CN1321279C - 双稳态电磁离合器 - Google Patents

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Abstract

双稳态电磁离合器，它涉及的是离合器技术领域。固定壳体(1)内开有圆柱形空腔(1-5)，在(1-5)的圆壁面上镶有一圈(1-1)，(1-1)中设置有线圈(1-2)，(1)的(1-5)的上底面镶嵌有以轴孔(1-4)的空心为轴心的(1-3)；(2)的外圆表面下部上开有第一花键槽(2-1)，第一花键槽(2-1)的槽开口方向与(2)的轴心线相互平行；(3)的转盘(3-2)的上端面镶嵌有(3-1)，(3-1)的轴心与(3)的轴心相重合；(2)的轴孔(2-2)与(3)的(3-3)转动连接，(4)内圆表面上的第二花键槽(4-6-1)套接在(2)的第一花键槽(2-1)上并使其轴向滑动配合连接，(1)的轴孔(1-4)与(2)的上部外圆面转动连接，并使(4)处在(1)的(1-5)中。本发明能精确快速的完成离合动作，具有高效节能、体积小巧、结构简单、制造成本低、噪音小、不宜损坏的优点。

Description

双稳态电磁离合器
技术领域
本发明涉及的是离合器技术领域，具体是一种双稳态电磁离合器。
背景技术
现有的全自动波轮洗衣机采用的是感应电动机驱动，皮带轮和齿轮减速。其突出的缺点是噪音大，效率低，且不易实现变速多模式洗涤。为此，国内外都致力于新一代直接驱动全自动洗衣机的研究开发，其主流趋势是采用无刷直流电动机直接驱动，配以相应的脱水洗涤切换系统，研制出所谓的“静音洗衣机”。这种洗衣机有两项关键技术，一是直接驱动的变速电动机系统，二是完成洗涤-脱水状态切换的离合器系统。现有的超越离合器加机械抱闸结构的不足是：主体结构采用超越离合器加拉线电动机，不适合用于直接驱动电机，结构复杂、成本高、噪音大、精度低的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种双稳态电磁离合器。本发明可解决现有离合器结构复杂、成本高、精度低、噪音大、易损坏的问题。它由固定壳体1、从动空心转轴2、主动转盘轴3、空心离合动转子4组成；固定壳体1内开有圆柱形空腔1-5，在圆柱形空腔1-5的圆壁面上镶有一圈E字形导磁铁芯1-1，E字形导磁铁芯1-1中设置有线圈1-2，固定壳体1的圆柱形空腔1-5的上底面镶嵌有以轴孔1-4的孔心为轴心的固定扇形齿轮1-3；从动空心转轴2的外圆表面下部上开有第一花键槽2-1，第一花键槽2-1的槽开口方向与从动空心转轴2的轴心线相互平行；主动转盘轴3的转盘3-2的上端面镶嵌有主动扇形齿轮3-1，主动扇形齿轮3-1的轴心与主动转盘轴3的轴心相重合；从动空心转轴2的轴孔2-2与主动转盘轴3的转轴3-3转动连接，空心离合动转子4内圆表面上的第二花键槽4-6-1套接在从动空心转轴2的第一花键槽2-1上并使其轴向滑动配合连接，固定壳体1的轴孔1-4与从动空心转轴2的上部外圆面转动连接，并使空心离合动转子4处在固定壳体1的圆柱形空腔1-5中。本发明能精确快速的完成离合动作，具有高效节能、体积小巧、结构简单、制造成本低、易维护、噪音小、不宜损坏的优点。它能用于第五代直接驱动的全自动洗衣机中。
附图说明
