电磁作动器的制作方法

本实用新型涉及汽车技术领域，特别是涉及一种电磁作动器。

背景技术：

主动悬架能够适应路面、车速与载荷的变化，同时兼顾操纵稳定性与平顺性的要求，被认为是未来汽车悬架发展的方向。电磁主动悬架一般指的是采用电磁作动器作为其力源的主动悬架，电动汽车能量来源一般为高压电源，电磁作动器需要输出较大作动力时同样需要高压电源，电动汽车的发展使得车辆广泛装备电磁作动器式主动悬架成为可能。

车辆主动悬架系统中作动器的设计对主动控制的效果有着至关重要的作用。目前，有多种不同类型的主动悬架作动器，根据作动器不同大致可分为电磁主动悬架系统、气/液压主动悬架系统和旋转电机式主动悬架系统等几大类。电磁作动器是目前常用的主动悬架作动器，但现有的电磁作动器，主要是通过旋转电机和滚珠螺杆间接获得，结构复杂，且现有的电磁作动器普遍存在散热困难的问题，持续作动，会导致响应慢、电磁力衰减等问题的出现。

技术实现要素：

为此，本实用新型的目的在于提出一种电磁作动器，以解决结构复杂、散热困难的问题。

一种电磁作动器，包括初级装配组件以及安装在所述初级装配组件的通孔内的次级装配组件，所述初级装配组件包括有绕组铁芯装配体，所述有绕组铁芯装配体包括若干个定子硅钢片单元、隔磁挡圈和初级绕组，所述通孔贯穿所述定子硅钢片单元、所述隔磁挡圈和所述初级绕组，所述初级绕组设于所述定子硅钢片单元的内部，并缠绕在所述隔磁挡圈外部，所述初级绕组的两端点与交流电源的绕组线圈连接；所述次级装配组件包括次级轴以及设于所述次级轴表面的铜层，所述次级轴安装在所述通孔内，所述次级轴为空心结构，且所述次级轴上设有至少两个第一通风孔，每个所述定子硅钢片单元上均设有导线孔，且所有的所述导线孔连通。

根据本实用新型提供的电磁作动器，初级绕组的两端点与交流电源的绕组线圈连接，初级绕组通入三相交流电后会产生移动的行波磁场，同时由于次级装配组件包括次级轴和铜层，在移动磁场的作用下，次级轴会产生感应电动势，由于次级轴上包覆铜层，此时在铜层里会产生感应电流，感应电流和移动磁场相互作用就会产生电磁推力，从而使初级装配组件和次级轴之间发生相对移动，次级轴将会沿着移动磁场移动的方向运动，通过切换任意两相的电源接线，就可以实现电磁作动器的往复运动，相比于传统的通过旋转电机和滚珠螺杆的技术方案，该电磁作动器结构更加简单，此外，次级轴为空心结构，次级轴上设有至少两个第一通风孔，通过冷却气体流入次级轴的空心结构、第一通风孔、以及定子硅钢片单元上的导线孔，即可对次级轴以及定子硅钢片单元内部的初级绕组进行冷却散热，避免电磁作动器响应慢、电磁力衰减等问题的出现。

另外，根据本实用新型上述的电磁作动器，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述定子硅钢片单元由上定子硅钢片和下定子硅钢片组成，所述初级绕组设置在所述上定子硅钢片和所述下定子硅钢片之间。

进一步地，所述初级装配组件还包括初级上圆筒和与所述初级上圆筒连接的初级下圆筒，所述有绕组铁芯装配体位于所述初级上圆筒和所述初级下圆筒的内部，所述初级下圆筒沿轴向贯通套接在所述有绕组铁芯装配体的外圆面，所述初级下圆筒远离所述初级上圆筒的一端与下导向座连接，所述下导向座远离所述初级下圆筒的一端与下端盖连接。

进一步地，所述初级上圆筒远离所述初级下圆筒的一端与上端盖连接，所述上端盖远离所述初级上圆筒的一端与上法兰连接，所述次级轴位于所述上端盖和所述下端盖的内部，所述次级轴与所述上端盖之间具有间隙，所述次级轴远离所述上端盖的一端与下法兰连接，所述上法兰与上支架连接，所述下法兰与下支架连接。

进一步地，所述下端盖的内部有第一套筒和圆筒形的第一橡胶垫片，所述第一套筒和所述第一橡胶垫片通过所述下导向座进行定位，所述第一套筒的内表面与所述次级轴的外圆配合，所述第一套筒的外表面与所述下端盖的内圆配合。

