CN110323102A - 可耐高压暨大电流的继电器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可耐高压暨大电流的继电器，具有一电磁体、至少一固定传输接点至少一可动传输触点、至少一固定引弧接点及至少一可动引弧触点，固定传输接点及可动传输触点对应设置，固定引弧接点与可动引弧触点对应设置，其特征在于继电器还具有至少一引弧弹片及至少一传输弹片，可动传输触点设于传输弹片，可动引弧触点设于引弧弹片；其中，可动引弧触点小于该可动传输触点，且引弧弹片与传输弹片为一并作动，当通过电磁体的电磁效应驱动可动传输触点与固定传输接点而为开、闭状态前，可动引弧触点与固定引弧接点为彼此接触的状态。如此可有效且稳定地消除作动时产生的电弧，同时有效减缩继电器体积。

Description

可耐高压暨大电流的继电器

技术领域

本发明涉及继电器领域，尤其是一种有效消除电弧并可于单一方向增设多 组控制开关的可耐高压暨大电流的继电器。

背景技术

继电器为一种电子式控制元件，较常应用于自动控制电路中，为一种利用 小电流控制大电流的元件。继电器在电路中扮演着自动调节、保护以及电路转 换等角色，其原理控制可动电接点移动而与固定电接点接触或断开，使通路形 成开或闭的状态，从而控制输入及输出回路。

而可动与固定电接点的损耗是影响继电器使用寿命的极大因素，在继电器 作动时，电接点闭阖或开启瞬间，受到热电子发射与场致发射影响的自由电子， 在电场力作用下产生碰撞游离，基于碰撞游离的连锁反应，自由电子成倍增加， 造成大量电子往阳极移动，大量正离子往负极运动，电接点之间隙遂而变成电 流通道，并当间隙中的介质被击穿就形成了具能量集中、高温且强亮度特性的 电弧，是以电弧又称为气体游离时产生的放电现象。当具有前述特性的电弧产 生时，电接点会因为电弧的高温而造成融化形变或碳化毁损，甚或进一步导致 继电器烧毁。尤当应用于高压大电流负载时，继电器作动所产生的电弧能量更 是大幅增大。

为了避免电弧现象破坏继电器的情况，相关业者进而于继电器中设置灭弧 结构来尽可能的消除作动时产生的电弧。例如美国专利号US7477119B2的文献 记载，即利用高熔点材料特性，避免第一导电触点及第三导电触点接触时产生 的电弧造成前述导电触点的熔化变形或碳化现象。然而，并非单纯通过材料选 择即可完善地消除电弧，于实际应用时，前述方式依然无法稳定地消除电接点 开闭时的电弧，电接点仍会受到电弧的高温影响而致使损坏，导致继电器的使 用寿命无法符合所需。或是通过设置如气吹灭弧、油冷灭弧或真空灭弧等结构 来消灭继电器作动时产生的电弧。

另一方面，基于经济成本考量以及继电器小型化的发展趋势，如何使继电 器的体积有效减缩但仍保有极佳的灭弧效果，也为继电器设计的一重要方向。 是以，如何稳定且有效地消除继电器于作动时产生的电弧现象，以延长继电器 的使用寿命，同时兼顾体积与成本上的考量，实为当前亟需解决的课题。有鉴 于此，本发明人系集结从事多年相关领域的经验，遂而构思并提出一种可耐高 压暨大电流的继电器，以消除目前继电器的缺失。

发明内容

本发明的一目的，旨在提供一种可耐高压暨大电流的继电器，其可稳定地 导引与消灭继电器作动时产生的电弧，以防止继电器甚或其所连接的负载电路 烧毁甚或爆炸，有效延长继电器的使用寿命。

