CN108511269A - 继电器和内置该继电器的车辆用电子控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种继电器(1)，包括：中空外壳(18)；容置在中空外壳(18)内的控制线圈(17)；从控制线圈(17)向外突伸的至少一个控制线圈引脚(16)；形成于控制线圈(17)的固定接点(19)；从固定接点(19)向外突伸的固定接点引脚(12)；穿过控制线圈(17)并形成有向外突伸的可动接点引脚(13)的铁芯(14)，铁芯(14)在控制线圈(17)内固定不动。本发明的特征在于，还包括套设在铁芯(14)上且能在重力作用下围绕铁芯(14)自由转动的可动接点(15)。由于继电器下部的温度低于上部的温度，确保可动接点始终处于继电器的下部能够减少可动接点与继电器内部环境的温度差，有效地防止或抑制继电器的可动接点的结冰问题。

Description

继电器和内置该继电器的车辆用电子控制装置

技术领域

本发明涉及一种具有改进结构的继电器。另一方面，本发明还涉及一种内置该继电器的车辆用电子控制装置。

背景技术

在内置继电器的车辆用电子控制装置中，可动触点部通过基板和连接器与车辆的线束相连。由于电子电路中的导线及线束均为热传导率很高的金属制成，当车辆处于寒冷环境中时，可动触点部的温度会随之迅速降低。

继电器内部充满了空气，且空气的导热率非常低，即使继电器的外壳通过导热材料与电子控制单元的外壳连接，内部空气的降温速度仍会远远低于可动触点部的降温速度。因此，可动触点部与继电器内部的温差仍会很大，从而导致水汽在可动触点部处凝结，进而结冰。因此，在此情况下，无法有效地防止或抑制继电器的可动触点部结冰。

现有技术针对上述结冰问题采取了一系列改进措施。例如，由三菱电机株式会社于2014年7月14日提交的中国专利申请CN104701088A公开了一种能防止或抑制机械继电器的触点和/或机械继电器的可动部结冰的车辆用电子控制装置。

该车辆用电子控制装置具有包含覆盖机械继电器的壳体的电子电路网，该机械继电器内置有对触点进行开闭的机构。该电子控制装置包括：覆盖机械继电器的壳体；以及配置于壳体外侧且与壳体的至少一部分直接接触或经由导热构件接触的金属制构件，以防止或抑制机械继电器的触点结冰。

虽然上述现有技术通过使机械继电器的壳体直接接触金属制构件或经由导热构件接触金属制构件来防止触点结冰，但是由于机械继电器的壳体与触点之间存在间隙，且间隙中空气的导热率很低，通过壳体直接接触或经由导热构件接触的金属制构件几乎无法影响机械继电器的温度或者影响的速度非常缓慢。

为此，目前急需设计一种具有改进结构的继电器，该继电器能够以较低的成本解决上面提到的防止或抑制继电器的可动触点部结冰的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有改进结构的继电器，该继电器能够以较低的成本防止或抑制继电器的可动触点部结冰。

本发明的另一目的在于提供一种内置该继电器的电子控制装置，该电子控制装置主要应用于车辆。

本发明的第一方面涉及一种继电器，包括：中空外壳；容置在中空外壳内的控制线圈；从控制线圈向外突伸的至少一个控制线圈引脚；形成于控制线圈的固定接点；从固定接点向外突伸的固定接点引脚；穿过控制线圈并形成有向外突伸的可动接点引脚的铁芯，铁芯在控制线圈内固定不动。本发明的特征在于，还包括套设在铁芯上且能在重力作用下围绕铁芯自由转动的可动接点。

在一个较佳实施例中，可动接点可以由具有弹性的导电材料制成。

在另一个较佳实施例中，铁芯可以为一体成形，并且在其中间段设有凹陷部分，凹陷部分定位成当铁芯完全插入到控制线圈内之后能从控制线圈中露出。此时，可动接点的基部形成具有分段型式的圆环部，圆环部能套入铁芯的凹陷部分并且使可动接点围绕铁芯自由转动

