DE102016206131A1

DE102016206131A1 - Kontaktvorrichtung und elektromagnetisches Relais

Info

Publication number: DE102016206131A1
Application number: DE102016206131.3A
Authority: DE
Inventors: Koji Yokoyama; Satoshi Sakai
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2015-04-13
Filing date: 2016-04-13
Publication date: 2016-10-13
Also published as: JP6528271B2; JP2016201285A; CN111584309B; CN110400724A; USRE49236E1; CN111599646A; CN110400724B; CN106057584A; US9679707B2; US20160300680A1; CN111599646B; CN111584309A; CN106057584B

Abstract

Eine Kontaktvorrichtung umfasst ein Paar fester Kontakte, einen beweglichen Kontaktgeber, einen Kontaktgeberhalter, einen beweglichen Schaft und eine Basis. Das Paar fester Kontakte ist auf eine erste Richtung ausgerichtet. Der bewegliche Kontaktgeber gelangt in einer zweiten Richtung senkrecht zu der ersten Richtung in oder außer Kontakt mit dem Paar fester Kontakte. Der Kontaktgeberhalter hält den beweglichen Kontaktgeber. Der bewegliche Schaft bewegt den Kontaktgeberhalter in der zweiten Richtung so, dass der bewegliche Kontaktgeber in oder außer Kontakt mit den festen Kontakten gelangt. Die Basis nimmt die festen Kontakte, den beweglichen Kontaktgeber und den Kontaktgeberhalter auf. Die Basis weist einen Vorsprung auf, der von einer Position, die dem Kontaktgeberhalter gegenüberliegt, in eine dritte Richtung, die sowohl zu der ersten als auch zu der zweiten Richtung senkrecht ist, ragt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kontaktvorrichtung und ein elektromagnetisches Relais, das sie aufweist.
Hintergrund
Bekannte herkömmliche Kontaktvorrichtungen umfassen feste Kontakte und einen beweglichen Kontaktgeber, der in oder außer Kontakt mit den festen Kontakten gelangt. Eine in der ungeprüften japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2012-22982 offengelegte Kontaktvorrichtung umfasst einen Halter, der einen beweglichen Kontaktgeber hält, und einen beweglichen Schaft, der mit dem Halter verbunden ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Offenlegung schafft eine Kontaktvorrichtung, die eine einfache Struktur und einen ausreichenden Lichtbogenraum, um einen Lichtbogenüberschlag zu verhindern, aufweist, und außerdem ein elektromagnetisches Relais, das eine derartige Kontaktvorrichtung aufweist.
Die Kontaktvorrichtung der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Paar fester Kontakte, einen beweglichen Kontaktgeber, einen Kontaktgeberhalter, einen beweglichen Schaft und eine Basis. Das Paar fester Kontakte ist auf eine erste Richtung ausgerichtet. Der bewegliche Kontaktgeber gelangt in einer zweiten Richtung senkrecht zu der ersten Richtung in oder außer Kontakt mit dem Paar fester Kontakte. Der Kontaktgeberhalter hält den beweglichen Kontaktgeber. Der bewegliche Schaft bewegt den Kontaktgeberhalter in der zweiten Richtung so, dass der bewegliche Kontaktgeber in oder außer Kontakt mit den festen Kontakten gelangt. Die Basis nimmt die festen Kontakte, den beweglichen Kontaktgeber und den Kontaktgeberhalter auf. Die Basis weist einen Vorsprung auf, der von einer Position, die dem Kontaktgeberhalter gegenüberliegt, in eine dritte Richtung, die sowohl zu der ersten als auch zu der zweiten Richtung senkrecht ist, ragt.
Das elektromagnetische Relais der vorliegenden Offenbarung umfasst die oben genannte Kontaktvorrichtung und eine Antriebsvorrichtung, die den beweglichen Schaft so antreibt, dass der bewegliche Kontaktgeber in oder außer Kontakt mit den festen Kontakten gelangt. Die Kontaktvorrichtung und das elektromagnetische Relais der vorliegenden Offenlegung weisen einen ausreichenden Lichtbogenraum auf, um einen Lichtbogenüberschlag zu verhindern.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine äußere perspektivische Ansicht eines elektromagnetischen Relais gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenlegung.
2 ist ein Querschnitt des elektromagnetischen Relais, der entlang der Linie II-II von 1 genommen ist.
3 ist ein Querschnitt des elektromagnetischen Relais, der entlang der Linie III-III von 1 genommen ist.
4 ist ein Querschnitt des elektromagnetischen Relais, der entlang der Linie IV-IV von 1 genommen ist.
5 ist ein Querschnitt, der einen Zustand zeigt, in dem sich ein in 2 gezeigter beweglicher Kontaktgeber verdreht.
6 ist ein vergrößerter Querschnitt, der einen Zustand zeigt, in dem sich der in 4 gezeigte bewegliche Kontaktgeber verdreht.
