JP2013217265A - Electromagnetic actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関のバルブリフト調整装置に適用され、規制ピンを前進させて係合溝に係合させることでスライダの位置を切り替える電磁アクチュエータに関する。 The present invention relates to an electromagnetic actuator that is applied to a valve lift adjusting device for an internal combustion engine and switches a slider position by advancing a regulating pin to engage with an engaging groove.
従来、内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブのリフト量を調整するバルブリフト調整装置において、カムシャフトと共に回転しつつカムシャフトに対し軸方向に相対移動可能に設けられたスライダの位置を切り替えるものが知られている。また、スライダの位置を切り替える手段として、電磁力によって規制ピンを作動させ、スライダに形成された係合溝に規制ピンの先端部を嵌合させる電磁アクチュエータが知られている。例えば特許文献1に記載の電磁アクチュエータは、コイルに通電すると、永久磁石の磁力が電磁力と反発することによって規制ピンが作動する。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a valve lift adjustment device that adjusts the lift amount of an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine, the position of a slider provided so as to be movable relative to the camshaft in an axial direction while rotating together with the camshaft is known. It has been. Further, as a means for switching the position of the slider, an electromagnetic actuator is known in which a restriction pin is operated by electromagnetic force and a tip end portion of the restriction pin is fitted in an engagement groove formed in the slider. For example, in the electromagnetic actuator described in Patent Document 1, when the coil is energized, the restriction pin is activated by the magnetic force of the permanent magnet repelling the electromagnetic force.
特許文献1の電磁アクチュエータは、2枚のディスクの間に挟持された永久磁石が規制ピンと一体に軸方向に作動するため、作動時の衝撃によって永久磁石が割れ、その結果、アクチュエータが作動不能となるおそれがある。そこで、耐衝撃強度を大きくするためにディスクの板厚を厚くすると、可動部分の重量が増え、作動速度が低下するという問題がある。 In the electromagnetic actuator of Patent Document 1, the permanent magnet sandwiched between the two disks operates in the axial direction integrally with the restriction pin, so that the permanent magnet is broken by an impact during operation, and as a result, the actuator becomes inoperable. There is a risk. Therefore, if the thickness of the disk is increased in order to increase the impact strength, there is a problem that the weight of the movable part increases and the operating speed decreases.
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、内燃機関のバルブリフト調整装置に適用される電磁アクチュエータにおいて、作動時の衝撃によって永久磁石が割れることを防止する電磁アクチュエータを提供することにある。 The present invention was created in view of the above points, and an object of the present invention is to prevent a permanent magnet from being broken by an impact during operation in an electromagnetic actuator applied to a valve lift adjusting device for an internal combustion engine. It is to provide an electromagnetic actuator.
本発明は、内燃機関のバルブリフト調整装置に適用され、永久磁石の磁石吸着力とコイルの通電によって発生する電磁力とを利用して規制ピンを作動させる電磁アクチュエータにおいて、プランジャの被吸着面を後退方向に吸引する永久磁石を、プランジャに対して規制ピンの基端側に固定したことを特徴とする。 The present invention is applied to a valve lift adjustment device for an internal combustion engine, and is an electromagnetic actuator that operates a restriction pin using a magnet attracting force of a permanent magnet and an electromagnetic force generated by energization of a coil. The permanent magnet attracted in the backward direction is fixed to the base end side of the restriction pin with respect to the plunger.
永久磁石を固定することにより、永久磁石を作動させる特許文献1の電磁アクチュエータに対し、作動時の衝撃によって永久磁石が割れ、その結果、アクチュエータが作動不能となることを防止することができる。 By fixing the permanent magnet, it is possible to prevent the permanent magnet from being cracked by an impact at the time of operation of the electromagnetic actuator of Patent Document 1 that operates the permanent magnet, and as a result, the actuator can be prevented from becoming inoperable.
また、永久磁石を収容するホルダは磁性体で形成されることが好ましい。これにより、永久磁石の磁気漏れを抑制し磁石吸着力を高めることが出来る。また、仮に永久磁石が割れた場合、破砕片の飛散を防止することができる。 Moreover, it is preferable that the holder which accommodates a permanent magnet is formed with a magnetic body. Thereby, the magnetic leakage of a permanent magnet can be suppressed and the magnet attractive force can be increased. In addition, if the permanent magnet is broken, the shatter pieces can be prevented from scattering.
