电磁致动器的制作方法

文档序号:13655939阅读:173来源:国知局
电磁致动器的制作方法

本公开涉及一种用于通过电磁力驱动其输出销的电磁致动器。



背景技术:

电磁致动器在本领域中是已知的,例如,如ep1,913,605b1中所公开的,根据该电磁致动器,具有永磁体的可移动单元由线圈产生的电磁力移动以驱动输出销。在现有技术的电磁致动器中,收缩部分(小直径部分)在输出销的外周被形成,在输出销的收缩部分的轴向两侧的直部分(大直径部分)由导向构件可移动支撑,使得输出销在轴向可移动。

在上述现有技术中,通过利用在输出销中形成的收缩部分扩大输出销和导向构件之间的径向间隙,流入该径向间隙的油的粘性阻力被减小。因此,对应于当输出销相对于导向构件滑动时产生的阻力的滑动阻力被减小。当输出销移动时,滑动表面在直部分(大直径部分)和导向构件之间被形成,其中在它们之间的径向间隙在滑动表面中变成最小值。

然而,根据上述现有技术的结构,当输出销移动时,滑动表面(在该处径向间隙变为最小值)的面积可能变大。当滑动表面的面积变大时,流入在输出销和导向构件之间的径向间隙的油的粘性阻力增加。结果,在输出销和导向构件之间的滑动阻力变大,并且移动输出销的响应降低。



技术实现要素:

本公开是鉴于上述问题而进行的。本公开的目的是提供一种电磁致动器,其可以改善输出销的移动的响应。

根据本公开的一个特征,电磁致动器由输出销(60,160,360,821,822,811,812)、永磁体(40,140,841,842)、线圈(31,131)、轭(35,135)和导向构件(70,170,270,370,470,570,670,770)等构成。

输出销被可移动地设置在导向构件中,使得其在从输出销的后端(61)到前端(64)的轴向方向上是可移动的。

永磁体被形成为板状,并且在轴向上被磁化,使得在轴向端面出现不同的磁极。

当向线圈供电时,线圈产生磁场,其方向与永磁体的方向相反。排斥力在线圈和永磁体之间产生,使输出销移动。

轭被形成为筒状,并容纳永磁体。轭形成磁路,在该磁路中永磁体的磁通通过轭。

导向构件具有筒部(73,173,273,373,473,573,673,773)和支承部分(74,75,174,175,274,275,374,375,474,475,574,575,674),用于以输出销沿轴向移动的方式可移动地支撑输出销。

筒部被形成为筒状。

支承部分在径向向内的方向从筒部的内周面突出,用于可移动地支撑输出销。

径向向内凹陷部分(65,165,813)在输出销的外周面被形成,从而小直径部分在输出销的直部分(大直径部分)之间形成在径向向内凹陷部分处。当输出销移动时,导向构件的支承部分与直部分恒定地接触。结果,即使当输出销移动时,在输出销和支承部分之间的滑动部分的滑动表面面积也是恒定的。因此,输出销的移动不会受到移动输出销的不利影响。由于在输出销的直部分和导向构件的支承部分之间的径向间隙可以被最小化,因此可以抑制流入这种小的径向间隙的油的粘性阻力增加。相应的,由于油的粘性阻力降低,并且在输出销和导向构件之间的滑动阻力减小,输出销的移动的响应被提高。

附图说明

从以下参考附图的详细描述中,本公开的上述和其它目的、特征和优点将变得更加明显。在图中:

图1是表示应用了本公开的电磁致动器的气门升程调节装置的示意图,其中图1示出了进气门在小提升模式下操作的状态;

图2是示出在小提升模式已变为大提升模式的状态下的气门升程调节装置的示意图。

图3是在未向电磁致动器供电的条件下,即输出销在向后方向上移动的条件下,根据本公开的第一实施方式的电磁致动器的示意性横剖视图;

图4是在电力被提供至电磁致动器的条件下,即输出销在向前方向移动的条件下,根据本公开第一实施方式的电磁致动器的示意性横剖视图;

图5是图3所示的部分v的示意放大图;

图6是图3所示的部分vi的示意放大图;

图7是图6所示的部分vii的示意放大图;

图8是图4所示的部分viii的示意放大图;

图9是用于说明其中收缩部分(径向向内凹陷部分)未在输出销中形成的电磁致动器的操作的示意横剖视图;

图10是用于说明收缩部分(径向向内凹陷部分)在输出销中形成的电磁致动器的操作的另一示意横剖视图;

图11是表示根据本公开的第二实施方式的电磁致动器的输出销和导向构件的示意性横剖视图;

