CN107680773A - 电磁致动器 - Google Patents

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Abstract

电磁致动器(101)由可移动单元(14)和静止单元(13)构成。可移动单元具有均可沿向前或向后方向移动的电枢(70)和输出销(60)。静止单元具有通过止动件(46)彼此连接并设置在轭(35)的后侧的后板(45)、永磁体(40)和前板(45)。

Description

电磁致动器
技术领域
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US6,967,550B2或EP1,421,591B1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。在这些现有技术的电磁致动器中，当向线圈供电时，输出销与永磁体一起由电磁力向前移动。当切断线圈的电源时，输出销与永磁体一起向后移动到线圈。
通常，永磁体由晶粒构成。永磁体由脆性材料制成，因为水晶滑动小。因此，当具有永磁体的可移动单元移动时，永磁体可能被冲击力破坏。为了防止永磁体的断裂，可以在永磁体周围设置橡胶或金属作为减震器。然而，在这种情况下，零件和/或部件的数量增加，电磁致动器的尺寸变大，制造成本增加。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而做出的。本公开的目的是提供一种电磁致动器，其可以以简单的结构提高耐冲击性，并且可以使其尺寸更小。
根据本公开的一个特征，电磁致动器由可移动单元(14)和静止单元(13)构成。可移动单元(14)包括输出销(60，160，260，360，460)和电枢(70，170，270，370，470)。静止单元(13)包括后板(45，145，254，345，445)，永磁体(40，140)，前板(44)，止动件(46，146)，线圈(31)，前侧端板(48，148，248)和轭(35，135，235，335，435)。
输出销可移动地设置在静止单元中，以便能够在向前方向或向后方向上移动。
电枢具有连接到输出销的后端(61)的连接部(71)，使得电枢与输出销一起在轴向方向上移动。
后板(45)在轭的与电枢的连接部相反的后侧固定在轭上。
永磁体(40)形成为板状并与后板的前侧面连接。永磁体在轴向上被磁化，使得在磁体的每个轴向端部出现不同的磁极。
前板(44)设置在电枢和永磁体之间，并连接到永磁体的前侧面。在前板上形成止动件插入孔(441)。
止动件(46)插入到止动件插入孔中，使得止动件的前侧面(461)沿轴向向外露出到电枢。止动件将后板、永磁体和前板彼此连接，使得永磁体固定在静止位置。
当向线圈供电时，线圈(31)产生磁场，其磁场方向与由永磁体产生的磁场相反。线圈在电枢和永磁体之间产生排斥力。
前侧端板(48)设置在线圈的更靠近电枢的连接部的一侧的前侧。前侧端板具有电枢插入孔(481)，电枢的前端可移动地插入其中。
轭(35)形成为筒状，具有与后板的外周面(453)或前侧端板的外周面(482)相对的内周壁(351)。轭形成磁路，在该磁路中磁通量通过电枢、后板和前侧端板。
可移动单元(14)由输出销和电枢构成，而静止单元(13)包括永磁体。由于永磁体不可移动，因此可以防止永磁体的破损，这可能由可移动单元移动时产生的冲击力而发生。因此，可以提高致动器的抗冲击性。此外，不需要在永磁体周围设置减震器等。因此，可以通过更简单的结构来减少部件数量，并且使致动器尺寸更小并以更低的成本制造。
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情况下的气门升程调节装置的示意图；
图3是在不向电磁致动器供电的情况下，即输出销和电枢向后移动的情况下，根据本公开的第一实施例的电磁致动器的示意性横截面图；
图4是在向电磁致动器供电的情况下，即在输出销和电枢向前移动的情况下，根据本公开的第一实施例的电磁致动器的示意性横截面图；
图5是图3所示的部分V的示意放大图；
图6是表示磁吸引力相对于第一实施例的电磁致动器的可移动单元的行程的特性线的图；
