專利名稱：雙穩態永磁機構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電磁執行機構，特別是一種雙穩態永磁機構。
背景技術：
盡管永磁機構有不同的結構形式，但其工作原理卻大體相似。永磁機構就其實質而言，是用永磁體實現合閘保持和分閘保持，通常其合閘都是采用電磁操作。現有的永磁機構如圖1、圖2所示，永磁體環繞動鐵心布置，由于永磁體的相對磁導率接近空氣的磁導率，即其磁阻與磁隙的磁阻相近似，線圈所產生的磁場的磁力線必須由動鐵心--磁隙—靜鐵心—動鐵心而形成閉合磁路，或由動鐵心—永磁體—靜鐵心—動鐵心而形成閉合磁路，由于磁隙和永磁體的存在，增大了磁阻，削弱了線圈產生的磁力，因此線圈的安匝數大，增加了雙穩態永磁機構的耗能量及體積。尤其在低操作電壓下，將大大增加整個機構的體積，不利于產品的小型化，并造成材料的浪費。
發明內容
本實用新型目的在于克服上述缺點，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、工作可靠的雙穩態永磁機構。
本實用新型所采用的技術方案為雙穩態永磁機構包括動鐵心、線圈、靜鐵心、恒磁體，恒磁體、線圈位于動鐵心與靜鐵心之間，其結構要點在于，恒磁體的磁極方向與動鐵心的運動方向垂直，恒磁體成對相隔動鐵心布置，兩個相鄰的恒磁體之間安裝有導磁體，恒磁體與導磁體之間有間隙。
當動鐵心的上端面與靜鐵心吸合時，恒磁體產生的磁力線所形成磁回路為恒磁體—動鐵心—靜鐵心—恒磁體，即a-b-c-d-a；由線圈通電后所產生的磁力線回路為動鐵心—靜鐵心-導磁體—動鐵心，a’-d’-c’-b’-a’，即線圈的磁力線經過導磁體形成磁回路，整個回路無磁隙，由于導磁體的磁導率要比空氣的磁導率大幾百—幾萬倍不等，而R(磁阻)＝L(磁路長度)/μS(磁導率*面積)，因此磁阻比現有的永磁機構小幾百—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大大減少，既節約了原材料，減小線圈的體積，又節約了能源，減少發熱量，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行元件有重要意義。由于恒磁體與導磁體之間有間隙，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鐵心與靜鐵心的垂直聯接面形成回路，保證了恒磁體的吸力。
本實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。
進一步為動鐵心呈四邊形，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磁體。
或動鐵心呈圓柱形，一對恒磁體以動鐵心的軸線為中心線對稱分布，導磁體也以動鐵心的軸線為中心線對稱分布，最好導磁體與恒磁體成90度，同時導磁體與恒磁體的端面形狀應與動鐵心的表面密切貼合，使它們之間的間隙為最小。
為了減少線圈所產生的磁力線泄露及減少磁力線回路中的磁隙，本實用新型在設計中還進一步具體了動鐵心的導桿為非導磁材料制成。
為了減少磁隙，最好導磁體與靜鐵心制成一體。
本實用新型可與其它元件合裝成一體，制成一種恒磁雙穩態執行器，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、傳動副、閥芯，滑塊與導桿相接，傳動副的主傳動件與滑塊相接，傳動副被動件與閥芯相連。
進一步具體為傳動副為齒輪副，其主傳動件通過轉軸固定于閥體上，轉軸兩端分別為傘型齒輪、滑槽，滑塊的滑桿穿過滑槽，被動件為圓柱齒輪。
由于本實用新型的雙穩態永磁機構的線圈具有耗電量小、發熱量低特點，將其與信號接收電路、譯碼電路以及恒磁雙穩態執行裝置的驅動電路合裝在一起不會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。
本實用新型優點在于由于在相鄰恒磁體之間布置有導磁體，線圈的磁力線經過導磁體形成磁回路，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，既節約了原材料，又節約了能源，減少發熱量，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行元件有重要意義。
圖1為現有雙穩態永磁機構結構示意圖圖2為圖1的A-A剖視圖圖3為本實用新型的結構示意圖圖4為圖3的側面剖視圖圖5為圖3的B-B剖視圖圖6為本實用新型實施例2的結構示意圖圖7為本實用新型實施例3的結構示意圖圖8為圖7的C-C剖視圖其中1動鐵心 11導桿 2恒磁體 41第一線圈 42第二線圈 6靜鐵心7導磁體 8閥 81滑塊 811滑桿 821主傳動件 8211滑槽 8212轉軸8213傘型齒輪 822被動件 83閥芯具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型進行詳細的描述如圖3、圖4、圖5所示，實施例1，雙穩態永磁機構包括動鐵心1、線圈、靜鐵心6、恒磁體2，恒磁體2、線圈位于動鐵心1與靜鐵心6之間，恒磁體2的磁極方向與動鐵心1的運動方向垂直，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磁體7，導磁體7與靜鐵心6制成一體，恒磁體2與導磁體7之間有間隙，動鐵心1的導桿11是由銅材料制成。
