CN110349778A - 磁力开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及开关技术领域，特别是公开了一种磁力开关，包括线圈架、设置在线圈架上的线圈绕组、动铁芯以及驱动动铁芯复位的弹簧，所述线圈绕组的对应两侧设置有永磁体以及供永磁体固定的固定片，永磁体上与固定片相对的一端贴合有导磁片，所述线圈架上与两导磁片的一端部对应的位置设置有两端分别朝各自的导磁片延伸的延伸部，延伸部的端部延伸至导磁片的上方或下方，所述固定片的上端部折弯延伸至导磁片的上方，固定片的上端部与导磁片的上端之间存在间隙，所述动铁芯的一端部上连接有连接板，连接板位于导磁片的下方或上方，连接板随动铁芯移动，其端部可与导磁片抵接。采用上述方案，无需增大弹簧的弹力也能快速断开，更节能环保。

Description

磁力开关

技术领域

本发明涉及开关技术领域，特别是一种磁力开关。

背景技术

目前，现有的磁力开关一般包括线圈架、设置在线圈架上的线圈绕组、动铁芯以及驱动动铁芯复位的弹簧，因其线圈绕组通电后相当于电磁铁，其对动铁芯会产生拉力使动铁芯移动，实现接触器的导通或断开，现有技术中为了方便铁芯移动，实现快速吸合，使得弹簧的弹力不能太大，但是弹簧的弹力较小又会影响开关断开的效率以及使用寿命，为了有效的断开开关，势必要增大弹簧的弹力，这样就要增加线圈绕组，这无疑是增加产品成本。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种无需增大弹簧的弹力也能快速断开，更节能环保的磁力开关。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种磁力开关，包括线圈架、设置在线圈架上的线圈绕组、动铁芯以及驱动动铁芯复位的弹簧，所述动铁芯穿设置在线圈绕组内，所述线圈绕组的对应两侧设置有永磁体以及供永磁体固定的固定片，永磁体上与固定片相对的一端贴合有导磁片，所述线圈架上与两导磁片的一端部对应的位置设置有两端分别朝各自的导磁片延伸的延伸部，延伸部的端部延伸至导磁片的上方或下方，所述固定片的上端部折弯延伸至导磁片的上方，固定片的上端部与导磁片的上端之间存在间隙，所述动铁芯的一端部上连接有连接板，连接板位于导磁片的下方或上方，连接板随动铁芯移动，其端部可与导磁片抵接，所述延伸部和连接板分别对应导磁片的上下两端，固定片的两端与线圈架的两端连接。

上述技术方案中，两个永磁体分布在线圈绕组的对应两侧，形成一个方向可变的固定磁场，动铁芯沿线圈绕组的轴向穿设在线圈绕组内，线圈绕组通电后可形成一个穿过动铁芯并驱动动铁芯移动的磁场，导磁片的设置是为了方便磁场穿过，由于部件较多，而且磁场又有选择空气少的路径穿过的特性，所以同时会存在多种磁场路径，初始位置时，永磁体其中一部分磁场形成的磁场方向与线圈绕组形成的磁场方向相反，随着通电时间的增加，可使线圈绕组的磁力克服永磁体和弹簧对动铁芯的阻碍驱动动铁芯移动，即带动连接板朝远离导磁片的方向移动，当连接板与导磁片之间的距离等于固定片上端部与导磁片之间的空隙时为一个临界点，当动铁芯继续移动，连接板与导磁片之间的距离大于固定片上端部与导磁片之间的空隙，由于磁感线总是会选择空气少的路径，所以此时永磁体其中一部分磁场穿过动铁芯的磁场方向会发生改变，变成与线圈绕组的磁场方向一致，辅助线圈绕组驱动动铁芯加速移动，缩短开关的接通或断开时间，不仅使动铁芯与静触点连接的更稳定，还能避免缓慢导通或断开时产生的电弧对静触电和动触点的影响，当线圈绕组断电时，弹簧的弹力可克服永磁体对动铁芯的驱动力、动铁芯的重力以及其他一些阻力驱动动铁芯复位，连接板随着动铁芯移动慢慢靠近导磁片，当连接板与导磁片之间的距离小于固定片上端部与导磁片之间的空隙时，永磁体的磁场方向再次发生变化，辅助弹簧驱动动铁芯移动，实现快速复位，由于动铁芯的移动会改变一些部件之间的位置关系，所以随着动铁芯的移动磁场会形成多种路径，动铁芯闭合过程中，由于能对动铁芯的移动起辅助作用的磁场路径不是磁场会选择的最优路径，所以此路径上的磁场较少，因此动铁芯闭合时的主要动力还是来源于线圈绕组，动铁芯断开过程中，随着动铁芯的移动，能对动铁芯的移动起辅助作用的磁场路径慢慢变形最优路径，经过该路径的磁场越来越多，辅助动铁芯断开的磁力也越来越大，克服了现有技术中弹簧的弹力不能太小的问题，由于弹簧在开关闭合时被压缩的最厉害，所以此时的弹力也是最大的，这就给动铁芯的复位提供了一个初始动力，随着动铁芯的慢慢复位，弹簧的弹力会越来越小，这时就要靠永磁体辅助，所以弹簧的弹力不够也不会影响开关的断开，结构简单，延长使用寿命，更节能环保。

