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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektromagnetischen
Antrieb, der eine Antriebseinheit mit einer elektromagnetischen
Kraft antreibt, eine Ventilantriebseinheit und einen Positions- oder
Geschwindigkeitssensor, die den elektromagnetischen Antrieb verwenden.
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TECHNISCHER
HINTERGRUND
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Ein
elektromagnetischer Antrieb bzw. Stellglied, der bzw. das die Antriebseinheit
eines Ventils antreibt, wird in
EP 1 045 116 A1 beschrieben. Die Antriebseinheit
wird angetrieben, indem eine elektromagnetische Kraft verwendet
wird. Der elektromagnetische Antrieb bzw. Stellglied detektiert
eine Änderung
in der Position der Antriebseinheit, und zwar basierend auf der Änderung
bei der Selbstinduktion einer elektromagnetischen Spule.
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Bei
dem herkömmlichen
elektromagnetischen Antrieb bzw. Stellglied wird ein Schwingkreis bzw.
Resonanzkreis verwendet, um die Eigenimpedanz zu detektieren. Dieser
Schwingkreis bzw. Resonanzkreis ändert
die Frequenz der Oszillation, und zwar basierend auf der Änderung
bei der Eigenimpedanz. Als ein Ergebnis ist ein Nachteil vorhanden,
da er eine Menge Zeit für
die Detektierung der Eigenimpedanz beansprucht, abhängig von
der Frequenz der Oszillation des Schwingkreises bzw. Resonanzkreises.
Außerdem
ist bei dem herkömmlichen
elektromagnetischen Antrieb bzw. Stellglied, gesondert von dem Schwingkreis
bzw. Resonanzkreis, ein Rektifikationskreis ebenfalls erforderlich.
Folglich gibt es Nachteile bei dem herkömmlichen elektromagnetischen
Antrieb bzw. Stellglied, indem er einen komplexen Aufbau und hohe
Kosten hat.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektromagnetischen
Antrieb bzw. Stellglied, eine Ventilantriebseinheit und einen Positionssensor
oder Geschwindigkeitssensor vorzusehen, der die Geschwindigkeit
und die Änderung
bei der Position der Antriebseinheit genau und mit einfachem Aufbau
detektiert. Es ist außerdem
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventilantriebseinheit
und einen Positions- oder Geschwindigkeitssensor vorzusehen, die
den elektromagnetischen Antrieb bzw. Stellglied verwenden.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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Der
elektromagnetische Antrieb bzw. Stellglied gemäß der vorliegenden Erfindung
treibt eine bewegliche Einheit an, wobei eine Veränderung
in einem Magnetfeld verwendet wird. Dieser elektromagnetische Antrieb
besteht aus einer ersten magnetischen Pfadkomponente bzw. Magnetpfad-Komponente
mit einer flusserzeugenden Einheit, die einen magnetischen Fluss
mittels einer elektromagnetischen Spule erzeugt und mit einer Magnetfeld
formenden Einheit, die ein Magnetfeld durch Verteilung des magnetischen
Flusses formt bzw. bildet; einer beweglichen Einheit, die aus magnetischem
Material gemacht bzw. hergestellt ist, und die in dem Magnetfeld
platziert bzw. angeordnet ist; einer zweiten magnetischen Pfadkomponente
bzw. Magnetpfad-Komponente, die entlang der Bewegungsrichtung der
beweglichen Einheit angeordnet ist und die den enthaltenen magnetischen
Fluss verteilt; einer Magnetpfad formenden Einheit, in welcher der
magnetische Fluss verteilt wird, wobei ein magnetischer Pfad geformt bzw.
gebildet wird, der in der zweiten Magnetpfad-Komponente besteht
und durch die bewegliche Einheit hindurch verläuft; und einer magnetischen Fluss
detektierenden Einheit, die in der zweiten magnetischen Pfadkomponente
bzw. Magnetpfad-Komponente vorgesehen ist und die den magnetischen Fluss
detektiert, der in der zweiten Magnetpfad-Komponente verteilt ist.
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Mit
anderen Worten hat der elektromagnetische Antrieb bzw. Stellglied
einfachen Aufbau und kann die Veränderung in der Position und
der Geschwindigkeit der beweglichen Einheit genau detektieren.
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Die
Ventilantriebseinheit gemäß der vorliegenden
Erfindung steuert bzw. reguliert, wobei eine Veränderung in einem Magnetfeld
verwendet wird, Öffnen
und Schließen
eines Ventils in einer internen Verbrennungsmaschine bzw. Verbrennungskraftmaschine,
um das Einströmen
und Ausströmen
von Dämpfen
zu steuern bzw. zu regulieren. Die Ventilantriebseinheit besteht
aus einer ersten magnetischen Pfadkomponente bzw. Magnetpfad-Komponente
mit einer Flux erzeugenden Einheit, die einen magnetischen Fluss
mittels einer elektromagnetischen Spule erzeugt und einer Magnetpfad
formenden Einheit, die ein Magnetfeld durch Verteilung des magnetischen Flusses
formt bzw. bildet; einer beweglichen Einheit, die aus magnetischem
Material gemacht bzw. hergestellt ist und die in dem Magnetfeld
platziert bzw. angeordnet ist, wobei die bewegliche Einheit mit
dem Ventil gekoppelt ist; einer zweiten magnetischen Pfadkomponente
bzw. Magnetpfad-Komponente, die entlang der Bewegungsrichtung der
beweglichen Einheit angeordnet ist und die den magnetischen Fluss
verteilt; einer Magnetpfad formenden Einheit, in welcher der magnetische
Fluss verteilt wird, die einen magnetischen Pfad formt bzw. bildet,
welcher in der zweiten magnetischen Pfadkomponente besteht und durch
die bewegliche Einheit hindurch verläuft; und einer magnetischen
Fluss detektierenden Einheit, die in der zweiten magnetischen Pfadkomponente
bzw. Magnetpfad-Komponente vorgesehen ist, und die den magnetischen
Fluss detektiert, der in der zweiten Magnetpfad-Komponente verteilt
ist.
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Mit
anderen Worten hat die Ventilantriebseinheit einfachen Aufbau und
kann die Veränderung
in Position und der Geschwindigkeit der beweglichen Einheit genau
detektieren.
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Der
Positionssensor oder Geschwindigkeitssensor gemäß der vorliegenden Erfindung
detektiert die Position oder Geschwindigkeit eines anzutreibenden
Objektes bzw. Gegenstandes, wobei das Objekt aus einem magnetischen
Material hergestellt ist. Dieser Positionssensor oder Geschwindigkeitssensor besteht
aus einer Magnetpfad-Komponente, die entlang der Richtung der Bewegung
des Objektes angeordnet ist, wobei die Magnetpfad-Komponente einen Vorsprung
hat; einer magnetischen Fluss erzeugenden Einheit, die nahe der
Magnetpfad-Komponente vorgesehen ist, wobei die magnetischen Fluss
erzeugende Einheit einen Vorsprung hat, der sich in Richtung des
Vorsprunges auf der Magnetpfad-Komponente
erstreckt, wobei die magnetischen Fluss erzeugende Einheit einen
magnetischen Pfad erzeugt, der durch den Vorsprung auf der Magnetpfad-Komponente
und den Vorsprung auf der magnetischen Fluss erzeugenden Einheit
hindurch verläuft
und in der Magnetpfad-Komponente
besteht; und einer magnetischen Fluss detektierenden Einheit, die
in der Magnetpfad-Komponente vorgesehen ist und die den magnetischen
Fluss, der in der Magnetpfad-Komponente verteilt ist, detektiert.