或者，铁芯可以为分段型式，通过螺纹或过盈配合连接在一起，并且设有凹陷部分，凹陷部分定位成当铁芯完全插入到控制线圈内之后能从控制线圈中露出。此时，可动接点的基部形成一体制成的圆环部，圆环部能套入铁芯的凹陷部分并且使可动接点围绕铁芯自由转动。

更佳的是，在可动接点的头部可设有加重部。此时，固定接点可以具有以铁芯为中心的圆环形状，其半径等于可动接点的长度。

在又一个较佳实施例中，铁芯的凹陷部分还可以套设有弹簧，以使可动接点与控制线圈之间隔开预定距离。

在再一个较佳实施例中，可动接点的基部可以形成有供套入铁芯之用的圆环部，圆环部的截面为梯形形状，以允许锥形簧片插入到圆环部中。

本发明的第二方面涉及一种内置有如上所述的继电器的车辆用电子控制装置，该装置的特征在于还包括通过金属导线与继电器相连的基板，基板通过连接器与车辆的外部线束相连。

上述技术方案的优点在于：当继电器未工作时，由于可动接点相对于铁芯可以自由转动，在重力的影响下，可动接点会转动到铁芯的下方，且无论固定接点引脚和可动接点引脚是朝上搭载还是朝下搭载，可动接点都会转到铁芯的下方。由于继电器下部的温度低于上部的温度，确保可动接点始终处于继电器的下部能够减少可动接点与继电器内部环境的温度差，有效地防止或抑制继电器的可动接点的结冰问题。

附图说明

为了进一步说明根据本发明的继电器的改进结构以及内置该继电器的车辆用电子控制装置，下面将结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明，其中：

图1以简化的方式示出了根据本发明第一实施例的内置有继电器的车辆用电子控制装置的内部结构；

图2是该电子控制装置中继电器的立体图，其中继电器的外壳被局部剖切以显示其内部的结构；

图3是图2所示的继电器中各部件的立体分解图；

图4a是继电器的控制线圈引脚、固定接点引脚和可动接点引脚均指向上方时的状态示意图；

图4b是继电器的控制线圈引脚、固定接点引脚和可动接点引脚均指向下方时的状态示意图；

图5以简化的方式示出了根据本发明第二实施例的内置有继电器的车辆用电子控制装置的内部结构；以及

图6以简化的方式示出了根据本发明第三实施例的内置有继电器的车辆用电子控制装置的内部结构。

附图标记

1 继电器

2 电子控制装置

3 基板

4 连接器

5 线束

12 固定接点引脚

13 可动接点引脚

14 铁芯

14a 凹陷部分

15 可动接点

15a 加重部

15b 圆环部

16 控制线圈引脚

17 控制线圈

18 外壳

19 固定接点

20 弹簧

21 簧片

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的内置有继电器的车辆用电子控制装置的结构，其中，相同的部件由相同的附图标记进行标示。

(第一实施例)

图1示出了根据本发明第一实施例的内置有继电器的车辆用电子控制装置2的内部结构。

如图1所示，电子控制装置2中内置有继电器1和通过金属导线与继电器1相连的基板3，基板3则通过连接器4与车辆的外部线束5相连。本领域的普通技术人员应当理解的是，车辆的外部线束5也是由金属制成的。因此，无论是连接继电器1和基板3的金属导线还是车辆的外部线束5均具有高热传导率。

图2示出了电子控制装置中的继电器1，其中继电器1的外壳18被局部剖切以显示其内部结构，而图3则以分解的方式示出了继电器1的各个部件。

请参见图2，继电器1的外壳18具有矩形中空盒体的形状，呈中空圆筒形式的控制线圈17容置在外壳18内，并且有至少一个(在本实施例中为两个)控制线圈引脚16从控制线圈17的一侧沿与中空圆筒轴向方向垂直的方向向外突伸。在控制线圈17的另一侧表面上一体模制有固定接点19，固定接点19上也形成有沿与中空圆筒轴向方向垂直的方向向外突伸的固定接点引脚12。

