CN108511270A - 电磁继电器设备 - Google Patents

Abstract

在电磁继电器设备中，固定磁芯被同轴地配置在励磁线圈中，并且构成磁路。磁轭被配置成围绕所述励磁线圈的外周边和所述励磁线圈的第二端以构成所述磁路。所述磁轭具有开口，所述开口被定位成与所述励磁线圈的第二端相比，更靠近所述励磁线圈的第一端，并且面向所述固定磁芯。可动磁芯被定位成经由所述开口面向所述固定磁芯。所述励磁线圈通电后，所述可动磁芯被拉动至所述固定磁芯。复位弹簧由在所述固定磁芯的轴向上呈涡形缠绕的磁性构件制成。所述复位弹簧推动所述可动磁芯与所述固定磁芯分开。

Description

电磁继电器设备

技术领域

本公开涉及用于断开或闭合电子电路的电磁继电器设备。

背景技术

电磁继电器设备被配置成使可动磁芯更靠近固定磁芯或使可动磁芯与固定磁芯分开，从而使可动触点和固定触点接触或分开。

例如，柱塞电磁螺线管(作为这些电磁继电器设备的示例)，在称为已公布专利文件的日本专利申请公开号2012-94435中进行了公开。柱塞电磁螺线管包括柱塞、励磁线圈、中空圆柱形固定磁芯、中空圆柱形可动磁芯和螺旋弹簧，作为复位弹簧的示例。可动磁芯在其轴向上具有第一端、主体和第二端。励磁线圈被配置成围绕固定磁芯。螺旋弹簧由磁性材料制成，并且由在其轴向上配置的多个回路构成。螺旋弹簧插置在可动磁芯的主要部分与固定磁芯之间，以使得可动磁芯的第一端(所述第一端从主要部分的相应第一端突出)位于螺旋弹簧中；主要部分的第二端连接到可动磁芯的第二端。

螺旋弹簧具有相对的第一端和第二端，螺旋弹簧的第一端被安装成配合在形成于可动磁芯的主要部分的第一端的外周边部分中的配合凹槽中，从而引起螺旋弹簧的第一端被限制到可动磁芯。

可动磁芯的第一端的外周边从可动磁芯的主要部分的第一端的外周边部分朝向固定磁芯成锥形。固定磁芯具有面向可动磁芯的第一端的凹槽。可动磁芯的第一端具有面向固定磁芯的端外表面。固定磁芯的凹槽具有与可动磁芯的第一端的锥形外周边相符的锥形内周边。

可动磁芯的第一端的锥形外周边(所述锥形外周边要抵靠到可动磁芯的锥形内周边上)位于比可动磁芯的主要部分的外周边部分的配合凹槽更向内的位置。螺旋弹簧推动可动磁芯与固定磁芯分开、即返回到其原始位置。当基于预定电压通电时，励磁线圈抵抗螺旋弹簧的作用力而将可动磁芯拉向固定磁芯，使得可动磁芯的第一端的端面抵靠到固定磁芯上。

柱塞电磁螺线管的上述构型防止当励磁线圈基于预定电压通电时，可动磁芯的第一端的端面妨碍螺旋弹簧。这使得施加到励磁线圈的电压能够稳定。由于螺旋弹簧由磁性材料制成，因此在螺旋弹簧的轴向上的相邻回路基于通电励磁线圈产生的磁力而拉动彼此。这导致与螺旋弹簧由非磁性材料制成的情况相比，更容易将可动磁芯拉动至固定磁芯，从而降低施加于励磁线圈的电压电平。

发明内容

然而，由磁性材料制成的螺旋弹簧可以引起在螺旋弹簧的一部分与可动磁芯的锥形部分之间产生径向向内的磁力、即侧向力，所述螺旋弹簧围绕可动磁芯的锥形部分；所述径向向内的磁力具有径向向内的方向。这可以引起螺旋弹簧的轴向相对于固定磁芯的轴向倾斜。

鉴于上述情况，本公开的示例性方面寻求提供电磁继电器设备，所述电磁继电器设备各自包括复位弹簧。根据示例性方面的电磁继电器设备各自能够减小施加到复位弹簧的径向向内的磁力。

根据本公开的示例性方面，提供了一种电磁继电器设备。所述电磁继电器设备包括：励磁线圈，所述励磁线圈在其轴向上具有相对的第一端和第二端并且被配置成在通电时产生磁通；以及固定磁芯，所述固定磁芯同轴地配置在励磁线圈中并且构成磁路。所述电磁继电器设备包括磁轭，所述磁轭被配置成围绕所述励磁线圈的外周边和所述励磁线圈的第二端以构成磁路。所述磁轭具有开口，所述开口被定位成与所述励磁线圈的第二端相比，更靠近所述励磁线圈的第一端，并且面向所述固定磁芯。所述电磁继电器设备包括可动磁芯，所述可动磁芯被定位成经由所述开口面向所述固定磁芯。所述可动磁芯被配置成在所述励磁线圈通电时被拉动至所述固定磁芯。所述电磁继电器设备包括复位弹簧，所述复位弹簧由磁性构件制成，所述磁性构件在所述固定磁芯的轴向上呈涡形地缠绕。所述复位弹簧构成磁路并且被配置成推动所述可动磁芯与所述固定磁芯分开。

当励磁线圈通电时，复位弹簧被配置成使得磁通分量的蜗旋流变得饱和，从而使得漏磁通分量从复位弹簧泄漏出。漏磁通分量使得在复位弹簧与可动磁芯之间以及在复位弹簧与固定磁芯之间产生磁引力。也就是说，磁引力用作使复位弹簧收缩的力，引起复位弹簧的表观反作用力减弱，从而使得将可动磁芯拉动至固定磁芯的磁引力相对增大。

由于大部分的磁引力是在复位弹簧的轴向上，因此包含向内磁力的径向磁力、即侧向力(所述径向磁力作用于复位弹簧)减小。这使得复位弹簧的轴向相对于固定芯的轴向的倾斜度减小。