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Mit
anderen Worten hat der Positionssensor oder Geschwindigkeitssensor
einfachen Aufbau und kann die Veränderung bei der Position und
bei der Geschwindigkeit der beweglichen Einheit genau detektieren.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Positionssensors oder Geschwindigkeitssensors
gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine Umrissansicht einer beweglichen Einheit und eines Stators des
Positionssensors oder des Geschwindigkeitssensors, der in 1 gezeigt
ist und zeigt insbesondere den Magnetpfad, der in der beweglichen
Einheit und dem Stator gebildet wird.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht des Positionssensors oder Geschwindigkeitssensors
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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4 ist
eine perspektivische Ansicht des elektromagnetischen Antriebes bzw.
Stellgliedes und der Ventilantriebseinheit gemäß der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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5 ist
eine Seitenansicht eines elektromagnetischen Antriebes bzw. Stellgliedes
und einer Ventilantriebseinheit, die in 4 gezeigt
ist, und zeigt insbesondere den Magnetpfad, der in dem elektromagnetischen
Antrieb bzw. Stellglied und der Ventilantriebseinheit gebildet wird.
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6 ist
ein Blockschaltbild eines Regel- bzw. Steuerkreises, der den elektromagnetischen Antrieb
bzw. Stellglied und die Ventilantriebseinheit, die in 4 gezeigt
ist, regelt bzw. steuert.
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7 zeigt
Seitenansichten, die die Beziehung zwischen der Verschiebung bzw.
Verlagerung der beweglichen Einheit und die Lagebeziehung einer
magnetischen Komponente und einer elektromagnetischen Spule erläutern.
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8 ist
eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Verschiebung
bzw. Verlagerung der beweglichen Einheit und des magnetischen Flusses
zeigt, der durch die elektromagnetische Spule hindurch verläuft.
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9 ist
eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Verschiebung
bzw. Verlagerung der beweglichen Einheit und dem Ausmaß der Änderung
des magnetischen Flusses zeigt.
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10 ist
eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Verschiebung
bzw. Verlagerung der beweglichen Einheit und der Differenz des Ausmaßes der
Veränderung
des magnetischen Flusses zeigt.
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11 ist
eine Seitenansicht, die den elektromagnetischen Antrieb bzw. Stellglied
und die Ventilantriebseinheit gemäß der vierten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt.
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BESTE ART
UND WEISE ZUM AUSFÜHREN
DER ERFINDUNG
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Die
erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eines Positionssensors oder Geschwindigkeitssensors
ist in 1 erläutert.
Eine Antriebseinheit eines Geschwindigkeitssensors 10 hat
eine bewegliche Einheit 20, die in einer Richtung lang
ist (Längsrichtung).
Die bewegliche Einheit 20 ist mit der Antriebseinheit verbunden,
die nicht in der Zeichnung gezeigt ist. Die Antriebseinheit treibt
die bewegliche Einheit 20 in der Längsrichtung hin und her, wie
dies durch die Pfeile in 1 bezeichnet ist. Die bewegliche
Einheit 20 ist aus einem magnetischen Material hergestellt.
Eine elektromagnetische Spule 22 ist um die bewegliche
Einheit 20 herumgewickelt bzw. gehüllt. Eine Stromversorgungseinheit,
die nicht in der Zeichnung gezeigt ist, ist mit der elektromagnetischen
Spule 22 verbunden. Ein magnetischer Fluss wird in der
beweglichen Einheit 20 in der Längsrichtung erzeugt, wenn der
Strom zu der elektromagnetischen Spule 22 zugeführt wird.
Ein Vorsprung 24, der nach unten vorsteht, ist bei einem
der zwei Enden der beweglichen Einheit 20 gebildet.
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Ein
Stator 30, welcher eine magnetische Pfadkomponente bzw.
Magnetpfad-Komponente ist, ist nahe und unterhalb der beweglichen
Einheit 20 vorgesehen. Der Stator 30 wird durch
eine Träger- bzw.
Stützeinrichtung
getragen bzw. gestützt,
die nicht in der Zeichnung gezeigt ist. Der Stator 30 ist aus
einem magnetischen Material hergestellt. Der Stator 30 ist
lang in einer Richtung (Längsrichtung) und
diese Richtung ist dieselbe der Bewegungsrichtung der beweglichen
Einheit 20. Der Stator 30 ist mit zwei Vorsprüngen 32 und 33 versehen.
Die Vorsprünge 32 und 33 stehen
in Richtung des Vorsprunges 24 der beweglichen Einheit 20 vor.
Ein Vorsprung 38 ist an einem Ende der zwei Enden des Stators 30 vorgesehen.
Der Vorsprung 38 ist nahe der beweglichen Einheit 20 gelegen.
Eine elektromagnetische Spule 35 ist um den Stator 30 zwischen
dem Vorsprung 38 und dem Vorsprung 32 herumgewunden.
Eine elektromagnetische Spule 36 ist um den Stator 30 zwischen
den Vorsprüngen 32 und 33 herumgewunden. Die
elektromagnetischen Spulen 35 und 36 sind mit dem
die Position oder die Geschwindigkeit detektierenden Kreis verbunden,
der nicht in der Zeichnung gezeigt ist.
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Der
Positionssensor oder Geschwindigkeitssensor detektiert die Position
oder die Geschwindigkeit der beweglichen Einheit 20.
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Wie
dies in 2 gezeigt ist, wird ein magnetischer
Pfad zwischen der beweglichen Einheit 20 und dem Stator 30 erzeugt,
wenn der Strom von der Stromversorgungseinheit zu der elektromagnetischen
Spule 22 zugeführt
wird. Der magnetische Pfad wird durch eine gestrichelte Linie bezeichnet.
In 2 sind dieselben Bezugszeichen für die Bauelemente
verwendet worden, die denselben Aufbau oder dieselbe Funktion haben,
wie diese, die in 1 gezeigt sind.
