CN106504916B - 一种电磁销 - Google Patents

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    • H01H3/22—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H3/28—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using electromagnet

Abstract

本发明公开了一种电磁销，包括壳体、磁钢、骨架、线圈、后盖、心轴、静铁芯、轭铁、动铁芯、销；所述磁钢设置在静铁芯与轭铁之间，后盖固定在壳体底部，所述销安装固定在后盖上，所述骨架一端面与磁钢相连，另一端面与销相连，所述线圈缠绕在骨架的环形槽中，所述动铁芯活动安装在骨架的中心圆孔内，所述心轴活动安装在静铁芯的内孔中，并与动铁芯相连，所述轭铁和动铁芯安装在壳体内。本发明电磁销通过磁钢、静铁芯、轭铁、动铁芯形成半封闭磁路；动铁芯的环形结构短接磁钢两端极性形成双极性双气隙单稳态结构；通过磁钢的永磁特性积蓄磁能对动铁芯动作提供推动力，线圈磁效能更高；解决了现有电磁销功耗大、体积大、制造成本高的问题。

Description

一种电磁销
技术领域
本发明属于电磁驱动技术领域，尤其是涉及一种电磁销。
背景技术
目前市面现使用的电磁销均由单一的电磁驱动结构来实现，在使用过程中存在如下不足：(1)现有电磁销启动做吸合动作，启动功耗大；(2)现有电磁销通常通过单一线圈驱动来实现电磁销动作，体积相对较大；(3)现有电磁销耗材多、制造费用高。
例如，公开号为CN2457721Y的中国专利公开了一种永磁操动机构，它由磁轭、双拍合面动衔铁、内磁轭外壁上的环形凸台、锥面磁分路腔、两侧面平行的瓦形永磁体、合分闸一体化线圈、磁分路盘和置于动衔铁中的分闸弹簧组成。该机构电磁驱动,永磁保持，具有双拍合双稳态、紧急磁分路手动分闸、过电流自动保护功能，结构紧凑，适用性强，安全可靠。但是该永磁操动机构是通过单一线圈驱动来实现电磁销动作，体积相对较大，且不具备双极性双气隙单稳态结构及单向断电保持功能。
再如，公开号为CN204978127U的中国专利公开了一种拖挂车用自动化电磁销，包括底座、导向座、电磁机构A、B、推杆及牵引机构，导向座的侧面沿水平方向设置有导向孔；电磁机构A包括电磁铁座A及电磁铁A，电磁机构A设置在导向座的内侧，电磁铁座A的侧面沿水平方向设置有与导向孔匹配的通孔A；电磁机构B包括电磁铁座B及电磁铁B，电磁机构B设置在底座上端面与电磁铁座A对应的另一端；牵引机构包括两个对称设置的座板，两座板分别设置有与导向孔匹配的通孔B及通孔C；推杆为可沿通孔A、导向孔、通孔B、C水平方向移动的T形杆。该自动化电磁销通过控制电磁铁A、B的通电或断电来调节推杆的位置，从而实现推杆的自动插拔；采用电动执行机构，不易损坏，且制作、维护和使用成本更低。但是该电磁销同样是通过单一的电磁驱动结构来实现磁销动作，不具备永磁磁保持及永磁轴向驱动的功能，不能满足现有电磁销小型化、低成本、高可靠性要求。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种电磁销。该电磁销通过磁钢、静铁芯、轭铁、动铁芯形成半封闭磁路；动铁芯的环形结构短接磁钢两端极性形成双极性双气隙单稳态结构；通过磁钢的永磁特性积蓄磁能对动铁芯动作提供推动力，线圈磁效能更高。解决了现有电磁销功耗大、体积大、制造成本高的问题。
本发明是通过如下技术方案予以实现的。
一种电磁销，包括壳体、磁钢、骨架、线圈、后盖、心轴、静铁芯、轭铁、动铁芯、销；所述磁钢设置在静铁芯与轭铁之间，后盖固定在壳体底部，所述销安装固定在后盖上，所述骨架一端面与磁钢相连，另一端面与销相连，所述线圈缠绕在骨架的环形槽中，所述动铁芯活动安装在骨架的中心圆孔内，所述心轴活动安装在静铁芯的内孔中，并与动铁芯相连，所述轭铁和动铁芯安装在壳体内。
所述静铁芯、轭铁、动铁芯均由导磁材料制成。
所述线圈的绕制方与磁钢的极性方向相对应。
所述磁钢位于静铁芯与轭铁之间，且磁钢的极性设置位置在静铁芯外圆柱贴合面与轭铁的内圆柱贴合面上。
所述磁钢由单个或多个磁钢组成。
所述磁钢为双极性，且磁钢极性与电磁销的径向方向相同。
所述磁钢对称分布于静铁芯外圆柱面的四周。
所述动铁芯为环形结构。
所述磁钢的形状为圆形或扇形。
