CN1296953C

CN1296953C - 电磁接触器

Info

Publication number: CN1296953C
Application number: CNB031467261A
Authority: CN
Inventors: 和田正义; 吉本博
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd; Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd; Fuji Electric Assets Management Co Ltd
Priority date: 2002-07-09
Filing date: 2003-07-09
Publication date: 2007-01-24
Anticipated expiration: 2023-07-09
Also published as: FR2842346A1; DE10329850A1; CN1471119A; FR2842346B1; JP2004047141A

Abstract

本发明的目的是为固定铁心提供缓冲性能好且能安装在小空间内的缓冲材料。为达此目的，本发明的凸台(4)与固定铁心(1)的两个端面形成整体，由板料制造的缓冲材料(5)垂直安装在各凸台(4)上。固定铁心通过起支腿作用的缓冲材料(5)支撑在电磁接触器的底盒(7)上。通过垂直安装板状缓冲材料(5)，可确保有大的弹性高度H和高的缓冲性能。此外，缓冲材料(5)可安装在小空间内，此空间大致等于固定铁心(1)两边的缓冲材料(5)的板厚。此外，生产成本也减低，因为所有缓冲材料(5)都能从板料上冲出。

Description

电磁接触器

〔0001〕

技术领域

本发明涉及通过电磁体来切换接触机构的开和关的电磁接触器，更具体地说，涉及电磁体的缓冲结构。

〔0002〕

背景技术

电磁接触器通常由电磁体组成，该电磁体包括固定铁心和动铁心，它们相互对向放置在绝缘外壳中，绝缘外壳由顶盒与底盒组成，在结构上，电磁线圈附着在由底盒支承的固定铁心上，且动铁心与一接触机构相连，电磁线圈激励时，动铁心便克服复位弹簧的弹力附着在固定铁心上，从而切换接触机构。在这种电磁接触器中，当动铁心吸附到固定铁心时，固定铁心及接触机构受到冲击，具体说，利用可由交流电驱动的电磁体，这种电磁接触器(交流电磁接触器)比用由直流电驱动电磁体的电磁接触器的转速高，因此就会遇到诸如接触器器件机械寿命低和出现接触震动等问题。为此，交流电磁接触器通常于有一缓冲机构来减少冲击。

[0003]

本发明所要解决的技术问题

上述缓冲结构的一例已在日本公开专利出版物(KoKai)上公布(公开号6-5182)。根据该刊物所述的缓冲机构，其凸台形成在固定铁心两端外表面上，电磁接触器的主体上有支撑部分，用于支撑各自的凸台，且由弹性材料等制造的曲面形缓冲材料插在各凸台和支撑部件中间。这种缓冲结构使其缓冲材料放在固定铁心和动铁心之间以吸收固定铁心与动铁心碰撞时出现的冲击。但缓冲材料必须很薄而且小到可插在固定铁心和动铁心中间，这导致减小冲击作用很有限。此外，缓冲材料不能限制固定铁心的向上运动，因此有可能因为缓冲材料引起固定铁心回弹导致已吸附一次的动铁心再次与固定铁心分离。所以，为了消除固定铁心的向上回弹，必须提供附加工具，但这使电磁接触器结构复杂化。

[0004]

另一方面，图9和10示出已实际应用的缓冲机构之一例。图9是一透视图，示出一固定铁心，图10是一透视图，示出缓冲材料，拟附着到固定铁心两端。如图9所示，凸台32与固定铁心31的两端做成整体，而图10所示缓冲材料33附着到各自的凸台32上(图9所示缓冲材料33只附于右端的凸台32)。缓冲材料33用橡胶制成，且形状像一有凹进部分34的中空盒形框架，凹进部分34则与凸台32相配。在凹进部分34的上下内表面上布置着呈梳齿形的许多肋片35。缓冲材料33靠弹性通过凹进部分34装配到凸台32上，肋片35的端面紧贴凸台32的顶面和底面。其上附着缓冲材料33的固定铁心31的两端通过缓冲材料33支撑在底盒的阶梯部分上，缓冲材料33的顶面被部分顶盒压住并固定。

[0005]

