CN110289196A - 高可靠的直流接触器及应用于其的触头组件加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高可靠的直流接触器及应用于其的触头组件加工方法，涉及接触器，旨在解决现有的接触器内部结构相对易损坏，影响使用寿命的问题，其技术方案要点是：壳体包括外壳和内壳，接触器主体置于内壳中，内壳的开口盖合密封板，且内部填充惰性气体；静触头朝向动触头的端面固定弥散无氧铜形成的耐热导电层。本发明的高可靠的直流接触器及应用于其的触头组件加工方法，其内部结构更加不易损坏，从而产品使用寿命更长。

Description

高可靠的直流接触器及应用于其的触头组件加工方法

技术领域

本发明涉及接触器，更具体地说，它涉及一种高可靠的直流接触器及应用于其的触头组件加工方法。

背景技术

直流接触器是用在直流回路中的一种接触器，适用于程控电源或不间断电源系统，应用于叉车、电动汽车、移动式电动充电桩等诸多的新能源领域中。

使用时，当接触器线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁芯产生电磁吸力吸引动铁芯，并带动推杆移动，使动触点和静触点接触：此时常闭触点断开，常开触点闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使静触点复原：常开触点断开，常闭触点闭合。

现有的接触器大多存在常动结构易损坏，且防水防潮效果相对不佳的问题，导致产品寿命受到影响，因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高可靠的直流接触器及应用于其的触头组件加工方法，其内部结构更加不易损坏，从而产品使用寿命更长。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高可靠的直流接触器，包括壳体、设置于壳体内的接触器主体以及用作起动发生器的线圈，所述接触器主体包括固定于壳体的静触头、与静触头呈滑动结构的动触头、设置于动触头上的推杆、固定于推杆远离静触头和动触头一端的动铁芯以及设置于动触头和动铁芯之间的静铁芯，所述线圈产生作磁力作用于动铁芯和静铁芯，所述壳体包括内腔一端呈开口结构的盒体和盖合盒体的盖板，外壳，所述外壳内开设有一端呈开口结构的安装腔体，所述安装腔体内卡接有适配的内壳，所述内壳内开设有容纳腔，且容纳腔在安装腔体的开口侧呈开口结构，所述容纳腔的开口处盖合固定有具有弹性的密封板，所述密封板位于盖板内侧，所述接触器主体置于容纳腔内，且静触头穿出密封板，所述容纳腔内填充惰性气体，所述静触头朝向动触头的端面固定有弥散无氧铜形成的耐热导电层，所述动触头至少抵触耐热导电层部位的材质和耐热导电层相同。

通过采用上述技术方案，接触器主体置于惰性气体环境下，且置于密封的容纳腔中，从而接触器主体相对不易受潮氧化，从而接触器主体的使用寿命相对更长；同时因为静触头的抵接面设置有弥散无氧铜构成的耐热导电层以及动触头朝向静触头的有效抵接部位的材质同样为弥散无氧铜，所以静触头和动触头的有效抵接部具有更强的耐高温性能，在触头开断时更加不易受热融化产生损坏和粘接，从而本发明的产品质量更高，寿命相对更长。

本发明进一步设置为：所述内壳的开口沿环绕固定有多个卡板，所述密封板上开设有多个契合卡板的卡槽，所述卡槽朝向内壳的一侧呈开口结构，所述密封板侧边延伸出内壳的侧壁面，并抵接于安装腔体的内壁。

通过采用上述技术方案，密封板通过卡板插接卡槽的方式和内壳固定；由于密封板的侧面抵接于安装腔体的内壁，这使得水汽要想进入容纳腔，其要先从密封板和安装腔体的内壁之间通过，再通过密封板和内壳的交界位置，所以水汽相对难以进入容纳腔，本发明具有相对更好的密封性能。

本发明进一步设置为：所述密封板延伸出内壳侧壁面的位置侧部开设有若干膨胀槽，所述膨胀槽朝向外壳开口的一侧呈开口结构，所述膨胀槽内卡接过盈配合的膨胀板。

通过采用上述技术方案，密封板的加工难度和安装难度相对更低；因为工作人员可以将其制作的相对小于安装腔体的内腔，然后通过插入膨胀板将其撑开，使密封板侧面抵接安装腔体内壁完成密封。

