CN216812614U - 电磁吸合组件及制动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电磁吸合组件以及制动器，所述电磁吸合组件包括磁轭铁芯、衔铁以及线圈，所述磁轭铁芯上同轴设有环形的安装槽，所述安装槽开口朝向所述磁轭铁芯的第一轴侧；所述衔铁设于所述磁轭铁芯的第一轴侧，所述衔铁对应于所述安装槽开口处区域形成有环形的对应面，所述对应面与所述安装槽形成环形的磁路空间，所述磁路空间的宽度沿背离所述磁轭铁芯轴线的方向逐渐增加；所述线圈置于所述磁路空间内。本实用新型提供的电磁吸合组件以及制动器使得磁感应强度接近或均匀，相较于传统截面为矩形的磁路，本申请实施例结构可以在相同的线圈磁动势下，产生较大的气隙磁力，从而可以克服更大的弹簧力，制动器的制动力矩可以增大。

Description

电磁吸合组件及制动器

技术领域

本实用新型属于机械制动技术领域，具体涉及一种电磁吸合组件及制动器。

背景技术

传统形式的电磁制动器在设计时，磁轭铁芯的内部设有用于安装线圈的环形槽，环形槽的截面为矩形，对应的线圈的截面也为矩形。根据安培环路定理，通电导体周围会形成封闭磁场，且磁场方向与电流方向垂直，同理，当线圈中通入励磁电流时，环绕线圈的磁轭铁芯和衔铁中会产生磁场，在衔铁和磁轭铁芯沿径向的厚度一定的情况下，其分别的内圈对应的圆周面面积较小，则磁力线分布较密集，单位面积通过的磁力线较多；外周对应的圆周面面积较大，则磁力线分布较稀疏，单位面积通过的磁力线较少，则制动器内径向上磁路的磁感应强度分布不均，当径向内侧(对应磁轭铁芯和衔铁的内圈)磁路的磁场饱和时，径向外侧(对应磁轭铁芯和衔铁的外圈)磁路的磁场未饱和，从磁场角度看，不仅材料利用率不高，而且限制了衔铁与磁轭铁芯间的气隙中的磁力，又由于磁力是用来克服制动器弹簧力，最终也限制了制动器的制动力矩。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种电磁吸合组件及制动器，旨在能够防止制动器内磁路的磁场局部饱和，使得磁感应强度均匀分布，进而提高制动器的制动力矩。

第一方面，本实用新型实施例提供一种电磁吸合组件，包括：

磁轭铁芯，所述磁轭铁芯上同轴设有环形的安装槽，所述安装槽开口朝向所述磁轭铁芯的第一轴侧；

衔铁，设于所述磁轭铁芯的第一轴侧，所述衔铁具有朝向或远离所述磁轭铁芯移动的自由度，所述衔铁对应于所述安装槽开口处区域形成有环形的对应面，所述对应面与所述安装槽形成环形的磁路空间，所述磁路空间的宽度沿背离所述磁轭铁芯轴线的方向逐渐增加；以及

线圈，置于所述磁路空间内，所述线圈能在通电时产生磁场，以使所述衔铁朝向所述磁轭铁芯移动。

本申请实施例所示的方案，与现有技术相比，本实用新型电磁吸合组件中衔铁和磁轭铁芯形成的磁路空间的宽度沿背离磁轭铁芯的轴向逐渐增加，在磁路空间的变化趋势下，则衔铁和/或磁轭铁芯的内圈圆周面的面积近似等于或略小于外圈圆周面的面积，进而使得内圈和外圈单位面积通过的磁力线密度接近，使得磁感应强度接近或均匀，相较于传统截面为矩形的磁路，本申请实施例结构可以在相同的线圈磁动势下，产生较大的气隙磁力，从而可以克服更大的弹簧力，制动器的制动力矩可以增大。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述磁路空间的截面形状为直角梯形，所述安装槽的槽底面为锥面，所述对应面为平面。

一些实施例中，所述线圈的截面形状为矩形；

或，所述线圈的截面形状为直角梯形，以在背向所述衔铁的一侧面形成锥面，所述线圈的锥面能贴合于所述安装槽上槽底面的锥面。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述磁路空间的截面形状为直角梯形，所述安装槽的槽底面为平面，所述对应面为锥面；

