CN103311022A - 密封接触装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种密封接触装置，其能够消除沿着任意方向延伸的电弧。该密封接触装置包括：壳体；以彼此相向的方式布置在壳体中的固定触头和可移动触头；以及之间设置有固定触头和可移动触头并且利用磁力吸引固定触头与可移动触头之间的电弧的永磁体。电弧屏蔽件布置在壳体中的如下位置：电弧被在固定触头与可移动触头之间流动的电流并且被永磁体之间的磁力吸引。

Description

密封接触装置

技术领域

本发明涉及一种密封接触装置，并且更具体地说涉及一种可迅速地消除产生的电弧的用于功率载荷的电磁继电器。

背景技术

在相关技术中，作为在密封接触装置中使用的电弧消除器，例如日本未审定专利公开No.2005-285547公开了一种消除可移动接触件与固定接触件之间产生的电弧的装置，通过使电弧阻挡层的右侧壁与左侧壁之间的电弧变窄而使固定接触件的触头与可移动接触件的触头分离，从而消除电弧。

然而，如现有技术的图1中所示，上述电弧消除器具有如下问题，当触头之间的电弧到达电弧阻挡层5时可消除电弧，但是当电弧未到达电弧屏障时不能迅速并且确定地消除电弧。

鉴于相关技术的上述问题，提出了本发明，并且本发明的一个目的是提供一种密封接触装置，如果并且当产生电弧时，该密封接触装置能够吸引电弧，以迅速并且确定地消除电弧。

发明内容

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种密封接触装置，包括：壳体；固定触头和可移动触头，以彼此相向的方式布置在壳体中；以及永磁体，其间设置有固定触头和可移动触头，并且利用磁力吸引固定触头与可移动触头之间的电弧，其中，电弧屏蔽件布置在壳体中的如下位置：电弧被在固定触头与可移动触头之间流动的电流并且被永磁体的磁力吸引。

根据本发明，即使电弧沿着任意方向产发，但电弧被电流和磁力沿着期望的方向吸引，使得电弧可以到达电弧屏蔽件，导致电弧被消除。

作为本发明的实施方式，电弧屏蔽件可以具有至少一个电弧接收件。该构造允许电弧屏蔽件的表面积增大。这还允许电弧容易地击中电弧屏蔽件，由此增加了用于消除电弧的机构的性能。

作为本发明的另一个实施方式，电弧屏蔽件可以布置在触头的两侧处并且沿着永磁体的相对表面形成。相对表面布置为使得磁场从一个磁体流向另一个磁体。该构造使得电弧能够击中布置在任一个触头上的电弧屏蔽件，使得即使电弧的方向改变也可以消除电弧。

作为本发明的另一个实施方式，电弧屏蔽件可以形成为具有大致U形截面并且可以布置在壳体中。通过形成具有U形截面的电弧屏蔽件，可以相对容易地抓握电弧屏蔽件，并且与板状电弧屏蔽件相比，提高了将电弧屏蔽件安装到密封空间的安装可使用性（workability）。

电弧屏蔽件的U形截面的基部部分可以布置在壳体的底面上。该构造可以在不干扰固定触头和可移动触头的移动的情况下确保电弧屏蔽件在壳体中的可安装性。

作为本发明的再一个实施方式，电弧屏蔽件可以由金属制成。该构造允许击中电弧屏蔽件的电弧被冷却，使得能够增强消除电弧的能力。

作为本发明的又一个实施方式，电弧屏蔽件可以包括板状连接部和形成为相应地从连接部的两端垂直地弯曲的臂部，其中，连接部和臂部中的至少任一个可以设有至少一个电弧接收件。

