CN110462779A - 电磁继电器 - Google Patents

电磁继电器 Download PDF

Info

Publication number
CN110462779A
CN110462779A CN201880021247.8A CN201880021247A CN110462779A CN 110462779 A CN110462779 A CN 110462779A CN 201880021247 A CN201880021247 A CN 201880021247A CN 110462779 A CN110462779 A CN 110462779A
Authority
CN
China
Prior art keywords
contact
keeping body
moving contact
fixed contact
magnet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201880021247.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110462779B (zh
Inventor
生岛君弥
冈田全史
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of CN110462779A publication Critical patent/CN110462779A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110462779B publication Critical patent/CN110462779B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00Details of electromagnetic relays
    • H01H50/16Magnetic circuit arrangements
    • H01H50/36Stationary parts of magnetic circuit, e.g. yoke
    • H01H50/38Part of main magnetic circuit shaped to suppress arcing between the contacts of the relay
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00Details of electromagnetic relays
    • H01H50/02Bases; Casings; Covers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00Details of electromagnetic relays
    • H01H50/54Contact arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00Details of electromagnetic relays
    • H01H50/54Contact arrangements
    • H01H50/56Contact spring sets
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/44Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet
    • H01H9/443Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet using permanent magnets
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00Details of electromagnetic relays
    • H01H50/02Bases; Casings; Covers
    • H01H2050/028Means to improve the overall withstanding voltage, e.g. creepage distances
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00Details of electromagnetic relays
    • H01H50/02Bases; Casings; Covers
    • H01H50/026Details concerning isolation between driving and switching circuit
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00Details of electromagnetic relays
    • H01H50/16Magnetic circuit arrangements
    • H01H50/18Movable parts of magnetic circuits, e.g. armature
    • H01H50/24Parts rotatable or rockable outside coil
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00Details of electromagnetic relays
    • H01H50/16Magnetic circuit arrangements
    • H01H50/36Stationary parts of magnetic circuit, e.g. yoke
    • H01H50/42Auxiliary magnetic circuits, e.g. for maintaining armature in, or returning armature to, position of rest, for damping or accelerating movement
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00Details of electromagnetic relays
    • H01H50/64Driving arrangements between movable part of magnetic circuit and contact
    • H01H50/643Driving arrangements between movable part of magnetic circuit and contact intermediate part performing a rotating or pivoting movement
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/46Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using arcing horns

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
  • Contacts (AREA)
  • Electromagnets (AREA)

Abstract

提供一种具有改善的切断能力的电磁继电器,其能够稳定地切断电弧。电磁继电器(1)包括固定触点保持体(12)、可动触点保持体(14)、电磁体装置(A10)和磁体(17、18)。固定触点保持体(12)沿预定方向延伸,并且设置有固定触点(11)。可动触点保持体(14)沿预定方向延伸,并且设置有可动触点(13)。磁体(17、18)沿垂直于固定触点(11)和可动触点(13)的打开/关闭方向的方向配置。固定触点(11)和可动触点(13)之间产生的电弧被拉伸的拉伸空间(E1)在预定方向上设置成超出固定触点保持体(12)和可动触点保持体(14)各自的末端。此外,拉伸空间(E1)设置成分别面向固定触点保持体(12)的表面(12b)和可动触点保持体(14)的表面(14b)。

