CN101438365B - 电磁继电器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种小型的电磁继电器。为此，使可动触点块(60)的可动铁芯(61)在将线圈(35)卷绕而形成的螺线管的轴心孔(32a)内上下往复移动，与所述可动铁芯(61)一体地进行往复移动的可动触点(55a)、(56a)与固定触点(65)、(66)接触分离而进行触点开闭。进而，利用进行接触分离的固定触点(65)、(66)及配置于可动触点(55a)、(56a)侧方的两个永久磁铁(53)、(54)的磁场，使触点开闭时产生的电弧在规定方向流动。而且，在电弧流动的两侧分别配置有与所述线圈(35)的引出线相连接的线圈端子(81)、(82)。

Description

电磁继电器

技术领域

本发明涉及一种电磁继电器，特别是涉及一种具备消除触点开闭时所产生的电弧的消除装置的电磁继电器。 

背景技术

目前，作为具备有电弧消除装置的电磁继电器，例如有至少以一组磁铁为消除装置的电磁继电器。 

即，通过在带顶的圆筒状磁轭11内同轴状地收容的卷成绕线管12的线圈13的螺线管部1，使柱塞17上下往复移动，进行触点的开闭(参照专利文献1)。 

专利文献1：(日本)特开2001-176370号公报 

但是，如专利文献1的图1所示，上述的电磁继电器中，在卷绕有收纳于圆筒状的磁轭内的线圈的绕线管12的上下面中，在形成消弧空间的动作室Ra的相反侧的下面配置有线圈端子81、82，将线圈13的引出线电连接。因此，在上述电磁继电器中，其存在的问题在于，由于线圈端子81、82的高度而相应地使电磁继电器变高，从而得不到小型的电磁继电器。 

发明内容

本发明是鉴于上述问题而设立的，其目的在于提供一种小型的电磁继电器。 

为解决上述问题，本发明提供一种电磁继电器，使可动铁芯在将线圈卷绕而形成的螺线管的轴心孔内上下往复移动，与所述可动铁芯一体地往复移动的可动触点与固定触点接触分离并进行触点开闭，并且，利用进行接触分离的固定触点及可动触点侧方所配置的至少一个永久磁铁的磁场，使触点开闭时产生的电弧在规定方向流动，其特征在于，在电弧流动的至少单侧配置有与所述线圈的引出线相连接的线圈端子。 

根据本发明，由于在电弧流动的至少单侧配置有线圈端子，因而可有效利用由卷绕的线圈构成的螺线管的端面上产生的死区，得到高度小的小型电磁继电器。 

作为本发明的实施方式，也可以将线圈端子分别配置于电弧流动的两侧。 

根据本实施方式，可有效利用产生于螺线管的端面上的死区，得到更为小型的电磁继电器。 

作为本发明的实施方式，也可以是，由有底圆筒状的磁性材料构成，且在切开侧壁而设置有至少一个侧方开口部的磁轭上收纳有螺线管，并且，在所述侧方开口部的范围内配置有线圈端子。 

