CN1591730A - 可小型化的电磁继电器 - Google Patents

Abstract

一种电磁继电器具有三个按规则间距排成一行的固定触点端子组(114)和一具有三个动触点(107)的动触点簧片组(111)。通过接通和断开通往线圈组(103)的励磁电流而引起一衔铁(110)摆动，以便闭合和打开常开触点部分。动触点簧片组的动簧片(108)在其一端侧上分支成三个部分，并且在每个分支部分中形成有一基本上为U形的狭缝(120)，以便在每个分支部分中分别形成簧片柔性部分(121)和一载流通路部分(122)。一载流板(109)连接于三个载流通路部分上，以便将三个动触点电连接在一起。

Description

可小型化的电磁继电器

本申请对先前的日本专利申请JP 2003-303801提出优先权要求，其公开内容在此引入作为参考。

技术领域

本发明涉及一种电磁继电器，尤其涉及一种适用于控制适于安装在汽车上的三相马达的电磁继电器。

背景技术

近年来，为了改进燃料消耗，汽车动力转向装置已经从液压型转变为电动型。大多数电动转向系统都为直流马达驱动型，但是随着三相马达驱动型的转向系统在大排量车辆中的应用，三相马达驱动型的转向系统已经越来越多。在由三相马达驱动的电动转向系统的情况中，要求一个开关同时控制三相。例如，在星形连接的中性点(连接点)处同时控制着三相以便于控制三相马达的电磁继电器就很有用。在这种情况中，要求这种类型的电磁继电器具有高载流性能和高断路性能，并且还要求其尺寸较小。

按照惯例，三相马达的控制通常通过以下第一种或第二种方法来进行。在第一种方法中，使用多个各具有一对动触点部分和固定触点端子的电磁继电器。利用一动簧片来形成动触点部分以便使得动簧片带有一动触点和一抽出端子。此外，这些电磁继电器安装于一电路板上。在第二种方法中，使用一种三相控制电磁继电器。这种三相控制电磁继电器包括两个各具有一固定触点的固定触点端子和两个用于同时短接两个固定触点端子的动触点部分。利用一动簧片来形成两个动触点部分以便使得动簧片带有两个动触点和一个抽出端子。三相控制通过使用三个端子，即抽出端子和两个固定触点端子来进行。注意在第一种和第二种方法中所用的电磁继电器的每个固定触点端子通过加工一板状底座构件来产生。

在第一种方法中，由于使用了多个电磁继电器，因此电磁继电器占了电路板上的很大比例。这违背了客户对于尽可能节省空间的要求。

另一方面，在第二种方法中所使用的电磁继电器的情况中，在两个固定触点端子之间和在两个固定触点端子之一与抽出端子之间存在导体电阻值的差异，因此在电磁继电器运行期间，在三个端子之间流过的电流值互不相同。此外，当需要增加载流能力时，则应当增加固定触点端子的截面积。然而，由于固定触点端子为板状，因此其不能有效设置于底座上，这就阻碍了电磁继电器的尺寸减小。

而且，在第一种和第二种方法中所用的每个电磁继电器中，为了减小通过动簧片从动触点到抽出端子之间的导体电阻值，别无选择只有增加动簧片的截面积。然而，动簧片在所需弹簧常数方面受到限制，因此，在这点上，其截面积的尺寸也受到限制。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种尺寸小并且载流性能和断路性能极好的三相控制电磁继电器。

根据本发明的电磁继电器包括一铁芯、一基本上为L形的磁轭、一衔铁、以及一铰链簧片，其中铁芯上带有绕着铁芯缠绕的线圈，磁轭在铁芯一端侧上固定于铁芯上，衔铁在铁芯另一端侧上面对着铁芯并且适于在铁芯受到激励时被吸到铁芯上，而铰链簧片可摆动地支承着衔铁。这种电磁继电器还包括一动簧片和若干固定端子，动簧片由导体材料制成，具有三个或更多动触点，并且联接于衔铁上以便可响应于衔铁的摆动动作而运动，而固定端子具有与动触点数量同样多的固定触点。

根据本发明的一个方面，动触点通过铰链簧片在远离衔铁的支承部分的一侧上按照规则间距排列于动簧片的一端部处。固定触点分别置于面对着动触点的位置处。对于这种构型，在电磁继电器中，动触点和固定触点基本上响应于衔铁的摆动动作而同时打开和关闭。

当动触点的数量为三个时，动簧片在其一端部上分支成三个部分。每个分支部分带有一平行于分支部分的纵向设置的基本上为U形的狭缝，以便使得簧片柔性部分形成于狭缝的两侧上并且一载流通路部分形成于狭缝的内侧。动触点分别在分支部分的前端处附连于其上。一由导体材料制成的载流板连接于三个载流通路部分上，以便通过载流板将三个动触点连接在一起。