进一步地，所述初级下圆筒的内部设有第二套筒和圆筒形的第二橡胶垫片，所述第二套筒的内表面与所述铜层的外圆配合，所述第二套筒的外表面与所述初级下圆筒的内圆配合。

进一步地，所述次级轴上设有限位块，所述限位块、所述第二橡胶垫片、所述第二套筒、所述定子硅钢片单元依次层叠设置，至少有两个第一通风孔位于所述限位块的两侧，所述第二橡胶垫片和所述第二套筒上均设有第二通风孔，所述第二通风孔与所述导线孔连通。

进一步地，所述初级上圆筒的内部设有第三套筒，所述定子硅钢片单元位于所述第三套筒和所述第二套筒之间，所述第三套筒的内表面与所述铜层的外圆配合，所述第三套筒的外表面与所述初级上圆筒的内圆配合，所述第三套筒上均设有第三通风孔，所述第三通风孔与所述导线孔连通。

进一步地，所述上端盖上设有进风口，所述下导向座上设有出风口，所述进风口与鼓风机连接，用于接入冷风，所述电磁作动器具有两条冷却通道，第一条通道：由鼓风机将冷空气通过所述进风口流入所述上端盖的空腔内，再进入所述次级轴的空心结构内，冷却所述次级轴，再通过所述第一通风孔流入所述下导向座的空腔内，最后经所述出风口流出；第二条通道：由鼓风机将冷空气通过所述进风口流入所述上端盖的空腔内，经过所述次级轴与所述上端盖之间的间隙流入所述上端盖的空腔内，再进入所述第三通风孔，再依次流入所述导线孔，冷却所述初级绕组，再流入所述第二通风孔，再通过所述限位块与所述下导向座之间的空隙，最后经所述出风口流出，完成对所述初级绕组的冷却。

进一步地，所述初级绕组为两组匝数相同的线圈并联而成。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型一实施例的电磁作动器的组装后的立体结构示意图；

图2是本实用新型一实施例的电磁作动器的爆炸结构示意图；

图3是定子硅钢片单元的立体结构示意图；

图4是定子硅钢片单元的侧视结构示意图；

图5是图4中a-a面的剖视图；

图6是第二套筒和第二橡胶垫片的结构示意图；

图7是第三套筒的结构示意图；

图8是本实用新型一实施例的电磁作动器的组装后的正视结构示意图；

图9是图8中b-b面的剖视图。

图10是初级绕组的接线示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本实用新型的若干实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1至图9，本实用新型一实施例提供的一种电磁作动器，包括初级装配组件以及安装在所述初级装配组件的通孔108内的次级装配组件。

所述初级装配组件包括有绕组铁芯装配体，所述有绕组铁芯装配体包括若干个定子硅钢片单元11、隔磁挡圈12和初级绕组13，所述通孔108贯穿所述定子硅钢片单元11、所述隔磁挡圈12和所述初级绕组13，所述初级绕组13设于所述定子硅钢片单元11的内部，并缠绕在所述隔磁挡圈12外部，所述初级绕组13的两端点与交流电源的绕组线圈连接。

所述次级装配组件包括次级轴40以及设于所述次级轴40表面的铜层(图未示)，所述次级轴40安装在所述通孔108内，隔磁挡圈12套设在次级轴40的外部，所述次级轴40为空心结构，且所述次级轴40上设有至少两个第一通风孔401，每个所述定子硅钢片单元11上均设有导线孔115，且所有的所述导线孔115连通，导线孔115既用于放置导线，又用于冷气通过。具体的，定子硅钢片单元11上的左右两侧有一个导线孔115。

由于初级绕组13的两端点与交流电源的绕组线圈连接，初级绕组13通入三相交流电后会产生移动的行波磁场，同时由于次级装配组件包括次级轴40和铜层，在移动磁场的作用下，次级轴40会产生感应电动势，由于次级轴40上包覆铜层，此时在铜层里会产生感应电流，感应电流和移动磁场相互作用就会产生电磁推力，从而使初级装配组件和次级轴40之间发生相对移动，次级轴40将会沿着移动磁场移动的方向运动，通过切换任意两相的电源接线，就可以实现电磁作动器的往复运动，相比于传统的通过旋转电机和滚珠螺杆的技术方案，该电磁作动器结构更加简单，此外，次级轴40为空心结构，次级轴40上设有至少两个第一通风孔401，通过冷却气体流入次级轴40的空心结构、第一通风孔401、以及定子硅钢片单元11上的导线孔115，即可对次级轴40以及定子硅钢片单元11内部的初级绕组13进行冷却散热，避免电磁作动器响应慢、电磁力衰减等问题的出现。

本实施例中，所述定子硅钢片单元11由上定子硅钢片111和下定子硅钢片112组成，所述初级绕组13设置在所述上定子硅钢片111和所述下定子硅钢片112之间。初级绕组13具体可以采用两组匝数相同的线圈并联而成，初级绕组13可以绕成饼形。上定子硅钢片111和下定子硅钢片112上均设有两个导线孔115。

