螺線管致動(dòng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的閥升程調(diào)節(jié)裝置的螺線管致動(dòng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]在調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣門或排氣門的升程量的已知類型的閥升程調(diào)節(jié)裝置中，可以與凸輪軸一體旋轉(zhuǎn)并且可以相對(duì)于凸輪軸沿軸向移動(dòng)的滑動(dòng)件的位置是可變化的。而且，一種這樣的螺線管致動(dòng)器基于滑動(dòng)件的移動(dòng)方向選擇性地操作兩個(gè)限制銷中的一個(gè)從而將這個(gè)限制銷的遠(yuǎn)端部接合到在滑動(dòng)件中形成的接合凹槽。
[0003]例如，在JP2013-239538A(對(duì)應(yīng)于CN103423503A)中記載的螺線管致動(dòng)器中，兩個(gè)永磁體以此方式固定到靜止部以使得永磁體中的一個(gè)的S極到N極的方向與永磁體中的另一個(gè)的S極到N極的方向相反，其中所述永磁體中的每個(gè)設(shè)置到兩個(gè)柱塞中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)以磁性吸引所對(duì)應(yīng)的柱塞。通過(guò)改變線圈中的電流的流動(dòng)方向，產(chǎn)生沿著與永磁體中的一個(gè)的磁通的流動(dòng)方向相反的方向流動(dòng)的磁通以減小所述永磁體中的所述一個(gè)的磁吸引力，以使得對(duì)應(yīng)于所述永磁體中的所述一個(gè)的兩個(gè)限制銷中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)通過(guò)對(duì)應(yīng)的彈簧的推動(dòng)力沿向前方向移動(dòng)。
[0004]在JP2013-239538A(對(duì)應(yīng)于CN103423503A)的螺線管致動(dòng)器中，與對(duì)應(yīng)的柱塞相對(duì)的每個(gè)永磁體的端面的表面積是大的，并且適配器(用作磁通連接元件)設(shè)置到永磁體的定位在柱塞被放置的一側(cè)上的端部。柱塞的中心軸線放置在永磁體的中心軸線的徑向側(cè)上，螺線管致動(dòng)器的中心軸線被定位在所述永磁體的中心軸線的徑向側(cè)處。也就是，永磁體的中心軸線和適配器的永磁體側(cè)端面的中心軸線從柱塞的中心軸線偏移。
[0005]兩個(gè)限制銷之間的節(jié)距由閥升程調(diào)節(jié)裝置的規(guī)格限定。而且，每個(gè)永磁體需要具有最小的表面積，所述最小的表面積被需要以獲得所需要的磁吸引力，并且所需要的間隙需要設(shè)置在兩個(gè)永磁體之間。因此，需要在許多情況下使用上述構(gòu)造。
[0006]在實(shí)際產(chǎn)品中，由于存在每個(gè)柱塞的滑動(dòng)間隙和部件間隙的累加，每個(gè)柱塞相對(duì)于適配器的定位在柱塞側(cè)上的端面的中心軸線在預(yù)定的范圍內(nèi)偏心。
[0007]在下面的討論中，其中磁在適配器與對(duì)應(yīng)的柱塞之間有效地傳導(dǎo)的有效傳導(dǎo)表面積將被稱為有效相對(duì)表面積。例如，在適配器的柱塞側(cè)端面構(gòu)造以具有多個(gè)臺(tái)階并且磁在適配器的第一臺(tái)階與柱塞之間不被有效地傳導(dǎo)而在適配器的第二臺(tái)階與柱塞之間有效地傳導(dǎo)的情況下，適配器的第二臺(tái)階與柱塞之間的相對(duì)表面積用作有效相對(duì)表面積。
[0008]在這種情況下，取決于有助于有效相對(duì)表面積的適配器的臺(tái)階的構(gòu)造，有效相對(duì)表面積可能由于柱塞的偏心而變化從而導(dǎo)致磁吸引力的變化。因此，將存在死區(qū)時(shí)間的變化，所述死區(qū)時(shí)間是從線圈通電開始的時(shí)間點(diǎn)到限制銷開始移動(dòng)的時(shí)間點(diǎn)的時(shí)間段。從而，將存在螺線管致動(dòng)器的響應(yīng)性(也稱為響應(yīng)時(shí)間段)的變化。