附图说明

根据以下参考附图对实施例进行的描述，本公开的其他方面将变得明显，附图中：

图1是根据本公开的第一实施例的当电磁继电器设备的气隙具有最大长度时的电磁继电器设备的轴向截面图；

图2是根据第一实施例的当电磁继电器设备的气隙具有中等长度时的电磁继电器设备的轴向截面图；

图3A是根据第一实施例的当电磁继电器设备的气隙具有最小长度时的电磁继电器设备的轴向截面图；

图3B是改良的电磁继电器设备的气隙具有最大长度时的轴向截面图，该改良的电磁继电器设备根据第一实施例去除常规螺旋弹簧而配置有涡旋形卷绕的复位弹簧；

图3C是改良的电磁继电器设备的气隙具有最小长度时的电磁继电器设备的轴向截面图；

图4是示意性地展示了根据第一实施例的磁引力与气隙长度之间的关系的示例的图；

图5是示意性地展示了根据第一实施例的复位弹簧的反作用力与气隙长度之间的关系的示例的图；

图6是根据本公开的第二实施例的当电磁继电器设备的气隙具有最大长度时的电磁继电器设备的轴向截面图；

图7是根据第二实施例的当电磁继电器设备的气隙具有最小长度时的电磁继电器设备的轴向截面图；

图8是根据本公开的第三实施例的当电磁继电器设备的气隙具有最大长度时的电磁继电器设备的轴向截面图；

图9是根据第三实施例的当电磁继电器设备的气隙具有最小长度时的电磁继电器设备的轴向截面图；

图10是根据本公开的第四实施例的当电磁继电器设备的气隙具有最大长度时的电磁继电器设备的轴向截面图；

图11是根据本公开的第五实施例的当电磁继电器设备的气隙具有最大长度时的电磁继电器设备的轴向截面图；

图12是根据第五实施例的当电磁继电器设备的气隙具有最小长度时的电磁继电器设备的轴向截面图；

图13是示意性地展示了根据第五实施例的当基座部分和突出部分已经从可动磁芯移除时从第一轴向观察时的电磁继电器设备的平面图；

图14是示意性地展示了根据第五实施例的磁引力与气隙长度之间的关系的示例的图；

图15是示意性地展示了根据第五实施例的变形例的当基座部分和突出部分已经从可动磁芯移除时从第一轴向观察时的电磁继电器设备的平面图；

图16是示意性地展示了根据第五实施例的另一个变形例的当基座部分和突出部分已经从可动磁芯移除时从第一轴向观察时的电磁继电器设备的平面图；

图17是示意性地展示了根据第五实施例的进一步变形例的当基座部分和突出部分已经从可动磁芯移除时从第一轴向观察时的电磁继电器设备的平面图；

图18是根据第五实施例的又进一步变形例的电磁继电器设备的轴向截面图；

图19是根据本公开的第六实施例的当电磁继电器设备的气隙具有最大长度时的电磁继电器设备的轴向截面图；

图20是示意性地展示了根据第六实施例的磁引力与气隙长度之间的关系的示例的图；

图21是根据本公开的第七实施例的当电磁继电器设备的气隙具有最大长度时的电磁继电器设备的轴向截面图；以及

图22是根据本公开的第八实施例的当电磁继电器设备的气隙具有最大长度时的电磁继电器设备的轴向截面图；

具体实施方式

下面参照附图描述了本公开的实施例。在这些实施例中，为了避免冗余的描述，省略或者简化了这些实施例之间的被指配了相同附图标记的相同部分。如果仅描述了至少一个实施例的一个部分的结构，那么这意味着已经在至少一个其他实施例中描述了至少一个实施例的其他部分的结构。下面描述的实施例可以至少部分地彼此组合，只要组合的实施例在本公开的范围内引起问题即可。

第一实施例

下面参照图1至图5描述了根据第一实施例的电磁继电器设备100A。

参照图1至图3A，电磁继电器设备100A用于向至少一个预定设备(即至少一个电气负载供应电力)，以及中断对至少一个预定设备的电力供应。例如，电磁继电器设备100A应用于逆变器，所述逆变器安装在诸如混合动力车辆或电动车辆等的车辆中。逆变器被配置成将从例如电池供应的直流(DC)电转换成交流(AC)电，并且向安装在车辆中的驱动马达供应AC电；驱动马达用作例如用于使车辆移动的主引擎。电磁继电器设备100A以电气方式插置在电池与逆变器之间。

电磁继电器设备100A包括未展示的壳体，所述壳体具有例如大体中空圆柱形状。所展示的壳体具有彼此相对的第一端壁和第二端壁，以及圆柱形侧壁。

电磁继电器设备100A还包括例如励磁线圈110、固定磁芯120、磁轭组件130、可动磁芯140和复位弹簧150；这些部件构成电磁继电器设备100A的主要部分。这些部件110、120、130、140和150安装在壳体中。壳体由例如树脂材料制成，并且基座由例如树脂材料制成，安装在壳体中以保持这些部件110、120、130、140和150。例如，基座例如通过粘附性而固定到壳体的内表面或固定到壳体的内表面，以使得附接到基座的钩配合在形成于壳体的内表面上的对应凹槽中。

磁轭组件130用作磁轭，具有大体中空圆柱形储存空间，在所述储存空间中储存有励磁线圈110、固定磁芯120和复位弹簧150。

如下所述，励磁线圈110同轴地安装在磁轭组件130中。

励磁线圈110和磁轭组件130各自具有与图1中的上方向相对应的第一轴向和与图1中的下方向相对应的第二轴向。第一轴向和第二轴向各自用作基准方向。第一轴向和第二轴向统称为轴向。

如下所述，可动磁芯140和固定磁芯120被轴向地配置成使得可动磁芯140位于固定磁芯120的第一轴向侧，即固定磁芯120位于可动磁芯140的第二轴向侧。壳体的第一端壁位于壳体的第二端壁的第一轴向侧。在下文中，将第一轴向侧简称为第一轴向侧，将第二轴向侧简称为第二轴向侧。

磁轭组件130由第一磁轭131和第二磁轭132构成。第一磁轭131具有大体环形圆柱形状，所述大体环形圆柱形状具有第一开口端壁。第一磁轭131具有与第一开口端壁相对的第二环形端壁131a，所述第二环形端壁同轴地安装在壳体的第二端壁上。第一磁轭131还具有圆柱形侧壁131b，所述圆柱形侧壁在第一轴向上从第二环形端壁131a的外周边连续地延伸出。例如，磁性金属条弯曲成具有大体环形圆柱形状，所述大体环形圆柱形状具有一个开口端壁，从而能够形成第一磁轭131。第二环形端壁131a在其内部具有通孔131c。

第二磁轭132由例如磁性金属材料制成，由环形基板132a构成，所述环形基板在第二轴向上的内径逐步增大。也就是说，第二磁轭132包括内凸缘132b，所述内凸缘从环形基板132a的内周边的第二轴向侧边向内延伸出以围绕内凸缘132b的延伸端提供圆形空间132c。第二磁轭132安装到第一磁轭131的第一开口端壁，使得第二磁轭132的环形基板132a的外周边接合到第一磁轭131的侧壁131b的第一轴向侧边。

电磁继电器设备100A包括大体环形的圆柱形线圈组件110，所述大体环形的圆柱形线圈组件同轴地安装在第一磁轭131的第二环形端壁131b上。线圈组件110具有相对的第一端和第二端，包括大体环形的圆柱形线轴111和大体环形的圆柱形线圈112。

具体地讲，线轴111由例如树脂材料制成，由管状部分、从管状部分的第一轴向侧边连续地延伸出的环形板状第一凸缘以及从管状部分的第二轴向侧边连续地延伸出的环形板状第二第一凸缘构成。环形的圆柱形励磁线圈112沿线轴111的管状部分的圆周方向缠绕在线轴111的管状部分的外圆周表面上。线圈112被配置成在通电时产生磁场。

线轴111在线轴111的管状部分的内周边的内侧具有内部空间；所述内部空间用作被配置成与磁轭组件130同轴的线圈中心孔113。

固定磁芯120具有大体环形的圆柱形状，并且在第二环形端壁131a上定位成与磁轭组件130同轴。固定磁芯120由例如磁性金属材料制成。固定磁芯120和磁轭组件130用作磁路。

具体地讲，固定磁芯120由大直径部分121、小直径部分122和中心孔123构成。

大直径部分121具有环形圆柱形状，所述环形圆柱形状具有第一环形端面和与第一环形端面相对的第二环形端面。大直径部分121同轴地安装在第二环形端壁131a上的第一环形端面处。大直径部分121在第一轴向上从第二环形端壁131a延伸出，并且具有恒定的外径。

小直径部分122具有外径小于大直径部分121的外径的环形圆柱形状。小直径部分122在第二轴向上从大直径部分121的第二环形端面的内部部分同轴地延伸出，使得小直径部分122的延伸端配合在磁轭组件131c的通孔131c中以穿过所述通孔突出。这引起固定磁芯120固定地安装到磁轭组件130。

