电磁致动器的制造方法与工艺

本公开涉及一种应用于内燃机的阀提升调整装置的电磁致动器。电磁致动器移动控制销以与接合凹槽接合，由此切换滑动件的位置。

背景技术：
传统上，已知阀提升调整装置能够切换滑动件的位置，滑动件随凸轮轴一起旋转并相对于凸轮轴沿轴向移动。阀提升调整装置调整内燃机的进气阀或排气阀的提升量。为了切换滑动件的位置，采用电磁致动器。电磁致动器根据滑动件的移动方向选择地移动两个控制销之一，以使控制销的末端与形成在滑动件中的接合凹槽接合。例如，DE-102009015486(A1)显示：电磁致动器具有两个控制销，并且永磁体分别设置到每个控制销的底端。永磁体的极性沿控制销的移动方向彼此相反。当线圈被通电以产生磁场时，在一个永磁体中产生排斥力，并且在另一永磁体中产生吸引力。具有产生排斥力的永磁体的控制销移动。当线圈的通电方向改变时，磁场的磁通量方向变为相反，从而另一控制销移动。在上述电磁致动器中，通过线圈和永磁体产生的电磁力移动控制销。然而，为了产生足够的排斥力以提高控制销的响应的速度，需要使线圈和永磁体的尺寸更大。此外，由于永磁体随控制销一起移动，所以如果使永磁体的尺寸更大，则移动元件的重量增加。需要线圈产生更大的电磁力。

技术实现要素：
本公开的目的在于提供一种能够提高控制销的响应的速度的电磁致动器。根据本公开，一种电磁致动器被应用于调整内燃机的进气阀或排气阀的提升量的阀提升调整装置。电磁致动器包括滑动件，滑动件随着阀提升调整装置的凸轮轴一起旋转。滑动件相对于凸轮轴轴向地移动，并限定接合凹槽。电磁致动器包括相对于接合凹槽对齐的第一控制销和第二控制销。控制销之一用作能够与接合凹槽接合的操作控制销。由软磁材料制成的第一柱塞连接到第一控制销。由软磁材料制成的第二柱塞连接到第二控制销。第一永磁体以这种方式布置在第一柱塞上，即它的磁极平行于第一柱塞和第二柱塞的移动方向。第一永磁体沿后退方向吸引第一柱塞，沿后退方向，第一柱塞的末端部分与接合凹槽分离。第二永磁体以这种方式布置在第二柱塞上，即它的磁极平行于各柱塞的移动方向并与第一永磁体的磁极方向相反。第二永磁体沿后退方向吸引第二柱塞，沿后退方向，第二柱塞的末端部分与接合凹槽分离。电磁致动器还包括线圈，线圈产生线圈磁通量，该线圈磁通量的方向与由选择的第一永磁体和第二永磁体之一产生的磁力相反，从而由选择的一个永磁体产生的磁性吸引力减小。电磁致动器还包括第一弹簧和第二弹簧，第一弹簧和第二弹簧分别沿前进方向偏置第一控制销和第二控制销，沿前进方向，第一控制销和第二控制销朝着接合凹槽移动。线圈沿第一方向或者沿第二方向交替通电，从而产生的线圈磁通量的方向在两个方向之间切换。附图说明通过下面参照附图进行的详细描述，本公开的以上和其它目的、特征和优点将会变得更加清楚。在附图中：图1是显示根据第一实施例的具有电磁致动器的阀提升调整装置的示图，其中阀提升状况开始从小提升状况转变为大提升状况；图2是沿图1中的线II-II获得的剖视图；图3是显示根据第一实施例的具有电磁致动器的阀提升调整装置的示图，其中阀提升状况正在从小提升状况转变为大提升状况；图4是沿图3中的线IV-IV获得的剖视图；图5是显示根据第一实施例的具有电磁致动器的阀提升调整装置的示图，其中阀提升状况开始从大提升状况转变为小提升状况；图6是沿图5中的线VI-VI获得的剖视图；图7是根据第一实施例的断电的电磁致动器的剖视图；图8是沿图7中的线VIII-VIII获得的剖视图；图9是沿图7中的线IX-IX获得的剖视图；图10是根据第一实施例的沿第一方向通电的电磁致动器的剖视图；图11是根据第一实施例的沿第二方向通电的电磁致动器的剖视图；图12是显示根据第一实施例的电磁致动器的基本部分的放大剖视图；图13是显示根据第一实施例的当电磁致动器启动时的磁力的变化的特性图；图14是根据第二实施例的沿第二方向通电的电磁致动器的剖视图；图15是沿图14中的线XV-XV获得的剖视图；图16是显示根据第二实施例的电磁致动器的基本部分的放大剖视图；图17是显示根据第三实施例的具有电磁致动器的阀提升调整装置的示图，其中阀提升状况开始从小提升状况转变为大提升状况；图18是显示根据第三实施例的具有电磁致动器的阀提升调整装置的示图，其中阀提升状况开始从大提升状况转变为小提升状况；图19是根据第三实施例的断电的电磁致动器的剖视图；图20是沿图19中的线XX-XX获得的剖视图；图21是根据第四实施例的断电的电磁致动器的剖视图；和图22是显示检测器根据操作控制销的位置检测的电压的时序图。