或，所述磁路空间的截面为等腰梯形，所述安装槽的槽底面和所述对应面均为锥面。

一些实施例中，所述衔铁包括由内向外依次同轴设置的内环板、中间环板以及外环板，所述中间环板的内圈与所述安装槽的内圈平齐，外圈与所述安装槽的外圈平齐，所述内环板、所述中间环板以及所述外环板背离所述线圈的一侧面平齐，所述中间环板朝向所述线圈的一侧面形成所述对应面；

所述中间环板的厚度沿背离所述磁轭铁芯轴线的方向逐渐减小，以使所述对应面形成锥面。

一些实施例中，所述内环板的厚度与所述中间环板的最大厚度相等，所述外环板与所述中间环板的最小厚度相等。

一些实施例中，所述磁轭铁芯包括处于所述安装槽外圈的第一环形部和处于所述安装槽内圈的第二环形部，所述第一环形部的厚度大于所述第二环形部的厚度，所述第一环形部和所述外环板之间的间隔等于所述第二环形部和所述内环板之间的间隔。

一些实施例中，所述内环板的厚度与所述外环板的厚度相等，所述内环板的厚度等于所述中间环板的最大厚度。

一些实施例中，所述线圈的截面形状为矩形；

或，所述线圈的截面形状为适应于所述磁路空间截面形状的梯形。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种制动器，包括上述电磁吸合组件。

附图说明

图1为本实用新型实施例一提供的制动器的主视结构示意图；

图2为沿图1中A-A线的剖视结构图；

图3为本实用新型实施例一采用的衔铁的立体结构示意图；

图4为本实用新型实施例一采用的磁轭铁芯的立体结构示意图；

图5为本实用新型实施例二提供的制动器的剖视结构示意图(与图2视角相同)；

图6为本实用新型实施例三提供的制动器的剖视结构示意图(与图2视角相同)；

图7为本实用新型实施例四提供的制动器的剖视结构示意图(与图2视角相同)；

图8为本实用新型实施例五提供的制动器的主视结构示意图；

图9为沿图8中B-B线的剖视结构图；

图10为本实用新型实施例五采用的衔铁的立体结构示意图；

图11为本实用新型实施例五采用的磁轭铁芯的立体结构示意图；

图12为本实用新型实施例六提供的制动器的剖视结构示意图(与图9视角相同)；

图13为本实用新型实施例七提供的制动器的剖视结构示意图(与图9视角相同)；

图14为本实用新型实施例八提供的制动器的剖视结构示意图(与图9视角相同)。

附图标记说明：

10-磁轭铁芯；11-安装槽；12-第一环形部；13-第二环形部；

20-线圈；

30-衔铁；31-内环板；32-中间环板；33-外环板；34-第一凹槽；

40-摩擦盘；

50-活动板；

60-尾板。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图1至图14，现对本实用新型提供的电磁吸合组件进行说明。

参阅图2、图5至图7、图9、图12至图14，所述电磁吸合组件，包括磁轭铁芯10、衔铁30以及线圈20，磁轭铁芯10上同轴设有环形的安装槽11，安装槽11的开口朝向磁轭铁芯10的第一轴侧；衔铁30设于磁轭铁芯10的第一轴侧，衔铁30具有朝向或远离磁轭铁芯10移动的自由度，衔铁30对应于安装槽11开口处区域形成有环形的对应面，对应面与安装槽11形成环形的磁路空间，磁路空间的宽度沿背离磁轭铁芯10轴线的方向逐渐增加；线圈20置于磁路空间内，线圈20能在通电时产生磁场，以使衔铁30朝向磁轭铁芯10移动。

需要说明的是，磁路空间的宽度方向平行于磁轭铁芯10的轴向。

本实施例提供的电磁吸合组件，在具体使用的时候，电磁吸合组件安装在制动器上，除了电磁吸合组件自身所包括的磁轭铁芯10、线圈20和衔铁30外，还需要在磁轭铁芯10上安装弹簧、摩擦盘40等组件，制动器上的摩擦盘40与轴套或电机轴配合，并随电机轴旋转，在电机轴正常转动的时候，线圈20通电使其外周产生磁场，磁轭铁芯10和衔铁30之间的气隙中会产生磁力，进而吸引衔铁30靠近磁轭铁芯10移动，衔铁30靠近磁轭铁芯10并挤压弹簧，此时衔铁30与摩擦盘40间隔，摩擦盘40正常转动；当线圈20断电后磁场消失，即磁轭铁芯10与衔铁30之间气隙中的磁力消失，弹簧回弹推动衔铁30远离磁轭铁芯10，此时衔铁30挤压于摩擦盘40上，通过摩擦阻力实现制动。

