電子式開閉裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種能夠減少電力消耗的電子式開閉裝置。為此，電子式開閉裝置包括：第一磁軛；線圈，其配置成包圍第一磁軛的上側(cè)及下側(cè)；導(dǎo)電部件，其由導(dǎo)電材料構(gòu)成并以特定厚度構(gòu)成，并且設(shè)置于線圈與第一磁軛之間；第二磁軛，其配置于第一磁軛的下側(cè)，并且形成有內(nèi)部空間；永磁體，其設(shè)置于第一磁軛與第二磁軛之間；移動(dòng)部件，其配置于第二磁軛的內(nèi)部空間，并在周邊的磁力的作用下移動(dòng)；開閉部件，其上端貫通第二磁軛的下側(cè)而結(jié)合于移動(dòng)部件，下端位于形成在特定部件上的孔，以與移動(dòng)部件一同連動(dòng)而移動(dòng)；以及彈性部件，其使開閉部件在磁力作用下移動(dòng)之后回到初始位置。
【專利說明】
電子式開閉裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子式開閉裝置，更詳細(xì)而言，涉及用來開啟和關(guān)閉形成在特定部件上的孔的電子式開閉裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動(dòng)機(jī)使燃燒燃料來生成動(dòng)力，并使這種動(dòng)力能夠驅(qū)動(dòng)車輛。在現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)中，為了控制流入燃燒室的燃料的吸入及排出，而使用了由凸輪結(jié)構(gòu)構(gòu)成的氣門系統(tǒng)(Valvesystem)。然而，近年來，為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率而使用可變更氣門開閉時(shí)機(jī)的可變氣門正時(shí)技術(shù)(VVT, Variable Valve Timing)。
[0003]這種可變氣門正時(shí)技術(shù)，其核心在于，使燃燒室中的設(shè)置于氣體流入的部位的氣門及設(shè)置于氣體流出的部位的氣門分別獨(dú)立地運(yùn)行。由此，能夠?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)的燃耗減少至15%來提高燃料效率，其扭矩輸出能夠提高發(fā)動(dòng)機(jī)速度的最大范圍，而且能夠?qū)⒍趸嫉呐欧帕繙p少至15%。
[0004]另一方面，作為實(shí)現(xiàn)這種可變氣門正時(shí)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有的氣門開閉裝置的結(jié)構(gòu)，可舉出油壓、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、電子式致動(dòng)器等。其中，在氣門正時(shí)的柔韌性方面來講，使用電磁閥(solenoid)的電子式致動(dòng)器的結(jié)構(gòu)最為有利，但由于電子式致動(dòng)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的線圈的自感(inductance ),存在電力消耗高的問題。
[0005]此外，現(xiàn)有的電子式致動(dòng)器，由于將電流施加于線圈來驅(qū)動(dòng)氣門為止的初始響應(yīng)時(shí)間不快，所以存在很難準(zhǔn)確控制氣門的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠減少電力消耗的電子式開閉裝置(electronicopening and closing apparatus)0
[0007]此外，本發(fā)明的另一目的在于，提供一種能夠提高初始響應(yīng)速度的電子式開閉裝置。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述課題，本發(fā)明所涉及的電子式開閉裝置包括:第一磁軛；線圈，該線圈配置成包圍上述第一磁軛的上側(cè)及下側(cè)；導(dǎo)電部件，該導(dǎo)電部件由導(dǎo)電材料構(gòu)成并以特定厚度構(gòu)成，并且設(shè)置于上述線圈與第一磁軛之間；第二磁軛，該第二磁軛配置于上述第一磁軛的下側(cè)，并且形成有內(nèi)部空間；永磁體，該永磁體設(shè)置于上述第一磁軛與第二磁軛之間；移動(dòng)部件，該移動(dòng)部件配置于上述第二磁軛的內(nèi)部空間，并在周邊的磁力的作用下移動(dòng)；開閉部件，該開閉部件的上端貫通上述第二磁軛的下側(cè)而結(jié)合于上述移動(dòng)部件，下端位于形成在上述特定部件上的孔，以與上述移動(dòng)部件一同連動(dòng)而移動(dòng)；以及彈性部件，該彈性部件使上述開閉部件在磁力作用下移動(dòng)之后回到初始位置。
