CN102456489A - 电磁切换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电磁切换装置，其能够减少在活动触点与固定触点接触或分离时产生的噪声，并且能够增强灭弧功能。所述电磁切换装置包括：固定端子，其以穿透壳体的方式被固定；固定触点，其被配置为与所述固定端子接近或分离；弹性构件，其固定在所述固定端子和所述固定触点之间，并且提供沿使所述固定触点与所述固定端子分离的方向的弹力；活动触点，其被配置为与所述固定端子接触或分离；以及运动单元，其被配置为使所述活动触点运动以便与所述固定触点接触或分离。
Description
技术领域
本发明涉及一种电磁切换装置，并且特别地涉及一种应用于电动车辆等的电磁切换装置。
背景技术
电磁切换装置是一种执行继电器控制功能的电动机型开关。这种电磁切换装置一般是指一种连接转换装置，其用于通过低输入电流的改变来连接或断开主电路。这种电磁切换装置包括接触式切换装置、非接触式切换装置、压力切换装置、光切换装置等。在这些类型中，接触式切换装置因其简化的结构而被广泛地应用于车辆的指示灯或刮水器电动机等。
在诸如混合动力车辆、燃料电池车辆、高尔夫车以及电动机铲车的电动车辆中，电磁切换装置被安装在蓄电池和直流(DC)转换器之间以便从蓄电池向DC转换器提供DC电力，或者中断从蓄电池向DC转换器的DC电力供给。
在诸如太阳能发电系统和风力发电系统的环保型发电系统中，电磁切换装置被安装在DC发电机和用于将DC电力转换为具有工业用电频率和电压的交流(AC)电力的换流器之间，从而从DC发电机向换流器提供电力，或者中断从DC发电机向换流器的电流供给。
在用于电动车辆的电磁切换装置中，必须使产生的电弧最小化，并且为了安静的室内环境必须使产生的噪声最小化。
发明内容
因此，详细描述的一个方案是提供了一种电磁切换装置，其能够减少在活动触点与固定触点接触或分离时产生的噪声，并且能够增强灭弧功能。
为实现这些和其它的优势并且根据本说明书的目的，正如在此所具体化和广泛地描述的，提供了一种电磁切换装置，其特征在于所述装置包括：灭弧单元，其被配置为切换外部设备；以及驱动单元，其具有致动器并且被配置为通过使用电信号来控制触点的断开和闭合，所述装置的特征在于所述灭弧单元包括：固定端子，其以穿透壳体的方式被固定；固定触点，其被配置为与所述固定端子接近或分离；以及弹性构件，其固定在所述固定端子和所述固定触点之间，并且提供沿使所述固定触点与所述固定端子分离的方向的弹力。
根据本发明的另一个方案，提供了一种电磁切换装置，其特征在于所述装置包括：固定端子，其以穿透壳体的方式被固定；固定触点，其被配置为与所述固定端子接近或分离；弹性构件，其固定在所述固定端子和所述固定触点之间，并且提供沿使所述固定触点与所述固定端子分离的方向的弹力；活动触点，其被配置为与所述固定端子接触或分离；以及运动单元，其被配置为使所述活动触点运动以便与所述固定触点接触或分离。
电磁切换装置的弹性构件可以被实施为压缩盘簧，其具有固定到所述固定端子的一端以及固定到所述固定触点的另一端。在所述固定端子处，可以形成有止动件，所述止动件被插入到所述压缩盘簧的中心部分内，并且被配置为在所述活动触点接近所述固定触点时在所述固定端子和所述固定触点之间保持恒定的间隔。
通过本发明的电磁切换装置的弹性构件，可以减少在活动触点与固定触点接触或分离时产生的噪声。
在本发明中，可以减少在驱动电磁切换装置时产生的噪声，并且可以灭弧。这可以提高切换功能，并且增强装置的稳定性。
通过下文中给出的详细描述，本申请的进一步的应用范围将变得更加明显。但是，应当理解的是，虽然示出了本发明的优选实施例，但是由于对于本领域的技术人员来说，通过详细的描述在本发明的精神和范围内的各种改变和改进将变得显而易见，因此仅通过阐释性的方式给出了详细的描述和具体的示例。
附图说明
附图被包括以提供对本发明的进一步理解，其被并入并且构成了本说明书的一部分，附图示出了示例性实施例并且与描述一起用于解释本发明的原理。
在附图中：
图1为根据本发明的第一实施例的电磁切换装置的结构图；
图2为根据本发明的第一实施例的电磁切换装置的灭弧单元的结构图；
图3为示出了根据本发明的第一实施例的固定端子被压缩前的状态的立体图；以及
图4为示出了根据本发明的第一实施例的固定端子被压缩后的状态的立体图。
具体实施方式
