JP2774631B2 - 電磁アクチュエータ - Google Patents
電磁アクチュエータInfo
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- JP2774631B2 JP2774631B2 JP212490A JP212490A JP2774631B2 JP 2774631 B2 JP2774631 B2 JP 2774631B2 JP 212490 A JP212490 A JP 212490A JP 212490 A JP212490 A JP 212490A JP 2774631 B2 JP2774631 B2 JP 2774631B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plunger
- coil
- electromagnetic actuator
- displacement
- case
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は内燃機関の燃料噴射装置等に施用される電
磁アクチュエータに係り、特に、センサを内蔵した電磁
アクチュエータに関する。
磁アクチュエータに係り、特に、センサを内蔵した電磁
アクチュエータに関する。
（従来の技術） 従来の電磁アクチュエータとしては、例えば特公平１
−25305号公報に記載されたものが知られる。この特公
平１−25305号公報の電磁アクチュエータは、駆動コイ
ルにより駆動される作動軸の先端にセンサコアを、ケー
スに駆動コイルから作動軸の変位方向に離隔して検知コ
イルを有する差動トランスを設け、差動軸とともに変位
するセンサコアの変位を差動トランスで検出する。
−25305号公報に記載されたものが知られる。この特公
平１−25305号公報の電磁アクチュエータは、駆動コイ
ルにより駆動される作動軸の先端にセンサコアを、ケー
スに駆動コイルから作動軸の変位方向に離隔して検知コ
イルを有する差動トランスを設け、差動軸とともに変位
するセンサコアの変位を差動トランスで検出する。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した従来の電磁アクチュエータに
あっては、差動トランスにより位置を検出するため、差
動トランスに駆動コイルが発生する磁界の影響が及ぶこ
とを阻止することが不可欠であり、差動トランスと駆動
コイルとを大きく離間させなければならず、全体として
の大型化を招くという問題があった。
あっては、差動トランスにより位置を検出するため、差
動トランスに駆動コイルが発生する磁界の影響が及ぶこ
とを阻止することが不可欠であり、差動トランスと駆動
コイルとを大きく離間させなければならず、全体として
の大型化を招くという問題があった。
また、上述のような差動トランスにあっては、基準位
置における信号値を所定値に設定する出力調整を可能と
することが求められ、補償用のコイル等を設けて調整を
可能にする。このため、差動トランスには、励磁用のコ
イルおよび検出用のコイルのみならず補償用のコイルを
組み付ける必要があったり、また、付随する電気回路も
複雑化するという問題があった。
置における信号値を所定値に設定する出力調整を可能と
することが求められ、補償用のコイル等を設けて調整を
可能にする。このため、差動トランスには、励磁用のコ
イルおよび検出用のコイルのみならず補償用のコイルを
組み付ける必要があったり、また、付随する電気回路も
複雑化するという問題があった。
この発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、全体
としての小型化が図れ、また、電気回路を複雑化するこ
と無く位置検出センサの出力の微調整を行なえる電磁ア
クチュエータを提供することを目的とする。
としての小型化が図れ、また、電気回路を複雑化するこ
と無く位置検出センサの出力の微調整を行なえる電磁ア
クチュエータを提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段） この発明にかかる電磁アクチュエータは、ケースに固
設された駆動コイルと、ケースに変位可能に支持され前
記駆動コイルの磁力で駆動されるプランジャと、ケース
