CN220381942U - 一种开关 - Google Patents

Abstract

一种开关，包括：静触头；静铁芯，静铁芯部分地包围形成空腔，空腔在朝向静触头一侧具有第一开口，在远离静触头一侧具有第二开口；动铁芯，包括穿过空腔的第一开口的狭窄部分和紧邻狭窄部分且相对于狭窄部分远离静触头的加宽部分，狭窄部分和加宽部分的分界处形成突出的平台，动铁芯经过空腔的第一开口和第二开口穿过空腔；动触头，固定设置到动铁芯，当动触头与静触头接触时，平台抵靠静铁芯；线圈，设置在空腔中；永磁体，设置在空腔中并且邻近线圈设置；复位件，连接到动铁芯，当静触头与动触头接触时，复位件对动铁芯施加远离静触头方向的弹力；其中，当动触头与静触头接触时，静铁芯、动铁芯和永磁体形成闭合的磁路。

Description

一种开关

技术领域

本实用新型涉及一种开关，更具体地，涉及一种自动分合闸开关。

背景技术

在大多数自动分合闸开关设计中，当需要使开关闭合时，对线圈通电以使铁芯磁化，使得动铁芯受静铁芯的吸引而移动，从而带动动铁芯上设置的动触头与固定设置的静触头接触，进而使得电路闭合导通；而当需要使开关断开时，使线圈不通电以使铁芯不再具有磁性而不再受到静铁芯的吸引，并且通过弹性部件的恢复力使得动铁芯回到初始位置，从而带动动铁芯上设置的动触头与固定设置的静触头脱离，进而使得电路断开。

上述方案为了维持电路的闭合状态，需要对线圈一直通电，这不仅增加了能耗，也增加了故障风险。为此，本实用新型提出了一种改进的开关，克服了上述现有技术的缺陷。

实用新型内容

根据本实用新型的第一方面，提供了一种开关，包括：静触头；静铁芯，静铁芯部分地包围形成空腔，空腔在朝向静触头一侧具有第一开口，在远离静触头一侧具有第二开口，第一开口的尺寸小于第二开口的尺寸；动铁芯，包括穿过空腔的第一开口的狭窄部分和紧邻狭窄部分且相对于狭窄部分远离静触头的加宽部分，狭窄部分的横截面尺寸小于加宽部分的横截面尺寸，狭窄部分和加宽部分的分界处形成从狭窄部分的外周向外突出的平台，动铁芯经过空腔的第一开口和第二开口穿过空腔；动触头，固定设置到动铁芯，当动触头与静触头接触时，平台抵靠静铁芯；线圈，设置在空腔中，并围绕动铁芯的一部分；永磁体，设置在空腔中并且邻近线圈设置；复位件，连接到动铁芯，当静触头与动触头接触时，复位件对动铁芯施加远离静触头方向的弹力。

根据该方案，当静触头与动触头接触使开关闭合时，动铁芯和静铁芯在永磁体的磁化作用下吸合到一起，而不必须在线圈通电的磁化作用下吸合到一起，使得线圈不必一直通电，这样既降低了能耗，又提升了开关的稳定性和使用寿命。

在一些方案中，永磁体与静铁芯接触，并且当动触头与静触头接触时，永磁体与动铁芯接触。

根据该方案，因为当开关闭合时，永磁体与动铁芯和静铁芯之间都没有间隙，使得永磁体、动铁芯和静铁芯形成闭合的磁路，增大了动铁芯与静铁芯吸合处的磁场强度，使得动铁芯与静铁芯的吸合更牢固，从而使得电路的闭合状态更稳定。

在一些方案中，动铁芯沿静铁芯的中心线穿过静铁芯。

根据该方案，动铁芯与静铁芯具有大致对称的结构，这种结构易于加工且有利于力学平衡。

在一些方案中，永磁体包括第一永磁体和第二永磁体，第一永磁体与第二永磁体关于中心线相对布置且间隔开，第一永磁体与第二永磁体朝向动铁芯一端的磁极相同，当静触头与动触头接触时，第一永磁体和第二永磁体分别与动铁芯接触。

根据该方案，第一永磁体、静铁芯和动铁芯形成闭合的第一磁路，第二永磁体、静铁芯和动铁芯形成闭合的第二磁路，并且通过磁极的设置使得在动铁芯与静铁芯的吸合处，第一磁路与第二磁路的磁场相互叠加，使得动铁芯与静铁芯的吸合更牢固，从而使得电路的闭合状态更稳定。

