CN105869933B - 马达式高压直流继电器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种马达式高压直流继电器，包括外壳，所述外壳内设有动触点组件、静触点组件和驱动组件，所述动触点组件包括动簧片，所述动簧片与推动杆的上端相固定，推动杆下端固定有齿条，所述驱动组件包括电机，所述电机的输出轴通过蜗杆与齿条联动，所述蜗杆的轴线和推动杆的轴线平行设置。

Description

马达式高压直流继电器

技术领域

本发明涉及一种高压直流继电器，具体涉及一种通过电机为动静触点接触或分断提供动力的马达式高压直流继电器。

背景技术

目前的继电器多为电磁式继电器，包括线圈、导磁筒、动铁芯、固定在动铁芯内的推动杆、固定在推动杆顶端的动簧片、固定在动簧片上的动触点和静触点等，工作时线圈通电引发电磁感应效应，以使动铁芯在导磁筒内上下移动，从而使动簧片带动动触点与静触点接触，或线圈断电以使动簧片受弹簧的作用力返回原位，从而使动触点与静触点分离。为保证动触点与静触点的接触，线圈需一直通电，且继电器容易受外界磁场干扰使继电器误动作，使动、静触点意外分离。电磁式继电器的动触点与静触点接触会产生斥力，如果推动杆向上的推力不足，则容易发生动静触点接触不良的现象，而为了保证动触点能可靠与静触点接触，需增加线圈的匝数、增大继电器的体积，提高继电器的生产成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种使动静触点接触更可靠、可节省电力、生产成本较低的马达式高压直流继电器。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种马达式高压直流继电器，包括外壳，所述外壳内设有动触点组件、静触点组件和驱动组件，所述动触点组件包括动簧片，所述动簧片与推动杆的上端相固定，推动杆下端固定有齿条，所述驱动组件包括电机，所述电机的输出轴通过蜗杆与齿条联动，所述蜗杆的轴线和推动杆的轴线平行设置。

本发明通过电机代替线圈，通过驱动组件代替磁路系统，蜗轮和齿条配合可将输出轴的周向运动转化为推动杆轴向运动，通过电机的正传或反转使推动杆上升或下降，不会因受外界磁场干扰导致继电器误操作的发生，保证本发明继电器使用的可靠性；且本发明结构简单，生产工艺要求较低，生产成本较低。本发明采用电机作为推动杆的动力，推动杆和动簧片的行程与磁力无关，可增大动、静触点间的间隙，以提高本发明继电器的使用电压，提高本发明继电器的使用性能。推动杆不会受磁力影响水平转动，可保证动簧片上的动触点能与静触点可靠精准地接触，并避免动簧片水平偏转与其它零部件接触导致故障的产生。本发明的电机通过蜗杆和固定在推动杆下端的齿条配合使推动杆轴向运动，可通过电机本身的自锁力保证动触点与静触点的可靠接触，保证本发明继电器的可靠使用；且由于本发明驱动组件的自锁功能，不需要在推动杆上设置主弹簧等零件。其中，蜗杆可直接与电机输出轴一体固定，也可在电机的输出轴上设置蜗杆结构，蜗杆可通过各种方式与电机的输出轴联动，比如齿轮传动的方式。其中，齿条可形成在推动杆的下端，也可在推动杆的下端固定具有所述齿条的零件，齿条可形成在该零件上，齿条也可通过各种方式与该零件固定。

作为优选，所述输出轴与推动杆的轴线平行设置，所述输出轴上固定有第一齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合，第二齿轮与蜗杆同轴固定且联动。

作为优选，所述推动杆的下端固定有一传动部件，所述传动部件包括齿条部和位于齿条部上侧的固定部，所述齿条设置在齿条部上，所述固定部呈杆状结构并与推动杆相固定，所述蜗杆始终与所述传动部件的齿条配合。