の前記プランジャの変位方向一側に設けられ内部に前記
プランジャが遊挿して該プランジャの変位に応じてイン
ダクタンスが変化する検知コイルと、ケースの検知コイ
ル側の端部にプランジャの変位方向の位置調節可能に設
けられ位置に応じて検知コイルのインダクタンスを変更
する調整用コアと、検知コイルを少くなくとも一部のイ
ンダクタンス要素として構成されるLC発振器と、該LC発
振器の発振出力を発振周波数に応じた動作位置検出信号
に変換するF/V変換器と、を備えることが要旨である。
設された駆動コイルと、ケースに変位可能に支持され前
記駆動コイルの磁力で駆動されるプランジャと、ケース
の前記プランジャの変位方向一側に設けられ内部に前記
プランジャが遊挿して該プランジャの変位に応じてイン
ダクタンスが変化する検知コイルと、ケースの検知コイ
ル側の端部にプランジャの変位方向の位置調節可能に設
けられ位置に応じて検知コイルのインダクタンスを変更
する調整用コアと、検知コイルを少くなくとも一部のイ
ンダクタンス要素として構成されるLC発振器と、該LC発
振器の発振出力を発振周波数に応じた動作位置検出信号
に変換するF/V変換器と、を備えることが要旨である。
（作用） この発明の電磁アクチュエータは、プランジャの変位
にともない検知コイルのインダクタンスが変化してLC発
振器の発振周波数もプランジャの変位に応じ変化するた
め、このLC発振器の発振周波数をＦ−Ｖ変換器で変換す
ることでプランジャの変位を表す信号が得られる。
にともない検知コイルのインダクタンスが変化してLC発
振器の発振周波数もプランジャの変位に応じ変化するた
め、このLC発振器の発振周波数をＦ−Ｖ変換器で変換す
ることでプランジャの変位を表す信号が得られる。
そして、この電磁アクチュエータの位置検出信号の微
調整は、調整用コアの位置を調節することで検知コイル
の磁気回路をそのまま利用して検知コイルのインダクタ
ンスを変更することにより行う構成であることから構造
シンプルであり、また、非接触で出力調整が行なえるた
め調整作業が簡単でかつ調整後も高い信頼性を維持でき
る。
調整は、調整用コアの位置を調節することで検知コイル
の磁気回路をそのまま利用して検知コイルのインダクタ
ンスを変更することにより行う構成であることから構造
シンプルであり、また、非接触で出力調整が行なえるた
め調整作業が簡単でかつ調整後も高い信頼性を維持でき
る。
（実施例） 以下、この発明の実施を図面を参照して説明する。
第１図および第２図はこの発明の一実施例にかかる電
磁アクチュエータを表し、第１図が燃料噴射装置に組み
込まれた状態の断面図、第２図が拡大断面図である。
磁アクチュエータを表し、第１図が燃料噴射装置に組み
込まれた状態の断面図、第２図が拡大断面図である。
第１図において、11は噴射ポンプ、12は電磁アクチュ
エータであり、これら噴射ポンプ11のハウジング11aと
電磁アクチュエータ12のケース12aとはブラケット13を
介して接合されている。このブラケット13は、後述する
コントロールラックおよびプランジャと略同軸状に連結
孔13aが形成され、図中左側部が噴射ポンプ11のハウジ
ング11aにボルト14で結合され、また、図中右側部に電
磁アクチュエータ12のケース12aが後述するケース12aの
端板21bの突端部分21d外周に形成された雄ネジ部をブラ
ケット13の取付孔13bの内周に形成された雌ネジ部に螺
合させることにより取り付けられている。
エータであり、これら噴射ポンプ11のハウジング11aと
電磁アクチュエータ12のケース12aとはブラケット13を
介して接合されている。このブラケット13は、後述する
コントロールラックおよびプランジャと略同軸状に連結
孔13aが形成され、図中左側部が噴射ポンプ11のハウジ
ング11aにボルト14で結合され、また、図中右側部に電
磁アクチュエータ12のケース12aが後述するケース12aの
端板21bの突端部分21d外周に形成された雄ネジ部をブラ
ケット13の取付孔13bの内周に形成された雌ネジ部に螺
合させることにより取り付けられている。
噴射ポンプ11は、前述した各公報にも記載されるよう
なコントロールラック15を有する一般的構造から成り、
コントロールラック15の軸方向変位に応じて燃料噴射量
