本申請(qǐng)基于2016年11月9日提交的且題為“Systems and Methods for an Electromagnetic Actuator(用于電磁致動(dòng)器的系統(tǒng)和方法)”的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)62/252，675，要求其優(yōu)先權(quán)并將其全部內(nèi)容通過引用的方式并入本文。

關(guān)于聯(lián)邦政府資助的研究的聲明

不適用。

背景技術(shù)：

本公開通常涉及電磁致動(dòng)器，并且更具體地，涉及具有利用永磁體的簡化設(shè)計(jì)的電磁致動(dòng)器。

電磁致動(dòng)器(例如，螺線管)典型地包括布置在殼體內(nèi)部并圍繞可動(dòng)銜鐵的線圈?？稍诰€圈上施加電流以產(chǎn)生磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)可隨后相對(duì)于殼體致動(dòng)(即，移動(dòng))可動(dòng)銜鐵。當(dāng)前的趨勢(shì)趨向于減小電磁致動(dòng)器的尺寸。然而，減小電磁致動(dòng)器的尺寸可能需要減小銜鐵與殼體內(nèi)部其它磁性部件(例如，線圈)之間的氣隙。減小電磁致動(dòng)器內(nèi)的氣隙會(huì)極大地緊縮公差(tolerance)和間隙(clearance)，對(duì)于制造目的來說，這會(huì)過分地增加成本。此外，如果銜鐵沒有被完全保持在中心，則減小氣隙會(huì)導(dǎo)致高的側(cè)承載力(即，基本垂直于所期望致動(dòng)方向的力)。

此外，減小電磁致動(dòng)器的尺寸可增大通過電磁致動(dòng)器的磁性部件承載的磁通。增大通過電磁致動(dòng)器的磁性部件承載的磁通可能需要磁通承載部件(即，磁性部件)制造得更厚，或者限定出更大的截面積，以防止磁飽和。增大磁通承載部件的截面積會(huì)由于額外的材料而導(dǎo)致增加成本，并且還需要更多的空間，這偏離了將電磁致動(dòng)器制造得更小的目標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供用于電磁致動(dòng)器的系統(tǒng)和方法。電磁致動(dòng)器包括可致動(dòng)的永磁體和簡單的結(jié)構(gòu)。使用可致動(dòng)的永磁體降低了貫穿電磁致動(dòng)器的整個(gè)磁通水平并且防止了磁飽和，其使得能夠使用更小、更薄和/或更輕的部件來構(gòu)造電磁致動(dòng)器。

在一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種包括殼體的電磁致動(dòng)器，該殼體具有基部，從基部延伸至端面的側(cè)壁，以及基本敞開的側(cè)部。電磁致動(dòng)器進(jìn)一步包括布置在殼體內(nèi)部的極片，圍繞極片設(shè)置并布置在殼體內(nèi)的線圈，以及可在第一位置與第二位置之間移動(dòng)的永磁體。永磁體在第一位置與第二位置之間的致動(dòng)位置與施加至線圈的電流幅值成比例。

在另一方面，本發(fā)明提供一種包括電磁致動(dòng)器的控制閥。電磁致動(dòng)器包括殼體，該殼體具有基部，從基部延伸至端面的側(cè)壁，以及基本敞開的側(cè)部。電磁致動(dòng)器進(jìn)一步包括布置在殼體內(nèi)部的極片，圍繞極片設(shè)置并布置在殼體內(nèi)的線圈，以及可在第一位置與第二位置之間移動(dòng)的永磁體。永磁體在第一位置與第二位置之間的致動(dòng)位置與施加至線圈的電流幅值成比例?？刂崎y進(jìn)一步包括具有至少一個(gè)工作端口的閥主體，以及可滑動(dòng)地容納在閥主體內(nèi)并耦接至永磁體以隨之致動(dòng)的閥芯。

本發(fā)明的前述和其它方面以及優(yōu)點(diǎn)將通過下面的描述而顯而易見。在該描述中，參照形成為其一部分的附圖，并且其中通過示例的方式示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，該實(shí)施例不必表示出本發(fā)明的全部范圍，并且因此參照權(quán)利要求和本文用于詮釋本發(fā)明的范圍。

