CN102969202B - 电磁开关 - Google Patents

Abstract

一种电磁开关，包括：励磁线圈，励磁线圈在通电时用作电磁体；固定芯体，固定芯体由电磁体进行磁化；可动芯体，可动芯体构造成通过被磁化的固定芯体吸引而运动；一对固定触点，所述一对固定触点置于电路中；以及可动触点，可动触点构造成根据可动芯体的运动而运动，以闭合和断开固定触点之间的电连接。该电磁开关还包括止挡件，止挡件用于限制可动芯体的运动以用于通过可动芯体防止固定触点之间由于电磁开关的构件的磨损而造成的短路。

Description

电磁开关

技术领域

本公开涉及一种电磁开关，该电磁开关用于通过断开和闭合电触点来中断流经电路的电流。

背景技术

日本专利申请公开No.2003-297207公开了如图3A至图3C中示出的电磁开关。该电磁开关100包括：励磁线圈101、由励磁线圈101产生的磁力进行驱动的可动芯体102；以及根据可动芯体102的运动而断开和闭合的电触点。电触点由一对固定触点103以及根据可动芯体102的运动而能够运动的可动触点104构成。

可动触点104可动地设置成接触固定触点103在一轴向端侧的端部部分以及脱离固定触点103在一轴向端侧的端部部分。轴107固定到可动芯体102以能够抵靠可动触点104在另一轴向端侧的端部表面。固定触点103保持在树脂制成的壳体108内，壳体108容纳触点压力弹簧110以朝向所述另一轴向端侧(朝向固定触点103)偏压可动触点104。

当励磁线圈101不通电时，由于可动芯体102通过复位弹簧111而被朝向所述一轴向端侧偏压，使得轴107朝向所述一轴向端侧推动可动触点104，因此可动触点104处于可动触点104远离固定触点103的断开状态中。当可动触点104抵靠设置在壳体108中的触点抵靠部108a时，可动触点104朝向所述一轴向端侧的运动被限制。当在这种状态下励磁线圈101通电时，可动芯体102克服复位弹簧111的偏置力而被朝向另一轴向端侧吸引，使得轴107离开可动触点104。因此，由于朝向所述一轴向端侧推压可动触点104的力被去除，所以可动触点104通过触点压力弹簧110而被朝固定触点103偏压，以进入可动触点104与固定触点103接触的闭合状态。

上述电磁开关100构造成使得在可动芯体102与固定触点103之间存在间隙c从而使可动芯体102和固定触点103在断开状态下不彼此接触。然而，在可动触点104的表面中、在轴107抵靠可动触点104的表面中或在触点抵靠部108a抵靠可动触点104的表面中，会由于电磁开关100的多次运行或振动而产生磨损。这种磨损引起间隙c变小，由于这个原因，当电磁开关100处于断开状态中时，固定触点103会通过可动芯体102而彼此短路。为避免这个问题，可能出现的是在不存在这种磨损的初始状态中将间隙c设定得较大。然而，这样做的话，由于必须增加电磁开关100在轴向方向上的尺寸，因此必须扩大电磁开关100的规模。

发明内容

示例性实施方式提供了一种电磁开关，包括：

励磁线圈，励磁线圈在通电时用作电磁体；

固定芯体，固定芯体由电磁体进行磁化；

可动芯体，可动芯体构造成通过被磁化的固定芯体吸引而运动；

一对固定触点，所述一对固定触点置于电路中；

可动触点，可动触点构造成根据可动芯体的运动而运动，以进行及断开固定触点之间的电连接；以及

轴，轴固定到可动芯体，以用于通过抵靠可动触点而将可动芯体的运动传递到可动触点，

可动触点设置成朝向及远离各个固定触点位于电磁开关的一轴向端侧的一个端部运动，

可动芯体设置成使得可动芯体在电磁开关的轴向方向上的一个端部表面与各个固定触点位于电磁开关的另一轴向端侧的另一端部相对，

轴设置成从可动芯体朝向另一轴向端侧延伸，

当轴位于另一轴向端侧的端部表面抵靠可动触点时，可动芯体的运动传递到可动触点，

其中，当固定触点的端部表面以及电连接到各个固定触点的电磁开关的构件的端部表面中的、与可动芯体相对并且位于最靠近电磁开关的另一轴向端侧的一个称作触点另一端部表面时，电磁开关还包括止挡件，止挡件用于限制可动芯体朝向所述一轴向端侧运动，以用于防止可动芯体的所述一个端部表面与触点另一端部表面之间的电短路，所述止挡件与所述一个端部表面之间在所述轴向方向上的距离小于所述一个端部表面与所述触点另一端部表面之间在所述轴向方向上的距离。