が変化する。この噴射ポンプ11のハウジング11aにはブ
ラケット13側にコントロールラック15と同軸に挿通孔16
が形成され、この挿通孔16に電磁アクチュエータ12のプ
ランジャ17がコントロールラック15と同芯かつ当接可能
に遊挿している。コントロールラック15にはアクチュエ
ータ12側の端部にピン18が植設され、このピン18に第１
のリターンスプリング20と連結部材30とが係止してい
る。
なコントロールラック15を有する一般的構造から成り、
コントロールラック15の軸方向変位に応じて燃料噴射量
が変化する。この噴射ポンプ11のハウジング11aにはブ
ラケット13側にコントロールラック15と同軸に挿通孔16
が形成され、この挿通孔16に電磁アクチュエータ12のプ
ランジャ17がコントロールラック15と同芯かつ当接可能
に遊挿している。コントロールラック15にはアクチュエ
ータ12側の端部にピン18が植設され、このピン18に第１
のリターンスプリング20と連結部材30とが係止してい
る。
第１のリターンスプリング20は、一端が上述のピン18
に、他端がブラケット13の連結孔13a内壁に植設された
ピン（図示せず）に係止し、コントロールラック15をプ
ランジャ17と当接する方向（図中右方）に付勢してい
る。連結部材30は、弾性を有する線材を屈曲させて成
り、一端が上述のピン18に相対変位可能に結合され、他
端がプランジャ17の取付孔17a（第２図参照）に係止し
ている。この連結部材30は、コントロールラック15とプ
ランジャ17とを所定の相対変位を許容して連結されてお
り、この連結部材30によって第１のリターンスプリング
20あるいは後述する第２のリターンスプリング26のいず
れか一方が故障した場合でもコントロールラック15のエ
ンジン停止位置まで戻すことが可能となるように構成さ
れている。
に、他端がブラケット13の連結孔13a内壁に植設された
ピン（図示せず）に係止し、コントロールラック15をプ
ランジャ17と当接する方向（図中右方）に付勢してい
る。連結部材30は、弾性を有する線材を屈曲させて成
り、一端が上述のピン18に相対変位可能に結合され、他
端がプランジャ17の取付孔17a（第２図参照）に係止し
ている。この連結部材30は、コントロールラック15とプ
ランジャ17とを所定の相対変位を許容して連結されてお
り、この連結部材30によって第１のリターンスプリング
20あるいは後述する第２のリターンスプリング26のいず
れか一方が故障した場合でもコントロールラック15のエ
ンジン停止位置まで戻すことが可能となるように構成さ
れている。
電磁アクチュエータ12は、第２図にも詳示するよう
に、ケース12aが円筒部材21aの両端開口を端板21b,21c
で閉止して成り、プランジャ１が端板21bを摺動自在に
貫通してコントロールラック15に向かって突出し、ケー
ス12a内にプランジャ17の周囲で駆動コイル22と検知コ
イル23と配設されている。端板21cにはプランジャ17と
同芯状にボルト（調整用コア）29が螺合し、ボルト29は
ケース12a内に突出して検知コイル23内に遊挿してい
る。このボルト29は、検知コイル23内に遊挿する部分の
長さ（係合長さ）に応じて検知コイル23のインダクタン
スを変え、ロックナット29aでケース12aに締結される。
プランジャ17は、コントロールラック15側の一方の端部
に取付孔17aが形成されて取付孔17aに連結部材30が係止
し、また、ケース12a内で他方の端部にコア24が固設さ
れている。コア24は、駆動コイル22および検知コイル23
内に変位可能に遊挿され、駆動コイル22により付勢され
てプランジャ17とともに変位し、また、その変位で検知
コイル23内に遊挿する部分の長さ（係合長さ）が変化し
て検知コイル23のインダクタンスを変える。このコア24
には図中左方の端面にリテーナ25が固設され、このリテ
ーナ25とケース12aの端板21bとの間にプランジャ17を外
挿して第２のリターンスプリング26が縮設されている。
この第２のリターンスプリング26は、周知のコイルスプ
リングから成り、プランジャ17をコントロールラック15
から離隔する図中右方へ付勢する。また、コア24とプラ
ンジャ17はそれぞれ軸受40,41にてケース12aに摺動自在
に支承されており、さらにコア24には、軸受40,41を介