具体实施方式以下，将描述本发明的实施例。[第一实施例]根据第一实施例，电磁致动器被应用于调整内燃机的进气阀的提升量的阀提升调整装置。参照图1至6，以下将描述阀提升调整装置的结构。阀提升调整装置10通过设置到随凸轮轴11一起旋转的滑动件21的凸轮来调整进气阀91、92的提升量。进气阀91、92通过辊31、32和摇臂33、34彼此链接。凸轮轴11以这种方式连接到曲轴，即它们一起旋转。凸轮轴11沿方向“R”旋转，如图1中所示。如图2、4和6中所示，凸轮轴11具有花键外齿，滑动件21与花键外齿接合。滑动件21随凸轮轴11一起旋转，并相对于凸轮轴11沿轴向移动。也就是说，滑动件21能够在固定在凸轮轴11上的两个滑动限制器12、22之间沿轴向移动。切换部分20、小提升凸轮18、28以及大提升凸轮19、29一体地形成在滑动件21的两端。切换部分20切换滑动件21相对于凸轮轴11的轴向位置。切换部分20具有对称地形成的第一接合凹槽14和第二接合凹槽24。第一接合凹槽14包括前段15、移位部分16和后段17。第二接合凹槽24包括前段25、移位部分26和后段27。第一接合凹槽14的后段17和第二接合凹槽24的后段27彼此交叠，从而第一接合凹槽14和第二接合凹槽24成形为像是字母“Y”。第一接合凹槽14的前段15和后段17沿相对于轴线的垂直方向延伸。此外，如图2中所示，前段15的齿深度沿旋转方向“R”变得更浅。如图6中所示，后段17的齿深度沿逆旋转方向变浅。移位部分16相对于轴向方向倾斜以连接前段15和后段17。第二接合凹槽24具有与第一接合凹槽14相同的结构。应用于阀提升调整装置10的电磁致动器40具有第一控制销601和第二控制销602，第一控制销601和第二控制销602分别对应于第一接合凹槽14和第二接合凹槽24。当电磁致动器40与凸轮轴11的旋转同步地使第一控制销601前进并使第一控制销601与第一接合凹槽14接合时，滑动件21随着凸轮轴11的旋转而朝着第一滑动限制器12移动。同时，当电磁致动器40与凸轮轴11的旋转同步地使第二控制销602前进并使第二控制销602与第二接合凹槽24接合时，滑动件21随着凸轮轴11的旋转而朝着第二滑动限制器22移动。稍后将详细描述以上操作。第一小提升凸轮18和第一大提升凸轮19被相邻地布置在滑动件21和切换部分20之间。如图2中所示，第一小提升凸轮18和第一大提升凸轮19相对于参考圆向外偏心。第一大提升凸轮19的偏心量大于第一小提升凸轮18的偏心量。第二小提升凸轮28和第二大提升凸轮29被相邻地布置在滑动件21的右端。第二小提升凸轮28和第二大提升凸轮29沿与第一小提升凸轮18和第一大提升凸轮19相反大约180度的方向偏心。辊31、32和摇臂33、34分别对应于第一小提升凸轮18和第二小提升凸轮28，并接触第一和第二小提升凸轮18、29的偏心部分的外表面，由此凸轮轴11的旋转运动被转换成进气阀91、92的往复运动。辊31、32布置在第一小提升凸轮18和第二小提升凸轮28、第一大提升凸轮19和第二大提升凸轮29与摇臂33、34之间。摇臂33、34的一端接触气门间隙调整器35、36中的每一个，并且摇臂33、34的另一端接触进气阀91、92中的每一个。摇臂33、34以这种方式摇摆，即靠近进气阀91、92或者离开进气阀91、92。应该注意的是，与摇臂33对应的气门间隙调整器35被表示在图2、4和6中。然而，与摇臂34对应的气门间隙调整器36未被示出。参照图1至6，以下将描述阀提升调整装置10的操作。如图1和2中所示，当滑动件21靠近第一滑动限制器22时，辊31接触第一小提升凸轮18的偏心部分的外表面以向下推挤摇臂33。设置到汽缸盖90的进气阀91被打开相对较小的提升量“L1”。辊32在偏离180度的角度位置接触第二小提升凸轮28的偏心部分的外表面，从而摇臂34被向下推挤。由此，进气阀92被打开提升量“L1”。阀提升调整装置10的上述状况被称为“小提升状况”。同时，当辊31接触第一大提升凸轮19的偏心部分的外表面时，这种状况被称为“大提升状况”。