CN117747358A - 继电器 - Google Patents
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Abstract
本公开提出一种继电器,其包括外壳、推动件、接触组件以及磁路部分;推动件适于相对外壳沿第一方向运动;接触组件包括动接触组件及静接触件,动接触组件包括动接触件,动接触件整体安装并随动于推动件,其沿垂直于第一方向的第二方向延伸,其在第二方向上的两端部分别设置有动触点;静接触件成对布置,每个静接触件均设有静触点和电连接端,同一对的两个静接触件分别对应于同一个动接触件;磁路部分包括线圈组件和磁转动件;磁转动件可转动地设置于外壳,其适于在线圈组件通正向脉冲电压和反向脉冲电压时接受线圈组件的磁力作用在一预设的摆动范围内往返,并推动推动件运动以及带动动接触件上的动触点与静触点闭合或断开。
Description
技术领域
本公开涉及一种继电器。
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。继电器实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。因此在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
随着继电器应用范围的不断扩大,继电器也向着高负载、小型化的方向发展,高负载的需求则要求继电器应当具备大触点间隙。
现有继电器存在一种设计方案,即,接触部分采用桥接式动接触件结构,磁路部分采用直推式结构,该设计方案虽然能够一定程度实现大触点间隙,但为了满足大行程驱动接触部分的需求,磁路部分需做得很大,导致继电器整体体积很大,难以符合小型化的设计需求。
现有继电器还存在另一设计方案,即,接触部分包括动簧片、动簧引出端和静簧片,动簧片上设置有动触点,动簧片的一端与动簧引出端固定连接,另一端通过磁路部分驱动相对于动簧引出端只能转动较小的角度,以与静簧片上的静触点接触或分离,该设计方案的磁路部分体积较小,能够靠近小型化设计的需求,但接触部分中,如为满足大触点间隙,动簧需与动簧引出片形成大夹角,再由于动簧需要通大电流,其厚度需要设置得较大,因此,动簧本身的反力较大,使用时会存在如下弊端:1.簧片变形角度大,产生反力大,磁转动件无法克服反力导致无法动作,反之,要想使磁转动件克服反力动作,需提供大功能磁路结构,导致磁路结构体积大,无法满足小型化的设计需求;2.动簧变形角度大,其本身应力大,易达到屈服状态,形成永久变形;3.变形后动触点和静触头的接触面会形成类似喇叭口的角度,导致电弧溢出不受控,不在触点中心,影响寿命。
由此可见,现有设计的继电器均难以满足高负载、大触点间隙以及小型化的使用需求。
发明内容
本公开的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷,提供一种能够满足动、静接触件间隙的设计要求并有利于小型化设计的继电器。
为实现上述目的,本公开采用如下技术方案:
根据本公开的一个方面,提供一种继电器,其中,包括外壳、推动件、接触组件以及磁路部分;所述推动件适于相对所述外壳沿第一方向运动;所述接触组件包括动接触组件及静接触件,所述动接触组件包括动接触件,所述动接触件整体安装并随动于所述推动件,其沿垂直于所述第一方向的第二方向延伸,其在所述第二方向上的两端部分别设置有动触点;所述静接触件成对布置,每个所述静接触件均设有静触点和用于与外部形成电连接的电连接端,同一对的两个所述静接触件的静触点分别对应于同一个所述动接触件的两个所述动触点设置;所述磁路部分设置于所述外壳并包括线圈组件和磁转动件;所述磁转动件可转动地设置于所述外壳,其适于在所述线圈组件通正向脉冲电压和反向脉冲电压时接受所述线圈组件的磁力作用在一预设的摆动范围内往返,并推动所述推动件运动以及带动所述动接触件上的所述动触点与所述静接触件的静触点闭合或断开。
根据本公开的其中一个实施方式,还包括支撑件,所述支撑件与所述动接触件或者所述推动件固接且沿第三方向支撑于所述外壳;所述第三方向与所述第一方向和所述第二方向均垂直;所述磁转动件沿所述第三方向支撑于所述外壳,且其还用于在所述第三方向上支撑所述推动件;所述推动件由所述磁转动件和所述支撑件承托而悬置于所述外壳内。
根据本公开的其中一个实施方式,所述外壳中设置有第一限位结构,所述第一限位结构与所述支撑件在所述第三方向上限位配合,以限制所述支撑件在所述第三方向上的自由度。
根据本公开的其中一个实施方式,所述外壳还设置有第二限位结构;所述第二限位结构与所述支撑件在所述第二方向上限位配合以限制所述支撑件在所述第二方向上的自由度。
根据本公开的其中一个实施方式,所述外壳包括彼此固接的底座和盖板;所述底座远离所述盖板的一侧设有底板;所述第一限位结构包括支撑墙以及第一限位柱,所述支撑墙设置于所述底板,所述第一限位柱设置于所述外壳的盖板,所述支撑件的至少部分沿所述第三方向的两侧分别与所述支撑墙和所述第一限位柱抵接。
根据本公开的其中一个实施方式,所述第二限位结构包括两个挡墙;两个所述挡墙均设置于所述底板,且分别位于所述支撑件沿所述第二方向的两侧,以分别供所述支撑件的两侧抵接并限制所述支撑件沿所述第二方向的自由度。
根据本公开的其中一个实施方式,所述支撑件具有两个支撑臂;两个所述支撑臂分别伸出所述动接触件沿所述第二方向的两端,且两个所述支撑臂均具有弹性;对应于每个所述支撑臂的末端,所述外壳中设置有第二限位柱和第三限位柱,所述第二限位柱位于所述支撑臂朝向所述静接触件的一侧,所述第三限位柱位于所述支撑臂背向所述静接触件的一侧;所述第二限位柱和所述第三限位柱彼此配合及限制所述支撑臂在所述第一方向上的位移。
根据本公开的其中一个实施方式,所述动触点与所述静触点闭合时,所述支撑臂抵接所述第二限位柱并储能,以向所述动接触件施加适于远离所述静接触件运动的作用力;所述动触点与所述静触点断开时,所述支撑臂抵接所述第三限位柱并储能,以向所述动接触件施加适于朝向所述静接触件运动的作用力。
根据本公开的其中一个实施方式,所述支撑臂相对所述第二方向倾斜布置;在所述第一方向上,所述支撑臂连接于所述动接触件的一端较末端更靠近所述静接触件;其中,沿所述第二方向,所述支撑臂的末端设置有反向折弯部,所述反向折弯部绕所述第二限位柱部分外周布置。
根据本公开的其中一个实施方式,还包括弹性件;所述推动件开设有沿所述第二方向贯穿的通槽;所述动接触件插装于所述通槽,且其相对所述推动件仅在所述第一方向具有活动自由度,其朝向所述静接触件的一侧与所述通槽在所述第一方向上的一侧槽壁相接触;所述弹性件沿所述第一方向的两端分别抵接所述动接触件背向所述静接触件的一侧和所述通槽在所述第一方向上的另一侧槽壁。
根据本公开的其中一个实施方式,所述动接触件在所述第三方向上的两侧分别接触于所述通槽在所述第三方向上的两侧槽壁,以使所述动接触件与所述推动件在所述第三方向上相对定位;所述动接触件设置有成对布置的定位凸起,每对所述定位凸起沿所述第二方向间隔排列,同对的两个所述定位凸起分别抵接于所述推动件在所述第二方向上的两侧,以使所述动接触件与所述推动件在所述第二方向上相对定位。
根据本公开的其中一个实施方式,所述动接触组件包括沿所述第三方向排列的至少两个所述动接触件,所述接触组件包括沿所述第三方向排列的至少两对所述静接触件,每对所述静接触件分别对应一个所述动接触件。
根据本公开的其中一个实施方式,所述弹性件包括固定部和形变部;所述固定部与所述动接触件背向所述静接触件的一侧固接;所述形变部的固定端与所述固定部固接,其自由端与所述通槽槽壁抵接;各所述动接触件均对应一个所述弹性件;任意两个邻接的所述弹性件均相连,且任意两个邻接的所述动接触件均适于基于对应的两个所述弹性件连接部分的弹性变形能力沿所述第一方向相对位移。
根据本公开的其中一个实施方式,所述支撑件与各所述动接触件均固接并允许任意两个邻接的所述动接触件沿所述第一方向相对位移。
