磁雙穩式車用氙燈遠近光變換裝置的製作方法
2023-12-08 03:51:16 1
專利名稱：磁雙穩式車用氙燈遠近光變換裝置的製作方法
專利說明
一、技術領域本實用新型涉及利用電磁力實現機械位移的機電裝置，具體來說是用於各種光源的燈具實現遠近光變換的一種機電裝置。
二背景技術：
車用氙燈是一種近年來在國內外迅速發展的新型光源，它以其高照度、低能耗、全色光等無可比擬的優勢，將肯定取代以往的傳統車用光源。
為實現車用氙燈的遠近光變換操作，傳統方式是，氙燈中分別設置遠、近光燈絲，通過對兩組燈絲的變換供電，達到變換遠、近光的目的；而另一種現有方式是變換氙燈管在前後兩個不同的位置，使其分別處於兩個具有不同照射傾角的聚焦點上，從而實現遠近光的變換。現有的氙燈管伸縮變換裝置毫不例外均是採用電磁鐵吸引加彈簧復位這種結構模式工作的，此結構在變換工作時需長期給電磁鐵供電保持磁力以保持變換的位置，因此除了一直會有能量消耗外，較大的線圈電流會導致電磁鐵長時間發熱，很易損壞，這樣的結構效率低、可靠性差。
三、實用新型內容本實用新型的目的是提供一種節約能耗、電磁鐵線圈壽命長、可靠性高的磁雙穩式車用氙燈遠近光變換裝置。本新型的目的是這樣實現的一種磁雙穩式車用氙燈遠近光變換裝置，包括氙燈管組件，電磁鐵，其特徵在於，還具有與所述氙燈管組件固聯的磁性移動構件前組永磁體和後組永磁體經非磁性材料的杆件連接為一體，兩組永磁體相鄰端的磁性相同；所述作為固定構件的電磁鐵的鐵芯上開有一通孔，磁性移動構件的杆件活動地插在鐵芯的通孔之中；還具有分別產生正向或反向脈衝、使磁性移動構件瞬時動作的遠光脈衝產生電路以及近光脈衝產生電路，二者的輸出信號經一換向開關接至電磁鐵的線圈。
本新型技術方案的原理是利用前後兩組永磁體和處於中間的電磁鐵的相互作用(同性相斥、異性相吸特徵)，使氙燈管組件(即與兩永磁體固聯的氙燈管組件)前、後移位，從而改變氙燈的物理位置。通過改變電磁鐵線圈的電流方向，實現氙燈的前、後移動。
氙燈遠近光變換操作時，對電磁鐵線圈正向輸入一個電脈衝，電磁鐵產生電磁力，若電磁鐵前部(即鐵芯前部，下同)與前組永磁體後部的極性相同，電磁鐵後部與後組永磁體前部的極性則相異，二者均產生使磁性移動構件(由前後兩組永磁體、氙燈組件組成)向前移動的作用力，磁性移動構件迅速移動，後組永磁體前部吸合在電磁鐵的鐵芯上，即氙燈在該兩作用力的合力下，迅速完成向前移動，進入氙燈遠光位置，此時，電脈衝輸入結束後，電磁鐵線圈斷電，失去電磁力，但其鐵芯仍被後組永磁體吸住，氙燈保持遠光位置；若對電磁鐵線圈反向輸入一個電脈衝，同理，磁性移動構件向後移動，氙燈隨之向後移動，進入氙燈近光位置，同樣地，脈衝結束後，電磁鐵斷電，但其鐵芯仍被前組永磁體吸住，使氙燈保持近光位置。
採用本方案，無須長期給電磁鐵線圈供電，只需一次電脈衝，使磁性移動構件運動到一個方向端位吸住，斷電後仍在該位置吸住不變，反方向送一次電脈衝，磁性移動構件則向相反方向端位運動並吸住，始終會處於兩個位置的其中一個而穩定下來，因此定義本方案為磁雙穩結構。
本新型相比現有技術而具有的特點和優點是1、節約能耗。一旦在單個電脈衝作用下完成移動、吸合動作，氙燈處於遠光或近光工作位置時，本新型勿需再消耗用以維持電磁鐵的電力，而靠永磁鐵的磁力來保持氙燈的工作位置。而現有技術是長時間地依靠對電磁鐵供電(除能耗高外，還存在大電流長時間造成線圈發熱以至損壞的缺陷)以保持氙燈的遠近光工作位置。因此，本新型的工作電耗低。
2、本新型使用壽命長。
一旦完成氙燈工作位置的變換，電磁鐵線圈就不再流經電流，不會造成現有技術中線圈長時間通電發熱而導致損壞的情況，因而，本新型的使用壽命更長。
3、可靠性高。