本领域的普通技术人员众所周知的是，也可以通过诸如铆接、焊接、粘结等方式将固定接点19替代地固定到控制线圈17。这些方式都应当落在本发明的保护范围之内。

由铁芯14构成的中心轴的一端插入控制线圈17的中空圆筒，另一端上形成有沿与中空圆筒轴向方向垂直的方向向外突伸的可动接点引脚13。在将铁芯14插入到控制线圈17之后，该铁芯14在控制线圈14的中空圆筒内保持固定不动。

请参见图3，可以看到铁芯14具有分段型式，例如，分为两段，这两段中的任意一段通过螺纹或过盈配合与另一段连接在一起。在铁芯14的各段连接处形成有凹陷部分14a，该凹陷部分14a被定位成当铁芯14被完全插入到控制线圈17内之后恰好从控制线圈17中露出，以便装配一个围绕铁芯14可自由转动的可动接点15。

至于可动接点15，如图3所示，可动接点15大体呈现指针状，其基部形成有一体成形的圆环部15b，该圆环部15b的直径略大于铁芯14的各段连接处的直径，并且较佳地等于或小于铁芯14的直径。这样，该圆环部15b能够经由螺纹部分套入铁芯14的凹陷部分14a并且使可动接点15围绕铁芯14自由转动。这样，无论控制线圈引脚16、固定接点引脚12和可动接点引脚13向上搭载还是向下搭载，可动接点15均能够在重力作用下转动到竖直向下的方向，以使可动接点15处于铁芯14的垂直向下方向上(如图4a和4b所示)，并且在控制线圈17通电时与固定接点19吸引在一起。

作为一个替代实施例，铁芯14也可以一体成形，并且在其中间段设有凹陷部分14a。同样，凹陷部分14a定位成当铁芯14完全插入到控制线圈17内之后能从控制线圈17中露出。

至于可动接点15，其基部形成具有分段型式的圆环部15b。圆环部15b由两个半圆环组成，这两个半圆环通过焊接或铆接或其它类似方式组合在一起。该圆环部15b的直径略大于铁芯14的凹陷部分14a的直径，并且较佳地等于或小于铁芯14的直径。这样，圆环部15b能套入铁芯14的凹陷部分14a并且使可动接点15围绕铁芯14自由转动。

在本发明的一个较佳实施例中，在可动接点15的头部还可以设有诸如球状的金属制加重部15a，以确保可动接点15始终能够在重力作用下转动到竖直向下的方向。相应地，形成于控制线圈17的固定接点19可以具有以铁芯14为中心的圆环形状，其半径等于可动接点15的长度。这样，当控制线圈17通电时，可动接点15的加重部15a可以与固定接点19吸引在一起。

在本发明的另一个较佳实施例中，可动接点15由具有弹性的导电材料制成。此外，该可动接点15还可以朝向远离控制线圈17的方向倾斜一个微小的角度。这样，可动接点15在自由转动时不会因为接触到控制线圈17的外表面而影响其转动，但在控制线圈17通电时，可动接点15可以方便地与固定接点19吸引在一起。

下面将简单介绍本发明第一实施例的内置有继电器的车辆用电子控制装置的技术效果：当继电器1未工作时，由于可动接点15相对于铁芯14可以自由转动，可动接点15因此会在重力的影响下转动到铁芯14的下方，且无论固定接点引脚12和可动接点引脚13是朝上搭载还是朝下搭载，可动接点15都会转到铁芯14的下方。由于热空气比冷空气要轻，因此继电器1下部的温度低于上部的温度。这样，只要确保可动接点15始终处于继电器1的下部，就能够减少可动接点15与继电器1内部环境的温度差，有效地防止或抑制继电器1的可动接点15的结冰问题。