[0009]本發(fā)明的電子式開閉裝置，與現(xiàn)有的電子式致動(dòng)器相反地，當(dāng)線圈被施加電流時(shí)，導(dǎo)電部件快速感應(yīng)電流，而迅速降低線圈的自感，因此能夠減少電力消耗。除此之外，本發(fā)明的電子式開閉裝置還能夠提高初始響應(yīng)速度來進(jìn)一步提高開啟和關(guān)閉孔的動(dòng)作的可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的優(yōu)選的一實(shí)施例的電子式開閉裝置的分解立體圖。
[0011]圖23及圖26為表示比較例所涉及的電子式開閉裝置中移動(dòng)部件位于上側(cè)及下側(cè)的狀態(tài)下的磁通線的圖，圖33及圖36為表示比較例所涉及的電子式開閉裝置中移動(dòng)部件位于上側(cè)及下側(cè)的狀態(tài)下的磁通線的圖。
[0012]圖4為表示比較例的電子式開閉裝置中的線圈的電壓指令的圖表，圖5為表示本發(fā)明的電子式開閉裝置中的線圈的電壓指令的圖表。
[0013]圖6及圖7為比較例及本發(fā)明的電子式開閉裝置的開閉部件隨時(shí)間的位置圖表。
[0014]圖8及圖9為對(duì)比較例及本發(fā)明的電子式開閉裝置中隨時(shí)間的彈性部件的彈性力與在線圈產(chǎn)生的磁力大小進(jìn)行比較的圖表。

【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明所涉及的電子式開閉裝置包括:第一磁軛；線圈，該線圈配置成包圍上述第一磁軛的上側(cè)及下側(cè)；導(dǎo)電部件，該導(dǎo)電部件由導(dǎo)電材料構(gòu)成并以特定厚度構(gòu)成，并且設(shè)置于上述線圈與第一磁軛之間；第二磁軛，該第二磁軛配置于上述第一磁軛的下側(cè)，并且形成有內(nèi)部空間；永磁體，該永磁體設(shè)置于上述第一磁軛與第二磁軛之間；移動(dòng)部件，該移動(dòng)部件配置于上述第二磁軛的內(nèi)部空間，并在周邊的磁力的作用下移動(dòng)；開閉部件，該開閉部件的上端貫通上述第二磁軛的下側(cè)而結(jié)合于上述移動(dòng)部件，下端位于形成在上述特定部件上的孔，以與上述移動(dòng)部件一同連動(dòng)而移動(dòng)；以及彈性部件，該彈性部件使上述開閉部件在磁力作用下移動(dòng)之后回到初始位置。
[0016]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。其中，對(duì)于相同的結(jié)構(gòu)使用相同的附圖標(biāo)記，并且省略重復(fù)的說明、可能混淆本發(fā)明主旨的公知功能及結(jié)構(gòu)的說明。本發(fā)明的實(shí)施方式是為了對(duì)具備本領(lǐng)域普通知識(shí)的技術(shù)人員更完整地說明本發(fā)明而提供的。因此，對(duì)于圖中示出的各要素的形狀及大小等，有可能為了更明確的說明而進(jìn)行了放大。
[0017]參照?qǐng)D1，本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式所涉及的電子式開閉裝置100包括第一磁軛110、線圈120、導(dǎo)電部件160、第二磁軛140、永磁體150、移動(dòng)部件160、開閉部件170及彈性部件180。
[0018]第一磁軛110為通常的電磁體的主體。
[0019]線圈120配置成包圍第一磁軛110的上側(cè)及下側(cè)，這種線圈120及第一磁軛110構(gòu)成電磁體，如果線圈120被施加電流，則線圈120的周邊產(chǎn)生磁力。
[0020]導(dǎo)電部件160設(shè)置于上述線圈120與第一磁軛110之間。另一方面，作為一個(gè)例子，上述導(dǎo)電部件160的原材料可以由銅板形成。如果線圈120被施加電流，則在導(dǎo)電部件160產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而抑制磁通的增加。由于電流通過這種導(dǎo)電部件160而被快速施加于線圈120，因此能夠減少線圈120的自感。
[0021]第二磁軛140配置于上述第一磁軛110的下側(cè)，并且形成有內(nèi)部空間。
[0022]永磁體150配置于上述第一磁軛110與第二磁軛140之間。
[0023]移動(dòng)部件160配置于上述第二磁軛140的內(nèi)部空間，并通過周邊磁力的作用下移動(dòng)。
[0024]開閉部件170，其上端貫通上述第二磁軛140的下側(cè)并與上述移動(dòng)部件160結(jié)合，其下端位于形成在上述特定部件10上的孔并與上述移動(dòng)部件160連動(dòng)移動(dòng)。即，當(dāng)對(duì)線圈120施加電流的情況下，開閉部件170連動(dòng)于移動(dòng)部件160而向下側(cè)方向移動(dòng)。
[0025]彈性部件180在上述開閉部件170的磁力作用下移動(dòng)之后回到初始位置。