して図中左方へ入り込んだ潤滑油を逃がすための一本の
オイル通路24aが下側部分に形成されている。
に、ケース12aが円筒部材21aの両端開口を端板21b,21c
で閉止して成り、プランジャ１が端板21bを摺動自在に
貫通してコントロールラック15に向かって突出し、ケー
ス12a内にプランジャ17の周囲で駆動コイル22と検知コ
イル23と配設されている。端板21cにはプランジャ17と
同芯状にボルト（調整用コア）29が螺合し、ボルト29は
ケース12a内に突出して検知コイル23内に遊挿してい
る。このボルト29は、検知コイル23内に遊挿する部分の
長さ（係合長さ）に応じて検知コイル23のインダクタン
スを変え、ロックナット29aでケース12aに締結される。
プランジャ17は、コントロールラック15側の一方の端部
に取付孔17aが形成されて取付孔17aに連結部材30が係止
し、また、ケース12a内で他方の端部にコア24が固設さ
れている。コア24は、駆動コイル22および検知コイル23
内に変位可能に遊挿され、駆動コイル22により付勢され
てプランジャ17とともに変位し、また、その変位で検知
コイル23内に遊挿する部分の長さ（係合長さ）が変化し
て検知コイル23のインダクタンスを変える。このコア24
には図中左方の端面にリテーナ25が固設され、このリテ
ーナ25とケース12aの端板21bとの間にプランジャ17を外
挿して第２のリターンスプリング26が縮設されている。
この第２のリターンスプリング26は、周知のコイルスプ
リングから成り、プランジャ17をコントロールラック15
から離隔する図中右方へ付勢する。また、コア24とプラ
ンジャ17はそれぞれ軸受40,41にてケース12aに摺動自在
に支承されており、さらにコア24には、軸受40,41を介
して図中左方へ入り込んだ潤滑油を逃がすための一本の
オイル通路24aが下側部分に形成されている。
駆動コイル22および検知コイル23はケース12a内にプ
ランジャ17の長手方向に仕切板21dでプランジャ17の変
位方向に隔別されて同芯状に配設され、駆動コイル22は
ハーネス22aによって図外のPWM駆動回路と接続され、検
知コイル23はハーネス23aによって検知回路19と接続さ
れている。前述したように、駆動コイル22は通電される
電流値に応じた付勢力でコア24を付勢し、検知コイル23
はコア24の変位にともなう係合長さの変化でインダクタ
ンスが変化する。検知回路19は、第２図に明示されるよ
うに、抵抗R1,R2,R3、コンデンサC1,C2,C3、トランジス
タTRおよび周波数電圧変換器（F/V変換器）27を有す
る。抵抗R1,R2,R3、コンデンサC1,C2,C3およびトランジ
スタTRは検知コイル23とともにコルピッツ型発振器（LC
発振器）28を構成し、このコルピッツ型発振器28は検知
コイル23のインダクタンスに応じた周波数の信号を出力
する。F/V変換器17は、コルピッツ型発振器28が出力す
る信号を周波数に応じた電位の信号に変換して図外の噴
射量制御装置に出力する。
ランジャ17の長手方向に仕切板21dでプランジャ17の変
位方向に隔別されて同芯状に配設され、駆動コイル22は
ハーネス22aによって図外のPWM駆動回路と接続され、検
知コイル23はハーネス23aによって検知回路19と接続さ
れている。前述したように、駆動コイル22は通電される
電流値に応じた付勢力でコア24を付勢し、検知コイル23
はコア24の変位にともなう係合長さの変化でインダクタ
ンスが変化する。検知回路19は、第２図に明示されるよ
うに、抵抗R1,R2,R3、コンデンサC1,C2,C3、トランジス
タTRおよび周波数電圧変換器（F/V変換器）27を有す
る。抵抗R1,R2,R3、コンデンサC1,C2,C3およびトランジ
スタTRは検知コイル23とともにコルピッツ型発振器（LC
発振器）28を構成し、このコルピッツ型発振器28は検知
コイル23のインダクタンスに応じた周波数の信号を出力
する。F/V変換器17は、コルピッツ型発振器28が出力す
る信号を周波数に応じた電位の信号に変換して図外の噴
射量制御装置に出力する。
なお、述べるまでも無いが、LC発振器28はコルピッツ
型に限定されるものでは無い。
型に限定されるものでは無い。
この実施例の燃料噴射装置にあっては、図示しないセ
