CN102103943A - 一种新磁路的磁保持继电器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新磁路的磁保持继电器，包括磁路部分；该磁路部分包括U形轭铁、磁钢、衔铁、线圈架和线圈绕组；衔铁装在轭铁的口部外，衔铁的中间设有可翘翘板式运动的转轴，该转轴设在对应于轭铁两臂端头之间的中部位置，以在衔铁进行翘翘板式运动时，衔铁的两端能够交替靠向轭铁两端中的对应一端；所述磁钢贴装在衔铁中朝向轭铁的一面，并含入轭铁口部的两臂端头之间而不与轭铁的两臂端头相接触；该磁钢的充磁方向与U形轭铁的两臂平行，能够在衔铁的两端交替靠向轭铁时，对应地交替在衔铁与轭铁中形成不同方向的磁回路。该结构为平衡式磁路，避免了原有不平衡结构所带来的弊端；具有结构简单、制造成本低、能够适宜大批量生产的特点。

Description

一种新磁路的磁保持继电器

技术领域

本发明涉及一种磁保持继电器，特别是涉及一种具有新的磁路结构的磁保持继电器。

背景技术

磁保持继电器由于线圈不需要长期供电，可以有效地降低继电器线圈的能耗，符合当前环保节能的发展大趋势，因而也是继电器发展的一个主要方向。

现有的磁保持继电器是非平衡式磁保持继电器，它通常包括接触部分、磁路部分、推动块。接触部分通常包括常闭静簧片组件、常开静簧片组件和动簧片组件，这些组件以插装方式装入底座中，形成稳定、可靠的接触部分。磁路部分通常包括U形轭铁、磁钢、磁轭、衔铁、压簧片、线圈架和线圈绕组；U形轭铁的一端进行大变形的打扁而形成打扁结构，然后装配上磁钢和磁轭，另一端未打扁，可装入线圈架孔内。磁路部分沿底座的单方向开口装入底座中组装成继电器整件，推动块一端经卡装，与衔铁头部形成绞接，可以在一定角度内转动，使得当衔铁动作时可以带动推动块移动，推动块的另一端采用凸块结构卡入动簧片的缺口中以搭接方式形成单方向连接，可以将磁路中衔铁产生的运动位移传递给动簧片。在继电器处于复位状态下，对线圈施加脉冲电压时，磁路回路中产生脉冲磁通，它使得衔铁向轭铁方向运动，并推动动触点运动，使复位触点组(即常闭触点组)断开，置位触点组(即常开触点组)接通。脉冲电压过后，由磁钢、磁轭、衔铁的局部、轭铁的局部形成局部磁通回路，在磁钢的磁力作用下，将衔铁保持在置位状态，并维持置位触点组(即常开触点组)在导通状态；当对线圈施加反向脉冲电压时，磁路回路中产生与磁钢磁通方向相反的脉冲磁通，当该脉冲磁通等于磁钢磁通时，脉冲磁通与磁钢磁通相互作用，达到对消，使得衔铁不受外力作用，在动簧片的反力作用下，衔铁向离开轭铁方向运动，在动簧片自身反力作用下动触点也发生运动，使复位触点组(即常闭触点组)闭合，置位触点组(即常开触点组)断开。脉冲电压过后，衔铁处于自由状态，动簧片在自身机械反力作用下，并维持复位触点组(即常闭触点组)在导通状态。

