CN108022799A - 电磁继电器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电磁继电器(1)，包括：固定终端(22a、22b)，所述固定终端包括固定触头(38a、38b)；可动弹簧(18)，所述可动弹簧包括其上形成第一通孔(19a、19b)的可动件(18a、18b)；导电板(40)，所述导电板包括第二通孔(42a、42b)；可动触头(36a、36b)，所述可动触头包括与固定触头接触和分离开的头部部分(361)、以及插入至第一通孔和第二通孔中的支腿部分(362)；其中，导电板布置在头部部分和可动弹簧之间，在第一通孔和第二通孔的径向方向上，头部部分不从导电板的外边缘突出，但从可动件的外边缘突出。

Description

电磁继电器

技术领域

本发明涉及一种电磁继电器。

背景技术

传统上已经知晓一种将可动触头固定至可动弹簧和导电支撑部件上以增大载流能力的电磁继电器(参见专利文献1：日本特开专利公开No.2015-191857)。而且，已经知晓一种通过叠置多块导电板而增大载流能力的电磁继电器(参见专利文献2：日本特开专利公开No.2015-18763)。

发明内容

顺便提一句，如果增大载流能力，则施加至触头上的电流增大并且由触头产生的热量增大，因而必须增加触头的尺寸。然而，根据可动弹簧或导电板的尺寸，当触头尺寸增大时，触头从可动弹簧或导电板上突出。当触头从可动弹簧或导电板上突出时，存在的问题是不能有效地将电流和热量从触头传送至可动弹簧或导电板。

本发明的一个目的是提供一种电磁继电器，所述电磁继电器可以将电流和热量有效地传送至导电板并且可以增大载流能力。

根据本发明的一个方面，提供了一种电磁继电器，包括：固定终端，所述固定终端包括固定触头；可动弹簧，所述可动弹簧包括其上形成第一通孔的可动件；导电板，所述导电板包括第二通孔；可动触头，所述可动触头包括与固定触头接触以及分离开的头部部分、以及插入第一通孔和第二通孔中的支腿部分；其中，导电板布置在头部部分和可动弹簧之间，在第一通孔和第二通孔的径向方向上，头部部分不从导电板的外边缘突出，但从可动件的外边缘突出。

附图说明

图1是根据本实施例的电磁继电器(下文称为“继电器”)1的分解视图；

图2是继电器1的透视图；

图3是电枢16的侧视图；

图4A是可动弹簧18的前视图；

图4B是可动弹簧18的侧视图；

图4C是示出了其上安装可动触头36a和36b的可动弹簧18的图示；

图5A是导电板40的前视图；

图5B是可动触头36a和36b的结构图；

图5C是局部放大视图，示出了可动触头36安装在可动弹簧18和导电板40上的状态；

图6A是固定终端22a和22b的前视图；

图6B是固定终端22a和22b的侧视图；

图7A是示意性地示出了流入继电器1中的电流的方向的图示；

图7B是示出了从固定终端22a侧来看的电弧消除状态的图示；

图7C是示出了从固定终端22b侧来看的电弧消除状态的图示；

图8A是示意性地示出了流入继电器1中的电流的方向的图示；

图8B是示出了从固定终端22a侧来看的电弧消除状态的图示；

图8C是示出了从固定终端22b侧来看的电弧消除状态的图示；

图9A是可动弹簧18和导电板40的第一变型方案的图示；

图9B是导电板40的第二变型方案的图示；

图10A是导电板40的第三变型方案的图示；

图10B是图10A的导电板40的侧视图；

图10C是导电板40的第四变型方案的图示；以及

图10D是图10C的导电板40的侧视图。

具体实施方式

现在将参考附图描述根据本发明的实施例。

图1是根据本实施例的电磁继电器(下文称为“继电器”)的分解视图。图2是继电器的透视图。

根据本实施例的继电器1是能适应高电压的继电器，并且例如用作用于电动车的电池预充电的继电器(即用于防止流入主继电器触头的涌入电流的继电器)。

当高电压负载切断时，继电器1需要可靠地消除产生于固定触头和可动触头之间的电弧。在一般直流高电压继电器中，针对负载侧的连接指定极性。另一方面，在用于电池预充电的继电器1中，在电池充电和放电时电流的方向被反向，并且因而需要不指定负载侧的连接的极性。因而，不论在可动触头和固定触头之间流动的电流的方向如何，继电器1均需要消除电弧。在此，继电器1的应用不限于电动车，继电器1可以用于各种装置和设施。