图12是表示在未向电磁致动器供电的条件下的根据本公开的第三实施方式的电磁致动器的示意性横剖视图;

图13至图22是分别示出在未向电磁致动器供电的条件下,根据本公开的各种变型的电磁致动器或输出销和导向构件的示意性横剖视图;和

图23a和23b是分别示出根据比较例的电磁致动器的示意性横剖视图,其中图23a示出了未向电磁致动器供电的情况,图23b示出向电磁致动器供电的情况。

具体实施方式

下面将参考附图通过多个实施方式和/或修改的方式来说明本公开的电磁致动器。在整个的多个实施方式和/或修改中,相同或相似的部件或部分被给予相同的附图标记,以消除重复的说明。

电磁致动器在例如气门升程调节装置中被使用。例如,如jp2013-217265中所公开的那样,气门升程调节装置通过凸轮件调整内燃机(以下称为发动机)的进气门和/或排气门的升程量,所述凸轮件被一体地设置有和凸轮轴一起旋转的滑动件。

首先将参照图1和图2说明应用了本公开的电磁致动器101的气门升程调节装置。

如图1和2所示,气门升程调节装置50由滑动件51、凸轮轴94、进气门提升单元52和电磁致动器101等构成。

滑动件51与凸轮轴94、小提升凸轮58和大提升凸轮59一起沿旋转方向55旋转。小提升凸轮58和大提升凸轮59被统称为凸轮件。滑动件51以其在凸轮轴94的轴向可移动的方式被安装在凸轮轴94上。螺旋槽511在滑动件51的外周被形成,使槽位置在滑动件51的外周上根据滑动件51的旋转角度沿轴向方向(垂直于图1或图2的图的纸面的方向)逐渐变化。

小提升凸轮58和大提升凸轮59被设置在滑动件51的彼此相邻的轴向中间位置处。小提升凸轮58和大提升凸轮59中的每一个相对于参考圆向外偏心。大提升凸轮59距参考圆的偏心量大于小提升凸轮58距参考圆的偏心量。

进气门提升单元52具有可移动地容纳在发动机的气缸盖53中的进气门91。进气门91选择性地与小提升凸轮58或大提升凸轮59接触。

电磁致动器101(以下称为致动器101)与滑动件51和凸轮轴94接触。更准确地说,致动器101的输出销60位于螺旋槽511正上方的位置,并与螺旋槽511在沿竖直方向与进气门提升单元52相对的位置处接触。

气门升程调节装置50的操作将被说明。

无论哪个凸轮与进气门提升单元52接触,进气门提升单元52被小提升凸轮58或大提升凸轮59的扭矩向下推。根据下推操作,在气缸盖53中设置的进气门91被打开小升程量l1(图1)或大升程量l2(图2)。

致动器101的输出销60在控制单元(未示出)指令的时刻沿向前方向移动。输出销60位于朝凸轮轴94的一侧,使得输出销60的前端64插入螺旋槽511并与螺旋槽511接合。根据滑动件51的旋转,滑动件51沿凸轮轴94的轴向移动(垂直于图的纸面的方向)。

当滑动件51沿着凸轮轴94的轴向移动时,进气门提升单元52与凸轮件(58,59)的接触状况从与小提升凸轮58接触改变为与大提升凸轮59接触,反之亦然。当接触状况从小提升凸轮58变为大提升凸轮59时,进气门91的升程量l1变为升程量l2。

当输出销60的前端64与螺旋槽511分离时,输出销60被凸轮轴94的扭矩往回推。

(第一实施方式)

将参照图3至图10说明致动器101的结构。

如图3和图4所示,致动器101由静止单元13和可移动单元14构成。

静止单元13被固定在发动机头90上,且由线圈31、定子32、轭35和导向构件70组成。

在线圈31中,绕组被卷绕在线轴30的外周。线轴30由树脂制成并被装配到定子32上。线轴30使线圈31的绕组与定子32绝缘。

树脂模制单元16被设置在线圈31的线轴30的后侧,即在与可移动单元14相反的一侧上。连接器17与树脂模制单元16一体地被形成。

当电力从外部电源(未示出)经由连接器17的端子18被供给到线圈31时,线圈31产生磁场。

定子32由软磁材料制成,并被设置在输出销60的后端61,即永磁体40的后侧(下面说明)。定子32的主要部分位于线圈31的径向内侧并用作线圈芯。凸缘部34(磁体相对部34)在定子32的轴向端处被形成,所述轴向端是定子32的与可移动单元14的后板44相对的前侧。