7 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 6.
8 ist ein Querschnitt eines abgewandelten Beispiels des elektromagnetischen Relais gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenlegung.
9 ist ein Querschnitt eines weiteren abgewandelten Beispiels des elektromagnetischen Relais gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenlegung.
10 ist eine vergrößerte Ansicht eines wesentlichen Teils eines elektromagnetischen Relais gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenlegung.
Beschreibung der Ausführungsformen
Vor der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden nun kurz mit einer herkömmlichen Kontaktvorrichtung verbundene Probleme beschrieben.
In der oben erwähnten herkömmlichen Kontaktvorrichtung, die in der ungeprüften japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2012-22982 offengelegt ist, gelangt der Kontaktgeberhalter (Halter) mit der inneren Oberfläche der Basis in Kontakt, um die Rotation (Verdrehung) des Kontaktgeberhalters und des beweglichen Kontaktgebers zu steuern.
Bei dieser Kontaktvorrichtung kommen sich der bewegliche Kontaktgeber und die innere Oberfläche der Basis beim Verdrehen des Kontaktgeberhalters und des beweglichen Kontaktgebers jedoch einander zu nahe, um einen ausreichenden Lichtbogenraum, der für eine Unterbrechung eines Stroms erforderlich ist, aufzuweisen.
Die Kontaktvorrichtung und das elektromagnetische Relais, das sie umfasst, werden im Folgenden gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenlegung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Erstes Ausführungsbeispiel
1 ist eine äußere perspektivische Ansicht eines elektromagnetischen Relais 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenlegung. 2 bis 4 sind Querschnitte des elektromagnetischen Relais 1.
2 ist entlang der Linie II-II genommen, 3 ist entlang der Linie III-III genommen und 4 ist entlang der Linie IV-IV genommen. 5 zeigt einen Zustand, in dem sich der bewegliche Kontaktgeber 22, der in 2 enthalten ist, verdreht und 6 zeigt in einem vergrößerten Maßstab einen Zustand, in dem sich der bewegliche Kontaktgeber 22, der in 4 enthalten ist, verdreht. 7 zeigt einen Teil von 6 in einem weiter vergrößerten Maßstab.
Das elektromagnetische Relais 1 umfasst eine Kontaktvorrichtung 2, eine Antriebsvorrichtung 3 und ein kastenförmiges Gehäuse 4. Das Gehäuse 4 nimmt die Kontaktvorrichtung 2 und die Treibervorrichtung 3 auf.
Die Kontaktvorrichtung 2 umfasst ein Paar fester Anschlüsse 21, einen beweglichen Kontaktgeber 22, eine Druckkontaktfeder 23, eine Federaufnahmeeinrichtung 24, einen beweglichen Schaft 25, einen Einstellungsabschnitt 26, ein Joch 27, einen Kontaktgeberhalter 28, eine Basis (Umschließung) 51, einen Verbindungskörper 52 und ein Isolationselement 53.
Jeder der festen Anschlüsse 21 ist aus einem leitenden Material wie etwa Kupfer hergestellt und ist als eine ungefähre kreisförmige Säule ausgebildet. Jeder der festen Anschlüsse 21 weist einen festen Kontakt 211 an seiner Unterseite auf. Die festen Anschlüsse 21 sind jeweils in Durchgangslöchern 511 der Basis 51 eingesetzt und mit der Basis 51 verlötet, wobei ihr oberes Ende aus der oberen Oberfläche der Basis 51 ragt.
Die festen Kontakte 211 sind jeweils an den Unterseiten (unteren Enden) der festen Anschlüsse 21 fixiert. Die festen Kontakte 211 sind in einer ersten Richtung (Y-Richtung) ausgerichtet, wie es in 3 gezeigt ist. Diese Kontakte 211 können jeweils einstückig mit den festen Anschlüssen 21 ausgebildet sein.
Der bewegliche Kontaktgeber 22 gelangt mit dem Paar fester Kontakte 211 in oder außer Kontakt, und zwar insbesondere in einer zweiten Richtung (Z-Richtung) senkrecht zu der ersten Richtung (Y-Richtung). Der bewegliche Kontaktgeber 22 ist eine flache Platte, die sich in der ersten Richtung (Y-Richtung) erstreckt, und umfasst beweglichen Kontakte 221 an dem rechten und dem linken Ende seiner oberen Oberfläche. Kurzum sind die beweglichen Kontakte 221 an beiden Enden in der Längsrichtung des beweglichen Kontaktgebers 22 ausgebildet. Jeder der beweglichen Kontakte 221 liegt jeweils einem der festen Kontakte 211 mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen gegenüber. Der bewegliche Kontaktgeber 22 umfasst ferner ein Joch 27, das in die ungefähre Mitte des beweglichen Kontaktgebers 22 in der ersten Richtung (Y-Richtung) eingepasst ist.
