CN102117717B - 密封箱式磁力开关 - Google Patents
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Abstract
一种密封箱式磁力开关,其包括:第一接触压力弹簧,其一端由活动式接触器支承,所述第一接触压力弹簧沿着所述活动式接触器与所述固定电极接触的方向对所述活动式接触器施加弹力以便提供接触压力;弹簧座部件,其支承所述第一接触压力弹簧的另一端并固定地安装在所述驱动轴上;以及第二接触压力弹簧,其具有比所述第一接触压力弹簧的直径大的直径,并且所述第二接触压力弹簧在与所述第一接触压力弹簧相比的径向上的外侧位置处沿着所述活动式接触器与所述固定电极接触的方向对所述活动式接触器施加弹力。
Description
技术领域
本发明涉及一种密封箱式磁力开关,并且,本发明尤其涉及一种能够降低开关操作的噪声的密封箱式磁力开关。
背景技术
磁力开关,作为一种用于切换供电线路的装置,是用于包括工业目的、家用目的、电动车目的等广泛目的的相对低压的电力开关。磁力开关被配置成通过如下方式来切换供电电路,即,利用根据控制电源是供电或是中断供电而磁化或去磁的线圈产生的磁力来移动活动芯,从而将连接在活动芯上的活动触点(contact)移动到使连接在活动芯上的活动式接触器(contactor)与相应的固定电极分离的开路位置,或者移动到使活动式接触器与相应的固定电极接触的闭路位置。如果位于活动式接触器与固定电极接触的位置处的活动式接触器的触点由于在闭路位置处的外部因素例如震动、冲击等而变差,则所述触点可能会发生熔断、损坏等,从而可能引起更严重的电气事故,因此采用接触压力弹簧以便对活动式接触器与相应的固定电极接触的位置施加弹力。
然而,在磁力开关中,为在接触操作期间获得运行可靠性而使用具有高弹力的接触压力弹簧会在闭路操作期间活动式接触器与固定电极接触时增加冲击,并产生剧烈的冲击噪声。
特别地,用于住宅或者电动车的磁力开关迫切地需要具有不会产生这种冲击噪声的低噪声结构。
同时,现有技术中的密封箱式磁力开关包括围绕活动式接触器的驱动轴安装的接触压力弹簧,其中,接触压力弹簧的一端由活动式接触器的中央部支承,而接触压力弹簧的另一端由固定地安装在驱动轴上的弹簧座支承。现有技术中的密封箱式磁力开关具有这样的结构:其中,提供接触驱动力的接触压力弹簧与驱动轴被放置在活动式接触器的中央部处,而活动式接触器的外部在接触操作期间与固定电极相碰撞。因此,大的冲击会施加到活动式接触器的与固定电极接触的部分上,并且如图1所示,当活动式接触器在接触操作期间移动过的距离的行程增加时,总的接触压力具有从碰撞开始的长的非线性间隔(也就是图1中总接触压力保持稳定而不发生变化的间隔)。由于该非线性间隔很长,因而会产生更加剧烈的噪声。因此,在现有技术中的密封箱式磁力开关中,就执行活动式接触器的接触操作时总接触压力的变化特性来说,非线性间隔很长,这产生剧烈的噪声。
发明内容
因此,为解决上述问题,本发明人构思了于此描述的各种特征。
本发明的一个方案提供了一种密封箱式磁力开关,该磁力开关能够通过缩短在执行活动式接触器的接触操作时总接触压力的变化特性方面的非线性间隔,来降低活动式接触器执行接触操作时的噪声产生。