磁体相对部34的外径相对较大,并且磁体相对部34在轴向上与具有大的表面积的后板44相对。

轭35由软磁性材料制成并被形成为与线圈31和可移动单元14同轴的筒形状。轭35容纳线圈31、定子32和树脂模制单元16。如图5所示,轭35形成磁路,其中当磁在轭35与定子32接触或接近的部分传递时,磁通通过定子32和可移动单元14的前板45。

密封环分别在致动器101的径向方向设置在树脂模制单元16的外周面和轭35的内周表面之间,并且在该径向方向设置在定子32的磁体相对部34的外周面和轭35的内周表面之间,以确保密封性能。

凸缘部39被形成在轭35的开口端,所述开口端在轭35的更靠近导向构件70的前侧,使得凸缘部39被固定在发动机头90上。

导向构件70具有基部71和筒部73,用于以输出销60沿筒部73的轴向方向可移动的方式可移动地支撑输出销60。

基部71被插入到发动机头90的固定孔92中。密封环被设置在基部71的外周面和固定孔92的内周面之间,以确保其间的密封性。

基部71的在向着线圈31的后侧上的后侧面72与前板45的前侧面轴向地相对。在轴向方向上延伸的多个通孔95在基部71被形成,使得油流过被布置在基部71的外周部处的那些通孔95。

发动机中的油通过通孔95流入致动器101的内部(并从其中流出),并且接近可移动单元14。此外,当输出销60在向前方向和/或在向后方向移动时,发动机中的油通过在输出销60和导向构件70之间的径向间隙流入或流出致动器101的内部。

筒部73被形成为筒状,并从基部71沿向前方向向外延伸,使得筒部73的前侧面79在导向构件70的轴向方向与凸轮轴94相对。通孔在筒部73中沿着筒部73的中心轴线形成,使得输出销60可移动地容纳在导向构件70的通孔中并被其支撑。

可移动单元14由永磁体40、后板44、前板45和输出销60组成。可移动单元14由导向构件70可移动地支撑,以便能够沿轴向移动。

永磁体40在与输出销60的轴向垂直的平面上被形成为盘形板状,并且在轴向上被磁化,使得在其各个轴向端面出现不同的磁极。

例如,如图5所示,永磁体40的在其与后板44相对的后侧的轴向端面被磁化为n极,而在其与前板45相对的前侧的另一轴向端面被磁化为s-极。磁化方向可以颠倒。

输出销插入孔401在永磁体40中沿着其中心轴线“o”(图5)被形成,使得输出销60的后端61通过输出销插入孔401被插入。

例如,使用钕磁体作为永磁体40。钕磁体是成形烧结制品,其主要成分包括钕(nd),铁(fe)和硼(b)。钕磁体是烧结制品,由晶粒组成。钕磁体对应于脆性材料,因为它具有小的晶体滑移。

后板44由软磁性材料制成,其前侧面被连接到永磁体40的后侧面。

后板44的外周面在径向与轭35的内周面相对。

输出销插入孔441同样在后板44中被形成,使得输出销60的后端61穿过输出销插入孔441被插入。

前板45由软磁性材料制成,其后侧面与永磁体40的前侧面连接。

前板45的外周面与轭35的内周面在径向相对。

输出销插入孔451同样被形成在前板45中,使得输出销60的后端61通过输出销插入孔451被插入。

输出销60由磁性材料制成,并可移动地容纳在导向构件70中。输出销60由例如高碳铬轴承钢的磁性材料制成。通过热处理可获得更高的强度。输出销60可以由非磁性材料制成,以防止磁短路。

输出销60从后端61朝前端64在轴向方向可移动,反之亦然。

输出销60穿过后板44的输出销插入孔441被插入,使得后端61的后侧面611向外露出到定子32。输出销60被固定在后板44上。输出销60的后端61穿过前板45、永磁体40和后板44的每个输出销插入孔451,401和441被插入。输出销60的后端61具有恒定的外径。

输出销60的前端64具有较小的外径,使得前端64可操作地被插入到螺旋槽511中并与其接合。

致动器101的操作将被说明。

致动器101被固定在发动机头90的固定孔92上,且输出销60作用在气门升程调节装置50的凸轮轴94上。在本实施方式中,输出销60沿更接近凸轮轴94的方向的运动被称为“在向前方向移动”,而输出销60沿远离凸轮轴94的相反方向的移动被称为“在向后方向移动”。

如图4所示,凸轮轴94围绕其旋转轴线“c”旋转。当输出销60根据凸轮轴94的旋转与凸轮轴94的短半径“ra”的一侧相对时,输出销60由线圈31产生的电磁力在向前方向移动。在这种情况下,输出销60的前端64与螺旋槽511接合,并且气门升程调节装置50根据滑动件51的旋转来调节进气门提升单元52的升程量l1或l2。