Die Druckkontaktfeder 23, die eine Schraubenfeder ist, ist zwischen einem Federlager 24 und dem Joch 27 angeordnet ist, um sich in der zweiten Richtung (Z-Richtung) auszudehnen und zusammenzuziehen. Das Joch 27 weist einen Positionierungsvorsprung 271 auf, der später beschrieben ist. Der Positionierungsvorsprung 271 ist in das obere Ende der Druckkontaktfeder 23 so eingepasst, dass die Feder 23 in Bezug auf das Joch 27 und den beweglichen Kontaktgeber 22 positioniert werden kann.
Eine Federaufnahmeeinrichtung 24 ist beispielsweise aus einem elektrisch isolierenden Material wie etwa Harz hergestellt und als eine annähernd rechteckige Platte ausgebildet. Die Federaufnahmeeinrichtung 24 weist einen Basisteil 241 auf, dessen obere Oberfläche an ihrer ungefähren Mitte einen in etwa scheibenförmigen Positionierungsvorsprung 242 aufweist. Der Positionierungsvorsprung 242 ist in das untere Ende der Druckkontaktfeder 23 so eingepasst, dass die Federaufnahmeeinrichtung 24 in Bezug auf die Feder 23 positioniert wird.
Der bewegliche Schaft 25 bewegt den Kontaktgeberhalter 28 in der zweiten Richtung (Z-Richtung) so, dass der bewegliche Kontaktgeber 22 in oder außer Kontakt mit dem Paar fester Kontakte 211 gelangt. Mit anderen Worten, der bewegliche Schaft 25 bewegt sich entlang seiner Achse so, dass der bewegliche Kontaktgeber 22 in oder außer Kontakt mit den festen Kontakten 211 gelangt. Spezifischer ist der bewegliche Schaft 25 mit dem Kontaktgeberhalter 28 gekoppelt und bewegt sich in der zweiten Richtung (Z-Richtung) so, dass der bewegliche Kontaktgeber 22 in oder außer Kontakt mit den festen Kontakten 211 gelangt. Der bewegliche Schaft 25 weist eine annähernd runde Stabform auf, die sich in der zweiten Richtung erstreckt. Der bewegliche Schaft 25 ist mit einem beweglichen Kern 34 der Antriebsvorrichtung 3 an einem unteren Ende davon und mit der Federaufnahmeeinrichtung 24 an einem oberen Ende davon gekoppelt. Der Schaft 25 ist an dem beweglichen Kern 34 fixiert, während er in das Durchgangsloch 331 des festen Kerns 33, die Rückstellfeder 36 und die Durchgangsbohrung 341 des beweglichen Kerns 34 eingesetzt ist.
Ein Einstellungsabschnitt 26 ist aus einem magnetischen Material hergestellt und beispielsweise als eine ungefähre rechteckige Platte ausgebildet. Der Einstellungsabschnitt 26 ist an der ungefähren Mitte der oberen Oberfläche des beweglichen Kontaktgebers 22 in der ersten Richtung (Y-Richtung) montiert und ist an dem Kontaktgeberhalter 28 fixiert. Der Einstellungsabschnitt 26 kann alternativ eine andere Form als eine Platte aufweisen.
Das Joch 27, das aus einem magnetischen Material hergestellt ist, hat aus der ersten Richtung (Y-Richtung) betrachtet eine offene Oberseite und einen etwa U-förmigen Querschnitt. Das Joch 27 ist unter der ungefähren Mitte des beweglichen Kontaktgebers 22 in einer solchen Weise angeordnet, dass es diese ungefähre Mitte in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung (X-Richtung) sandwichartig umschließt. Das Joch 27 weist einen Positionierungsvorsprung 271, der als eine ungefähre Scheibe ausgebildet ist, in der ungefähren Mitte seiner unteren Fläche auf.
Der Kontaktgeberhalter 28 hält den beweglichen Kontaktgeber 22, wie es in 6 gezeigt ist. Der Halter 28 weist ein Paar Halteteile 281 auf, die jeweils einen Unterteil 282 und einen Seitenteil 283 aufweisen. Der Unterteil 282 und der Seitenteil 283 sind durch Biegen eines nichtmagnetischen Materials ausgebildet. Das Paar Halteteile 281, die in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung weit voneinander entfernt sind, sind einstückig mit der Federaufnahmeeinrichtung 24 ausgebildet. Die Federaufnahmeeinrichtung 24 befindet sich zwischen den Unterteilen 282 und der Druckkontaktfeder 23. Somit isoliert die Federaufnahmeeinrichtung 24 die Unterteile 282 und die Druckkontaktfeder 23 elektrisch.
