CN105374496A - 一种电磁铁 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电磁铁，包括动铁芯和静铁芯，静铁芯上缠绕有线圈，静铁芯为具有开口的环形结构，所述电磁铁还包括与静铁芯相对固定设置的固定座，动铁芯铰接在固定座上且铰接轴线位于动铁芯的中部位置，固定座上还设有用于提供给动铁芯朝向正向方向转动的弹性力的复位弹簧，动铁芯具有在线圈通电时被静铁芯产生的电磁力所吸引而反向转动到两端分别与静铁芯的开口两侧相接处的闭合位，动铁芯还具有在线圈断电时在复位弹簧的弹性力作用下正向转动到两端分别与静铁芯的开口两侧分离的分开位。本发明的电磁铁减小了动铁芯转动时的转动力矩，减小了电流消耗，加快了动铁芯的反应速度。
Description
技术领域
本发明涉及一种电磁铁。
背景技术
电磁铁都是通过电流产生磁力进而产生运动的，多用于需要通过电流来保持机械状态或产生机械运动的使用环境，如通过电磁铁来实现电磁锁的开合，其在机械、电气、工业生产等领域具有广泛的应用。
如授权公告号为CN2756843Y、授权公告日为2006年2月8日的中国实用新型专利就公开了一种拍合式熄火电磁铁，包括电磁线圈、静铁芯和动铁芯，静铁芯为C型，动铁芯的一端与静铁芯的一端铰接，另一端为自由端，电磁线圈缠绕在静铁芯上。在电磁线圈通电时，静铁芯被磁化，动铁芯的自由端在电磁力的作用下能够朝向靠近静铁芯的方向转动并吸紧在静铁芯上。这种电磁铁在使用时，由于动铁芯一端铰接，其自由端在受到电磁力而转动时转动力矩较大，这样需要的电流消耗就越大，尤其是在被驱动转轴受到的转动阻力较大时，电能消耗十分明显；此外，由于动铁芯的一端与静铁芯铰接，在静铁芯产生电磁力时只能通过一端对动铁芯磁力吸引，动铁芯不能及时快速的反应运动，增大了电磁铁的反应时间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种消耗电能小、反应速度快的电磁铁。
为了解决上述技术问题，本发明的电磁铁采用如下技术方案：一种电磁铁，包括动铁芯和静铁芯，静铁芯上缠绕有线圈，静铁芯为具有开口的环形结构，所述电磁铁还包括与静铁芯相对固定设置的固定座，动铁芯铰接在固定座上且铰接轴线位于动铁芯的中部位置，固定座上还设有用于提供给动铁芯朝向正向方向转动的弹性力的复位弹簧，动铁芯具有在线圈通电时被静铁芯产生的电磁力所吸引而反向转动的闭合位以及在线圈断电时在复位弹簧的弹性力作用下正向转动的分开位。
动铁芯的转动轴线位于静铁芯的开口之间。
动铁芯的转动轴线与环形静铁芯的轴线平行。
动铁芯的两端分别设有动铁芯接触弧面，静铁芯的开口两侧分别设有与动铁芯两端的动铁芯接触弧面相吻合的静铁芯接触弧面。
静铁芯的开口两侧分别为开口上侧和开口下侧，开口上侧位于线圈内，动铁芯对应于开口上侧的一端伸入线圈内。
所述复位弹簧为一端连接在固定座上，另一端连接在动铁芯上的拉簧。
所述静铁芯由至少两部分拼接而成。
本发明的电磁铁的静铁芯为开口环形，动铁芯铰接在固定座上，且动铁芯的转动轴线位于中部位置，这样就大大减小了动铁芯转动时的转动力矩，减小了电流消耗，此外，在线圈通电静铁芯产生电磁力时，静铁芯的开口两侧能够分别对动铁芯的对应端产生电磁力，加快了动铁芯的反应速度。
进一步地，开口的上侧位于线圈内，动铁芯的用于与开口上侧接触的一端伸入线圈内，这样动铁芯在转动时能够被静铁芯和线圈内壁所限位，不会因为转动的角度太大而增大动铁芯的反应速度。
附图说明
图1为本发明的电磁铁实施例一的结构示意图；
图2为图1中动铁芯的结构示意图。
具体实施方式
本发明的电磁铁的实施例一：如图1-2所示，包括动铁芯11和静铁芯12，静铁芯12上缠绕有线圈15，静铁芯12为具有开口的环形结构。为了降低静铁芯12的加工难度，静铁芯12由两块拼接而成。当然，在其他实施例中，静铁芯12可以一体成型，也可以由三块以上拼接而成。