在一些方案中，永磁体可以设置在线圈的靠近或远离静触头一侧。

在一些方案中，静铁芯在第一开口处设有沿与静铁芯的中心线平行的方向朝向静铁芯内部突出的突出部，当动触头与静触头接触时，平台抵靠突出部。

根据该方案，通过突出部与平台之间更良好的贴合，使得动铁芯与静铁芯的吸合更牢固，从而使得电路的闭合状态更稳定。

在一些方案中，突出部可以由铁磁材料制成。

根据该方案，永磁体、静铁芯、动铁芯和突出部能够形成闭合的磁路，增大了动铁芯与静铁芯吸合处的磁场强度，使得动铁芯与静铁芯的吸合更牢固，从而使得电路的闭合状态更稳定。

在一些方案中，永磁体可以设置在线圈的靠近静触头的一侧，永磁体的位置设置成使得，当静触头与动触头接触时，永磁体的靠近静触头的侧表面与动铁芯的平台齐平。

在一些方案中，加宽部分与狭窄部分可以一体形成，且由导磁材料构成。

在一些方案中，动铁芯可以包括外部部分和内部部分，内部部分连续延伸穿过空腔且具有与狭窄部分相同的横截面尺寸，外部部分包围内部部分的一部分以形成加宽部分，外部部分由导磁材料构成。

在一些方案中，复位件可以是弹簧。

在一些方案中，复位件的一端固定且另一端连接到动铁芯的朝向静触头的一端，并且当动触头与静触头接触时，弹簧处于压缩状态。

在一些方案中，动铁芯在动触头附近设有容纳部，在容纳部中设有触头弹簧，触头弹簧的一端与动触头连接，另一端固定到动铁芯。

根据该方案，当动触头与静触头开始接触之后，动触头仍然可以在容纳部中继续移动并压缩触头弹簧，这样保证了一定的接触压力，从而保证开关接触良好。

附图说明

图1示出了根据本实用新型的第一实施例的开关在断开状态下的示意图；

图2示出了根据本实用新型的第一实施例的开关在闭合状态下的示意图；

图3示出了根据本实用新型的第二实施例的开关在断开状态下的示意图；

图4示出了根据本实用新型的第二实施例的开关在闭合状态下的示意图。

附图标记：100开关、110静触头、120静铁芯、122第一开口、124第二开口、126突出部、128空腔、130动触头、132容纳部、134触头弹簧、140动铁芯、142狭窄部分、144加宽部分、146平台、150线圈、160永磁体、162第一永磁体、164第二永磁体、170复位件。

具体实施方式

为了使得本实用新型的技术方案的目的、方案和优点更加清楚，下文中将结合本实用新型的具体实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。除非另有说明，否则本文所使用的术语具有本领域通常的含义。附图中相同的附图标记代表相同的部件。

图1示出了根据本实用新型的第一实施例的开关100在断开状态下的示意图，开关100主要包括静触头110、动触头130、静铁芯120、动铁芯140和线圈150，开关100的闭合或断开由静触头110与动触头130的接触或脱离来控制。静触头110保持固定，通过动触头130的移动来控制静触头110与动触头130的接触状态，动触头130的移动部分地由线圈150通电产生的磁场控制。

具体地，静铁芯120部分地包围形成空腔128，空腔128在朝向静触头110一侧具有第一开口122，在远离静触头110一侧具有第二开口124，第一开口122的尺寸小于第二开口124的尺寸。动铁芯140包括穿过空腔128的第一开口122的狭窄部分142和紧邻狭窄部分142且相对于狭窄部分142远离静触头110的加宽部分144，狭窄部分142的横截面尺寸小于加宽部分144的横截面尺寸，狭窄部分142和加宽部分144的分界处形成突出的平台146，动铁芯140经过空腔128的第一开口122和第二开口124穿过空腔128。其中动触头130固定设置到动铁芯140，当动触头130与静触头110接触时，平台146抵靠静铁芯120。线圈150设置在空腔128中，并围绕动铁芯140的一部分，当线圈150通电时，动铁芯140被磁化而具有磁性。

