CN105679609A - 一种电磁开关及使用该电磁开关的起动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁开关，涉及汽车发动机或其他发动机的起动机技术领域，可解决电磁开关触点焊死、开关盖过高的技术问题。所述电磁开关包括：一电磁线圈、一动铁芯、一静铁芯、一触片轴以及一触片，所述电磁线圈产生一电磁力驱动所述动铁芯推动所述触片轴，其特征在于，所述电磁开关还包括一套筒，所述套筒套设于所述触片轴上，并可沿所述触片轴的方向进行运动。本发明所公开的电磁开关，性能稳定、使用寿命长、制造成本低。

Description

一种电磁开关及使用该电磁开关的起动机

技术领域

本发明涉及汽车发动机和其他发动机的起动机技术领域，尤其涉及一种电磁开关。同时，本发明还涉及使用该电磁开关的起动机。

背景技术

起动机(或称作“启动机”)使用在车辆中，用来起动车辆的发动机。起动机一般包括直流电动机、传动机构和控制机构。通常使用的起动机的控制机构是电磁开关，其具有使用方便、性能可靠的优点。

电磁开关根据触片轴与动铁芯是否固定一体分为整体式电磁开关和分体式电磁开关。常规的整体式电磁开关如图1所示，该触片轴与动铁芯固定一体，当动铁芯运动时，触片轴也随之进行轴向运动，因此，整体式电磁开关相较于分体式电磁开关，其开关盖的高度更高。当气隙长度为12.5mm，触片接触余量为2mm时，触片距离螺栓的距离则为10.5mm。更高高度的开关盖不仅加长了电磁开关的长度，而且增加了电磁开关的成本。

此外，电磁开关的触点存在焊死而不能打开或不能及时打开的技术问题，即触点不能脱离两个接触螺栓,两个螺栓一直处于导通状态,起动电机会一直通电工作。当开关工作完触点打开时,要求触片需要迅速脱离接触螺栓从而降低触点的电蚀。同时当触片和接触螺栓有焊死的情况存在时,也要保证触片能够迅速脱离接触螺栓,这时要求触片回位弹簧提供足够的回位力来使触片及时脱离接触螺栓。当电磁开关工作完毕断电时，在触片和接触螺栓焊死时，存在焊死结合力大于触片回位弹簧力，这个时候触点或起动电机可能长时间工作而导致烧坏，甚至发生起火。

有鉴于此，如何设计一种新的电磁开关，以消除现有技术中的上述缺陷和不足，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。

发明内容

为了克服现有技术中电磁开关的触点焊死和开关盖过高的技术问题，本发明提供了一种能有效防止触点焊死并能缩小开关盖高度的电磁开关，性能稳定、使用寿命长、制造成本低。

为了实现上述发明目的，本发明公开了一种电磁开关，包括：一电磁线圈、一动铁芯、一静铁芯、一触片轴以及一触片，所述电磁线圈产生一电磁力驱动所述动铁芯推动所述触片轴，其特征在于，所述电磁开关还包括一套筒，所述套筒套设于所述触片轴上，并可沿所述触片轴的方向进行运动。

更进一步地，所述触片轴具有一触发轴肩，所述套筒具有一触发台阶，所述触发轴肩和所述触发台阶形状相匹配。

更进一步地，所述触片轴上固定有一第一锁垫，所述第一锁垫位于所述套筒远离所述动铁芯的一侧。

更进一步地，所述套筒上固定有一第二锁垫，所述第二锁垫位于所述触片远离所述动铁芯的一侧。

更进一步地，所述电磁开关包括一动铁芯回位弹簧，所述动铁芯回位弹簧套设于所述触片轴上，位于所述套筒靠近动铁芯的一侧，用于提供使所述电磁开关动铁芯回到初始状态的回复力，

更进一步地，所述电磁开关包括一触片回位弹簧，所述触片回位弹簧部分套设于所述触片轴上，位于所述套筒远离动铁芯的一侧，用于提供使所述电磁开关触片回到初始状态的回复力，