作为本发明的又一个实施方式，电弧屏蔽件可以具有通过弯曲连接部的边缘部分而获得的至少一个电弧接收件。

作为本发明的又一个实施方式，至少一个电弧接收件可以通过弯曲臂部的边缘部分提供，并且臂部的内表面可以设有突出部。

附图说明

图1是示出根据本发明的密封接触装置的实施方式的整体立体图；

图2是图1中示出的密封接触装置的分解立体图；

图3A和图3B是在图1中示出的密封接触装置操作之前的侧截面视图和前截面视图；

图4A和图4B是根据本发明的第一实施方式的电弧屏蔽件的立体图和截面视图；

图5A和图5B是根据本发明的第二实施方式的电弧屏蔽件的立体图和侧视图；

图6A和图6B是根据本发明的第三实施方式的电弧屏蔽件的立体图和侧视图；

图7A和图7B是根据本发明的第四实施方式的电弧屏蔽件的立体图和侧视图；

图8A和图8B是根据本发明的第五实施方式的电弧屏蔽件的立体图和侧视图；

图9A和图9B是根据本发明的第六实施方式的电弧屏蔽件的立体图和侧视图；

图10A和图10B是根据本发明的第七实施方式的电弧屏蔽件的立体图和侧视图；

图11A和图11B是根据本发明的第八实施方式的电弧屏蔽件的立体图和侧视图；

图12是示出在具有电弧屏蔽件的情形中与没有电弧屏蔽件的情形中密封接触装置的电阻根据触头之间的拦截（interception）数量而变的示图。

具体实施方式

参照附图的图1至图12描述根据本实施方式的密封接触装置应用于密封电磁继电器的实施方式。

如图2中所示，根据本实施方式的密封电磁继电器通过设置接触机构部分30以及电磁部分50而构造，该电磁部分从壳体中的图3A所示的密封空间43的外部驱动接触机构部分30，该壳体通过将盖子20附接到外壳10而形成。接触机构部分30包含在由陶瓷板31、金属柱状凸缘32、板状第一轭37以及闭合端部桶41形成的密封空间43中。

外壳10是大致箱状的树脂成型物件，并且具有设置在角状部分中的安装孔11，该角状部分布置在外表面的下部角落中。外壳10还在侧表面的角落中具有用于拉出引线（附图中未示出）的凸出部分12以及位于相对的侧表面中且在开口的边缘部分处的闭锁孔13。

盖子20具有可以覆盖外壳10的开口的平面形状，并且在分隔壁21的两侧处设有端子孔22和22，该分隔壁形成为在盖子的上表面的中心突出。盖子20在其一侧的一个侧表面上设有突出部23，该突出部通过插入到外壳10的凸出部分12中而可以防止引线（lead）（未示出）的所谓摇摆。盖子20在开口的边缘部分处且在相对的侧表面中设有闭锁爪24，并且闭锁爪24可以锁定在外壳10的闭锁孔13中。

如上所述，接触机构部分30设置在由陶瓷板31、金属柱状凸缘32、板状第一轭37以及闭合端部桶41形成的密封空间43（参照图3A）中。接触机构部分30包括磁体保持件35、固定铁芯38、可移动铁芯42、可移动轴45和可移动接触件48。

陶瓷板31具有平面形状，使得陶瓷板31可以钎焊到下面所述的金属柱状凸缘32的上开口的边缘部分，陶瓷板设有一对端子孔31a，并且与辅助板31c结合使用。陶瓷板31在其上表面的外周边部分处和端子孔31a的开口边缘部分处具有金属层（未示出）。如图3B中所示，具有牢固地附接到底部的固定触头33a的固定接触端子33相应地钎焊到陶瓷板31的端子孔31a的边缘。

钎焊到陶瓷板31的上表面的外周边部分的金属柱状凸缘32具有如图2中示出的大致柱形并且通过压制处理金属板而形成。金属柱状凸缘32的下部的外周边部分通过焊接与板状第一轭37整体地结合。