在大直径部分121和小直径部分122的内部已经形成了中心孔123。也就是说，中心孔123在固定磁芯120的轴向上贯穿大直径部分121和小直径部分122。中心孔123的直径随着从大直径部分121到小直径部分122的外径变化而变化。

大直径部分121的第一环形端面用作面向表面124。也就是说，固定磁芯120的面向表面124被成形为在固定磁芯120的第一轴向上面向后述可动磁芯140的平坦表面。

如上所述，磁轭组件130与固定磁芯120一起用作磁路。磁轭组件130被配置成围绕线圈组件110的外周边和线圈组件110的第二端。

如上所述，第二磁轭132具有围绕其内凸缘132b的延伸端所限定的圆形空间；圆形空间132c用作磁轭孔132c；磁轭孔132c面向固定磁芯120。磁轭孔132c用作例如开口，具有例如圆形形状，所述圆形形状形成为与线圈中心孔113的径向圆形形状相符。因此，第二磁轭132覆盖励磁线圈110的面向第二磁轭132的部分；所述部分包括励磁线圈110的不具有线圈中心孔113的第一凸缘。磁轭孔132c被定位成与线圈组件110的第二端相比更靠近线圈组件110的第一端。

可动磁芯140被配置成穿过磁轭孔132c以面向固定磁芯120，并且被配置成能够在磁轭组件130的轴向上移动。也就是说，可动磁芯140主要由诸如磁性金属材料等材料制成，可以将所述材料基于当励磁线圈110通电时由励磁线圈110产生的磁引力而拉动至固定磁芯120。

例如，可动磁芯140由基座部分141、突出部分142、轴143和中心孔145构成。

基座部分141具有环形板状形状，并且具有彼此相对的第一主表面和第二主表面，所述第一主表面和第二主表面在基本上垂直于固定磁芯120的轴向的径向上延伸。基座部分141的外径大于磁轭孔132a的内径。

具体地讲，基座部分141位于磁轭组件130的外部，使得基座部分141的第二主表面面向第二磁轭132。

突出部分142具有环形圆柱形状，并且在第二轴向上从基座部分141的第二主表朝向固定磁芯120突出。

具体地讲，突出部分142由第一环形圆柱形部分142a和第二环形圆柱形部分142b构成，所述第一环形圆柱形部分在第二轴向上从基座部分141的第二主表面突出并且所述第二环形圆柱形部分在第二轴向上从第一环形圆柱形部分142a突出。第一环形圆柱形部分142a的外径大于第二环形圆柱形部分142b的外径，使得突出部分142在第二轴向上的外径逐步减小。

在基座部分141与突出部分142的组件的内部已经形成了中心孔145。也就是说，中心孔145在基座部分141与突出部分142的组件的轴向上贯穿基座部分141和突出部分142。

轴143(例如由非磁性材料构成)的横截面具有例如大体圆形形状。轴143的在其轴向上的中间部分固定地配合在基座部分141与突出部分142的组件的中心孔145中，使得轴143和基座部分141与突出部分142的组件成一体。轴143以及基座部分141与突出部分142的组件的整体构件构成可动磁芯140。

轴143在其轴向上具有相对的第一端和第二端。轴143的第二端部在固定磁芯120的轴向上可滑动地配合在固定磁芯120的中心孔123中。这使得可动磁芯140能够基于轴143在中心孔123中的可滑动移动而相对于固定磁芯120在固定磁芯123的轴向上移动。

突出部分142的第二环形圆柱形部分142b具有用作面向表面144的端面144。第二环形圆柱形部分142b的面向表面144被成形为在可动磁芯140的第二轴向上面向固定磁芯120的面向表面124的平坦表面。

第二磁轭132的内凸缘132b具有相对的第一环形表面和第二环形表面，并且内凸缘132b的第一环形表面面向基座部分141的第二主表面。如后所述，当可动磁芯140在励磁线圈112通电时更靠近固定磁芯120时，基座部分141坐到内凸缘132b上。

电磁继电器设备100A具有气隙AG，所述气隙被限定为在可动磁芯140的轴向上在基座部分141的第二主表面与第二磁轭132的内边缘132b的第一环形表面之间的最小距离。

复位弹簧150由例如磁性材料制成，被配置成圆锥形弹簧或涡卷弹簧，所述弹簧由在其轴向上呈涡形地缠绕的条状薄壁板构件构成。也就是说，复位弹簧150在其轴向上具有圆锥形的第一端和第二端。复位弹簧150由涡旋形卷绕构件构成，所述涡旋形卷绕构件呈涡形地提供后续线圈150a；复位弹簧150的从第一端到第二端的每个后续线圈150a具有较大直径。当复位弹簧(即涡卷弹簧)150在压缩作用下时，线圈150a不会相互压靠，而是相互嵌套，因此允许在压缩构型下行程变长并且紧凑性增加。

复位弹簧150同轴地配置在可动磁芯120的面向表面124与固定磁芯140的面向表面144之间，使得

(1)对应于圆锥形顶端并且具有比第二端更小的直径的第一端抵靠在面向表面144上

(2)对应于圆锥形底部并且具有比第一端更大的直径的第二端抵靠在面向表面124上

复位弹簧150使可动磁芯140在可动磁芯140的第一轴向上相对于固定磁芯120偏置。

具体地讲，如图1所示，在励磁线圈112断电时由复位弹簧144推动的可动磁芯140的面向表面144(即，第二轴向侧端)被定位成与第二磁轭132的内凸缘132b基本上对准或靠近。这引起气隙AG具有预定的最大长度AGL。当气隙AG具有最大长度AGL时，可动磁芯140的位置也被称为继电器触点断开位置，在所述位置处，后面所述的固定触点和可动触点彼此分开。

相比之下，如图3A所示，当励磁线圈110通电时，可动磁芯140抵抗复位弹簧150的偏置力而被拉动至固定磁芯120，使得复位弹簧150被充分、即最大限度地压缩成具有管状形状，并且基座部分141被安置到内凸缘132b上。这引起气隙AG变成预定的最小长度0mm。在气隙AG为0mm时，在固定磁芯120的轴向上在固定磁芯120的面向表面124与可动磁芯140的面向表面144之间的最小距离变得与具有管状形状的经充分压缩的复位弹簧150的长度相同；具有管状形状的经充分压缩的复位弹簧150的长度被定义为复位弹簧150的最小长度。

如图1所示，电磁继电器设备100A包括一对固定触点160：所述固定触点各自由导电性材料制成；固定触点160位于轴143的两侧。例如，其中一个固定触点160电连接到电池，而另一个固定触点160电连接到逆变器。

电磁继电器设备100A还包括一对可动触点170，所述可动触点各自由导电材料制成；可动触点170彼此电连接，安装到轴143的第一端，而可动触点170面向各个固定磁芯160。可动触点170能够与可动磁芯140一起移动。

固定触点160和可动触点170构成电磁继电器设备100A的电磁继电器设备100A的触点机构。需注意，在除了图1和图3A、图3B、图3C之外的每个其他图中，省略了电磁继电设备100A的触点机构的展示。

也就是说，在励磁线圈110断电时，可动磁芯140和可动触点170通过复位弹簧150的偏置力而在第一轴向上移动，使得可动触点170与固定触点160分开，从而引起电磁继电器设备100A关闭。此时，可动磁芯140在第一轴向上的移动被未展示的限位构件阻止在预定位置。当可动磁芯140的位置受到限位构件的限制时，固定磁芯120的面向表面124与可移动芯140的面向表面144之间的长度表示在固定磁芯120的轴向上在固定磁芯120与可动磁芯140之间的最远距离。

