201007038 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種致動 闕體以啟閉％擎汽門的致動器/尤“一種用於致動引擎 f先前技術】 任何動力運輪工具的運作 提供其動力的輪出，因㈣擎禮^特疋的動力源來 間内輸出所需動力等優點目、乂構&間單及可於短暫時 ❹運輪工具上作為動力源。引擎的廣泛運用在動力 能轉換成熱能再轉換成機械能，而機械=?燃:斗從化學 r動力。引擎在將燃料轉換成動力 行程、動力 , L 及排虱仃私荨。在該些行程的進行中，能 t時地將氣體導人至引擎中以於後續與燃 ，二；進叫以及能否適時地將反應後的廢： f出該引擎之外（即’上述排氣行程），將是引擎運作效 率南與低的主要關鍵，而該引擎中有關氣體的導入及廢氣 的排出通*係分別藉由控制該引擎進汽門及排汽門的開 啟或關閉而達成。 在習知的技術中，對於引擎進汽門及排汽門的開啟或 關閉通常會使用特殊設計的閥體與進行圓週運動的凸輪 兩者的相配合來加以達成。請參閱第丨圖，此圖係顯示習 知運用相配合的閥體及凸輪來開啟或關閉引擎汽門的示 思圖。如第1圖所示，在引擎1上係設有供空氣進入或排 5 110934 201007038 出的/_L門11及供啟閉該汽門11的閥體12，祐〜 殊輪廓形狀的凸輪13夾鱼 亚设δ又有特 ^ . 0 輪13來與該閥體12接觸。其中，♦矽 •輪13旋轉運行到1凸出邱八·馆， 田以凸 此時該閥體12會;==住該閥體12的時候， ‘當哕心心 進而開啟該汽門11，而 的:;Γ二運行到其凸出部》131_該闕體12 汽門u關閉，因而藉由兮凸上叫供回後力而將該 該汽門η _ 旋轉運動可加以控制 、碣啟或關閉。再者，若該引擎i ❼的開啟或關閉需要在特殊的時間％ i I 、' 計一的_狀，:可 或關閉。惟’凸輪的輪廊形狀會因與闕體的長 二：=損耗改變，使得並無法藉由凸輪來長期精確 控制引擎⑽的開啟或關閉，且凸輪 的輪廓形狀，故其成型加工不易衍生 特殊 題。 卜勿何玍衣造成本昂貴的問 ® 因此，如何提供一種用於致動引擎閥體以啟閉引擎 2的致動器’藉以有效克服習知運用凸輪的輪摩形狀來致 動引擎閥體以啟閉引擎汽門所面臨的問題，實為目前 所虽待處理之重要課題。 八 【發明内容】 B鑒於以上所述先前技術之缺點，本發明之主要目的係 提供一種用於致動引擎閥體以啟閉引擎汽門的致動器，以 有效克服習知運用凸輪的輪廓形狀來致動引擎閥體以啟 閉引擎汽門所面臨的問題。 110934 6 201007038 為達上揭目的以及其他目的，本發明提供一種致動 器，係用於致動引擎閥體以啟閉引擎汽門，包括··鐵心， 係具有容置空間；永磁，係設於該容置空間内；動子，係 設於該容置空間内並於其中進行往復式的運動，且該動子 的運動會造成該鐵心及該永磁上的磁通變化；以及金屬導 體（shorted turn)，係設於該容置空間内，用於產生反 應磁通以減少該磁通變化。 該動子係繞著該鐵心的軸心進行往復式的旋轉運 β動，而該動子所產生的磁通大部分會通過該金屬導體，並 由該金屬導體產生反應磁通以減少該磁通變化；以及該 磁所產生的磁力線係以放射的方向或平行於該鐵心的軸 心的方向出現，而該磁力線和其所通過的該動子的電流具 有正交的關係。 另外，該容置空間係為以該鐵心的軸心為弧心的扇形 空間；且該永磁係為以該鐵心的轴心為弧心的扇形磁鐵； 參且該動子係為以該鐵心的軸心為弧心的扇形片狀體並由 複數個鋁片疊置而構成;且該永磁係為以該蜮心的軸心為 弧心的扇形磁鐵；以及該金屬導體係選擇銅質材料作為材 質，且該金屬導體係為片狀體或者以該鐵心的轴心為弧心 的扇形片狀體。 再者，該金屬導體係設於該永磁上與該動子相鄰的位 置，此時該動子係與該鐵心及該金料體兩者相鄰； 該金屬導體係設於該永磁上與該鐵心相鄰的位置，此㈣ 動子係與該鐵心及該永磁兩者相鄰；或者該金屬導體係^ 110934 7 201007038 ， 於該鐵心上。 