根据本实施方式，可节省磁轭的厚度量的空间，得到底部面积小的小型电磁继电器。另外，由于易于使热量从上述侧面开口部扩散，因而具有得到散热性优良的电磁继电器的效果。 

附图说明

图1是表示本申请发明的电磁继电器的第一实施方式的立体图； 

图2是如图1所示的电磁继电器的分解立体图； 

图3是如图2所示的电磁继电器主体的分解立体图； 

图4是如图3所示的电磁铁组件及触点机构组件的分解立体图； 

图5是如图4所示的电磁铁组件的分解立体图； 

图6是如图4所示的触点机构组件的分解立体图； 

图7是表示电磁铁组件及触点机构组件的组装过程的立体图； 

图8A及图8B是一体化了的电磁铁组件及触点机构组件的侧视图及纵剖面图； 

图9A及图9B是表示电磁继电器的动作前及动作后的纵剖面图； 

图10A及图10B是表示第一实施方式的触点机构组件的立体图及横剖面图； 

图11A、图11B及图11C是可动触点块的立体图、侧视图及纵剖面图； 

图12A、图12B及图12C是表示第一实施方式的调节作业的工序框图、流程图及框图； 

图13A及图13B是用于说明调节作业的纵剖面图； 

图14A及图14B是用于说明图13后续的调节作业的纵剖面图； 

图15是用于说明图14后续的调节作业的纵剖面图； 

图16A、图16B及图16C是用于说明不同的调节作业的平面图、纵剖面图及立体图； 

图17A、图17B及图17C是用于说明图16后续的调节作业的纵剖面图； 

图18A及图18B是表示本发明的电磁继电器的第二实施方式的触点机构组件的立体图及横剖面图； 

图19A、图19B及图19C是表示如图18所示的可动触点块的立体图、侧视图及纵剖面图。 

标记说明 

10：树脂制壳体 

12：树脂制帽 

13：绝缘壁 

20：电磁继电器主体 

21：金属壳体 

22：金属制盖 

23：凹部 

26：排气孔 

27：排气管 

30：电磁铁组件 

31：卷线筒 

32：卷筒部 

32a：轴心孔 

33、34：锷部 

35：线圈 

36、37：台座部 

38、39：中继端子 

38b、39b：连接部 

40：磁轭 

41：侧方开口部 

43：贯通孔 

44：切口部 

45：复位弹簧

46：固定铁芯 

47：研钵状凹部 

50：触点机构组件 

51：第一基座 

51b：调节孔 

52：第二基座 

53、54：板状永久磁铁 

55、56：固定触点端子 

55a、56a：固定触点 

57：永久磁铁 

60：可动触点块 

61：可动铁芯 

62：绝缘性保持器 

63：接压弹簧 

64：可动接触片 

65、66：可动触点 

70：辅助磁轭 

71：舌片 

72：环状肋 

73：贯通孔 

81、82：线圈端子 

81a、82a：连接部 

83：绝缘盖 

86：排气孔 

87：突片 

90：中央孔 

91：箱状基台 

92：夹具销 

95、98：探头 

100：动作特性调节装置 

101：控制组件

102：测定、行程控制组件 

103：铁芯固定组件 

104：特性测定器 

105：数据处理装置 

110：尘埃 

具体实施方式

下面，参照图1～图19的附图来说明本发明的实施方式。 

第一实施方式如图1～图17所示，是在具备有一对安装用凸缘部11、11的树脂制壳体10内收纳电磁继电器主体20，并且，嵌合树脂制帽12并密封的电磁继电器。在上述帽12的上面突出设置有大致十字形的绝缘壁13。 

如图3所示，上述电磁继电器主体20在将金属制盖22与有底圆筒状的金属制壳体21焊接一体化并密封而成的空间内，收纳有一体化了的电磁铁组件30及触点机构组件50。上述金属制盖22例如由Al、Cu、Fe或者SUS等构成，在通过冲压加工形成的凹部23的底面设置有端子孔24、25及排气孔26。特别是在本实施方式中，从后述的端子部55b、56b、81b、82b的外周面至凹部23的缘部的各自的最短距离被配置为大致相同。因此，其优点在于，可缓和热应力对密封材料的应力集中，防止密封材料的剥离等，并且可减少密封材料的使用量。 

如图5所示，电磁铁组件30是将线圈35卷绕于上下具有锷部33、34的卷线筒31的卷筒部32，并且装配有磁轭40的组件。上述卷筒部32为了增加线圈35的卷绕量而做成剖面椭圆状。而且，在上下侧的上述锷部33的上面两侧缘部以对置的方式分别突出设置中继端子用台座部36、37。在上述台座部36、37的压入槽分别压入有与后述的线圈端子81、82连接的中继端子38、39。因此，上述中继端子38、39的捆扎部38a、39a以及连接部38b、39b分别自上述台座部36、37突出。另外，为了对后述的磁轭40进行定位，而在下方侧的上述锷部34的底面突出设置有一对大致U字形的定位用肋34a。而且，在将线圈35卷绕于上述卷线筒31的卷筒部32之后，将上述线圈35的引出线捆扎于上述中继端子38、39的捆扎部38a、39a并进行软钎焊。因此，由线圈35构成的螺线管截面大致为椭圆状。 