作为本发明的进一步设置，所述线圈架包括所述的延伸部、供线圈绕组设置的中空柱以及与导磁片限位配合的限位片，延伸部、中空柱和限位片连接成工字型，动铁芯依次穿过延伸部、中空柱和限位片，延伸部和限位片分别位于导磁片的两端，连接板位于限位片远离延伸部的一侧。

上述技术方案中，线圈绕组缠绕在中空柱上，动铁芯沿中空柱的轴向移动，线圈架、导磁片、永磁体和固定片为固定连接，只有动铁芯和连接板在运动，连接板的移动是为了改变永磁体的磁场方向，结构简单，设计合理，布局紧凑，体积小。

作为本发明的进一步设置，所述两固定片呈相对的C型设置，固定片的上端部位于延伸部的外侧，下端部位于限位片的外侧，所述延伸部上设置有位于两固定片的上端部之间的抵接块，两固定片的上端部分别抵接在抵接块的对应两侧。

上述技术方案中，固定片位于线圈架的外侧，两固定片的开口相对设置将线圈架包裹在内，抵接块的设置是为了使固定片与延伸部连接，方便磁场穿过固定片，形成合理的磁场路径，整体呈对称设置，分布均匀，开关更稳定。

作为本发明的进一步设置，所述两固定片之间设置有供动铁芯穿过的通孔。

上述技术方案中，优选的抵接块为两个，分别位于动铁芯的对应两侧，使磁场分布更均匀，驱动效果更好。

作为本发明的进一步设置，所述导磁片朝向固定片上端部的端面与固定片上端部的内壁之间的距离为0.5-1.5mm。

上述技术方案中，此处的距离是指导磁片朝向固定片上端部的端面到固定片上端部的内壁之间的垂直距离，该距离不宜过大，过大的话，永磁体的磁场方向的换向时间较长，这样永磁体的辅助效果就较差，不利于快速导通或断开，该距离也不宜过小，过小可能达不到换向的目的。

作为本发明的进一步设置，所述导磁片朝向固定片上端部的端部上设置有位于中间的凹槽，该凹槽使得导磁片朝向固定片上端部的端部具有两个间隔设置的限位块，延伸部抵接在限位块上，延伸部和限位片对导磁片成夹持设置。