图1为现有磁保持继电器的总体的结构示意图；图2为现有磁保持继电器的结构分解示意图，从图中可以看出磁路部分组装完毕后，是沿横向装入底座的单方向开口腔体中，从而提高输入端与输出端的爬电距离；图3为现有磁保持继电器的磁路部分结构的分解示意图；图4是现有磁保持继电器的磁路部分处于复位状态的示意图；图5是现有磁保持继电器的磁路部分处于置位状态的示意图。该磁保持继电器包括接触部分、磁路部分、底座1′和推动块2′。接触部分通常包括常闭静簧片组件41′、常开静簧片组件42′和动簧片组件43′，这些组件以插装方式装入底座1′中，形成稳定、可靠的接触部分。磁路部分通常包括U形轭铁32′、磁钢35′、磁轭36′、衔铁33′、压簧片37′、线圈架31′和线圈绕组34′；磁路部分中的U形轭铁在一端321′进行大变形打扁，形成较薄磁极，磁钢35′装入打扁部位，然后装入磁轭36′。在复位状态，磁钢35′置于轭铁32′一端的打扁处，磁轭36′与轭铁打扁处将磁钢35′夹在中间，此时衔铁33′在根部压簧片37′复原力的作用下，保持在复位位置。当磁回路中施加脉冲磁通51′后，衔铁一端331′将向轭铁运动，同时驱动推动块2′移动。当衔铁33′在脉冲磁力作用下与轭铁32′接触后，磁钢35′的磁通52′经过磁轭36′、衔铁一端331′、轭铁一端321′形成回路，将衔铁33′保持住。此时衔铁33′对推动块2′施加压力并传递至动簧片上，将动簧片保持住，使得置位触点组(即常开触点组)接通。当对磁路施加一个反向脉冲磁场53′时，当脉冲磁通53′等于或大于磁钢磁通52′时，衔铁33′在动簧片反力、复原簧片37′复原力的双重作用下回复到复位状态。在此状态下，复位触点组(即常闭触点组)在动簧片自身反力作用下保持接通状态，磁钢35′不起任何作用。该结构的优点是继电器的输出端(即触点组)与输入端(即线圈)之间的爬电距离、电气距离能够达到VDE标准中的加强绝缘水平。但是，这种现有磁保持继电器结构为非平衡式电磁机构，置位端采用磁钢进行保持，因而其置位触点组的回跳时间短、触点间的压力大，电寿命长；而复位端由于没有磁钢作用，复位触点组(常闭触点组)仅依靠动簧片的机械弹性反力自然复位，因而复位触点组(常闭触点组)的回跳时间长、触点间的压力小，电寿命短，且易发生粘结失效。在同等负载条件下，复位触点组(常闭触点组)的寿命较短，而置位触点组(常开触点组)的电寿命很长。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种新磁路的磁保持继电器，是采用一种新型的平衡式磁路结构，使置位触点组(即常开触点组接通)，复位触点组(即常闭触点组接通)均是通过磁钢形成的磁力保持，因而置位触点组和复位触点组的触点组压力、回跳时间等机械参数基本一样，同等负载下的切换能力、电寿命水平也基本一样，避免了原有的不一致所带来的弊端。并具有结构简单、制造成本低、能够适宜大批量生产的特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新磁路的磁保持继电器，包括接触部分、磁路部分、底座和推动块；该磁路部分包括U形轭铁、磁钢、衔铁、线圈架和线圈绕组；U形轭铁的一臂穿过线圈架的孔，U形轭铁的另一臂设置在线圈绕组的外侧；所述衔铁装在轭铁的口部外，衔铁的中间设有能够使其两端进行翘翘板式运动的转轴，该转轴设在对应于轭铁两臂端头之间的中部位置，以在衔铁进行翘翘板式运动时，衔铁的两端能够交替靠向轭铁两端中的对应一端；所述磁钢贴装在衔铁中朝向轭铁的一面，并含入轭铁口部的两臂端头之间而不与轭铁的两臂端头相接触；该磁钢的充磁方向与U形轭铁的两臂平行，能够在衔铁的两端交替靠向轭铁时，对应地交替在衔铁与轭铁中形成不同方向的磁回路。

所述的衔铁中朝向轭铁的一面设有卡槽，所述磁钢贴装在衔铁的卡槽中。

所述衔铁装在线圈架上，衔铁的转轴为凸柱形结构，线圈架上设有能够支承衔铁的凸柱形结构的第一凹臼。

所述衔铁装在线圈架上，衔铁的转轴为卡槽结构，线圈架上设有能够支承衔铁的卡槽结构的第一凸臂。

所述衔铁装在底座上，衔铁的转轴为凸柱形结构，底座上设有能够支承衔铁的凸柱形结构的第二凹臼。

所述衔铁装在底座上，衔铁的转轴为卡槽结构，底座上设有能够支承衔铁的卡槽结构的第二凸臂。

所述的衔铁中背向轭铁的一面的中部向外设有一凸起。

本发明的一种新磁路的磁保持继电器，U形轭铁的两端均不需要进行复杂的打扁，U形轭铁的一臂的端头穿过线圈架的孔，即该臂置于线圈绕组中，该臂的端头构成U形轭铁的复位端；U形轭铁的另一臂置于线圈架的外侧，即置于线圈绕组的外侧，该臂的端头构成U形轭铁的置位端；线圈架的一个侧板置于U形轭铁的开口端；衔铁则由衔铁本体和固定衔铁本体的塑料件构成，衔铁本体上加工有用于贴装磁钢的卡槽，衔铁本体通过注塑成形嵌入塑料中得到衔铁，衔铁的转轴由塑料件制成。利用衔铁上的磁钢，在衔铁靠向U形轭铁的置位端后，由磁钢、轭铁置位端、衔铁的一部分所构成的磁回路能够产生磁力让衔铁保持在U形轭铁的置位端；而在衔铁靠向U形轭铁的复位端后，由磁钢、轭铁复位端、衔铁的一部分所构成的磁回路能够产生磁力让衔铁保持在U形轭铁的复位端。