图7是在不向电磁致动器供电的情况下，即输出销和电枢向后移动的情况下，根据本公开的第二实施例的电磁致动器的示意性横截面图；
图8是在向电磁致动器供电的情况下，即在输出销和电枢向前移动的情况下，根据本公开的第二实施例的电磁致动器的示意性横截面图；
图9是表示磁吸引力相对于第二实施例的电磁致动器的可移动单元的行程的特性线的图。
图10是在不向电磁致动器供电的情况下，即输出销和电枢向后移动的情况下，根据本公开的第三实施例的电磁致动器的示意性横截面图；
图11是在向电磁致动器供电的情况下，即在输出销和电枢向前移动的情况下，根据本公开的第三实施例的电磁致动器的示意性横截面图；
图12是在不向电磁致动器供电的情况下，即输出销和电枢向后移动的情况下，根据本公开的第四实施例的电磁致动器的示意性横截面图；
图13至图25是在不向电磁致动器供电(输出销和电枢向后移动)的情况下，根据本公开的变形例的电磁致动器的示意性横截面图；和
图26是在不向电磁致动器供电(输出销和电枢向后移动)的情况下，根据对比例的电磁致动器的示意性横截面图。
具体实施方式
下面将参考附图通过多个实施例和/或修改来说明本公开的电磁致动器。在整个多个实施例和/或修改中给予相同或相似的部件或部分相同的附图标记，以便消除重复的说明。
电磁致动器例如用于内燃机的气门升程调节装置中。例如，如JP 2013-217265中所公开的那样，气门升程调节装置通过凸轮件来调整内燃机(以下称为发动机)的进气门和/或排气门的升程量，该凸轮件一体设置有与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的气门升程调节装置。
如图1和图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、电磁致动器101等构成。
滑动件51与凸轮轴94、小升程凸轮58和大升程凸轮59一起沿旋转方向55旋转。小升程凸轮58和大升程凸轮59统称为凸轮件。滑动件51以沿凸轮轴94的轴向可移动的方式安装在凸轮轴94上。在滑动件51的外周形成螺旋槽511，使得根据滑动件51的旋转角度，槽位置在滑动件51的外周上沿轴向方向(与图1或图2的图的纸面方向垂直的方向)逐渐变化。
小升程凸轮58和大升程凸轮59设置在滑动件51的彼此相邻的轴向中间位置处。小升程凸轮58和大升程凸轮59中的每一个相对于参考圆向外偏心。大升程凸轮59距参考圆的偏心量大于小升程凸轮58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选择性地与小升程凸轮58或大升程凸轮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相反的位置处接合。
将对气门升程调节装置50的操作进行说明。
进气门提升单元52被小升程凸轮58或大升程凸轮59的扭矩向下推，无论哪个与进气门提升单元52接触。根据下推操作，设置在气缸盖53内的进气门91被打开小提升量L1(图1)或大提升量L2(图2)。
致动器101的输出销60在控制单元(未示出)指令的定时沿向前方向移动。输出销60位于凸轮轴94的一侧，使得输出销60的前端64插入到螺旋槽511中。根据滑动件51的旋转，滑动件51沿凸轮轴94的轴向方向(与图的纸面垂直的方向)移动。
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)的接触状况从与小升程凸轮58接触改变为与大升程凸轮59接触，反之亦然。当接触状况从小升程凸轮58变为大升程凸轮59时，进气门91的提升量L1变为提升量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。
(第一实施例)
将参照图3至图6说明致动器101的结构。
如图3和图4所示，致动器101由在致动器101的轴向方向上可移动的可移动单元14和固定到发动机头90的静止单元13构成。可移动单元14和静止单元13相对于致动器101的中心轴线彼此同轴布置。
可移动单元14具有输出销60和电枢70。
输出销60由非磁性材料制成，并在输出销60的滑动部分65处由套筒80可移动地支撑。输出销60的中间部分容纳在套筒80的套筒孔85中。输出销60可以沿轴向从其后端61向其前端64移动，反之亦然。输出销60由非磁性材料制成，例如奥氏体不锈钢。