さらに、バルブリフト調整装置に適用される本発明の電磁アクチュエータでは、規制ピンの先端部を係合溝から離間させるとき、カムシャフトのトルクによって規制ピンが押し戻されるため、規制ピンを最前進位置から後退させるための駆動手段が不要である。したがって、前進後退両方向に電磁駆動部を有する電磁アクチュエータに比べて体格を小さくすることができる。 Furthermore, in the electromagnetic actuator of the present invention applied to the valve lift adjusting device, when the tip of the restriction pin is separated from the engagement groove, the restriction pin is pushed back by the torque of the camshaft. There is no need for drive means for retreating. Therefore, the physique can be made smaller than an electromagnetic actuator having an electromagnetic drive unit in both forward and backward directions.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(一実施形態)
本発明の一実施形態による電磁アクチュエータは、内燃機関の吸気バルブのリフト量を調整するバルブリフト調整装置に適用される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(One embodiment)
An electromagnetic actuator according to an embodiment of the present invention is applied to a valve lift adjusting device that adjusts a lift amount of an intake valve of an internal combustion engine.
まず、バルブリフト調整装置について図1〜図6を参照して説明する。以下の説明で、「図1等」とは図1、図3、図5をいい、「図2等」とは図2、図4、図6をいう。
図1〜図6に示すように、バルブリフト調整装置10は、カムシャフト11と共に回転するスライダ21に一体に設けられたカムによって、ローラ31、32およびスイングアーム33、34を介してリンクされた吸気バルブ91、92のリフト量を調整する。
First, the valve lift adjusting device will be described with reference to FIGS. In the following description, “FIG. 1 etc.” refers to FIGS. 1, 3 and 5, and “FIG. 2 etc.” refers to FIGS. 2, 4 and 6.
As shown in FIGS. 1 to 6, the valve
カムシャフト11は、図示しないクランクシャフトに連動して一定方向に回転する。この回転方向は、カムシャフト11を図1等の左側から見たときの反時計方向に相当する。
図2等に示すように、カムシャフト11は、スライダ21が嵌合する部分の外面にスプライン外歯が形成されている。なお、図1等ではスプライン外歯の図示を省略している。
筒状のスライダ21は、内面に形成されたスプライン内歯がカムシャフト11のスプライン外歯と噛み合うことにより、カムシャフト11と共に回転しつつカムシャフト11に対し軸方向に相対移動可能に設けられている。すなわち、スライダ21は、カムシャフト11に鍔状に固定された2つのスライダリミッタ12、22の間を軸方向に往復移動可能に設けられている。
The
As shown in FIG. 2 and the like, the
The
スライダ21の両端には、2組の切替部13、23、小リフト用カム18、28および大リフト用カム19、29が一体に設けられている。切替部13、23は、カムシャフト11に対するスライダ21の軸方向の位置を切り替える。
以下、図1の左側の切替部を第1切替部13といい、図1の右側の切替部を第2切替部23という。これら2組の構成は基本的に同じであるので、代表として第1切替部13、第1小リフト用カム18および第1大リフト用カム19について構成を説明する。
Two sets of switching
Hereinafter, the left switching unit in FIG. 1 is referred to as a
第1切替部13には、前段部15、移行部16、後段部17からなる第1係合溝14が形成されている。
