CN108461356A - 一种电磁开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及开关技术领域，具体涉及一种电磁开关，包括一支架，固定在所述支架上的静铁芯，及：动铁芯，设置于所述支架上，并可在通电时与所述静铁芯吸合、断电时与所述静铁芯分离；传动机构，与所述动铁芯联动连接；弹性件，一端设于所述支架上，另一端与所述传动机构连接；所述弹性件适于在断电时施加给所述传动机构一个使所述动铁芯远离所述静铁芯的偏压力；减摩擦结构，设于所述传动机构上并可减少所述动铁芯相对所述静铁芯运动时受到的摩擦阻力。本发明提供的电磁开关能够使释放速度增大、释放电压升高，同时能够使吸合电压降低、电磁线圈温升降低和/或吸合速度升高。

Description

一种电磁开关

技术领域

本发明涉及开关技术领域，具体涉及一种电磁开关。

背景技术

电磁开关，顾名思义就是用电磁铁控制的开关，也就是电磁铁与开关的结合体。当电磁铁线圈通电后产生电磁吸力，活动铁芯推或拉动开关触点闭合，从而接通控制电路。电磁开关在各行业有广泛的应用。

现有技术中的电磁开关通常包括，支架、静铁芯、动铁芯、弹性件以及连接动铁芯和弹性件的传动机构。

当电磁线圈两端施加额定工作电压时，动铁芯和静铁芯产生电磁吸力，动铁芯向静铁芯方向作吸合运动，动铁芯运动过程中带动与动铁芯联动连接在一起的传动机构运动，进而拉动与传动机构联动连接的弹性件产生弹性形变，进而产生弹力；当电磁线圈两端失压时，动铁芯和静铁芯电磁吸力消失，在弹性件的反向拉力作用下，拉动与传动机构连接的动铁芯作与静铁芯分离的运动。

吸合电压为电磁线圈吸动铁芯的电压，释放电压为电磁线圈释放铁芯的电压，现有技术中通常采取加大弹性件反向拉力值的方法来加快动铁芯释放速度，但反向拉力值增加会使吸合阻力增加，进而导致吸合速度会降低，虽然可以通过增大吸合电压来增大电磁吸力的方法维持吸合速度不变，但是吸合电压升高会使电磁线圈温升加大，导致电磁线圈以及其他零部件的使用寿命降低。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中通过加大弹性件反向拉力值的方法来加快释放速度，会使吸合速度降低，而通过增大吸合电压的方法维持吸合速度不变，又会导致电磁线圈温升增加、降低使用寿命的技术问题，从而提供一种能够使释放速度增加，同时使吸合速度增加和/或使吸合电压降低、电磁线圈温升降低、延长使用寿命的电磁开关。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种电磁开关，包括支架，固定在所述支架上的静铁芯，及：

动铁芯，设置于所述支架上，并可在通电时与所述静铁芯吸合、断电时与所述静铁芯分离；

传动机构，与所述动铁芯联动连接；

弹性件，一端设于所述支架上，另一端与所述传动机构连接；所述弹性件适于在断电时施加给所述传动机构一个使所述动铁芯远离所述静铁芯的偏压力；

减摩擦结构，设于所述传动机构上并可减少所述动铁芯相对所述静铁芯运动时受到的摩擦阻力。

上述电磁开关中，所述传动机构包括设置于所述支架上的转轴，及可绕所述转轴转动并与所述动铁芯连接的旋转组件；所述减摩擦结构设于所述转轴与所述支架之间。

上述电磁开关中，所述减摩擦结构为轴承。

上述电磁开关中，所述支架上设置有轴承承载结构，所述轴承设置在所述轴承承载结构并套设于所述转轴外。

上述电磁开关中，所述转轴上设置有用于防止所述轴承从所述轴承座内脱落的限位结构。

上述电磁开关中，所述轴承承载结构为成型于所述支架上的轴承安装孔；所述限位结构包括分别位于所述轴承两侧的凸环和凸台；所述凸台设置于所述转轴上，且外径大于所述轴承的内径；所述凸环设于所述轴承安装孔上，所述凸台适于抵挡所述轴承向远离所述凸环的方向运动。