优选地，电磁继电器带有一底座，上述各个部件安装于该底座上。优选地，固定端子各自为圆柱形并且安装于底座上以便按规则间距排列。

当固定端子的数量为三个时，优选地，这三个固定端子中每个包括一附连于固定触点上的圆柱形主干部分和一安装于底座上的圆柱形端子部分。在这种情况中，端子部分的直径小于主干部分的直径。优选地，这三个固定端子中位于中间的固定端子的主干部分和端子部分的长度之间的比例设定成不同于其它固定端子中每个的主干部分和端子部分的长度之间的比例。

附图说明

图1为根据本发明的一个优选实施例的电磁继电器的透视图；

图2为图1中所示的电磁继电器的部件分解透视图；

图3为沿图1中的线A-A剖开的剖面图；

图4为沿图1中的线B-B剖开的剖面图；

图5为图2中所示的动簧片和铰链簧片的平面图；以及

图6为描述了图1中所示电磁继电器的一种应用模式的一个实例的电路图。

具体实施方式

参看图1至5，将对根据本发明的一个优选实施例的电磁继电器进行描述。图1为电磁继电器的透视图，而图2为图1中所示的电磁继电器的部件分解透视图。

在图1中，本实施例中的电磁继电器包括一电磁继电器主体101和一用于覆盖着电磁继电器主体101的盖102。电磁继电器主体101包括一磁体组件106、一动触点簧片组111、三个固定触点端子组114、两个止挡端子115、以及一用于将上述相应部件安装于其上的树脂底座116。

在图2中，磁体组件106包括一线圈组103、一基本上为L形的磁轭104、一铁芯105、以及两个附连于线圈组103上的线圈端子123(只示出了一个)。动触点簧片组111包括一动簧片108、三个在动簧片108的一端侧上并排设置的动触点107、一固定于动簧片108的下侧的矩形载流板109、以及一衔铁110。每个固定触点端子组114包括固定触点112和一固定端子113。固定触点112提供于固定端子113的上端处。底座116带有三个按照规则间距排成一行的孔116a。三个固定触点端子组114分别压配合于底座116的孔116a中。固定端子113具有一圆柱形主干部分118和一圆柱形端子部分119。主干部分118具有较大的直径以便保证高载流性能，而端子部分119具有较小直径，用来联接于电路板(未示出)上。此外，固定端子113可形成为具有一正方形主干部分和一正方形端子部分。

同样参看图3和4，在三个固定触点端子组114中，中间固定触点端子组114的主干部分118和端子部分119设定成具有不同于每个位于两侧的固定触点端子组114的主干部分118和端子部分119的长度。明确地说，中间固定触点端子组114的主干部分118的长度设定成小于每个两侧的固定触点端子组114的主干部分118的长度。另一方面，中间固定触点端子组114的端子部分119的长度设定成大于每个两侧的固定触点端子组114的端子部分119的长度。利用这种构型，在电磁继电器的运行过程中，位于两侧固定端子113之间的电阻值和位于中间固定端子113与两侧固定端子113之一之间的电阻值就可以设定成彼此相等。这是因为这种构型使得可以校正电磁继电器运行过程中由于流过载流板109的电流通路不同而产生的电阻值的差异。

动触点簧片组111在其一端侧上具有一面对着三个固定触点端子组114的固定触点112的动触点部分117。衔铁110与一铰链簧片124相结合以便使得衔铁110在通过接通和断开通往线圈组103的励磁电流而产生的电磁力的作用下产生摆动。铰链簧片124通过与多个形成于磁轭104上的凸起104-1相接合而得以固定。在这个实施例中，铰链簧片124与动簧片108一体形成。然而，铰链簧片124可与动簧片108分开形成，然后固定于动簧片108上。动簧片108由导体材料制成并且通过与三个形成于衔铁110上的凸起110-1相接合而得以固定。更明确地说，动簧片108在沿着与从铰链簧片124朝向动触点107的方向基本上垂直的方向排列的三个点处固定连接于衔铁110上。特别地，优选的是，这三个点分别沿着分支部分的纵向位于中心线的延长线上，下文中将对其进行描述。

此外参看图5，动簧片108在其一端侧上分支成三个部分。每个分支部分在其前端处带有动触点107。每个分支部分还带有一基本上为U形的狭缝120。狭缝120平行于分支部分的纵向设置，其中U形的底部朝向动簧片108的另一端侧。对于这种构型，每个分支部分具有分别形成于狭缝120的两侧上的簧片柔性部分121，并且具有一形成于狭缝120的内侧的载流通路部分122。载流板109(参看图2)在这三个载流通路部分122的下侧连接于这三个载流通路部分122上。在这种情况下，与通过载流板109而流过两个动触点107之间的电流相比，通过簧片柔性部分121而流过两个动触点107之间的电流只有非常小的值，因此，簧片柔性部分121主要起簧片的作用。另一方面，载流通路部分122自身用来通过流过载流板109的主电流。每个分支部分的一收缩或较窄部分126构置成具有比分支部分的剩余部分更小的宽度，以便使得每个分支部分处的弹簧常数可以设定成本征值。