相較於習知技術而言，本發明乃提供一種用於致動引 _擎閥體以啟閉引擎汽門的致動器’其可在有限的範圍内進 行往復式運動，以帶動引擎閥體移動，進而控制引擎汽門 的開啟或關閉’藉以有效克服習知運用凸輪的輪廊形狀來 致動引擎閥體以啟閉引擎汽門所面臨的問題。另外，本發 明致動器的鐵心容置空間内係設有金屬導體，用於產生抗 拒磁通變化的反應磁通’藉以有效減少永磁上的磁通變 d化，而避免永磁的磁力方向受到磁通變化的影響而改變， 進而延長該致動器的使用壽命。 【實施方式】 以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方 式,，以下請配合圖式說明本發明之具體實施例，以使所屬 技術中具有通常知識者可輕易地瞭解本發明之技術特徵 與達成功效。 ❹ 如第2圖所示者，係為顯示具有本發明之致動器之引 擎，體致動系統示意圖。該引擎闊體致動系統2包括有致 動器3、轉換器21、引擎閥體22及引擎汽門23。該致動 器3可在有限角度θ的範圍内進行往復式的旋轉運動，並 經過該轉換器21將上述的旋轉運動轉換為直線運動，而 ▼動該引擎閥體22進行直線移動，進而控制該引擎汽門 2 3的開啟或關閉。 。。如第3a圖所示者，係為顯示本發明之一實施例之致 動器之結構示意圖。本實施例的致動器3係包括有鐵心 8 110934 201007038 31、永磁32、動子33及金屬導體％。其中，該鐵心3ι 係具有谷置空間311及軸心312 ’而該容置空間311係為 以該軸心312為弧心的扇形空間；以及該永磁犯係設於 該容置空間311内，且該永磁32係為以該轴心312為弧 心的扇形磁鐵’使得該鐵心31與該永磁32之間具有可供 磁場通過的磁路35。此外，該永磁32所產生的磁力線大 致係以放射（radial)的方向或平行於該軸心312的方向 出現，且該磁力線和其所通過的該動子33的電流大致且 _有正交的關係。 如第4圖所不者，係為顯示本發明之動子之結構示意 圖，上述動？ 33係由複數個結片331叠置而構成，因此 得以充分利用链質材料質輕的優點來有效減輕該動子Μ 的重量，進而降低該動子33運動時所產生的慣性，不 =此為限’仍可依不同的需求選擇其它金屬導體作為材質 或選擇其它構造作為結構構成該動子％。在本實施例中 ❹於該容置空間311内，且該動子33係為以 該轴心312為弧心的扇形片壯种 如、商W 〕料片狀體，因而若對該動子33施 產生作用，使得該動子334 士 對該動子33 心312m*v 角度範圍内繞著該軸 進们域式的旋轉運動。惟，該動子Μ的運動往 在會造成該鐵心31及該永磁32 鐵心31及該永磁32中產生、乃磁通變化，進而在該 T座生渴電流（eddy curr 至使得該永磁32的磁力方向受 m _ 又Θ磁通變化的影塑而汝 k’進而造成該致動器3的輪出扭矩不如預期。a ]10934 9 201007038 ^ ^ 對此’本實施例的致動器3係藉由在該容置空間311 内设置該金屬導體34 (shorted turn)來有效減少該動 -子33的運動造成該鐵心31及該永磁32上的磁通變化， 士係由於金屬導體可產生反應磁通來抗拒磁通變化。而本 貫施例的金屬導體34係為以該軸心312為弧心的扇形片 狀體藉以有效減少該金屬導體3 4的設置空間，以避免 通過該磁路35的磁場因為該金屬導體34的設置空間過大 而衰弱，但不以此為限，仍可依不同的需求將該金屬導體 0 34設計成不同的構造。 再者，因為銅質材料具有易於導熱的特性（銅質材料 的導熱能力優於鐵質材料的導熱能力），故本實施例的金 屬導體34係選擇銅質材料做為材質，以有效將該致動器 3運作時所產生的熱量排出至外界。另外，本實施例的金 屬導體34係設於該永磁32上與該動子33相鄰的位置， 此時該動子33係與該鐵心31及該金屬導體34兩者相 ❹郇使侍該動子33所產生的磁通大部分通過該金屬導體 34 ’並由該金屬導體34產生抗拒磁通變化的反應磁通， 藉以有效減少該永磁32上的磁通變化，進而避免該永磁 32的磁f方向受到磁通變化的影響而改變。
