專利名稱：雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)，特別是一種雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
盡管永磁機(jī)構(gòu)有不同的結(jié)構(gòu)形式，但其工作原理卻大體相似。永磁機(jī)構(gòu)就其實(shí)質(zhì)而言，是用永磁體實(shí)現(xiàn)合閘保持和分閘保持，通常其合閘都是采用電磁操作?，F(xiàn)有的永磁機(jī)構(gòu)如圖1、圖2所示，永磁體環(huán)繞動(dòng)鐵心布置，由于永磁體的相對磁導(dǎo)率接近空氣的磁導(dǎo)率，即其磁阻與磁隙的磁阻相近似，線圈所產(chǎn)生的磁場的磁力線必須由動(dòng)鐵心--磁隙—靜鐵心—?jiǎng)予F心而形成閉合磁路，或由動(dòng)鐵心—永磁體—靜鐵心—?jiǎng)予F心而形成閉合磁路，由于磁隙和永磁體的存在，增大了磁阻，削弱了線圈產(chǎn)生的磁力，因此線圈的安匝數(shù)大，增加了雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)的耗能量及體積。尤其在低操作電壓下，將大大增加整個(gè)機(jī)構(gòu)的體積，不利于產(chǎn)品的小型化，并造成材料的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型目的在于克服上述缺點(diǎn)，提供一種可在低電壓情況下工作，而且耗能小、體積小、成本低、工作可靠的雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)。
本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)包括動(dòng)鐵心、線圈、靜鐵心、恒磁體，恒磁體、線圈位于動(dòng)鐵心與靜鐵心之間，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)在于，恒磁體的磁極方向與動(dòng)鐵心的運(yùn)動(dòng)方向垂直，恒磁體成對相隔動(dòng)鐵心布置，兩個(gè)相鄰的恒磁體之間安裝有導(dǎo)磁體，恒磁體與導(dǎo)磁體之間有間隙。
當(dāng)動(dòng)鐵心的上端面與靜鐵心吸合時(shí)，恒磁體產(chǎn)生的磁力線所形成磁回路為恒磁體—?jiǎng)予F心—靜鐵心—恒磁體，即a-b-c-d-a；由線圈通電后所產(chǎn)生的磁力線回路為動(dòng)鐵心—靜鐵心-導(dǎo)磁體—?jiǎng)予F心，a’-d’-c’-b’-a’，即線圈的磁力線經(jīng)過導(dǎo)磁體形成磁回路，整個(gè)回路無磁隙，由于導(dǎo)磁體的磁導(dǎo)率要比空氣的磁導(dǎo)率大幾百—幾萬倍不等，而R(磁阻)＝L(磁路長度)/μS(磁導(dǎo)率*面積)，因此磁阻比現(xiàn)有的永磁機(jī)構(gòu)小幾百—幾萬倍不等，在同樣大的磁力下，這使得所需的線圈的安匝數(shù)大大減少，既節(jié)約了原材料，減小線圈的體積，又節(jié)約了能源，減少發(fā)熱量，對其它電子元件無不良影響，安全性好、工作可靠，特別對制作低電壓條件下的小型化電磁執(zhí)行元件有重要意義。由于恒磁體與導(dǎo)磁體之間有間隙，避免了恒磁體的磁力線在水平方向上短路，使磁力線集中通過動(dòng)鐵心與靜鐵心的垂直聯(lián)接面形成回路，保證了恒磁體的吸力。
本實(shí)用新型恒磁體的磁極布置方式為成對恒磁體的磁極同極相對。
進(jìn)一步為動(dòng)鐵心呈四邊形，最好為正方形，一對恒磁體布置于四邊形的相對邊上，另兩邊相對布置有導(dǎo)磁體。
或動(dòng)鐵心呈圓柱形，一對恒磁體以動(dòng)鐵心的軸線為中心線對稱分布，導(dǎo)磁體也以動(dòng)鐵心的軸線為中心線對稱分布，最好導(dǎo)磁體與恒磁體成90度，同時(shí)導(dǎo)磁體與恒磁體的端面形狀應(yīng)與動(dòng)鐵心的表面密切貼合，使它們之間的間隙為最小。
為了減少線圈所產(chǎn)生的磁力線泄露及減少磁力線回路中的磁隙，本實(shí)用新型在設(shè)計(jì)中還進(jìn)一步具體了動(dòng)鐵心的導(dǎo)桿為非導(dǎo)磁材料制成。
為了減少磁隙，最好導(dǎo)磁體與靜鐵心制成一體。
本實(shí)用新型可與其它元件合裝成一體，制成一種恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行器，如將其與閥連接形成恒磁電磁閥。具體方案如下閥包括一滑塊、傳動(dòng)副、閥芯，滑塊與導(dǎo)桿相接，傳動(dòng)副的主傳動(dòng)件與滑塊相接，傳動(dòng)副被動(dòng)件與閥芯相連。
進(jìn)一步具體為傳動(dòng)副為齒輪副，其主傳動(dòng)件通過轉(zhuǎn)軸固定于閥體上，轉(zhuǎn)軸兩端分別為傘型齒輪、滑槽，滑塊的滑桿穿過滑槽，被動(dòng)件為圓柱齒輪。
由于本實(shí)用新型的雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)的線圈具有耗電量小、發(fā)熱量低特點(diǎn)，將其與信號接收電路、譯碼電路以及恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行裝置的驅(qū)動(dòng)電路合裝在一起不會(huì)影響這些電路的正常工作以及使用壽命，因而可制成密碼恒磁電磁閥或密碼恒磁電磁鎖。