[0026]另一方面，關(guān)于上述的電子式開閉裝置100的結(jié)構(gòu)的更詳細(xì)的說明如下，即，開閉部件170可包括軸部171及支承部173，彈性部件180可包括第一彈性部181及第二彈性部182。
[0027]首先，對(duì)于開閉部件170的詳細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。軸部171的上端結(jié)合于上述移動(dòng)部件160，下端形成有阻斷部172，該阻斷部172的大小與形成于上述特定部件10上的孔對(duì)應(yīng)。
[0028]支承部173呈板狀，并形成于上述軸部171的周圍的特定位置。
[0029]其次，對(duì)于彈性部件180的詳細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。第一彈性部181的一端配置成與上述第二磁軛140的下側(cè)面接觸，另一端配置成與支承部173的上表面接觸。
[0030]第二彈性部182的一端配置成與上述特定部件10的上表面接觸，另一端配置成與上述支承部173的下表面接觸。
[0031]對(duì)于由如上所述的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的電子式開閉裝置100，如果對(duì)線圈120施加電流而形成磁場，則移動(dòng)部件160與開閉部件170 —同連動(dòng)而下降。另外，如果施加于線圈120的電流被斷開，則在第一彈性部181及第二彈性部182的彈性力的作用下，開閉部件170回到初始位置。即，在線圈120未被施加電流的狀態(tài)下，阻斷部172關(guān)閉孔，以限制流體的出入，在線圈120被施加電流的狀態(tài)下，流體能夠經(jīng)過孔順暢地出入。
[0032]由如上所述的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的本發(fā)明的優(yōu)選的一實(shí)施例所涉及的電子式開閉裝置100，與現(xiàn)有的電子式致動(dòng)器不同，如果線圈120被施加電流，則導(dǎo)電部件160快速感應(yīng)電流，從而能夠快速降低線圈120的自感，因此可減少電力消耗。除此之外，本發(fā)明的電子式開閉裝置100提高初始響應(yīng)速度，從而能夠進(jìn)一步提高開閉孔的動(dòng)作的可靠性。
[0033]另一方面，在如上所述的本發(fā)明的優(yōu)選的一實(shí)施例所涉及的開閉裝置100中，減少線圈120的自感并且提高初始響應(yīng)速度這一點(diǎn)，可通過以下實(shí)驗(yàn)結(jié)果而進(jìn)一步得到明確的確認(rèn)。
[0034]其中，比較例所涉及的電子式開閉裝置是只去除上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的電子式開閉裝置100中的導(dǎo)電部件160。
[0035]圖2a及圖2b為圖示比較例所涉及的電子式開閉裝置中移動(dòng)部件160位于上側(cè)及下側(cè)的狀態(tài)下的磁通線的圖，圖3a及圖3b為圖示比較例所涉及的電子式開閉裝置中移動(dòng)部件160位于上側(cè)及下側(cè)的狀態(tài)下的磁通線的圖。
[0036]首先，如圖2a及圖2b所示，觀察比較例所涉及的電子式開閉裝置與本發(fā)明的電子式開閉裝置100的磁通線可以看出，在比較例所涉及的電子式開閉裝置，在其移動(dòng)部件160向上方最大程度移動(dòng)的狀態(tài)下，磁通線形成得不均勻。然而，如圖3a及圖3b所示，在本發(fā)明的電子式開閉裝置100，在其移動(dòng)部件160向上方最大程度移動(dòng)的狀態(tài)下，磁通線形成得非常均勻。通過這種圖表可以看出，本發(fā)明的電子式開閉裝置100的驅(qū)動(dòng)更加穩(wěn)定。
[0037]圖4為表示比較例的電子式開閉裝置100中的線圈120的電壓指令的圖表，圖5為表示本發(fā)明的電子式開閉裝置100中的線圈120的電壓指令的圖表。如圖4及圖5所示，可以確認(rèn)相比比較例的電子式開閉裝置100，本發(fā)明的電子式開閉裝置100在低電壓下也能運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0038]圖6及圖7為比較例及本發(fā)明的電子式開閉裝置100的開閉部件170隨時(shí)間的位置圖表。
[0039]如圖6所示，比較例的電子式開閉裝置100，其開閉部件170到達(dá)最大位置為止消耗了 0.004秒。但如圖7所示，本發(fā)明的電子式開閉裝置100，其開閉部件170到達(dá)最大位置為止消耗了 0.0035秒。即，可知本發(fā)明的電子式開閉裝置100的開閉部件170更快速地移動(dòng)，本發(fā)明的電子式開閉裝置100的初始響應(yīng)速度比比較例的電子式開閉裝置100快。
[0040]圖8及圖9為對(duì)比較例及本發(fā)明的電子式開閉裝置100中隨時(shí)間的彈性部件180的彈性力與在線圈120產(chǎn)生的磁力大小進(jìn)行比較的圖表。