图1是本发明中空心离合动转子4处在固定壳体1的圆柱形空腔1-5的上部时的整体结构示意图，图2是本发明中空心离合动转子4处在固定壳体1的圆柱形空腔1-5的下部时的整体结构示意图，图3是图1的A-A剖视图，图4是图2的B-B剖视图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1、图2、图3、图4说明本实施方式，它由固定壳体1、从动空心转轴2、主动转盘轴3、空心离合动转子4组成；固定壳体1内开有圆柱形空腔1-5，在圆柱形空腔1-5的圆壁面上镶有一圈E字形导磁铁芯1-1，E字形导磁铁芯1-1的截断面为E字形，其开口方向向内，E字形导磁铁芯1-1中设置有线圈1-2，固定壳体1的圆柱形空腔1-5的上底面镶嵌有以轴孔1-4的孔心为轴心的固定扇形齿轮1-3；从动空心转轴2的外圆表面下部上开有第一花键槽2-1，第一花键槽2-1的槽开口方向与从动空心转轴2的轴心线相互平行；主动转盘轴3的转盘3-2的上端面镶嵌有主动扇形齿轮3-1，主动扇形齿轮3-1的轴心与主动转盘轴3的轴心相重合；从动空心转轴2的轴孔2-2与主动转盘轴3的转轴3-3转动连接，空心离合动转子4内圆表面上的第二花键槽4-6-1套接在从动空心转轴2的第一花键槽2-1上并使其轴向滑动配合连接，固定壳体1的轴孔1-4与从动空心转轴2的上部外圆面转动连接，并使空心离合动转子4处在固定壳体1的圆柱形空腔1-5中。固定壳体1中的线圈1-2为直流线圈。所述空心离合动转子4由第一环形导磁极4-1、第二环形导磁极4-2、上扇形齿轮4-3、下扇形齿轮4-4、环形永磁体4-5、空心动转子4-6组成；第一环形导磁极4-1的截断面为L型，第二环形导磁极4-2的形状与第一环形导磁极4-1的形状反向对称相同；空心动转子4-6的上端面边缘处镶嵌有上扇形齿轮4-3，空心动转子4-6的下端面边缘处镶嵌有下扇形齿轮4-4，上扇形齿轮4-3的轴心、下扇形齿轮4-4的轴心与空心动转子4-6的轴心相重合；第二花键槽4-6-1的槽开口方向与空心动转子4-6的轴心线相互平行；空心动转子4-6的外圆面上开有一圈槽4-6-2，槽4-6-2的上端面4-6-3连接第一环形导磁极4-1的上端面4-1-1，第一环形导磁极4-1的下端面连接环形永磁铁4-5的上端面，第二环形导磁极4-2的上端面连接环形永磁铁4-5的下端面，第二环形导磁极4-2的下端面4-2-1连接槽4-6-2的下端面4-6-4；第一环形导磁极4-1的外圆面宽度、第二环形导磁极4-2的外圆面宽度与E字形导磁铁芯1-1内侧三个磁极面的宽度互相相等，第一环形导磁极4-1的外侧圆面与第二环形导磁极4-2的外侧圆面的间距与E字形导磁铁芯1-1内侧三个磁极面之间的间距互相相等。空心离合动转子4处在固定壳体1的圆柱形空腔1-5的上部时，其固定壳体1的固定扇形齿轮1-3与空心离合动转子4的上扇形齿轮4-3啮合连接，其主动转盘轴3的主动扇形齿轮3-1与空心离合动转子4的下扇形齿轮4-4分离连接，其第一环形导磁极4-1的外圆面、第二环形导磁极4-2的外圆面与E字形导磁铁芯1-1的内侧中上部两个磁极面相对齐；在空心离合动转子4处在固定壳体1的圆柱形空腔1-5的下部时，其主动转盘轴3的主动扇形齿轮3-1与空心离合动转子4的下扇形齿轮4-4啮合连接，其固定壳体1的固定扇形齿轮1-3与空心离合动转子4的上扇形齿轮4-3分离连接，其第一环形导磁极4-1的外圆面、第二环形导磁极4-2的外圆面与E字形导磁铁芯1-1的内侧中下部两个磁极面相对齐。