CN114093718A - 一种能够提升初始电磁吸力的磁路部分及高压直流继电器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能够提升初始电磁吸力的磁路部分及高压直流继电器，磁路部分包括线圈、可动导磁体和静止导磁体；线圈、可动导磁体和静止导磁体分别安装在相适配的位置，使可动导磁体与静止导磁体这两个部件的磁极面处在相对的位置；磁路部分还包括凸部部件，凸部部件可滑动地配合在其中一个部件的对应于磁极面的位置处，并在可动导磁体未移动状态下，凸部部件由其中一个部件的磁极面向另一个部件的磁极面方向凸伸，并在可动导磁体移动而使得两个部件的磁极面相抵后，凸部部件向凸伸的相反方向移动。本发明能够实现在同等线圈体积、功耗下，提升初始电磁吸力；或者是实现同等初始电磁吸力下，减少线圈体积、降低线圈功耗。

Description

一种能够提升初始电磁吸力的磁路部分及高压直流继电器

技术领域

本发明涉及继电器技术领域，特别是涉及一种能够提升初始电磁吸力的磁路部分及高压直流继电器。

背景技术

继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路)，通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。高压直流继电器是一种具有处理高功率的能力的继电器，在高压、大电流等苛刻条件下仍具有常规继电器所无法比拟的可靠性及使用寿命长等特点，被广泛应用于各种不同领域，比如应用于新能源汽车领域等。

一方面随着新能源汽车的续航里程要求提升，电池容量更高，电池包短路时的短路电流也更高，这就要求这种高压直流继电器具有较强的抗短路能力；另一方面也要求高压直流继电器功耗越来越小，减少能量的损耗；新能源汽车的乘坐空间要求越来越大，那么对高压直流继电器的体积要求则越来越小。总的来说就是要求这种应用于新能源汽车等领域的高压直流继电器具有：强电磁吸力、低驱动功耗和小体积的特点。然而，现有技术中，抗短路要求的强电磁吸力需要继电器有大的线圈绕线空间及线圈驱动功耗，这与继电器线圈的小体积、低功耗相矛盾，为此，影响了现有技术的这种高压直流继电器在新能源汽车等领域中的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种能够提升初始电磁吸力的磁路部分及高压直流继电器，通过结构改进，能够实现在同等线圈体积、功耗下，提升初始电磁吸力；或者是实现同等初始电磁吸力下，减少线圈体积、降低线圈功耗。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种能够提升初始电磁吸力的磁路部分，包括线圈、可动导磁体和静止导磁体；所述线圈、可动导磁体和静止导磁体分别安装在相适配的位置，以使可动导磁体的磁极面与静止导磁体中的磁极面处在具有预置磁间隙的相对的位置，并在所述线圈通电时使所述可动导磁体吸向所述静止导磁体；所述磁路部分还包括凸部部件，所述凸部部件可滑动地配合在所述可动导磁体和静止导磁体两个部件的其中一个部件的对应于磁极面的位置处，并在可动导磁体未移动状态下，所述凸部部件由所述其中一个部件的磁极面向另一个部件的磁极面方向凸伸，以使得两个部件的磁极面之间的磁间隙在凸部部件的位置处变小，从而能够降低磁阻，提升初始电磁吸力，并在所述可动导磁体移动而使得所述其中一个部件的凸部部件与所述另一个部件的磁极面相抵后，所述凸部部件向凸伸的相反方向移动，从而保证所述两个部件的磁极面之间相吸到位。

所述凸部部件为带凸伸部的块体结构，所述可动导磁体和静止导磁体两个部件的其中一个部件的对应于磁极面的位置处设有滑槽；所述块体结构的凸部部件可滑动地配合在所述可动导磁体和静止导磁体两个部件的其中一个部件的滑槽中，并使所述凸部部件的凸伸部由所述其中一个部件的磁极面向另一个部件的磁极面方向凸伸。