根据申请人在研制过程中进行的试验结果，当可动接点处于继电器上部时，在单位时间内，接点处的温度在约接近一半的单位时间内低于继电器内部环境的温度。但当可动接点处于继电器下部时，在单位时间内，接点处的温度仅在约六分之一的单位时间内低于继电器内部环境的温度。因此，与现有技术相比，本发明能够有效地解决可动接点结露的技术问题，所获得的技术效果十分显著。

(第二实施例)

图5示出了根据本发明第二实施例的内置有继电器的车辆用电子控制装置的内部结构。

与第一实施例相同，继电器通过金属导线与基板3相连，而基板3通过连接器4与车辆的外部线束5相连。继电器的外壳具有矩形中空盒体的形状，呈中空圆筒形式的控制线圈17容置在外壳内，并且有两个控制线圈引脚从控制线圈17的一侧沿与中空圆筒轴向方向垂直的方向向外突伸。在控制线圈17的另一侧表面上一体模制有固定接点19，固定接点19上形成有沿与中空圆筒轴向方向垂直的方向向外突伸的固定接点引脚。

铁芯的一端插入控制线圈17，另一端上也形成有可动接点引脚。一方面，铁芯具有分段型式，其中的一段通过螺纹或过盈配合与另一段连接在一起。在铁芯的各段连接处形成有凹陷部分，以便装配一个围绕铁芯可自由转动的可动接点15。可动接点15大体呈现指针状，其基部形成有一体成形的圆环部，该圆环部能够经由螺纹部分套入铁芯的凹陷部分并且使可动接点15围绕铁芯自由转动。另一方面，铁芯也可以一体成形，并且在其中间段设有凹陷部分，以便装配一个围绕铁芯可自由转动的可动接点15。可动接点15大体呈现指针状，其基部形成有具有分段型式的圆环部，该圆环部能套入铁芯的凹陷部分并且使可动接点15围绕铁芯自由转动。

不同于第一实施例的是，在本发明第二实施例中，铁芯的凹陷部分要长于第一实施例中的凹陷部分的长度。这样，除了能够将可动接点15的圆环部套入铁芯的凹陷部分之外，还可以在该凹陷部分中套设一个弹簧20，以使可动接点15与控制线圈17之间隔开一定距离，但又不会影响可动接点15的自由转动。换句话说，在本发明的第二实施例中，铁芯的凹陷部分的长度等于可动接点15的圆环部的宽度与弹簧20的长度之和。

这样，即使可动接点15由不具有弹性的刚性导电材料制成，也可以应用在本发明的继电器中。

(第三实施例)

图6示出了根据本发明第三实施例的内置有继电器的车辆用电子控制装置的内部结构。

与第一和第二实施例相同，继电器通过金属导线与基板3相连，而基板3通过连接器4与车辆的外部线束相连。继电器的外壳具有矩形中空盒体的形状，呈中空圆筒形式的控制线圈17容置在外壳内，并且有两个控制线圈引脚从控制线圈17的一侧沿与中空圆筒轴向方向垂直的方向向外突伸。在控制线圈17的另一侧表面上一体模制有固定接点19，固定接点19上也形成有沿与中空圆筒轴向方向垂直的方向向外突伸的固定接点引脚。

铁芯的一端插入控制线圈17，另一端上也形成有可动接点引脚。一方面，铁芯具有分段型式，其中的一段通过螺纹或过盈配合与另一段连接在一起。在铁芯的各段连接处形成有凹陷部分，以便装配一个围绕铁芯可自由转动的可动接点15。可动接点15大体呈现指针状，其基部形成有一体成形的圆环部，该圆环部能够经由螺纹部分套入铁芯的凹陷部分并且使可动接点15围绕铁芯自由转动。另一方面，铁芯也可以一体成形，并且在其中间段设有凹陷部分，以便装配一个围绕铁芯可自由转动的可动接点15。可动接点15大体呈现指针状，其基部形成有具有分段型式的圆环部，该圆环部能套入铁芯的凹陷部分并且使可动接点15围绕铁芯自由转动。