电枢70由磁性材料制成并具有连接部71。电枢70可与输出销60一起沿轴向移动。
连接部71具有沿轴向延伸并具有底端的连接孔711。输出销60的后端61插入到连接孔711中，使得输出销60牢固地连接到电枢70。电枢70由磁性材料制成，例如高碳铬轴承钢。通过热处理可获得更高的强度。
电枢70的主要部分位于线圈31的径向内侧。凸缘部72形成在电枢70的轴向端部，电枢70的该轴向端部是沿轴向与连接部71相反的后侧端部。凸缘部72的外径相对较大并且以大的相对表面积与静止单元13的前板44相对。
静止单元13由线圈31、轭35、永磁体40、前板44、后板45、作为固定部件的止动件46、前侧端板48等构成。后板45、永磁体40和前板44形成设置在轭35的后侧上的后侧端板部。
绕组缠绕在线圈31的线轴30的外周上。当从外部电源(未示出)向线圈31供电时，线圈31产生磁场。
电枢70可移动地插入其中的线轴30由用于将线圈31的绕组与电枢70绝缘的树脂制成。
轭35由磁性材料制成并形成为与可移动单元14同轴的筒形状。轭35容纳可移动单元14、线圈31、永磁体40、前板44、后板45、止动件46和前侧端板48。
在电枢70和轭35彼此接触或靠近的部分，在电枢70和轭35之间传递磁。轭35形成磁路，在该磁路中，磁通穿过电枢70、后板45和前侧端板48。
轭35具有彼此一体形成的凸缘39和套筒80。
凸缘39在径向向外的方向上从致动器101的径向内侧延伸并且固定到发动机头90。
套筒80具有基部81和筒部84。
基部81插入到发动机头90的固定孔92中。密封环83安装在基部81的外周，以密封基部81的外周和固定孔92的内周之间的间隙。
筒部84从基部81向前延伸，以与凸轮轴94相对。套筒孔85沿筒部84的中心轴线形成在筒部84的内侧，输出销60可移动地插入套筒孔85中。
筒部84具有支承部844，用于当输出销60沿向前方向移动时，支承部844可移动地支撑和引导输出销60到凸轮轴94。
支承部844形成在套筒80的各轴向端部，即，在基部81的一侧和筒部84的前侧。每个支承部844在基部81侧和筒部84的前侧可移动地接触输出销60并且可移动地支撑输出销60。
永磁体40在穿过致动器101的中心轴线的平面上的横截面中形成为平板状，并且在与致动器101的中心轴线垂直的平面上的横截面中形成为环状。永磁体40在轴向上被磁化，使得在永磁体40的各轴向端面出现不同的磁极。
更准确地说，永磁体40的在朝向前板44的前侧上的轴向端被磁化为N极，而在朝向后板45的后侧上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40中形成有止动件插入孔401，从而止动件46沿致动器101的中心轴线穿过止动件插入孔401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动。
前板44由磁性材料制成，并且在垂直于致动器101的中心轴线的平面上的横截面中形成为环状。前板44固定在永磁体40的前侧面。止动件插入孔441同样形成在前板44中，从而止动件46插入穿过止动件插入孔441中。
以类似的方式，后板45由磁性材料制成，并且在垂直于致动器101的中心轴线的平面上的横截面中形成为环形。后板45固定在永磁体40.的后侧面。后板45的外周面453在径向方向上与轭35的内周面351相对，并且两个表面453、351彼此接触。后板45通过压入或焊接固定到轭35。
止动件插入孔451同样形成在后板45中，使得止动件46穿过止动件插入孔451插入。
作为线圈31一侧的表面的前板44的轴向端面被称为前侧面443。后板45的向外侧露出的轴向端面被称为后侧面457。前板44的前侧面443与电枢70的凸缘部72的后侧面721相对。凸缘部72也被称为磁体相对部72。
止动件46由非磁性材料制成并形成为棒状。止动件46分别穿过前板44的止动件插入孔441、永磁体40的止动件插入孔401和后板45的止动件插入孔451插入。
