JPH11111521A - 弾性変形可能なアーマチュアを備えた電磁アクチュエータ - Google Patents
弾性変形可能なアーマチュアを備えた電磁アクチュエータInfo
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- JPH11111521A JPH11111521A JP10208176A JP20817698A JPH11111521A JP H11111521 A JPH11111521 A JP H11111521A JP 10208176 A JP10208176 A JP 10208176A JP 20817698 A JP20817698 A JP 20817698A JP H11111521 A JPH11111521 A JP H11111521A
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
- H01F7/16—Rectilinearly-movable armatures
- H01F7/1638—Armatures not entering the winding
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
- F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 同じ衝突エネルギーのときに騒音発生が低
減される電磁アクチュエータを提供する。 【解決手段】 本発明は、コイルと少なくとも１つの磁
極面を有するヨークを備えた少なくとも１個の電磁石
と、操作部材に連結されたアーマチュアとを具備し、こ
のアーマチュアが戻しばねの力に抗して電磁石の磁極面
の方へ移動可能に案内され、かつこの磁極面に接触可能
である、操作部材を操作するための電磁アクチュエータ
に関する。この場合、アーマチュア３とヨーク４．１，
５．１の少なくとも一方の少なくとも一部範囲は、アー
マチュア３の移動方向に弾性変形可能に形成されてい
る。
減される電磁アクチュエータを提供する。 【解決手段】 本発明は、コイルと少なくとも１つの磁
極面を有するヨークを備えた少なくとも１個の電磁石
と、操作部材に連結されたアーマチュアとを具備し、こ
のアーマチュアが戻しばねの力に抗して電磁石の磁極面
の方へ移動可能に案内され、かつこの磁極面に接触可能
である、操作部材を操作するための電磁アクチュエータ
に関する。この場合、アーマチュア３とヨーク４．１，
５．１の少なくとも一方の少なくとも一部範囲は、アー
マチュア３の移動方向に弾性変形可能に形成されてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コイルと少なくと
も１つの磁極面を有するヨークとを備えた少なくとも１
個の電磁石と、操作部材に連結されたアーマチュアとを
具備し、このアーマチュアが戻しばねの力に抗して電磁
石の磁極面の方へ移動可能に案内され、かつこの磁極面
に接触可能である、操作部材を操作するための電磁アク
チュエータに関する。
も１つの磁極面を有するヨークとを備えた少なくとも１
個の電磁石と、操作部材に連結されたアーマチュアとを
具備し、このアーマチュアが戻しばねの力に抗して電磁
石の磁極面の方へ移動可能に案内され、かつこの磁極面
に接触可能である、操作部材を操作するための電磁アク
チュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】電磁操作可能なアクチュエータは実質的
に、コイルと少なくとも１つの磁極面を有するヨークと
を備えた少なくとも１個の電磁石と、操作部材に作用す
るアーマチュアとからなり、このアーマチュアは少なく
とも１個の戻し手段に連結され、それによってアーマチ
ュアはコイルに電流を通じることにより、戻し手段によ
って設定された第１の操作位置から、電磁石に対するア
ーマチュアの接触によって決まる第２の操作位置へ移動
可能である。この種の電磁操作可能なアクチュエータは
例えばピストン式内燃機関のガス交換弁を開閉するため
に使用される。この場合、２個の電磁石が設けられてい
る。アーマチュアは保持電磁石のコイル電流を遮断する
ことによっておよび受け止め電磁石のコイルに電流を通
じることによって、この電磁石の間で、戻し手段例えば
戻しばねの力に抗して移動可能である。ガス交換弁の個
々のアクチュエータを適当に制御することにより、作動
媒体を流入および流出させることができるので、その都
度の運転要求に従って作動プロセスに最適な影響を及ぼ
すことができる。電磁操作可能なガス交換弁用アクチュ
エータは例えばドイツ連邦共和国特許第３０２４１０９
号明細書によって知られている。
に、コイルと少なくとも１つの磁極面を有するヨークと
を備えた少なくとも１個の電磁石と、操作部材に作用す
るアーマチュアとからなり、このアーマチュアは少なく
とも１個の戻し手段に連結され、それによってアーマチ
ュアはコイルに電流を通じることにより、戻し手段によ
って設定された第１の操作位置から、電磁石に対するア
ーマチュアの接触によって決まる第２の操作位置へ移動
可能である。この種の電磁操作可能なアクチュエータは
例えばピストン式内燃機関のガス交換弁を開閉するため
に使用される。この場合、２個の電磁石が設けられてい
る。アーマチュアは保持電磁石のコイル電流を遮断する
ことによっておよび受け止め電磁石のコイルに電流を通
じることによって、この電磁石の間で、戻し手段例えば