根据图9和10的所示的结构，由于缓冲材料33的肋片35以其固有的弹性和粘性限制固定铁心31的垂直运动，但缓冲材料32为了改进其缓冲性能，其肋片35要紧贴在凸台32上。因此，凸台32与缓冲材料33之间的接触面积(有压力的区域)在纵向(即固定铁心31的厚度方向)很小。因此，缓冲材料33沿其横向(凹进部分34的深度方向)必须很大，以便限制缓材料33的内应力。结果，形成在固定铁心31上的凸台32也要加大尺寸，这使固定铁心31做得较大。此外，用橡胶制造的缓冲材料33必须用压模方法或注模方法制造，这需要花很多钱，如压模初装费及压制费。为此。根据所示结构，尺寸及成降低都受到限制，所以，在目前情况下缓冲材料只适用于应用高性能电磁铁的大型电磁接触器。

[0006]

图11示出已实际应用的缓冲材料机构的另一例。图11是一部件分解透视图，示出电磁接触器的固定铁心的主要零件。在图11中，用橡胶板制造的缓冲材料安插在装入底盒41内的固定铁心42的下表面与底盒41的底面中间，锥形螺旋弹簧46放在电磁感应线圈架45与固定铁心42之间，线圈架45附着在由E字形铁心组成的固定铁心42的中央支柱上，因此，可限制固定铁心42的向上运动。请注意，线圈架45被部分顶盒压住(未示)。此种缓冲机构结构简单，但铁心42的振动不能很快阻尼，且由于固定铁心42的底面沿橡胶板厚方向靠橡胶变形得到缓冲因而获得的缓冲效应并不令人满意。

[0007]

准确地说，可以设想，插在固定铁心42的底面与底盒41中间的板形缓冲材料43设想成按图12所示布置着很多根短弹簧(弹簧常数为K)51。如果弹簧51的根数为n，固定铁心42上的外力为F，则总弹簧常数为nk，每根弹簧51上的外力由F/n表示，这时刻的压缩量(位移)等于F/nk。在传统上为了降低弹簧常数以便以更灵活的方式保持固定铁心42，弹簧51的根数应减少，即缓冲材料面积减少。如果弹簧弹力的降低率为m，则固定铁心42由总数为n/m根弹簧51支持，而总弹簧常数至nK/m，但每根弹簧51的应力乘以m，因此，每根弹簧51的应力为nF/m。这样，每根弹簧51的应力随弹簧常数的下降而成反比例地增加，且这会降低橡胶本身的寿命。因此，应当明白，弹簧常数靠减少接触面积只能有限度降低。此外，当通过增加缓冲材料板厚来降低弹簧常数K时，固定铁心必须放在较高位置，这样会增加电磁接触器尺寸。

[0008]

发明内容

因此本发明的目的是提供包括价廉的缓冲材料的电磁接触器，其机构简单，能安装在小空间内，同时具有满意的缓冲性能。

[0009]

[解决问题的措施]

为了达到上述目的，本发明提供一种具有电磁体的电磁接触器，电磁体包括一固定铁心和一动铁心，它们对向装在绝缘外壳内，绝缘外壳包括底盒和顶盒，在电磁接触器中电磁线圈与底盒支撑的固定铁心相附，接触机构与动铁心连结，随着电磁线圈的激励，动铁心克服复位弹簧弹力吸附到固定铁心，从而切换接触机构，该电磁接触器的特征在于：凸台形成在固定铁心的左右端面上，一对右板状缓冲材料和左板状缓冲材料上各有孔，此缓冲材料通过凸台与孔的互相配合垂直安装在固定铁心上，从而将固定铁心通过起支腿作用的缓冲材料支撑在底盒上。

[0010]

根据本发明，缓冲效应的获得是靠板状缓冲材料不在其板厚方向而在垂直方向(平行于板面)的变形。对这种结构而言，缓冲材料的高度可以增加但不会改变固定铁心的安装高度，因此，缓冲材料可按下述发生大变形。尤其可设想，在高度大的缓冲材料中，如图13所示，弹簧51是串联的。图13示出两根弹簧51串联的情况。这便是缓冲材料5的高度加倍的例子，如果在这种情况下弹簧常数和应力的关系发现和先有技术一样，则可得到下列结果。如果同高的弹簧常数为nk，则总弹簧的常数为nk/2，这是先有技术的一半，因为弹簧51是串联的。这表明支撑固定铁心1的刚度降低了，这时，如果在固定铁心1上施加和图12相同的力，则缓冲材料5上的总变形大一倍，但同样厚度的弹簧变形保持不变，因此应力是F/n，这和先有技术相同。即，固定铁心1受到以柔韧方式的支撑而不会降低缓冲材料5的寿命。