所述带凸伸部的块体结构与所述滑槽之间设有相互配合的第一台阶结构，所述第一台阶结构限制所述凸部部件的凸伸部向所述另一个部件的磁极面方向移动，以在可动导磁体未移动状态下，保证所述其中一个部件的凸部部件的凸伸部与所述另一个部件的磁极面之间具有一定的间隙。

所这带凸伸部的块体结构为一个或两个以上，所述可动导磁体和静止导磁体两个部件的其中一个部件的滑槽为相对应的一个或两个以上。

所述凸部部件为环形件，所述环形件可滑动地配合在所述可动导磁体和静止导磁体两个部件的其中一个部件的外周边，并使所述环形件的一端由所述其中一个部件的磁极面向另一个部件的磁极面方向凸伸。

所述环形件的另一端与所述可动导磁体和静止导磁体两个部件的其中一个部件的外周边之间设有相互配合的凸沿结构，所述凸沿结构限制所述环形件的一端向所述另一个部件的磁极面方向移动，以在可动导磁体未移动状态下，保证所述环形件的一端与所述另一个部件的磁极面之间具有一定的间隙。

所述可动导磁体和静止导磁体两个部件的其中一个部件为可动导磁体，所述凸部部件可滑动地配合在所述可动导磁体上，所述可动导磁体为动铁芯。

所述可动导磁体和静止导磁体两个部件的其中一个部件为静止导磁体，所述凸部部件可滑动地配合在所述静止导磁体上，所述静止导磁体为轭铁板。

所述可动导磁体和静止导磁体两个部件的其中一个为静止导磁体，所述凸部部件可滑动地配合在所述静止导磁体上，所述静止导磁体为静铁芯。

一种高压直流继电器，包括上述能够提升初始电磁吸力的磁路部分。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：

本发明由于采用了磁路部分还设有凸部部件，且所述凸部部件可滑动地配合在所述可动导磁体和静止导磁体两个部件的其中一个部件的对应于磁极面的位置处，并在可动导磁体未移动状态下，所述凸部部件由所述其中一个部件的磁极面向另一个部件的磁极面方向凸伸，以及在所述可动导磁体移动而使得所述其中一个部件的凸部部件与所述另一个部件的磁极面相抵后，所述凸部部件向凸伸的相反方向移动。本发明的这种结构，第一方面，可以利用凸部部件由所述其中一个部件的磁极面向另一个部件的磁极面方向凸伸，使得两个部件的磁极面之间的磁间隙在凸部部件的位置处变小，从而能够降低磁阻，提升初始电磁吸力，或者是实现同等初始电磁吸力下，减少线圈体积、降低线圈功耗；本发明利用凸部部件能够向凸伸的相反方向移动，从而可保证所述两个部件的磁极面之间相吸到位。第二方面，在可动导磁体和静止导磁体的吸合过程中不需要设置让位空间，可以设置在可动导磁体与静止导磁体的间隙方向上，产生可动导磁体向静止导磁体方向上的吸力。第三方面，根据吸反力的匹配，在需要设计凸部部件的凸伸高度时，由于凸部部件是可活动的，在设计阶段无需换掉整个可动导磁体(动铁芯)或静止导磁体(静铁芯或轭铁板)，从而降低设计成本和工序。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种能够提升初始电磁吸力的磁路部分及高压直流继电器不局限于实施例。