本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明通过磁钢、静铁芯、轭铁、动铁芯形成半封闭磁路，动铁芯的环形结构短接磁钢两端极性形成双极性双气隙单稳态结构，动铁芯与静铁芯、轭铁吸合，使心轴处于初始状态(顶起状态)，线圈通电时，动铁芯在线圈内极化磁场及静铁芯与轭铁之间磁钢磁场共同作用下，使动铁芯动作至限位位置及或与后盖贴合，可通过持续供电保持状态，此时心轴处于缩进状态。当线圈通电终止或通反向电时，动铁芯离开限位位置，与静铁芯、轭铁吸合，动铁芯回复到初始状态，心轴顶起。采用本发明可以起到降低功耗，缩小体积、降低成本、提高可靠性的效果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1-壳体，2-磁钢，3-骨架，4-线圈，5-后盖，6-心轴，7-静铁芯，8-轭铁、9-动铁芯，10-销。
具体实施方式
下面结合附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1所示的一种电磁销，包括壳体1、磁钢2、骨架3、线圈4、后盖5、心轴6、静铁芯7、轭铁8、动铁芯9、销10；所述磁钢2设置在静铁芯7与轭铁8之间，后盖5固定在壳体1底部，所述销10安装固定在后盖5上，所述骨架3一端面与磁钢2相连，另一端面与销10相连，所述线圈4缠绕在骨架3的环形槽中，所述动铁芯9活动安装在骨架3的中心圆孔内，所述心轴6活动安装在静铁芯7的内孔中，并与动铁芯9相连，所述轭铁8和动铁芯9安装在壳体1内。本技术方案通过磁钢2、静铁芯7、轭铁8、动铁芯9形成半封闭磁路，动铁芯9的环形结构短接磁钢2两端极性形成双极性双气隙单稳态结构，动铁芯9与静铁芯7、轭铁8吸合，使心轴6处于初始状态(顶起状态)，线圈4通电时，动铁芯9在线圈4内极化磁场及静铁芯7与轭铁8之间磁钢2磁场共同作用下，使动铁芯9动作至限位位置，可持续供电保持状态，此时心轴6处于缩进状态。当线圈4通电终止或通反向电时，动铁芯9离开限位位置，与静铁芯7、轭铁8吸合，动铁芯9回复到初始状态，心轴6顶起。采用技术方案可以起到降低功耗，缩小体积、降低成本、提高可靠性的效果。
所述静铁芯7、轭铁8、动铁芯9均由导磁材料制成。
所述线圈4的绕制方与磁钢2的极性方向相对应。
所述磁钢2位于静铁芯7与轭铁8之间，且磁钢2的极性设置位置在静铁芯7外圆柱贴合面与轭铁8的内圆柱贴合面上。
所述磁钢2由单个或多个磁钢2组成。所述磁钢2的形状为圆形或扇形，在实际应用中不局限于圆形或扇形。所述磁钢2为双极性，且磁钢极性与电磁销的径向方向相同。
所述磁钢2对称分布于静铁芯7外圆柱面的四周。
所述动铁芯9为环形结构。
本发明在装配时，将磁钢2吸附在静铁芯7的外圆柱面上装入轭铁8中，再将轭铁装入壳体1中，将动铁芯9圆环中间圆柱轴活动装在骨架3的中心圆孔内，再将它们装入壳体1内，骨架3一端面与磁钢端面接触固定磁钢2，防止磁钢2串动。将心轴6穿过静铁芯7的中间圆孔与动铁芯9相连装在一起，最后再将装有销10的后盖5或本身有凸起的后盖5装入壳体1中，后盖5上的销10或后盖5上的凸起压住固定线圈4，动铁芯9的动作行程通过后盖5与动铁芯9端面距离来进行调整，也可以通过心轴6与壳体1之间增加限位装置来实现，或通过其它在动铁芯轴向运动方向上的相应零件增加限位装置来实现对动作行程的调节。
下面结合图1进一步描述本发明的工作原理如下：
初始时，动铁芯9与静铁芯7、轭铁8受磁钢2的作用吸合在一起，处于吸合保持状态，连接装在动铁芯9上的心轴6处于初始顶起状态。
动作时，在线圈4的引出端上加电，线圈4激励产生的磁场作用在动铁芯9上，动铁芯上的磁场与磁钢2的磁场同向相斥，动铁芯9中间的圆柱端面磁场与静铁芯7端面磁场同向、动铁芯9的外圆柱端面磁场与轭铁8端面磁场同向，贴合面受电磁力同向作用产生排斥力，推动动铁芯9运动，直至动铁芯运动至限位位置，即与后盖端面贴合，连接装在动铁芯的心轴6内缩，电磁销动作。
回复时，线圈4通电终止时，磁钢2的磁场大于线圈内磁场，磁钢作用在静铁芯7端面和轭铁8端面的磁场对动铁芯9产生吸力，动铁芯做回复运动与静铁芯、轭铁吸合，电磁销回复到心轴6处于顶起的初始状态；线圈4通反向电时，线圈4激励产生的磁场作用在动铁芯9上，动铁芯上的磁场与磁钢2的磁场异向相吸，动铁芯9中间的圆柱端面磁场与静铁芯7端面磁场异向、动铁芯9的外圆柱端面磁场与轭铁8端面磁场异向，受电磁力异向作用产生吸力，动铁芯9做回复运动与静铁芯7、轭铁8吸合，电磁销回复到心轴6处于顶起的初始状态。
本发明采用半封闭磁路和双极性双气隙单稳态结构，提高了电磁销初始启动能力和动作加速度，增加了动作行程距离，降低了功耗、减小了耗材、缩小了体积，降低了成本，提高了可靠性性能。

