CN103362589A - 用于内燃机的螺线管致动器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于内燃机的螺线管致动器。当限制销（60，601，602）沿向前方向移动时，限制销（60，601，602）的远端部（64）可与滑块（21）的啮合槽（14，24）啮合。柱塞（50）具有一个与限制销（60，601，602）紧固连接的端部。永磁体（41）静止保持在相应的位置，该相应的位置位于柱塞（50）的与限制销（60，601，602）的远端部（64）相对的一侧。永磁体（41）产生磁吸引力，以在与向前方向相反的向后方向上磁性地吸引柱塞（50）的吸引面（511）。线圈（42）在其通电时产生电磁力以沿向前方向磁性地吸引柱塞（50），从而沿向前方向移动柱塞（50）和限制销（60，601，602）。

Description

用于内燃机的螺线管致动器

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机的阀升程（valve lift）调节装置的螺线管致动器。

背景技术

在先前已知的调节内燃机的进气阀和排气阀中的一个的升程的阀升程调节装置中，已知是改变滑块（slider）的位置，该滑块可与凸轮轴一体地旋转且可沿该凸轮轴的轴向方向相对于该凸轮轴移动。此外，在已知的螺线管致动器中，通过电磁力驱动限制销，使限制销的远端部与形成于该滑块的啮合槽进行啮合。例如，US6,967,550B2教导了一种螺线管致动器，其驱动限制销穿过永磁体的磁力与线圈通电时产生的电磁力之间的排斥力。

在US6,967,550B2的螺线管致动器中，对被夹在两个盘之间的永磁体进行驱动以使其与限制销一体地移动。因此，在驱动永磁体时，永磁体可能由于驱动永磁体时产生震动而断裂（或破裂），由此可能致使螺线管致动器处于不可操作状态。为克服这样的缺点，可以设想增大盘的板厚以提高抗震性。然而，盘的板厚的增大会引起螺线管致动器的可移动部分的重量增大，从而可能导致螺线管致动器的运行速度下降。

发明内容

鉴于上述缺点作出了本发明。因此，本发明的一个目的是提供一种用于内燃机的阀升程调节装置的螺线管致动器，其能够有效地限制由螺线管致动器工作时产生的震动的施加而造成永磁体的断裂。

根据本发明，提供了一种用于阀升程调节装置的螺线管致动器，其调节内燃机的进气阀和排气阀之一的升程量。所述螺线管致动器包括限制销、柱塞、永磁体、线圈和弹簧。所述限制销配置为朝向和远离滑块的啮合槽往复运动，所述滑块能够与所述阀升程调节装置的凸轮轴一体地旋转且能够沿所述凸轮轴的轴向方向相对于所述凸轮轴而移动。当所述限制销沿向前方向朝向所述滑块的所述啮合槽移动时，所述限制销的远端部能够与所述滑块的所述啮合槽啮合。当所述限制销利用从所述凸轮轴施加的转矩沿与所述向前方向相反的向后方向远离所述滑块的啮合槽移动时，所述限制销的所述远端部与所述滑块的所述啮合槽脱离。所述柱塞由磁性材料制成且具有一个与所述限制销紧固连接的端部。所述永磁体静止保持在相应的位置处，所述相应的位置位于所述柱塞的与所述限制销的所述远端部相对的一侧。所述永磁体施加磁吸引力以在所述向后方向上磁性地吸引所述柱塞的吸引面。在对所述线圈通电时，所述线圈产生电磁力，以在所述向前方向上磁性地吸引所述柱塞，从而沿所述向前方向移动所述柱塞。所述弹簧沿所述向前方向推动所述限制销以及所述柱塞。