如图1中所示，继电器1包括壳体10、用于消除电弧的永磁体12、铰接弹簧14、电枢16、可动弹簧18、导电板40、绝缘盖20、固定终端22(22a、22b)、铁芯24、线轴26、底座28、线圈30、一对线圈终端32(32a、32b)、磁轭34和固定板44。该对线圈终端32提供电流，以用于激励具有铁芯24、线轴26和线圈30的电磁装置31。

磁体保持器20f形成在绝缘盖20的前端上，永磁体12被保持在磁体保持器20f中。磁体保持器20f和永磁体12布置在固定终端22a和22b之间，如图2中所示。在图2中省略了壳体10。例如，具有永磁体12的N极的表面指向固定终端22b侧，而具有永磁体12的S极的表面指向固定终端22a侧。N极和S极的位置可以反转。虽然在交流高压负载被切断时不需要永磁体12，但是可以通过提供永磁体12来迅速执行电弧消除。

返回图1，铰接弹簧14在侧视图中以倒L形形成，并且包括朝向底座28向下偏压电枢16的悬垂部分16b的水平部分14a、以及固定至磁轭34的竖直部分34b上的悬垂部分14b。

如图3中所示，电枢16是在侧视图中具有狗腿状形状的磁性体，并且包括被吸引至铁芯24上的平板部分16a、以及从平板部分16a经过弯曲部分16c向下延伸的悬垂部分16b。而且，铰接弹簧14从其突出的通孔16d形成在弯曲部分16c的中心处，如图1和2中所示。而且，其中装配磁轭34的突出部分34c的切口部分16e形成在平板部分16a上。用于通过填塞而将可动弹簧18固定至悬垂部分16b上的突出部分16f设置在悬垂部分16b上(参见图3)。

电枢16利用切口部分16e作为支点旋转，磁轭34的突出部分34c装配在所述切口部分中。当电流流入线圈30中时，铁芯24吸引平板部分16a。这时，铰接弹簧14的水平部分14a与悬垂部分16b接触，并且被悬垂部分16b向上推动。当线圈30的电流被切断时，悬垂部分16b通过铰接弹簧14的水平部分14a的回复力而被向下推动。由此，平板部分16a与铁芯24分离开。在此，平板部分16a的与铁芯24或绝缘盖20相对的表面限定为第一表面，而第一表面的背侧限定为第二表面。而且，悬垂部分16b的与磁轭34或绝缘盖20相对的表面限定为第一表面，而第一表面的背侧限定为第二表面。

图4A是可动弹簧18的前视图。图4B是可动弹簧18的侧视图。图4C是示出了其上安装可动触头36a和36b的可动弹簧18的图示。图5A是导电板40的前视图。图5B是可动触头36a和36b的结构图。图5C是局部放大视图，示出了可动触头36安装在可动弹簧18和导电板40上的状态。

如图4A中所示，可动弹簧18是在前视图中具有U形形状的导电板弹簧，并且例如由铜合金制成。可动弹簧18包括一对可动件(即第一可动件18a和第二可动件18b)、以及联接第一可动件18a的上端部和第二可动件18b的上端部的联接部分18c。

第一可动件18a和第二可动件18b分别在纵向方向上在与中心相比更靠近下端部的位置18da和18db处弯曲。在此，第一可动件18a的与位置18da相比更靠近联接部分18c的部分限定为上部部分18a1，第一可动件18a的与位置18da相比更靠近尖端侧的部分限定为下部部分18a2。类似地，第二可动件18b的与位置18db相比更靠近联接部分18c的部分限定为上部部分18b1，第二可动件18b的与位置18db相比更靠近尖端侧的部分限定为下部部分18b2。下部部分18a2和下部部分18b2用作分别将可动触头36a和36b固定至其上的平坦部分。