上述电磁开关中，所述轴承为滚子轴承。

上述电磁开关中，所述旋转组件包括：

旋转支架，铰接于所述转轴上，具有分别位于与所述转轴的铰接点两侧的第一端和第二端，所述第一端与所述弹性件连接；

传动臂，一端与所述动铁芯连接，另一端与所述旋转支架的所述第二端铰接。

上述电磁开关中，所述弹性件与所述动铁芯位于所述传动机构的同侧。

上述电磁开关中，所述弹性件的数量为两个，分别设于所述动铁芯的两侧；所述转轴、所述旋转支架及所述传动臂，也分别与所述弹性件对应地设置有两个。

上述电磁开关中，两个所述转轴的轴心位于同一条直线上；

所述传动机构还包括连接两个所述旋转支架的连接臂。

本发明的技术方案相比现有技术，具有如下优点：

1.本发明的一种电磁开关，包括支架，固定在所述支架上的静铁芯，及：动铁芯，设置于所述支架上，并可在通电时与所述静铁芯吸合、断电时与所述静铁芯分离；传动机构，与所述动铁芯联动连接；弹性件，一端设于所述支架上，另一端与所述传动机构连接；所述弹性件适于在断电时施加给所述传动机构一个使所述动铁芯远离所述静铁芯的偏压力；减摩擦结构，设于所述传动机构上并可减少所述动铁芯相对所述静铁芯运动时受到的摩擦阻力。这样的结构设计可以使动铁芯在做分断运动时，由于传动机构运动过程中的摩擦阻力减小，使动铁芯受到的反向拉力相对变大，在电磁线圈释放电压不变的情况下，动铁芯的释放速度加快，释放速度加快有利于触头间由于开断产生的电弧被更快地熄灭，从而延长开关的电寿命；反之，动铁芯在作吸合运动时，由于传动机构运动过程中的摩擦阻力减小，动铁芯受到的反向拉力相对减小，在电磁线圈吸合电压不变的情况下，动铁芯的吸合速度增加，也可以在吸合速度保持不变或少量增加的情况下使吸合电压降低，电磁线圈的温升降低，从而减少发热量和减少耗材，延长装置的使用寿命，装置的性能也有所提高。

2.本发明的一种电磁开关，所述传动机构包括设置于所述支架上的转轴，及可绕所述转轴转动并与所述动铁芯连接的旋转组件；所述减摩擦结构设于所述转轴与所述支架之间。这样的结构设计可以通过转轴在旋转过程中的摩擦力减小的方式实现本发明的目的，这样的设计无需大规模改变现有的结构，降低安装减摩擦结构的成本。

3.本发明的一种电磁开关，所述减摩擦结构为轴承。通过在转轴及支架之间设置轴承，不但可以减小转轴的摩擦系数，从而减小转轴运动过程中的摩擦阻力，同时还能保证转轴的回转精度，增强了回转转轴中心线空间位置的稳定性。

4.本发明的一种电磁开关，所述支架上设置有轴承承载结构，所述轴承设置在所述轴承承载结构并套设于所述转轴外。所述转轴上设置有用于防止所述轴承从所述轴承承载结构内脱落的限位结构。所述轴承承载结构为成型于所述支架上的轴承安装孔；所述限位结构包括分别位于所述轴承两侧的凸环和凸台；所述凸台设置于所述转轴上，且外径大于所述轴承的内径；所述凸环设于所述轴承安装孔上，所述凸台适于抵挡所述轴承向远离所述凸环的方向运动。这样的结构设计可以防止轴承脱出，使装置的结构更稳定。

5.本发明的一种电磁开关，所述轴承为滚子轴承。滚子轴承的设计可以将轴与孔之间的滑动摩擦，变为滚动摩擦，使摩擦系数大幅度减小，从而使运动过程中的摩擦阻力大幅度减小。