螺線管致動(dòng)器的響應(yīng)性(響應(yīng)時(shí)間段)是通過(guò)從線圈通電開始的時(shí)間點(diǎn)到限制銷到達(dá)全沖程的時(shí)間點(diǎn)的時(shí)間段減去預(yù)定的預(yù)期控制操作時(shí)間段(也就是，在死區(qū)時(shí)間期間，用于使線圈通電提前執(zhí)行預(yù)期控制操作的時(shí)間段)而得到的時(shí)間段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明鑒于上述缺點(diǎn)而做出。因此本發(fā)明的目的是提供一種螺線管致動(dòng)器，其適用于內(nèi)燃機(jī)的閥升程調(diào)節(jié)裝置并且能夠減小由柱塞相對(duì)于磁通收集元件偏心導(dǎo)致的螺線管致動(dòng)器的響應(yīng)性的變化。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于閥升程調(diào)節(jié)裝置的螺線管致動(dòng)器，所述閥升程調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣門和排氣門中的一個(gè)的升程量。所述螺線管致動(dòng)器包括限制銷、柱塞、永磁體、磁通收集元件、線圈和彈簧。所述限制銷可相對(duì)于在滑動(dòng)件中形成的接合凹槽向前和向后移動(dòng)，所述滑動(dòng)件可與閥升程調(diào)節(jié)裝置的凸輪軸一體旋轉(zhuǎn)并且可相對(duì)于所述凸輪軸沿軸向方向移動(dòng)。在限制銷的遠(yuǎn)端部與接合凹槽接合時(shí)，限制銷沿向前方向向前移動(dòng)，并且在限制銷的遠(yuǎn)端部遠(yuǎn)離接合凹槽而脫離接合時(shí)，限制銷沿向后方向向后移動(dòng)。柱塞由軟磁材料制成并且具有限制銷緊固地連接到其的一個(gè)端部。永磁體沿向后方向磁性地吸引所述柱塞。磁通收集元件由軟磁材料制成并且設(shè)置到永磁體的定位在柱塞被放置的一側(cè)上的端部。磁通收集元件收集永磁體的磁通并且將收集的磁通傳導(dǎo)至柱塞。線圈一經(jīng)通電，所述線圈產(chǎn)生沿著與永磁體產(chǎn)生的磁通的流動(dòng)方向相反的相反流動(dòng)方向流動(dòng)的磁通以減小永磁體的磁吸引力，所述磁吸引力通過(guò)磁通收集元件施加到柱塞以吸引柱塞。在永磁體的施加到柱塞的磁吸引力通過(guò)線圈的通電而減小的狀態(tài)下，彈簧沿向前方向推動(dòng)限制銷以通過(guò)彈簧的推動(dòng)力沿向前方向驅(qū)動(dòng)限制銷。磁通收集元件包括構(gòu)造成板形的主體部、和基部，所述基部是臺(tái)階式的以從主體部朝向柱塞突出并且可以在一定距離處與柱塞相對(duì)，所述距離能夠?qū)崿F(xiàn)基部與柱塞之間的有效磁傳送。永磁體的中心軸線和主體部的中心軸線從柱塞的中心軸線偏移。當(dāng)沿軸向觀察基部時(shí)，基部關(guān)于垂直于基準(zhǔn)線的垂直線對(duì)稱，所述基準(zhǔn)線是連接在主體部的中心軸線與基部的中心軸線之間的直線。
【附圖說(shuō)明】
[0011]本文中所描繪的附圖僅僅是為了示出的目的并且不旨在以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
[0012]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在斷電狀態(tài)下的螺線管致動(dòng)器的橫截面圖；
[0013]圖2是沿著圖1的箭頭II的方向得到的視圖(平面圖)；
[0014]圖3是根據(jù)該實(shí)施例在第一線圈的通電狀態(tài)中螺線管致動(dòng)器的橫截面圖；
[0015]圖4是圖3的局部放大橫截面圖；
[0016]圖5是示出根據(jù)該實(shí)施例在斷電狀態(tài)下施加到柱塞上的力的示意圖；
[0017]圖6是示出根據(jù)該實(shí)施例在第一線圈的通電狀態(tài)下施加到柱塞的力的示意性橫截面圖；
[0018]圖7是示出根據(jù)該實(shí)施例柱塞的沖程和限制銷的沖程與力之間的關(guān)系的特征圖；
[0019]圖8A至圖8C是示出對(duì)比示例中的適配器的圖；
[0020]圖9A至圖9D是用來(lái)描繪在對(duì)比示例中由適配器與柱塞之間的偏心引起的有效相對(duì)表面積的變化的圖；
[0021]圖1OA至圖1OC是示出根據(jù)該實(shí)施例的適配器的圖；
[0022]圖1lA至圖1lD是用來(lái)描述在該實(shí)施例中由適配器與柱塞之間的偏心引起的有效相對(duì)表面積的變化的圖；