ンサでエンジンの運転状態を検出し、電磁アクチュエー
タ12は駆動コイル22に運転状態に応じたパルス幅の直流
電流が通電されて駆動コイル22によりコア24が付勢さ
れ、この駆動コイル22の付勢力でプランジャ17が変位し
て噴射ポンプ11のコントロールラック15を駆動する。ま
た、このプランジャ17の変位にともなうコア24の変位で
検知コイル23のインダクタンスが変化してLC発振器28の
発振周波数も変化し、F/V変換器27がLC発振器28の発振
周波数に応じた電位の信号を出力し、この信号に応じて
プランジャ17の移動量を帰還制御する。
ンサでエンジンの運転状態を検出し、電磁アクチュエー
タ12は駆動コイル22に運転状態に応じたパルス幅の直流
電流が通電されて駆動コイル22によりコア24が付勢さ
れ、この駆動コイル22の付勢力でプランジャ17が変位し
て噴射ポンプ11のコントロールラック15を駆動する。ま
た、このプランジャ17の変位にともなうコア24の変位で
検知コイル23のインダクタンスが変化してLC発振器28の
発振周波数も変化し、F/V変換器27がLC発振器28の発振
周波数に応じた電位の信号を出力し、この信号に応じて
プランジャ17の移動量を帰還制御する。
ここで、この燃料噴射装置にあっては、駆動コイル22
に直流電流を通電し、プランジャ17の変位は検知コイル
23をＬ要素とするLC発振器28の発振出力をF/V変換器27
で発振周波数に応じた電位の電圧信号に変換して検出す
る。このため、検知コイル23と駆動コイル22とを近接し
て配置しても駆動コイル22の漏洩磁束の影響を受けるこ
と無く検出でき、検出精度を低下させること無く小型化
が図れる。また、検知コイル23のインダクタンスはコア
24の係合長さに対して二条曲線的変化特性を有し、LC発
振器28は発振周波数が検知コイル23のインダクタンスの
平方根に逆比例する出力特性を有するため、F/V変換器2
7の出力信号はコア24の変位に対して略比例特性を得ら
れる。
に直流電流を通電し、プランジャ17の変位は検知コイル
23をＬ要素とするLC発振器28の発振出力をF/V変換器27
で発振周波数に応じた電位の電圧信号に変換して検出す
る。このため、検知コイル23と駆動コイル22とを近接し
て配置しても駆動コイル22の漏洩磁束の影響を受けるこ
と無く検出でき、検出精度を低下させること無く小型化
が図れる。また、検知コイル23のインダクタンスはコア
24の係合長さに対して二条曲線的変化特性を有し、LC発
振器28は発振周波数が検知コイル23のインダクタンスの
平方根に逆比例する出力特性を有するため、F/V変換器2
7の出力信号はコア24の変位に対して略比例特性を得ら
れる。
一方、この燃料噴射装置にあっては、ボルト29をドラ
イバ等の工具を用いて回転させるとボルト29がプランジ
ャ17の変位方向に進退して検知コイル23の内側への挿入
量が変化し、これによって検知コイル23のインダクタン
スを変化させることができる。このため、プランジャ17
の基準位置におけるLC発振器28の発振周波数の発振周波
数の微調整、すなわちF/V変換器27の出力微調整も特別
の電気回路を付加すること無く容易に行なえる。そし
て、この調整作業においてはボルト29の操作以外は全て
非接触であるため調整作業は簡単でありかつ調整後も高
い信頼性を維持できる。
イバ等の工具を用いて回転させるとボルト29がプランジ
ャ17の変位方向に進退して検知コイル23の内側への挿入
量が変化し、これによって検知コイル23のインダクタン
スを変化させることができる。このため、プランジャ17
の基準位置におけるLC発振器28の発振周波数の発振周波
数の微調整、すなわちF/V変換器27の出力微調整も特別
の電気回路を付加すること無く容易に行なえる。そし
て、この調整作業においてはボルト29の操作以外は全て
非接触であるため調整作業は簡単でありかつ調整後も高
い信頼性を維持できる。
（発明の効果） 以上説明したように、この発明にかかる電磁アクチュ
エータによれば、プランジャの変位に応じてインダクタ
ンスが変化する検知コイルを設け、この検知コイルをＬ
要素とするLC発振器の発振周波数をF/V変換器で発振周
波数に応じた電位の電圧信号に変換してプランジャの変
位を検出するため、検知コイルと駆動コイルとを近接し
