CN113261187A - 制动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制动器。在本发明中，壳体(10)和壳体盖(14)构成外观，驱动销(18)设置成贯穿所述壳体(10)的内部空间(12)并进行直线运动。永久磁铁(24)和外部铁芯(26)堆叠设置在壳体(10)的内表面，即堆叠设置在所述内部空间(12)。以在一个外部铁芯的两侧堆叠有永久磁铁(24)的组合反复的形式堆叠所述永久磁铁(24)和外部铁芯(26)。内部铁芯(29)设置在所述驱动销(18)的外表面上形成的销槽(28)，线圈(30)设置在所述内部铁芯(29)的外表面。所述线圈(30)设置成面对位于所述永久磁铁(24)之间的所述外部铁芯(26)。因此，针对一个线圈(30)，两个永久磁铁(24)产生的磁通使线圈(30)移动，从而产生相对大的推力。另外，由于内部铁芯(29)和线圈(30)直接设置在驱动销(18)，从而具有可以最小化移动部分的部件数量和重量的优点。

Description

制动器

技术领域

本发明涉及一种制动器，更详细而言，涉及一种使用永久磁铁和线圈使驱动销进行直线运动的制动器。

背景技术

制动器具有使用音圈来驱动驱动销的类型。使用音圈的制动器通过利用当电流流过磁场内的导线时在导线中产生力(洛伦兹力)的原理来进行驱动。

即，假设磁场强度为B、流过导线的电流为i、磁场内部的整体导线的长度为L，则导线中产生的力F为：

F＝BiL(N)

其中，导线中产生的力的方向垂直于流过磁场和导线的电流的方向。这种力的方向可以用弗莱明的左手定则来解释，并且由于这种力与线圈的匝数n成正比，因此可以表示如下：

F＝nBiL(N)

从上式可以看出，导线中产生的力，即驱动销的力与电流i、匝数n、导线的长度L等成正比。

因此，在设计制动器时，为了增大用于驱动销的力，需要增大电流i、匝数n、导线的长度L等，但这样的话会发生制动器的尺寸变大等问题。

此外，在现有技术中，将绕线管设置在驱动销且将线圈设置在绕线管，从而根据与设置在壳体内的永久磁铁的相互作用，驱动销与绕线管一起进行直线运动。然而，当使用绕线管时，绕线管的内表面和永久磁铁之间以及绕线管的外表面和壳体之间会产生预定间隔，因此存在整个致动器的尺寸变大的问题，并且具有需要精确地保持其间隔等难以管理公差的问题。

发明内容

要解决的技术问题

本发明的目的在于解决如上所述的现有问题，通过有效地设置所使用的永久磁铁和线圈来最大化产生的推力。

本发明的另一目的在于提供一种不使用绕线管的小型致动器。

本发明的又一目的在于使得容易进行致动器的公差管理。

用于解决问题的手段

根据实现如上所述的目的的本发明的特征，本发明包括：壳体，形成有内部空间；驱动销，设置成贯穿所述壳体的中央并进行直线移动；内部铁芯，设置在所述驱动销，与驱动销的移动一体地移动；线圈，设置在所述内部铁芯，与所述驱动销一体地移动；永久磁铁，设置在所述壳体的内部空间并产生磁力；以及外部铁芯，设置在所述内部空间，与所述内部铁芯一起形成所述永久磁铁产生的磁通的移动路径，并且以隔开预定间隔的方式面对设置在所述驱动销的线圈。

所述内部铁芯设置在所述驱动销的外表面上形成的销槽，并且所述线圈设置在所述内部铁芯的外表面。

在所述壳体设置有导向件，以引导所述驱动销的移动。

在所述壳体的一端部设置有壳体盖，以将所述内部空间与外部隔开。

在向所述壳体盖的外部突出的所述驱动销设置有垫圈，并且在所述垫圈与壳体盖之间设置有弹性构件，从而在没有向所述线圈施加电流时向所述驱动销提供弹性恢复力。

所述外部铁芯和永久磁铁以在外部铁芯的两侧设置有永久磁铁的组合反复设置，由外部铁芯和永久磁铁堆叠而成的结构的两侧端部设置为外部铁芯。

由位于所述外部铁芯的两侧的永久磁铁产生的磁通分别通过面对所述外部铁芯的线圈。

发明的效果

根据本发明的制动器可以获取如下的效果。

在本发明中，在一个铁芯的两侧设置有永久磁铁，并且以面对铁芯的方式设置线圈，从而在线圈同时形成两条磁路，增加磁场的强度而增加作用在线圈的力，因而具有能够增加使驱动销操作的推力的效果。

