CN103021689A - 电磁驱动器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电磁驱动器，包括动子和定子，所述定子包括壳体、安装于壳体内的第一永磁体、第二永磁体、导磁部件和线圈，所述动子一端伸入壳体内，所述线圈环绕所述动子的进入壳体内的一端，所述导磁部件包括叠置于第一永磁体上的第一导磁部件和叠置于第二永磁体上的第二导磁部件。本发明的电磁驱动器，在线圈不通电时，导磁部件可将第二永磁体产生的磁场导引至与第一永磁体产生的磁场叠加，从而增加磁通密度进而增加动定子之间的吸合力，从而使得所述第一永磁体和第二永磁体可用铁氧体材料制成。当然，所述第一永磁体和第二永磁体也可以采用稀土材料。本发明的电磁驱动器，可用于电路断路器、电磁开关、电磁阀等场合。

Description

电磁驱动器
技术领域
本发明涉及一种电磁驱动器。 
背景技术
现有的用于电路断路器的电磁驱动器通常包括定子、动子和设于定子和动子之间的弹簧。定子通常包括一块永久磁铁和一个环形线圈，动子包括铁芯，定子线圈通电时可驱动动子做线性运动，改变流过线圈的电流方向可改变动子的运动方向，线圈断电后，通过定子磁铁的吸力和弹簧的弹力可将动子分别定位于收缩位置和弹出位置，可分别对应断路器的开和关两个位置。 
然而，传统的电磁驱动器，由于定子磁铁设置的局限性，当动子处于收缩位置时，动定子之间的吸合力不是足够强，尤其是采用铁氧体磁铁材料时，动定子之间的吸合力往往难以满足设计需要。 
本发明旨在提供一种新型的可改善动定子之间的吸合力的电磁驱动器。 
发明内容
本发明提供一种电磁驱动器，包括动子和定子，所述定子包括壳体、安装于壳体内表面的第一永磁体和第二永磁体、导磁部件和线圈，所述动子一端伸入壳体内，所述线圈环绕所述动子的进入壳体内的一端，所述导磁部件包括叠置于第一永磁体上的第一导磁部件和叠置于第二永磁体上的第二导磁部件。 
优选地，所述第一永磁体设于壳体的端部内侧，第一永磁体的极化方向与动子的运动方向平行。 
优选地，所述第二永磁体设于壳体的侧壁内侧，第二永磁体的极化方向与动子的运动方向垂直。 
优选地，所述线圈位于动子与第二导磁部件之间。 
优选地，所述第二永磁体为环形。 
可选地，所述壳体为长方体状，包括顶壁、底壁及连接顶壁与底壁的两相对侧壁，所述第二永磁体包括一对内表面为弧面的永久磁铁，所述永久磁铁的外表面分别固定于所述壳体侧壁的内表面。 
优选地，所述永久磁铁的外表面为平面，磁铁的两周向端的厚度大于中间部位的厚度。 
优选地，所述第一永磁体和第二永磁体由铁氧体材料制成。 
可选地，所述第一永磁体由稀土材料制成，第二永磁体由稀土或铁氧体材料制成；或所述第一永磁体由铁氧体材料制成，第二永磁体由稀土材料制成。 
优选地，一弹性元件设置于动子与第二导磁部件之间。 
优选地，所述壳体由导磁材料制成。 
本发明所举实施例具有以下有益效果：在线圈不通电时，导磁部件可将第二永磁体产生的磁场导引至与第一永磁体产生的磁场叠加，从而增加磁通密度进而增加动定子之间的吸合力。 
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。 
附图说明
附图中： 
图1是本发明一实施例的电磁驱动器的立体示意图； 
图2为图1的剖视图； 
图3是本发明另一实施例的电磁驱动器的立体示意图； 
图4为图3的电磁驱动器的剖视示意图； 
图5为图3的电磁驱动器的定子的底部示意图，图中移除了壳体底壁和第一永磁体以便清楚地显示内部结构； 
图6为图3的电磁驱动器的磁力线分布示意图。 
具体实施方式
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。 
请参阅图1至图2，本发明一实施例的电磁驱动器，包括定子10和动子30。 