前段部15および後段部17は、軸方向の異なる位置で、それぞれ軸に直交する方向に延びている。また、図2に示すように、前段部15は回転方向前方に向かうにつれて溝の深さが浅くなり、図6に示すように、後段部17は回転方向後方に向かうにつれて溝の深さが浅くなる。
移行部16は、軸に直交する方向に対して、回転方向前方が前段部15に近づき、回転方向後方が後段部17に近づくように傾斜しつつ、前段部15と後段部17とを接続している。
The
The
The
ここで、バルブリフト調整装置10には、第1切替部13および第2切替部23にそれぞれ対応する2つの電磁アクチュエータ401、402が適用されている。
第1切替部13に対応する電磁アクチュエータ401は、カムシャフト11の回転タイミングに同期して規制ピン601を前進させ、第1係合溝14に係合させる。その結果、スライダ21は、カムシャフト11の回転に伴ってスライダリミッタ12側へ移動する。一方、第2切替部23に対応する電磁アクチュエータ402は、カムシャフト11の回転タイミングに同期して規制ピン602を前進させ、第2係合溝24に係合させる。その結果、スライダ21は、カムシャフト11の回転に伴ってスライダリミッタ22側へ移動する。この詳しい動作に関しては後述する。
Here, two
The
第1小リフト用カム18および第1大リフト用カム19は、第1切替部13に対しスライダ21の軸方向中央寄りに、互いに隣接して設けられている。図2等に示すように、第1小リフト用カム18および第1大リフト用カム19は、回転方向の一方で基準円に対し外側に偏心している。また、第1大リフト用カム19は、第1小リフト用カム18よりも基準円からの偏心量が大きくなるように形成されている。
The first
以上説明した第1切替部13に対し、第2切替部23は、図1等において左右対称に配置されている。第2小リフト用カム28および第2大リフト用カム29は、第2切替部23に対しスライダ21の軸方向中央寄りに、互いに隣接して設けられている。また、第2小リフト用カム28および第2大リフト用カム29は、第1小リフト用カム18および第1大リフト用カム19に対し、軸方向に同じ向きでオフセットし、回転方向に偏心部の位相を約180°ずらした向きで配置されている。
With respect to the
ローラ31、32およびスイングアーム33、34は、2組の小リフト用カム18、28および大リフト用カム19、29にそれぞれ対応し、カムシャフト11の回転運動を吸気バルブ91、92の往復運動に変換する。
ローラ31、32は、小リフト用カム18、28および大リフト用カム19、29と、スイングアーム33、34の中央部との間に介在されている。
The
The
スイングアーム33、34は、アームの一端がラッシュアジャスタ35、36に当接し、アームの他端が吸気バルブ91、92に当接している。スイングアーム33、34は、ラッシュアジャスタ35、36との当接部を支点として、アームの他端が吸気バルブ91、92に接近または離間するように揺動する。なお、スイングアーム33に対応するラッシュアジャスタ35を図2等で図示し、スイングアーム34に対応するラッシュアジャスタ36については図示を省略する。
The
続いて、バルブリフト調整装置10の作動を図1〜図6を参照して説明する。
図1、図2に示すように、スライダ21がスライダリミッタ22側にあるとき、ローラ31は、小リフト用カム18の偏心部の外周面に当接し、スイングアーム33を押し下げる。これにより、シリンダヘッド90の吸気バルブ91は、相対的に小さなリフト量L1だけ開弁する。また、ローラ32は、ローラ31と約180°ずれた位相で小リフト用カム28の偏心部の外周面に当接し、スイングアーム34を押し下げる。これにより、吸気バルブ92は、リフト量L1だけ開弁する。
以下、バルブリフト調整装置10のこの状態を「小リフト状態」という。これに対し、ローラ31が大リフト用カム19の偏心部の外周面に当接する状態を「大リフト状態」という。
Next, the operation of the valve
As shown in FIGS. 1 and 2, when the
Hereinafter, this state of the valve
小リフト状態では、電磁アクチュエータ401の規制ピン601は、第1係合溝14の前段部15の直上に位置している。そこで、小リフト状態から大リフト状態に移行するとき、電磁アクチュエータ401は、カムシャフト11の回転位置が図1、図2に示す位置になったタイミングで規制ピン601を前進させ、第1係合溝14に係合させる。
規制ピン601が第1係合溝14に嵌合した状態でスライダ21がカムシャフト11と共に回転すると、規制ピン601の嵌合する溝の位置が前段部15から移行部16を経て後段部17に移るとともに、スライダ21は、図1に矢印A1で示すようにスライダリミッタ12側へ移動する。
In the small lift state, the
When the