在本发明中，将铁芯和线圈设置在驱动销本身，且将永久磁铁以面对所述线圈的方式设置在壳体的内表面，从而驱动销根据线圈和永久磁铁之间的相互作用进行直线运动。如上所述，在不使用另外的绕线管的情况下在驱动销本身设置线圈等，因此具有减少整体部件的数量和减小致动器的尺寸的效果。

另外，由于将内部铁芯和线圈设置在驱动销本身，将永久磁铁和外部铁芯设置在壳体的内表面，相当于固定部的永久磁铁和相当于移动部的线圈之间仅产生一个需要管理的间隙，因此需要管理的公差减少，从而具有组装工作变得容易的效果。

附图说明

图1是示出根据本发明的制动器的优选实施例的结构的剖视图。

图2是示出构成本发明实施例的永久磁铁和线圈的关系的结构图。

图3是用于说明本发明实施例中用于使驱动销工作的操作的说明图。

图4是示出本发明实施例中驱动销从壳体突出的状态的操作状态图。

图5是示出本发明实施例中驱动销容纳于壳体内的状态的操作状态图。

具体实施方式

以下，通过示例性附图对本发明的部分实施例进行详细说明。应注意，在为每个附图的构成要素添加附图标记时，对于相同的构成要素，即使在不同的附图上示出，也尽可能使用相同的附图标记。另外，在对本发明的实施例进行说明时，如果确定对相关已知结构或功能的具体说明干扰了对本发明实施例的理解，则将省略其详细说明。

另外，在说明本发明实施例的构成要素时，可以使用如第一、第二、A、B、(a)、(b)等术语。这些术语仅用于将该构成要素与另一构成要素区分开，所述构成要素的本质、次序或顺序不受其术语的限制。应理解的是，当描述某一构成要素与另一构成要素“连接”、“结合”或“相连”时，可以是所述构成要素与另一构成要素直接连接或相连，但也可以是各构成要素之间“连接”、“结合”或“相连”又一构成要素。

如图所示，壳体10形成根据本发明的制动器的外观。所述壳体10大致为圆柱形状，内部具有圆柱形状的内部空间12。所述壳体10的内部空间12被壳体盖14遮蔽。实际上，所述壳体盖14也可以看作是壳体10的一部分。所述壳体10的材料是任何能够保持致动器的外部强度的材料。所述壳体盖14可以由与所述壳体10的材料相同的材料制成，但不是必须的。例如，所述壳体10和壳体盖14优选由尽可能轻的材料制成，从而能够减少整个致动器的重量。作为所述壳体10的材料优选为合成树脂或铝等较轻的材料。

用于引导下面将说明的驱动销18的直线运动的导向件16可以一体地形成在所述壳体10和壳体盖14。虽然在所示的实施例中导向件16仅形成在所述壳体盖14，但导向件16可以一体地形成在所述壳体10中驱动销18贯穿的部分。

驱动销18设置成贯穿所述壳体10。所述驱动销18贯穿所述壳体10和壳体盖14，使得两端部暴露于外部。然而，在所述壳体盖14侧，所述驱动销18的端部也可以被支撑而从暴露。所述驱动销18优选由轻质材料制成以方便移动。用于制造所述驱动销18的材料的示例是铝。所述驱动销18在所述导向件16的引导下在壳体10内部和外部进行直线往复运动。

所述驱动销18的一端部与制动器的使用驱动力的一侧连接。所述驱动销18的另一端部设置有弹性构件20，以在所述驱动销18向壳体10的外部突出后回到原来的位置时提供弹力。所述弹性构件20的一端部由所述壳体10支撑，更准确地说，由所述壳体盖14支撑，并且另一端部由设置在所述驱动销18的垫圈22支撑，从而向所述驱动销18提供弹力。

