CN105531788A - 电磁继电器 - Google Patents

Abstract

固定芯(13)具备：固定芯锥形部(131)，其朝吸引方向(AA)扩径；以及固定芯第一圆形部(132)，其从固定芯锥形部(131)的端部朝吸引方向(AA)延伸且外径固定。可动芯(16)具备可动芯筒部(161)，在该可动芯筒部(161)的内部形成可动芯孔部(164)，该可动芯孔部(164)是固定芯锥形部(131)和固定芯第一圆形部(132)能够侵入的空间。可动芯筒部(161)具备：可动芯圆筒部(165)，其内径固定；以及可动芯锥筒部(166)，其从可动芯圆筒部(165)的端部朝非吸引方向(BB)，内周面缩径。

Description

电磁继电器

关联申请的相互参照

本申请是基于2013年9月19日申请的日本申请号2013-194120号和2014年6月23日申请的日本申请号2014-128252号的申请，在此引用这些申请的记载内容。

技术领域

本发明涉及断开和闭合电路的电磁继电器。

背景技术

目前，作为这种电磁继电器，例如存在根据专利文献1记载的电磁继电器。该专利文献1记载的电磁继电器，通过向励磁线圈通电，在由板材构成的可动芯与由板材构成的固定芯的对置面之间产生电磁吸引力，利用该电磁吸引力使可动芯被吸引到固定芯侧。

而且，通过使可动芯和固定芯的对置面相对于可动芯的移动方向倾斜，来使可动芯与固定芯的对置面之间的气隙(airgap)减小，使得紧接在向励磁线圈的通电开始之后的电磁吸引力增加。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-216785号公报

发明内容

然而，专利文献1示出的现有的电磁继电器，可动芯和固定芯由板材构成，可动芯和固定芯的对置面仅存在于相对于可动芯的移动方向正交的方向的两处，因此难以使可动芯与固定芯的对置面积充分大，进而难以得到充分的电磁吸引力。

本发明鉴于上述点，目的是提供能够充分地得到电磁吸引力的电磁继电器。

为了达成上述目的，在本发明的一个实施方式中，电磁继电器具备：励磁线圈，其在通电时形成磁场；固定芯，其被配置在形成于励磁线圈的中心部的线圈中心孔部内，构成磁路；磁轭，其被配置成覆盖励磁线圈的外周侧和励磁线圈的轴向端部，构成磁路；可动芯，在向励磁线圈通电时，该可动芯被吸引到固定芯侧；可动接触件，其追随可动芯移动；以及固定接触件，可动接触件与该固定接触件接触和分离。将向励磁线圈的通电开始而可动芯移动的方向作为吸引方向、将向励磁线圈的通电断开而可动芯移动的方向作为非吸引方向。固定芯具备：固定芯锥形部，其从固定芯的非吸引方向侧的端部朝吸引方向扩径；以及固定芯圆形部，其从固定芯锥形部的吸引方向侧的端部朝吸引方向延伸且外径固定。可动芯具备可动芯筒部，在该可动芯筒部的内部形成可动芯孔部，该可动芯孔部是固定芯锥形部和固定芯圆形部能够侵入的空间。可动芯筒部具有：可动芯圆筒部，其从可动芯的吸引方向侧的端部朝非吸引方向延伸且内径固定；以及可动芯锥筒部，其从可动芯圆筒部的非吸引方向侧的端部朝非吸引方向，内周面缩径。在向励磁线圈的通电断开时，固定芯锥形部的一部分位于可动芯孔部内，可动芯圆筒部的吸引方向侧的端部与固定芯锥形部在相对于可动芯的移动方向正交的方向上重合。在对励磁线圈通电时，固定芯锥形部和固定芯圆形部位于可动芯孔部内。

由此，由于可动芯圆筒部的内周面的内径固定，因此与在使可动芯圆筒部的内周面呈与可动芯锥筒部的内周面同样的锥形状的情况相比，能够使通电断开时和通电开始时的气隙减小，能够使通电开始时的电磁吸引力增大。