Das Paar Unterteile 282 und der Einstellungsabschnitt 26 umgeben den beweglichen Kontaktgeber 22, das Joch 27 und die Druckkontaktfeder 23 in der vertikalen Richtung (Z-Richtung) sandwichartig. Folglich schiebt die Druckkontaktfeder 23 den beweglichen Kontaktgeber 22 nach oben, um seine obere Oberfläche in Kontakt mit dem Einstellungsabschnitt 26 zu bringen, wodurch die Bewegung des beweglichen Kontaktgebers 22 in Richtung der festen Kontakte 211 reguliert wird. Der Seitenteil 283 erstreckt sich von dem Rand des Unterteils 282 nach oben. Die Seitenteile 283 liegen einander in der X-Richtung gegenüber. Die Seitenteile 283 sind in Gleitkontakt mit dem beweglichen Kontaktgeber 22 und dem Joch 27. Die Seitenteile 283 kommen mit dem Einstellungsabschnitt 26 in Kontakt, um den Einstellungsabschnitt 26 in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung sandwichartig einzuschließen. Der Unterteil 282 hat beispielsweise eine Plattenform, kann aber alternativ andere Formen aufweisen. Der Seitenteil 283 hat beispielsweise eine Plattenform, kann aber alternativ andere Formen aufweisen.
Wie oben beschrieben sind der Einstellungsabschnitt 26 und das Joch 27 aus einem magnetischen Material hergestellt, während der Kontaktgeberhalter 28 aus einem nichtmagnetischen Material hergestellt ist. Folglich wird dann, wenn die beweglichen Kontakte 221 jeweils in Kontakt mit den festen Kontakten 211 kommen, um dem beweglichen Kontaktgeber 22 einen Strom zuzuführen, ein Magnetfluss um den beweglichen Kontaktgeber 22 herum erzeugt und verläuft durch den Einstellungsabschnitt 26 und das Joch 27. Als Ergebnis wirkt eine magnetische Anziehungskraft zwischen dem Einstellungsabschnitt 26 und dem Joch 27. Diese Kraft verringert die elektromagnetische Abstoßungskraft, die zwischen den festen Kontakten 211 und den beweglichen Kontakten 221 erzeugt wird, wodurch eine Abnahme des Kontaktdrucks zwischen den festen Kontakten 211 und den bewegliche Kontakten 221 verringert wird.
Wie in 3 gezeigt ist die Basis 51 als ein Kasten mit einem offenen Boden ausgebildet und aus einem hitzebeständigen Material wie etwa Keramik hergestellt. Die Basis 51 nimmt die festen Kontakte 211, den beweglichen Kontaktgeber 22 und den Kontaktgeberhalter 28 auf. Die Basis 51 ist mit zwei Durchgangslöchern 511, die in der Rechts- und Linksrichtung ausgerichtet sind, an einer oberen Oberfläche davon versehen.
Der Verbindungskörper 52 ist mit dem Umfang der Öffnung der Basis 51 an einem ersten Ende davon und mit einer ersten Jochplatte 351 eines Jochs 35 in der Antriebsvorrichtung 3 an einem zweiten Ende davon verlötet.
Das Isolationselement 53 umfasst einen Unterteil 531 und einen Vorsprung 532. Der Unterteil 531 ist an seiner ungefähren Mitte mit einem Einsetzloch 533 versehen, in das der bewegliche Schaft 25 eingesetzt ist. Das Isolationselement 53 ist aus einem isolierenden Material wie etwa Keramik oder Kunstharz hergestellt und ist in etwa als ein rechteckiger Spat mit einer offenen Oberseite ausgebildet. Das obere Ende der Umfangswand des Isolationselements 53 ist in Kontakt mit der Innenfläche der Umfangswand der Basis 51. Folglich isoliert das Isolationselement 53 an der Öffnung der Basis 51 den Lichtbogen, der zwischen den festen Kontakten 211 und den beweglichen Kontakten 221 erzeugt wird, von der Verbindungsstelle zwischen der Basis 51 und dem Verbindungskörper 52.
In der Kontaktvorrichtung 2 ist die Federaufnahmeeinrichtung 24 auf der Seite des beweglichen Kontaktgebers 22 gegenüber der Seite mit dem Paar fester Kontakte 211 angeordnet. Die Federaufnahmeeinrichtung 24 weist einen Basisteil 241, einen Positionierungsvorsprung 242, einen Vorsprung 243 und eine Trennwand 244 auf. Die Trennwand 244 ist um den beweglichen Schaft 25 herum ausgebildet. Speziell ist die Trennwand 244 beispielsweise zylindrisch und erstreckt sich aus dem Basisteil 241 in Richtung des Isolationselements 53 entlang der Achse des beweglichen Schafts 25.
Das Bereitstellen der oben beschriebenen Trennwand 244 unterdrückt ein Eindringen von Fremdstoffen, die erzeugt werden, während der bewegliche Kontaktgeber 22 in oder außer Kontakt mit den festen Kontakten 211 gelangt, in das Einsetzloch 533.