容纳在金属柱状凸缘32中的磁体保持件35由箱状的耐热绝缘件形成，并且该磁体保持件设有可以将永磁体36相应地保持在其中的袋式凹槽35a，并且袋式凹槽位于彼此相对的两个外部侧表面中。磁体保持件35在底表面中心的下板中设有环形保持架35c（参照图3B）、以及从环形保持架35c的中心的下表面向下突出的柱状绝缘部分35b。尽管产生电弧并且在金属柱状凸缘32与板状第一轭37以及固定铁芯38之间的路径中的电压增加到高电压，但是由于柱状绝缘部分35b使柱状固定铁芯38与可移动轴45彼此电绝缘，因此可以防止它们整体地焊接。在磁体保持件35中设置有以面向彼此方式布置的定位板26，以便与可移动接触件48接触，并且通过防止可移动接触件48旋转来定位可移动接触件48。橡胶板27布置在磁体保持件35与第一轭37之间，以缓冲当固定触头33a与可移动触头48a彼此分离时在磁体保持件35与环形卡爪45a之间产生的冲击。

此外，根据本发明的第一实施方式的电弧屏蔽件61布置在磁体保持件35的内部。电弧屏蔽件61例如由金属（诸如不锈钢）制成，并且具有如图4A和图4B中示出的大致U形截面。

即，电弧屏蔽件61包括板状连接部62和通过向上弯曲连接部62的两个端部而形成的臂部63。连接部62的相对边缘部分相应地设有向上弯曲成直立的舌状件（电弧接收件）64。每个臂部63包括从上端向内弯曲的上肋（电弧接收件）65、从相对的侧边缘向内弯曲的一对侧边缘肋（电弧接收件）66、以及从内表面向内突出的排放板状突出部（电弧接收件）67。

此外，在电弧屏蔽件61中，连接部62布置在磁体保持件35的底壁上，并且臂部63固定于磁体保持件35的相对侧壁。

如图2中所示，板状第一轭37具有可安装到外壳10的开口的边缘部分中的平面形状、固定到其上表面的弹性板37a、以及位于其中心的压紧孔（caulking hole）37b。柱状固定铁芯38的上端以压紧方式固定到板状第一轭37的压紧孔37b，并且板状第一轭37安装到金属柱状凸缘32的下开口中并且通过从外部执行的焊接与金属柱状凸缘32整体地结合。

具有环形凸缘45a的可移动轴45经由磁体保持件35的柱状绝缘部分35b可滑动地插入到柱状固定铁芯38的通孔中。通过插入释放弹簧39并将可移动铁芯42焊接到释放弹簧39的底部而固定可移动轴45。

对于其中容纳有可移动铁芯42的闭合端部桶41来说，开口的边缘部分与设置在板状第一轭37中的压紧孔37b的下边缘部分密封地接合。接着，从排气管34抽吸内部空气，使得内部空间被密封以形成密封的空间43。

如图3B中所示，碟状接收工具46被设置在可移动轴45的中间部分中的环形凸缘45a闭锁，从而可以防止插入的接触弹簧47和可移动接触件48掉落，并且止动环49固定到可移动轴45的上端部分。设置在可移动接触件48的上表面的两端处的可移动触头48a布置为面向彼此，并且能够朝向和远离布置在金属柱状凸缘32中的接触端子33的固定触头33a移动。

如图2中所示，在电磁部分50中，线圈端子53和54压配合并且固定到线轴52（线圈51围绕其缠绕）的凸缘52a，并且线圈51和引线（未示出）经由线圈端子53和54相互连接。闭合端部桶41插入到线轴52的通孔52b中并且安装到第二轭56的安装孔56a中。随后，第二轭56的两个侧部57和57的上端相应地与板状第一轭37的两个端部接合，并且然后通过诸如压紧、压配合和焊接的方法固定于彼此，使得电磁部分50与接触机构部分30整体地结合。