止动件46将前板44、永磁体40和后板45彼此固定，以使前板44、永磁体40和后板45形成为后侧端板部，其相对于可移动单元14静止。可以在止动件46和永磁体40之间沿径向方向形成小的间隙，以便当止动件46插入穿过永磁体40的止动件插入孔401时永磁体40不断裂。
止动件46的前侧面461与凸缘部72的后侧面721相对。止动件46插入到前板44中，使得前侧面461暴露在外侧。止动件46由非磁性材料制成，例如奥氏体不锈钢金属、树脂、橡胶等。
前侧端板48由磁性材料制成，并且在垂直于致动器101的中心轴线的平面上的横截面中形成为环状。前侧端板48具有电枢插入孔481，电枢70可移动地插入其中。
前侧端板48位于电枢70的连接部71侧的线圈31轴向端，以使前侧端板48固定在线轴30的在连接部71侧的轴向端。
前侧端板48的外周面482与在套筒80的基部81侧上的轭35内周面351相对，两个表面482、351彼此接触。前侧端板48与轭35牢固地配合。
轭35、前板44、后板45和前侧端板48均由磁性材料制成，例如高碳铬轴承钢，如同电枢70。
在本实施例中，将前板44的厚度称为前板厚度“TF”，将前侧端板48的厚度称为端板厚度“TE”。
每个厚度“TF”和“TE”的设计使得端板厚度“TE”大于前板厚度“TF”(TE>TF)。
此外，电枢70的凸缘部72的直径被定义为电枢直径“DA”，前板44的直径被定义为前板直径“DF”，并且后板的直径45被定义为后板直径“DR”。电枢直径“DA”等于电枢70的最大直径。
直径“DF”和“DR”中的每一个被设计成使得后板直径“DR”大于前板直径“DF”(DR>DF)。
此外，直径“DA”和“DR”中的每一个被设计成使得后板直径“DR”大于电枢直径“DA”(DR>DA)。
将说明致动器101的操作。
致动器101固定在发动机头90的固定孔92上，输出销60作用在气门升程调节装置50的凸轮轴94上。在本实施例中，输出销60沿更接近凸轮轴94的方向的移动被称为“向前移动”，而输出销60沿远离凸轮轴94的相反方向的移动被称为“向后移动”。
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产生的电磁力向前移动。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从图4的位置旋转到图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。在图4的位置，输出销60的前端64与凸轮轴94接触。在图3的位置，输出销60与凸轮轴94的长半径“Rb”的一侧相对。输出销60的与向后极限位置分离缩回行程“Lu”的位置称为缩回位置。在输出销60从缩回位置向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的磁力向后移动。
将说明线圈31的操作。
当没有电力供应到线圈31时，通过在前板44的前侧面443与凸缘部72的后侧面721之间产生的永磁体40的磁吸引力，可移动单元14被保持在向后极限位置。磁吸引力被设计成足够大以使可移动单元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，永磁体40产生磁路ΦM。
在磁路ΦM中，磁通量通过永磁体40的N极、前板44、电枢70、前侧端板48、轭35、后板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，线圈产生的电磁场31具有在线圈31的前侧(更靠近连接部71的一侧)的S极和在线圈31的后侧(更靠近凸缘部72的一侧)的N极。线圈31的绕线方向或电流供给方向被设计成使得线圈31产生与通过永磁体40产生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，前板44和凸缘部72具有彼此相同的磁极性，在前板44的前侧面443和凸缘部72的后侧面721之间产生排斥磁力。可移动单元14通过排斥磁力从向后极限位置向前移动。
图26示出根据现有技术的对比例的致动器900。
在致动器900中，具有永磁体902的可移动单元903由缠绕在线轴907上的线圈901产生的电磁力移动。与定子906接触的可移动单元903的输出销904与其分离。
