JP5708591B2 - Electromagnetic actuator - Google Patents
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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、スライダの移動方向に応じて2つの規制ピンのいずれか一方を択一的に作動させ、スライダに形成された係合溝に規制ピンの先端部を係合させる電磁アクチュエータが知られている。 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. In addition, as a means for switching the position of the slider, either one of the two restricting pins is selectively operated according to the moving direction of the slider, and the tip of the restricting pin is engaged with the engaging groove formed in the slider. An electromagnetic actuator is known.
例えば、特許文献1に記載の電磁アクチュエータは、2つの規制ピンの基端側に、規制ピンの移動方向において極性が互いに逆向きの永久磁石がそれぞれ取り付けられている。コイルへの通電で生成する磁場により、一方の永久磁石には反発力が発生し、他方の永久磁石には吸引力が発生する。そして、反発力が発生した側の永久磁石が取り付けられた規制ピンが作動する。コイルの通電方向を切り替えると、生成する磁場の磁束の向きが反対となり、もう一方の規制ピンが作動する。 For example, in the electromagnetic actuator described in Patent Document 1, permanent magnets having polarities opposite to each other in the movement direction of the restriction pin are attached to the proximal ends of the two restriction pins. Due to the magnetic field generated by energizing the coil, a repulsive force is generated in one permanent magnet, and an attractive force is generated in the other permanent magnet. Then, the regulation pin to which the permanent magnet on the side where the repulsive force is generated is operated. When the energization direction of the coil is switched, the direction of the magnetic flux of the generated magnetic field is reversed, and the other restriction pin is activated.
特許文献1の電磁アクチュエータは、コイルが生成する磁場と永久磁石とが反発する電磁力で直接規制ピンを作動させるものである。しかし、規制ピンの応答速度を向上させるべく十分な反発力を発生させるためには、コイル及び永久磁石を大型にする必要がある。
また、永久磁石は規制ピンと一体に移動するため、永久磁石を大型にすると可動部の重量が増え、コイルの電磁力がさらに要求されることとなる。
The electromagnetic actuator of Patent Document 1 directly operates the regulating pin with an electromagnetic force repelled by a magnetic field generated by a coil and a permanent magnet. However, in order to generate a sufficient repulsive force to improve the response speed of the regulation pin, it is necessary to increase the size of the coil and the permanent magnet.
Further, since the permanent magnet moves integrally with the regulation pin, if the permanent magnet is made large, the weight of the movable part increases, and the electromagnetic force of the coil is further required.
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、規制ピンの応答速度を向上させ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 provide an electromagnetic actuator that improves the response speed of a regulation pin in an electromagnetic actuator applied to a valve lift adjustment device for an internal combustion engine. There is.
本発明の第1の態様は、内燃機関のバルブリフト調整装置に適用され、コイルの通電方向を切り替えることにより2つの規制ピンの一方を択一的に作動させる電磁アクチュエータにおいて、規制ピンに連結されたプランジャを後退方向に吸引する2つの永久磁石を、磁極の向きがプランジャの作動方向と平行であって互いに反対となるように静止部に固定したこと、また、1つのコイルの通電方向を切り替えることで2つの永久磁石の一方に対して逆方向の磁束を発生させ吸着力を低下させ、且つ、2つの永久磁石の他方に対して同方向の磁束を発生させ吸着力を増加させること、そして、永久磁石の吸着力が低下した側の規制ピンをスプリングの付勢力によって前進方向に作動させること、を特徴とする。
すなわち、コイルが生成する電磁力は永久磁石による吸着力を低下させるために用いられ、規制ピンを作動させるのは、スプリングの付勢力である。これにより、コイルが生成する電磁力で直接規制ピンを駆動する構成に比べ、コイルを大型にすることなく、規制ピンの応答速度を向上させることができる。
A first aspect of the present invention is an electromagnetic actuator that is applied to a valve lift adjustment device for an internal combustion engine and that selectively operates one of two restriction pins by switching the energization direction of a coil, and is connected to the restriction pin. The two permanent magnets that attract the plunger in the backward direction are fixed to the stationary part so that the magnetic poles are parallel to the plunger operating direction and opposite to each other, and the energization direction of one coil is switched. It reduces the suction force is generated in the opposite direction of the magnetic flux with respect to one of the two permanent magnets by, and, Rukoto increases the suction force to generate magnetic flux in the same direction relative to the other of the two permanent magnets, Then, the regulation pin on the side where the attractive force of the permanent magnet is reduced is operated in the forward direction by the biasing force of the spring.
That is, the electromagnetic force generated by the coil is used to reduce the attracting force by the permanent magnet, and it is the biasing force of the spring that operates the restriction pin. Thereby, compared with the structure which drives a regulation pin directly with the electromagnetic force which a coil produces | generates, the response speed of a regulation pin can be improved, without enlarging a coil.
また、永久磁石が静止部に設けられるため、可動部の重量を増加させることなく、永久磁石を大きくし、磁石吸着力を増加させることができる。そして、磁石吸着力の増加に応じて、永久磁石からプランジャを引き離そうとするスプリングの付勢力を大きく設定することができる。そのため、規制ピンの応答速度をさらに向上させることができる。
さらに、永久磁石が静止部に固定されるため、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。
Moreover, since the permanent magnet is provided in the stationary part, the permanent magnet can be enlarged and the magnet attracting force can be increased without increasing the weight of the movable part. And according to the increase in magnet attraction force, the urging | biasing force of the spring which tries to separate a plunger from a permanent magnet can be set largely. Therefore, the response speed of the restriction pin can be further improved.
Further, since the permanent magnet is fixed to the stationary portion, the electromagnetic actuator of Patent Document 1 that operates the permanent magnet is prevented from cracking due to an impact at the time of operation, and as a result, the actuator becomes inoperable. be able to.
加えて、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る十分に大きな力で規制ピンが押し戻される。したがって、規制ピンを前進させるスプリング力を比較的大きく設定することができるため、規制ピンの応答速度をさらに向上させることができる。 In addition, 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 with a sufficiently large force due to the torque of the camshaft. Therefore, since the spring force for moving the restriction pin forward can be set relatively large, the response speed of the restriction pin can be further improved.
