CN101297384A - 开关装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种组装作业容易、组装精度高、工作特性没有差异的开关装置。并列设置多对能够接合、分离地相对的可动接点(22a)和固定接点(21a)，并将其串连连接以使电流在同时闭合的所述可动接点(22a)和所述固定接点(21a)之间向同一方向流动。此外，在所述可动接点(22a)和所述固定接点(21a)的侧方设置有永久磁铁(86、87)，以使得形成使所述接点之间产生的电弧向上下任一方向延伸的磁场。

Description

开关装置

技术领域

本发明涉及开关装置，特别是涉及适于能够开关大电流、高电压的小型功率继电器的开关装置。

背景技术

在现有技术中，作为能够开关大电流、高电压的开关装置，例如有设置消弧用磁铁的密封接点装置(参见专利文件1)。

即，如专利文献1的图1(a)、(b)所示，在固定接点3a和可动接点8c的前后方向上设置有一对消弧用永久磁铁6a，所述固定接点3a和可动接点8c能够在上下方向上相对地接合、分离。

专利文件1：(日本)特开2000-340087号公报。

然而，在所述的密封接点装置中，需要将所述消弧用永久磁铁6a设置在所述固定接点3a及可动接点8c与固定铁芯9c之间，并且需要将其组装在可动接触件8的下方侧。因此，无法后安装所述永久磁铁6a，从而存在需要组装作业的时间、组装精度低、工作特性容易产生差异的问题。

发明内容

鉴于所述问题，本发明所解决的技术问题是，提供了一种组装作业容易、组装精度高、且工作特性没有差异的开关装置。

为了解决所述技术问题，本发明提供一种开关装置，其结构是，并列设置多对能够接合、分离地相对的可动接点和固定接点，并且按照电流在同时闭合的所述接点间向同一方向流动的方式进行串连连接，并且，在所述接点的侧方配置至少一个永久磁铁，以形成磁场，所述磁场使所述接点间产生的电弧向上下任一方向延伸。

根据本发明，可以获得一种开关装置，其中由于永久磁铁配置在并列设置的多对接点的侧方，因此，容易进行后安装，组装作业不麻烦，组装精度高，而且工作特性没有差异。

作为本发明的一种实施方式，永久磁铁也可以配置在并列设置的相邻多对接点间的侧方。

根据该实施方式，除了所述效果之外，还可以利用一个永久磁铁在相邻的两侧接点均匀分布磁力。因此，可以获得部件数量少、生产性高且工作特性没有差异的开关装置。

作为本发明的另一种实施方式，也可以间隔并列设置的多对接点而在两侧侧方相对地配置一对永久磁铁。

根据该实施方式，除了所述效果之外，通过一对永久磁铁可以形成更强的磁场。这样，由于使在接点间产生的电弧向上下任一方向上更大地延伸，从而能够获得接点寿命更长的开关装置。

作为本发明提供的另一种开关装置，其结构是，能够接合、分离地并列设置多对设置于可动接触片上端部的可动接点和设置于固定接触片上端部的固定接点，并且按照电流在同时闭合的所述接点中向同一方向流动的方式进行串连连接，并且，在所述接点的侧方配置至少一个永久磁铁，以形成磁场，所述磁场使所述接点间产生的电弧向上下任一方向延伸。

根据本发明，由于永久磁铁配置在并列设置的多对接点的侧方，因而容易进行后安装。从而，可获得组装作业不麻烦、组装精度高、且工作特性没有差异的开关装置。特别是，永久磁铁设置在接点的侧方，使得后安装容易，且部件配置容易，因而不需要象现有技术那样使可动接触片复杂地弯曲。这样，能够获得可动接触片的部件精度和组装精度提高、且具有更优良的工作特性的开关装置。

作为本发明的一种实施方式，永久磁铁也可以配置在并列设置的相邻多对接点间的侧方。

根据该实施方式，除了所述效果之外，还可以利用一个永久磁铁在相邻的两侧接点均匀分布磁力。因此，可以获得部件数量少、生产性高且工作特性没有差异的开关装置。

作为本发明的另一种实施方式，也可以间隔并列设置的多对接点而在两侧侧方相对地配置一对永久磁铁。

根据该实施方式，除了所述效果之外，通过一对永久磁铁可以形成更强的磁场。这样，由于使在接点间产生的电弧向上下任一方向上更大地延伸而消失，从而能够获得接点寿命更长的开关装置。