当可动磁芯140的位置受到限位构件的限制使得固定磁磁芯120离可动磁芯140最远时，气隙AG变为预定的最大长度AGL；最大长度AGL设定在例如2.5mm至3mm(包括端值在内)的范围内。

相比之下，在励磁线圈110通电时，可动磁芯140和可动触点170通过由励磁线圈110抵抗复位弹簧150在第二轴向上的偏置力而产生的磁引力被吸引到固定磁芯120，使得可动触点170接触到各个固定触点160上，而可动磁芯140的基座部分141坐到磁轭组件130的内凸缘132b上(参见图3A)。这导致电磁继电器设备100A被接通，使得电池和逆变器经由电磁继电器设备100A彼此电连接。

当可动触点170分别接触到固定触点160上并且可动磁芯140的基座部分141坐到磁轭组件130的内凸缘132b上时，气隙AG变为预定的最小长度0mm(参见图3A)。

接下来，下面参照图1至图3A描述了如上所阐述而配置的电磁继电器设备100A的操作。

当切断励磁线圈110的电力供应，即没有向励磁线圈110供应电力时，励磁线圈110不会产生磁场，从而不会对可动磁芯140产生磁引力。因此，这使得复位弹簧150使可动磁芯140在第一轴向上一直移动到继电器触点断开位置，使得固定触点160与可动触点170分开。这导致逆变器无电力供应。

相比之下，当向励磁线圈110供应电力时，励磁线圈110基于穿过可动磁芯140、磁轭组件130和固定磁芯120的磁通量(参见图1至图3A中的每一个中的实线箭头)产生磁场。这对可动磁芯140产生了磁引力，使得可动磁芯140抵抗复位弹簧150的作用力而被产生的磁引力拉动至固定磁芯120。也就是说，可动磁芯140(所述可动磁芯在气隙AG为最大长度AGL时(参见图1)位于由限位构件限制的继电器触点断开位置)被由励磁线圈110产生的磁引力拉动，使得可动磁芯140在气隙AG减小的同时移动到固定磁芯120(参见图2)。最后，可动磁芯140已经完全移动，而可动磁芯140的基座部分141坐到磁轭组件130的内凸缘132b上(参见图3A)。当可动磁芯140的基座部分141坐到磁轭组件130的内凸缘132b上时，可动磁芯140的这个位置被称为继电器触点接通位置。

这使得可动触点170能够分别接触到固定触点160，引起经由电磁继电器设备100A从电池向逆变器供应电力。

具体地讲，根据第一实施例的电磁继电器设备100A使用涡卷弹簧或圆锥形弹簧(所述涡卷弹簧或圆锥形弹簧由磁性材料制成)作为复位弹簧150。由于复位弹簧150由涡旋形卷绕构件(所述涡旋形卷绕构件呈涡形地提供后续线圈150a)构成，因此复位弹簧150构成磁路，使得由励磁线圈110产生的磁通量的分量呈涡形地(即，螺旋形地)流过复位弹簧150的涡旋形后续线圈150a(参见标记M1和M2)。也就是说，复位弹簧150构成固定磁芯120与可动磁芯150之间的磁性路径，磁通量的分量呈涡形地流过所述磁性路径。

由于涡旋形卷绕的复位弹簧150在其径向截面上具有较小的直径，因此涡形地流过复位弹簧150的涡旋形卷绕构件的磁通量变得容易饱和。这使得漏磁通分量LF从复位弹簧150的涡旋形卷绕构件漏出。在漏磁通分量LF中，部分漏磁通分量LF在复位弹簧150的线圈150a与固定磁芯120之间以及在复位弹簧150的线圈150a与可动磁芯140之间作用。这引起在复位弹簧150与固定磁芯120之间以及在复位弹簧150与可动磁芯140之间(参见图1至图3A)产生基于部分漏磁通分量LF的引力分量AF。引力分量AF进一步使得复位弹簧150缩回。

具体地说，复位弹簧150的涡旋形后续线圈150a朝向固定磁芯120并朝向可动磁芯140逐渐从径向最外侧线圈150a向径向最内侧线圈150a移动，该复位弹簧150基于可动磁芯140向固定磁芯120的移动而被压缩(参见图2)。有效使用涡旋形后续线圈150a产生的漏磁通分量LF作为引力分量AF将可动磁芯140拉动至固定磁芯120。如图3A所示，当复位弹簧150被完全压缩，所有涡旋形后续线圈150a与每一个固定磁芯120和可动磁芯140抵接，从而基于来自所有涡旋形后续线圈150a的漏磁通分量LF的引力分量AF有效地将可动磁芯140拉动至固定磁芯120。

这就是说，气隙AG越小，涡旋形卷绕构件的线圈150a间隔越近，使得部分漏磁通分量LF的强度增大，从而引起引力分量AF增大。这使得复位弹簧150的表观反作用力(即所述复位弹簧的弹簧常数)能够减小，从而引起将可动磁芯140拉动至固定磁芯120的拉力增大。

与此相比，图3B表示电磁继电器设备的气隙AG具有最大长度，且螺旋弹簧1500位于可动磁芯140和固定磁芯120来代替复位弹簧150，图3C表示具有螺旋弹簧1500的电磁继电器设备的气隙AG具有最小长度。

如图3B和图3C所示，螺旋弹簧1500在第一轴向上的轴向端线圈仅与可动磁芯140抵接，且螺旋弹簧1500在第二轴向上的轴向端线圈仅与固定磁性120抵接。这就是说，螺旋弹簧1500在轴向上的中间线圈不与可动磁芯140或固定磁性120抵接。这可能导致螺旋弹簧1500在轴向上的中间线圈的漏磁通分量将不会对螺旋弹簧1500与每个可动磁芯140和固定磁芯120之间的引力分量有所贡献。

此外，当可动磁芯140已被完全拉动至固定磁芯120以使得基座部分141坐到内凸缘132b上时，在固定磁芯120的轴向上在固定磁芯120与可动磁芯140之间的距离被设定为与复位弹簧150的最小轴向长度大体相同(参见图3A)。也就是说，当可动磁芯140已完全拉动至固定磁芯120以使得基座部分141坐到内凸缘132b上时，复位弹簧150的线圈150a缩回成彼此嵌套在一起以形成大体管状形状(参见图3A)。这使得所有的磁通分量都能够在复位弹簧150的轴向(即固定磁芯120的轴向)上通过复位弹簧150，从而在固定磁芯120的径向上不会产生磁通分量或者产生极少的磁通分量。这防止包含向内磁力的径向磁力(即侧向力)作用在复位弹簧150上，因此使得复位弹簧150的轴向相对于固定磁芯120的轴向的倾斜度减小。

如果可动磁芯140具有主要部分和从主要部分突出的突出端并且复位弹簧150已安装到可动磁芯140的主要部分的外周边以围绕可动磁芯140的突出端(所述可动磁芯将被称为与已公开专利文见中所公开的柱塞电磁螺线管的构型类似的传统电磁继电器设备)，那么从复位弹簧150漏出的漏磁通分量将在固定磁芯120的径向上朝向位于复位弹簧150内的可动磁芯120的突出端向内流动。这将使得向复位弹簧150产生径向向内的磁力，即侧向力。

相比之下，根据第一实施例的电磁继电设备100A的复位弹簧150位于固定磁芯120的面向表面124与可动磁芯120的面向表面144之间。这导致与电磁继电器设备100A的构型相比(所述电磁继电器设备与已公开专利文件中所公开的柱塞电磁螺线管的构型类似)，复位弹簧150的径向向内磁力减小。