6.本发明的一种电磁开关，所述旋转组件包括：旋转支架，铰接于所述转轴上，具有分别位于与所述转轴的铰接点两侧的第一端和第二端，所述第一端与所述弹性件连接；传动臂，一端与所述动铁芯连接，另一端与所述旋转支架的所述第二端铰接。这样的设计结构简单，在弹性件与动铁芯之间的作用力传动过程中，消耗的作用力较小，即阻力较小，且这样的结构能够使弹性件与传动机构之间的连接以及传动机构与动铁芯的连接更稳定。

7.本发明的一种电磁开关，所述弹性件的数量为两个，分别设于所述动铁芯的两侧；所述转轴、所述旋转支架及所述传动臂，也分别与所述弹性件对应地设置有两个。这样的结构设计可以使动铁芯受到的作用力更均匀的分布在动铁芯两侧，使动铁芯能够更稳定的运动，且将弹性件应受的剪切力分散在两个弹性件上，使每个弹性件所受的剪切力降低，同时也使每个弹性件发生弹性形变的程度降低，从而降低损耗，延长弹性件的寿命。

8.本发明的一种电磁开关，两个所述转轴的轴心位于同一条直线上；所述传动机构还包括连接两个所述旋转支架的连接臂。两个轴心位于同一条直线上，使两个传动机构通过连接臂连接在一起后形成一个整体结构，使传动机构的结构更稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1提供的一种电磁开关的立体示意图；

图2为图1所示的电磁开关的局部示意图；

图3为图1所示的电磁开关的A区域的分解放大示意图；

图4为图1所示的电磁开关的转轴的放大图；

图5为实施例2提供的一种电磁开关的立体示意图；

图6为图5所示的电磁开关的侧视图；

图7为图6所示的电磁开关的B区域放大示意图；

图8为图5所示的电磁开关的整体示意图；

附图标记说明：

1-连接臂；2-动铁芯；3-弹性件；4-圆环；5-电磁线圈；6-支架；7-静铁芯；8-转轴；9-第一端；10-第二端；11-传动臂；12-轴承；13-限位结构；14-接触组。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1-图3所示，是本发明所涉及的电磁开关的一种具体实施方式，所述电磁开关包括支架6、动铁芯2、传动机构、弹性件3以及减摩擦结构。

在本实施例中，所述静铁芯7固定在所述支架6上，所述动铁芯2可滑动地设置于所述支架6上，即为所述动铁芯2的初始位置，所述动铁芯2的初始位置位于与所述静铁芯7相对且预留有间隙的位置，所述动铁芯2为E形，所述动铁芯2上绕设有电磁线圈5，所述动铁芯2可在所述电磁线圈5通电时与所述静铁芯7吸合、所述电磁线圈5断电时与所述静铁芯7分离，即在所述电磁线圈5通电时，所述动铁芯2向所述静铁芯7方向运动至与所述静铁芯7吸合的位置停止，在所述电磁线圈5断电后，所述动铁芯2向相反的方向运动，回到初始位置时停止。

在本实施例中，所述传动机构与所述动铁芯2联动连接；所述传动机构包括设置于所述支架6上的转轴8，及可绕所述转轴转动并与所述动铁芯连接的旋转组件；所述旋转组件包括：旋转支架，铰接于所述转轴8上，具有分别位于与所述转轴8的铰接点两侧的第一端9和第二端10，所述第一端9与所述弹性件连接；传动臂11，一端与所述动铁芯2连接，另一端与所述旋转支架的所述第二端10铰接。所述动铁芯2运动时，所述传动臂11与所述动铁芯2的连接处也随所述动铁芯2运动，从而带动整个所述传动臂11运动，进而带动与所述传动臂11连接的所述第二端10运动，随之所述传动臂11与所述旋转支架之间角度也发生相应的变化，进而带动所述旋转支架绕着所述转轴8向远离所述动铁芯2的方向旋转，从而所述动铁芯2的直线运动带动所述传动机构实现旋转运动。

进一步地，所述转轴8、所述旋转支架及所述传动臂11分别设置有两个。进一步地，两个所述转轴8的轴心位于同一条直线上；所述传动机构还包括连接两个所述旋转支架的连接臂1。

