CN101620951B - 电磁继电器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电磁继电器，能够防止由电磁排斥而引起的不良情况，并且零件数量、组装工序少，构造简单。本发明的电磁继电器使可动触头(63)的两端部分别与并列设置的一对固定触点端子(52、53)接触、分离，可动触头基于电磁铁块(30)的励磁、消磁而在轴心方向上往复移动，并且配置在驱动轴(61)的一端部。以由第一电磁铁片(62)和第二电磁铁片(64)将可动触头夹持在中间的方式插通驱动轴，并且利用穿套在驱动轴上的螺旋弹簧(65)对第二电磁铁片向驱动轴的一端部侧施力，在可动触头与一对固定触点端子接触的情况下，第一电磁铁片和形成磁路的第二电磁铁片将可动触头按压到一对固定触点端子上。

Description

电磁继电器
技术领域
本发明涉及一种电磁继电器，特别是涉及功率负荷用电磁开关。
背景技术
以往，在功率负荷用电磁开关中，若在触点的开闭时流过异常电流，则在固定触点与可动触点之间作用电磁排斥力。因此，触点压力下降，接触阻力变大，焦耳热急剧增加，或者触点分离开而产生电弧热，由此使可动触点及固定触点熔敷。
为了防止这样的触点熔敷，例如公开有具有如下特征的开关的可动触头支承装置，即，在设于支承台的窗孔部配设有可动触头，并且在滑动限制孔部配置有下部磁性片，所述可动触头在上表面安装有上部磁性片，并且经由按压弹簧而可在上下方向上滑动，所述滑动限制孔部设置在窗孔部的下侧部，在上部和下部具有限制部，宽度比窗孔部宽，并且经由按压弹簧可在上下方向上滑动(参照专利文献1)。
更加具体地，如专利文献1的图4所示，为了消除由电磁反作用带来的不良情况，利用作为电磁铁片的两个上部、下部磁性片13、20夹着可动触头15。
专利文献1：日本实开昭60-163658号公报
但是，在上述电磁继电器中，利用按压弹簧16对一上部磁性片13向可动触头15施力，另一方面，利用按压弹簧23对另一下部磁性片20向所述可动触头15施力，故而具有零件数量、组装工序多，构造复杂的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种能够防止由电磁排斥而引起的不良情况且零件数量、组装工序少、构造简单的电磁继电器。
为了解决上述课题，本发明的电磁继电器使可动触头的两端部分别与并列设置的一对固定触点接触、分离，所述可动触头基于电磁铁块的励磁、消磁而在轴心方向上往复移动，并且配置在驱动轴的一端部，其中，以由第一电磁铁片和第二电磁铁片将可动触头夹持在中间的方式插通驱动轴，并且利用穿套在所述驱动轴上的螺旋弹簧对所述第二电磁铁片向所述驱动轴的一端部侧施力，在所述可动触头与所述一对固定触点接触的情况下，所述第一电磁铁片和形成磁路的所述第二电磁铁片将所述可动触头按压在所述一对固定触点上。
根据本发明，由于利用一个螺旋弹簧对第二电磁铁片向驱动轴的一端部侧施力，故而无需现有例那样的两个螺旋弹簧。因此，能够防止由电磁排斥引起的不良情况，并且可得到零件数量、组装工序少且构造简单的电磁继电器。
作为本发明的实施方式，往复移动的截面大致コ形的第二电磁铁片的上端面分别与板状的第一电磁铁片的下表面接触、分离。
根据本实施方式，通过使截面大致コ形的第二电磁铁片的上端面与板状的第一电磁铁片的下表面接触、分离，能够防止由电磁排斥引起的不良情况，并且可得到零件数量、组装工序少且构造简单的电磁继电器。
作为本发明的另一实施方式，也可以使第一电磁铁片的两端部分别在往复移动的截面大致コ形的第二电磁铁片的相对向的内侧面上滑动。
根据本实施方式，在驱动轴的动作初始阶段，由于第一电磁铁片的两端部在第二电磁铁片的相对向的内侧面滑动，故而磁阻小，可得到大的吸引力，能够可靠地限制可动触头的熔敷。