现在将参照附图给出示例性实施例的详细描述。为了参照附图进行简要的描述，相同或等同的部件将设置有相同的附图标记，并且将不重复其描述。
图1为根据本发明的第一实施例的电磁切换装置的结构图。参照图1，电磁切换装置100包括灭弧单元110和驱动单元130。
灭弧单元110由壳体111、固定端子112、活动端子115以及轴117构成。灭弧单元110被配置为断开和闭合固定端子112和活动端子115之间的接触，使得连接到电磁切换装置100的外部设备被接通/切断。
壳体111形成为盒状，并且由诸如陶瓷的耐热材料形成。将壳体111接合到驱动单元130上，并且壳体111在其中装纳灭弧单元110的构件以便保护它们免受外部影响。在壳体111的下部处形成有开口以便与驱动单元130的上板相接合。在壳体111的上部处可以形成有两个端子孔，固定端子112通过端子孔联接到活动端子115。
形成为盒状并且在其下部处具有开口的壳体111被安装在驱动单元130上。通过壳体111的端子孔，将固定触点和固定端子112插入到壳体111内。在壳体111中，活动触点被布置成与布置在固定端子112的下端处的固定触点间隔开。活动触点联接到轴117，并且被配置为与固定触点接触或分离以进行切换。
通过使用连接件可以将壳体111接合到驱动单元130的上板，从而形成灭弧空间119以在其中装纳固定端子112和活动端子115。通过使用由金属材料等形成的连接件可以将壳体111的下部连接到驱动单元130。通过诸如焊接的接合工艺可以将壳体111与驱动单元130彼此密闭地接合。具有氢气作为主要成分的绝缘气体被灌入到密封状态下的灭弧空间119中。这可以消除在固定端子112的触点和活动端子115的触点彼此接触或彼此分离时产生的电弧。
固定端子112形成为圆柱形状，并且被实施为由铜等形成的电导体。固定端子112在其下端处设置有固定触点，并且在其上端处设置有遮蔽部(shielding portion)。外部设备连接到遮蔽部。固定端子112通过形成在壳体111的上部处的孔穿透地固定到壳体111。即使固定端子112的下端能够穿过形成在壳体111的上部处的孔，固定端子112的上端因其尺寸大于孔也不能穿过孔。因此，固定端子112的上端可以位于壳体111的外侧，而固定端子112的下端可以位于壳体111内部的灭弧空间119中。
当形成在固定端子112的下端处的固定触点与活动端子115接触时，电流被供给到与固定端子112的上端连接的外部设备。另一方面，如果固定触点与活动端子115分离，则供给到与固定端子112的上端连接的外部设备的电流被中断。因此，电磁切换装置100可以作为执行继电器控制功能的电动机型开关进行操作。
活动端子115被实施为板形形状，并且被实施为由铜等形成的电导体。活动触点形成在活动端子115的上表面上。活动触点与活动端子115一体地形成。活动端子115可以装纳在灭弧空间119中，并且当在灭弧空间119中运动时可以与固定端子112的固定触点接触或分离。如果当活动端子115的活动触点与固定端子112的固定触点接触或分离时产生电弧，则可以熄灭所产生的电弧。
轴117通过在轴向上穿透驱动单元130和灭弧单元110的各自的中心部分可以将驱动单元130和灭弧单元110彼此连接。为此，可以在驱动单元130的中心部分处形成有通孔以便引导轴117的运动。灭弧单元110的活动端子115可以连接到轴117的上端，而驱动单元130的活动心133可以联接到轴117的下端。当驱动单元130的活动心133沿上下方向运动时，轴117将活动心133的上下运动传递到活动端子115。这可以允许活动端子115与固定端子112接触或分离。
在根据本发明的第一实施例的电磁切换装置100中，灭弧单元110的活动端子115可以在其下部处设置有接触压力弹簧118。连接到活动端子115的下部的轴117可以位于接触压力弹簧118的中间空间中。也就是说，接触压力弹簧118可以位于轴117的外周。当活动端子115与固定端子112接触时接触压力弹簧118可以具有沿朝向固定端子112的方向的弹力。通过接触压力弹簧118，借助于大于预定值的压力固定端子112和活动端子115可以在其之间保持接触状态。
此外，当活动端子115与固定端子112分离时接触压力弹簧118可以减小轴117的运动速度，从而减弱了当驱动单元130的活动心133和123与柱塞罩134接触时产生的碰撞力。这可以限制噪声和振动的产生。
以下，将更详细地对驱动单元130进行说明。