作为本发明的另一种实施方式，将从支承可动接触片和固定接触片的基座的底面突出的所述可动接触片和所述固定接触片的端子部用配置在所述基座底面的旁路金属件串连连接，以使得电流在同时闭合的接点中向同一方向流动。

根据该实施方式，在可动接点和固定接点串连连接的情况下，通过由接点划分的基座底面进行连接。这样，不仅永久磁铁的组装作业容易，可动接点和固定接点的连接作业也变得容易，从而具有能够获得生产性进一步提高的开关装置的效果。

附图说明

图1是本发明开关装置的实施方式的功率继电器的立体图；

图2是表示图1所示的功率继电器去掉外壳的状态的立体图；

图3是表示图2所示的功率继电器去掉内壳的状态的立体图；

图4是表示图3所示的功率继电器去掉外基座的状态的立体图；

图5是表示图4所示的功率继电器去掉内基座的状态的立体图；

图6A是图5所示的功率继电器的正视图，图6B是图1所示的功率继电器的纵剖面图；

图7是用于说明电流的流向和磁力线的流向的立体图；

图8是图1所示的实施方式的分解立体图；

图9A和图9B是表示外基座的上视立体图和下视立体图；

图10A、图10B是用于说明由继电器本体组装功率继电器的工序的立体图；

图11A、图11B是用于说明由继电器本体组装功率继电器的工序的立体图；

图12A、图12B是用于说明由继电器本体组装功率继电器的工序的立体图；

图13A、图13B是用于说明由继电器本体组装功率继电器的工序的立体图；

图14是继电器本体的分解立体图；

图15A和图15B是表示图14所示的组装了可动铁片和卡片状态的前视立体图和后视立体图。

标记说明

10：继电器本体

11：内基座

12：大绝缘壁

13：小绝缘壁

14a、14b：端子孔

15a、15b：端子孔

16：凹部

17：引导凹槽

20：接点机构

21、23：第一、第二固定接触片

21a、23a：第一、第二固定接点

21b、23b：端子

22、24：第一、第二可动接触片

22a、24a：第一、第二可动接点

22b、24b：端子部

22c、24c：上端部

30：铰链弹簧

31：弹性爪部

32：中央舌片

40：可动铁片

41：垂直部

42：水平部

45：卡片

46、47：操作用凹部

48：幕板部

50：电磁铁组件

51：绕线架

52、53：线圈端子

52a、53a：一端部

52b、53b：端子部

54：线圈

55：铁芯

55b：磁极部

56：磁轭

60：内壳

70：外基座

71a～71d：端子孔

72a～72d：支承孔

73：分隔壁

74、75：支承壁

74a、75a：切口部

76：凹槽部

77a～77d：密封材料放置用凹部

81～84：引出片端子

85：旁路金属件

90：外壳

99：密封材料

具体实施方式

参照图1至图15对将本发明用于小型功率继电器的实施方式进行说明。

如图8所示，该实施方式是将继电器本体10安装在由外基座70和外壳90构成的外罩95内的功率继电器。

如图14所示，所述继电器本体10包括：内基座11、接点机构20、铰链弹簧30、具有卡片45的可动铁片40、电磁铁组件50和内壳60。

如图14所示，内基座11在其上面中央部突设有平面看大致C字形的大绝缘壁12，并且在所述大绝缘壁12的基部旁边突设有小绝缘壁13。此外，在所述大绝缘壁12和所述小绝缘壁13之间并列设置有一对可动接触片用端子孔14a、14b(左侧端子孔14a未图示)。此外，在所述小绝缘壁13的外侧基部并列设置有一对固定接触片用端子孔15a、15b。并且，在所述内基座11的上面，在由所述大绝缘壁12围成的部分设有凹部16、16，其能够压入后面所述的铰链弹簧30的大致U字形的弹性爪部31、31(参见图6B)。在所述大绝缘壁12的相对的内侧面分别形成有引导凹槽17、17，用于压入后面所述的磁轭56的宽幅部59。