戻しばねの力に抗して移動可能である。ガス交換弁の個
々のアクチュエータを適当に制御することにより、作動
媒体を流入および流出させることができるので、その都
度の運転要求に従って作動プロセスに最適な影響を及ぼ
すことができる。電磁操作可能なガス交換弁用アクチュ
エータは例えばドイツ連邦共和国特許第３０２４１０９
号明細書によって知られている。
【０００３】制御精度（開閉精度）を高めるためには、
磁極面でアーマチュアを受け止めるために比較的に大き
なエネルギーを加えなければならない。この大きなエネ
ルギーに関連して、運転信頼性は低下する。なぜなら、
アーマチュアのいわゆる跳ね返りが他の問題として生じ
るからである。この問題は、アーマチュアが高速で磁極
面に突き当たり、この磁極面から直ちにまたは短時間後
に再び跳ね返ることによって生じる。この跳ね返りによ
り、例えばガス交換弁の場合、ピストン式内燃機関の運
転が不利な影響を受ける。アーマチュアが磁極面に正し
く接触する場合でも、衝突時に、比較的に大きな騒音が
発生する。この騒音の発生を低減するために既に、磁極
面が弾性変形可能なコーティングを備えているかあるい
は磁極面およびまたはアーマチュアの対向面の範囲に中
空室を設け、適当な対向要素と関連して、アーマチュア
が磁極面に完全に接触する直前に、中空室内に閉じ込め
られた空気を圧縮し、アーマチュアの衝突を緩衝するこ
とが知られている。このような中空室の製作は非常にコ
ストがかかり、高い製作精度を必要とする。
磁極面でアーマチュアを受け止めるために比較的に大き
なエネルギーを加えなければならない。この大きなエネ
ルギーに関連して、運転信頼性は低下する。なぜなら、
アーマチュアのいわゆる跳ね返りが他の問題として生じ
るからである。この問題は、アーマチュアが高速で磁極
面に突き当たり、この磁極面から直ちにまたは短時間後
に再び跳ね返ることによって生じる。この跳ね返りによ
り、例えばガス交換弁の場合、ピストン式内燃機関の運
転が不利な影響を受ける。アーマチュアが磁極面に正し
く接触する場合でも、衝突時に、比較的に大きな騒音が
発生する。この騒音の発生を低減するために既に、磁極
面が弾性変形可能なコーティングを備えているかあるい
は磁極面およびまたはアーマチュアの対向面の範囲に中
空室を設け、適当な対向要素と関連して、アーマチュア
が磁極面に完全に接触する直前に、中空室内に閉じ込め
られた空気を圧縮し、アーマチュアの衝突を緩衝するこ
とが知られている。このような中空室の製作は非常にコ
ストがかかり、高い製作精度を必要とする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の根底をなす課
題は、同じ衝突エネルギーのときに騒音発生が低減され
る、冒頭に述べた種類の電磁アクチュエータを提供する
ことである。
題は、同じ衝突エネルギーのときに騒音発生が低減され
る、冒頭に述べた種類の電磁アクチュエータを提供する
ことである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明に従
い、アーマチュアとヨークの少なくとも一方の少なくと
も一部範囲が、アーマチュアの移動方向に弾性変形可能
に形成されていることによって解決される。この場合、
アーマチュアがその面に対して垂直に延びる中央の案内
軸に連結され、磁極面に近接するにつれて指数的に増大
する磁力が実質的にアーマチュアとヨークのエッジ範囲
に作用し、通常線形に増大する反対向きの戻し力がアー
マチュアと案内軸の間の連結範囲においてアーマチュア
に作用すると有利である。ほぼ板状のこのようなアーマ
チュア（円形、正方形または長方形に形成可能である）
が弾性変形可能な軟磁性材料からなる比較的に薄い板と
して、例えば約３ｍｍの厚さに製作されると、アーマチ
ュアが磁極面に近接する際に、前述の力の作用を受け
て、アーマチュアが変形し、エッジ範囲が移動方向に少
しだけ曲がる。その結果、アーマチュアは先ず最初にそ
のエッジ範囲だけが磁極面に接触し、そして残りの小さ
な隙間に基づいて、大きな磁力を受けると同時に戻り変
形しながら、その面全体が磁極面に接触する。これによ
り、衝突時の騒音の発生が低減される。
い、アーマチュアとヨークの少なくとも一方の少なくと
も一部範囲が、アーマチュアの移動方向に弾性変形可能
に形成されていることによって解決される。この場合、
アーマチュアがその面に対して垂直に延びる中央の案内
軸に連結され、磁極面に近接するにつれて指数的に増大
する磁力が実質的にアーマチュアとヨークのエッジ範囲
に作用し、通常線形に増大する反対向きの戻し力がアー
マチュアと案内軸の間の連結範囲においてアーマチュア
に作用すると有利である。ほぼ板状のこのようなアーマ
チュア（円形、正方形または長方形に形成可能である）
が弾性変形可能な軟磁性材料からなる比較的に薄い板と
して、例えば約３ｍｍの厚さに製作されると、アーマチ
ュアが磁極面に近接する際に、前述の力の作用を受け
て、アーマチュアが変形し、エッジ範囲が移動方向に少
しだけ曲がる。その結果、アーマチュアは先ず最初にそ
のエッジ範囲だけが磁極面に接触し、そして残りの小さ
な隙間に基づいて、大きな磁力を受けると同時に戻り変
形しながら、その面全体が磁極面に接触する。これによ
り、衝突時の騒音の発生が低減される。
【０００６】上記の作用は、ヨークが弾性変形可能に形
成されていることによっても得られる。このヨークの弾
性変形は、例えば溶接された成層鉄心からなるヨークに