図1、図2に示す位置P0からスライダ21が90°回転したときのカム18、19の位置P1を、図3、図4に実線で示す。また、位置P0からスライダ21が180°および270°回転したときのカム18、19の位置P2、P3を図4に破線で示す。位置P1から位置P3までの回転範囲では、ローラ31はカム18、19の基準円部分の外周面に当接しているため、吸気バルブ91、92は閉弁状態を保っている。
また、位置P3を過ぎた回転位置では、後段部17の溝の深さが浅くなり、後段部17の底壁が電磁アクチュエータ401の規制ピン601を押し戻す。
The position P1 of the
Further, at the rotational position past the position P 3, the depth of the groove of the
その後、図5、図6に示すように、位置P0からスライダ21が360°回転した位置P4では、ローラ31は、大リフト用カム19の偏心部の外周面に当接し、スイングアーム33を押し下げる。すなわち、バルブリフト調整装置10は大リフト状態となる。これにより、シリンダヘッド90の吸気バルブ91は、相対的に大きなリフト量L2だけ開弁する。また、ローラ32は、ローラ31と約180°ずれた位相で大リフト用カム29の偏心部の外周面に当接し、スイングアーム34を押し下げる。これにより、吸気バルブ92は、リフト量L2だけ開弁する。
Thereafter, as shown in FIGS. 5 and 6, at the position P <b> 4 where the
大リフト状態では、電磁アクチュエータ402の規制ピン602は、第2係合溝24の前段部25の直上に位置している。そこで、大リフト状態から小リフト状態に移行するとき、電磁アクチュエータ402は、カムシャフト11の回転位置が図5、図6に示す位置になったタイミングで規制ピン602を前進させ、第2係合溝24に係合させる。
規制ピン602が第2係合溝24に嵌合した状態でスライダ21がカムシャフト11と共に回転すると、規制ピン602の嵌合する溝の位置が前段部25から移行部26を経て後段部27に移るとともに、スライダ21は、図5に矢印A2で示すようにスライダリミッタ22側へ移動する。
In the large lift state, the
When the
以上のように、バルブリフト調整装置10は、カムシャフト11の回転タイミングに同期して電磁アクチュエータ401、402の作動を制御することで、吸気バルブ91、92のリフト量をリフト量L1とリフト量L2のいずれかに切り替えることができる。
具体的には、内燃機関の回転数や負荷に応じてバルブリフト量を調整することで、運転条件を適切に改善することができる。
As described above, the valve
Specifically, the operating conditions can be appropriately improved by adjusting the valve lift amount according to the rotational speed and load of the internal combustion engine.
次に、本発明の要部である電磁アクチュエータの詳細な構成について、図7〜図10を参照して説明する。以下の説明では、2つの電磁アクチュエータ401、402を総括して「電磁アクチュエータ40」と表す。また、2つの電磁アクチュエータ401、402の規制ピン601、602を総括して「規制ピン60」と表す。
Next, the detailed structure of the electromagnetic actuator which is the principal part of this invention is demonstrated with reference to FIGS. In the following description, the two
図7、図10に示すように、電磁アクチュエータ40は、永久磁石41、コイル42、リアステータ43、フロントステータ44、ヨーク46、ホルダ47、プランジャ50、規制ピン60、スリーブ70、スプリング75等を備えている。これらの部材は、共通の中心軸Oに対して同軸に組み付けられている。
プランジャ50と規制ピン60とは一体に結合され、図7に示す最後退位置から図10に示す最前進位置まで、他の部材に対して往復移動する。ここで、最後退位置を「ゼロストローク」、最前進位置を「フルストローク」とし、最後退位置からの前進距離をストローク(mm)で示す。以下の説明で、「前進方向」または「前方」は、図7〜図10の下方向に対応し、「後退方向」または「後方」は、図7〜図10の上方向に対応する。
As shown in FIGS. 7 and 10, the
The
永久磁石41は、プランジャ50に対して規制ピン60の基端側に固定され、磁石吸着力によってプランジャ50の被吸着面511を後退方向に吸引し、かつ最後退位置で吸着保持する。
コイル42は、図示しないコネクタを経由して通電されることにより、プランジャ50を前進方向に吸引する電磁力を発生する。