驱动单元130包括致动器(actuator)，致动器被配置为通过使用电信号来控制接通/切断。一般地，电磁切换装置100被配置为通过使驱动单元130上下运动并经由致动器来接通/切断与电磁切换装置100连接的外部设备。驱动单元130可以包括：励磁线圈131，其被配置为通过由电信号产生磁力来产生活动触点的驱动力；固定心132，其固定在励磁线圈131中；以及活动心133，其被布置为面向固定心132。
在其上缠绕有励磁线圈131的线圈管135设置在励磁线圈131和固定心132及活动心133之间。固定心132和活动心133沿着线圈管135的轴向布置在上下方向上。固定心132和活动心133形成磁路，由励磁线圈131产生的磁通密度穿过磁路。通过由励磁线圈131产生的磁通密度，活动心133具有沿上下方向运动的驱动力。
在线圈管135和固定心132及活动心133之间布置有由非磁性材料形成的并且形成为圆筒形状的柱塞罩134，其在灭弧单元侧具有开敞的表面而在相对侧具有闭合的底面。柱塞罩134形成为容器的形状以便在其中装纳固定心132和活动心133。固定心132和活动心133均形成为具有与柱塞罩134的内径大致相等的外径。活动心133在柱塞罩134的轴向上是可运动的。
活动心133的运动范围被确定在与固定心132的接触位置和与柱塞罩134的底面分离的初始位置之间。通过励磁线圈131由盘簧提供了使活动心133与固定心132接触的接触力，而由回位弹簧136提供了在活动心133返回初始位置的方向上的弹簧力。在驱动单元130的中心部分处安装有用于将固定心132装配到其中的通孔，并且以被装配到通孔的方式将固定心132固定到驱动单元130。在驱动单元130的中心部分处设置有与固定心132接近或间隔开的活动心133。在驱动单元130的线圈管135的内侧处可设置有被配置为引导活动心133的运动的导引件。
当施加电流到励磁线圈131时，在励磁线圈131的周围产生磁通量。通过此磁通量，固定心132和活动心133具有不同的极性。当活动心133被吸到固定心132上时，活动心133和固定心132彼此接触。当活动心133位于与固定心132的接触位置时，固定端子112和活动端子115彼此接触。当固定端子112和活动端子115彼此接触时，电力被供给到外部设备。
当供给到励磁线圈131的电流被中断时，磁力不再从励磁线圈131产生，并且活动心133失去其驱动力。因此，活动心133通过回位弹簧136的弹力返回至初始位置。与此同时，轴117运动，并且活动端子115与固定端子112分离。在此，回位弹簧136被装纳在固定心132的弹簧装纳凹槽中。当活动心133运动到与固定心132的接触位置时，回位弹簧136不干扰活动心133和固定心132之间的接触。原因是因为整个回位弹簧136以压缩状态装纳在弹簧装纳凹槽中。当活动心133返回至初始位置时，至外部设备的电力供给被中止。
图2为根据本发明的第一实施例的电磁切换装置的灭弧单元的结构图。参照图2，固定端子112以穿透壳体111的方式被固定。固定端子112的上端位于壳体111的外侧，而固定端子112的下端位于壳体111的内侧。固定触点114可以形成为以便与固定端子112的下端接触或间隔开。固定触点114与活动端子115的活动触点接触。在固定端子112和固定触点114之间可以固定有弹性构件，弹性构件被配置为提供沿使固定触点114与固定端子112分离的方向的弹力。
弹性构件可以被实施为压缩盘簧113，其具有固定到固定端子112的一端和固定到固定触点114的另一端。当朝向固定端子112施以力时，压缩盘簧113提供沿相反方向的弹力。施加到固定端子112的力越大，沿相反方向施加的弹力也越大。这种结构可以减少在固定触点114和活动端子115彼此接触时所产生的噪声。此外，当固定触点114和活动端子115彼此接触时，由于压缩盘簧113吸收了碰撞力所以可减少电弧的产生。
图3为示出了根据本发明的第一实施例的固定端子被压缩前的状态的立体图，并且图4为示出了根据本发明的第一实施例的固定端子被压缩后的状态的立体图。
参照图3，在固定端子112的下端处可以形成有止动件，止动件被插入到压缩盘簧113的中心部分内并且当活动触点接近固定触点114时在固定端子和固定触点114之间保持恒定的间隔。止动件可以由与固定端子112相同的材料形成，并且可以具有比固定端子112的半径小的半径。压缩盘簧113可以位于止动件的外周。在活动端子115未接近固定触点114的情况下，止动件和固定触点114可以彼此分离。图3中图示出了这种情况。