本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)在于由于在相鄰恒磁體之間布置有導(dǎo)磁體，線圈的磁力線經(jīng)過導(dǎo)磁體形成磁回路，減少了線圈磁回路中的磁阻，增大磁通量，即增大磁力，從而減小線圈安匝數(shù)，既節(jié)約了原材料，又節(jié)約了能源，減少發(fā)熱量，對其它電子元件無不良影響，安全性好、工作可靠，特別對制作低電壓條件下的小型化電磁執(zhí)行元件有重要意義。


圖1為現(xiàn)有雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖圖2為圖1的A-A剖視圖圖3為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖4為圖3的側(cè)面剖視圖圖5為圖3的B-B剖視圖圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖圖8為圖7的C-C剖視圖其中1動(dòng)鐵心 11導(dǎo)桿 2恒磁體 41第一線圈 42第二線圈 6靜鐵心7導(dǎo)磁體 8閥 81滑塊 811滑桿 821主傳動(dòng)件 8211滑槽 8212轉(zhuǎn)軸8213傘型齒輪 822被動(dòng)件 83閥芯具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述如圖3、圖4、圖5所示，實(shí)施例1，雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)包括動(dòng)鐵心1、線圈、靜鐵心6、恒磁體2，恒磁體2、線圈位于動(dòng)鐵心1與靜鐵心6之間，恒磁體2的磁極方向與動(dòng)鐵心1的運(yùn)動(dòng)方向垂直，第一線圈41、第二線圈42分別位于恒磁體2的兩端，動(dòng)鐵心1呈正方形，一對恒磁體2的磁極同極相對布置于正方形的相對邊上，另兩邊相對布置有導(dǎo)磁體7，導(dǎo)磁體7與靜鐵心6制成一體，恒磁體2與導(dǎo)磁體7之間有間隙，動(dòng)鐵心1的導(dǎo)桿11是由銅材料制成。
其工作原理為當(dāng)雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)處于如圖所示的閉合狀態(tài)時(shí)，即動(dòng)鐵心的上端面與靜鐵心吸合時(shí)，恒磁體產(chǎn)生的磁力線所形成磁回路為恒磁體—?jiǎng)予F心—靜鐵心--恒磁體，即a-b-c-d-a；第一線圈41、第二線圈42通電后所產(chǎn)生的與恒磁體的磁力線方向相反的磁力線，第一線圈41的磁力線通過動(dòng)鐵心—靜鐵心--導(dǎo)磁體—?jiǎng)予F心形成磁回路，即a’-d’-c’-b’-a’，此時(shí)線圈所產(chǎn)生的磁力克服了恒磁體的吸力，使之產(chǎn)生向下的運(yùn)動(dòng)趨勢，第二線圈42的磁力線通過動(dòng)鐵心下端面--磁隙--靜鐵心--導(dǎo)磁體--動(dòng)鐵心形成磁回路，即e’-f’-g’-h’-e’，使動(dòng)鐵心的下端產(chǎn)生吸力，在兩個(gè)線圈的共同作用下，動(dòng)鐵心向下運(yùn)動(dòng)。隨著動(dòng)鐵心的向下運(yùn)動(dòng)，動(dòng)鐵心下端面與靜鐵心的間隙越來越小既磁隙越來越小，一旦動(dòng)鐵心過了中線，恒磁體所發(fā)出的磁力線由下端形成回路的磁阻小于由上端形成回路的磁阻，所以恒磁體的磁力線越來越多由下端形成回路，該磁力線在動(dòng)鐵心內(nèi)的方向與動(dòng)鐵心的運(yùn)動(dòng)方向相同，故使動(dòng)鐵心加速向下運(yùn)動(dòng)，完成開啟動(dòng)作，線圈停止供電。反之亦然，線圈通電后使動(dòng)鐵心受到一個(gè)向上的推力，動(dòng)鐵心向上運(yùn)動(dòng)即朝關(guān)閉方向運(yùn)動(dòng)。
如圖6所示，實(shí)施例2，動(dòng)鐵心1呈圓柱形，一對恒磁體2以動(dòng)鐵心1的軸線為中心線對稱分布，導(dǎo)磁體7也以動(dòng)鐵心1的軸線為中心線對稱分布，最好導(dǎo)磁體7與恒磁體2成90度，同時(shí)導(dǎo)磁體7與恒磁體2的端面形狀應(yīng)與動(dòng)鐵心1的表面密切貼合，使它們之間的間隙為最小，導(dǎo)桿11是有鋁材料制成。其余未述部分與實(shí)施例1相同。
如圖7、圖8所示，實(shí)施例3，雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)與閥連接形成恒磁電磁閥，閥8包括一滑塊81、傳動(dòng)副、閥芯83，滑塊81與導(dǎo)桿11相接，圖中傳動(dòng)副為齒輪副，它的主傳動(dòng)件821通過轉(zhuǎn)軸8212固定于閥8上，轉(zhuǎn)軸8212兩端分別為傘型齒輪8213、滑槽8211，滑塊81的滑桿811穿過滑槽8211，傳動(dòng)副的被動(dòng)件822為圓柱齒輪，它與閥芯83相連。其余未述部分與實(shí)施例1相同。