本発明の第2の態様の電磁アクチュエータは、第1の態様の第1永久磁石及び第2永久磁石に代えて、1つの統合永久磁石を備える。統合永久磁石は、磁極の向きがプランジャの作動方向と直交する方向になるように静止部に固定される。そして、一方の磁極である横第1磁極が第1永久磁石に代わって第1プランジャを後退方向に吸引し、他方の磁極である横第2磁極が第2永久磁石に代わって第2プランジャを後退方向に吸引する。これにより、永久磁石の数を2つから1つに低減することができる。 The electromagnetic actuator according to the second aspect of the present invention includes one integrated permanent magnet instead of the first permanent magnet and the second permanent magnet according to the first aspect. The integrated permanent magnet is fixed to the stationary part so that the direction of the magnetic pole is in a direction perpendicular to the operation direction of the plunger. Then, the lateral first magnetic pole as one magnetic pole attracts the first plunger in the backward direction instead of the first permanent magnet, and the lateral second magnetic pole as the other magnetic pole replaces the second permanent magnet with the second plunger. Aspirates backward. Thereby, the number of permanent magnets can be reduced from two to one.
本発明の第3の態様の電磁アクチュエータは、第1の態様に対し、規制ピン、プランジャ、永久磁石及びスプリングを1つずつ備えるものである。永久磁石の磁極の向きは、プランジャの作動方向と平行になるように固定される。コイルは、永久磁石に対して逆方向の磁束を発生させ、プランジャを吸引する吸着力を低下させる。このように、規制ピンを1つ備える態様であっても、本発明の第1の態様と同様の効果が得られる。 The electromagnetic actuator of the 3rd mode of the present invention is provided with one regulation pin, a plunger, a permanent magnet, and one spring with respect to the 1st mode. The direction of the magnetic pole of the permanent magnet is fixed so as to be parallel to the operation direction of the plunger. The coil generates a magnetic flux in the reverse direction with respect to the permanent magnet, and reduces the attractive force for attracting the plunger. Thus, even if it is an aspect provided with one control pin, the effect similar to the 1st aspect of this invention is acquired.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
本発明の第1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.
(First embodiment)
The electromagnetic actuator according to the first embodiment of the present invention is applied to a valve lift adjusting device that adjusts the 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及びスイングアーム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、切替部20、小リフト用カム18、28及び大リフト用カム19、29が一体に設けられている。切替部20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。
切替部20は、前段部15、移行部16、後段部17からなる第1係合溝14と、前段部25、移行部26、後段部27からなる第2係合溝24とが図1等において左右対称に形成されている。2つの係合溝14、24は、後段部17、27同士が重なり、図1等の視方向で「Y字」を呈するように形成されている。
At both ends of the
The switching
第1係合溝14の前段部15及び後段部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。
第2係合溝24についても同様である。
The
The same applies to the
バルブリフト調整装置10に適用される電磁アクチュエータ40は、第1係合溝14及び第2係合溝24にそれぞれ対応する2つの規制ピン601、602を備えている。
電磁アクチュエータ40がカムシャフト11の回転タイミングに同期して第1規制ピン601を前進させ、第1係合溝14に係合させたとき、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、電磁アクチュエータ40がカムシャフト11の回転タイミングに同期して第2規制ピン602を前進させ、第2係合溝24に係合させたとき、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。
The
When the
第1小リフト用カム18及び第1大リフト用カム19は、図1等においてスライダ21の左端と切替部20との間に、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及び第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
第2小リフト用カム28及び第2大リフト用カム29は、図1等においてスライダ21の右端に、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及び第2大リフト用カム29は、第1小リフト用カム18及び第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。
The second
ローラ31、32及びスイングアーム33、34は、2組の小リフト用カム18、28及び大リフト用カム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及び大リフト用カム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40の第1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40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第1規制ピン601を前進させ、第1係合溝14に係合させる。
第1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、第1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X1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°及び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40の第1規制ピン601を押し戻す。
The position P1 of the
Further, at the rotational position past the position P3, 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40の第2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40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第2規制ピン602を前進させ、第2係合溝24に係合させる。
第2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、第2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X2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40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12を参照して説明する。
図7〜図12に示すように、電磁アクチュエータ40は、2つの規制ピン601、602を並設しており、そのうちいずれか一方を「作動側規制ピン」として択一的に作動させる。電磁アクチュエータ40は、2つの規制ピン601、602に対応して、プランジャ651、652、スプリング751、752、永久磁石501、502、及び、アダプタ551、552を各2つ備える。
ここで、3桁符号の末尾が「1」の部材同士が対応し、3桁符号の末尾が「2」の部材同士が対応する。以下、適宜、3桁符号末尾が「1」の部材の名称の前に「第1」を付け、3桁符号末尾が「2」の部材の名称の前に「第2」を付けて区別する。ただし、「421、422、491、492」については例外とする。
Next, the detailed structure of the electromagnetic actuator which is the principal part of this invention is demonstrated with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 7 to 12, the
Here, members whose three-digit code ends with “1” correspond to each other, and members whose three-digit code ends with “2” correspond. Hereinafter, “first” is added before the name of the member whose 3-digit code ends with “1”, and “second” is added before the name of the member whose 3-digit code ends with “2”. . However, “421, 422, 491, 492” is an exception.
規制ピン601、602及びプランジャ651、652は「可動部」に相当する。第1規制ピン601及び第1プランジャ651はピン軸O1上に一体に結合され、図7に示す最後退位置から図10に示す最前進位置まで往復移動する。また、第2規制ピン602及び第2プランジャ652はピン軸O2上に一体に結合され、図7に示す最後退位置から図11に示す最前進位置まで往復移動する。
The regulation pins 601 and 602 and the
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〜図12の下方向に対応し、「後退方向」または「後方」は、図7、図10〜図12の上方向に対応する。また、規制ピン601、602が前進後退する方向を、電磁アクチュエータ40の「軸方向」といい、電磁アクチュエータ40の軸方向に直交する方向を「径方向」という。
Here, the last retracted position is “zero stroke”, the most advanced position is “full stroke”, and the advance distance from the last retracted position is indicated by a stroke (mm). In the following description, “forward direction” or “forward” corresponds to the downward direction of FIGS. 7 and 10 to 12, and “reverse direction” or “rearward” is the upper side of FIGS. 7 and 10 to 12. Corresponds to the direction. The direction in which the regulation pins 601 and 602 advance and retreat is referred to as the “axial direction” of the
さらに電磁アクチュエータ40は、2組の規制ピン601、602等に対して、共通にヨーク41、ホルダ45、コイル47、スリーブ70等を備える。これらのヨーク41、ホルダ45、コイル47、スリーブ70、並びに、永久磁石501、502及びアダプタ551、552等は、「静止部」を構成する。
以下、静止部の構成について順に説明した後、可動部の構成について説明する。
Further, the
Hereinafter, after describing the structure of a stationary part in order, the structure of a movable part is demonstrated.
