CN103310944B - 含永磁e型轭铁结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种含永磁双E型轭铁结构，包括：外轭铁，为上端开口的空心圆柱体结构；永磁体，与所述外轭铁侧壁固定连接；内轭铁，位于所述外轭铁内部，与所述永磁体固定连接；所述内轭铁为空心的环形圆柱体结构，包括内轭铁上底、内轭铁中隔、内轭铁下底和内轭铁侧壁；衔铁，位于所述外轭铁内部，从所述内轭铁的内环处贯穿，包括衔铁上底、衔铁下底和衔铁侧壁；所述衔铁上底和衔铁下底的直径大于所述内轭铁的内环直径；所述衔铁上底位于所述内轭铁中隔与内轭铁上底之间，所述衔铁下底位于所述外轭铁下底与所述内轭铁下底之间；以及线圈骨架、线圈、连杆和弹簧，其中所述外轭铁、内轭铁和衔铁均为导磁材料。

Description

含永磁E型轭铁结构

技术领域

本发明专利涉及继电器领域，具体是一种可应用于继电器等多种电磁系统的新型含永磁E型轭铁结构。

背景技术

从衔铁的运动模式对含永磁继电器进行分类，可分为转动衔铁式，直动衔铁式等类等；其中直动式继电器是非常重要的一大类继电器，它具有结构简单，应用广泛，性能稳定的特点；尤其在航天、国防及民用领域中有着广泛的应用。直动式含永磁继电器中，永磁体提供稳定状态下的保持力，衔铁是其中承担开关动作的器件，轭铁是其中承担衔铁限位的器件，以它们为中心，连接线圈铁芯、导磁环等其它器件组成的整个继电器磁路直接决定着含永磁继电器的整机性能；磁路与其相应的结构设计可以极大的提高永磁体的利用效率，并与吸反力特性设计值相对应；磁通约束高效、结构简易的磁路，可以使得产品实际装配更加高效，同批次产品一致性更好，并可降低批次产品的废品率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁通约束高效、结构简易轭铁结构磁路设计，从而提高产品装配效率，降低废品率。

为达上述目的，本发明提出一种含永磁双E型轭铁结构，包括：

外轭铁，为上端开口的空心圆柱体结构，包括外轭铁下底和外轭铁侧壁；

永磁体，与所述外轭铁侧壁固定连接，用以产生磁吸力；

内轭铁，位于所述外轭铁内部，与所述永磁体固定连接；所述内轭铁为空心的环形圆柱体结构，包括内轭铁上底、内轭铁中隔、内轭铁下底和内轭铁侧壁；所述内轭铁上底、内轭铁中隔和所述内轭铁下底均为圆环形，且所述内轭铁下底与所述外轭铁下底之间、所述内轭铁中隔与所述内轭铁上底之间均留有间隙；

衔铁，位于所述外轭铁内部，从所述内轭铁的内环处贯穿，包括衔铁上底、衔铁下底和衔铁侧壁；所述衔铁上底和衔铁下底为直径相同的圆形，且所述衔铁上底和衔铁下底的直径大于所述内轭铁的内环直径；所述衔铁上底位于所述内轭铁中隔与内轭铁上底之间，所述衔铁下底位于所述外轭铁下底与所述内轭铁下底之间；

线圈骨架，环型，位于所述内轭铁中隔、内轭铁下底和所述衔铁侧壁之间，用以供线圈缠绕其上；

线圈，缠绕在所述线圈骨架上，在通电时产生电磁效应；

连杆，贯穿于所述内轭铁、外轭铁及所述衔铁的中心，与所述衔铁固定连接；

弹簧，设置于所述连杆上，用于带动所述连杆运动；

其中，所述外轭铁、内轭铁和衔铁均为导磁材料。

优选的，所述永磁体为两个，均为扇环型，对称地分布在所述衔铁柱体两侧。

优选的，所述永磁体的材料为钕铁硼、铝镍钴或铁氧体中的一种。

本发明提供的含永磁E型轭铁结构，适宜应用在直动式电磁系统如继电器、接触器、断路器、电磁阀、磁开关等设备中。与现有技术相比，本发明具有对称结构，装配简单；单稳态磁保持，永磁体调整保持力可调，配合不同的反力设计可得到更灵活的配置方式；可使产品具有良好的抗振性能，实际装配更加高效，同批次产品一致性增强，并降低批次产品的废品率。

附图说明

图1是本发明专利的磁路基本结构截面图。

图2是本发明专利的磁路中永磁体充磁方向示意图。

图3是本发明专利的分断位置磁路截面示意图。

图4是本发明专利的接通位置磁路截面示意图。

图5是本发明专利应用于继电器电磁系统的某产品结构设计剖视图（不含主触点、上端密封外壳及灭弧室结构）。

附图标记说明：a1-衔铁；a2、a3-永磁体；a4-内轭铁；a5-外轭铁；a6-线圈；a7-线圈骨架；a8-连杆；b1-衔铁，b2、b3-永磁体，b4-内轭铁，b5-外轭铁（外壳），b6-线圈，b7-线圈骨架，b8-连杆。

具体实施方式

以下结合附图，就本发明上述的和另外的技术特征和优点做进一步地说明。

请参阅图1-图4，本发明在具体结构上包括衔铁a1，永磁体a2、a3，内轭铁a4，外轭铁（外壳）a5，线圈a6，线圈骨架a7，连杆a8等。其中永磁体a2为磁瓦结构，充磁方向为径向充磁，内轭铁a4与永磁体a2、a3充磁方向上的一个面接触，外轭铁a5与永磁体a2、a3充磁方向上的另一个面接触，在衔铁a1既作为触动部件，也作为线圈6的铁芯。