为达上述目的，本发明提出一种可耐高压暨大电流的继电器，具有一电磁 体、至少一固定传输接点至少一可动传输触点、至少一固定引弧接点及至少一 可动引弧触点，该固定传输接点及该可动传输触点对应设置，该固定引弧接点 与该可动引弧触点对应设置，其特征在于：该继电器还具有至少一引弧弹片及 至少一传输弹片，该可动传输触点设于该传输弹片，该可动引弧触点设于该引 弧弹片；其中，该可动引弧触点小于该可动传输触点，且该引弧弹片与该传输 弹片为一并作动，当通过该电磁体的电磁效应驱动该可动传输触点与该固定传 输接点而为开、闭状态前，该可动引弧触点与该固定引弧接点为彼此接触的状 态。如此，通过该可动引弧触点小于该可动传输触点的设计，可在继电器的既 有空间中尽可能地提供用以灭弧之间隙，以稳定地将作动时产生的电弧消除， 同时也可使继电器的体积小型化，降低生产成本。

于一实施例中，该引弧弹片的宽度小于该传输弹片，系更进一步地让该引 弧弹片与该传输弹片的间距增大，如此提供灭弧用的弧隙，并更为节省设置空 间。

于另一实施例中，该引弧弹片与该传输弹片相邻且呈横向平行排列设置， 以有效节省设置空间。

此外，于再一实施例中，该引弧弹片与该传输弹片为复数设置时，该复数 个传输弹片被夹设于二个该引弧弹片之间，且该复数个引弧弹片及该复数个传 输弹片呈横向平行排列设置，凭借此排列设置关系，可自然形成防爆灭弧的保 护效能，更进一步地落实引弧灭弧的作动。

于一实施例中，较佳者被夹设于二个该引弧弹片之间的该复数个传输弹片 是同一导电回路而形成一开关组，以因应不同的设置需求。

另一方面，再一实施例中，为防止该复数个传输弹片于作动时被干扰，被 夹设于二个该引弧弹片之间的该复数个传输弹片彼此的间距，大于为相邻设置 的该引弧弹片与该传输弹片的间距。

此外，于次一实施例中，该继电器还具有至少一分隔件，当该开关组为复 数设置时，该分隔件设于相邻设置的该复数个开关组之间，以达到阻却不同开 关组的导通干扰。

于另一实施例中系揭示，当该引弧弹片及/或该传输弹片为复数设置时，该 传输弹片及该引弧弹片呈交错排列设置，且该复数个引弧弹片及该复数个传输 弹片呈横向平行排列设置，以确实地消除电弧。

除了上述的设置态样，也可使该引弧弹片与该传输弹片为复数设置时，该 复数个引弧弹片被夹设于二个该传输弹片之间，且该复数个引弧弹片及该复数 个传输弹片呈横向平行排列设置，同样可自然形成防爆灭弧的保护效能，更进 一步地落实引弧灭弧的作动。

并为让该可动引弧触点与该固定引弧接点在该可动传输触点与该固定传输 接点开、闭前保持相互接触，于一实施例中可使该引弧弹片具有一倾斜部，且 该可动引弧触点设于该倾斜部，该倾斜部并朝该固定引弧接点方向倾斜设置。

综上所述，本发明所揭示的可耐高压暨大电流的继电器，凭借使该可动引 弧触点小于该可动传输触点的结构，在该继电器的有限空间下尽可能地形成足 以灭弧的功效，而可提升消除电弧时的稳定性，具有更佳的灭弧效果。尤在高 压与大电流应用下所形成的电弧能量更是远大于一般情况，此时通过前述的该 可动引弧触点的技术特征则可确实稳定地将电弧消除，解决该继电器于使用时 因电弧造成的毁损甚或爆炸等危险情况，有效延长继电器的使用寿命。

附图说明

图1A为本发明第一实施例的立体示意图。

图1B为本发明第一实施例的侧视图。

图2A为本发明第一实施例的应用示意图(一)。

图2B为本发明第一实施例的应用示意图(二)。

图3为本发明第二实施例的立体示意图。

图4为本发明第二实施例的平面示意图。

图5A为本发明第二实施例的应用示意图(一)。

图5B为本发明第二实施例的应用示意图(二)。

图6为本发明第二实施例另一实施态样的平面示意图。

附图标记说明：1继电器；10-电磁体；11-固定传输接点；12-可动传输触点； 13-固定引弧接点；14-可动引弧触点；15-引弧弹片；151-倾斜部；16-传输弹片； 17-座体；18-衔铁组件；19-分隔件；A-开关组。