用于通过填塞而固定可动触头36a的通孔19a设置在第一可动件18a的下部部分18a2上。用于通过填塞而固定可动触头36b的通孔19b设置在第二可动件18b的下部部分18b2上。每个通孔19a和19b用作第一通孔。下部部分18a2和18b2分别在可动触头36a和36b远离固定触头38a和38b的方向上针对上部部分18a1和18b1弯曲。

悬垂部分16b的突出部分16f装配在其中的通孔18e形成在联接部分18c上。突出部分16f装配并填塞至通孔18e中，从而可动弹簧18固定至悬垂部分16b的第一表面上。

当可动触头36a和36b安装在可动弹簧18上时，可动触头36a从下部部分18a2突出，可动触头36b从下部部分18b2突出，如图4C中所示。在这种情况下，电流和热量不能从可动触头36a和36b有效地传送至可动弹簧18。

图5A中所示的导电板40在前视图中具有U形形状，并且例如由铜制成。与可动弹簧18相比，导电板40具有更高的导电率和更高的导热率。导电板40包括一对支腿件(即第一支腿件40a和第二支腿件40b)、以及联接第一支腿件40a的上端部和第二支腿件40b的上端部的联接部分40c。用于通过填塞而将可动触头36a固定至第一可动件18a上的通孔42a设置在第一支腿件40a的下端部上。用于通过填塞而将可动触头36b固定至第二可动件18b上的通孔42b设置在第二支腿件40b的下端部上。通孔42a和42b用作可动触头36a和36b的支腿部分362插入其中的第二通孔。

如图5B中所示，每个可动触头36a和36b具有铆钉状形状，并且包括与固定触头38a或38b接触的头部部分361、以及插入可动弹簧18的通孔19a或19b和导电板40的通孔42a或42b中的支腿部分362。可动触头36a在对准通孔19a和通孔42a的位置的状态下通过填塞而固定至导电板40和可动弹簧18上。可动触头36b在对准通孔19b和通孔42b的位置的状态下通过填塞而固定至导电板40和可动弹簧18上。当可动触头36a和36b通过填塞而固定至导电板40和可动弹簧18上时，头部部分361的接触表面363与导电板40接触。

当可动触头36a通过填塞而固定至导电板40和可动弹簧18上(如图5C中所示)时，可动触头36a的头部部分361在头部部分361的径向方向上从可动弹簧18的下部部分18a2的外边缘突出，但是被固定成不从导电板40的第一支腿件40a的外边缘突出。类似地，当可动触头36b通过填塞而固定至导电板40和可动弹簧18上时，可动触头36b的头部部分361被固定成在头部部分361的径向方向上不从导电板40的第二支腿件40b的外边缘突出。而且，当可动触头36a和36b通过填塞而固定至导电板40和可动弹簧18上时，导电板40设置在可动弹簧18和接触表面363之间。即，头部部分361的接触表面363接触导电板40。因而，在本实施例中，由于导电板40设置在可动弹簧18和接触表面363之间而使得整个接触表面363与导电板40接触，因此可以将电流和热量从可动触头36a和36b有效地传送至导电板40，并且增大了继电器的载流能力。

图6A是固定终端22a和22b的前视图。图6B是固定终端22a和22b的侧视图。

固定终端22a和22b从上方压配合至设置在底座28上的通孔(未示出)中并且被固定至底座28上。固定终端22a和22b在侧视图中以曲柄形状弯曲，并且每个固定终端22a和22b包括上部部分22e、倾斜部分22f和下部部分22d。上部部分22e经由倾斜部分22f而与下部部分22d相联。上部部分22e、倾斜部分22f和下部部分22d是一体地形成的。下部部分22d连接至未示出的电源上，并且变成片式终端以改善载流性能。由于下部部分22d变为片式终端，因此与例如叉状终端相比，下部部分22d增大了与基底的接触面积，由此改善了载流性能。上部部分22e弯曲成使得与下部部分22d相比更远离可动弹簧18和导电板40。上部部分22e的上部端22g弯曲成使得与上部部分22e的其它部分相比更远离可动弹簧18和导电板40。固定触头38a和38b分别设置在固定终端22a和22b的上部部分22e上。

