild der 3 oder 4 entsprechen, und wird daher aus Gründen der Einfachheit hier nicht dargestellt
Wie aus 2 ersichtlich ist, ist das Solenoidstellglied 401 ausgebildet, mit Ausnahme der von einem Hauptkörper des Solenoidstellglieds 401 nach außen vorspringenden Anbringungsabschnitte 475 eine bezüglich Links-Rechts symmetrische Struktur aufzuweisen.
Das Solenoidstellglied 401 hat zwei Spulen (ebenfalls als erste Spule und zweite Spule bezeichnet) 451, 452, zwei Abdeckungen (ebenfalls als erste Abdeckung und zweite Abdeckung bezeichnet) 501, 502, zwei Permanentmagnete (ebenfalls als erster Permanentmagnet und zweiter Permanentmagnet bezeichnet) 521, 522, zwei Adapter (ebenfalls als erster Adapter und zweiter Adapter bezeichnet) 551, 552, zwei Kolben (ebenfalls als erster Kolben und zweiter Kolben bezeichnet) 651, 652 und zwei Federn (ebenfalls als erste Feder und zweite Feder bezeichnet) 761, 762, die bereitgestellt sind, um den zwei Begrenzungsstiften (ebenfalls als erster Begrenzungsstift und zweiter Begrenzungsstift bezeichnet) 601, 602 zu entsprechen.
Jeder der Begrenzungsstifte 601, 602 und der entsprechende Kolben 651, 652 dienen als bewegliche Anordnung der vorliegenden Erfindung. Der erste Begrenzungsstift 601 und der erste Kolben 651 sind entlang einer Stiftachse P1 einstückig zusammengefügt und bewegen sich zwischen einer aus 1 ersichtlichen am weitesten rückwärts befindlichen Position und einer aus 3 ersichtlichen am weitesten vorwärts befindlichen Position hin und her. Darüber hinaus sind der zweite Begrenzungsstift 602 und der zweite Kolben 652 entlang einer Stiftachse P2 zusammengefügt, und bewegen sich zwischen einer aus 1 ersichtlichen am weitesten rückwärts befindlichen Position und einer am weitesten vorwärts befindlichen Position (ähnlich der aus 3 ersichtlichen am weitesten vorwärts befindlichen Position des ersten Begrenzungsstifts 601 und des ersten Kolbens 651).
Hier wird ein Vorwärtsbewegungsabstand von jedem Begrenzungsstift 601, 602 und des entsprechenden Kolbens 651, 652 von der am weitesten rückwärts befindlichen Position als Hub bezeichnet. Darüber hinaus wird die am weitesten rückwärts befindliche Position von jedem Begrenzungsstift 601, 602 und des entsprechenden Kolbens 651, 652 als Nullhub bezeichnet, und die am weitesten vorwärts befindliche Position von jedem Begrenzungsstift 601, 602 und des entsprechenden Kolbens 651, 652 wird als Vollhub bezeichnet. In der folgenden Beschreibung bezeichnen in 1, 3 und 4 eine Vorwärtsrichtung (Vorlaufrichtung) und eine Vorderseite eine Richtung nach unten bzw. eine untere Seite und eine Rückwärtsrichtung (Zurückziehrichtung) und eine Rückseite bezeichnen in 1, 3 und 4 eine Richtung nach oben bzw. eine obere Seite. Darüber hinaus wird eine Richtung, entlang der sich der Begrenzungsstift 601, 602 nach vorwärts und rückwärts bewegt, als axiale Richtung des Solenoidstellglieds 401 bezeichnet, und eine Richtung, die rechtwinklig zu der axialen Richtung des Solenoidstellglieds 401 ist, wird als eine radiale Richtung bezeichnet.
Darüber hinaus bilden die Spulen 451, 452, die Abdeckungen 501, 502, die Permanentmagnete 521, 522, die Adapter 551, 552, rückwärtige Joche (die auch als erstes rückwärtiges Joch und zweites rückwärtiges Joch bezeichnet sind) 411, 412, zwei Spulenkerne (die auch als erster Spulenkern und zweiter Spulenkern bezeichnet sind) 421, 422, zwei vordere Joche (die auch als erstes vorderes Joch und zweites vorderes Joch bezeichnet sind) 431, 432, eine Buchse 70 und eine Anbringungsscheibe 78 eine stationäre Anordnung.
Im Folgenden werden die bestimmenden Bauteile der stationären Anordnung aufeinanderfolgend beschrieben, und dann wird die Struktur der beweglichen Anordnung beschrieben.
In einem rückwärtigen Abschnitt der stationären Anordnung werden die rückwärtigen Joche 411, 412, die Spulenkerne 421, 422 und die vorderen Joche 431, 432, die einen Magnetkreis ausbilden und als aus einem weichen magnetischen Material hergestellte Elemente ausgebildet sind, mit den Spulen 451, 452, zwei Spulenträgern (erster und zweiter Spulenträger) 461, 462 durch einen Harzformabschnitt 47 zusammengeformt und werden einstückig an der Rückseite der Anbringungsscheibe 78 platziert. Zwei Magnetaufnahmebohrungen (die ebenfalls als erste Magnetaufnahmebohrung und zweite Magnetaufnahmebohrung bezeichnet sind) 481, 482, die zu der Rückseite hin offen sind, sind in dem Harzformabschnitt 47 ausgebildet. Ebenfalls ist ein Verbinder 49 in dem Harzformabschnitt 47 ausgebildet, der zu der Rückseite hin vorspringt.
Jedes der rückwärtigen Joche 411, 412 und das entsprechende Eine der vorderen Joche 431, 432 sind als Scheiben konfiguriert, die sich parallel zueinander in der Richtung rechtwinklig zu den Stiftachsen P1, P2 erstrecken. Jeder der Spulenkerne 421, 422 ist in einem zylindrischen Körper konfiguriert, der eine Spulenachse C1, C2 aufweist, und zwischen dem entsprechenden rückwärtigen Joch 411, 412 und dem entsprechenden vorderen Joch 431, 432 verbindet. Ein entsprechender von zwei Kolbenführungsabschnitten (ebenfalls als erster Kolbenführungsabschnitt und zweiter Kolbenführungsabschnitt bezeichnet) 441, 442, von denen jeder in einen zylindrischen Körper konfiguriert ist, ist um die entsprechende Stiftachse P1, P2 herum ausgebildet, und ist mit dem entsprechenden vorderen Joch 431, 432 verbunden. Die Kolbenführungsabschnitte 441, 442 sind miteinander an einer entsprechenden Stelle zwischen der Stiftachse P1 und der Stiftachse P2 verbunden.
Jede der Spulen 451, 452 ist durch Wickeln eines Drahts um den entsprechenden Spulenträger 461, 462 ausgebildet, der an einer radial außen liegenden Seite des Spulenkerns 421, 422 an den entsprechenden Spulenkern 421, 422 gepasst ist. Jeder Spulenträger 461, 462 ist aus Harz hergestellt und isoliert zwischen dem entsprechenden Spulenkern 421, 422 und dem Draht der entsprechenden Spule 451, 452 elektrisch. Ein Magnetfeld wird von der entsprechenden Einen der Spulen 451, 452 erzeugt, die dem aktuell betätigten betriebsseitigen Begrenzungsstift (d.h. einem der Begrenzungsstifte 601, 602) entspricht, wenn die Spule 451, 452 durch eine externe elektrische Leistungsquelle durch den Verbinder 49 mit Energie beaufschlagt wird. Ein Durchtritt und eine Fließrichtung des durch das Magnetfeld erzeugten Magnetflusses wird später beschrieben.