作为本发明的又一实施方式，可以构成为：第一、第二电磁铁片都具有大致L形的截面形状，一电磁铁片的弯曲部分的前端面与另一电磁铁片的平坦面接触、分离。
根据本实施方式，由于第一、第二电磁铁片具有同一截面形状，故而能够共用零件，零件管理变得简单。
作为本发明的其他实施方式，可以构成为：第一、第二电磁铁片都具有大致コ形的截面形状，弯曲部分的前端面彼此接触、分离。
根据本实施方式，由于第一、第二电磁铁片具有同一截面形状，故而能够共用零件，零件管理变得简单。
特别是，截面大致L形或截面大致コ形的第一、第二电磁铁片的接触分离面也可以是可彼此接触、分离的锥面。
根据本实施方式，具有可得到吸附面积增大、磁阻减小、耗电少的电磁继电器的效果。
附图说明
图1(A)、(B)是表示应用了本发明的触点装置的功率负荷用电磁继电器的第一实施方式的立体图；
图2是图1所示的触点装置的正面剖面图；
图3是图1所示的触点装置的侧面剖面图；
图4是图1所示的触点装置的分解立体图；
图5是图1所示的的触点装置的主要部分分解立体图；
图6(A)、(B)是图5所示的驱动机构组件的立体图及剖面图；
图7是图4所示的驱动机构组件及触点机构组件的分解立体图；
图8是图4所示的驱动机构组件的分解立体图；
图9是图8所示的触点机构组件的分解立体图；
图10是图9所示的可动触点块的分解立体图；
图11(A)是可动触点块的主要部分立体图，图11(B)是图11(A)的主要部分放大立体图；
图12是图4所示的罩的分解立体图；
图13是表示第一实施方式的触点装置的吸引力特性的曲线图；
图14(A)～(D)分别是表示第二、第三、第四及第五实施方式的可动触点块的主要部分放大立体图。
附图标记说明
10：基座(壳体)
11：凹部
20：驱动机构组件
21：第一磁轭
21a：插通孔
22：第二磁轭
23：气体封入管
30：电磁铁块
31：卷线筒
31c：中心孔
32：线圈
33：中继端子
33a：引线
34：有底筒体
35：环状辅助磁轭
35a：插通孔
36：O形环
40：固定铁芯
41：复位用螺旋弹簧
42：可动铁芯
43：连接用管
44：上方可动铁芯
45：环状磁铁
46：下方可动铁芯
47：缓冲用圆板
50：触点机构组件
51：密封容器
52、53：固定触点端子
54：环状裙部
60：可动触点块
61：驱动轴
62：第一电磁铁片
63：可动触头
64：第二电磁铁片
65：触点压力用螺旋弹簧
66：触点压力用板簧
66a：限位用卡止爪
70：罩
71：绝缘用深槽
76、77：***用缝隙
80：阶梯部
81：弹性腕部
82：导向用壁
83：限位用卡止爪
90：保持部件
93：磁铁
100：连接器
110：连接器插件(コネクタ受け)
具体实施方式
参照图1～图14说明应用了本发明的触点装置的实施方式即功率负荷用电磁继电器。
如图1～图13所示，第一实施方式的功率负荷用电磁继电器大致的构成为：在壳体(基座)10内收纳有上下一体化的驱动机构组件20及触点机构组件50，并且将罩70嵌合覆盖在所述壳体10上。
如图4所示，所述壳体10是可收纳后述的驱动机构组件20的具有底面的箱形，在其底面中央部设有用于对所述驱动机构组件20进行定位的嵌合用凹部11(图2及图3)。另外，所述壳体10在从其外周角部的下方缘部向侧方突设的台座部12上突设有安装孔13及加强用肋14。其中，在一个台座部12不设置安装孔而是设有安装时的标记。另外，所述壳体10在相对向的侧壁的开口缘部设有用于防止后述的罩70脱落的卡合孔15。
如图5～图7所示，驱动机构组件20在截面大致コ形的第一磁轭21与架设于所述第一磁轭21两端部的第二磁轭22之间固定有在卷线筒31上卷绕有线圈32的电磁铁块30。