Description

电磁继电器
技术领域
本发明一般涉及电磁继电器,更详细地涉及能够切断高压直流电的电磁继电器。
背景技术
本领域中已知能够切断高压直流电的电磁继电器(例如,参见专利文献1)。专利文献1中记载的电磁继电器被设计成通过沿着触点弹簧的宽度方向(即,相对于触点弹簧横向地)拉伸电弧来消除在固定触点和可动触点之间产生的电弧。
根据专利文献1,在固定触点和可动触点之间产生的电弧沿着触点弹簧的宽度方向横向拉伸。此时,沿着触点弹簧的宽度方向拉伸电弧需要在触点弹簧的沿其宽度方向的端部与壳体之间的间隙中设置电弧路径空间。然而,当这种电磁继电器用于高电压的直流回路时,有时电弧不能稳定地切断,因此可能影响电磁继电器的动作稳定性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-142195号公报
发明内容
鉴于上述背景,因此本发明的目的是提供一种电磁继电器,其具有改善的以良好的稳定性切断电弧的能力。
根据本发明的一个方面的电磁继电器包括固定触点保持体、可动触点保持体、电磁体装置和磁体。所述固定触点保持体沿预定方向延伸并在其端部处设置有固定触点。所述可动触点保持体也沿所述预定方向延伸,配置成面向所述固定触点保持体,并且在其端部处设置有可动触点。所述可动触点保持体在所述可动触点与所述固定触点接触的关闭位置和所述可动触点与所述固定触点离开的打开位置之间移动。电磁体装置以使得所述可动触点在所述关闭位置和所述打开位置之间来回移动的方式使所述可动触点保持体移位。磁体配置成垂直于所述固定触点和所述可动触点的打开/关闭方向。拉伸空间在所述预定方向上设置成超出所述固定触点保持体和所述可动触点保持体各自的末端。所述拉伸空间设置成面向所述固定触点保持体的在所述固定触点保持体的厚度方向上的两个表面中的一个表面。所述固定触点保持体的所述一个表面定位成与所述固定触点保持体的另一个表面相反,其中所述固定触点和所述可动触点在该另一个表面处彼此接触。所述拉伸空间也设置成面向所述可动触点保持体的在所述可动触点保持体的厚度方向上的两个表面中的一个表面。所述可动触点保持体的所述一个表面定位成与所述可动触点保持体的另一个表面相反,其中所述固定触点和所述可动触点在该另一个表面处彼此接触。所述拉伸空间是如下的空间:所述固定触点和所述可动触点之间产生的电弧在该空间中被拉伸。
本发明提供一种电磁继电器,其具有改善的以良好的稳定性切断电弧的能力。
附图说明
图1是根据本发明的实施方式的电磁继电器的截面图。
图2的(A)是如上电磁继电器的一部分的立体图。图2的(B)是在平面中观察时的如上电磁继电器的一部分的截面图。
图3的(A)是示出如上电磁继电器的一部分中的触点装置的ON状态的截面图。图3的(B)是示出如上电磁继电器的该部分中的触点装置的OFF状态的截面图。
图4是如上电磁继电器的分解立体图。
图5示出了用于如上电磁继电器的示例性连接方案。
图6的(A)至图6的(D)示出了形成固定触点的各个处理步骤。
图7示出了如上电磁继电器的一部分,以说明作用于电弧的洛伦兹力。
图8的(A)是示出如上电磁继电器的一部分中的衔铁、插件和内壁的组装结构的平面图。图8的(B)是从第三轴线方向观察的如上组装结构的正视图。图8的(C)是从右侧观察的如上组装结构的侧视图。图8的(D)是如上组装结构的立体图。
具体实施方式
注意,下面将说明的实施方式及其变型仅是本发明的示例,不应被解释为限制。而且,在不脱离本发明的真实精神和范围的情况下,取决于设计选择或任意其它因素,可以以各种方式容易地变更这些实施方式和变型。
(实施方式)
将参考图1至图8的(D)说明根据示例性实施方式的电磁继电器1。
在下面的说明中,可动触点13和固定触点11彼此面对的方向将在下文中称为“左右方向”。从固定触点保持体12的端部122指向固定触点11的方向将在下文中称为“向上方向”,从固定触点11指向端部122的方向在下文中将被称为“向下方向”。
在下面的说明中,上下方向在下文中也将被称为“第一轴线方向”,左右方向在下文中也将被称为“第二轴线方向”,垂直于第一轴线方向和第二轴线方向两者的方向在下文中也将被称为“第三轴线方向”。
注意,即使在图1和图4中示出了指示这些方向(即,向上、向下、向左和向右方向)的箭头,这些箭头也仅作为说明的辅助而示出,而且不是实体性的。还应注意,这些方向并不规定应如何使用根据该实施方式的电磁继电器1。
<实施方式的整体构造>
如图1至图4所示,电磁继电器1包括设置有固定触点11的固定触点保持体12、设置有可动触点13的可动触点保持体14、第一端子板15、第二端子板16、线圈20、衔铁60和插件(card)80。
可动触点13在可动触点13与固定触点11接触的关闭位置和可动触点13与固定触点11离开的打开位置之间来回移动(参见图3的(A)和图3的(B))。可动触点保持体14在其一个方向(例如,在该示例中为向上方向)上的一个端部141(下文中简称为“上端部”)处设置有可动触点13。固定触点保持体12在其上端部121处设置有固定触点11。可动触点保持体14围绕作为支点的其向下方向上的端部142(下文中简称为“下端部”)弹性变形,从而允许可动触点13在关闭位置和打开位置之间来回移动。当可动触点13位于打开位置时,固定触点11和可动触点13之间的间隙距离(触点间隙)可以在例如从0.5mm至1.0mm的范围内。注意,该数值仅是示例,不应被解释为限制。
当线圈20通电时,在衔铁60和铁芯40(稍后说明)之间以及衔铁60和磁轭50(稍后说明)之间产生电磁力。该电磁力使衔铁60移位。插件80设置在衔铁60和可动触点保持体14之间,并在衔铁60移位时使可动触点保持体14连动地移位。
第一端子板15和固定触点保持体12的下端部122通过将为第一端子板15设置的第一凸部(销钉)嵌合到贯通固定触点保持体12的孔中以及将第一端子板15和固定触点保持体12铆接(caulk)固定在一起而电连接在一起。第一端子板15电连接到直流电源2(下文中简称为“电源2”)的负极。
第二端子板16和可动触点保持体14的下端部142通过将为第二端子板16设置的第二凸部(销钉)嵌合到贯通可动触点保持体14的孔中以及将第二端子板16和可动触点保持体14铆接固定在一起而电连接在一起。第二端子板16电连接到直流电源2的正极。
将详细说明根据该实施方式的电磁继电器1。
使用根据该实施方式的电磁继电器1作为用于切断具有250V至1000V的直流电压的1A至30A的直流电流的装置。注意,这些数值仅是示例,不应被解释为限制。在该实施方式中,如图5所示,电磁继电器1应该被用于例如使得触点装置A1(稍后说明)被插入并连接到从电源2向负荷3(诸如逆变器回路或DC-DC转换器回路)供给直流电力的路径。这允许根据该实施方式的电磁继电器1通过打开和关闭(即,通过切换ON状态和OFF状态)触点装置A1来供给或切断从电源2到负荷3的直流电力。
电源2可以是例如产生电压的装置,其示例包括发电装置(诸如太阳能电池)或蓄电池(诸如锂离子电池)。
如本文所使用的,如果第一端子部151(第一端子板15)和第二端子部161(第二端子板16)中的一者在从电源2向电磁继电器1供给直流电力时具有比另一者高的电压,则该一个端子部应该电连接到电源2的正极,而另一个端子部应该电连接到电源2的负极。
根据该实施方式的电磁继电器1被实施为双线圈闭锁继电器(double coillatching relay),其是一种铰接式继电器。如图1和图4所示,根据该实施方式的电磁继电器1包括触点装置A1、电磁体装置A10、壳体C1和插件80。
<触点装置A1的说明>
如图4所示,触点装置A1包括设置有固定触点11的固定触点保持体12、设置有可动触点13的可动触点保持体14、第一端子板15、第二端子板16和磁体17、18。在图1中,省略了磁体18的图示。
第一端子板15和第二端子板16由导电材料(诸如铜合金)制成并且具有平板形状,其厚度方向定义为左右方向(对应于第二轴线方向)。
第一端子板15的平板部分的长度方向定义为沿着第三轴线方向,并且设置有沿其厚度方向(即,左右方向)隆起的第一凸部。沿着第一端子板的长度方向(沿第三轴线方向)并排配置作为第一凸部的两个凸部。通过将一对第一凸部嵌合到贯通固定触点保持体12的第一固定孔中以及将固定触点保持体12和第一端子板15铆接在一起而将固定触点保持体12固定于第一端子板15。
第二端子板16的平板部分的长度方向定义为沿着第三轴线方向,并且设置有沿其厚度方向(即,左右方向)隆起的第二凸部。沿着第二端子板的长度方向(沿第三轴线方向)并排配置作为第二凸部的两个凸部。通过将一对第二凸部嵌合到贯通可动触点保持体14的第二固定孔中以及将可动触点保持体14和第二端子板16铆接在一起而将可动触点保持体14固定于第二端子板16。
第一端子板15包括第一端子部151,第二端子板16包括第二端子部161。第一端子部151从第一端子板15的下端部向下突出。第二端子部161从第二端子板16的下端部向下突出。第一端子部151电连接到与电源2连接的电路。第二端子部161电连接到与负荷3连接的电路。具体地,第一端子部151电连接到电源2的负极,第二端子部161经由负荷3电连接到电源2的正极(参见图5)。
固定触点保持体12由导电材料制成。固定触点保持体12可以形成为T字板状。固定触点保持体12形成为使得其端部122在第三轴线方向上测量的尺寸大于其端部121的尺寸。端部121形成为从端部122的第三轴线方向上的中央部向上直线状延伸(参见图6的(C))。在该实施方式中,固定触点保持体12的端部122固定于第一端子板15,以便固定触点保持体12从第一端子板15沿预定方向(例如,在该实施方式中向上)延伸。将板状带触点200接合到固定触点保持体12的端部121允许设置固定触点11。稍后将说明如何将固定触点11接合到固定触点保持体12。
固定触点保持体12的端部122(下端)具有贯穿其厚度方向(即,左右方向)的一对第一固定孔。固定触点保持体12的端部122固定于第一端子板15。具体地,通过将第一端子板15的一对第一凸部嵌合到固定触点保持体12的一对第一固定孔中以及将第一端子板15和固定触点保持体12铆接在一起而使固定触点保持体12固定于第一端子板15(参见例如图1。图1中省略了第一固定孔的图示)。