E字形导磁铁芯1-1的内圆面与第一环形导磁极4-1的外圆面、第二环形导磁极4-2的外圆面之间有气隙g；气隙g为0.5mm～1mm。固定壳体1的固定扇形齿轮1-3的齿形、主动转盘轴3的主动扇形齿轮3-1的齿形、空心离合动转子4的上扇形齿轮4-3的齿形、下扇形齿轮4-4的齿形都为矩形。固定壳体1的固定扇形齿轮1-3的齿数、主动转盘轴3的主动扇形齿轮3-1的齿数、空心离合动转子4的上扇形齿轮4-3的齿数、下扇形齿轮4-4的齿数为驱动电动机的极对数或是极对数的整倍数。工作原理：由于空心离合动转子4中有环形永磁体4-5存在，将使空心离合动转子4的位置有两种稳定状态，即一种是：空心离合动转子4处在固定壳体1的圆柱形空腔1-5的上部，环形永磁体4-5的上下两极通过第一环形导磁极4-1、第二环形导磁极4-2、E字形导磁铁芯1-1的内侧中上部两个磁极面形成磁回路；主动转盘轴3的主动扇形齿轮3-1与空心离合动转子4的下扇形齿轮4-4分离，空心离合动转子4的上扇形齿轮4-3与固定壳体1的固定扇形齿轮1-3啮合，使空心离合动转子4与从动空心转轴2固定不转动。另一种是：空心离合动转子4处在固定壳体1的圆柱形空腔1-5的下部，环形永磁体4-5的上下两极通过第一环形导磁极4-1、第二环形导磁极4-2、E字形导磁铁芯1-1的内侧中下部两个磁极面形成磁回路；主动转盘轴3的主动扇形齿轮3-1与空心离合动转子4的下扇形齿轮4-4啮合，空心离合动转子4的上扇形齿轮4-3与固定壳体1的固定扇形齿轮1-3分离，主动转盘轴3通过主动扇形齿轮3-1、下扇形齿轮4-4、空心离合动转子4、第二花键槽4-6-1、第一花键槽2-1带动从动空心转轴2转动。当E字形导磁铁芯1-1中的线圈1-2中通有直流电流时，将产生反向磁场，改变上述稳定状态使之能通过变换直流电流的方向来控制本离合器的分离状态。

Claims (10)

1、双稳态电磁离合器，其特征在于它由固定壳体(1)、从动空心转轴(2)、主动转盘轴(3)、空心离合动转子(4)组成；固定壳体(1)内开有圆柱形空腔(1-5)，在圆柱形空腔(1-5)的圆壁面上镶有一圈E字形导磁铁芯(1-1)，E字形导磁铁芯(1-1)中设置有线圈(1-2)，固定壳体(1)的圆柱形空腔(1-5)的上底面镶嵌有以轴孔(1-4)的孔心为轴心的固定扇形齿轮(1-3)；从动空心转轴(2)的外圆表面下部上开有第一花键槽(2-1)，第一花键槽(2-1)的槽开口方向与从动空心转轴(2)的轴心线相互平行；主动转盘轴(3)的转盘(3-2)的上端面镶嵌有主动扇形齿轮(3-1)，主动扇形齿轮(3-1)的轴心与主动转盘轴(3)的轴心相重合；从动空心转轴(2)的轴孔(2-2)与主动转盘轴(3)的转轴(3-3)转动连接，空心离合动转子(4)内圆表面上的第二花键槽(4-6-1)套接在从动空心转轴(2)的第一花键槽(2-1)上并使其轴向滑动配合连接，固定壳体(1)的轴孔(1-4)与从动空心转轴(2)的上部外圆面转动连接，并使空心离合动转子(4)处在固定壳体(1)的圆柱形空腔(1-5)中。
