CN106067407A - 磁开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种磁开关，且更具体地，涉及一种能够采用使固定铁心的接触中心和可动铁心的接触中心相符的方式，通过尽力利用磁力来防止断路效率的下降的磁开关。根据一个实施例的磁开关包括线轴，其设置有筒状体和多个凸缘，并且具有缠绕在筒状体的外周面上的线圈；固定铁心，其固定至筒状体的内侧，与筒状体隔开预定的间隔；以及可动铁心，其可滑动地安装在筒状体内并且能够与固定铁心接触或分离，其中，导向部沿筒状体的内周面从筒状体的下部突出，使得可动铁心可以沿固定铁心的中心轴线性地运动。

Description

磁开关

技术领域

本说明书涉及一种磁开关，且更具体地，涉及一种能够采用使固定铁心的接触中心和可动铁心的接触中心彼此相符的方式，通过尽可能地利用磁力(磁性)来防止断路效率的下降的磁开关。

背景技术

一般而言，磁开关或直流(DC)继电器是一种类型的电路开关，其利用电磁铁的原理来转换机械驱动力和电流信号，并被安装在各种工业设施、机器、车辆等中。

具体地，用于电动车辆的继电器被布置在诸如混合动力车辆、燃料电池车辆、高尔夫球车和电动叉车的电动车辆的电池系统中，用于接通或切断主电流的流动。

图1是根据现有技术的磁开关的纵向剖视图，且图2是图1的分解透视图。

现有技术的磁开关的结构和制造过程被描述如下。带有固定触头1的电弧室2、带有可动触头3的可动轴组件4、板5、固定铁心6和可动铁心7从上到下依次叠置。可动轴8的下端部以激光焊接的方式被完全固定至可动铁心7。上部电弧室2通过激光束被焊接到板5上，以便充分密封固定触头1和可动触头3操作的空间。另外，固定铁心6和可动铁心7由圆筒9覆盖。圆筒9然后被气密地焊接到板5的下部上。缠绕有线圈5b的线圈组件5a和磁轭5c被联接至板5的下部。

在磁开关中，由线圈5b中产生的磁场沿板5、磁轭5c、可动铁心7和固定铁心6形成磁路。在这种情况下，可动铁心7通过固定铁心中产生的磁力被吸引至固定铁心6。响应于此，固定至可动铁心7的可动轴8移动以向上推联接至可动轴8的上部的可动触头3。因此，可动触头3与固定触头1相接触，使得电流能够沿其流动。

在现有技术的磁开关中，电弧室2中充满灭弧气体，因此，应该具有密封结构。另外，固定铁心6和可动铁心7应该使它们的中心彼此精确相符以防止磁力损失。

这里，圆筒9通过所谓的深冲压(deep drawing)压制而成。然而，鉴于冲压过程的特性，圆筒9的结构是通过向下冲压原料而制成。因此，圆筒的材料具有轻微的倾斜(倾斜)角，无法形成精确的直线的形式(形成直角)。这可能造成圆筒9的下部与可动铁心7之间的干扰。采用使可动铁心7的外径略小于圆筒9的内径的方式，已经避免了这种妨碍。

然而，在这种情况下，由于可动铁心7和圆筒9之间存在缝隙，在长期使用的情况下可能会造成因可动铁心7和圆筒9之间的摩擦而引起的磨损。也就是，造成从可动铁心7和圆筒9的部件上掉下的残留铁粉的问题。另外，造成可动铁心的匀速线性运动的失败，这导致未最大限度地使用磁力，并使断路效率(性能)降低，诸如增加断路时间或产生电压损失。

发明内容

因此，为了消除上述缺点，详细说明书的方案是提供一种能够通过使固定铁心和可动铁心的接触中心彼此相符来尽可能地利用磁力的磁开关。

为了实现这些和其他优点，并根据本说明书的目的，正如在此具体实施和宽泛描述的，提供了一种磁开关，包括线轴，其设置有筒状体和多个凸缘，并且具有缠绕在所述筒状体的外周面上的线圈；固定铁心，其固定至所述筒状体的内侧，与筒状体隔开预定的间隔；以及可动铁心，其可滑动地安装在所述筒状体内并且能够与所述固定铁心接触或分离，其中，导向部沿筒状体的内周面从所述筒状体的下部突出，使得所述可动铁心沿固定铁心的中心轴线性地运动。

此处，可动铁心的外周面沿可动铁心的纵向一致地保持而无阶状部或倾斜。

导向部的内径可以与可动铁心的外径相同。

导向部的内径可以小于固定铁心的外径。

导向部的长度可以短于可动铁心的长度。

在断开状态下导向部的上端与可动铁心的上端可以位于相同的位置。

导向部可以设置有沿导向部的纵向形成的多个花键槽。

在根据本文公开的每一个示例性实施例的磁开关中，用于可动铁心的导向部形成在线轴的内周面上，以便引导可动铁心沿着固定铁心的中心轴线性地运动。这可以允许可动铁心与固定铁心的中心轴彼此相符，从而以尽可能利用磁力而无电压损失的方式在不损失操作时间的情况下表现出最佳的断路性能。