可动触点保持体14由导电材料制成。可动触点保持体14可以形成为T字板状。可动触点保持体14形成为使得其端部142在第三轴线方向上测量的尺寸大于其端部141在第三轴线方向上测量的尺寸。端部141形成为从端部142的第三轴线方向上的中央部向上直线状延伸。在该实施方式中,可动触点保持体14的端部142固定于第二端子板16,以便可动触点保持体14从第二端子板16沿预定方向(例如,在该实施方式中向上)延伸。可动触点保持体14的端部141具有安装孔,可动触点13安装到该安装孔。当沿着可动触点13的厚度方向(即,左右方向)观察时,可动触点13具有圆盘形状。可动触点13形成为越接近固定触点直径就越小的形状。可动触点13的与接触固定触点11的一个表面相反的另一个表面(即,可动触点13的背面)设置有突出轴。可动触点13的轴插入可动触点保持体14的安装孔中。通过将轴与可动触点保持体14铆接在一起而将可动触点13固定于可动触点保持体14。
可动触点保持体14的端部142(下端)具有贯穿其厚度方向(即,左右方向)的一对第二固定孔。可动触点保持体14的端部142固定于第二端子板16。具体地,通过将第二端子板16的一对第二凸部嵌合到可动触点保持体14的一对第二固定孔中以及将第二端子板16和可动触点保持体14铆接在一起而将可动触点保持体14固定于第二端子板16(参见例如图1。图1中省略了第二固定孔的图示)。
可动触点保持体14和固定触点保持体12配置成彼此面对,在它们之间留有左右方向上的间隙。因此,可动触点保持体14的可动触点13在左右方向上面对固定触点保持体12的固定触点11。
伴随着电磁体装置A10的动作,可动触点保持体14围绕其作为支点的端部142(下端)弹性变形,其中端部142与端部141(上端)相反。此时,可动触点保持体14的端部141(即自由端)沿左右方向移位,以使可动触点13在关闭位置和打开位置之间来回移动。如本文所使用的,“关闭位置”指的是可动触点13与固定触点11接触的位置(参见图3的(A))。另一方面,打开位置是可动触点13与固定触点11离开的位置(参见图3的(B))。
当可动触点13处于关闭位置时(即,当触点装置A1处于ON状态时),第一端子板15和第二端子板16经由可动触点保持体14和固定触点保持体12彼此短路。因此,当触点装置A1处于ON状态时,第一端子板15和第二端子板16彼此电导通,因此,从电源2向负荷3供给直流电力。另一方面,当可动触点13处于打开位置时(即,当触点装置A1处于OFF状态时),第一端子板15和第二端子板16彼此间的电导通被断开,因此,不从电源2向负荷3供给直流电力。
在该实施方式中,可动触点保持体14的厚度(即,沿左右方向测量的尺寸)设定为薄到足以允许可动触点保持体14围绕其作为支点的端部142弹性变形的程度的值。可动触点保持体14可以具有例如80μm至150μm的厚度。注意,该数值仅为示例而不应被解释为限制。
在该实施方式中,第一端子板15的厚度(即,沿左右方向测量的尺寸)大于固定触点保持体12的厚度,并且第二端子板16的厚度(即,沿左右方向测量的尺寸)大于可动触点保持体14的厚度。另外,固定触点保持体12的厚度大于可动触点保持体14的厚度。第一端子板15和第二端子板16制造成分别比固定触点保持体12和可动触点保持体14厚,使得这些部分具有减小的电阻和增加的通电容量。另外,固定触点保持体12制造成比可动触点保持体14厚使得该部分具有减小的电阻和增加的通电容量。
如上所述,固定触点保持体12形成为T字形,其端部122在第三轴线方向上测量的尺寸大于其端部121的尺寸。这增加了固定触点保持体12和第一端子板15之间的接触面积,从而减小了接触部分中的电阻并增加了通电容量。另外,增加在端部122的第三轴线方向上测量的尺寸允许一对第一固定孔之间的间隔变宽,从而增加固定触点保持体12固定于第一端子板15时的稳定度。
如上所述,可动触点保持体14形成为T字形,其端部142在第三轴线方向上测量的尺寸大于其端部141的尺寸。这增加了可动触点保持体14和第二端子板16之间的接触面积,从而减小了接触部分中的电阻并增加了通电容量。另外,增加在端部142的第三轴线方向上测量的尺寸允许一对第二固定孔之间的间隔变宽,从而增加当可动触点保持体14固定于第二端子板16时的稳定度。
磁体17和18是永磁体。磁体17和18配置在垂直于连接固定触点11和可动触点13的关闭位置和打开位置的方向(即,打开/关闭方向)的方向上。具体地,磁体17和18配置成彼此面对,其中可动触点保持体14和固定触点保持体12在第三轴线方向上介于磁体17和18之间,使得向上(沿预定方向)的洛伦兹力F1作用于固定触点11和可动触点13之间产生的电弧。更具体地,磁体17和18配置成使得磁体17的第三轴线方向上的两个表面中的面对磁体18的一个表面17a具有的极性不同于磁体18的第三轴线方向上的两个表面中的面对磁体17的一个表面18a的极性。在该实施方式中,固定触点11电连接到图5所示的电气回路中的直流电源2的负极,并且可动触点13电连接到电源2的正极。磁体17的表面17a具有S极,而另一磁体18的面对磁体17的表面17a的表面18a具有N极。磁通密度B1表示由磁体17和18产生的磁通密度。如果固定触点11和可动触点13之间产生的电弧电流I1的方向为从可动触点13流向固定触点11,则作用于电流I1的洛伦兹力F1变为具有向上方向(即,预定方向)(参见图2的(B))。
注意,确定磁体17和18的极性,使得在可动触点13和固定触点11之间的空间中,洛伦兹力F1的矢量与电流I1的矢量的外积F1×I1的方向和磁通密度B1的方向一致。也就是说,磁体17的表面17a设置为S极,并且磁体18的表面18a设置为N极,使得如果固定触点11是电源2的负极侧并且可动触点13是电源2的正极侧,则洛伦兹力F1向上施加。此外,换句话说,确定磁体17和18的极性,使得在假设矢量A表示预定方向(向上方向)、矢量B表示从连接到正极侧的触点指向连接到负极侧的触点的方向的情况下,触点之间的磁通密度的方向与A×B的方向一致,其中A×B表示矢量A和B的外积。
此外,如图1、图3的(A)和图3的(B)所示,各个构件配置成使得当从磁体18(即,沿第三轴线方向)观察磁体17时,固定触点11、可动触点13、固定触点保持体12的端部121以及可动触点保持体14的端部141与磁体17的表面17a重叠。另外,各个构件配置成使得当从磁体18(即,沿第三轴线方向)观察磁体17时磁体18的表面18a与磁体17的表面17a对齐。
<电磁体装置A10的说明>
如图1和图2的(A)所示,电磁体装置A10包括线圈20、线轴30、铁芯40、磁轭50、衔铁60、铰链弹簧70和磁体90。铁芯40、磁轭50和衔铁60全部由磁性材料(诸如电磁软铁等)制成。图2的(A)是移除了盖C11(稍后说明)的电磁继电器1的立体图。
线圈20通过围绕线轴30的外周面缠绕电线(诸如铜线)而形成。线圈20由第一绕组和第二绕组构成,其中第一绕组通过围绕线轴30的外周面顺时针(当从线圈20上方观察时)缠绕电线而形成,第二绕组通过围绕线轴30的外周面逆时针(当从线圈20上方观察时)缠绕电线而形成。如图2的(A)所示,线圈20还包括三个线圈端子21、22和23。第一绕组的一端电连接到线圈端子21,其另一端电连接到线圈端子22。第二绕组的一端电连接到线圈端子23,其另一端电连接到线圈端子22。
在线圈端子21和22之间施加电压且线圈端子22处的电压设定在较低电位(例如,0伏)使得线圈20经由线圈端子21和22向第一绕组供给电流,从而产生向下的磁通量。另外,在线圈端子23和22之间施加电压且线圈端子22处的电压设定在较低电位(例如,0伏)使得线圈20经由线圈端子23和22向第二绕组供给电流,从而产生向上的磁通量。
线轴30由诸如合成树脂材料的具有电绝缘特性的材料制成,并且形成为圆筒状。线轴30配置成使得其轴向与上下方向对齐。
铁芯40形成为在上下方向上长的圆柱状。铁芯40插入到线轴30的中空部31中,铁芯40的长度方向上的两端(即,上下方向上的两端)暴露在线轴30之外。铁芯40的长度方向上的第一端部(上端)具有大于其中间部的直径,并且面向衔铁60。在下面的说明中,铁芯40的第一端部将在下文中被称为“铁芯吸引部41”。另一方面,铁芯40的长度方向上的第二端部(下端)插入贯通磁轭50的第一板53(稍后说明)的插入孔55中。
磁轭50由第一磁轭51和第二磁轭52构成。磁轭50与铁芯40、衔铁60和磁体90一起形成用于当线圈20通电时产生的磁通量通过的磁路。第一磁轭51通过使在上下方向上长的矩形板的中间部向左折曲而形成为具有L字形截面。第一磁轭51包括第一板53和第二板54。第一板53和第二板54都形成为矩形板状。为线圈20的沿着轴向(上下方向)的一端(即,下端)设置第一板53。第一板53具有贯穿其厚度方向(上下方向)的插入孔55。铁芯40的第二端部插入插入孔55中并铆接到插入孔55。第二板54设置在线圈20的右侧。第二磁轭52设置在线圈20和第一磁轭51的第二板54之间。
衔铁60通过使在左右方向上长的矩形板的中间部63向下折曲而形成为具有L字形截面。在衔铁60的中间部63处的折曲部的内侧角64与第一磁轭51的右上角56接触(参见图1)。衔铁60包括第一板61和第二板62。第一板61和第二板62都形成为矩形板状。如图1所示(也参见图8的(B)),衔铁60的第一板61的末端抵靠插件80。第一板61面向形成第一磁轭51的一部分的磁轭吸引部57,铰链弹簧70的下部71介于第一板61和磁轭吸引部57之间。也就是说,铰链弹簧70的下部71配置在第一板61和磁轭吸引部57之间。第二板62面对形成铁芯40的一部分的铁芯吸引部41。
衔铁60被构造成围绕其作为支点的折曲部的内侧角64在第一位置和第二位置之间转动,其中,在第一位置处第二板62与铁芯40的铁芯吸引部41接触,在第二位置处第二板62与铁芯40的铁芯吸引部41离开。衔铁60的第二板62通过线圈20通电时产生的电磁力相对于铁芯40的铁芯吸引部41被吸引或被释放。当衔铁60处于第一位置时,第一板61与铰链弹簧70的下部71离开。此外,当衔铁60处于第一位置时,衔铁60的第一板61向右移位。插件80与衔铁60连动,从而经由插件80使可动触点保持体14向右弹性变形。另一方面,当衔铁60处于第二位置时,第一板61与铰链弹簧70的下部71接触。此外,当衔铁60处于第二位置时,衔铁60的第一板61向左移动,从而当沿图3的(B)所示的第三轴线方向观察时可动触点保持体14呈直线形状。