2、根据权利要求1所述的双稳态电磁离合器，其特征在于空心离合动转子(4)由第一环形导磁极(4-1)、第二环形导磁极(4-2)、上扇形齿轮(4-3)、下扇形齿轮(4-4)、环形永磁体(4-5)、空心动转子(4-6)组成；第一环形导磁极(4-1)的截断面为L型，第二环形导磁极(4-2)的形状与第一环形导磁极(4-1)的形状反向对称相同；空心动转子(4-6)的上端面边缘处镶嵌有上扇形齿轮(4-3)，空心动转子(4-6)的下端面边缘处镶嵌有下扇形齿轮(4-4)，上扇形齿轮(4-3)的轴心、下扇形齿轮(4-4)的轴心与空心动转子(4-6)的轴心相重合；第二花键槽(4-6-1)的槽开口方向与空心动转子(4-6)的轴心线相互平行；空心动转子(4-6)的外圆面上开有一圈槽(4-6-2)，槽(4-6-2)的上端面(4-6-3)连接第一环形导磁极(4-1)的上端面(4-1-1)，第一环形导磁极(4-1)的下端面连接环形永磁铁(4-5)的上端面，第二环形导磁极(4-2)的上端面连接环形永磁铁(4-5)的下端面，第二环形导磁极(4-2)的下端面(4-2-1)连接槽(4-6-2)的下端面(4-6-4)；第一环形导磁极(4-1)的外圆面宽度、第二环形导磁极(4-2)的外圆面宽度与E字形导磁铁芯(1-1)内侧三个磁极面的宽度互相相等，第一环形导磁极(4-1)的外侧圆面与第二环形导磁极(4-2)的外侧圆面的间距与E字形导磁铁芯(1-1)内侧三个磁极面之间的间距互相相等。
3、根据权利要求1所述的双稳态电磁离合器，其特征在于固定壳体(1)中的线圈(1-2)为直流线圈。
4、根据权利要求1或2所述的双稳态电磁离合器，其特征在于空心离合动转子(4)处在固定壳体(1)的圆柱形空腔(1-5)的上部时，其固定壳体(1)的固定扇形齿轮(1-3)与空心离合动转子(4)的上扇形齿轮(4-3)啮合连接，其主动转盘轴(3)的主动扇形齿轮(3-1)与空心离合动转子(4)的下扇形齿轮(4-4)分离连接，其第一环形导磁极(4-1)的外圆面、第二环形导磁极(4-2)的外圆面与E字形导磁铁芯(1-1)的内侧中上部两个磁极面相对齐；在空心离合动转子(4)处在固定壳体(1)的圆柱形空腔(1-5)的下部时，其主动转盘轴(3)的主动扇形齿轮(3-1)与空心离合动转子(4)的下扇形齿轮(4-4)啮合连接，其固定壳体(1)的固定扇形齿轮(1-3)与空心离合动转子(4)的上扇形齿轮(4-3)分离连接，其第一环形导磁极(4-1)的外圆面、第二环形导磁极(4-2)的外圆面与E字形导磁铁芯(1-1)的内侧中下部两个磁极面相对齐。
5、根据权利要求1或2所述的双稳态电磁离合器，其特征在于E字形导磁铁芯(1-1)的内圆面与第一环形导磁极(4-1)的外圆面、第二环形导磁极(4-2)的外圆面之间有气隙(g)。
6、根据权利要求5所述的双稳态电磁离合器，其特征在于气隙(g)为0.5mm～1mm。
7、根据权利要求1所述的双稳态电磁离合器，其特征在于固定壳体(1)的固定扇形齿轮(1-3)的齿形、主动转盘轴(3)的主动扇形齿轮(3-1)的齿形都为矩形。
8、根据权利要求2所述的双稳态电磁离合器，其特征在于空心离合动转子(4)的上扇形齿轮(4-3)的齿形、下扇形齿轮(4-4)的齿形都为矩形。
9、根据权利要求1所述的双稳态电磁离合器，其特征在于固定壳体(1)的固定扇形齿轮(1-3)的齿数、主动转盘轴(3)的主动扇形齿轮(3-1)的齿数为驱动电动机的极对数或是极对数的整倍数。
10、根据权利要求2所述的双稳态电磁离合器，其特征在于空心离合动转子(4)的上扇形齿轮(4-3)的齿数、下扇形齿轮(4-4)的齿数为驱动电动机的极对数或是极对数的整倍数。
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