JPH0534014Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電磁力により移動する可動体を分割
して該可動体に作用する略直交方向の力が一方に
のみ作用するようにした電磁アクチユエータに係
り、例えば自動車等内燃機関の機械駆動式過給機
をバイパスして過給圧を制御するバイパス弁を強
制的に聞かせる装置に適用して好適な電磁アクチ
ユエータに関する。

（従来の技術） 近時、電子機器、例えばマイクロコンピユータ
の発達に伴い物理量を高い精度で制御することが
行われており、このような制御には物理量を操作
する電磁アクチユエータが用いられる。

従来この種の電磁アクチユエータとしては、例
えば内燃機関の過給圧制御装置に適用された特開
昭59−60029号公報に記載のものがあり、第６図
のように示される。同図において、１は図示され
ない機械駆動式過給機をバイパスするバイパス通
路であり、バイパス通路１にはバイパス量を制御
するバイパス弁２が配設される。バイパス弁２に
は対向するダイヤフラムアクチユエータ３，４に
連結された各ロツド５，６の直線運動がリンク機
構７により回転運動に変換されて伝達され、バイ
パス弁２の開度が制御される。ロツド６の直線運
動は電磁アクチユエータ８の可動体９が突出する
と規制され、バイパス弁２の最小開度が所定値以
上に保持される。すなわち、可動体９はスプリン
グ１０によつて図中上方向に付勢されており、ソ
レノイド１１に通電されないときはスプリング１
０の付勢力により可動体９が突出する。これによ
り、可動体９の先端部がロツド６に形成された孔
１２に挿入され、ロツド６の移動方向に抗して直
交する方向からロツド６の直線運動を規制してバ
イパス弁２の最小開度を保持している。また、ソ
レノイド１１に通電されると可動体９がロツド６
から後退するのでロツド６の直線運動は規制され
ず、これによりバイパス弁２を全閉にすることを
可能にしている。なお、１１ａはソレノイド１１
の内部に収納された鋭心、１３はハウジングであ
る。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の電磁アクチユ
エータにあつては、可動体９が突出してロツド６
の直線運動を規制する場合、可動体９の移動方向
に対して直交する方向の荷重（以下、横荷重とい
う）が可動体９を介してソレノイド１１に作用す
るため、ソレノイド１１の信頼性を低下させると
いう問題点があつた。すなわち、ソレノイド１１
は電磁力を発生させて可動体９を吸引するもので
あり、電磁力により発生する軸方向の力に対して
は十分な耐久性を有しているものの、外力、特
に、横荷重には比較的弱い。したがつて、場合に
よつては、ソレノイド１１が変形して可動体９が
ロツクしたり、ソレノイド１１のコイルが断線す
ることも考えられる。

このような不具合は電磁アクチユエータを適用
した装置の信頼性を低下させるものであり、改善
されることが望ましい。

（考案の目的） そこで本考案は、可動体を２つに分割し、第１
の可動片と第２の可動片を緩やかに係合させるこ
とにより、可動体に作用する軸方向と直交する方
向の力を第１の可動片にのみ作用させて、第２の
可動片に作用させないようにして耐久性を高め、
電磁アクチユエータの信頼性を向上させることを
目的としている。

（問題点を解決するための手段） 本考案による電磁アクチユエータは上記目的達
成のため、移動して所定の物理的作用を行う移動
部材の近傍に配設され、該移動部材の移動方向に
対してほぼ直交する方向に電磁力によつて可動体
を突出、後退させて移動部材の移動を直交する方
向から規制する電磁アクチユエータにおいて、前
記可動体を第１可動片と、第２可動片に分割して
構成し、第１の可動片はその先端側がハウジング
に移動自在に支持されて移動部材に係合可能であ
り、そこ基端側がハウジングの内部に摺動可能に
支持されて第２の可動片に所定の遊びをもつて緩
やかに係合し、第２の可動片あるいは第１の可動
片のうち少なくとも一方を移動部材に接近する方
向に付勢する弾性部材を設け、第２の可動片はソ
レノイドの電磁力を受けると弾性部材の付勢力に
抗して前記移動部材から離反する方向に吸引され
て、第１の可動片を移動部材から後退させるよう
にしている。