铰链弹簧70通过使其上方的末端向左折曲而形成为具有L字形截面。铰链弹簧70和磁轭50以如下方式保持衔铁60:允许衔铁60围绕其作为支点的折曲部的内侧角64在第一位置和第二位置之间转动。衔铁60的折曲部的内侧角64与第一磁轭51的右上角56接触(参见图1)。
磁体90夹在第一磁轭51和第二磁轭52之间。磁体90的面向第二磁轭52的表面(即,左表面)为S极并且磁体90的面向第一磁轭51的表面(即右表面)为N极。磁体90在磁轭50、衔铁60、铁芯40的内部、以及在衔铁60的第一板61和磁轭50的磁轭吸引部57之间、以及在衔铁60的第二板62和铁芯40的铁芯吸引部41之间产生磁通量。磁体90在第一板61和磁轭吸引部57之间产生的磁通量从第一板61朝向磁轭吸引部57定向(即向左)。磁体90在第二板62和铁芯吸引部41之间产生的磁通量从第二板62朝向铁芯吸引部41定向(即,向下)。这些磁通量用于在第一板61和磁轭吸引部57之间以及第二板62和铁芯吸引部41之间产生电磁力(吸引力)。即使没有电流流过线圈20,这些电磁力也使触点装置A1保持ON状态或OFF状态,从而实现了闭锁继电器。
<插件80的说明>
插件80设置在衔铁60和可动触点保持体14之间,以在衔铁60移位时使可动触点保持体14连动地移位。例如,插件80可以由电绝缘的合成树脂制成。插件80在中间部包括朝向可动触点保持体14向右突出的第一接触部83和朝向衔铁60向左突出的第二接触部84。第一接触部83的末端与形成可动触点保持体14的一部分的保持体接触部143接触。第二接触部84与衔铁60的第一板61接触。当衔铁60在第一位置和第二位置之间转动时,插件80可以围绕其作为支点的下端部82转动。
在该实施方式中,当衔铁60从第二位置转动到第一位置时,插件80围绕作为支点的端部82顺时针转动。该转动使第一接触部83向右移动,从而使可动触点保持体14的保持体接触部143也向右移动。结果,可动触点保持体14如图3的(A)所示地向右弹性变形,从而使可动触点13与固定触点11接触。
另一方面,当衔铁60从第一位置转动到第二位置时,插件80围绕作为支点的端部82逆时针转动。该转动使第一接触部83向左移动,从而使可动触点保持体14的保持体接触部143也向左移动。结果,可动触点保持体14如图3的(B)所示地呈直线状,从而使可动触点13与固定触点11离开。
<壳体C1的说明>
壳体C1可以由诸如合成树脂的具有电绝缘特性的材料制成。例如,壳体C1可以通过用热固性树脂粘接剂等将盖C11和基底C12结合而形成。壳体C1收纳触点装置A1、电磁体装置A10和插件80。如图1所示,触点装置A1的第一端子板15的第一端子部151和第二端子板16的第二端子部161在基底C12的下表面露出到外部。另外,如图1所示,电磁体装置A10的线圈端子21、22和23各自的一部分在线轴30的下表面露出到外部。
盖C11具有内壁C21-C23(参见图2的(B))。基底C12还具有内壁C25(参见图1和图2的(A))。在图1中,省略了内壁C22和C23的图示。插入孔C24设置在内壁C21和C25之间。插件80的第一接触部83插入插入孔C24中(见图8的(A)、图8的(C)和图8的(D))。因此,插件80的转动允许第一接触部83在左右方向上移动。
将盖C11和基底C12接合在一起使得内壁C21至C23和C25以及盖C11形成空间D1和D2。空间D1是用于收纳固定触点11、固定触点保持体12、可动触点13和可动触点保持体14的空间。空间D2是用于收纳电磁体装置A10的空间。通过由内壁C21和C25分隔来限定这些空间D1和D2。另外,用于收纳磁体17的另一个空间D3由内壁C21和C22以及盖C11的外壁形成,用于收纳磁体18的另一个空间D4由内壁C21和C23以及盖C11的外壁形成。
空间D1中的拉伸空间E1是电弧被拉伸的空间。拉伸空间E1包括在关闭位置和打开位置之间来回移动的固定触点11与可动触点13之间的空间。拉伸空间E1还包括与固定触点保持体12的厚度方向(左右方向)上的两个表面12a和12b中的另一表面12b接触的空间,其中该另一表面12b与固定触点11和可动触点13彼此接触的表面12a相反。拉伸空间E1还包括与可动触点保持体14的厚度方向(左右方向)上的两个表面14a和14b中的另一表面14b接触的空间,其中该另一表面14b与固定触点11和可动触点13彼此接触的表面14a相反。拉伸空间E1还包括在上下方向上超出固定触点保持体12和可动触点保持体14各自的末端的空间。在拉伸空间E1中,空间的面向表面14b的下端由从插件80的中间部向右突出的第一接触部83限定。在拉伸空间E1中,空间的面向表面12b的下端由基底C12限定。设置这些空间允许通过洛伦兹力F1的作用而拉伸的电弧到达固定触点保持体12的表面12b和可动触点保持体14的表面14b。已到达固定触点保持体12的表面12b和可动触点保持体14的表面14b的电弧可以延伸(或拉伸)穿过拉伸空间E1的下端。也就是说,拉伸空间E1(在该空间中通过洛伦兹力F1的作用拉伸电弧)设置成面向固定触点保持体12的表面12b和可动触点保持体14的表面14b。这确保了距离足够长以延长电弧,从而改善切断能力。注意,如果要切断的电流或电压不明显,则可以在到达拉伸空间E1的下端之前切断电弧。即使在这种情况下,当电弧被拉伸时宽大的拉伸空间E1也减小了限定拉伸空间E并干扰气流的壁部的影响。这允许以良好的稳定性有效地切断电弧。
<带触点200的说明>
接下来,将参照图6的(A)至图6的(D)说明将带触点200接合到固定触点保持体12以形成固定触点11的处理步骤。
带触点200由三层组成,即第一层201、第二层202和第三层203。第一层201是最上位层并且由银合金制成。第二层202是中间层并且由铜合金制成。第三层203是最下位层并且由钎焊材料制成。第一层201的厚度几乎等于第二层202的厚度,并且可以落入例如从200μm至300μm的范围内。第三层203比任何其它层薄得多,并且可以是第一层201的厚度的约二十分之一。注意,这些数值仅为示例而不应被解释为限制。
带触点200的包括两个端部中的一者的部位210的第三层203置于固定触点保持体12的端部121处的表面12a。然后,施加到此处的热导致第三层203的钎焊材料熔化,从而将包括带触点200的一个端部的部位210接合到固定触点保持体12的表面12a(参见图6的(A)和图6的(B))。然后,带触点200围绕作为支点的带触点200的与固定触点保持体12的末端接触的部位212弯曲,以使部位211的第三层203与固定触点保持体12的端部121处的表面12b接触(参见图6的(C)和图6的(D))。结果,形成固定触点11。如图1和图6的(D)所示,固定触点11包括接合到表面12a的第一触点部11a、围绕作为支点的部位212弯曲的弯曲部11b、以及与表面12b接触的第二触点部11c。也就是说,在固定触点11中,第一触点部11a和第二触点部11c经由弯曲部11b彼此连续。在这种情况下,当触点装置A1处于ON状态时,第一触点部11a与可动触点13接触。
使用钎焊材料将带触点200接合到固定触点保持体12。带触点200的第二层202和固定触点保持体12的表面12a以使它们的间隙填充有熔融钎焊材料的方式接合在一起。这允许带触点200的第二层202和固定触点保持体12的表面12a在宽大的平面区域中接合在一起,从而增加了接合强度。这在带触点200围绕作为支点的部位212弯曲时防止了带触点200脱层(delaminate)。
固定触点11从第一触点部11a(特别是与可动触点13接触的接触部位5)到弯曲部11b的上端(末端)连续,并因此在预定方向(即,该实施方式中的向上方向)上具有平滑的形状。如本文所使用的,“在预定方向上平滑”是指相对于固定触点11(第一触点部11a)的表面绘制的切线从接触部位5到弯曲部11的末端具有连续变化的梯度的情况。当固定触点11具有这样的平滑形状时,相对于连接接触部位5和弯曲部11b的末端的表面的曲线绘制的切线在固定触点11的覆盖接触部位5并垂直于第三轴线方向的截面上具有连续变化的梯度。
换句话说,如果固定触点11在预定方向上是平滑的,则意味着至少弯曲部11b的末端在第一触点部11a和弯曲部11b的沿上下方向截取的平面中具有弯曲截面。
在已知的电磁继电器中,固定触点由其固定触点保持体铆接并固定于其固定触点保持体。在这种结构中,当电弧沿着固定触点保持体的厚度方向从两个表面中的一个表面行进到另一个表面时,存在沿着其行进路径的两个构件,即固定触点和固定触点保持体,并且在固定触点的边缘和固定触点保持体的边缘之间存在间隙。因此,电弧移动时电弧的端点可以在固定触点的边缘和固定触点保持体之间的间隙处停止。
相反,根据该实施方式,固定触点11经由弯曲部11b沿着固定触点保持体12的厚度方向从两个表面中的一个表面12a到另一个表面12b连续而没有间隙。这降低了电弧移动时电弧的端点停止移动的可能性。另外,固定触点11在从第一触点部11a到弯曲部11b的上端(末端)的预定方向(即,向上方向)上具有平滑的形状,从而允许电弧平滑地移动。
<电磁继电器1的动作的说明>
接下来,将参考图3的(A)和图3的(B)说明根据该实施方式的电磁继电器1如何动作。在下面的说明中,当触点装置A1处于OFF状态时可动触点保持体14的状态在下文中将被称为“原始状态”。
当触点装置A1处于OFF状态时,线圈20的第一绕组通电使线圈20产生磁通量。在这种情况下,磁通量具有向下的取向,从而增加了衔铁60的第二板62和铁芯40的铁芯吸引部41之间的向下磁通量的强度。结果,第二板62和铁芯吸引部41以强吸引力相互吸引。这使得衔铁60逆时针转动以从第二位置移动到第一位置。随着衔铁60向第一位置移动,衔铁60的第一板61和插件80的第二接触部84向右移动。此时,插件80围绕其作为支点的下端部82顺时针转动。这使得插件80的第一接触部83和可动触点保持体14的保持体接触部143也向右移动。结果,可动触点保持体14围绕作为支点的端部142(下端)向右弹性变形,从而将可动触点13移动到可动触点13与固定触点11接触的关闭位置(参见图3的(A))。这使触点装置A1处于ON状态,从而使第一端子板15和第二端子板16能够彼此电导通。