附圖說明

當(dāng)參考下面的詳細(xì)描述后，本發(fā)明將更加容易理解并且上述那些之外的特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。該詳細(xì)描述參照以下附圖。

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電磁致動(dòng)器的示意示圖。

圖2示出了當(dāng)沒有電流施加至電磁致動(dòng)器的線圈時(shí)的圖1的電磁致動(dòng)器的磁通。

圖3示出了當(dāng)中等電流施加至電磁致動(dòng)器的線圈時(shí)的圖1的電磁致動(dòng)器的磁通。

圖4示出了當(dāng)大電流施加至電磁致動(dòng)器的線圈時(shí)的圖1的電磁致動(dòng)器的磁通。

圖5是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖，示出了作用在電磁致動(dòng)器的永磁體上的吸引力和作用在永磁體上的彈力作為永磁體的位置或沖程的函數(shù)。

圖6是圖1的電磁致動(dòng)器的部分的放大視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的永磁體的一個(gè)致動(dòng)范圍。

圖7是圖1的電磁致動(dòng)器的部分的放大視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的永磁體的另一個(gè)致動(dòng)范圍。

圖8是示出了電磁致動(dòng)器的永磁體的輸出力作為用于圖1的電磁致動(dòng)器的殼體的變化的外形的永磁體的位置或沖程的函數(shù)的圖。

圖9是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖，示出施加至電磁致動(dòng)器線圈的電流作為電磁致動(dòng)器的永磁體的位置或沖程的函數(shù)。

圖10是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的控制閥的頂部、前部、左側(cè)的等距視圖。

圖11是圖10的控制閥沿著線10-10截取的截面圖。

具體實(shí)施方式

在詳細(xì)闡釋本發(fā)明的任意實(shí)施例之前，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并未將其應(yīng)用限制在下面描述所闡述或下面附圖所示出的部件的構(gòu)造和配置的細(xì)節(jié)。本發(fā)明能夠是其它實(shí)施例并且能夠以各種方式實(shí)踐或?qū)嵤?。而且，?yīng)當(dāng)理解本文使用的用語和術(shù)語意在描述并且不應(yīng)認(rèn)為是限制。本文使用的“包括”、“包含”或“具有”及其變型意在涵蓋之后所列的項(xiàng)及其等同以及其它項(xiàng)。除非另有指定或限制，術(shù)語“安裝”、“連接”，、“支承”和“耦接”及其變型被廣泛地使用并且涵蓋直接和間接的安裝、連接、支承和耦接。此外，“連接”和“耦接”不限制為物理或機(jī)械的連接或耦接。

呈現(xiàn)以下討論以使所屬領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制造并使用本發(fā)明的實(shí)施例。所示實(shí)施例的各種改變對(duì)于所屬領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，而且在不脫離本發(fā)明實(shí)施例的情況下，本文的一般原理可應(yīng)用于其它實(shí)施例和應(yīng)用。因此，本發(fā)明的實(shí)施例并不意在限制于所示實(shí)施例，而是被賦予與本文公開的原理和特征相一致的最寬范圍。下面的詳細(xì)描述將參照附圖，其中不同附圖中相同的元件具有相同的附圖標(biāo)記。該附圖，不必按比例繪制，示出了所選實(shí)施例并且不意在限制本發(fā)明的實(shí)施例的范圍。所屬領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到本文提供的示例具有很多有用的替換并且落入本發(fā)明實(shí)施例的范圍內(nèi)。

本文所使用的術(shù)語“在第一位置和第二位置之間”及其變型并不暗指方向性并且可包括，例如，從第一位置向第二位置移動(dòng)以及從第二位置向第一位置移動(dòng)。此外，術(shù)語“在第一位置和第二位置之間”及其變型并不暗指離散性并且可涵蓋，例如，從第一位置向第二位置移動(dòng)和/或從第二位置向第一位置移動(dòng)以及在其之間的所有位置。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電磁致動(dòng)器10。電磁致動(dòng)器10可包括殼體12，該殼體至少部分地包裝極片14和線圈16。殼體12可由磁性材料(例如，磁性的鋼、鐵、鎳等等)制成并且可限定出大致柱形。在其它實(shí)施例中，殼體12根據(jù)需要可限定出不同的形狀，例如矩形。殼體12可包括基部18和從基部18延伸的側(cè)壁20。如圖1所示，側(cè)壁20可從基部18基本垂直地延伸至端面22，其中殼體12可限定出基本敞開的側(cè)部24。