ヨーク41は鉄等の軟磁性体で二重の筒状に形成され、コイル47、永久磁石501、502、及びプランジャ651、652等の間で磁気回路を構成する。
本実施形態では、図8、図9に示すように、ヨーク41の径方向の断面形状は、ピン軸O1を中心とする半円と、ピン軸O2を中心とする半円とを共通の接線でつないだ長円形状を呈している。また、ヨーク41は、ピン軸O1とピン軸O2とを含む仮想平面Vに対して対称に形成される。なお、以下の説明で単に「断面形状」という場合、径方向の断面形状を意味し、また「断面積」という場合、径方向の断面積を意味するものとする。
ヨーク41の外筒部42は、後方に開口421が形成され、前方に底壁422が設けられる。ヨーク41の内筒部43は、図9に示すように、2つのプランジャ穴431、432が隔壁433を挟んで形成される。
The
In the present embodiment, as shown in FIGS. 8 and 9, the radial cross-sectional shape of the
The outer
ステータ44は鉄等の軟磁性体で板状に形成され、ヨーク外筒部42の開口421を覆っている。
ホルダ45は非磁性体で形成され、ヨーク41内の後方であって、ボビン46とステータ44との間に支持される。ホルダ45は、図8に示すように、永久磁石501、502をそれぞれ収容する2つの収容部451、452が隔壁453を挟んで形成される。
The
The
ボビン46は樹脂で形成され、コイル47の周囲を覆って絶縁する。ボビン46は、ヨーク41内の前方では、径方向において、外筒部42と内筒部43との間に設けられる。また、ボビン46は、ヨーク41内の後方では、径方向において、外筒部42とホルダ45との間に設けられる。コネクタ48は、ボビン46と一体に樹脂で形成される。
軸方向のボビン46の後端面とステータ44との間は、Oリング491によってシールされる。径方向のボビン46の外壁とヨーク外筒部42の内壁との間は、Oリング492によってシールされる。
The
The rear end surface of the
コイル47は、外部の電源81からコネクタ48を経由して通電されることにより、コイル磁束を生成する。このコイル磁束は、軟磁性体であるヨーク41、ステータ44、プランジャ651、652等を流れる。また、外部の通電方向切替手段82によって通電方向を切り替えることにより、コイル47は、反対方向のコイル磁束を生成する。
The
永久磁石501、502は、静止部であるホルダ45に固定される。詳しくは図12に示すように、永久磁石501、502は、ホルダ45の収容部451、452に側壁52がそれぞれ嵌合する。
図8に示すように、本実施形態では永久磁石501、502の断面形状は円形である。永久磁石501、502の直径は、対応するプランジャ651、652の直径よりも大きく設定される。永久磁石501、502の磁石軸Q1、Q2は、仮想平面上において、ピン軸O1、O2の両外側に配置される。また、図8、図9に示すように、永久磁石501、502間の距離dmは、プランジャ651、652間の距離dpと同等に設定される。言い換えれば、ホルダ45の隔壁453の最小幅は、ヨーク内筒部43の隔壁433の最小幅と同等に設定される。
The
As shown in FIG. 8, in this embodiment, the
さらに、第1永久磁石501及び第2永久磁石502は、磁極の向きが第1プランジャ651及び第2プランジャ652の作動方向と平行であって互いに反対となるように軸方向に着磁されている。第1永久磁石501は、ステータ44側がS極であり、第1プランジャ651側がN極である。第2永久磁石502は、ステータ44側がN極であり、第2プランジャ652側がS極である。
Further, the first
加えて本実施形態では、永久磁石501、502のプランジャ651、652側の端部に、鉄等の軟磁性体で形成されたアダプタ551、552が設けられる。
図12に示すように、アダプタ551、552の後方の端面56は、永久磁石501、502の前方の端面53に当接し、或いは微小隙間を介して近接している。また、アダプタ551、552の前方の端面58には、非通電時、プランジャ651、652の後方の端面66が当接する。
In addition, in this embodiment,
As shown in FIG. 12, the rear end surfaces 56 of the
ここで、永久磁石501、502の端面53の面積Amは、プランジャ651、652の端面66の面積Apよりも大きい。これに対応し、アダプタ551、552は、永久磁石側の端面56の面積が永久磁石501、502の端面53の面積Amに準じ、プランジャ側の端面58の面積がプランジャ651、652の端面66の面積Apに準ずる。そのため、永久磁石側の端面56からプランジャ側の端面58に向かって断面積が漸減する。
アダプタ551、552の側壁57は、互いに離隔する側が斜面で形成され、互いに近接する側がピン軸O1、O2と平行な面で形成されている。すなわち、アダプタ551、552は、ほぼ斜円錐台状に形成されている。
Here, the area Am of the
The
この構成により、アダプタ551、552は、永久磁石501、502によって磁化されるとともに、永久磁石501、502の磁束をプランジャ651、652に集める「集磁部材」として機能する。
また、仮にアダプタ551、552を設けない場合、永久磁石501、502がプランジャ651、652を吸引したとき、プランジャ651、652の衝突によって永久磁石501、502が割れ、アクチュエータが作動不能となるおそれがある。そこで間にアダプタ551、552を設けることで、プランジャ651、652が永久磁石501、502に吸着されるときの衝撃を緩和する。すなわち、アダプタ551、552は、「緩衝部材」としても機能する。
With this configuration, the
Further, if 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、ヨーク41の前方の底壁422に接合されている。フランジ部71と底壁422との間は、Oリング493によってシールされる。
本体部72は、規制ピン601、602及びスプリング751、752を収容する収容穴721、722が形成されている。収容穴721、722は、ヨーク内筒部43のプランジャ穴431、432に連通する。ブッシュ731、732は、収容穴721、722に規制ピン601、602の鍔部631、632が収容された後、収容穴721、722の後方開口部に挿入される。また、収容穴721、722の穴底741、742には、摺動穴751、752が形成されている。
The
The
The main body 72 has
スプリング751、752は、規制ピン601、602の軸本体611、612に外挿され、両端がブッシュ731、732と鍔部631、632との間に支持される。スプリング751、752が鍔部631、632をブッシュ731、732から遠ざけるように付勢することで、規制ピン601、602は前進方向に付勢される。
The
次に、可動部である規制ピン601、602及びプランジャ651、652について、第1規制ピン601及び第1プランジャ651を例として説明する。