即使在线圈20的第一绕组断电时,设置磁体90也允许触点装置A1通过磁体90的磁力保持ON状态。
接下来,当触点装置A1处于ON状态时,线圈20的第二绕组通电使线圈20产生磁通量。在这种情况下,磁通量具有向上的取向,从而增加了衔铁60的第一板61和磁轭50的磁轭吸引部57之间的向左磁通量的强度。结果,第一板61和磁轭吸引部57以强吸引力相互吸引。这使得衔铁60顺时针转动以从第一位置移动到第二位置。随着衔铁60向第二位置移动,衔铁60的第一板61和插件80的第二接触部84向左移动。此时,插件80围绕其作为支点的下端部82逆时针转动。这使得插件80的第一接触部83和可动触点保持体14的保持体接触部143也向左移动。结果,可动触点保持体14从向右弹性变形的状态转变为“原始状态”,从而将可动触点13移动到可动触点13与固定触点11离开的打开位置(参见图3的(B))。这使触点装置A1处于OFF状态,从而使第一端子板15和第二端子板16彼此断开连接并且彼此不电导通。
注意,即使当线圈20的第二绕组断电时,磁体90的磁力也使触点装置A1保持处于OFF状态。
<切断能力和电气耐久性的说明>
当触点装置A1从ON状态变为OFF状态时,在固定触点11和可动触点13之间(即,在图3的(A)所示的接触部位5处)产生电弧。根据该实施方式的触点装置A1能够通过显著延长电弧的长度来切断电弧。因此,即使在固定触点11和可动触点13之间施加高电压或有大电流流动时,触点装置A1仍然能够切断触点之间产生的电弧以使触点装置A1从ON状态变为OFF状态。也就是说,这改善了电磁继电器1的切断能力。
在该实施方式中,触点之间产生的电弧在如图1所示通过洛伦兹力F1的作用被向上拉伸的同时从产生电弧的位置向上移动。电弧的一端到达弯曲部11b的末端(上端),然后朝向表面12b移动。电弧的另一端到达可动触点保持体14的末端(上端),然后朝向表面14b移动。以这种方式,产生的电弧例如如图1所示从电弧6移动并依次转变为电弧6a、6b和6c。当电弧变成图1所示的电弧6b的状态时,洛伦兹力沿图7中的箭头F2至F10指示的方向作用于电弧的各个部分。结果,电弧朝向包围拉伸空间E1的壁甚至更显著地进一步拉伸,从而变成图1所示的电弧6c。从前面的说明中能够看出,根据本实施方式的方法,产生的电弧通过移动经过覆盖可动触点保持体14左侧的区域和固定触点保持体12右侧的区域的宽大的拉伸空间E1而被拉伸,从而将电弧长度充分地延长到容易切断电弧的点。
人们相信通过电子的从阴极朝向阳极的热场发射而产生电弧。如果在电弧的端点移动的情况中触点和保持触点的保持体之间留有间隙,则间隙显著增加了使电弧的端点移动停止的可能性。例如,如果通过将触点和保持体铆接在一起而将触点固定到其保持体上,则在触点的边缘和保持体之间留下窄间隙。因此,该间隙显著增加了干扰并最终使电弧端点移动停止的可能性。特别是当间隙存在于电弧的靠近阴极的一个端点处(即,在电子发射端)时,间隙使电弧端点的移动停止的可能性高。电弧端点的移动在阴极端间隙处停止的可能性高的原因应该是因为间隙降低了导热率。具体地,如果电弧的阴极端部分的端点存在于触点的边缘,则热量不容易传导到与边缘相邻的触点保持体,从而增加了触点保持体停止新近的热电子发射的可能性。这显著增加了电弧的阴极端部分的端点停在触点的边缘处而不向触点保持体移动的可能性。另一方面,电弧的靠近阳极的另一端是电子接收端并且不断地移动,因此,不需要考虑热量对该端周围的区域的传导。因此,在电弧的阳极端部分的另一端,即使在触点的边缘及其触点保持体之间存在间隙也几乎不会阻止电弧的端点的移动。如果在电弧的两端中的至少一端处停止电弧的移动,则电弧的长度不能充分延长。因此,当在触点之间施加高电压或有大电流流动时,触点之间产生的电弧不能被切断,从而使得不能将触点装置从ON状态变为OFF状态。
此外,电弧的阴极端部分的端点在触点边缘处的移动的停止增加了电弧短路(shorting)的可能性。如本文所使用的,电弧的“短路”是指已经使其长度延长一次的电弧再次具有较短的长度的现象。当发生电弧短路时,切断电弧需要较长的时间,从而更显著地消耗触点并且使电磁继电器的电气耐久性(即,由触点开闭次数表示的触点寿命)劣化。由于以下原因,电弧的阴极端部分的端点在触点边缘处的移动的停止会增加产生这种电弧短路的可能性。具体地,如果电弧的阴极端部分的端点停留在触点的边缘处,则从触点附近的电弧的阴极产生的金属蒸汽的浓度变高。具有金属蒸汽的空间会使电弧比不具有金属蒸汽的空间更容易导电。由于这些原因,当电弧在靠近阴极的端点处停止时,金属蒸汽在触点附近的浓度变高,从而增加了电弧在触点之间短路的可能性。
相反,根据该实施方式,电连接到电源2的负极的固定触点11是带触点,其在电弧的移动方向上从与可动触点13接触的接触部位5到弯曲部11b的末端(上端)具有平滑形状。也就是说,在电弧的移动方向上(即,在向上的方向上),固定触点11和固定触点保持体12之间不存在间隙。这减少了通过弯曲部11b的末端使电弧的阴极端部分停止移动的可能性。另外,固定触点11的另一部分也具有平滑的形状,该部分从弯曲部11b的末端延伸到第二触点部11c的末端(下端)。这减少了电弧的阴极端部分在从弯曲部11b的末端到第二触点部11c的末端的范围内停止移动的可能性。这允许电弧在作为用于在洛伦兹力F1和F2-F10的作用下拉伸电弧的拉伸空间E1确保的空间中被拉伸,从而充分地延长电弧长度。结果,这使电磁继电器1切断电弧。此外,根据该实施方式,电弧的阴极端部分的端点不会在触点的任何边缘处停止移动,而是能够通过弯曲部11b的末端快速移动到第二触点部11c的末端(下端)。实现这种移动可能是因为电弧的阴极端部分的端点从触点附近的快速离开保持触点附近的金属蒸汽的浓度较低。因此,根据该实施方式的电磁继电器1能够通过减少电弧短路的发生频率在短时间内切断电弧,从而减少触点的消耗并改善电磁继电器的电气耐久性(即,由触点开闭次数表示的触点寿命)。
根据该实施方式,加宽触点间隙使得电弧更容易拉伸,从而改善了切断能力。加宽触点间隙增加了从可动触点13的打开位置到其关闭位置的距离,这需要增加衔铁60的转动角度。这进而需要增加从铁芯40的铁芯吸引部41到衔铁60的第二板62的距离。在这种情况下,所需的吸引力大于通常情况。因此,铁芯40的铁芯吸引部41的直径增大到例如插入线圈20的铁芯40的直径的大约2.5倍。这允许在铁芯吸引部41和第二板62之间存在长距离的状态下产生的吸引力大于通常情况。因此,即使铁芯40的铁芯吸引部41与衔铁60的第二板62之间的距离增加,触点装置A1仍然能够可靠地从OFF状态转换为ON状态。
此外,当一般的继电器(电磁继电器)的环境温度升高时,经常观察到线圈电阻增加到导致流过线圈的电流的量减少的现象。相反,根据该实施方式,铁芯吸引部41和第二板62之间的吸引力大于通常情况,从而例如即使当电磁继电器1的环境温度的增加已经导致流过线圈20的电流的量减少时,也允许可靠地将触点装置A1从OFF状态转换为ON状态。因此,根据该实施方式,触点间隙比通常情况宽改善了将触点装置A1从ON状态转换为OFF状态的切断能力,并且增加铁芯吸引部41的直径增加了将触点装置A1从OFF转换为ON状态的动作的可靠性。
<触点装置和电磁体装置之间的绝缘的说明>
在该实施方式中,空间D1被内壁C21-C23和C25以及壳体C1包围。在空间D1中,收纳有固定触点11、固定触点保持体12、可动触点13和可动触点保持体14。内壁C21和C25限定了空间D1和收纳电磁体装置A10的空间D2。内壁C21面向可动触点保持体14的末端(上端)。内壁C25面向可动触点保持体14的端部142。此外,可动触点保持体14背面的空间在拉伸空间E1中被内壁C21和插件80的向右突出的第一接触部83包围。这防止了被拉伸的电弧从拉伸空间E1发射到空间D1中。这减少了当固定触点11和可动触点13之间产生电弧时触点装置A1和电磁体装置A10彼此短路的可能性。也就是说,这增加了触点装置A1和电磁体装置A10之间的电绝缘的可靠程度。
内壁C21配置在可动触点保持体14和插件80之间。插件80配置在可动触点保持体14和衔铁60之间。插件80还配置在内壁C21和衔铁60之间。即使在可动触点13和衔铁60之间产生异常高电压时,这也能防止电弧到达衔铁60,从而确保触点装置A1和电磁体装置A10之间的电绝缘。
此外,当沿第二轴线方向观察时,衔铁60的位于距触点装置A1最短距离处的第一板61适当地包括在插件80、内壁C21或内壁C25中的任何一者中。该构造增加了触点装置A1和电磁体装置A10之间的电绝缘的可靠程度。
(变型例)
接下来,将一个接一个地列举变型。注意,下面将说明的任何变型都可以适当地与上述示例性实施方式组合。
在上述示例性实施方式中,带触点仅应用于固定触点11。然而,这仅是示例而不应被解释为限制。可选地,带触点也适用于仅可动触点13或者适用于固定触点11和可动触点13两者。也就是说,带触点可以应用于固定触点11和可动触点13中的至少一者。当将带触点应用到固定触点11或可动触点13时,电源2的负极适当地电连接到应用带触点的触点。
在上述实施方式中,电磁继电器1包括两个磁体17和18以产生向上的洛伦兹力F1。然而,这仅是示例而不应被解释为限制。产生向上的洛伦兹力F1的磁体的数量可以是一个。在这种情况下,可以配置面向磁体并且在第三轴线方向上将固定触点保持体12和可动触点保持体14夹在中间的磁性体。于是,磁体和面向磁体的磁性体可以经由磁性体的一部分或另一磁性体连接在一起。与单独使用一个磁体的情况相比,该构造允许在触点附近产生更大密度的磁通量。因此,与单独使用一个磁体的情况相比,可以产生更大的洛伦兹力并且可以促进电弧的切断。作为磁性体,例如可以使用电磁软铁。
此外,在上述实施方式中,磁体17的上下方向上的长度可以限定为使得当沿第三轴线方向观察磁体17时,固定触点11、可动触点13、固定触点保持体12的端部121以及可动触点保持体14的端部141与磁体17的表面17a重叠。同样地,磁体18的上下方向上的长度也可以限定为使得当沿第三轴线方向观察磁体18时,固定触点11、可动触点13、固定触点保持体12的端部121以及可动触点保持体14的端部141与磁体18的表面18a重叠。
在上述实施方式中,固定触点保持体12和第一端子板15彼此独立地形成。然而,这仅是示例而不应被解释为限制。可选地,固定触点保持体12和第一端子板15可以形成为彼此一体。同样地,可动触点保持体14和第二端子板16也可以形成为彼此一体。
