CN1521791A

CN1521791A - 电磁继电器

Info

Publication number: CN1521791A
Application number: CNA2004100038768A
Authority: CN
Inventors: 筒井和广; 佐藤进
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2003-02-10
Filing date: 2004-02-10
Publication date: 2004-08-18
Anticipated expiration: 2024-02-10
Also published as: CN1282979C; JP4186643B2; JP2004241341A

Abstract

本发明提供一种能防止电弧的同时、能应对高电压而且能实现小型化的电磁继电器。该电磁继电器，当电磁铁为非励磁状态的初始状态时，借助在端部具有可动接点的可动接点弹簧的弹力，将该可动接点保持在初始位置，使可动接点与固定接点成为开放状态；另一方面，当上述电磁铁成为励磁状态时，借助超过上述可动接点弹簧弹力的励磁力，使上述可动接点向规定方向移动，使可动接点与固定接点成为闭合状态，该电磁继电器具备有可动接点移动机构，当上述电磁铁转变为非励磁状态，上述可动接点离开固定接点，向初始位置复原时，使该可动接点过度地移动到超过初始位置的规定位置后，使移动方向反转，复原到上述初始位置。

Description

电磁继电器

技术领域

本发明涉及一种电磁继电器，具体地说，涉及一种应对于高电压的、可实现小型化的、例如适合用于控制汽车等车辆的各种电气用品的电磁继电器。

背景技术

已往，汽车等车辆(下面单称为“车辆”)中，例如在自动开闭式窗电机和雨刷器电机等的L性负载驱动部中，采用了电磁继电器。但是，在这种电磁继电器中，必须要防止在接点分开时产生的电弧。

例如，车辆的雨刷器驱动部中采用的电磁继电器，当驾驶者进行雨刷器的启动操作时，控制电流被供给到电磁继电器的电磁铁，产生励磁力。可动接点受到该励磁力后朝固定接点侧移动，两接点闭合，结果是，通过这些接点，电池电压被供给到雨刷器电机，雨刷器动作。当驾驶者进行了雨刷器的停止操作时，供给到电磁继电器的电磁铁的控制电流被切断，励磁力消失。可动接点在弹簧弹力的作用下，复原到初始位置。结果，两接点成为分开状态，供给雨刷器电机的电池电压被切断，雨刷器停止动作。但是，由于雨刷器电机是L性负载，所以，两接点分开时，对L性负载产生的起电力使得可动接点与固定接点之间发生电弧，这时，电弧会引起接点损伤等问题。

为此，已往防止这种电弧的方法是，与作用在接点间的电压大小对应，使接点间隙(可动接点与固定接点的分开距离)最佳化(见专利文献1)。例如，在该文献中，当用于装有12V直流电池的车辆时，接点间隙是约0.3mm，当电压更高时，例如用于装有24V直流电池的车辆时，接点间隙增加0.9mm(约1.2mm)。

专利文献1：日本特开2002-237244号公报。

已往的电磁继电器中，虽然通过扩大接点间隙能对应高电压，但是，接点间隙的扩大，需要大的励磁力，例如，上面的例子中，接点间隙为0.3mm时，设所需的励磁力为Ga，接点间隙为4倍(1.2mm)时，设所需的励磁力为Gb，则当然成为Ga＜＜Gb的关系，所以，导致电磁铁的大型化。因此，不可避免地导致电磁继电器本身的大型化。

发明内容

本发明的目的是提供一种电磁继电器，该电磁继电器能防止电弧，能对应高电压，并且能实现小型化，适合用于汽车等车辆的各种电气用品的控制。

本发明的电磁继电器，当电磁铁为非励磁状态的初始状态时，借助在端部具有可动接点的可动接点弹簧的弹力，将该可动接点保持在初始位置，使可动接点与固定接点成为开放状态；

另一方面，当上述电磁铁成为励磁状态时，借助超过上述可动接点弹簧弹力的励磁力，使上述可动接点向规定方向移动，使可动接点与固定接点成为闭合状态，其中，

该电磁继电器具备有可动接点移动机构，当上述电磁铁转变为非励磁状态，上述可动接点离开固定接点，向初始位置复原时，使该可动接点过度地移动到超过初始位置的规定位置后，使移动方向反转，复原到上述初始位置。