附图说明

本文所描述的附图仅用于说明的目的，并非意在以任何方式限制本发明的范围。

图1是具有根据本发明实施例的螺线管致动器的阀升程调节装置的示意图，其示出了在开始从小升程状态到大升程状态的切替操作时的操作状态；

图2是沿图1中线II-II的截面图；

图3是具有本实施例的螺线管致动器的阀升程调节装置的示意图，其示出了从小升程状态到大升程状态的切替操作的中间时的操作状态；

图4是沿图3中线IV-IV的截面图；

图5是具有本实施例的螺线管致动器的阀升程调节装置的示意图，其示出了在开始从大升程状态到小升程状态的切替操作时的操作状态；

图6是沿图5中线VI-VI的截面图；

图7是本实施例的螺线管致动器的截面图，其示出了柱塞和限制销的最向后位置；

图8是图7中区域VIII的局部放大图；

图9是图7中区域IX的局部放大截面图；

图10是本实施例的螺线管致动器的截面图，其示出了柱塞和限制销的最向前位置；

图11是在线圈非通电状态下施加到本实施例的螺线管致动器的柱塞的力的示意图；以及

图12是在线圈通电状态下施加到本实施例的螺线管致动器的柱塞的力的示意图。

具体实施方式

将会参照附图描述本发明的实施例。

将本实施例的螺线管致动器应用于调节内燃机的各进气阀的升程的量（也称为升程量）的阀升程调节装置。

现在将参考图1至6描述阀升程调节装置。

如图1至6所示，阀升程调节装置10通过与滑块21一体设置的凸轮中相应的一个凸轮来调节每个进气阀91、92的升程。滑块21可与凸轮轴11一体地旋转且可沿凸轮轴11的轴向方向相对于凸轮轴11移动。每个进气阀91、92通过相应的辊31、32和相应的摆臂33、34而连接到相应的凸轮。

凸轮轴11沿预定旋转方向与曲轴（未示出）的旋转同步地旋转。从图1（以及图3或图5）的左侧可以看到，凸轮轴11的旋转方向是逆时针方向。

如图2（以及图4或图6）所示，形成在凸轮轴11的外周面的外花键齿（公花键齿）与滑块21的内花键齿（母花键齿）相适配。在图1（以及图3或图5）中，为了简单起见，未示出外花键齿。

滑块21被构造成管形，且滑块21的内花键齿与凸轮轴11的外花键齿啮合，以使得滑块21可与凸轮轴11一体地旋转且可沿凸轮轴11的轴向方向相对于凸轮轴11移动。即，滑块21可沿轴向方向在两个滑块限制器12、22之间往复运动，两个滑块限制器中的每一个构造成凸缘形并固定到凸轮轴11。

切替部13、23、小升程凸轮18、28和大升程凸轮19、29一体地形成在滑块21的两个相对端部中的每一个上，两个相对端部在凸轮轴11的轴向方向上彼此相对。因此，在本实施例中，第一组的切替部13、小升程凸轮18和大升程凸轮19，以及第二组的切替部23、小升程凸轮28和大升程凸轮29分别设置在滑块21的两个相对端部。切替部13、23设置为相对于凸轮轴11切替滑块21的轴向位置。

在以下描述中，位于图1左侧的切替部13称为第一切替部13，位于图1右侧的切替部23称为第二切替部23。类似地，小升程凸轮18和大升程凸轮19分别称为第一小升程凸轮18和第一大升程凸轮19。同样，小升程凸轮28和大升程凸轮29分别称为第二小升程凸轮28和第二大升程凸轮29。上述的第一和第二组部件的结构基本上彼此相同。因此，在下面的描述中，仅对第一组部件（第一切替部13、第一小升程凸轮18和第一大升程凸轮19）的结构进行说明。

第一切替部13具有第一啮合槽14。第一啮合槽14具有前部15、过渡部16和后部17。

前部15与后部17在凸轮轴11的轴向方向上彼此间隔开，并且沿与凸轮轴11的轴向垂直的方向延伸。如图2中所示，前部15的径向槽的深度沿着滑块21（以及凸轮轴11）的旋转方向向前侧（头侧）减小。此外，如图6所示，后部17的径向槽的深度沿着滑块21（以及凸轮轴11）的旋转方向向后侧（尾侧）减小。

过渡部16连接在前部15与后部17之间，并且是倾斜的，以使得过渡部16的头侧（即，沿着旋转方向的头侧）沿与凸轮轴11的轴向方向垂直的方向逐渐接近前部15，并使得过渡部16的尾侧（即，沿着旋转方向的尾侧）沿与凸轮轴11的轴向方向垂直的方向逐渐接近后部17。