本发明的一种新磁路的磁保持继电器，其磁路结构为平衡式结构，继电器处于复位状态(常闭触点组闭合)时，磁钢的磁通经过U形轭铁的复位端、衔铁、空气回路形成一个方向的磁通回路，将衔铁保持在U形轭铁的复位端，同时推动块将动簧片保持在复位状态(常闭触点组闭合、常开触点组断开状态)；当对继电器线圈施加脉冲电压后，继电器导磁回路中产生一个与磁钢磁通方向相反的脉冲磁通，当脉冲磁通与磁钢保持磁通相当时，衔铁在复位端受到的力达到平衡，而脉冲磁通经过衔铁与轭铁的另一个气隙形成回路，产生电磁吸力，使得衔铁的另一端向U形轭铁置位端转动，同时推动块驱动动簧片运动，使得置位触点组(常开触点组)闭合、复位触点组(常闭触点组)断开；脉冲电压消失后，磁钢的磁极结构的磁通经过U形轭铁的置位端、衔铁、空气回路形成另一个方向的磁通回路，将衔铁保持在U形轭铁的置位端，同时推动块将动簧片保持在置位状态(常开触点组闭合、常闭触点组断开状态)。

如果需要继电器复位时，即需要继电器由置位状态(常开触点组闭合)变为复位状态(常闭触点组组闭合)时，只需给继电器的线圈施加一个反方向脉冲电压即可，施加反方向脉冲电压后，继电器导磁回路中产生一个与处于置位端的磁钢磁通方向相反的磁通，当脉冲磁通与处于置位端磁钢的保持磁通相当时，衔铁在置位端受到的力达到平衡，而脉冲磁通经过衔铁与轭铁的另一个气隙形成回路，产生电磁吸力，衔铁向U形轭铁的复位端转动，同时推动块驱动动簧片运动，使得复位触点组(常闭触点组)闭合、置位触点组(常开触点组)断开；脉冲电压消失后，磁钢的磁通经过U形轭铁的复位端、衔铁、空气回路形成磁通回路，将衔铁保持在U形轭铁的复位端，同时推动块将动簧片保持在复位状态(常开触点组断开、常闭触点组闭合状态)。

本发明的有益效果是，由于采用了将衔铁装在轭铁的口部外，且衔铁的中间设有能够使其两端进行翘翘板式运动的转轴，该转轴设在对应于轭铁两臂端头之间的中部位置，以在衔铁进行翘翘板式运动时，衔铁的两端能够交替靠向轭铁两端中的对应一端；所述磁钢贴装在衔铁中朝向轭铁的一面，并含入轭铁口部的两臂端头之间而不与轭铁的两臂端头相接触；该磁钢的充磁方向与U形轭铁的两臂平行，能够在衔铁的两端交替靠向轭铁时，对应地交替在衔铁与轭铁中形成不同方向的磁回路。采用这种平衡式磁路结构，其置位触点组(常开触点组接通)、复位触点组(常闭触点组接通)均是通过磁钢形成的磁力保持，因而置位触点组、复位触点组的触点组压力、回跳时间等机械参数基本一样，同等负载下的切换能力、电寿命水平也基本一样。而且较没有磁钢、非磁保持继电器的触点组，具有更强的负载能力。同时该结构简单、制造成本低、能够适宜大批量生产。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种新磁路的磁保持继电器不局限于实施例。