上述磁轭40由有底圆筒状的磁性材料构成，具有切除侧壁的对置的两侧 部分而形成侧方开口部41、41的形状。而且，在上述磁轭40的底面42的中央部设置有压入后述的固定铁芯46的贯通孔43。另外，在上述磁轭40的两侧上边缘部分别形成有用于固定后述的板状辅助磁轭70的切口部44、44。 

上述固定铁芯46具有可压入上述磁轭40的贯通孔43的圆柱状，并且，在其上端面设置有可嵌合于后述的可动铁芯61的下端部的研钵状凹部47。另外，在上述研钵状凹部47的底面设置有可收纳复位弹簧45的收纳孔48。 

如图4所示，触点机构组件50在安装第一基座51及第二基座52而形成的内部空间安装有两块板状永久磁铁53、54以及一对固定触点端子55、56及可动触点块60。另外，在上述第一基座51的底面铆接固定有板状辅助磁轭70。另外，在上述第二基座52的外侧面安装一对线圈端子81、82，并且安装绝缘盖83。 

如图6所示，上述第一基座51为可将上述固定触点端子55、56等自侧方安装的具有多个导向槽的树脂成形品，其底面突出设置有用于铆接固定上述辅助磁轭70的突起51a(图8B)。 

如图4所示，第二基座52具有通过安装于上述第一基座51上而覆盖可动触点块60并提高绝缘特性的形状。另外，第二基座52在与第一基座51之间形成可从上方目视上述可动触点块60的调节孔51b(图6)。另外，可从侧方将一对线圈端子81、82安装于上述第二基座52的其外侧面。 

板状永久磁铁53、54是用于用产生的磁力消去触点开闭时产生的电弧并延长触点寿命的磁铁。另外，上述永久磁铁53、54按照使随电弧而产生的尘埃不附着于触点表面的方式进行感应，以防止接触不良。因此，上述板状电磁铁53、54通过压入上述第一基座51的导向槽，以后述的可动接触片64为界平行地配置。 

如图6所示，一对上述固定触点端子55、56具有侧面大致U字形，在内周面的下边分别设置有固定触点55a、56a，另一方面，在外周部的上边分别设置有具备阴螺纹的端子部55b、56b。 

如图6及图11所示，可动触点块60为在可动铁芯61的上端部一体形成绝缘性环状保持器62，并且在上述环状保持器62内通过接压弹簧63将可动接触片64向下方侧施力并支承的结构。在上述可动铁芯61的上端部形成有细颈部，环状保持器62成为难以脱落的形状(图11)。另外，上述可动铁芯61的上端部不限于细颈形状，例如也可以是阳螺纹状。而且，在上述可动铁 芯61的下端面设置有可嵌合复位弹簧45的凹部61a(图11C)。另外，在上述可动接触片64的下面两侧缘部分别通过突出加工而形成可动触点65、66。另外，在上述可动接触片64的中央部通过突出加工而形成有防脱落用凹凸部。而且，上述可动触点块60沿着上述第一基座51的导向槽从侧方插入，在上下方向可滑动地收纳。 

如图6所示，上述辅助磁轭70具有在设置于上述卷线筒31的锷部33的台座部36、37之间可配置的平面形状，并且固定于上述磁轭40的切口部44的舌片71、71向两端缘部延伸。另外，在上述辅助磁轭70的中央部形成有下方侧开口缘部突出设置有环状肋72的贯通孔73。而且，上述辅助磁轭70通过将从上述第一基座51的底面突出的铆接用突起51a(图8B)嵌合于铆接孔74进行铆接而一体化。 

如图4所示，上述线圈端子81、82由弯曲成侧面大致L字形状的导电材料构成，将垂直下端部作为连接部81a、82a，并且，在上边水平部固定具备阴螺纹部的端子部55b、56b。而且，从侧方安装于上述第二基座的外侧面。 

如图4所示，绝缘盖83是用来覆盖上述线圈端子81、82并提高绝缘性的。而且，通过从上方嵌合于上述第二基座52，上述线圈端子81、82的端子部81b、82b从端子孔84、85突出。另外，绝缘盖83的排气孔86并未与调节孔51b重合，而是从上述绝缘盖83向侧方延伸的突片87覆盖上述调节孔51b。 