根据本发明的一方案,提供了一种密封箱式磁力开关,该磁力开关包括:密封容器,其一侧开口;固定电极,其气密性地装配到所述密封容器的开口侧的相反侧上;活动式接触器,其能够移动到与固定电极接触的位置,以及与所述固定电极分离的位置;驱动轴,其支承活动式接触器并能够与该活动式接触器一起移动;活动芯,其与所述驱动轴联结从而能够一起移动;固定芯,其安装成面向所述活动芯;绕线筒,其将所述固定芯和所述活动芯容纳在其空腔的内部;线圈,其卷绕在所述绕线筒上;磁轭,其靠近所述线圈安装以形成磁路;以及铁板,其与所述磁轭一起形成所述磁路并安装在所述绕线筒的上部处;所述密封箱式磁力开关包括:第一接触压力弹簧,其一端由活动式接触器支承,所述第一接触压力弹簧沿着所述活动式接触器与所述固定电极接触的方向对所述活动式接触器施加弹力以便提供接触压力;弹簧座部件,其支承所述第一接触压力弹簧的另一端并固定地安装在所述驱动轴上;以及第二接触压力弹簧,其具有比所述第一接触压力弹簧的直径大的直径,并且所述第二接触压力弹簧在与所述第一接触压力弹簧相比的径向上的外部位置处沿着所述活动式接触器与所述固定电极接触的方向对所述活动式接触器施加弹力。
通过下面结合附图对本发明的详细说明,本发明的上述及其他目的、特征、方案以及优点将变得更加显而易见。
附图说明
图1是示出了现有技术中的密封箱式磁力开关中的活动式接触器的接触位置移动行程上的弹力的变化的曲线图,具体地,图中示出了复位弹簧和接触压力弹簧的弹力及总接触压力的变化;
图2是示出了根据本发明的一个优选实施例的密封箱式磁力开关的构造的垂直剖视图;以及
图3是示出了根据图2所示的本发明的优选实施例的密封箱式磁力开关中的活动式接触器的接触位置移动行程上的弹力的变化的曲线图,具体地,图中示出了复位弹簧和第一接触压力弹簧及第二接触压力弹簧的弹力及总接触压力的变化。
具体实施方式
通过下面结合附图对本发明的详细说明,本发明的上述及其他目的、特征、方案以及优点将变得更加显而易见。
现在将参考图2和图3对根据本发明的一个优选实施例的密封箱式磁力开关进行说明。
图2是示出了根据本发明的一个优选实施例的密封箱式磁力开关的构造的垂直剖视图,而图3是示出了根据图2所示的本发明的优选实施例的密封箱式磁力开关中的活动式接触器的接触位置移动行程上的弹力的变化的曲线图,具体地,图中示出了复位弹簧和第一接触压力弹簧及第二接触压力弹簧的弹力及总接触压力的变化。
如图2所示,根据本发明的一个优选实施例的密封箱式磁力开关包括密封容器11、固定电极12、活动式接触器13、驱动轴16、活动芯17、固定芯15、绕线筒19、线圈、磁轭以及铁板14。
密封容器11是具有基本上呈字母“U”形的垂直部并有一侧开口的容器。密封容器11安装成使得其开口侧朝向上方,并用作所述密封箱式磁力开关的上部外壳。
固定电极12贯穿地安装且气密性地装配在密封容器11的开口侧的相反侧上,从而由密封容器11支承。固定电极12具有连接外部电线的端子的功能,并具有与活动式接触器13接触或者与活动式接触器13分离的固定电极的功能。设置有一对固定电极12。
活动式接触器13被配置成能够移动到与固定电极12接触的位置以及与固定电极12分离的位置的活动式电极。为与一对固定电极12接触或者与该对固定电极分离,活动式接触器13可被配置成具有与通过将该对固定电极12之间的距离加上相应的固定电极12的宽度而得到的长度相当的足够长度的导电板。
驱动轴16支承活动式接触器13,并能够与活动式接触器13一起移动。可以通过利用防松垫圈16a固定驱动轴16的上端部的穿过形成在活动式接触器13的中央部处的开口而压入配合以便贯穿地延伸的位置而连接驱动轴16与活动式接触器13。弹簧支承突出部16b形成在与驱动轴16的上端部相距一预定距离的位置处,使其垂直于驱动轴16的轴向而延伸出(或突出)。弹簧支承突出部16b不是直接地支承第一接触压力弹簧23的下端,而是利用一弹簧支承垫圈(未给出附图标记)来支承第一接触压力弹簧23的下端,所述弹簧支承垫圈具有比插入其间的第一接触压力弹簧23的直径大的直径。