当需要闭合开关100时，为线圈150通电使得动铁芯140被磁化而具有磁性，动铁芯140在磁场力的作用下朝向静触头110移动，直到动触头130与静触头110接触使得开关100闭合(如图2或4所示)。当需要断开开关100时，通过使线圈150断电导致动铁芯140不再具有磁性而不受磁场力的作用，此时动铁芯140在复位件170(例如，复位件170可以是弹簧)的弹力作用下远离静触头110移动，使得动触头130与静触头110脱离，从而使得开关100断开(如图1或3所示)。在上述传统的配置下，当开关100处于闭合状态时，要求线圈150一直通电，不仅增加了能耗同时也增加了故障风险。

为此，本实用新型通过在空腔128中邻近线圈150处布置永磁体160来改进上述不足，永磁体160使得动铁芯140被磁化而具有磁性，使得动铁芯140受到朝向静触头110的磁场力作用，这样当开关100处于闭合状态时，不再需要为线圈150通电即能够使开关100稳定在闭合状态。换句话说，当开关100处于闭合状态时，通过永磁体160产生的磁场代替了线圈150通电产生的磁场，使得线圈150不必一直通电以维持开关100的闭合。通过这样的配置，降低了能耗同时也降低了故障风险。可选地，永磁体160可以设置在线圈150的靠近(如图1或2所示)或远离(如图3或4所示)静触头110的一侧。

在这种配置下，当需要闭合开关100时，只需使线圈150暂时通电，动铁芯140在线圈150产生的磁场作用下朝向静触头110移动，当动铁芯140移动至使开关100闭合时，平台146抵靠静铁芯120，此时平台146与静铁芯120处于永磁体160产生的磁场环境中而紧密贴合，所以不再需要线圈150通电产生的磁场，即可以使线圈150断电。而当需要断开开关100时，只需使线圈150暂时通反向电流，在平台146与静铁芯120的接触处，该反向电流产生的磁场与永磁体160产生的磁场至少部分地抵消，使动铁芯140与静铁芯120的磁吸力下降，导致动铁芯在复位件170的弹力作用下远离静触头110移动，使得动触头130与静触头110脱离，从而使得开关100断开。总之，当需要闭合开关100时，线圈150通电为动铁芯140开始移动提供动力，而当动铁芯140已经移动至使开关100闭合的位置时，不再需要由线圈150通电维持动铁芯140的位置，而是由永磁体160代替通电的线圈150维持动铁芯140的位置。

优选地，永磁体160与静铁芯120接触，并且当动触头130与静触头110接触时，永磁体160与动铁芯140接触。这样当开关100闭合时，永磁体160与动铁芯140和静铁芯120之间都没有间隙，使得永磁体160、动铁芯140和静铁芯120形成闭合的磁路，增大了动铁芯140与静铁芯120吸合处(即，平台146处)的磁场强度，使得动铁芯140与静铁芯120的吸合更牢固，从而使得开关100的闭合状态更稳定。

优选地，动铁芯140沿静铁芯120的中心线穿过静铁芯120，永磁体160包括第一永磁体162和第二永磁体164，第一永磁体162与第二永磁体164相对布置且间隔开，第一永磁体162与第二永磁体164朝向动铁芯140一端的磁极相同，当静触头110与动触头130接触时，第一永磁体162和第二永磁体164分别与动铁芯140接触。这样第一永磁体162、静铁芯120和动铁芯140形成闭合的第一磁路，第二永磁体164、静铁芯120和动铁芯140形成闭合的第二磁路，并且通过磁极的设置使得在动铁芯140与静铁芯120的吸合处(即，平台146处)，第一磁路与第二磁路的磁场相互叠加而增强，使得动铁芯140与静铁芯120的吸合更牢固，从而使得开关100的闭合状态更稳定。

优选地，静铁芯120在第一开口122处设有沿与静铁芯120的中心线平行的方向朝向静铁芯120内部突出的突出部126，当动触头130与静触头110接触时，平台146抵靠突出部126。通过突出部126与平台146之间更良好的贴合，使得动铁芯140与静铁芯120的吸合更牢固，从而使得开关100的闭合状态更稳定。

优选地，突出部126可以由铁磁材料制成。这样，永磁体160、静铁芯120、动铁芯140和突出部126能够形成闭合的磁路，增大了动铁芯140与静铁芯120吸合处的磁场强度，使得动铁芯140与静铁芯120的吸合更牢固，从而使得开关100的闭合状态更稳定。突出部126可以以焊接、铆接或任何其他合适的方式固定到静铁芯120，本实用新型不旨在限制突出部126与静铁芯120的固定方式。