而且，固定芯锥形部与可动芯锥筒部的对置面呈围绕固定芯和可动芯的中心轴环状地连续的面，能够使该对置面的对置面积充分大。因此，能够使完全吸引时的电磁吸引力增大。

另外，现有的电磁继电器，相对于可动芯的移动方向垂直方向的力(以下，称为横向力(sideforce))时常作用于可动芯，可动芯容易发生倾斜。与之相对比，本发明的电磁继电器，在固定芯锥形部和固定芯圆柱部与可动芯孔部的对置面之间，以围绕固定芯和可动芯的中心轴的方式连续地通过磁通，因此能够防止或抑制作用于可动芯的横向力，能够抑制可动芯的倾斜。

而且，在电磁继电器中，构成为，对励磁线圈通电时，固定芯与可动芯的抵接部为线接触或点接触。

另外，当固定芯与可动芯接触时的吸引力(即，峰值吸引力(日文：ピーク吸引力))过大时，固定芯与可动芯的碰撞速度变高，碰撞音也变大。而且，当峰值吸引力过大时，复位电压变低，导致不能够以期望的复位电压进行复位。

与之相对比，通过使固定芯与可动芯线接触或点接触，能够抑制峰值吸引力，因此能够使碰撞音减小，并且能够以期望的复位电压进行复位。

而且，电磁继电器还具备：轴，其被接合于可动芯；以及支撑部件，其滑动自如地支撑轴；其中，可动芯的至少一部分被插入线圈中心孔部，可动芯被励磁线圈滑动自如地支撑。

由此，由于与可动芯一体地移动的部件被两点支撑，因此能够抑制可动芯的倾斜。因此，能够使固定芯锥形部与锥形孔部的气隙狭小，能够使电磁吸引力进一步增大。而且，能够使可动接触件与固定接触件的接触可靠性提高。

而且，在电磁继电器中，在固定芯形成有固定芯孔，在可动芯接合有轴，轴的至少一部分插入固定芯孔，轴被固定芯滑动自如地支撑。

由此，由于与气隙的尺寸相关的部件数量少，因此能够使气隙的偏差减小。

附图说明

图1是示出第一实施方式涉及的电磁继电器的结构的剖视图。

图2是示出第二实施方式涉及的电磁继电器的结构的剖视图。

具体实施方式

以下，根据附图对实施方式进行说明。另外，在以下的各实施方式中，在彼此相同或等同的部分，图中附加相同的标记。

(第一实施方式)

对第一实施方式进行说明。

在以下的说明中，将向励磁线圈12的通电开始而可动芯16移动的方向称为吸引方向AA，将向励磁线圈12的通电断开而可动芯16移动的方向称为非吸引方向BB。而且，将吸引方向AA和非吸引方向BB合称为可动芯移动方向。非吸引方向BB也可以称为反吸引方向或释放方向，意味着在可动芯移动方向中，与吸引方向AA相反的方向。

如图1所示，在树脂制的箱体10内，配置有保持结构部件的树脂制的基底11。该基底11通过接合或由卡爪等嵌合而被固定在箱体10。

在箱体10内配置有通电时形成磁场的圆筒状的励磁线圈12。励磁线圈12具备树脂制的卷轴(spool)121和将导线卷绕于卷轴121而形成的线圈部122。

在励磁线圈12的径向中心部的孔(更详细地，卷轴121的径向中心部的孔)配置有由磁性体金属材料构成的固定芯13。固定芯13呈大致圆柱状，固定芯13的中心轴与可动芯移动方向一致。

固定芯13具备固定芯锥形部131和固定芯第一圆形部132，该固定芯锥形部131从固定芯13的非吸引方向BB侧的端部(即，可动芯16侧的端部)朝吸引方向AA扩径，该固定芯第一圆形部132从固定芯锥形部131的吸引方向AA侧的端部朝吸引方向AA延伸且外径固定。另外，固定芯第一圆形部132相当于固定芯圆形部。