（作用） 本考案では、可動体が２つの可動片により分割
して構成されるとともに、移動部材の移動を規制
する第１の可動片と電磁力を受けて移動する第２
の可動片とが緩やかに係合する。したがつて、可
動体に作用する軸方向と直交する方向の力が第１
の可動片にのみ作用して、第２の可動片に作用す
ることが防止される。その結果、第２の可動片に
は電磁力のみが作用することとなつてその耐久性
が高まり、電磁アクチユエータの信頼性が向上す
る。

（実施例） 以下、本考案を図面に基づいて説明する。

第１図〜第３図は本考案に係る電磁アクチユエ
ータの第１実施例を示す図であり、内燃機関の過
給圧制御装置に適用した例を示している。

まず、構成を説明する。第１図において、２１
はエンジンであり、吸入空気はエアクリーナ２２
から吸気通路２３を通り、絞弁２４により流量が
制御されて各気筒に供給され、燃料はインジエク
タ（図示略）により噴射される。気筒内の混合気
は所定の点火タイミングで着火、爆発し、排気と
なつて排出される。

吸気通路２３にはルーツポンプ式の過給機２５
が配設されており、過給機２５は２つのまゆ型ロ
ータ２６の回転により吸気を過給する。過給機２
５にはクランクプーリ２７からの動力がベルト２
８を介して伝達される。また、吸気通路２３には
過給機２５をバイパスするバイパス通路２９が併
設されており、バイパス通路２９にはバイパス弁
３０が設けられる。バイパス弁３０は直線運動を
回転運動に変換するリンク機構３１を介して対向
する一対のダイヤフラムアクチユエータ３２，３
３に連結され、ダイヤフラムアクチユエータ３
２，３３はリンク機構３１を介してバイパス弁３
０を開閉駆動する。各ダイヤフラムアクチユエー
タ３２，３３の構成は略同一であり、それぞれ作
動室３４，３５を画成するダイヤフラム３６，３
７、リターンスプリング３８，３９および同軸上
に連結され金属製パイプからなるロツド４０，４
１から構成され、各作動室３４，３５にはそれぞ
れ通路４２，４３を介して絞弁２４の前後の圧力
P_A，P_Bが導かれる。そして、これらのダイヤフ
ラムアクチユエータ３２，３３は圧力P_A，P_Bに
応動してロツド４０，４１を図中左右方向に移動
させバイパス弁３０を駆動する。例えば、作動室
圧力P_Bが大きな負圧になると、リターンスプリ
ング３９に抗してダイヤフラム３７が図中右方向
に引かれ、バイパス弁３０が時計方向に回動して
バイパス通路１９を開く。また、作動室圧力P_A
が大気圧よりも高くなつた場合はリターンスプリ
ング３８に抗してダイヤフラム３６が図中右方に
押されて同様にバイパス通路２９が開く。すなわ
ち、２つのダイヤフラムアクチユエータ３２，３
３は連動構成され、作動室間の差圧（P_A−P_B）
に応じてバイパス弁３０の開度を制御する。ダイ
ヤフラムアクチユエータ３２，３３の側方には電
磁アクチユエータ４４が設けられ、電磁アクチユ
エータ４４はコントロールユニツト４５により通
電が遮断されるとロツド４１のストローク量を規
制する。