根据本公开的其中一个实施方式,其中:所述线圈组件的两端沿所述第一方向布置并分别连接有轭铁,所述轭铁远离所述线圈的一端为第一接触端,两个所述第一接触端分别延伸至所述线圈在所述第二方向的一侧;所述磁转动件位于所述线圈在所述第二方向的一侧,其包括沿所述第二方向间隔布置的两个接触臂;所述接触臂在所述第一方向上的两端分别为第二接触端,每个所述接触臂的两个所述第二接触端分别对应于两个所述第一接触端,两个所述接触臂分别位于所述轭铁在所述第二方向上的两侧;其中,所述继电器被配置为:通过控制所述线圈的通电励磁,使得所述第一接触端与所述第二接触端之间产生磁力而驱动所述磁转动件转动,并带动所述推动件运动,以此调节所述动触点与所述静触点的闭合和断开。
根据本公开的其中一个实施方式,所述磁转动件沿所述第二方向的一侧设有驱动臂;所述推动件设置有配合槽,所述驱动臂具有驱动端部;所述驱动端部位于所述配合槽中;其中,所述继电器被配置为:所述磁转动件转动时带动所述驱动臂摆动,使得所述驱动端部推抵所述配合槽所述第一方向上的两侧槽壁,从而带动所述推动件沿所述第一方向运动。
根据本公开的其中一个实施方式,所述驱动端部在所述第三方向上的两侧分别抵接于所述配合槽在所述第三方向上的两侧槽壁,以此使所述驱动臂与所述推动件在所述第三方向上相对定位。
根据本公开的其中一个实施方式,所述驱动端部相对所述推动件摆动于任意位置时,其沿所述第一方向的宽度均小于所述配合槽沿所述第一方向的宽度,使得所述驱动臂在切换抵接所述配合槽沿所述第一方向的两侧槽壁的过程中具有空行程。
根据本公开的其中一个实施方式,所述驱动端部相对所述推动件摆动于任意位置时,其沿所述第一方向的宽度在所述配合槽沿所述第一方向的宽度中的占比为0.5~0.9。
根据本公开的其中一个实施方式,所述驱动端部相对于所述推动件摆动于任意位置时,其与所述槽壁的接触关系为线接触或者点接触。
根据本公开的其中一个实施方式,所述继电器还包括固定架;所述固定架固定安装于所述外壳且用于供所述磁转动件转动连接,其具有沿所述第二方向依次连接的第一部、第二部以及连接部;所述第一部供所述磁转动件转动连接;所述第二部沿所述第三方向遮盖所述线圈组件;所述连接部连接于所述第一部和所述第二部沿所述第一方向的中部且其在所述第一方向的宽度小于所述第一部和所述第二部在所述第一方向的宽度;所述推动件设置有避让槽,用以避让所述连接部。
根据本公开的其中一个实施方式,还包括转动臂;所述转动臂通过与所述磁转动件的第一转轴平行的第二转轴可转动地连接于所述外壳;所述转动臂的一端部转动连接于所述驱动臂,所述转动臂的另一端部位于所述推动件的所述配合槽中。
根据本公开的其中一个实施方式,所述第二转轴与所述转动臂连接于驱动臂的端部的垂直距离小于所述第二转轴与所述转动臂的另一端部的垂直距离。
根据本公开的其中一个实施方式,所述驱动臂设置有限位槽;所述转动臂的一端置于所述限位槽内;所述限位槽具有沿所述第一方向相间隔的长槽壁和短槽壁,沿所述限位槽的深度方向,所述长槽壁的长度大于所述短槽壁的长度,所述长槽壁和所述短槽壁用于限制所述转动臂的摆动角度。
根据本公开的其中一个实施方式,沿所述第二方向,所述动接触件伸出于所述推动件两侧的两个部分的长度相等。
根据本公开的其中一个实施方式,所述继电器为单相继电器,所述单相继电器包括一组所述接触组件。
根据本公开的其中一个实施方式,所述继电器为多相继电器,所述多相继电器包括至少两组所述接触组件,各所述接触组件沿所述第一方向间隔排列,各所述接触组件的动接触组件均安装于所述推动件。
根据本公开的其中一个实施方式,其中:仅一个所述动接触件固接有所述支撑件;或者,各所述动接触件均固接有所述支撑件,仅一个所述支撑件参与对所述推动件在所述外壳内的承托。
根据本公开的其中一个实施方式,各所述动接触件均固接有所述支撑件,仅一个所述支撑件参与对所述推动件在所述外壳内的承托;其中,沿所述第一方向,距离所述磁路部分最远的所述动接触件固接的所述支撑件参与对所述推动件在所述外壳内的承托。
根据本公开的其中一个实施方式,所述磁路部分沿所述第一方向位于任意两组相邻的所述接触组件之间。
根据本公开的其中一个实施方式,所述动接触件与所述静接触件断开时,两个所述动触点与其各自对应的所述静触点的间隙之和大于或者等于5.5mm。
由上述技术方案可知,本公开提出的继电器的优点和积极效果在于:
1.本公开提出的继电器,包括外壳、推动件、接触组件及磁路部分。
其中,接触组件中,动接触组件包括动接触件,动接触件为沿第二方向延伸且两端分别设置有动触点的桥式动接触件,其整体安装并随动于推动件,因此即便动静接触件之间设置大间隙,在推动件带动动接触件动作时,动接触件也不会发生变形,即动接触件与静触头的配合不会形成V型开口,便于电弧快速分段。同时,在该接触组件中,总触点间隙等于两个动触点与各自对应的静触点的间隙之和,单个动触点与对应的静触点的间隙为所需的总触点间隙的一半,动接触件相对静接触件的运动行程也为总触点间隙的一般,实现以小运动行程实现大触点间隙需求,以利于减小接触组件的体积占用以及降低所需的磁路部分的驱动力,减少磁路部分的线圈的绕线圈数、减小线圈体积,实现继电器的小型化设计;此外,常规应用场景中,动接触件一般配套使用有压簧来为其与静接触件的接触提供反力,其中,动接触件流通电流,而用于在推动件形成超行程时对动接触件施加反力的压簧不通电流,因此,压簧只需保证能够提供弹性力即可,而无需为了通大电流而增大厚度,压簧薄,其自身应力小,因此,磁路部分只需利用较小的磁驱动力即可带动推动件将压簧结构推抵至变形并形成反力,从而有利于减小磁路部分的体积,基于此,动接触件因自身不再具有形变需求,因此可根据实际所需接通的负载电流的大小设定成特定的厚度。
磁路部分采用线圈组件和磁转动件组合的形成,也即采用传统的摆动式衔铁组件结构,该磁转动件中,由于磁钢与衔铁配合紧密,其二者之间的磁阻小,因此,磁路部分整体的磁效率高,进一步有利于减小磁路部分的体积,并符合继电器的小型化设计需求。
基于以上设计,本公开提出的继电器能够同时满足高负载、大触点间隙以及小型化的使用需求。
2.进一步地,在本公开的一实施方式中,支撑件沿第三方向支撑于外壳;磁转动件沿第三方向支撑于外壳,且磁转动件还在第三方向上支撑推动件,推动件由磁转动件和支撑件承托而悬置于外壳内,据此本公开利用支撑件沿第三方向支撑于外壳,使得动接触件和推动件均悬置于外壳内,而不与外壳内壁抵接,避免动接触件和推动件在运动过程中与外壳之间存在摩擦,从而减小所需的磁驱动力,使得磁路部分能够缩减体积,利于继电器的小型化设计。
3.进一步地,在磁转动件以转动运动转化为推动件的直线运动中存在对推动件的运动稳定性存在影响的情况下,在本公开的一实施方式中,利用支撑件沿第二方向和第三方向分别限位的设计,本公开能够使得支撑件在第三方向上的自由度受限,使得推动件在承受大重量的中接触组件的情况下不会因受力不平衡而发生转动,进一步提升推动件的稳定性,并且,本公开能够使得支撑件在第二方向Y上的自由度受限,使得推动件不会随磁转动件发生偏摆,并能够稳定地沿着第一方向运动,使得动接触件的两个动触点能够可靠地与对应的静接触件接触和分离。
4.进一步地,在磁转动件以转动运动转化为推动件的直线运动中存在对推动件的运动稳定性存在影响的情况下,在本公开的一实施方式中,还利用驱动臂在切换抵接配合槽两侧槽壁的过程中形成空行程的设计,本公开能够使得驱动端部相对推动件沿第二方向的运动分量和摩擦力减少,使得推动件运动的偏摆量减少,从而进一步提升推动件沿第一方向运动的稳定性,使得动接触件的两个动触点能够可靠地与对应的静接触件接触和分离。
5.进一步地,在本公开的一实施方式中,利用支撑件由第二限位柱和第三限位柱沿第一方向限位的设计,通过上述设计,公开能够利用第二限位柱和第三限位柱配合及限制支撑臂在第一方向上的位移,亦即,实际应用时,可通过控制第二限位柱和第三限位柱之间的间距,使得支撑臂在第一方向上的位移尽可能的少,从而减少支撑臂与外壳之间的刮屑量。同时,本公开能够利用第二限位柱和第三限位柱抵接支撑臂,使得支撑臂在动接触组件闭合和断开状态均发生弹性形变,如此能够给予动接触组件和推动件驱动力,提升动接触组件闭合和断开时的响应速度,并使磁路部分可以采用更小的磁力来实现驱动,从而有利于减小磁路部分的体积。
附图说明