阀升程调节装置10具有两个分别设置于第一切替部13和第二切替部23的螺线管致动器401、402。

对应于第一切替部13的螺线管致动器401驱动限制销601。具体地，螺线管致动器401沿向前方向与凸轮轴11的相应旋转定时（timing）同步地移动限制销601，从而使限制销601与第一啮合槽14啮合。由此，滑块21响应于凸轮轴11的旋转而沿轴向方向向滑块限制器12移动。此外，对应于第二切替部23的螺线管致动器402驱动限制销602。具体地，螺线管致动器402与凸轮轴11的相应旋转定时同步地向前移动限制销602，从而使限制销602与第二啮合槽24啮合，第二啮合槽24以类似于第一啮合槽14的方式配置。由此，滑块21响应于凸轮轴11的旋转而沿轴向方向向滑块限制器22移动。以下将描述上述操作的细节。

第一小升程凸轮18和第一大升程凸轮19彼此相邻地设置在第一切替部13的轴向侧上，即位于滑块21的轴向中心。如图2（以及图4或图6）所示，第一小升程凸轮18和第一大升程凸轮19相对于在旋转方向上的一个圆周侧的基准圆（假想圆）是偏心的。此外，第一大升程凸轮19相对于基准圆的偏心量大于第一小升程凸轮18相对于基准圆的偏心量。

放置第二切替部23以使得第一切替部13和第二切替部23在图1（以及图3或图5）中的左侧和右侧彼此对称。第二小升程凸轮28和第二大升程凸轮29彼此相邻地设置在第二切替部23的轴向侧上，即位于滑块21的轴向中心。第二小升程部28和第二大升程部29分别沿凸轮轴11的轴向方向相对于第一小升程凸轮18和第一大升程凸轮19轴向偏移。此外，第二小升程部28的偏心部分和第二大升程部29的偏心部分在凸轮轴11的旋转方向上分别从第一小升程凸轮18的偏心部分和第一大升程凸轮19的偏心部分圆周地移位约180度。

辊31和摆臂33对应于第一小升程凸轮18和第一大升程凸轮19，并将凸轮轴11的旋转转换为进气阀91的线性往复运动。此外，辊32和摆臂34对应于第二小升程凸轮28和第二大升程凸轮29，并把凸轮轴11的旋转转换为进气阀92的线性往复运动。

辊31夹置于第一小/大升程凸轮18/19与摆臂33的中央部分之间。类似地，辊32夹置于第二小/大升程凸轮28/29与摆臂34的中央部分之间。

参考图2，每个摆臂33、34的臂的一个端部接触相应的空隙调节器35、36，并且摆臂33、34的臂的另一端部接触相应的进气阀91、92。每个摆臂33、34绕接触对应的间隙调节器35、36的摆臂33、34的接触部摆动。当摆臂33、34摆动时，摆臂33、34的臂的另一端部朝向和远离对应的进气阀91、92移动。对应于摆臂33的间隙调节器35在图2（以及图4或图6）中示出。为了简化，未示出对应于摆臂34的间隙调节器36。

接下来，将会参考图1至图6描述阀升程调节装置10的操作。

参考图1和图2，当滑块21设置于滑块限制器22所位于的轴向侧时，辊31与第一小升程凸轮18的偏心部分的外周面接触，并向下推动摆臂33。进而，气缸盖90的进气阀91被打开，即，被提起相对较小的升程量（升程的相对较小的量）L1。辊32在相应的相位与第二小升程凸轮28的偏心部分的外周面接触，该相应的相位为从辊31改变约180度。以这种方式，打开进气阀92，即，被提起升程量L1。

在下面的描述中，阀升程调节装置10的这种状态称为小升程状态。此外，辊31接触第一大升程凸轮19的偏心部分的外周面的另一状态称为大升程状态。

在小升程状态中，螺线管致动器401的限制销601设置在第一啮合槽14的正上方。因此，在从小升程状态切替为大升程状态时，螺线管致动器401沿向前方向驱动限制销601，使得限制销601与第一啮合槽14在相应定时啮合，在该定时凸轮轴11旋转到图1和2示出的旋转位置。

在限制销601与第一啮合槽14啮合的状态下，当滑块21连同凸轮轴11一起旋转时，限制销601被移位，且依次与前部15、过渡部16和后部17啮合。在此期间，如图1中的箭头A1所示，滑块21沿凸轮轴11的轴向方向朝向滑块限制器12移动。