如图5所示，第一磁轭21在其底面中央设有用于使后述的有底筒体34插通的插通孔21a，并且在其两端部形成有用于嵌合第二磁轭22的切口部21b。
如图7所示，第二磁轭22具有可将其两端部分别卡合于所述第一磁轭21的切口部21b且进行架设的平面形状，在其中央部设有铆接孔22a。另外，所述第二磁轭22在其上表面角部设有锪孔22b，并且通过钎焊使气体封入管23与所述锪孔22气密接合。
如图5及图7所示，电磁铁块30在两端具有凸缘部31a、31b的卷线筒31上卷绕有线圈32而形成，在设于所述凸缘部31a的中继端子33、33上缠绕并焊接有所述线圈32的引出线。另外，在所述中继端子33、33上分别连接有引线33a。如图5及图6所示，在贯通所述卷线筒31的凸缘部31a、31b的中心孔31c***有底筒体34。所述有底筒体34的上方开口部通过激光焊接而与所述第二磁轭22的下表面气密接合。而且，所述有底筒体34在从第一磁轭21的插通孔21a突出的下端部嵌合有环状辅助磁轭35，并利用O形环36防止其脱落。所述O形环36防止所述环状辅助磁轭35脱落，并且实现了吸音及吸振功能。
根据本实施方式，由于下述的可动铁芯42的外周面与所述第一磁轭21、环状辅助磁轭35的相对面积增大且磁阻减小，故而具有磁效率提高且可降低耗电的优点。
如图6(B)所示，在所述有底筒体34内依次收纳有固定铁芯40、复位用螺旋弹簧41以及可动铁芯42。而且，将所述固定铁芯40的上端部与所述第二磁轭22的铆接孔22a铆接固定。因此，利用所述复位用螺旋弹簧41的弹力对可动铁芯42向下方侧施力，另一方面，在设置于其底面的凹部安装有橡胶制的缓冲用圆板48。另外，如图7所示，在所述有底筒体34的其内侧底面与橡胶制的所述缓冲用圆板48之间收纳有防粘接用金属片49。
如图6(B)所示，所述可动铁芯42具有可将后述的驱动轴61***的内径的轴孔，且将上方可动铁芯44、环状磁铁45及下方可动铁芯46***到由非磁性材料构成的连接用管43并形成一体。另外，通过利用所述连接用管43来屏蔽所述环状磁铁45的磁力，可以形成所期望的磁路。
如图9所示，所述触点机构组件50在陶瓷制密封容器51与所述第二磁轭22的上表面连接成一体而形成的密闭空间内配置有遮蔽部件55及可动触点块60。
在所述密封容器51的顶面钎焊有一对截面大致T形的固定触点端子52、53，并且在下方开口缘部钎焊有连接用环状裙部54。在所述固定触点端子52、53的上表面设有螺纹孔52a、53a。而且，将所述环状裙部54定位在所述第二磁轭22的上表面并利用激光焊接成一体而形成所述密闭空间。
所述遮蔽部件55将金属制遮蔽用环57嵌合在中央具有贯通孔56a的浅底箱状树脂成型件56上，且将在所述箱状树脂成型件56的底面突设的铆接用突起56b铆接而形成一体。所述金属制遮蔽用环57用于将触点开闭时产生的电弧拢住、防止所述密封容器51的钎焊部分熔融。
如图10所示，可动触点块60将截面大致T形的驱动轴61依次***板状的第一电磁铁片62、可动触头63、截面大致コ形的第二电磁铁片64、触点压力用螺旋弹簧65、截面大致V形的触点压力用板簧66以及垫圈67，且将E形环68卡合在形成于所述驱动轴61外周面的环状槽部61a并进行组装。特别是，经由触点压力用螺旋弹簧64对第一电磁铁片62、可动触头63以及第二电磁铁片62向上方施力，其结果是，在可动触头63的下表面与触点压力用板簧66的两端部之间形成微小的间隙，在动作时产生延时。
另外，板簧66在其两端部分别形成有一对限位用卡止爪66a、66a，其分别卡止在可动触头63的两侧缘部。因此，由于将板簧66的限位用卡止爪66a卡止在可动触头63的两侧缘部并准确地进行按压，具有可得到动作特性偏差小的电磁继电器的优点。