[0011]

根据权利要求1，缓冲材料各顶面最好由部分底盒或顶盒压住(权利要求2)。用这样的结构可限制固定铁心的向上运动。这时，顶盒最好包括可插进底盒的支腿，缓冲材料各顶面最好由此支腿压住(权利要求3)。此外，在这种情况下，顶盒与底盒最好通过顶盒支腿与底盒的相互配合而互相结合(权利要求4)。这种配置不需要另外的装置来将顶盒固定到底盒。

[0012]

根据权利要求1，缓冲材料的顶面最好由电磁线圈的部分线圈架压住，及此线圈架由部分顶盒压住(权利要求5)。

[0013]

根据权利要求1，缓冲材料的各下端下伸位置最好低于固定铁心的底面(权利要求6)。这样有利于增加缓冲材料高度并可将缓冲材料直接放置在底盒的平坦底面上，因此简化底盒的结构。

[0014]

根据权利要求1，缓冲材料最好插在底盒内壁与固定铁心左右两端表面之间，从而使固定铁心在水平方向容易定位(权利要求7)。这时，凸形截面的凹进部分最好形成在底盒侧壁的内侧，并将缓冲材料装入凹进部分中，从而其边缘受到支撑，因而用板料制成垂直装配的缓冲材料不会掉落或弯向固定铁心，也不会在水平方向产生位移(权利要求8)。

[0015]

根据权利要求7，固定铁心上形成的凸台的根部最好有阶梯形加宽部分，加宽部分的端面最好紧贴缓冲材料板面，从而可减少固定铁心端面与各缓冲材料之间的接触面积，减少接触区的摩擦和减低各缓冲材料的磨损(权利要求9)。

[0016]

根据权利要求7，形成在固定铁心上的凸台，其插进缓冲材料孔中的长度最好调整到小于缓冲材料板厚，因此可防止固定铁心的凸台与底盒接触和避免在接触点出现新的碰撞(权利要求10)。

[0017]

根据权利要求1，缓冲材料的边缘或内部最好有切口或冲孔，从而方便地改变或调整缓冲材料的刚性(权利要求11)。

[本发明效果]

如上所述，根据本发明，板状缓冲材料垂直装配到固定铁心上，固定铁心通过起支腿作用的缓冲材料支撑在底盒上，因此，可实现具有满意缓冲性能的电磁接触器有简单的结构，能安装在小空间内并且所用缓冲材料成本低。

附图说明

图1是一横截面视图，示出根据本发明一实施例所述电磁接触器的固定铁心。

图2是一部件分解透视图，示出图1中的固定铁心和缓冲材料。

图3是一透视图，示出图3中的固定铁心和缓冲材料。

图4是一断开的透视图，示出电磁接触器主要零件，其中图1中的缓冲材料的顶面被顶盒压住。

图5是一透视图，示出电磁接触器的底盒的内部，其中图1中的缓冲材料的顶面被电磁线圈的线圈架压住。

图6是一横截面视图，示出本发明另一实施例所述电磁接触器的固定铁心。

图7是一横截面视图，示出根据本发明又一实施例所述电磁接触器的固定铁心。

图8是透视图，示出根据本发明另一实施例所述缓冲材料，其中图8A示出缓冲材料外缘被切割的情况，图8B示出缓冲材料内部被冲孔的情况。

图9是一透视图，示出先有技术的固定铁心。

图10是一透视图，示出图9中的缓冲材料。

图11是一部件分解透视图，示出根据另一先有技术所述电磁接触器的主要零件。

图12示出图11中的缓冲材料的缓冲效应。

图13示出图1中的缓冲材料的缓冲效应。

元件列表

1、固定铁心

4、凸台

5、缓冲材料

6、孔槽

7、底盒

9、顶盒

10、支腿

16、加宽部分

19、切口

20、矩形孔

[0018]

具体实施方式

图1-3示出本发明一基本实施例，其中图1是一断面图，示出装在交流电磁接触器的底盒内的固定铁心，图2是一部件分解透视图，示出图1中的固定铁心及缓冲材料，图3是一透视图，示出固定铁心与缓冲材料的结合。在图1-3中，固定铁心1是E字形的，且正如所知的它是由许多冲成所示形状的硅钢片用铆钉2互相紧固而成且屏蔽线圈3(图1)附着到左、右支腿各自的磁极上。在本实施例中，矩形凸台4与固定铁心1的左、右端面形成一体并同时冲出。