在本实施例中，所述减摩擦结构设于所述传动机构上并可减少所述动铁芯2相对所述静铁芯7运动时受到的摩擦阻力。

所述减摩擦结构设于所述转轴8与所述支架6之间。

所述减摩擦结构的具体结构形式可以有多种，在本实施例中，所述减摩擦结构为轴承12。在本实施例中，所述轴承12为滚子轴承。作为可变换的实施方式，所述轴承12也可以为球轴承等其他形式的轴承。

所述支架6上设置有轴承承载结构，所述轴承12设置在所述轴承承载结构并套设于所述转轴8外，所述转轴8上设置有用于防止所述轴承12从所述轴承承载结构内脱落的限位结构13，所述轴承承载结构为成型于所述支架6上的轴承安装孔；所述限位结构包括分别位于所述轴承12两侧的凸环和凸台，所述轴承12设置于所述凸台与所述凸环之间，所述凸台设置于所述转轴8上，且外径大于所述轴承12的内径；所述凸环设于所述轴承安装孔上，所述凸台适于抵挡所述轴承12向远离所述凸环的方向运动，所述凸环适于抵挡轴承12向远离所述动铁芯2方向运动。这样的设计可以使所述轴承12在振动时不易脱出，增强了结构的稳定性。

在本实施例中，所述弹性件3一端设于所述支架6上，另一端与所述传动机构连接；所述弹性件3适于在断电时施加给所述传动机构一个使所述动铁芯2远离所述静铁芯7的偏压力，所述动铁芯2在所述电磁线圈5断电时，在所述偏压力的作用下重新回到初始位置。

为了使所述动铁芯2和所述弹性件3设置的更紧凑，从而减小装置的占用空间，本实施例中的所述弹性件3与所述动铁芯2位于所述传动机构的同侧。进一步地，所述弹性件3的数量为两个，分别设于所述动铁芯2的两侧。

所述弹性件的具体形式可以有多种，在本实施例中，所述弹性件为拉簧，所述拉簧在所述动铁芯2向所述静铁芯7靠近时被拉伸，并在断电时施加给所述传动机构一个使所述动铁芯2远离所述静铁芯7的恢复弹力，所述拉簧在所述动铁芯2向所述静铁芯7靠近时被拉伸所产生的弹力即为所述动铁芯2在所述电磁线圈5断电时向远离所述静铁芯7方向运动至初始位置的回复力。

在本实施例中，还包括缓冲结构，所述缓冲结构设置在所述支架6上，所述缓冲结构设置在所述动铁芯2在初始位置时远离所述静铁芯7的一端，所述缓冲结构包括竖直方向设置的限位挡板和设置在所述限位挡板上的缓冲块，所述缓冲块由弹性材料制成。所述限位结构的设计可以将所述动铁芯2限位在初始位置，不会因惯性发生位移，所述缓冲块的作用是为了使所述动铁芯2在回到初始位置前有一个缓冲，使运动速度在接近初始位置时降低，避免了所述动铁芯2与所述限位挡板发生激烈碰撞而产生磨损，进而产生损坏的风险。

本实施例中提供的电磁开关的工作过程如下：

当所述电磁线圈5通电时，所述动铁芯2和所述静铁芯7产生电磁吸力，促使所述动铁芯2向所述静铁芯7方向运动，运动中的所述动铁芯2带动所述传动臂11运动，所述传动臂11带动所述旋转支架绕所述转轴8向远离所述拉簧方向旋转，从而与所述第一端9连接的所述拉簧被拉伸，被拉伸的所述拉簧通过所述传动机构施加给所述动铁芯2一个反向作用力，所述动铁芯2克服所述拉簧的反向作用力，继续向所述静铁芯7方向作直线运动，直至与所述静铁芯7吸合时为止，从而完成所述动铁芯2的闭合运动；

当所述电磁线圈5断电时，所述动铁芯2和所述静铁芯7之间的电磁吸力消失，在被拉伸的所述拉簧的作用力下，所述旋转支架向靠近所述拉簧方向旋转，从而与所述传动臂11连接的所述动铁芯2向远离所述静铁芯7方向作直线运动，直至回到初始位置时停止，从而完成所述动铁芯2的分断运动。

所述电磁开关种类有很多种，在本实施例中，所述电磁开关为控制与保护开关，作为可变换的实施方式，所述电磁开关还可以为其他由电磁铁控制的开关。

作为替代的实施方式，所述动铁芯2还可以为U形或其他形状。

作为替代的实施方式，所述弹性件3还可为压缩弹簧，相应的所述传动机构适于在所述动铁芯2向所述静铁芯7方向运动时向靠近所述弹性件3方向转动，即在所述动铁芯2向所述静铁芯7方向运动时，所述压缩弹簧被压缩进而产生弹力，从而在断电时，被压缩的所述压缩弹簧带动所述传动机构向远离所述弹性件3的方向转动，从而施加给所述动铁芯2一个反向作用力，使所述动铁芯2回到初始位置。

实施例2

如图5-图7所示，本实施例与实施例1的不同之处在于，所述传动机构以及所述弹性件3均设置于所述支架6的底部。

如图8所示，本实施例的电磁开关还包括接触组14等结构。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种电磁开关，其特征在于，包括支架(6)，固定在所述支架(6)上的静铁芯(7)，及：

动铁芯(2)，设置于所述支架(6)上，并可在通电时与所述静铁芯(7)吸合、断电时与所述静铁芯(7)分离；

传动机构，与所述动铁芯(2)联动连接；

弹性件(3)，一端设于所述支架(6)上，另一端与所述传动机构连接；所述弹性件(3)适于在断电时施加给所述传动机构一个使所述动铁芯(2)远离所述静铁芯(7)的偏压力；

减摩擦结构，设于所述传动机构上并可减少所述动铁芯(2)相对所述静铁芯(7)运动时受到的摩擦阻力。

2.根据权利要求1所述的电磁开关，其特征在于，所述传动机构包括设置于所述支架(6)上的转轴(8)，及可绕所述转轴(8)转动并与所述动铁芯连接的旋转组件；所述减摩擦结构设于所述转轴(8)与所述支架(6)之间。

3.根据权利要求2所述的电磁开关，其特征在于，所述减摩擦结构为轴承(12)。

4.根据权利要求3所述的电磁开关，其特征在于，所述支架(6)上设置有轴承承载结构，所述轴承(12)设置在所述轴承承载结构并套设于所述转轴(8)外。

5.根据权利要求4所述的电磁开关，其特征在于，所述转轴(8)上设置有用于防止所述轴承(12)从所述轴承承载结构内脱落的限位结构(13)。

6.根据权利要求5所述的电磁开关，其特征在于，

所述轴承承载结构为成型于所述支架(6)上的轴承安装孔；

所述限位结构包括分别位于所述轴承(12)两侧的凸环和凸台；所述凸台设置于所述转轴(8)上，且外径大于所述轴承(12)的内径；所述凸环设于所述轴承安装孔上，所述凸台适于抵挡所述轴承(12)向远离所述凸环的方向运动。

7.根据权利要求3所述的电磁开关，其特征在于，所述轴承(12)为滚子轴承。

8.根据权利要求2-7中任一项所述的电磁开关，其特征在于，所述旋转组件包括：

旋转支架，铰接于所述转轴(8)上，具有分别位于与所述转轴(8)的铰接点两侧的第一端(9)和第二端(10)，所述第一端(9)与所述弹性件连接；

传动臂(11)，一端与所述动铁芯(2)连接，另一端与所述旋转支架的所述第二端(10)铰接。

9.根据权利要求8所述的电磁开关，其特征在于，所述弹性件(3)的数量为两个，分别设于所述动铁芯(2)的两侧；所述转轴(8)、所述旋转支架及所述传动臂(11)，也分别与所述弹性件对应地设置有两个。

10.根据权利要求9所述的电磁开关，其特征在于，

两个所述转轴(8)的轴心位于同一条直线上；

所述传动机构还包括连接两个所述旋转支架的连接臂(1)。