附图说明

图1是现有磁保持继电器的总体的结构示意图；

图2是现有磁保持继电器的结构分解示意图；

图3是现有磁保持继电器的磁路部分结构的分解示意图；

图4是现有磁保持继电器的磁路部分处于复位状态的示意图；

图5是现有磁保持继电器的磁路部分处于置位状态的示意图；

图6是本发明专利的实施例的总体结构示意图；

图7是本发明专利的实施例的结构分解示意图；

图8是本发明专利的实施例的磁路部分结构示意图；

图9是本发明专利的实施例的磁路部分复位状态示意图；

图10是本发明专利的实施例的磁路部分置位状态示意图；

图11是本发明专利的另一实施例的磁路部分结构示意图；

图12是本发明专利的又一实施例的磁路部分结构示意图；

图13是本发明专利的再一实施例的磁路部分结构示意图。

具体实施方式

实施例，参见图6至图10所示，本发明的一种新磁路的磁保持继电器，包括接触部分、磁路部分、底座1和推动块2；接触部分包括常闭静簧片组件41、常开静簧片组件42和动簧片组件43，这些组件以插装方式装入底座1的插槽中，形成稳定、可靠的接触部分；磁路部分包括U形轭铁32、磁钢35、衔铁33、线圈架31和线圈绕组34；U形轭铁32的一臂穿过线圈架31的孔，U形轭铁32的另一臂设置在线圈绕组34的外侧；所述衔铁33装在轭铁32的口部外，衔铁33的中间设有能够使其两端进行翘翘板式运动的转轴331，该转轴331设在对应于轭铁32两臂端头之间的中部位置，以在衔铁33进行翘翘板式运动时，衔铁33的两端能够交替靠向轭铁32两端中的对应一端；所述磁钢35贴装在衔铁33中朝向轭铁32的一面，并含入轭铁32口部的两臂端头之间而不与轭铁32的两臂端头相接触；该磁钢35的充磁方向与U形轭铁32的两臂平行，能够在衔铁33的两端交替靠向轭铁32时，对应地交替在衔铁33与轭铁32中形成不同方向的磁回路。

其中：

衔铁33中朝向轭铁的一面设有卡槽，所述磁钢35贴装在衔铁的卡槽中；

衔铁33装在线圈架31上，衔铁的转轴331为凸柱形结构，线圈架31上设有能够支承衔铁的凸柱形结构的第一凹臼313；第一凹臼313有二个，二个第一凹臼313分别设在线圈架的侧板311上，以分别对衔铁两侧的转轴331进行支承，同时也是起限位作用；

衔铁33中背向轭铁的一面的中部向外设有一凸起332，该凸起332在不影响衔铁33转动的前提下，可以有效减小衔铁与外壳内侧面的缝隙，提高继电器的抗跌落冲击能力；

U形轭铁32的两端均不需要进行复杂的打扁(现有技术中，U形轭铁的其中一端需进行打扁)，这就使得U形轭铁的加工变得简单，U形轭铁32的一臂的端头穿过线圈架的孔，即该臂置于线圈绕组34中，该臂的端头构成U形轭铁的复位端321；U1形轭铁32的另一臂置于线圈架31的外侧，即置于线圈绕组34的外侧，该臂的端头构成U形轭铁的置位端322；线圈架的一个侧板311置于U形轭铁32的开口端；衔铁33则由衔铁本体和固定衔铁本体的塑料件构成，衔铁本体上加工有用于贴装磁钢的卡槽，衔铁本体通过注塑成形嵌入塑料中得到衔铁，衔铁的转轴331由塑料件制成。利用衔铁33上的磁钢35，在衔铁33靠向U形轭铁的置位端322后，由磁钢35、轭铁置位端322、衔铁33的一部分所构成的磁回路能够产生磁力让衔铁保持在U形轭铁的置位端322；而在衔铁33靠向U形轭铁的复位端321后，由磁钢35、轭铁复位端321、衔铁33的一部分所构成的磁回路能够产生磁力让衔铁33保持在U形轭铁的复位端321。

本发明的一种新磁路的磁保持继电器，其磁路结构为平衡式结构，继电器处于复位状态(常闭触点组闭合)时，磁钢35的磁通51经过U形轭铁的复位端321、衔铁33、空气回路形成一个方向的磁通回路，将衔铁33保持在U形轭铁的复位端321，即衔铁33的一端333靠向U形轭铁的复位端321，同时推动块2将动簧片保持在复位状态(常闭触点组闭合、常开触点组断开状态)；当对继电器线圈施加脉冲电压后，继电器导磁回路中产生一个与磁钢磁通51方向相反的磁通52，当脉冲磁通52与磁钢保持磁通51相当时，衔铁33在复位端321受到的力达到平衡，而脉冲磁通52经过衔铁33与轭铁的另一个气隙61形成回路，产生电磁吸力，使得衔铁的另一端334向U形轭铁置位端322转动，同时推动块2驱动动簧片运动，使得置位触点组(常开触点组)闭合、复位触点组(常闭触点组)断开；脉冲电压消失后，磁钢35的磁通53经过U形轭铁的置位端322、衔铁33、空气回路形成另一个方向的磁通回路，将衔铁33保持在U形轭铁的置位端322，即衔铁33的另一端334靠向U形轭铁的置位端322，同时推动块2将动簧片保持在置位状态(常开触点组闭合、常闭触点组断开状态)。