本发明的驱动组件具有自锁功能，电机的输出轴转到最大限度后停止运动，也不会使推动杆和传动部件下降，可保证电机断电后推动杆的位置，不需要在动静触点接触后一直使电机通电，可在完成动静触点接触后进行断电，节省电力损耗。由于蜗杆是与传动部件机械刚性连接的，动触点与静触点的接触或分断更为及时有力，且动触点与静触点接触时，蜗杆和传动部件可对推动杆进行支撑，不必担心因动静触点接触所产生的洛仑磁力导致动静触点接触不良，使动、静触点的接触更为可靠，使本发明的继电器响应更迅速。可设置不同的第一齿轮和第二齿轮的齿轮比，以起到变速的作用；也可设置不同的蜗杆齿和齿条的齿轮比，以起到变速的作用。本发明仅通过电机、第一齿轮、第二齿轮、蜗杆、传动部件实现推动杆的轴向运动，结构简单且精准度较高，不会出现动静触点接触不良现象的产生。

作为优选，所述外壳内侧固定有底板，所述电机固定在底板上侧，所述底板上侧设有第一支撑框，所述第一支撑框由第一支撑板和位于第一支撑板下侧的若干个第一支撑柱组成，所述底板设有供输出轴通过的第一通孔和供蜗杆通过的第二通孔，所述第一齿轮和第二齿轮设置于底板下侧，所述蜗杆的上端搭配有上轴承，所述蜗杆的下端搭配有下轴承，所述上轴承与第一支撑板相固定，所述下轴承与底板相固定。其中，第一支撑框用于对蜗杆的支撑，也用于对传动部件的限位，避免传动部件的齿条脱离蜗杆的螺旋齿。底板可通过多种方式与外壳相对固定，比如在外壳壳底内形成向上的凸起以对底板进行支撑，底板与外壳紧固件固定等。

作为优选，所述齿条部的相对两侧均设有贯穿所述齿条部的导向槽，所述导向槽内搭配有导向柱，所述导向柱的轴线与推动杆的轴线平行，所述导向柱的上端与第一支撑框的第一支撑板相固定，所述导向柱的下端与底板相固定，所述第一支撑板形成有供推动杆或传动部件的固定部通过的第五通孔。导向槽和导向柱的设置可对传动部件的移动形成导向，保证推动杆的轴向运动，使动触点可与静触点可靠精准地接触。

作为优选，所述固定部的顶部形成有销头，所述推动杆下端形成有可容纳所述销头的容纳槽，所述传动部件的销头位于推动杆的容纳槽内并通过定位销与推动杆固定。上述设置使传动部件与推动杆可靠固定。

作为优选，所述底板上设有第二支撑框，所述第一支撑框位于第二支撑框内侧，所述第二支撑框由第二支撑板和若干个第二支撑柱组成，动簧片位于第二支撑框的上侧，所述第二支撑板形成有供推动杆通过的第三通孔，所述第二支撑板上侧固定有减震片，所述减震片形成有供推动杆通过的第四通孔，所述动簧片向下运动可与所述减震片相接触。减震片的设置可对动簧片的向下移动起到缓冲作用，可对动簧片进行保护。其中，减震片由具有一定弹性的材质制成，第二定位框用于代替传统继电器的轭铁板。

作为优选，所述第一支撑框的第一支撑板形成有第六通孔，所述上轴承配合在第六通孔内，所述下轴承配合在底板的第二通孔内。不需要轴承座进行轴承的固定，使本发明的结构更为简单。

作为优选，所述蜗杆从上至少依次包括第一段、第二段、第三段、第四段和第五段，所述上轴承的内圈与所述第一段相固定，第三段上形成有与齿条配合的螺旋齿，所述下轴承的内圈与所述第五段相固定，所述第二段的直径大于第一段的直径，所述第四段的直径大于所述第五段的直径，所述第六通孔的孔径与所述第一段的直径相适应，所述第二通孔的孔径与所述第五段的直径相适应。上述设置可避免蜗杆从底板的第二通孔脱离，便于本发明的装配。其中，第二段、第四段的直径应小于第三段上的螺旋齿的直径。

作为优选，所述第二支撑框上侧设有定位框，磁钢固定在所述定位框上，所述定位框形成有向下延伸的环形定位凸起，所述环形定位凸起与第三通孔相配合并固定在所述第三通孔内，推动杆位于所述环形定位凸起内，所述减震片与所述定位框相固定。其中，定位框用于对磁钢的固定，减震片固定在定位框上侧。