極片14可由磁性材料(例如，磁性的鋼、鐵、鎳等等)制成并且可限定為大致柱形。在其它實(shí)施例中，極片14根據(jù)需要可限定出不同的形狀，例如矩形。極片14可從殼體12的基部18延伸。在所示實(shí)施例中，極片14可位于殼體12中心。即，極片14可與殼體12享有共同的縱軸。

線圈16可由例如銅圈制成，其可被構(gòu)造為響應(yīng)被施加至線圈16的電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，并且由此施加力。由線圈16產(chǎn)生的磁場(chǎng)和力的方向及幅值可由施加至線圈16的電流的方向及幅值來確定。線圈16可圍繞非磁性線軸(bobbin)(未示出)包繞，如所屬領(lǐng)域技術(shù)人員所知曉的。線軸(未示出)的緯度可設(shè)計(jì)為填充極片14、線圈16和殼體12之間的空間，由此將線圈16定位在極片14周圍，如圖1所示。

彈簧26可圍繞極片14的遠(yuǎn)端27定位。彈簧26可嚙合永磁體28。彈簧26可耦接至極片14，例如通過從極片14突伸出的切口(未示出)，使得彈簧26可在永磁體28的致動(dòng)期間伸展和壓縮。應(yīng)當(dāng)知曉彈簧26可通過現(xiàn)有技術(shù)中已知的另一固定或附接機(jī)構(gòu)耦接至極片14。在另一個(gè)實(shí)施例中，例如，彈簧26可耦接至線軸(未示出)，而不是極片14。

如圖24所示，當(dāng)電流被施加至線圈16時(shí)，永磁體28和線圈16可作用以感應(yīng)出穿過電磁致動(dòng)器10的變化磁通。當(dāng)沒有電流被施加至線圈16時(shí)，如圖2所示，永磁體28可限定出從永磁體28的第一側(cè)30(即，北極)行進(jìn)穿過極片14，圍繞殼體12，并隨后回到永磁體28的第二側(cè)32(即，南極)的磁通路徑。在該運(yùn)行條件下，作用在永磁體28上沿向上方向33的力(即，永磁體28與極片14之間的磁吸引)可以處于最大值。該作用在永磁體28上沿向上方向33的力可由彈簧26作用在永磁體28上沿向下方向35的力平衡(即，彈簧26防止永磁體28磁性附接至極片14)。

當(dāng)電流被施加至線圈16時(shí)，由線圈16產(chǎn)生的磁場(chǎng)開始抵制來自永磁體28的磁通，如圖3所示。在該運(yùn)行條件下，穿過殼體12和極片14載送的全部磁通可通過由線圈16產(chǎn)生的磁場(chǎng)來減小，這可減小永磁體28上沿向上方向33的力。相較于彈簧26所提供的力，現(xiàn)在作用在永磁體28上的該減小的力可在永磁體28上產(chǎn)生沿向下方向35的凈輸出力，并且因此，永磁體28可沿向下方向35移動(dòng)至新的平衡位置。

如圖4所示，當(dāng)施加至線圈16的電流增大至高電平時(shí)，線圈16產(chǎn)生的磁場(chǎng)進(jìn)一步抵制來自永磁體28的磁通。此外，相比于沒有電流被施加至線圈16時(shí)殼體12所承載的磁通(圖2)，殼體12承載的磁通的方向可被逆轉(zhuǎn)。相比于圖2的運(yùn)行條件，該增大的電流進(jìn)一步減小了永磁體28上沿向上方向33的力，除了彈簧26提供的力以外，這可在永磁體28上沿向下方向35產(chǎn)生大的凈輸出力。當(dāng)有電流施加至線圈16時(shí)，永磁體28上沿向下方向35的凈輸出力可以使電磁致動(dòng)器10能夠在第一位置(用圖1中的實(shí)線示出)與第二位置(用圖1中的虛線示出)之間成比例地致動(dòng)永磁體28。應(yīng)當(dāng)知曉，在一些非限制性示例中，電磁致動(dòng)器10可被構(gòu)造為提供沿向上方向33的輸出力。