另外，通过可动触头63的两端部与固定触点端子52、53接触时流过的大电流，在固定触点端子52、53与可动触头63之间产生排斥力。但是，通过使可动触点块60的第一、第二电磁铁片62、64基于上述大电流而产生相互吸引的磁力，限制可动触头63要离开固定触点端子52、53的动作，防止因电弧的产生而引起的触点熔敷。
如图11(B)所示，将第一实施方式的可动触点块60的第一、第二电磁铁片62、64形成为第一电磁铁片62的两端部与所述第二电磁铁片64两端部的上表面抵接的结构。根据本实施方式，在可动触头63与固定触点端子52、53抵接的初始阶段，若在可动触头63流过大电流，则第一电磁铁片62与第二电磁铁片64相互吸引，将可动触头63推压到触点端子52、53。因此，具有可动触点63不会排斥固定触点端子52、53而是吸附于固定触点端子62、53且既不产生电弧又不发生触点熔敷的优点。
另外，第一、第二电磁铁片62、64不限于上述实施方式，也可以为图14所示的实施方式。另外，为了便于说明，在图11及图14中酌情省略了可动触头63及触点压力用板簧66。
例如图14(A)所示，也可以为第一电磁铁片62的两端面与截面大致コ形的第二电磁铁片64的相对的内侧面相邻的结构(第二实施方式)。根据本实施方式，在可动触头63与固定触点端子52、53抵接的初始阶段，第一电磁铁片62的两端面与第二电磁铁片64的内侧面相对。但是，在可动触头63以规定的压力与固定触点端子52、53接触并完成了动作的阶段，成为将第一电磁铁片62的两端面从第二电磁铁片64的两端面推出去的状态。因此，在可动触头63与固定触点端子52、53抵接的初始阶段，磁阻小且可产生大的吸引力。其结果是，能够可靠地限制可动触头63与固定触点端子63的分离，并可防止触点熔敷。
另外，如图14(B)所示，可以配置为使截面大致L形的第一、第二电磁铁片62、64相互抵接(第三实施方式)。根据本实施方式，由于第一、第二电磁铁片62、64具有相同的形状，因而部件的共用化成为可能且使部件管理变得容易。
另外，如图14(C)所示，也可以配置为使截面大致コ形的第一、第二电磁铁片62、64的直角的两端面彼此抵接(第四实施方式)。在本实施方式中，也与上述第二实施方式同样，部件的共用化成为可能且使部件管理变得容易。
而且，如图14(D)所示，也可配置为使截面大致コ形的第一、第二电磁铁片62、64的倾斜的两端面彼此抵接(第五实施方式)。根据本实施方式，部件管理变得容易，并且由于吸附的前端面62a、64a为倾斜面，因而相对的吸附面积大且吸附力强。
触点压力用螺旋弹簧65及板簧66都用来对可动触头63赋予触点压力。在本实施方式中，通过将触点压力用螺旋弹簧65及板簧66组合，使吸引力特性的调整变得容易，具有设计的自由度大的优点。
如图12所示，所述罩70具有可嵌合在所述壳体10上的平面形状。而且，所述罩70在其内侧面嵌入有由平面大致コ形的磁性材料构成的保持部件90。
如图4所示，所述罩70在设于其顶面中央的绝缘用深槽部71的两侧分别设有端子孔72、73。另外，所述罩70从短边侧的两侧侧面分别向侧方突设有承受部74、75。另外，在所述承受部74、75的基部设有可分别***外部连接端子95、96的***缝隙76、77。而且，在通过冲压加工而弯折的所述外部连接端子95、96的一端侧植设有可拧合连接用螺母的双头螺栓95a、96a。
所述罩70在其长边侧的两侧侧面分别向侧方突设有阶梯部80、80，并且在其一侧侧面突设有用于防止后述的连接器100脱落的弹性腕部81。而且，位于所述弹性腕部81下方侧的阶梯部80在其外侧缘部突设有导向用壁82，并且在其上表面端部突设有一对限位用爪部83、83。