接点机构20包括：铆接固定有第一固定接点21a的第一固定接触片21、铆接固定有第一可动接点22a的第一可动接触片22、铆接固定有第二固定接点23a的第二固定接触片23以及铆接固定有第二可动接点24a的第二可动接触片24。并且，如图7所示，第一固定接触片21和第二可动接触片24通过后面所述的旁路金属件85串连连接。因此，所述接点机构20具有双断构造，即，使电流在第一固定接触片21和第二固定接触片23向同一方向流动，并且使电流在第一可动接触片22和第二可动接触片24向同一方向流动。此外，间隔所述第一固定接点21a和第一可动接点22a与第二固定接点23a和第二可动接点24a，在两侧侧方相对设置有一对永久磁铁86、87。其结果，通过电流在接点机构20流动，在接点之间产生电弧，根据弗莱明定则，由于一对永久磁铁86、87之间形成的磁场的磁力，使电弧向上方延伸并消失。因此，具有能够防止由于电弧热造成的接点镕接和接点消耗，从而延长接点寿命的优点。

铰链弹簧30平面看为大致E字形，通过其两侧腕部前端设置的大致U字形的弹性爪部31、31压入并固定到所述内基座11的凹部16、16中，由中央舌片32对后面所述的可动铁片40向上作用并且可转动地进行支承

如图15所示，具有卡片45的可动铁片40大致呈L字形，所述卡片45通过热铆接固定于其垂直部41上。所述卡片45，其正面并列设置有一对操作用凹部46、47，用于按压所述可动接触片22、24的上端部22c、24c。并且，通过将所述可动铁片40的水平部42放置在固定于所述内基座11上面的铰链弹簧30上，与铰链弹簧30的中央舌片32相压接。从而，受到向上作用力的所述可动铁片40以后面所述的磁轭56的下端部为支点，被可转动地支承。并且，可动接触片22、24的上端部22c、24c能够卡合并按压所述卡片45的操作用凹部46、47。

在该实施方式中，卡片45直接按压驱动可动接触片22、24的上端部22c、24c。并且，所述上端部22c、24c自身不会发热。这样，所述卡片45不会受热老化，工作特性不易发生变化。而且，由于接点之间不容易发生弹回，因而具有不易发生接点镕接、接点磨损，并且延长接点寿命的优点。

电磁铁组件50，一对线圈端子52、53压入设在绕线架51上下端部的上下突缘部51a、51b中下突缘部51b，并且缠绕在所述绕线架51卷筒部的线圈54的引线焊料焊接在所述线圈端子52、53的一端部52a、53a，形成弯起。并且，剖面大致呈T字形的铁芯55插入所述绕线架51的中心孔51c中，突出的一端部55a铆接固定在大致呈L字形弯曲的磁轭56的水平部57的铆接孔57a中，另一端部作为磁极部55b。设在所述磁轭56的垂直部58的宽幅部59的下缘部设有切口部59a。这样，通过将磁轭56的宽幅部59压入所述基座11的引导凹槽17、17，使所述磁轭56的切口部59a嵌合在所述可动铁片40的垂直部41的基部，将所述电磁铁组件50固定在内基座11上，且通过所述铰链弹簧30将所述可动铁片40可转动地支承。

所述内壳60呈能够与所述内基座11嵌合的盒状，其外部形状可以嵌合在后面所述的外基座70的支承壁74、75之间。

构成外罩95的外基座70，如图9所示，在对应所述继电器本体10的各端子23、22、53、52的位置分别设有端子孔71a～71d。此外，所述外基座70两侧缘部设有支承孔72a～72d，其能够分别压入并支承后面所述的引出片端子81～84的插入部81a～84a。此外，所述外基座70的上面一端缘部突设有分隔壁73，且所述分隔壁73的朝内面两侧缘部一体式地延伸出一对支承壁74、75。并且，所述支承壁74、75的上端缘部分别设有用于嵌合并定位后面所述的永久磁铁86、87的切口部74a、75a。此外，所述外基座70的上面，在位于所述支承壁74、75之间的部分，设有嵌合旁路金属件85的凹槽部76。此外，所述凹槽部76的底面两侧角设有嵌合端子部24b、21b的退让孔76a、76b。另一方面，在所述外基座70的下面，在所述端子孔71a～71d的周围设有用于放置密封材料的凹部77a～77d，其分别与所述支承孔72c、72a、72d、72b相连通。