再次参考图1，绝缘盖20由树脂制成。绝缘盖20的顶部部分20e具有露出铁芯24的头部部分24a的通孔20a。为了将绝缘盖20固定至底座28上，突出状的固定部分20b和20c形成在绝缘盖20的底部上。固定部分20b接合底座28的一端，而固定部分20c插入底座28的孔(未示出)中。而且，由树脂制成的托架20d与绝缘盖20一体地形成。当没有电流流入线圈30并且电磁装置31关闭时，用作止动器的托架20d与可动弹簧18接触。托架20d可以抑制在金属部件(例如可动弹簧18和磁轭34)之间产生碰撞声，并且因而托架20d可以减少继电器1的操作声音。

铁芯24插入形成在线轴26的头部部分26b内的通孔26a中。线轴26与底座28一体地形成，并且线圈30缠绕在线轴26周围。铁芯24、线轴26和线圈30形成电磁装置31。电磁装置31根据电流的开/关而吸引电枢16的平板部分16a或者消除对平板部分16a的吸引。由此，进行可动弹簧18相对于固定终端22a和22b的打开或关闭操作。该对线圈终端32压配合在底座28中。线圈30与每个线圈终端32缠绕。

磁轭34由导电材料形成并且在侧视图中具有L形状，而且包括固定至底座28的背面上的水平部分34a、以及相对于水平部分34a竖直地设置的竖直部分34b。竖直部分34b从底座28的底部压配合至底座28和绝缘盖20的通孔(未示出)中。由此，设置在竖直部分34b的两个上边缘上的突出部分34c从绝缘盖20的顶部部分20e突出，如图2中所示。固定板44包括用于将固定板44固定至水平部分34a上的钩部分44a，并且固定板44固定至底座28的背面上。

图7A示意性地示出了流入继电器1中的电流的方向，并且特别地示出了固定触头远离可动触头的状态。图7B示出了从固定终端22a侧来看的电弧消除状态。图7C示出了从固定终端22b侧来看的电弧消除状态。在图7A至图7C中，由箭头示出电流的方向。

在图7A中，固定终端22a和22b中的任一者连接至未示出的电源侧，而另一者连接至未示出的负载侧。当电流流入线圈30中时，铁芯24吸引平板部分16a，电枢16在其中突出部分34c和切口部分16e用作支撑点的状况下旋转。随着电枢16的旋转，悬垂部分16b和可动弹簧18朝向固定终端22侧旋转，然后可动触头36a和36b分别与相应的固定触头38a和38b接触。当在可动触头36a和36b与固定触头38a和38b接触的状态下电压施加至作为正极侧的固定终端22b上时，电流以如图7A中所示的该次序流入固定终端22b、固定触头38b、可动触头36b、导电板40、可动弹簧18、可动触头36a、固定触头38a和固定终端22a中。在此，电流流入位于可动触头36a和36b之间的导电板40和可动弹簧18中。当流入线圈30中的电流被切断时，铰接弹簧14的回复力使电枢16沿着图7B中所示的逆时针方向旋转。由于电枢16的旋转，可动触头36a和36b开始分别与固定触头38a和38b分离开。然而，由于在固定触头38a和38b与可动触头36a和36b之间出现电弧，因此在可动触头36a和固定触头38a之间流动的电流以及在可动触头36b和固定触头38b之间流动的电流未被完全切断。