接着，将描述具有上述结构的密封磁性继电器的操作。

首先，如图3A和图3B中所示，当电压未施加到线圈51时，可移动铁芯42通过释放弹簧39的弹簧力被偏压到下侧，可移动轴45被向下推，并且可移动接触件48被向下拉。此时，尽管可移动轴45的环形凸缘45a与磁体保持件35的环形保持架35c接合，并且可移动触头48a与固定触头33a分离，但可移动铁芯42不与闭合端部桶41的底表面接触。

随后，当电压施加到线圈51使得线圈51被磁化时，可移动铁芯42被固定铁芯38吸引，并且可移动轴45将克服释放弹簧39的弹簧力向上滑动。即使在可移动触头48a与固定触头33a接触之后，可移动轴45仍克服释放弹簧39和接触弹簧47的弹簧力而被向上推动，可移动轴45的上端从可移动接触件48的轴孔48b突出，并且可移动铁芯42被吸引并附接到固定铁芯38。

接着，当停止向线圈51施加电压并且磁化被转换时，由于接触弹簧47和释放弹簧39的弹簧力，可移动铁芯42将与固定铁芯38分离。由于这个原因，在可移动轴45向下滑动到下侧并且可移动触头48c与固定触头33a分离之后，可移动轴45的环形凸缘45a与磁体保持件35的环形保持架35c接合，并且由此返回到初始状态。

此时，可在高电压的固定触头33a与可移动触头48a之间产生电弧。在图3B中，通过在固定触头33a与可移动触头48a之间流动的电流以及在相对的永磁体36之间水平产生的磁力，沿着与电弧屏蔽件61的臂部63的方向正交的方向吸引与感应电弧。电弧屏蔽件61的臂部63沿着电弧被吸引的方向安装。由于这个原因，尽管电弧沿着任意方向产生，但首先通过在固定触头33a与可移动触头48a之间流动的电流和在相对的永磁体36之间水平产生的磁力沿着期望的方向感应电弧，并且允许击中电弧屏蔽件61，从而消除电弧。

特别地，因为电弧屏蔽件61具有多个突出部67，因此电弧屏蔽件61内表面的表面积增大。为此，电弧可以迅速地冷却，并且由此可以有效地消除电弧。

此外，电弧屏蔽件61形成为具有大致U形截面，并且密封空间43（磁体保持件35）中的连接部（基部部分）62布置在磁体保持件35的底表面上。由于这个原因，与使用简单板状电弧屏蔽件的情形相比，电弧屏蔽件61可以容易地被抓握，从而可以改进在密封空间43（磁体保持件35）的安装可使用性。此外，在不干扰固定触头33a和可移动触头48a的移动的情况下，可以确保电弧屏蔽件61在密封空间43中的可安装性。

电弧屏蔽件61的臂部63布置在固定触头33a和可移动触头48a的两侧处并且沿着永磁体36的相对表面布置。由于这个原因，即使电流和/或磁通量的方向改变并且因此电弧产生的方向改变，电弧也可以击中臂部63中的任一个并且被消除。

此外，由于电弧屏蔽件61由金属制成，因此击中电弧屏蔽件61的电弧可以有效地冷却，并且可以提高消除电弧的可能性。

下面参照图5A-5B到图11A-11B来描述可以与这里描述的密封接触装置一起使用的电弧屏蔽件的其它实施方式。

（第二实施方式）

图5A和图5B中示出了根据本发明的第二实施方式的电弧屏蔽件71。

尽管根据第一实施方式的电弧屏蔽件61的臂部63设有突出部67，但该构造不限于此。可以采用简单板状的臂部72，如根据第二实施方式的电弧屏蔽件71。利用该构造，能够确定地防止电弧通过臂部72传送。由于其它部分与第一实施方式中的那些相同，因此相同的部分由相同的附图标记表示并且未给出其详细描述。