如图3所示,当凸轮轴94从其中输出销60的前端64与凸轮轴94接触的图4的位置旋转到其中输出销60与凸轮轴94的长半径“rb”的一侧相对的图3的位置时,输出销60通过凸轮轴94的扭矩沿向后方向被推回。与向后极限位置分离缩回行程“lu”的输出销60的位置被称为缩回位置。在输出销60从缩回位置到向后极限位置的向后运动中,输出销60通过致动器101的永磁体40的磁力在向后方向移动。

线圈31的操作将被说明。

当电力没有被供给到线圈31时,可移动单元14通过在后板44和定子32的磁体相对部34之间产生的永磁体40的磁吸引力而被保持在向后极限位置。磁吸引力被设计成足够大以将可移动单元14从缩回位置移动缩回行程“lu”到向后极限位置。

如图5中的虚线箭头所示,当可移动单元14被永磁体40的磁吸引力保持在其向后极限位置时,产生磁路φm。

在磁路φm中,磁通通过永磁体40的n极、后板44、定子32、轭35、前板45和永磁体40的s极。

当向线圈31供电时,线圈31产生电磁场,其磁通方向与由永磁体40产生的磁场的磁通方向相反。例如,由线圈31产生的电磁场具有在定子32的后侧(更靠近连接器17的一侧)的s极和在定子32的前侧(即,磁体相对部34)的n极。线圈31的绕组方向或电流供给方向被设计成使得线圈31产生与永磁体40的磁场相反的上述电磁场。

当产生与永磁体40的磁场相反的电磁场时,在后板44和定子32的磁体相对部34的每一个处出现相同的磁极性。结果,在后板44和定子32的磁体相对部34之间出现排斥磁力。可移动单元14通过排斥磁力从向后极限位置在向前方向移动。

如上所述,电磁致动器在本领域中是已知的,例如,如ep1,913,605b1中所公开的,收缩部分(小直径部分)被形成在可沿导向构件移动的输出销的外周。

图23a示出了作为比较例的属于现有技术的电磁致动器900。容纳在线轴905中的线圈901产生电磁力。具有永磁体902的可移动单元903通过电磁力移动,使得与定子906可操作地接触的输出销904与定子906分离。收缩部分907在输出销904中以输出销904的中间部分的外径减小的方式被形成。除了收缩部分907之外的输出销904的剩余部分被称为直部分909,所述直部分909的外径大于收缩部分907的外径。在输出销904和与轭一体形成的输出销导向部分908之间的径向间隙在收缩部分907处变大。

如图23b所示,当输出销904向前移动时,在直部分909和输出销导向部分908之间形成的滑动面910的面积增大。当滑动面910的面积增加时,在直部分909与输出销导向部分908之间的小径向间隙的面积相应地变大。在诸如油的粘性流体流中,由于poiseuille定律,在具有小空间(小间隙)的流动通道中的粘性阻力增加。因此,流入直部分909和输出销导向部分908之间的小径向间隙的油的粘性阻力容易增加,从而在输出销904与输出销导向部分908之间的滑动阻力增大。因此,输出销904的响应降低。

然而,根据本实施方式的致动器101,输出销60不会受到由输出销60的移动引起的不良影响,从而输出销60的响应被改善,如下所述。

如图6所示,导向构件70具有第一支承部分74和第二支承部分75,使得径向向外凹陷部分78在第一和第二支承部分74和75之间形成。径向向外凹陷部分78在导向构件70的径向向外方向上凹陷。

第一支承部分74在导向构件70的内周面于其后侧(更靠近输出销60的后端61的一侧)上被形成,而第二支承部分75在导向构件70的内周面于其前侧(更靠近输出销60的前端64的一侧)上被形成。

第一和第二支承部分74和75中的每一个从导向构件70的筒部73的内周表面沿径向向内的方向突出,以便可移动地支撑输出销60。

第一和第二支承部分74和75中的每一个与筒部73一体形成。

第一径向间隙76在第一支承部分74和输出销60的在后端61侧的后侧直部分66(大直径部分66)之间形成,而第二径向间隙77在第二支承部分75和输出销60的在前端64侧的前侧直部分68(大直径部分68)之间形成。

第一和第二径向间隙76和77中的每一个对应于在输出销60和导向构件70的筒部73之间的径向间隙被最小化所处的部分。在图6中,为了说明它们的目的,第一和第二径向间隙76和77中的每一个被放大。

在第一支承部分74的前侧形成的第一轴向端面741被形成有锥形表面。

第一轴向端面741相对于筒部73的中心轴线在输出销60的向前方向倾斜。换句话说,第一轴向端面741被形成为锥形,使得筒部73的内径在向前方向增大。第一轴向端面741在其横截面中相对于筒部73的中心轴线彼此对称。