Jede der Magnetaufnahmebohrungen 481, 482 des Harzformabschnittes 47 ist in eine zylindrische Rohrform konfiguriert, die koaxial mit einer Magnetachse M1, M2 des entsprechenden Einen der Permanentmagnete 521, 522 liegt. Der Adapter 551, 552, der Permanentmagnet 521, 522 und die Abdeckung 501, 502 sind in dieser Reihenfolge von einer Bodenseite im Wesentlichen in der entsprechenden Magnetaufnahmebohrung 481, 482 aufgenommen.
Darüber hinaus sind Abstandhalter (ebenfalls als erste und zweite Abstandhalter bezeichnet) 541, 542, die jeweils aus einem nicht magnetischen Material hergestellt sind, in dem Solenoidstellglied 401 als ein charakteristisches Merkmal der vorliegenden Ausführungsform bereitgestellt. Die Abstandhalter 541, 542 bilden entsprechend einen magnetischen Freiraum zwischen dem ersten Permanentmagneten 521 und dem ersten Adapter 551 und einem magnetischen Freiraum zwischen dem zweiten permanent Magneten 522 und dem zweiten Adapter 552 ausgehend von Variationen in der magnetischen Kraft an den Permanentmagneten 521, 522 aus. Zum Beispiel ist in der vorliegenden Ausführungsform der Abstandhalter 541, der relativ dünn ist, zwischen dem ersten Permanentmagneten 521 und dem ersten Adapter 551 eingefügt, und der Abstandhalter 542, der relativ dick ist, ist zwischen dem zweiten Permanentmagnete 522 und dem zweiten Adapter 552 eingefügt.
Die Abstandhalter sind z.B. aus einem martensitischen rostfreien Stahl hergestellt. Zum Beispiel können verschiedene Arten von Abstandhaltern, die unterschiedliche Plattendicken aufweisen, im Voraus vorbereitet werden, und die geeigneten Abstandhalter, die die geeignete Plattendicke aufweisen, können entsprechend als die Abstandhalter 541, 542 ausgewählt werden.
Wie aus 2 und 4 ersichtlich ist, ist ein Innengewindeabschnitt 413, 414, der in dem entsprechenden rückwärtigen Joch 411, 412 ausgebildet ist, an einer Innenwand der entsprechenden Magnetaufnahmebohrung 481, 482 freigelegt. Ein Außengewindeabschnitt 51, der in einer äußeren Randwand der Abdeckung 501, 502 ausgebildet ist, ist mit dem Innengewindeabschnitt 413, 414 des entsprechenden rückwärtigen Jochs 411, 412 so im Gewindeeingriff, dass die Abdeckung 501, 502 durch das entsprechende rückwärtige Joch 411, 412 gehalten wird und den entsprechenden Permanentmagneten 521, 522 hält.
In der vorliegenden Ausführungsform dienen die Abdeckungen 501, 502 entsprechend als Magnetpfadelemente (ebenfalls als erste und zweite Magnetpfadelemente bezeichnet) der vorliegenden Erfindung, die jeweils einen entsprechenden Magnetpfad ausbilden, der sich durch die Abdeckung 501, 502, den entsprechenden Permanentmagneten 521, 522, den entsprechenden Adapter 551, 552 und den entsprechenden Kolben 651, 652 erstreckt. Darüber hinaus dienen rückwärtige Joche 411, 412 als Halteelemente (ebenfalls als erste und zweite Halteelemente bezeichnet) der vorliegenden Erfindung. Darüber hinaus ist ein Betriebseingriffabschnitt (nicht dargestellt) wie z.B. ein Schlitz (Nut) zum Eingriff mit einem Schraubenzieher in einem oberen Bereich (Kopf) jeder Abdeckung 501, 502 ausgebildet.
Ein Querschnitt von jedem Permanentmagneten 521, 522, der in der radialen Richtung (der Richtung rechtwinklig zu der Magnetachse M1, M2) betrachtet wird, ist in einer Form einer Kreisscheibe konfiguriert. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Durchmesser von jedem Permanentmagneten 521, 522 eingestellt, größer als ein Durchmesser des entsprechenden Kolbens 651, 652 zu sein. Ein Oberflächenbereich von einer Endoberfläche des Permanentmagneten 521, 522, der an einer axialen Seite angeordnet ist, an der der entsprechende Kolben 651, 652 angeordnet ist, ist nämlich größer als ein Oberflächenbereich einer Endoberfläche des Kolbens 651, 652, der an einer axialen Seite angeordnet ist, wo der Permanentmagnet 521, 522 angeordnet ist.
Wie aus 4 ersichtlich ist, sind der erste Permanentmagnet 521 und der zweite Permanentmagnet 522 derart magnetisiert, dass eine Richtung von einem Südpol zu einem Nordpol in dem ersten Permanentmagneten 521 entgegengesetzt einer Richtung von einem Südpol zu einem Nordpol in dem zweiten Permanentmagneten 522 liegt. Zum Beispiel weist der erste Permanentmagnet 521 in der vorliegenden Ausführungsform den Nordpol an der Seite der Abdeckung 501 und den Südpol an der Seite des Kolbens 651 auf. Der zweite Permanentmagnet 522 weist den Südpol an der Seite der Abdeckung 502 und den Nordpol an der Seite des Kolbens 652 auf. Dabei wird ein aus 5 ersichtlicher Magnetkreis ausgebildet.
Jeder Adapter 551, 552 ist aus einem weichen magnetischen Material wie z.B. Eisen hergestellt, und ist an einem Endabschnitt des entsprechenden Permanentmagneten 521, 522 bereitgestellt, der an einer Seite angeordnet ist, an der der entsprechende Kolben 651, 652 platziert ist. Jeder Adapter 551, 552 ist durch den entsprechenden Permanentmagneten 521, 522 magnetisiert. Die Adapter 551, 552, dienen als Magnet für Sammelelemente (ebenfalls als erster Magnet für das Sammelelement und zweiter Magnet für das Sammelelement bezeichnet), von denen jedes einen Magnetfluss des entsprechenden Permanentmagneten 521, 522 sammelt und den gesammelten Magnetfluss zu dem entsprechenden Kolben 651, 652 leitet.
Jeder Adapter 551, 552 hat einen Hauptkörperabschnitt 56, einen Basisabschnitt 570 und einen Eingriffabschnitt 58. Der Hauptkörperabschnitt 56 ist in einen Scheibenkörper (Scheibenform) konfiguriert und weist eine Querschnittsfläche auf, die in der radialen Richtung betrachtet wird und gleich einer Querschnittsfläche des Permanentmagneten 521, 522 in einer radialen Richtung betrachtet ist. Der Eingriffabschnitt 58 springt von dem Hauptkörperabschnitt 56 zu dem Kolben 651, 652 vor und ist zu dem Kolben 651, 652 hin abgeschrägt. Hier hat die abgeschrägte Form eine Kegelstumpfform.