根据本发明，可动接点在朝着初始位置复原时，过度地移动到越过规定的初始位置若干的规定位置后，再复原到初始位置。

现在，假设可动接点的初始位置与固定接点之间的间隙(接点间隙)为0.3mm，假设上述的“超过初始位置若干的规定位置”是在该0.3mm上加上例如0.9mm的位置，则可动接点在离开了固定接点后，先将其接点间隙扩大到“0.3mm+0.9＝1.2mm”，接着再稳定到正式的接点间隙(0.3mm)。

因此，离开了固定接点后的可动接点的接点间隙，暂时地从0.3mm扩大到1.2mm，所以，该暂时的扩大值(1.2mm)与24V电池的适当接点间隙(不产生电弧的接点间隙)相当，所以，能应对高电压，另外，该应对高电压的接点间隙(1.2mm)是暂时性的，可动接点位于初始位置时的通常的接点间隙是0.3mm，所以，设定电磁铁的励磁力时，只要考虑通常时的接点间隙(0.3mm)即可，可避免电磁铁的大型化，从而可避免电磁继电器的大型化。

附图说明

图1是本实施形式的电磁继电器的外观图；

图2A、图2B是本实施形式的电磁继电器的侧面图和正面图；

图3A、图3B是本实施形式的电磁继电器1的主要部分(特别是接点机构部分)的详图；

图4是电磁继电器1的组装图；

图5是电磁继电器1的模式电路图；

图6是电磁继电器1的接点动作的概念图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施形式。

图1是本实施形式的电磁继电器的外观图。图2A、图2B是其侧面图和正面图。在这些图中，电磁继电器1上，一个固定接点端子3和一个可动接点端子(也称为共用端子)4，分别从绝缘材料构成的基板2的下面伸出，同时，也伸出2个线圈端子5、5。在基板2上，覆盖着也是由绝缘材料构成的透明壳体(上盖)6，用该透明壳体6保护安装在基板2上的各种电磁继电器部件。

电磁继电器部件包含有：构成电磁铁的铁心7及线圈8、电阻器9、限动弹簧10、限动固定部件11、铰链弹簧12、电枢(ア一マチユア)13、轭铁(ヨ一ク)14等。另外，仅在图2A中示出，与铰链弹簧12成一体的可动接点弹簧15、安装在可动接点弹簧15下端部的可动接点16、以及安装在固定接点端子3上端部的固定接点17等也包含在电磁继电器部件内。

下面，说明本实施形式的电磁继电器1的主要部分(特别是接点机构部分)的详细构造。图3A、图3B是其详图。该图中，固定在线圈8的保持框体18上端面的轭铁14，由金属等导电性材料做成，与可动接点端子4电连接。在轭铁14的上面，固定着也是由导电性材料做成的铰链弹簧12，当控制电流未供给到线圈8时、即对铁心7未作用励磁力(下面称为“非励磁状态”)时，与铰链弹簧12成一体的可动接点弹簧15位于图示位置(下面称为“初始位置”)；当励磁力作用到铁心7上时，安装在可动接点弹簧15背面的电枢13被铁心7吸引，朝着该吸引方向(图中的右向)移动，安装在其下端部的可动接点16，与安装在固定接点端子3上端部的固定接点17接触，两接点(可动接点16和固定接点17)闭合。

另一方面，当可动接点弹簧15位于图示的初始位置时，可动接点弹簧15与限动弹簧10的L字形弯曲前端部19相接。该L字形弯曲前端部19，借助限动弹簧10的弹力可朝图中左右方向移动。但是，实际上，限动弹簧10与形成在限动固定部件11上的朝向图中左方的突起20相碰(可动接点弹簧15位于图示初始位置时)，朝图中右方的摆动被限制，所以，L字形弯曲前端部19，以上述初始位置为基准，只被容许朝图中左方摆动。

