電磁致動(dòng)器的制造方法與工藝

本公開(kāi)涉及一種應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)的閥提升調(diào)整裝置的電磁致動(dòng)器。電磁致動(dòng)器移動(dòng)控制銷以與接合凹槽接合，由此切換滑動(dòng)件的位置。

背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，已知閥提升調(diào)整裝置能夠切換滑動(dòng)件的位置，滑動(dòng)件隨凸輪軸一起旋轉(zhuǎn)并相對(duì)于凸輪軸沿軸向移動(dòng)。閥提升調(diào)整裝置調(diào)整內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣閥或排氣閥的提升量。為了切換滑動(dòng)件的位置，采用電磁致動(dòng)器。電磁致動(dòng)器根據(jù)滑動(dòng)件的移動(dòng)方向選擇地移動(dòng)兩個(gè)控制銷之一，以使控制銷的末端與形成在滑動(dòng)件中的接合凹槽接合。例如，DE-102009015486(A1)顯示：電磁致動(dòng)器具有兩個(gè)控制銷，并且永磁體分別設(shè)置到每個(gè)控制銷的底端。永磁體的極性沿控制銷的移動(dòng)方向彼此相反。當(dāng)線圈被通電以產(chǎn)生磁場(chǎng)時(shí)，在一個(gè)永磁體中產(chǎn)生排斥力，并且在另一永磁體中產(chǎn)生吸引力。具有產(chǎn)生排斥力的永磁體的控制銷移動(dòng)。當(dāng)線圈的通電方向改變時(shí)，磁場(chǎng)的磁通量方向變?yōu)橄喾矗瑥亩硪豢刂其N移動(dòng)。在上述電磁致動(dòng)器中，通過(guò)線圈和永磁體產(chǎn)生的電磁力移動(dòng)控制銷。然而，為了產(chǎn)生足夠的排斥力以提高控制銷的響應(yīng)的速度，需要使線圈和永磁體的尺寸更大。此外，由于永磁體隨控制銷一起移動(dòng)，所以如果使永磁體的尺寸更大，則移動(dòng)元件的重量增加。需要線圈產(chǎn)生更大的電磁力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本公開(kāi)的目的在于提供一種能夠提高控制銷的響應(yīng)的速度的電磁致動(dòng)器。根據(jù)本公開(kāi)，一種電磁致動(dòng)器被應(yīng)用于調(diào)整內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣閥或排氣閥的提升量的閥提升調(diào)整裝置。電磁致動(dòng)器包括滑動(dòng)件，滑動(dòng)件隨著閥提升調(diào)整裝置的凸輪軸一起旋轉(zhuǎn)?；瑒?dòng)件相對(duì)于凸輪軸軸向地移動(dòng)，并限定接合凹槽。電磁致動(dòng)器包括相對(duì)于接合凹槽對(duì)齊的第一控制銷和第二控制銷?？刂其N之一用作能夠與接合凹槽接合的操作控制銷。由軟磁材料制成的第一柱塞連接到第一控制銷。由軟磁材料制成的第二柱塞連接到第二控制銷。第一永磁體以這種方式布置在第一柱塞上，即它的磁極平行于第一柱塞和第二柱塞的移動(dòng)方向。第一永磁體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與接合凹槽分離。第二永磁體以這種方式布置在第二柱塞上，即它的磁極平行于各柱塞的移動(dòng)方向并與第一永磁體的磁極方向相反。第二永磁體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與接合凹槽分離。電磁致動(dòng)器還包括線圈，線圈產(chǎn)生線圈磁通量，該線圈磁通量的方向與由選擇的第一永磁體和第二永磁體之一產(chǎn)生的磁力相反，從而由選擇的一個(gè)永磁體產(chǎn)生的磁性吸引力減小。電磁致動(dòng)器還包括第一彈簧和第二彈簧，第一彈簧和第二彈簧分別沿前進(jìn)方向偏置第一控制銷和第二控制銷，沿前進(jìn)方向，第一控制銷和第二控制銷朝著接合凹槽移動(dòng)。線圈沿第一方向或者沿第二方向交替通電，從而產(chǎn)生的線圈磁通量的方向在兩個(gè)方向之間切換。附圖說(shuō)明通過(guò)下面參照附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，本公開(kāi)的以上和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚。在附圖中：圖1是顯示根據(jù)第一實(shí)施例的具有電磁致動(dòng)器的閥提升調(diào)整裝置的示圖，其中閥提升狀況開(kāi)始從小提升狀況轉(zhuǎn)變?yōu)榇筇嵘隣顩r；圖2是沿圖1中的線II-II獲得的剖視圖；圖3是顯示根據(jù)第一實(shí)施例的具有電磁致動(dòng)器的閥提升調(diào)整裝置的示圖，其中閥提升狀況正在從小提升狀況轉(zhuǎn)變?yōu)榇筇嵘隣顩r；圖4是沿圖3中的線IV-IV獲得的剖視圖；圖5是顯示根據(jù)第一實(shí)施例的具有電磁致動(dòng)器的閥提升調(diào)整裝置的示圖，其中閥提升狀況開(kāi)始從大提升狀況轉(zhuǎn)變?yōu)樾√嵘隣顩r；圖6是沿圖5中的線VI-VI獲得的剖視圖；圖7是根據(jù)第一實(shí)施例的斷電的電磁致動(dòng)器的剖視圖；圖8是沿圖7中的線VIII-VIII獲得的剖視圖；圖9是沿圖7中的線IX-IX獲得的剖視圖；圖10是根據(jù)第一實(shí)施例的沿第一方向通電的電磁致動(dòng)器的剖視圖；圖11是根據(jù)第一實(shí)施例的沿第二方向通電的電磁致動(dòng)器的剖視圖；圖12是顯示根據(jù)第一實(shí)施例的電磁致動(dòng)器的基本部分的放大剖視圖；圖13是顯示根據(jù)第一實(shí)施例的當(dāng)電磁致動(dòng)器啟動(dòng)時(shí)的磁力的變化的特性圖；圖14是根據(jù)第二實(shí)施例的沿第二方向通電的電磁致動(dòng)器的剖視圖；圖15是沿圖14中的線XV-XV獲得的剖視圖；圖16是顯示根據(jù)第二實(shí)施例的電磁致動(dòng)器的基本部分的放大剖視圖；圖17是顯示根據(jù)第三實(shí)施例的具有電磁致動(dòng)器的閥提升調(diào)整裝置的示圖，其中閥提升狀況開(kāi)始從小提升狀況轉(zhuǎn)變?yōu)榇筇嵘隣顩r；圖18是顯示根據(jù)第三實(shí)施例的具有電磁致動(dòng)器的閥提升調(diào)整裝置的示圖，其中閥提升狀況開(kāi)始從大提升狀況轉(zhuǎn)變?yōu)樾√嵘隣顩r；圖19是根據(jù)第三實(shí)施例的斷電的電磁致動(dòng)器的剖視圖；圖20是沿圖19中的線XX-XX獲得的剖視圖；圖21是根據(jù)第四實(shí)施例的斷電的電磁致動(dòng)器的剖視圖；和圖22是顯示檢測(cè)器根據(jù)操作控制銷的位置檢測(cè)的電壓的時(shí)序圖。具體實(shí)施方式以下，將描述本發(fā)明的實(shí)施例。[第一實(shí)施例]根據(jù)第一實(shí)施例，電磁致動(dòng)器被應(yīng)用于調(diào)整內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣閥的提升量的閥提升調(diào)整裝置。參照?qǐng)D1至6，以下將描述閥提升調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)。閥提升調(diào)整裝置10通過(guò)設(shè)置到隨凸輪軸11一起旋轉(zhuǎn)的滑動(dòng)件21的凸輪來(lái)調(diào)整進(jìn)氣閥91、92的提升量。進(jìn)氣閥91、92通過(guò)輥31、32和搖臂33、34彼此鏈接。凸輪軸11以這種方式連接到曲軸，即它們一起旋轉(zhuǎn)。凸輪軸11沿方向“R”旋轉(zhuǎn)，如圖1中所示。如圖2、4和6中所示，凸輪軸11具有花鍵外齒，滑動(dòng)件21與花鍵外齒接合?；瑒?dòng)件21隨凸輪軸11一起旋轉(zhuǎn)，并相對(duì)于凸輪軸11沿軸向移動(dòng)。也就是說(shuō)，滑動(dòng)件21能夠在固定在凸輪軸11上的兩個(gè)滑動(dòng)限制器12、22之間沿軸向移動(dòng)。切換部分20、小提升凸輪18、28以及大提升凸輪19、29一體地形成在滑動(dòng)件21的兩端。切換部分20切換滑動(dòng)件21相對(duì)于凸輪軸11的軸向位置。切換部分20具有對(duì)稱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彼此交疊，從而第一接合凹槽14和第二接合凹槽24成形為像是字母“Y”。第一接合凹槽14的前段15和后段17沿相對(duì)于軸線的垂直方向延伸。此外，如圖2中所示，前段15的齒深度沿旋轉(zhuǎn)方向“R”變得更淺。如圖6中所示，后段17的齒深度沿逆旋轉(zhuǎn)方向變淺。移位部分16相對(duì)于軸向方向傾斜以連接前段15和后段17。第二接合凹槽24具有與第一接合凹槽14相同的結(jié)構(gòu)。