通过结合附图考虑以下对本公开的优选实施方式的详细说明,本公开的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本公开的示范性图解,并非一定是按比例绘制。在附图中,同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中:
图1是根据一示例性实施方式示出的继电器的立体结构示意图;
图2是图1示出的继电器的立体分解示意图;
图3是图1示出的继电器的部分结构的立体结构示意图;
图4是图3示出的结构中的部分结构的立体结构示意图;
图5是图4的俯视图;
图6是图5中的A部分的放大示意图;
图7是沿图6中的直线C-C所作的剖视图;
图8是沿图5中的直线B-B所作的剖视图;
图9和图10分别是动接触组件在两个不同视角下的立体结构示意图;
图11是动接触组件的立体分解示意图;
图12是盖板的立体结构示意图;
图13是磁路部分与磁转动件的组合结构的平面示意图;
图14是推动件、动接触组件与磁转动件的组合结构的立体示意图;
图15是图14的正视图;
图16是图14的俯视图;
图17是根据另一示例性实施方式示出的继电器的平面示意图;
图18是根据又一示例性实施方式示出的继电器的平面示意图;
图19和图20分别是图18示出的结构中的部分结构在不同状态下的平面示意图。
附图标记说明如下:
100.底座; 4121.定位凸起; 525.筋板;
110.支撑墙; 413.支撑件; 530.壳体;
120.挡墙; 4131.支撑臂; 540.转动臂;
130.第二限位柱; 41311.反向折弯部; 600.固定架;
140.第三限位柱; 414.弹性件; 610.第一部;
210.线圈; 4141.弹性臂; 620.第二部;
220.轭铁; 421.静接触件; 630.连接部;
221.第一接触端; 422.引出片; 700.盖板;
300.推动件; 500.磁转动件; 710.第一限位柱;
310.配合槽; 510.接触臂; D1.外径;
311.槽壁; 511.第二接触端; D2.宽度;
3111.避让倒角; 520.驱动臂; D3.宽度;
320.避让槽; 521.驱动端部; G.间隙;
330.通槽; 522.限位槽; R1.第一转轴;
410.动接触组件; 5221.长槽壁; R2.第二转轴;
411.动触点; 5222.短槽壁; X.第一方向;
412.动接触件; 524.驱动臂主体; Y.第二方向;
Z.第三方向。
具体实施方式
体现本公开特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本公开能够在不同的实施例上具有各种的变化,其皆不脱离本公开的范围,且其中的说明及附图在本质上是作说明之用,而非用以限制本公开。
在对本公开的不同示例性实施方式的下面描述中,参照附图进行,所述附图形成本公开的一部分,并且其中以示例方式显示了可实现本公开的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解的是,可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案,并且可在不偏离本公开范围的情况下进行结构和功能性修改。而且,虽然本说明书中可使用术语“之上”、“之间”、“之内”等来描述本公开的不同示例性特征和元件,但是这些术语用于本文中仅出于方便,例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本公开的范围内。
参阅图1,其代表性地示出了本公开提出的继电器的立体结构示意图。在该示例性实施方式中,本公开提出的继电器是以三相继电器为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是,为将本公开的相关设计应用于其他类型的继电器中,而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化,这些变化仍在本公开提出的继电器的原理的范围内。
配合参阅图2至图16,图2中代表性地示出了继电器的立体分解示意图;图3中代表性地示出了继电器的部分结构的立体结构示意图,其中隐去了盖板700;图4中代表性地示出了图3的部分结构的立体结构示意图,其中进一步隐去了固定架600和部分引出片;图5中代表性地示出了图4的俯视图;图6中代表性地示出了图5中的A部分的放大示意图;图7是沿图6中的直线C-C所作的剖视图;图8是沿图5中的直线B-B所作的剖视图;图9和图10中分别代表性地示出了动接触组件410在两个不同视角下的立体结构示意图;图12是盖板的立体结构示意图;图13中代表性地示出了磁路部分与磁转动件500的组合结构的平面示意图;图14中代表性地示出了推动件300、动接触组件410与磁转动件500的组合结构的立体示意图;图15中代表性地示出了图14的正视图;图16中代表性地示出了图14的俯视图。以下将结合上述附图,对本公开提出的继电器的各主要组成部分的结构、连接方式和功能关系进行详细说明。
如图1至图16所示,在本公开的一实施方式中,本公开提出的继电器包括外壳、推动件300、接触组件以及磁路部分。推动件300适于相对外壳沿第一方向X运动,该第一方向X可以例如为平行于外壳的一底板的方向。接触组件包括动接触组件410及静接触件,动接触组件410包括动接触件412,动接触件412整体安装并随动于推动件300,动接触件412沿一第二方向Y延伸,该第二方向Y可以例如垂直于第一方向X并平行于外壳的底板,动接触件412在第二方向Y上的两端部分别设置有动触点411。静接触件成对布置,每个静接触件均设有静触点421和用于与外部形成电连接的电连接端,同一对的两个静接触件的静触点421分别对应于同一个动接触件412的两个动触点411设置,动接触件412在第二方向Y上的两端部分别位于推动件300在第二方向Y上的两侧。另外,静接触件设置于外壳并连接有引出片422,引出片422构成电连接端,引出片422远离静接触件的一端部伸出外壳,并可设置有互感器(附图未示出)。磁路部分设置于外壳并包括线圈组件和磁转动件500,磁转动件500可转动地设置于外壳,磁转动件500适于在线圈组件通正向脉冲电压和反向脉冲电压时接受线圈组件的磁力作用而能够在一预设的摆动范围内往返,并推动推动件300运动以及带动动接触件412上的动触点411与静触点421闭合或者断开。
通过上述设计,动接触件412为沿第二方向Y延伸且两端分别设置有动触点411的桥式动接触件,其整体安装并随动于推动件300,因此即便动静接触件412之间设置大间隙,在推动件带动动接触件412动作时,动接触件412也不会发生变形,即动接触件412与静触点421的配合不会形成V型开口,便于电弧快速分段。再者,在小型化设计的基础上,通过动接触件412的两端部分别位于推动件300两侧的设计,本公开能够实现采用桥接式动接触件的应用,据此实现动触点411与静接触件之间较大的间隙设计,例如能够满足国网智能物联表的新标准(例如5.5mm)的要求。
在本实施方式中,动接触件412采用桥接式结构时,接触组件的总间隙等于动接触件412两端的动触点411与各自对应的静接触件的间隙之和,据此能够实现大间隙的设计,同时能够相对减小动接触件412的运动行程。具体而言,在该接触组件中,总触点间隙等于两个动触点411与各自对应的静触点421的间隙之和,单个动触点411与对应的静触点421的间隙为所需的总触点间隙的一半,动接触件412相对静接触件的运动行程也为总触点间隙的一般,实现以小运动行程实现大触点间隙需求,以利于减小接触组件的体积占用以及降低所需的磁路部分的驱动力,减少磁路部分的线圈210的绕线圈数、减小线圈体积,实现继电器的小型化设计,此外,常规应用场景中,动接触件412一般配套使用有压簧(如图10和图11所示的弹性件414)来为其与静接触件的接触提供反力,其中,动接触件412流通电流,而用于在推动件300形成超行程时对动接触件412施加反力的压簧不通电流,因此,压簧只需保证能够提供弹性力即可,而无需为了通大电流而增大压簧的厚度,压簧薄,其自身应力小,因此,磁路部分只需利用较小的磁驱动力即可带动推动件300将压簧结构推抵至变形并形成反力,从而有利于减小磁路部分的体积,基于此,动接触件412因自身不再具有形变需求,因此可根据实际所需接通的负载电流的大小设定成特定的厚度。