現有技術中使用彈簧復位，由於彈簧存在金屬疲勞以及彈性力隨使用時間而發生變化等因素，造成其可靠性差的問題。本新型中，氙燈的遠、近光位置的保持均依靠永磁鐵的磁力實現，其可靠性遠高於彈簧復位方式。
四
圖1是本新型在輸入正向脈衝時，氙燈處於近光位置時的示意圖；圖2是本新型在輸入反向脈衝時，氙燈處於遠光位置時的示意圖；圖3是本新型的立體示意圖(圖2狀況)；圖4是圖1所示電磁鐵線圈的脈衝產生電路框圖；圖5是圖4所示脈衝產生電路的電路圖。
五具體實施方式
圖1圖2圖3示出，磁性移動構件組成如下圓盤狀的前組永磁體1和後組永磁體2經非磁性材料的杆件4(如採用圓柱狀杆件)連接為一體，兩永磁體1、2相鄰端的極性相同。如圖1中，前組永磁體1的後端(所述前、後相對於圖1圖2中的上、下。下同)為N極，後組永磁體2的前端同樣為N極。氙燈管組件5(由氙燈和固定架組成)與磁性移動構件相固聯，如圖1中，氙燈管組件固定在前組永磁體1的前部。電磁鐵的鐵芯3a上開有一通孔，較好地，鐵芯3a的形狀為一中部直徑較小，兩頭直徑較大的柱狀體，其上開圓形通孔。磁性移動構件的杆件活動地插在鐵芯3a的通孔之中。永磁鐵可固定在本裝置殼體上，作為固定構件，與磁性移動構件相配合作用。當實施氙燈近光變換操作時，如圖1所示，當電磁鐵的線圈3b正向輸入一個電脈衝時，電磁鐵的前部為S極，後部為N極，由於磁力同性相斥、異性相吸原理，磁性移動構件迅速向後移動，前組永磁體1後部吸合在電磁鐵前部上，氙燈管組件向後移動，氙燈進入近光位置；如圖2所示，當電磁鐵線圈反向輸入一個電脈衝時，電磁鐵的前部變為N極，後部變為S極，同理，磁性移動構件向前移動，使氙燈進入遠光位置。上述遠近光變換操作實現後，電磁鐵線圈均斷電，且斷電後，磁性移動構件依靠永磁體的電磁力吸附在電磁鐵的鐵芯上，從而使氙燈在斷電後仍保持在遠光或近光位置上。
圖4中，遠光脈衝產生電路I、I′的輸出信號經繼電器J1驅動電路接至換向開關一端，近光脈衝產生電路II、II′的輸出信號經繼電器J2驅動電路接至換向開關的另一端。換向開關的兩輸出端分別接於電磁鐵線圈3b兩端。
圖5示出，遠光脈衝產生電路I由NPN三極體Q1，二極體D3、D1、D9，電阻R1，電容C1組成，其連接關係如下J1、C1、D9正極接車用組合開關的遠光電源輸入端，C1另一端、D3負極均接於R1一端，R1另一端接Q1基極，D3正極接地，Q1發射極接地，Q1集電極接D1負極，D1正極接J1另一輸入端，D9負極為信號輸出端；所述近光脈衝產生電路(II)與遠光脈衝產生電路(I)的電路結構完全相同，其電路中的繼電器J2接車用組合開關的近光電源輸入端。該車用組合開關可打向遠光電源一端或近光電源一端。近光脈衝產生電路II由繼電器J2，NPN三極體Q3，二極體D7、D4、D10，電阻R3，電容C3組成，其對應元器件連接關係與遠光脈衝產生電路I的相同；遠光脈衝產生電路I′由PNP三極體Q2，二極體D6、D2，電阻R2，電容C2組成，其連接關係如下Q2發射極接地，Q2集電極接D2正極，D2負極接於繼電器J1另一端，Q3基極串接R2、C2後接車用組合開關的遠光電源輸入端，R2、C2的結點接D6正極，D6負極接地；近光脈衝產生電路II′由PNP三極體Q4，二極體D8、D5，電阻R4，電容C4組成。
上述電路中，D9、D10為電源隔離三極體，在實際中，D9、D10可用兩繼電器的觸點代替，既起到隔離作用，又起反向應用(應用本車用電源系統正極接地場合)作用。D1、D2、D4、D5為三極體保護二極體。