与现有技术相比，本实用新型电磁吸合组件中衔铁30和磁轭铁芯10形成的磁路空间的宽度沿背离磁轭铁芯10的轴向逐渐增加，在磁路空间的变化趋势下，则衔铁30和/或磁轭铁芯10的内圈圆周面的面积近似等于或略小于外圈圆周面的面积，进而使得内圈和外圈单位面积通过的磁力线密度接近，使得磁感应强度接近或均匀，相较于传统截面为矩形的磁路，本申请实施例结构可以在相同的线圈磁动势下，产生较大的气隙磁力，从而可以克服更大的弹簧力，制动器的制动力矩可以增大。

在一些实施例中，上述磁路空间的一种具体实施方式可以采用如图6及图13所示结构。参见图6及图13，磁路空间的截面形状为直角梯形，安装槽11的槽底面为锥形，对应面为平面。当衔铁30的厚度足够，而磁轭铁芯10对应安装槽11部位的厚度不足的情况下，可仅将磁轭铁芯10内安装槽11的槽底面设置为锥面，则对应的楔形磁路仅位于磁轭铁芯10内，进而避免了在衔铁30上设置对应的形状，降低制造成本。

在一些实施例中，上述线圈20的一种具体实施方式可以采用如图6及图13所示结构。参见图6及图13，线圈20的截面形状为矩形；或，线圈20的截面形状为直角梯形，以在背向衔铁30的一侧面形成锥面，线圈20的锥面能贴合于安装槽11上槽底面的锥面。在磁路空间的截面为直角梯形的情况下，线圈20的截面也为对应的直角梯形，进而线圈20在背离磁轭铁芯10轴线的方向上厚度逐渐增大，绕线空间也逐渐增大，绕线的匝数也逐渐增多，线圈20的电阻增大，降低了线圈20的功率，从而降低制动器的温升。

在一些实施例中，上述磁路空间的一种具体实施方式可以采用如图2、图5、图7、图9、图12及图14所示结构。参见图2、图5、图7、图9、图12及图14，磁路空间的截面形状为直角梯形，安装槽11的槽底面为平面，对应面为锥面；或，磁路空间的截面为等腰梯形，安装槽的槽底面和对应面均为锥面。

当磁轭铁芯10对应安装槽11部位的厚度足够，衔铁30的厚度不足的情况下，可仅将衔铁30上的对应面设置为锥面，则衔铁30上的锥面与磁轭铁芯10内的安装槽11组成截面为直角梯形的磁路空间，该结构下相比于现有结构仅需要对衔铁30进行再加工，制造成本较低；当磁轭铁芯10对应安装槽11部位的厚度和衔铁30的厚度均不足的情况下，则磁轭铁芯10内安装槽11的槽底面和对应面均为锥面，该种结构可以选取厚度较小的衔铁30和磁轭铁芯10，进而降低整体制动器的厚度，不同的实施例设置以便满足不同的情况。

在一些实施例中，上述衔铁30的一种具体实施方式可以采用如图1至图5、图7、图8至图12、图14所示结构。参见图1至图5、图7、图8至图12、图14，衔铁30包括由内向外依次同轴设置的内环板31、中间环板32以及外环板33，中间环板32的内圈与安装槽11的内圈平齐，外圈与安装槽11的外圈平齐，内环板31、中间环板32以及外环板33背离线圈20的一侧面平齐；中间环板32朝向线圈20的一侧面形成上述对应面；中间环板32的厚度沿背离磁轭铁芯10轴线的方向逐渐减小，以使对应面形成锥面。中间环板32对应的是磁轭铁芯10的安装槽11部分，则不改变内环板31与磁轭铁芯10对应的面积，也不改变外环板33与磁轭铁芯10对应的面积，可在现有衔铁30上进行加工进而得到所需的中间环板32的部分，加工方便，并且对现有衔铁30的再利用也适当降低了成本。