Eine Mittelachse Q1, Q2 des Eingriffabschnitts 58 ist von der Magnetachse M1, M2 des entsprechenden Permanentmagneten 521, 522 versetzt und fällt mit der entsprechenden Stiftachse P1, P2 an einer Mitte von Variationen der Mittelachse Q1, Q2 und einer Mitte von Variationen der Stiftachse P1, P2 zusammen.
Die Buchse 70, die eine äußere Schale eines Vorderabschnitts der stationären Anordnung ausbildet, ist in einer Rohrform konfiguriert und an der Vorderseite des Mittelabschnitts der Anbringungsscheibe 78 platziert. Die Buchse 70 hat eine Aufnahmebohrung 72, die die Begrenzungsstifte 601, 602 und die Federn 761, 762 aufnimmt. Zwei Gleitbohrungen (ebenfalls als erste Gleitbohrung und zweite Gleitbohrung bezeichnet) 751, 752 sind in einer Bohrungsbodenwand 74 der Aufnahmebohrung 72 ausgebildet, um die Begrenzungsstifte 601, 602 entsprechend gleitfähig aufzunehmen. Zwei Hülsen (ebenfalls als erste Hülse und zweite Hülse bezeichnet) 731, 732 sind entsprechend in den Kolbenführungsabschnitten 441, 442 befestigt.
Als Nächstes werden mit Bezug auf die Begrenzungsstifte 601, 602 und die Kolben 651, 652 der erste Begrenzungsstift 601 und der erste Kolben 61 als darstellende Beispiele beschrieben, welche die bewegliche Anordnung ausbilden.
Der Begrenzungsstift 601 hat einen Schafthauptkörper 611, eine Verbindung 621 und einen Flansch 631, die zu der Stiftachse P1 koaxial liegen. Die Verbindung 621 ist sicher mit dem Kolben 651 verbunden. Der Flansch 631 bildet eine Sitzoberfläche der Feder 761 aus.
In der vorliegenden Ausführungsform kann der Flansch 631 einstückig mit dem Schafthauptkörper 611 ausgebildet sein. Alternativ kann ein Kragen, der getrennt von dem Schafthauptkörper 611 ausgebildet ist, mittels Pressung an den Schafthauptkörper 611 gepasst sein, um den Flansch 611 auszubilden.
Die Buchse 70 nimmt den größten Teil des Schafthauptkörpers 611 mit Ausnahme des distalen Endabschnitts 641 auf. Der Schafthauptkörper 611 ist in einer Bohrung der Hülse 731 an einer Stelle geführt, die an der Rückseite der Buchse 70 liegt. Darüber hinaus ist der Schafthauptkörper 611 an der Vorderseite der Buchse 70 gleitfähig in der Gleitbohrung 751 geführt. Der distale Endabschnitt 641 springt von der Buchse 70 vor und ist mit der Eingriffsnut des Gleitelements der Ventilhubanpassungsvorrichtung aufgrund der Bewegung des Begrenzungsstifts 601 in der Richtung noch vorwärts in Eingriff.
Der Kolben 651 ist in eine Rohrform konfiguriert und aus einem weichen magnetischen Material (z.B. Eisen) hergestellt. Der Kolben 651 ist sicher mit der Verbindung 621 des Begrenzungsstifts 601 verbunden. Der Kolben 651 ist durch den Kolbenführungsabschnitt 441 geführt und zusammen mit dem Begrenzungsstift 601 nach vorwärts oder rückwärts bewegt. Ein Aufnahmeabschnitt 66 ist in einer Endoberfläche des Kolbens 651 ausgebildet, der an einer Seite angeordnet ist, wo der Adapter 551 platziert ist. Der Aufnahmeabschnitt 66 ist ausgespart und ist von dem Adapter 551 in der axialen Richtung des Begrenzungsstifts 601 weg abgeschrägt, um den Eingriffabschnitt 58 des Adapters 551 aufzunehmen.
Der Kolben 651 wird zu der Seite des Adapters 551 gedrängt, d.h., durch die Magnetanziehungskraft des Permanentmagneten 521 in die Richtung nach rückwärts gedrängt. Wenn der Kolben 651 durch die magnetische Anziehung mit dem Adapter 551 in Eingriff ist, ist der Eingriffabschnitt 558 des Adapters 551 in den Aufnahmeabschnitt 66 des Kolbens 651 gepasst.
Der zweite Begrenzungsstift 602 und der zweite Kolben 652 weisen die gleiche Struktur wie die voranstehend mit Bezug auf den ersten Begrenzungsstift 601 und den ersten Kolben 651 behandelte auf.
Jede Feder 761, 762 ist an der radial außen liegenden Seite des Schafthauptkörpers 611, 612 an den Schafthauptkörper 611, 612 des entsprechenden Begrenzungsstifts 601, 602 gepasst. Zwei Enden von jeder Feder 761, 762 sind durch die entsprechende Hülse 731, 732 bzw. den entsprechenden Flansch 631, 632 gelagert. Hier drängt die Feder 761, 762 einen Flansch 631, 632 in die Richtung weg von der Hülse 731, 732, sodass der Begrenzungsstift 601, 602 in die Richtung nach vorwärts gedrängt wird.
Wie voranstehend behandelt wurde, werden die Magnetanziehungskraft der Permanentmagnete 521, 522 und die Federkraft der entsprechenden Feder 761, 762 entsprechend in die zwei entgegen gesetzten Richtungen gegen die entsprechende eine der Baugruppe aus erstem Kolben 651 und erstem Begrenzungsstift 601 und der Baugruppe des zweiten Kolben 652 des zweiten Begrenzungsstifts 602 ausgeübt. In Erwiderung auf Änderungen in der Magnetanziehungskraft und der Federkraft wird der Kolben 651, 652 in die drängende Richtung von einem aus Magnetanziehungskraft und Federkraft bewegt, die stärker als die Andere aus Magnetanziehungskraft und Federkraft ist.
Als Nächstes wird der Betrieb des Solenoidstellglieds 401, das in der voran stehen beschriebenen Weise konstruiert ist, mit Bezug auf 5 bis 8 beschrieben. 5 zeigt den magnetischen Fluss, der in dem ersten Kolben 651 und dem zweiten Kolben 652 in dem Zustand fließt, in dem die Spulen 451, 452 nicht mit Energie beaufschlagt sind, 6 zeigt den magnetischen Fluss, der in dem mit Energie beaufschlagten Zustand der ersten Spule 451 in dem ersten Kolben 651 und dem zweiten Kolben 652 fließt.