（第三实施方式）

图6A和图6B中示出了根据本发明的第三实施方式的电弧屏蔽件73。

尽管根据第一实施方式的电弧屏蔽件61的臂部63设有突出部67，但该构造不限于此。例如，如同根据第三实施方式的电弧屏蔽件73的臂部74，可以通过切除来形成从开口76的上边缘和下边缘向内突出且在折叠板75中并列设置的突出件（电弧接收件）77。由此，获得具有高材料屈服强度的电弧屏蔽件73。由于其它部分与第一实施方式中的那些相同，因此相同的部分由相同的附图标记表示并且未给出其详细描述。

（第四实施方式）

图7A和图7B中示出了根据本发明的第四实施方式的电弧屏蔽件80。

尽管根据第一实施方式的电弧屏蔽件61的臂部63设有侧边缘肋66，但该构造不限于此。例如，如同根据第四实施方式的电弧屏蔽件80的臂部81，可以提供多个弯曲部分（电弧接收部分）83，每个弯曲部分从折叠板82的两个相对侧边缘向内弯曲，并且每个弯曲部分沿着折叠板82的内表面延伸。该构造允许臂部81的表面积增加，从而臂部可以容易地被电弧击中，并且确定地防止电弧经过到达后侧。由于其它部分与第一实施方式中的那些相同，因此相同的部分由相同的附图标记表示并且未给出其详细描述。

（第五实施方式）

图8A和图8B中示出了根据本发明的第五实施方式的电弧屏蔽件85。

根据第五实施方式的电弧屏蔽件85的臂部86还包括线性加强件87，该线性加强件相应地在第四实施方式的弯曲部分83和83的端部处将弯曲部分83和83相互连接。该构造增加了弯曲部分83的强度并且提高了弯曲准确性。由于其它部分与第一实施方式中的那些相同，因此相同的部分由相同的附图标记表示并且未给出其详细描述。

（第六实施方式）

图9A和图9B中示出了根据本发明的第六实施方式的电弧屏蔽件90。

根据第六实施方式的电弧屏蔽件90的每个臂部91设有长方形延伸板（电弧接收件）93和覆盖板（电弧接收件）94。延伸板93从折叠板92的一个侧边缘向外延伸扩展。覆盖板94从折叠板92的另一侧边缘向外扩展，朝向延伸板93延伸，并且沿着折叠板92延伸。该构造允许臂部91的宽度增加，从而能够更确定地消除电弧。覆盖板94设有多个开口95，从而表面积可以增大。由于其它部分与第一实施方式中的那些相同，因此相同的部分由相同的附图标记表示并且未给出其详细描述。

（第七实施方式）

图10A和图10B中示出了根据本发明的第七实施方式的电弧屏蔽件97。

根据第七实施方式的电弧屏蔽件97的每个臂部98设有延伸部分（电弧接收件）103，该延伸部分包括从折叠板99的一个侧边缘向外延伸扩展的窄的第一肋100、从第一肋101的端部延伸并向外弯曲的第二肋101、以及从第二肋101的端部弯曲到后侧并朝向折叠板99延伸的第三肋102。由于延伸部分103靠近固定触头33a和可移动触头48a，因此可以容易地捕获侧向扩展的电弧。由于其它部分与第一实施方式中的那些相同，因此相同的部分由相同的附图标记表示并且未给出其详细描述。

（第八实施方式）

图11A和图11B中示出了根据本发明的第八实施方式的电弧屏蔽件105。

关于根据第八实施方式的电弧屏蔽件105的每个臂部106，从折叠板107的上端延伸的板状覆盖板108向内弯曲，并且然后向下弯曲以沿着折叠板107延伸，并且其远端的两个侧边缘部分闭锁到侧边缘肋66的下端。由于这个原因，可以防止电弧经过臂部106的后侧。此外，覆盖板108设有多个开口109，使得表面积可以增大。由于其它部分与第一实施方式中的那些相同，因此相同的部分由相同的附图标记表示并且未给出其详细描述。