在一些实施例中，上述衔铁30的一种具体实施方式可以采用如图5、图7及图12所示结构。参见图5、图7及图12，内环板31的厚度与中间环板32的最大厚度相等，外环板33与中间环板32的最小厚度相等。该种变化趋势，使得衔铁30在径向上，其环形截面(即从内圈逐渐向外圈扩张的圆周面)半径逐渐增大，但是厚度在逐渐减小，并且最外圈的外环板33厚度最小，进而减小内圈圆周面的面积与外圈圆周面的面积差异，加工成本相对也较高。

在一些实施例中，上述磁轭铁芯10的一种改进实施方式可以采用如图5、图7及图12所示结构。参见图5、图7及图12，磁轭铁芯10包括处于安装槽11外圈的第一环形部12和处于安装槽11内圈的第二环形部13，第一环形部12的厚度大于第二环形部13的厚度，第一环形部12和外环板33之间的间隔等于第二环形部13和内环板31之间的间隔。由于内环板31的厚度大于外环板33的厚度，磁轭铁芯10的第一环形部12的厚度也对应的增加，防止从衔铁30和磁轭铁芯10之间漏磁影响设备中其他对磁场较敏感的部件工作。

在一些实施例中，上述衔铁30的一种变形实施方式可以采用如图2、图9及图14所示结构。参见图2、图9及图14，内环板31的厚度与外环板33的厚度相等，内环板31的厚度等于中间环板32的最大厚度。即中间环板32朝向线圈20的一侧面凹陷形成有第一凹槽34，该种变化趋势，使得中间环板32在径向上，其环形截面(即从内圈逐渐向外圈扩张的圆周面)半径逐渐增大，但是厚度在逐渐减小，进而减小内圈圆周面的面积与外圈圆周面的面积差异，但是内环板31和外环板33的厚度均是一定的，且没有相应的变化趋势，相比于图5、图7及图12中所示的衔铁30实施例，加工成本相对也较低。

在一些实施例中，上述线圈20的一种具体实施方式可以采用如图2、图5、图7、图9、图12及图14所示结构。参见图2、图5、图7、图9、图12及图14，线圈20的截面形状为矩形；或，线圈20的截面形状为适应于磁路空间形状的梯形。

上述已经说到，当安装槽11的槽底面为锥面，对应面为平面时，线圈20背向衔铁30的一侧面也为锥面。本实施例中，当安装槽11的槽底面为平面，对应面为锥面时，则线圈20朝向衔铁30的一侧面为锥面；当安装槽11的槽底面和对应面均为锥面，则线圈20的两个轴端面也均为对应的锥面。通过使得线圈20的截面形状适应于磁路空间的截面形状，可以充分利用磁路空间，进而使得线圈20沿背离磁轭铁芯10轴线的方向上绕线圈数逐渐增多，线圈20的电阻增大，降低了线圈20的功率，从而降低制动器的温升。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种制动器，包括上述电磁吸合组件。

具体实施方式可分为两种：

(1)参阅图1至图7，制动器的类型为传统式制动器：电磁吸合组件安装在制动器上，除了电磁吸合组件自身所包括的磁轭铁芯10、线圈20和衔铁30外，还需要在磁轭铁芯10上安装弹簧、摩擦盘40、尾板60等组件，制动器上的摩擦盘40与轴套或电机轴配合，并随电机轴旋转，在电机轴正常转动的时候，线圈20通电使其外周产生磁场，磁轭铁芯10和衔铁30之间的气隙中会产生磁力，进而吸引衔铁30靠近磁轭铁芯10移动，衔铁30靠近磁轭铁芯10并挤压弹簧，此时衔铁30与摩擦盘40间隔，摩擦盘40正常转动；当线圈20断电后磁场消失，即磁轭铁芯10与衔铁30之间气隙中的磁力消失，弹簧回弹推动衔铁30远离磁轭铁芯10，此时衔铁30挤压于摩擦盘40上，且摩擦盘40背向衔铁30的一端面挤压于尾板60，通过摩擦阻力实现制动。