需说明的是,图1至图5示出了继电器的部分引出片422,例如,在第二方向Y上,位于推动件500同一侧的各组静接触件所连接的引出片422可以参照附图示出的结构,位于推动件500另一侧的各组静接触件所连接的引出片则未示出,而能够理解为可以采用各种现有的引出片结构。
如图6至图11所示,在本公开的一实施方式中,本公开提出的继电器还包括支撑件413,该支撑件413与动接触件412或者推动件300固接,在本实施方式中,支撑件413具体为与动接触件412通过不限于铆接的方式进行固接,且支撑件413沿第三方向Z支撑于外壳,该第三方向Z可以例如与第一方向X和第二方向Y均垂直,亦即可以例如为垂直于外壳的底板。在此基础上,磁转动件500沿第三方向Z支撑于外壳,且优选地可以相对外壳固定,且磁转动件500还在第三方向Z上支撑推动件300。推动件300由磁转动件500和支撑件413承托而悬置于外壳内。通过上述设计,本公开利用支撑件413沿第三方向Z支撑于外壳,使得动接触件412和推动件300均悬置于外壳内,而不与外壳内壁抵接,避免动接触件412和推动件300在运动过程中与外壳之间存在摩擦,从而减小所需的磁驱动力,使得磁路部分能够缩减体积,利于实现小型化。
如图6至图11所示,基于继电器包括支撑件413的设计,在本公开的一实施方式中,外壳中设置有第一限位结构,第一限位结构与支撑件413在第三方向Z上限位配合,以限制支撑件413在第三方向Z上的自由度。通过上述设计,由于动接触件412的重量较大,推动件300可能存在磁转动件500的两侧受力不平衡而发生转动的问题,为了克服这一问题,在本实施方式中,将支撑件413通过第一限位结构沿第三方向Z限位于外壳,亦即支撑件413在第三方向Z上的自由度受限,使得推动件300不会因受力不平衡而发生转动,进一步提升推动件300的稳定性。
如图6至图11所示,基于继电器包括支撑件413的设计,在本公开的一实施方式中,外壳中设置有第二限位结构,第二限位结构与支撑件413在第二方向Y上限位配合,以限制支撑件413在第二方向Y上的自由度。通过上述设计,由于本公开采用的磁转动件500为扇形运动,磁转动件500转动时,推动件300易随磁转动件500发生偏摆,为了克服这一问题,在本实施方式中,采用支撑件413通过第二限位结构沿第二方向限位于外壳,亦即支撑件413在第二方向Y上的自由度受限,因此,当磁转动件500带动推动件300沿第一方向X移动时,推动件300不会随磁转动件500发生偏摆,并能够稳定地沿着第一方向X运动,使得动接触件412的两个动触点411能够可靠地与对应的静接触件接触和分离。
在一些实施方式中,为实现动接触件412及推动件300与外壳的限位配合,亦可设置两种支撑件,这两种支撑件与外壳分别限位配合,以此分别实现支撑件413在第二方向Y和第三方向Z上的自由度的限制,并不以本实施方式为限。如图6和图7所示,基于外壳设置有第一限位结构的设计,在本公开的一实施方式中,外壳包括彼此固接的底座100和盖板700,底座100远离盖板700的一侧设有底板。第一限位结构可以包括支撑墙110以及第一限位柱710,支撑墙110设置于外壳的底板,第一限位柱710设置于外壳的盖板700。据此,支撑件413的至少部分沿第三方向Z的两侧分别与支撑墙110和第一限位柱710抵接,以此限制支撑件413在第三方向Z上的自由度。
如图6所示,基于外壳设置有第二限位结构的设计,在本公开的一实施方式中,第二限位结构可以包括两个挡墙120,两个挡墙120均设置于外壳的底板,且两个挡墙120分别位于支撑件413沿第二方向Y的两侧,以分别供支撑件413的两侧抵接并限制支撑件413沿第二方向Y的自由度。
如图6所示,在本公开的一实施方式中,支撑件413可以具有两个支撑臂4131,两个支撑臂4131分别伸出于推动件300在第二方向Y的两端,且两个支撑臂4131可以均具有弹性。对应于每个支撑臂4131的末端,外壳中可以设置有第二限位柱130和第三限位柱140,第二限位柱130位于支撑臂4131朝向静接触件的一侧,第三限位柱140位于支撑臂4131背向静接触件的一侧。通过上述设计,本公开能够利用第二限位柱130和第三限位柱140彼此配合及限制支撑臂4131在第一方向X上的位移,亦即,实际应用时,可通过控制第二限位柱130和第三限位柱140之间的间距,使得支撑臂4131在第一方向X上的位移尽可能的少,从而减少支撑臂4131与外壳之间的刮屑量。同时,本公开能够利用第二限位柱130和第三限位柱140抵接支撑臂4131,使得支撑臂4131在动接触组件410闭合和断开状态均发生弹性形变,如此能够给予动接触组件410和推动件300驱动力,提升动接触组件410闭合和断开时的响应速度,并使磁路部分可以采用更小的磁力来实现驱动,从而有利于减小磁路部分的体积,此外,当磁转动件500带动推动件300和动接触件412运动至闭合状态时,支撑臂413在第二限位柱130的抵接下形成的弹性力与弹性件414的弹性力配合同时向动接触件412提供反力,减少动触点411和静接触件的刚性抵接,提升动触点411和静接触件的使用寿命;当磁转动件500带动推动件300和动接触件412运动至断开状态时,支撑臂4131在第三限位柱140的抵接下形成的弹性力可以减少推动件300因惯性作用的影响,使得推动件300不会因空程存在而发生超程运动,进而进一步提升推动件300运动的平稳性。
在本公开的一实施方式中,动触点411与静触点421闭合时,支撑臂4131抵接第二限位柱130并储能,以向动接触件412施加适于远离静接触件运动的作用力。动触点411与静触点421断开时,支撑臂4131抵接第三限位柱140并储能,以向动接触件412施加适于朝向静接触件运动的作用力。
如图6所示,基于外壳设置有第二限位柱130和第三限位柱140的设计,在本公开的一实施方式中,支撑臂4131可以相对第二方向Y倾斜布置,在第一方向X上,支撑臂4131连接于动接触件412的一端较末端更靠近静接触件。在此基础上,沿第二方向Y,第二限位柱140较第三限位柱130远离动接触件412布置,支撑臂4131的末端设置有反向折弯部41311,反向折弯部41311的弯折方向与支撑臂4131的倾斜方向相反,并且绕第二限位柱130部分外周布置。通过上述设计,本公开能够利用反向折弯部41311避免支撑臂4131在形变发生时由第二定位座130与第三限位柱140之间脱离,且反向折弯部41311能够进一步避免支撑臂4131与挡墙120之间发生刮屑。在一优选的实施方式中,反向折弯部41311的端部可进一步形成弯折,并进一步降低支撑臂4131与挡墙120之间发生刮屑的风险。
如图9至图11、图14所示,在本公开的一实施方式中,本公开提出的继电器还可以包括弹性件414。推动件300开设有沿第二方向Y贯穿的通槽330,动接触件412插装于通槽330,且动接触件412相对于推动件300仅在第一方向X具有活动自由度,动接触件412朝向静接触件的一侧与通槽330在第一方向X上的一侧槽壁相接触。弹性件414沿第一方向X的两端分别抵接于动接触件412背向静接触件的一侧和通槽330在第一方向X上的另一侧槽壁。据此,利用弹性件414,本公开能够实现动接触件412与推动件300在第一方向X上的相对限位,并且,当动触点411与静接触件相接触且推动件300继续朝向静接触件一侧运动时,第二天相比4141受压变形,据此能够向动接触件412提供弹性缓冲功能,同时能够对推动件300施加沿第一方向X背向静接触件的弹性恢复力。如图14所示,在本公开的一实施方式中,推动件300开设有沿第二方向Y贯穿的通槽330,动接触件412插装于通槽330,沿第三方向Z,动接触件412的宽度等于通槽330的宽度,以使动接触件412在第三方向Z上的两侧分别抵接于通槽330在第三方向Z上的两侧槽壁,以此使动接触件412与推动件300在第三方向Z上相对定位。
如图9和图14所示,在本公开的一实施方式中,动接触件412可以设置有成对布置的定位凸起4121,每对定位凸4121起沿第二方向Y间隔排列,同对的两个定位凸起4121分别抵接于推动件300在第二方向Y上的两侧,以此使动接触件412与推动件300在第二方向Y上相对定位。