具体实施方式

为使能清楚了解本发明的内容，谨以下列说明搭配图式，敬请参阅。

请参阅图1A、图2A～图2B、图5A及图5B，其是本发明第一实施例的立 体示意图、各应用示意图及可动引弧触点的另一实施态样及次一实施态样示意 图。本发明系揭示一种可耐高压暨大电流的继电器1，具有一电磁体10、对应 设置的至少一固定传输接点11及至少一可动传输触点12与对应设置的至少一 固定引弧接点13及至少一可动引弧触点14。

该继电器1的特征在于，其还具有至少一引弧弹片15及一传输弹片16，该 可动传输触点12设于该传输弹片16，该可动引弧触点14设于该引弧弹片15。 其中，该可动引弧触点14小于该可动传输触点12，且该引弧弹片15与该传输 弹片16为一并作动，当过该电磁体的电磁效应驱动该可动传输触点12与该固 定传输接点11而为开、闭状态前，该可动引弧触点14与该固定引弧接点13为 彼此接触的状态。通过该可动引弧触点14小于该可动传输触点12的大小限定， 并在该可动传输触点12与该固定传输触点为开、闭状态前，使该可动引弧触点 14与该固定引弧接点13为彼此接触状态的驱动条件下，如此可达到更佳的灭弧 效能，进而可承受与消灭应用于大电流与高压时所产生的极高能量电弧，防止 该继电器1于作动时，因电弧现象致使的毁损情况，有效延长该继电器1的使 用寿命。

与现有技术明显有别者，该继电器1系通过限制该可动引弧触点14小于该 可动传输触点12的结构，在有限空间下尽可能地提供足以灭弧之间隙，并具备 更佳且更稳定的灭弧功效。由于电弧主要是发生在该可动引弧触点14与该固定 引弧接点13之间，而可供以顺利消灭电弧之间隙，则取决于该可动引弧触点14 与该可动传输触点12的间距。为防止实际运用时引出的电弧持续存在甚或影响 相邻设置的触点，进而造成电弧消灭效能低下的问题，目前的继电器直觉上都 朝向增大该可动引弧触点14与该可动传输触点12间距的设计方式来改善，也 即拉远彼此距离，但此举却会导致该继电器必须具备更大的设置空间，相对地 大幅增加继电器的体积，尤在继电器需要同时控制多个负载电路的情况下，更 是须要预留极大空间来设置前述灭弧结构，进而再次大幅增大继电器的体积， 该些缺失都为过往与现行继电器设置灭弧结构时无法克服的问题，而致使继电 器无法在具备高灭弧效能同时有效缩减继电器的体积。本发明的该继电器1，则 通过使该可动引弧触点14小于该可动传输触点12的技术特征，无须占用过多 空间即可拉开该可动引弧触点14与该可动传输触点12的距离，进而于继电器1 的有限空间中提供更佳且稳定的灭弧效能，以因应继电器1小型化设置需求， 有效减缩该继电器1的体积，同时在设置成本上也可大幅降低。

更进一步地，该继电器1具有一座体17与一衔铁组件18，该座体17供以 设置该衔铁组件18与上述各元件，并该电磁体10具有线圈结构，以于导电后 经由电磁效应产生磁力，该引弧弹片15与该传输弹片16可凭借该衔铁组件18 带动以相对该固定引弧接点13与该固定传输接点11移动。且为提升该可动引 弧触点14与该固定引弧接点13的使用寿命，其可选用如银钨的材料，以具备 高熔点与较佳能量承受强度。而为使该可动传输触点12与该固定传输接点11 具有较佳的导电效果，则可选用如银镍等材料。

于本实施例中，该引弧弹片15的宽度小于该传输弹片16，以具有更佳的引 弧效果。电弧的消灭除了利用该可动引弧触点14小于该可动传输触点12，以及 该可动引弧触点14与该固定引弧接点13，相对该可动传输触点12与该固定传 输接点11开、闭状态前先行接触的方式以保护该继电器1免于爆炸等危险情况 外，通过使该引弧弹片15的宽度小于该传输弹片16的结构，可更进一步地让 该引弧弹片15与该传输弹片16的间距增大，换言之，可如此拉大供以灭弧的 弧隙，进而在电弧产生后，利用该引弧弹片15的宽度小于该传输弹片16所提 供出之间隙进行灭弧，降低电弧导致的毁损问题，也可进一步防止电弧存留过 久而延伸至该传输弹片16处的现象，并可更为节省设置空间。