て配置でき、その小型化が図れる。
エータによれば、プランジャの変位に応じてインダクタ
ンスが変化する検知コイルを設け、この検知コイルをＬ
要素とするLC発振器の発振周波数をF/V変換器で発振周
波数に応じた電位の電圧信号に変換してプランジャの変
位を検出するため、検知コイルと駆動コイルとを近接し
て配置でき、その小型化が図れる。
そして、この電磁アクチュエータの位置検出信号の微
調整は、位置を検出するための検知コイルの磁気回路を
そのまま利用することに着目してケースに位置調節可能
に調整用コアを設け、この調整用コアの検知コイルに対
する位置調節でLC発振器の発振周波数を変えてF/V変換
器の出力調整を行うことができるため、構造がシンプル
となり、また非接触で出力調整を行なえるため調整作業
が簡単であり、かつ調整後も高い信頼性を維持できる。
調整は、位置を検出するための検知コイルの磁気回路を
そのまま利用することに着目してケースに位置調節可能
に調整用コアを設け、この調整用コアの検知コイルに対
する位置調節でLC発振器の発振周波数を変えてF/V変換
器の出力調整を行うことができるため、構造がシンプル
となり、また非接触で出力調整を行なえるため調整作業
が簡単であり、かつ調整後も高い信頼性を維持できる。
第１図および第２図はこの発明の一実施例にかかる電磁
アクチュエータを示し、第１図が燃料噴射装置に組み込
んだ状態の断面図、第２図が一部の電気回路とともに示
す拡大断面図である。 12……電磁アクチュエータ 22……駆動コイル、23……検知コイル 24……コア 27……周波数電圧変換器（F/V変換器） 28……コルピッツ型発振器（LC発振器） 29……ボルト（調整用コア） 29a……ロックナット
アクチュエータを示し、第１図が燃料噴射装置に組み込
んだ状態の断面図、第２図が一部の電気回路とともに示
す拡大断面図である。 12……電磁アクチュエータ 22……駆動コイル、23……検知コイル 24……コア 27……周波数電圧変換器（F/V変換器） 28……コルピッツ型発振器（LC発振器） 29……ボルト（調整用コア） 29a……ロックナット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−207251（ＪＰ，Ａ) 特公 平１−25305（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02K 33/00 - 33/18
Claims (1)
- 【請求項１】ケースに固設された駆動コイルと、 ケースに変位可能に支持され前記駆動コイルの磁力で駆
動されるプランジャと、 ケースの前記プランジャの変位方向一側に設けられ内部
に前記プランジャが遊挿して該プランジャの変位に応じ
てインダクタンスが変化する検知コイルと、 ケースの検知コイル側の端部にプランジャの変位方向の
位置調節可能に設けられ位置に応じて検知コイルのイン
ダクタンスを変更する調整用コアと、 検知コイルを少くなくとも一部のインダクタンス要素と
して構成されるLC発振器と、 該LC発振器の発振出力を発振周波数に応じた動作位置検
出信号に変換するF/V変換器と、 を備えることを特徴とする電磁アクチュエータ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP212490A JP2774631B2 (ja) | 1990-01-09 | 1990-01-09 | 電磁アクチュエータ |
| US07/638,789 US5172298A (en) | 1990-01-09 | 1991-01-08 | Electromagnetic actuator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP212490A JP2774631B2 (ja) | 1990-01-09 | 1990-01-09 | 電磁アクチュエータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03207252A JPH03207252A (ja) | 1991-09-10 |
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