以去除圆筒和共用固定铁心的方式，可以减少所需部件的数量，从而降低制造成本以及简化组装过程。

从下文给出的详细描述中，本申请进一步的适用范围将变得更加显而易见。但是，应当理解地是，由于在本发明的精神和范围内的各种变化和修改通过该详细描述对本领域的技术人员来说将变得显而易见，因此，仅仅通过说明的方式给出表示本发明的优选实施例的详细描述和具体示例。

附图说明

所包括的附图提供了对本发明的进一步理解，其包含在本说明书中且构成本说明书的一部分，附图中示了示例性实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。

在附图中：

图1是根据现有技术的磁开关的纵向剖视图；

图2是图1的分解透视图；

图3是根据本发明的一个示例性实施例的磁开关的纵向剖视图；

图4是图3的分解透视图；

图5是图3的A-A部分的剖视图；

图6是根据本发明的另一示例性实施例的磁开关中的A-A部分的剖视图。

具体实施例

现在将参照附图给出本发明的优选配置的说明。然而，本发明的这些优选实施例仅仅是说明性的，以帮助本领域技术人员容易实践本发明，而不应该被解释为限制本发明的技术范围。

图3是根据本发明的一个示例性实施例的磁开关的纵向剖视图，图4是图3的分解透视图，且图5是图3的A-A部分的剖视图。下面，将参照附图对根据本发明的一个示例性实施例的磁开关进行详细说明。

在此公开的根据本发明的一个示例性实施例的磁开关包括线轴31，其设置有筒状体32和多个凸缘33，并且具有缠绕在筒状体32的外周面上的线圈35；固定铁心20，其固定至筒状体32的内侧；以及可动铁心25，其可滑动地安装在线轴31的筒状体32内并且能够与固定铁心20接触或分离。导向部34沿筒状体32的内周面从所述筒状体32的下部突出，使得可动铁心25可以沿固定铁心20的中心轴线性地运动。

上框架10可以大致形成为盒形且下表面开口。上框架10可以由诸如塑料等合成树脂材料形成。上框架10可以采用注塑的方式制成。

其中布置有固定触头11的一对触头孔13形成在上框架10的上表面上。

分别连接至固定触头11的端子15或母线可以插入上框架10的前表面。每个端子15可以由诸如银(Ag)等具有高导电性的材料形成。另外，通过其可插入固定触头11的通孔15a可以穿过每个端子15的一部分来形成。

永磁铁16可以布置在上框架10的前表面和后表面。分别用于固定永磁铁16的永磁铁支架17可以设置在上框架10的上部。

固定触头对11是这样的端子，其通过端子15的通孔15a和上框架10的触头孔13插入以便暴露于上框架10的外部，并且可连接至电源或负载。固定触头对11可以由诸如铜(Cu)等具有高导电性的材料制成。固定触头对11的上端部可以连接至电源或负载，而它们的下端部可以与可动触头12相接触。

可动触头12是插入上框架10中并与固定触头对11相接触或分离的端子。如前述的，可动触头12与固定触头对11的下端部相接触。可动触头12包括形成为平面的形状且具有预定厚度的板体，以及可与固定触头对11接触的一对接触部。可动触头12固定至线圈组件30中安装的轴23。因此，随着轴23沿轴向线性运动，可动触头12可以与固定触头对11相接触或分离。当可动触头12与固定触头对11相接触时，电路可以闭合，使得电流可以流动。当可动触头12与固定触头对11分离时，电路可以断开，使得电流流动会被阻断。

线圈组件30被配置为通过控制电力产生磁场。线圈组件30利用电磁铁的原理来提供磁力。线圈组件30可以包括线轴31、线圈35、线圈端子36等。

线轴31是支撑并配置线圈组件30的结构。线轴31可以设置有筒状体32以及形成于筒状体32外围的多个凸缘33。线轴31可以由诸如塑料等合成树脂材料形成。因此，即使接触固定铁心20和可动铁心25，也可以产生较少的摩擦，从而减少磨损。固定铁心20和可动铁心25插入筒状体32中，且线圈35缠绕在筒状体32的外周面上。

线圈35接收通过线圈端子36供应的外部控制电力。当电力被供应给线圈35时，线圈35周围产生磁场。

固定铁心20固定地插入筒状体32中。固定铁心20被设置为以在线圈35周围产生的磁场内被磁化的方式来增加磁通密度。固定铁心20可以与位于上框架10和磁轭37之间的板整体形成。也就是，固定铁心20的上表面可以配置为凸缘。固定铁心20可以由铁材料形成。这里，固定铁心20与筒状体32间隔开预定的距离，以便免于相对于筒状体32的摩擦。因此，不会造成由于断开/闭合的冲击而引起的磨损等。此外，可以去除现有技术中的圆筒部件，并且可以使用具有与现有技术相同的尺寸的固定铁心20而无需调整为对应于筒状体32，从而减少设计和制造的成本。