如果活动端子115与固定触点114接触并且固定触点114被持续施压，则压缩盘簧113被压缩。与此同时，固定触点114接近固定端子112。当止动件和固定触点114彼此接触时，固定触点114就不再接近固定端子112。也就是说，即使通过活动端子115使压缩盘簧113处于压缩状态，止动件也用于使固定端子112和固定触点114彼此分离并且在其之间具有恒定的间隔。
当在活动端子115和固定触点114彼此接触后止动件和固定触点114彼此接触时，电流可被供给到与固定触点114的上端连接的外部设备。在此情况下，可以减少在固定触点114与活动端子115彼此接触时产生的噪声。此外，因为压缩盘簧113吸收了在固定触点114与活动端子115彼此接触时产生的碰撞，所以可以减少电弧的产生。
上述实施例和优势仅为示例性的，并且不应当被解释为限制本公开。本教导能够容易地应用于其它种类的装置。本说明书意图是阐释性的，并且不限制权利要求的范围。对于本领域的技术人员来说，许多替代方案、改进和变型将是显而易见的。在此所描述的示例性实施例的特征、结构、方法和其它特点可以多种方式组合从而获得额外的和/或可替代的优选实施例。
由于在不背离其特点的条件下本发明的特征可以实现为若干形式，因此还应当理解的是，上述实施例不受前述描述的任何细节所限制，除非另有说明，而是应当在如所附的权利要求限定的范围内进行宽泛地解释，因此落在权利要求的范围或者所述范围的等同布局内的所有变化和改进都旨在由所附的权利要求所包括。
Claims (8)
1.一种电磁切换装置，其特征在于所述装置包括：
灭弧单元，其被配置为切换外部设备；以及
驱动单元，其具有致动器，并且被配置为通过使用电信号来控制触点的断开和闭合，
所述装置的特征在于，所述灭弧单元包括：
固定端子，其以穿透壳体的方式被固定；
固定触点，其被配置为与所述固定端子接近或分离；以及
弹性构件，其固定在所述固定端子和所述固定触点之间，并且提供沿使所述固定触点与所述固定端子分离的方向的弹力。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述灭弧单元还包括：
活动触点，其被配置为与所述固定端子接触或分离；以及
运动单元，其被配置为使所述活动触点运动以便与所述固定触点接触或分离。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述弹性构件被实施为压缩盘簧，其具有固定到所述固定端子的一端和固定到所述固定触点的另一端。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，在所述固定端子处形成有止动件，所述止动件被插入到所述压缩盘簧的中心部分内并且被配置为在所述活动触点接近所述固定触点时在所述固定端子和所述固定触点之间保持恒定的间隔。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述驱动单元包括：
励磁线圈，其被配置为通过由电信号产生磁力来产生所述活动触点的驱动力；
固定心，其固定在所述励磁线圈中；以及
活动心，其被布置为面向所述固定心。
6.一种电磁切换装置，其特征在于，所述装置包括：
固定端子，其以穿透壳体的方式被固定；
固定触点，其被配置为与所述固定端子接近或分离；
弹性构件，其固定在所述固定端子和所述固定触点之间，并且提供沿使所述固定触点与所述固定端子分离的方向的弹力；
活动触点，其被配置为与所述固定端子接触或分离；以及
运动单元，其被配置为使所述活动触点运动以便与所述固定触点接触或分离。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述弹性构件被实施为压缩盘簧，其具有固定到所述固定端子的一端和固定到所述固定触点的另一端。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，在所述固定端子处形成有止动件，所述止动件被插入到所述压缩盘簧的中心部分内并且被配置为在所述活动触点接近所述固定触点时在所述固定端子和所述固定触点之间保持恒定的间隔。
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