第一支承部分74具有位于第一支承部分74的前侧的位置的第一径向内角742。

如图7所示,第一径向内角742被形成有曲面。

在第二支承部分75的后侧形成的第二轴向端面751同样被形成有锥形表面。

第二轴向端面751相对于筒部73的中心轴线在输出销60的向前方向倾斜。换句话说,第二轴向端面751被形成为锥形,使得筒部73的内径沿向前方向减小。第二轴向端面751同样在其横截面中相对于筒部73的中心轴线彼此对称。

第二支承部分75以与第一支承部分74类似的方式具有第二径向内角752,所述第二径向内角752位于第二支承部分75的后侧的位置。第二径向内角752被形成有曲面。

径向向内凹陷部分65被形成在输出轴60的中间部分。凹陷部分65通过沿径向向内方向凹入输出销60的外周面的一部分而形成,使得径向向内凹陷部分65的外直径小于直部分66,68的外直径。径向向内凹陷部分65也称为小直径部分。

在本实施方式中,一个径向向内凹陷部分65被形成。然而,多个径向向内凹陷部分可以在输出销60的外周面被形成。

后侧轴向端面651在径向向内凹陷部分65的后侧在输出销60中被形成。后侧轴向端面651被形成有锥形面,使得后侧轴端面651相对于输出销60的中心轴线在输出销60的向前方向倾斜。换句话说,后侧轴向端面651被形成为锥形,使得后侧轴向端面651的外直径在向前方向减小。后侧轴向端面651在其横截面中相对于输出销60的中心轴线彼此对称。

以与后侧轴向端面651类似的方式,前侧轴向端面652在径向向内凹陷部分65的前侧在输出销60上被形成。前侧轴向端面652被形成有锥形面,使得前侧轴向端面652相对于输出销60的中心轴线在输出销60的向前方向倾斜。换句话说,前侧轴向端面652被形成为锥形,使得前侧轴向端面652的外径在向前方向增大。前侧轴向端面652同样在其横截面中相对于输出销60的中心轴线彼此对称。

后侧径向外角653在后端61的后侧直部分66与后侧轴向端面651之间在输出销60的外周面被形成。以类似的方式,前侧径向外角654在前端64的前侧直部分68与前侧轴向端面652之间在输出销60的外周面被形成。

以类似于径向内角742和752的方式,后侧和前侧径向外角653和654中的每一个被形成有曲面。

在输出销60和导向构件70中,第三间隙距离“g3”被设计成大于第一间隙距离“g1”的两倍(g3>2×g1)。

此外,第三间隙距离“g3”被设计为大于第二间隙距离“g2”的两倍(g3>2×g2)。

第一间隙距离“g1”是第一支承部分74和输出销60在后端61侧的后侧直部分66之间的径向距离。

第二间隙距离“g2”是第二支承部分75与输出销60在前端64侧的前侧直部分68之间的径向距离。

第三间隙距离“g3”是在输出销60的径向向内凹陷部分65与导向构件70的径向向外凹陷部分78之间的径向距离。

在输出销60的初始状态,即输出销60还未在向前方向移动并且输出销60位于向后极限位置的状态下,第一支承部分74的第一径向内角742位于其中第一径向内角742在径向方向上与输出销60的后侧径向外角653相对的轴向位置处。在本公开中,术语“相对”不仅包括其中第一径向内角742和后侧径向外角653在径向上彼此正好相对的状态,而且包括两个角742和653在径向方向上以在常识误差范围内的一定的误差相对的状态。

如图8所示,当输出销60被移动到其向前极限位置时,第一支承部分74的第一径向内角742相对地位于一轴向位置,所述轴向位置在轴向方向上远离后侧径向外角653,朝向输出销60的后端61。

换句话说,第一径向内角742与输出销60的在后端61侧的直部分66的外周面相对。

在本实施方式中,第一和第二支承部分74和75中的每一个在径向方向上始终不与径向向内凹陷部分65(小直径部分)相对,而是与后侧或前侧直部分66或68(大直径部分)相对。

(优点)

(1)导向构件70具有在其间形成有径向向外凹陷部分78的第一支承部分74和第二支承部分75。根据上述结构,即使当输出销60沿轴向移动时,在输出销60和第一支承部分74之间的第一滑动部分67a以及在输出销60和第二支承部分75之间的第二滑动部分67b具有恒定的滑动表面积。换句话说,输出销60不会受到与滑动表面积的变化有关的输出销60的移动的影响。因此,可以在不受到输出销60的移动的影响的情况下,使第一和第二支承部分74和75处的滑动表面积最小化。