相比于目前的電磁致動(dòng)器(尤其是具有減小氣隙的那些電磁致動(dòng)器)，以上參照?qǐng)D2-4描述的變化的磁通路徑能夠使電磁致動(dòng)器10經(jīng)受顯著減小的磁通水平。即，由永磁體28所產(chǎn)生的初始磁通路徑(圖2)通過施加電流至線圈16而被逆轉(zhuǎn)(圖4)，這可提供低得多整體磁通水平。該更低的整體磁通水平可防止磁飽和并且允許使用更小、更薄和/或更輕的部件(例如，殼體12和極片14)來構(gòu)造電磁致動(dòng)器10。

如上所述，當(dāng)電流被施加至線圈16時(shí)，作用在永磁體28上沿向上方向33的力(即，永磁體28與極片14之間的磁吸引)可降低。圖5示出了在不同電平的電流施加至線圈16時(shí)，作用在永磁體28上沿向上方向33的力作為永磁體28的位置(沖程)的函數(shù)的圖。具體地，圖5的圖包括三條線34，36和38，每一條均表示當(dāng)不同的電流被施加至線圈16時(shí)，作用在永磁體28上沿向上方向33的力。線34可表示沒有電流被施加至線圈16，線36可表示中等電平電流被施加至線圈16，并且線38可表示高電平電流被施加至線圈16。圖5的圖還包括線40，其可表示彈簧26所施加的作用在永磁體28上沿向下方向35的力作為永磁體的位置的函數(shù)。應(yīng)當(dāng)理解，盡管線34、36、38和40在圖5中全部示為“正向”，但這些是絕對(duì)值，并且在運(yùn)行中，彈簧26所施加的力抵制永磁體28與極片14之間的磁吸引。

如圖5所示，當(dāng)線圈16兩端的電流增大時(shí)，作用在永磁體28上沿向上方向33的力的幅值降低(即，線34的幅值大于線36并且線36的幅值大于線38)。然而，在圖5的非限制性示例中，不論施加至線圈16的電流電平，該力的幅值可以總是“正向”或沿向上方向33。當(dāng)施加至線圈16的電流被移除時(shí)，一旦永磁體被致動(dòng)遠(yuǎn)離第一位置，該永磁體28上恒定的“正向”或向上的力可以允許永磁體28自動(dòng)地返回至第一位置。永磁體28的該自動(dòng)返回可使電磁致動(dòng)器10不再需要使用雙繞線圈和/或不必逆轉(zhuǎn)施加至線圈16的電流方向來將永磁體28返回至第一位置。

為了均衡永磁體28上的“正向”或向上的力，彈簧26可在永磁體28上施加向下的力，其可以隨著永磁體28在第一位置與第二位置之間成比例地致動(dòng)而減小。彈簧26所施加的均衡力可在永磁體28上產(chǎn)生沿向下方向35的凈輸出力，并且可防止電磁致動(dòng)器10在小電流時(shí)必須克服初始吸引力，或“死”區(qū)。

繼續(xù)參照?qǐng)D5，線34，36和38中的每一條可限定出相對(duì)于永磁體28的位置基本平穩(wěn)，或基本恒定的永磁體28上沿向上方向33的力。由線34，36和38限定的基本平穩(wěn)的力的輪廓能夠使電磁致動(dòng)器10能夠相對(duì)于施加至線圈16的電流成比例地致動(dòng)永磁體28。即，永磁體28在第一位置與第二位置之間的致動(dòng)位置可與施加至線圈16的電流幅值成比例。

回到圖6和7，永磁體28在電磁致動(dòng)器10的第一位置(實(shí)線)與第二位置(虛線)之間的致動(dòng)比例可通過殼體12的適當(dāng)?shù)膸缀卧O(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)，如將要在下文詳細(xì)描述的。當(dāng)永磁體28從第一位置致動(dòng)至第二位置時(shí)，致動(dòng)范圍或沖程D_A可定義為永磁體28在第一與第二位置之間行進(jìn)的距離。在圖6所示的一個(gè)實(shí)施例中，一旦永磁體28到達(dá)第二位置，永磁體28的第二側(cè)32可稍微延伸超過殼體12限定的端面22。在圖7所示的另一個(gè)實(shí)施例中，一旦永磁體28到達(dá)第二位置，永磁體28的第二側(cè)32可與殼體12限定的端面22基本平齊。