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Wenn
der Strom zu der elektromagnetischen Spule 22 zugeführt wird,
wird ein magnetischer Fluss in der beweglichen Einheit 20 und
dem Stator 30 entlang der Längsrichtung erzeugt. Wenn der
Vorsprung 24 nahe dem Vorsprung 32 ist, und zwar
dem Vorsprung 32, wie er in 2(a) gezeigt
ist, wird ein magnetischer Pfad erzeugt, der von der elektromagnetischen
Spule 22 startet und zu der elektromagnetischen Spule 22 zurückkehrt,
wobei er in der Reihenfolge durch den Vorsprung 24, den
Vorsprung 32, den Stator 30, den Vorsprung 38 und
die bewegliche Einheit 20 hindurch verläuft. Folglich wird ein bestehender
magnetischer Pfad innerhalb des Stators 30 entlang der
Längsrichtung
erzeugt. Wenn die Richtung des Stroms, der von der Stromversorgungseinheit auf
die elektromagnetische Spule angewendet wird, umgekehrt wird, wird
ein magnetischer Pfad erzeugt, der umgekehrt zu dem magnetischen
Pfad ist, der erzeugt wird, wenn die Richtung des Stroms normal
ist. Indem der Fall in Betracht gezogen wird, wenn ein magnetischer
Pfad zwischen der beweglichen Einheit 20 und dem Stator 30 erzeugt
wird, detektiert die elektromagnetische Spule 35 das Ausmaß der Änderung
bei der Zeitdauer des magnetischen Flusses, wenn sich der magnetische
Fluss, der durch die elektromagnetische Spule 35 hindurch
verläuft, ändert. Die
Differenz beim Potential, das zwischen den zwei Enden der elektromagnetischen
Spule 35 auftritt, entspricht dem Ausmaß der Änderung in der Zeitdauer des
detektierten magnetischen Flusses. Das Ausmaß der Änderung der Zeitdauer ereignet
sich infolge der Bewegung der beweglichen Einheit 20. Deshalb ist
der Wert der Differenz beim Potential, das zwischen den zwei Enden
der elektromagnetischen Spule 35 besteht, gleichwertig
bzw. äquivalent
zu der Geschwindigkeit des beweglichen Abschnittes. Wenn der Vorsprung 24 nahe
dem Vorsprung 32 ist, ist die Potentialdifferenz bzw. das
Potentialgefälle zwischen
den Enden der elektromagnetischen Spule 36 Null, weil kein
magnetischer Fluss durch die elektromagnetische Spule 36 hindurch
verläuft.
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Wenn
der Vorsprung 24 nahe dem Vorsprung 33 ist, wie
dies in 2(b) gezeigt ist, wird der
magnetische Fluss, der durch die elektromagnetische Spule 22 erzeugt
wird, ebenfalls innerhalb der beweglichen Einheit 20 und
des Stators 30 verteilt. In diesem Fall wird der magnetische
Pfad erzeugt, der von der elektromagnetischen Spule 22 startet
und zu der elektromagnetischen Spule 22 zurückkehrt,
wobei er in der Reihenfolge durch den Vorsprung 24, den
Vorsprung 33, den Stator 30, den Vorsprung 38 und
die beweglichen Einheit 20 hindurch verläuft. Folglich
wird ein bestehender magnetischer Pfad innerhalb des Stators 30 entlang
der Längsrichtung
erzeugt. Wenn die Richtung des Stromes, der von der Stromversorgungseinheit
an der elektromagnetischen Spule angelegt wird, umgekehrt wird,
wird ein magnetischer Pfad erzeugt, der umgekehrt zu dem magnetischen
Pfad ist, der erzeugt wird, wenn die Richtung des Stromes normal
ist. Die elektromagnetischen Spulen 35 und 36 detektieren
das Ausmaß der Änderung
bei der Zeitdauer des magnetischen Flusses. Die Differenz bei dem
Potential, das zwischen den zwei Enden der elektromagnetischen Spulen 35 und 36 auftritt,
ist gleichwertig bzw. äquivalent
zu dem Ausmaß der Änderung
bei der Zeitdauer des detektierten magnetischen Flusses.
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Wenn
die bewegliche Einheit 20 durch die Antriebseinheit angetrieben
wird, so dass der Vorsprung 24 nahe dem Vorsprung 32 ist,
tritt eine Differenz bei dem Potential zwischen den zwei Enden der elektromagnetischen
Spule 35 auf. Es ist folglich möglich, die Geschwindigkeit
der beweglichen Einheit 20 durch Detektieren der Differenz
bei dem Potential, das zwischen den zwei Enden der elektromagnetischen
Spule 35 auftritt, zu erlangen. Außerdem wird, wenn sich der
Vorsprung 24 weg von dem Vorsprung 32 bewegt,
das elektrische Potential zwischen den zwei Enden der elektromagnetischen Spule 35 Null
werden. Folglich kann es, wenn das elektrische Potential zwischen
den zwei Enden der elektromagnetischen Spule 35 Null geworden
ist, bestimmt werden, dass sich der Vorsprung 24 weg von dem
Vorsprung 32 bewegt hat. Außerdem tritt, wenn sich der
Vorsprung 24 in die Nähe
des Vorsprungs 33 bewegt, eine Differenz des Potentials
zwischen den Enden der elektromagnetischen Spulen 35 und 36 auf.
Folglich ist es möglich,
die Geschwindigkeit der beweglichen Einheit 20, basierend
auf der Detektierung der Differenz bei dem Potential zwischen den Enden
der elektromagnetischen Spule 36 zu erlangen.
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Ein
Positionssensor oder Geschwindigkeitssensor gemäß der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in 3 gezeigt.
Der Positionssensor oder Geschwindigkeitssensor erlangt außerdem die
Position und Geschwindigkeit der beweglichen Einheit, basierend
auf der Detektierung des magnetischen Flusses, der in magnetischem Material
erzeugt wird. In 3 sind dieselben Bezugszeichen
für die
Bauelemente verwendet worden, die denselben Aufbau oder dieselbe
Funktion wie jene haben, die in 1 gezeigt
sind.
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Eine
magnetische Komponente 40 ist an einem Ende des Stators 30 eines
Geschwindigkeitssensors 15 vorgesehen. Die magnetische
Komponente 40 besteht zum Beispiel aus zwei Teilen von Permanentmagneten,
mit entgegengesetzt polarisierten Oberflächen, die zusammengeklebt bzw.
zusammengefügt
sind. Es wird hier angenommen bzw. vorausgesetzt, dass der obere
Abschnitt der magnetischen Komponente 40 als der Nordpol
magnetisiert ist und der untere Abschnitt als der Südpol magnetisiert
ist. Die magnetische Komponente 40 ist an einem Ende des
Stators 30 nahe der beweglichen Einheit 20 vorgesehen.
Wenn der Vorsprung 24 nahe dem Vorsprung 32 gelegen
ist, wird ein magnetischer Fluss innerhalb der beweglichen Einheit 20 und
des Stators 30 durch die magnetische Komponente 40 erzeugt.
Folglich wird ein kreisförmiger
magnetischer Pfad erzeugt, der von der magnetischen Komponente 40 startet
und zu der magnetischen Komponente 40 zurückkehrt,
wobei er in der Reihenfolge durch die bewegliche Einheit 20,
den Vorsprung 24, den Vorsprung 32 und den Stator 30 verläuft. Folglich
wird ein bestehender magnetischer Pfad innerhalb des Stators 30 entlang
der Längsrichtung
erzeugt. Wenn der Vorsprung 24 nahe dem Vorsprung 33 ist,
wird der magnetische Fluss durch die magnetische Komponente 40 außerdem innerhalb
der beweglichen Einheit 20 und des Stators 30 verteilt.