Wie in 2 gezeigt weist die Kontaktvorrichtung 2 mehrere Vorsprünge (vier Vorsprünge 512–515 in 2) auf. Jeder der Vorsprünge 512–515 ragt an einer jeweiligen Position, die dem Kontaktgeberhalter 28 in einer dritten Richtung (X-Richtung), die senkrecht zu sowohl der ersten Richtung (Y-Richtung) als auch der zweiten Richtung (Z-Richtung) ist, gegenüberliegt, aus der Basis 51.
Wie in 6 gezeigt weist der Kontaktgeberhalter 28 einen oberen Bereich 28A und einen unteren Bereich 28B auf. Der untere Bereich 28B ist in der zweiten Richtung (Z-Richtung) weiter entfernt von dem beweglichen Kontaktgeber 22 als der obere Bereich 28A. In dem Kontaktgeberhalter 28 ist der untere Bereich 28B in der dritten Richtung (X-Richtung) länger als der obere Bereich 28A. Genauer gesagt weist in dem Kontaktgeberhalter 28 das Paar Halteteile 281 projizierte Bereiche (vier projizierte Bereiche 284–287 in 6) in Positionen, die jeweils den Vorsprüngen 512–515 zugewandt sind, auf.
Jeder der Vorsprünge 512 bis 515 hat eine gekrümmte Endoberfläche. Andererseits hat der Kontaktgeberhalter 28 eine flache Oberfläche, die den Vorsprüngen 512–515 zugewandt ist. Die gekrümmten Oberflächen und die flache Oberfläche kommen in stabilen Kontakt miteinander.
Der Betrieb der Kontaktvorrichtung 2 wird nun unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Zuerst werden dann, wenn die Antriebsvorrichtung 3 den beweglichen Schaft 25 nach oben verschiebt (bewegt), auch die Federaufnahmeeinrichtung 24 und der Kontaktgeberhalter 28, die mit dem beweglichen Schaft 25 verbunden sind, nach oben verschoben. Zusammen mit der Verschiebung der Federaufnahmeeinrichtung 24 und des Kontaktgeberhalters 28 bewegt sich der bewegliche Kontaktgeber 22 nach oben. Als Ergebnis gelangt der bewegliche Kontaktgeber 22 in Kontakt mit dem Paar fester Kontakte 211 und stellt eine elektrische Verbindung zwischen den festen Kontakten 211 her.
Die Antriebsvorrichtung 3 wird nun im Einzelnen unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Die Antriebsvorrichtung 3 ist ein Elektromagnetblock und treibt den beweglichen Schaft 25 so an, dass der bewegliche Kontaktgeber 22 in oder außer Kontakt mit dem Paar fester Kontakte 211 gelangt.
Die Antriebsvorrichtung 3 umfasst eine Erregungswicklung 31, einen Spulenkörper 32, den festen Kern 33, den beweglichen Kern 34, das Joch 35, die Rückstellfeder 36, ein zylindrisches Element 37 und eine Buchse 38. Die Antriebsvorrichtung 3 umfasst ferner ein Paar Spulenanschlüsse (nicht dargestellt), die mit beiden Enden der Erregerwicklung 31 verbunden sind.
Der Spulenkörper 32 ist aus einem Harzmaterial hergestellt und als ein ungefährer Zylinder ausgebildet. Der Spulenkörper 32 umfasst Flansche 321 und 322 an seinem oberen bzw. unteren Ende. Zwischen den Flanschen 321 und 322 gibt es den zylindrischen Teil 323, um den die Erregungswicklung 31 gewickelt ist. Der Innendurchmesser des zylindrischen Teils 323 ist in dem unteren Teil größer als in dem oberen Teil.
Beide Enden der Erregerwicklung 31 sind mit einem Paar Anschlussbereiche (nicht gezeigt), die auf dem Flansch 321 des Spulenkörpers 32 ausgebildet sind, verbunden und sind auch mit einem Paar Spulenanschlüsse über Leitungsdrähte (nicht gezeigt), die mit den Anschlussbereichen verbunden sind, verbunden. Die Spulenanschlüsse sind aus einem leitfähigen Material wie etwa Kupfer hergestellt und sind mit den Leitungsdrähten durch Löten verbunden.
Der feste Kern 33 ist aus einem magnetischen Material hergestellt und als eine ungefähre kreisförmige Säule ausgebildet und innerhalb des Spulenkörpers 32 fixiert. Genauer ist der feste Kern 33 in dem zylindrischen Element 37, das in dem zylindrischen Teil 323 des Spulenkörpers 32 aufgenommen ist, ausgebildet.