本发明进一步设置为：所述外壳和内壳的侧壁之间成型有缓冲腔体，所述外壳的侧壁开设有连通缓冲腔体的排湿口，所述排湿口设置有单向排气机构，所述单向排气机构的输入端连通缓冲腔体，输出端连通外壳外。

本发明进一步设置为：所述单向排气机构包括单向排气阀。

通过采用上述技术方案，在潮湿空气进入缓冲腔体的情况下，当接触器工作，其发热使得缓冲腔体中的空气膨胀，膨胀的空气通过单向排气机构排出，并带走水汽，从而保证缓冲腔体干燥，减小水汽进入容纳腔的几率，即本发明具有更好的防潮性能。

本发明进一步设置为：所述推杆穿设动触头，且呈滑移连接，所述推杆上套设有释放弹簧，所述释放弹簧的一端固定于动触头，另一端朝向远离静触头侧延伸，且固定于推杆。

通过采用上述技术方案，在动触头撞击静触头时，其可以利用释放弹簧做缓冲，吸收动触头受到的反作用力，以减小动触头的损坏几率，延长产品使用寿命。

本发明进一步设置为：所述容纳腔内设置有灭弧罩，所述静触头和动触头均位于灭弧罩内，所述灭弧罩外设置有微动开关，所述微动开关的导线穿出壳体，所述推杆上设置有拨片，所述拨片的延伸出灭弧罩，所述微动开关的触发端朝向拨片，且位于拨片的移动线上。

通过采用上述技术方案，工作人员可以为微动开关配置负载和电源，然后通过观察微动开关的负载的响应情况来判断拨片是否触发微动开关，即判断推杆，判断动触头相对静触头的位置，从而本发明可以监测触头是否故障损坏，并在损坏后相对及时的发现，更快的找到得故障点，从而使用效果更佳。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种应用于高可靠的直流接触器的触头组件加工方法，包括：

步骤一、选择导电材料制成适配的静触头和动触头；

步骤二、在静触头和动触头相向面中选择一个涂覆铜涂层，之后在铜涂层上涂覆弥散无氧铜形成耐热导电层，另一个选择的材质选择弥散无氧铜制成。

通过采用上述技术方案，本发明利用弥散无氧铜耐高热的性质，使得静触头、动触头实际抵接部具有更高的耐高温性能，从而在接触器开断期间更加不易损坏和发生相互粘接，从而产品质量相对更好，使用寿命相对更长。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、接触器主体安装于密封的内壳中，内壳中填充保护气，从而接触器主体相对更加不易受潮氧化损毁，从而本发明使用寿命相对更长；

2、静触头朝向动触头的端面固定有弥散无氧铜形成的耐热导电层，动触头朝上，至少其向静触头的抵接部位材质和耐热导电层的材质相同，从而其耐高温性能更佳，在接触器开断期间更加不易因高温损坏或相互粘接，从而本发明的质量更佳，使用寿命相对更长。

附图说明

图1为本发明的整体结构纵剖示意图；

图2为图1的局部爆炸示意图 ，主要用以展示盒体的结构；

图3为内壳和密封板的结构示意图一，主要用以展示卡板、膨胀槽的结构；

图4为内壳和密封板的结构示意图二，主要用以展示卡槽的结构；

图5为本发明的接触器主体的纵剖示意图；

图6为本发明的线圈的结构示意图，主要用以展示夹块的结构；

图7为本发明的实施例二的整体纵剖示意图，主要用以展示微动开关和拨片的位置关系。

图中：1、壳体；101、隔离板；1011、插槽；1012、插块；11、盒体；111、外壳；112、安装腔体；113、内壳；114、容纳腔；115、卡板；12、盖板；13、密封板；131、卡槽；132、膨胀槽；133、膨胀板；1331、插设导引板；2、接触器主体；20、线圈；201、绕线骨架；202、线环；21、静触头；211、分触头；212、耐热导电层；22、动触头；221、顶触凸块；23、推杆；231、拨片；24、动铁芯；25、静铁芯；26、释放弹簧；27、回复弹簧；28、灭弧罩；31、导电螺钉；32、隔离罩；34、导电板；35、接线螺钉；36、螺母；4、节能电路板；5、屏蔽罩；51、安装腔体；52、气孔；501、夹块；502、卡接口；53、紧固螺栓；6、单向排气机构；61、缓冲腔体；62、排湿口；7、微动开关。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