The
The
リアステータ43およびフロントステータ44は、磁性体で形成され、それぞれ、コイル42の軸方向端部および径内方向の一部を覆う。詳しくは図8に示すように、リアステータ43は、コイル42の後方端部を覆う後壁431と、コイル42の径内方向の後部を覆う内壁432とからなる。フロントステータ44は、コイル42の前方端部を覆う前壁441と、コイル42の径内方向の前部を覆う内壁442とからなる。リアステータ43の内壁432の開放面433とフロントステータ44の内壁442の開放面443とは、互いに軸方向に対向し、間に間隙部45が形成される。
The
リアステータ43およびフロントステータ44は、内壁432、442に沿ってプランジャ50の摺動部52を摺動させるとともに、通電によりコイル42が発生した磁束Φの伝達経路を構成する。このとき、間隙部45が形成されることにより、磁束Φは、リアステータ43からプランジャ50を経由してフロントステータ44に流れる。
The
ヨーク46は、磁性体で筒状に形成され、コイル42の径外方向を覆っている。ヨーク46は、リアステータ43およびフロントステータ44と共に、通電によりコイル42が発生した磁束Φの伝達経路を構成する。
ヨーク46の後方の開口461には、永久磁石41を収容する有底筒状のホルダ47が接合されている。ホルダ47は、磁性体で形成され、プランジャ50の被吸着面511と対向する側が開口している。
The
A bottomed
詳しくは、図9に示すように、ホルダ47の開口側端面471は、永久磁石41の端面411に対しプランジャ50側に突出している。すなわち、プランジャ50のフランジ部51の被吸着面511が永久磁石41に吸着されてホルダ47の開口側端面471に当接したとき、永久磁石41の端面411と被吸着面511との間に隙間δが形成される。
Specifically, as shown in FIG. 9, the opening
プランジャ50は、磁性体で形成され、後方の端部に形成された大径のフランジ部51と、フランジ部51から前方の端部まで一定の径で延びる摺動部52とからなっている。
フランジ部51の永久磁石41側の被吸着面511は、永久磁石41の磁石吸着力の作用を常に受ける。摺動部52の外壁521は、リアステータ43およびフロントステータ44の内壁に沿って摺動する。摺動部52の連結穴522は、規制ピン60の連結部61が挿入され、プランジャ50と規制ピン60とが一体に結合される。摺動部52の先端面523には、規制ピン60のスプリング挿着部62の突当て面621が当接する。
The
The attracted
再び図8を参照すると、フロントステータ44の開放面443の軸方向位置は、プランジャ50がゼロストローク時における摺動部52の先端面523の軸方向位置と一致するように設けられている。ここで、軸方向位置が「一致する」というのは、電磁アクチュエータの技術分野での技術常識に基づいて、例えば開放面443や先端面523のエッジの面取り等によって数百マイクロ〜数ミリメートル程度の範囲で調整されたものを含む。
Referring to FIG. 8 again, the axial position of the
このように、プランジャ50がゼロストローク時における先端面523と開放面443との軸方向位置がほぼ一致することにより、図8に示す磁気ギャップGmは最小となる。したがって、非通電時から通電を開始した瞬間にコイル42が発生した磁束Φは、プランジャ50から最小の磁気ギャップGmを通ってフロントステータ44に最も効率良く流れる。また、磁束Φの経路面積が絞られるため磁束密度が高くなる。よって、図8に示す状態のとき、最大の電磁力が得られることとなる。
因みに、プランジャ50が破線で示すように前進すると、前進に伴ってプランジャ50とフロントステータ44との軸方向の重なりによって磁束Φの経路面積が増加するため、磁束密度は減少する。そのため、コイル42の電磁力は減少する。
As described above, the axial position of the
Incidentally, when the
規制ピン60は、基端側から、プランジャ50に連結される連結部61、スプリング75が外挿されるスプリング挿着部62、摺動部63および先端部64の順に中心軸O上に同軸に形成されている。
摺動部63は、外壁632がスリーブ70の摺動穴721の内壁に摺動可能である。摺動部63とスプリング挿着部62との段差面は、スプリング75の前方の端部を支持するスプリング座面631を構成する。
先端部64は、外壁641がスリーブ70の挿入穴722に挿入する。先端面643は、最後退時にはスリーブ70の端面723と同一面、又は端面723よりもわずかに内側に位置する。また、先端面643は、前進時にはスリーブ70の端面723から突出し、バルブリフト調整装置10の係合溝14、24に係合する。
The
The sliding
The
スリーブ70は、フランジ部71と本体部72とから構成されている。