根据第一实施例的电磁继电器设备100A被配置成使得复位弹簧150的较大直径端(即第二端)安装到固定磁芯120的面向表面124，而复位弹簧150的较小直径端部(即第一端)安装到可动磁芯140的面向表面144。这个构型使得与其中复位弹簧150的较小直径端安装到固定磁芯120的面向表面124并且复位弹簧150的较大直径端安装到可动磁芯140的面向表面144的情况相比，复位弹簧150的较小直径端的外周边与第二磁轭132的内凸缘132b的周边之间的最小距离能够更长。

这使得从复位弹簧150直接流向磁轭130、即第二磁轭132而不穿过可动磁芯140的漏磁通分量LF的数量减少，从而引起漏磁通分量LF的数量减少，这对磁引力分量AF没有贡献。

图4示意性地展示

1.根据第一实施例的、依据电磁继电器设备100A中的理论分析的、气隙AG的长度与作用在可动磁芯140上的磁引力的大小之间的关系的第一示例(参见实线曲线)

2.根据常规电磁继电器设备中的理论分析，气隙AG的长度与作用在可动磁芯140上的磁引力的大小之间的关系的第二示例(参见虚线曲线)

图4清楚地示出，根据第一实施例的作用在电磁继电器设备100A中的可动磁芯140上的磁引力的大小在气隙AG从0mm到最大长度AGL的整个变化范围内大于作用在常规电磁继电器设备中的可动磁芯140上的磁引力的大小。

图5示意性地展示

1.根据第一实施例的气隙AG的长度与电磁继电器设备100A中的复位弹簧(即，蜗卷弹簧)150的反作用力的大小之间的关系的第一示例(参见实线曲线)

2.气隙AG的长度与常规电磁继电器设备中的普通螺旋弹簧的反作用力的大小之间的关系的第二示例。

图5示出了与普通弹簧相比，复位弹簧150的反作用力在气隙AG的长度接近零时迅速上升。

为此，储存在复位弹簧150中的能量在气隙AG为零时达到最大，也就是说，可动磁芯140已被最大程度地或完全拉动。储存在复位弹簧150中的最大能量使得可动磁芯140到继电器触点断开位置(在所述位置处固定触点160和可动触点170彼此接触)的移动的初始速度能够增加。这使得可动触点170和固定触点160能够更快地分开，从而能够更快地将接触机构从开启状态改变到关闭状态。也就是说，可以提高在紧急关闭接触机构时减少放电电弧寿命的能力。

需注意，在公开的专利文件中公开的柱塞电磁螺线管中，可动磁芯的第一端的外周边向内锥形化，并且固定磁芯的凹槽也具有与可动磁芯的第一端的锥形外周边相符的向内锥形化的内周边。这可能会引起在激励线圈通电时产生穿过锥形外周边和锥形内周边的磁引力。也就是说，所产生的磁引力具有平行指向固定磁芯的对应的径向的力分量。也就是说，方向平行于固定磁芯的对应的径向的这些力分量可以成为径向向内的磁力分量。

相比之下，固定磁芯120具有平坦面向表面124，而不具有向内锥形的内周边，并且可动磁芯140具有面向表面144，而不具有向内锥形化的外周边。这防止了由于锥形外周边和内周边而产生径向向内的磁力。

第二实施例

下文参照图6和图7描述了本公开的第二实施例。第二实施例与第一实施例的不同之处在于以下几点。因此，下文主要描述不同点，并且省略或简化了第一实施例和第二实施例之间的类似部分的描述，所述类似部分被指配了相同或类似的附图标记，从而消除冗余描述。

参照图6和图7，根据第二实施例的电磁继电器设备100B被设计成柱塞电磁继电器设备，并且与电磁继电器设备100A的构型相比，其包括代替可动磁芯140的可动磁芯1401。

如图6和图7所展示，磁轭组件130包括与第二磁轭132不同的第二磁轭1320。第二磁轭1320由环形基板1320a构成，所述环形基板的内周边沿着第二轴向延伸预定的长度以构成引导构件1320b。磁轭组件130还包括围绕磁轭组件130的内周边(即，引导构件1320b)限定的磁轭孔1320c。

可动磁芯1401具有不包括基座部分141、突出部分142和轴143的圆柱形状。可动磁芯1401具有相对的第一平坦圆形端面和第二平坦圆形端面。第二圆形端面构成面向固定磁芯120的面向表面124的面向表面144。

可动磁芯1401通过磁轭孔1320c配置成面向固定磁芯120，并且被配置成在由引导构件1320b引导时可沿着磁轭组件130的轴向移动。

也就是说，电磁继电器设备100B包括插入可动磁芯1401的面向表面144与固定磁芯120的面向表面124之间的复位弹簧(即，涡卷弹簧)150，这类似于电磁继电器设备100A。

具体地讲，如图6所展示，在激励线圈112断电时，可动磁芯1401通过复位弹簧150的偏置力沿着第一轴向移动，从而使面向表面124和144之间的气隙AG具有最大长度AGL。

相比之下，如图7所展示，当激励线圈112通电时，基于由激励线圈112产生的磁引力和基于漏磁通分量LF抵抗复位弹簧150的偏置力而产生的磁引力将可动磁芯1401拉动到固定磁芯120。这引起复位弹簧150被完全(即，最大程度地)压缩成具有管状形状。

为此，电磁继电器设备100B获得与电磁继电器设备100A所获得的技术效果大体相同的技术效果。

需注意，在公开的专利文件中公开的柱塞电磁继电器中，由于可动磁芯和固定磁芯经由螺旋弹簧彼此磁耦合，所以可动磁芯和固定磁芯之间产生的磁引力可能减小。

相比之下，电磁继电器设备100B使用漏磁通分量LF，从而在复位弹簧150与固定磁芯120之间以及复位弹簧150与可动磁芯1401之间产生引力分量LF。由此保持固定磁芯120与可动磁芯1401之间的磁引力。

第三实施例

下文参照图8和图9描述了本公开的第三实施例。第三实施例与第一实施例的不同之处在于以下几点。因此，下文主要描述不同点，并且省略或简化了第一实施例和第三实施例之间的类似部分的描述，这些类似部分指配了相同或类似的附图标记，从而消除冗余描述。

参照图8和图9，根据第三实施例的电磁继电器设备100C包括代替复位弹簧150的复位弹簧151。

复位弹簧151被配置成线材磁性材料的圆锥形螺旋弹簧，所述线材磁性材料的横截面具有大体圆形形状并且沿着其轴向成圆锥形缠绕。也就是说，复位弹簧151在其轴向上具有圆锥形的第一端和第二端。复位弹簧151由提供后续线圈151a的圆锥形卷绕的构件构成；复位弹簧151的每个后续线圈151a的直径从第一端到第二端递增。

复位弹簧151同轴地配置在可动磁芯120的面向表面124与固定磁芯140的面向表面144之间，使得

(1)对应于圆锥形顶端并且具有比第二端更小的直径的第一端抵靠在面向表面144上

(2)对应于圆锥形底部并且具有比第一端更大的直径的第二端抵靠在面向表面124上

复位弹簧151相对于固定磁芯120在可动磁芯140的第一轴向上偏压可动磁芯140。

具体地讲，如图8所展示，在激励线圈112断电时，可动磁芯140通过复位弹簧151的偏置力沿着第一轴向移动，从而使面向表面124和144之间的气隙AG具有最大长度AGL。

相比之下，如图9所展示，当激励线圈112通电时，基于由激励线圈112产生的磁引力和基于漏磁通分量LF抵抗复位弹簧151的偏置力而产生的磁引力将可动磁芯140拉动到固定磁芯120。这引起复位弹簧151被完全(即，最大程度地)压缩成具有管状形状。这引起气隙AG变成预定的最小长度0mm。在气隙AG为0mm时，固定磁芯120的面向表面124与可动磁芯140的面向表面144之间在固定磁芯120的轴向上的最小距离变得与具有管状形状的完全压缩的复位弹簧151的长度相同。

为此，电磁继电器设备100C获得与电磁继电器设备100A所获得的技术效果大体相同的技术效果。

注意，根据第三实施例的复位弹簧151被配置成使得线材磁性材料沿着其轴向成圆锥形缠绕。相比之下，根据第一实施例的复位弹簧150被配置成使得磁条状薄壁板构件沿着其轴向成呈涡形地缠绕。为此，复位弹簧151的第一端和第二端中的每一个在对应的可动磁芯140和固定磁芯120上的接触面积小于复位弹簧150的第一端和第二端中的每一个在对应的可动磁芯140和固定磁芯120上的接触面积。

另一方面，复位弹簧151使得完全压缩的复位弹簧151的最小轴向长度小于完全压缩的复位弹簧150的最小轴向长度。这使得在根据第三实施例的复位弹簧151被完全压缩时固定磁芯120与可动磁芯140之间的轴向距离比在根据第一实施例的复位弹簧150被完全压缩时固定磁芯120与可动磁芯140之间的轴向距离更短。由此减小固定磁芯120与可动磁芯140之间的磁阻，从而引起磁引力增加。

注意，复位弹簧151可以被配置成线材磁性材料的圆锥形螺旋弹簧，所述线材磁性材料的横截面上具有大体矩形形状并且沿着其轴向成圆锥形缠绕。这种构型使得

(1)复位弹簧151的第一端和第二端中的每一个的面积在复位弹簧151被压缩时能够大于在复位弹簧151的线材磁性材料的横截面上具有大体圆形形状时的面积，所述第一端和第二端面向可动磁芯和固定磁芯120和140中对应的一个

(2)复位弹簧151的第一端和第二端中的每一个的接触面积在复位弹簧151被完全压缩时能够大于在复位弹簧151的线材磁性材料的横截面上具有大体圆形形状时的面积，所述第一端和第二端抵靠在可动磁芯和固定磁芯120和140中对应的一个上

这引起磁引力进一步增加。

第四实施例

下文参照图10和图11描述了本公开的第四实施例。第四实施例与第一实施例的不同之处在于以下几点。因此，下文主要描述不同点，并且省略或简化了第一实施例和第四实施例之间的类似部分的描述，这些类似部分被指配了相同或类似的附图标记，从而消除冗余描述。

参照图10和图11，电磁继电器设备100D的复位弹簧150被配置成使得(1)对应于圆锥形顶端并且具有比第二端更小的直径的第一端抵靠在固定磁芯120的面向表面124上

(2)对应于圆锥形底部并且具有比第一端更大的直径的第二端抵靠在可动磁芯140的面向表面144上

由于电磁继电器设备100D的构型与电磁继电器设备100A的构型大体相同，所以电磁继电器设备100D获得与电磁继电器设备100A所获得的技术效果大体相同的技术效果。

第五实施例

下文参照图11至图18描述了本公开的第五实施例。第五实施例与第一实施例的不同之处在于以下几点。因此，下文主要描述不同点，并且省略或简化了第一实施例和第五实施例之间的类似部分的描述，这些类似部分指配了相同或类似的附图标记，从而消除冗余描述。

参照图11至图13，根据第五实施例的电磁继电器设备100E的固定磁芯120A包括具有大体环形圆柱形状的延伸构件125，其中在垂直于延伸构件125的纵向方向的横截面上具有环形形状(参见图13)。部分延伸构件125位于复位弹簧15的径向内部，并且从固定磁芯120A的面向表面124的中心部分连续地突出，即延伸。延伸构件125旨在限制复位弹簧150的径向移动。

延伸构件125具有稍小于复位弹簧150的第一端(即较小直径端部)的内径的外径。预先确定延伸构件125的长度(称为L)，使得在气隙AG具有最大长度AGL时(参见图11)，延伸构件125的面向可动磁芯140的延伸端(即突出端)位于复位弹簧150的第一端内部(参见图11)。这使得在可动磁芯140被拉动到固定磁芯140以使得复位弹簧150缩回时，能够沿着延伸构件125的外周边引导复位弹簧150的第一端的内周边。延伸构件125包括已在其内部形成的中心孔；突出构件125的中心孔连续地与固定磁芯120A的中心孔123连通。也就是说，固定磁芯120A的中心孔123具有在延伸构件125的延伸端的表面处打开的开口。

这使得固定磁芯120A的中心孔123的轴向长度能够比根据第一实施例的固定磁芯120的中心孔123的轴向长度长延伸构件125的轴向长度L。也就是说，根据第四实施例的轴143的第二端以可滑动方式配合在其中的中心孔123的长度大于根据第一实施例的中心孔123的长度。

具体地讲，如图11所展示，在激励线圈112断电时，可动磁芯140通过复位弹簧150的偏置力沿着第一轴向移动，从而使面向表面124和144之间的气隙AG具有最大长度AGL。

相比之下，如图12所展示，当激励线圈112通电时，基于由激励线圈112产生的磁引力和基于漏磁通分量LF抵抗复位弹簧150的偏置力而产生的磁引力将可动磁芯140拉动到固定磁芯120。这引起复位弹簧150被完全(即，最大程度地)压缩成具有管状形状。这引起气隙AG变成预定的最小长度0mm。在气隙AG为零时，固定磁芯120的面向表面124与可动磁芯140的面向表面144之间在固定磁芯120的轴向上的最小距离变得与具有管状形状的完全压缩的复位弹簧151的长度相同。

此外，在气隙AG为零时，延伸构件125的延伸端的表面抵靠在可动磁芯140的面向表面144上。

接下来描述电磁继电器设备100E的操作以及由电磁继电器设备100E实现的有利效果。

如果复位弹簧150的轴向与可动磁芯140的轴向之间存在径向偏差，则复位弹簧150的轴向与可动磁芯140的轴向之间会存在错位。这将引起可动磁芯140的轴向相对于可动磁芯120的轴向倾斜，从而引起将可动磁芯140拉动到固定磁芯120的引力分量改变。

从这一观点出发，电磁继电器设备100E被配置成使得固定磁芯120A的延伸构件125在可动磁芯140被拉动到固定磁芯140以使地复位弹簧150缩回时，能够沿着延伸构件125的外周边引导复位弹簧150的第一端的内周边。这限制了正在缩回的复位弹簧150在复位弹簧150的径向上的移动，从而减小了复位弹簧150的轴向与可动磁芯140的轴向之间的径向偏差。

此外，固定磁芯120A的中心孔123的轴向长度被设定为比根据第一实施例的固定磁芯120的中心孔123的轴向长度长延伸构件125的轴向长度L。也就是说，根据第四实施例的支撑轴143的第二端部的中心孔123的长度比根据第一实施例的支撑轴143的第二端部的中心孔123的长度长延伸构件125的长度L。这减少了轴143的倾斜度，即，可动磁芯140相对于固定磁芯120的轴向的倾斜度。

也就是说，电磁继电器设备100E减少了将可动磁芯140拉动到固定磁芯120的引力分量的变化。

此外，在气隙AGL具有最大长度AGL时(参见图11)，穿过延伸构件125的磁通量增加了从固定磁芯120A流向复位弹簧150的磁通量，使得可以增大在固定磁芯120A与复位弹簧150之间产生的引力分量AF。从固定磁芯120A流向复位弹簧150的磁通量的增大引起电磁继电器设备100E的磁路中的磁通量增大，从而进一步增大了将可动磁芯140拉动到固定磁芯120A的磁引力。

另一方面，在气隙AGL具有最小长度零时(参见图12)，由于延伸构件125的延伸端的表面抵靠在可动磁芯140的面向表面144上，因此磁通分量直接从延伸构件125的延伸端流向可动磁芯140的面向表面144。这使得能够在延伸构件125与可动磁芯140之间获得附加的磁引力，从而进一步增大将可动磁芯140拉动到固定磁芯120A的磁引力。

图14示意性地展示

1.根据电磁继电器设备100E中的理论分析，气隙AG的长度与作用在可动磁芯140上的磁引力的大小之间的关系的第一示例(参见实线曲线)，所述电磁继电器设备包括根据第五实施例的延伸构件125

2.根据电磁继电器设备100A中的理论分析，气隙AG的长度与作用在可动磁芯140上的磁引力的大小之间的关系的第二示例(参见虚线曲线)，所述电磁继电器设备不包括延伸构件

图14清楚地表明，根据第一实施例的作用在电磁继电器设备100E中的可动磁芯140上的磁引力的大小在气隙AG从0mm到最大长度AGL的整个变化范围内大于作用在电磁继电器设备100A中的可动磁芯140上的磁引力的大小。

需注意，如上所述，在基座部分141和突出部分142已从可动磁芯140移除时，当从第一轴向观察时，延伸构件125的横截面具有环形形状(参见图13)。在基座部分141和突出部分142已从可动磁芯140移除时，延伸构件125可以被修改成当从第一轴向观察时其横截面具有多边形形状(参见图15)。在基座部分141和突出部分142已从可动磁芯140移除时，延伸构件125还可被修改成当从第一轴向观察时其横截面具有大体环形形状(参见图16)。延伸构件125可以进一步被修改为包括多个延伸构件125A，所述延伸构件从固定磁芯120A的面向表面124的中心部分连续地突出，即延伸，并且围绕轴143。如图17所展示，每个延伸构件125A的横截面可以具有大体多边形的形状，或者其横截面可以具有大体扇形形状。

第五实施例的主题可以应用于第二实施例至第四实施例中的每一个实施例。

图18示意性地展示了电磁继电器设备100E1，所述电磁继电器设备被配置成使得第五实施例的主题已被应用于根据第四实施例的电磁继电器设备100D(参见图10)。如图18所展示，延伸构件125的外周边和复位弹簧150的内周边彼此相同，使得延伸构件125填充在复位弹簧150的第一端中。这防止了在可动磁芯140被拉动到固定磁芯140时复位弹簧150以可滑动方式移动，从而减小或防止延伸构件125与复位弹簧150之间的摩擦。

第六实施例

下文参照图19和图20描述了本公开的第六实施例。第六实施例与第五实施例的不同之处在于以下几点。因此，下文主要描述不同点，并且省略或简化了第五实施例与第六实施例之间的类似部分的描述，所述类似部分被指配有相同或类似的附图标记，从而消除冗余描述。

参照图19，根据第六实施例的电磁继电器设备100F的固定磁芯120B包括具有大体环形圆柱形状的延伸构件126，其中在垂直于延伸构件126的纵向方向的横截面上具有环形形状。延伸构件126从固定磁芯120B的面向表面124的外边缘连续地突出，即延伸。延伸构件126旨在限制复位弹簧150的径向移动。

延伸构件126具有稍大于复位弹簧150的第二端(即较大直径端)的外径的内径。这使得复位弹簧150的第二端能够配合在延伸构件126中，从而沿着延伸构件126的内周边引导复位弹簧150的第二端的外周边的轴向移动。

需注意，如图13和图15至图17所展示，延伸构件126可以被修改为其横截面具有多边形形状，或者其横截面具有大体环形形状，其一部分已被移除。延伸构件126可以进一步被修改为包括多个延伸构件，所述延伸构件从固定磁芯120B的面向表面124连续地突出，即延伸，并且围绕轴143。每个延伸构件的横截面可以具有大体多边形形状，或者其横截面可以具有大体扇形形状。

固定磁芯120B的延伸构件126能够在可动磁芯140被拉动至固定磁芯140以使得复位弹簧150缩回的同时，使得复位弹簧150的第二端的外周边沿着延伸构件126的内周边被引导。这限制了正在缩回的复位弹簧150在复位弹簧150的径向上的移动，从而减小了复位弹簧150的轴向与可动磁芯140的轴向之间的径向偏差。这减少了轴143的倾斜度，即，可动磁芯140相对于固定磁芯120的轴向的倾斜度，因此减小了将可动磁芯140拉动至固定磁芯120的引力分量的变化。

此外，在气隙AGL具有最大长度AGL时(参见图19)，穿过延伸构件126的磁通量增加了从固定磁芯120B流向复位弹簧150的磁通量，使得可以增加在固定磁芯120B于复位弹簧150之间产生的引力分量AF。从固定磁芯120B流向复位弹簧150的磁通量的增加引起电磁继电器设备100F的磁路中的磁通量增加，从而进一步增大了将可动磁芯140拉动到固定磁芯120B的磁引力。

图20示意性地展示了

1.根据第六实施例的、依据包括延伸构件126的电磁继电器设备100F中的理论分析的、气隙AG的长度与作用在可动磁芯140上的磁引力的大小之间的关系的第一示例(参见实线曲线)

2.根据第一实施例的、依据不包括延伸构件的电磁继电器设备100A中的理论分析的、气隙AG的长度与作用在可动磁芯140上的磁引力的大小之间的关系的第二示例(参见虚线曲线)

图20清楚地示出，根据第六实施例的作用在电磁继电器设备100F中的可动磁芯140上的磁引力的大小，在气隙AG从0mm到最大长度AGL的整个变化范围内稍大于根据第一实施例的作用在电磁继电器设备100A中的可动磁芯140上的磁引力的大小。

第六实施例的主题可以应用于第二实施例和第三实施例中的每一个实施例。

第七实施例

下文参照图21描述了本公开的第七实施例。第七实施例与第五实施例的不同之处在于以下几点。因此，下文主要描述不同点，并且省略或简化了第五实施例与第七实施例之间的类似部分的描述，所述类似部分被指配有相同或类似的附图标记，从而消除冗余描述。

参照图21，根据第七实施例的电磁中继设备100G被配置成使得第五实施例的主题和第六实施例的主题彼此组合。

具体地讲，根据第七实施例的电磁继电器设备100G的固定磁芯120C包括延伸构件125和126。

固定磁芯120C的延伸构件125能够在可动磁芯140被拉动至固定磁芯140以使得复位弹簧150缩回的同时，使得复位弹簧150的第一端的内周边沿着延伸构件125的外周边被引导。

此外，固定磁芯120C的延伸构件126能够在可动磁芯140被拉动至固定磁芯140以使得复位弹簧150缩回的同时，使得复位弹簧150的第二端的外周边沿着延伸构件126的内周边被引导。

固定磁芯120C的中心孔123的轴向长度被设置为比根据第一实施例的固定磁芯120的中心孔123的轴向长度长延伸构件125的轴向长度L。

这更有效地限制了缩回的复位弹簧150在复位弹簧150的径向上的移动，从而减小了复位弹簧150的轴向和可动磁芯140的轴向之间的径向偏差。这减少了轴143的倾斜度，即，可动磁芯140相对于固定磁芯120的轴向的倾斜度，因此减小了将可动磁芯140拉动至固定磁芯120的引力分量的变化。

延伸构件125和126还增加了电磁继电器设备100F的磁路中的磁通量，因此进一步增加了将可动磁芯140拉动至固定磁芯120C的磁引力。

第七实施例的主题可以应用于第二、第三、以及第四实施例中的每一个实施例。

第八实施例

下文参照图22描述了本公开的第八实施例。第八实施例与第一实施例的不同之处在于以下几点。因此，下文主要描述不同点，并且省略或简化了第一实施例和第八实施例之间的类似部分的描述，这些类似部分分配有相同或类似的参考字符，从而消除冗余描述。

参照图22，根据第八实施例的电磁继电器设备100H的固定磁芯120D包括具有大体环形圆柱形状的延伸构件127，其中垂直于延伸构件125的纵向方向的横截面具有环形形状。延伸构件125从固定磁芯120D的面向表面124的中心部分连续地突出，即延伸。

延伸构件127具有的外径小于复位弹簧150的第一端(即小直径端)的内径，使得延伸构件127不用于限制复位弹簧150的径向移动。

预先确定延伸构件127的长度(称为L)，使得在气隙AG具有最大长度AGL时(参见图11)，延伸构件127的面向可动磁芯140的延伸端(即突出端)位于复位弹簧150的第一端内部(参见图22)。也就是说，根据第八实施例的支撑轴143的第二端部的中心孔123的长度比根据第一实施例的支撑轴143的第二端部的中心孔123的长度长延伸构件127的长度L。这减少了轴143的倾斜度，即，可动磁芯140相对于固定磁芯120D的轴向的倾斜度。

变形例

本公开不限于上述实施例，并且可以在本公开的范围内进行各种修改。

在第一实施例至第八实施例中的每一个实施例中，对应的电磁继电器设备作为预定设备被应用于用于电力转换的逆变器，但是可以应用于每一者都需要对电信号或电力进行通断控制的电气设备。

虽然本文已经描述了本公开的说明性实施例，但是本公开不限于本文描述的实施例，而是包括具有本领域技术人员基于本公开将理解的修改、省略、组合(例如，跨越各种实施例的方面的组合)、改变和/或替代的任何及全部实施例。权利要求中的限制要基于权利要求中采用的语言进行广义地解释，而不限于在本说明书中或在本申请的进行期间所描述的示例，这些示例将被解释为非排他性的。

Claims (14)

1.一种电磁继电器设备，包括：

励磁线圈，所述励磁线圈在其轴向上具有相对的第一端和第二端并且被配置成在通电时产生磁通量；

固定磁芯，所述固定磁芯被同轴地配置在所述励磁线圈中并且构成磁路；

磁轭，所述磁轭被配置成围绕所述励磁线圈的外周边和所述励磁线圈的所述第二端以构成所述磁路，所述磁轭具有开口，所述开口被定位成与所述励磁线圈的所述第二端相比更靠近所述励磁线圈的所述第一端，并且面向所述固定磁芯；

可动磁芯，所述可动磁芯被定位成经由所述开口面向所述固定磁芯，所述可动磁芯被配置成在所述励磁线圈通电时被拉动至所述固定磁芯；以及

复位弹簧，所述复位弹簧由在所述固定磁芯的轴向上呈涡形缠绕的磁性构件制成，所述复位弹簧构成所述磁路，并且被配置成促使所述可动磁芯与所述固定磁芯分开。

2.根据权利要求1所述的电磁继电器设备，其中：

所述固定磁芯在其轴向上具有端面；

所述可动磁芯在其轴向上具有端面，所述可动磁芯的所述端面面向所述固定磁芯的所述端面；以及

所述复位弹簧被配置在所述固定磁芯的所述端面与所述可动磁芯的所述端面之间。

3.根据权利要求2所述的电磁继电器设备，其中：

当所述复位弹簧基于被拉动至所述固定磁芯的所述可动磁芯的移动而被完全压缩时，在所述固定磁芯的轴向上所述固定磁芯和所述可动磁芯之间具有一定距离，所述固定磁芯和所述可动磁芯之间的所述距离基本上等于所述被完全压缩的复位弹簧在所述固定磁芯的轴向上的长度。

4.根据权利要求3所述的电磁继电器设备，其中：

所述复位弹簧在其轴向上具有相对的第一端和第二端，所述复位弹簧具有从所述第一端到所述第二端有较大直径的圆锥形状；以及

所述复位弹簧被配置成：

所述第一端被抵靠在所述可动磁芯的所述端面上；以及

所述第二端被抵靠在所述固定磁芯的所述端面上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电磁继电器设备，其中：

所述固定磁芯在其轴向上具有端面，所述固定磁芯的所述端面面向所述可动磁芯；以及

所述固定磁芯包括延伸构件，所述延伸构件从所述固定磁芯的所述端面朝向所述可动磁芯延伸，并且被配置成限制所述复位弹簧的径向移动。

6.根据权利要求5所述的电磁继电器设备，其中：

部分所述延伸构件位于所述复位弹簧径向内部。

7.根据权利要求6所述的电磁继电器设备，其中：

所述延伸构件具有大体圆柱形状。

8.根据权利要求5所述的电磁继电器设备，其中：

所述延伸构件具有大体环形圆柱形状，并且所述复位弹簧的至少一部分位于所述延伸构件内部。

9.根据权利要求5所述的电磁继电器设备，其中：

所述延伸构件在与所述延伸构件的延伸方向垂直的截面中具有选自大体圆形、大体多边形以及大体环形中的一种形状。

10.根据权利要求5所述的电磁继电器设备，其中：

所述延伸构件包括多个延伸构件，每个延伸构件从所述固定磁芯的所述端面朝向所述可动磁芯延伸。

11.根据权利要求1至4中任一项所述的电磁继电器设备，进一步包括：

轴，所述轴被安装到所述可动磁芯，并且沿所述可动磁芯的轴向从所述可动磁芯朝向所述固定磁芯延伸，所述轴具有相对的第一端和第二端，

其中：

所述固定磁芯包括形成在其中的孔，所述孔被配置成使得所述轴的所述第二端可移动地装配在所述孔中，

所述轴穿过所述孔的移动引导所述可动磁芯相对于所述固定磁芯的移动；以及

所述固定磁芯在其轴向上具有端面，所述固定磁芯的所述端面面向所述可动磁芯；以及

所述固定磁芯包括延伸构件，所述延伸构件从所述固定磁芯的所述端面朝向所述可动磁芯延伸并且从所述固定磁芯的所述孔连通，所述延伸构件被配置成沿所述固定磁芯的轴向延伸有所述固定磁芯的所述孔的长度。

12.根据权利要求1所述的电磁继电器设备，其中：

所述复位弹簧构成所述固定磁芯与所述可动磁芯之间的磁路，通过所述磁路，所述励磁线圈产生的磁通量的分量呈涡形地流动。

13.根据权利要求12所述的电磁继电器设备，其中：

所述复位弹簧被配置成使得所述磁通量的所述分量的涡旋流动变得饱和，从而导致漏磁通分量从所述复位弹簧泄漏出去；以及

所述漏磁通分量致使在以下各项之间产生磁引力：

所述复位弹簧与所述可动磁芯；以及

所述复位弹簧与所述固定磁芯。

14.根据权利要求1所述的电磁继电器设备，其中：

所述复位弹簧包括涡形后续线圈；以及

所述复位弹簧的所述线圈被收缩地配置从而彼此嵌套，用于在所述可动磁芯被完全拉动至所述固定磁芯时形成大体管状形状。