Dennoch wird in diesem Fall ein kreisförmiger magnetischer Pfad erzeugt,
der von der magnetischen Komponente 40 startet und zu der
magnetischen Komponente 40 zurückkehrt, wobei er in der Reihenfolge
durch die bewegliche Einheit 20, den Vorsprung 24,
den Vorsprung 33 und den Stator 30 hindurch verläuft. Folglich
wird ein bestehender magnetischer Pfad innerhalb des Stators 30 entlang
der Längsrichtung
erzeugt. Wenn die Polarität
der magnetischen Komponente 40 geschaltet wird, d.h. wenn
der obere Abschnitt der magnetischen Komponente 40 als
der Südpol
magnetisiert wird, und der untere Abschnitt der magnetischen Komponente 40 als
der Nordpol magnetisiert wird, kann die Richtung des magnetischen
Pfades umgekehrt werden.
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Wenn
die magnetische Komponente, wie beschrieben, verwendet wird, ist
es möglich,
die Geschwindigkeit der beweglichen Einheit 20 zu erlangen.
Dies kann durch Detektieren der Potentialdifferenz bzw. des Potentialgefälles erreicht
werden, und zwar bei Potential, das zwischen den Enden der elektromagnetischen
Spule 35 auftritt, wenn sich der Vorsprung 24 nahe
zu dem Vorsprung 32 bewegt. Wenn sich der Vorsprung 24 zu
einer Position bewegt, die fern von dem Vorsprung 32 ist
und die Differenz bzw. das Gefälle
bei dem Potential zwischen den zwei Enden der elektromagnetischen
Spule 35 Null wird, ist es möglich, zu bestimmen, dass sich
der Vorsprung 24 weg von dem Vorsprung 32 bewegt
hat. Außerdem
ist es, wenn sich der Vorsprung 24 nahe dem Vorsprung 33 bewegt,
möglich,
die Geschwindigkeit der beweglichen Einheit 20 zu erlangen,
und zwar durch Detektieren der Differenz bzw. des Gefälles bei dem
Potential zwischen den zwei Enden der elektromagnetischen Spule 36.
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Bei
den ersten und zweiten Ausführungsformen
wird die magnetischen Fluss erzeugende Einheit von der elektromagnetischen
Spule 22 oder der magnetischen Komponente 40 gebildet.
Ferner wird die magnetische Pfadkomponente von dem Stator 30 gebildet,
die Antriebseinheit wird von der beweglichen Einheit 20 gebildet,
und die magnetischen Fluss detektierende Einheit wird von den elektromagnetischen
Spulen 35 und 36 gebildet.
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Ein
elektromagnetischer Antrieb bzw. Stellglied und eine Ventilantriebseinheit
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind in 4 und 5 gezeigt.
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Bei
einem Antrieb bzw. Stellglied 60 ist eine Ventilscheibe 51 bzw.
ein Ventilteller an einem Ende einer Ventilwelle bzw. eines Ventilschaftes 52 befestigt.
Die Ventilwelle bzw. der Ventilschaft 52 ist an einer beweglichen
Einheit 53 befestigt. Zwei magnetische Komponenten 54 und 55 derselben
Dicke wie die der beweglichen Einheit 53 sind an der beweglichen
Einheit 53 befestigt. Jede der magnetischen Komponenten 54 und 55 besteht
zum Beispiel aus zwei Teilen von Permanentmagneten mit entgegengesetzt
polarisierten Oberflächen,
die zusammengeklebt bzw. zusammengefügt sind. Die magnetischen Komponenten 54 und 55 haben
entgegengesetzte Polaritäten.
Drei Polteile 64, 65 und 66 sind entlang der
Bewegungsrichtung der beweglichen Einheit 53 an einem Ende
eines Jochs 61 des Antriebs bzw. Stellglieds 60 angeordnet.
Die magnetischen Komponenten 54 und 55 sind zwischen
einem Joch 62 und den Polteilen 64, 65 und 66 schichtenweise
angeordnet bzw. dazwischengelegt, welche ebenfalls magnetische Komponenten
sind, wobei eine Lücke bzw.
Spalt 63 gelassen wird. Wie dies durch Pfeile A und B in 5 gezeigt
wird, kann sich die bewegliche Einheit 53 frei hin- und
herbewegen. Abhängig
von der Bewegung der beweglichen Einheit 53 öffnet und schließt sich
die Ventilscheibe bzw. der Ventilteller 51 entsprechend.
Zwei unterschiedliche Magnetfelder werden nahe der Polteile 64 und 65 und
nahe der Polteile 65 und 66 innerhalb der Lücke bzw.
des Spaltes 63 erzeugt. Die magnetischen Komponenten 54 und 55 sind
jeweils entsprechend zu diesen Magnetfeldern vorgesehen. Ein Kern 67 ist
in dem zentralen bzw. mittleren Teil des Jochs 61 vorgesehen.
Eine elektromagnetische Spule 68 ist um den Kern 67 herumgewickelt.
Die elektromagnetische Spule 68 ist mit der elektrischen
Versorgungseinheit verbunden, die nicht in der Zeichnung gezeigt
ist. Die elektrische Versorgungseinheit führt einen Strom einer spezifischen
Polarität
zu der elektromagnetischen Spule 68 zu, und zwar abhängig davon,
ob die Ventilscheibe bzw. der Ventilteller 51 zu öffnen oder
zu schließen ist.
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Es
wird hier wegen der Erläuterung
angenommen bzw. vorausgesetzt, dass das Teil der magnetischen Komponente 54,
das sich in Richtung des Jochs 61 befindet, als der Nordpol
magnetisiert ist, und das Teil, das sich in Richtung des Jochs 62 befindet,
als der Südpoi
magnetisiert ist, und das Teil der magnetischen Komponente 55,
das sich in Richtung des Jochs 61 befindet, als der Südpol magnetisiert
ist, und das Teil, das sich in Richtung des Jochs 62 befindet,
als der Nordpol magnetisiert ist.
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Wenn
der Strom von der Stromversorgungseinheit zu der elektromagnetischen
Spule 68 zugeführt
wird, wird ein magnetischer Fluss innerhalb des Kerns 67 erzeugt.
Der magnetische Fluss wird innerhalb des Jochs 61 verteilt
und an den Oberflächen der
Polteile 64, 65 und 66 induziert. Dementsprechend
wird ein magnetisches Feld erzeugt. Die Polteile 64 und 66 werden
dieselbe Polarität
haben. Aber die Polarität
des Polteils 65 wird entgegengesetzt zu den Polaritäten der
Polteile 64 und 66 sein. Zum Beispiel werden,
wenn der Strom in der vorherbestimmten Richtung zu der elektromagnetischen Spule 68 fließt, die
Polteile 64 und 66 die Südpolarität haben, und das Polteil 65 wird
die Nordpolarität
haben. Im Gegensatz werden, wenn der Strom in einer Richtung entgegengesetzt
zu der der vorherbestimmten Richtung fließt, die Polteile 64 und 66 die Nordpolarität haben,
und das Polteil 65 wird die Südpolarität haben.
