用于电磁致动器的系统和方法技术方案

提供一种电磁致动器，该电磁致动器具有用于致动的永磁体和简化的结构。该电磁致动器包括壳体，该壳体具有基部、从基部延伸至端面的侧壁、以及基本敞开的侧部。该电磁致动器进一步包括布置在壳体内的极片，围绕极片定位并布置在壳体内的线圈，以及通过弹簧耦接至极片并可在第一位置和第二位置之间移动的永磁体。永磁体在第一位置与第二位置之间的致动位置与被施加至线圈的电流的幅值成比例。

System and method for electromagnetic actuator

An electromagnetic actuator having a permanent magnet for actuation and a simplified structure is provided. The electromagnetic actuator includes a housing having a base, a side wall extending from the base to the end face, and a substantially open side portion. The electromagnetic actuator further includes a pole piece arranged in the casing, around the pole piece positioning and arranged in the coil shell, and extremely piece through the spring coupling and movable between a first position and a second position of the permanent magnet. The actuating position of the permanent magnet between the first position and the second position is proportional to the amplitude of the current applied to the coil.

【技术实现步骤摘要】
用于电磁致动器的系统和方法相关申请的交叉引用本申请基于2016年11月9日提交的且题为“SystemsandMethodsforanElectromagneticActuator(用于电磁致动器的系统和方法)”的美国临时专利申请62/252，675，要求其优先权并将其全部内容通过引用的方式并入本文。关于联邦政府资助的研究的声明不适用。
技术介绍
本公开通常涉及电磁致动器，并且更具体地，涉及具有利用永磁体的简化设计的电磁致动器。电磁致动器(例如，螺线管)典型地包括布置在壳体内部并围绕可动衔铁的线圈。可在线圈上施加电流以产生磁场，该磁场可随后相对于壳体致动(即，移动)可动衔铁。当前的趋势趋向于减小电磁致动器的尺寸。然而，减小电磁致动器的尺寸可能需要减小衔铁与壳体内部其它磁性部件(例如，线圈)之间的气隙。减小电磁致动器内的气隙会极大地紧缩公差(tolerance)和间隙(clearance)，对于制造目的来说，这会过分地增加成本。此外，如果衔铁没有被完全保持在中心，则减小气隙会导致高的侧承载力(即，基本垂直于所期望致动方向的力)。此外，减小电磁致动器的尺寸可增大通过电磁致动器的磁性部件承载的磁通。增大通过电磁致动器的磁性部件承载的磁通可能需要磁通承载部件(即，磁性部件)制造得更厚，或者限定出更大的截面积，以防止磁饱和。增大磁通承载部件的截面积会由于额外的材料而导致增加成本，并且还需要更多的空间，这偏离了将电磁致动器制造得更小的目标。
技术实现思路
本专利技术提供用于电磁致动器的系统和方法。电磁致动器包括可致动的永磁体和简单的结构。使用可致动的永磁体降低了贯穿电磁致动器的整个磁通水平并且防止了磁饱和，其使得能够使用更小、更薄和/或更轻的部件来构造电磁致动器。在一个方面，本专利技术提供一种包括壳体的电磁致动器，该壳体具有基部，从基部延伸至端面的侧壁，以及基本敞开的侧部。电磁致动器进一步包括布置在壳体内部的极片，围绕极片设置并布置在壳体内的线圈，以及可在第一位置与第二位置之间移动的永磁体。永磁体在第一位置与第二位置之间的致动位置与施加至线圈的电流幅值成比例。在另一方面，本专利技术提供一种包括电磁致动器的控制阀。电磁致动器包括壳体，该壳体具有基部，从基部延伸至端面的侧壁，以及基本敞开的侧部。电磁致动器进一步包括布置在壳体内部的极片，围绕极片设置并布置在壳体内的线圈，以及可在第一位置与第二位置之间移动的永磁体。永磁体在第一位置与第二位置之间的致动位置与施加至线圈的电流幅值成比例。控制阀进一步包括具有至少一个工作端口的阀主体，以及可滑动地容纳在阀主体内并耦接至永磁体以随之致动的阀芯。本专利技术的前述和其它方面以及优点将通过下面的描述而显而易见。