根据示例性实施方式，提供了一种电磁开关，该电磁开状能够在不增加电磁开关的轴向尺寸的情况下，通过可动芯体而防止由于电磁开关的部件的磨损产生的固定触点之间的短路的发生。

本发明的其它优点和特征将从包括附图和权利要求的下面的描述中变得显而易见。

附图说明

在附图中：

图1A为根据本发明的第一实施方式的电磁开关的截面图；

图1B为从轴向端侧观察的根据第一实施方式的电磁开关的树脂壳体的正视图；

图2A为根据本发明的第二实施方式的电磁开关的截面图；

图2B为从另一轴向端侧观察的根据第二实施方式的电磁开关的树脂壳体的正视图；

图3A为常规电磁开关的截面图；

图3B为从一轴向端侧观察的常规电磁开关的正视图；以及

图3C为从另一轴向端侧观察的常规电磁开关的树脂壳体的正视图。

具体实施方式

第一实施方式

图1A和图1B中示出的根据本发明的第一实施方式的电磁开关1用于中断供应给起动器的线圈电流，所述起动器用于起动例如车辆发动机。电磁开关1包括开关外壳2、励磁线圈3、固定芯体4、可动芯体5、电触点和树脂壳体6。

开关外壳2——在其一个轴向端处具有底部是圆筒开口的形状——形成用于流通磁通的磁路的一部分，该磁通在励磁线圈3通电时产生。

当线圈通电开关(未示出)工作时，通过从车辆电池提供的电流对励磁线圈3通电以用作电磁体。励磁线圈3绕开关外壳2内的绕线筒8缠绕。

由铁磁材料(例如，铁)制成的固定芯体4成形为柱状物。固定芯体4在开关外壳2的底部侧设置在励磁线圈3的内部，并且与开关外壳2一起形成磁路。

由铁磁材料(例如，铁)制成的可动芯体5成形为柱状物。可动芯体5的一个轴向端部表面成形为圆形。可动芯体5设置在励磁线圈3的内部以与固定芯体4相对并且能够沿轴向方向移动。因此，当励磁线圈3通电而磁化固定芯体4时，可动芯体5被固定芯体4吸引并且朝向固定芯体4侧(朝向另一轴向端侧)移动。可动芯体5通过设置在活动芯体5与固定芯体4之间的复位弹簧9而被朝向相反于固定芯体侧(朝向一轴向端侧)偏压。轴10设置在可动芯体5的所述一轴向端侧上。

由树脂制成的轴10通过压力插入到或压型到形成在可动芯体5的一个轴向端部表面中的孔中而固定到可动芯体5。轴10在其一个轴向端处朝向树脂壳体6凸出。

作为树脂模制产品的树脂壳体6压型到开关外壳2的一个轴向端而使固定芯体4保持在绕线筒8与树脂壳体6之间。树脂壳体6用作封闭开关外壳2的开口的盖。

电触点由一对固定触点17和用于中断在固定触点17之间流动的电流的可动触点18构成。固定触点17设置成以固定触点17之间的间隙在与轴向方向垂直的方向上的方式彼此相对。所述一对固定触点17分别与端螺栓19和20一体地设置或分别固定到端螺栓19和20。固定触点17以及端螺栓19和20由树脂壳体6保持。

端螺栓19和20中的一个连接到电池侧，而端螺栓19和20中的另一个连接到例如马达之类的装置侧。当固定触点17彼此相对的方向称作长度方向，而与长度方向和轴向方向垂直的方向称作宽度方向时，固定触点17在宽度方向上的尺寸近似等于或大于可动芯体5的直径。

可动触点18设置在固定触点17的所述一轴向端侧上，以能够朝向固定触点17的所述一个轴向的端部表面移动或远离固定触点17的所述一个轴向的端部表面。可动触点18被施加有来自触点压力弹簧24的载荷，并且抵靠固定到可动芯体5的轴10的端部表面，同时电触点是断开的。可动触点18和触点压力弹簧24容纳于形成在树脂壳体6内的固定触点17的所述一轴向端侧的空间中。树脂壳体6形成有呈截顶圆锥形的触点抵靠部6a，以用于限制可动触点18朝向轴向端侧的运动。用于容纳触点压力弹簧24的空间围绕触点抵靠部6a的外周设置。