基于动接触件412设置有定位凸起4121的设计,在本公开的一实施方式中,当动接触组件410包括沿第三方向Z排列的至少两个动接触件412时,可以仅有两个动接触件412设置有定位凸起4121,这两个动接触件412可以是在第三方向Z上分别位于两端的两个动接触件412,例如定位凸起4121可以设置于动接触件412背向其余动接触件412的表面。
如图16所示,在本公开的一实施方式中,沿第二方向Y,动接触件412伸出于推动件300两侧的两个部分的长度可以相等。通过上述设计,本公开能够进一步保证动接触组件410与推动件300共同构成的动部件在第二方向Y上的平衡受力,保证推动件300动作过程的稳定性和可靠性。
如图9至图11所示,在本公开的一实施方式中,动接触组件410可以包括沿第三方向Z排列的至少两个动接触件412,例如但不限于附图示出的两个动接触件412,相对应地,接触组件可以包括沿第三方向Z排列的至少两对静接触件,例如但不限于附图示出的两对静接触件,每对静接触件分别对应一个动接触件412。据此,以动接触组件410包括两个动接触件412为例,本公开能够使动接触组件410实现双重动组件的设计,在保证大间隙和断开反力较小的同时,使得采用多个动接触件412并联的方式能够减小接触电阻以满足性能要求,同时四组触点在承受高电流电压负载时,起到串联结构分压、并联结构分流的作用,减小触点的负荷,提高性能可靠性。
在本公开的一实施方式中,弹性件414包括固定部和形变部。固定部与动接触件412背向静接触件的一侧固接。形变部的固定端与固定部固接,形变部的自由端与通槽330的槽壁抵接。各动接触件412均对应一个弹性件414。任意两个邻接的弹性件414均相连,且任意两个邻接的动接触件412均适于基于对应的两个弹性件414连接部分的弹性变形能力沿第一方向X相对位移。
在本公开的一实施方式中,支撑件413与各动接触件412均固接,且弹性件414允许任意两个邻接的动接触件412沿第一方向X相对位移,以此使得各动接触件412在触头存在制造误差和安装误差而导致不同组的动触点411和静触点421之间的触点间隙存在差距的情况下,能够基于弹性件414自适应地调节与不同对的静接触件的接触压力。
如图10和图11所示,基于动接触组件410包括至少两个动接触件412的设计,在本公开的一实施方式中,动接触组件410背向静接触件的一侧设置有支撑件413,支撑件413同时连接于至少两个动接触件412,支撑件413具有两个支撑臂4131,两个支撑臂4131分别伸出于推动件300在第二方向Y的两侧。在此基础上,外壳中设置有第一限位结构和第二限位结构,第一限位结构与支撑臂413在第三方向Z上限位配合,第二限位结构与支撑臂413在第二方向Y上限位配合。在一些实施方式中,当动接触组件410包括至少两个动接触件412时,亦可在每个动接触件412上连接支撑件413,并不以本实施方式为限。
如图2至图5、图13至图16所示,在本公开的一实施方式中,线圈组件的两端沿第一方向X布置分并别连接有轭铁220,即线圈210沿第一方向X的两端分别连接有轭铁220,轭铁220远离线圈210的一端为第一接触端221,两个第一接触端221分别延伸至线圈210在第二方向Y的一侧。磁转动件500位于线圈210在第二方向Y的一侧,磁转动件500包括沿第二方向Y间隔布置的两个接触臂510,接触臂510在第一方向X上的两端分别为第二接触端511,每个接触臂510的两个第二接触端511分别对应于两个第一接触端221。承上所述,本公开提出的继电器的基本动作原理包括:通过控制线圈210的通电励磁,使得第一接触端221与第二接触端511之间产生磁力而驱动磁转动件500转动,带动推动件300运动,以此调节动触点411与静触点421的闭合和断开。通过上述设计,本公开将磁路部分采用线圈组件和磁转动件500相配合的设计,也即采用传统的摆动式衔铁组件结构,该磁转动件500中,由于磁钢与衔铁配合紧密,其二者之间的磁阻较小,因此,磁路部分整体的磁效率高,进一步有利于减小磁路部分的体积,并符合继电器的小型化设计需求。
如图2、图13至图16所示,在本公开的一实施方式中,磁转动件500沿第二方向Y的一侧设置有驱动臂520。推动件300设置有配合槽310,驱动臂520远离磁转动件500的一端部为驱动端部521,驱动端部521位于配合槽310中。据此,磁转动件500转动时带动驱动臂520摆动,使得驱动端部521推抵配合槽310第一方向X上的两侧槽壁311,从而带动推动件300沿第一方向X运动。
如图15所示,在本公开的一实施方式中,驱动端部521在第三方向Z上的两侧分别接触于配合槽310在第三方向上的两侧槽壁,据此能够实现驱动臂520与推动件300在第三方向Z上的相对定位。
如图16和图17所示,基于推动件300设置有配合槽310且磁转动件500连接有驱动臂520的设计,在本公开的一实施方式中,驱动端部521相对于推动件300摆动于任意位置时,驱动端部521沿第一方向X的宽度(例如驱动端的外径D1)均可以小于配合槽310沿第一方向X的宽度D2,使得驱动臂520在切换抵接配合槽310沿第一方向X的两侧槽壁311的过程中具有空行程,例如,在该空行程中,驱动端部521与槽壁311具有间隙G。通过上述设计,驱动件500摆动过程中,驱动端部521自配合槽310的其中一侧槽壁311切换抵接至另一侧槽壁311时,驱动端部521存在不与配合槽310的槽壁311抵接的空程配合,该空程配合的存在使得驱动端部521相对推动件300沿第二方向的运动分量和摩擦力减少,使得推动件300运动的偏摆量减少,从而进一步提升推动件300沿第一方向X运动的稳定性,使得动接触件412的两个动触点411能够可靠地与对应的静接触件接触和分离。
如图16所示,在本公开的一实施方式中,配合槽310朝向磁转动件500的一侧槽口处可以设置有避让倒角3111。通过上述设计,本公开能够利用避让倒角3111扩大配合槽310的槽口,以方便驱动臂520置入配合槽310。进一步地,当驱动臂520连接有筋板525时,避让倒角3111的设计能够进一步起到避让筋板525的作用,避免结构干涉。
如图16所示,在本公开的一实施方式中,驱动臂520的驱动端部521相对于推动件300摆动于任意位置时,驱动端部521与槽壁311的接触关系可以为线接触或者点接触。例如,驱动端部521可以大致呈圆柱型,且该圆柱型的轴线垂直于外壳的底板,即圆柱型的轴线沿第三方向Z延伸,且圆柱型的对应圆的外径D1可以小于配合槽310沿第一方向X的宽度D2。通过上述设计,本公开能够减小驱动端部521与槽壁311的接触面积,从而减少刮屑以及减小驱动端部521与推动件300之间的摩擦力,进而减小推动件300随驱动端部521发生偏摆的可能性。在一些实施方式中,驱动端部521亦可呈其他形状,例如多边形柱型、椭圆柱型、球型、椭球型等,并不以本实施方式为限。
如图16所示,基于驱动端部521与槽壁311具有空程配合的设计,在本公开的一实施方式中,驱动端部521的宽度(例如上述的圆柱型的对应圆的外径D1),在配合槽310沿第一方向X的宽度D2中的占比可以为0.5~0.9,例如0.5、0.6、0.7、0.8、0.9等。通过上述设计,本公开能够避免驱动端部521的宽度过小,当驱动端部521的宽度相比于配合槽310的宽度D2越小,会使得驱动端部521在摆动过程中的空行程越大,导致磁转动件500需要摆动更大角度才能使驱动端部521与槽壁311接触。再者,本公开能够避免驱动端部521的宽度过大,从而避免驱动端部521在摆动过程中的空行程过小,空行程过小时,驱动端部521与槽壁311之间容易产生沿第二方向较大的相对运动,导致第二方向上的摩擦力增大,而容易导致推动件300随驱动端部521发生偏摆。在一些实施方式中,驱动端部521的宽度在配合槽310的宽度D2中的占比亦可小于0.5,或可大于0.9,例如0.49、0.91等,并不以本实施方式为限。