上述遠光脈衝產生電路I、I′，近光脈衝產生電路II、II′的工作原理基本相同，以遠光脈衝產生電路I為例，其工作過程如下車用組合開關送來遠光電源，C1通過R1和Q1的發射結充電，Q1導通，J1通過D2和Q1得電而吸合，J1常開觸點閉合(即觸點c搭接在觸點a上)，電磁鐵線圈得電產生磁場工作；約0.5秒C1充滿電後，無充電電流，Q1截止，J1失電，其觸頭復位(觸頭a、c斷開，a、b接通)，電磁鐵線圈斷電，此時磁性移動構件(永磁體組件及一體的氙燈管組件)已改變過位置並吸合保持住。遠光開關斷電時，C1即通過R5和D3迅速放電，而為下次工作作好準備。遠光、近光脈衝產生電路I、II是適應一般汽車電路系統負極接地設計。遠光近光脈衝產生電路I′、II′是針對少數車用電源系統採用正極接地設計。因此，本新型對多種車用電源系統均具有良好的適應性。
上述脈衝產生電路與現有其它正向或反向脈衝產生電路相比，具有線路簡單，元件少，經濟實用的特點。
本新型廣泛適用於各種光源的其它燈具的遠近光變換場合。本新型中若採用其它光源的燈具，如鈉燈等，仍屬本新型的保護範圍。
權利要求1.一種磁雙穩式車用氙燈遠近光變換裝置，包括氙燈管組件，電磁鐵，其特徵在於，還具有與所述氙燈管組件固聯的磁性移動構件前組永磁體(1)和後組永磁體(2)經非磁性材料的杆件(4)連接為一體，兩組永磁體(1、2)相鄰端的磁性相同；所述作為固定構件的電磁鐵的鐵芯(3a)上開有一通孔，磁性移動構件的杆件(4)活動地插在鐵芯(3a)的通孔之中；還具有分別產生正向或反向脈衝、使磁性移動構件瞬時動作的遠光脈衝產生電路(I)以及近光脈衝產生電路(II)，二者的輸出信號經一換向開關接至電磁鐵的線圈(3b)。
2.根據權利要求1所述的變換裝置，其特徵在於，還具有車用組合開關以及由繼電器J1、J2構成的所述換向開關J1、J2的定觸點a、a′分別接電磁鐵的線圈(3b)兩端，J1、J2的常開觸點c、c′均接地，J1、J2的常閉觸點b、b′分別接遠、近光脈衝產生電路(I、II)的信號輸出端；所述遠光脈衝產生電路(I)由NPN三極體Q1，二極體D3、D1、D9，電阻R1，電容C1組成，其連接關係如下J1、C1、D9正極接車用組合開關的遠光電源輸入端，C1另一端、D3負極均接於R1一端，R1另一端接Q1基極，D3正極接地，Q1發射極接地，Q1集電極接D1負極，D1正極接J1另一輸入端，D9負極為信號輸出端；所述近光脈衝產生電路(II)與遠光脈衝產生電路(I)的電路結構完全相同，其電路中的繼電器J2接車用組合開關的近光電源輸入端。
3.根據權利要求2所述的變換裝置，其特徵在於，還具有遠光脈衝產生電路(I′)，它由PNP三極體Q2，二極體D6、D2，電阻R2，電容C2組成，其連接關係如下Q2發射極接地，Q2集電極接D2正極，D2負極接於繼電器J1另一端，Q3基極串接R2、C2後接車用組合開關的遠光電源輸入端，R2、C2的結點接D6正極，D6負極接地；還具有近光脈衝產生電路(II′)，它與遠光脈衝產生電路(I′)的電路結構完全相同。
4.根據權利要求1或2或3所述的變換裝置，其特徵在於，所述電磁鐵的鐵芯(3a)為一中部直徑小於兩頭的柱狀體，其上開有圓形通孔；所述杆件(4)為圓柱狀。
專利摘要一種磁雙穩式車用氙燈遠近光變換裝置，具有與所述氙燈管組件固聯的磁性移動構件前組永磁體和後組永磁體經非磁性材料的杆件連接為一體，兩組永磁體相鄰端的磁性相同；作為固定構件的電磁鐵的鐵芯上開有一通孔，磁性移動構件的杆件活動地插在鐵芯的通孔之中；還具有分別產生正向或反向脈衝使磁性移動構件瞬時動作的遠光脈衝產生電路和近光脈衝產生電路，二者的輸出信號經一換向開關接至電磁鐵的線圈。它具有少能耗、電磁鐵線圈使用壽命長、效率高、可靠性好的優點。
文檔編號F21V14/02GK2821394SQ200520034318
公開日2006年9月27日 申請日期2005年5月30日 優先權日2005年5月30日
發明者補正偉, 康健 申請人:四川一禾光源電子有限公司