在该描述中，参照形成为其一部分的附图，并且其中通过示例的方式示出了本专利技术的优选实施例。然而，该实施例不必表示出本专利技术的全部范围，并且因此参照权利要求和本文用于诠释本专利技术的范围。附图说明当参考下面的详细描述后，本专利技术将更加容易理解并且上述那些之外的特征、方面和优点将变得显而易见。该详细描述参照以下附图。图1是根据本专利技术一个实施例的电磁致动器的示意示图。图2示出了当没有电流施加至电磁致动器的线圈时的图1的电磁致动器的磁通。图3示出了当中等电流施加至电磁致动器的线圈时的图1的电磁致动器的磁通。图4示出了当大电流施加至电磁致动器的线圈时的图1的电磁致动器的磁通。图5是根据本专利技术一个实施例的图，示出了作用在电磁致动器的永磁体上的吸引力和作用在永磁体上的弹力作为永磁体的位置或冲程的函数。图6是图1的电磁致动器的部分的放大视图，示出了根据本专利技术一个实施例的永磁体的一个致动范围。图7是图1的电磁致动器的部分的放大视图，示出了根据本专利技术另一个实施例的永磁体的另一个致动范围。图8是示出了电磁致动器的永磁体的输出力作为用于图1的电磁致动器的壳体的变化的外形的永磁体的位置或冲程的函数的图。图9是根据本专利技术一个实施例的图，示出施加至电磁致动器线圈的电流作为电磁致动器的永磁体的位置或冲程的函数。图10是根据本专利技术一个实施例的控制阀的顶部、前部、左侧的等距视图。图11是图10的控制阀沿着线10-10截取的截面图。具体实施方式在详细阐释本专利技术的任意实施例之前，应当理解本专利技术并未将其应用限制在下面描述所阐述或下面附图所示出的部件的构造和配置的细节。本专利技术能够是其它实施例并且能够以各种方式实践或实施。而且，应当理解本文使用的用语和术语意在描述并且不应认为是限制。本文使用的“包括”、“包含”或“具有”及其变型意在涵盖之后所列的项及其等同以及其它项。除非另有指定或限制，术语“安装”、“连接”，、“支承”和“耦接”及其变型被广泛地使用并且涵盖直接和间接的安装、连接、支承和耦接。此外，“连接”和“耦接”不限制为物理或机械的连接或耦接。呈现以下讨论以使所属领域技术人员能够制造并使用本专利技术的实施例。所示实施例的各种改变对于所属领域技术人员来说是显而易见的，而且在不脱离本专利技术实施例的情况下，本文的一般原理可应用于其它实施例和应用。因此，本专利技术的实施例并不意在限制于所示实施例，而是被赋予与本文公开的原理和特征相一致的最宽范围。下面的详细描述将参照附图，其中不同附图中相同的元件具有相同的附图标记。该附图，不必按比例绘制，示出了所选实施例并且不意在限制本专利技术的实施例的范围。所属领域技术人员将认识到本文提供的示例具有很多有用的替换并且落入本专利技术实施例的范围内。本文所使用的术语“在第一位置和第二位置之间”及其变型并不暗指方向性并且可包括，例如，从第一位置向第二位置移动以及从第二位置向第一位置移动。此外，术语“在第一位置和第二位置之间”及其变型并不暗指离散性并且可涵盖，例如，从第一位置向第二位置移动和/或从第二位置向第一位置移动以及在其之间的所有位置。图1示出了根据本专利技术一个实施例的电磁致动器10。电磁致动器10可包括壳体12，该壳体至少部分地包装极片14和线圈16。壳体12可由磁性材料(例如，磁性的钢、铁、镍等等)制成并且可限定出大致柱形。在其它实施例中，壳体12根据需要可限定出不同的形状，例如矩形。壳体12可包括基部18和从基部18延伸的侧壁20。如图1所示，侧壁20可从基部18基本垂直地延伸至端面22，其中壳体12可限定出基本敞开的侧部24。极片14可由磁性材料(例如，磁性的钢、铁、镍等等)制成并且可限定为大致柱形。在其它实施例中，极片14根据需要可限定出不同的形状，例如矩形。极片14可从壳体12的基部18延伸。在所示实施例中，极片14可位于壳体12中心。即，极片14可与壳体12享有共同的纵轴。线圈16可由例如铜圈制成，其可被构造为响应被施加至线圈16的电流产生磁场，并且由此施加力。由线圈16产生的磁场和力的方向及幅值可由施加至线圈16的电流的方向及幅值来确定。线圈16可围绕非磁性线轴(bobbin)(未示出)包绕，如所属领域技术人员所知晓的。线轴(未示出)的纬度可设计为填充极片14、线圈16和壳体12之间的空间，由此将线圈16定位在极片14周围，如图1所示。弹簧26可围绕极片14的远端27定位。弹簧26可啮合永磁体28。弹簧26可耦接至极片14，例如通过从极片14突伸出的切口(未示出)，使得弹簧26可在永磁体28的致动期间伸展和压缩。应当知晓弹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电磁致动器，包括：壳体，所述壳体包括基部、从所述基部延伸至端面的侧壁，以及基本敞开的侧部；布置在所述壳体内的极片；围绕所述极片定位并布置在所述壳体内的线圈；能够在第一位置与第二位置之间移动的永磁体；以及其中所述永磁体在所述第一位置与所述第二位置之间的致动位置与被施加至所述线圈的电流的幅值成比例。