Der bewegliche Kern 34 ist aus einem magnetischen Material hergestellt und als ein ungefährer Zylinder ausgebildet. Der bewegliche Kern 34 ist in dem Spulenkörper 32 so angeordnet, dass er dem festen Kern 33 in axialer Richtung zugewandt ist. Genauer ist der bewegliche Kern 34 in dem zylindrischen Element 37 ausgebildet, an dem beweglichen Schaft 25 fixiert und bewegt sich in der vertikalen Richtung (Z-Richtung) abhängig davon, ob die Erregungswicklung 31 erregt ist oder nicht. Genauer bewegt sich der bewegliche Kern 34 nach oben, wenn die Erregerwicklung 31 erregt ist, und bewegt sich nach unten, wenn der Strom zu der Erregerwicklung 31 unterbrochen ist.
Das Joch 35 umfasst die erste Jochplatte 351, eine zweite Jochplatte 352 und ein Paar dritter Jochplatten 353. Die erste Jochplatte 351 ist über dem Spulenkörper 32 angeordnet und die zweite Jochplatte 352 ist unter dem Spulenkörper 32 angeordnet. Die dritten Jochplatten 353 erstrecken sich aus dem rechten und dem linken Ende der zweiten Jochplatte 352 zu der ersten Jochplatte 351. Die erste Jochplatte 351 ist eine ungefähre rechteckige Platte und ist mit dem Einsetzloch 354 an der ungefähren Mitte ihrer oberen Oberfläche versehen. Das obere Ende des festen Kerns 33 ist in das Einsetzloch 354 eingesetzt.
Die Rückstellfeder 36 ist sowohl in den unteren Teil des Durchgangslochs 331 des festen Kerns 33 als auch den oberen Teil des Durchgangslochs 341 des beweglichen Kerns 34 eingesetzt. Die Rückstellfeder 36 ist in einem komprimierten Zustand zwischen dem festen Kern 33 und dem beweglichen Kern 34 angeordnet, um den beweglichen Kern 34 nach unten zu schieben.
Das zylindrische Element 37 hat eine mit einem Boden versehende zylindrische Form und ist in dem zylindrischen Teil 323 des Spulenkörpers 32 aufgenommen. Das zylindrische Element 37 weist einen Flansch 371 an seinem oberen Ende auf. Der Flansch 371 ist zwischen dem Flansch 321 des Spulenkörpers 32 und der ersten Jochplatte 351 angeordnet. Das zylindrische Element 37 weist einen zylindrische Teil 372 auf, der den beweglichen Kern 34 in einem unteren Teil davon aufnimmt. Der zylindrische Teil 372 nimmt ferner den festen Kern 33 auf.
Die Buchse 38 ist aus einem magnetischen Material hergestellt und als ein Zylinder ausgebildet. Die Buchse 38 ist in einen Spalt zwischen der inneren Umfangsfläche des unteren Teils des Spulenkörpers 32 und der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Elements 37 eingepasst. Die Buchse 38 bildet zusammen mit der ersten Jochplatte 351, der zweiten Jochplatte 352, den dritten Jochplatten 353, dem festen Kern 33 und dem beweglichen Kern 34 einen Magnetkreis.
Das Gehäuse 4 wird nun im Einzelnen unter Bezugnahme auf 1 und 3 beschrieben.
Das Gehäuse 4 ist aus einem Harzmaterial hergestellt und als ein angenäherter rechteckiger Kasten ausgebildet. Das Gehäuse 4 besteht aus einem kastenförmigen Gehäusekörper 41 mit einer offenen Oberseite und einer kastenförmigen Abdeckung 42, die die offene Oberseite des Gehäusekörpers 41 abdeckt.
Wie in 1 gezeigt weist der Gehäusekörper 41 Vorsprünge 411 auf beiden Seitenwänden auf. Jeder der Vorsprünge 411 ist mit einem Einsetzloch versehen, das verwendet wird, um das elektromagnetische Relais 1 mit einer Montagefläche zu verschrauben. Wie in 3 gezeigt weist der Gehäusekörper 41 eine Stufe 412 entlang des Umfangs der oberen Öffnung auf. Daher sind die Innenabmessungen des Gehäusekörpers 41 an dem oberen Ende größer als an dem unteren Ende.
Die Abdeckung 42 hat eine Kastenform mit einer offenen Unterseite. Die obere Fläche 421 der Abdeckung 42 ist mit einer Trennplatte 422 versehen, die eine obere Oberfläche 421 in etwa in eine rechte und eine linke Hälfte teilt. Die obere Oberfläche 421, die durch die Trennplatte 422 zweigeteilt wird, besitzt ein Paar Einsetzlöcher 423, in die die festen Anschlüsse 21 eingesetzt sind.
Wenn die Kontaktvorrichtung 2 und die Antriebsvorrichtung 3 in dem Gehäuse 4 aufgenommen sind, ist ein unterer Polstergummi 51 zwischen der zweiten Jochplatte 352 des Jochs 35 und dem Unterteil 413 des Gehäusekörpers 41 eingesetzt. Zwischen der Basis 51 und der Abdeckung 42 ist ein oberer Polstergummi 44 eingesetzt. Der obere Polstergummi 44 ist mit Einsetzlöchern 441 versehen, in die jeweils die festen Anschlüsse 21 eingesetzt sind.