定子硅钢片单元11的数量可以根据实际情况进行设定，具体在本实施例中，定子硅钢片单元11的数量为12个，即包括12个上定子硅钢片111和12个下定子硅钢片112，相应的，隔磁挡圈12和初级绕组13的数量也为12个，即一个定子硅钢片单元11对应一个隔磁挡圈12，同时对应一个初级绕组13。这里，初级绕组13实际是两组线圈，一个定子硅钢片单元11内，上定子硅钢片111和下定子硅钢片112中各有一个线圈。

具体的，所述初级装配组件还包括初级上圆筒20和与所述初级上圆筒20连接的初级下圆筒30，两者可通过螺栓连接，所述有绕组铁芯装配体位于所述初级上圆筒20和所述初级下圆筒30的内部，所述初级下圆筒30沿轴向贯通套接在所述有绕组铁芯装配体的外圆面(即定子硅钢片单元11的外圆面)，所述初级下圆筒30远离所述初级上圆筒20的一端与下导向座50连接，所述下导向座50远离所述初级下圆筒30的一端与下端盖60连接。

所述初级上圆筒20远离所述初级下圆筒30的一端与上端盖70连接，可以采用螺栓连接，所述上端盖70远离所述初级上圆筒20的一端与上法兰80连接，也可以采用螺栓连接，所述次级轴40位于所述上端盖70和所述下端盖60的内部，所述次级轴40与所述上端盖70之间具有间隙，所述次级轴40远离所述上端盖70的一端与下法兰90连接，所述上法兰80与上支架(图未示)连接，所述下法兰90与下支架(图未示)连接。初级装配组件和次级轴40之间发生相对移动时，具体是初级上圆筒20和初级下圆筒30和次级轴40之间发生相对移动，而初级圆筒(包括初级上圆筒20和初级下圆筒30)通过上法兰80与上支架固定，则次级轴40将会沿着移动磁场移动的方向运动。

所述下端盖60的内部有第一套筒100和圆筒形的第一橡胶垫片110，所述第一套筒100和所述第一橡胶垫片110通过所述下导向座50进行定位，所述第一套筒100的内表面与所述次级轴40的外圆配合，所述第一套筒100的外表面与所述下端盖60的内圆配合。第一套筒100起到承载和防止次级轴径向串动的作用。

所述初级下圆筒30的内部设有第二套筒120和圆筒形的第二橡胶垫片130，所述第二套筒120的内表面与所述铜层的外圆配合，所述第二套筒120的外表面与所述初级下圆筒30的内圆配合。

所述次级轴40上设有限位块41，所述限位块41、所述第二橡胶垫片130、所述第二套筒120、所述定子硅钢片单元11依次层叠设置，至少有两个第一通风孔401位于所述限位块41的两侧，具体在本实施例中，有两个第一通风孔401分别位于所述限位块41的两侧，所述第二橡胶垫片130和所述第二套筒120上均设有第二通风孔116(第二橡胶垫片130上的左右两侧、以及第二套筒120的左右两侧都设有第二通风孔116)，所述第二通风孔116与所述导线孔115连通，具体的，第二通风孔116与导线孔115同心。

所述初级上圆筒20的内部设有第三套筒140，所述定子硅钢片单元11位于所述第三套筒140和所述第二套筒120之间，所述第三套筒140的内表面与所述铜层的外圆配合，所述第三套筒140的外表面与所述初级上圆筒20的内圆配合，所述第三套筒140上均设有第三通风孔117(第三套筒140的左右两侧都设有第三通风孔117)，所述第三通风孔117与所述导线孔115连通，具体的，第三通风孔117与导线孔115同心。

其中，第一套筒100、第二套筒120和第三套筒140均是圆筒板状结构，材质可以采用高碳铬钢，

第一橡胶垫片110和第二橡胶垫片130是圆环结构，材质可以硫化橡胶，起到缓冲限位块41在极限点的冲击的作用，降低噪音。

初级下圆筒30的外侧设有接线盒凸台150，用于放置接线盒。

安装时，将第二套筒120和第二橡胶垫片130套在次级轴40上，再将次级轴40装入初级下圆筒30内，再装入下定子硅钢片112，再依次装入隔磁挡圈12、初级绕组13以及上定子硅钢片111，且各个导线孔115保持同心轴向排列。隔磁挡圈12为轴向贯通的圆环结构，装配时，将隔磁挡圈12套在次级轴40的外部，依次安装上定子硅钢片111和下定子硅钢片112，隔磁挡圈12在上定子硅钢片111和下定子硅钢片112之间，隔磁挡圈12采用聚四氟乙烯的材料制成，具体的，隔磁挡圈12的外环与上定子硅钢片111和下定子硅钢片112装配成的梯形槽的内环紧密相连。工装时需要先放好次级轴40，再放定上定子硅钢片111和下定子硅钢片112以及隔磁挡圈12，便于定位安装隔磁挡圈12。