由于可以使第一和第二径向间隙76和77中的每一个变得更小,因此流入第一和第二径向间隙76和77中的油的粘性阻力的增加可以被抑制。因此,在输出销60与导向构件70之间的滑动阻力能够被降低,从而输出销60的移动响应可以被提高。

(2)由于径向向内凹陷部分65在输出销60的外周面被形成,所以当输出销60移动时,油的吸入能够被抑制。因此油的粘性阻力降低。因此,在输出销60与导向构件70之间的滑动阻力可以进一步被减小。

如图9所示,其中在输出销60中没有形成径向向内凹陷部分65,当输出销60沿轴向移动时,油在与输出销60的移动方向相反的方向上被吸入。滑动阻力通过油的吸入被增加。在图9和图10中,流动油的一部分用点式阴影线表示。

如图10所示,其中在输出销60的外周面形成有径向向内凹陷部分65,油容易地沿与输出销60的移动方向相同的方向流动。结果,油的吸入可以被防止。因此,油的粘性阻力可以被降低,从而降低在输出销60和导向件70之间的滑动阻力。

(3)第一和第二支承部分74和75的第一和第二轴向端面741和751中的每一个以及输出销60的后侧和前侧轴向端面651和652中的每一个被形成有锥形表面。此外,第一和第二支承部分74和75的第一和第二径向内角742和752中的每一个以及后侧和前侧径向外角653和654中的每一个被形成有曲面。根据上述结构,当输出销60沿轴向移动时,油可以顺利地流动。油的吸入可以被抑制,从而滑动阻力的增加可以被抑制。

此外,当输出销60沿轴向移动时,油在径向方向的流体压力全部被施加到输出销60和导向构件70。结果,第一径向间隙距离“g1”和/或第二径向间隙距离“g2”可以相等。换句话说,可以避免第一径向间隙距离“g1”和/或第二径向间隙距离“g2”局部变小的情况。因此,可以防止流入第一和/或第二径向间隙76和/或77的油的粘性阻力的增加。

(4)当输出销60处于其初始状态时,第一支承部分74的第一径向内角742的轴向位置与输出销60的后侧径向外角653的轴向位置重合。

此外,在输出销60的后侧和前侧径向外角653和654之间的轴向距离小于在导向构件70的第一和第二径向内角742和752之间的轴向距离。

因此,即使当输出销60沿轴向移动时,在输出销60和第一支承部分74之间的第一滑动部分67a的滑动表面积以及输出销60和第二支承部分75之间的第二滑动部分67b的滑动表面积是恒定的。

(5)当输出销60在向前方向移动时,第一支承部分74的第一径向内角742的轴向位置位于在输出销60的后侧径向外角653和后端61之间的轴向范围内。

换句话说,在输出销60的轴向运动期间,第一支承部分74在径向方向上仅与后侧直部分66的外周面相对。以类似的方式,在输出销60的轴向移动期间,第二支承部分75在径向方向上仅与前侧直部分68的外周面相对。

因此,在输出销60与第一支承部分74之间的第一滑动部分67a的滑动表面积以及在输出销60与第二支承部分75之间的第二滑动部分67b的滑动表面积能够被维持在小的值。

(6)由于输出销60由磁性材料制成,所以可以使输出销60的机械强度更高。可操作地与滑动件51或凸轮轴94接触的输出销60的抗冲击性可以被提高。此外,由于与滑动件51或凸轮轴94重复接触而磨损的输出销60的耐磨性可以被提高。

(第二实施方式)

第二实施方式的电磁致动器102与第一实施方式的致动器101的不同之处在于第一支承部分的位置和径向向内凹陷部分的位置。

如图11所示,当输出销60处于其初始状态时,第一支承部分74的第一径向内角742位于其中从输出销60的后侧径向外角653在向后方向上轴向分离而朝向输出销60的后端61的位置。在第二实施方式中也可以获得与第一实施方式相同的优点。

(第三实施方式)

第三实施方式的电磁致动器103与第一实施方式的致动器101的不同之处在于静止单元的结构和可移动单元的结构。

如图12所示,本实施方式的致动器103具有静止单元113和可移动单元114。

可移动单元114具有输出销160和电枢180。

电枢180由磁性材料制成,并且具有在前侧的连接部181和在后侧的凸缘部182(磁体相对部182)。电枢180在轴向方向上可与输出销160一起移动。

电枢180的主要部分位于线圈131的径向内侧空间中。

连接部181具有沿轴向延伸并具有底端的连接孔183。输出销160的后端61被插入到连接孔183中,使得输出销160被牢固地连接到电枢180。

磁体相对部182在电枢180的轴向端被形成,所述轴向端是在轴向方向与连接部181相反的后侧端。磁体相对部182的外径相对较大并与具有大的表面积的静止单元113的前板145相对。