由于触点压力弹簧24的设定载荷小于复位弹簧9的载荷，因此当励磁线圈3不通电时，通过复位弹簧9的偏置力使可动芯体5处于朝向所述一轴向端侧(朝相反于固定芯体侧)被推回的状态。因此，如图1A所示，通过固定到可动芯体5的轴10使可动触点18沿远离固定触点17的方向被推动，并且在触点压力弹簧24被压缩的状态下压靠树脂壳体6的触点抵靠部6a。

当励磁线圈3通电，并且可动芯体5在这种状态下朝向所述另一轴向端侧(朝固定芯体侧)被吸引时，由于由触点压力弹簧24施加到可动触点18上的压力被去除，因此可动触点18被带入到压靠固定触点17的状态(闭合状态)。

接下来，对上述第一实施方式的特点进行说明。

当固定触点17的端部表面和电连接到固定触点17的构件的端部表面中的、与可动芯体5相对并且位于最靠近电磁开关1的所述另一轴向端侧的一个称作“触点另一端部表面17a”时，电磁开关1包括止挡构件27，止挡构件27用于限制可动芯体5朝向所述一轴向端侧的运动，以避免可动芯体5的所述一轴向端侧表面与触点另一端部表面17a之间的抵接。

在该实施方式中，触点另一端部表面17a为固定触点17的另一轴向端部表面。此时，如果端螺栓19和20比固定触点17朝向另一轴向端侧凸出的多，则触点另一端部表面17a为端螺栓19和20的另一轴向端部表面。

止挡构件27与树脂壳体6一体地设置以与可动芯体5的所述一个轴向的端部表面5a相对。在该实施方式中，如图1B所示，止挡构件27由树脂部分壳体6的朝向另一轴向端侧保持固定触点17的延伸部形成。在该实施方式中，止挡构件27在数量上为两个。两个止挡构件27设置成在宽度方向上将固定触点17的宽度方向的中心保持在两个止挡构件27之间。

更具体地，如图1B所示，树脂壳体6的沿着固定触点17的外周在长度方向上延伸的部分在固定触点17的长度方向中心处从在宽度方向上的两个端部向内凸出，并且还朝向另一轴向端侧凸出以形成止挡构件27。止挡构件27稍微凸出到固定触点17之间的间隙中。因此，可动触点18形成有凹口18a以防止与止挡构件27的干涉。

两个止挡构件27到可动芯体5的轴向方向的间隙b是相等的。当电触点在不存在磨损的初始状态下断开时，该轴向方向的间隙b小于触点另一端部表面17a与可动芯体5之间的轴向方向的距离a。

上述第一实施方式提供了如下优点。该实施方式的电磁开关1包括止挡构件27，止挡构件27用于限制可动芯体5朝向所述一轴向端侧的运动以用于防止可动芯体5与触点另一端部表面17a之间的抵接。当电触点在不存在磨损的初始状态下断开时，止挡构件27与可动芯体5之间的轴向方向的间隙b小于触点另一端部表面17a与可动芯体5之间的轴向方向的距离a。因此，如果在电触点断开时存在增加的距离，由复位弹簧9将可动芯体5朝向所述一轴向端侧推回该增加的距离，则由于可动芯体5朝向所述一轴向端侧的过量运动被止挡构件27限制，因此能够防止可动芯体5抵靠触点另一端部表面17a。因此，根据第一实施方式，可以防止固定芯体17之间的短路。

此外，由于电磁开关1具有使用止挡构件27而能够可靠地限制可动芯体5的运动的结构，因此没有必要在可动芯体5与固定触点17之间保证大的间隙，并且因此没有必要增加电磁开关1的轴向方向的尺寸。

止挡构件27与树脂壳体6一体地设置，这使得能够减小用于提供具有止挡构件的电磁开关1的成本。

止挡构件27在数量上为两个，使得固定触点17的宽度方向的中心保持在两个止挡构件27之间。两个止挡构件27到可动芯体5的轴向方向的间隙b是相等的。这使得能够在可动芯体5抵靠止挡构件27时防止由于部件磨损产生的可动芯体5的倾斜，以可靠地防止固定触点17之间的短路。