实施例一

高可靠的直流接触器,参照图1和图5，包括壳体1、设置于壳体1内的接触器主体2、用作起动动力发生器的线圈20以及节能电路板4。其中节能电路板4为减小接触器电磁系统的吸持功率浪费设置，其为集成有节能电路的电路板，该电路可参考授权公告号为：CN104103457B中所述接触器用电子节能模块电路08。

壳体1采用塑料制成，其包括方形的盒体11以及盖合盒体11内腔开口的盖板12。在壳体1内填充惰性气体作为保护气，从而可以对接触器主体2和节能电路板4做保护，减小两者的氧化几率，使得两者更加不易损坏，延长产品的使用寿命。

参照图1和图2，为优化产品的密封性，提高产品的防水防潮性能，将盒体11设置为包括外壳111和内壳113，且在盖板12内侧设置有橡胶的密封板13。

参照图2和图3，盒体11呈方体，其内部开设有安装腔体112，安装腔体112的长方向一端呈开口结构（如图为上端）。内壳113内开设有容纳腔114，容纳腔114在安装腔体112的开口侧呈开口结构。密封板13盖合固定于容纳腔114的开口沿，接触器主体2安装于容纳腔114内，容纳腔114内填充惰性气体。

参照图3和图4，在容纳腔114的开口边沿环绕成型有多个卡板115；在密封板13上开设有多个适配的卡槽131，卡槽131呈下开口。当密封板13盖合容纳腔114时，卡板115插入卡槽131内，以做固定。此时密封板13的侧面抵接于安装腔体112的内壁，使得潮湿水汽等即便要想进入容纳腔114需要先通过密封板13和安装腔体112的内壁之间，再从密封板13和容纳腔114的交界线进入，从而容纳腔114的密封性更强。

参照图3，在密封板13延伸出内壳113侧壁面的部位开设有膨胀槽132，膨胀槽132呈上开口结构，为膨胀槽132配置过盈配合的膨胀板133。

安装时，先将密封板13盖合于内壳113上，此时密封板13的侧面没有抵接安装腔体112的内壁；后续将膨胀板133插设入膨胀槽132内，此时密封板13的膨胀，其侧面朝外移动，并抵接安装腔体112的内壁，从而实现密封。

膨胀槽132的设置，使得密封板13不必为了密封而设置的完全契合或过盈于安装腔体112的横截面，从而安装、加工难度相对较低。

为方便将膨胀板133插入膨胀槽132，将膨胀板133的下部称为插设导引板1331，插设导引板1331加工为宽度（厚度）小于膨胀槽132的开口宽度的结构，以方便工作人员利用其做导引，将膨胀板133插入膨胀槽132。

参照图1和图2，外壳111和内壳113的侧壁之间成型有缓冲腔体61，在外壳111的侧壁开设有连通缓冲腔体61的排湿口62，在排湿口62安装单向排气机构6，单向排气机构6输入端连通缓冲腔体61，输出端连通外壳111外。单向排气机构6为单向排气阀，其可选择咖啡袋上用的小型单向排气阀。

在潮湿空气进入缓冲腔体61，且将接触器在工作时，其产生热量传导至缓冲腔体61，使得缓冲腔体61内的空气膨胀，此时空气通过单向排气机构6排出并带走水汽，以保证缓冲腔体61的干燥，强化本发明的防潮性能。