上述技术方案中，凹槽的设置是为了减少导磁片与延伸部的接触面积，把面接触改为点接触，减少阻力，方便安装和拆卸。

作为本发明的进一步设置，所述限位片上设置有位于固定片下端部的对应两侧的连接臂，连接臂上设置有位于固定片下端部的下方的折弯部，折弯部与固定片的下端部限位配合。

上述技术方案中，折弯部的设置是为了便于与固定片连接，起到辅助作用。

作为本发明的进一步设置，所述延伸部和导磁片朝向永磁体的侧面上设置有与永磁体适配的定位块。

上述技术方案中，定位块的设置是为了方便永磁体定位，使两永磁体呈对称设置，这样磁场分布更均匀，磁力更稳定。

作为本发明的进一步设置，所述永磁体的N极朝向线圈绕组，导磁片设置在永磁体的N极上，固定片设置在永磁体的S极上。

上述技术方案中，优选的断电时，连接板与导磁片抵接，磁场方向为先穿过连接板，再穿过动铁芯，然后穿过固定板的上端部回到永磁体的S极，结构简单，布局合理。

下面结合附图对本发明作进一步描述。

附图说明

附图1为本发明具体实施例结构立体图；

附图2为本发明具体实施例结构俯视图；

附图3为附图2的A-A剖视图；

附图4为附图2的A-A剖视图；

附图5为本发明具体实施例内部结构图。

具体实施方式

本发明的具体实施例如图1-5所示，一种磁力开关，包括线圈架1、设置在线圈架1上的线圈绕组、动铁芯2以及驱动动铁芯2复位的弹簧，所述动铁芯2穿设置在线圈绕组内，所述线圈绕组的对应两侧设置有永磁体3以及供永磁体3固定的固定片4，永磁体3上与固定片4相对的一端贴合有导磁片5，导磁片5和固定片4均为片状体，其相对面的面积均比永磁体3的端面面积大，所述线圈架1上与两导磁片5的一端部对应的位置设置有两端分别朝各自的导磁片5延伸的延伸部11，延伸部11的端部延伸至导磁片5的上方或下方，延伸部11与导磁片5垂直，所述固定片4的上端部折弯延伸至导磁片的上方，固定片4的上端部与导磁片5的上端之间存在间隙A，所述动铁芯2的一端部上连接有连接板21，连接板21位于导磁片5的下方或上方，连接板21随动铁芯2移动，其端部可与导磁片5抵接，连接板21与导磁片5垂直，所述延伸部11和连接板21分别对应导磁片5的上下两端，固定片4的两端与线圈架1的两端连接。两个永磁体3分布在线圈绕组的对应两侧，形成一个方向可变的固定磁场，动铁芯2沿线圈绕组的轴向穿设在线圈绕组内，线圈绕组通电后可形成一个穿过动铁芯2并驱动动铁芯2移动的磁场，导磁片5的设置是为了方便磁场穿过，由于部件较多，而且磁场又有选择空气少的路径穿过的特性，所以同时会存在多种磁场路径，初始位置时，永磁体3其中一部分磁场形成的磁场方向与线圈绕组形成的磁场方向相反，随着通电时间的增加或电流的增大，可使线圈绕组的磁力克服永磁体3和弹簧对动铁芯2的阻碍驱动动铁芯2移动，即带动连接板21朝远离导磁片5的方向移动，当连接板21与导磁片5之间的距离等于固定片4上端部与导磁片5之间的空隙A时为一个临界点，当动铁芯2继续移动，连接板21与导磁片5之间的距离大于固定片4上端部与导磁片5之间的空隙A，由于磁感线总是会选择空气少的路径，所以此时永磁体3其中一部分穿过动铁芯2的磁场方向会发生改变，变成与线圈绕组的磁场方向一致，辅助线圈绕组驱动动铁芯2加速移动，缩短开关的接通或断开时间，不仅使动铁芯2与静触点连接的更稳定，还能避免缓慢导通或断开时产生的电弧对静触电和动触点的影响，当线圈绕组断电时，弹簧的弹力可克服永磁体3对动铁芯2的驱动力、动铁芯2的重力以及其他一些阻力驱动动铁芯2复位，连接板21随着动铁芯2移动慢慢靠近导磁片5，当连接板21与导磁片5之间的距离小于固定片4上端部与导磁片5之间的空隙A时，永磁体3的磁场方向再次发生变化，辅助弹簧驱动动铁芯2移动，实现快速复位，由于动铁芯2的移动会改变一些部件之间的位置关系，所以随着动铁芯2的移动磁场会形成多种路径，动铁芯2闭合过程中，由于能对动铁芯2的移动起辅助作用的磁场路径不是磁场会选择的最优路径，所以此路径上的磁场较少，因此动铁芯2闭合时的主要动力还是来源于线圈绕组，动铁芯2断开过程中，随着动铁芯2的移动，能对动铁芯2的移动起辅助作用的磁场路径慢慢变形最优路径，经过该路径的磁场越来越多，辅助动铁芯2断开的磁力也越来越大，克服了现有技术中弹簧的弹力不能太小的问题，由于弹簧在开关闭合时被压缩的最厉害，所以此时的弹力也是最大的，这就给动铁芯2的复位提供了一个初始动力，随着动铁芯2的慢慢复位，弹簧的弹力会越来越小，这时就要靠永磁体3辅助，所以弹簧的弹力不够也不会影响开关的断开，结构简单，延长使用寿命，更节能环保。