活动芯17安装在驱动轴16的下端部处。活动芯17通过压入配合、螺旋连接、焊接等方式联结到驱动轴16的下端部上,从而防止松开。活动芯17与驱动轴16联结并能够一起移动。活动芯17可被配置成例如铁芯。
固定芯15安装成面向活动芯17。在图2中,定位在上侧的固定芯15安装成面向定位在下侧的活动芯17。驱动轴16在固定芯15的中央部处贯穿地延伸。
复位弹簧20安装成围绕贯穿固定芯15的中央部的驱动轴16。复位弹簧20的上端部由固定芯15的内周表面的端部支承,而复位弹簧20的下端部由活动芯17的内周表面的端部支承。复位弹簧20沿着使活动芯17与固定芯15分离的方向对活动芯17施加弹力。相应地,当流向线圈21的电流被中断时,则线圈21被去磁,活动芯17由于复位弹簧20的弹力而返回到图2中所示的与固定芯15相距一间隙(D)的位置。
绕线筒19设置为将固定芯15和活动芯17容纳在其空腔中。绕线筒可由具有电绝缘特性的合成树脂材料制成。
筒体18安装在活动芯17与固定芯18以及绕线筒19之间以便提供运动通道。
线圈21卷绕在绕线筒19上。当电流流经线圈21时,线圈21被磁化,从而与附近的磁轭22和铁板14一起形成磁路以提供用于移动活动芯17的磁力,从而使所述活动芯与固定芯15接触。
磁轭22靠近线圈21安装。当电流流经线圈21时,磁轭22形成磁路,允许相对于线圈21中的电流成直角的磁通移动。
铁板14与磁轭22一起形成磁路,铁板14安装在绕线筒19的上部处。在铁板14的中央部处形成有通孔,固定芯15的上端部插入该通孔中。
参考图2,根据本发明的一个优选实施例的密封箱式磁力开关进一步包括第一接触压力弹簧23和第二接触压力弹簧24。
第一接触压力弹簧23的一端(也就是,图2中的上端)由活动式接触器13的下表面支承,并且所述第一接触压力弹簧沿着活动式接触器13与固定电极12接触的方向对活动式接触器13施加弹力,从而提供接触压力。第一接触压力弹簧23的另一端(也就是,图2中的下端)由作为弹簧座部件25的弹簧支承垫圈支承,弹簧座部件25具有比第一接触压力弹簧23的直径大的直径。作为弹簧座部件25的弹簧支承垫圈由驱动轴16的弹簧突出部16b支承,从而防止弹簧座部件25沿轴向移动。
第二接触压力弹簧24具有比第一接触压力弹簧23的直径大的直径,该第二接触压力弹簧在与第一接触压力弹簧23相比的径向上的外侧位置处沿着活动式接触器13与固定电极12接触的方向对活动芯13施加弹力。第二接触压力弹簧24的一端(也就是,图2中的上端)由活动式接触器13的下表面支承,而第二接触压力弹簧24的另一端(也就是,图2中的下端)由铁板14支承。
优选地,第一接触压力弹簧23和第二接触压力弹簧24被配置成螺旋弹簧。
如上所述配置的根据本发明的一个优选实施例的密封箱式磁力开关具有如下操作及其效果。
当通过未在图2中示出的额外的线圈端子来提供用于控制切换的电流以便使线圈21磁化时,附近的磁轭22和铁板14形成磁路,使得活动芯17克服复位弹簧20的弹力而移动,从而与固定芯15接触。
与活动芯17移动从而导致与固定芯15接触相应,使得通过驱动轴16连接到活动芯17上的活动式接触器13与固定电极12接触。因此,电力通过根据本发明的一个优选实施例的密封箱式磁力开关从电源供给到电力负载上。在这时,第一接触压力弹簧23和第二接触压力弹簧24为活动式接触器13提供了接触压力,从而使活动式接触器13能够维持在与固定电极12接触的状态下。
当通过未在图2中示出的额外的线圈端子供给的用于控制切换的电流停止时,线圈21被去磁,并且通过附近的磁轭22和铁板14的磁路消失。相应地,由于复位弹簧20的弹力,使得活动芯17与固定芯15分离从而变为图2所示的与固定芯15相距一间隙(D)。