（实例）

本申请的发明人对使用本发明的电弧屏蔽件61的密封接触装置的耐久性进行了试验。具体地说，反复地执行以下试验，在固定触头33a和33a与可移动触头48a和48a之间以400V的直流电压供给500A的电流，使得固定触头33a和33a与可移动触头48a和48a可以彼此分离，在以上状态中，取消（中断）施加到线圈51的电压。此时，如图12中所示，在具有电弧屏蔽件61的密封接触装置中，如实线所示，尽管试验重复了20次，但结果证明抑制了由于电弧导致的固定触头33a和可移动触头48a的退化，并且防止了密封接触装置的绝缘电阻值的突然减小。在另一方面，在没有电弧屏蔽件61的密封接触装置中，如虚线所示，当试验重复了5次时，结果证明由于产生的电弧导致固定触头33a和可移动触头48a退化，并且密封接触装置的绝缘电阻值突然减小。

本申请的发明人测量了当固定触头33a与可移动触头48a分离时产生的电弧的持续期间。与没有电弧屏蔽件61的密封接触装置相比，在具有电弧屏蔽件61的密封接触装置中，电弧的持续时间缩短12.5%。

关于根据本发明的密封接触装置，不用说其不仅可以应用到上述密封电磁继电器，而且还能应用到其它电磁开关。

因此，这里已经示出并描述了实现所追求的全部目的和优点的密封接触装置。然而，在考虑公开了本发明的优选实施方式的本说明书以及附图之后，本发明的多种改变、修改、变型以及其它用途和应用对于本领域技术人员而言将变得显而易见。不偏离本发明的精神和范围的所有这些改变、修改、变型以及其它用途和应用都认为被本发明所覆盖，本发明仅由所附权利要求限定。

尽管为了说明的目的根据当前认为是最实际并且优选的实施方式详细描述了本发明，但应该理解的是，这些细节仅用于此目的，并且本发明不限于所公开的实施方式，而是相反，旨在覆盖在所附权利要求的精神和范围内的修改和等同布置。例如，应该理解的是，在可能的范围内，本发明期待任何实施方式的一个或多个特征可以与任何其它实施方式的一个或多个特征结合。

Claims (9)

1.一种密封接触装置，包括：

壳体；

固定触头；

可移动触头，所述固定触头和所述可移动触头以彼此相向方式布置在所述壳体中；

永磁体，所述永磁体利用磁力吸引所述固定触头与所述可移动触头之间的电弧，所述永磁体之间设置有所述固定触头和所述可移动触头；以及

电弧屏蔽件，所述电弧屏蔽件布置为通过在所述固定触头与所述可移动触头之间流动的电流以及所述磁力吸引所述电弧。

2.根据权利要求1所述的密封接触装置，其中，所述电弧屏蔽件包括至少一个电弧接收件。

3.根据权利要求1所述的密封接触装置，其中，所述电弧屏蔽件布置在所述固定触头和所述可移动触头与所述永磁体之间。

4.根据权利要求1所述的密封接触装置，其中，所述电弧屏蔽件具有U形横截面并且布置在所述壳体中。

5.根据权利要求4所述的密封接触装置，其中，具有U形横截面的所述电弧屏蔽件的基部部分布置在所述壳体的底面上。

6.根据权利要求1所述的密封接触装置，其中，所述电弧屏蔽件由金属制成。

7.根据权利要求2所述的密封接触装置，其中，所述电弧屏蔽件包括板状连接部以及通过相应地垂直弯曲所述连接部的两个端部而形成的臂部，并且其中，至少所述连接部或所述臂部具有至少一个电弧接收件。

8.根据权利要求7所述的密封接触装置，其中，所述至少一个电弧接收件通过弯曲所述连接部的边缘部分提供。

9.根据权利要求7所述的密封接触装置，其中，所述至少一个电弧接收件通过弯曲所述臂部的边缘部分提供，并且在所述臂部的内表面上形成有突出部。

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