通常，永磁体由晶粒构成。永磁体由脆性材料制成，因为晶体滑动小。结果，在致动器900中，永磁体902可能被包括永磁体902的可移动单元903在移动时产生的冲击力破坏。
为了防止永磁体902的破坏，在永磁体902周围设有减震器905。减震器905由例如橡胶、金属等制成。在具有减震器905的致动器900中，部件的数量增加，电磁致动器的尺寸变大，制造成本增加。
然而，根据本实施例的致动器，可以通过简单的结构增加耐冲击性，并且可以获得小型致动器。
(优点)
(1)致动器101的可移动单元14仅由输出销60和电枢70组成。永磁体40设置在静止单元13中。由于永磁体40不移动，因此可以防止永磁体40的可能将由可移动单元14移动时产生的冲击力引起的破坏。因此，可以提高耐冲击性。此外，由于不需要设置减震器，因此可以减少用于致动器101的部件的数量。致动器101可以以较低的成本制造，并且可以使其尺寸更小。
将参考图6说明本实施例的致动器101和现有技术的致动器900的特征。
在图6中，水平轴表示包括向后极限位置“L0”和向前极限位置“LMAX”的可移动单元的行程“L(mm)”。竖直轴表示磁吸引力“N”，其中正值(高于参考线“N＝0”)表示用于在向后方向上吸引可移动单元的磁力和负值(在参考线下方)示出用于在向前方向上吸引可移动单元的磁力。
在不向线圈31供电的情况下，位置“L0”的磁吸引力相当于用于保持电枢70和前板44的磁力。当磁吸引力变大时，用于将电枢70保持在电枢70与止动件46接触的向后极限位置的力变大。当电枢70的磁吸引力较大时，电枢70被稳定地保持而不会通过发动机的振动和/或可移动单元14的重量而与前板44分离。结果，电枢70的操作稳定性增加。
在图6中，实线“AOFF”表示在不向线圈31供电的情况下致动器101的特征，虚线“AON”表示在向线圈31供电的情况下致动器101的特征。双点划线“AREF”表示在不向线圈901供电的情况下现有技术的致动器900的参考特征。
当将特征“AOFF”与参考特征“AREF”进行比较时，位置“L0”处的磁吸引力(保持力)彼此相等。在本公开中，“相等”一词不仅包括“完全相等”，还包括“常识误差范围”。
在现有技术的致动器900中大于位置“L3”的行程范围内，如参考特征“AREF”所示，当行程接近向前极限位置时，负值的磁吸引力增加。换句话说，随着电枢与永磁体902分离大于行程位置“L3”的距离，磁吸引力减小。
然而，根据本公开的致动器101，磁路与现有技术的致动器900的磁路不同。如特征“AOFF”所示，在大于行程位置“L3”的行程范围内，磁吸引力变得恒定(即为零值)。
换句话说，在不向线圈31供电的情况下，当输出销60从凸轮轴的一侧向向后极限位置的一侧向上推动时，可以降低磁引起的阻力。
另一方面，当输出销60向前移动时，电力被提供给线圈31。如特征“AON”所示，负值的磁吸引力在大于行程位置“L3”的行程范围中增加。因此，可以获得等于参考特征“AREF”的磁吸引力。
如上所述，致动器101可以通过对线圈31供应电流或将线圈31的电流供应截止来获得等于参考特征“AREF”的特征。
(2)由于输出销60由非磁性材料制成，所以可以抑制输出销60处的磁短路。
由于端板厚度“TE”大于前板厚度“TF”，所以可以抑制前板44处的磁短路。
由于后板45的外周面453与轭35的内周面351接触，所以在后板45与轭35之间的磁阻减小，磁通能够更平稳地通过磁路ΦM。
由于后板直径“DR”大于前板直径“DF”(DR>DF)，所以可以抑制前板44和轭35之间的磁短路。
此外，由于后板直径“DR”大于电枢直径“DA”(DR>DA)，所以可以抑制电枢70与轭35之间的磁短路。
由于止动件46由非磁性材料制成，所以可以抑制止动件46与前板44之间的磁短路。
根据上述结构，可以抑制磁路ΦM中的磁短路，从而提高致动器101的磁特性。
(3)树脂或橡胶用作止动件46的非磁性材料。由于树脂或橡胶的能量吸收能力大，因此能够吸收声能和振动能量。结果，可以提高永磁体40的耐冲击性并减少噪声和振动的产生。
(4)当输出销60向前和/或向后移动时，通过套筒80减小输出销60和滑动件51之间的不对准。致动器101可以通过凸缘39容易地固定到发动机头90。此外，由于轭35、套筒80和凸缘39一体形成，所以部件数量减少。