在图3和4中，以实线示出第一小升程凸轮18和第一大升程凸轮19的旋转位置P1，旋转位置P1是由滑块21从图1和2中所示的第一小升程凸轮18和第一大升程凸轮19的旋转位置P0旋转90度而得到的。另外，在图4中，以相应虚线示出第一小升程凸轮18和第一大升程凸轮19的旋转位置P2，旋转位置P2是由滑块21从图1和2中所示的第一小升程凸轮18和第一大升程凸轮19的旋转位置P0旋转180度而得到的。此外，在图4中，以相应虚线示出第一小升程凸轮18和第一大升程凸轮19的旋转位置P3，旋转位置P3是由滑块21从图1和2中所示的第一小升程凸轮18和第一大升程凸轮19的旋转位置P0旋转270度而得到的。在从位置P1到位置P3的旋转范围内，辊31接触相应的升程凸轮18、19的拱形部分的外周面，该拱形部分沿基准圆拱形地延伸。因此，相应的进气阀91、92保持在阀关闭状态。

另外，在通过位置P3之后达到的第一小升程凸轮18和第一大升程凸轮19的旋转位置处，后部17的径向槽深度逐渐减小，以使得后部17的底壁沿向后方向径向向外推动限制销601（参见图4中向上的实线箭头）。

随后，如图5和6所示，在滑块21从位置P0旋转360度后达到的第一小升程凸轮18和第一大升程凸轮19的旋转位置P4处，辊31接触第一大升程凸轮19的偏心部分的外周面以向下推动摆臂33。具体地，阀升程调节装置10现在处于大升程状态。因此，气缸盖90的进气阀91是打开的，即，被提起相对较大的升程量（升程的相对较大的量）L2。进而，辊32在相应的相位接触第二大升程凸轮29的偏心部分的外周面，该相应的相位为从辊31的相位改变约180度。以这种方式，打开进气阀92，即，被提起升程量L2。

在大升程状态下，螺线管致动器402的限制销602设置在第二啮合槽24的正上方。因此，在从大升程状态切替为小升程状态时，螺线管致动器402沿向前方向驱动限制销602，以使限制销602与第二啮合槽24在相应的定时啮合，在该定时凸轮轴11旋转到图5和6所示的旋转位置。

当滑块21在限制销602与第二啮合槽24啮合的状态下与凸轮轴11一起旋转时，限制销602被移位，并且依次与前部25、过渡部26和后部27啮合。在此期间，如图5中的箭头A2所示，滑块21沿凸轮轴11的轴向方向朝向滑块限制器22移动。

如上所述，阀升程调节装置10控制与凸轮轴11的旋转定时同步的螺线管致动器401、402的操作，以在升程量L1与升程量L2之间对相应的进气阀91、92的升程量进行切替。

具体地，阀升程调节装置10基于发动机速度和/或内燃机的负荷来调节阀升程量，以适当地提高操作条件。

接下来，将会参照图7至10描述作为本发明的主要特征的螺线管致动器的结构的细节。在下面的描述中，为了描述的目的，将两个螺线管致动器401、402统称为螺线管致动器40。同样，将螺线管致动器401、402的限制销601、602统称为限制销60。

如图7和图10所示，螺线管致动器40包括永磁体41、线圈42、后定子43、前定子44、磁轭46、保持部47、柱塞50、限制销60、套筒70和弹簧75。这些部件相对于公共中心轴O同轴地安装。

柱塞50和限制销60一体地彼此接合（即，被彼此牢固连接），并相对于其它部件从图7所示的最向后位置（最后退位置）到图10所示的最向前位置（最大前进位置）之间往复运动。这里，在柱塞50和限制销60的最后向位置的冲程（也称为冲程量）被称为零冲程。此外，在柱塞50和限制销60的最向前位置的冲程被称为全冲程。柱塞50和限制销60在向前方向上从最向后位置的向前距离可以用相应的冲程（mm）来表示。此外，在下面的描述中，向前方向（前进方向）和前侧分别指的是图7至10中的向下方向和下侧，后向方向（后退方向）和后侧分别指的是图7至10中的向上方向和上侧。