其工作原理為當(dāng)導(dǎo)桿11向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑桿811、滑槽8211向下運(yùn)動(dòng)，傘型齒輪8213逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，圓柱齒輪822轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)閥芯83同軸轉(zhuǎn)動(dòng)90度，閥的通道被打開；反之，閥關(guān)閉。
權(quán)利要求1.雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)包括動(dòng)鐵心(1)、線圈、靜鐵心(6)、恒磁體(2)，恒磁體(2)、線圈位于動(dòng)鐵心(1)與靜鐵心(6)之間，其特征在于，恒磁體(2)的磁極方向與動(dòng)鐵心(1)的運(yùn)動(dòng)方向垂直，恒磁體(2)成對相隔動(dòng)鐵心(1)布置，兩個(gè)相鄰的恒磁體(2)之間安裝有導(dǎo)磁體(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)，其特征在于，恒磁體(2)與導(dǎo)磁體(7)之間有間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)，其特征在于，成對恒磁體(2)的磁極同極相對。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)，其特征在于，動(dòng)鐵心(1)的導(dǎo)桿(11)為非導(dǎo)磁材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)，其特征在于，動(dòng)鐵心(1)呈四邊形，一對恒磁體(2)布置于四邊形的相對邊上，另兩邊相對布置有導(dǎo)磁體(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)，其特征在于，動(dòng)鐵心(1)呈圓柱形，一對恒磁體(2)以動(dòng)鐵心(1)的軸線為中心線對稱分布，導(dǎo)磁體(7)也以動(dòng)鐵心(1)的軸線為中心線對稱分布，導(dǎo)磁體(7)與動(dòng)鐵心(1)成90度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)，其特征在于，導(dǎo)磁體(7)與靜鐵心(6)制成一體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)，其特征在于，動(dòng)鐵心(1)的導(dǎo)桿(11)與一閥(8)相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)，其特征在于，閥(8)包括一滑塊(81)、傳動(dòng)副(82)、閥芯(83)，滑塊(81)與導(dǎo)桿(11)相接，傳動(dòng)副(82)的主傳動(dòng)件(821)與滑塊(81)相接，傳動(dòng)副(82)被動(dòng)件(822)與閥芯(83)相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)，其特征在于，傳動(dòng)副(82)為齒輪副，其主傳動(dòng)件(821)通過轉(zhuǎn)軸(8212)固定于閥(8)上，轉(zhuǎn)軸(8212)兩端分別為傘型齒輪(8213)、滑槽(8211)，滑塊(81)的滑桿(811)穿過滑槽(8211)，被動(dòng)件(822)為圓柱齒輪。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)，特別是一種雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)，它包括動(dòng)鐵心、線圈、靜鐵心、恒磁體，恒磁體、線圈位于動(dòng)鐵心與靜鐵心之間，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)在于，恒磁體的磁極方向與動(dòng)鐵心的運(yùn)動(dòng)方向垂直，恒磁體成對相隔動(dòng)鐵心布置，兩個(gè)相鄰的恒磁體之間安裝有導(dǎo)磁體，恒磁體與導(dǎo)磁體之間有間隙。本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)在于由于在相鄰恒磁體之間布置有導(dǎo)磁體，線圈的磁力線經(jīng)過導(dǎo)磁體形成磁回路，減少了線圈磁回路中的磁阻，增大磁通量，從而減小線圈安匝數(shù)，節(jié)約了原材料，減少發(fā)熱量，對其它電子元件無不良影響，安全性好、工作可靠，特別對制作低電壓條件下的小型化電磁執(zhí)行元件有重要意義。
文檔編號H01H50/16GK2631021SQ0325933
公開日2004年8月4日 申請日期2003年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月2日
發(fā)明者吳經(jīng)奮 申請人:吳經(jīng)奮