此外,在上述实施方式中,电磁继电器1实施为双线圈闭锁继电器。然而,这仅是示例而不应被解释为限制。可选地,根据该实施方式的电磁继电器1的触点装置A1也可应用于单线圈闭锁继电器。再或者,根据该实施方式的电磁继电器1的触点装置A1也可应用于单个稳定继电器(stable relay)。
此外,在上述实施方式中,电磁继电器1包括电磁体装置A10和插件80。然而,这仅是示例而不应被解释为限制。可选地,电磁继电器1可以不包括插件80。在这种情况下,衔铁60和可动触点保持体14可以在它们之间插有电绝缘体的情况下固定在一起。
(小结)
从前面的说明能够看出,根据第一方面的电磁继电器(1)包括固定触点保持体(12)、可动触点保持体(14)、电磁体装置(A10)和磁体(可以是例如磁体17、18中的至少一者)。固定触点保持体(12)沿预定方向延伸,并在其端部(121)处设置有固定触点(11)。可动触点保持体(14)也沿预定方向延伸,配置成面向固定触点保持体(12),并且在其端部(141)处设置有可动触点(13)。可动触点保持体(14)在可动触点(13)与固定触点(11)接触的关闭位置和可动触点(13)与固定触点(11)离开的打开位置之间移动。电磁体装置(A10)以使得可动触点(13)在关闭位置和打开位置之间来回移动的方式使可动触点保持体(14)移位。磁体沿垂直于固定触点(11)和可动触点(13)的打开/关闭方向的方向配置。拉伸空间(E1)在预定方向上设置成超出固定触点保持体(12)和可动触点保持体(14)各自的末端。拉伸空间(E1)设置成面向固定触点保持体(12)的在其厚度方向上的两个表面(12a、12b)中的一个表面(12b)。固定触点保持体(12)的一个表面(12b)定位成与固定触点保持体(12)的另一个表面(12a)相反,其中固定触点(11)和可动触点(13)在该另一个表面(12a)处彼此接触。拉伸空间(E1)还设置成面向可动触点保持体(14)的在其厚度方向上的两个表面(14a、14b)中的一个表面(14b)。可动触点保持体(14)的一个表面(14b)定位成与可动触点保持体(14)的另一个表面(14a)相反,其中固定触点(11)和可动触点(13)在该另一个表面(14a)处彼此接触。拉伸空间(E1)是如下的空间:固定触点(11)和可动触点(13)之间产生的电弧在该空间中被拉伸。
根据该构造,电磁继电器(1)提供拉伸空间(E1),使得电弧(该电弧沿着各个保持体延伸)在如下空间中拉伸:超出固定触点保持体(12)和可动触点保持体(14)各自的末端的空间,以及面向固定触点保持体(12)的表面(12b)的空间和面向可动触点保持体(14)的表面(14b)的空间。与沿着保持体的宽度方向设置拉伸空间的情况相比,这使得电弧足够长从而在更稳定的状态下被切断。这允许稳定地切断电弧并改善电磁继电器(1)的切断能力。
在根据第二方面的电磁继电器(1)(其可以结合第一方面实施)中,磁体配置成使得当沿第三轴线方向观察时,固定触点(11)、可动触点(13)、固定触点保持体(12)的端部(121)和可动触点保持体(14)的端部(141)与磁体的表面重叠。第三轴线方向限定为垂直于第一轴线方向和第二轴线方向,其中第一轴线方向是预定方向,固定触点保持体(12)和可动触点保持体(14)在第二轴线方向上彼此面对。
根据该构造,电磁继电器(1)允许磁体将固定触点(11)和可动触点(13)之间产生的电弧朝向拉伸空间(E1)的上端和下端以及右端和左端拉伸,从而充分延长电弧长度。这进一步改善了电磁继电器(1)的切断能力。
根据第三方面的电磁继电器(1)(其可以结合第二方面实施)还包括配置成面向设置为磁体的第一磁体(诸如磁体17)的第二磁体(诸如磁体18),以便在第三轴线方向上在第一磁体和第二磁体之间插入固定触点保持体(12)和可动触点保持体(14)。第一磁体的两个表面(17a、17b)中的一个表面(17a)在第三轴线方向上面对第二磁体。第二磁体的两个表面(18a、18b)中的一个表面(18a)在第三轴线方向上面对第一磁体。第一磁体的该一个表面(17a)具有与第二磁体的该一个表面(18a)不同的极性。
根据该构造,由第一磁体产生的磁通量和由第二磁体产生的磁通量具有相同的方向并且彼此增强,从而增大了作用在电弧上的洛伦兹力。这进一步改善了电磁继电器(1)的切断能力。另外,第一磁体的表面(17a)和具有不同极性的第二磁体的表面(18a)减少了磁通量泄漏到外部的可能性。这减少了产生的磁通量影响其它部件(诸如电磁体装置A10)的动作的可能性。
在根据第四方面的电磁继电器(1)(其可以结合第一至第三方面中的任一方面实施)中,从由固定触点(11)和可动触点(13)构成的组中选择的至少一个触点(例如固定触点11)在设置有至少一个触点的至少一个保持体(例如固定触点保持体12)的末端处具有弯曲部(11b)。至少一个保持体从由固定触点保持体(12)和可动触点保持体(14)构成的组中选择。
该构造允许电磁继电器(1)经由弯曲部(11b)使电弧的端点从保持体的已经产生电弧的表面朝向相反的表面移动。这允许电弧朝向拉伸空间(E1)的面向保持体的已经产生电弧的表面的相反面的一部分拉伸。因此,电弧长度充分延长,从而进一步改善了电磁继电器(1)的切断能力。
在根据第五方面的电磁继电器(1)(其可以结合第四方面实施)中,一个触点(例如固定触点11)还包括第一触点部(11a)和第二触点部(11c)。第一触点部(11a)接合到一个保持体(例如固定触点保持体12)的在该一个保持体的厚度方向上的两个表面(12a、12b)中的第一表面(表面12a)。第一表面是固定触点(11)和可动触点(13)彼此接触的表面。第二触点部(11c)与一个保持体的在该一个保持体的厚度方向上与第一表面相反的第二表面(表面12b)接触。第一触点部(11a)和所述第二触点部(11c)经由弯曲部(11b)彼此连续。
该构造允许电磁继电器(1)经由弯曲部(11b)使电弧的端点从保持体的已经产生电弧的第一表面朝向相反的第二表面移动,然后使电弧端点移动通过第二触点部(11c)的下端。这允许电弧朝向拉伸空间(E1)的面向保持体的已经产生电弧的表面的相反面并且包括第二触点部(11c)的下端的一部分拉伸。因此,电弧长度充分延长,从而进一步改善了电磁继电器(1)的切断能力。
在根据第六方面的电磁继电器(1)(其可以结合第五方面实施)中,为一个保持体(例如固定触点保持体12)设置一个触点(例如固定触点11),使得相对于该一个触点的表面绘制的切线的倾斜度从该一个触点与另一个触点(例如可动触点13)接触的点(接触区域5)朝向弯曲部(11b)的末端连续变化。
该构造允许电磁继电器(1)经由弯曲部(11b)使电弧的端点从保持体的已经产生电弧的第一表面朝向相反的第二表面平滑地移动。因此,电弧长度充分延长,从而进一步改善了电磁继电器(1)的切断能力。
在根据第七方面的电磁继电器(1)(其可以结合第四至第六方面中的任一方面实施)中,一个触点(例如固定触点11)电连接到外部直流电源(直流电源2)的负极,并且另一个触点(例如可动触点13)电连接到外部直流电源的正极。
该构造允许电弧的端点经由放出电弧(或电子)的负极侧触点处的弯曲部(11b)从保持体的已经产生电弧的表面朝向相反表面移动。这减少了电弧被拉伸时发生电弧短路的可能性,从而在短时间内切断电弧。这也减少了触点的消耗,由此增加了电磁继电器(1)的电气耐久性。另外,这也充分延长了电弧长度,从而进一步改善电磁继电器(1)的切断能力。
在根据第八方面的电磁继电器(1)(其可以结合第一至第七方面中的任一方面实施)中,磁体配置成使得洛伦兹力沿预定方向作用在固定触点(11)和可动触点(13)之间的电弧上。
该构造允许电磁继电器(1)使固定触点(11)和可动触点(13)之间产生的电弧在洛伦兹力下朝向固定触点保持体(12)的末端和可动触点保持体(14)的末端移动,然后使电弧的方向朝向固定触点保持体(12)和可动触点保持体(14)的背面改变。这允许电弧通过被朝向拉伸空间(E1)吸引而被拉伸。因此,这进一步改善了电磁继电器(1)的切断能力。
根据第九方面的电磁继电器(1)(其可以结合第一至第八方面中的任一方面实施)还包括容纳固定触点保持体(12)、可动触点保持体(14)和电磁体装置(A10)的壳体(C1)。壳体(C1)具有限定拉伸空间(E1)和容纳电磁体装置(A10)的空间(D2)的内壁(C22)。电磁体装置(A10)包括线圈(20)和衔铁(60),其中通过线圈(20)通电时产生的电磁力使衔铁(60)移位。可动触点保持体(14)与衔铁(60)连动。壳体(C1)的内壁(C21)设置在可动触点保持体(14)和衔铁(60)之间。
该构造允许电磁继电器(1)防止触点之间产生的电弧在电弧被拉伸时沿着内壁(C21)到达衔铁。另外,即使在可动触点(13)和衔铁(60)之间产生异常高电压时,这也防止介电击穿。因此,触点和电磁体彼此间可靠地绝缘。
在根据第十方面的电磁继电器(1)(其可以结合第九方面实施)中,通过插件(80)使可动触点保持体(14)移位,其中插件(80)被构造成与衔铁(60)连动并具有电绝缘特性。插件(80)设置在可动触点保持体(14)和衔铁(60)之间。
该构造允许电磁继电器(1)防止触点之间产生的电弧在被拉伸时沿着插件(80)到达衔铁。另外,即使在可动触点(13)和衔铁(60)之间产生异常高电压时,这也防止介电击穿。因此,触点和电磁体装置(A10)彼此间可靠地绝缘。
附图标记说明
1 电磁继电器
2 直流电源(外部直流电源)
3 负荷
6、6a、6b、6c 电弧
11 固定触点(触点)
11a 第一触点部
11b 弯曲部
11c 第二触点部
12 固定触点保持体
12a 表面(第一表面)
12b 表面(第二表面)
13 可动触点(触点)
14 可动触点保持体
14a 表面(第一表面)
14b 表面(第二表面)
17、18 磁体
17a、17b、18a、18b 表面
20 线圈
30 线轴
40 铁芯
50 磁轭
60 衔铁
70 铰链弹簧
80 插件
90 磁体
121 端部
141 端部
142 端部
A10 电磁体装置
C1 壳体
C11 盖
C12 基底
C21-C23 内壁
C25 内壁
F1-F10 洛伦兹力
D1 空间
E1 拉伸空间