ここで、本実施例では電磁アクチユエータ４４
の構造にその特徴があり、以下にこれを詳述す
る。第２図は電磁アクチユエータ４４近傍の要部
構成図であり、第１図と同一の部材には同一符号
を付してある。同図において、電磁アクチユエー
タ４４は可動体５１を有しており、可動体５１は
第１の可動片５２および第２の可動片５３に分割
して構成される。第１の可動片５２はその先端側
がロツド状に形成されるとともに、ハウジング５
４に移動自在に支持されてその軸方向の移動が可
能である一方、その基端側がハウジング５４の内
部に摺動可能に支持され、さらに、第１の可動片
５２はスプリング（弾性部材）５５により図中上
方に付勢されている。なお、第１の可動片５２お
よび第２の可動片５３は鉄を素材とし、ハウジン
グ５４は各可動片５２，５３よりも柔らかい材質
の素材で形成される。第２の可動片５３は第１の
可動片５２に対して所定の遊びを持つて緩やかに
係合し、両者は軸方向には一体となつて移動する
が、軸方向と略直交する方向には共に遊動可能と
なる（横方向にずれることができる）。第２の可
動片５３の近傍には第２の可動片５３と同軸上に
ソレノイド５６が設けられ、ソレノイド５６はハ
ウジング５４に収納、固着される。ソレノイド５
６は、例えばエナメル線を非磁性体の合成樹脂又
はプラスチツクの筒に巻き付けることによつて構
成されており、ソレノイド５６の中心部には円筒
状の空間が画成され、この中には鉄心５６ａが収
納されている。鉄心５６ａはソレノイド５６に電
流を流すことにより磁力を発生する。可動体５１
はソレノイド５６に通電されるとハウジング５４
内に収納され、非通電時はスプリング５５の付勢
力によりハウジング５４から突出し、ロツド４１
に形成された孔５７に挿入される。孔５７は長円
形に形成され、スプリング５５が挿入されたとき
第３図ａに示すバイパス弁３０の全開から第３図
ｂに示す所定の最小開度に対応するロツド４１の
ストロークを可能にしている。なお、リンク機構
３１近傍の各部材の詳細は次の通りである。すな
わち、ダイヤフラムアクチユエータ３２，３３を
画成するハウジング３２ａ，３３ａは何れも金属
製であり、これらのハウジング３２ａ，３３ａは
金属製のブラケツト５８にそれぞれナツト５９，
６０により対向して固定される。ブラケツト５８
はボルト６１によりバイパス通路２９の管壁に固
定され、バイパス通路２９は鋳物により形成され
る。また、バイパス通路２９のバイパス弁３０は
金属製の弁軸３０ａに固定され、弁軸３０ａには
金属製のレバー６２が合成樹脂製のスペーサ６３
を挟んでワツシヤ６４，ナツト６５の軸付けによ
り固定される。レバー６２には金属製のエルボー
６６が固着され、エルボー６６にロツド４０，４
１が連結される。

次に、作用を説明する。

過給圧の制御は絞弁２４の前後の圧力P_A、P_B
の圧力差に応じて行われており、圧力差が小さい
ときはバイパス弁３０の開度が小さくなり、バイ
パス空気量が減少して大きな過給圧が発生する。
また、圧力差が大きいときはバイパス弁３０の開
度が大きくなり、小さな過給圧が発生する。

ここで、本実施例では電磁アクチユエータ４４
の非通電時における作用にその特徴があり、以下
にこれを詳述する。電磁アクチユエータ４４の非
通電時は可動体５１がスプリング５５の付勢力に
よりハウジング５４から突出し、孔５７内に挿入
される。いま、ロツド４１が第２図中右方向に移
動するとバイパス弁３０の開度は徐々に小さくな
るが、第１の可動片５２の先端部が孔５７のダイ
ヤフラムアクチユエータ３２側の側面に当接する
のでバイパス弁３０が全閉となることはなく、所
定の最小開度に保持される。このとき、第１の可
動片５２には横荷重が加わるが、この力はハウジ
ング５４によつて支えられ、第２の可動片５３に
は伝達されない。すなわち、第１の可動片５２は
ハウジング５４によつて移動自在に支持されてお
り、第１の可動片５２と第２の可動片５３とは所
定の遊びを持つて緩やかに係合していることか
ら、第１の可動片５２に加わつた横荷重は第２の
可動片５３に作用することなくハウジング５４に
よつてのみ支えられる。第４図は上記の横荷重が
加わつた場合の動作図を示しており、この図から
も明らかであるように横荷重が加わるとこれが第
１の可動片５２のみに作用して第１の可動片５２
がハウジング５４の軸線Ｘ−X′に対して偏心し、
軸線Ｙ−Y′のようにわずかだが外れたものとな
る。このため、ハウジング５４については記号
ａ，ｂ，ｃで示す部分が摺動により削り取られる
ような状態になることが予想される。しかし、そ
の影響は第２の可動片５３までは及ばず図中ｄで
囲んだ部分についてはソレノイド５６と摺接する
ことがない。因に、第５図は同様の横荷重が加わ
つた場合の従来例を示すもので、図中ｄで囲んだ
部分において可動体９がソレノイド１１のケース
と摺接し、この箇所が削り取られて変形してい
る。

したがつて、本実施例では第２の可動片５３に
はソレノイド５６の発生する電磁力によつて軸方
向の力のみが加わることとなり、第２の可動片５
３やソレノイド５６が横荷重によつて変形してロ
ツクしたり、ソレノイド５６が断線することがな
い。その結果、可動体５１やソレノイド５６の耐
久性が高まり電磁アクチユエータ４４の信頼性を
大幅に向上させることができ、過給圧制御装置の
信頼性を向上させることができる。