在图7A至7C中所示的继电器1中，磁场的方向从固定终端22a指向固定终端22b，如图7B中所示。因而，在可动触头36a和固定触头38a之间产生的电弧通过洛伦兹力而朝向底座28延伸至下部方向上的空间中(如图7B中的箭头A所示)，并且所述电弧被消除。另一方面，在可动触头36b和固定触头38b之间产生的电弧通过洛伦兹力而远离底座28延伸至上部方向上的空间中(如图7C中的箭头B所示)，并且所述电弧被消除。

图8A示意性地示出了流入继电器1中的电流的方向。图8B示出了从固定终端22a侧来看的电弧消除状态。图8B示出了从固定终端22b侧来看的电弧消除状态。在此，电流的方向与图7A至7C的电流的方向相反。

在图8A中，与图7A中相同，固定终端22a和22b中的任一者连接至电源侧，而另一者连接至负载侧。当在可动触头36a和36b与固定触头38a和38b接触的状态下电压施加至作为正极侧的固定终端22a上时，电流以如图8A中所示的该次序流入固定终端22a、固定触头38a、可动触头36a、导电板40、可动弹簧18、可动触头36b、固定触头38b和固定终端22b中。当流入线圈30中的电流被切断时，铰接弹簧14的回复力使电枢16沿着图8B中所示的逆时针方向旋转，并且可动触头36a和36b分别与固定触头38a和38b分离开。

同样在图8A至8C中所示的继电器1中，磁场的方向从固定终端22a指向固定终端22b。因而，在可动触头36a和固定触头38a之间产生的电弧通过洛伦兹力而延伸至上部方向上的空间中(如图8B中的箭头A所示)，并且所述电弧被消除。另一方面，在可动触头36b和固定触头38b之间产生的电弧通过洛伦兹力而朝向底座28延伸至下部方向上的空间中(如图8C中的箭头B所示)，并且所述电弧被消除。

因而，根据本实施例的继电器1，不论在可动触头36a和固定触头38a之间以及在可动触头36b和固定触头38b之间流动的电流的方向如何，在可动触头36a和固定触头38a之间产生的电弧以及在可动触头36b和固定触头38b之间产生的电弧均可以分别同时延伸至相反的空间中，并且被消除。

图9A是可动弹簧18和导电板40的第一变型方案的图示。图9B是导电板40的第二变型方案的图示。

可动弹簧18和导电板40可以通过弯曲金属板而一体地形成，矩形通孔51形成在所述金属板的中心处，如图9A中所示。在这种情况下，通孔42a和19a以及通孔42b和19b分别形成在均被折叠且被叠置的边缘部分50a和50b上。通孔42a和19a以及通孔42b和19b通过按压处理一次形成。由于可动弹簧18和导电板40由单一导电板形成，因此能够减少部件的数量并使得组装过程更有效。而且，由于通孔42a和19a以及通孔42b和19b一次形成在均被折叠且被叠置的边缘部分50a和50b上，因此可以避免通孔42a和19a的移位以及通孔42b和19b的移位，并且使得组装过程更有效。

通过弯曲其中心处形成矩形通孔52的薄金属板，可以形成双层导电板40，如图9B中所示。与单一厚导电板相比，可以抑制刚度增加并且改善载流能力。

图10A是导电板40的第三变型方案的图示。图10B是图10A的导电板40的侧视图。图10C是导电板40的第四变型方案的图示。图10D是图10C的导电板40的侧视图。

如图10A和10B中所示，导电板40的第一支腿件40a和第二支腿件40b可以在位置41a和41b处弯曲，在所述位置处通过填塞而固定的可动触头36a和36b不向上突出。在此，第一支腿件40a的低于位置41a的部分限定为下部部分40a2。第一支腿件40a的高于位置41a的部分限定上部部分40a1。类似地，第二支腿件40b的低于位置41b的部分限定为下部部分40b2。第二支腿件40b的高于位置41b的部分限定上部部分40b1。下部部分40a2和40b2用作第一区域，而上部部分40a1和40b1用作与第一区域相邻的第二区域。