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Wenn
die Polteile 64 und 66 die Südpolarität haben, und das Polteil 65 die
Nordpolarität
hat, wird ein neuer magnetischer Pfad erzeugt. Dieser magnetische
Pfad hat seinen Ursprung von dem Nordpol der magnetischen Komponente 54 und
endet bei dem Südpol
der magnetischen Komponente 54. Nach dem Starten von dem
Nordpol der magnetischen Komponente 54 führt der
magnetische Pfad in der Reihenfolge durch das Polteil 64,
das Joch 61, den Kern 67, das Polteil 65,
den Südpol
der magnetischen Komponente 55, den Nordpol der magnetischen
Komponente 55, das Joch 62 hindurch, und kehrt
schließlich
zu dem Südpol
der magnetischen Komponente 54 zurück. Als ein Ergebnis bewegen sich
die magnetischen Komponenten 54 und 55 in der
Richtung des Pfeiles A, wie dies in 5 bezeichnet
ist, entlang mit der beweglichen Einheit 53, und zwar abhängig von
der Magnetude bzw. Größe der magnetischen
Flussdichte, die innerhalb des Kerns 67 erzeugt wird. Andererseits
wird, wenn die Polteile 64 und 66 die Nordpolarität haben,
und das Polteil 65 die Südpolarität hat, ein unterschiedlicher Magnetpfad
erzeugt. Dieser Magnetpfad hat seinen Ursprung von dem Nordpol der
magnetischen Komponente 54 und endet an dem Südpol der
magnetischen Komponente 54. Nach dem Starten von dem Nordpol
der magnetischen Komponente 54 führt der magnetische Pfad in
der Reihenfolge durch das Polteil 65, den Kern 67,
das Joch 61, das Polteil 66, den Südpol der
magnetischen Komponente 55, den Nordpol der magnetischen
Komponente 55, das Joch 62 hindurch und kehrt
schließlich
zu dem Südpol
der magnetischen Komponente 54 zurück. Als ein Ergebnis bewegen
sich die magnetischen Komponenten 54 und 55 in
der Richtung des Pfeiles B, wie dies in 5 bezeichnet
ist, entlang mit der beweglichen Einheit 53, und zwar abhängig von
der magnetischen Flussdichte, die innerhalb des Kerns 67 erzeugt
wird.
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Folglich
kann sich, durch Steuern der Richtung des Stromes, der zu der elektromagnetischen Spule 68 zugeführt wird,
die bewegliche Einheit 53 in der A-Richtung oder der B-Richtung
bewegen, wie dies gewünscht
wird, und deshalb kann die Ventilscheibe bzw. der Ventilteller 51 zu
der Öffnungsposition
oder der Schließposition
bewegt werden, wie dies gewünscht
wird.
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Zwei
elektromagnetische Spulen 58 und 59 sind um das
Joch 62 herum gewickelt und zwar entlang der Richtung der
Bewegung der beweglichen Einheit 53. Außerdem ist das Joch 62 nahe
der magnetischen Komponenten 54 und 55. Als ein
Ergebnis wird ein magnetischer Fluss, der seinen Ursprung von dem
Nordpol der magnetischen Komponente 55 hat, und an dem
Südpol
der magnetischen Komponente 54 endet, innerhalb des Jochs 62 erzeugt.
Wie dies durch die dicke gestrichelte Linie bezeichnet wird, die
in 5 gezeigt ist, wird ein magnetischer Pfad in dem
Joch 62 entlang der Richtung der Bewegung der beweglichen
Einheit 53 erzeugt. Wenn sich die beweglichen Einheit 53 bewegt,
bewegt sich der magnetische Fluss ebenfalls, der sich von dem Nordpol
der magnetischen Komponente 55 zu dem Südpol der magnetischen Komponente 54 erstreckt. Dementsprechend ändert sich
der magnetische Fluss, der durch die elektromagnetischen Spulen 58 und 59 hindurch
verläuft,
ebenfalls. Weil es eine Änderung
in dem magnetischen Fluss gibt, tritt eine Differenz bzw. ein Gefälle bei
dem Potential zwischen den Enden der elektromagnetischen Spulen 58 und 59 auf.
Diese Differenz bzw. Gefälle
bei dem Potential tritt gemäß des Ausmaßes der Änderung
des elektrischen Flusses auf, wenn sich die bewegliche Komponente 53 bewegt.
Das magnetische Feld, das von dem Nordpol der magnetischen Komponente 55 zu dem
Südpol
der magnetischen Komponente 54 erzeugt wird, ist größer als
das magnetische Feld, das durch die elektromagnetische Spule 68 erzeugt
wird. Als ein Ergebnis ist die Spannung, die in den elektromagnetischen
Spulen 58 und 59 während der Bewegung der beweglichen
Einheit 53 auftritt, größer als die
Spannung, die in den elektromagnetischen Spulen 58 und 59 auftritt,
wenn das magnetische Feld durch die elektromagnetische Spule 68 erzeugt
wird, die die Erregerspule ist. Folglich ist es in dem elektromagnetischen
Antrieb bzw. Stellglied und der Ventilantriebseinheit gemäß einer
dritten Ausführungsform möglich, weil
ein Aufbau zum Detektieren der Änderung
in magnetischem Fluss während
der Verschiebung der magnetischen Komponente angenommen bzw. übernommen
wird, den Einfluss der Änderung bei
dem magnetischen Feld der Erregerspule auf die Spannung, die durch
die elektromagnetischen Spulen 58 und 59 erzeugt
wurde, zu vermindern.
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Wie
dies in 6 gezeigt ist, wird die Differenz
bzw. das Gefälle
beim Potential zwischen den Anschlüssen bzw. Terminals der elektromagnetischen
Spulen 58 und 59 zu dem Positions- oder Geschwindigkeitsdetektierungskreis
bzw. -schaltung als ein Detektierungssignal zugeführt. Das
Detektierungssignal wird tatsächlich
als das Spannungssignal zugeführt.
Der Positions- oder Geschwindigkeitsdetektierungskreis bzw. -schaltung
kann zum Beispiel eine Maschinen- bzw. Motorsteuerungseinheit sein.
In 6 sind dieselben Bezugszeichen für die Bauelemente
verwendet worden, die denselben Aufbau oder dieselbe Funktion wie
jene haben, die in 4 oder 5 gezeigt
sind.
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Die
Spannungssignale von den elektromagnetischen Spulen 58 und 59 werden
zu einem Niveauumwandlungskreis bzw. -schaltung 71 in einem Positions-
oder Geschwindigkeitsdetektierungskreis bzw. -schaltung 70 zugeführt. Der
Niveauumwandlungskreis bzw. -schaltung 71 verstärkt die
Spannungssignale zu Sollspannungen. Die Spannungssignale werden
zu einem Multiplexer 72 (MPX) zugeführt. Der MPX 72 ist
ein Schalter, der ein Spannungssignal aus zwei Spannungssignalen
auswählt, die
von dem Niveauumwandlungskreis bzw. -schaltung 71 ausgegeben
werden, und gibt das ausgewählte
Signal an einen Analog-Digital-Umsetzungskreis (A/D-Umsetzungseinheit) 74 aus.