附图说明

图1是本发明的磁路部分的实施例一的结构剖视图；

图2是本发明的磁路部分的实施例一的立体构造分解示意图；

图3是图1中的A部放大示意图；

图4是磁间隙与吸/反力之间的对应关系示意图；

图5是本发明的磁路部分的实施例二的结构剖视图；

图6是本发明的磁路部分的实施例二的立体构造分解示意图；

图7是本发明的磁路部分的实施例三的结构剖视图；

图8是本发明的磁路部分的实施例三的立体构造分解示意图；

图9是本发明的磁路部分的实施例四的结构剖视图；

图10是本发明的磁路部分的实施例四的立体构造分解示意图；

图11是本发明的磁路部分的实施例五的结构剖视图；

图12是本发明的磁路部分的实施例五的立体构造分解示意图；

图13是图11中的B部放大示意图；

图14是本发明的磁路部分的实施例六的结构剖视图；

图15是本发明的磁路部分的实施例六的立体构造分解示意图。

具体实施方式

实施例一

参见图1至图4所示，本发明的一种能够提升初始电磁吸力的磁路部分，包括线圈1、可动导磁体2和静止导磁体3；所述线圈1、可动导磁体2和静止导磁体3分别安装在相适配的位置，以使可动导磁体2的磁极面21与静止导磁体3中的磁极面31处在具有预置磁间隙的相对的位置，并在所述线圈1通电时使所述可动导磁体2吸向所述静止导磁体3；本实施例中，可动导磁体2为动铁芯，静止导磁体3为轭铁板，所述磁路部分还包括弹簧41、导磁筒42和U型轭铁43，所述线圈1配合在U型轭铁43的U型口内，所述导磁筒42装配在线圈1的中间通孔中，导磁筒42的底端与U型轭铁43相连接，所述动铁芯2可移动地配合在线圈1的中间通孔以及导磁筒42的中间通孔中，动铁芯2的上端面设为磁极面21，轭铁板3装在U型轭铁43的上端，并处在线圈1和动铁芯2的上方，弹簧41装在动铁芯2与轭铁板3之间用来实现动铁芯2复位，轭铁板3的下端面设为磁极面31，线圈1通电时动铁芯2向上运动吸向轭铁板3；所述磁路部分还包括凸部部件5，所述凸部部件5可滑动地配合在所述可动导磁体和静止导磁体这两个部件的其中一个部件的对应于磁极面的位置处，本实施例中，所述可动导磁体和静止导磁体这两个部件的其中一个部件为静止导磁体，即轭铁板3，另一个部件则为动铁芯2，凸部部件5可滑动地配合在轭铁板3的对应于磁极面31的位置处，并在动铁芯2未向上移动状态下，所述凸部部件5由轭铁板3的磁极面31向动铁芯2的磁极面21方向凸伸，以使得动铁芯2的磁极面21与轭铁板3的磁极面31之间的磁间隙在凸部部件5的位置处变小，从而能够降低磁阻，提升初始电磁吸力，并在所述动铁芯2移动而使得所述轭铁板3的凸部部件5与所述动铁芯2的磁极面21相抵后，所述凸部部件5向凸伸的相反方向移动，从而保证所述动铁芯2的磁极面21与轭铁板3的磁极面31之间相吸到位。

本实施例中，所述凸部部件5为带凸伸部51的块体结构，所述轭铁板3的对应于磁极面31的位置处设有滑槽32；所述块体结构的凸部部件5可滑动地配合在所述轭铁板3的滑槽32中，并使所述凸部部件5的凸伸部51由所述轭铁板3的磁极面31向动铁芯2的磁极面21方向凸伸，凸部部件5的凸伸部51的顶面511为平面。

本实施例中，所述带凸伸部51的块体结构5与所述轭铁板3的滑槽32之间设有相互配合的第一台阶结构，第一台阶结构包括设在凸部部件5中的台阶52和设在所述轭铁板3的滑槽32中的台阶33，凸部部件5的台阶52与轭铁板3的台阶33相互配合用来限制所述凸部部件5的凸伸部51向所述动铁芯2的磁极面21方向移动，以在动铁芯2未移动状态下，保证所述凸部部件5的凸伸部51与所述动铁芯2的磁极面21之间具有一定的间隙。也就是说，凸部部件5的凸伸出轭铁板3的磁极面31外尺寸应当小于动铁芯2的磁极面21与轭铁板3的磁极面31之间的预置磁间隙。