[0041]如圖8所示，可以看出比較例的電子式開閉裝置100中磁力不穩(wěn)定地增加，并且如圖8所示，可以看出本發(fā)明的電子式開閉裝置100中磁力均勻地增力卩。即，還可以看出相比比較例的電子式開閉裝置100，本發(fā)明的電子式開閉裝置100的運(yùn)轉(zhuǎn)更為穩(wěn)定。
[0042]另一方面，在將由如上所述的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的本發(fā)明的電子式開閉裝置100當(dāng)做車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)所包含的混合動(dòng)力磁性發(fā)動(dòng)機(jī)氣門執(zhí)行器(冊―61^1116 ^8^6￡101:1181:01-)使用的情況下，能夠以比現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)低的功率控制氣門。此外，由于響應(yīng)速度快，從而可迅速控制氣門，所以可根據(jù)基于車輛行駛的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)環(huán)境，來迅速變更氣門正時(shí)111111118),因此能夠提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。
[0043]以上的說明僅是對(duì)本發(fā)明技術(shù)思想的例示性說明，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的本質(zhì)特性的范圍內(nèi)，可以作出各種修改、變更及置換。因此，本發(fā)明所公開的實(shí)施例及附圖，僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)思想，而非用于限定本發(fā)明的技術(shù)思想，并且本發(fā)明的技術(shù)思想不會(huì)被這種實(shí)施例及附圖所限定。本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求書解釋，并且應(yīng)解釋成同等范圍內(nèi)的所有技術(shù)思想也均包含在本發(fā)明的權(quán)利范圍內(nèi)。
[0044]工業(yè)可利用性
[0045]本發(fā)明所涉及的電子式開閉裝置可用于設(shè)定車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門開閉時(shí)機(jī)。
【權(quán)利要求】
1.一種電子式開閉裝置，其開啟和關(guān)閉形成在特定部件上的孔，所述電子式開閉裝置的特征在于，包括: 第一磁軛； 線圈，該線圈配置成包圍上述第一磁軛的上側(cè)及下側(cè)； 導(dǎo)電部件，該導(dǎo)電部件由導(dǎo)電材料構(gòu)成并以特定厚度構(gòu)成，并且設(shè)置于上述線圈與第一磁軛之間； 第二磁軛，該第二磁軛配置于上述第一磁軛的下側(cè)，并且形成有內(nèi)部空間； 永磁體，該永磁體設(shè)置于上述第一磁軛與第二磁軛之間； 移動(dòng)部件，該移動(dòng)部件配置于上述第二磁軛的內(nèi)部空間，并在周邊的磁力的作用下移動(dòng)； 開閉部件，該開閉部件的上端貫通上述第二磁軛的下側(cè)而結(jié)合于上述移動(dòng)部件，下端位于形成在上述特定部件的孔，以與上述移動(dòng)部件一同連動(dòng)而移動(dòng)；以及 彈性部件，該彈性部件使上述開閉部件在磁力作用下移動(dòng)之后回到初始位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子式開閉裝置，其特征在于， 上述開閉部件包括: 軸部，該軸部的上端結(jié)合于上述移動(dòng)部件，下端形成有阻斷部，該阻斷部的大小與形成在上述特定部件的孔對(duì)應(yīng)；以及 支承部，該支承部呈板狀，并且形成在上述軸部周圍的特定位置， 上述彈性部件包括: 第一彈性部，該第一彈性部被配置成一端與上述第二磁軛的下側(cè)面接觸，另一端與支承部的上表面接觸；以及 第二彈性部，該第二彈性部被配置成一端與上述特定部件的上表面接觸，另一端與支承部的下表面接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子式開閉裝置，其特征在于， 上述導(dǎo)電部件由銅板構(gòu)成。
【文檔編號(hào)】F01L1/34GK104302877SQ201280029620
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2012年5月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月4日
【發(fā)明者】黃平, 武德順 申請(qǐng)人:嶺南大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)