本发明具有可避免因外界磁场所造成的本发明继电器的误操作、本发明继电器的动静触点更为可靠精准地的接触、本发明继电器使用的可靠性更高、生产成本较低的优点，且本发明可增大动、静触点间的间隙，以提高本发明继电器的使用电压，提高本发明继电器的使用性能。本发明的驱动组件具有自锁功能，可保证断电后推动杆的位置，不需要在动静触点接触后一直通电，可在完成动静触点接触后进行电机的断电，节省电力损耗，且动触点与静触点接触时蜗杆和传动部件会对动簧片和推动杆进行支撑，不必担心动静触点之间接触所产生的洛仑磁力，使动静触点的接触更为可靠，抗短路能力更强。

附图说明

图1为本发明的一种剖面示意图；

图2为本发明的驱动组件的一种结构示意图；

图3为本发明的蜗杆的一种结构示意图；

图4为本发明的传动部件的一种结构示意图；

图5为本发明的第一支撑框的一种结构示意图；

图6为本发明的底板的一种结构示意图；

图7为本发明的电机的一种结构示意图；

图8为本发明的减震片的一种结构示意图；

图9为本发明的定位框的一种结构示意图；

图10本发明的磁钢与定位框配合的一种结构示意图；

图11为本发明的第二支撑框的一种结构示意图。

具体实施方式

由图1所示，本发明的一种马达式高压直流继电器，包括继电器上半部分和继电器下半部分，继电器上半部分内设有动触点组件和静触点组件，动触点组件包括动簧片1和设置于动簧片1左右两端的动触点2，静触点组件包括静触点3和引出端4，动簧片1与推动杆5的上端相固定，推动杆5的下端位于继电器下半部分内，且继电器下半部分内设有驱动组件，驱动组件包括电机6，电机为小型直流有刷电机。推动杆下端固定有齿条23，电机6的输出轴通过蜗杆20与齿条23联动，推动杆5下端固定有一传动部件21，传动部件21上形成有可与蜗杆20的螺旋齿22相适应的齿条23。电机6的输出轴的轴线、蜗杆20的轴线、推动杆5的轴线相互平行设置，蜗杆20的螺旋齿22与齿条23配合可将输出轴的周向运动转化为推动杆轴向运动，电机6的输出轴转动可使推动杆5轴向运动，从而使固定在动簧片上1的动触点2与静触点3接触或分断，继电器上半部分搭配有上外壳7，继电器的下半部分搭配有下外壳8。

静触点3固定在引出端4的下侧，且引出端4与陶瓷材质的绝缘板9相固定，下外壳8内设有第二支撑框10和底板11，第二支撑框10固定在底板11上，下外壳设有可对底板11的支撑结构，底板11与下外壳8相固定。第二支撑框10由第二支撑板和设置在第二支撑板下侧的两个第二支撑柱组成，第二支撑框10上侧设有呈围合结构的轭铁导磁夹12，绝缘板9、轭铁导磁夹12和第二支撑板通过紧固件13固定并形成与容纳静触点组件和动触点组件的腔室。

由图1、图9、图10所示，第二支撑框10的第二支撑板上固定有定位框14，两个磁钢15设置在定位框14的相对两侧，定位框14和磁钢15位于腔室内。引出端4包括上段和下段，绝缘板9形成有供引出端下段通过的引出端通过孔，引出端上段的直径大于引出端下段的直径，引出端的下段配合有呈螺母结构的导磁套16，引出端的下段形成有与导磁套16相配合的螺纹结构，导磁套16与引出端4螺纹配合并使绝缘板9被夹紧在引出端4上段与导磁套16之间。

由图1、图2所示，绝缘板9向下延伸有一个挡弧件17，动簧片1中部形成有让位凹槽18，动静触点接触可使挡弧件17的下端位于让位凹槽18内，挡弧件17具有一个能隔断两组动静触点之间相向电弧的高度，挡弧件17前后方向的尺寸大于动触点2与静触点3结合面的前后宽度。

由图1、图2、图3、图4所示，蜗杆20与推动杆5的轴线平行，电机6的输出轴5与推动杆的轴线平行。传动部件21上端与推动杆5相固定，传动部件21下端朝向蜗杆20的的侧面形成有所述齿条23，蜗杆20的螺旋齿22始终与齿条23配合，蜗杆20旋转可使传动部件21上下移动。电机6固定在底板11上侧，电机6的输出轴上固定有第一齿轮24，第一齿轮24与第二齿轮25啮合，第二齿轮25与蜗杆20同轴固定且联动。