(第二实施例)
将参照图7至图9说明根据第二实施例的电磁致动器102。
电磁致动器102(致动器102)与第一实施例的致动器101的不同之处在于，在轭35的内表面352处设置有电枢保持磁体41。
如图7所示，电枢保持磁体41设置在沿轴向与电枢170的连接部71相对的内表面352处。电枢保持磁体41沿轴向磁化，使得在其轴向端部出现不同的磁极。电枢保持磁体41以与永磁体40相同的方式由钕磁体制成。电枢保持磁体41形成为环状。
在第二实施例中，在径向方向上在连接部71的连接孔711与外周712之间的位置处，在电枢170的前侧面内形成有环状槽713。环形槽713具有与电枢保持磁体41相同的形状。
如图8所示，当电枢170和输出销60向前移动时，电枢保持磁体41插入到环状槽713中。当在电枢保持磁体41被插入到环形槽713中的情况下线圈31的电力供应被切断时，这样的接合状态由电枢保持磁体41的磁吸引力保持。换句话说，维持电枢170和输出销60向前移动的状态。
在第二实施例中可以获得与第一实施例相同的优点。此外，通过电枢保持磁体41的磁吸引力，在第二实施例中能够更容易地维持电枢170和输出销60向前移动的状态。
如图9所示，在不向线圈31供电的情况下，在第二实施例的致动器102的特性线“AOFF”中，负值的磁吸引力在大于“L3”的行程范围内增加。因此，可以减少供给线圈31的电能。
(第三实施例)
将参考图10和图11说明根据第三实施例的电磁致动器103。
如图10所示，电磁致动器103(致动器103)与第一实施例的致动器101的不同之处在于，在筒部84中设置有输出销保持单元36。更准确地说，在轭135的筒形部分84的内周表面841处形成有沿径向延伸的多个孔842。输出销保持单元36被设置用于每个孔842。
输出销保持单元36具有接触部37和弹簧38。弹簧38将接触部37沿径向向内的方向偏压到输出销160的外周。
接触部37在沿致动器103的轴向延伸的平面上具有半圆形的横截面。接触部37的前端形成有弯曲表面。
弹簧38的一端固定在筒部84上，弹簧38的另一端与接触部37连接。
多个销孔161形成在输出销160的外周面612处，其中销孔161具有与接触部37相似的尺寸。
销孔161在沿着输出销160的轴向延伸的平面上具有矩形的横截面。销孔161沿径向向内方向凹入，使得输出销保持单元36的接触部37与销孔161操作性地接合。
当电枢70和输出销160向前移动到向前极限位置时，输出销保持单元36的接触部37插入销孔161中。
如图11所示，当输出销保持单元36与销孔161接合时，电枢70和输出销160向前移动的状态由输出销保持单元36的弹簧38的偏置力维持。
在第三实施例中可以获得与第一实施例相同的优点。此外，由于能够容易地维持电枢70和输出销160向前移动的状态，因此在第三实施例中可以进一步获得与第二实施例同样的优点。
(第四实施例)
将参考图12说明根据第四实施例的电磁致动器104。
电磁致动器104(致动器104)与第一实施例的致动器101的不同之处在于设置有两个可移动单元14和两个静止单元13。此外，电枢和输出销之间的连接结构与第一实施例不同。
更准确地说，如图12所示，致动器104具有与第一实施例相似的两个致动器，它们彼此一体地形成。
每个永磁体40沿轴向磁化，使得其前侧面被磁化为N极，而后侧面被磁化为S极。
每个电枢270的中心轴线分别表示为“O1”和“O2”，而每个输出销260的中心轴线分别表示为“P1”和“P2”。如图12所示，输出销260的每个中心轴线“P1”和“P2”在水平方向上从电枢270的对应的中心轴线“O1”或“O2”位移。
电枢270的中心轴线“O1”和“O2”之间的距离表示为“D1”，而输出销260的中心轴线“P1”和“P2”之间的距离表示为“D2”。每个电枢270以使得输出销距离“D2”小于电枢距离“D1”的方式连接到对应的输出销260。
在每个输出销260中，在后端部61处形成有沿径向方向延伸的连接通孔613。在每个电枢270中，连接杆714连接到连接部71。
连接杆714被制成与电枢270分开的部分，并且后端插入连接孔711中。连接杆714在其前侧具有径向延伸的连接销，该连接销插入输出销260的连接通孔613中。在每个电枢部分中，中心轴线“O1/O2”和/或中心轴线“P1/P2”的位移被连接杆714的连接销和连接通孔613之间的接合吸收。