更进一步地，所述电磁开关还包括一触片接触弹簧，所述触片接触弹簧套设于所述套筒上，用于提供触点闭合时的压力。

更进一步地，所述动铁芯和所述触片轴之间相互固定一体。

本发明还公开了一种起动机，包括上述任一项所述的电磁开关、起动电机和传动机构，其特征在于，所述电磁开关用于控制所述起动电机导通或停止，所述传动机构，用于将所述起动电机扭矩传递给一发动机。

与现有技术相比较，本发明所提供的技术方案具有以下优点：第一、开关盖高度较低，电磁开关较小，成本低；第二、及时打开触点，显著降低了电磁开关触点焊死的风险，延长了电磁开关的使用寿命。

附图说明

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

图1是现有技术中整体式电磁开关的结构示意图；

图2是本发明所提供的电磁开关的结构示意图之一；

图3是本发明所提供的电磁开关的结构示意图之二；

图4是本发明所提供的电磁开关的结构示意图之三；

图5是本发明所提供的电磁开关的结构示意图之四。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。然而，应当将本发明理解成并不局限于以下描述的这种实施方式，并且本发明的技术理念可以与其他公知技术或功能与那些公知技术相同的其他技术组合实施。

在以下具体实施例的说明中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“轴向”、“径向”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。此外，本申请文件中所述的开关盖的高度如说明书附图2中所示X的尺寸。

本发明的目的在于提供一种电磁开关，实现缩短电磁开关开关盖的高度，同时，当电磁开关触点存在焊死而不能打开时，有效地打开焊死的触点，显著地降低电磁开关触点焊死的风险。

下面结合附图2-5详细说明本发明的具体实施例。

图2是本发明所提供的电磁开关的结构示意图。如图2所示，本发明提供的电磁开关，其本体部分包括开关壳10和固定安装在开关壳10上的开关盖20，其中两个螺栓31、32分别连接电池和起动电机，且均固定安装在开关盖20上。静铁芯50和电磁线圈60固定安装在开关壳10上。在电磁线圈60的电磁力作用下，动铁芯40可在电磁开关中进行向右(图示A方向)的轴向运动，以使得动铁芯40与静铁芯50相互接触。

静铁芯50具有前后贯穿的导向通孔。该导向通孔由第一通孔51和第二通孔52组成，该第一通孔51和第二通孔52相交处设置有触发台阶53。

触片轴70位于电磁线圈60所形成的内腔中，并穿过静铁芯50的贯穿通孔，延伸至触片回位弹簧113中。触片轴70具有一触发轴肩71，该触发轴肩71的形状与套筒的触发台阶82形状相匹配，触片轴70的初始位置时，触片轴70的触发轴肩71与套筒的触发台阶82不相互接触。本发明所提供的电磁开关为整体式电磁开关，即触片轴70与动铁芯40相互固定一体。触片轴70靠近触片90的一端上固定有一第一锁垫101。

套筒80位于静铁芯50的导向通孔中，套设于触片轴70上，并可沿触片轴70在动铁芯回位弹簧111和第一锁垫101之间进行轴向运动。套筒80的外侧具有一凸块81，该凸块81的一端抵靠于静铁芯50的触发台阶53上。此外，套筒80的内侧设置有一触发台阶82，该触发台阶82与触片轴70的触发轴肩71形状相匹配。套筒80靠近触片90的一端固定有第二锁垫102。

动铁芯回位弹簧111、触片接触弹簧112、触片回位弹簧113依次套设于触片轴70外，触片接触弹簧112严格而言套设在触片轴70上的套筒80上。动铁芯回位弹簧111位于触片轴70的弯折边与套筒80之间，用于在开关断电时将动铁芯40由闭合位置(即：动铁芯接触静铁芯的位置)退回至初始位置(如图2所示)。触片接触弹簧112位于套筒的凸块81与触片90之间，用于提供触点闭合时(即：触片与两个螺栓31、32接触)的压力。触片回位弹簧113一端与套筒80接触，且触片回位弹簧113的内圈与第二锁垫102的外圆接触，另一端与开关盖20相接触，用于将触片90由闭合状态退回至初始状态(如图2所示)。