7 ist ein charakteristisches Diagramm, das den Hub des Kolbens und des Begrenzungsstifts entlang der Abszisse (Abszissenachse) und die gegen den Kolben und den Begrenzungsstift ausgeübte Kraft entlang der Ordinate (Ordinatenachse) darstellt. In dieser Diskussion werden die Bezugszeichen, die für den Fall der Betätigung des ersten Begrenzungsstifts 601 relevant sind, bezeichnet. In 7 ist eine charakteristische Linie einer Magnetanziehungskraft Fm der Permanentmagnete 512, 522 in dem Zustand, in dem die Spulen 451, 452 nicht mit Energie beaufschlagt sind, durch eine durchgehende Linie bezeichnet, und eine charakteristische Linie einer verringerten Magnetanziehungskraft Fm- der Permanentmagnete 521, 522, die durch eine magnetische Kraft Fc verringert ist, die in der entgegengesetzten Richtung zu der Zeit des Beaufschlagens der Spule mit Energie ausgeübt wird, ist durch eine Strich-Punkt-Linie angezeigt.
Darüber hinaus ist eine Federkraft Fsp der Feder 761 in 7 durch eine punktierte Linie angezeigt. Die Federkraft Fsp der Feder 761 wird von einer Federkraft Fsp0 linear verringert, die an dem Nullhub L0 des Kolbens 651 und des Begrenzungsstifts 601 in Erwiderung auf einen Anstieg des Hubs des Kolbens 651 und des Begrenzungsstifts 601 gemessen wird. Die Federkraft Fsp, die an dem Vollhub Lf des Kolbens 651 und des Begrenzungsstifts 601 gemessen wird, entspricht einer EIN-Zeithaltekraft Fh_ON, die den Kolben 651 und den Begrenzungsstift 651 in der am weitesten vorne befindlichen Position hält.
Wie aus 5 ersichtlich ist, wird in dem nicht mit Energie beaufschlagten Zustand der Spulen 451, 452 der Magnetfluss Φ0, der durch die Permanentmagnete 521, 522 erzeugt wird, von dem Nordpol des zweiten Permanentmagneten 522 zu dem Südpol des ersten Permanentmagneten 521 durch den zweiten Adapter 552 den zweiten Kolben 652, die Kolbenführungsabschnitte 442, 441, den ersten Kolben 651 und den ersten Adapter 551 geleitet, und der Magnetfluss Φ0 wird ebenfalls von dem Nordpol des ersten Permanentmagneten 521 zu dem Südpol des zweiten Permanentmagneten 522 durch die erste Abdeckung 501, das erste rückwärtige Joch 411, den ersten Spulenkern 421, das erste vordere Joch 431, das zweite vordere Joch 432, den zweiten Spulenkern 422, das zweite rückwärtige Joch 412 und die zweite Abdeckung 502 in einem magnetischen Kreis geleitet.
An dem Nullhub L0 in 7 ist die Magnetanziehungskraft Fm0, die durch den Magnetfluss Φ0 erzeugt wird, größer als die Federkraft Fsp0, und ein Unterschied zwischen der Magnetanziehungskraft Fm0 und der Federkraft Fsp0 ist eine AUS-Zeit-Haltekraft Fh_OFF, welche die Kolben 651, 652 und die Begrenzungsstifte 601, 602 in der am weitesten rückwärts befindlichen Position davon hält. Aufgrund der Ausübung dieser AUS-Zeit-Haltekraft Fh_OFF, wird der erste Kolben 651 durch den ersten permanenten Magneten 521 magnetisch angezogen und durch ihn gehalten, und der zweite Kolben 652 wird durch den zweiten Permanentmagneten 522 magnetisch angezogen und durch ihn gehalten.
Auf diese Weise wird jeder aus dem distalen Endabschnitt 641 des ersten Begrenzungsstifts 601 und dem distalen Endabschnitt 642 des zweiten Begrenzungsstifts 602 in deren am weitesten rückwärts befindlicher Position gehalten und dabei außer Eingriff von der entsprechenden Eingriffsnut des Gleitelements in der Ventilhubanpassungsvorrichtung gebracht.
Wenn der elektrische Strom zu der ersten Spule 451 zugeführt wird, wie aus 6 ersichtlich ist, strömt der elektrische Strom von der Rückseite der Ebene der 6 zu der Vorderseite der Ebene der 6 einer linken Seite der Spulenachse C1 der ersten Spule 451 und strömt von der Vorderseite der Ebene der 6 zu der Rückseite der Ebene 6 an der rechten Seite der Spulenachse C1 der ersten Spule 451. Dabei wird zu dieser Zeit ein Spulenmagnetfluss Φ1 (durch eine gestrichelte Linie angezeigt) erzeugt, der von der unteren Seite in 6 zu der oberen Seite an dem ersten Spulenkern 421 fließt. Der Spulenmagnetfluss Φ1 wird in der Richtung ausgeübt, um gegen den Magnetfluss Φ0 zu wirken, der durch den ersten Permanentmagneten 521 erzeugt wird. Dabei wird die Magnetanziehungskraft, die auf den ersten Kolben 651 ausgeübt wird, auf die Magnetanziehungskraft Fm- reduziert, die in 7 dargestellt ist. Mit anderen Worten, der Magnetismus des ersten Permanentmagneten 521 wird durch den Spulenmagnetfluss Φ1 reduziert. Das Beaufschlagen (Versorgen) der ersten Spule 451 mit Energie in dem vorliegenden Fall entspricht der "Erregung in entgegengesetzter Richtung" der Druckschrift JP2013-239538 A (entsprechend der Druckschrift DE 10 2013 206 311 A1 ).
Deswegen wird die Magnetanziehungskraft Fm- an dem Nullhub L0 kleiner als die Federkraft Fsp0 an dem Nullhub L0, sodass die AUS-Zeithaltekraft Fh_OFF verloren ist. Als Ergebnis wird der erste Begrenzungsstift 601 durch die Kraft in die Richtung nach vorwärts bewegt, die durch das Subtrahieren der Magnetanziehungskraft Fm- von der Federkraft Fsp der ersten Feder 761 erhalten wird. Sobald der Hub des ersten Begrenzungsstifts 601 größer als ein Schwellhub Lt wird, an dem die Magnetanziehungskraft Fm gleich der Federkraft Fsp ist, wird der erste Begrenzungsstift 601 sogar in die Richtung nach vorwärts bewegt, wenn das Beaufschlagen der Spule 451 mit Energie beendet ist. Wenn der Begrenzungsstift 601 den Vollhub Lf erreicht, wird der erste Begrenzungsstift 601 durch die EIN-Zeithaltekraft Fh_ON gehalten.
Auf diese Weise wird zu der Zeit des Beaufschlagens der ersten Spule 451 mit Energie der erste Begrenzungsstift 601 als betätigungsseitiger Begrenzungsstift betätigt, und dabei der distale Endabschnitt 641 des ersten Begrenzungsstifts 601 mit der Eingriffsnut des Gleitelements in Eingriff gebracht.
Im Gegensatz wird zu der Zeit des außer Eingriff Geratens des distalen Endabschnitts 641 und des ersten Begrenzungsstifts 601 von der Eingriffsnut des Gleitelements der distale Endabschnitt 641 durch den Boden der Eingriffsnut nach rückwärts gedrängt. Wenn diese Größe der Rückwärtsbewegung des ersten Begrenzungsstifts 601 minimal ist, wird der Hub des ersten Begrenzungsstifts 601 als maximaler Einzughub Lu des ersten Kolbens 651 und des ersten Begrenzungsstifts 601 bezeichnet. Das Solenoidstellglied 401 muss die Magnetanziehungskraft Fm aufweisen, die erforderlich ist, um den ersten Kolben 651 von dem maximalen Einzughub Lu zu dem Nullhub L0 zu ziehen.