而且，固定芯13具备固定芯第二圆形部133和固定芯第三圆形部134，该固定芯第二圆形部133从固定芯第一圆形部132的吸引方向AA侧的端部朝吸引方向AA延伸，并且外径固定且比固定芯第一圆形部132的外径大，该固定芯第三圆形部134从固定芯第二圆形部133的吸引方向AA侧的端部朝吸引方向AA延伸，并且外径固定且比固定芯第二圆形部133的外径小。

另外，固定芯13具备固定芯第四圆形部135，该固定芯第四圆形部135从固定芯第三圆形部134的吸引方向AA侧的端部朝吸引方向AA延伸，并且外径固定且比固定芯第三圆形部134的外径小。

另外，在固定芯13的非吸引方向BB侧的端部(即，固定芯锥形部131的端部)形成有在中心部为圆柱状凹部空间的固定芯凹部136，在固定芯凹部136的周围形成有环状连续的突起状的固定芯凸部137。

励磁线圈12的外周侧和励磁线圈12的轴向一端侧(即，励磁线圈12的吸引方向AA侧的端部)被第一磁轭14覆盖，该第一磁轭14是将由磁性体金属材料构成的板材折弯呈大致“U”字状而得到的。

而且，励磁线圈12的轴向另一端侧(即，励磁线圈12的非吸引方向BB侧的端部)被由磁性体金属材料构成的矩形平板状的第二磁轭15覆盖。在第二磁轭15形成有贯通于中心部的磁轭孔151。形成第二磁轭15的磁轭孔151的面呈朝非吸引方向BB扩径的锥形状。

固定芯13的固定芯第四圆形部135的端部被型锻(swage)，固定芯13与第一磁轭14接合。而且，第一磁轭14和第二磁轭15通过型锻等接合。另外，第一磁轭14通过压入等被接合于基底11。

在与固定芯13和第二磁轭15对置的位置配置有由磁性体金属材料构成的可动芯16。可动芯16呈大致圆筒状，可动芯的中心轴与可动芯移动方向一致。另外，固定芯13、第一磁轭14、第二磁轭15以及可动芯16构成被励磁线圈12激励磁通的磁路。

可动芯16具备可动芯筒部161、可动芯凸缘部162以及可动芯中心板部163，该可动芯筒部161呈外径固定的圆筒状，该可动芯凸缘部162位于比可动芯筒部161靠非吸引方向BB侧，呈内外周面均朝非吸引方向BB扩径的碟形弹簧状，该可动芯中心板部163位于可动芯筒部161和可动芯凸缘部162的内侧。

可动芯筒部161被配置在磁轭孔151内，并且能够被励磁线圈12的径向中心部的孔滑动自如地支撑。

在可动芯筒部161的内侧形成有可动芯孔部164，该可动芯孔部164是固定芯锥形部131和固定芯第一圆形部132能够侵入的空间。

可动芯筒部161由可动芯圆筒部165和可动芯锥筒部166构成，其中，该可动芯圆筒部165从可动芯16的吸引方向AA侧的端部(即，固定芯13侧的端部)朝非吸引方向BB延伸且内径固定，该可动芯锥筒部166从可动芯圆筒部165的非吸引方向BB侧的端部朝非吸引方向BB，内周面缩径。

可动芯凸缘部162与第二磁轭15的非吸引方向BB侧的端面和形成第二磁轭15的磁轭孔151的锥形状的面对置。

可动芯中心板部163与固定芯13的非吸引方向BB侧的端部(即，固定芯锥形部131的端面)对置。

复位弹簧17被配置在励磁线圈12与可动芯16之间，该复位弹簧17对可动芯16向非吸引方向BB侧施力。然后，通过向励磁线圈12通电，可动芯16因电磁吸引力而抵抗复位弹簧17，被吸引到固定芯13侧(即，向吸引方向AA移动)。