如图13和图16所示,在本公开的一实施方式中,驱动臂520可以固定连接于磁转动件500。例如,驱动臂520可以与磁转动件500为一体结构,亦可通过焊接等方式连接于磁转动件500。据此,磁转动件500绕第一转轴R1相对外壳旋转时,驱动臂520也是绕第一转轴R1旋转(摆动)。需说明的是,所谓第一转轴R1是指能够实现磁转动件500与外壳转动连接关系的轴结构,并不限制其具体设置在何构件上,亦不限制其具体包括单体轴结构还是多段轴结构。例如,当磁转动件500包括壳体530时,第一转轴R1可以包括分别设置在壳体530的两段轴结构,且这两段轴结构分别连接在第三方向Z上的两侧。
如图13所示,基于驱动臂520固定连接于磁转动件500的设计,在本公开的一实施方式中,磁转动件500还可以包括壳体530,该壳体530可转动地设置于外壳,例如壳体530经由第一转轴R1连接于外壳。在此基础上,磁转动件500的接触臂510可以设置于壳体530中,且接触臂510的第二接触端511伸出于壳体530,驱动臂520与壳体530可以为一体注塑成型结构。
如图16所示,在本公开的一实施方式中,驱动臂520可以具有连接于驱动端部521与磁转动件500的驱动臂主体524,驱动臂主体524的宽度D3可以小于驱动端部521的宽度(例如驱动端部521的外径D1)。当驱动臂主体524的宽度D3过大时,在驱动臂520的摆动过程中,驱动臂主体524可能会先于驱动端部521与配合槽310的槽壁311相接触,例如驱动臂主体524可能会先与配合槽310朝向磁转动件500的一侧槽口相接触,从而造成驱动端部521无法与槽壁311正常接触。通过上述设计,本公开能够进一步保证驱动臂主体524在摆动过程中不与推动件300接触,保证驱动端部521与槽壁311的接触,进一步优化驱动臂520对推动件300的推抵效果。另外,当继电器为单相继电器时,亦可选择性地采用上述设计。
如图13和图16所示,在本公开的一实施方式中,驱动臂主体524与磁转动件500之间可以连接有筋板525,筋板525倾斜设置,且倾斜方向可以与避让倒角3111一致。通过上述设计,本公开能够加强驱动臂520的结构强度,保证继电器的结构稳定性。另外,当继电器为单相继电器时,亦可选择性地采用上述设计。
如图2和图3所示,在本公开的一实施方式中,本公开提出的继电器还可以包括固定架600,该固定架600固定安装于外壳且用于供磁转动件500转动连接,例如固定架600与外壳的底板沿第三方向Z间隔布置,固定架600位于磁路部分和磁转动件500背向底板的一侧。在此基础上,磁转动件500经由第一转轴R1可转动地连接于外壳,该第一转轴R1远离外壳的一端可以连接于固定架600。通过上述设计,本公开能够利用固定架600为磁路部分提供绝缘功能,同时能够利用固定架600为磁路部分和磁转动件500等构件提供防护,提升继电器的结构稳定性。
基于继电器包括固定架600的设计,在本公开的一实施方式中,固定架600与外壳可以采用插接配合,并由外壳限制固定架600在第一方向X和第二方向Y上的运动,同时,还可以由盖板700和外壳共同配合限制固定架600在第二方向Y方向上的运动。
如图3和图14所示,基于继电器包括固定架600的设计,在本公开的一实施方式中,固定架600可以具有沿第二方向Y依次连接的第一部610、第二部620以及连接部630,第一部610供磁转动件500转动连接,第二部620沿第三方向Z遮盖线圈组件,连接部630连接于第一部610与第二部630沿第一方向X的中部,且连接部630在第一方向X的宽度小于第一部610和第二部620在第一方向X的宽度。在此基础上,推动件300设置有避让槽320,用以避让连接部630。通过上述设计,本公开能够利用连接部630,将分别对应磁转动件500和线圈210布置的两部分固定架整合为一个整体构件,据此减少零部件数量,降低加工及装配成本和难度,同时有利于保证推动件300的结构强度。另外,本公开能够利用避让槽320的设计,避免因设置连接部630而增大第三方向Z上的尺寸,进一步有利于小型化设计。
如图2、图5、图6和图9所示,在本公开的一实施方式中,本公开提出的继电器为多相继电器。其中,多相继电器包括至少两组接触组件,至少两组接触组件沿第一方向X间隔布置,即外壳设置有至少四组静接触件(即每组接触组件包括两组静接触件),推动件300上连接有至少两个动接触组件410,各动接触组件410沿第一方向X间隔布置。在此基础上,各动接触组件410的动触点411朝向第一方向X的同一侧,换言之,推动件300运动时,各动接触组件410的动触点411是同步朝向或者背向各自对应的静接触件运动,即各接触组件的动触点411与静触点421是同步闭合或者同步断开。
在本公开的一实施方式中,当继电器为多相继电器时,以三相继电器为例,三个动接触件412可以均固接有支撑件413,在此基础上,可以仅将其中一个动接触件412固接的支撑件413参与对推动件300在外壳内的承托。举例而言,当外壳设置有第一限位结构(例如支撑墙110和第一限位柱710)时,图8的两部分放大区域分别示出了两个动接触组件410的动接触件412所连接的支撑件413,如图所示,可见仅有其中一个支撑件413的支撑臂4131支撑于支撑墙110上,其他支撑件413的支撑臂4131未支撑于支撑墙110上,而与支撑墙110在第三方向Z上具有间隙。通过上述设计,本公开在应用于三相继电器时,能够仅通过一组动接触组件410与外壳实现限位,同时配合驱动臂520与推动件300的限位配合,以此实现继电器的动部件在外壳中的悬置布置,最大程度减小动部件在运动过程中与外壳之间产生的摩擦阻力,进一步减小磁路部分所需通过的驱动力,进一步有利于减小磁路部分的体积。在一些实施方式中,当继电器为多相继电器时,亦可仅有一个动接触件412固接有支撑件413,并不以本实施方式为限。
如图8所示,在本公开的一实施方式中,当各动接触件412均固接有支撑件413,且仅有一个支撑件413参与对推动件300在外壳内的承托时,沿第一方向X,可以选择距离磁路部分最远的动接触件412固接的支撑件413参与对推动件300在外壳内的承托。通过上述设计,本公开能够进一步优化受力,提升动部件的运动稳定性和可靠性。
如图5、图14至图16所示,在本公开的一实施方式中,磁路部分沿第一方向X可以位于任意两组相邻的接触组件之间。具体地,以推动件300设置有用于布置动接触组件410的装配槽为例,沿第一方向X,配合槽310位于相邻两个装配槽之间。
在本公开的一实施方式中,对于每组接触组件而言,动触点411与静触点421断开时,两个动触点411与其各自对应的静接触件的间隙之和可以大于或者等于5.5mm。
如图1和图2所示,在本公开的一实施方式中,本公开提出的继电器还包括盖板700,盖板700设置于外壳,并用于封闭外壳的开口。其中,盖板700与外壳可以采用卡扣结构扣合配合,亦可采用例如螺栓等连接件装配。再者,盖板700与外壳的开闭方式可以是沿第三方向Z,亦可沿第一方向X或者第二方向Y(例如推拉式),还可采用一侧边为轴的翻转开闭的结构,并不以本实施方式为限。
参阅图17,图17中代表性地示出了能够体现本公开原理的继电器在另一示例性实施方式中的平面示意图,其中具体隐去了盖板700。
区别于图1至图16示出的实施方式中采用三相继电器的设计,如图16所示,在本公开的一实施方式中,本公开提出的继电器可以为单相继电器,该单相继电器仅包括一组接触组件,即,外壳仅设置有两组静接触件,推动件300仅连接有一个动接触组件410。
参阅图18至图20,图18中代表性地示出了能够体现本公开原理的继电器在又一示例性实施方式中的平面示意图,其中具体隐去了盖板700;图19中代表性地示出了继电器在一状态(动触点411与静接触件接触)下的平面示意图,其中具体隐去了盖板700和固定架600;图20中代表性地示出了继电器在另一状态(动触点411与静接触件分离)下的平面示意图,其中具体隐去了盖板700和固定架600。
区别于图13和图17示出的实施方式中采用驱动臂520固定连接于磁转动件500的设计,如图18至图20所示,在本公开的一实施方式中,本公开提出的继电器还可以包括转动臂540,磁转动件500可以通过转动臂540驱动推动件300,该转动臂540通过与磁转动件500的第一转轴R1平行的一第二转轴R2可转动地连接于外壳,转动臂540的一端转动连接于驱动臂520,转动臂540的另一端位于推动件300的配合槽310中而作为上述的驱动端部521。在此基础上,本公开提出的继电器能够利用磁转动件500带动转动臂540,使得转动臂540能够绕第二转轴R2摆动,且在转动臂540的摆动过程中,转动臂540与磁转动件500也存在相对转动,且转动臂540与磁转动件500的转动方向相反。通过上述设计,本公开能够利用转动臂540与磁转动件500转动连接并相对反向转动的设计,进一步减小磁转动件500的转动幅度。