(2)参阅图8至图14，制动器为新型的薄型制动器：电磁吸合组件安装在制动器上，除了电磁吸合组件自身所包括的磁轭铁芯10、线圈20和衔铁30外，还需要在磁轭铁芯10上安装弹簧、摩擦盘40、活动板50等组件，制动器上的摩擦盘40与轴套或电机轴配合，并随电机轴旋转，在电机轴正常转动的时候，线圈20通电使其外周产生磁场，磁轭铁芯10和衔铁30之间的气隙中会产生磁力，进而吸引衔铁30靠近磁轭铁芯10移动，衔铁30靠近磁轭铁芯10并挤压弹簧，此时衔铁30与活动板50连接使得活动板50与摩擦盘40间隔，摩擦盘40正常转动；当线圈20断电后磁场消失，即磁轭铁芯10与衔铁30之间气隙中的磁力消失，弹簧回弹推动衔铁30远离磁轭铁芯10，此时衔铁30带动活动板50挤压于摩擦盘40上，通过摩擦阻力实现制动。

与现有技术相比，本实用新型制动器中衔铁30和磁轭铁芯10形成的磁路空间的宽度沿背离磁轭铁芯10的轴向逐渐增加，在磁路空间的变化趋势下，则衔铁30和/或磁轭铁芯10的内圈圆周面的面积近似等于或略小于外圈圆周面的面积，进而使得内圈和外圈单位面积通过的磁力线密度接近，使得磁感应强度接近或均匀，相较于传统截面为矩形的磁路，本申请实施例结构可以在相同的线圈磁动势下，产生较大的气隙磁力，从而可以克服更大的弹簧力，制动器的制动力矩可以增大。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电磁吸合组件，其特征在于，包括：

磁轭铁芯，所述磁轭铁芯上同轴设有环形的安装槽，所述安装槽开口朝向所述磁轭铁芯的第一轴侧；

衔铁，设于所述磁轭铁芯的第一轴侧，所述衔铁具有朝向或远离所述磁轭铁芯移动的自由度，所述衔铁对应于所述安装槽开口处区域形成有环形的对应面，所述对应面与所述安装槽形成环形的磁路空间，所述磁路空间的宽度沿背离所述磁轭铁芯轴线的方向逐渐增加；以及

线圈，置于所述磁路空间内，所述线圈能在通电时产生磁场，以使所述衔铁朝向所述磁轭铁芯移动。

2.如权利要求1所述的电磁吸合组件，其特征在于，所述磁路空间的截面形状为直角梯形，所述安装槽的槽底面为锥面，所述对应面为平面。

3.如权利要求2所述的电磁吸合组件，其特征在于，所述线圈的截面形状为矩形；

或，所述线圈的截面形状为直角梯形，以在背向所述衔铁的一侧面形成锥面，所述线圈的锥面能贴合于所述安装槽上槽底面的锥面。

4.如权利要求1所述的电磁吸合组件，其特征在于，所述磁路空间的截面形状为直角梯形，所述安装槽的槽底面为平面，所述对应面为锥面；

或，所述磁路空间的截面为等腰梯形，所述安装槽的槽底面和所述对应面均为锥面。

5.如权利要求4所述的电磁吸合组件，其特征在于，所述衔铁包括由内向外依次同轴设置的内环板、中间环板以及外环板，所述中间环板的内圈与所述安装槽的内圈平齐，外圈与所述安装槽的外圈平齐，所述内环板、所述中间环板以及所述外环板背离所述线圈的一侧面平齐，所述中间环板朝向所述线圈的一侧面形成所述对应面；

所述中间环板的厚度沿背离所述磁轭铁芯轴线的方向逐渐减小，以使所述对应面形成锥面。

6.如权利要求5所述的电磁吸合组件，其特征在于，所述内环板的厚度与所述中间环板的最大厚度相等，所述外环板与所述中间环板的最小厚度相等。

7.如权利要求6所述的电磁吸合组件，其特征在于，所述磁轭铁芯包括处于所述安装槽外圈的第一环形部和处于所述安装槽内圈的第二环形部，所述第一环形部的厚度大于所述第二环形部的厚度，所述第一环形部和所述外环板之间的间隔等于所述第二环形部和所述内环板之间的间隔。

8.如权利要求5所述的电磁吸合组件，其特征在于，所述内环板的厚度与所述外环板的厚度相等，所述内环板的厚度等于所述中间环板的最大厚度。

9.如权利要求5所述的电磁吸合组件，其特征在于，所述线圈的截面形状为矩形；

或，所述线圈的截面形状为适应于所述磁路空间截面形状的梯形。

10.一种制动器，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的电磁吸合组件。

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