フランジ部71は、径外壁がヨーク46の前方の開口462に接合されている。また、フランジ部71の後方の端面は、周縁部がフロントステータ44の前壁441に当接し、周縁部の内側に、スプリング押さえ板76を収容する凹部711が形成されている。
本体部72は、規制ピン60の摺動部63を収容する摺動穴721、及び規制ピン60の先端部64が挿入する挿入穴722が中心軸O上に同軸に形成されている。
The
The
In the
スプリング75は、規制ピン60のスプリング挿着部62に外挿され、両端がスプリング押さえ板76と規制ピン60のスプリング座面631との間に支持される。スプリング75は、スプリング力によって規制ピン60を前進方向に付勢する。
スプリング押さえ板76は、スリーブ70のフランジ部71の凹部711に収容され、スプリング75の後方の端部を支持する。
The
The
次に、以上の構成による電磁アクチュエータ40の作用について、図11、図12を参照して説明する。
図11に示すように、非通電時には、永久磁石41による磁石吸着力Fm、及びスプリング75によるスプリング力Fspがプランジャ50に作用する。
磁石吸着力Fmは、プランジャ50を後退させる方向に作用し、ストローク0mmで最大であり、ストロークが増すにつれ減少する。参考までにクーロンの法則によれば、磁石吸着力Fmは、ストロークの2乗に反比例して減少する。スプリング力Fspは、プランジャ50を前進させる方向に作用し、ストローク0mmで最大であり、ストロークが増すにつれ直線的に減少する。ストローク0mmでは磁石吸着力Fmがスプリング力Fspを上回るように設定されるため、プランジャ50は永久磁石41に吸着保持される。
これにより、規制ピン60の先端部64は、スリーブ70の端面723の内側に収容され、バルブリフト調整装置10において係合溝14、24との係合が解除される。
Next, the operation of the
As shown in FIG. 11, the magnet attracting force Fm by the
The magnet attracting force Fm acts in the direction in which the
As a result, the
一方、図12に示すように、通電時には、磁石吸着力Fmおよびスプリング力Fspに加え、前進方向に吸引する電磁力Fsolがプランジャ50に作用する。
上述のように、フロントステータ44の開放面443とプランジャ50がゼロストローク時の先端面523との軸方向位置を一致させる構成によって、非通電時から通電を開始した瞬間に最大の電磁力Fsolが得られる。すなわち、電磁力Fsolは、ストローク0mmで最大であり、ストロークが増すにつれて減少する。
On the other hand, as shown in FIG. 12, during energization, in addition to the magnet attracting force Fm and the spring force Fsp, an electromagnetic force Fsol attracted in the forward direction acts on the
As described above, the maximum electromagnetic force Fsol is obtained at the moment when energization is started from the time of de-energization by the configuration in which the axial position of the
そして、ストローク0mmを含む全ストローク範囲で、電磁力Fsolとスプリング力Fspとの合力(Fsol+Fsp)が磁石吸着力Fmを上回るように設定される。そのため、プランジャ50は永久磁石41との吸着が引き剥がされ、フルストロークSfまで前進する。なお、前進途中に電磁力Fsolがゼロまたはゼロに近い値となっても、プランジャ50は、スプリング力Fspのみで前進する。
これにより、規制ピン60の先端部64は、スリーブ70の端面723から突出し、バルブリフト調整装置10の係合溝14、24に係合する。そして、カムシャフト11の回転によってスライダ21を所定位置まで移動させ、バルブリフト量を切り替える。
The resultant force (Fsol + Fsp) of the electromagnetic force Fsol and the spring force Fsp is set to exceed the magnet attracting force Fm in the entire stroke range including the stroke of 0 mm. Therefore, the
Thereby, the
スライダ21の移動に続く切替部13、23の回転によって規制ピン60の先端部64が押し戻されることによって、プランジャ50は、フルストロークSfから、戻し可能な閾値ストロークSt以下のストローク領域まで後退する。