凹槽184在磁体相对部182的后侧面上形成。

凹槽184在与输出销160的轴向垂直的平面上被形成为环状。凹槽184在沿轴向延伸的平面上具有梯形截面。凹槽184可以在与轴向垂直的平面上被形成为圆形或多边形。凹槽184的形状不限于上述形状。

由于凹槽184,在前板145和电驱180的磁体相对部182之间的相对表面积变小。在油作为润滑剂在致动器103中使用的情况下,由于油在前板145和电枢180之间的粘附力可以被减小,电枢180的移动的开始可以被平滑地进行。

此外,沿轴向延伸的轴向孔185在电枢180中被形成。当电枢180在向前方向或向后方向移动时,空气阻力可通过轴向孔185被减小。结果,电枢180能够在向前或向后方向平滑地移动。

静止单元113由线圈131、轭135、永磁体140、前板145、后板144、作为固定件的止动件146、前侧端板148等构成。

绕组被缠绕在线圈131的线轴130的外周上。当电力从外部电源(未示出)向线圈131供电时,线圈131产生电磁场。

其中电驱180被可移动地插入的线轴130由树脂制成,用于使线圈131的绕组与电枢180绝缘。

轭135由磁性材料制成并被形成为与可移动单元114同轴的筒形状。轭135容纳可移动单元114、线圈131、永磁体140、后板144、前板145、止动件146和前侧端板148。

在电枢180和轭135彼此接触或接近的部分处,磁在电驱180和轭135之间传递。轭135形成磁路,其中磁通通过电枢180、后板144和前侧端板148。

轭135具有彼此一体形成的导向构件170和凸缘39。

导向构件170具有基部171、筒部173、第一支承部分174和第二支承部分175。

径向向外凹陷部分178在筒部173的第一和第二支承部分174和175之间的内周表面处被形成。

永磁体140沿轴向被磁化,使得永磁体140在前板145侧的轴向端被磁化为n极,而在后板144侧的另一个轴向端被磁化为s极。永磁体40的磁化可以颠倒。在永磁体140中形成有止动件插入孔401,从而止动件146沿着永磁体140的中心轴线插入穿过止动件插入孔401。

后板144由磁性材料制成,并且在垂直于致动器103的中心轴线的平面上的横截面形成为环状。后板144被固定在永磁体140的后侧面上,即,在与前板145相反的一侧。

止动件插入孔441同样地被形成在后板144中,从而止动件146穿过止动件插入孔441被插入。

后板144的外周面在径向上与轭135的内周面相对,且两个表面相互接触。后板144通过压力插入或焊接被固定到轭135。

以类似的方式,前板145由磁性材料制成,并且在与致动器103的中心轴线垂直的平面上的横截面形成为环状。前板145被固定在永磁体140的前侧面。

止动件插入孔451同样地在前板145中被形成,从而止动件146通过止动件插入孔451被插入。

止动件146由非磁性材料制成并被形成为棒状。止动件146分别穿过前板145的止动件插入孔451、永磁体140的止动件插入孔401和后板144的止动件插入孔441被插入。止动件146由非磁性材料制成,例如奥氏体不锈钢金属、树脂、橡胶等。

止动件146的前侧面与电枢180的磁体相对部182的后侧面相对。止动件146被插入前板145中,使得止动件146的前侧面被暴露于外侧。

止动件146将前板145、永磁体140和后板144彼此固定,使得前板145、永磁体140和后板144中的每一个相对于可移动单元114静止。小的径向间隙可以沿径向方向形成在止动件146和永磁体140之间,以便当止动件146插入穿过永磁体140的止动件插入孔401时永磁体140不会断裂。

前侧端板148由磁性材料制成,并且在垂直于致动器103的中心轴线的平面上的横截面形成为环状。前侧端板148具有电枢插入孔481,电枢180可移动地被插入其中。

前侧端板148位于线圈131的在电枢180的连接部181侧的轴向端,以使前侧端板148被固定在线轴130的在连接部181侧的轴向端。

前侧端板148的外周面与轭135的在导向构件170的基部171侧的内周面相对,并且两个表面相互接触。前侧端板148被牢固地装配到轭135。轭135、前板145、后板144和前侧端板148中的每一个由磁性材料制成,例如高碳铬轴承钢。

在本实施方式中的致动器103中,永磁体140被固定在静止位置,输出销160相对于永磁体140是可移动的,可获得与第一实施方式相同的优点。

(变形例)