如图8所示，外壳90呈可以与所述外基座70嵌合的盒状，在其侧面突设的安装部91的通孔91中填入加强用金属筒体93。并且，所述外壳90的顶面角部设有气体排出孔94。

下面，对所述继电器组装方法进行说明。

首先，如图14所示，在下端部铆接固定有可动接点端子22b的可动接触片22的上方部铆接固定可动接点22a。同样，在下端部铆接固定有可动接点端子24b的可动接触片24的上方部铆接固定可动接点24a。然后，将所述可动接点端子22b、24b分别压入并固定在内基座11的端子孔14a、14b中。另一方面，将上端部分别铆接固定有固定接点21a、23a的固定接触片21、23的端子部21b、23b分别压入并固定在所述内基座11的端子孔15a、15b中。

然后，将铰链弹簧30的大致呈U字形的弹性爪部31、31压入定位于设置在大绝缘壁12旁边的插入孔16、16中(图6B)，所述大绝缘壁12剖面大致呈C字形，突设于所述内基座11的上面。接着，将垂直部41铆接固定在卡片45背面的可动铁片40放置并定位于所述铰链弹簧30上。这样，使所述卡片45的操作用凹部46、47分别与可动接触片22、24的上端部22c、24c卡合。

在将一对线圈端子52、53压入并支承在绕线架51的下凸缘部51b上之后，将缠绕在所述绕线架51卷筒部的线圈54的引线焊料焊接在所述线圈端子52、53的一端部52a、53a上，使所述一端部52a、53a垂直弯起。之后，将剖面大致呈T字形的铁芯55插入所述绕线架51的中心孔51c，将突出的一端部55a铆接固定在剖面大致呈L字形形成的磁轭56的铆接孔57a中，另一方面，将突出的另一端部作为磁极部55b，这样就制成了电磁铁组件50。

接着，将所述磁轭56的宽幅部59的两侧缘部压入设在所述内基座11的大绝缘壁12上的引导凹槽17、17内。这样，使设在所述磁轭56的宽幅部59下缘部的切口部59a与所述可动铁片40的垂直部41的基部嵌合，将所述铰链弹簧30的中央舌片32向下方按下。从而，所述可动铁片40受到向上的作用力，以所述磁轭56的下端缘部作为支点可转动地被支承。之后，通过内壳60嵌合在所述内基座11上，就制成了继电器本体10。

接下来，如图10所示，将所述继电器本体10的第一固定接触片21的端子部21b与第二可动接触片24的端子部24b通过旁路金属件85相串连(图10A)。然后，将外基座70组装在内基座11的底面。由此，使第二固定接触片23的端子部23b、第一可动接触片22的端子部22b、线圈端子53、52的端子部53b、52b分别从设在外基座70底面的密封材料放置用凹部77a～77d突出。并且，所述外基座70的支承孔72a～72d分别压入并支承引出片端子81～84的压入部81a～84a。此外，将引出片端子81～84的连接部81b～84b分别与第一可动接触片22的端子部22b、线圈端子52的端子部52b、第二固定接触片23的端子部23b以及线圈端子53的端子部53b电连接(图11A和图11B)。

另外，如图12A所示，使永久磁铁86、87与所述外基座70的接收部74a、75a分别嵌合，并通过粘接剂固定。并且，在将外壳90嵌合在所述外基座70上后，将密封材料99注入设在所述外基座70底面的密封材料放置用凹部77a～77d并使其固化。然后，通过热密封排气孔94，就完成了组装。

根据该实施方式，由于永久磁铁86、87配置在内壳60的外侧，从而能够获得组装作业容易、组装精度高、且生产性高的继电器。

此外，由于永久磁铁86、87通过内壳60与接点机构20相分隔开，从而不会因接点打开闭合时产生的电弧热而发生老化，且没有损耗。

进而，由于接点机构20等被内壳60和外壳90所覆盖，从而不易漏出打开闭合声音，从而具有能够获得静音型功率继电器的优点。

下面，对所述构造的小型功率继电器的开关工作进行说明。

如图6所示，在没有将电压施加到电磁铁组件50的线圈54的情况下，与卡片45成为一体的可动铁片40以所述磁轭56的下端缘部作为支点转动，其中所述卡片45由可动接触片22、24的弹力而受到作用力。因而，可动接点22a、24a分别离开固定接点21a、23a，并且，可动铁片40的水平部42离开铁芯55的磁极部55b。