回到图3，衔铁110通过铰链簧片124联接于磁轭104上，以便共同与铁芯105形成一磁路。更明确地说，衔铁110通过铰链簧片124联接于磁轭104的上端并且保持住，以便可利用该上端作为支点摆动。动簧片108的每个分支部分在靠近载流板109的弯曲部分125处弯曲形成一台阶，并且在其前端处与动触点107附连在一起。每个弯曲部分125具有两个与U形狭缝120的顶部相连接的狭缝。

L形磁轭104具有一安装于底座116上的板状部分。这个板状部分形成有一孔104a，孔104a容放着安装于其中的铁芯105的下端部分。磁轭104的板状部分还具有一延伸至底座116的一端的楔形部分104-2。楔形部分104-2插入形成于底座116中的孔116b中。为此目的，楔形部分104-2形成有一孔104-2a，中间端子部分119压配合于该孔104-2a中。除了形成磁路之外，磁轭104的这种形状不仅用来将磁轭104或磁体组件106牢牢固定于底座116上，而且有助于通过增大磁轭104的表面积而改进热耗散效果。

注意图3示出了两个线圈端子123中的一个和两个止挡端子115中的一个。

两个止挡端子115固定于位于底座116的两侧上并且靠近三个固定触点端子组114中的两侧固定触点端子组114的位置上。止挡端子115用来阻止位于规定位置上的动触点簧片组111在通往线圈组103的励磁电流断开时向上运动，并且还用作用于监控电磁继电器的基本特征的开/关端子。

参看图6，将给出对根据本发明的实施例的电磁继电器的一种应用模式的一个实例的描述。在图6示出的实例中，根据本发明的实施例的电磁继电器用来控制一按照星形连接的三相马达200。三相马达200包括一U相线圈200U、一V相线圈200V和一W相线圈200W，它们各有一端连接于一控制器300上。按照星形连接，U相线圈200U、V相线圈200V和W相线圈200W在它们的另一端处通常连接在一起。然而，在这个实例中，U相线圈200U、V相线圈200V和W相线圈200W在它们的另一端处单独连接于电磁继电器的三个端子部分119上。利用这种连接方式，当电磁继电器接通时，U相线圈200U、V相线圈200V和W相线圈200W就基本上同时连接于控制器300上。

现在，将对根据本发明的实施例的电磁继电器的相应部件的材料的一个实例进行描述。动簧片108采用铍铜合金，动触点107和固定触点112采用银基合金，而磁轭104、铁芯105和衔铁110采用软磁铁。然而，这些材料仅为实例，并且各个部件的材料并不受其限制。

根据本发明的实施例的电磁继电器可以做成具有20×15×15mm或更小的外部尺寸、1mΩ或更小的端子间电阻以及120秒100A的连续载流能力。

在本发明的上述实施例中，电磁继电器为同时接通和断开三个电路的类型。然而，其也可构置成使得一个动簧片的前端部分被分支成四个部分，并且附连于相应分支部分上的动触点通过载流板连接在一起。在这种情况下，可以获得这样一种电磁继电器，其可同时接通和关断最多六个电路，并且象三电路的情况中那样既具有极好的动触点间传导性又具有极好的支承着动触点的弹簧柔性。

根据本发明的上述实施例的电磁继电器，通过将多个固定触点端子组按照规则间距排列成一行，则由其相应组合所产生的端子间导体电阻就可以设定成彼此相等。明确地说，由于通过外侧固定端子之一——动触点部分——另一个外侧固定端子的电流通路长度比通过外侧固定端子——动触点部分——中间固定端子的电流通路长度更长，因此在端子间导体电阻上就存在差异。然而，通过减小对齐的固定触点端子组中的中间固定触点端子组的主干部分的长度或直径，可以使得端子间导体电阻彼此相等。于是，由于三个固定触点端子组通过动触点簧片组的摆动动作而同时形成电连接或断开连接，因此所获得的电磁继电器可良好地用于控制三相马达。

此外，通过将每个固定端子形成圆柱形，可以有效地将它们设置于底座上，同时还能保证增加端子的截面积，因此，与具有同样外部尺寸的电磁继电器相比，可以提高载流能力。

假定这种电磁继电器象常规型电磁继电器一样构置，则需要按照以下方法进行构置。明确地说，为了增加端子间的载流能力，就需要增加用来短接三个固定触点端子组的动簧片的截面积，并且尽可能减小电流流过的长度。此外，动簧片的三个分支部分需要具有一定程度的相互独立性以便容许三个常开触点部分的装配准确度。在这种情况下，应当减小动簧片的截面积同时应当增加其长度，这不利于载流性能的提高。