よって生じる。この場合にも、ヨークとそれに近接する
アーマチュアの間の磁力によって変形が生じ、アーマチ
ュアが最初に、面の一部範囲においてのみ磁極面に接触
する。最初の衝突のための一部範囲の位置は、磁極面お
よびまたそれに付設されたアーマチュア面の成形によっ
て適切に設けることができる。
成されていることによっても得られる。このヨークの弾
性変形は、例えば溶接された成層鉄心からなるヨークに
よって生じる。この場合にも、ヨークとそれに近接する
アーマチュアの間の磁力によって変形が生じ、アーマチ
ュアが最初に、面の一部範囲においてのみ磁極面に接触
する。最初の衝突のための一部範囲の位置は、磁極面お
よびまたそれに付設されたアーマチュア面の成形によっ
て適切に設けることができる。
【０００７】従って、本発明は、いろいろな組み合わせ
で実施可能であり、しかも“剛性のあると弾性変形可能
なアーマチュア”と“弾性変形可能なヨークと剛性のあ
るアーマチュア”と“弾性変形可能なヨークと弾性変形
可能なアーマチュア”の組み合わせで実施可能である。
その都度の組み合わせの決定およびまたは選択すべき形
状は、磁極面とアーマチュアのその都度の形状と、その
都度作用する磁力に応じて行われる。
で実施可能であり、しかも“剛性のあると弾性変形可能
なアーマチュア”と“弾性変形可能なヨークと剛性のあ
るアーマチュア”と“弾性変形可能なヨークと弾性変形
可能なアーマチュア”の組み合わせで実施可能である。
その都度の組み合わせの決定およびまたは選択すべき形
状は、磁極面とアーマチュアのその都度の形状と、その
都度作用する磁力に応じて行われる。
【０００８】本発明の好ましい実施形では、磁石の磁極
面が皿状に窪んだ形に形成されている。この実施形の場
合、窪みの横断面形状は、板状のアーマチュアのエッジ
輪郭によって設定される三次元的な変形に適合するよう
に選択される。この実施形は、磁力の影響を受けて更に
近接し、エッジが磁極面の皿状の窪みのエッジに当たる
ときに、近接時に生じた動的変形が戻るだけでなく、ア
ーマチュアが磁極面に完全に面接触するまで、この磁極
面が反対方向に弾性変形するので、付加的な戻し力が作
用し、この戻し力が完全に接触するまで当接を低減する
という利点がある。この場合、他の利点として、保持電
流を遮断した後でアーマチュアを離すように反対方向の
移動を開始するために、アーマチュアの変形によって接
触位置に存在する付加的な戻し力により、アーマチュア
の迅速な剥がし、ひいてはいわゆる“接着”の短縮が達
成可能である。
面が皿状に窪んだ形に形成されている。この実施形の場
合、窪みの横断面形状は、板状のアーマチュアのエッジ
輪郭によって設定される三次元的な変形に適合するよう
に選択される。この実施形は、磁力の影響を受けて更に
近接し、エッジが磁極面の皿状の窪みのエッジに当たる
ときに、近接時に生じた動的変形が戻るだけでなく、ア
ーマチュアが磁極面に完全に面接触するまで、この磁極
面が反対方向に弾性変形するので、付加的な戻し力が作
用し、この戻し力が完全に接触するまで当接を低減する
という利点がある。この場合、他の利点として、保持電
流を遮断した後でアーマチュアを離すように反対方向の
移動を開始するために、アーマチュアの変形によって接
触位置に存在する付加的な戻し力により、アーマチュア
の迅速な剥がし、ひいてはいわゆる“接着”の短縮が達
成可能である。
【０００９】曲がりにくいアーマチュアの場合にも弾性
変形可能なアーマチュアの場合にも、実情に応じて、ヨ
ークの磁極面の少なくとも中央の範囲がアーマチュアの
方へ凸形に湾曲していると有利である。湾曲の程度は、
アーマチュアおよびまたはヨークの弾性変形に応じて決
定される。本発明の実施形では、中実の物体としてのア
ーマチュアが軟磁性鉄からなっている。ヨークは好まし
くは溶接された成層鉄心からなっている。
変形可能なアーマチュアの場合にも、実情に応じて、ヨ
ークの磁極面の少なくとも中央の範囲がアーマチュアの
方へ凸形に湾曲していると有利である。湾曲の程度は、
アーマチュアおよびまたはヨークの弾性変形に応じて決
定される。本発明の実施形では、中実の物体としてのア
ーマチュアが軟磁性鉄からなっている。ヨークは好まし
くは溶接された成層鉄心からなっている。
【００１０】アーマチュアのその厚さを設計する場合、
一方では磁気的条件を満たさなければならず、他方では
弾性条件またはばね条件を満たさなければならない。ば
ね条件を設計する場合、アーマチュアの厚さは、アーマ
チュアがその変形方向において普通の作動周波数に密接
に関連してできるだけ“低く”調和するように、すなわ
ち低い固有周波数を有するように選択すべきである。従
って、磁力と慣性力によって加えられる変形の運転周波
数範囲において、制御できない反対振動が付加的に重ね
合わされることがない。従って、アーマチュアの設計の
際に、本発明の実施形に従って、弾性変形を強める手段
がアーマチュアに設けられていると合目的である。この
ような手段は例えば溝によって形成可能である。この溝
はアーマチュアの自由エッジに対して間隔をおいて形成
されているので、磁気的条件を満たすためにアーマチュ
アが比較的に厚いにもかかわらず、高い弾性と比較的に
低い固有周波数が達成可能である。
一方では磁気的条件を満たさなければならず、他方では
弾性条件またはばね条件を満たさなければならない。ば
ね条件を設計する場合、アーマチュアの厚さは、アーマ
チュアがその変形方向において普通の作動周波数に密接