由图1、图2、图5、图7所示，底板11上侧设有第一支撑框19，第一支撑框19位于第二支撑框10内侧，第一支撑框19由第一支撑板和位于第一支撑板下侧的四个第一支撑柱组成。底部11设有供电机6的输出轴通过的第一通孔30和供蜗杆20通过的第二通孔31，第一齿轮24和第二齿轮25设置于底板11下侧。蜗杆20的上端搭配有上轴承，蜗杆20的下端搭配有下轴承，上轴承与第一支撑板相固定，下轴承位于底板11的第二通孔31内。电机6设有输出轴的端部形成有凸台49，凸台49固定在第一通孔30内。第一支撑框19的第一支撑板形成有第六通孔37，上轴承配合在第六通孔37内，下轴承配合在底板11的第二通孔31内。

由图1、图2、图4所示，传动部件21包括形成有齿条23的齿条部26，齿条部26的上侧形成有固定部27，固定部27呈杆状结构并与推动杆5相固定，齿条部26相对于固定部27的两侧均设置有一个纵向贯穿齿条部的导向槽32，每个导向槽32内搭配有一个导向柱33，导向柱33的轴线与推动杆5的轴线平行设置。导向柱33的上端与第一支撑框19的第一支撑板相固定，导向柱33的下端与底板11相固定，第一支撑板形成有供传动部件21的固定部27通过的第五通孔34。

固定部27的顶部形成有扁平状的销头28，推动杆5下端形成有可容纳销头28的容纳槽，传动部件21的销头28位于推动杆5的容纳槽内并通过定位销29与推动杆5固定。

由图1、图11所示，动簧片1位于第二支撑框10的上方，第二支撑板形成有供推动杆5通过的第三通孔35，第二支撑板上侧固定有减震片36，减震片36形成有供推动杆5通过的第四通孔。

由图2、图3、图5、图6所示，蜗杆20由上至下依次包括第一段41、第二段42、第三段43、第四段44和第五段45，上轴承的内圈与第一段41相固定，螺旋齿22设置在第三段43上，下轴承的内圈与第五段45相固定。第二段42的直径大于第一段41的直径，第四段44的直径大于第五段45的直径，第六通孔37的孔径与第一段41的直径相适应，第二通孔31的孔径与第五段45的直径相适应。

由图1、图8所示，减震片36为帽形结构，减震片36包括帽檐部38和位于帽檐部38上侧的减震部39，减震部39顶端形成有向内凸的内凸环，且内凸环的内壁呈弧面结构。

由图1、图9、图10所示，定位框14的相对两侧形成有放置磁钢15的磁钢槽46上，两个磁钢槽46之间形成有对动簧片1的让位，动簧片1向下移动可位于两个磁钢槽46之间。定位框14形成有向下延伸的环形定位凸起47，环形定位凸起47与第三通孔35相配合并固定在第三通孔35内，推动杆5通过环形定位凸起47，减震片36的帽檐部38与定位框14相固定。

由图1所示，上外壳7形成有向外凸的外凸体48，上外壳7壳壁位于外凸体48下侧部分的外径小于下外壳8壳壁的内径，上外壳7下端位于上外壳8内并使外凸体48与下外壳8上缘相抵。紧固件13为螺栓，绝缘板9、第二支撑框10的第二支撑板均呈矩形，且绝缘板9四角处均设有第一固定孔，第二支撑框10的四角处均设有与第一固定孔相对应的第二固定孔40，紧固件13穿过第一固定孔并与第二固定孔40螺纹固定，紧固件13的螺栓头部与绝缘板9上缘相抵。

本发明电机的电机轴转动，使固定在电机轴上的第一齿轮24带动第二齿轮25转动以使与第二齿轮25同轴固定的蜗杆20旋转，以使与蜗杆20配合的传动部件21上升或下降，从而使推动杆和动簧片上升或下降，以使动静触点接触或分断。其中，当传动部件21下降时，动簧片1下降并与减震片36顶端相抵；当传动部件21上升以使动触点2与静触点3接触后，可将本发明的继电器的电机断电，以节约能源。

