TWI572118B

TWI572118B - Rotary electromagnetic solenoid

Info

Publication number: TWI572118B
Application number: TW104121449A
Authority: TW
Inventors: Hsin Yu Shu; Ming Hsiu Tsai
Original assignee: Solen Electric Co Ltd
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2015-06-30
Publication date: 2017-02-21
Also published as: TW201701566A

Description

旋動式電磁螺線管

本發明屬電磁螺線管技術領域，特別係指一種旋動式電磁螺線管嶄新設計者，具有簡化旋動式電磁螺線管結構及組立的便利性。

按，通電後可以產生磁場，並對外做功之導電線圈稱為螺線管。其係一種將電能轉變為磁能，再進一步轉變為機械能之主動零件。旋動式電磁螺線管能夠應用於使軸在預定的角度範圍反復地轉動移位的各種用途。

在先前技術中，日本特開平11-178306號旋轉式螺線管專利(1999年7月2日公開資料參照)，其構成設置有：軸部，其轉動自如地支承於殼體；可動部，其一端固定於該軸部，而且另一端為自由端，並且該可動部具有磁鐵；以及具有鐵芯的一對電磁線圈部，其固定於殼體，而且以隔開預定間隔的方式配置在可動部的可動方向兩側，並且通過通電控制來有選擇地吸引可動部。惟該前案由於將具有線圈和鐵芯的電磁線圈部分別獨立配設在具有磁鐵的可動部的兩側，因此，構成電磁線圈部的整體的部件數量需要兩個線圈和兩個鐵芯。因此，由旋轉式螺線管整體的部件數量的增加引起部件成本的上升，並且由裝配工時的增加造成製造成本的上升等，為其缺失。又，中國CN 1503438號旋轉式螺線管專利，它包括一有一中心軸線的轉子；在轉子上安裝有至少兩個永久磁鐵，而永久磁體的極軸繞中心軸線位於預定的角度位置上；一定子繞轉子設置；定子包括極靴，極靴的數目與永久磁體的數目匹配；在每個極靴上纏繞一線圈；極靴的極軸繞中心軸線位於預定的角度位置上；轉子在預定的角度範圍內由被線圈中的感應電流感應的磁場和永久磁體的磁場驅動。此前案由於具有至少二個永久磁鐵部件數量的增加引起成本的上升，且定子設置線圈在裝配工時的增加亦造成製造成本的上升等，為其缺失。

再者，車輛在能見度不佳的情形時(例如在夜晚、隧道內、下雨天、濃霧或氣候不佳時)，因為會影響車輛駕駛行進安全，故車輛規定必需設置有車燈。又，為針對車輛駕駛人在視野照明上之需求，車輛之車燈均具有遠燈、近燈的切換功能。習用之車燈為達成遠燈、近燈的切換功能，其在車燈裝置內部設有二反射鏡面，以提供一遠燈功能之燈源及一近燈功能之燈源分別設置，但因其必須設置有二反射鏡面及二燈源，成本較高，因此，早已被車燈業者放棄。接著業者設計出一種利用單一燈源、單一反射鏡面，配合一切換機構而達成遠燈、近燈的切換功能，此可如美國專利公開第20030165066號、歐洲發明專利第1010935號、我國專利第I383906號、公告第M361442號等之專利前案，其係利用一電磁閥之設置，配合電磁閥之動力軸作前後直線之運動，帶動一連動機構而使一遮光板進行上下之移位，而燈源即由反射鏡面之反射而向外投射出亮光，當向外投射的範圍受到遮光板之局部阻擋，即形成近光燈的照明模式，當縮小遮光板遮蔽之範圍，以擴大反射燈光後對外擴散的面積，即可擴大向外投射亮光的範圍與距離，形成遠光燈之照明模式。以我國專利為例：公告號M486576可調整照射角度之車燈(2014年09月21日專利公告資料參照)，其主要由發光元件、燈座、固定環、燈罩及致動模組所組成，發光元件係設置於該燈座之內部；固定環則連接於燈座；燈罩包含透鏡及燈罩環，透鏡係固定於燈罩環上，且燈罩環係活動式連接於固定環；致動模組包含推桿及推桿致動器，推桿設置於固定環周圍，推桿致動器係設置於固定環上對應於推桿之位置，推桿致動器可用以作動推桿，以使得燈罩對燈座做相對轉動，推桿致動器可包含步進馬達或驅動馬達。公告號M485842具LED光源之遠近燈切換的車燈裝置(2014年09月11日專利公告資料參照)，其主要係於車燈之燈殼內設有近燈燈座，於該近燈燈座上設有發光端面朝向燈殼內緣上端面之近燈LED燈源，且於燈殼內緣上端面對應該近燈LED燈源形成有光學反射面，另於燈殼對應該近燈燈座之外側設有遮光板，讓近燈LED燈源之光線僅能由遮光板之頂緣上方向外透射出，而於該遮光板外側端面則設有遠燈燈座，該遠燈燈座上設有至少一遠燈LED燈源，再於該燈殼外罩蓋有燈罩，該燈罩外端則設有可供光線透射出之透鏡。由前述諸前案可知，習知之車燈遠近控制裝置之構件多，組裝麻煩，且費時、費事，製造成本高，為其缺失。如何提供構件精簡，組裝快速、有效率，並能有效降低成本，提升經濟效益之車燈遠近燈控制裝置，乃為業界亟待克服之難題。