电磁铁还包括与静铁芯12相对固定设置的固定座，动铁芯11通过转轴13铰接在固定座上，且转轴13位于动铁芯11的中部位置，这样在动铁芯11的体积大小一定的情况下，转动时的力臂等于二分之一的动铁芯长度，转矩较小，在动铁芯11被静铁芯12的电磁力吸引时，消耗的电流较小。优选地，为了减小电磁铁的整体体积、简化动铁芯11的结构，动铁芯11的转动轴线位于静铁芯12的开口之间，且与环形静铁芯12的轴线平行。
固定座上还设有用于提供给动铁芯11朝向正向方向转动即顺时针方向转动的弹性力的复位弹簧10。这样在线圈15通电时，静铁芯12产生电磁力并吸引动铁芯11反向转动，即向减小气隙的方向转动，也就是逆时针转动，动铁芯11反向转动到两端分别与静铁芯12的开口两侧相接处的闭合位处停止。在线圈15断电时，静铁芯12的电磁力消失而不对动铁芯11有作用力，此时在复位弹簧10的作用下，动铁芯11正向转动，即顺时针转动，转动到两端分别与静铁芯12的开口两侧相分离的分开位处停止。这样就实现了在线圈15通电断电时，动铁芯11的正反往复转动。本实施例中，复位弹簧10为一端连接在固定座上，一端连接在动铁芯上的拉簧，在其他实施例中，复位弹簧也可以为扭簧。
本实施例中，为了保证在动铁芯11转动到闭合位处时能够与静铁芯12完全吻合，保证动、静铁芯之间的电磁吸附力，同时避免动、静铁芯接触瞬间的冲击力过大，动铁芯的两端分别设有动铁芯接触弧面110、111，相应地，静铁芯12的开口两侧分别对应于动铁芯接触弧面110、111设有静铁芯接触弧面120、121，这样动铁芯11在电磁作用力的作用下反向转动到闭合位时，能够稳定地与静铁芯抵接。此外，静铁芯接触弧面120、121的圆心位于动铁芯转动中心的一侧，且均朝向动铁芯转动而来的方向倾斜，这种弧面设计也能够通过对磁场的改变促进动铁芯朝向静铁芯转动，减短了电磁铁的反应时间。
本实施例中，定义静铁芯12的开口两侧分别为开口上侧和开口下侧，则开口上侧位于线圈15的中心孔内，相应地，动铁芯11的用于与开口上侧接触的一端伸入线圈15的中心孔内。这样就限制动铁芯的正向转动的转动角度，避免动铁芯11正向转动的角度大于90°而导致在线圈通电时，动铁芯继续朝正向转动。
本发明的电磁铁的实施例二：与实施例一的不同之处在于，动铁芯的长度较短而在位于闭合位时两端没有与静铁芯接触。
本发明的电磁铁结构简单，使用方便，大大减小了动铁芯的转动力矩，降低了电能消耗，提高了动铁芯的受力反应时间，能够更好的适应需要快速动作的动作机构中。
Claims (7)
1.一种电磁铁，包括动铁芯和静铁芯，静铁芯上缠绕有线圈，静铁芯为具有开口的环形结构，其特征是，所述电磁铁还包括与静铁芯相对固定设置的固定座，动铁芯铰接在固定座上且铰接轴线位于动铁芯的中部位置，固定座上还设有用于提供给动铁芯朝向正向方向转动的弹性力的复位弹簧，动铁芯具有在线圈通电时被静铁芯产生的电磁力所吸引而反向转动的闭合位以及在线圈断电时在复位弹簧的弹性力作用下正向转动的分开位。
2.根据权利要求1所述的电磁铁，其特征是，动铁芯的转动轴线位于静铁芯的开口之间。
3.根据权利要求1所述的电磁铁，其特征是，动铁芯的转动轴线与环形静铁芯的轴线平行。
4.根据权利要求1所述的电磁铁，其特征是，动铁芯的两端分别设有动铁芯接触弧面，静铁芯的开口两侧分别设有与动铁芯两端的动铁芯接触弧面相吻合的静铁芯接触弧面。
5.根据权利要求1所述的电磁铁，其特征是，静铁芯的开口两侧分别为开口上侧和开口下侧，开口上侧位于线圈内，动铁芯对应于开口上侧的一端伸入线圈内。
6.根据权利要求1所述的电磁铁，其特征是，所述复位弹簧为一端连接在固定座上，另一端连接在动铁芯上的拉簧。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的电磁铁，其特征是，所述静铁芯由至少两部分拼接而成。
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Citations (5)
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