在这种情况下,与活动芯17向下移动从而与固定芯15分离相应,通过驱动轴16连接到活动芯17上的活动式接触器13也从如图2所示的与固定电极12的接触位置离开。
相应地,通过根据本发明的优选实施例的密封箱式磁力开关从电源到电力负载的供电被中断。
因为根据本发明的优选实施例的密封箱式磁力开关包括第二接触压力弹簧24,该第二接触压力弹簧具有比第一接触压力弹簧23的直径大的直径,并且该第二接触压力弹簧在与第一接触压力弹簧23相比的径向上的外侧位置处沿着活动式接触器13与固定电极12接触的方向对活动芯13施加弹力,所以活动式接触器13的承受第一接触压力弹簧23和第二接触压力弹簧24所施加的弹力的区域增大,因此能够降低由于第一接触压力弹簧23和第二接触压力弹簧24的存在而产生的活动式接触器13的应力。而且,因为活动式接触器13的与固定电极12碰撞的部分是与活动式接触器13的外周部相应而不是中央部相应的外部,所以与现有技术相比,第一接触压力弹簧23和第二接触压力弹簧24,尤其是第二接触压力弹簧24的直径靠近活动式接触器13的外部定位。因此,当活动式接触器13与固定电极12在根据本发明的优选实施例的密封箱式磁力开关的供电位置也就是接通(ON)位置碰撞时,由固定电极12施加到活动式接触器13上的反作用力的大部分被吸收。因此,如图3所示,能够缩短由第一接触压力弹簧23和第二接触压力弹簧24引起的总接触压力呈非线性稳定的间隔,而且因为吸收了冲击,所以能够降低噪声。
由于本发明可以在不背离其特征的情况下以多种形式来表现,因而还应当理解,除另有说明的情况之外,上述实施例不受上述说明书中的任何细节所限制,而应当在如随附的权利要求所限定的其范围内做扩大性解释,因此,落入权利要求的界限和范围或者所述范围和界限的等同布局内的所有变化和修改均因此旨在由随附的权利要求所包含。
Claims (2)
1.一种密封箱式磁力开关,其包括:密封容器,其一侧开口;固定电极,其气密性地装配到所述密封容器的开口侧的相反侧上;活动式接触器,其能够移动到与所述固定电极接触的位置,以及与所述固定电极分离的位置;驱动轴,其支承所述活动式接触器并能够与所述活动式接触器一起移动;活动芯,其与所述驱动轴联结从而能够一起移动;固定芯,其安装成面向所述活动芯;绕线筒,其将所述固定芯和所述活动芯容纳在其空腔的内部;线圈,其卷绕在所述绕线筒上;磁轭,其靠近所述线圈安装以形成磁路;以及铁板,其与所述磁轭一起形成所述磁路并安装在所述绕线筒的上部处;所述密封箱式磁力开关包括:
第一接触压力弹簧,其一端由活动式接触器支承,所述第一接触压力弹簧沿着所述活动式接触器与所述固定电极接触的方向对所述活动式接触器施加弹力以便提供接触压力;
弹簧座部件,其支承所述第一接触压力弹簧的另一端并固定地安装在所述驱动轴上;以及
第二接触压力弹簧,其具有比所述第一接触压力弹簧的直径大的直径,并且所述第二接触压力弹簧在与所述第一接触压力弹簧相比的径向上的外侧位置处沿着所述活动式接触器与所述固定电极接触的方向对所述活动式接触器施加弹力,
其特征在于,所述第二接触压力弹簧的一端由所述活动式接触器支承,而所述第二接触压力弹簧的另一端由所述铁板支承,
其中,从所述活动式接触器到所述弹簧座部件的距离小于从所述活动式接触器到所述铁板的距离。
2.根据权利要求1所述的磁力开关,其中,所述第一接触压力弹簧和第二接触压力弹簧被配置成螺旋弹簧。
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