本发明具有可避免因外界磁场所造成的本发明继电器的误操作、本发明继电器的动静触点更为可靠精准地的接触、本发明继电器使用的可靠性更高、生产成本较低的优点，且可增大动、静触点间的间隙，以提高本发明继电器的使用电压，提高本发明继电器的使用性能。本发明的驱动组件具有自锁功能，可保证电机断电后推动杆的位置，不需要在动静触点接触后一直通电，可在完成动静触点接触后进行断电，节省电力损耗，且动触点与静触点接触时蜗杆和传动部件会对动簧片进行支撑，不必担心动静触点之间接触所产生的洛仑磁力，使动静触点的接触更为可靠，抗短路能力强。

Claims (7)

1.一种马达式高压直流继电器，其特征在于包括外壳，所述外壳内设有动触点组件、静触点组件和驱动组件，所述动触点组件包括动簧片，所述动簧片与推动杆的上端相固定，推动杆的下端固定有齿条，所述驱动组件包括电机，所述电机的输出轴通过蜗杆与齿条联动，所述蜗杆的轴线和推动杆的轴线平行设置；所述输出轴与推动杆的轴线平行设置，所述输出轴上固定有第一齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合，第二齿轮与蜗杆同轴固定且联动；所述推动杆的下端固定有一传动部件，所述传动部件包括齿条部和位于齿条部上侧的固定部，所述齿条设置在齿条部上，所述固定部呈杆状结构并与推动杆相固定，所述蜗杆始终与所述传动部件的齿条配合；所述外壳内侧固定有底板，所述电机固定在底板上侧，所述底板上侧设有第一支撑框，所述第一支撑框由第一支撑板和位于第一支撑板下侧的若干个第一支撑柱组成，所述底板设有供输出轴通过的第一通孔和供蜗杆通过的第二通孔，所述第一齿轮和第二齿轮设置于底板下侧，所述蜗杆的上端搭配有上轴承，所述蜗杆的下端搭配有下轴承，所述上轴承与第一支撑板相固定，所述下轴承与底板相固定。

2.根据权利要求1所述的马达式高压直流继电器，其特征在于所述齿条部的相对两侧均设有贯穿所述齿条部的导向槽，所述导向槽内搭配有导向柱，所述导向柱的轴线与推动杆的轴线平行，所述导向柱的上端与第一支撑框的第一支撑板相固定，所述导向柱的下端与底板相固定，所述第一支撑板形成有供推动杆或传动部件的固定部通过的第五通孔。

3.根据权利要求1所述的马达式高压直流继电器，其特征在于所述固定部的顶部形成有销头，所述推动杆下端形成有可容纳所述销头的容纳槽，所述传动部件的销头位于推动杆的容纳槽内并通过定位销与推动杆固定。

4.根据权利要求1所述的马达式高压直流继电器，其特征在于所述底板上设有第二支撑框，所述第一支撑框位于第二支撑框内侧，所述第二支撑框由第二支撑板和若干个第二支撑柱组成，动簧片位于第二支撑框的上侧，所述第二支撑板形成有供推动杆通过的第三通孔，所述第二支撑板上侧固定有减震片，所述减震片形成有供推动杆通过的第四通孔，所述动簧片向下运动可与所述减震片相接触。

5.根据权利要求1所述的马达式高压直流继电器，其特征在于所述第一支撑框的第一支撑板形成有第六通孔，所述上轴承配合在第六通孔内，所述下轴承配合在底板的第二通孔内。

6.根据权利要求5所述的马达式高压直流继电器，其特征在于所述蜗杆从上至少依次包括第一段、第二段、第三段、第四段和第五段，所述上轴承的内圈与所述第一段相固定，第三段上形成有与齿条配合的螺旋齿，所述下轴承的内圈与所述第五段相固定，所述第二段的直径大于第一段的直径，所述第四段的直径大于所述第五段的直径，所述第六通孔的孔径与所述第一段的直径相适应，所述第二通孔的孔径与所述第五段的直径相适应。

7.根据权利要求4所述的马达式高压直流继电器，其特征在于所述第二支撑框上侧设有定位框，磁钢固定在所述定位框上，所述定位框形成有向下延伸的环形定位凸起，所述环形定位凸起与第三通孔相配合并固定在所述第三通孔内，推动杆位于所述环形定位凸起内，所述减震片与所述定位框相固定。