當(dāng)永磁體28位于第二位置時(shí)，延伸距離D_E可被定義為永磁體28的第二側(cè)32與殼體12的端面22之間的距離。永磁體28的致動(dòng)與施加至線圈16的電流之間的比例可通過延伸距離D_E與致動(dòng)范圍D_A之間的幾何關(guān)系來調(diào)節(jié)。具體地，比例率P_R可被定義為延伸距離D_E與致動(dòng)范圍D_A的比率。比例率P_R范圍可從大約0(圖7)至近似大于0的值(圖6)。在一個(gè)實(shí)施例中，比例率P_R可以在大約0至1之間。在又一個(gè)實(shí)施例中，比例率P_R可以在大約0至0.5之間。在另一個(gè)實(shí)施例中，比例率P_R可以在大約0至0.2之間。

圖8示出了比例率P_R相對(duì)于永磁體28的成比例致動(dòng)的重要性。具體地，圖8示出了永磁體28上的輸出力作為用于變化比例率P_R的永磁體28的位置或沖程的函數(shù)的圖的一個(gè)非限制性示例。應(yīng)當(dāng)知曉，當(dāng)永磁體28位于第二位置時(shí)對(duì)于永磁體28的第二側(cè)32的給定位置來說，比例率P_R可通過改變殼體12的端面22的位置來改變。即，側(cè)壁20從殼體12的基部18伸出的長度可改變端面22的位置并進(jìn)而改變延伸距離D_E。

圖8的線42表示當(dāng)比例率P_R介于大約0至1之間時(shí)永磁體28上的輸出力作為用于電磁致動(dòng)器10的永磁體28的位置的函數(shù)的示例性實(shí)施例。如圖8所示，線42可限定出相對(duì)于永磁體28的位置基本平穩(wěn)的力的輪廓，如上所述，這能夠使電磁致動(dòng)器10響應(yīng)于施加至線圈16的電流成比例地致動(dòng)永磁體28。圖8的線44可表示當(dāng)殼體12的端面22大致平行于極片14的遠(yuǎn)端27時(shí)輸出力與永磁體28的位置之間的關(guān)系。在該示例中，殼體12的側(cè)壁20沒有延伸足夠的長度并且比例率P_R可以大于大約1.5。如圖8所示，線44沒有限定出基本平穩(wěn)的力的輪廓，并且因此沒有展示出永磁體28的致動(dòng)與施加至線圈16的電流之間的比例關(guān)系。此外，相比于線42限定的示例性實(shí)施例，線44所限定的輸出力幅值顯著減小。圖8的線46可表示當(dāng)端面22被定位為遠(yuǎn)超出永磁體28時(shí)，輸出力與永磁體的位置之間的關(guān)系。在該示例中，殼體12的側(cè)壁20延伸足以超出永磁體28并且比例率P_R可大于大約1.5。如圖8所示，線46沒有限定出基本平穩(wěn)的力的輪廓，并且因此可能沒有展示出永磁體28的致動(dòng)與施加至線圈16的電流之間的比例關(guān)系。此外，相比于線42限定的示例性實(shí)施例，線46所限定的輸出力幅值的顯著減小。

應(yīng)當(dāng)理解盡管圖8的線44和46表示具有相似比例率PR值的殼體設(shè)計(jì)，但是它們表示不適當(dāng)殼體設(shè)計(jì)的不同情況。即，線44表示其中側(cè)壁20沒有從基部18延伸出足夠的距離以將端面22布置在提供比例關(guān)系的范圍內(nèi)的殼體設(shè)計(jì)。相反地，線46表示其中側(cè)壁20從基部18延伸出太遠(yuǎn)并且將端面22布置得超過永磁體28太遠(yuǎn)而無法提供比例關(guān)系的殼體設(shè)計(jì)。因此，這兩個(gè)殼體設(shè)計(jì)中側(cè)壁20太短以及太長，這可導(dǎo)致不成比例。然而，如果限定在殼體12與永磁體28的致動(dòng)之間的比例率P_R介于期望范圍中的一個(gè)之間，如上所述，則電磁致動(dòng)器10可與施加至線圈16的電流在第一位置與第二位置之間成比例地致動(dòng)永磁體28并提供增大的輸出力。