本发明所提供的电磁开关，其工作时的动作顺序如下：

第一阶段：触片轴70自初始位置(如图2所示)至与套筒触发台阶82接触的临界点(如图3所示)

在点火开关被启动之前，电磁开关如图2所示，触片轴70位于初始位置。当电磁线圈60被供电时，产生了作用于动铁芯40的电磁力。在电磁力的作用下，动铁芯40连同触片轴70一起自初始位置向右运动，直至触片轴触发轴肩71和套筒触发台阶82相接触，产生硬接触。在此过程中，动铁芯回位弹簧111被压缩，而触片回位弹簧113由于其自身弹簧力大于动铁芯回位弹簧力，触片回位弹簧113不被压缩，不产生形变。套筒80、触片90、第二锁垫102均不产生位移，套筒80与触片90之间的触片接触弹簧112亦不被压缩，不产生形变。

第二阶段：触片轴触发轴肩71与套筒触发台阶82接触(如图3所示)至触片90与螺栓31、32接触的临界点(如图4所示)

触片轴70在向右进行轴向运动的过程中，其触发轴肩71会与套筒的触发台阶82相接触(如图3所示)，此时触片轴70与套筒80产生硬接触。套筒80在触片轴70的作用下，向右产生位移，触片回位弹簧113在套筒80的作用下，被压缩，产生形变。

此阶段中，动铁芯回位弹簧111不被进一步压缩。触片90、第二锁垫102跟随套筒80一起发生轴向运动，触片90尚未与螺栓31、32接触，因此触片接触弹簧112不被压缩。

第三阶段：触片90接触螺栓31、32的临界点(如图4所示)至动铁芯40、静铁芯50相接触的临界点(如图5所示)

触片90接触螺栓31、32后，触片90不再向右进行轴向运动，动铁芯40继续推动触片轴70向右轴向运动，触片轴70推动套筒80向右轴向运动，直至动铁芯40与静铁芯50相接触。在此过程中，套筒80压缩触片回位弹簧113和触片接触弹簧112，动铁芯回位弹簧111不被进一步压缩。

第四阶段：电磁开关工作完毕断电时，弹簧系统推动动铁芯40和触片90回到初始位置(如图2所示)

电磁开关工作完毕断电时，电磁线圈60作用于动铁芯40的电磁力消失。动铁芯40和触片轴70向左进行轴向运动回到初始位置。

此阶段容易发生触片90不能与螺栓31、32进行分离或及时分离，发生触点焊死的现象。在现有技术中，电磁开关工作完毕，触片轴70回到初始位置的回复力由弹簧提供，当触片90和接触螺栓31、32焊死时，存在焊死结合力大于触片回位弹簧力的情形，触片90无法与螺栓31、32进行分离，发生触点焊死，此时易发生电磁开关触点烧毁甚至起火，在此过程中,由于起动机一直处于工作也会过热烧坏。

与现有技术不同的是，本发明所提供的电磁开关是借用动铁芯40的动能来打开触点，动铁芯40、触片轴70及第一锁垫101为固定一体的，在动铁芯40回位过程中其速度越来越快，如果此时触点存在焊死触片不能脱开螺栓31、32，第一锁垫101就会撞击套筒80，而这个由动铁芯40动能产生的撞击力远大于弹簧系统产生的回退力，套筒80通过第二锁垫102将这个撞击力传递到触片90上，从而使触片90脱离触点。