に関連してできるだけ“低く”調和するように、すなわ
ち低い固有周波数を有するように選択すべきである。従
って、磁力と慣性力によって加えられる変形の運転周波
数範囲において、制御できない反対振動が付加的に重ね
合わされることがない。従って、アーマチュアの設計の
際に、本発明の実施形に従って、弾性変形を強める手段
がアーマチュアに設けられていると合目的である。この
ような手段は例えば溝によって形成可能である。この溝
はアーマチュアの自由エッジに対して間隔をおいて形成
されているので、磁気的条件を満たすためにアーマチュ
アが比較的に厚いにもかかわらず、高い弾性と比較的に
低い固有周波数が達成可能である。
【００１１】本発明の他の実施形では、磁極面とそれに
付設されたアーマチュア面の少なくとも一方の自由エッ
ジの範囲に、周方向のシール要素が設けられている。こ
れにより、磁極面とアーマチュア面の間の中間室が、エ
ッジ範囲におけるアーマチュアの接触後直ちにシールさ
れ、空気クッションを生じる。この空気クッションは、
アーマチュア面が磁極面に完全に接触するまで更に変形
するときに、緩衝作用する空気クッションとして作用す
る。
付設されたアーマチュア面の少なくとも一方の自由エッ
ジの範囲に、周方向のシール要素が設けられている。こ
れにより、磁極面とアーマチュア面の間の中間室が、エ
ッジ範囲におけるアーマチュアの接触後直ちにシールさ
れ、空気クッションを生じる。この空気クッションは、
アーマチュア面が磁極面に完全に接触するまで更に変形
するときに、緩衝作用する空気クッションとして作用す
る。
【００１２】本発明の他の実施形では、周囲の輪郭が多
角形、特に長方形であるアーマチュアの場合に、アーマ
チュアの少なくとも角部に、当接緩衝要素が設けられて
いる。このような当接緩衝要素によって、コイルばねと
して形成された戻しばねを備えたアクチュエータの場合
に、運転中に発生する付加的なねじり振動による、周囲
のケーシングに対するアーマチュアの当接と、それに関
連する騒音発生が阻止される。
角形、特に長方形であるアーマチュアの場合に、アーマ
チュアの少なくとも角部に、当接緩衝要素が設けられて
いる。このような当接緩衝要素によって、コイルばねと
して形成された戻しばねを備えたアクチュエータの場合
に、運転中に発生する付加的なねじり振動による、周囲
のケーシングに対するアーマチュアの当接と、それに関
連する騒音発生が阻止される。
【００１３】
【発明の実施の形態】実施の形態の概略図に基づいて本
発明を詳しく説明する。図１に断面を概略的に示した電
磁アクチュエータ１は、ガス交換弁（吸排気弁）２に連
結されたアーマチュア（電機子）３と、このアーマチュ
ア３に対して間隔をおいて付設された閉鎖磁石４と、付
設された開放磁石５を備えている。アーマチュア３は磁
石に通電されていないときに戻しばね６，７を介して両
磁石４，５の間の静止位置に保持される。この場合、磁
石４，５の磁極面８に対するそれぞれの間隔は、操作す
べき操作手段の予め定めたストロークと、ばね６，７の
設計に依存する。図示した実施の形態の場合、両ばね
６，７は同一に設計されているので、一点鎖線で示した
アーマチュア３の静止位置は、両磁極面８の間の中央に
ある。両磁石４，５はそれぞれヨーク（継鉄）４．１，
５．１を備えている。このヨークはそれぞれ所属のコイ
ル４．２，５．２を支持している。従って、閉鎖位置に
おいてアーマチュア３は閉鎖磁石４の磁極面８に接触
し、開放位置において開放磁石５の磁極面に接触する。
発明を詳しく説明する。図１に断面を概略的に示した電
磁アクチュエータ１は、ガス交換弁（吸排気弁）２に連
結されたアーマチュア（電機子）３と、このアーマチュ
ア３に対して間隔をおいて付設された閉鎖磁石４と、付
設された開放磁石５を備えている。アーマチュア３は磁
石に通電されていないときに戻しばね６，７を介して両
磁石４，５の間の静止位置に保持される。この場合、磁
石４，５の磁極面８に対するそれぞれの間隔は、操作す
べき操作手段の予め定めたストロークと、ばね６，７の
設計に依存する。図示した実施の形態の場合、両ばね
６，７は同一に設計されているので、一点鎖線で示した
アーマチュア３の静止位置は、両磁極面８の間の中央に
ある。両磁石４，５はそれぞれヨーク（継鉄）４．１，
５．１を備えている。このヨークはそれぞれ所属のコイ
ル４．２，５．２を支持している。従って、閉鎖位置に
おいてアーマチュア３は閉鎖磁石４の磁極面８に接触
し、開放位置において開放磁石５の磁極面に接触する。
【００１４】両電磁石４，５の磁極面８は基本的には平
らな面に形成可能である。しかし、長方形のアーマチュ
ア（図４参照）を有する図示した実施の形態の場合に
は、磁極面８は凹形に形成されている。弾性的に変形可
能な軟磁性材料からなるアーマチュア３は、磁力の影響
下で磁極面８に接触したときその都度、磁極面８の凹形
輪郭に相応して変形するように設計されている。
らな面に形成可能である。しかし、長方形のアーマチュ
ア（図４参照）を有する図示した実施の形態の場合に
は、磁極面８は凹形に形成されている。弾性的に変形可
能な軟磁性材料からなるアーマチュア３は、磁力の影響
下で磁極面８に接触したときその都度、磁極面８の凹形
輪郭に相応して変形するように設計されている。
【００１５】ガス交換弁を操作するために、すなわち例
えば開放位置から閉鎖位置への運動を開始するために、
保持する開放磁石５の保持電流が遮断される。これによ
り、開放磁石５の保持力が戻しばね７のばね力を受けて