本实施例中，所这带凸伸部51的块体结构5为两个，所述轭铁板3的滑槽32也为相对应的两个。

本发明的一种高压直流继电器，包括上述能够提升初始电磁吸力的磁路部分。

参见图4所示，本发明的一种能够提升初始电磁吸力的磁路部分及高压直流继电器，图中曲线1为继电器运动的反力曲线，曲线2为继电器现有技术的吸力曲线，曲线3为本发明的吸力曲线，继电器启动瞬间，磁间隙最大，如图4的右侧位置(即1.45mm处)，此时给予线圈一驱动电压，假设为7V，此时现有技术产生一个电磁吸力(如图4的曲线2的右侧)；本发明通过设置凸部部件5，拉近了磁隙，降低了初始磁阻、提升了初始吸力，降低了启动功耗，此时驱动电压还是7V，但是产生新的一个电磁吸力更大(如图4的曲线3的右侧)，由图4中可以看出，在磁间隙0.35mm处，曲线2和曲线3相交，在磁间隙为1.45mm至0.35mm处，本发明的电磁吸力大于现有技术的电磁吸力。如果，是在产生与现有技术相同的电磁吸力的情况下，则只需要更小的驱动电压，从而降低了驱动功耗。当凸部部件5与动铁芯2的磁极面21接触时，凸部部件5的提升吸力作用消失，由于此时两个磁极面21、31已经靠得很近，此时的电磁吸力很大，通过设置凸部部件5可反向运动，因此凸部部件5不会阻挡住磁极继续运动直至铁芯完全闭合即动铁芯2的磁极面21与轭铁板3的磁极面31吸在一起。

本发明的一种能够提升初始电磁吸力的磁路部分及高压直流继电器，采用了磁路部分还设有凸部部件5，且所述凸部部件5可滑动地配合在轭铁板3的对应于磁极面31的位置处，并在动铁芯2未移动状态下，所述凸部部件5由轭铁板3的磁极面31向动铁芯2的磁极面21方向凸伸，并且在所述动铁芯2移动而使得所述轭铁板3的凸部部件5与所述动铁芯2的磁极面21相抵后，所述凸部部件5向凸伸的相反方向移动。本发明的这种结构，第一方面，可以利用凸部部件5由所述轭铁板3的磁极面31向动铁芯2的磁极面21方向凸伸，使得两个磁极面21、31之间的磁间隙在凸部部件5的位置处变小，从而能够降低磁阻，提升初始电磁吸力，或者是实现同等初始电磁吸力下，减少线圈体积、降低线圈功耗；本发明利用凸部部件5能够向凸伸的相反方向移动，从而可保证所述两个磁极面21、31之间相吸到位。本发明还具有结构简单的特点。第二方面，在动铁芯2和轭铁板3的吸合过程中不需要设置让位空间，可以设置在动铁芯2与轭铁板3的间隙方向上，产生动铁芯2向轭铁板3方向上的吸力。第三方面，根据吸反力的匹配，在需要设计凸部部件的凸伸高度时，由于凸部部件是可活动的，在设计阶段无需换掉整个可动导磁体(动铁芯)或静止导磁体(轭铁板)，从而降低设计成本和工序。

实施例二

参见图5至图6所示，本发明的一种能够提升初始电磁吸力的磁路部分及高压直流继电器，与实施例一的不同之处在于，静止导磁体有两个，除了轭铁板3外，还有静铁芯6，且静铁芯6和轭铁板3装在一起，与动铁芯2的磁极面21相配合的是静铁芯6的下端面，即静铁芯6的下端面设为磁极面61与动铁芯2的磁极面21相配合，而且，凸部部件5是可滑动地配合在静铁芯6的对应于磁极面61的位置处，凸部部件5不装在轭铁板3处，静铁芯6设有滑槽62和台阶63，轭铁板3不设滑槽和台阶，凸部部件5与静铁芯6的滑槽62相配合，凸部部件5的台阶52与静铁芯6的台阶63相配合。