在所述壳体10的内部空间12设置有永久磁铁24和外部铁芯26。在本实施例中，所述永久磁铁24和外部铁芯26均制成环形。可以通过将基于附图而位于最上侧的外部铁芯26固定在壳体10，将所述永久磁铁24和外部铁芯26固定在所述壳体10。即，最上侧的外部铁芯26按压下方的永久磁铁24和外部铁芯26，同时固定在壳体10，从而固定整体永久磁铁24和外部铁芯26。

在本实施例中，如下设置所述外部铁芯26和永久磁铁24。在所述驱动销18的长度方向的约中间位置堆叠两个永久磁铁24，并且在其上方和下方按顺序设置外部铁芯26和永久磁铁24。基于附图，在最上端和最下端设置外部铁芯26。即，在本发明中，在一个外部铁芯26的两侧设置有永久磁铁24的组合反复，并且由外部铁芯26和永久磁铁24堆叠而成的结构的两侧端部设置为外部铁芯26。

这里，通过将永久磁铁24的极性如图所示设置，驱动销18可以基于附图向下方移动，然后再次向上方移动。所述外部铁芯26形成永久磁铁24产生的磁通流过的磁路。

在所述驱动销18设置有内部铁芯29和线圈30。在所示的实施例中，销槽28围绕所述驱动销18的外表面以预定深度形成。内部铁芯29设置在所述销槽28。所述内部铁芯29也制成环形。通过所述内部铁芯29设置在所述销槽28，当驱动销18进行直线运动时，内部铁芯29不相对于驱动销18移动。当然，可以在不形成所述销槽28的情况下，在所述驱动销18的两端设置键或垫圈来将内部铁芯29固定在驱动销18。

线圈30设置成围绕所述内部铁芯29的外表面。所述线圈30设置成以隔开预定间隔的方式面对所述外部铁芯26。所述线圈30设置成围绕所述内部铁芯29的外周表面。所述线圈30也优选设置在所述内部铁芯29上形成的凹槽。所述线圈30的外形大致为环形。在本实施例中，可以具有两个线圈30，但不是必须的，一个以上的线圈30位于与所述外部铁芯26对应的位置。

基于附图，所述线圈30设置在其高度方向中心部与所述外部铁芯26中面对所述线圈30的外部铁芯26的高度方向中心部相同的位置。即，基于图1，线圈30和面对的外部铁芯26在高度方向上至少具有相同的尺寸，使得通过所述外部铁芯26传递的磁通整体通过所述线圈30。当然，所述线圈30的高度方向的尺寸可以大于与所述铁芯26的相对应的尺寸。

如此，将所述线圈30放置在与外部铁芯26相对应的位置的原因在于，形成由永久磁铁24形成的磁通从所述外部铁芯26向内部铁芯29流动的同时通过所述线圈30，再次经过外部铁芯26并向永久磁铁24流动的路径。在图2中示出如上所述的路径。在本发明中，由于在一个线圈30形成两条磁路，因此通过线圈30的磁通量相对增加。

以下，将详细说明使用具有如上所述的结构的根据本发明的制动器。

在本发明中，通过使电流流过所述线圈30，而产生使线圈30根据弗莱明的左手定则在磁场内移动的力，进而使所述驱动销18移动。即，所述驱动销18从所述壳体10向外部方向进一步突出一定长度。这种状态如图4所示。

此外，当移除施加到所述线圈30的电流时，所述驱动销18通过所述弹性构件20的恢复力而移动到原来的位置。通过执行如上所述的操作来通过制动器实现所需部分的驱动。图5示出所述驱动销18移动到原来位置的状态

参照图2和图3，对使所述驱动销18移动的操作进行说明。在所示的实施例中，通过所述永久磁铁24的磁力形成磁场，并且磁通流动以形成如实线箭头所示的闭合曲线。所述永久磁铁24根据其极性方向在如图3中粗箭头所示的方向上产生磁通。

因此，磁通通过每个永久磁铁24流过由如图3所示的四边形表示的磁路。基于图3，在最上部沿逆时针方向形成磁路。即，形成以永久磁铁24为起点，通过外部铁芯26、内部铁芯29、线圈30、外部铁芯26重新回到原来的永久磁铁24的磁路，从而使磁通流过。