永磁体41静止保持在柱塞50的与限制销60的近端部（图7中上端部）（即，与限制销60的远端部相对）相邻一侧的位置。永磁体41利用永磁体41的磁力沿向后方向磁性吸引柱塞50的吸引面511，以使得柱塞50的吸引面511被磁性吸引并通过永磁体41的磁吸引力而静止保持在图7所示的最向后位置。

当线圈42通过连接器（未示出）通电时，线圈42产生电磁力以沿向前方向磁性吸引柱塞50。

后定子43在轴向方向上放置在前定子44的永磁体41所在的一侧。每个后定子43和前定子44均由磁性物质制成。此外，每个后定子43和前定子44覆盖线圈42的相应轴向端部和线圈42的内周部的相应部分。具体地，如图8中所示，后定子43包括后壁431和内壁432。后壁431覆盖线圈42的后端部，并且内壁432覆盖线圈42的内周部的后部。前定子44包括前壁441和内壁442。前壁441覆盖线圈42的前端部，并且内壁442覆盖线圈42的内周部的前部。后定子43的内壁432的开口面433与前定子44的内壁442的开口面443沿限制销60（和柱塞50）的轴向方向（即，中心轴O的轴向方向）轴向相对，使得开口面433与开口面443之间在轴向方向上形成间隙45。

柱塞50的可滑动部52配置为沿后定子43的内壁432和前定子44的内壁442滑动。另外，后定子43和前定子44形成磁通量ф的流路（也称为传导路径或磁路），磁通量ф由线圈42在其通电时产生。此时，由于间隙45的存在，磁通量ф穿过柱塞50从后定子43流到前定子44。

磁轭46由磁性材料制成，并配置成管形以覆盖线圈42的外周部。磁轭46配合后定子43和前定子44以形成磁通量ф的流路（传导路径），磁通量ф由线圈42在其通电时产生。

保持部47接合到（即，牢固连接到）磁轭46后开口461。保持部47配置成杯形（具有周壁和底壁）以容纳永磁体41。保持部47由磁性材料制成并且在与柱塞50的吸引面511相对的轴向侧上形成开口。

具体地，如图9中所示，保持部47的邻近于保持部47的开口（开口端）的开口侧端面471从永磁体41的端面411朝向柱塞50突出。具体地，在形成在柱塞50的凸缘51的吸引面511被磁性吸引并由永磁体41的磁吸引力保持静止的状态下，吸引面511接触保持部47的开口侧端面471。此时，间隙δ形成在永磁体41的端面411与柱塞50的凸缘51的吸引面511之间。在本实施例中，永磁体41的外径大于柱塞50的可滑动部52的外径，但小于凸缘51的外径。

柱塞50由磁性材料制成，并包括凸缘51和可滑动部52。凸缘51形成在柱塞50的后端部且具有较大的直径。可滑动部52从凸缘51轴向延伸到柱塞50的前端。

在轴向方向上位于永磁体41侧的凸缘51的吸引面511总是接收永磁体41的磁吸引力。可滑动部52的外壁521配置为沿着后定子43的内壁432和前定子44的内壁442滑动。限制销60的连接部61被容纳在可滑动部52的连接孔522内，从而使柱塞50和限制销60一体地接合，即，彼此牢固地连接。限制销60的弹簧安装部62的支座面621与可滑动部分52的远端面523邻接。

再参照图8，在柱塞50的冲程是零冲程的工作状态下，前定子44的开口面443的轴向位置被设置为基本上与可滑动部52的远端面523的轴向位置一致。这里，开口面443的轴向位置与远端面523的轴向位置基本一致是指开口面443和远端面523轴向设置在相应的轴向范围内的状态，在中心轴O的轴向方向测量该轴向范围。该相应的轴向范围可以从数百微米到数毫米之间变化，并且如同在螺线管致动器技术领域中的常识的教导下所理解的那样，例如可以通过开口面443和/或远端面523的一个或多个边缘上形成倒角来实现。

如上所述，当在柱塞50为零冲程的情况下远端面523的轴向位置与开口面443的轴向位置彼此基本上一致时，使图8所示的柱塞50与前定子44之间的磁隙Gm最小化。由此，处于非通电状态下的线圈42开始通电的时刻，由线圈42瞬时产生的磁通量ф最有效地从柱塞50通过最小化的磁隙Gm流向前定子44。此外，磁通量ф的密度由于磁通量ф的路径的截面面积在间隙Gm处被阻塞而增大。结果，在图8中示出的状态下，可以获得最大的电磁力。