实施例三

参见图7至图8所示，本发明的一种能够提升初始电磁吸力的磁路部分及高压直流继电器，与实施例二的不同之处在于，凸部部件5是可滑动地配合在动铁芯2的对应于磁极面21的位置处，而不是装在静铁芯6上，动铁芯2设有滑槽22和台阶23，静铁芯6不设滑槽和台阶，凸部部件5与动铁芯2的滑槽22相配合，凸部部件5的台阶52与动铁芯2的台阶23相配合。

本实施例由于动铁芯2在下，静铁芯6在上，为了防止凸部部件5在动铁芯2的滑槽22中自由落下，在凸部部件5的底端还装有支撑弹簧24，支撑弹簧24的下面还设有用来撑住支撑弹簧24的塞块25。

实施例四

参见图9至图10所示，本发明的一种能够提升初始电磁吸力的磁路部分及高压直流继电器，与实施例一的不同之处在于，凸部部件5是可滑动地配合在动铁芯2的对应于磁极面21的位置处，而不是装在轭铁板3处，动铁芯2设有滑槽22和台阶23，轭铁板3不设滑槽和台阶，凸部部件5与动铁芯2的滑槽22相配合，凸部部件5的台阶52与动铁芯2的台阶23相配合。

本实施例由于动铁芯2在下，轭铁板3在上，为了防止凸部部件5在动铁芯2的滑槽22中自由落下，在凸部部件5的底端还装有支撑弹簧24，支撑弹簧24的下面还设有用来撑住支撑弹簧24的塞块25。

实施例五

参见图11至图13所示，本发明的一种能够提升初始电磁吸力的磁路部分及高压直流继电器，与实施例二的不同之处在于，凸部部件不是带凸伸部的块体结构，凸部部件7为环形件，所述环形件7可滑动地配合在所述静铁芯6的外周边，并使所述环形件7的一端71由所述静铁芯6的磁极面61向动铁芯2的磁极面21方向凸伸，静铁芯6不设用来配合于带凸伸部的块体结构的滑槽和台阶。

本实施例中，所述环形件7的另一端与所述静铁芯6的外周边之间设有相互配合的凸沿结构，凸沿结构包括环形件7的另一端设有的内凸沿72和静铁芯6的靠近磁极面61位置的外凸沿64，通过环形件7的内凸沿72与静铁芯6的外凸沿64的配合，所述凸沿结构限制所述环形件7的一端71向所述动铁芯2的磁极面21方向移动，以在动铁芯2未移动状态下，保证所述环形件7的一端71与所述动铁芯2的磁极面21之间具有一定的间隙。

实施例六

参见图14至图15所示，本发明的一种能够提升初始电磁吸力的磁路部分及高压直流继电器，与实施例一的不同之处在于，凸部部件不是带凸伸部的块体结构，凸部部件7为环形件，所述环形件7可滑动地配合在所述动铁芯2的外周边，并使所述环形件7的一端71由所述动铁芯2的磁极面21向轭铁板3的磁极面31方向凸伸，轭铁板3不设用来配合于带凸伸部的块体结构的滑槽和台阶。

本实施例中，所述环形件7的另一端与所述动铁芯6的外周边之间设有相互配合的凸沿结构，凸沿结构包括环形件7的另一端设有的内凸沿72和动铁芯2的底端的周边27，通过环形件7的内凸沿72与动铁芯2的底端的周边27的配合，所述凸沿结构限制所述环形件7的一端71向所述轭铁板3的磁极面31方向移动，以在动铁芯2未移动状态下，保证所述环形件7的一端71与所述轭铁板3的磁极面31之间具有一定的间隙。