内壳113选择导热塑料制成，以便接触器散热和将热量传递至缓冲腔体61。

参照图1和图5，接触器主体2包括静触头21，静触头21包括两个分触头211，两个分触头211分别固定于在盖板12的内侧，且呈横向对称分布。在盖板12上自外向内穿设固定有两个导电螺钉31，两个导电螺钉31分别螺纹连接于两个分触头211，用于对分触头211固定，并方便器外接线。静触头21的下端（建立于图）向下延伸穿设密封板13进入容纳腔114内。

为防止使用过程中，两个导电螺钉31在器外导通而影响接触器的正常使用效果，在盖板12外设置有两个分别罩设两个导电螺钉31头部的隔离罩32，隔离罩32绝缘，可选择塑料制成。

参照图1和图5，在两个隔离罩32之间设置有绝缘的隔离板101，隔离板101的设置可以增大两个导电螺钉31头部之间的爬电距离，以提高隔离效果。隔离板101和两个隔离罩32之间还分别成型有隔离腔，隔离腔的存在，可以进一步阻碍电弧导通两个导电螺钉31。

在隔离板101内开设有插槽1011，插槽1011背离盖板12侧呈开口结构；在插槽1011内插接有契合的插块1012，插块1012从插槽1011的端口伸出，并横向延伸同时固定于两个隔离罩32，使得两个隔离罩32连成整体方便拆卸。

参照图1，在隔离板101的两侧分别设置有导电板34，导电螺钉31穿过导电板34后穿设于盖板12。两个导电板34朝向相背离侧的相向延伸，且于相背离的一端分别固定有接线螺钉35。

使用时，工作人员将导线连接于接线螺钉35，此时两个接线端之间的间距相对更大，从而隔离效果更佳。

为方便接线，接线螺钉35穿透导电板34，且穿透端螺纹连接适配的螺母36。此时工作人员可以将连接导线通过螺母36配合导电板34夹持固定。

参照图1和图5，接触器主体2还包括位于静触头21正下方的动触头22，动触头22呈板状，且垂直投影连接两个分触头211的垂直投影。

由于触头在合分期间会产生电弧，通过大电流导致高热，再加上动静触头长期于此状态下撞击，所以会发生损坏、粘接问题而影响产品寿命，导致使用效果不佳。

为此在静触头21，或者说分触头211朝向动触头22的端面固定耐热导电层212，耐热导电层212选择弥散无氧铜（弥散强化的铜合金）形成；同时动触头22也选择弥散无氧铜制成。

由于弥散无氧铜具有更好的耐高温性能，所以此时的触头在使用过程中更加不易被融化，以减小损坏和动静触头粘接几率。

综上所述，耐热导电层212的设置和动触头22的材料选择可以有效减小触头损坏和相互粘接的几率，提高产品质量，延长产品使用寿命，优化使用效果。

参照图1和图2，动触头22上成型有朝向耐热导电层212延伸的顶触凸块221，顶触凸块221的端面小于分触头21的下端面。顶触凸块221的设置可以减小动触头22的有效抵接面大小，因为接触面更小，所以动触头22和静触头21粘接的几率更小。

参照图1和图2，在动触头22上固定有推杆23，推杆23朝向远离静触头21一侧延伸，且端头处固定有动铁芯24。

线圈20固定于容纳腔114的底面（建立于图），其包括绕线骨架201以及线环202，绕线骨架201的纵截面呈“工”形，导线卷绕于其中部成型线环202。绕线骨架201的中部呈中空形成滑动槽，动铁芯24滑移连接于滑动槽内，以提高磁通利用率。

在动铁芯24和动触头22之间设置有静铁芯25，静铁芯25的下部插设入绕线骨架201中部的滑动槽，而上部沿绕线骨架201的上部（建立于图）横向延伸。推杆23穿设，并滑移连接于静铁芯25。

当线圈20通电产生磁场，动铁芯24被静铁芯25吸合，其同时带动推杆23上移，推杆23带动动触头22上移抵接两个分触头211，此时接触器闭。

为使得推杆23能够及时复位保证产品正常功用，在推杆23上套设有回复弹簧27，回复弹簧27一端固定静铁芯25，另一端抵接于动铁芯24。在动铁芯24和静铁芯25的相向侧分别开设有凹槽用于卡接容纳回复弹簧27，以保证动铁芯24可以压缩回复弹簧27抵接静铁芯25。