上述线圈架1包括所述的延伸部11、供线圈绕组设置的中空柱12以及与导磁片5限位配合的限位片13，延伸部11、中空柱12和限位片13为一体设置，延伸部11、中空柱12和限位片13连接成工字型，动铁芯2依次穿过延伸部11、中空柱12和限位片13，延伸部11和限位片13分别位于导磁片5的两端，连接板21位于限位片13远离延伸部11的一侧。因线圈架1是不动的，所以连接板21与限位片12构成限位配合，线圈绕组缠绕在中空柱12上，动铁芯2沿中空柱12的轴向移动，线圈架1、导磁片5、永磁体3和固定片4为固定连接，只有动铁芯2和连接板21在运动，连接板21的移动是为了改变永磁体3的磁场方向，结构简单，设计合理，布局紧凑，体积小。

上述两固定片4呈相对的C型设置，固定片4的上端部41位于延伸部11的外侧，下端部42位于限位片13的外侧，所述延伸部11上设置有位于两固定片4的上端部41之间的抵接块111，两固定片4的上端部41分别抵接在抵接块111的对应两侧。固定片4位于线圈架1的外侧，两固定片4的开口相对设置将线圈架1包裹在内，抵接块111的设置是为了使固定片4与延伸部11连接，方便磁场穿过固定片4，形成合理的磁场路径，整体呈对称设置，分布均匀，开关更稳定。

上述两固定片4之间设置有供动铁芯2穿过的通孔43。优选的抵接块111为两个，分别位于动铁芯2的对应两侧，使磁场分布更均匀，驱动效果更好。

上述导磁片5朝向固定片4上端部41的端面与固定片4上端部41的内壁之间的距离为0.5-1.5mm。此处的距离是指导磁片5朝向固定片4上端部41的端面到固定片4上端部41的内壁之间的垂直距离，该距离不宜过大，过大的话，永磁体3的磁场方向的换向时间较长，这样永磁体3的辅助效果就较差，不利于快速导通或断开，该距离也不宜过小，过小可能达不到换向的目的。

上述导磁片5朝向固定片4上端部41的端部上设置有位于中间的凹槽，该凹槽使得导磁片5朝向固定片4上端部41的端部具有两个间隔设置的限位块51，延伸部11抵接在限位块51上，延伸部11和限位片13对导磁片5成夹持设置。凹槽的设置是为了减少导磁片5与延伸部11的接触面积，把面接触改为点接触，减少阻力，方便安装和拆卸。

上述限位片13上设置有位于固定片4下端部的对应两侧的连接臂131，连接臂131上设置有位于固定片4下端部的下方的折弯部1311，折弯部1311与固定片4的下端部限位配合。折弯部1311的设置是为了便于与固定片4连接，起到辅助作用。

上述延伸部11和导磁片5朝向永磁体3的侧面上设置有与永磁体3适配的定位块52。定位块52的设置是为了方便永磁体3定位，使两永磁体3呈对称设置，这样磁场分布更均匀，磁力更稳定。

上述永磁体3的N极朝向线圈绕组，导磁片5设置在永磁体3的N极上，固定片4设置在永磁体3的S极上。优选的断电时，连接板21与导磁片5抵接，磁场方向为先穿过连接板21，再穿过动铁芯2，然后穿过固定板的上端部回到永磁体3的S极，结构简单，布局合理。