第1規制ピン601は、軸本体611に対し、第1プランジャ651に連結される連結部621、及び、第1スプリング751の座面を構成する鍔部631がピン軸O1上に同軸に形成されている。鍔部631は、例えば、軸本体611と別体のカラーを圧入して形成してもよく、或いは、軸本体611と一体で製作してもよい。
Next, the restriction pins 601 and 602 and the
The first restricting
軸本体611は、先端部641を除く大部分がスリーブ70に収容される。軸本体611は、スリーブ70の後方においてブッシュ731の穴に案内され、スリーブ70の前方において摺動穴751に案内されて摺動する。先端部641はスリーブ70から突出し、前進時、バルブリフト調整装置10の第1係合溝14に係合する。
Most of the shaft
第1プランジャ651は、鉄等の軟磁性体で筒状に形成され、第1規制ピン601の連結部621に連結される。第1プランジャ651は、ヨーク内筒部43の第1プランジャ穴431に案内され、第1規制ピン601と一体に前進後退する。
ここで、第1プランジャ651の最後退位置で、第1プランジャ651の外壁とヨーク内筒部43の第1プランジャ穴431の内壁とは軸方向、すなわち第1プランジャ651の作動方向において、少なくとも一部がオーバーラップする。このオーバーラップ部分は、ヨーク41から第1プランジャ651への磁束伝達経路を構成する。
以上の構成は、第2規制ピン602及び第2プランジャ652についても同様である。第2規制ピン602の先端部642は、前進時、バルブリフト調整装置10の第2係合溝24に係合する。
The
Here, at the last retracted position of the
The above configuration is the same for the
最後に、電磁アクチュエータ40の周辺の構成について説明する。電磁アクチュエータ40の外部には、周辺構成として、電源81、通電方向切替手段82、及び接続配線84が設けられる。
電源81は、接続配線84がコネクタ48に接続されることで、コイル47に駆動電流を供給する。
通電方向切替手段82は、電源81からコイル47へ供給される電流の通電の方向を切り替え、或いは通電を遮断する。
Finally, the configuration around the
The
The energization direction switching means 82 switches the direction of energization of the current supplied from the
続いて、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7、図10、図11、及び、図13の特性図を参照して説明する。
(非通電時)
図7に示す非通電時には、第1規制ピン601及び第2規制ピン602は、共に最後退位置に保持される。ここでは、第1規制ピン601を例として説明する。
Next, the operation of the
(When not energized)
During the non-energization shown in FIG. 7, both the
図13に示すように、非通電時には、第1永久磁石501による磁石吸着力Fm0、及び第1スプリング751によるスプリング力Fspが第1プランジャ651に作用する。
磁石吸着力Fm0は、第1プランジャ651を後退させる方向に作用し、ストロークが増すにつれ減少する。スプリング力Fspは、第1プランジャ651を前進させる方向に作用し、ストロークが増すにつれ直線的に減少する。ゼロストロークS0では磁石吸着力Fm0がスプリング力Fspを上回るように設定されるため、第1プランジャ651は第1永久磁石501に吸着保持される。
As shown in FIG. 13, the magnet attracting force Fm <b> 0 by the first
The magnet attracting force Fm0 acts in the direction in which the
一方、第2規制ピン602についても同様に第2プランジャ652が第2永久磁石502に吸着保持される。
これにより、第1規制ピン601及び第2規制ピン602の先端部641、642は、非通電時にいずれも最後退位置に維持され、バルブリフト調整装置10において係合溝14、24から離間する。
On the other hand, the
As a result, the
(第1方向通電時)
図10に示すようにコイル47に第1方向の電流を通電すると、コイル47は、第1永久磁石501の磁束Φm1と逆向きのコイル磁束Φsol1を生成する。すなわち、第1永久磁石501の磁束Φm1がS極からN極に向かって図の下向きに貫くのに対し、コイル磁束Φsol1は、第1永久磁石501を図の上向きに貫く。このように、第1方向の通電は、第1永久磁石501にとって、「磁石の磁束と逆方向のコイル磁束を発生させる通電」(以下、「逆方向通電」という。)となる。
(During energization in the first direction)
As shown in FIG. 10, when a current in the first direction is supplied to the
このとき、ヨーク内筒部43の第1プランジャ穴431の内壁と第1プランジャ651の外壁とが軸方向にオーバーラップしているため、コイル磁束Φsol1は、このオーバーラップ部分を経由して伝達される。コイル磁束Φsol1によって、第1永久磁石501を貫く磁束が相殺されるため、第1永久磁石501の磁石吸着力は、図13に示すFm−にまで減少する。言い換えれば、第1永久磁石501は、コイル磁束Φsol1によって「減磁」される。
At this time, since the inner wall of the
さらに、第1永久磁石501と第1プランジャ651との間に第1アダプタ551が設けられているため、第1アダプタ551の厚さTaに相当する分、永久磁石端面53に対しアダプタ端面58での磁石吸着力Fmが低下する。したがって、図13に示すように、逆方向通電時の磁石吸着力Fm−は、永久磁石端面53ではスプリング力Fspを超えていても、ゼロストロークS0でのプランジャ端面66の位置に相当するアダプタ端面58ではスプリング力Fspを下回るように設定することができる。
言い換えれば、逆方向のコイル磁束によって磁石吸着力Fm−がゼロストロークS0でのスプリング力Fspを下回るように、第1アダプタ551の厚さTaが設定される。
Further, since the
In other words, the thickness Ta of the
その結果、ゼロストロークS0での磁石吸着力Fm−がスプリング力Fspよりも小さくなるため、第1規制ピン601は第1スプリング751のスプリング力Fspから磁石吸着力Fm−を差し引いた力によって前進する。そして、磁石吸着力Fm0とスプリング力Fspとが等しくなる閾値ストロークStを超えた後、通電を停止しても、第1規制ピン601はスプリング力FspによってフルストロークSfまで到達する。つまり、第1方向通電時には、第1規制ピン601が「作動側規制ピン」として作動する。
これにより、第1規制ピン601の先端部641は、バルブリフト調整装置10の係合溝14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を図1の矢印X1の方向に移動させ、バルブリフト量をリフト量L1からリフト量L2に切り替える。