可动铁心25可滑动地安装在固定铁心20下方。可动铁心25联接至轴23的下端部23a，以便可与轴23一起运动，类似于固定铁心20，可动铁心25也可以由铁材料形成。

轴23插入穿过固定铁心20和可动铁心25的中心。可动铁心25固定地联接至轴23的下端部23a，且轴23可滑动地安装在固定铁心20中。

导向部34可以从筒状体32的内周面突出。导向部34被设置为支撑可动铁心25和引导可动铁心25的运动，其将在后面予以说明。可动铁心25的外周面沿可动铁心25的纵向一致地保持而无阶状部或倾斜。

筒状体32的内径可以与可动铁心25的外径相同。因此，当可动铁心25运动时，可动铁心25可以根据导向部34的引导进行匀速线性运动。

导向部34的内径可以小于固定铁心20的外径。这可以允许导向部34具有足够的厚度以便提供稳定的支撑力。

导向部34可以由合成树脂等材料形成。这样，当导向部34与可动铁心25相接触时，可以使部件能够较少摩擦和较少磨损。

可动铁心25可以通过导向部34沿中心轴线性运动。因此，当可动铁心25被吸引至固定铁心20时，可以使磁力的损失最小化，从而保持稳定的断路性能。

导向部34可以形成为长度短于可动铁心25。这可以致使导向部34和可动铁心25之间的接触面积的减少，使它们之间的摩擦最小化。当然，导向部34的长度可以在不失去导向部34的支撑力的范围内被确定。

在断开的状态下，导向部34的上端和可动铁心25的上端可以位于同一位置(同一高度)。因此，可以减小在断路操作过程中导向部34和可动铁心25之间的接触面积，从而使摩擦减小。另外，导向部34的上端部可以形成为倾斜。这可以允许提高导向部34的支撑力，并减少上端部处的接触电阻。

图6示出了根据本发明的另一示例性实施例的磁开关。导向部44设置有沿其纵向形成的多个花键槽45。这可以增加导向部44的刚性，并减小导向部44与可动铁心25的接触面，从而减少摩擦。

在根据本文公开的每一个示例性实施例的磁开关中，用于可动铁心的导向部形成在线轴的内周面上，以便引导可动铁心沿着固定铁心的中心轴线性地运动。这可以允许可动铁心与固定铁心的中心轴彼此相符，从而以尽可能利用磁力而无电压损失的方式在不损失操作时间的情况下表现出最佳的断路性能。

通过去除圆筒和共同使用固定铁心，可以减少所需部件的数量，从而降低制造成本以及简化组装过程。

可以避免在可动铁心和圆筒之间产生的铁粉或在现有技术中发生的错位(失配)联接。

前述实施例和优点仅为示例性的而不应当解释为限制本公开。本教导能够易于应用于其它类型的装置。本说明书旨在说明性的，而不是限制权利要求的范围。许多替代例、修改例和变型对于本领域的技术人员来说将是显而易见的。因此还应当理解的是，除非另有规定，否则上述实施例不受前述说明书的任一细节所限制，而是应当在如所附权利要求书限定的范围内被宽泛地解释，因此落在权利要求的边界和界限或者这些边界和界限的等同布局内的全部改变和修改因而旨在被所附的权利要求书所包含。

Claims (7)

1.一种磁开关，包括：

线轴，其设置有筒状体和多个凸缘，并且具有缠绕在所述筒状体的外周面上的线圈；

固定铁心，其固定至所述筒状体的内侧，与所述筒状体隔开预定的间隔；以及

可动铁心，其可滑动地安装在所述筒状体内并且能够与所述固定铁心接触或分离，

其中，导向部沿所述筒状体的内周面从所述筒状体的下部突出，使得所述可动铁心沿所述固定铁心的中心轴线性地运动。

2.根据权利要求1所述的磁开关，其中，所述可动铁心的外周面沿所述可动铁心的纵向一致地保持而无阶状部或倾斜。

3.根据权利要求1所述的磁开关，其中，所述导向部的内径与所述可动铁心的外径相同。

4.根据权利要求1所述的磁开关，其中，所述导向部的内径小于所述固定铁心的外径。

5.根据权利要求1所述的磁开关，其中，所述导向部的长度短于所述可动铁心的长度。

6.根据权利要求1所述的磁开关，其中，在断开状态下所述导向部的上端与所述可动铁心的上端位于相同的位置。

7.根据权利要求1所述的磁开关，其中，所述导向部设置有沿所述导向部的纵向形成的多个花键槽。