Die MPX-Einrichtung führt
die Auswahl des Spannungssignals aus, und zwar basierend auf dem
Befehl, der bei einer vorherbestimmten zeitlichen Abstimmung durch eine
Zentraleinheit (CPU) 73 ausgegeben wurde. Die A/D-Umsetzungseinheit 74 setzt
das analoge Spannungssignal zu digitalem Spannungssignal um und führt das
digitale Signal zu einem Ein-Ausgabe-Bus 75 zu. Der Ein-Ausgabe-Bus 75 führt Übertragung des
Datensignals oder des Adress- bzw. Ansprechsignals zu und von der
CPU 73 aus.
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Ein
ROM (Nur-Lese-Speicher) 76, ein RAM (Speicher mit wahlfreiem
Zugriff) 77 und eine Stromversorgungseinheit 78 sind
mit dem Ein-Ausgabe-Bus 75 verbunden. Der ROM 76 speichert
ein Programm und ein Speicherabbild. Das Programm, das in dem ROM 76 gespeichert
ist, erlangt die Geschwindigkeit und die Position der beweglichen
Einheit 53 von dem digitalen Signal, das in den Ein-Ausgabe-Bus 75 fließt. Das
Speicherabbild, das in dem ROM 76 gespeichert ist, bestimmt
den Strom, der zu der elektromagnetischen Spule 68 zugeführt wird, und
zwar basierend auf der Position und der Geschwindigkeit der beweglichen
Einheit 53. Der RAM 77 speichert eine Variable
und einen Merker, die verwendet werden, um das Programm durchzuführen, das
in dem ROM 76 gespeichert ist. Basierend auf der Durchführung des
Programms, das in dem ROM 76 gespeichert ist, sucht die
CPU 73 das Speicherabbild und gibt einen Befehl aus, welcher
von dem Ergebnis der Suche abhängt,
und zwar zu der Stromversorgungseinheit 78, über den
Ein-Ausgabe-Bus 75. Die Stromversorgungseinheit 78 führt einen Strom
zu der elektromagnetischen Spule 68 zu, und zwar basierend
auf dem Befehl, der durch die CPU 73 ausgegeben wurde.
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Bei
der dritten Ausführungsform
wird eine magnetischen Fluss erzeugende Einheit durch den Kern 67 gebildet,
eine magnetisches Feld erzeugende Einheit wird durch die Polteile 64, 65 und 66 gebildet,
eine erste magnetische Pfadkomponente wird durch das Joch 61 gebildet,
eine zweite magnetische Pfadkomponente wird durch das Joch 62 gebildet. Außerdem wird
eine einen magnetischen Pfad bildende Einheit durch das Joch 62 und
die magnetischen Komponenten 54 und 55 gebildet,
eine magnetischen Fluss detektierende Einheit wird durch die elektromagnetischen
Spulen 58 und 59 gebildet, eine Antriebseinheitskraftbetätigungseinheit
oder eine elektrische Potentialdifferenz- bzw. elektrische Potentialgefälle-Detektierungseinheit
wird durch den Positions- oder Geschwindigkeitsdetektierungskreis bzw.
-schaltung 70 gebildet, und ein elektromagnetischer Antrieb
bzw. Stellglied oder eine Ventilantriebseinheit wird durch den Antrieb
bzw. das Stellglied 60 gebildet.
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Der
Antrieb bzw. das Stellglied 60 kann verwendet werden, um
den Einlass und Auslass des gasförmigen
Materials in einer internen Verbrennungsmaschine bzw. Brennkraftmaschine
zu steuern bzw. zu regulieren. In diesem Fall wird der Antrieb bzw.
das Stellglied 60 nahe des Verbrennungsraums der Brennkraftmaschine
angeordnet. Wenn der Antrieb bzw. das Stellglied 60 in
dem Rückführungsrohr vorgesehen
wird, wird die Strömung
des Abgases, das aus der Brennkraftmaschine ausströmt und zu dem
Ansaugkrümmer
zugeführt
wird, reguliert. Das Rückführungsrohr
ist mit dem Auspuffrohr und dem Ansaugkrümmer der Brennkraftmaschine
verbunden.
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Die
dritte Ausführungsform
nimmt an bzw. setzt voraus, dass der Antrieb bzw. das Stellglied 60 mit
dem Positions- oder Geschwindigkeitsdetektierungskreis bzw. -schaltung 70 verbunden
ist. Jedoch ist sie nicht auf diesen Aufbau beschränkt. Zum
Beispiel kann der Positionssensor oder Geschwindigkeitssensor 10 gemäß der ersten
Ausführungsform oder
der Positionssensor oder Geschwindigkeitssensor 15 gemäß der zweiten
Ausführungsform
mit dem Positions- oder Geschwindigkeitsdetektierungskreis bzw.
-schaltung 70 verbunden werden.
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Wenn
die bewegliche Einheit 53 Verschiebung durchmacht, wie
dies in den 7(a) bis 7(g) gezeigt
ist, ändern
sich die Größe bzw.
Magnitude des magnetischen Flusses, der durch die elektromagnetischen
Spulen 58 und 59 hindurch verläuft, das Ausmaß der Änderung
des magnetischen Flusses, und die Differenz bei dem Ausmaß der Änderung
des magnetischen Flusses ebenfalls, und zwar abhängig von dem Wert der Verschiebung
der beweglichen Einheit 53. Die Änderungen, die durch die Verschiebung
der beweglichen Einheit 53 bewirkt werden, sind in graphischen
Darstellungen in den 8, 9 und 10 gezeigt.
In 7 sind dieselben Bezugszeichen bei den Bauelementen
verwendet worden, die denselben Aufbau oder dieselbe Funktion haben,
wie jene, die in 4, 5 und 6 gezeigt
sind. Außerdem
ist in derselben Weise wie in 5 der magnetische
Fluss, der sich von dem Nordpol der magnetischen Komponente 55 zu
dem Südpol
der magnetischen Komponente 54 erstreckt, durch eine dicke
gestrichelte Linie bezeichnet.
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Wie
dies in 7(a) gezeigt ist, ist, wenn
die Verschiebung der beweglichen Einheit 53 0 mm ist, das
rechte Ende der magnetischen Komponente 55 mehr in Richtung
der rechten Seite gelegen als das rechte Ende der magnetischen Spule 58,
und deshalb verläuft
der magnetische Fluss, der von der magnetischen Komponente 55 erzeugt
wird, durch beide der elektromagnetischen Spulen 58 und 59 hindurch.
Jedoch ist in diesem Fall, wie dies in 8 gezeigt
ist, die magnetische Flussdichte, die durch die elektromagnetische
Spule 59 hindurch verläuft,
größer als
die magnetische Flussdichte, die durch die elektromagnetische Spule 58 hindurch
verläuft.