并且，通过在所述线圈54施加电压，使可动铁片40的水平部42受到铁芯55的磁极部55b的吸引。从而，所述可动铁片40抵抗所述可动接触片22、24的弹力，以所述磁轭56的下端缘部为支点转动。结果，与所述磁轭56成为一体的卡片45同时按压可动接触片22、24的上端部22c、24c，在可动接点22a、24a同时分别接触固定接点21a、23a之后，可动铁片40的水平部42吸引铁芯55的磁极部55b。

接着，当停止向所述线圈54施加电压时，所述可动接触片22、24的弹力使卡片45被按压回复。从而，与所述卡片45成为一体的可动铁片40以所述磁轭56的下端缘部为支点转动，在可动铁片40的水平部42离开铁芯55的磁极部55b后，可动接点22a、24a离开固定接点21a、23a，回复到原来状态。

根据该实施方式，在可动接点22a、24a分别同时离开固定接点21a、23a的情况下，即使在相对的接点表面间产生电弧，通过一对永久磁铁86、87形成的磁场的磁力，根据弗莱明定则，能够使所述电弧朝上方侧延伸并消失。因此，使接点表面不会出现高温，从而具有不易发生接点焊溶、接点消耗、接点寿命延长的优点。

此外，如图6B所示，根据该实施方式，可动接触片22、24的基部与固定接触片21、23的基部之间突设有小绝缘壁13，并且卡片45的幕板部48与大绝缘壁12重合。从而，具有爬电距离长、绝缘性好的优点。

进而，根据该实施方式，虽然可动接触片22、24的端子部22b、24b是弯曲的，但直接转动的部分是笔直的。因此，与现有技术中驱动的部分复杂弯曲的例子的可动接触片相比，具有制造容易、部件精度和组装精度高以及不会产生工作特性差异的优点。

在所述实施方式中，说明了采用双断方式的两极继电器的情况，但也可以例如利用三级继电器而组装成三断方式。此外，可以通过并列设置且串连多个一极继电器，也可以与所述实施方式同样制造继电器。进而，也可以并列设置且串连一极继电器和三极继电器来制造。

此外，在所述实施方式中，说明了在间隔并列设置的多对接点的两侧侧方配置永久磁铁的情况，但不仅限于此。也可以将永久磁铁设置在相对的多对接点中相相邻接点间的侧方。例如，可以并列设置且串连三个一极继电器，并且在所述继电器相相邻的接点之间的侧方各配置一个永久磁铁。

本发明的开关装置不仅适于所述小型功率继电器，也可以适于其他继电器。

Claims (7)

1、一种开关装置，其特征在于，并列设置多对能够接合、分离地相对的可动接点和固定接点，并且按照电流在同时闭合的所述接点间向同一方向流动的方式进行串连连接，并且，在所述接点的侧方配置至少一个永久磁铁，以形成磁场，所述磁场使所述接点间产生的电弧向上下任一方向延伸。

2、根据权利要求1所述的开关装置，其特征在于，在并列设置的相邻多对接点间的侧方配置永久磁铁。

3、根据权利要求1或2所述的开关装置，其特征在于，间隔并列设置的多对接点而在两侧侧方相对地配置一对永久磁铁。

4、一种开关装置，其特征在于，能够接合、分离地并列设置多对设置于可动接触片上端部的可动接点和设置于固定接触片上端部的固定接点，并且按照电流在同时闭合的所述接点中向同一方向流动的方式进行串连连接，并且，在所述接点的侧方配置至少一个永久磁铁，以形成磁场，所述磁场使所述接点间产生的电弧向上下任一方向延伸。

5、根据权利要求4所述的开关装置，其特征在于，在并列设置的相邻多对接点间的侧方配置永久磁铁。

6、根据权利要求4或5所述的开关装置，其特征在于，间隔并列设置的多对接点而在两侧侧方相对地配置一对永久磁铁。

7、根据权利要求4到6中任何一项所述的开关装置，其特征在于，将从支承可动接触片和固定接触片的基座的底面突出的所述可动接触片和所述固定接触片的端子部利用配置在所述基座底面的旁路金属件串连连接，以使得电流在同时闭合的接点中向同一方向流动。

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