如图19和图20所示,在本公开的一实施方式中,第二转轴R2转动臂540连接于驱动臂520的一端部的垂直距离可以小于第二转轴R2转动臂540的另一端部的垂直距离。通过上述设计,本公开能够实现磁转动件500以较小角度驱动转动臂540的输入端,实现转动臂540的输出端的较大幅度的摆动,从而实现在有限的空间内使得动接触组件能够形成大行程运动,此外,还能够节省磁路部分用于驱动推动件300运动的驱动力,有助于使磁路部分进一步做到小型化。
图19和图20所示,在本公开的一实施方式中,驱动臂520可以设置有限位槽540,转动臂540的一端置于限位槽540内,限位槽540具有沿第一方向X相间隔的长槽壁541和短槽壁542,沿限位槽540的深度方向,长槽壁541的长度大于短槽壁542的长度。通过上述设计,本公开能够利用限位槽540的长槽壁541和短槽壁542限制驱动臂520的摆动角度,避免转动臂540随磁转动件500过度转动。
如图18所示,在本公开的一实施方式中,本公开提出的继电器还可以包括固定架600,固定架600与外壳的底板间隔布置,固定架600位于磁路部分和磁转动件500背向底板的一侧。在此基础上,磁转动件500经由第一转轴R1可转动地连接于外壳,第一转轴R1远离外壳的一端连接于固定架600,第二转轴R2远离外壳的一端连接于固定架600。通过上述设计,本公开能够利用固定架600为磁路部分提供绝缘功能,同时能够利用固定架600为磁路部分和磁转动件500等构件提供防护,提升继电器的结构稳定性。
基于继电器包括固定架600的设计,在本公开的一实施方式中,固定架600与外壳可以采用插接配合,并由外壳限制固定架600在第一方向X和第二方向Y上的运动,同时,还可以由盖板700和外壳共同配合限制固定架600在第二方向Y方向上的运动。
如图13、图17或者图18所示,在本公开的一些实施方式中,磁转动件500经由第一转轴R1可转动地连接于外壳,该第一转轴R1可以位于两个接触臂510之间。在此基础上,第一转轴R1的轴线可以位于两个接触臂510的中点之间的连线上,据此,两个接触壁510正向摆动至与轭铁220接触的运动行程以及反向摆动至与轭铁220接触的运动行程一致,使得两个接触壁510能够于第一转轴R1的两侧对称布置,降低结构复杂度以及生产难度。
在此应注意,附图中示出而且在本说明书中描述的继电器仅仅是能够采用本公开原理的许多种继电器中的几个示例。应当清楚地理解,本公开的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的继电器的任何细节或继电器的任何部件。
综上所述,本公开提出的继电器,包括外壳、推动件300、接触组件及磁路部分。
其中,接触组件中,动接触组件410包括动接触件412,动接触件412为沿第二方向Y延伸且两端分别设置有动触点411的桥式动接触件,其整体安装并随动于推动件300,因此即便动静接触件412之间设置大间隙,在推动件带动动接触件412动作时,动接触件412也不会发生变形,即动接触件412与静触点421的配合不会形成V型开口,便于电弧快速分段。同时,在该接触组件中,总触点间隙等于两个动触点411与各自对应的静触点421的间隙之和,单个动触点411与对应的静触点421的间隙为所需的总触点间隙的一半,动接触件412相对静接触件的运动行程也为总触点间隙的一般,实现以小运动行程实现大触点间隙需求,以利于减小接触组件的体积占用以及降低所需的磁路部分的驱动力,减少磁路部分的线圈210的绕线圈数、减小线圈210体积,实现继电器的小型化设计;又由于动接触件412为刚性结构,其结构稳定性好,正常状态下不易发生变形,且其还能够在其动作方向上稳定地与静接触件发生闭合,闭合状态下,动接触件412的各动触点411与对应的静接触件的静触点421之间不会形成类似喇叭口的角度,保证电弧不易溢出,保障产品使用寿命;此外,实际使用时,由于电流流通于动接触件412,而非流通于用于在推动件300形成超行程时对动接触件412施加反力的压簧,因此,只需保证压簧能够提供弹性力即可,而无需为了通大电流而增大压簧的厚度,压簧薄,其自身应力小,因此,磁路部分只需利用较小的磁驱动力即可带动推动件300将压簧结构推抵至变形并形成反力,从而有利于减小磁路部分的体积,基于此,动接触件412因自身不再具有形变需求,因此可根据实际所需接通的负载电流的大小设定成特定的厚度。
磁路部分采用线圈组件和磁转动件500组合的形成,也即采用传统的摆动式衔铁组件结构,该磁转动件中,由于磁钢与衔铁配合紧密,其二者之间的磁阻小,因此,磁路部分整体的磁效率高,进一步有利于减小磁路部分的体积,并符合继电器的小型化设计需求。
基于以上设计,本公开提出的继电器能够同时满足高负载、大触点间隙以及小型化的使用需求。
举例而言,以本说明书记载的多个示例性实施方式为例,本公开提出的继电器至少能够解决动、静触点的大间隙设计要求和小型化设计要求。甚至于能够满足国网智能物联表的新标准,即,满足动触点与静触点间隙需至少为5.5mm的要求,此外,本公开通过小型化设计,能够在该100A继电器的原有体积下,将负载能力提高1.5倍,达到150A。
以上详细地描述和/或图示了本公开提出的继电器的示例性实施方式。但本公开的实施方式不限于这里所描述的特定实施方式,相反,每个实施方式的组成部分和/或步骤可与这里所描述的其它组成部分和/或步骤独立和分开使用。一个实施方式的每个组成部分和/或每个步骤也可与其它实施方式的其它组成部分和/或步骤结合使用。在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时,用语“一个”、“一”和“上述”等用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。此外,权利要求书及说明书中的术语“第一”和“第二”等仅作为标记使用,不是对其对象的数字限制。
虽然已根据不同的特定实施例对本公开提出的继电器进行了描述,但本领域技术人员将会认识到可在权利要求的精神和范围内对本公开的实施进行改动。
Claims (31)
1.一种继电器,其特征在于,包括:
外壳;
推动件,适于相对所述外壳沿第一方向运动;
接触组件,包括动接触组件及静接触件,所述动接触组件包括动接触件,所述动接触件整体安装并随动于所述推动件,其沿垂直于所述第一方向的第二方向延伸,其在所述第二方向上的两端部分别设置有动触点;所述静接触件成对布置,每个所述静接触件均设有静触点和用于与外部形成电连接的电连接端,同一对的两个所述静接触件的所述静触点分别对应于同一个所述动接触件的两个所述动触点设置;以及
磁路部分,设置于所述外壳并包括线圈组件和磁转动件;所述磁转动件可转动地设置于所述外壳,其适于在所述线圈组件通正向脉冲电压和反向脉冲电压时接受所述线圈组件的磁力作用在一预设的摆动范围内往返,并推动所述推动件运动以及带动所述动接触件上的所述动触点与所述静接触件的所述静触点闭合或断开。
2.根据权利要求1所述的继电器,其特征在于,还包括支撑件,所述支撑件与所述动接触件或者所述推动件固接且沿第三方向支撑于所述外壳;所述第三方向与所述第一方向和所述第二方向均垂直;所述磁转动件沿所述第三方向支撑于所述外壳,且其还用于在所述第三方向上支撑所述推动件;所述推动件由所述磁转动件和所述支撑件承托而悬置于所述外壳内。
3.根据权利要求2所述的继电器,其特征在于,所述外壳中设置有第一限位结构,所述第一限位结构与所述支撑件在所述第三方向上限位配合,以限制所述支撑件在所述第三方向上的自由度。
4.根据权利要求3所述的继电器,其特征在于,所述外壳还设置有第二限位结构;所述第二限位结构与所述支撑件在所述第二方向上限位配合以限制所述支撑件在所述第二方向上的自由度。