工作原理：如附图3和4，图中虚线为部分磁场的磁场路径，永磁体3的N极朝向线圈绕组，导磁片5设置在永磁体3的N极上，固定片4设置在永磁体3的S极上，延伸部11位于导磁片5的上方，连接板21位于导磁片5的下方，线圈绕组通电时，线圈绕组的磁场方向为由上至下穿过动铁芯2，初始位置时，开关成断开状态，连接板21抵接在导磁片5上，永磁体3的磁感线从N极出发依次穿过连接板21、动铁芯2和固定片4的上端部然后回到S极，形成与线圈绕组的磁场方向相反的磁场，随着线圈绕组的磁力克服永磁体3的磁力和弹簧的弹力驱动动铁芯2向下移动，使连接板21远离导磁片5，直至连接板21与导磁片5的距离大于延伸部11与导磁片5的距离，此时永磁体3的磁感线从N极出发依次穿过延伸部11、动铁芯2和固定片4的下端部然后回到S极，使得永磁体3穿过动铁芯2磁场方向与线圈绕组的磁场方向相同，辅助线圈绕组驱动动铁芯2加速移动，缩短开关的接通时间，当线圈绕组断电时，动铁芯2在弹簧的作用下向上移动，此时永磁体3对动铁芯2的磁力方向与弹簧的弹力方向相反，所以弹簧的弹力还需克服永磁体3的阻力，当连接板21与导磁片5的距离小于延伸部11与导磁片5的距离，永磁体3穿过动铁芯2的磁场方向再次发生改变，使得永磁体3对动铁芯2的磁力方向与弹簧的弹力方向相同，辅助弹簧驱动动铁芯2加速移动，缩短开关的断开时间。

上述上、下等方位描述均以附图为准。

本发明不局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本发明的，或者凡是采用本发明的设计结构和思路，做简单变化或更改的，都落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种磁力开关，包括线圈架、设置在线圈架上的线圈绕组、动铁芯以及驱动动铁芯复位的弹簧，其特征在于：所述动铁芯穿设置在线圈绕组内，所述线圈绕组的对应两侧设置有永磁体以及供永磁体固定的固定片，永磁体上与固定片相对的一端贴合有导磁片，所述线圈架上与两导磁片的一端部对应的位置设置有两端分别朝各自的导磁片延伸的延伸部，延伸部的端部延伸至导磁片的上方或下方，所述固定片的上端部折弯延伸至导磁片的上方，固定片的上端部与导磁片的上端之间存在间隙，所述动铁芯的一端部上连接有连接板，连接板位于导磁片的下方或上方，连接板随动铁芯移动，其端部可与导磁片抵接，所述延伸部和连接板分别对应导磁片的上下两端，固定片的两端与线圈架的两端连接。

2.根据权利要求1所述的磁力开关，其特征在于：所述线圈架包括所述的延伸部、供线圈绕组设置的中空柱以及与导磁片限位配合的限位片，延伸部、中空柱和限位片连接成工字型，动铁芯依次穿过延伸部、中空柱和限位片，延伸部和限位片分别位于导磁片的两端，连接板位于限位片远离延伸部的一侧。

3.根据权利要求2所述的磁力开关，其特征在于：所述两固定片呈相对的C型设置，固定片的上端部位于延伸部的外侧，下端部位于限位片的外侧，所述延伸部上设置有位于两固定片的上端部之间的抵接块，两固定片的上端部分别抵接在抵接块的对应两侧。

4.根据权利要求3所述的磁力开关，其特征在于：所述两固定片之间设置有供动铁芯穿过的通孔。

5.根据权利要求3或4所述的磁力开关，其特征在于：所述导磁片朝向固定片上端部的端面与固定片上端部的内壁之间的距离为0.5-1.5mm。

6.根据权利要求2或3或4所述的磁力开关，其特征在于：所述导磁片朝向固定片上端部的端部上设置有位于中间的凹槽，该凹槽使得导磁片朝向固定片上端部的端部具有两个间隔设置的限位块，延伸部抵接在限位块上，延伸部和限位片对导磁片成夹持设置。

7.根据权利要求3或4所述的磁力开关，其特征在于：所述限位片上设置有位于固定片下端部的对应两侧的连接臂，连接臂上设置有位于固定片下端部的下方的折弯部，折弯部与固定片的下端部限位配合。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的磁力开关，其特征在于：所述延伸部和导磁片朝向永磁体的侧面上设置有与永磁体适配的定位块。

9.根据权利要求1或2或3或4所述的磁力开关，其特征在于：所述永磁体的N极朝向线圈绕组，导磁片设置在永磁体的N极上，固定片设置在永磁体的S极上。