As a result, since the magnet attracting force Fm− at the zero stroke S0 is smaller than the spring force Fsp, the first restricting
As a result, the
スライダ21の移動に続き、切替部20の回転によって第1規制ピン601の先端部641が押し戻されることにより、第1プランジャ651は、フルストロークSfから、閾値ストロークSt未満のストローク領域まで後退する。閾値ストロークSt未満の領域では第1永久磁石501の磁石吸着力Fm0がスプリング力Fspを上回るため、第1プランジャ651は、第1アダプタ551に当接するまで後退方向に吸引される。
このとき、第1アダプタ551は、緩衝部材として第1プランジャ651が第1永久磁石501に直接衝突することを回避し、衝撃による第1永久磁石501の割れを防止することができる。
Following the movement of the
At this time, the
一方、第1方向通電時、第2永久磁石502については、磁束Φm2と同じ向きのコイル磁束Φsol1が第2永久磁石502を貫くこととなる。このように、第1方向の通電は、第2永久磁石502にとって、「磁石の磁束と同方向のコイル磁束を発生させる通電」(以下、「同方向通電」という。)となる。
On the other hand, for the second
同方向通電で生成されたコイル磁束Φsol1により、第2永久磁石502を貫く磁束が重畳されるため、第2永久磁石502の磁石吸着力は、図13に示すFm+にまで増加する。そのため、第2プランジャ652は、非通電時よりも大きな力で第2永久磁石502に吸着保持される。したがって、第2規制ピン602は、非通電時と同様に最後退位置に維持される。
Since the magnetic flux penetrating through the second
(第2方向通電時)
図11に示すように、コイル47に第2方向の電流を通電すると、コイル47は、第1永久磁石501の磁束Φm1と同じ向きであって第2永久磁石502の磁束Φm2と逆向きのコイル磁束Φsol2を生成する。すなわち、第2方向の通電は、第2永久磁石502にとって逆方向通電となる。したがって、第2方向通電時には、第1方向通電時とは逆に第2永久磁石502が減磁され、第2プランジャ652を吸引する磁石吸着力Fm0が減少する。そして、第2スプリング752のスプリング力Fspによって第2規制ピン602が「作動側規制ピン」として作動する。
(When energizing in the second direction)
As shown in FIG. 11, when a current in the second direction is applied to the
これにより、第2規制ピン602の先端部642は、バルブリフト調整装置10の係合溝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を図5の矢印X2の方向に移動させ、バルブリフト量をリフト量L2からリフト量L1に切り替える。
スライダ21の移動に続き、切替部20の回転によって第2規制ピン602の先端部642が押し戻され、さらに第2永久磁石502の吸着力によって、第2プランジャ652は、第2アダプタ552に当接するまで後退方向に吸引される。
一方、第1永久磁石501にとって第2方向の通電は同方向通電となるため、第1プランジャ651は、非通電時よりも大きな力で第1永久磁石501に吸着保持される。したがって、第1規制ピン601は、非通電時と同様に最後退位置に維持される。
As a result, the
Following the movement of the
On the other hand, since the energization in the second direction is the same direction energization for the first
このように電磁アクチュエータ40は、非通電時には第1規制ピン601及び第2規制ピン602はいずれも作動せず、第1方向通電時には第1規制ピン601のみが作動し、第2方向通電時には第2規制ピン602のみが作動する。すなわち、電磁アクチュエータ40は、通電方向切替手段82による切替動作に応じて、2つの規制ピン601、602のいずれか一方を択一的に作動させることができる。
As described above, in 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、プランジャ651、652を後退方向に吸引する2つの永久磁石501、502が、磁極の向きが互いに反対となるように、静止部であるホルダ45に固定される。また、コイル47の通電方向を切り替えることで、2つの永久磁石501、502の一方に対して逆方向のコイル磁束を発生させ、吸着力を低下させる。そして、永久磁石501、502の吸着力が低下した側の規制ピン601、602をスプリング751、752の付勢力によって前進方向に作動させる。
(effect)
The effect of the
(1) In the
すなわち、コイル47が生成する電磁力は永久磁石501、502による吸着力を低下させるために用いられ、規制ピン601、602を作動させることを目的としていない。規制ピン601、602を作動させるのは、スプリング751、752の付勢力である。これにより、コイルが生成する電磁力で直接規制ピンを駆動する構成に比べ、コイル47を大型にすることなく、規制ピン601、602の応答速度を向上させることができる。
That is, the electromagnetic force generated by the
(2)永久磁石501、502が静止部に設けられるため、可動部の重量を増加させることなく、永久磁石501、502を大きくし、磁石吸着力を増加させることができる。そして、磁石吸着力の増加に応じて、永久磁石501、502からプランジャを引き離そうとするスプリング751、752の付勢力を大きく設定することができる。そのため、規制ピン601、602の応答速度をさらに向上させることができる。
(3)永久磁石501、502が静止部に固定されるため、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) Since the
(3) Since the
(4)永久磁石501、502の端面53の面積Amは、対向するプランジャ651、652の端面66の面積Apより大きく形成される。そして、永久磁石501、502のプランジャ651、652側の端部に、軟磁性体で形成されたアダプタ551、552が設けられる。アダプタ551、552は、永久磁石側の端面56からプランジャ側の端面58に向かって断面積が漸減し、永久磁石501、502の磁束をプランジャ651、652に集める集磁部材として機能する。
これにより、プランジャ651、652の断面積を相対的に小さくし可動部の重量を軽減しつつ、相対的に大きな断面積を有する永久磁石501、502からより多くの磁束を効率的に集めることができる。したがって、プランジャ651、652に作用する磁石吸着力を増加することができる。
(4) The area Am of the