下面，说明本实施方式的组装方法及调节方法。 

首先，将磁轭40装入卷绕有线圈35的卷线筒31上，用突出设置于卷线筒31的锷部34的下面的一对大致U字形的突条34a对磁轭40进行定位。由此，卷线筒31的台座部36、37分别位于磁轭40的侧方开口部41、41的范围内。因此，由于压入上述台座部36、37的中继端子38、39位于侧方开口部41的范围内，因而可有效利用空间，而得到底面积小的电磁铁组件30。另外，使上述卷线筒31的卷筒部32的长轴穿过磁轭40的侧方开口部41、41。因此，其优点在于，至少相应于磁轭40的厚度量，可使线圈35的卷绕量增大。 

另一方面，在第一基座51内压入一对板状电磁铁53、53，并且，从侧方压入一对固定触点端子55、56。进而，在上述第一基座51上安装可动触点块60，并上下可滑动地收纳，并且，在上述第一基座51的铆接突起51a上嵌合 辅助磁轭70的铆接孔74并进行铆接固定。 

然后，通过在安装于上述卷线筒31上的磁轭40的切口部44、44上架设铆接固定于第一基座51的辅助磁轭70的舌片71、71，并进行铆接固定，由此将电磁铁组件30和触点机构组件50一体化。 

另外，在将第二基座52嵌合于上述第一基座51之后，将线圈端子81、82安装于上述第二基座52上，由此，使线圈端子81、82的连接部81a、82a分别与中继端子38、39的连接部38b、39b接触，并焊接一体化(图8A)。接着，将复位弹簧45装入卷线筒31的卷筒部32的轴心孔32a，并且将固定铁芯46压入磁轭40的贯通孔43，由此完成半成品。 

下面，说明调节上述半成品的动作特性的方法。 

本实施方式的调节作业基本上基于图12A所示的工序顺序来进行。即，根据预先设定的触点追踪量对上述半成品进行调节，将固定铁芯46固定于磁轭70之后，对其特性进行测定。然后，将测定结果反馈到触点追踪量的设定并设定新的触点追踪量，然后重复同样的调节作业。 

更具体地说明调节作业，如图12C及图13A所示，首先将上述半成品收纳在配置于动作特性调节器100的测定、行程控制组件102内的箱状基台91上。然后，使夹具销92从设置于上述箱状基台91的底面的中央孔90抵接于固定铁芯46的底面，并且使具有贯通孔93的压板94抵接于上述半成品上面进行挟持。 

在步骤S1，通过从上述压板94的贯通孔93经由第一基座51的调节孔51b按压探头95(图12B)，抵抗复位弹簧45的弹力，可动触点块60下降，从而可动铁芯61与固定铁芯46抵接(图13B)。在步骤S2，若进一步按压上述探头95，则可动触点块60下降，可动触点65、66分别接触固定触点55a、56a(图14A)。在步骤S3，设定触点追踪量，在步骤S4，若将探头95压下上述触点追踪量的量，则对抗接压弹簧63的弹力，可动触点块60的可动铁芯61按压固定铁芯46，由此，确保规定的触点追踪量(图14B)。在步骤S5，在该状态下将固定铁芯61焊接固定于磁轭40。接着，在步骤S6，特性测定器104测定电磁继电器的特性、判定是否合适，若特性不合适，则将上述半成品从组装生产线取出。在步骤S7，根据电磁继电器的特性和触点追踪量的数据库对触点追踪量进行修正，返回步骤3。另一方面，若上述特性合适，则不再设定触点追踪量，而结束调节作业，在取下了探头95及夹具销92之后 (图15)，进行下面的工序。 