其工作原理為當雙穩態永磁機構處于如圖所示的閉合狀態時，即動鐵心的上端面與靜鐵心吸合時，恒磁體產生的磁力線所形成磁回路為恒磁體—動鐵心—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的磁力線通過動鐵心—靜鐵心--導磁體—動鐵心形成磁回路，即a’-d’-c’-b’-a’，此時線圈所產生的磁力克服了恒磁體的吸力，使之產生向下的運動趨勢，第二線圈42的磁力線通過動鐵心下端面--磁隙--靜鐵心--導磁體--動鐵心形成磁回路，即e’-f’-g’-h’-e’，使動鐵心的下端產生吸力，在兩個線圈的共同作用下，動鐵心向下運動。隨著動鐵心的向下運動，動鐵心下端面與靜鐵心的間隙越來越小既磁隙越來越小，一旦動鐵心過了中線，恒磁體所發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，該磁力線在動鐵心內的方向與動鐵心的運動方向相同，故使動鐵心加速向下運動，完成開啟動作，線圈停止供電。反之亦然，線圈通電后使動鐵心受到一個向上的推力，動鐵心向上運動即朝關閉方向運動。
如圖6所示，實施例2，動鐵心1呈圓柱形，一對恒磁體2以動鐵心1的軸線為中心線對稱分布，導磁體7也以動鐵心1的軸線為中心線對稱分布，最好導磁體7與恒磁體2成90度，同時導磁體7與恒磁體2的端面形狀應與動鐵心1的表面密切貼合，使它們之間的間隙為最小，導桿11是有鋁材料制成。其余未述部分與實施例1相同。
如圖7、圖8所示，實施例3，雙穩態永磁機構與閥連接形成恒磁電磁閥，閥8包括一滑塊81、傳動副、閥芯83，滑塊81與導桿11相接，圖中傳動副為齒輪副，它的主傳動件821通過轉軸8212固定于閥8上，轉軸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，傳動副的被動件822為圓柱齒輪，它與閥芯83相連。其余未述部分與實施例1相同。
其工作原理為當導桿11向下運動時，滑桿811、滑槽8211向下運動，傘型齒輪8213逆時針運動，圓柱齒輪822轉動，帶動閥芯83同軸轉動90度，閥的通道被打開；反之，閥關閉。
權利要求1.雙穩態永磁機構包括動鐵心(1)、線圈、靜鐵心(6)、恒磁體(2)，恒磁體(2)、線圈位于動鐵心(1)與靜鐵心(6)之間，其特征在于，恒磁體(2)的磁極方向與動鐵心(1)的運動方向垂直，恒磁體(2)成對相隔動鐵心(1)布置，兩個相鄰的恒磁體(2)之間安裝有導磁體(7)。
2.根據權利要求1所述的雙穩態永磁機構，其特征在于，恒磁體(2)與導磁體(7)之間有間隙。
3.根據權利要求1所述的雙穩態永磁機構，其特征在于，成對恒磁體(2)的磁極同極相對。
4.根據權利要求1所述的雙穩態永磁機構，其特征在于，動鐵心(1)的導桿(11)為非導磁材料制成。
5.根據權利要求1所述的雙穩態永磁機構，其特征在于，動鐵心(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磁體(7)。
6.根據權利要求1所述的雙穩態永磁機構，其特征在于，動鐵心(1)呈圓柱形，一對恒磁體(2)以動鐵心(1)的軸線為中心線對稱分布，導磁體(7)也以動鐵心(1)的軸線為中心線對稱分布，導磁體(7)與動鐵心(1)成90度。
7.根據權利要求1所述的雙穩態永磁機構，其特征在于，導磁體(7)與靜鐵心(6)制成一體。
8.根據權利要求1所述的雙穩態永磁機構，其特征在于，動鐵心(1)的導桿(11)與一閥(8)相連。
9.根據權利要求8所述的雙穩態永磁機構，其特征在于，閥(8)包括一滑塊(81)、傳動副(82)、閥芯(83)，滑塊(81)與導桿(11)相接，傳動副(82)的主傳動件(821)與滑塊(81)相接，傳動副(82)被動件(822)與閥芯(83)相連。
10.根據權利要求9所述的雙穩態永磁機構，其特征在于，傳動副(82)為齒輪副，其主傳動件(821)通過轉軸(8212)固定于閥(8)上，轉軸(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)，被動件(822)為圓柱齒輪。
專利摘要本實用新型涉及一種電磁執行機構，特別是一種雙穩態永磁機構。本實用新型雙穩態永磁機構，它包括動鐵心、線圈、靜鐵心、恒磁體，恒磁體、線圈位于動鐵心與靜鐵心之間，其結構要點在于，恒磁體的磁極方向與動鐵心的運動方向垂直，恒磁體成對相隔動鐵心布置，兩個相鄰的恒磁體之間安裝有導磁體，恒磁體與導磁體之間有間隙。本實用新型優點在于由于在相鄰恒磁體之間布置有導磁體，線圈的磁力線經過導磁體形成磁回路，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，節約了原材料，減少發熱量，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 優先權日2003年7月2日
發明者吳經奮 申請人:吳經奮