5.根据权利要求4所述的继电器,其特征在于,所述外壳包括彼此固接的底座和盖板;所述底座远离所述盖板的一侧设有底板;所述第一限位结构包括支撑墙以及第一限位柱,所述支撑墙设置于所述底板,所述第一限位柱设置于所述外壳的盖板,所述支撑件的至少部分沿所述第三方向的两侧分别与所述支撑墙和所述第一限位柱抵接。
6.根据权利要求5所述的继电器,其特征在于,所述第二限位结构包括两个挡墙;两个所述挡墙均设置于所述底板,且分别位于所述支撑件沿所述第二方向的两侧,以分别供所述支撑件的两侧抵接并限制所述支撑件沿所述第二方向的自由度。
7.根据权利要求4所述的继电器,其特征在于,所述支撑件具有两个支撑臂;两个所述支撑臂分别伸出所述动接触件沿所述第二方向的两端,且两个所述支撑臂均具有弹性;对应于每个所述支撑臂的末端,所述外壳中设置有第二限位柱和第三限位柱,所述第二限位柱位于所述支撑臂朝向所述静接触件的一侧,所述第三限位柱位于所述支撑臂背向所述静接触件的一侧;所述第二限位柱和所述第三限位柱彼此配合及限制所述支撑臂在所述第一方向上的位移。
8.根据权利要求7所述的继电器,其特征在于,所述动触点与所述静触点闭合时,所述支撑臂抵接所述第二限位柱并储能,以向所述动接触件施加适于远离所述静接触件运动的作用力;所述动触点与所述静触点断开时,所述支撑臂抵接所述第三限位柱并储能,以向所述动接触件施加适于朝向所述静接触件运动的作用力。
9.根据权利要求8所述的继电器,其特征在于,所述支撑臂相对所述第二方向倾斜布置;在所述第一方向上,所述支撑臂连接于所述动接触件的一端较末端更靠近所述静接触件;其中,沿所述第二方向,所述支撑臂的末端设置有反向折弯部,所述反向折弯部绕所述第二限位柱部分外周布置。
10.根据权利要求2所述的继电器,其特征在于,还包括弹性件;所述推动件开设有沿所述第二方向贯穿的通槽;所述动接触件插装于所述通槽,且其相对所述推动件仅在所述第一方向具有活动自由度,其朝向所述静接触件的一侧与所述通槽在所述第一方向上的一侧槽壁相接触;所述弹性件沿所述第一方向的两端分别抵接所述动接触件背向所述静接触件的一侧和所述通槽在所述第一方向上的另一侧槽壁。
11.根据权利要求10所述的继电器,其特征在于,所述动接触件在所述第三方向上的两侧分别接触于所述通槽在所述第三方向上的两侧槽壁,以使所述动接触件与所述推动件在所述第三方向上相对定位;所述动接触件设置有成对布置的定位凸起,每对所述定位凸起沿所述第二方向间隔排列,同对的两个所述定位凸起分别抵接于所述推动件在所述第二方向上的两侧,以使所述动接触件与所述推动件在所述第二方向上相对定位。
12.根据权利要求10所述的继电器,其特征在于,所述动接触组件包括沿所述第三方向排列的至少两个所述动接触件,所述接触组件包括沿所述第三方向排列的至少两对所述静接触件,每对所述静接触件分别对应一个所述动接触件。
13.根据权利要求12所述的继电器,其特征在于,所述弹性件包括固定部和形变部;所述固定部与所述动接触件背向所述静接触件的一侧固接;所述形变部的固定端与所述固定部固接,其自由端与所述通槽槽壁抵接;各所述动接触件均对应一个所述弹性件;任意两个邻接的所述弹性件均相连,且任意两个邻接的所述动接触件均适于基于对应的两个所述弹性件连接部分的弹性变形能力沿所述第一方向相对位移。
14.根据权利要求13所述的继电器,其特征在于,所述支撑件与各所述动接触件均固接并允许任意两个邻接的所述动接触件沿所述第一方向相对位移。
15.根据权利要求2所述的继电器,其特征在于:
所述线圈组件的两端沿所述第一方向布置并分别连接有轭铁,所述轭铁远离所述线圈的一端为第一接触端,两个所述第一接触端分别延伸至所述线圈在所述第二方向的一侧;
所述磁转动件位于所述线圈在所述第二方向的一侧,其包括沿所述第二方向间隔布置的两个接触臂;所述接触臂在所述第一方向上的两端分别为第二接触端,每个所述接触臂的两个所述第二接触端分别对应于两个所述第一接触端,两个所述接触臂分别位于所述轭铁在所述第二方向上的两侧;
其中,所述继电器被配置为:通过控制所述线圈的通电励磁,使得所述第一接触端与所述第二接触端之间产生磁力而驱动所述磁转动件转动,并带动所述推动件运动,以此调节所述动触点与所述静触点的闭合和断开。
16.根据权利要求15所述的继电器,其特征在于,所述磁转动件沿所述第二方向的一侧设有驱动臂;所述推动件设置有配合槽,所述驱动臂具有驱动端部;所述驱动端部位于所述配合槽中;其中,所述继电器被配置为:所述磁转动件转动时带动所述驱动臂摆动,使得所述驱动端部推抵所述配合槽所述第一方向上的两侧槽壁,从而带动所述推动件沿所述第一方向运动。
17.根据权利要求16所述的继电器,其特征在于,所述驱动端部在所述第三方向上的两侧分别抵接于所述配合槽在所述第三方向上的两侧槽壁,以此使所述驱动臂与所述推动件在所述第三方向上相对定位。
18.根据权利要求16所述的继电器,其特征在于,所述驱动端部相对所述推动件摆动于任意位置时,其沿所述第一方向的宽度均小于所述配合槽沿所述第一方向的宽度,使得所述驱动臂在切换抵接所述配合槽沿所述第一方向的两侧槽壁的过程中具有空行程。
19.根据权利要求18所述的继电器,其特征在于,所述驱动端部相对所述推动件摆动于任意位置时,其沿所述第一方向的宽度在所述配合槽沿所述第一方向的宽度中的占比为0.5~0.9。
20.根据权利要求16所述的继电器,其特征在于,所述驱动端部相对于所述推动件摆动于任意位置时,其与所述槽壁的接触关系为线接触或者点接触。
21.根据权利要求16所述的继电器,其特征在于,所述继电器还包括固定架;所述固定架固定安装于所述外壳且用于供所述磁转动件转动连接,其具有沿所述第二方向依次连接的第一部、第二部以及连接部;所述第一部供所述磁转动件转动连接;所述第二部沿所述第三方向遮盖所述线圈组件;所述连接部连接于所述第一部和所述第二部沿所述第一方向的中部且其在所述第一方向的宽度小于所述第一部和所述第二部在所述第一方向的宽度;所述推动件设置有避让槽,用以避让所述连接部。
22.根据权利要求16所述的继电器,其特征在于,还包括转动臂;所述转动臂通过与所述磁转动件的第一转轴平行的第二转轴可转动地连接于所述外壳;所述转动臂的一端部转动连接于所述驱动臂,所述转动臂的另一端部位于所述推动件的所述配合槽中。
23.根据权利要求22所述的继电器,其特征在于,所述第二转轴与所述转动臂连接于驱动臂的端部的垂直距离小于所述第二转轴与所述转动臂的另一端部的垂直距离。
24.根据权利要求22所述的继电器,其特征在于,所述驱动臂设置有限位槽;所述转动臂的一端置于所述限位槽内;所述限位槽具有沿所述第一方向相间隔的长槽壁和短槽壁,沿所述限位槽的深度方向,所述长槽壁的长度大于所述短槽壁的长度,所述长槽壁和所述短槽壁用于限制所述转动臂的摆动角度。
25.根据权利要求1所述的继电器,其特征在于,沿所述第二方向,所述动接触件伸出于所述推动件两侧的两个部分的长度相等。
26.根据权利要求1~25任一项所述的继电器,其特征在于,所述继电器为单相继电器,所述单相继电器包括一组所述接触组件。
27.根据权利要求2~25任一项所述的继电器,其特征在于,所述继电器为多相继电器,所述多相继电器包括至少两组所述接触组件,各所述接触组件沿所述第一方向间隔排列,各所述接触组件的动接触组件均安装于所述推动件。
28.根据权利要求27所述的继电器,其特征在于:
仅一个所述动接触件固接有所述支撑件;或者
各所述动接触件均固接有所述支撑件,仅一个所述支撑件参与对所述推动件在所述外壳内的承托。
29.根据权利要求28所述的继电器,其特征在于,各所述动接触件均固接有所述支撑件,仅一个所述支撑件参与对所述推动件在所述外壳内的承托;其中,沿所述第一方向,距离所述磁路部分最远的所述动接触件固接的所述支撑件参与对所述推动件在所述外壳内的承托。
30.根据权利要求27所述的继电器,其特征在于,所述磁路部分沿所述第一方向位于任意两组相邻的所述接触组件之间。
31.根据权利要求1~25任一项所述的继电器,其特征在于,所述动接触件与所述静接触件断开时,两个所述动触点与其各自对应的所述静触点的间隙之和大于或者等于5.5mm。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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