本发明中，衔铁a1横向截面为圆形，纵向截面设计为工字型；内轭铁a4的纵向截面结构设计为对E形，以继电器中心轴为对称轴；外轭铁a5兼具外壳的作用，其纵向截面结构设计为对L形，以继电器中心轴为对称轴，线圈a6缠绕在内轭铁a4内部的线圈骨架a7上；连杆a8与衔铁a1相对位置固定，外端可连接触点，当衔铁a1动作时，可实现信号的切换。

当线圈a6未通电时，永磁体a2、a3产生的永磁磁场在内轭铁a4和外轭铁a5极面处产生吸力作用，衔铁a1固定在下端位置；当线圈a6通电时，线圈a6产生的电磁磁场抵消永磁体a2、a3的磁场效果，并在内轭铁a4上底、下底与衔铁a1极面间产生吸力作用，并配合反力弹簧，吸引衔铁a1运动，直到与内轭铁a4上底、下底与衔铁a1上底、下底接触，线圈通电保持该吸合状态；这一过程中，衔铁a1带动其上的连杆a8，从而完成磁路系统的直动动作。

具体工作过程如下：

衔铁a1处在下端初始位置，衔铁a1与外轭铁a5下底接触；线圈a6缠绕在内轭铁a4内部的线圈骨架a7上；此时不加电流的磁路磁通具有一条闭合路径（如图3所示，图中仅标示出左侧，右侧磁通路径与左侧中心对称）：衔铁a1侧壁——衔铁a1上底——内轭铁a4中隔——永磁体a2——外轭铁a5下底——衔铁a1下底——衔铁a1侧壁，在闭合磁通回路的作用下，极面间的吸力使得衔铁a1保持在该位置；

线圈a6通电，线圈a6产生与永磁磁通反向的磁通，使得衔铁a1内永磁a2、a3磁通减弱，直至减少到0，此时在弹簧的作用下，衔铁a1动作，向上运动，直至衔铁a1上底与内轭铁a4上底接触，带动连杆a8完场继电器接通或断开状态的转换。

线圈保持通电，衔铁a1处在上端位置，衔铁a1与内轭铁a4上底接触；线圈a6缠绕在内轭铁a4内部的线圈骨架a7上；此时线圈电流的磁路磁通具有一条闭合路径（如图4所示，图中仅标示出左侧，右侧磁通路径与左侧中心对称）：衔铁a1侧壁——衔铁a1下底——内轭铁a4下底——永磁体a2——内轭铁a4上底——衔铁a1上底——衔铁a1侧壁，在闭合磁通回路的作用下，极面间的吸力使得衔铁a1保持在该位置。

本发明所述的轭铁结构应用在继电器中的实例，如图5所示，在具体结构上与本专利中的磁路设计相对应，包括衔铁b1，永磁体b2、b3，内轭铁b4，外轭铁（外壳）b5，线圈b6，线圈骨架b7，连杆b8等。

综上所述，本发明所提供的一种可应用于继电器等多种电磁系统的新型含永磁E型轭铁磁路设计，适宜应用在直动式电磁系统如：继电器、接触器、断路器、电磁阀、磁开关等设备中；具有对称结构，装配简单；单稳态磁保持，永磁体调整保持力可调，配合不同的反力设计可得到更灵活的配置方式；可使产品具有良好的抗振性能，实际装配更加高效，同批次产品一致性增强，并降低批次产品的废品率。

以上对本发明的描述是说明性的，而非限制性的，本专业技术人员理解，在权利要求限定的精神与范围之内可对其进行许多修改、变化或等效，但是它们都将落入本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种含永磁双E型轭铁结构，其特征在于，包括：

外轭铁，为上端开口的空心圆柱体结构，包括外轭铁下底和外轭铁侧壁；

永磁体，与所述外轭铁侧壁固定连接，用以产生磁吸力；

内轭铁，位于所述外轭铁内部，与所述永磁体固定连接；所述内轭铁为空心的环形圆柱体结构，包括内轭铁上底、内轭铁中隔、内轭铁下底和内轭铁侧壁；所述内轭铁上底、内轭铁中隔和所述内轭铁下底均为圆环形，且所述内轭铁下底与所述外轭铁下底之间、所述内轭铁中隔与所述内轭铁上底之间均留有间隙；

衔铁，位于所述外轭铁内部，从所述内轭铁的内环处贯穿，包括衔铁上底、衔铁下底和衔铁侧壁；所述衔铁上底和衔铁下底为直径相同的圆形，且所述衔铁上底和衔铁下底的直径大于所述内轭铁的内环直径；所述衔铁上底位于所述内轭铁中隔与内轭铁上底之间，所述衔铁下底位于所述外轭铁下底与所述内轭铁下底之间；

线圈骨架，环型，位于所述内轭铁中隔、内轭铁下底和所述衔铁侧壁之间，用以供线圈缠绕其上；

线圈，缠绕在所述线圈骨架上，在通电时产生电磁磁通；

连杆，贯穿于所述内轭铁、外轭铁及所述衔铁的中心，与所述衔铁固定连接；

弹簧，设置于所述连杆上，用于带动所述连杆运动；

其中，所述外轭铁、内轭铁和衔铁均为导磁材料。

2.如权利要求1所述的含永磁双E型轭铁结构，其特征在于，所述永磁体为两个，均为扇环型，对称地分布在所述衔铁柱体两侧。

3.如权利要求1所述的含永磁双E型轭铁结构，其特征在于，所述永磁体的材料为钕铁硼、铝镍钴或铁氧体中的一种。