本發明人鑒於前述習用技術之缺失，經不斷研究、改良後，終有本發明之研發成功，公諸於世。

緣是，本發明之主要目的在提供一種旋動式電磁螺線管，其主要係由固定鐵心、電磁線圈及回轉子所構成，前述固定鐵心係由對稱的第1固定鐵心與第2固定鐵心構成，第1固定鐵心於該二相對外側間形成一鐵心內緣，且鐵心內緣之中心具有一第1感應面，第2固定鐵心於該二相對外側間形成一鐵心內緣，且鐵心內緣之中心具有一第2感應面，該第1感應面、第2感應面間設置一回轉子；第1固定鐵心與第2固定鐵心二相對外側形成固定部，各固定部套設有線軸；該電磁線圈包括有套設於各固定部之線軸，及捲繞各線軸之一金屬線，該金屬線之二端連接電極；該回轉子係設於第1固定鐵心第1感應面與第2固定鐵心之第2感應面內緣，回轉子外緣設有筒狀且2極充磁完成之永久磁鐵，回轉子中心設有轉軸，轉軸作為連結外部裝置操作件，藉通過電流給電磁線圈使固定鐵心產生電流磁極，以與回轉子外緣永久磁鐵磁極產生吸引及排斥作用，進而使回轉子由初始角度旋動一預定角度，達成旋動控制的目的，其預定角度之回復初始角度可藉由外部裝置操作件設置的復位彈性元件，或施以電磁線圈反向極性電流達成，具有簡化結構及組立的便利性。

本發明另包括有一殼體，該殼體用為設置前述固定鐵心、電磁線圈及回轉子轉軸等構件，回轉子轉軸一端與殼體間設有軸承以保持轉動狀態，另端固定部作為結合應用物品之旋動件，前述殼體係以射出成型方式構成，以結合或包覆前述固定鐵心、電磁線圈及回轉子。

本發明前述旋動式電磁螺線管可以運用於車燈遠近燈切換，該回轉子轉軸另端具有固定部，其另包括有上蓋、旋動件及基座；該上蓋係固定於前述回轉子轉軸固定部端之殼體上，並具有定位塊；該旋動件包括有一可動板，可動板靠近回轉子轉軸端之一端設有聯軸部，該聯軸部具有固定孔以固定回轉子轉軸固定部，以令可動板隨轉軸旋動，該聯軸部外緣相對於前述上蓋定位塊相對處設有定位塊，可動板另端設有一復位彈性元件，藉復位彈性元件使旋動件聯軸部定位塊抵靠於上蓋定位塊，以作為定位可動板初始位置；該基座係固定於車輛燈座預定位置上，並固定有一固定板，基座預定位置處設有定位部，可動板設有復位彈性元件端則樞設於基座另側，在初始位置時，2永久磁鐵磁極初始位置與固定鐵心電流磁極的中心具有適當的角度，可動板位於向上的位置，為近光燈模式；當通過電流給電磁線圈，使其於固定鐵心產生二電流磁極，與回轉子外緣2永久磁鐵磁極產生吸引及排斥作用，進而使回轉子由初始角度旋動，此時可動板將隨回轉子轉軸旋動，直轉至基座預定位置處之定位部而定位，而成為遠光燈模式，當停止供給電磁線圈電流，即可藉復位彈性元件之作動，將回轉子及可動板反向旋動，直至上蓋定位塊而定位，而旋動回初始位置，以構成車燈遠近切換控制。