Claims (10)

1.一种电磁继电器,其包括:
固定触点保持体,其沿预定方向延伸并在其端部处设置有固定触点;
可动触点保持体,其也沿所述预定方向延伸,配置成面向所述固定触点保持体,在其端部处设置有可动触点,并且构造成在所述可动触点与所述固定触点接触的关闭位置和所述可动触点与所述固定触点离开的打开位置之间移动;
电磁体装置,其构造成以使得所述可动触点在所述关闭位置和所述打开位置之间来回移动的方式使所述可动触点保持体移位;以及
磁体,其沿垂直于所述固定触点和所述可动触点的打开/关闭方向的方向配置,
拉伸空间在所述预定方向上设置成超出所述固定触点保持体和所述可动触点保持体各自的末端,其中所述固定触点和所述可动触点之间产生的电弧在所述拉伸空间中被拉伸,
所述拉伸空间设置成面向所述固定触点保持体的在所述固定触点保持体的厚度方向上的两个表面中的一个表面,
所述固定触点保持体的所述一个表面定位成与所述固定触点保持体的另一个表面相反,其中所述固定触点和所述可动触点在该另一个表面处彼此接触,
所述拉伸空间设置成面向所述可动触点保持体的在所述可动触点保持体的厚度方向上的两个表面中的一个表面,
所述可动触点保持体的所述一个表面定位成与所述可动触点保持体的另一个表面相反,其中所述固定触点和所述可动触点在该另一个表面处彼此接触。
2.根据权利要求1所述的电磁继电器,其特征在于,
所述磁体配置成使得当在垂直于第一轴线方向和第二轴线方向两者的第三轴线方向上观察时,所述固定触点、所述可动触点、所述固定触点保持体的端部和所述可动触点保持体的端部与所述磁体的表面重叠,其中所述第一轴线方向是所述预定方向,所述固定触点保持体和所述可动触点保持体在所述第二轴线方向上彼此面对。
3.根据权利要求2所述的电磁继电器,其特征在于,所述电磁继电器还包括配置成面向设置为所述磁体的第一磁体的第二磁体,以便在所述第三轴线方向上在所述第一磁体和所述第二磁体之间插入所述固定触点保持体和所述可动触点保持体,其中,
所述第一磁体的两个表面中的一个表面在所述第三轴线方向上面对所述第二磁体,
所述第二磁体的两个表面中的一个表面在所述第三轴线方向上面对所述第一磁体,并且
所述第一磁体的所述一个表面具有与所述第二磁体的所述一个表面不同的极性。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电磁继电器,其特征在于,
从由所述固定触点和所述可动触点构成的组中选择的至少一个触点在设置有所述至少一个触点的至少一个保持体的末端处具有弯曲部,所述至少一个保持体从由所述固定触点保持体和所述可动触点保持体构成的组中选择。
5.根据权利要求4所述的电磁继电器,其特征在于,
所述一个触点还包括:
第一触点部,其接合到所述一个保持体的在所述一个保持体的厚度方向上的两个表面中的第一表面,其中所述第一表面是所述固定触点和所述可动触点彼此接触的表面;和
第二触点部,其与所述一个保持体的在所述一个保持体的厚度方向上与所述第一表面相反的第二表面接触,
所述第一触点部和所述第二触点部经由所述弯曲部彼此连续。
6.根据权利要求5所述的电磁继电器,其特征在于,
为所述一个保持体设置所述一个触点,使得相对于所述一个触点的表面绘制的切线的倾斜度从所述一个触点与另一个触点接触的点朝向所述弯曲部的末端连续变化。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的电磁继电器,其特征在于,
所述一个触点电连接到外部直流电源的负极,并且
另一个触点电连接到所述外部直流电源的正极。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电磁继电器,其特征在于,
磁体配置成使得洛伦兹力沿所述预定方向作用在所述固定触点和所述可动触点之间的电弧上。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电磁继电器,其特征在于,所述电磁继电器还包括容纳所述固定触点保持体、所述可动触点保持体和所述电磁体装置的壳体,其中,
所述壳体具有限定所述拉伸空间和容纳所述电磁体装置的空间的内壁,
所述电磁体装置包括线圈和衔铁,其中通过所述线圈通电时产生的电磁力使所述衔铁移位,
所述可动触点保持体与所述衔铁连动,并且
所述壳体的所述内壁设置在所述可动触点保持体和所述衔铁之间。
10.根据权利要求9所述的电磁继电器,其特征在于,
通过插件使所述可动触点保持体移位,其中所述插件被构造成与所述衔铁连动并具有电绝缘特性,并且
所述插件设置在所述可动触点保持体和所述衔铁之间。
CN201880021247.8A 2017-03-30 2018-03-12 电磁继电器 Active CN110462779B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017069103A JP6909993B2 (ja) 2017-03-30 2017-03-30 電磁継電器
JP2017-069103 2017-03-30
PCT/JP2018/009416 WO2018180411A1 (ja) 2017-03-30 2018-03-12 電磁継電器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110462779A true CN110462779A (zh) 2019-11-15
CN110462779B CN110462779B (zh) 2023-01-13