作为上述的触点追踪量的修正方法，例如图12C所示，在动作特性调节装置100的铁芯固定组件103上，通过特性测定器104对将固定铁芯46和可动铁芯61焊接一体化了的半成品测定、检测两段动作电压。所谓该两段动作电压是指半成品的可动触点块60开始动作的动作电压和可动铁芯61完全吸附于固定铁芯46的完全动作电压的差量。而且，基于过去的两段动作电压和触点追踪量的相关关系，并基于实际检测出的上述两段动作电压由数据处理装置105计算最佳的触点追踪量。然后，将计算结果发送到动作特性调节装置100的控制组件101，修正测定、控制行程控制组件102的探头等的压入量。因此，例如在两段动作电压过大的情况下，可认为是探头的压入量过多，因此，根据过去的两段动作电压和触点追踪量的相关关系来进行修正，以减少触点追踪量即探头的压入量。 

另外，为便于说明，上述特性测定器104图示于离开动作特性调节装置100的位置，但上述特性测定器104是被安装在上述动作特性调节装置100内的。 

在本实施方式的调节作业中，由于可通过上述的调节作业消除部件精度、组装精度的偏差，因而其优点在于，得到无动作特性的偏差、成品率高的电磁继电器。另外，由于可在同一个工序内连续地进行调节作业和测定作业，因而工作效率优良。再者，由于可反馈动作特性的测定结果并将其应用于最近(近)的电磁继电器，因而其具有成品率高的优点。 

而且，在完成了调节作业的上述半成品的上述第二基座52上安装绝缘盖83并覆盖线圈端子81、82。再者，如图3所示，在将上述半成品收纳于金属壳体21，并嵌合金属盖22并焊接一体化之后，将排气管27插入上述金属盖22的排气孔26及上述绝缘盖83的排气孔86。接着，将密封材料28注入上述金属盖22的凹部23，固化并进行密封。然后，从上述排气管27吸引、除去内部气体之后，热密封上述排气管27，由此完成电磁继电器主体20。 

下面，如图2所示，将上述电磁继电器主体20收纳于树脂制壳体10内，并嵌合树脂制帽12，由此完成电磁继电器的组装作业。 

对本实施方式的动作特性进行说明。 

如图9A所示，在未对线圈35施加电压的情况下，利用复位弹簧45的弹力将可动触点块60压向上方。因此，可动触点65、66离开固定触点55a、56a。 接着，如图9B所示，若对上述线圈35施加电压，则可动触点块60的可动铁芯61被吸引到固定铁芯46，因此，与上述复位弹簧45的弹力对抗，可动触点块60下降。而且，在可动触点65、66接触到固定触点55a、56a之后，进一步吸引可动铁芯61。因此，对抗接压弹簧63的弹力，环状保持器62被拉下，以规定的触点压将可动触点65、66压接于固定触点55a、56a之后，可动铁芯61被吸附到固定铁芯46。 

然后，若停止对上述线圈35施加电压，则利用复位弹簧45及接压弹簧63的弹力将可动铁芯61压起，使可动铁芯61离开固定铁芯46之后，接压弹簧63恢复到原来的形状，从而可动触点65、66离开固定触点55a、56a，恢复到原来的状态。 

在本实施方式中，如图10所示，即使在触点开闭时产生电弧，由于利用压入到第一基座51的一对板状永久磁铁53、54所产生的磁场的磁力(劳伦兹力)将电弧拉向外侧(在图10B为上下方向)并使其消失，因此，触点熔敷难以产生。另外，由于伴随电弧的产生的尘埃等也被引导到离开固定触点55a、56a的位置，因此，尘埃等难以附着于触点表面，不易产生接触不良。因此，具有得到触点寿命长、且接触可靠性高的电磁继电器的优点。另外，在第一、第二基座51、52的内侧面的规定位置也可以配置耐热性陶瓷。通过配置上述陶瓷，所产生的电弧的热量被吸收，对消除电弧有明显的效果，并且，可保护第一基座51等不受电弧影响。 