閾値ストロークSt以下の領域では、磁石吸着力Fmがスプリング力Fspを上回るため、プランジャ50は、被吸着面511がホルダ47の開口側端面471に当接するまで後退方向に吸引される。このとき、永久磁石41の端面411と被吸着面511との間に隙間δが形成されているため、プランジャ50が永久磁石41に衝突することはない。
By rotating the switching
In the region below the threshold stroke St, the magnet attracting force Fm exceeds the spring force Fsp, so that the
(効果)
本実施形態の電磁アクチュエータ40の効果について説明する。
(1)本実施形態の電磁アクチュエータ40は、永久磁石41が固定されるため、永久磁石を作動させる従来技術の電磁アクチュエータに対し、作動時の衝撃によって永久磁石が割れ、その結果、アクチュエータが作動不能となることを防止することができる。
(2)永久磁石41を収容するホルダ47は磁性体で形成されるため、永久磁石41の磁気漏れを抑制し磁石吸着力Fmを高めることができる。また、仮に永久磁石41が割れた場合、破砕片の飛散を防止することができる。
(effect)
The effect of the
(1) Since the
(2) Since the
(3)ホルダ47の開口側端面471は、永久磁石41の端面411に対しプランジャ50側に突出しており、永久磁石41の端面411と被吸着面511との間に隙間δが形成される。そのため、プランジャ50が永久磁石41に吸引されるとき、プランジャ50の被吸着面511は、永久磁石41の端面411には衝突せず、ホルダ47の開口側端面471に当接する。これにより、永久磁石41が割れることを防止することができる。
また、プランジャ50が永久磁石41に直接接触しないため、永久磁石41の磁気特性の劣化を抑制することができる。
(3) The opening
Moreover, since the
(4)フロントステータ44の開放面443の軸方向位置は、プランジャ50が永久磁石41と吸着している状態において、先端面523の軸方向位置と一致するように設けられる。そのため、プランジャ50の前進に伴って、プランジャ50とフロントステータ44との軸方向の重なりによる磁束密度が減少し、コイル42の電磁力Fsolが減少する。これにより、電磁力Fsolは、作動開始時にプランジャ50を磁石吸着力Fmに抗して引き離す必要があるストローク0mmにおいて最大となるため、電磁力Fsolを効率的に発生させることができる。よって、コイル42を小型にすることができる。
(4) The axial position of the
(5)バルブリフト調整装置10に適用される本実施形態の電磁アクチュエータ40では、規制ピン60の先端部64を係合溝14、24から離間させるとき、カムシャフト11のトルクによって規制ピン60が押し戻されるため、規制ピン60を最前進位置から後退させるための駆動手段が不要である。したがって、例えば特開平7−335434号に記載されたような、前進後退両方向に2つの電磁駆動部を有する電磁アクチュエータに比べて体格を小さくすることができる。
(5) In the
(その他の実施形態)
(ア)永久磁石を収容するホルダは、磁性体に限らず、オーステナイト系ステンレス等の非磁性金属や樹脂等で形成されてもよい。
(イ)ホルダの開口側端面は、永久磁石の端面に対しプランジャ側に突出する構成に限らず、永久磁石の端面と同一面に形成されてもよく、或いは永久磁石の端面に対して凹むように形成されてもよい。
(ウ)フロントステータの開放面の軸方向位置は、プランジャがゼロストローク時の先端面の軸方向位置と一致しなくてもよい。
(Other embodiments)
(A) The holder that houses the permanent magnet is not limited to a magnetic material, and may be formed of a nonmagnetic metal such as austenitic stainless steel or a resin.
(A) The opening side end surface of the holder is not limited to the configuration protruding to the plunger side with respect to the end surface of the permanent magnet, and may be formed on the same surface as the end surface of the permanent magnet, or may be recessed with respect to the end surface of the permanent magnet. May be formed.