所述定子10包括壳体12、安装于壳体12内表面的第一永磁体14和第二永磁体16、导磁部件和线圈18，所述动子30一端32伸入壳体12内，所述线圈18环绕所述动子30的进入壳体12内的一端32，所述导磁部件包括叠置于第一永磁体14上的第一导磁部件20和叠置于第二永磁体16上的第二导磁部件22。一弹性元件24设置于动子30与定子10之间。 
具体地，所述壳体12为圆筒形，一端封闭，另一端开口，所述动子30一端从壳体12的开口端沿壳体12轴向伸入壳体12内。一端盖26封闭所述壳体12的开口端，所述动子30的另一端穿过所述端盖26并伸出至端盖26外，所述动子30沿壳体12轴向可相对壳体12运动。 
优选地，所述壳体12由导磁材料制成。当然，所述壳体12也可由非导磁材料制成。 
所述第一永磁体14为平板状，固定于壳体12封闭端部的内表面，第一永磁体14为轴向极化，极化方向与动子30的运动方向F平行，所述第二永磁体16为圆环形，固定于壳体12侧壁的内表面，第二永磁体16为径向极化，极化方向与动子30的运动方向F垂直。当所述壳体12由非导磁材料制成时，壳体12的内表面与第一及第二永磁体14、16之间可设置磁回路板。 
所述第二导磁部件22的形状与第二永磁体16的形状基本相同，在本实施例中，为环形。所述第一导磁部件20的朝向动子30的表面中央位置处设一凸台21，所述凸台21的外径基本等于动子30的进入壳体12内的一端32的外径。 
所述线圈18为圆环形，缠绕于一线架19(见图4)上，线架19与壳体12相对固定，线圈18位于动子30与第二导磁部件22之间。 
所述动子30由导磁材料制成。 
所述弹性元件24为弹簧，缠绕于动子30的一端32，弹簧的一端抵顶设于动子30一端32的台阶34，另一端套在凸台21上并抵顶第一导磁部件20的朝向动子30的表面。 
本发明的电磁驱动器的动子30，在线圈18不通电时可被分别定位于第一位置(收缩位置)：通过两永磁体14、16的吸力，动子30被吸住，动子30进入至壳体12内的一端32紧贴第一导磁部件20，弹簧24处于压缩状态；和第二位置(弹出位置)：弹簧24部分释放，动子30进入至壳体12内的一端32脱离第一导磁部件20，弹簧24的弹力基本等于两永磁体14、16对动子30的吸力与动子30的重力之和；在动子30处于弹出位置时，也可使用一限位机构来对动子30进行定位，此时，弹簧24的弹力基本等于两永磁体14、16对动子30的吸力、动子30的重力及限位机构对动子的作用力之和。线圈18接收脉冲时，产生的电磁力可促使动子30从第一位置运动至第二位置，当线圈18接收反方向的脉冲时，产生的电磁力可促使动子30从第二位置运动至第一位置。 
本发明的电磁驱动器，可用于电路断路器、电磁开关、电磁阀等场合。 
在本实施例中，在线圈不通电时，第二永磁体16产生的磁场经由第二导磁部件22、第一导磁部件20被导引至与第一永磁体14产生的磁场叠加，叠加后的磁场再经由第一导磁部件20的凸台21与动子30发生作用，从而可增加流过动子30的磁通密度进而增加动定子之间的吸合力，尤其是当动子处于收缩位置时增加动定子之间的吸合力，磁力线分布如图6所示。这样，本发明的第一永磁体14和第二永磁体16可由铁氧体材料制成，从而可大幅降低成本。当然，所述第一永磁体14和第二永磁体16也可以由稀土材料制成，或其中之一由稀土材料制成，其中之另一由铁氧体材料制成。 
上述实施例中，所述导磁部件可以是一体式，即第一导磁部件20与第二导磁部件22一体成型；也可以是分体式，即第一导磁部件20与第二导磁部件22分开成型，再安装在一起，优选地，第二导磁部件22的轴向末端与第一导磁部件20的朝向动子30的表面两者之间无间隙，以减小磁阻。所述壳体12除了圆筒形，还可以是非圆的筒形，如横截面为方形的方筒形等，相应地，所述第二永磁体16和第二导磁部件22的形状随所述壳体12的形状相应变化，以使得所述第二永磁体16的外表面紧贴壳体或磁回路板的内表面，第二导磁部件22的外表面紧贴第二永磁体16的内表面。所述第二永磁体16可以是整体式环形结构，也可以是多块磁铁拼成环形，第二导磁部件22亦可以是整体式环形结构，也可以是多块拼成环形。 