本实施例由于动铁芯2在下，轭铁板3在上，为了防止环形件7沿动铁芯2的外周边自由落下，在环形件7的底端还装有支撑弹簧24，支撑弹簧24的下面还设有用来撑住支撑弹簧24的金属壳26。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种能够提升初始电磁吸力的磁路部分，包括线圈、可动导磁体和静止导磁体；所述线圈、可动导磁体和静止导磁体分别安装在相适配的位置，以使可动导磁体的磁极面与静止导磁体中的磁极面处在具有预置磁间隙的相对的位置，并在所述线圈通电时使所述可动导磁体吸向所述静止导磁体；其特征在于：所述磁路部分还包括凸部部件，所述凸部部件可滑动地配合在所述可动导磁体和静止导磁体两个部件的其中一个部件的对应于磁极面的位置处，并在可动导磁体未移动状态下，所述凸部部件由所述其中一个部件的磁极面向另一个部件的磁极面方向凸伸，以使得两个部件的磁极面之间的磁间隙在凸部部件的位置处变小，从而能够降低磁阻，提升初始电磁吸力，并在所述可动导磁体移动而使得所述其中一个部件的凸部部件与所述另一个部件的磁极面相抵后，所述凸部部件向凸伸的相反方向移动，从而保证所述两个部件的磁极面之间相吸到位。

2.根据权利要求1所述的能够提升初始电磁吸力的磁路部分，其特征在于：所述凸部部件为带凸伸部的块体结构，所述可动导磁体和静止导磁体两个部件的其中一个部件的对应于磁极面的位置处设有滑槽；所述块体结构的凸部部件可滑动地配合在所述可动导磁体和静止导磁体两个部件的其中一个部件的滑槽中，并使所述凸部部件的凸伸部由所述其中一个部件的磁极面向另一个部件的磁极面方向凸伸。

3.根据权利要求2所述的能够提升初始电磁吸力的磁路部分，其特征在于：所述带凸伸部的块体结构与所述滑槽之间设有相互配合的第一台阶结构，所述第一台阶结构限制所述凸部部件的凸伸部向所述另一个部件的磁极面方向移动，以在可动导磁体未移动状态下，保证所述其中一个部件的凸部部件的凸伸部与所述另一个部件的磁极面之间具有一定的间隙。

4.根据权利要求2或3所述的能够提升初始电磁吸力的磁路部分，其特征在于：所这带凸伸部的块体结构为一个或两个以上，所述可动导磁体和静止导磁体两个部件的其中一个部件的滑槽为相对应的一个或两个以上。

5.根据权利要求1所述的能够提升初始电磁吸力的磁路部分，其特征在于：所述凸部部件为环形件，所述环形件可滑动地配合在所述可动导磁体和静止导磁体两个部件的其中一个部件的外周边，并使所述环形件的一端由所述其中一个部件的磁极面向另一个部件的磁极面方向凸伸。

6.根据权利要求5所述的能够提升初始电磁吸力的磁路部分，其特征在于：所述环形件的另一端与所述可动导磁体和静止导磁体两个部件的其中一个部件的外周边之间设有相互配合的凸沿结构，所述凸沿结构限制所述环形件的一端向所述另一个部件的磁极面方向移动，以在可动导磁体未移动状态下，保证所述环形件的一端与所述另一个部件的磁极面之间具有一定的间隙。

7.根据权利要求1或2或3或5或6所述的能够提升初始电磁吸力的磁路部分，其特征在于：所述可动导磁体和静止导磁体两个部件的其中一个部件为可动导磁体，所述凸部部件可滑动地配合在所述可动导磁体上，所述可动导磁体为动铁芯。

8.根据权利要求1或2或3所述的能够提升初始电磁吸力的磁路部分，其特征在于：所述可动导磁体和静止导磁体两个部件的其中一个部件为静止导磁体，所述凸部部件可滑动地配合在所述静止导磁体上，所述静止导磁体为轭铁板。

9.根据权利要求1或2或3或5或6所述的能够提升初始电磁吸力的磁路部分，其特征在于：所述可动导磁体和静止导磁体两个部件的其中一个为静止导磁体，所述凸部部件可滑动地配合在所述静止导磁体上，所述静止导磁体为静铁芯。

10.一种高压直流继电器，其特征在于：包括如权利要求1至9中任一权利要求所述的能够提升初始电磁吸力的磁路部分。

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