JPS60183960A - 電磁アクチユエ−タ - Google Patents

電磁アクチユエ−タ

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JPS60183960A
JPS60183960A JP4009484A JP4009484A JPS60183960A JP S60183960 A JPS60183960 A JP S60183960A JP 4009484 A JP4009484 A JP 4009484A JP 4009484 A JP4009484 A JP 4009484A JP S60183960 A JPS60183960 A JP S60183960A
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JP
Japan
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coil
sensor
core
electromagnetic actuator
power
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JP4009484A
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Yoshimitsu Abe
阿部 喜充
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OAK GIKEN KK
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OAK GIKEN KK
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/06Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
    • H02K29/12Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using detecting coils using the machine windings as detecting coil

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、位置検出機能を具えた電磁アクチュエータ、
例えばディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプに装備され
たプランジャーを駆動して燃料の噴射量を最適制御する
電磁アクチュエータの改良に関するものである。
ディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプは、エンジン回転
数を一定に保つ為に或は始動時の回転上昇を円滑に行な
う為に、常にその噴射量を制御する必要がある。第6図
はボッシュ式燃料噴射ポンプ(90)を装備したディー
ゼルエンジン(9)を示しており、ポンプ((イ))か
ら噴射ノズル(93)に圧送される燃料潰は、ポンプ内
のプランジャーに固定されたピニオン(91)をラック
((財)により回転駆動してプランジャー側部に開設さ
れた溝の向きを変えることにより調節される。
前記ラック(921は、励磁電流の大きさに応じて作動
軸(10)の変位量を調節することが出来る電磁アクチ
ュエータ(1)に連繋している。
エンジン回転数は回転センサー(図示省略)によって常
時測定されており、目標とする回転数との偏差が前記電
磁アクチーエータの励磁電流調整装置に人力されて励磁
電流を加減する。電磁アクチュエータ山は作動軸(10
)の位置を検出する機能を有しており、目標とする作動
軸の位置との偏差は電気信号として前記励磁電流調整装
置にフィードバックされて励磁電流を更に微調整し、ラ
ンク+92+の位置を制御する。
斯種電磁アクチュエータとして、第7図に示す様な位置
検出機能を具えた電磁アクチュエータが提案されている
(例えば特開昭54−126913号、実開昭57−1
.57110号参照)。ケーシング(5)内にはプラン
ジャー(11)を同軸上に具える作動軸(10)が往復
動可能に支持されており、プランジャー(11)の端部
にはシャフト(12)を介して強磁性材料よりなるセン
サーコア(2)が固定されている。プランジャー(11
)の外側には大径の動力コイル(3)が配設されケーシ
ング(5)に固定されている。又、センサーコア(2)
の外側にはセンサーコイル(4)か配設されケーシング
(5)lこ固定されている。該センサーコイル(4)は
5KI(2前後の低周波励磁電流が供給される励磁用コ
イル(40)と、センサーコア(2)の移動変位に応じ
た出力電圧を生じる一対の検出用コイル(411(41
1からなり、第4図に示す如く差動トランスを構成して
いる。
作動軸(10)は、動力コイルに励磁電流を通じること
によって駆動され、励磁電流の大きさに応じた変位を生
じる。
センサーコア12) 1こはセンサーコイル(4)の励
磁用コイル(40)から生じる磁束が貫通しており、セ
ンサ−コア(2)か左右【こ移動するとセンサーコイル
(4)内の磁力線分布が変化して一対の検出用コイル(
411f41)を貫く磁束が増減し、これによって雨検