上定子硅钢片111和下定子硅钢片112为圆筒结构，且上定子硅钢片111和下定子硅钢片112的内环与隔磁挡圈12的外环配合，上定子硅钢片111和下定子硅钢片112与隔磁挡圈12的轴线平行。本实施例中，上定子硅钢片111和下定子硅钢片112采用电磁性能较好的dw470-50的冷轧硅钢片经过冷冲加工、叠装而成，其在工装叠压时的叠压系数为0.97。上定子硅钢片111和下定子硅钢片112的外边缘具有冲片毛刺，冲片毛刺长度不大于0.05mm，复式冲模冲压的个别毛刺可以允许为0.10，上定子硅钢片111和下定子硅钢片112的外表面涂装1611油性硅钢片绝缘漆，漆膜单边厚0.01-0.015mm。

初级绕组13设置在一个定子硅钢片单元11的上定子硅钢片111和下定子硅钢片112之间，并缠绕于隔磁挡圈12的外圆，通过定子硅钢片单元11上的导线孔115将12个初级绕组13分三组y型联接，再通过定子硅钢片单元11顶部的出线孔引出线的接线头用银铜焊接在接线盒凸台150中的u、v、w三极片上。所采用的铜线内径是0.90mm，带绝缘皮直径为0.96mm。

初级绕组13为两组匝数相同的线圈并联而成，与旋转电机的绕线方式类似。请参阅图10，该电磁作动器为12槽，12个槽依次排列为l1、l4、l7、l10；l2、l5、l8、l11；l3、l6、l9、l12；12槽分为3组，每组4槽，3组采用y型联接，分别引出三条接线连接三相交流电源的u、v、w三极上，绕线完成之后的绕组涂装jf-9811涂刷树脂。次级轴40具体采用08f钢，外包覆一层2mm铜层，提高作动器起动推力。铜层是起到导电作用以及提高单位体积所产生的起动推力，包覆在次级轴40外圆，长度并不需要与次级轴40相等，只要等于次级40有效作用长度即可，包覆有铜层的次级轴40安装在初级装配的通孔108内

所述上端盖70上设有进风口71，所述下导向座50上设有出风口51，所述进风口71与鼓风机连接，用于接入冷风，所述电磁作动器具有两条冷却通道：

第一条通道：由鼓风机将冷空气通过所述进风口71流入所述上端盖70的空腔内，再进入所述次级轴40的空心结构内，冷却所述次级轴40，再通过所述第一通风孔401流入所述下导向座50的空腔内，最后经所述出风口51流出。此处需要说明的是，当次级轴40上的限位块41处在上极限点时，冷空气经靠近下端盖60一侧的第一通风孔401流入下导向座50的空腔内，最后经所述出风口51流出；当次级轴40上的限位块41处在下极限点时，冷空气经靠近上端盖70一侧的第一通风孔401流入下导向座50的空腔内，最后经所述出风口51流出。

第二条通道：由鼓风机将冷空气通过所述进风口71流入所述上端盖70的空腔内，经过所述次级轴40与所述上端盖70之间的间隙流入所述上端盖70的空腔内，再进入所述第三通风孔117，再依次流入所述导线孔115(每个定子硅钢片单元11上的导线孔115)，冷却所述初级绕组13，再流入所述第二通风孔116，再通过所述限位块41与所述下导向座50之间的空隙，最后经所述出风口51流出，完成对所述初级绕组13的冷却。

综上，根据本实施例提供的电磁作动器，初级绕组的两端点与交流电源的绕组线圈连接，初级绕组通入三相交流电后会产生移动的行波磁场，同时由于次级装配组件包括次级轴和铜层，在移动磁场的作用下，次级轴会产生感应电动势，由于次级轴上包覆铜层，此时在铜层里会产生感应电流，感应电流和移动磁场相互作用就会产生电磁推力，从而使初级装配组件和次级轴之间发生相对移动，次级轴将会沿着移动磁场移动的方向运动，通过切换任意两相的电源接线，就可以实现电磁作动器的往复运动，相比于传统的通过旋转电机和滚珠螺杆的技术方案，该电磁作动器结构更加简单，此外，次级轴为空心结构，次级轴上设有至少两个第一通风孔，通过冷却气体流入次级轴的空心结构、第一通风孔、以及定子硅钢片单元上的导线孔，即可对次级轴以及定子硅钢片单元内部的初级绕组进行冷却散热，避免电磁作动器响应慢、电磁力衰减等问题的出现，有助于提高作动器的响应速度和控制精度，使得作动器运行平稳、噪音小，从而能够提高车辆的平顺性和操纵稳定性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。