In 8 bezeichnet die untere Kurve die magnetische Flussintensität, die durch
die elektromagnetische Spule 58 hindurch verläuft, und
die obere Kurve bezeichnet die magnetische Flussintensität, die durch die
elektromagnetische Spule 59 hindurch verläuft. Wenn
die Verschiebung der beweglichen Einheit 1 mm beträgt, ist
das rechte Ende der magnetischen Komponente 55 nahe des
rechten Endes der elektromagnetischen Spule 58 gelegen
(siehe 7(b)), und deshalb, wie dies
in 8 gezeigt ist, verringert sich die magnetische
Flussdichte, die durch die elektromagnetischen Spulen 58 und 59 hindurch
verläuft, ebenfalls.
Wenn die Verschiebung der beweglichen Einheit 53 2 mm beträgt, ist
das rechte Ende der magnetischen Komponente 55 in einer
mittleren bzw. Zentrumsposition zwischen dem rechten Ende und dem
linken Ende der elektromagnetischen Spule 58 gelegen (siehe 7(c)), und deshalb ist die magnetische
Flussdichte, die durch die elektromagnetische Spule 58 hindurch
verläuft,
nahezu Null. Wenn die Verschiebung der beweglichen Einheit 53 3
mm beträgt,
ist das rechte Ende der magnetischen Komponente 55 nahe
dem linken Ende der elektromagnetischen Spule 58 gelegen
(siehe 7(d)), und deshalb ist die
magnetische Flussdichte, die durch die elektromagnetische Spule 58 hindurch
verläuft,
Null. Wenn die Verschiebung der beweglichen Einheit 53 4 mm
beträgt,
ist das rechte Ende der magnetischen Komponente 55 nahe
dem rechten Ende der elektromagnetischen Spule 59 gelegen
(siehe 7(e)), und deshalb nimmt, wie
dies in 8 gezeigt ist, die magnetische
Flussdichte, die durch die elektromagnetische Spule 59 hindurch
verläuft,
weiter ab. Wenn die Verschiebung der beweglichen Einheit 53 5
mm beträgt,
ist das rechte Ende der magnetischen Komponente 55 in einer
mittleren bzw. Zentrumsposition zwischen dem rechten Ende und dem
linken Ende der elektromagnetischen Spule 59 gelegen (siehe 7(f)), und deshalb ist die magnetische
Flussdichte, die durch die elektromagnetische Spule 59 hindurch
verläuft,
nahezu Null. Wenn die Verschiebung der beweglichen Einheit 53 6
mm beträgt,
ist das rechte Ende der magnetischen Komponente 55 nahe dem
linken Ende der elektromagnetischen Spule 59 gelegen (siehe 7(g)), und deshalb ist die magnetische
Flussdichte, die durch die elektromagnetische Spule 59 hindurch
verläuft,
Null.
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Wenn
die magnetischen Komponenten 54 und 55 der beweglichen
Einheit 53 nahe der elektromagnetischen Spulen 58 und 59 hindurch
verlaufen, bewegt sich der magnetische Fluss, der sich von dem Nordpol
der magnetischen Komponente 55 zu dem Südpol der magnetischen Komponente 54 erstreckt, ebenfalls
entlang mit der Bewegung der beweglichen Einheit 53. Folglich ändert sich
der magnetische Fluss, der durch die elektromagnetischen Spulen 58 und 59 hindurch
verläuft,
ebenfalls. Dementsprechend tritt eine Differenz bzw. ein Gefälle beim
Potential entsprechend dem Ausmaß der Änderung des magnetischen Flusses
zwischen den Enden der elektromagnetischen Spulen 58 und 59 auf. 9 zeigt das
Ausmaß der Änderung
des magnetischen Flusses, der durch die elektromagnetischen Spulen 58 und 59 detektiert
wird, wenn es angenommen bzw. vorausgesetzt wird, dass sich die
bewegliche Einheit 53 bei konstanten Geschwindigkeiten
von 1,0 m/s und 0,5 m/s bewegt. In 9 wird das
Ausmaß der Änderung
des magnetischen Flusses, wenn die Geschwindigkeit 1,0 m/s beträgt, durch
eine Volllinie bezeichnet, und wenn die Geschwindigkeit 0,5 m/s
beträgt,
durch eine gestrichelte Linie bezeichnet. Außerhalb der Voll- und gestrichelten
Linien bezeichnen die Linien rechts das Ausmaß der Änderung des magnetischen Flusses,
der durch die elektromagnetische Spule 59 detektiert wird,
und die Linien links bezeichnen das Ausmaß der Änderung des magnetischen Flusses,
der durch die elektromagnetische Spule 58 detektiert wird.
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Wenn
die Verschiebung der beweglichen Einheit 53 zwischen 0
bis 4 mm beträgt,
ist das Ausmaß der Änderung
des magnetischen Flusses, der durch die elektromagnetische Spule 59 detektiert wird,
konstant, ungeachtet ob die Geschwindigkeit der beweglichen Einheit 53 1,0
m/s oder 0,5 m/s beträgt.
Wenn die Verschiebung der beweglichen Einheit 53 größer als
4 mm ist, verringert sich das Ausmaß der Änderung des magnetischen Flusses,
der durch die elektromagnetische Spule 59 detektiert wird,
nach und nach und wird Null, wenn die Verschiebung der beweglichen
Einheit 53 nahe zu 6 mm ist.
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Wenn
die Verschiebung der beweglichen Einheit 53 0 bis 2 mm
beträgt,
ist das Ausmaß der Änderung
des magnetischen Flusses, der durch die elektromagnetische Spule 58 detektiert
wird, konstant, ungeachtet ob die Geschwindigkeit der beweglichen
Einheit 53 1,0 m/s oder 0,5 m/s beträgt. Wenn die Verschiebung der
beweglichen Einheit 53 größer als 2 mm ist, verringert
sich das Ausmaß der Änderung
des magnetischen Flusses, der durch die elektromagnetische Spule 58 detektiert
wird, nach und nach und wird Null, wenn die Verschiebung der beweglichen
Einheit 53 größer als
3 mm ist.
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Wenn
die magnetischen Komponenten 54 und 55 nahe der
elektromagnetischen Spulen 58 und 59 hindurch
verlaufen, tritt eine Differenz bzw. ein Gefälle beim Potential entsprechend
dem Ausmaß der Änderung
des magnetischen Flusses zwischen den Enden der elektromagnetischen
Spulen 58 und 59 auf, wie dies in 9 gezeigt
ist. Folglich ist es möglich,
zu bestimmen, ob die Enden der magnetischen Komponenten durch die
Position der elektromagnetischen Spule hindurch verlaufen, und zwar abhängig, ob
die Differenz bzw. das Gefälle
beim Potential zwischen den Enden der elektromagnetischen Spulen 58 und 59 Null
geworden ist. Wenn die Differenz bzw. das Gefälle beim Potential zwischen
den Enden der elektromagnetischen Spule 58 als 0 bestimmt
wird, ist es möglich,
zu bestimmen, dass sich die bewegliche Einheit 53 3 mm
bewegt hat (siehe 7(d)). Entsprechend
ist es möglich,
zu bestimmen, dass sich die bewegliche Einheit 53 6 mm
bewegt hat, wenn die Differenz bzw. das Gefälle beim Potential zwischen
den Enden der elektromagnetischen Spule 59 als 0 bestimmt
wird.