如果需要继电器复位时，即需要继电器由置位状态(常开触点组闭合)变为复位状态(常闭触点组组闭合)时，只需给继电器的线圈施加一个反方向脉冲电压即可，施加反方向脉冲电压后，继电器导磁回路中产生一个与处于置位端的磁钢磁通53方向相反的磁通54，当脉冲磁通54与处于置位端磁钢的保持磁通53相当时，衔铁33在置位端受到的力达到平衡，而脉冲磁通54经过衔铁与轭铁的另一个气隙62形成回路，产生电磁吸力，衔铁33向U形轭铁的复位端321转动，同时推动块2驱动动簧片运动，使得复位触点组(常闭触点组)闭合、置位触点组(常开触点组)断开；脉冲电压消失后，磁钢35的磁通51经过U形轭铁的复位端321、衔铁33、空气回路形成磁通回路，将衔铁33保持在U形轭铁的复位端321，同时推动块2将动簧片保持在复位状态(常开触点组断开、常闭触点组闭合状态)。

上述实施例是将衔铁33装在线圈架31上，另一种实施方式则如图11所示，也可以将衔铁33装在底座1上，此时，需要在底座1的侧板上设置有能够支承衔铁的凸柱形结构的第二凹臼11，将衔铁的转轴331装入底座1的第二凹臼11中，则同样能够实现衔铁两端进行翘翘板式运动。

图12是本发明专利的又一实施例的磁路部分结构，是将衔铁33的转轴改为卡槽结构335，同时将线圈架上所设的第一凹臼改为能够支承衔铁的卡槽结构的第一凸臂314，通过衔铁33的卡槽结构335与线圈架的第一凸臂314的相配合，同样能够实现衔铁围绕其转轴转动。

图13是本发明专利的再一实施例的磁路部分结构，是将衔铁33的转轴改为卡槽结构335，同时将底座1上所设的第二凹臼改为能够支承衔铁的卡槽结构的第二凸臂12，通过衔铁33的卡槽结构335与底座的第二凸臂12的相配合，同样能够实现衔铁围绕其转轴转动。

上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种新磁路的磁保持继电器，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种新磁路的磁保持继电器，包括接触部分、磁路部分、底座和推动块；该磁路部分包括U形轭铁、磁钢、衔铁、线圈架和线圈绕组；U形轭铁的一臂穿过线圈架的孔，U形轭铁的另一臂设置在线圈绕组的外侧；其特征在于：所述衔铁装在轭铁的口部外，衔铁的中间设有能够使其两端进行翘翘板式运动的转轴，该转轴设在对应于轭铁两臂端头之间的中部位置，以在衔铁进行翘翘板式运动时，衔铁的两端能够交替靠向轭铁两端中的对应一端；所述磁钢贴装在衔铁中朝向轭铁的一面，并含入轭铁口部的两臂端头之间而不与轭铁的两臂端头相接触；该磁钢的充磁方向与U形轭铁的两臂平行，能够在衔铁的两端交替靠向轭铁时，对应地交替在衔铁与轭铁中形成不同方向的磁回路。

2.根据权利要求1所述的新磁路的磁保持继电器，其特征在于：所述的衔铁中朝向轭铁的一面设有卡槽，所述磁钢贴装在衔铁的卡槽中。

3.根据权利要求1所述的新磁路的磁保持继电器，其特征在于：所述衔铁装在线圈架上，衔铁的转轴为凸柱形结构，线圈架上设有能够支承衔铁的凸柱形结构的第一凹臼。

4.根据权利要求1所述的新磁路的磁保持继电器，其特征在于：所述衔铁装在线圈架上，衔铁的转轴为卡槽结构，线圈架上设有能够支承衔铁的卡槽结构的第一凸臂。

5.根据权利要求1所述的新磁路的磁保持继电器，其特征在于：所述衔铁装在底座上，衔铁的转轴为凸柱形结构，底座上设有能够支承衔铁的凸柱形结构的第二凹臼。

6.根据权利要求1所述的新磁路的磁保持继电器，其特征在于：所述衔铁装在底座上，衔铁的转轴为卡槽结构，底座上设有能够支承衔铁的卡槽结构的第二凸臂。

7.根据权利要求1所述的新磁路的磁保持继电器，其特征在于：所述的衔铁中背向轭铁的一面的中部向外设有一凸起。

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