此外，该引弧弹片15与该传输弹片16相邻且呈横向平行排列设置，而形 成如琴键般的排列，并相对该固定引弧接点13与该固定传输接点11为上下拍 合接触，如此可于单一方向排列增设多个该引弧弹片15与该传输弹片16，有效 节省设置空间。并于本实施例中，该引弧弹片15具有一倾斜部151，且该可动 引弧触点14设于该倾斜部151，该倾斜部151并朝该固定引弧接点13方向倾斜 设置，如此系利于该可动引弧触点14与该固定引弧接点13于该可动传输触点 12与该固定传输接点11而为开、闭状态前彼此相互接触。此外也可采让该可动 引弧触点14的厚度大于该可动传输触点12的方式来达成前述作动态样。

应用时，如图2A及图2B所示，该电磁体10通电后系因应电磁效应产生磁 力，进而吸引该衔铁组件18带动该引弧弹片15及该传输弹片16朝向该固定引 弧接点13及该固定传输接点11移动。此时在该可动传输触点12与该固定传输 接点11相互闭合前，该可动引弧触点14与该固定引弧接点13即呈彼此接触而 形成电性导通状态，并通过该可动引弧触点14小于该可动传输触点12结构下 所形成之间隙，有效消除电路导通瞬间所产生的电弧，而后待该可动传输触点 12与该固定传输接点11闭合时即可形成稳定的电通路。当该电磁结构的磁力消 失时，该衔铁组件18失去磁力吸引而使该可动传输触点12与该固定传输接点 11断开，此时在该可动传输触点12与该固定传输接点11相互断开前，该可动 引弧触点14与该固定引弧接点13呈彼此接触状态，而后该可动传输触点12与 该固定传输接点11断开瞬间，该可动引弧触点14与该固定引弧接点13仍为彼 此接触而保持电性导通状态，是以该可动传输触点12与该固定传输接点11断 开时即不会产生电弧，而后该可动引弧触点14与该固定引弧接点13分离时产 生的电弧，即可通过小于该可动传输触点12的该可动引弧触点14彼此间产生 之间隙而消除。如此，本发明的该继电器1可有效地防止该可动传输触点12与该固定传输接点11受到电弧能量而致使烧毁甚或让该继电器1爆炸的危险情 况。

请续参阅图3、图4及图5A～图5B，其是本发明第二实施例的立体示意图、 平面示意图及各应用示意图。承第一实施例内容，相同的技术特征即不再加以 赘述，并相同元件系以相同的符号表示的。于本实施例中，当该引弧弹片15与 该传输弹片16为复数设置时，所述的这些该传输弹片16被夹设于二个该引弧 弹片15之间，且该复数个引弧弹片15及该复数个传输弹片16呈横向平行排列 设置。如此，于该继电器1作动磁吸驱动该可动传输触点12与该固定传输接点 11为断开或闭合的状态前，该可动引弧触点14与该固定引弧接点13为彼此接 触的状态时，由于该复数个传输弹片16被夹设于该复数个引弧弹片15之间，且通过所述的这些可动引弧触点14小于该可动传输触点12的结构提供之间隙 可有效地消灭电弧。例如电弧火花产生后即使往所述的这些可动传输触点12及 所述的这些固定传输触点11方向移动时，通过间隙即可消灭电弧，以避免产生 短路爆炸，因此，通过前述的夹设设置态样，可自然形成防爆灭弧的保护效能， 更进一步地落实引弧灭弧的作动。

进一步地，在此排列结构下，可更于该继电器1中对应所述的这些可动引 弧触点14与所述的这些固定引弧接点13设置磁性件(图中未示)，例如永久磁铁， 以利用磁性作用力影响所述的这些可动引弧触点14与所述的这些固定引弧接点 13产生的电弧，迅速拉长电弧直至消灭，尤当应用于高电压的情况时，通过增 设的磁性件更可确实地消除电弧。