啟閉引擎汽門所面臨的問題。 引擎汽門的開啟或關閉，藉 &廓形狀來致動引擎閥體以 另外，本實施例致動器的鐵 Π0934 10 201007038 ^ * 〜谷置空間内係設有金屬導體，用於產生抗拒磁通變化的 反應磁通，藉以有效減少永磁上的磁通變化，而避免永磁 的磁力方向受到磁通變化的影響而改變，進而延長該致動 器的使用壽命。 如第3b所示者，係為顯示具有本發明之另一實施例 之致動器之結構示意圖。本實施例之致動器係大致與前述 實施例相同，故不另重覆其相同之處，而僅說明不同之 處，且相同或近似的元件係以相同或近似的符號表示，俾 _使本實施例之特徵與優點更易於了解。 本實施例與前述實施例最大不同之處在於：本實施例 的金屬導體34係設於永磁32上與該鐵心31相鄰的位 置^此時該動子33係與該鐵心31及該永磁32兩者相鄰， 使付該動子33所產生的磁通大部分通過該金屬導體34， 並由該金屬導體34產生抗拒磁通變化的反應磁通，藉以 有效避免該動子33所產生的磁通通過該永磁32上與該鐵 參心31^目鄰的表面而對該永磁犯造成影響。因此，本實施 例與前述實施例均可有效減少該永磁犯上的磁通變化e 而避免永磁的磁力方向受到磁通變化的影響而改 延長該致動器的壽命。 進而 如第3c所示者，係為顯示具有本發明之再—實扩 致動态之結構示意圖。本實施例之致動器係大致、; 貫施例相同’故不另重覆其相同之處，而僅說明不'同： 處且相同或近似的元件係以相同或近似的符號表示 使本實施例之特徵與優點更易於了解。 110934 11 201007038 · 本實施例與前述實施例最大不同之處在於：本實施例 的金屬導體34係設於容置空間311内的鐵心31表面上， •使得該動子33所產生的磁通大部分通過該金屬導體34， 並由該金屬導體34產生抗拒磁通變化的反應磁通，藉以 有效避免該動子33所產生的磁通通過該鐵心31而對該永 磁32造成影響。另外，本實施例的金屬導體係為片狀體， 藉以有效減少該金屬導體34的設置空間，但不以此為 限，仍T依不同的需求將該金屬導體34設計成不同的構 ❹造。 因此，本貫施例與前述實施例均可有效減少該永磁 32上的磁通變化，而避免永磁的磁力方向受到磁通變化 的影響而改變，進而延長該致動器的壽命。 惟以上所述之具體實施例，僅係用以例釋本發明之特 點及功效，而非用以限定本發明之可實施範疇，在未脫離 本，明上揭之精神與技術範脅下，任何運用本發明所揭示 •内容而完成之等效改變及修飾，均仍應為下述之申 範圍所涵蓋。 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示顯示習知運用相配合的閥體及凸輪來 啟閉引擎汽門的示意圖； 第2圖係顯示具有本發明之致動器之引擎閥體致動 系統示意圖； 第3a圖係顯示本發明之一實施例之致動器之結構示 意圖； 110934 12 第3b圖 示意圖； 係顯示本發明之另一實 施例 之致動器 -立第3C圖係顯示本發明之再 不思圖；以及 第4圖係 ，【主要元件符號說 1 引擎 汽門 實施例之致動器 顯示本發明之動子之結構示意圖。 明】 之結構 之結構 11 12 13 閥體 凸輪 131 14 2 21 22 23 Θ 3 31 311 312 凸出部分 彈簧 引擎閥體致動系統 轉換器 引擎閥體 引擎汽門 角度 致動器 鐵心 容置空間 軸心 32 33 34 35 永磁 動子 金屬導體 磁路 ]10934 13