本發明前述旋動式電磁螺線管可以運用於車燈遠近燈切換之另一實施例，其另包括有上蓋、旋動件及基座；該上蓋係固定於前述回轉子轉軸固定部端之殼體上，並具有定位塊；該旋動件包括有一可動板，可動板靠近回轉子轉軸端之一端設有聯軸部，該聯軸部具有固定孔以固定回轉子轉軸固定部，以令可動板隨轉軸旋動，該聯軸部外緣相對於前述上蓋定位塊相對處設有定位塊，以作為定位可動板初始位置；該基座係固定於車輛燈座預定位置上，並固定有一固定板，預定位置處設有定位部，前述電磁線圈金屬線之電極並連結有雙極驅動回路，雙極驅動回路用為提供電磁線圈正向極性或反向極性電流，如此構成之本發明，在初始位置時，2永久磁鐵磁極初始位置與固定鐵心電流磁極的中心具有適當的角度，可動板位於向上的位置，為近光燈模式；當通過雙極驅動回路給予電磁線圈正向極性電流時，其於固定鐵心產生N、S二電流磁極，與回轉子外緣2永久磁鐵磁極產生吸引及排斥作用，進而使回轉子由初始角度旋動，此時可動板將隨回轉子轉軸旋動，直轉至基座預定位置處之定位部而定位，而成為遠光燈模式，此時停止供給電磁線圈正向極性電流，可因固有磁性保持回轉子位置，當通過雙極驅動回路給予電磁線圈反向極性電流時，其於固定鐵心產生與先前相反的S、N二電流磁極，與回轉子外緣2永久磁鐵磁極產生吸引及排斥作用，進而將回轉子及可動板反向旋動，直至上蓋定位塊而定位，而旋動回初始位置，如此達成車燈遠近之切換控制。

(A)‧‧‧旋動件

(1)‧‧‧固定鐵心

(10)‧‧‧第1固定鐵心

(11)‧‧‧第2固定鐵心

(12)‧‧‧第1感應面

(12')‧‧‧第2感應面

(13)‧‧‧固定部

(2)‧‧‧電磁線圈

(20)‧‧‧線軸

(21)‧‧‧金屬線

(22)‧‧‧電極

(23)‧‧‧雙極驅動回路

(3)‧‧‧回轉子

(30)‧‧‧永久磁鐵

(31)‧‧‧轉軸

(32)‧‧‧軸承

(33)‧‧‧固定部

(4)‧‧‧殼體

(5)‧‧‧上蓋

(50)‧‧‧定位塊

(6)‧‧‧旋動件

(60)‧‧‧可動板

(61)‧‧‧聯軸部

(62)‧‧‧固定孔

(63)‧‧‧定位塊

(64)‧‧‧復位彈性元件

(7)‧‧‧基座

(70)‧‧‧固定板

(71)‧‧‧定位部

第1圖係本發明實施例旋動式電磁螺線管組立示意圖；第2圖係本發明實施例固定鐵心及線軸立體分解圖；第3圖係本發明實施例旋動式電磁螺線管立體分解圖；第4圖係本發明實施例旋動式電磁螺線管組立剖面圖；第5圖係本發明第1車燈切換實施例立體分解圖；第6圖係本發明第1車燈切換實施例組立剖面圖；第7圖係本發明第1車燈切換實施例近光燈模式立體圖；第8圖係本發明第1車燈切換實施例遠光燈模式立體圖；第9圖係係本發明實施例可動板動作前後示意圖；第10圖係本發明第2車燈切換實施例立體分解圖。