圖9示出了施加至線圈16的電流與永磁體28的致動(dòng)位置或沖程之間關(guān)系的一個(gè)非限制性示例。如圖9所示，對(duì)于施加至線圈16的每一等級(jí)電流來說，永磁體28可以有相應(yīng)的位置。因此，永磁體28的致動(dòng)位置可與施加至線圈16的電流成比例。這可不同于雙穩(wěn)態(tài)或開關(guān)致動(dòng)器的運(yùn)行。典型地，雙穩(wěn)態(tài)或兩位置(two-position)致動(dòng)器只能夠在一個(gè)位置或另一個(gè)位置并且不在兩者之間運(yùn)行。因此，一旦施加至線圈的電流足以致動(dòng)銜鐵，那么雙穩(wěn)態(tài)致動(dòng)器的電流-位置曲線是平穩(wěn)的。在雙穩(wěn)態(tài)致動(dòng)器中一旦達(dá)到足夠的電流，銜鐵便以恒定電流致動(dòng)，并且因此無法成比例致動(dòng)。

使用以上標(biāo)識(shí)的技術(shù)或特性設(shè)計(jì)或構(gòu)造的上述電磁致動(dòng)器10或其它電磁致動(dòng)器的示例性優(yōu)點(diǎn)將參照電磁致動(dòng)器10的運(yùn)行和圖1-9來論述。本發(fā)明提供的多個(gè)優(yōu)點(diǎn)決非是下面的窮舉列表，如所屬領(lǐng)域技術(shù)人員理解的。

運(yùn)行時(shí)，電磁致動(dòng)器10的永磁體28可耦接至期望被致動(dòng)的構(gòu)件(例如，閥中的芯(spool)，或其中期望機(jī)械運(yùn)動(dòng)的任意其它系統(tǒng))。殼體12可被剛性地固定使得殼體12無法相對(duì)于永磁體28移動(dòng)。如上所述，永磁體28可在第一位置與第二位置之間與施加至線圈16的電流量成比例地被致動(dòng)。這能夠使電磁致動(dòng)器10能夠例如響應(yīng)于電子輸入改變芯上孔的尺寸。在該非限制性示例中，當(dāng)芯上的孔需要關(guān)閉時(shí)，到線圈16的電流可減小至零，并且由于永磁體28上凈正向或向上的力(圖5)，永磁體28可自動(dòng)返回至第一位置。

可使用簡化的形狀和部件來構(gòu)造電磁致動(dòng)器10，相比于電流型電磁致動(dòng)器，簡化的形狀和部件能夠允許使用較大的氣隙來設(shè)計(jì)電磁致動(dòng)器10。本領(lǐng)域熟知?dú)庀对诖怕分锌善鸬筋愃齐娮璧淖饔?，并且因此由于電磁致?dòng)器10中相對(duì)大的氣隙，當(dāng)相比于當(dāng)前的電磁致動(dòng)器的銜鐵時(shí)，永磁體28會(huì)經(jīng)手顯著減小的側(cè)邊負(fù)載(即，基本垂直于致動(dòng)方向的力)。

電磁致動(dòng)器10中僅有的移動(dòng)部件可以是永磁體28和彈簧26。相反于銜鐵典型地沿著鄰近線圈的表面滑動(dòng)的當(dāng)前的電磁致動(dòng)器，永磁體28可基本遠(yuǎn)離線圈16(即，鄰近極片14的遠(yuǎn)端27)設(shè)置并可以不需要沿著電磁致動(dòng)器10內(nèi)的表面滑動(dòng)。當(dāng)相比于當(dāng)前的電磁致動(dòng)器時(shí)，這可以顯著地降低電磁致動(dòng)器10所承受的滑動(dòng)摩擦。相比于當(dāng)前的電磁致動(dòng)器，減小滑動(dòng)摩擦可延長電磁致動(dòng)器10的生命周期。