Bei dem elektromagnetischen Relais 1 mit der oben beschriebenen Struktur schiebt die Rückstellfeder 36 den beweglichen Kern 34 nach unten, der wiederum den beweglichen Schaft 25 nach unten bewegt. Dementsprechend wird der bewegliche Kontaktgeber 22 durch den Einstellungsabschnitt 26 nach unten geschoben und bewegt sich zusammen mit dem Einstellungsabschnitt 26 nach unten. Daher sind die beweglichen Kontakte 221 in dem Anfangszustand von den festen Kontakten 211 entfernt.
Wenn die Erregerwicklung 31 erregt wird und der bewegliche Kern 34 durch die Anziehung des festen Kerns 33 nach oben gleitet, bewegt sich auch der bewegliche Schaft 25, der mit dem beweglichen Kern 34 verbunden ist, nach oben. Als Ergebnis bewegt sich die Federaufnahmeeinrichtung 24 (der Kontaktgeberhalter 28), die mit dem beweglichen Schaft 25 verbunden ist, in Richtung der festen Kontakte 211 und daraufhin bewegt sich der bewegliche Kontaktgeber 22 ebenfalls nach oben. Dies verursacht, dass die beweglichen Kontakte 221 mit den festen Kontakten 211 in Kontakt kommen, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen den Kontakten 221 und 211 geschaffen wird.
Wenn der Strom zu der Erregerwicklung 31 unterbrochen ist, schiebt die Rückstellfeder 36 den beweglichen Kern 34 nach unten und daraufhin bewegt sich der bewegliche Schaft 25 nach unten. Als Ergebnis bewegt sich die Federaufnahmeeinrichtung 24 (der Kontaktgeberhalter 28) nach unten und daraufhin bewegt sich der bewegliche Kontaktgeber 22 nach unten. Dies trennt die beweglichen Kontakte 221 von den festen Kontakten 211.
In der Kontaktvorrichtung 2 sind das Paar beweglicher Kontakte 221 Teil des beweglichen Kontaktgebers 22 und einstückig mit dem beweglichen Kontaktgeber 22 ausgebildet. Als ein abgewandeltes Beispiel des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann aber ein Paar beweglicher Kontakte als von dem beweglichen Kontaktgeber 22 separate Komponente ausgebildet sein. Auch in einer solchen Kontaktvorrichtung bewegen sich zusammen mit der Bewegung des bewegbaren Schafts 25 die beweglichen Kontakte als von dem beweglichen Kontaktgeber 22 separate Komponente zusammen mit dem beweglichen Kontaktgeber 22 und kommen mit den festen Kontakten 211 in oder außer Kontakt.
Die Verdrehung des beweglichen Kontaktgebers 22 und des Kontaktgeberhalters 28 um den beweglichen Schaft 25 herum in der Kontaktvorrichtung 2 wird nun unter Bezugnahme auf 5 bis 7 beschrieben. Die Verdrehung des beweglichen Kontaktgebers 22 und des Kontaktgeberhalters 28 im Uhrzeigersinn um den beweglichen Schaft 25 ergibt sich wie folgt. In diesem Fall kommen der bewegliche Kontaktgeber 22 und der Kontaktgeberhalter nicht in Kontakt mit der Innenfläche der Basis 51. Stattdessen gelangt der projizierte Bereich 284 mit dem Vorsprung 512 in Kontakt und der projizierte Bereich 287 mit dem Vorsprung 515 in Kontakt. Auf der anderen Seite ergibt sich die Verdrehung des beweglichen Kontaktgebers 22 und des Kontaktgeberhalters 28 gegen den Uhrzeigersinn um den beweglichen Schaft 25 wie folgt. Der bewegliche Kontaktgeber 22 und der Kontaktgeberhalter 28 kommen nicht mit der Innenfläche der Basis 51 in Kontakt. Stattdessen gelangt der projizierte Bereich 285 mit dem Vorsprung 513 in Kontakt und der projizierte Bereich 286 mit dem Vorsprung 514 in Kontakt. Wenn sich somit der bewegliche Kontaktgeber 22 und der Kontaktgeberhalter 28 um den beweglichen Schaft 25 verdrehen, gelangt der Kontaktgeberhalter 28 mit den Vorsprüngen 512–515 in Kontakt.