[0019]

另一方面，标号5指的是矩形的板状缓冲材料，它与固定铁心1的左、右端形成整体且在其板面中央附近有一矩形孔(通孔)6，可与固定铁心1的凸台4配合。缓冲材料5由具有预定厚度的橡胶板用冲切的方法制成，缓冲材料5如图所示垂直安装，因此通过孔6与凸台4的配合，缓冲材料5可与固定铁心1的端面接触。如图1所示，固定铁心1通过起支腿作用的缓冲材料5支撑在电磁接触器的底盒7上。缓冲材料5放置在底盒7的底面的阶梯部分7a上，在固定铁心1的下表面与底盒7的底面之间有一预定间隙8。此外，缓冲材料5介于底盒7的内壁面和固定铁心1的左、右端面之间。

[0020]

根据所示结构，随着电磁线圈的激励，(该线圈附着在固定铁心1的中央支柱上，未示)，动铁心(未示)被吸附到固定铁心1上，且在动铁心和固定铁心1碰撞时产生冲击。这种冲击被缓冲材料5的缓冲作用吸收，这时由缓冲材料5具有的巨大机械吸收能力可得到很好的缓冲效应，这是因为板状缓冲材料垂直装配，可确保固定铁心1(凸台4)与底盒7之间高度H很大。此外，缓冲材料5贴到固定铁心1的端面，因而即使固定铁心1在底盒中未抬高也能保证有足够高度H，且不必增大底盒7的尺寸，因为只需很小空间，约等于缓冲材料5的板厚。实际上，将缓冲材料5插在底盒7的内壁面与固定铁心1的端面之间(如图1所示)，可使装纳缓冲材料5所需空间最小，并也能使固定铁心1定位并在水平方向固定。另一方面，板状缓冲材料5容易从现有板材上冲出或切出，因此与模压法比较时制造成本较低。

[0021]

天然橡胶、合成橡胶，及类似于橡胶且有类似橡胶弹性的其他材料，均可作板状弹性材料，用于缓冲材料5，具体地讲，最好用耐热、耐腐蚀、耐老化性好的合成橡胶，如丁腈橡胶(nitrile rubber)或乙丙橡胶(ethylene propylene rubber，EPDM)。

[0022]

在图1中，如果缓冲材料5的顶面用部分底面7或顶盒(未示)压住，则可以柔韧的方式限制固定铁心1的向上运动或类似运动。图4是一断开的透视图，示出一个实施例的电磁接触器的主要零件，其中缓冲材料5用顶盒压住。在图4中，有一对可插入底盒7中的左和右支腿10，与附着在底盒7上的顶盒9形成一体，在图4所示附着状态，这对支腿10的下表面压住缓冲材料5顶面。此外，在图示状态，可与形成在底盒7的侧壁上凹进部分(未示)配合的凸台11与支腿10外侧表面成整体，因此顶盒9可通过凸台11弹性地与底盒7结合。因此，不必另外提供连接方法将顶盒9与底盒7固定。

[0023]

虽然在图4所示实施例中，缓冲材料5被部分顶盒9压住，但本发明不局限于此种办法，缓冲材料顶面可用于部分底盒7压住。例如，盖住缓冲材料5的顶面的凸台可做成钩状，形成在底盒7内壁上，这样，连接于固定铁心1的缓冲材料5可横向滑进凸台下面的空间内。

[0024]

图5是一透视图，示出一实施例的底盒内部，在此实施例中缓冲材料由电磁线圈的线圈架压住。在图5中，绕上线圈(未示)的电磁线圈的线圈架12有一水平方向伸展的下凸缘13，固定铁心1的左、右支腿穿过下凸缘13的伸展部分，此伸展部分端部压住缓冲材料5的顶面。附于底盒7的顶盒的一部分紧贴在线圈架12的上凸缘15上，将线圈架12固定。用了这样结构就可仅改变现有线圈架形状防止固定铁心1的向上回弹，而不增加任何零件。

[0025]