應(yīng)用于閥提升調(diào)整裝置10的電磁致動(dòng)器40具有第一控制銷601和第二控制銷602，第一控制銷601和第二控制銷602分別對(duì)應(yīng)于第一接合凹槽14和第二接合凹槽24。當(dāng)電磁致動(dòng)器40與凸輪軸11的旋轉(zhuǎn)同步地使第一控制銷601前進(jìn)并使第一控制銷601與第一接合凹槽14接合時(shí)，滑動(dòng)件21隨著凸輪軸11的旋轉(zhuǎn)而朝著第一滑動(dòng)限制器12移動(dòng)。同時(shí)，當(dāng)電磁致動(dòng)器40與凸輪軸11的旋轉(zhuǎn)同步地使第二控制銷602前進(jìn)并使第二控制銷602與第二接合凹槽24接合時(shí)，滑動(dòng)件21隨著凸輪軸11的旋轉(zhuǎn)而朝著第二滑動(dòng)限制器22移動(dòng)。稍后將詳細(xì)描述以上操作。第一小提升凸輪18和第一大提升凸輪19被相鄰地布置在滑動(dòng)件21和切換部分20之間。如圖2中所示，第一小提升凸輪18和第一大提升凸輪19相對(duì)于參考圓向外偏心。第一大提升凸輪19的偏心量大于第一小提升凸輪18的偏心量。第二小提升凸輪28和第二大提升凸輪29被相鄰地布置在滑動(dòng)件21的右端。第二小提升凸輪28和第二大提升凸輪29沿與第一小提升凸輪18和第一大提升凸輪19相反大約180度的方向偏心。輥31、32和搖臂33、34分別對(duì)應(yīng)于第一小提升凸輪18和第二小提升凸輪28，并接觸第一和第二小提升凸輪18、29的偏心部分的外表面，由此凸輪軸11的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被轉(zhuǎn)換成進(jìn)氣閥91、92的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。輥31、32布置在第一小提升凸輪18和第二小提升凸輪28、第一大提升凸輪19和第二大提升凸輪29與搖臂33、34之間。搖臂33、34的一端接觸氣門(mén)間隙調(diào)整器35、36中的每一個(gè)，并且搖臂33、34的另一端接觸進(jìn)氣閥91、92中的每一個(gè)。搖臂33、34以這種方式搖擺，即靠近進(jìn)氣閥91、92或者離開(kāi)進(jìn)氣閥91、92。應(yīng)該注意的是，與搖臂33對(duì)應(yīng)的氣門(mén)間隙調(diào)整器35被表示在圖2、4和6中。然而，與搖臂34對(duì)應(yīng)的氣門(mén)間隙調(diào)整器36未被示出。參照?qǐng)D1至6，以下將描述閥提升調(diào)整裝置10的操作。如圖1和2中所示，當(dāng)滑動(dòng)件21靠近第一滑動(dòng)限制器22時(shí)，輥31接觸第一小提升凸輪18的偏心部分的外表面以向下推擠搖臂33。設(shè)置到汽缸蓋90的進(jìn)氣閥91被打開(kāi)相對(duì)較小的提升量“L1”。輥32在偏離180度的角度位置接觸第二小提升凸輪28的偏心部分的外表面，從而搖臂34被向下推擠。由此，進(jìn)氣閥92被打開(kāi)提升量“L1”。閥提升調(diào)整裝置10的上述狀況被稱為“小提升狀況”。同時(shí)，當(dāng)輥31接觸第一大提升凸輪19的偏心部分的外表面時(shí)，這種狀況被稱為“大提升狀況”。在小提升狀況下，電磁致動(dòng)器40的第一控制銷601位于第一接合凹槽14的前段15的正上方。當(dāng)從小提升狀況轉(zhuǎn)變?yōu)榇筇嵘隣顩r時(shí)，電磁致動(dòng)器40在凸輪軸11位于圖1和圖2中示出的位置時(shí)使第一控制銷601前進(jìn)以與第一接合凹槽14接合。當(dāng)滑動(dòng)件21在第一控制銷601與第一接合凹槽14接合的狀況下隨凸輪軸11一起旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一控制銷601接合的位置通過(guò)移位部分16從前段15移動(dòng)到后段17?；瑒?dòng)件21朝著第一滑動(dòng)限制器12移動(dòng)，如圖1中的箭頭“X1”所示。當(dāng)滑動(dòng)件21從圖1和2中示出的位置“P0”旋轉(zhuǎn)90度時(shí)，凸輪18、19位于“P1”，如圖3和4中的實(shí)線所示。當(dāng)滑動(dòng)件21從位置“P0”旋轉(zhuǎn)180度和270度時(shí)，凸輪18、19位于“P2”、“P3”，如圖4中的虛線所示。在從位置“P0”到位置“P3”的旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，由于輥31接觸凸輪18、19的參考圓部分的外表面，所以進(jìn)氣閥91、92保持關(guān)閉。