為達成本發明前述目的之技術手段，茲列舉一實施例，並配合圖式說明如後，貴審查委員可由之對本發明之結構、特徵及所達成之功效，獲致更佳之瞭解。

本發明係一種旋動式電磁螺線管，請參閱第1圖之本發明實施例旋動式電磁螺線管組立示意圖，由圖可知本發明主要係由固定鐵心(1)、電磁線圈(2)及回轉子(3)所構成，請再參閱第2圖所示，前述固定鐵心係由對稱的第1固定鐵心(10)與第2固定鐵心(11)構成，第1固定鐵心(10)於該二相對外側間形成一鐵心內緣，且鐵心內緣之中心具有一第1感應面(12)，第2固定鐵心(11)於該二相對外側間形成一鐵心內緣，且鐵心內緣之中心具有一第2感應面(12')，該第1感應面(12)、第2感應面(12')間設置一回轉子(3)；第1固定鐵心(10)與第2固定鐵心(11)二相對外側形成固定部(13)，各固定部(13)套設有線軸；該電磁線圈(2)包括有套設於各固定部(13)之線軸(20)【將第1固定鐵心(10)與第2固定鐵心(11)各固定部(13)插入線軸(20)中央即可，組立相當便利快速】，及捲繞各線軸(20)之一金屬線(21)，該金屬線(21)之二端連接電極(22)；該回轉子(3)係設於第1固定鐵心第1感應面(12)與第2固定鐵心之第2感應面(12')內緣，回轉子(3)外緣設有筒狀且2極充磁完成之永久磁鐵(30)，且該永久磁鐵磁極初始位置並與固定鐵心(1)電流磁極的中心具有適當的角度【如第1圖所示，永久磁鐵磁極初始位置(S)(N)與固定鐵心(1)電流磁極(S)(N)具有適當角度】，以增加旋動力，回轉子(3)中心設有轉軸(31)，轉軸(31)作為連結外部裝置操作件，藉通過電流給電磁線圈(2)使固定鐵心(1)產生電流磁極【即第1圖固定鐵心上之電流磁極(S)(N)】，以與回轉子(3)外緣永久磁鐵磁極(S)(N)產生吸引及排斥作用，進而使回轉子(3)由初始角度旋動一預定角度【即回轉子(3)外緣永久磁鐵磁極(S)(N)旋動至(S')(N')位置】，達成旋動控制的目的，本發明其預定角度之回復初始角度【即回轉子(3)外緣永久磁鐵磁極由(S')(N')旋動回(S)(N)位置】可藉由外部裝置操作件設置的復位彈性元件，或施以電磁線圈反向極性電流達成，具有簡化旋動式電磁螺線管結構及組立的便利性。

請參閱第3圖之本發明實施例旋動式電磁螺線管立體分解圖及第4圖之本發明實施例旋動式電磁螺線管組立剖面圖所示，本發明另包括有一殼體(4)，該殼體(4)用為設置前述固定鐵心(1)、電磁線圈(2)及回轉子轉軸(31)等構件，回轉子轉軸(31)一端與殼體(4)間設有軸承(32)以保持轉動狀態，另端固定部(33)作為結合應用物品之旋動件(A)，前述殼體(4)係以射出成型方式構成，以結合或包覆前述固定鐵心(1)、電磁線圈(2)及回轉子(3)，具有較佳的組立性、品質及產品的可靠性。

本發明前述旋動式電磁螺線管可以運用於車燈遠近燈切換，該回轉子轉軸(31)另端具有固定部(33)，請參閱第3圖、第5圖及第6圖所示，其另包括有上蓋(5)、旋動件(6)及基座(7)；該上蓋(5)係固定於前述回轉子轉軸固定部(33)端之殼體(4)上，並具有定位塊(50)；該旋動件(6)包括有一可動板(60)，可動板(60)靠近回轉子轉軸(31)端之一端設有聯軸部(61)，該聯軸部(61)具有固定孔(62)以固定回轉子轉軸固定部(33)【請參閱第3圖】，以令可動板(60)隨轉軸(31)旋動，該聯軸部(61)外緣相對於前述上蓋定位塊(50)相對處設有定位塊(63)，可動板(60)另端設有一復位彈性元件(64)，藉復位彈性元件(64)使旋動件聯軸部定位塊(63)抵靠於上蓋定位塊(50)，以作為定位可動板(60)初始位置；該基座(7)係固定於車輛燈座預定位置上，並固定有一固定板(70)，預定位置處設有定位部(71)，可動板(60)設有復位彈性元件(64)端則樞設於基座(7)另側，如此構成之本發明，在初始位置時，2永久磁鐵磁極(S)(N)初始位置與固定鐵心電流磁極(S)(N)的中心具有適當的角度【如第1圖所示，永久磁鐵磁極初始位置(S)(N)與固定鐵心(1)電流磁極(S)(N)具有適當角度】，可動板(60)位於向上的位置，為近光燈模式【請參閱第7圖及第9圖所示】；當通過電流給電磁線圈(2)，使其於固定鐵心產生(N)(S)二電流磁極【即第1圖固定鐵心上之電流磁極(S)(N)】，與回轉子外緣2永久磁鐵磁極(S)(N)產生吸引及排斥作用，進而使回轉子由初始角度旋動【即第1圖中回轉子(1)外緣永久磁鐵磁極(S)(N)旋動至(S')(N')位置】，此時可動板(60)將隨回轉子轉軸(31)旋動，直轉至基座(7)預定位置處之定位部(71)而定位，而成為遠光燈模式【請參閱第8圖及第9圖所示】，當停止供給電磁線圈(2)電流，即可藉復位彈性元件(64)之作動，將回轉子(3)及可動板(60)反向旋動，直至上蓋定位塊(50)而定位，而旋動回初始位置，如此達成車燈遠近之切換控制。具有構件精簡，組裝快速、有效率，並能有效降低成本，提升經濟效益之功效。