(C) The axial position of the open surface of the front stator does not have to coincide with the axial position of the tip surface when the plunger is at the zero stroke.
(エ)バルブリフト調整装置は、吸気バルブに限らず排気バルブのリフト量を調整するものであってもよい。
(オ)バルブリフト調整装置のカム部、スライダ等の構成は、上記実施形態に例示したものに限らず、電磁アクチュエータの規制ピンの前進後退によって切替可能なものであればどのような構成であってもよい。
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
(D) The valve lift adjusting device is not limited to the intake valve, and may adjust the lift amount of the exhaust valve.
(E) The configuration of the cam lift, slider, etc. of the valve lift adjustment device is not limited to that illustrated in the above embodiment, and any configuration can be used as long as it can be switched by forward and backward movement of the restriction pin of the electromagnetic actuator. May be.
As mentioned above, this invention is not limited to such embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of invention, it can implement with a various form.
10 ・・・バルブリフト調整装置、
11 ・・・カムシャフト、 14、24 ・・・係合溝、
21 ・・・スライダ、
40、401、402・・・電磁アクチュエータ
41 ・・・永久磁石、
42 ・・・コイル、
50 ・・・プランジャ、 511・・・被吸着面、
60、601、602・・・規制ピン、 64 ・・・先端部、
75 ・・・スプリング、
91、92・・・吸気バルブ。
10: Valve lift adjusting device,
11 ... camshaft, 14, 24 ... engagement groove,
21 ... Slider,
40, 401, 402 ...
42 ... Coil,
50 ... Plunger, 511 ... Adsorbed surface,
60, 601, 602 ... restriction pin, 64 ... tip part,
75 ・ ・ ・ Spring,
91, 92 ... Intake valves.
Claims (4)
前記係合溝に対し前進可能に設けられる前記規制ピンと、
磁性体で形成され、一方の端部に前記規制ピンが連結されるプランジャ(50)と、
前記プランジャに対して前記規制ピンの基端側に固定され、前記プランジャの被吸着面(511)を後退方向に吸引する永久磁石(41)と、
通電により前記プランジャを前進方向に吸引する電磁力を発生するコイル(42)と、
前記規制ピンを前進方向に付勢するスプリング(75)と、
を備えることを特徴とする電磁アクチュエータ。 The present invention is applied to a valve lift adjusting device (10) for adjusting the lift amount of an intake valve (91, 92) or an exhaust valve of an internal combustion engine, and rotates with the cam shaft (11) of the valve lift adjusting device with respect to the cam shaft. When the front end portion (64) of the restriction pin (60, 601, 602) is engaged with the engagement groove (14, 24) formed in the slider (21) relatively movable in the axial direction, the restriction pin is caused by electromagnetic force. An electromagnetic actuator (40, 401, 402) in which the restriction pin is pushed back by the torque of the cam shaft when the tip of the restriction pin is moved away from the engagement groove.
The restriction pin provided to be able to move forward with respect to the engagement groove;
A plunger (50) formed of a magnetic material and connected to one end of the restriction pin;
A permanent magnet (41) fixed to the base end side of the restriction pin with respect to the plunger, and attracting the attracted surface (511) of the plunger in the backward direction;
A coil (42) for generating an electromagnetic force for attracting the plunger in a forward direction by energization;
A spring (75) for urging the regulating pin in the forward direction;
An electromagnetic actuator comprising:
前記フロントステータは、前記プランジャが前記永久磁石と吸着している状態において、前記間隙部に面する開放面の軸方向位置が前記プランジャの先端面の軸方向位置と一致するように設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の電磁アクチュエータ。 It is made of a magnetic material, and is provided between the coil in the radial direction and the plunger and between the permanent magnet side and the restriction pin side in the axial direction via a gap (45), via the plunger A rear stator (43) for transmitting magnetic flux and a front stator (44),
The front stator is provided so that the axial position of the open surface facing the gap coincides with the axial position of the distal end surface of the plunger in a state where the plunger is attracted to the permanent magnet. The electromagnetic actuator as described in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.
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