[0023]圖12A是示出在對(duì)比示例中磁吸引力的變化的特征圖；
[0024]圖12B是示出在該實(shí)施例中磁吸引力的變化的特征圖；
[0025]圖13A是示出在對(duì)比示例中操作啟動(dòng)電流的變化的特征圖；
[0026]圖13B是示出在該實(shí)施例中操作啟動(dòng)電流的變化的特征圖；
[0027]圖14A是示出在對(duì)比示例中死區(qū)時(shí)間的變化的特征圖；
[0028]圖14B是示出在該實(shí)施例中死區(qū)時(shí)間的變化的特征圖；和
[0029]圖15A至圖15C是示出該實(shí)施例的適配器的修改的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例和其修改。
[0031]與JP2013-239538A(對(duì)應(yīng)于CN103423503A)的螺線管致動(dòng)器相似，該實(shí)施例和其修改的螺線管致動(dòng)器適用于通過(guò)凸輪調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣門或排氣門的升程量的閥升程調(diào)節(jié)裝置，所述凸輪與可與凸輪軸一體旋轉(zhuǎn)的滑動(dòng)件一體形成。
[0032]閥升程調(diào)節(jié)裝置的滑動(dòng)件與凸輪軸一體旋轉(zhuǎn)并且可以相對(duì)于凸輪軸沿軸向方向移動(dòng)，并且用于響應(yīng)于旋轉(zhuǎn)角度逐漸地改變軸向位置的接合凹槽在滑動(dòng)件的外周面中形成?；趶目刂蒲b置(控制器件)接收的指令，螺線管致動(dòng)器沿向前方向移動(dòng)兩個(gè)限制銷中的一個(gè)作為操作側(cè)限制銷從而將所述限制銷中的所述一個(gè)的遠(yuǎn)端部接合到滑動(dòng)件的接合凹槽從而在使得滑動(dòng)件旋轉(zhuǎn)的同時(shí)使得滑動(dòng)件沿軸向移動(dòng)。而且，在使得所述限制銷的遠(yuǎn)端部與接合凹槽分離時(shí)，所述限制銷由凸輪軸的扭矩向后推動(dòng)。
[0033]所述閥升程調(diào)節(jié)裝置的基本結(jié)構(gòu)和操作的細(xì)節(jié)與JP2013-239538A (對(duì)應(yīng)于CN103423503A)的閥升程調(diào)節(jié)裝置的基本結(jié)構(gòu)和操作的細(xì)節(jié)相同并且因此為了簡(jiǎn)化不再描述。
[0034](實(shí)施例)
[0035]將參考圖1至圖4描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的螺線管致動(dòng)器的結(jié)構(gòu)。螺線管致動(dòng)器40包括兩個(gè)限制銷(也被稱為第一和第二限制銷)601、602，所述限制銷601、602在凸輪軸的軸向方向上接連地布置并且這些限制銷601、602中對(duì)應(yīng)的一個(gè)作為操作側(cè)限制銷被選擇性地操作。圖1是示出其中限制銷601、602都不被操作的狀態(tài)下的橫截面圖，并且圖3和圖4是示出其中第一限制銷601被操作的另一狀態(tài)的橫截面圖。其中第二限制銷602被操作的狀態(tài)的橫截面圖將是圖3和圖4的鏡像反轉(zhuǎn)圖像并且因此為了簡(jiǎn)化將不再描述。
[0036]如圖2所示，除了從螺線管致動(dòng)器40的主體向外突出的附接部475以外，螺線管致動(dòng)器40被形成以具有左右對(duì)稱的結(jié)構(gòu)。
[0037]螺線管致動(dòng)器40包括兩個(gè)線圈(也被稱為第一和第二線圈)451、452、兩個(gè)蓋(也被稱為第一和第二蓋)501、502、兩個(gè)永磁體(也被稱為第一和第二永磁體)521、522、兩個(gè)適配器(也被稱為第一和第二適配器)551、552、兩個(gè)柱塞(也被稱為第一和第二柱塞)651、652和兩個(gè)彈簧(也被稱為第一和第二彈簧)761、762，所述兩個(gè)彈簧被提供以對(duì)應(yīng)于兩個(gè)限制銷(也被稱為第一和第二限制銷)601、602。
[0038]限制銷601、602中的每個(gè)和對(duì)應(yīng)的柱塞651、652用作本發(fā)明的可移動(dòng)裝置。第一限制銷601和第一柱塞651沿著銷軸線Pl —體地結(jié)合在一起并且在圖1所示的最向后位置與圖3所示的最向前位置之間往復(fù)。而且，第