出用コイル+411 +411に誘起される二次電圧に
差が生じる。検出用コイル(411(411は第4図に
示す如く互いに差動接続されているから、コイル両端に
は出力電圧VofJS生じる。
センサーコイル(41は上述の如(センサーコアt2+
の移動変位に応じた出力信号を発生し、目標とする変位
量に対応する信号との偏差信号か、動力フィルの励磁電
流調整装置にフィートノく・ツクされ、前記偏差信号が
ゼロになる様に励磁電流を加減する。
ところが従来の電磁アクチュエータに於ては、動力コイ
ル(3)から生じる磁力線の磁界作用がセンサーコア(
2)に及んでセンサーコイル(4)の液位検出精度が低
下することを防ぐ為、動力コイル(3)とセンサーコイ
ル(4)とは図示の如(互いに位置を軸方向にずらせて
配設されていた。この結果、装置か軸方向に長くなり、
装置を配設する為に広いスペースが必要となる問題かあ
った。
〔目 的〕
本発明の目的は、動力コイルとセンサーコイルを具え、
しかもコンパクトな構成の電磁アクチュエータを提供す
ることである。
〔原 理〕
本発明は、従来強磁性材料によって形成してI7)だセ
ンサーコアの材質を非磁性導電材料に変え、従来低周波
励磁電流が供給されていたセンカー−コイルを高周波電
流によって励磁して、渦電流損検出方式の差動トランス
を構成することにより、動力コイル内にセンサーコイル
を内蔵することを可能にし、装置全体を小形化すること
に成功しtこ。
〔構 成〕 本発明の構成は、センサーコア(2)を非磁性の導電材
料により形成すると共に、七ン→j−−コイル(4)を
動力コイル(3)よりも小径に形成し、該センサーコイ
ルの全長或は一部を動力コイル(3)内【こ収納して配
備し、該センサーコイルは高周波電流によって励磁され
ると共に、センサーコアの移動にイ半う誘起電圧の変化
を検出することを特徴とする。
〔作 用〕
動力コイル(3)には励磁電流が供給されて、該フィル
から生じる磁力線に基づく磁気力により、作動軸(10
1は軸方向に駆動される。
センサーコイル(4)には高周波励磁電流が供給されて
、該コイルによって生じる磁界作用によりセンサーコア
(2)には渦電流が誘発される。作動軸(10)の移動
に伴って、センサーコア(2)がセンサーコイル(4)
内を左右に移動すると、センサーコイル(4)はセンー
+J−−コア(2)の渦電流損により、センサーコア(
2)の変位i7i+こ比例した出力電圧を生じる。この
際、センサーコア(2)は非磁性であるから、センサー
コイル内を移動しても該コイル内の磁力線分布に影響を
与えることはすく、然も動力コイル(3)によって生じ
る磁界作用がセンサーコア(2)iこ及ぷことも一切な
いつ従って、センサーコア(2)の変位量とセンサーコ
イル(4)の出力電圧との間?こは広範囲に亘り厳密な
線形関係が保たれる。
〔特有の効果〕
センサーコイルが少なくともその一部を動力コイル内に
収容して配設されているので、装置かコンパクトに構成
された。
以下図示する実施例に基づいて本発明を詳述する。
第1図に示す@1実施例の電磁アクチュエータは、動力
発生部を動力コイル(3)、固定子(6)、及び永久磁
石(7)から構成し、永久磁石として希土類磁石を用い
ている。
ケーシング(5)はアルミニウム製のブラケット(50
)に円筒状の鉄製ヨーク(51)を固定してなり、該ブ
ラケットによって作動軸(10)を往復動可能に支持し
ている。作動軸(10)はステンレス鋼製であって、先
端にアルミニウム製のセンサーコア(2)を突設してい
る。動力コイル(3)は前記作動軸(10)に固定され
たボビン(8)1こ巻装され、外径40票、長さ43r
mnの外形を有している。ヨーク(51)の天井壁には
強磁性材料よりなる円筒状の固定子(6)が作動軸(1
0)と同心位置に固定され、該固定子の端部外周面には
リング状の永久磁石(7)が嵌まり、固定されている。
又、固定子(6)の内周面には励磁用コイル(40)と
、該コイルに沿ってへ装された左右一対の検出用コイル
(41)(41)とからなるセンサーコイル(4)が固
定されている。
センサーコイル(4)の外径は12訓、長さは35mm
である。
センサーコイル(4)の一対の検出用コイル(411(
411は、第4図に示す如く互いに差動接続され、励磁
用コイル(40)と共に周知の差動トランスを形成して
いる。
動力コイル(3)には周波数が200H2ののこきり波
発生回路を具えた電源か接続され、作動軸の制州1変位
titに応じた励磁電流が供給される。永久磁石(7)
と固定子(6)とは一体となって磁界を発生しており、
動力コイル(3)が生じる磁界との相互作用により作動
軸(10)が駆動される。
作動軸(10)の図中左側の端部にはスプリング(図示
省略)が装備されており、作動軸+101はtYI記動
力コイル(3)の励磁による駆動力と該スプリングのハ
ネ力とが平衡する位置まで移動する。
セン()−−コイル(4)の励磁用コイルf40)ζこ
は300KHzの高周波電流か供給され、センサーコア
(2)1こは渦電流が生じる。センサーコア(2)が第
4図に示す如く一対の検出用フィル141++41)か
ら等距離に位置しておれば、両検出コイルに生起する誘
起電圧は等しくなり、両検出コイルは差動接続されてい
るからコイル両端の電圧voはゼロとなる。ところがセ