套筒80的筒部184形成为与轭35分开的部分。在可移动单元14组装到筒部184之后，筒部184插入轭35中。
在具有一对可移动单元14和一对静止单元13的致动器104中，可以获得与第一实施例相同的优点。此外，由于可以将输出销260的中心轴线“P1/P2”设置在从电枢270的中心轴线“O1/O2”偏离的位置，所以能够使输出销距离“D2”小于电枢距离“D1”。结果，可以使致动器104的尺寸更小。
(变形例)
(i)用于致动器的永磁体不应限于钕磁体。永磁体40可以使用任何其它类型的磁体，例如铝镍钴磁体、铁氧体磁体、柔性磁体、钐钴磁体、铁铬钴磁体等。
(ii)第一实施例可以以下列方式进行修改。
如示出改进的致动器105的图13所示，输出销360和电枢370可以彼此一体地形成。由于输出销360和电枢370整体形成，所以可以减少部件数量以及连接步骤数量。结果，可以改进致动器105的组装过程。
如示出另一个改进的致动器106的图14所示，轭235和前侧端板148彼此一体地形成。
如示出另一个改进的致动器107的图15所示，轭335和后板145彼此一体地形成。在该变形例中，轭335的内直径对应于后板直径“DR”。此外，套筒80形成为与轭335分离的部分，其中当组装致动器107时套筒80连接到轭335。
如示出另一个改进的致动器108的图16所示，轭435、前侧端板248和后板245彼此一体地形成。
在该变形例中，套筒80形成为与轭435分开的部分。电枢70的电枢直径“DA”被设计成使电枢70能够插入通过线圈31和前侧端板248。在该变形例中可以获得与第一实施例相同的优点。
如示出另一个改进的致动器109的图17所示，止动件146不插入到后板345中，而仅插入在前板44和永磁体40中。在该变形例中，不需要在用于止动件146的后板345中形成通孔，后板345形成为盘形。
如示出另一个改进的致动器110的图18所示，后板45和轭35被树脂模具49覆盖，以保护后板45。
如示出另一个改进的致动器111的图19所示，不需要在筒部84的两个轴向端处都设置支承部844。也就是说，支承部844可以仅设置在筒部84的前侧。在该变形例中，前侧端板48可以作为支承部工作。
如示出另一个改进的致动器112的图20所示，没有形成对应于凸缘39和筒部80的结构。在该变形例中也可以获得与第一实施例相似的优点。
如示出另一个改进的致动器113的图21所示，在磁体相对部72的后侧面721中形成有槽722。槽722在与致动器113的轴向方向垂直的平面上形成为环状，在轴向上延伸的平面上的槽722的横截面形成为梯形。
由于凹槽722，前板44和磁体相对部72之间的相对表面变小。在致动器113中使用油作为润滑剂的情况下，前板44与电枢70之间的油的粘附力可以减小，能够平稳地进行电枢70的移动开始。
此外，可以在电枢70中形成轴向孔715。当电枢70向前或向后移动时，通过轴向孔715可以减小空气阻力。结果，电枢70能够向前或向后平滑地移动。
槽722的形状不限于环状。槽722可以形成为圆形或多边形。可以独立于凹槽722的形状获得上述优点。
(iii)第二实施例可以以下列方式进一步修改。
如示出另一个改进的致动器114的图22所示，电枢保持磁体141设置在线轴30的与前侧端板48相反的轴向侧上的外表面301(线轴30的后侧面)。
电枢保持磁体141与轭35的内周面351接触。在图22中，在电枢70向前移动的状态下的电枢70的凸缘部72的位置用双点划线表示。
在本变形例的结构中也可以获得与第二实施例相同的优点。在该变形例中，不需要形成第二实施例的环状槽713。
(iv)可以以下列方式进一步修改第四实施例。
如示出另一个改进的致动器115的图23所示，第一实施例的两个致动器101组合在一起，使得输出销距离“D2”被扩大。在该变形例中，各输出销460的中心轴线“P1/P2”与各电枢470的中心轴线“O1/O2”同轴布置。
如示出另一个改进的致动器116的图24所示，第四实施例的致动器104的两个永磁体40可以形成为一个永磁体140。另外，类似于永磁体140，第四实施例的致动器104的两个后板45可以形成为一个后板445。