上述第一实施方式可以例如以以下方式进行修改:

(i)如图13所示,其示出了改进的电磁致动器104,在导向构件70的筒部73中仅形成有一个支承部分(第一支承部分74)。可替代地,支承部分的数量可以大于二个。无论支承部分的数量多少,在该变形例中都能获得与第一实施方式相同的优点。

(ii)如图14所示,其示出了进一步改进的电磁致动器105的相关部分,第一轴向端面741a在导向构件270的第一支承部分274处在其前侧被形成。第一轴向端面741a由反锥面形成,使得反锥面的内径在向后方向减小。反锥面相对于导向件270的筒部273的中心轴线对称地倾斜。

(iii)如图15所示,其示出了进一步改进的电磁致动器106的相关部分,第一支承部分374的第一轴向端面741b和第二支承部分375的第二轴向端面751b中的每一个由在导向构件370的径向方向上延伸,即沿与导向构件370的中心轴线垂直的方向延伸的平坦表面形成。

此外,在输出销360的径向向内凹陷部分365的两个轴向侧形成的后侧轴向端面651b和前侧轴向端面652b也由在输出销360的径向方向,即在与输出销360的中心轴线垂直的方向上延伸的平坦表面形成。

在本公开中,“垂直”不仅包括“精确垂直”而且包括具有一定误差范围的“几乎垂直”。

(iv)如图16所示,其示出了另一个改进的电磁致动器,第一实施方式的两个致动器101整体地组合在一起。每个输出销60具有中心轴线“o1”和“o2”。

图16的致动器可进一步以这样的方式修改,输出销的前端部分被布置在从中心轴线“o1”或“o2”偏离的位置处。在这种变型中,输出销60不与在凸轮轴上形成的螺旋槽接合,而输出销的前端部分被形成为与凸轮轴的螺旋槽接合的分离部分。

(v)如图17所示,其示出了具有两个致动器单元的进一步改进的电磁致动器107,致动器107具有两个可移动单元801和802以及两个静止单元。静止单元的每个定子861和862被形成为柱形,且中心孔871/872被形成在定子861/862的中心。

每个电枢销821和822在轴向沿定子861/862的中心孔871/872的内周表面可移动。

在每个致动器单元中,前板831/832被牢固地连接到电枢销821/822,并且驱动销811/812被连接到前板831/832,使得电枢销821/822和驱动销811/812沿轴向可一起移动。当电枢销821/822和驱动销811/812在向前方向移动时,驱动销811/812与螺旋槽511接合。当电枢销821/822和驱动销811/812在向后方向移动时,驱动销811/812与螺旋槽511分离。

驱动销811/812可以被连接到固定到电枢销821/822的永磁体841/842或后板851/852。换句话说,驱动销811/812可以被连接到可移动单元801/802的任何部分。

电枢销821/822和驱动销811/812统称为输出销。

径向向内凹陷部分813被形成在驱动销811/812的外周面上,驱动销811/812可移动地被容纳在导向构件470中。第一支承部分474和第二支承部分475可移动地支撑驱动销811/812。

在本变型例中也可以获得与第一实施方式相同的优点。

在图17中,电枢销821/822的每个中心轴线和驱动销811/812的每个中心轴线分别由“o1/o2”和“p1/p2”表示。

在本变型例中,可以将驱动销811/812(中心轴线“p1/p2”)定位在与电枢销821/822(中心轴线“o1/o2”)的位置不同的位置。换句话说,可以使在两个驱动销811和812之间的距离更小。也就是说,可以使具有两个致动器单元(两个可移动单元801和802)的电磁致动器107的尺寸更小。

(vi)如图18所示,其示出了另一个改进的电磁致动器108,第一支承部分574和第二支承部分575作为与导向构件570的筒部573分离的分离部分被形成。

第一和第二支承部分574和575中的每一个被压力插入到筒部573中。

另外,如图19所示,只有第一支承部分574可以形成为与筒部573分离的分离部分。

或者,如图20所示,只有第二支承部分575可以形成为与筒部573分离的分离部分。

(vii)如图21所示,其示出了另一个改进的电磁致动器109,导向构件670的基部671和筒部673可以作为彼此分离的部分被形成。

(viii)如图22所示,其示出了另一个改进的电磁致动器110,连通孔80可以被形成在导向构件770的筒部773中,以使得筒部773的内侧和外侧彼此连通。油可以容易地通过连通孔80流入或流出筒部773。

本公开不限于上述实施方式和/或变型,而是可以在不脱离本公开的精神的情况下以各种方式进一步修改。

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