为了便于说明，忽略图示的限动弹簧10和限动固定部件11。即，假设在可动接点弹簧15的左侧(朝着图面)，不存在任何障碍物。

这时，由于可动接点弹簧15在本身弹力范围内可从图示的初始位置朝左侧摆动，所以，设该摆动的左方界限位置为“A”，可动接点16从闭合朝着分开变迁时，可动接点弹簧15进行这样的弹性动作，即一端先越过初始位置，到达左方界限位置，再反转方向，复原到初始位置。现在，假设可动接点弹簧15在初始位置时的接点间隙(可动接点16和固定接点17的间隔)为0.3mm，则位于上述左方界限位置A时的接点间隙，比0.3mm大某一值“X”。X是左方界限位置A与初始位置的分隔距离。

例如，如果将X值准确地设定为0.9mm，则可动接点16从闭合朝着分开迁移时，

①暂时地达到“0.3mm+0.9mm＝1.2mm”这样的扩大接点间隙后，由于达到“0.3mm”这一常用接点间隙，所以，借助该扩大接点间隙，可以防止与24V电源对应的电弧。

②由于把由铁心7和线圈8构成的电磁铁的所需励磁力，可以设定为与上述常用接点间隙对应的小值，所以，可以避免电磁铁的大型化(因此，避免电磁继电器1的大型化)。

实际上，由于制造误差等原因，把X无偏差地设定为上述值(例如0.9mm)是困难的。

本实施形式中的限动弹簧10和限动固定部件11，对于无偏差而准确地设定可动接点弹簧15的初始位置和上述X值来说，是必需的部件。

即，可动接点弹簧15的初始位置，被限动弹簧10的L字形弯曲前端部19的位置所限定，L字形弯曲前端部19的位置，被限动固定部件11的突起20所限定，所以，这些部件(限动弹簧10的L字形弯曲前端部19和限动固定部件11的突起20)，对于准确地设定可动接点弹簧15的初始位置来说，是不可缺少的部件。

另外，可动接点弹簧15的朝图中左方的移动，是在将限动弹簧10的L字形弯曲前端部19朝图中左方推压移动的同时进行的，其移动界限(相当于上述的左方界限位置A)，是可动接点弹簧15的下端部与限动固定部件11相碰的时候，限动固定部件11的安装位置误差很少，在实用上可以忽略，所以，该限动固定部件11，对于无偏差而准确设定上述X值来说，是不可缺少的部件。

这里，设可动接点弹簧15的弹簧力为Fa，设限动弹簧10的弹簧力为Fb，设从励磁状态转变到非励磁状态时由可动接点弹簧15及铰链弹簧12给与的恢复力为Fc，这些Fa、Fb、Fc的关系设定为“Fa＜Fb＜Fc”。

图4是电磁继电器1的组装图。例如，先把固定接点安装在固定接点端子3上端部的孔3a中，把该固定接点端子3嵌入到基板2的孔2a内。接着，把线圈端子5、5安装在电阻器9的两端，把线圈端子5、5嵌入基板2的孔2b、2b内。

接着，把铁心7放入形成在线圈8的保持框体18上的孔18a内，把线圈引线21、21嵌入到形成在该保持框体18上的缺口18b、18b，将线圈8的绕线两端与线圈引线21、21电连接。

接着，把安装着限动弹簧10的限动固定部件11的下端部，嵌入到线圈8的保持框体18的孔18c内。

接着，把可动接点16安装在可动接点弹簧15下端部的孔15a内，同时，把电枢13安装在可动接点弹簧15的背面，再把与可动接点弹簧15成一体的铰链弹簧12安装到轭铁14的上面后，把可动接点端子4的上端部安装到轭铁14的下端部。

最后，把上述那样组装起来的线圈部件(由线圈8、保持框体18、铁心7、线圈引线21、21、限动弹簧10和限动固定部件11构成)安装到基板2上，并且，把上述那样组装起来的可动接点部件(由可动接点弹簧15、可动接点16、电枢13、铰链弹簧12、轭铁14和可动接点端子4构成)安装到基板2上后，覆盖壳体6，便完成了图1构造的电磁继电器1。