在具有两个静止单元的致动器中，例如图12所示的第四实施例，可以按照以下方式修改每个永磁体的磁化。在其中一个永磁体40中，前侧被磁化为N极，后侧被磁化为S极。在另一个永磁体中，前侧被磁化为S极，后侧被磁化为N极。
第二实施例可以组合到第四实施例。
如示出另一个改进的致动器117的图25所示，每个电枢保持磁体241和每个凹槽713可以形成为圆柱形。或者，每个电枢保持磁体241和每个凹槽713可以形成为多边形。独立于磁体和凹槽的形状，可以在该变形例中获得与第二实施例相同的优点。此外，与凹槽713连通的轴向孔715可以形成在电枢270和连接杆714中。
本公开不限于上述实施例和修改，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。

Claims (8)

1.一种电磁致动器，包括：
可移动单元(14)，其具有：
(i)向前或向后轴向可移动的输出销(60，160，260，360，460)；和
(ii)电枢(70，170，270，370，470)，其具有连接到所述输出销的后端(61)的连接部(71)并能够与所述输出销一起向前或向后移动；和
静止单元(13)，其可移动地容纳所述可移动单元(14)并具有：
(i)具有内周壁(351)的筒形的轭(35，135，235，335，435)；
(ii)设置在所述电枢的与所述连接部相反的后侧的后板(45，145，245，345，445)，其中所述后板的外周面(453)与所述轭的在所述轭的后侧的所述内周壁相对；
(iii)具有板形状并固定到所述后板的前侧面的永磁体(40，140)，其中所述永磁体沿所述致动器的轴向被磁化，使得不同的磁极出现在每个轴向端面处；
(iv)设置在所述永磁体和所述电枢之间并固定到所述永磁体的前侧面的前板(44)，其中所述前板具有止动件插入孔(441)；
(v)止动件(46，146)，其以使得所述止动件的前侧端面(461)暴露于所述前板的外侧并与所述电枢轴向相对的方式插入到所述止动件插入孔中，其中所述止动件将所述后板、所述永磁体和所述前板彼此固定，使得所述永磁体固定在静止位置；
(vi)线圈(31)，用于当向所述线圈供电时产生磁场，所述磁场具有的磁场方向与由所述永磁体产生的磁场的磁场方向相反，从而在所述电枢和所述永磁体之间产生排斥力；
(vii)设置在所述线圈的在更靠近所述电枢的所述连接部的一侧上的前侧面处的前侧端板(48，148，248)，其中所述前侧端板具有电枢插入孔(481)，所述电枢的所述连接部可移动地插入所述电枢插入孔(481)中，并且其中所述前侧端板的外周面(482)与所述轭的在所述轭的前侧的内周壁相对，和
(viii)其中所述轭形成磁路，在所述磁路中，所述永磁体的磁通穿过所述电枢、所述后板和所述前侧端板。
2.根据权利要求1所述的电磁致动器，其中
所述电枢、所述前板、所述后板、所述前侧端板或所述轭由磁性材料制成。
3.根据权利要求1所述的电磁致动器，其中
所述输出销或所述止动件由非磁性材料制成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电磁致动器，其中
所述前侧端板的厚度(TE)大于所述前板的厚度(TF)。
5.根据权利要求4所述的电磁致动器，其中
所述后板的直径(DR)大于所述前板的直径(DF)。
6.根据权利要求4所述的电磁致动器，其中
所述后板的直径(DR)大于所述电枢的直径(DA)。
7.根据权利要求4所述的电磁致动器，还包括：
在沿所述轴向与所述电枢(170)相对的位置处的电枢保持磁体(41，141，241)，
其中当所述电枢和所述输出销向前移动时，所述电枢保持磁体与所述电枢接触并且保持所述电枢和所述输出销向前移动的状态。
8.根据权利要求4所述的电磁致动器，还包括：
输出销保持单元(36)，其与所述输出销的外周面(612)接触并沿径向向内方向被偏压；和
形成在所述输出销的外周面并沿所述径向向内方向凹陷的销孔(161)，
其中当所述输出销向前移动时，所述输出销保持单元与所述销孔接合，以保持所述输出销向前移动的状态。
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