在可动芯16接合有金属制的轴18。轴18呈大致圆柱状，其中心轴与可动芯移动方向一致。而且，轴18具备轴第一圆柱部181和轴第二圆柱部182，该轴第二圆柱部182位于比轴第一圆柱部181靠非吸引方向BB侧，且比轴第一圆柱部181的径小。

而且，轴第一圆柱部181的吸引方向AA侧的端部被插入在形成于可动芯中心板部163的径向中心部的孔，轴第一圆柱部181的端部被型锻，从而可动芯16与轴18接合。另外，也可以是，可动芯16与轴18由同一部件制成一体。

轴18贯通于在基底11的径向中心部形成的孔。在从轴18的基底11突出的部位(即，轴第二圆柱部182)嵌合有第一卡环19，并且以能够自由滑动的方式安装有导电金属制的板状的可动接触件20。

在轴第二圆柱部182的中间部固定有第二卡环21。在该第二卡环21与可动接触件20之间配置有抵压弹簧22，该抵压弹簧22对可动接触件20朝吸引方向AA侧(即，第一卡环19侧)施力。在可动接触件20设置有两处以上的凸状的接触点。另外，也可以是，接触点作成其他部件的接点。

在导电金属制的板状的第一固定接触件24设置有一个以上的凸状的接触点，在导电金属制的板状的第二固定接触件26设置有一个以上的凸状的接触点。另外，也可以是，接触点作成其他部件的接点。

第一固定接触件24和第二固定接触件26被固定在基底11，第一固定接触件24和第二固定接触件26的接触点的合计数与可动接触件20的接触点相同，分别位于对置的位置。

而且，可动接触件20追随可动芯16移动，由此，可动接触件20的接触点与第一、第二固定接触件24、26的接触点接触和分离，第一固定接触件24与第二固定接触件26之间电导通或电断开。

在基底11固定有金属制的板状的支撑部件28。而且，轴第二圆柱部182能够滑动自如地插入在形成于支撑部件28的贯通孔。

接着，对本实施方式涉及的电磁继电器的动作进行说明。

首先，当向励磁线圈12的通电断开时，可动芯16、轴18、可动接触件20被复位弹簧17朝非吸引方向BB驱动。由此，如图1所示，设置在可动接触件20的接触点从设置在第一固定接触件24和第二固定接触件26的接触点分离，第一固定接触件24与第二固定接触件26之间为电断开状态。

另外，在向励磁线圈12的通电断开的状态下，固定芯锥形部131的一部分位于可动芯孔部164内，可动芯圆筒部165的吸引方向AA侧的端部和固定芯锥形部131在相对于可动芯的移动方向正交的方向上重合。

另一方面，当对励磁线圈12通电时，可动芯16因电磁吸引力而抵抗复位弹簧17，被吸引到固定芯13侧，轴18、可动接触件20追随可动芯16，朝吸引方向AA移动。由此，设置在可动接触件20的接触点与设置在第一固定接触件24和第二固定接触件26的接触点抵接，第一固定接触件24与第二固定接触件26之间为电导通状态。

另外，当对励磁线圈12通电时，可动芯16移动到可动芯中心板部163与固定芯凸部137抵接的位置。而且，在可动芯中心板部163与固定芯凸部137抵接的状态下，固定芯锥形部131和固定芯第一圆形部132位于可动芯孔部164内。

根据本实施方式，在向励磁线圈12的通电开始的时间点，与在向励磁线圈12的通电断开时一样，可动芯圆筒部165的吸引方向AA侧的端部和固定芯锥形部131在相对于可动芯移动方向正交的方向上重合。而且，由于可动芯圆筒部165的内周面是内径固定的，因此与在使可动芯圆筒部165的内周面呈与可动芯锥筒部166的内周面同样的锥形状的情况(即，使可动芯孔部164的内周面的整个区域呈锥形状的情况)相比，能够使通电开始时的气隙减小，进而，能够使通电开始时的电磁吸引力增大。