在小提升状况下，电磁致动器40的第一控制销601位于第一接合凹槽14的前段15的正上方。当从小提升状况转变为大提升状况时，电磁致动器40在凸轮轴11位于图1和图2中示出的位置时使第一控制销601前进以与第一接合凹槽14接合。当滑动件21在第一控制销601与第一接合凹槽14接合的状况下随凸轮轴11一起旋转时，第一控制销601接合的位置通过移位部分16从前段15移动到后段17。滑动件21朝着第一滑动限制器12移动，如图1中的箭头“X1”所示。当滑动件21从图1和2中示出的位置“P0”旋转90度时，凸轮18、19位于“P1”，如图3和4中的实线所示。当滑动件21从位置“P0”旋转180度和270度时，凸轮18、19位于“P2”、“P3”，如图4中的虚线所示。在从位置“P0”到位置“P3”的旋转范围内，由于辊31接触凸轮18、19的参考圆部分的外表面，所以进气阀91、92保持关闭。此外，在经过位置“P3”的旋转位置，后段17的齿深度变浅，并且后段17的底壁把电磁致动器40的第一控制销601向回推。如图5和6中所示，当滑动件21从位置“P0”到位置“P4”旋转360度时，辊31接触第一大提升凸轮19的偏心部分的外表面以向下推挤摇臂33。也就是说，阀提升调整装置10处于大提升状况。设置到汽缸盖90的进气阀91被打开相对较大的提升量“L2”。辊32在相对于辊31偏离180度的角度位置接触第二大提升凸轮29的偏心部分的外表面，从而摇臂34被向下推挤。由此，进气阀92被打开提升量“L2”。在大提升状况下，电磁致动器40的第二控制销602位于第二接合凹槽24的前段25的正上方。当从大提升状况转变为小提升状况时，电磁致动器40在凸轮轴11位于图5和图6中示出的位置时使第二控制销602前进以与第二接合凹槽24接合。当滑动件21在第二控制销602与第二接合凹槽24接合的状况下随凸轮轴11一起旋转时，第二控制销602接合的位置通过移位部分26从前段2移动到后段27。滑动件21朝着第二滑动限制器12移动，如图5中的箭头“X2”所示。如上所述，电磁致动器40与凸轮轴11的旋转同步地操作，由此阀提升调整装置10能够在提升量“L1”和提升量“L2”之间切换进气阀91、92的提升量。具体地讲，根据马达速度和马达负载调整阀提升量，马达的操作状况能够被合适地改善。参照图7至12，以下将描述电磁致动器的特定结构。电磁致动器40具有第一控制销601和第二控制销602。控制销601、602之一被选择地操作以用作“操作控制销”。控制销601、602的每个具有两个柱塞651、两个弹簧751、752、两个永磁体501、502和两个接合器551、552。第一控制销601和第二控制销602以及第一柱塞651和第二柱塞652对应于“移动元件”。第一控制销601和第一柱塞651在销轴“O1”上一体地连接，并在图7中示出的最远后退位置和图10中示出的最远前进位置之间往复运动。第二控制销602和第二柱塞652在销轴“O2”上一体地连接，并在图7中示出的最远后退位置和图11中示出的最远前进位置之间往复运动。最远后退位置被称为“零冲程”，并且最远前进位置被称为“全冲程”。相对于最远后退位置的控制销601、602的前进距离由“冲程(mm)”代表。在下面的描述中，“前进方向”和“前”代表图7和10至12中的向下方向，并且“后退方向”和“后”代表图7和10至12中的向上方向。此外，控制销601、602往复运动的方向被称为电磁致动器40的“轴向方向”，并且与电磁致动器40的轴向方向垂直地交叉的方向被称为“径向方向”。另外，电磁致动器40具有磁轭41、电极支架45、线圈47和针对控制销601、602的套筒70。磁轭41、电极支架45、线圈47、套筒70、永磁体501、502和接合器551、552对应于“固定元件”。以下将描述“固定元件”的结构。然后，将描述“移动元件”的结构。磁轭41是由软磁材料(诸如，铁)制成的双圆筒（双缸），并在线圈47、永磁体501、502和柱塞651、652之间形成磁路。如图8和9中所示，磁轭41的横截面形状是通过由公切线连接具有销轴“O1”的半圆和具有销轴“O2”的半圆形成的椭圆。此外，磁轭41相对于包括销轴“O1”和销轴“O2”的虚拟平面“V”对称地形成。磁轭41的外筒部分42具有开口421和底...