尽管本发明所提供的电磁开关采用的是整体式结构，但由于触片轴70有一个触发结构——触片轴触发轴肩71，触片90在第一阶段中，在触发轴肩71接触触发台阶82之前并不随触片轴70一起运动，所以开关盖20的高度仍然可以与分体式电磁开关一样，而无需像常规的整体式电磁开关增加开关盖20的高度，即本发明所提供的电磁开关长度短于常规的整体式结构的电磁开关长度。从而，大大降低了起动机电磁开关的制造成本。以说明书附图2为例，当该电磁开关和说明书附图1所示的现有技术的整体式电磁开关一样，同样具有12.5mm的气隙长度，触片90接触余量同样为2mm(触片与锁垫的距离)，本发明所提供的电磁开关，其触片90到螺栓31、32的距离仅为3mm，远远小于说明书附图1所示的整体式电磁开关的10.5mm。需要说明的是，该接触余量是考虑到存在公差和触点电蚀情况下，为了保证触片90以一定的闭合压力接触螺栓31、32，触片90与螺栓31、32接触后，套筒80还要运动2mm，即触片接触弹簧112被压缩2mm。

与现有技术相比较，本发明所提供的电磁开关具有以下优点：第一、开关盖高度较低，电磁开关较小，成本低；第二、及时打开触点，显著降低了电磁开关触点焊死的风险，延长了电磁开关的使用寿命。

如无特别说明，本文中出现的类似于“第一”、“第二”的限定语并非是指对时间顺序、数量、或者重要性的限定，而仅仅是为了将本技术方案中的一个技术特征与另一个技术特征相区分。同样地，本文中出现的类似于“一”的限定语并非是指对数量的限定，而是描述在前文中未曾出现的技术特征。同样地，本文中在数词前出现的类似于“大约”、“近似地”的修饰语通常包含本数，并且其具体的含义应当结合上下文意理解。同样地，除非是有特定的数量量词修饰的名词，否则在本文中应当视作即包含单数形式又包含复数形式，在该技术方案中即可以包括单数个该技术特征，也可以包括复数个该技术特征。

本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。

Claims (9)

1.一种电磁开关，包括：一电磁线圈、一动铁芯、一静铁芯、一触片轴以及一触片，所述电磁线圈产生一电磁力驱动所述动铁芯推动所述触片轴，其特征在于，所述电磁开关还包括一套筒，所述套筒套设于所述触片轴上，并可沿所述触片轴的方向进行运动。

2.如权利要求1所述的电磁开关，其特征在于，所述触片轴具有一触发轴肩，所述套筒具有一触发台阶，所述触发轴肩和所述触发台阶形状相匹配。

3.如权利要求1所述的电磁开关，其特征在于，所述触片轴上固定有一第一锁垫，所述第一锁垫位于所述套筒远离所述动铁芯的一侧。

4.如权利要求1所述的电磁开关，其特征在于，所述套筒上固定有一第二锁垫，所述第二锁垫位于所述触片远离所述动铁芯的一侧。

5.如权利要求1所述的电磁开关，其特征在于，所述电磁开关包括一动铁芯回位弹簧，所述动铁芯回位弹簧套设于所述触片轴上，位于所述套筒靠近动铁芯的一侧，用于提供使所述电磁开关动铁芯回到初始状态的回复力。

6.如权利要求1所述的电磁开关，其特征在于，所述电磁开关包括一触片回位弹簧，所述触片回位弹簧部分套设于所述触片轴上，位于所述套筒远离动铁芯的一侧，用于提供使所述电磁开关触片回到初始状态的回复力。

7.如权利要求1所述的电磁开关，其特征在于，所述电磁开关还包括一触片接触弹簧，所述触片接触弹簧套设于所述套筒上，用于提供触点闭合时的压力。

8.如权利要求1所述的电磁开关，其特征在于，所述动铁芯和所述触片轴之间相互固定一体。

9.一种起动机，包括如权利要求1至8任一项所述的电磁开关、起动电机和传动机构，其特征在于，所述电磁开关用于控制所述起动电机导通或停止，所述传动机构，用于将所述扭矩传递给一发动机。