第二实施方式

接下来，集中于与第一实施方式的不同而对第二实施方式进行描述。

在第二实施方式中，可动芯体5的直径大于固定触点17的宽度方向的长度。因此，当从轴向方向观察时(参见图2B)，可动芯体5离开固定触点17的两个宽度方向侧。止挡构件27设置在沿宽度方向离开固定触点17的位置处。

也就是说，如图2B所示，树脂壳体6形成有作为止挡构件27的凸起，所述凸起在固定触点17的两个宽度方向侧的外侧的位置处朝向所述另一轴向端侧凸出。

这使得能够相对于宽度方向在固定触点17的外侧设置止挡构件27。在第一实施方式中，止挡构件27设置在固定触点17的宽度方向侧的内侧的位置处，可动触点18必须形成有凹口18a。根据第二实施方式，无须在可动触点18中形成这样的凹口。

改型

在第一和第二实施方式中，止挡构件27与树脂壳体26一体地设置。然而，也可以将止挡构件27设置为独立的构件。此外，止挡构件27可以是形成在可动芯体5的所述一个轴向端部表面中以朝向树脂壳体6凸出的突起。止挡构件27在数量上可以为三个或更多个。

本发明可以用于具有这种类型的电磁开关的起动器：该类型的电磁开关包括两个可动芯体以及用于分别吸引两个可动芯体的两个励磁线圈，如例如在日本专利申请公开NO.2010-23001中描述的。本发明也可以用于ICR继电器(浪涌电流减少(Inrush Current Reduction)继电器)。

以上说明的优选实施方式是由下面所附的权利要求单独地描述的本申请的本发明的示例。应当理解，本领域技术人员可以想到对优选实施方式做出修改。

Claims (3)

1.一种电磁开关，包括：

励磁线圈，所述励磁线圈在通电时用作电磁体；

固定芯体，所述固定芯体由所述电磁体进行磁化；

可动芯体，所述可动芯体构造成通过被磁化的所述固定芯体吸引而运动；

一对固定触点，所述一对固定触点置于电路中；

可动触点，所述可动触点构造成根据所述可动芯体的运动而运动，以进行及断开所述固定触点之间的电连接；以及

轴，所述轴固定到所述可动芯体，以用于通过抵靠所述可动触点而将所述可动芯体的运动传递到所述可动触点，

所述可动触点设置成朝向及远离各个所述固定触点位于所述电磁开关的一轴向端侧的一个端部运动，

所述可动芯体设置成使得所述可动芯体在所述电磁开关的轴向方向上的一个端部表面与各个所述固定触点位于所述电磁开关的另一轴向端侧的另一端部相对，

所述轴设置成从所述可动芯体朝向所述一轴向端侧延伸，

当所述轴位于所述另一轴向端侧的端部表面抵靠所述可动触点时，所述可动芯体的运动传递到所述可动触点，

其中，当电连接到所述固定触点的所述电磁开关的构件的端部表面与各个所述固定触点的端部表面中的、与所述可动芯体相对并且位于最靠近所述电磁开关的所述另一轴向端侧的一个称作触点另一端部表面时，所述电磁开关还包括止挡件，所述止挡件用于限制所述可动芯体朝向所述一轴向端侧运动，以用于防止所述可动芯体在所述电磁开关的轴向方向上的所述一个端部表面与所述触点另一端部表面之间的电短路，

所述止挡件与所述一个端部表面之间在所述轴向方向上的距离小于所述一个端部表面与所述触点另一端部表面之间在所述轴向方向上的距离，其中

所述可动芯体在所述轴向方向上的所述一个端部表面具有圆形形状，

当与所述轴向方向和所述固定触点彼此相对的方向垂直的方向称作宽度方向时，所述可动芯体在所述轴向方向上的所述一个端部表面的直径大于所述固定触点在所述宽度方向上的长度，并且

所述止挡件设置成在所述宽度方向上稍微离开所述固定触点。

2.根据权利要求1所述的电磁开关，还包括保持所述固定触点的树脂壳体，所述止挡件一体地形成在所述树脂壳体中。

3.根据权利要求1所述的电磁开关，其中

所述止挡件由多个止挡构件构成，

当与所述轴向方向和所述固定触点彼此相对的方向垂直的方向称作宽度方向时，所述止挡构件中的至少两个设置成夹所述固定触点在所述宽度方向上的中心而彼此相对，并且

从所述止挡构件到所述可动芯体的距离对所有的所述止挡构件而言都是相等的。