图3至图5所示为另一实施例的电磁驱动器，其与前述实施例的工作原理基本相同，不同之处在于，在本实施例中，所述壳体12为长方体状，包括方形的顶壁122、底壁123及连接顶壁122与底壁123的两平行侧壁124，所述第二永磁体16由两块磁铁组成，分别固定于所述壳体12两侧壁124的内表面，优选地，所述第二永磁体16的内表面为弧面，外表面为平面，磁铁16的两周向端的厚度大于中间部位的厚度，此种形状的磁铁，能充分利用已有的空间并增加磁场强度。当然，所述第二永磁体16也可以为瓦片状，即内外表面皆为弧面，磁铁16沿周向具有均匀厚度。所述第二导磁部件22分别固定于第二永磁体16的弧形内壁，动子30的一端32穿过壳体12的顶壁122进入壳体12内，缠绕于线架19上的线圈18收容于所述导磁部件22、22所围成的内部空间内，并环绕所述动子30的进入壳体12内的一端32。如图6所示，导磁部件20、22共同将第二永磁体16产生的磁场导引至与第一永磁体14产生的磁场叠加，从而增加磁通密度进而增加动定子之间的吸合力，尤其是当动子30处于收缩位置时增加动定子之间的吸合力。本实施例的电磁驱动器，尤其适用于狭长空间。 
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (11)

1.一种电磁驱动器，包括动子和定子，其特征在于，所述定子包括壳体、安装于壳体内的第一永磁体、第二永磁体、导磁部件和线圈，所述动子的一端伸入所述壳体内并与所述线圈相对，所述导磁部件包括叠置于第一永磁体上的第一导磁部件和叠置于第二永磁体上的第二导磁部件，所述第一导磁部件和第二导磁部件用于共同将所述第二永磁体产生的磁场导引至与所述第一永磁体产生的磁场叠加。
2.根据权利要求1所述的电磁驱动器，其特征在于，所述第一永磁体设于壳体的端部内侧，第一永磁体的极化方向与动子的运动方向平行。
3.根据权利要求2所述的电磁驱动器，其特征在于，所述第二永磁体设于壳体的侧壁内侧，第二永磁体的极化方向与动子的运动方向垂直。
4.根据权利要求3所述的电磁驱动器，其特征在于，所述线圈环绕所述动子的进入壳体内的一端，并位于动子与第二导磁部件之间。
5.根据权利要求1至4任一项所述的电磁驱动器，其特征在于，所述第二永磁体为环形，包括一块或多块永久磁铁。
6.根据权利要求1至4任一项所述的电磁驱动器，其特征在于，所述壳体为长方体状，包括顶壁、底壁及连接顶壁与底壁的两相对侧壁，所述第二永磁体包括一对内表面为弧面的永久磁铁，所述永久磁铁的外表面分别固定于所述壳体侧壁的内表面。
7.根据权利要求6所述的电磁驱动器，其特征在于，所述永久磁铁的外表面为平面，磁铁的两周向端的厚度大于中间部位的厚度。
8.根据权利要求2所述的电磁驱动器，其特征在于，一弹性元件设置于动子与第一导磁部件之间。
9.根据权利要求1至4任一项所述的电磁驱动器，其特征在于，所述壳体由导磁材料制成。
10.根据权利要求1至4任一项所述的电磁驱动器，其特征在于，所述第一永磁体和第二永磁体皆由铁氧体材料制成。
11.根据权利要求1至4任一项所述的电磁驱动器，其特征在于，所述第一永磁体由稀土材料制成，第二永磁体由稀土或铁氧体材料制成；或所述第一永磁体由铁氧体材料制成，第二永磁体由稀土材料制成。
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Granted publication date: 20161228

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