可选地，复位件170的一端固定且另一端连接到动铁芯140的朝向静触头110的一端，并且当动触头130与静触头110接触时，弹簧170处于压缩状态。

可选地，动铁芯140在动触头130附近设有容纳部132，在容纳部132中设有触头弹簧134，触头弹簧134的一端与动触头130连接，另一端固定到动铁芯140。这样当动触头140与静触头120开始接触之后，动触头140仍然可以在容纳部132中继续移动并压缩触头弹簧134，这样保证了一定的接触压力，从而保证开关100接触良好。

本文参照优选的实施例详细描述了本实用新型的多个示例性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本实用新型构思的前提下，可以对上述具体实施例做出各种变型和改型，还可以对本实用新型提出的各种技术特征和结构进行组合，而不超出本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (12)

1.一种开关，其特征在于，包括：

静触头；

静铁芯，所述静铁芯部分地包围形成空腔，所述空腔在朝向所述静触头一侧具有第一开口，在远离所述静触头一侧具有第二开口；

动铁芯，包括穿过所述空腔的第一开口的狭窄部分和紧邻所述狭窄部分且相对于所述狭窄部分远离所述静触头的加宽部分，所述狭窄部分的横截面尺寸小于所述加宽部分的横截面尺寸，所述狭窄部分和所述加宽部分的分界处形成从所述狭窄部分的外周向外突出的平台，所述动铁芯经过所述空腔的第一开口和第二开口穿过所述空腔；

动触头，固定设置到所述动铁芯，当所述动触头与所述静触头接触时，所述平台抵靠所述静铁芯；

线圈，设置在所述空腔中，并围绕所述动铁芯的一部分；

永磁体，设置在所述空腔中并且邻近所述线圈设置；

复位件，连接到所述动铁芯，当所述静触头与所述动触头接触时，所述复位件对所述动铁芯施加远离所述静触头方向的弹力，

其中，当所述静触头与所述动触头接触时，所述静铁芯、所述动铁芯和所述永磁体形成闭合的磁路。

2.根据权利要求1所述的开关，其特征在于，所述永磁体与所述静铁芯之间没有气隙，并且当所述动触头与所述静触头接触时，所述永磁体与所述动铁芯之间没有气隙。

3.根据权利要求2所述的开关，其特征在于，所述动铁芯沿所述静铁芯的中心线穿过所述静铁芯。

4.根据权利要求3所述的开关，其特征在于，所述永磁体包括第一永磁体和第二永磁体，所述第一永磁体与所述第二永磁体关于所述中心线相对布置且间隔开，所述第一永磁体与所述第二永磁体朝向所述动铁芯一端的磁极相同，当所述静触头与所述动触头接触时，所述第一永磁体和所述第二永磁体分别与所述动铁芯接触。

5.根据权利要求4所述的开关，其特征在于，所述永磁体设置在所述线圈的靠近或远离所述静触头的一侧。

6.根据权利要求4所述的开关，其特征在于，所述静铁芯在所述第一开口处设有沿与所述静铁芯的中心线平行的方向朝向所述静铁芯内部突出的突出部，当所述动触头与所述静触头接触时，所述平台抵靠所述突出部。

7.根据权利要求6所述的开关，其特征在于，所述突出部由铁磁材料制成。

8.根据权利要求4所述的开关，其特征在于，所述永磁体设置在所述线圈的靠近所述静触头的一侧，所述永磁体的位置设置成使得，当所述静触头与所述动触头接触时，所述永磁体的靠近所述静触头的侧表面与所述动铁芯的平台齐平。

9.根据权利要求1所述的开关，其特征在于，所述加宽部分与所述狭窄部分一体形成，且由导磁材料构成。

10.根据权利要求1所述的开关，其特征在于，所述动铁芯包括外部部分和内部部分，所述内部部分连续延伸穿过所述空腔且具有与所述狭窄部分相同的横截面尺寸，所述外部部分包围所述内部部分的一部分以形成所述加宽部分，所述外部部分由导磁材料构成。

11.根据权利要求1所述的开关，其特征在于，所述复位件是弹簧，所述复位件的一端固定且另一端连接到所述动铁芯的朝向所述静触头的一端，并且当所述动触头与所述静触头接触时，所述弹簧处于压缩状态。

12.根据权利要求1所述的开关，其特征在于，所述动铁芯在所述动触头附近设有容纳部，在所述容纳部中设有触头弹簧，所述触头弹簧的一端与所述动触头连接，另一端固定到所述动铁芯。