This makes it possible to efficiently collect more magnetic flux from the
(5)永久磁石501、502とプランジャ651、652との間にアダプタ551、552を設けることで、アダプタ551、552の厚さTaに相当する分、永久磁石端面53に対しアダプタ端面58での磁石吸着力Fmが低下する。したがって、逆方向通電時に磁石吸着力Fm−がゼロストロークS0でのスプリング力Fspを下回るようにするための逆方向のコイル磁束の生成に有利となる。したがって、アダプタ551、552を設けない場合に比べ、より少ない電流で、プランジャ651、652を磁石吸着力から引き離すことができる。
(5) By providing the
(6)永久磁石501、502とプランジャ651、652との間にアダプタ551、552を設けることで、プランジャ651、652が永久磁石501、502に吸着されるときの衝撃を緩和することができる。よって、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。
(6) By providing the
(7)ヨーク内筒部43は、プランジャ穴431、432の内壁が、プランジャ651、652の最後退位置でプランジャ651、652の外壁と軸方向にオーバーラップするように設けられる。これにより、ヨーク41からプランジャ651、652への磁束伝達経路が確保されるため、逆方向のコイル磁束によりプランジャ651、652を磁石吸着力から引き離すときに有利である。
(7) The yoke
(8)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601、602の先端部641、642を係合溝14、24から離間させるとき、カムシャフト11のトルクによる十分に大きな力で規制ピン601、602が押し戻される。したがって、規制ピン601、602を前進させるスプリング751、752の付勢力を比較的大きく設定することができるため、規制ピン601、602の応答速度をさらに向上させることができる。
(8) In the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態の電磁アクチュエータについて、図14〜図16を参照して説明する。以下の実施形態の説明では、第1実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
図14、図15に示すように、第2実施形態の電磁アクチュエータ405は、第1実施形態の電磁アクチュエータ40に対し、統合永久磁石54、アダプタ555、556、及びホルダ85の構成が異なり、その他の構成は同様である。統合永久磁石54、アダプタ555、556、及びホルダ85は、ピン軸O1とピン軸O2とを含む仮想平面Vに対して対称に形成される。
(Second Embodiment)
Next, the electromagnetic actuator of 2nd Embodiment of this invention is demonstrated with reference to FIGS. In the following description of the embodiment, the same reference numerals are given to substantially the same components as those in the first embodiment, and the description will be omitted.
As shown in FIGS. 14 and 15, the
統合永久磁石54は、断面形状が長円形の柱体であり、静止部であるホルダ85に、磁極の向きがプランジャ651、652の作動方向と直交する方向になるように固定される。ここで、第1プランジャ651側の磁極を「横第1磁極541」、第2プランジャ652側の磁極を「横第2磁極542」という。本実施形態では、横第1磁極541がN極であり、横第2磁極542がS極となっている。
The integrated
コイル47の非通電時、統合永久磁石54の横第1磁極541は、第1実施形態の第1永久磁石501に代わって第1プランジャ651を後退方向に吸引する。また、統合永久磁石54の横第2磁極542は、第1実施形態の第2永久磁石502に代わって第2プランジャ651を後退方向に吸引する。このように、統合永久磁石54は、第1実施形態の第1永久磁石501及び第2永久磁石502の機能を1つの永久磁石に統合したものと考えることができるため、「統合永久磁石」と呼ぶ。
When the
アダプタ555、556は、鉄等の軟磁性体で、仮想平面Vに沿った断面形状がL字状に形成されている。すなわち、アダプタ555、556は、統合永久磁石54のプランジャ651、652側の端部に設けられる基部580と、統合永久磁石54の外壁544の径外側に設けられる側壁部59とから構成されている。基部580の後方の端面56は、統合永久磁石54の前方の端面545に当接し、或いは微小隙間を介して近接している。また、基部580の前方の端面58には、非通電時、プランジャ651、652の後方の端面66が当接する。
The
アダプタ555、556は、統合永久磁石54の横第1磁極541及び横第2磁極542に対して、前方の端面545及び外壁544の広い面積で対向して磁束を受け取り、前方の端面58を経由してプランジャ651、652に伝達する。
なお、プランジャ651、652の最後退位置で、プランジャ651、652の外壁とヨーク内筒部43のプランジャ穴431、432の内壁とは軸方向において少なくとも一部がオーバーラップすることについては、第1実施形態と同様である。
The
Note that at least a part of the outer walls of the
ホルダ85は非磁性体で形成される。第1実施形態のホルダ45では、永久磁石501、502を収容する収容部451、452が軸方向に貫通して形成されているのに対し、第2実施形態のホルダ85は、統合永久磁石54、及びアダプタ555、556を収容する収容部850が、プランジャ651、652側に開口するように形成されている。
ホルダ85は、軸方向後方のステータ44との間に後方壁853が形成され、径方向の周囲のボビン46との間に周壁854が形成されている。後方壁853は、統合永久磁石54の後方の端面543を覆う。周壁854は、統合永久磁石54の磁極方向でアダプタ555、556の側壁部59を覆い、統合永久磁石54の磁極方向と直交する方向で統合永久磁石54の外壁544を覆う。
The
The
続いて、以上の構成による第2実施形態の電磁アクチュエータ405の作用について、特に第1実施形態との相違点に着目し、図14を参照して説明する。
第1実施形態の電磁アクチュエータ40では、ステータ44を経由して、第1永久磁石501と第2永久磁石502との間で磁束が流れ、有効に使用されない「漏れ磁束」となるおそれがある。それに対し、第2実施形態の電磁アクチュエータ405では、統合永久磁石54の後方の端面543が非磁性体のホルダ85の後方壁853で覆われる。そのため、図中破線矢印で示すように、ステータ44を経由して横第1磁極541と横第2磁極542との間を流れる磁束Φmsは制限される。よって、統合永久磁石54からステータ44への漏れ磁束を低減することができる。
Next, the operation of the
In the