当柱塞50沿图8中由虚线表示向前方向移动时，柱塞50和前定子44在轴向上彼此重叠，从而使磁通量ф的路径的截面增大。因此，磁通量ф的密度降低。结果，线圈42的电磁力降低。

限制销60具有连接部61、弹簧安装部62、可滑动部63和远端部64，其沿着中心轴O共轴地放置，并以此顺序从限制销60的近端（图7中的上端）开始一个接一个地布置。连接部61连接到柱塞50。弹簧75被安装于弹簧安装部分62的外周部分。

可滑动部63的外壁可沿套筒70的滑动孔721的内壁滑动。可滑动部63与弹簧安装部62之间的阶梯面上形成支承弹簧75的前端部（图7中的下端部）的弹簧座面631。

远端部64的外壁641被容纳在套筒70的容纳孔722中。当限制销60被放置在图7中所示的最向后位置时，远端部64的远端面（图7中的下端面）643基本上与套筒70的端面（图7中的下端面）723共面，或在轴向内侧与套筒70的端面723稍微偏离。此外，在限制销60沿向前方向向前移动时，远端面643从套筒70的端面723突出，并与阀升程调节装置10的相应啮合槽14、24啮合。

套筒70包括凸缘71和主体部72。

凸缘71的外周壁接合到（即紧固地连接到）磁轭46的前开口462（图7中的下开口）。此外，凸缘71的后端面的外周边缘接触前定子44的前壁441。而且，在套筒70中，容纳弹簧保持板76的凹部711形成在凸缘71的后端面的外周边缘的径向内侧上。

主体部72具有滑动孔721和容纳孔722，其沿中心轴线O彼此共轴。滑动孔721容纳限制销60的可滑动部63。容纳孔722容纳限制销60的远端部64。

弹簧75安装于弹簧安装部62的外周部分。弹簧75具有两个端部，其分别由限制销60的弹簧保持板76和弹簧座面631支承。弹簧75施加弹力（推力）以在向前方向上推动限制销60以及柱塞50。

弹簧保持板76容纳在套筒70的凸缘71的凹部711中并支承弹簧75的后端部。

接下来，将参考图11和12描述以上述方式构造的螺线管致动器40的操作。

如图11中所示，在线圈42非通电状态下，由永磁体41产生的磁吸引力Fm和由弹簧75产生的弹力Fsp被施加到柱塞50。

沿向后方向（向后移动柱塞50远离凸轮轴11的方向）施加磁吸引力Fm。磁吸引力Fm在零冲程（即，柱塞50的0mm冲程）时最大。当柱塞50的冲程增大时，磁吸引力Fm减小。需要注意的是，根据库仑定律，磁吸引力Fm与冲程的平方成反比地减小。沿向后方向（向后移动柱塞50远离凸轮轴11的方向）施加磁吸引力Fm。磁吸引力Fm在零冲程（即，柱塞50的0mm冲程）时最大。当柱塞50的冲程增大时，磁吸引力Fm减小。在柱塞50的0mm冲程时，磁吸引力Fm被设定为大于弹力Fsp。因此，柱塞50被磁性吸引，并在线圈42的非通电状态下通过永磁体41的磁吸引力而保持静止在最后向位置。

以这种方式，限制销60的远端部64容纳在套筒70的端面723径向向内位置处。由此，在阀升程调节装置10中，限制销60与相应啮合槽14、24的啮合被释放，即，限制销60脱离相应的啮合槽14、24。

如图12中所示，在线圈42通电时，除磁吸引力Fm和弹力Fs以外，还向柱塞50施加沿向前方向磁性吸引柱塞50的电磁力Fsol。

如上所述，在柱塞50的零冲程位置处，前定子44的开口面443的轴向位置与柱塞50的远端面523的轴向位置基本上彼此一致。从而，在处于线圈42的非通电状态的线圈42开始通电的时刻，可以获得最大磁力Fsol。具体地，磁吸引力Fsol在0mm冲程时最大，并随着冲程的增大而减小。