此外，在經(jīng)過(guò)位置“P3”的旋轉(zhuǎn)位置，后段17的齒深度變淺，并且后段17的底壁把電磁致動(dòng)器40的第一控制銷601向回推。如圖5和6中所示，當(dāng)滑動(dòng)件21從位置“P0”到位置“P4”旋轉(zhuǎn)360度時(shí)，輥31接觸第一大提升凸輪19的偏心部分的外表面以向下推擠搖臂33。也就是說(shuō)，閥提升調(diào)整裝置10處于大提升狀況。設(shè)置到汽缸蓋90的進(jìn)氣閥91被打開(kāi)相對(duì)較大的提升量“L2”。輥32在相對(duì)于輥31偏離180度的角度位置接觸第二大提升凸輪29的偏心部分的外表面，從而搖臂34被向下推擠。由此，進(jìn)氣閥92被打開(kāi)提升量“L2”。在大提升狀況下，電磁致動(dòng)器40的第二控制銷602位于第二接合凹槽24的前段25的正上方。當(dāng)從大提升狀況轉(zhuǎn)變?yōu)樾√嵘隣顩r時(shí)，電磁致動(dòng)器40在凸輪軸11位于圖5和圖6中示出的位置時(shí)使第二控制銷602前進(jìn)以與第二接合凹槽24接合。當(dāng)滑動(dòng)件21在第二控制銷602與第二接合凹槽24接合的狀況下隨凸輪軸11一起旋轉(zhuǎn)時(shí)，第二控制銷602接合的位置通過(guò)移位部分26從前段2移動(dòng)到后段27?；瑒?dòng)件21朝著第二滑動(dòng)限制器12移動(dòng)，如圖5中的箭頭“X2”所示。如上所述，電磁致動(dòng)器40與凸輪軸11的旋轉(zhuǎn)同步地操作，由此閥提升調(diào)整裝置10能夠在提升量“L1”和提升量“L2”之間切換進(jìn)氣閥91、92的提升量。具體地講，根據(jù)馬達(dá)速度和馬達(dá)負(fù)載調(diào)整閥提升量，馬達(dá)的操作狀況能夠被合適地改善。參照?qǐng)D7至12，以下將描述電磁致動(dòng)器的特定結(jié)構(gòu)。電磁致動(dòng)器40具有第一控制銷601和第二控制銷602?？刂其N601、602之一被選擇地操作以用作“操作控制銷”。控制銷601、602的每個(gè)具有兩個(gè)柱塞651、兩個(gè)彈簧751、752、兩個(gè)永磁體501、502和兩個(gè)接合器551、552。第一控制銷601和第二控制銷602以及第一柱塞651和第二柱塞652對(duì)應(yīng)于“移動(dòng)元件”。第一控制銷601和第一柱塞651在銷軸“O1”上一體地連接，并在圖7中示出的最遠(yuǎn)后退位置和圖10中示出的最遠(yuǎn)前進(jìn)位置之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。第二控制銷602和第二柱塞652在銷軸“O2”上一體地連接，并在圖7中示出的最遠(yuǎn)后退位置和圖11中示出的最遠(yuǎn)前進(jìn)位置之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。最遠(yuǎn)后退位置被稱為“零沖程”，并且最遠(yuǎn)前進(jìn)位置被稱為“全沖程”。相對(duì)于最遠(yuǎn)后退位置的控制銷601、602的前進(jìn)距離由“沖程(mm)”代表。在下面的描述中，“前進(jìn)方向”和“前”代表圖7和10至12中的向下方向，并且“后退方向”和“后”代表圖7和10至12中的向上方向。此外，控制銷601、602往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方向被稱為電磁致動(dòng)器40的“軸向方向”，并且與電磁致動(dòng)器40的軸向方向垂直地交叉的方向被稱為“徑向方向”。另外，電磁致動(dòng)器40具有磁軛41、電極支架45、線圈47和針對(duì)控制銷601、602的套筒70。磁軛41、電極支架45、線圈47、套筒70、永磁體501、502和接合器551、552對(duì)應(yīng)于“固定元件”。以下將描述“固定元件”的結(jié)構(gòu)。然后，將描述“移動(dòng)元件”的結(jié)構(gòu)。磁軛41是由軟磁材料(諸如，鐵)制成的雙圓筒（雙缸），并在線圈47、永磁體501、502和柱塞651、652之間形成磁路。如圖8和9中所示，磁軛41的橫截面形狀是通過(guò)由公切線連接具有銷軸“O1”的半圓和具有銷軸“O2”的半圓形成的橢圓。此外，磁軛41相對(duì)于包括銷軸“O1”和銷軸“O2”的虛擬平面“V”對(duì)稱地形成。磁軛41的外筒部分42具有開(kāi)口421和底...