一方、横第1磁極541及び横第2磁極542の外壁544の径外側には磁性体のアダプタ555、556の側壁部59が設けられ、且つ、側壁部59の径外側には非磁性体のホルダ85の周壁854が設けられる。そのため、横第1磁極541(又は横第2磁極542)からの径外向きの磁束Φmpは、図の下向きに曲げられ、図中実線矢印で示すように、プランジャ651、652及びヨーク内筒部43を経由して横第2磁極542(又は横第1磁極541)に到達する。
On the other hand,
このように、ホルダ85とアダプタ555、556との作用により、横第1磁極541と横第2磁極542との間で、プランジャ651、652を経由する磁束Φmpが優先的に発生し、ステータ44を経由する磁束Φmsが制限される。その結果、本実施形態では、第1プランジャ651に図の下向きの磁束Φm1が発生し、第2プランジャ652に図の上向きの磁束Φm2が発生する。
As described above, the action of the
これにより、第1実施形態の効果(1)と同様、コイル47の通電方向を切り替えることで、統合永久磁石54の横第1磁極541及び横第2磁極542の一方に対して逆方向のコイル磁束を発生させ、吸着力を低下させる。そして、磁極541、542の吸着力が低下した側の規制ピン601、602をスプリング751、752の付勢力によって前進方向に作動させることで、コイル47を大型にすることなく、規制ピン601、602の応答速度を向上させることができる。
Thus, similarly to the effect (1) of the first embodiment, the
また、第1実施形態の効果(4)、(6)と同様、アダプタ555、556は、集磁部材として統合永久磁石54の横第1磁極541及び横第2磁極542の磁束をプランジャ651、652に集めるとともに、緩衝部材としてプランジャ651、652が統合永久磁石54に吸着されるときの衝撃を緩和することができる。さらに、第1実施形態の効果(2)、(3)、(5)、(7)、(8)についても同様に奏する。
Similarly to the effects (4) and (6) of the first embodiment, the
加えて、第1実施形態では、2個の永久磁石501、502を使用しながら、吸引力の発生という点でステータ44側の磁極を充分有効に使用することができない。それに対し第2実施形態では、1個の統合永久磁石54の両方の磁極541、542を有効に吸引に利用することができる。これにより、第2実施形態では、第1実施形態に対し、同等の磁石吸引力を維持しつつ、永久磁石の数を2つから1つに低減することができる。
In addition, in the first embodiment, the magnetic pole on the
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態の電磁アクチュエータについて、図17〜図20を参照して説明する。
図17、図18に示すように、第3実施形態の電磁アクチュエータ407、408が適用されるバルブリフト調整装置107は、第1実施形態で説明したバルブリフト調整装置10に対し、1つの切替部20に代えて2つに分割された切替部13、23が設けられている。第1切替部13及び第2切替部23には、それぞれ、第1係合溝14及び第2係合溝24が形成されている。
(Third embodiment)
Next, an electromagnetic actuator according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 17 and 18, the valve
電磁アクチュエータ407、408は、それぞれ1つの規制ピン607、608を備えた、互いに同等の構成のものである。図17に示すように、第1切替部13に対応する電磁アクチュエータ407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607を前進させ、第1係合溝14に係合させる。図18に示すように、第2切替部23に対応する電磁アクチュエータ408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608を前進させ、第2係合溝24に係合させる。
The
規制ピン607、608が係合溝14、24に係合することによるバルブリフト調整装置107の作用は、第1実施形態と同様である。
第3実施形態では、2つの「1ピン型」の電磁アクチュエータ407、408が連動して、規制ピン607、608を交互に作動させることで、「2ピン型」の第1、第2実施形態の電磁アクチュエータ40、405と同様の作用をする。
The action of the valve
In the third embodiment, two “1-pin type”
次に、第3実施形態の電磁アクチュエータ407の構成について、特に第1実施形態との相違点に着目し、図19、図20を参照して説明する。
図19、図20に示すように、電磁アクチュエータ407において、ピン軸O7上に配置される規制ピン607、プランジャ657、ブッシュ737及びスプリング757は、第1実施形態のものと全く同等である。ヨーク417、ボビン467、ステータ447、ホルダ457、コイル477、スリーブ707は、断面形状がピン軸O7を中心とする円形に形成されるという点を除き、機能的には第1実施形態のものと同等である。プランジャ651は、最後退位置で、ヨーク内筒部437のプランジャ穴439の内壁と、軸方向において少なくとも一部がオーバーラップする。
Next, the configuration of the
As shown in FIGS. 19 and 20, in the
永久磁石507については、プランジャ657に対して偏心しておらず、ピン軸O7と同軸に、ホルダ457の収容部459に収容される点が第1実施形態と異なる。これに対応して、アダプタ557は、斜円錐台状ではなく、各方向に均等な円錐台状に形成されている。
The
また、互いに対向する永久磁石507の端面53とプランジャ657の端面66とは、永久磁石507の端面53の面積がプランジャ657の端面66の面積より大きく形成されている。アダプタ557は、永久磁石側の端面56の面積が永久磁石507の端面53の面積に準じ、プランジャ側の端面58の面積がプランジャ657の端面66の面積に準ずる。そのため、アダプタ557は、永久磁石側の端面56からプランジャ側の端面58に向かって断面積が漸減し、集磁部材として機能する。さらに、アダプタ57は、プランジャ657が永久磁石507に吸着されるときの緩衝部材としても機能する。これらの点は、第1実施形態と同じである。
Further, the
また、永久磁石507の磁極の向きは、プランジャ657の作動方向と平行であって、永久磁石507の磁束の向きが、電源81からコイル477への一方向の通電によって発生するコイル磁束と逆方向となるように設定されればよい、この場合、第1実施形態の通電方向切替手段82は不要である。
第3実施形態では、第1実施形態と同様の効果(1)〜(8)を奏する。
The direction of the magnetic pole of the
In 3rd Embodiment, there exists an effect (1)-(8) similar to 1st Embodiment.