根据从上部开始的第二个永久磁铁和第三个永久磁铁沿顺时针方向形成磁路，根据最下侧的永久磁铁24沿逆时针方向形成磁路，从而使磁通流过。当然，所述磁通的方向也可以根据所述永久磁铁24的极性如何布置而相反。

在这种状态下，当向所述线圈30施加电流时，产生使所述线圈30移动的力。基于图3，在右上侧的线圈30向垂直纸面向里的方向施加电流，并且在下部的线圈30向垂直纸面向外的方向施加电流。当以这种方式施加电流时，所述线圈30都受到沿箭头F方向移动的力，因此绕线管28移动的同时使驱动销18移动。这种操作在通过由所述永久磁铁24、外部铁芯26和线圈30围绕整个驱动销18而产生力的同时移动驱动销18。

当如上所述向所述线圈30施加电流时，发生所述驱动销18的移动，所述驱动销18如图4所示的状态向壳体10的外部相对突出。

并且，当移除施加到所述线圈30的电流时，根据弗莱明的左手定则的力不再作用在所述线圈30，并且所述弹性构件20的恢复力起作用，从而使所述驱动销18如图5所示的状态移动到原来位置。

在上文中，尽管构成本发明实施例的所有构成要素被描述为结合为一个或结合操作，但本发明不一定限于该实施例。即，在本发明的目的范围内，所有构成要素也可以选择性地结合为一个以上并操作。另外，以上记载的“包括”、“构成”或“具有”等的术语，除非另有说明，是指可包括所述构成要素，因此应解释为还可包括其他构成要素而不是排除其他构成要素。除非另有说明，包括技术或科学术语的所有术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。如字典中定义的术语，一般使用的术语应解释为与相关技术的上下文含义一致，除非本发明中另有明确说明，不应理解为理想或过于正式的含义。

以上的说明仅是示例性地说明本发明的技术思想，本发明所属领域的普通技术人员在不脱离本发明的本质特性的范围内可以进行各种修改和变型。因此，本发明所公开的实施例并非用于限制本发明的技术思想而是用于说明本发明的技术思想，本发明的技术思想的范围不受这些实施例的限制。本发明的保护范围应由所附权利要求来解释，其等同范围内的所有技术思想均应理解为包括在本发明的权利范围内。

在所示的实施例中，所述壳体10、内部空间12、导向件16、永久磁铁24、外部铁芯26、内部铁芯29等大部分被描述为具有圆柱形状或环形，但不一定如此。

例如，所述壳体10的外观可以不是圆形而是六面体等，所述导向件16的内部也可以具有多边形截面而不是圆形截面。

Claims (7)

1.一种制动器，其中，包括：

壳体，形成有内部空间；

驱动销，设置成贯穿所述壳体的中央并进行直线移动；

内部铁芯，设置在所述驱动销，与驱动销的移动一体地移动；

线圈，设置在所述内部铁芯，与所述驱动销一体地移动；

永久磁铁，设置在所述壳体的内部空间并产生磁力；以及

外部铁芯，设置在所述内部空间，与所述内部铁芯一起形成所述永久磁铁产生的磁通的移动路径，并且以隔开预定间隔的方式面对设置在所述驱动销的线圈。

2.根据权利要求1所述的制动器，其中，

所述内部铁芯设置在所述驱动销的外表面上形成的销槽，并且所述线圈设置在所述内部铁芯的外表面。

3.根据权利要求2所述的制动器，其中，

在所述壳体设置有导向件，以引导所述驱动销的移动。

4.根据权利要求3所述的制动器，其中，

在所述壳体的一端部设置有壳体盖，以将所述内部空间与外部隔开。

5.根据权利要求4所述的制动器，其中，

在向所述壳体盖的外部突出的所述驱动销设置有垫圈，并且在所述垫圈与壳体盖之间设置有弹性构件，从而在没有向所述线圈施加电流时向所述驱动销提供弹性恢复力。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的制动器，其中，

所述外部铁芯和永久磁铁以在外部铁芯的两侧设置有永久磁铁的组合反复设置，由外部铁芯和永久磁铁堆叠而成的结构的两侧端部设置为外部铁芯。

7.根据权利要求6所述的制动器，其中，

由位于所述外部铁芯的两侧的永久磁铁产生的磁通分别通过面对所述外部铁芯的线圈。

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