Deswegen muss der maximale Einzughub Lu kleiner als der Schwellwert Lt sein, und die Magnetanziehungskraft Fm muss größer als die Federkraft Fsp an dem maximalen Einzughub Lu sein. Mit anderen Worten, die Magnetanziehungskraft Fm und die Federkraft Fsp müssen derart eingestellt sein, dass eine übermäßige Einzugkraft Fu, die durch das Subtrahieren der Federkraft Fsp von der Magnetanziehungskraft Fm an dem maximalen Einzughub Lu erhalten wird, größer als 0 (null) ist.
In der vorliegenden Ausführungsform sind der Eingriffabschnitt 58 und der Aufnahmeabschnitt 66, die abgeschrägt sind, in dem Adapter 551 bzw. in dem Kolben 651 ausgebildet. Somit sind ein Teil des Eingriffabschnitts 58 und des Aufnahmeabschnitts 66 miteinander in der axialen Richtung in einem vorbestimmten Hubbereich überlappt und dabei ist eine Änderung in der Magnetanziehungskraft Fm begrenzt, die durch eine Änderung des Hubs verursacht wird. Insbesondere ist ein allgemein flaches Teil einer charakteristischen Linie, die ein Verhältnis zwischen dem Hub und der Magnetanziehungskraft anzeigt, in einem Teil X in 7 ausgebildet.
Auf diese Weise ist die charakteristische Linie, die das Verhältnis zwischen dem Hub und der Magnetanziehungskraft anzeigt, in die Richtung zum Erhöhen des Schwellhubs Lt relativ zu einer charakteristischen Linie Fmn (eine Strich-Zwei-Punkt-Linie) verschoben, die eine charakteristische Linie ist, die das Verhältnis zwischen dem Hub und der Magnetanziehungskraft in einem Fall zeigt, in dem der abgeschrägte Eingriffabschnitt und der abgeschrägte Aufnahmeabschnitt nicht in dem Adapter 551 bzw. im Kolben 651 ausgebildet sind. Darüber hinaus kann die übermäßige Einzugkraft Fu an dem maximalen Einzughub Lu erlangt werden.
Die Betätigung zu der Zeit des Beaufschlagens der ersten Spule mit Energie wurde beschrieben. Zu der Zeit des Beaufschlagens der ersten Spule mit Energie strömt der elektrische Strom nicht in die zweite Spule 452. Dabei erzeugt die zweite Spule 452 den Magnetfluss in keine Richtung. Insbesondere ist "das Beaufschlagen mit Energie in die gleiche Richtung" der Druckschrift JP 2013-239538 A (entsprechend der Druckschrift DE 10 2013 206 311 A1 ) in der vorliegenden Ausführungsform nicht vorhanden.
Im Gegensatz wird in einem Fall, in dem der zweite Begrenzungsstift 602 als der betriebseitige Begrenzungsstift in Richtung nach vorwärts bewegt wird, der elektrische Strom in einer derartigen Weise zu der zweiten Spule 452 zugeführt, dass ein Spulenmagnetfluss erzeugt wird, um in die Richtung zu fließen, um gegen den Magnetfluss Φ0 zu wirken, der durch den zweiten Permanentmagneten 522 erzeugt wird, d.h., in 6 in die Richtung in dem zweiten Spulenkern 424 von der oberen Seite zu der unteren Seite.
Wie voranstehend behandelt wurde, werden in dem Solenoidstellglied 40 in dem nicht mit Energie beaufschlagten Zustand der Spulen 451, 452 die Begrenzungsstifte 601, 602 nicht betätigt. Darüber hinaus wird zu der Zeit des Beaufschlagens der ersten Spule mit Energie nur der erste Begrenzungsstift 601 betätigt.
Zusätzlich wird zu der Zeit des Beaufschlagens der zweiten Spule mit Energie nur der zweite Begrenzungsstift 602 betätigt. Deswegen wird in dem Solenoidstellglied 40 der entsprechende Eine der zwei Begrenzungsstifte 601, 602 durch das Ändern des Beaufschlagens mit Energie zwischen der Spule 451 und der Spule 452 ausgewählt betätigt.
In den tatsächlichen Erzeugnissen gibt es Variationen in der Magnetkraft zwischen den einzelnen Permanentmagneten. Deswegen können die Magnetkraft des ersten Permanentmagneten 521 und die Magnetkraft des zweiten Permanentmagneten 522 möglicherweise voneinander variieren, d.h., sie müssen nicht miteinander ausgeglichen sein. Alternativ können die Magnetkräfte der Permanentmagnete abhängig von dem Herstellungsdatum des Solenoidstellglieds (abhängig von der Herstellungscharge der Permanentmagneten, die als Bauteile der Solenoidstellglieder erforderlich sind) möglicherweise variieren.
In einem Fall, in dem die Magnetkräfte unter den Permanentmagneten variieren, können die Variationen in der Magnetkraft unter den Permanentmagneten einen Einfluss auf einen Zeitraum aufweisen, der von der Zeit des Beginns des Beaufschlagens der Spule mit Energie zu der Zeit des Beginns der Betätigung des Begrenzungsstifts 601, 602 (der Vorwärtsbewegung des Begrenzungsstifts 601, 602 zu der Eingriffsnut des Gleitelements) dauert, der aufgrund einer Verringerung der Magnetanziehungskraft Fm auf einen Wert auftritt, der gleich wie oder kleiner als die Federkraft Fsp ist. Deswegen wird es Variationen in der Erwiderungsfähigkeit (ebenfalls auch als Erwiderungszeitraum bezeichnet) des Solenoidstellglieds 401 geben.
Unter Berücksichtigung des voranstehend erwähnten Punktes ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Abstandhalter 541, 542 zwischen jedem Permanentmagneten 521, 522 und dem entsprechenden Adapter 551, 552 eingefügt, um den magnetischen Freiraum ausgehend von den Variationen in der Magnetkraft an den Permanentmagneten 521, 522 auszubilden. Auf diese Weise wird die auf den Kolben 651, 652 ausgeübte Magnetanziehungskraft angepasst. Insbesondere z.B. während der Herstellungsstufe des Solenoidstellglieds 401 wird jedes Erzeugnis derart angepasst, dass die Magnetanziehungskraft Fm, wie auf dem Kolben 651, 652 ausgeübt wird, in einem bevorzugtem Bereich fällt. Diese Anpassung wird mit Bezug auf 8A und 8B beschrieben.
8A zeigt die charakteristische Linie, die das Verhältnis zwischen dem Hub und der Magnetanziehungskraft in dem Fall anzeigt, in dem der Abstandhalter abwesend ist. 8B zeigt die charakteristische Linie, die das Verhältnis zwischen dem Hub und der Magnetanziehungskraft in dem Fall anzeigt, in dem der Abstandhalter vorhanden ist. Eine minimale Anziehungskraft Fm-min, wie in 8A und 8B gleich ist, ist eine minimale Anziehungskraft, die den Begrenzungsstift 601, 602 mit dem maximalen Einzughub ziehen kann.
In 8A ist eine Magnetanziehungskraft Fm2', die auf den zweiten Kolben 652 ausgeübt wird, größer als eine Magnetanziehungskraft Fm1' die auf den ersten Kolben 651 ausgeübt wird, und ein Unterschied zwischen der Magnetanziehungskraft Fm2' und der Magnetanziehungskraft Fm1' an dem Nullhub L0 ist gleich ∆Fm0'.
Im Gegensatz ist in dem Fall, in dem der magnetische Freiraum durch Einfügen des Abstandhalters 541, 542 zwischen dem Permanentmagneten 521, 522 und dem Adapter 551, 552 ausgebildet ist, die Magnetanziehungskraft in Erwiderung auf eine Größe des magnetischen Freiraums reduziert. Deswegen ist der Abstandhalter 542, der relativ dick ist, an der Seite (insbesondere an der Seite des zweiten Kolben 652) eingefügt, an der die Magnetanziehungskraft Fm2' in dem Zustand relativ groß ist, in dem der Abstandhalter abwesend ist, und der Abstandhalter 541, der relativ dünn ist, ist an der Seite (insbesondere an der Seite des ersten Kolbens 651) eingefügt, an der die Magnetanziehungskraft Fm1' relativ klein ist. Mit dieser Anpassung sind die Magnetanziehungskräfte dieser Seiten ausgeglichen.
Wie aus 8B ersichtlich ist, wird deswegen ein Unterschied ∆Fm0 zwischen einer Magnetanziehungskraft Fm2, die an dem Nullhub L0 auf den zweiten Kolben 652 ausgeübt wird, und einer Magnetanziehungskraft Fm1 an dem Nullhub L0 kleiner als der aus 8A ersichtliche Unterschied ∆Fm0'.
Nun werden Vorteile des Solenoidstellglieds 401 der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.

(1) In der vorliegenden Ausführungsform ist der magnetische Freiraum zwischen dem Permanentmagneten 521, 522 und dem Adapter 551, 552 ausgehend von Variationen in der magnetischen Kraft an dem Permanentmagneten 521, 522 ausgebildet, so dass die Magnetanziehungskräfte, die auf die Kolben 651, 652 ausgeübt werden, angepasst werden, um in dem gewünschten Bereich zu fallen. Auf diese Weise können die Magnetanziehungskraft, die auf den ersten Kolben 651 ausgeübt wird, und die Magnetanziehungskraft, die auf den zweiten Kolben 652 ausgeübt wird, in dem einen Erzeugnis auf die gleiche Höhe angepasst werden, und die Variationen in der Magnetanziehungskraft in dem einzelnen Solenoidstellglied 401, die durch die Herstellungscharge der Permanentmagnete 521, 522 verursacht wird, kann reduziert werden. Somit können die Variationen in der Erwiderungsfähigkeit (ebenfalls als ein Erwiderungszeitraum bezeichnet) des Solenoidstellglieds 401 reduziert werden.
(2) In der vorliegenden Ausführungsform ist der magnetische Freiraum durch Einfügen des aus dem nicht magnetischen Material hergestellten Abstandhalters 541, 542 zwischen dem Permanentmagneten 521, 522 und dem Adapter 551, 552 ausgebildet. Somit ist der Vorgang (z.B. der Herstellungsvorgang) relativ einfach.
(3) In der vorliegenden Ausführungsform sind der abgeschrägte Eingriffabschnitt 58 und der abgeschrägte Aufnahmeabschnitt 66 in dem Adapter 551, 552 und dem Kolben 651 bzw. 652 ausgebildet. Dabei ist es möglich, den allgemein flachen Teil in der charakteristischen Linie bereitzustellen, welches das Verhältnis zwischen dem Hub und der Magnetanziehungskraft anzeigt, und die charakteristische Linie in die Richtung zum Erhöhen des Schwellhubs Lt (sh. Teil X in 7) zu verschieben. Deswegen kann die drängende Kraft der Feder 761, 762 erhöht werden, während die übermäßige Einzugskraft Fu an dem maximalen Einzughub Lu erhöht werden kann. Somit ist dies vorteilhaft in Bezug auf die Verbesserung der Erwiderungsfähigkeit (Erwiderungszeitraum) des Begrenzungsstifts 601, 602 und den Anstieg der EIN-Zeithaltekraft Fh_ON.

Als nächstes werden andere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben, in denen der magnetische Freiraum ausgehend von der magnetischen Kraft der Permanentmagnete 521, 522 beschrieben wird. In den folgenden Ausführungsformen sind die Bauteile, die im Wesentlichen die gleichen wie die der ersten Ausführungsform sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht wiederholend beschrieben.
Zweite Ausführungsform
Das Solenoidstellglied 402 der zweiten Ausführungsform, das aus 9 ersichtlich ist, unterscheidet sich von dem Solenoidstellglied 401 der ersten Ausführungsform nur mit Bezug auf die Position des Abstandhalters 541, 542. Insbesondere ist der Abstandhalter 541, 542 in der zweiten Ausführungsform zwischen den Permanentmagneten 521, 522 und die Abdeckung (die als Magnetpfadelement dient) 501, 502 eingefügt, um den magnetischen Freiraum auszubilden.
Gemäß der zweiten Ausführungsform können die Vorteile erreicht werden, die ähnlich zu denen der ersten Ausführungsform sind. Darüber hinaus kann der Abstandhalter 541, 542 lediglich durch Entfernen der Abdeckung 501, 502 von der Magnetaufnahmebohrung 481, 482 hinzugefügt oder ersetzt werden. Dabei kann die Anzahl der Betätigungsschritte reduziert werden.
Dritte Ausführungsform
Das Solenoidstellglied 403 der dritten Ausführungsform, das aus 10 ersichtlich ist, unterscheidet sich von dem Solenoidstellglied 402 der zweiten Ausführungsform nur mit Bezug darauf, dass der magnetische Freiraum durch einen Raum (Spalt) 591, 592 ausgebildet ist, der zwischen dem Permanentmagneten 521, 522 und der Abdeckung 501, 502 bereitgestellt ist. Ein Abstand (eine Größe oder ein Ausmaß) des Raums 591, 592, der in der axialen Richtung gemessen ist, kann durch eine relative Drehung zwischen dem Außengewindeabschnitt 51 der Abdeckung 501, 502 und dem Innengewindeabschnitt 413, 414 des entsprechenden rückwärtigen Jochs 411, 412 angepasst werden.
In der dritten Ausführungsform können die Vorteile erreicht werden, die ähnlich zu denen der ersten und zweiten Ausführungsformen sind. Darüber hinaus ist in dem Fall, in dem der Abstandhalter verwendet wird, eine gesamte Anzahl von auswählbaren Dickenmustern begrenzt. Im Gegensatz kann der Abstand des Raums 591, 592 in unendlichen Schritten einstellbar sein. Der Abstand des Raums 591, 592 kann linear angepasst werden.
Nun werden Modifikationen der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen beschrieben.

(A) Beliebige zwei oder mehr der Strukturen der ersten bis dritten Ausführungsformen können kombiniert werden, um eine Struktur zum Ausbilden des magnetischen Freiraums auszubilden. Insbesondere kann der Abstandhalter zwischen dem Permanentmagneten und dem Adapter, oder der Abstandhalter zwischen dem Permanentmagneten und der Abdeckung und/oder der Raum zwischen dem Raum zwischen dem Permanentmagneten und der Abdeckung verwendet werden, um die Magnetanziehungskraft des entsprechenden Permanentmagneten 521, 522 anzupassen.
(B) In den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen ist der Oberflächenbereich der Endoberfläche des Permanentmagneten 521, 522, der an der axialen Seite angeordnet ist, an der der entsprechende Kolben 651, 652 angeordnet ist, eingestellt, größer als der Oberflächenbereich der Endoberfläche des Kolbens 651, 652 zu sein, der an der axialen Seite angeordnet ist, an der der Permanentmagnet 521, 522 angeordnet ist. Jedoch kann in einem Fall, in dem die ausreichende Menge des Magnetflusses von dem Permanentmagneten zu dem Kolben geleitet werden kann, der Oberflächenbereich der Endoberfläche des Permanentmagneten, der an der axialen Seite angeordnet ist, an der der entsprechende Kolben angeordnet ist, eingestellt sein, gleich wie oder kleiner als der Oberflächenbereich der Endoberfläche des Kolbens zu sein, der an der axialen Seite angeordnet ist, an der der Permanentmagnet angeordnet ist.
(C) In dem Fall, in dem der Eingriffabschnitt und der Aufnahmeabschnitt in dem Adapter bzw. dem Kolben ausgebildet sind, sind die Konfiguration des Eingriffabschnitts und die Konfiguration des Aufnahmeabschnitts nicht auf die voranstehend beschriebenen begrenzt, die abgeschrägt sind. Der Eingriffabschnitt und der Aufnahmeabschnitt müssen nicht abgeschrägt sein, falls dies nämlich nicht erwünscht ist. Darüber hinaus können an jedem Satz aus Adapter und Kolben eine Mehrzahl Eingriffabschnitte und eine Mehrzahl Aufnahmeabschnitte bereitgestellt sein. Alternativ können der Eingriffabschnitt und der Aufnahmeabschnitt von dem Adapter und dem Kolben weggelassen werden. In einem derartigen Fall kann der Magnetfluss zwischen einer ebenen Oberfläche des Adapters und einer ebenen Oberfläche des Kolbens geleitet werden.
(D) Der Rest der Struktur (z.B. die Formen und Positionen der Permanentmagnete und die Bauteile des Magnetkreises) des Solenoidstellglieds, die anders als die Konfiguration des Abstandhalters oder des Raums ist, der den magnetischen Freiraum ausbildet, ist nicht auf den voranstehend beschriebenen begrenzt. In den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen sind zwei Spulen bereitgestellt, um den jeweiligen Begrenzungsstiften zu entsprechen. Alternativ kann eine einzelne Spule anstelle der zwei Spulen bereitgestellt sein, wie in der Druckschrift JP 2013-239538 A (entsprechend der Druckschrift DE 10 2013 206 311 A1 ) offenbart ist.
(E) Die vorliegende Offenbarung kann auf ein Solenoidstellglied angewendet werden, das drei oder mehr Begrenzungsstifte hat. In einem derartigen Fall deckt der Bereich der vorliegenden Erfindung das Solenoidstellglied ab, in dem ein magnetischer Freiraum ausgehend von Variationen der magnetischen Kraft mit Bezug auf zumindest zwei Permanentmagnete ausgebildet ist.
(F) Der magnetische Freiraum (in der Form des Abstandhalters oder Raums), der in einer beliebigen aus erster bis dritter Ausführungsform behandelt wurde, kann lediglich an einem aus erstem Permanentmagnet und zweitem Permanentmagnet bereitgestellt sein, falls die magnetische Kraft (oder die Magnetanziehungskraft) des jeweils anderen aus ersten Permanentmagneten und zweiten Permanentmagneten, die auf den entsprechenden Kolben ausgeübt wird, in den gewünschten Bereich fällt.

Wie voranstehend behandelt wurde, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die voranstehend beschriebene Ausführungsform und deren Modifikationen begrenzt. Die voranstehend beschriebene Ausführungsform und deren Modifikationen können nämlich auf verschiedene Weisen weiter modifiziert sein, ohne von der Grundlage der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
In einem Solenoidstellglied ist ein Abstandhalter (51, 52), der aus einem nichtmagnetischen Material hergestellt ist, zwischen einem Permanentmagnet (521, 522) und einem entsprechenden Adapter (551, 552) ausgehend von einer Variation einer magnetischen Kraft des Permanentmagneten (521, 522) eingefügt, um einen magnetischen Freiraum auszubilden. Dabei fällt eine Magnetanziehungskraft des Permanentmagneten (521, 522), die auf den Kolben (651, 652) ausgeübt wird, in einen gewünschten Bereich.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2013-239538 A [0003, 0004, 0021, 0023, 0060, 0067, 0084]
DE 102013206311 A1 [0003, 0004, 0021, 0023, 0060, 0067, 0084]

Claims

Solenoidstellglied für eine Ventilhubanpassungsvorrichtung, die ein Hubausmaß von einem Einlassventil oder einem Auslassventil einer Brennkraftmaschine anpasst, wobei das Solenoidstellglied umfasst: einen ersten Begrenzungsstift (601) und einen zweiten Begrenzungsstift (602), von denen jeder relativ zu einer entsprechenden Eingriffsnut nach vorwärts und rückwärts beweglich ist, die in einem Gleitelement ausgebildet ist, das zusammen mit einer Nockenwelle der Ventilhubanpassungsvorrichtung drehbar ist und relativ zu der Nockenwelle in einer axialen Richtung beweglich ist, wobei zu einer Zeit eines Eingreifens eines distalen Endabschnitts (641, 642) von einem aus erstem Begrenzungsstift (601) und zweitem Begrenzungsstift (602), der als ein betätigungsseitiger Begrenzungsstift dient, mit der entsprechenden Eingriffsnut des Gleitelements, der eine aus erstem Begrenzungsstift (601) und zweitem Begrenzungsstift (602) in einer Richtung nach vorwärts nach vorne bewegt wird; und zu einer Zeit eines Außer-Eingriff-Geratens des distalen Endabschnitts (641, 642) von dem einen aus erstem Begrenzungsstift (601) und zweitem Begrenzungsstift (602) weg von der entsprechenden Eingriffsnut des Gleitelements, der eine aus erstem Begrenzungsstift (601) und zweitem Begrenzungsstift (602) durch ein Moment der Nockenwelle in eine rückwärtige Richtung nach rückwärts bewegt wird; einen ersten Kolben (651) und einen zweiten Kolben (652), die aus einem weichen magnetischen Material hergestellt sind, wobei der erste Begrenzungsstift (601) und der zweite Begrenzungsstift (602) sicher mit dem einen Endabschnitt des ersten Kolbens (651) bzw. einem Endabschnitt des zweiten Kolbens (652) verbunden sind; einen ersten Permanentmagnet (521) und einen zweiten Permanentmagnet (522), die magnetisch den ersten Kolben (651) bzw. einen zweiten Kolben (652) in die Richtung nach rückwärts anziehen, wobei eine Richtung von einem Südpol zu einem Nordpol in dem ersten Permanentmagneten (521) entgegengesetzt zu einer Richtung von einem Südpol zu einem Nordpol in dem zweiten Permanentmagneten (522) liegt; ein erstes Magnetflusssammelelement (551) und ein zweites Magnetflusssammelelement (552), die aus einem weichen magnetischen Material hergestellt sind und benachbart an einen Endabschnitt des ersten Permanentmagneten (521) bzw. einen Endabschnitt des zweiten Permanentmagneten (522) an einer Seite angeordnet sind, an der der erste Kolben (651) und der zweite Kolben (652) platziert sind, wobei das erste Magnetflusssammelelement (551) einen Magnetfluss des ersten Permanentmagneten (521) sammelt und den gesammelten Magnetfluss zu dem ersten Kolben (651) leitet, und das zweite Magnetflusssammelelement (552) einen Magnetfluss des zweiten Permanentmagneten (522) sammelt und den gesammelten Magnetfluss zu dem zweiten Kolben (652) leitet; ein erstes Magenpfadelement (651) und ein zweites Magnetpfadelement (502), die aus einem weichen magnetischen Material hergestellt sind, wobei das erste Magnetpfadelement (501) an einer Seite des ersten Permanentmagneten (521) angeordnet ist, die dem ersten Kolben (651) gegenüberliegt, um einen Magnetpfad auszubilden, der sich durch den ersten Permanentmagneten (521) und den ersten Kolben (651) erstreckt, und das zweite Magnetpfadelement (502) an einer Seite des zweiten Permanentmagneten (522) angeordnet ist, die dem zweiten Kolben (652) gegenüberliegt, um einen Magnetpfad auszubilden, der sich durch den zweiten Permanentmagneten (522) und den zweiten Kolben (652) erstreckt; eine Spule (451, 452), die aufgrund des Beaufschlagens der Spule (451, 452) mit Energie einen Magnetfluss erzeugt, der in einer entgegengesetzten Fließrichtung fließt, die zu einer Fließrichtung eines Magnetflusses entgegengesetzt liegt, der von einem der Magnete aus erstem Permanentmagnet (521) und zweitem Permanentmagnet (522) erzeugt ist, um eine Magnetanziehungskraft (Fm) des einen als ersten Permanentmagneten (521) und zweiten Permanentmagneten (522) zu reduzieren, die auf einen entsprechenden der Kolben aus erstem Kolben (651) und zweitem Kolben (652) ausgeübt ist, um den entsprechenden einen aus erstem Kolben (651) und zweitem Kolben (652) magnetisch anzuziehen; und eine erste Feder (761) und eine zweite Feder (762), die den ersten Begrenzungsstift (601) bzw. den zweiten Begrenzungsstift (602) in die vorwärtige Richtung drängen, wobei eine entsprechende der Federn aus erster Feder (761) und zweiter Feder (762) einen entsprechenden Stift aus erstem Begrenzungsstift (601) und zweitem Begrenzungsstift (602), der dem einen aus erstem Permanentmagnet (521) und zweitem Permanentmagnet (522) zugeordnet ist, der die reduzierte Magnetanziehungskraft (Fm) aufweist, aufgrund des Beaufschlagens der Spule (451, 452) mit Energie in die vorwärtige Richtung drängt, wobei zumindest einer aus erstem Permanentmagnet (521) und zweitem Permanentmagnet (522) mit einem magnetischen Freiraum bereitgestellt ist, der ausgehend von einer magnetischen Kraft von dem zumindest einen aus erstem Permanentmagnet (521) und zweitem Permanentmagnet (522) eingestellt ist, und platziert ist zwischen: dem zumindest einen aus erstem Permanentmagnet (521) und zweitem Permanentmagnet (522) und einem entsprechenden benachbarten einen aus erstem Magnetflusssammelelement (551) und zweitem Magnetflusssammelelement (552); oder dem zumindest einen aus erstem Permanentmagnet (521) und zweitem Permanentmagnet (522) und einem entsprechenden benachbarten einen aus erstem Permanentpfadelement (501) und zweitem Magnetpfadelement (502).
Solenoidstellglied nach Anspruch 1, wobei der magnetische Freiraum durch einen Abstandhalter (541, 542) ausgebildet ist, der aus einem nichtmagnetischen Material hergestellt ist und platziert ist zwischen: dem zumindest einem aus erstem Permanentmagnet (521) und dem zweiten Permanentmagnet (522) und dem entsprechenden benachbarten einen aus erstem Magnetflusssammelelement (551) und zweitem Magnetflusssammelelement (552); oder dem zumindest einen aus erstem Permanentmagnet (521) und dem zweiten Permanentmagnet (522) und dem entsprechenden benachbarten einen aus erstem Magnetpfadelement (501) und zweitem Magnetpfadelement (502).
Solenoidstellglied nach Anspruch 1, wobei jedes aus erstem Magnetpfadelement (501) und zweitem Magnetpfadelement (502) ein Gewinde aufweist, das mit einem entsprechenden Halteelement (411, 412) in einem Gewindeeingriff ist; der magnetische Freiraum durch einen Raum (571, 592) ausgebildet ist, der zwischen dem zumindest einen aus erstem Permanentmagnet (521) und zweitem Permanentmagnet (522) und dem entsprechenden benachbarten einen aus erstem Magnetpfadelement (501) und zweitem Magnetpfadelement (502) platziert ist, und einen Abstand zwischen dem zumindest einen aus erstem Permanentmagnet (521) und zweitem Permanentmagnet (522) und dem entsprechenden benachbarten einen aus erstem Magnetpfadelement (501) und zweitem Magnetpfadelement (502) aufweist; und der Abstand des Raums durch eine Drehung des Gewindes des entsprechenden benachbarten einen aus erstem Magnetpfadelement (501) und zweitem Magnetpfadelement (502) relativ zu dem entsprechenden Halteelement (411, 412) anpassbar ist.
Solenoidstellglied nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei jedes aus erstem Magnetflusssammelelement (551) und zweitem Magnetflusssammelelement (552) einen Eingriffabschnitt (58) hat, der zu einem entsprechenden einen aus erstem Kolben (651) und zweitem Kolben (652) vorragt und zu dem entsprechenden einen aus erstem Kolben (651) und zweitem Kolben (652) hin abgeschrägt ist, und der Eingriffabschnitt (58) von jedem aus erstem Magnetflusssammelelement (551) und zweitem Magnetflusssammelelement (552) in einen entsprechenden Aufnahmeabschnitt (66) einpassbar ist, der in dem entsprechenden einen aus erstem Kolben (651) und zweitem Kolben (652) ausgebildet ist.