另一方面，在本发明的上述实施例中，动簧片的三个分支部分各自带有基本上为U形的狭缝以便提供簧片柔性部分和载流通路部分，并且具有大传导率的载流板连接于三个载流通路部分上。因此，可以减小每个簧片柔性部分的截面积和簧片长度。相应地，可以减小三个分支部分中的每一个的弹簧常数同时增加其独立性，并且可以增加每个载流通路部分的截面积同时缩短载流通路长度以便可提高载流性能。

此外，在本发明的上述实施例中，电磁继电器的两个触点间隙相对于三相电路的每相的电路串联存在。相应地，由于在电磁继电器具有同一尺寸的情况下触点间隙变为两倍，因此可以增强断路性能。此外，在长期可靠性方面也很有利。

尽管至此已结合本发明的优选实施例对本发明进行了描述，但在不超出本发明的范围的情况下，本发明所属领域的普通技术人员易于可以按照各种其它方式来实施本发明。

Claims (10)

1.一种电磁继电器，包括：

一铁芯，其带有绕着所述铁芯缠绕的线圈；

一基本上为L形的磁轭，其在所述铁芯一端侧上固定于所述铁芯上；

一衔铁，其设置成在所述铁芯另一端侧上面对着所述铁芯，所述衔铁适于在所述铁芯受到激励时被吸到所述铁芯上；

一铰链簧片，其可摆动地支承着所述衔铁；

一动簧片，其由导体材料制成并具有三个或更多动触点，所述动簧片联接于所述衔铁上以便可响应于所述衔铁的摆动动作而运动；以及

若干固定端子，其具有与所述动触点数量同样多的固定触点，

其中所述动触点通过所述铰链簧片在远离所述衔铁的支承部分的一侧上按照规则间距排列于所述动簧片的一个端部处，

所述固定触点分别置于面对着所述动触点的位置处，以及

所述动触点和所述固定触点基本上响应于所述衔铁的摆动动作而同时打开和关闭。

2.根据权利要求1所述的电磁继电器，其中

所述动触点的数量为三个，

所述动簧片在其一个端部上分支成三个部分，

每个分支部分形成有一平行于分支部分的纵向设置的基本上为U形的狭缝，以便使得簧片柔性部分形成于所述狭缝的两侧上并且一载流通路部分形成于所述狭缝的内侧，

所述动触点分别在所述分支部分的前端处附连于所述分支部分上，以及

一由导体材料制成的载流板连接于所述三个载流通路部分上，以便通过所述载流板将所述三个动触点连接在一起。

3.根据权利要求1所述的电磁继电器，还包括一底座，所述各个部件安装于其上，其中所述固定端子各自为圆柱形并且安装于所述底座上以便按规则间距排列。

4.根据权利要求3所述的电磁继电器，其中

所述固定端子的数量为三个，

所述三个固定端子中每个包括一附连于所述固定触点上的圆柱形主干部分和一安装于所述底座上的圆柱形端子部分，

所述端子部分的直径小于所述主干部分的直径，以及

所述三个固定端子中位于中间的固定端子的所述主干部分和所述端子部分的长度之间的比例设定成不同于其它固定端子中每个的所述主干部分和所述端子部分的长度之间的比例。

5.根据权利要求2所述的电磁继电器，其中

每个所述分支部分具有一在靠近所述载流板的位置处弯曲形成一台阶的弯曲部分。

6.根据权利要求5所述的电磁继电器，其中

所述弯曲部分具有两个与所述U形狭缝的顶部相连接的狭缝。

7.根据权利要求5所述的电磁继电器，其中

每个所述分支部分具有一收缩部分，其宽度小于所述分支部分的剩余部分的宽度。

8.根据权利要求2所述的电磁继电器，其中

所述动簧片在沿着与从所述铰链簧片朝向所述动触点定向的方向基本上垂直的方向排列的三个点处固定连接于所述衔铁上，并且所述三个点分别沿着所述三个分支部分的纵向位于中心线的延长线上。

9.根据权利要求3所述的电磁继电器，其中

两个止挡端子固定在位于所述底座的两侧上并且靠近所述三个固定端子的两侧的位置上，以便限制所述动触点向上运动。

10.根据权利要求3所述的电磁继电器，其中

所述L形磁轭具有一安装于所述底座上的板状部分，所述板状部分具有一延伸至所述底座的一端的楔形部分，所述楔形部分插入形成于所述底座中的孔中。

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