如图12所示，所述保持部件90在其相对的内侧面以规定的间距突设有定位用突起91，并且从其下方缘部切出定位用爪部92。经由所述定位用突起91及爪部92将两片一组的磁铁93相互相对地配置两组。所述磁铁93利用磁力牵引在可动触头63与固定触点端子52、53之间产生的电弧，从而易于消除电弧。
如图4所示，安装于所述罩70的连接器100与连接于所述中继端子33的引线33a相连接。而且，在所述罩70的阶梯部80载置所述连接器100并使其沿所述导向壁82滑动，由此，将弹性腕部81卡止在连接器100的弹性舌片101以防止其脱落(图1(B))。另外，通过使所述引线33a卡合在一对限位用爪部83、83上而对其进行限位。
下面，说明本实施方式的密封触点装置的组装方法。
首先，将卷线筒31上卷绕有线圈32的电磁铁部30载置于第一磁轭21并进行定位。另一方面，将遮蔽部件55定位在预先铆接固定有固定铁芯40的第二磁轭22的上表面中央，并且将可动触点块60的驱动轴61***到所述遮蔽部件55的贯通孔56a及固定铁芯40的轴孔。然后，将钎焊有固定触点端子52、53及环状裙部54的密封容器51的内周缘部嵌合在所述遮蔽部件55的遮蔽用环57上。一边用所述密封容器51的开口缘部的下端面按压箱状树脂成形件56，一边将所述环状裙部54激光焊接在第二磁轭22的上表面并形成一体。
接着，将从固定铁芯40的下表面突出的驱动轴61***到复位用螺旋弹簧41及可动铁芯42的轴孔。然后，抵抗复位用螺旋弹簧41的弹力压入可动铁芯42直至与固定铁芯40抵接。另外，压入驱动轴61直至得到规定的触点压力，保持可动触头63以规定的触点压力与固定触点端子52、53接触的状态，将所述驱动轴61的下端部与可动铁芯42焊接而形成一体。接着，在设于所述可动铁芯42底面的凹部中安装橡胶制的缓冲用圆板48。然后，将收纳有防粘接用金属垫片49的有底筒体34罩在所述可动铁芯42及橡胶制的缓冲用圆板48上，利用激光焊接将其开口缘部焊接在第二磁轭22的下表面并形成一体。然后，从气体封入管23内将密闭空间内的空气抽出之后，注入惰性气体，将所述气体封入管23铆接并密封。
其次，将有底筒体34***到所述卷线筒31的中心孔31c，使第二磁轭22的两端部与第一磁轭21的切口部21b嵌合并固定。然后，将环状辅助磁轭35嵌合在从第一磁轭21的插通孔21a突出的有底筒体34的下端部后，利用O形环36防止其脱落。
接着，将上下一体化的驱动机构组件20及触点机构组件50***到壳体10内，将突出的有底筒体34的下端部嵌合在壳体10的凹部11并进行定位，并且从所述切口部16(图4)引出引线33a。然后，将罩70的卡合爪部84卡合于所述壳体10的卡合孔15内并将其固定。接着，通过将外部连接端子95、96从侧方***到所述罩70的***用缝隙76、77，且将小螺钉99a、99b拧合在固定触点端子52、53的螺纹孔52a、53a，将所述外部连接端子95、96固定。
如图1所示，通过将从所述壳体10引出的引线33a弯折并使连接器100沿着设于阶梯部80的导向用壁部82滑动，将弹性腕部81卡止在连接器100的弹性爪部101以防止其脱落。最后，将引线33a卡止在弹性爪部83、83以进行限位。由此，得到本实施方式的功率负荷用电磁继电器。
下面，说明本实施方式的触点装置的动作。
如图2所示，在未对线圈32施加电压的情况下，利用复位用螺旋弹簧41的弹力及可动铁芯42的永久磁铁45的磁力而使可动铁芯42与固定铁芯40分离。因此，可动触头63的两端部与固定触点端子52、53的下端部分离。