而且，在通过向励磁线圈12通电而可动芯16向吸引方向AA移动时，在固定芯锥形部131和固定芯第一圆形部132与可动芯筒部161的对置面之间，在围绕固定芯13和可动芯16的中心轴的所有位置通过磁通，因此能够防止或抑制作用于可动芯16的横向力，能够抑制可动芯16的倾斜。

另外，固定芯锥形部131和固定芯第一圆形部132与可动芯筒部161的对置面呈围绕固定芯13和可动芯16的中心轴环状地连续的面，因此能够使该对置面的对置面积充分大，能够使吸引中、完全吸引时的电磁吸引力增大。

而且，在对励磁线圈12通电时，由于可动芯中心板部163与环状的固定芯凸部137抵接，换而言之，由于固定芯13和可动芯16为线接触，因此能够抑制峰值吸引力。因此，能够使固定芯13和可动芯16的碰撞音减小，并且能够以期望的复位电压进行复位。

另外，由于可动芯筒部161被励磁线圈12滑动自如地支撑，并且轴第二圆柱部182被支撑部件28滑动自如地支撑，换而言之，由于与可动芯16一体地移动的部件被两点支撑，因此能够抑制可动芯16的倾斜。因此，能够使固定芯锥形部131和固定芯第一圆形部132与可动芯筒部161的气隙狭小，能够使电磁吸引力进一步增大。而且，能够使可动接触件20与第一固定接触件24和第二固定接触件26的接触可靠性提高。

(第二实施方式)

对第二实施方式进行说明。本实施方式能够使气隙的偏差减小，以下，仅关于与第一实施方式不同的部分进行说明。

本实施方式取消了在第一实施方式中的第二卡环21和支撑部件28。

如图2所示，在固定芯13的径向中心部形成有朝固定芯13的轴向延伸的固定芯孔138，固定芯13呈大致圆筒状。

可动芯16，其可动芯凸缘部162的非吸引方向BB侧的面变得平坦。

轴18具备轴第三圆柱部183和轴第四圆柱部184，其中，该轴第三圆柱部183从与可动芯16的接合位置朝吸引方向AA侧延伸，该轴第四圆柱部184从与可动芯16的接合位置朝非吸引方向BB侧延伸。

而且，轴第三圆柱部183被插入固定芯孔138，轴18被固定芯13滑动自如地支撑。而且，在本实施方式中，可动芯16未被励磁线圈12支撑。

在轴第四圆柱部184的端部安装有绝缘体29，该绝缘体29的端部与可动接触件20抵接。

在基底11一体地形成有引导可动接触件20的引导部111，更详细地，引导部111被配置在图2的在纸面前侧和纸面内侧，限制可动接触件20朝图2的纸面垂直方向和纸面左右方向的移动范围。

另外，在可动芯16相对于固定芯13倾斜的情况下，固定芯锥形部131和可动芯锥筒部166的气隙G在周向的各位置不同，可动芯16相对于固定芯13的倾斜越变大，在周向的各位置的气隙G的偏差也越变大。

而且，在第一实施方式中，基底11、固定芯13、第一磁轭14、可动芯16、轴18、支撑部件28以及卷轴121涉及可动芯16相对于固定芯的倾斜，进而涉及在周向的各位置的气隙G的偏差。更详细地，各部件的尺寸精度、形状精度，进一步来说部件相互的组装精度等涉及可动芯16相对于固定芯13的倾斜。

另一方面，在第二实施方式中，仅固定芯13、可动芯16以及轴18涉及可动芯16相对于固定芯13的倾斜。

这样，在第二实施方式中，由于涉及可动芯16相对于固定芯13的倾斜的部件的数量少，因此能够使在周向的各位置的气隙G的偏差减小。

(其他的实施方式)