如上所述，在一些非限制性應(yīng)用中，電磁致動(dòng)器10可耦接至芯(spool)以用于所述芯的致動(dòng)。圖10示出了其中電磁致動(dòng)器10集成到控制閥100中的一個(gè)非限制性示例。如圖10和11所示，電磁致動(dòng)器10可耦接至控制閥100的閥主體102。在所示的非限制性示例中，包膠模具(overmold)104可被包塑(overmold)在電磁致動(dòng)器10的殼體12和閥主體102的頂端106上。應(yīng)當(dāng)知曉包膠模具是一個(gè)非限制性的耦接機(jī)構(gòu)，并且可實(shí)施其它耦接機(jī)構(gòu)(例如，夾持、互鎖等)來耦接電磁致動(dòng)器10和閥主體102。閥主體102包括沿著閥主體102縱向間隔的一個(gè)或多個(gè)工作端口108。閥芯110能夠可滑動(dòng)地容納在閥主體102內(nèi)并耦接至永磁體28以隨該永磁體致動(dòng)。閥芯110可包括一個(gè)或多個(gè)芯切口111，芯切口可被位移以便在一個(gè)或多個(gè)工作端口108之間選擇性地提供流體通路。在所示的非限制性示例中，永磁體28可限定耦接凹槽112，耦接凹槽構(gòu)造為容納耦接機(jī)構(gòu)114。耦接機(jī)構(gòu)114可將永磁體28耦接至閥芯110以便使閥芯110能夠隨永磁體28致動(dòng)。

永磁體28可至少部分被磁體外殼116包裝。磁體外殼116可由非磁性材料(例如，塑料、不銹鋼、鋁、碳纖維、黃銅等)制成。磁體外殼116可便于耦接永磁體28和閥芯110。然而，應(yīng)當(dāng)知曉，在一些非限制性示例中，閥芯110可被直接耦接至永磁體28并且可不包括磁體外殼116。如上所述，永磁體28可被彈簧26沿向下方向35偏置。彈簧26可嚙合從極片14突伸出的切口118。切口118可用作彈簧26的擋塊以便于彈簧26偏置永磁體28。線圈16可至少圍繞布置在殼體12內(nèi)的線軸120布置。

運(yùn)行時(shí)，響應(yīng)于施加至線圈16的電流，電磁致動(dòng)器10可在第一位置與第二位置之間成比例地致動(dòng)永磁體28，并且進(jìn)而致動(dòng)閥芯110。這能夠使閥芯110能夠在一個(gè)或多個(gè)工作端口108之間選擇性地提供流體通路。此外，電磁致動(dòng)器10的比例關(guān)系使得能夠通過改變施加至線圈16的電流量而使控制閥100選擇性地改變限定在工作端口108與芯切口111的相應(yīng)對(duì)之間的孔的尺寸。這能夠使電磁致動(dòng)器10能夠選擇性地控制流過控制閥100或由控制閥100提供的流體量。

應(yīng)當(dāng)知曉控制閥100的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)并不意味著以任意的方式限制。即，電磁致動(dòng)器10可在需要部件的受控致動(dòng)的各種應(yīng)用中使用。

盡管以撰寫上清楚且簡明的說明方式描述了本具體實(shí)施例，但是意在并應(yīng)當(dāng)理解這些實(shí)施例在不脫離本發(fā)明的情況下可以被各種組合或分解。例如，應(yīng)當(dāng)理解本文描述的所有優(yōu)選特征適用于本文描述的本發(fā)明的所有方面。

因此，盡管已經(jīng)結(jié)合具體實(shí)施例和示例描述了本發(fā)明，但本發(fā)明不必受制于此，并且源于這些實(shí)施例、示例和用途的多種其它實(shí)施例、示例、用途、修改和剝離意在由附屬于此的權(quán)利要求所涵蓋。本文引用的每個(gè)專利和公開物的全部公開內(nèi)容通過引用的方式并入，就像每個(gè)該專利或公開物通過引用的方式單獨(dú)并入本文。

本發(fā)明的各個(gè)特征和優(yōu)點(diǎn)在下面的權(quán)利要求中闡述。