以上の第１実施例ではロツド４１の直線運動を
規制したが、次に、回転運動を規制する場合につ
いて説明する。

第６，７図は本考案に係る電磁アクチユエータ
の第２実施例を示す図であり、第１実施例と同一
構成部材には同一符号を付し、その説明を省略す
る。第６図において、７１はバイパス弁３０に連
結されたリンク機構であり、リンク機構７１はレ
バー７２およびエルボー７３により構成される。
レバー７２には第７図に示すようにバイパス弁３
０の回動軸を中心にして周方向に長い孔７４が形
成され、孔７４には電磁アクチユエータ４４のソ
レノイド５６の非通電時に可動体５１の先端部が
挿入される。なお、第７図では、電磁アクチユエ
ータ４４を取りはずした状態を示し、説明の都合
上第１の可動片５２の位置のみ示してある。ま
た、各部の詳細については略第１実施例と同様で
あり、７５はスペーサ、７６はワツシヤ、７７は
ナツトである。孔７４は可動体５１が挿入された
とき、バイパス弁３０が全開から所定の最小開度
に対応する位置まで回動可能に形成されており、
ピン７３はダイヤフラムアクチユエータ３２，３
３の各ロツド４０，４１の先端部と連結される。
これにより、ロツド４０，４１の移動に伴つてバ
イパス弁３０が開閉するが、ソレノイド５６の非
通電時は可動体５１がハウジング５４から突出し
て孔７４に挿入されるので、レバー７２の回動角
度が規制され、バイパス弁３０が全閉とならずに
所定の最小開度が保持される。このとき、可動体
５１には横荷重が加わるが、第１実施例と同様に
して第１の可動片５２およびハウジング５４によ
り支えられる。すなわち、第２の可動片５３には
横荷重が作用することがないので、第１実施例と
同様の効果を得ることができる。

なお、以上の第１、第２の各実施例では電磁ア
クチユエータを過給圧制御装置に適用した場合を
示したが、本考案の適用はこれに限られるもので
はない。要は、電磁アクチユエータの可動体に横
荷重が加わるような場合であればどのような場合
であつても良く、広い分野に亘る適用が可能であ
る。

（効果） 本考案によれば、可動体を２つの可動片により
分割して構成するとともに、移動部材の移動を規
制する第１の可動片と電磁力を受けて移動する第
２の可動片とを緩やかに係合させているので、可
動体に作用する軸方向と直交する方向の力を第１
の可動片にのみ作用させて第２の可動片に作用す
る過渡の荷重を抑制することができる。その結
果、可動体やソレノイドの耐久性を高めて、電磁
アクチユエータの信頼性を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本考案に係る電磁アクチユエータ
を過給圧制御装置に適用した場合の第１実施例を
示す図であり、第１図はその全体構成図、第２図
はその要部断面図、第３図はその可動体と孔の位
置関係を示す図、第４図はその作用を説明するた
めの電磁アクチユエータの要部断面図、第５図は
従来の作用を説明するための電磁アクチユエータ
の要部断面図、第６，７図は本考案に係る電磁ア
クチユエータを過給圧制御装置に適用した場合の
第２実施例を示す図であり、第６図はその要部断
面図、第７図はその可動体と孔の位置関係を示す
図、第８図は従来の電磁アクチユエータを過給圧
制御装置に適用した場合を示すその要部断面図で
ある。 ４４……電磁アクチユエータ、５１……可動
体、５２……第１の可動片、５３……第２の可動
片、５５……スプリング（弾性部材）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 移動して所定の物理的作用を行う移動部材の近
   傍に配設され、該移動部材の移動方向に対してほ
   ぼ直交する方向に電磁力によつて可動体を突出、
   後退させて移動部材の移動を直交する方向から規
   制する電磁アクチユエータにおいて、前記可動体
   を第１の可動片と、第２の可動片に分割して構成
   し、第１の可動片はその先端側がハウジングに移
   動自在に支持されて移動部材に係合可能であり、
   その基端側がハウジングの内部に摺動可能に支持
   されて第２の可動片に所定の遊びをもつて緩やか
   に係合し、第２の可動片あるいは第１の可動片の
   うち少なくとも一方を移動部材に接近する方向に
   付勢する弾性部材を設け、第２の可動片はソレノ
   イドの電磁力を受けると弾性部材の付勢力に抗し
   て前記移動部材から離反する方向に吸引されて、
   第１の可動片を移動部材から後退させるようにし
   たことを特徴とする電磁アクチユエータ。