不同于第二实施例的是，在本发明第三实施例中，用簧片21来替代第二实施例的弹簧20。通过将可动接点15的圆环部的截面改造为梯形形状，可以将形状与之匹配的锥形簧片21插入到该圆环部中，从而起到与第二实施例中的弹簧20相同的技术效果，即：使可动接点15与控制线圈17之间隔开一定距离，但又不会影响可动接点15的自由转动。

采用该实施例，则无需将铁芯的凹陷部分的长度设计成等于可动接点15的圆环部的宽度与弹簧20的长度之和，从而简化了铁芯的凹陷部分的制造过程。

虽然以上结合了若干实施例对本发明的内置有继电器的车辆用电子控制装置的结构进行了说明，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，上述示例仅是用来说明的，而不能作为对本发明的限制。因此，可以在权利要求书的实质精神范围内对本发明进行修改和变型，这些修改和变型都将落在本发明的权利要求书所要求的范围之内。

Claims (10)

1.一种继电器(1)，包括：

中空外壳(18)；

容置在所述中空外壳(18)内的控制线圈(17)；

从所述控制线圈(17)向外突伸的至少一个控制线圈引脚(16)；

形成于所述控制线圈(17)的固定接点(19)；

从所述固定接点(19)向外突伸的固定接点引脚(12)；

穿过所述控制线圈(17)并形成有向外突伸的可动接点引脚(13)的铁芯(14)，所述铁芯(14)在所述控制线圈(17)内固定不动；

其特征在于，还包括套设在所述铁芯(14)上且能在重力作用下围绕所述铁芯(14)自由转动的可动接点(15)。

2.如权利要求1所述的继电器(1)，其特征在于，所述可动接点(15)由具有弹性的导电材料制成。

3.如权利要求2所述的继电器(1)，其特征在于，所述铁芯(14)为一体成形，并且在其中间段设有凹陷部分(14a)，所述凹陷部分(14a)定位成当所述铁芯(14)完全插入到所述控制线圈(17)内之后能从所述控制线圈(17)中露出。

4.如权利要求3所述的继电器(1)，其特征在于，所述可动接点(15)的基部形成具有分段型式的圆环部(15b)，所述圆环部(15b)能套入所述铁芯(14)的凹陷部分(14a)并且使所述可动接点(15)围绕所述铁芯(14)自由转动。

5.如权利要求2所述的继电器(1)，其特征在于，所述铁芯(14)为分段型式，各段通过螺纹或过盈配合连接在一起，并且在各段连接处形成有凹陷部分(14a)，所述凹陷部分(14a)定位成当所述铁芯(14)完全插入到所述控制线圈(17)内之后能从所述控制线圈(17)中露出。

6.如权利要求5所述的继电器(1)，其特征在于，所述可动接点(15)的基部形成一体制成的圆环部(15b)，所述圆环部(15b)能套入所述铁芯(14)的凹陷部分(14a)并且使所述可动接点(15)围绕所述铁芯(14)自由转动。

7.如权利要求3或5所述的继电器(1)，其特征在于，所述固定接点(19)具有以所述铁芯(14)为中心的圆环形状，其半径等于所述可动接点(15)的长度。

8.如权利要求1所述的继电器(1)，其特征在于，所述铁芯(14)的凹陷部分(14a)还套设有弹簧(20)，以使所述可动接点(15)与所述控制线圈(17)之间隔开预定距离。

9.如权利要求1所述的继电器(1)，其特征在于，所述可动接点(15)的基部形成有供套入所述铁芯(14)之用的圆环部(15b)，所述圆环部(15b)的截面为梯形形状，以允许锥形簧片(21)插入到所述圆环部(15b)中。

10.一种内置有如权利要求1所述的继电器(1)的车辆用电子控制装置(2)，其特征在于，还包括通过金属导线与所述继电器(1)相连的基板(3)，所述基板(3)通过连接器(4)与车辆的外部线束(5)相连。