此外，在包括0毫米冲程的整个冲程范围内，将电磁力Fsol和弹力Fsp的合力设定成大于磁吸引力Fm。通过这种设定，柱塞50可以从永磁体41的磁吸引释放，并且可沿向前方向移动到全冲程Sf。在这里，应当注意，即使当电磁力Fsol在柱塞50沿向前方向的移动过程中变为零或接近零，也可以单独由弹力Fsp在向前方向上移动柱塞50。

以这种方式，限制销60的远端部64从套筒70的端面723突出并与阀升程调节装置10的相应啮合槽14、24啮合。滑块21通过凸轮轴11的旋转而轴向移动到预定位置，以改变阀升程量。

在通过相应切替部13、23的旋转以及滑块21的轴向运动而在向后方向上径向向外推动限制销60的远端部64时，柱塞50在向后方向上从全冲程Sf移动到一冲程范围，该冲程范围等于或者小于在向后方向上的冲程阈值St。

在等于或小于冲程阈值St的冲程范围内，磁吸引力Fm变得高于弹力Fsp。因此，柱塞50被沿向后方向吸引到永磁体41，直到柱塞50的吸引面511接触保持部47的开口侧端面471。此时，间隙δ形成在永磁体41的端面411与柱塞50的吸引面511之间，从而使柱塞50不会撞到永磁体41。

现在，将会描述本实施例的螺线管致动器40的优点。

（1）在本实施例的螺线管致动器40中，永磁体41保持静止。因此，与现有技术的驱动永磁铁的螺线管致动器相比，能够限制由驱动永磁体时的震动引起的永磁体的断裂（或破裂），从而能够限制致动器处于非工作状态。

（2）用于容纳永磁体41的保持部47由磁材料制成。因此，能够限制永磁体41的磁通量泄漏，并且能够提高永磁体41的磁吸引力Fm。此外，即使在永磁体41断裂的情况下，还可以限制永磁体41的断裂碎片的分散。

（3）保持部47的开口侧端面471从永磁体41的端面411朝向柱塞50突出，且间隙δ形成在永磁体41的端面411与柱塞50的吸引面511之间。因此，当柱塞50被吸引到永磁体41时，柱塞50的吸引面511接触保持部47的开口侧端面471，而不会撞到永磁体41的端面411。这样，能够限制永磁体41的断裂。

此外，柱塞50不直接接触永磁体41，从而能够限制永磁体41的磁特性随时间的劣化。

（4）前定子44的开口面433的轴向位置433在柱塞50被磁性吸引并由永磁体41的磁吸引力保持静止在最后向位置的状态下基本上与柱塞50的远端面523的轴向位置一致。因此，由于在柱塞50沿向前方向移动时柱塞50与前定子44之间的重叠，磁通量的密度减小，并且线圈42的电磁力Fsol减小。以这种方式，电磁力Fsol在0mm冲程处达到最大，在0mm冲程时，需要抵抗在开始阀升程调节装置10的操作时永磁体41的磁吸引力Fm而使柱塞50远离永磁体41移动。从而，可以有效地产生电磁力Fsol。因此，可以减小线圈42的尺寸。

（5）在应用于阀升程调节装置10的本实施例的螺线管致动器40中，在使限制销60的远端部64远离相应的啮合槽14、24移动时，由凸轮轴11的转矩在向后方向上径向向外推动限制销60。因此，不必提供专用驱动装置（驱动模块）以从限制销60的最向前位置沿向后方向驱动限制销60。因此，与包括分别设置在向前方向侧和向后方向侧的两个螺线管驱动装置的JPH07-335434A的螺线管致动器相比，能够减小螺线管致动器的尺寸。

本发明并不限于上述实施例，可以在本公开内容的原理下对上述实施例进行修改。例如，上述实施例可以修改如下。

（a）容纳永磁体41的保持部47的材料不限于磁性材料。例如，容纳永磁体41的保持部47可以由非磁金属材料（例如，奥氏体不锈钢）或树脂材料制成。

（b）保持部47的开口侧端面471不一定从永磁体41的端面411朝向柱塞50突出。例如，保持部47的开口侧端面471可以基本上与永磁体41的端面411共面或可以轴向地从永磁体41的端面411凹进。