图5是电磁继电器1的模式电路图。图6是接点动作的概念图。图5中，固定接点端子3与固定接点17连接着，可动接点端子4与可动接点16连接着。一对线圈端子5、5与线圈8的绕线两端连接着，同时也与电阻器9的两端连接着。电阻器9的作用是，当切断对线圈8的通电时，电阻器9吸收由线圈8的反电动势产生的浪涌电压。

当控制电流未供给线圈端子5、5时，线圈8是非励磁状态。在该非励磁状态下，可动接点16位于图示的初始位置，与固定接点17之间保持规定的间隔(常用接点间隙：例如0.3mm)而分开。当控制电流供给到线圈端子5、5时，借助线圈8的励磁力，可动接点16被朝着固定接点17侧吸引，两接点闭合，结果是，固定接点端子3与可动接点端子4之间电连接。

另外，考虑到从该励磁状态到非励磁状态的迁移过程，最终，可动接点16从固定接点17离开而复原到上述的初始位置，但是，其恢复力是仅由可动接点弹簧15和铰链弹簧12的弹簧力给与的，所以进行这样弹性的动作，即暂时过度地移动到越过上述初始位置的规定位置(虚线位置)，然后，移动方向反转，复原到上述的初始位置。规定位置(虚线位置)由限动固定部件11的安装位置决定。

现在，假设初始位置与规定位置(虚线位置)的分开距离为0.9mm，可动接点16位于规定位置(虚线位置)时的接点间隙(扩大接点间隙)成为0.3mm+0.9mm＝1.2mm，所以，可确保应对高电压(24V电源)的适当的接点间隙，可防止高电压电源产生的电弧。

另一方面，上述应对高电压的接点间隙(1.2mm)终究是暂时的，常用接点间隙，是可动接点16位于初始位置时的间隙(0.3mm)，所以，不必增加线圈8的励磁力(吸引可动接点16的力)，因此，可避免线圈8的大型化，即，可避免电磁继电器的大型化。

如上所述，根据本实施形式的电磁继电器1，在可动接点16分开时，可暂时地扩大接点间隙，借助该扩大的接点间隙(例如1.2mm)，可防止高电压电源产生的电弧，另外，可以使可动接点16位于初始位置时的常用接点间隙，比上述扩大接点间隙小(例如0.3mm)，借助该常用接点间隙，可减小线圈8的所需励磁力，可以避免电磁继电器1的大型化。

另外，上述实施形式中，是采用了限动弹簧10和限动固定部件11，但并不限定于此，也可以用橡胶等的弹性部件来代替限动弹簧10。另外，也可以采用金属或塑料等的绝缘物来代替限动固定部件11。

根据本发明，由于离开固定接点后的可动接点的接点间隙暂时从0.3mm扩大到1.2mm，所以该暂时的扩大值(1.2mm)与24V电池的适当接点间隙(不产生电弧的接点间隙)相当，所以，可以应对高电压，另外，该应对高电压的接点间隙(1.2mm)是暂时的，可动接点位于初始位置时的通常的接点间隙是0.3mm，所以，设定电磁铁的励磁力时，只要考虑通常时的接点间隙(0.3mm)即可，可避免电磁铁的大型化(固此可避免电磁继电器的大型化)。

Claims

1.一种电磁继电器，当电磁铁为非励磁状态的初始状态时，借助在端部具有可动接点的可动接点弹簧的弹力，将该可动接点保持在初始位置，使可动接点与固定接点成为开放状态；另一方面，当上述电磁铁成为励磁状态时，借助超过上述可动接点弹簧弹力的励磁力，使上述可动接点向规定方向移动，使可动接点与固定接点成为闭合状态，其特征在于，

具备有可动接点移动机构，当上述电磁铁转变为非励磁状态，上述可动接点离开固定接点，向初始位置复原时，使该可动接点过度地移动到超过初始位置的规定位置后，使移动方向反转，复原到上述初始位置。