(その他の実施形態)
(ア)第1実施形態では、永久磁石501、502の端面53の面積Amは、対向するプランジャ651、652の端面66の面積Apよりも大きく設定されている。しかし、永久磁石からプランジャに伝達される磁束が十分に確保される場合には、永久磁石端面の面積が対向するプランジャ端面の面積に対し同等以下に設定されてもよい。第3実施形態についても同様である。
この場合、アダプタは、集磁部材としてではなく、単にプランジャ後退時の永久磁石への衝撃を緩和する緩衝部材として、断面が一定の筒状に形成されてもよい。
或いは、例えば規制ピンとスリーブとの間等、他の部位にプランジャ後退時のストッパが設けられる場合には、緩衝部材としてのアダプタは設けられなくてもよい。
(Other embodiments)
(A) In the first embodiment, the area Am of the
In this case, the adapter may be formed in a cylindrical shape having a constant cross section as a buffer member that relieves the impact on the permanent magnet when the plunger is retracted, not as a magnetic flux collecting member.
Alternatively, for example, when a stopper for retracting the plunger is provided in another part such as between the regulation pin and the sleeve, the adapter as the buffer member may not be provided.
(イ)第1及び第3実施形態の永久磁石の断面形状は円形に限らず、半円形や多角形等であってもよい。また、ヨーク及びホルダの断面形状も上記実施形態の形状に限らない。或いは、ヨーク及びホルダは、必ずしも設けられなくてもよい。
(ウ)上記実施形態では、プランジャ651、652の最後退位置で、ヨーク内筒部43のプランジャ穴431、432の内壁とプランジャ651、652の外壁とが軸方向にオーバーラップすることで磁束伝達経路を確保している。しかし、磁束伝達経路が他で確保される場合には、ヨークとプランジャとが軸方向にオーバーラップしなくてもよい。
(A) The cross-sectional shape of the permanent magnets of the first and third embodiments is not limited to a circle, but may be a semicircle or a polygon. Further, the cross-sectional shapes of the yoke and the holder are not limited to the shapes of the above embodiments. Alternatively, the yoke and the holder are not necessarily provided.
(C) In the above embodiment, the magnetic flux is transmitted by overlapping the inner walls of the plunger holes 431 and 432 of the yoke
(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、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, slider, etc. of the valve lift adjustment device is not limited to that exemplified 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. Also good.
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 ・・・電磁アクチュエータ、 47 ・・・コイル、
501、502 ・・・永久磁石、
551、552 ・・・アダプタ(集磁部材、緩衝部材)、
601、602 ・・・規制ピン、 641、642 ・・・先端部、
651、652 ・・・プランジャ、
751、752 ・・・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: Electromagnetic actuator, 47: Coil,
501, 502 ... Permanent magnet,
551, 552... Adapter (magnet collecting member, buffer member),
601, 602 ... restriction pin, 641, 642 ... tip portion,
651, 652 ... Plunger,
751, 752... Springs,
91, 92 ... intake valves.
Claims (4)
前記係合溝に対し前進可能に並設される第1規制ピン(601)及び第2規制ピン(602)と、
軟磁性体で形成され、一方の端部に前記第1規制ピンが連結される第1プランジャ(651)、及び、一方の端部に前記第2規制ピンが連結される第2プランジャ(652)と、
前記第1プランジャ及び前記第2プランジャに対して静止した静止部に、磁極の向きが前記第1プランジャ及び前記第2プランジャの作動方向と平行であって互いに反対となるように固定され、前記第1プランジャを後退方向に吸引する第1永久磁石(501)、及び前記第2プランジャを後退方向に吸引する第2永久磁石(502)と、
通電方向を切り替えることで、前記第1永久磁石又は前記第2永久磁石の一方に対して逆方向の磁束を発生させ、対応する前記プランジャを吸引する吸着力を低下させ、且つ、前記第1永久磁石又は前記第2永久磁石の他方に対して同方向の磁束を発生させ、対応する前記プランジャを吸引する吸着力を増加させる1つのコイル(47)と、
前記第1規制ピン及び前記第2規制ピンを前進方向に付勢し、前記コイルへの通電によって前記永久磁石の吸着力が低下した側の前記規制ピンを付勢力によって前進方向に作動させる第1スプリング(751)及び第2スプリング(752)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. The engagement groove (14, 24) formed in the slider (21) that is relatively movable in the axial direction has either one of the two restriction pins (601, 602) or the tip (641, 642), the operating side regulating pin is advanced, and the operating side regulating pin is pushed back by the torque of the camshaft when the tip of the operating side regulating pin is separated from the engaging groove. 40)
A first restricting pin (601) and a second restricting pin (602) which are juxtaposed in advance with respect to the engaging groove;
A first plunger (651) formed of a soft magnetic material and having one end connected to the first restricting pin, and a second plunger (652) having one end connected to the second restricting pin When,
The stationary portion stationary with respect to the first plunger and the second plunger is fixed so that the direction of the magnetic pole is parallel to and opposite to the operation direction of the first plunger and the second plunger, A first permanent magnet (501) for attracting one plunger in the backward direction, and a second permanent magnet (502) for attracting the second plunger in the backward direction;
By switching the energization direction, a magnetic flux in the opposite direction is generated with respect to one of the first permanent magnet or the second permanent magnet, the attracting force for attracting the corresponding plunger is reduced , and the first permanent magnet to generate a magnetic flux in the same direction relative to the other magnet or the second permanent magnets, a corresponding one of the coils Ru increases the suction force for attracting the plunger (47),
The first restricting pin and the second restricting pin are urged in the forward direction, and the restricting pin on the side where the attracting force of the permanent magnet is reduced by energizing the coil is operated in the forward direction by the urging force. A spring (751) and a second spring (752);
An electromagnetic actuator comprising:
前記永久磁石の前記プランジャ側の端部に、軟磁性体で形成され、前記永久磁石の磁束を前記プランジャに集める集磁部材(551、552)を備えることを特徴とする請求項1に記載の電磁アクチュエータ。 The permanent magnet has a large area of end faces facing each other with respect to the corresponding plunger,
The magnetism collecting member (551, 552) formed of a soft magnetic material and collecting magnetic flux of the permanent magnet on the plunger is provided at an end of the permanent magnet on the plunger side. Electromagnetic actuator.
前記プランジャが前記永久磁石から最も離れるフルストローク位置で、前記永久磁石、及び前記コイルの磁束により前記プランジャに作用する吸着力が0であ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。The attraction force acting on the plunger by the magnetic flux of the permanent magnet and the coil is 0 at the full stroke position at which the plunger is farthest from the permanent magnet. The electromagnetic actuator described in 1.
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