（c）前定子44的开口面443的轴向位置可以不必与柱塞50的零冲程时的柱塞50的远端面523的轴向位置一致。

（d）本公开内容的阀升程调节装置可以是调节相应排气阀的升程量的阀升程调节装置。

（e）例如阀升程调节装置10的凸轮18、19、28、29和滑块21的结构并不限于上述实施例，并且只要凸轮和滑块可以通过相应的螺线管致动器的限制销的移动而进行切替，就可以以适当的方式对上述结构进行修改。

如上所述，本公开内容不限于上述实施例及其修改。即，上述实施例及其修改还可以以各种方式进行修改，而不背离本公开内容的原理。

Claims (5)

1.一种用于阀升程调节装置（10）的螺线管致动器，所述阀升程调节装置（10）调节内燃机的进气阀（91，92）和排气阀之一的升程量，所述螺线管致动器包括：

限制销（60，601，602），其被配置为朝向和远离滑块（21）的啮合槽（14，24）往复运动，所述滑块（21）能够与所述阀升程调节装置（10）的凸轮轴（11）一体地旋转且能够沿所述凸轮轴（11）的轴向方向相对于所述凸轮轴（11）而移动，其中：

当所述限制销（60，601，602）沿向前方向朝向所述滑块（21）的所述啮合槽（14，24）移动时，所述限制销（60，601，602）的远端部（64）能够与所述滑块（21）的所述啮合槽（14，24）啮合；

当所述限制销（60，601，602）利用从所述凸轮轴（11）施加的转矩沿与所述向前方向相反的向后方向远离所述滑块（21）的啮合槽（14，24）移动时，所述限制销（60，601，602）的所述远端部（64）与所述滑块（21）的所述啮合槽（14，24）脱离；

柱塞（50），其由磁性材料制成且具有一个与所述限制销（60，601，602）紧固连接的端部；

永磁体（41），其静止保持在相应的位置处，所述相应的位置位于所述柱塞（50）的与所述限制销（60，601，602）的所述远端部（64）相对的一侧，其中所述永磁体（41）施加磁吸引力以在所述向后方向上磁性地吸引所述柱塞（50）的吸引面（511）；

线圈（42），在对所述线圈（42）通电后，所述线圈（42）产生电磁力，以在所述向前方向上磁性地吸引所述柱塞（50），从而沿所述向前方向移动所述柱塞（50）；以及

弹簧（75），其沿所述向前方向推动所述限制销（60，601，602）以及所述柱塞（50）。

2.根据权利要求1所述的螺线管致动器，还包括保持部（47），其由磁性材料制成，其中，所述保持部（47）在所述柱塞（50）的所述吸引面（511）所在的一侧形成开口，并且所述保持部（47）容纳所述永磁体（41）。

3.根据权利要求2所述的螺线管致动器，其中，所述保持部（47）的开口侧端面（471）从所述永磁体（41）的端面（411）朝向所述柱塞（50）突出。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的螺线管致动器，还包括后定子（43）和前定子（44），所述后定子（43）和所述前定子（44）由磁性材料制成，其中：

所述后定子（43）和所述前定子（44）在径向方向上位于所述线圈（42）与所述柱塞（50）之间，并且在轴向方向上位于所述永磁体（41）与所述限制销（60，601，602）的所述远端部（64）之间；

所述后定子（43）在所述轴向方向上被放置在所述前定子（44）的所述永磁体（41）所在的一侧；

间隙（45）在所述轴向方向上夹置在所述后定子（43）与所述前定子（44）之间；

所述后定子（43）和所述前定子（44）被配置为通过所述柱塞（50）传导其间的磁通量；并且

当所述柱塞（50）被磁性吸引并由所述永磁体（41）的所述磁吸引力保持静止时，所述前定子（44）的暴露于所述间隙（45）的开口面（433）的轴向位置基本上与所述柱塞（50）的远端面（523）的轴向位置一致。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的螺线管致动器，还包括至少一个定子（43，44），其在轴向方向上位于所述线圈（42）与所述柱塞（50）之间，其中，所述永磁体（41）的外径大于所述柱塞（50）的能够沿所述至少一个定子（43，44）滑动的可滑动部（52）的外径。

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