上部部分40a1和40b1以及联接部分40c在远离可动触头36a和36b与之接触的固定触头38a和38b的方向上弯曲。在这种情况下，由于固定终端22a和22b与导电板40之间的间隙从固定终端22a和22b逐渐向上张开，因此在电弧移动至上部方向上的空间中的同时可以有效地消除电弧。

而且，如图10C和10D中所示，导电板40的第一支腿件40a和第二支腿件40b可以在位置43a和43b处弯曲，在所述位置处可动触头36a和36b不向下突出。在此，下部部分40a2对应于位于位置41a和43a之间的部分，而下部部分40b2对应于位于位置41b和43b之间的部分。第一支腿件40a的低于位置43a的部分限定为最下部部分40a3。第二支腿件40b的低于位置43b的部分限定为最下部部分40b3。

最下部部分40a3和40b3分别在远离固定触头38a和38b的方向上弯曲。在这种情况下，由于固定终端22a和22b与导电板40之间的间隙从固定终端22a和22b逐渐向下张开，因此在电弧通过最下部部分40a3和40b3而移动至下部方向上的空间中的同时可以有效地消除电弧。

如上所述，在本实施例中，导电板40布置在头部部分361和可动弹簧18之间，并且在可动弹簧18的通孔19a和19b以及导电板40的通孔42a和42b的径向方向上，即使在头部部分361从下部部分18a2和18b2的外边缘突出时，头部部分361也不从导电板40的外边缘突出。因而，由于整个头部部分361与之接触的导电板40设置在头部部分361和可动弹簧18的下部部分18a2和18b2之间，因此可以将电流和热量从可动触头36a和36b有效地传送至导电板40，并且增大载流能力。而且，通过填塞而固定的支腿部分362在通孔19a和19b的径向方向上不从下部部分18a2和18b2的外边缘突出。

由于提供了增大载流能力的导电板40，因此改进了弹簧负载的设计的自由度，而无需考虑可动弹簧18的载流能力。即使存在妨碍改变可动弹簧18的尺寸的结构限制，也可以通过提供导电板40而改善载流能力。而且，由于导电板40由具有高导热率的材料制成，因此可以有效地冷却电弧的热量，并且改善可动触头36a和36b的打开和关闭性能。

虽然已经详细地描述了本发明的一些优选实施例，但是本发明不限于这些具体描述的实施例，而是可以在所要求保护的发明的范围内具有各种变型方案和改变方案。

Claims (6)

1.一种电磁继电器(1)，其特征在于，所述电磁继电器包括：

固定终端(22a、22b)，所述固定终端包括固定触头(38a、38b)；

可动弹簧(18)，所述可动弹簧包括其上形成第一通孔(19a、19b)的可动件(18a、18b)；

导电板(40)，所述导电板包括第二通孔(42a、42b)；

可动触头(36a、36b)，所述可动触头包括与固定触头接触和分离开的头部部分(361)、以及插入至第一通孔和第二通孔中的支腿部分(362)；

其中，导电板布置在头部部分和可动弹簧之间，

在第一通孔和第二通孔的径向方向上，头部部分不从导电板的外边缘突出，但从可动件的外边缘突出。

2.根据权利要求1所述的电磁继电器，其中

与可动弹簧相比，导电板具有更高的导电率和更高的导热率。

3.根据权利要求1所述的电磁继电器，其中

导电板由双层导电板制成。

4.根据权利要求1所述的电磁继电器，其中

导电板包括其上布置可动触头的第一区域(40a2、40b2)、以及与第一区域相邻的第二区域(40a1、40b1)，

第二区域在远离固定触头的方向上弯曲。

5.根据权利要求1所述的电磁继电器，其中

导电板与可动弹簧一体地形成。

6.根据权利要求1所述的电磁继电器，其中

固定终端包括均具有固定触头的第一固定终端(22a)和第二固定终端(22b)，

可动弹簧包括其上均形成第一通孔的第一可动件(18a)和第二可动件(18b)，

电磁继电器还包括：

电磁装置(31)，所述电磁装置驱动待与可动弹簧联接的电枢(16)，以及

盖(20)，所述盖覆盖电磁装置。