本發明前述旋動式電磁螺線管可以運用於車燈遠近燈切換之另一實施例，請參閱第10圖所示，其另包括有上蓋(5)、旋動件(6)及基座(7)；該上蓋(5)係固定於前述回轉子轉軸固定部(33)端之殼體(4)上，並具有定位塊(50)；該旋動件(6)包括有一可動板(60)，可動板(60)靠近回轉子轉軸(31)端之一端設有聯軸部(61)，該聯軸部(61)具有固定孔(62)以固定回轉子轉軸固定部(33)【請參閱第3圖】，以令可動板(60)隨轉軸(31)旋動，該聯軸部(61)外緣相對於前述上蓋定位塊(50)相對處設有定位塊(63)，以作為定位可動板 (60)初始位置；該基座(7)係固定於車輛燈座預定位置上，並固定有一固定板(70)，預定位置處設有定位部(71)，前述電磁線圈金屬線之電極(22)並連結有雙極驅動回路(23)【參閱第1圖】，雙極驅動回路(23)用為提供電磁線圈(2)正向極性或反向極性電流，如此構成之本發明，在初始位置時，2永久磁鐵磁極(S)(N)初始位置與固定鐵心電流磁極(S)(N)的中心具有適當的角度【如第1圖所示，永久磁鐵磁極初始位置(S)(N)與固定鐵心(1)電流磁極(S)(N)具有適當角度】，可動板(60)位於向上的位置，為近光燈模式；當通過雙極驅動回路(23)給予電磁線圈(2)正向極性電流時，其於固定鐵心產生(N)(S)二電流磁極【即第1圖固定鐵心上之電流磁極(S)(N)】，與回轉子外緣2永久磁鐵磁極(S)(N)產生吸引及排斥作用，進而使回轉子(3)由初始角度旋動【即第1圖中回轉子(1)外緣永久磁鐵磁極(S)(N)旋動至(S')(N')位置】，此時可動板(60)將隨回轉子轉軸(31)旋動，直轉至基座(7)預定位置處之定位部(71)而定位，而成為遠光燈模式，此時停止供給電磁線圈(2)正向極性電流，可因固有磁性保持回轉子位置，當通過雙極驅動回路(23)給予電磁線圈(2)反向極性電流時，其於固定鐵心(1)產生與先前相反的(N)(S)二電流磁極【即第1圖固定鐵心上之電流磁極(S)(N)變為(N)(S)】，與回轉子(3)外緣2永久磁鐵磁極(S)(N)產生吸引及排斥作用，進而將回轉子(3)及可動板(60)反向旋動，直至上蓋定位塊(50)而定位，而旋動回初始位置【即第1圖中回轉子(1)外緣永久磁鐵磁極(S')(N')旋動至(S)(N)位置】，如此達成車燈遠近之切換控制。具有構件精簡，組裝快速、有效率，並能有效降低成本，提升經濟效益之功效，達成本發明設計目的，堪稱一實用之發明。

綜上所述，本發明所揭露之一種「旋動式電磁螺線管」為昔所無，亦未曾見於國內外公開之刊物上，理已具新穎性之專利要件，又本發明確可摒除習用技術缺失，並達成設計目的，亦已充份符合專利要件，爰依法提出申請，謹請貴審查委員惠予審查，並賜予本案專利，實感德便。

惟以上所述者，僅為本發明之一較佳可行實施例而已，並非用以拘限本發明之範圍，舉凡熟悉此項技藝人士，運用本發明說明書及申請專利範圍所作之等效結構變化，理應包括於本發明之專利範圍內。