较佳者，因应不同的需求，被夹设于二个该引弧弹片15之间的该复数个传 输弹片16可为同一导电回路而形成一开关组A。如此，该继电器1可以单一方 向依据需求设置多个该引弧弹片15与该传输弹片16构成的该开关组A，并具 有极佳的灭弧效能。而当该继电器1设有该引弧弹片15与该传输弹片16构成 的该开关组A时，该继电器1系还具有至少一分隔件19，以设于任二相邻设置 的该开关组A之间，阻却隶属不同该开关组A的该引弧弹片15与该传输弹片 16进行电性导通时的干扰现象，较佳者该分隔件19可一体成形于该座体17。并于本实施例中，系以该继电器1具有二个该开关组A及一个该分隔件19为例 说明。

此外，被夹设于二个该引弧弹片15之间的该复数个传输弹片16彼此的间 距，大于为相邻设置的该引弧弹片15与该传输弹片16的间距，如此可更进一 步地使二个该传输弹片16的间距拉大，防止作为电流传输用的该复数个传输弹 片16于导通时产生的干扰。并由于该可动引弧触点14小于该可动传输触点12， 以及该引弧弹片15的宽度小于该传输弹片16的结构特征，即使须增加前述该 复数个传输弹片16的间距，也不至于让该继电器1体积随之增加，仍可让该继 电器1符合微小化的市场需求。

应用时，如图5A～图5B所示，该电磁体10通电后因应电磁效应产生磁力， 进而吸引该衔铁组件18带动该复数个引弧弹片15及该复数个传输弹片16朝向 所述的这些固定引弧接点13及所述的这些固定传输接点11移动。此时在各该 可动传输触点12与各该固定传输接点11相互闭合前，各该可动引弧触点14与 对应的各该固定引弧接点13即呈彼此接触而形成电性导通状态，如此消除电路 导通瞬间所产生的电弧，而后持续移动待所述的这些可动传输触点12与对应的 所述的这些固定传输接点11闭合时即可形成稳定的电通路，并凭借不同的该开 关组A控制相异的负载电路。于该电磁结构非为通电状态而使磁力消失时，该 衔铁组件18失去磁力吸引而使所述的这些可动传输触点12与所述的这些固定 传输接点11断开，此时在所述的这些可动传输触点12与对应的所述的这些固 定传输接点11相互断开前，所述的这些可动引弧触点14与对应的所述的这些 固定引弧接点13呈彼此接触状态，如此由于所述的这些可动传输触点12与所 述的这些固定传输接点11断开瞬间，所述的这些可动引弧触点14与所述的这 些固定引弧接点13仍为彼此接触而保持电性导通状态，是以所述的这些可动传 输触点12与所述的这些固定传输接点11断开时即不会产生电弧，而后所述的 这些可动引弧触点14与所述的这些固定引弧接点13分离时产生的电弧，即可 通过小于所述的这些可动传输触点12的所述的这些可动引弧触点14消除。

请续参阅图6，其是本发明第二实施例另一实施态样的平面示意图。当然， 除了前述的结构设置状态，该继电器1也可于该引弧弹片15与该传输弹片16 为复数设置时，使该复数个引弧弹片15被夹设于二个该传输弹片16之间，且 该复数个引弧弹片15及该复数个传输弹片16呈横向平行排列设置。同于前述， 此结构也可使产生的电弧火花被有效消除，避免产生短路爆炸的现象，进而满 足引弧与灭弧的需求。较佳者，在此排列态样下，也可进一步设定该复数个引 弧弹片15彼此之间隔大于相邻的该引弧弹片15与该传输弹片16的间距，以防 止距离过近反而更易造成爆炸现象。其余细部技术特征请参阅前述内容，于此 即不再赘述。

此外，当该引弧弹片15及/或该传输弹片16为复数设置时，该复数个传输 弹片16及该复数个引弧弹片15呈交错设置，且该复数个引弧弹片及该复数个 传输弹片呈横向平行排列设置。换言之，可选择使该引弧弹片15为复数设置， 该传输弹片16为单一设置，而使该传输弹片16夹设于该复数个引弧弹片15之 间的交错设置状态；或是选择使该传输弹片16为复数设置，该引弧弹片15为 单一设置，而使该引弧弹片15夹设于该复数个传输弹片16之间的交错设置状 态；或选择使该引弧弹片15及该传输弹片16都为复数设置，并交错排列设置。 如此也可于该继电器1作动时有效地消除电弧火花。

而关于该继电器1的作动，系同于前述图5A～图5B所示，也因应该电磁 体10的导通状态而使该传输弹片16及该引弧弹片15相对该固定传输接点11 及该固定引弧接点13移动，差异仅在于该复数个引弧弹片15及该复数个传输 弹片16的排列设置。

综上所述，本发明所揭示的可耐高压暨大电流的继电器1，凭借使该可动引 弧触点14小于该可动传输触点12的结构，在该继电器1的有限空间下尽可能 地形成足以灭弧的功效，而可提升消除电弧时的稳定性，具有更佳的灭弧效果， 并相对缩减了继电器体积。尤在高压与大电流应用下所形成的电弧能量更是远 大于一般情况，此时通过前述的该可动引弧触点14的技术特征则可确实稳定地 将电弧消除，解决该继电器1于使用时因电弧造成的毁损甚或爆炸等危险情况， 有效延长继电器1的使用寿命。进一步地，为可因应各种需求以及更为提升该 继电器1的使用效能与安全性，可如前述各实施例与实施态样所揭示的内容， 变化该继电器1的排列设置状态，以具有更佳的引弧效果。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人 员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、 变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可耐高压暨大电流的继电器，具有一电磁体、至少一固定传输接点、至少一可动传输触点、至少一固定引弧接点及至少一可动引弧触点，该固定传输接点及该可动传输触点对应设置，该固定引弧接点与该可动引弧触点对应设置，其特征在于：

该继电器还具有至少一引弧弹片及至少一传输弹片，该可动传输触点设于该传输弹片，该可动引弧触点设于该引弧弹片；其中，该可动引弧触点小于该可动传输触点，且该引弧弹片与该传输弹片为一并作动，当通过该电磁体的电磁效应驱动该可动传输触点与该固定传输接点而为开、闭状态前，该可动引弧触点与该固定引弧接点为彼此接触的状态。

2.根据权利要求1所述的可耐高压暨大电流的继电器，其特征在于，该引弧弹片的宽度小于该传输弹片。

3.根据权利要求2所述的可耐高压暨大电流的继电器，其特征在于，该引弧弹片与该传输弹片相邻且呈横向平行排列设置。

4.根据权利要求2所述的可耐高压暨大电流的继电器，其特征在于，设有复数个该引弧弹片与复数个该传输弹片，该复数个传输弹片被夹设于两个该引弧弹片之间，且该复数个引弧弹片及该复数个传输弹片呈横向平行排列设置。

5.根据权利要求4所述的可耐高压暨大电流的继电器，其特征在于，被夹设于两个该引弧弹片之间的该复数个传输弹片是同一导电回路而形成一开关组。

6.根据权利要求4所述的可耐高压暨大电流的继电器，其特征在于，被夹设于两个该引弧弹片之间的该复数个传输弹片彼此的间距，大于为相邻设置的该引弧弹片与该传输弹片的间距。

7.根据权利要求5所述的可耐高压暨大电流的继电器，其特征在于，还具有至少一分隔件，设有复数个该开关组，该分隔件设于相邻设置的该复数个开关组之间。

8.根据权利要求2所述的可耐高压暨大电流的继电器，其特征在于，设有复数个该引弧弹片及/或复数个该传输弹片，该传输弹片及该引弧弹片呈交错排列设置，且该复数个引弧弹片及该复数个传输弹片呈横向平行排列设置。

9.根据权利要求2所述的可耐高压暨大电流的继电器，其特征在于，设有复数个该引弧弹片与复数个该传输弹片，该复数个引弧弹片被夹设于两个该传输弹片之间，且该复数个引弧弹片及该复数个传输弹片呈横向平行排列设置。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的可耐高压暨大电流的继电器，其特征在于，该引弧弹片具有一倾斜部，且该可动引弧触点设于该倾斜部，该倾斜部朝该固定引弧接点方向倾斜设置。