在上述各实施方式中，虽然形成环状的固定芯凸部137，在励磁线圈12通电时固定芯13与可动芯16线接触，但也可以是，例如固定芯凸部137由多个沿周向配置的突起部构成，在励磁线圈12通电时固定芯13与可动芯16点接触。

另外，本发明不限定于上述的实施方式，也能够在权利要求记载的范围内进行适当地变更。

而且，在上述各实施方式中，构成实施方式的要素除了特别明示是必须的情况以及在原理上能够想到明显是必须的情况等之外，当然未必是必须的要素。

而且，在上述各实施方式中，在提及实施方式的结构要素的个数、数值、量、范围等的数值的情况下，除了特别明示是必须的情况以及在原理上明显限定于特定的数的情况等之外，不限定于该特定的数。

而且，在上述各实施方式中，在提及结构要素等的形状、位置关系等时，除了特别明示的情况以及在原理上限定于特定的形状、位置关系等的情况之外，不限定于该形状、位置关系等。

Claims (4)

1.一种电磁继电器，其具备：

励磁线圈(12)，其在通电时形成磁场；

固定芯(13)，其被配置在形成于上述励磁线圈的中心部的线圈中心孔部内，构成磁路；

磁轭(14、15)，其被配置成覆盖上述励磁线圈的外周侧和上述励磁线圈的轴向端部，构成磁路；

可动芯(16)，在向上述励磁线圈通电时，该可动芯被吸引到上述固定芯侧；

可动接触件(20)，其追随上述可动芯移动；以及

固定接触件(24、26)，上述可动接触件与该固定接触件接触和分离，

该电磁继电器的特征在于，

在将向上述励磁线圈的通电开始而上述可动芯移动的方向作为吸引方向(AA)、将向上述励磁线圈的通电断开而上述可动芯移动的方向作为非吸引方向(BB)时，

上述固定芯具备：

固定芯锥形部(131)，其从上述固定芯的上述非吸引方向侧的端部朝上述吸引方向扩径；以及

固定芯圆形部(132)，其从上述固定芯锥形部的上述吸引方向侧的端部朝上述吸引方向延伸且外径固定，

上述可动芯具备可动芯筒部(161)，在该可动芯筒部的内部形成可动芯孔部(164)，该可动芯孔部(164)是上述固定芯锥形部和上述固定芯圆形部能够侵入的空间；

其中，上述可动芯筒部由以下部分构成：

可动芯圆筒部(165)，其从上述可动芯的上述吸引方向侧的端部朝上述非吸引方向延伸且内径固定；以及

可动芯锥筒部(166)，其从上述可动芯圆筒部的上述非吸引方向侧的端部朝上述非吸引方向，内周面缩径，

在向上述励磁线圈的通电断开时，上述固定芯锥形部的一部分位于上述可动芯孔部内，上述可动芯圆筒部的上述吸引方向侧的端部与上述固定芯锥形部在相对于上述可动芯的移动方向正交的方向上重合，

在对上述励磁线圈通电时，上述固定芯锥形部和上述固定芯圆形部位于上述可动芯孔部内。

2.根据权利要求1所述的电磁继电器，其特征在于，

构成为，对上述励磁线圈通电时的上述固定芯与上述可动芯的抵接部线接触或点接触。

3.根据权利要求1或2所述的电磁继电器，其特征在于，具备：

轴(18)，其被接合于上述可动芯；以及

支撑部件(28)，其滑动自如地支撑上述轴；

其中，上述可动芯的至少一部分被插入上述线圈中心孔部，上述可动芯被励磁线圈滑动自如地支撑。

4.根据权利要求1或2所述的电磁继电器，其特征在于，

在上述固定芯形成有固定芯孔(138)，

在上述可动芯接合有轴(18)，

上述轴的至少一部分插入上述固定芯孔，上述轴被上述固定芯滑动自如地支撑。