Family

ID=63675778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880021247.8A Active CN110462779B (zh) 2017-03-30 2018-03-12 电磁继电器

Country Status (5)

Country Link
US (2) US11158474B2 (zh)
EP (1) EP3605580B1 (zh)
JP (2) JP6909993B2 (zh)
CN (1) CN110462779B (zh)
WO (1) WO2018180411A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111710564A (zh) * 2020-06-19 2020-09-25 哈尔滨工业大学 一种折弯金属结合填锡的小型密封电磁继电器簧片

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7308416B2 (ja) * 2018-05-23 2023-07-14 パナソニックIpマネジメント株式会社 接点装置及び電磁継電器
WO2022009462A1 (ja) * 2020-07-10 2022-01-13 オムロン株式会社 電磁継電器
CN115943472A (zh) * 2020-09-07 2023-04-07 松下知识产权经营株式会社 电磁继电器和电磁继电器单元
JP7487647B2 (ja) * 2020-11-20 2024-05-21 オムロン株式会社 電磁継電器
JP2022155088A (ja) * 2021-03-30 2022-10-13 パナソニックIpマネジメント株式会社 電磁継電器
JP2023008418A (ja) * 2021-07-06 2023-01-19 オムロン株式会社 電磁継電器
DE102021129009A1 (de) * 2021-11-08 2023-05-11 Te Connectivity Germany Gmbh Hochvoltrelais mit verbesserter mechanischer Schocktoleranz für einen Antriebs- oder Ladestromkreis eines Elektrofahrzeugs mit einer Wippe als Anker
CN114582665B (zh) * 2022-01-29 2024-03-12 上海京硅智能技术有限公司 隔离开关触头极
JP2023115587A (ja) 2022-02-08 2023-08-21 オムロン株式会社 電磁継電器

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5111173A (ja) * 1974-07-19 1976-01-29 Japan National Railway Denkisharyoyosetsushokushi
JPS577115U (zh) * 1980-06-14 1982-01-14
JPS60193647U (ja) * 1984-06-01 1985-12-23 富士電機株式会社 直流電磁接触器
JPH07220549A (ja) * 1994-01-28 1995-08-18 Matsushita Electric Works Ltd 接点開閉装置
CN103456567A (zh) * 2012-06-04 2013-12-18 松下电器产业株式会社 电磁继电器
US20140159837A1 (en) * 2012-12-07 2014-06-12 Fujitsu Component Limited Electromagnetic relay
JP2015035414A (ja) * 2013-07-12 2015-02-19 富士電機機器制御株式会社 接点装置及びこれを使用した電磁接触器
CN205621691U (zh) * 2016-03-30 2016-10-05 浙江正泰电器股份有限公司 小型断路器
EP3147920A1 (en) * 2015-09-28 2017-03-29 Fujitsu Component Limited Electromagnetic relay

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1901965B2 (de) * 1969-01-16 1972-05-18 Heddernheimer Metallwarenfabrik Ag, Werk Fluorn, 7239 Fluorn Schaltkontakt fuer relais, schalter, tsten oder dgl.
JP2001118451A (ja) * 1999-10-14 2001-04-27 Matsushita Electric Works Ltd 接点装置
JP4810937B2 (ja) 2005-09-06 2011-11-09 オムロン株式会社 開閉装置
JP5675337B2 (ja) 2010-12-28 2015-02-25 富士通コンポーネント株式会社 電磁継電器
KR101354405B1 (ko) * 2011-06-07 2014-01-22 후지쯔 콤포넌트 가부시끼가이샤 전자계전기 및 전자계전기의 제조방법
JP5984087B2 (ja) * 2011-09-22 2016-09-06 パナソニックIpマネジメント株式会社 電磁リレー
JP2016110843A (ja) * 2014-12-05 2016-06-20 オムロン株式会社 電磁継電器
JP6836241B2 (ja) * 2016-12-27 2021-02-24 富士通コンポーネント株式会社 電磁継電器

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5111173A (ja) * 1974-07-19 1976-01-29 Japan National Railway Denkisharyoyosetsushokushi
JPS577115U (zh) * 1980-06-14 1982-01-14
JPS60193647U (ja) * 1984-06-01 1985-12-23 富士電機株式会社 直流電磁接触器
JPH07220549A (ja) * 1994-01-28 1995-08-18 Matsushita Electric Works Ltd 接点開閉装置
CN103456567A (zh) * 2012-06-04 2013-12-18 松下电器产业株式会社 电磁继电器
US20140159837A1 (en) * 2012-12-07 2014-06-12 Fujitsu Component Limited Electromagnetic relay
JP2015035414A (ja) * 2013-07-12 2015-02-19 富士電機機器制御株式会社 接点装置及びこれを使用した電磁接触器
EP3147920A1 (en) * 2015-09-28 2017-03-29 Fujitsu Component Limited Electromagnetic relay
EP3147920B1 (en) * 2015-09-28 2018-12-12 Fujitsu Component Limited Electromagnetic relay
CN205621691U (zh) * 2016-03-30 2016-10-05 浙江正泰电器股份有限公司 小型断路器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111710564A (zh) * 2020-06-19 2020-09-25 哈尔滨工业大学 一种折弯金属结合填锡的小型密封电磁继电器簧片
CN111710564B (zh) * 2020-06-19 2022-05-03 哈尔滨工业大学 一种折弯金属结合填锡的小型密封电磁继电器簧片

Also Published As

Publication number Publication date
EP3605580A1 (en) 2020-02-05
JP7126227B2 (ja) 2022-08-26
CN110462779B (zh) 2023-01-13
EP3605580B1 (en) 2023-05-24
EP3605580A4 (en) 2020-04-15
JP2018170257A (ja) 2018-11-01
US20220013315A1 (en) 2022-01-13
JP6909993B2 (ja) 2021-07-28
WO2018180411A1 (ja) 2018-10-04
US11158474B2 (en) 2021-10-26
US11545325B2 (en) 2023-01-03
US20200105488A1 (en) 2020-04-02
JP2021144951A (ja) 2021-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110462779A (zh) 电磁继电器
US11120961B2 (en) Electromagnetic relay and coil terminal
EP3343581B1 (en) Electromagnetic relay
US20160181038A1 (en) Electromagnetic relay
US10546707B2 (en) Electromagnetic relay
US20180061600A1 (en) Electromagnetic relay
US11309154B2 (en) Contact device and electromagnetic relay
US11257646B2 (en) Contact device, electromagnetic relay, and electrical device
US20170025232A1 (en) Contact device
US9196433B2 (en) Electromagnetic switch
JP5427492B2 (ja) 電磁継電器
JP6857092B2 (ja) 電磁継電器
JP5549642B2 (ja) 継電器
JP2014112482A (ja) 電磁接触器
JP2016201289A (ja) 接点装置およびそれを用いた開閉器システム
JP2007323883A (ja) 電磁継電器
JP2018107044A (ja) 接点装置
JP2017098194A (ja) 直流開閉器
JP2021190326A (ja) スタータ用マグネットスイッチ
JP2008192343A (ja) 電磁継電器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant