CN112930438B - 电磁开关装置 - Google Patents
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Abstract
一种电磁开关装置,能够使柱塞与固定铁芯接触时在柱塞与固定铁芯之间产生的冲击力降低。该电磁开关装置包括:固定铁芯;柱塞,柱塞在接触位置与分离位置之间移动;吸引线圈,通过被供给电流,吸引线圈产生使柱塞从分离位置向接触位置移动的磁场;以及保持线圈,通过被供给电流,保持线圈产生使柱塞从分离位置向接触位置移动的磁场以及将柱塞的位置维持在接触位置的磁场,保持线圈配置成相对于固定铁芯的接触面在柱塞的移动方向上偏离。
Description
技术领域
本发明涉及一种电磁开关装置,该电磁开关装置例如用于使汽车的发动机起动的起动器。
背景技术
目前,已知一种电磁开关装置,该电磁开关装置包括固定铁芯和柱塞,其中,固定铁芯由磁性材料构成,柱塞由磁性材料构成,并且,柱塞在与固定铁芯接触的接触位置与从固定铁芯分离的分离位置之间移动。该电磁开关装置还包括吸引线圈和保持线圈,其中,吸引线圈通过被供给电流而产生使柱塞从分离位置移动至接触位置的磁场,保持线圈通过被供给电流而产生将柱塞的位置维持在接触位置的磁场。若电磁开关装置的动作开始,则吸引线圈以及保持线圈分别被供给电流,从而使得柱塞从分离位置朝向接触位置移动。在柱塞到达接触位置之前,停止向吸引线圈供给电流,然后,仅通过保持线圈产生的磁场,使得柱塞的位置到达接触位置(例如,参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2017/187493号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而,在与供柱塞接触的固定铁芯的接触面位于同一平面上配置有保持线圈。因此,随着柱塞接近固定铁芯,穿过柱塞与固定铁芯之间的空隙的磁通量变得更大。由此,随着柱塞接近固定铁芯,使柱塞朝向固定铁芯移动的力即吸引力变得更大。其结果是,存在下述技术问题:柱塞与固定铁芯接触时,在柱塞与固定铁芯之间产生的冲击力变大。
本发明是为了解决上述技术问题而形成的,其目的是提供一种电磁开关装置,能够减小柱塞与固定铁芯接触时在柱塞与固定铁芯之间产生的冲击力。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的电磁开关装置包括:固定铁芯;柱塞,柱塞在与固定铁芯接触的接触位置与从固定铁芯分离的分离位置之间移动;吸引线圈,通过被供给电流,吸引线圈产生使柱塞从分离位置向接触位置移动的磁场;以及保持线圈,通过被供给电流,保持线圈产生将柱塞的位置维持在接触位置的磁场,保持线圈配置成相对于固定铁芯的供柱塞接触的接触面在柱塞的移动方向上偏离。
发明效果
根据本发明的电磁开关装置,保持线圈配置成相对于固定铁芯的接触面在柱塞的移动方向上偏离。因此,在柱塞即将与固定铁芯接触前,穿过柱塞与固定铁芯之间的空隙的磁通量减少。由此,在柱塞即将与固定铁芯接触前,使柱塞向固定铁芯移动的吸引力降低。其结果是,能够使柱塞与固定铁芯接触时在柱塞与固定铁芯之间产生的冲击力降低。
附图说明
图1是表示使用本发明的实施方式一的电磁开关装置的起动器的结构图。
图2是表示图1的起动器的主要部分的剖视图。
图3是表示在比较例的电磁开关装置中,柱塞即将与固定铁芯相碰前在保持线圈中产生的磁通的图。
图4是表示在图2的电磁开关装置中,柱塞即将与固定铁芯相碰前在保持线圈产生的磁通的图。
图5是表示图2的电磁开关装置中的吸引力与空隙的关系的图表。
图6是表示图1的起动器的变形例的结构图。
具体实施方式
实施方式一
图1是表示使用本发明的实施方式一的电磁开关装置的起动器的结构图。起动器1例如使装设于汽车的发动机起动。起动器1包括电池2、辅助继电器3以及电磁开关装置4,其中,辅助继电器3与电池2电连接,电磁开关装置4与电池2以及辅助继电器3分别电连接。本发明的实施方式一的电磁开关装置4是用于起动器1的起动器用电磁开关装置。
此外,起动器1包括马达5、小齿轮6以及杆7,其中,电流从电池2经由电磁开关装置4被供给至马达5,小齿轮6通过马达5的驱动而旋转,杆7使小齿轮6移动。小齿轮6在啮合位置与解除位置之间移动,其中,在啮合位置处,小齿轮6与连结至发动机8的齿圈9啮合,在解除位置处,小齿轮6与齿圈9分离。在小齿轮6的位置是啮合位置的情况下,通过马达5的驱动,发动机8起动。
电池2是直流电源。电池2通过辅助继电器3与电磁开关装置4电连接。电流从电池2被供给至电磁开关装置4。从电池2向马达5的电流供给有时经由辅助继电器3,有时不经由辅助继电器3。
电磁开关装置4通过辅助继电器3在导通状态与关断装置之间切换状态。伴随着驾驶员的钥匙操作或驾驶员的按钮操作,起动信号从未图示的控制装置被送至辅助继电器3。通过辅助继电器3接收起动信号,辅助继电器3闭合。在辅助继电器3闭合的情况下,电流从电池2经由辅助继电器3被供给至电磁开关装置4。电磁开关装置4被供给电流的情况是导通状态。在辅助继电器3断开的情况下,从电池2经由辅助继电器3向电磁开关装置4的电流供给停止。向电磁开关装置4的电流供给停止的状态是关断状态。
电磁开关装置4主要具有两个功能。电磁开关装置4的第一功能是通过杆7使小齿轮6移动的功能。电磁开关装置4的第二功能是在主电路10与起动电路11之间切换从电池2向马达5供给电流的电路的功能,其中,主电路10是供在马达5的常规运转时向马达5供给的电流流动的电路,起动电路11是供在马达5的起动运转时向马达5供给的电流流动的电路。电磁开关装置4的第一功能和第二功能相互连动。
图1中,电磁开关装置4由虚线围住并示出。电磁开关装置4具有使主电路10断开、闭合的一对主电接点12、使起动电路11断开、闭合的一对起动电接点13。
此外,电磁开关装置4具有柱塞14、产生磁场的保持线圈15、产生磁场的吸引线圈16。此外,电磁开关装置4具有使主电接点12和起动电接点13分别断开、闭合的可动接点17、使可动接点17移动的棒18。柱塞14、可动接点17以及棒18是电磁开关装置4中的移动部分。
主电接点12和起动电接点13分别是通过可动接点17断开、闭合的电接点。通过主电接点12的断开、闭合,主电路10断开、闭合。当马达5进行常规运转时,通过主电路10,电流从电池2被供给至马达5。通过起动电接点13的断开、闭合,起动电路11断开、闭合。当马达5进行起动运转时,通过起动电路11,电流从电池2被供给至马达5。在起动电路11闭合的情况下,电流被供给至吸引线圈16以及保持线圈15,在起动电路11断开的情况下,向吸引线圈16的电流供给停止,向保持线圈15的电流供给继续。
起动电接点13在起动器1没有工作时以及马达5进行起动运转时闭合。电磁开关装置4由主电接点12、起动电接点13、柱塞14、保持线圈15、吸引线圈16、可动接点17以及棒18构成。另外,电磁开关装置4也可包括辅助继电器3。
图2是表示图1的起动器1的主要部分的剖视图。电磁开关装置4还包括固定铁芯19以及壳体20,其中,壳体20形成为圆筒形状,并覆盖固定铁芯19以及柱塞14。柱塞14、固定铁芯19以及壳体20分别由磁性材料构成。
柱塞14在与固定铁芯19接触的接触位置与从固定铁芯19分离的分离位置之间移动。保持线圈15以及吸引线圈16配置成在柱塞14的移动方向A上彼此相邻。壳体20的轴向与柱塞14的移动方向A一致。因此,保持线圈15以及吸引线圈16配置成在壳体20的轴向上彼此相邻。
通过向吸引线圈16供给电流,吸引线圈16产生使柱塞14从分离位置朝向接触位置移动的磁场。通过向保持线圈15供给电流,保持线圈15产生使柱塞14从分离位置朝向接触位置移动的磁场以及将柱塞14维持在接触位置的磁场。
保持线圈15配置成相对于固定铁芯19的供柱塞14接触的接触面191在柱塞14的移动方向A上偏离。在该例中,保持线圈15配置成在分离方向B上从接触面191偏离,其中,分离方向B是柱塞14从接触位置向分离位置移动的方向。吸引线圈16配置成将固定铁芯19围住。
在分别向吸引线圈16以及保持线圈15的电流的供给停止的情况下,固定铁芯19与柱塞14之间的空隙配置在吸引线圈16以及保持线圈15这两者的内侧。
接着,对电磁开关装置4的动作进行说明。当起动信号从控制装置被送至起动器1时,通过辅助继电器3,电流从电池2被供给至保持线圈15以及吸引线圈16。由此,保持线圈15以及吸引线圈16分别产生磁场。保持线圈15产生的磁场强度通过保持线圈15的匝数与在保持线圈15中流动的电流之积算出。吸引线圈16产生的磁场强度通过吸引线圈16的匝数与在吸引线圈16中流动的电流之积算出。
通过向保持线圈15以及吸引线圈16供给电流,使保持线圈15以及吸引线圈16产生使柱塞14从分离位置向接触位置移动的磁场。其结果是,使柱塞14朝向固定铁芯19移动的力即吸引力作用至柱塞14。
在由吸引线圈16以及保持线圈15产生的吸引力的作用下,柱塞14从分离位置向接触位置移动。当柱塞14的移动开始时,首先,柱塞14与棒18接触。通过柱塞14与棒18接触,棒18使可动接点17移动。通过可动接点17移动,起动电路11断开。由于起动电路11断开,向吸引线圈16的电流供给停止。此时,向保持线圈15的电流供给继续。由于向吸引线圈16的电流供给停止,因此,吸引线圈16不再产生磁场。因此,由保持线圈15产生的吸引力作用至柱塞14。
然后,在由吸引线圈16产生的吸引力的作用下,柱塞14从分离位置向接触位置移动。由此,棒18进一步移动。由于棒18进一步移动,可动接点17进一步移动。由于可动接点17进一步移动,主电接点12闭合。由于主电接点12闭合,通过主电路10向马达5的电流供给开始。
此外,由于柱塞14从分离位置向接触位置移动,柱塞14与固定铁芯19的接触面191接触。由此,柱塞14的位置变成接触位置,柱塞14停止。当柱塞14与固定铁芯19接触时,柱塞14与固定铁芯19相撞。由于柱塞14与固定铁芯19相撞,在柱塞14与固定铁芯19之间产生冲击力。
图3是表示在比较例的电磁开关装置4a中,柱塞14a即将与固定铁芯19a相撞前由保持线圈15a产生的磁通的图。在比较例的电磁开关装置4a中,保持线圈15a与接触面191a配置在同一平面上。因此,从柱塞14a出来的磁通21a中的漏磁通211a较少,其中,漏磁通211a是不穿过柱塞14a与定子铁芯19a之间的空隙22a而返回至柱塞14a的磁通。换言之,穿过柱塞14a与固定铁芯19a之间的空隙22a的磁通21较多。因此,柱塞14a在较大的吸引力的作用下触碰固定铁芯19a。其结果是,柱塞14a与固定铁芯19a之间产生的冲击力较大。
图4是表示在图2的电磁开关装置4中,柱塞14即将与固定铁芯19相撞前由保持线圈15产生的磁通的图。在实施方式一的电磁开关装置4中,保持线圈15配置成在柱塞14的移动方向A上从接触面191偏离。由此,从柱塞14出来的磁通21中的漏磁通211增加,其中,漏磁通211是不穿过柱塞14与固定铁芯19之间的空隙22而返回至柱塞14的磁通。换言之,穿过柱塞14与固定铁芯19之间的空隙22的磁通较少。因此,作用于柱塞14的吸引力减小。其结果是,在柱塞14与固定铁芯19之间产生的冲击力降低。
图5是表示图2的电磁开关装置4中的吸引力与空隙的关系的图表。图5中,将作用于柱塞14的吸引力设为纵轴,将柱塞14与固定铁芯19之间的空隙22的尺寸设为横轴。此外,图5中,以实线表示实施方式一的电磁开关装置4中的作用于柱塞14的吸引力和柱塞14与固定铁芯19之间的空隙22的关系。此外,图5中,以单点划线表示比较例的电磁开关装置4a中的作用于柱塞14a的吸引力和柱塞14a与固定铁芯19a之间的空隙22a的关系。
当空隙22的尺寸为S时,起动电路11断开。即,当空隙22的尺寸为S时,柱塞14与棒18接触,可动接点17从起动电接点13分离。由此,起动电路11断开,向吸引线圈16的电流供给停止。随后,从起动电路11断开时直到空隙22消失为止的期间,穿过空隙22的磁通是仅通过保持线圈15产生的磁场的磁通。因此,以该时刻为界,作用于柱塞14的吸引力降低。
然后,在仅由保持线圈15产生的磁场的作用下,吸引力作用至柱塞14,柱塞14从分离位置向接触位置移动。如图5所示,在空隙22的尺寸小于S的情况下,作用于实施方式一的电磁开关装置4的柱塞14的吸引力比作用于比较例的电磁开关装置4a的柱塞14a的吸引力小。因此,柱塞14与固定铁芯19接触时在柱塞14与固定铁芯19之间产生的冲击力降低。
在柱塞14的位置成为接触位置的情况下,在仅由保持线圈15产生的磁场的作用下,柱塞14的位置被维持在接触位置。如上所述,电磁开关装置4的动作完成。
如上文所说明的那样,根据本发明的实施方式一的电磁开关装置4,保持线圈15配置成相对于固定铁芯19的供柱塞14接触的接触面191在柱塞14的移动方向A上偏离。由此,在柱塞14即将与固定铁芯19接触前,穿过柱塞14与固定铁芯19之间的空隙22的磁通21的量减少。由此,在柱塞14即将与固定铁芯19接触前,使柱塞14向固定铁芯19移动的吸引力降低。其结果是,能够使柱塞14与固定铁芯19接触时在柱塞14与固定铁芯19之间产生的冲击力降低。
此外,在该电磁开关装置4中,在起动电路11闭合的情况下,电流被供给至吸引线圈16以及保持线圈15,在起动电路11断开的情况下,向吸引线圈16的电流供给停止,向保持线圈15的电流供给继续。由此,在柱塞14即将与固定铁芯19接触前,穿过柱塞14与固定铁芯19之间的空隙22的磁通21的量减少。其结果是,能够使柱塞14与固定铁芯19接触时在柱塞14与固定铁芯19之间产生的冲击力降低。
此外,保持线圈15配置成在分离方向B上从接触面191偏离,其中,分离方向B是柱塞14从接触位置向分离位置移动的方向。由此,能够在保持线圈15的内侧配置柱塞14。
此外,在向吸引线圈16以及保持线圈15这两者的电流供给停止的情况下,固定铁芯19与柱塞14之间的空隙22配置于吸引线圈16以及保持线圈15这两者的内侧。由此,当开始向吸引线圈16以及保持线圈15的电流供给时,能够使穿过空隙22的磁通21的量变多。其结果是,能够使开始向吸引线圈16以及保持线圈15的电流供给时作用于柱塞14的吸引力变大。
另外,在上述实施方式一中,对电磁开关装置4包括主电接点12和起动电接点13这两者的结构进行了说明。不过,也可如图6所示的那样,构成为电磁装置4不包括起动电接点13。在该情况下,吸引线圈16与马达5电连接。直到主电接点12闭合之前,电流通过起动电路11被供给至马达5。因此,直到主电接点12闭合之前,电流被供给至吸引线圈16以及保持线圈15。在主电接点12闭合的情况下,吸引线圈16两端的电位差几乎为零。因此,在该情况下,通过起动电路11向马达5的电流供给停止。其结果是,向吸引线圈16的电流供给停止,向保持线圈15的电流供给继续。由于向吸引线圈16的电流供给停止,因此,吸引线圈16不再产生磁场。然后,在由吸引线圈16产生的吸引力的作用下,柱塞14从分离位置向接触位置移动。
符号说明
1起动器;2电池;3辅助继电器;4、4a电磁开关装置;5马达;6小齿轮;7杆;8发动机;9齿圈;10主电路;11起动电路;12主电接点;13起动电接点;14、14a柱塞;15、15a保持线圈;16、16a吸引线圈;17可动接点;18棒;19、19a固定铁芯;20壳体;21、21a磁通;22、22a空隙;191、191a接触面;211、211a漏磁通。
Claims (3)
1.一种电磁开关装置,其特征在于,包括:
固定铁芯;
柱塞,所述柱塞在与所述固定铁芯接触的接触位置与从所述固定铁芯分离的分离位置之间移动;
吸引线圈,通过被供给电流,所述吸引线圈产生使所述柱塞从所述分离位置向所述接触位置移动的磁场;
保持线圈,通过被供给电流,所述保持线圈产生使所述柱塞从所述分离位置向所述接触位置移动的磁场以及将所述柱塞的位置维持在接触位置的磁场;以及
起动电接点,所述起动电接点使起动电路断开、闭合,所述起动电路在马达进行起动运转时供向所述马达供给的电流流动,
所述保持线圈配置成相对于所述固定铁芯的供所述柱塞接触的接触面在所述柱塞的移动方向上偏离,
在所述起动电路闭合的情况下,电流被供给至所述吸引线圈以及所述保持线圈,
在所述起动电路断开的情况下,向所述吸引线圈的电流供给停止,向所述保持线圈的电流供给继续。
2.如权利要求1所述的电磁开关装置,其特征在于,
所述保持线圈配置成在分离方向上相对于所述接触面偏离,所述分离方向是所述柱塞从所述接触位置向所述分离位置移动的方向。
3.如权利要求1或2所述的电磁开关装置,其特征在于,
在向所述吸引线圈以及所述保持线圈这两者的电流供给停止的情况下,所述固定铁芯与所述柱塞之间的空隙配置于所述吸引线圈以及所述保持线圈这两者的内侧。
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