参照图1和图5，推杆23的延伸线伸入两个分触头211的中间，使得推杆23连接于动触头22的中点。之所以这样设置，是为了使得推杆23对动触头22施力时，其受力相对均匀，以防止动触头22在高温时，因为一侧受力而导致完全损坏。

参照图1，为进一步减小触头的损坏几率，在推杆23上还套设有释放弹簧26，释放弹簧26一端固定于推杆23上的一安装台上，另一端固定连接动触头22；动触头22设置为套接推杆23，可沿推杆23滑移。当动触头22撞击静触头21时，释放弹簧26对动触头22受到的反作用力做吸收削减，以减小动触头22的损坏几率。

参照图1，节能电路板4设置于盒体11的内腔中，且贴壁设置；为防止接触器开合时产生的电弧损伤节能电路板4，同时减小电弧导致的高热对触头的影响，在盒体11内设置有灭弧罩28；静触头21、动触头22均置于灭弧罩28内；分触头211下端穿入灭弧罩28；灭弧罩28可选择耐弧陶瓷制成。节能电路板4置于灭弧罩28外，从而防止电弧对其干扰。

参照图1，为减小接触器使用过程中产生的磁场对节能电路板4上的电路造成干扰，对节能电路板4罩设屏蔽罩5，屏蔽罩5的内腔为安装腔体51，其呈下开口结构；屏蔽罩5可选择由导电丝网包覆塑料制成。为保证惰性气体能对节能电路板4做保护，在屏蔽罩5上开设有连通壳体1内腔和安装腔体51的气孔52。

参照图1和图6，绕线骨架201的上部横向延伸至节能电路板4的下方，在其上固定连接有两个夹块501，节能电路板4的下部插入两个夹块501，并同时抵接两个夹块501实现初步固定。

在夹块501上开设有卡接口502，屏蔽罩5的侧壁板插接于卡接口502内，实现屏蔽罩5的初步固定。

为提高节能电路板4和屏蔽罩5的固定效果，在靠近壳体1中心一侧的夹块501上螺纹连接有紧固螺栓53，紧固螺栓53的螺杆端穿设屏蔽罩5和节能电路板4的下部，以做加强固定。紧固螺栓53为绝缘螺栓，可选择塑料制成，以防止其导电干扰屏蔽罩5和节能电路板4的使用效果。

实施例二

参照图7，与实施例一的区别在于：在灭弧罩28的外壁固定有微动开关7；在推杆23上固定在拨片231，拨片231横向垂直于推杆23，延伸出灭弧罩28，或者说灭弧罩28上开设有供拨片231上下滑移的通口；拨片231选择绝缘材料制成，例如陶瓷。微动开关7的触发端位于拨片231的上方，且处于其移动线路上。

当动触头22抵接静触头21时，拨片231触动微动开关7。微动开关7的导线穿过密封板13和盖板12延伸在外，工作人员可对其接负载和电源，然后观察负载的响应情况判断动触头22的位置，或以其作为输入信号发生器。微动开关7的设置，使得本发明可以在触头故障时及时被工作人员，并方便工作人员判断故障维修点，从而使用效果更佳。

实施例三

应用于高可靠的直流接触器的触头组件加工方法，包括：

步骤一、选择导电材料制成适配的静触头21和动触头22，例如选择镍基铜合金；

步骤二、在静触头21和动触头22相向面中选择一个涂覆铜涂层，之后在铜涂层上涂覆弥散无氧铜形成耐热导电层212；同时另一个在加工时选择采用弥散无氧铜制成。本发明优选动触头22选择弥散无氧铜，因为动触头22一般呈长板状，其中部为受力推杆23的施力位置，两端为撞击时的受力点，其相对更加容易在高热下发生形变，所以其需要相对静触头21更好的耐高热性能。

之所以需要先涂覆铜涂层是为了增强耐热导电层212与静触头21或动触头22的固定效果，因为直接在原静触头21上涂覆弥散无氧铜，一方面静触头21的涂覆面存在氧化干扰，另一方面直接一次性形成目的层，容易因为平整度、分子间作用力以及厚度的问题导致目的层连接不牢固。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高可靠的直流接触器，包括壳体（1）、设置于壳体（1）内的接触器主体（2）以及用作起动发生器的线圈（3），所述接触器主体（2）包括固定于壳体（1）的静触头（21）、与静触头（21）呈滑动结构的动触头（22）、设置于动触头（22）上的推杆（23）、固定于推杆（23）远离静触头（21）和动触头（22）一端的动铁芯（24）以及设置于动触头（22）和动铁芯（24）之间的静铁芯（25），所述线圈（3）产生作磁力作用于动铁芯（24）和静铁芯（25），其特征在于：所述壳体（1）包括内腔一端呈开口结构的盒体（11）和盖合盒体（11）的盖板（12），外壳（111），所述外壳（111）内开设有一端呈开口结构的安装腔体（112），所述安装腔体（112）内卡接有适配的内壳（113），所述内壳（113）内开设有容纳腔（114），且容纳腔（114）在安装腔体（112）的开口侧呈开口结构，所述容纳腔（114）的开口处盖合固定有具有弹性的密封板（13），所述密封板（13）位于盖板（12）内侧，所述接触器主体（2）置于容纳腔（114）内，且静触头（21）穿出密封板（13），所述容纳腔（114）内填充惰性气体，所述静触头（21）朝向动触头（22）的端面固定有弥散无氧铜形成的耐热导电层（212），所述动触头（22）至少抵触耐热导电层（212）部位的材质和耐热导电层（212）相同。

2.根据权利要求1所述的高可靠的直流接触器，其特征在于：所述内壳（113）的开口沿环绕固定有多个卡板（115），所述密封板（13）上开设有多个契合卡板（115）的卡槽（131），所述卡槽（131）朝向内壳（113）的一侧呈开口结构，所述密封板（13）侧边延伸出内壳（113）的侧壁面，并抵接于安装腔体（112）的内壁。

3.根据权利要求2所述的高可靠的直流接触器，其特征在于：所述密封板（13）延伸出内壳（113）侧壁面的位置侧部开设有若干膨胀槽（132），所述膨胀槽（132）朝向外壳（111）开口的一侧呈开口结构，所述膨胀槽（132）内卡接过盈配合的膨胀板（133）。

4.根据权利要求1所述的高可靠的直流接触器，其特征在于：所述外壳（111）和内壳（113）的侧壁之间成型有缓冲腔体（61），所述外壳（111）的侧壁开设有连通缓冲腔体（61）的排湿口（62），所述排湿口（62）设置有单向排气机构（6），所述单向排气机构（6）的输入端连通缓冲腔体（61），输出端连通外壳（111）外。

5.根据权利要求4所述的高可靠的直流接触器，其特征在于：所述单向排气机构（6）包括单向排气阀。

6.根据权利要求1所述的高可靠的直流接触器，其特征在于：所述推杆（23）穿设动触头（22），且呈滑移连接，所述推杆（23）上套设有释放弹簧(26)，所述释放弹簧（26）的一端固定于动触头（22），另一端朝向远离静触头（21）侧延伸，且固定于推杆（23）。

7.根据权利要求1所述的高可靠的直流接触器，其特征在于：所述容纳腔（114）内设置有灭弧罩（28），所述静触头（21）和动触头（22）均位于灭弧罩（28）内，所述灭弧罩（28）外设置有微动开关（7），所述微动开关（7）的导线穿出壳体（1），所述推杆（23）上设置有拨片（231），所述拨片（231）的延伸出灭弧罩（28），所述微动开关（7）的触发端朝向拨片（231），且位于拨片（231）的移动线上。

8.一种应用于高可靠的直流接触器的触头组件加工方法，其特征在于，包括：

步骤一、选择导电材料制成适配的静触头（21）和动触头（22）；

步骤二、在静触头（21）和动触头（22）相向面中选择一个涂覆铜涂层，之后在铜涂层上涂覆弥散无氧铜形成耐热导电层（212）；另一个选择的材质选择弥散无氧铜制成。