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Wie
dies in 9 gezeigt ist, ist das Ausmaß der Änderung
des magnetischen Flusses, wenn die Geschwindigkeit der beweglichen
Einheit 53 1,0 m/s beträgt,
zweimal dem Ausmaß der Änderung
des magnetischen Flusses, wenn die Geschwindigkeit 0,5 m/s beträgt. Folglich
ist es nach dem Erlangen des Wertes der Verschiebung der beweglichen
Einheit 53, basierend auf dem magnetischen Fluss, der durch
die elektromagnetischen Spulen 58 und 59 erzeugt
wird, ebenfalls möglich,
die Geschwindigkeit der beweglichen Einheit 53 durch Detektieren
der Potentialdifferenz bzw. des Potentialgefälles zwischen den Enden der
elektromagnetischen Spulen 58 und 59 zu erlangen.
Zum Beispiel ist es, wenn die Differenz bzw. das Gefälle beim
Potential zwischen den Enden der elektromagnetischen Spule 58 0
beträgt, möglich, zu
bestimmen, dass die Verschiebung der beweglichen Einheit 53 3
mm beträgt.
Auf dieselbe Weise ist es möglich,
die Geschwindigkeit der beweglichen Einheit 53 zu erlangen,
und zwar durch Detektieren der Differenz bzw. des Gefälles beim
Potential zwischen den Enden der elektromagnetischen Spule 59,
wenn die Verschiebung der beweglichen Einheit 53 3 mm beträgt.
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Wie
dies in 10 gezeigt ist, unterzieht sich die
Differenz bei dem Ausmaß der Änderung
des magnetischen Flusses, der durch die elektromagnetische Spule 58 detektiert
wird und dem, welcher durch die elektromagnetische Spule 59 detektiert
wird, ebenfalls Änderungen,
abhängig
von der Verschiebung der beweglichen Einheit 53. In 10 wird
die Differenz bei dem Ausmaß der Änderung
des magnetischen Flusses, wenn sich die beweglichen Einheit 53 mit
einer Geschwindigkeit von 1,0 m/s bewegt, durch eine Volllinie bezeichnet
und die Differenz bei dem Ausmaß der Änderung
des magnetischen Flusses, wenn sich die beweglichen Einheit 53 mit
einer Geschwindigkeit von 0,5 m/s bewegt, wird durch eine gestrichelte
Linie bezeichnet.
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Wenn
die Verschiebung. der beweglichen Einheit 53 zwischen 0
mm bis 1,5 mm beträgt,
ist die Differenz bei dem Ausmaß der Änderung
des magnetischen Flusses nahe zu Null. Die Differenz bei dem Ausmaß der Änderung
des magnetischen Flusses erhöht
sich nach und nach, wenn die Verschiebung der beweglichen Einheit 53 größer als
1,5 mm wird, wird Maximum, wenn die Verschiebung 3,5 mm wird, und
verringert sich nach und nach, wenn die Verschiebung größer als
4 mm wird. Die Verschiebung der beweglichen Einheit 53 wird
Null, wenn die Verschiebung der beweglichen Einheit 53 5
mm überschreitet.
Es ist ebenfalls klar aus 10, dass
sich die Differenz bei dem Ausmaß der Änderung des magnetischen Flusses
mit der Geschwindigkeit der beweglichen Einheit 53 erhöht. Das
Ausmaß der Änderung
des magnetischen Flusses, wenn die Geschwindigkeit der beweglichen
Einheit 53 1,0 m/s beträgt,
ist zweimal dem Ausmaß der Änderung
des magnetischen Flusses, wenn die Geschwindigkeit 0,5 m/s beträgt. Folglich
ist es möglich,
die Geschwindigkeit der beweglichen Einheit 53 von dem Ausmaß der Änderung
des magnetischen Flusses zu erlangen. Wenn ein Geräusch auf
die Spannungssignale überlagert
wird, die von den magnetischen Spulen 58 und 59 erzeugt
werden, ist es möglich,
das Geräusch
zu negieren und genau das Ausmaß der Änderung
des magnetischen Flusses zu detektieren, weil ein Aufbau zum Erlangen
einer Differenz bei dem Ausmaß der Änderung
des magnetischen Flusses verwendet wird. Zum Beispiel kann das Geräusch, das
auf den Spannungssignalen überlagert wird,
ein Geräusch
sein, das durch Zerhacken bzw. Zerschneiden erzeugt wird, welches
für die
Stromregelung verwendet wird. Bei der dritten Ausführungsform
ist es in dem Positions- oder
Geschwindigkeitsdetektierungskreis bzw. -schaltung 70 möglich, das Ausmaß der Änderung
des magnetischen Flusses von den Spannungssignalen zu erlangen,
die durch die elektromagnetischen Spulen 58 und 59 erzeugt werden.
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Die
vorstehend erwähnten
Ausführungsformen
nehmen einen Fall an, bei welchem zwei elektromagnetische Spulen
vorgesehen werden, um das Ausmaß der Änderung
des magnetischen Flusses zu detektieren. Jedoch ist er nicht auf
diesen Aufbau beschränkt.
Zum Beispiel können,
wie dies in 11 gezeigt ist, mehr als drei
elektromagnetische Spulen, zum Beispiel sogar zehn elektromagnetische
Spulen 81 bis 90 um das Joch 62 herum
gewickelt bzw. gewunden werden. Das Ausmaß der Änderung des magnetischen Flusses
kann mittels von zehn elektromagnetischen Spulen detektiert werden,
die entlang der Richtung der Bewegung der beweglichen Einheit 53 angeordnet
sind. Folglich ist es möglich,
die Position der beweglichen Einheit 53 zu bestimmen, abhängig davon,
ob die bewegliche Einheit 53 durch die Positionen der jeweiligen
elektromagnetischen Spulen hindurch verlaufen ist. Dementsprechend
ist es ebenfalls möglich,
die Geschwindigkeit der beweglichen Einheit 53 genau an
der Position der jeweiligen elektromagnetischen Spule zu bestimmen.
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Die
vorstehend erwähnten
Ausführungsformen
nehmen einen Fall an, bei welchem elektromagnetische Spulen vorgesehen
sind, um den magnetischen Fluss zu detektieren. Jedoch sind sie
nicht auf diesen Aufbau beschränkt.
Zum Beispiel können
die magnetischen Fluss detektierenden Elemente, derart wie die Lochelemente,
verwendet werden, um den magnetischen Fluss zu detektieren.
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INDUSTRIELLE
ANWENDBARKEIT
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Der
elektromagnetische Antrieb bzw. Stellglied und die Ventilantriebseinheit
und der Positionssensor oder Geschwindigkeitssensor, wobei jene
den elektromagnetischen Antrieb bzw. Stellglied gemäß der vorliegenden
Erfindung verwenden, haben einfachen Aufbau und sie detektieren
die Position oder die Geschwindigkeit der beweglichen Einheit genau.