低下し、アーマチュアがばね力によって加速されて動き
始める。アーマチュアがその静止位置を通過した後、ア
ーマチュア３の“飛行”が閉鎖磁石４に付設された戻し
ばね６のばね力によって制動される。アーマチュア３を
閉鎖位置で受け止めて保持するために、閉鎖磁石４に電
流が供給されるので、磁極面８に対してアーマチュアが
近接するにつれて指数的に増大する磁力は、線形に増大
する戻しばね６のばね力に抗して、アーマチュアを磁極
面８に完全に接触させる。そして、ガス交換弁を開放す
るために、切換えおよび運動の経過が逆方向に行われ
る。
えば開放位置から閉鎖位置への運動を開始するために、
保持する開放磁石５の保持電流が遮断される。これによ
り、開放磁石５の保持力が戻しばね７のばね力を受けて
低下し、アーマチュアがばね力によって加速されて動き
始める。アーマチュアがその静止位置を通過した後、ア
ーマチュア３の“飛行”が閉鎖磁石４に付設された戻し
ばね６のばね力によって制動される。アーマチュア３を
閉鎖位置で受け止めて保持するために、閉鎖磁石４に電
流が供給されるので、磁極面８に対してアーマチュアが
近接するにつれて指数的に増大する磁力は、線形に増大
する戻しばね６のばね力に抗して、アーマチュアを磁極
面８に完全に接触させる。そして、ガス交換弁を開放す
るために、切換えおよび運動の経過が逆方向に行われ
る。
【００１６】図１において、電磁アクチュエータは運転
中の中間位置が示してある。この中間位置では、閉鎖磁
石４が受け止め磁石として既に通電されているので、矢
印によって概略的に示した磁力ＦM が、特にエッジ範囲
においてアーマチュア３に作用している。同時に、アー
マチュア３には、軸２．１とのその連結範囲において、
戻しばね６の力ＦF が反対向きに作用している。この力
はアーマチュア３の運動を制動する。これにより、磁力
ＦM に加えて、エッジ範囲には同じ向きの慣性力が作用
する。この慣性力は図１には記入していない。
中の中間位置が示してある。この中間位置では、閉鎖磁
石４が受け止め磁石として既に通電されているので、矢
印によって概略的に示した磁力ＦM が、特にエッジ範囲
においてアーマチュア３に作用している。同時に、アー
マチュア３には、軸２．１とのその連結範囲において、
戻しばね６の力ＦF が反対向きに作用している。この力
はアーマチュア３の運動を制動する。これにより、磁力
ＦM に加えて、エッジ範囲には同じ向きの慣性力が作用
する。この慣性力は図１には記入していない。
【００１７】アーマチュアがその都度の受け止め磁石
（ここでは閉鎖磁石４）に近接する際にアーマチュア３
に作用するこの力により、弾性変形可能に形成されたア
ーマチュア３のエッジ範囲が運動方向に曲がり、従って
先ず最初にそのエッジが磁極面８に接触し、その後初め
て戻り変形しながら全面で接触する。図１に実施の形態
において示すように、磁極面が凹形に形成されている
と、アーマチュア３は全面が接触するまで反対方向に変
形するので、戻しばね６の力に加えて、曲がったアーマ
チュア３の戻し力が作用し、それによってアーマチュア
は受け止め磁石の磁極面に“やさしく”当たり、衝撃音
の発生が充分に阻止される。
（ここでは閉鎖磁石４）に近接する際にアーマチュア３
に作用するこの力により、弾性変形可能に形成されたア
ーマチュア３のエッジ範囲が運動方向に曲がり、従って
先ず最初にそのエッジが磁極面８に接触し、その後初め
て戻り変形しながら全面で接触する。図１に実施の形態
において示すように、磁極面が凹形に形成されている
と、アーマチュア３は全面が接触するまで反対方向に変
形するので、戻しばね６の力に加えて、曲がったアーマ
チュア３の戻し力が作用し、それによってアーマチュア
は受け止め磁石の磁極面に“やさしく”当たり、衝撃音
の発生が充分に阻止される。
【００１８】図１に示した、窪んだ磁極面を有する実施
の形態の場合、弾性的なアーマチュアの変形によって生
じる戻し力は、保持電流を遮断した後でガス弁を加速す
るように作用するので、アーマチュアは磁極面から容易
に離れる。弾性変形を強めるための手段として、アーマ
チュア３の厚さに応じて、全長にわたって延びる溝９を
設けることができる。この溝は図４の平面図にも示して
ある。
の形態の場合、弾性的なアーマチュアの変形によって生
じる戻し力は、保持電流を遮断した後でガス弁を加速す
るように作用するので、アーマチュアは磁極面から容易
に離れる。弾性変形を強めるための手段として、アーマ
チュア３の厚さに応じて、全長にわたって延びる溝９を
設けることができる。この溝は図４の平面図にも示して
ある。
【００１９】それ自体曲がりにくく形成されたアーマチ
ュア構造的形状の場合、溝または横断面弱体化部９とし
て形成された弾性変形を強めるための手段の代わりに、
例えばエッジ打ち抜き部等の形をした弾性舌片を配置す
ることにより、所望の緩衝衝突を生じることができる。
図２，３には、曲がらない（剛性のある）アーマチュア
と変形可能なヨークを使用したときの変形状態が原理図
の形態で示してある。この場合、図２は、剛性のあるア
ーマチュア３が図１の運動状況に相応して近接するとき
の、弾性変形可能に形成されたヨーク４．１の変形を示
している。図３はヨーク４．１に接触するアーマチュア
３を示している。図２から判るように、アーマチュア３
はヨーク４．１の弾性変形によって生じる反りかえりの
ために、先ず最初に中央範囲に衝突し、続いてそのエッ
ジが磁極面に接触する。これは図３に示してある。ここ
で、変形は大袈裟に示してある。アーマチュア３が幾分
隆起したエッジを備えていると合目的である。
ュア構造的形状の場合、溝または横断面弱体化部９とし
て形成された弾性変形を強めるための手段の代わりに、
例えばエッジ打ち抜き部等の形をした弾性舌片を配置す
ることにより、所望の緩衝衝突を生じることができる。
図２，３には、曲がらない（剛性のある）アーマチュア
と変形可能なヨークを使用したときの変形状態が原理図
の形態で示してある。この場合、図２は、剛性のあるア
ーマチュア３が図１の運動状況に相応して近接するとき
の、弾性変形可能に形成されたヨーク４．１の変形を示
している。図３はヨーク４．１に接触するアーマチュア
３を示している。図２から判るように、アーマチュア３
はヨーク４．１の弾性変形によって生じる反りかえりの
ために、先ず最初に中央範囲に衝突し、続いてそのエッ
ジが磁極面に接触する。これは図３に示してある。ここ
で、変形は大袈裟に示してある。アーマチュア３が幾分
隆起したエッジを備えていると合目的である。
【００２０】図１は図示を簡単化するために両電磁石
４，５を連結するケーシングを示していないが、これは
図４の水平断面図に示してある。この場合、ケーシング
１０は両電磁石４，５の間の自由空間を小さな間隔をお
いて取り囲んでいる。従って、アーマチュア３の外周離
隔が多角形の場合、このアーマチュアは励磁時に軸２．
１の中心軸線回りの回転振動を励起するときにその角が
当接する。これを回避するために、角はそれぞれ、当接
緩衝要素１１、例えばＰＴＦＥまたはそれに匹敵する耐
摩耗性材料で作られている。
４，５を連結するケーシングを示していないが、これは
図４の水平断面図に示してある。この場合、ケーシング
１０は両電磁石４，５の間の自由空間を小さな間隔をお
いて取り囲んでいる。従って、アーマチュア３の外周離
隔が多角形の場合、このアーマチュアは励磁時に軸２．
１の中心軸線回りの回転振動を励起するときにその角が
当接する。これを回避するために、角はそれぞれ、当接
緩衝要素１１、例えばＰＴＦＥまたはそれに匹敵する耐
摩耗性材料で作られている。
【００２１】図５には、アーマチュアの他の実施の形態
が図４のＩ−Ｉ線に沿った断面図で示してある。この実
施の形態の場合、アーマチュアはエッジ側に、周方向に
延びる例えば唇状のシール要素１２を備えている。この
シール要素はアーマチュアが磁極面８に当接する際に、
取り囲まれた中間室を外部に対して遮断するので、磁極
面８とアーマチュア３の対向面との間に、緩衝作用する
空気クッションを形成することができる。シール要素１
２が図示ごとくアーマチュア３の自由エッジから突出す
るように配置されていると、このシール要素１２は同時
に当接要素としての機能を発揮することができる。
が図４のＩ−Ｉ線に沿った断面図で示してある。この実
施の形態の場合、アーマチュアはエッジ側に、周方向に
延びる例えば唇状のシール要素１２を備えている。この
シール要素はアーマチュアが磁極面８に当接する際に、
取り囲まれた中間室を外部に対して遮断するので、磁極
面８とアーマチュア３の対向面との間に、緩衝作用する
空気クッションを形成することができる。シール要素１
２が図示ごとくアーマチュア３の自由エッジから突出す
るように配置されていると、このシール要素１２は同時
に当接要素としての機能を発揮することができる。
【図１】ガス交換弁を操作するための電磁アクチュエー
タの断面図である。
タの断面図である。
【図２】アーマチュアの近接時の、弾性変形可能なヨー
クの変形を概略的に示す図である。
クの変形を概略的に示す図である。
【図３】図２の実施の形態のアーマチュア接触状態を示
す図である。
す図である。
【図４】図１の実施の形態のアーマチュアの平面図であ
る。
る。
【図５】エッジシールを備えたアーマチュアの実施の形
態の側面図である。
態の側面図である。
１ アクチュエータ ２ 操作部材 ３ アーマチュア ４，５ 磁石 ４．１，５．１ ヨーク ４．２，５．２ コイル ６，７ ばね ８ 磁極面 ９ 弾性変形を強める手段
（溝） １０ ケーシング １１ 当接緩衝要素 １２ シール要素
（溝） １０ ケーシング １１ 当接緩衝要素 １２ シール要素
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｆ 7/06 Ｈ０１Ｆ 7/06 Ｅ (72)発明者 カール・シユミレン ベルギー国、ケッテニス、ホッホストラー セ、264アー (72)発明者 マッチアス・シユナイダー ドイツ連邦共和国、52457 アルデンホー フエン、ザンクト・ウルズラ・ストラー セ、24アー (72)発明者 ヤコブ・ネール ドイツ連邦共和国、52080 アーヒエン、 リユートゲルバッハストラーセ、21 (72)発明者 フイリップ・クライ オランダ国、6269 エル・ジムペルフエル ト、フールス、77
Claims (8)
- 【請求項１】 コイルと少なくとも１つの磁極面を有す
るヨークとを備えた少なくとも１個の電磁石と、操作部
材に連結されたアーマチュアとを具備し、このアーマチ
ュアが戻しばねの力に抗して電磁石の磁極面の方へ移動
可能に案内され、かつこの磁極面に接触可能である、操
作部材を操作するための電磁アクチュエータにおいて、
アーマチュア（３）とヨーク（４．１，５．１）の少な
くとも一方の少なくとも一部範囲が、アーマチュア
（３）の移動方向に弾性変形可能に形成されていること
を特徴とする電磁アクチュエータ。 - 【請求項２】 ヨーク（４．１，５．１）の磁極面
（８）が窪んだ形に形成されていることを特徴とする請
求項１記載の電磁アクチュエータ。 - 【請求項３】 ヨーク（４．１，５．１）の磁極面
（８）の少なくとも中央範囲がアーマチュア（３）の方
へ凸形に湾曲していることを特徴とする請求項１記載の
電磁アクチュエータ。 - 【請求項４】 ヨーク（４．１，５．１）が溶接された
成層鉄心を備えていることを特徴とする請求項１〜３の
いずれか一つに記載の電磁アクチュエータ。 - 【請求項５】 アーマチュア（３）が軟磁性鉄からなっ
ていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに
記載の電磁アクチュエータ。 - 【請求項６】 弾性変形を強めるための手段（９）がア
ーマチュア（３）に設けられていることを特徴とする請
求項１〜５のいずれか一つに記載の電磁アクチュエー
タ。 - 【請求項７】 磁極面（８）とそれに付設されたアーマ
チュア面の少なくとも一方の自由エッジの範囲に、周方
向のシール要素（１２）が設けられていることを特徴と
する請求項１〜６のいずれか一つに記載の電磁アクチュ
エータ。 - 【請求項８】 周囲の輪郭が多角形、特に長方形である
アーマチュア（３）の場合に、アーマチュア（３）の少
なくとも角部に、当接緩衝要素（１１）が設けられてい
ることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載
の電磁アクチュエータ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29713167U DE29713167U1 (de) | 1997-07-24 | 1997-07-24 | Elektromagnetischer Aktuator mit elastisch verformbarem Anker |
| DE29713167:2 | 1997-07-24 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11111521A true JPH11111521A (ja) | 1999-04-23 |
Family
ID=8043623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10208176A Withdrawn JPH11111521A (ja) | 1997-07-24 | 1998-07-23 | 弾性変形可能なアーマチュアを備えた電磁アクチュエータ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6169342B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11111521A (ja) |
| DE (2) | DE29713167U1 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL128085A0 (en) * | 1999-01-17 | 1999-11-30 | Nachum Zabar | Electromagnetic vibrator pump and leaf spring particularly useful therein |
| DE19938988A1 (de) * | 1999-08-17 | 2000-11-30 | Bayerische Motoren Werke Ag | Elektromagnetischer Aktuator zur Betätigung eines Brennkraftmaschinen-Hubventiles |
| DE10005590A1 (de) * | 2000-02-09 | 2001-08-16 | Bayerische Motoren Werke Ag | Elektromagnetischer Aktuator zur Hubsteuerung eines Gaswechselventiles einer Brennkraftmaschine |
| DE10005953A1 (de) * | 2000-02-09 | 2001-08-16 | Heinz Leiber | Verfahren zur Herstellung eines elektromagnetischen Aktuators und elektromagnetischer Aktuator |
| FR2822585B1 (fr) * | 2001-03-20 | 2003-08-15 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Actionneur electromagnetique de soupape de moteur a combustion interne |
| DE10141945A1 (de) * | 2001-08-28 | 2003-03-20 | Bayerische Motoren Werke Ag | Elektromagnetischer Aktor zur Betätigung eines Brennkraftmaschinen-Hubventils |
| DE102004010849A1 (de) * | 2004-03-05 | 2005-09-22 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Lineare Antriebseinheit mit Schwingungsankerteil und Feder |
| JP2008116003A (ja) * | 2006-11-07 | 2008-05-22 | Toyota Motor Corp | 電磁駆動弁の制御装置、制御方法、その方法を実現するプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体 |
| JP6144090B2 (ja) * | 2013-04-08 | 2017-06-07 | 樋口 俊郎 | 電磁アクチュエータ |
| JP6241938B2 (ja) * | 2014-02-26 | 2017-12-06 | 樋口 俊郎 | グリッパ機構および移動機構 |
| DE102015207239A1 (de) | 2015-04-21 | 2016-10-27 | Robert Bosch Gmbh | Gasventil |
| DE102015226499A1 (de) * | 2015-12-22 | 2017-06-22 | Robert Bosch Gmbh | Magnetventil für ein Kraftstoffeinspritzventil, Verfahren zum Betreiben des Magnetventils und Kraftstoffeinspritzventil mit einem solchen Magnetventil |
| DE102016225768A1 (de) * | 2016-12-21 | 2018-06-21 | Robert Bosch Gmbh | Kraftstoffinjektor und Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffinjektors |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4187452A (en) * | 1975-08-27 | 1980-02-05 | International Business Machines Corporation | Electromechanical torsional oscillator with resonant frequency and amplitude control |
| DE3024109A1 (de) * | 1980-06-27 | 1982-01-21 | Pischinger, Franz, Prof. Dipl.-Ing. Dr.Techn., 5100 Aachen | Elektromagnetisch arbeitende stelleinrichtung |
| US5181004A (en) * | 1992-05-11 | 1993-01-19 | Siemens Automotive L.P. | Solenoid coil assembly |
| JP3355700B2 (ja) * | 1993-06-14 | 2002-12-09 | 松下電器産業株式会社 | 回転電機の固定子 |
| US5538219A (en) * | 1994-12-16 | 1996-07-23 | Borg-Warner Automotive, Inc. | Reduced noise solenoid valve |
| US5668517A (en) * | 1995-10-02 | 1997-09-16 | Xerox Corporation | Solenoid impact control device |
| DE29620741U1 (de) * | 1996-11-29 | 1998-03-26 | FEV Motorentechnik GmbH & Co. KG, 52078 Aachen | Schmalbauender elektromagnetischer Aktuator |
| US5992461A (en) * | 1998-08-18 | 1999-11-30 | Numatics, Incorporated | Solenoid valve housing |
-
1997
- 1997-07-24 DE DE29713167U patent/DE29713167U1/de not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-05-22 DE DE19822906A patent/DE19822906B4/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-07-23 JP JP10208176A patent/JPH11111521A/ja not_active Withdrawn
- 1998-07-23 US US09/120,844 patent/US6169342B1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19822906B4 (de) | 2006-07-27 |
| DE19822906A1 (de) | 1999-01-28 |
| US6169342B1 (en) | 2001-01-02 |
| DE29713167U1 (de) | 1998-11-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20051004 |