另外，在对所述线圈32施加电压时，如图13所示，固定铁芯40吸引可动铁芯42，使可动铁芯42抵抗复位用螺旋弹簧41的弹力而向固定铁芯40侧移动(第一阶段S1)。因此，使与所述可动铁芯42一体的驱动轴61向轴心方向移动，使可动触头63的两端部与固定触点端子52、53的下端部抵接。此时，在所述可动触头63流过大电流且在所述可动触头63与固定触点端子52、53之间产生排斥力。但是，由于在第一电磁铁片62与第二电磁铁片64之间也同时产生磁力并彼此吸引，因而限制了可动触头63要离开固定触点端子52、53的动作，从而防止了因电弧的产生而引起的触点熔敷。
另外，可动铁芯42被吸引到固定铁芯40侧，使可动铁芯42抵抗所述复位用螺旋弹簧41及触点压力用螺旋弹簧65的弹力而移动，从而增大了触点压力(第二阶段S2)。接着，在可动触头63抵抗所述复位用螺旋弹簧41、触点压力用螺旋弹簧65以及触点压力用板簧66的弹力而以规定的压力与固定触点端子52、53的下端部接触之后(第三阶段)，可动铁芯61与固定铁芯40相吸附并保持该状态。
最后，在停止对所述线圈32施加电压时，所述磁力消失，利用复位用螺旋弹簧41的弹力，使可动铁芯42与固定铁芯40分离。接着，在可动触头63与固定触点端子52、53分离之后，可动铁芯42恢复到原来的位置。在复位时，安装于可动铁芯42底面凹部的缓冲用圆板49与防粘接用金属垫片48冲撞，所述缓冲用圆板48将冲击力吸收并缓和。
根据本实施方式，将两种类型的触点压力用螺旋弹簧65及板簧66进行了组合。因此，如图13所示，弹簧负荷呈多阶变化且易于跟随吸引力特性曲线，因而具有容易设计、设计的自由度大的优点。
另外，在本实施方式中，对将辅助磁轭35形成平面圆形的情况进行了说明，但也可以是平面矩形。
另外，虽然对利用O形环36防止所述环状辅助磁轭35脱落的情况进行了说明，但并非局限于此，例如也可以通过点焊而固定在有底筒体34上。
产业上的可应用性
对本实施方式应用于功率负荷用电磁继电器的情况进行了说明，但并非局限于此，显然也可以应用于其它的电器设备。

Claims (6)

1.一种电磁继电器，使可动触头的两端部分别与并列设置的一对固定触点接触、分离，所述可动触头基于电磁铁块的励磁、消磁而在轴心方向上往复移动，并且配置在驱动轴的一端部，其特征在于，
以由第一电磁铁片和第二电磁铁片将可动触头夹持在中间的方式插通所述驱动轴，并且利用穿套在所述驱动轴上的螺旋弹簧对所述第二电磁铁片向所述驱动轴的一端部侧施力，在所述可动触头与所述一对固定触点接触的情况下，所述第一电磁铁片和形成磁路的所述第二电磁铁片将所述可动触头按压在所述一对固定触点上；
进而，还具备有板簧，其插通所述驱动轴，在未对线圈施加电压时形成微小间隙地不与所述可动触头接触，在对线圈施加电压时将所述可动触头按压到所述固定触点。
2.如权利要求1所述的电磁继电器，其特征在于，
往复移动的截面大致コ形的第二电磁铁片的上端面分别与板状的第一电磁铁片的下表面接触、分离。
3.如权利要求1所述的电磁继电器，其特征在于，
第一电磁铁片的两端部分别在往复移动的截面大致コ形的第二电磁铁片的相对向的内侧面上滑动。
4.如权利要求1所述的电磁继电器，其特征在于，
第一、第二电磁铁片都具有大致L形的截面形状，一电磁铁片的弯曲部分的前端面与另一电磁铁片的平坦面接触、分离。
5.如权利要求1所述的电磁继电器，其特征在于，
第一、第二电磁铁片都具有大致コ形的截面形状，弯曲部分的前端面彼此接触、分离。
6.如权利要求5所述的电磁继电器，其特征在于，
截面大致コ形的第一、第二电磁铁片的前端面具有可彼此接触、分离的锥面。
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