【技术特征摘要】
2015.11.09 US 62/252,6751.一种电磁致动器，包括：壳体，所述壳体包括基部、从所述基部延伸至端面的侧壁，以及基本敞开的侧部；布置在所述壳体内的极片；围绕所述极片定位并布置在所述壳体内的线圈；能够在第一位置与第二位置之间移动的永磁体；以及其中所述永磁体在所述第一位置与所述第二位置之间的致动位置与被施加至所述线圈的电流的幅值成比例。2.根据权利要求1的电磁致动器，其中所述壳体由磁性材料制成。3.根据权利要求1的电磁致动器，其中所述极片由磁性材料制成。4.根据权利要求1的电磁致动器，其中所述永磁体通过弹簧耦接至所述极片并且所述弹簧在所述永磁体上提供抵制所述永磁体与所述极片之间的吸引力的力。5.根据权利要求4的电磁致动器，其中所述永磁体上由所述弹簧提供的力被配置为随着所述永磁体从所述第一位置移动至所述第二位置而减小。6.根据权利要求4的电磁致动器，其中所述永磁体与所述极片之间的吸引力被配置为随着被施加至所述线圈的电流的增大而减小。7.根据权利要求1的电磁致动器，其中所述永磁体包括第一侧和相对的第二侧。8.根据权利要求7的电磁致动器，其中当所述永磁体位于第二位置时，所述永磁体的第二侧与所述壳体的所述端面之间的距离与所述永磁体的致动范围的比率在大约0和1之间。9.根据权利要求7的电磁致动器，其中当所述永磁体位于第二位置时，所述永磁体的第二侧与所述壳体的所述端面之间的距离与所述永磁体的致动范围的比率在大约0和0.5之间。10.根据权利要求7的电磁致动器，其中当所述永磁体位于第二位置时，所述永磁体的第二侧与所述壳体的所述端面之间的距离与所述永磁体的致动范围的比率在大约0和0.2之间。11.一种控制阀，包括：电...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·瓦德勒，
申请(专利权)人：胡斯可汽车控股有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US