图6是一横截面图，示出一个实施例的底盒的固定铁心，其中的缓冲材料的下端伸到固定铁心下表面以下位置。在图6中，附着在固定铁心1上的缓冲材料5，其下端伸到固定铁心1的底面以下，且其下端直接放置在底盒7的平底面上。有了这种结构就可方便地提高凸台4与底盒7之间的缓冲材料5的高度H，并可不必在底盒7中形成阶梯部分，就可提供固定铁心1下方间隙8。因此，简化了底盒7的结构。

[0026]

此外在图6中，在固定铁心1的凸台4的根部有阶梯形加宽部分16，加宽部分16的端面贴住缓冲材料5的板面。与缓冲材料5直接接触固定铁心1的端面的情况比较，用了这种结构，固定铁心1和缓冲材料5之间接触面积减少，这就减低此区域面积上的摩擦力和缓冲材料5的磨损。此外，在图6中，凸台4伸进孔6中的长度L小于缓冲材料5的板厚，并在凸台4的端面和底盒7的内壁之间形成间隙17。有了这种结构，凸台4与底面7决不相互接触，因此，当固定铁心1受到冲击时不会发生使凸台4和底盒7摩擦的新冲击。应当注意，间隙17可用减薄缓冲材料5并为孔6形成底的办法形成。

[0027]

图7是一横截面透视图，示出一个实施例的底盒的内部，固定铁心与缓冲材料5贮放在其中，在此实施例中，缓冲材料5的边缘由底盒7支撑。图7中，有凸形断面的凹进部分18沿垂直方向形成在底盒7的侧壁内侧，缓冲材料5的边缘通过凹进部分18的顶部装入凹进部分内，并保持与凹进部分18的壁面接触。有了这种结构，能可靠防止垂直方向安装的由板料制成的缓冲材料5掉落或弯向固定铁心，也能防止沿水平方向的位移。

[0028]

图8是一实施例的透视图，其中缓冲材料局部被冲或切。图8A示出缓冲材料5在顶部和底边有切口19，图8B示出缓冲材料5中冲出连续的槽孔。有了这种结构，可方便地改变或调整缓冲材料的刚性，而不改变其板厚。

Claims

1.一种电磁接触器，具有包括动铁心和固定铁心的一电磁体，它们对向放置在绝缘体外壳内，绝缘外壳由顶盒与底盒组成，在电磁接触器中电磁线圈附着到支承在底盒上的固定铁心上，动铁心连接一接触机构，随着电磁线圈的激励，动铁心克服复位弹簧的作用力吸引到固定铁心上，从而使接触机构切换，所述电磁接触器的特征在于：

固定铁心左右两个端面上有凸台，一对左和右的板状缓冲材料在其各自板料平面中有孔，通过上述凸台与孔的相互配合，缓冲材料垂直地装配到固定铁心上，因而固定铁心通过起支腿作用的缓冲材料被支撑在底盒上，其中，顶盒有可插入底盒的支腿，而缓冲材料的各顶面被支腿压紧。

2.根据权利要求1所述的电磁接触器，其特征在于：缓冲材料的各顶面被部分顶盒压紧，或者缓冲材料的各底面被部分底盒压紧。

3.根据权利要求2所述的电磁接触器，其特征在于：通过顶盒支腿与底盒的相互配合，顶盒与底盒互相结合。

4.根据权利要求1所述的电磁接触器，其特征在于：缓冲材料的顶面被电磁线圈的部分线圈架压紧，而线圈架被部分顶盒压紧。

5.根据权利要求1所述的电磁接触器，其特征在于：缓冲材料的各下端面伸出在固定铁心底面以下的位置。

6.根据权利要求1所述的电磁接触器，其特征在于：缓冲材料介于底盒内壁与固定铁心左右两端表面之间。

7.根据权利要求1所述的电磁接触器，其特征在于：具有凸形截面的凹进部分排列在底盒侧壁内侧，此凹进部分中装上缓冲材料，因此缓冲材料的边缘得到支撑。

8.根据权利要求6所述的电磁接触器，其特征在于：阶梯形加宽部分形成在固定铁心的凸台根部，加宽部分的端面紧贴在缓冲材料板料平面上。

9.根据权利要求6所述的电磁接触器，其特征在于：固定铁心上形成的凸台伸进缓冲材料中的孔内长度小于缓冲材料的板厚。

10.根据权利要求1所述的电磁接触器，其特征在于：缓冲材料的边缘或内部是切口或冲孔的。