Claims (7)

1.一种电磁销，其特征在于：包括壳体(1)、磁钢(2)、骨架(3)、线圈(4)、后盖(5)、心轴(6)、静铁芯(7)、轭铁(8)、动铁芯(9)、销(10)；所述磁钢(2)设置在静铁芯(7)与轭铁(8)之间，且磁钢(2)的极性设置位置在静铁芯(7)外圆柱贴合面与轭铁(8)的内圆柱贴合面上；后盖(5)固定在壳体(1)底部，所述销(10)安装固定在后盖(5)上，所述骨架(3)一端面与磁钢(2)相连，另一端面与销(10)相连，所述线圈(4)缠绕在骨架(3)的环形槽中，所述动铁芯(9)活动安装在骨架(3)的中心圆孔内，所述心轴(6)活动安装在静铁芯(7)的内孔中，并与动铁芯(9)相连，所述轭铁(8)和动铁芯(9)安装在壳体(1)内；所述磁钢(2)为双极性，且磁钢极性与电磁销的径向方向相同。
2.根据权利要求1所述的一种电磁销，其特征在于：所述静铁芯(7)、轭铁(8)、动铁芯(9)均由导磁材料制成。
3.根据权利要求1所述的一种电磁销，其特征在于：所述线圈(4)的绕制方与磁钢(2)的极性方向相对应。
4.根据权利要求1所述的一种电磁销，其特征在于：所述磁钢(2)由单个或多个磁钢(2)组成。
5.根据权利要求1所述的一种电磁销，其特征在于：所述磁钢(2)对称分布于静铁芯(7)外圆柱面的四周。
6.根据权利要求1所述的一种电磁销，其特征在于：所述动铁芯(9)为环形结构。
7.根据权利要求1所述的一种电磁销，其特征在于：所述磁钢(2)的形状为圆形或扇形。
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