ンサーコア(2)が第4図中lと於て例えば右方に移動
すると、該コアに生じる渦電流損の為に右側の検出用コ
イル(41)に誘起される電圧が小さくなり、一対の検
出用コイル両端には出力電圧Voが生じる。
第5図は1j14軸にセンサーコア(2)の基桑位置か
らの移動変位量、縦軸にセンサーコイル(4)からの出
力信号を適当な増幅器によって増幅したときの出力電圧
をとって、変位i21に対する出力電圧の変化を示した
クラ7である。変位量が略±5開の範囲で精度の高い線
形性が得られていることが分かる。
尚、前記センサーコアの基準位置は、第4図に示すセン
サーコア(2)とセンサーコイル(4)のみからなる差
動トランス装置単体の出力電圧がゼロとなるセンサーコ
ア(2)の位置である。
第2図に示す第2実施例は、前記第1実施例と同じく動
力発生部を動力コイル(3)、固定子(6)、及び永久
磁石(7)から構成しているが、永久磁石としてアルニ
コ磁石を用いている。固定子(6)と永久磁石(7)と
は内径が同一に形成され、軸方向に並設されていること
以外は第1実施例と同一構成である。
第3実施例は第3図に示す如(、動力発生部を動力コイ
ル(3)と軟鉄製のプランジャー(11)から構成して
いる。動力コイル(3)はケーシング(5)に固定され
、プランジャー(11)は作動軸(101+こ固定され
ている。
センサーコイル(4)はケーシング(51のヨーク+5
1+に固定されたボビン(80)に巻装されている。動
力コイル(3)に励磁電流が供給されると、該コイルが
ら生じた磁力線がプランジャー(11)に磁界作用を及
ぼし、プランジャー(11)及び作動軸(1o)を駆動
する。
上記何れの実施例に於ても、センサーコイル+4.1は
動力コイル(3)よりも小径に形成され、その大部分が
動力コイル(3)内に収容配備されている。従って装置
の軸方向の長さが第7図に示す従来装置よりも短かくな
っている。
然も、センサーコイル(4)を渦電流損検出方式の差動
トランスとしたことにより、センサーコイル(4)を従
来より小形化しても出力電圧の線形性には影響がないこ
とが確かめられており、よって本発明に係る電磁アクチ
ュエータは従来に比べて外径と長さの両方を小さく形成
することが出来る。
尚、センサーコア(2)はアルミニウムに限らス他の非
磁性導電材料、例えば黄銅等で形成しても可い。又、セ
ンサーコイル(4)のコイル構成としては」二記の相互
誘導形に限らず自己誘導形としても可い。
本発明に係る電磁アクチュエータは、前述の如き制御用
電磁アクチーエータとしてのみならず、広くリニアイン
ダクションモータとして種々の機器ζこ実施出来るのは
勿論である。例えは計測用電磁アクチュエータとして、
作動軸端部ζこ触針を装着し、該触針を作動軸の駆動に
よって物体表面に当接せしめ、このときの触針の移動量
をセンサーコイルによって計測することにより物体の形
状寸法を測定することも出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る電磁アクチュエータの断面図、第
2図及び第3図は他の実施例の断面図、第4図はセンサ
ーコイルの結線図、第5図はセンサーコアの変位に対す
るセンサーコイルの出力電圧の変化を示すグラフ、第6
図はディーゼルエンジンの燃料噴射量調整方式を説明す
る図、第7図は従来の電磁アクチュエータの断面図であ
る。 (1)・・・電磁アクチュエータ (2)・・・センサ
ーコアt31・・・動力コイル(4)・・・センサーコ
イル(6)・・・固定子 (7)・・・永久磁石+10
1・・・作動軸 (11)・・・プランジャー出願人 
オーク技l1If株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■ 先端にセンサーコアを具えた作動軸を動力コイルの
    中に配置し、動力コイルの磁界作用によって作動軸を駆
    動すると共に、センサーコアの外側に配置したセンサー
    コイルlこよってセンサーコアの移動量に比例した出方
    電圧を検出する電磁アクチュエータに於て、センサーコ
    アは非磁性の導電材料によって形成され、センサーコイ
    ルは動力コイルよりも小径に形成して該センサーコイル
    の全長或は一部が動力コイル内1こ収納配備され、該セ
    ンサーコイルは高周波電流によって励磁されると共に、
    センサーコアの移動に伴う誘起電圧の変化を検出するこ
    とを特徴とする電磁アクチュエータ。 ■ センサーコイル(4)は高周波電流が供給される励
    磁用コイル(40)と、該コイルに沿って巻装され軸方
    向に並設された一対の検出用コイル(411(411が
    らなり、差動トランスを構成している特許請求の範囲第
    1項に記載の電磁アクチュエータ。 ■ センサーコア(2)はアルミニウム或は黄銅によっ
    て形成されている特許請求の範囲第1項又は第2項に記
    載の電磁アクチュエータ。
JP4009484A 1984-02-29 1984-02-29 電磁アクチユエ−タ Granted JPS60183960A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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