在上述的调节方法中，说明了将辅助磁轭70固定于磁轭40之后的调节作业，但是不一定局限于此，也可以是其它的调节方法。 

例如，如图16及图17所示，不将辅助磁轭70固定于磁轭40，且将通过铆接、焊接等将固定铁芯46预先固定于上述磁轭40上的半成品搭载于箱状基座96(图16B及图17A)，使压入夹具99抵接于磁轭40。而且，通过从上述箱状基座96的调节孔97用探头95压起可动触点块60，可动触点65、66抵接于固定触点55a、56a。另外，为了确保规定的触点追踪量，而对抗接压弹簧63的弹力，压入上述探头98并使其停止(图17B)。接着，使压入夹具99下降并压入磁轭40，在固定铁芯46接触到可动铁芯61的阶段停止压入夹具99。在这种状态下，通过焊接等将辅助磁轭70的舌片71固定于磁轭40的切口部44(图16C)，结束调节作业。在调节后进行特性测定，反馈测定结果来修正触点追踪量是与上述的调节系统一样的。

根据本实施方式，由于可将辅助磁轭70的舌片71固定于磁轭40的切口部44，因此，具有固定作业变得容易，并且调节方法的选择方案宽、可提高作业效率的优点。 

如图18及图19所示，第二实施方式是将永久磁铁57压入、保持于可动块60内的情况。即，在设置于绝缘性环状保持器62的基部的凹部67压入、保持有永久磁铁57。在本实施方式中，具有可与第一实施方式的可动触点块60相替换的外形形状。另外，与第一实施方式一样，当然也可以在规定的位置配置上述的耐热性陶瓷。 

根据本实施方式，利用永久磁铁57所产生的磁场的磁力(劳伦兹力)不仅可消除触点开闭时产生的电弧，而且如图18B所示，还可以将随着电弧的产生而产生的尘埃110引导到距可动触点55a、56a的表面远的位置。因此，上述尘埃110难以附着于触点表面，且接触不良不易发生。另外，具有如下优点，零部件数量、组装工时变少，生产效率提高，并且可节约空间，得到更加小型的电磁继电器。 

工业上利用的可行性 

本发明不限于直流电流切断用或者交流电流切断用电磁继电器，当然也可以应用于开关、定时器等其它开闭装置。

Claims (2)

1.一种电磁继电器，在具备有一对安装用凸缘部的树脂制壳体内收纳电磁继电器主体，并且，嵌合树脂制帽并密封，所述电磁继电器主体在将金属制盖与有底圆筒状的金属制壳体焊接一体化并密封而成的空间内，收纳有一体化了的电磁铁组件及触点机构组件，其特征在于，

所述电磁铁组件包括：

在上下具有锷部的卷线筒；

在所述卷线筒的卷筒部卷绕线圈而形成的螺线管；

安装在所述卷线筒的磁轭，

所述触点机构组件包括：

可动触点块，在可动铁芯的上端部一体形成绝缘性环状保持器；

第一基座，其为树脂成形品，具有能够从侧方安装固定触点端子的多个导向槽，并在底面突出设置有用于铆接固定板状的辅助磁轭的突起，对所述辅助磁轭进行铆接固定；

第二基座，通过安装在所述第一基座而覆盖所述可动触点块，在外侧面安装有一对线圈端子，并安装有绝缘盖；

可动接触片，能够在所述绝缘性环状保持器内通过接压弹簧向下方侧施力；

可动触点，在所述可动接触片的下面两侧缘部通过突出加工而形成；

固定触点，设置在所述固定触点端子的内周面的下边；

所述线圈端子，从侧方安装在所述第二基座的外侧面，

在安装所述第一基座和所述第二基座而形成的内部空间安装有两块板状永久磁铁、一对的所述固定触点端子及所述可动触点块，

所述可动铁芯在所述螺线管的轴心孔内上下往返移动，与所述可动铁芯一体地往复移动的可动触点与所述固定触点接触分离并进行触点开闭，并且，利用进行接触分离的所述固定触点及所述可动触点的侧方所配置的所述两块板状永久磁铁的磁场，使触点开闭时产生的电弧在规定方向流动，

将与所述线圈的引出线相连接的所述一对线圈端子分别配置于电弧的流动的两侧。

2.如权利要求1所述的电磁继电器，其特征在于，

由有底圆筒状的磁性材料构成，而且，在切开侧壁而设置有至少一个侧方开口部的所述磁轭上收纳有所述螺线管，并且，在所述侧方开口部的范围内配置有所述线圈端子。

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