Wie oben beschrieben haben der bewegliche Kontaktgeber 22 und die Basis 51 selbst dann, wenn die Drehung (Verdrehung) des beweglichen Kontaktgebers 22 geregelt wird, einen ausreichenden Zwischenraum in der Basis 51, insbesondere in dem oberen Bereich der Basis 51. Dies stellt einen Bogenraum zum Ausdehnen eines Lichtbogens, der zwischen dem Paar fester Kontakte 211 und dem beweglichen Kontaktgeber 22 erzeugt wird, bereit, wodurch ein Lichtbogenüberschlag reduziert wird. Insbesondere dann, wenn die Basis 51 eine offenen Unterseite aufweist, kann die Drehung des beweglichen Kontaktgebers 22 an der Basisöffnung (unten), die mit hoher Genauigkeit gebildet wird, reguliert werden, wodurch eine hohe Genauigkeit der Regelung der Rotation vorhanden ist.
Wie bereits beschrieben, ist es bevorzugt, dass zumindest die Endfläche jedes der Vorsprünge 512–515 gekrümmt ist und dass der Kontaktgeberhalter 28 eine flache Oberfläche, die den Vorsprüngen 512–515 gegenüberliegt, aufweist. Diese Konfiguration sorgt für einen stabilen Kontakt zwischen der gekrümmten und der ebenen Oberfläche.
Als Ergebnis kann verhindert werden, dass der bewegliche Kontaktgeber 22 nicht zu dem Zustand vor der Verdrehung zurückkehren kann, weil eine Ecke des beweglichen Kontaktgebers 22 in Bezug auf die Innenwand der Basis 51 klemmt, wenn die Drehung des beweglichen Kontaktgebers 22 geregelt wird. Insbesondere wird verhindert, dass etwas von der Basis 51, die aus Keramik hergestellt ist, abplatzt.
In der Kontaktvorrichtung 2 ist ein Punktkontakt des Kontaktgeberhalters 28 mit den Vorsprüngen 512–515 hergestellt, so dass die Drehung des Halters 28 mit hoher Genauigkeit geregelt werden kann.
In der Kontaktvorrichtung 2 weist die Basis 51 Vorsprünge 512 und 513 auf einer ersten Innenfläche und Vorsprünge 514 und 515 auf einer zweiten auf. Die erste und die zweite Innenfläche liegen einander in der dritten Richtung (X-Richtung) gegenüber. Die Vorsprünge 512 und 513 sowie die Vorsprünge 514 und 515 sind in der ersten Richtung ausgerichtet. Alternativ kann, wie in einem abgewandelten Beispiel des vorliegenden Ausführungsbeispiels von 8 gezeigt ist, die Basis 51 nur die Vorsprünge 512 und 513 auf nur einer der ersten und der zweiten Innenfläche aufweisen. Kurzum weist in der Konfiguration von 8 die Basis 51 die Vorsprünge 512 und 513 auf, die in der ersten Richtung (Y-Richtung) ausgerichtet sind. Auch in dieser Konfiguration weisen der bewegliche Kontaktgeber 22 und die Basis 51 einen ausreichenden Zwischenraum in der Basis 51 unabhängig davon, ob sich der bewegliche Kontaktgeber 22 und der Kontaktgeberhalter 28 entweder im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn um den beweglichen Schaft 25 verdrehen, auf. Dies gewährleistet einen ausreichenden Lichtbogenraum und verhindert einen Lichtbogenüberschlag unabhängig von der Richtung der Verdrehung des beweglichen Kontaktgebers 22.
Als weitere Alternative kann die Basis 51 wie in einem weiteren abgewandelten Beispiel der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform von 9 gezeigt ein Paar Vorsprünge 513 und 515 auf ihrer ersten bzw. ihrer zweiten Innenfläche aufweisen. Kurzum kann die Basis 51 die jeweiligen Vorsprünge 513 und 515 auf jeweils einer dieser gegenüberliegenden Innenflächen derart aufweisen, dass die Vorsprünge 513 und 515 einander in der dritten Richtung (X-Richtung) gegenüberliegen. Auch in dieser Konfiguration weisen der bewegliche Kontaktgeber 22 und die Basis 51 einen ausreichenden Zwischenraum in der Basis 51 unabhängig davon, ob sich der bewegliche Kontaktgeber 22 und der Kontaktgeberhalter 28 entweder im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn um den beweglichen Schaft 25 verdrehen, auf. Dies gewährleistet einen ausreichenden Lichtbogenraum und verhindert einen Lichtbogenüberschlag unabhängig von der Richtung der Verdrehung des beweglichen Kontaktgebers 22.
Wenn die Verdrehung des beweglichen Schafts 25 beispielsweise vorher auf eine Richtung beschränkt ist, kann die Basis 51 nur einen der Vorsprünge 512–515 aufweisen.
Zweites Ausführungsbeispiel
10 ist eine vergrößerte Ansicht eines wesentlichen Teils eines elektromagnetischen Relais gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenlegung. Die Kontaktvorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels unterscheidet sich von der Kontaktvorrichtung 2 des ersten Ausführungsbeispiels in 7 in dem Merkmal, dass die Kontaktvorrichtung Harzelemente 29 umfasst, die jeweils in Kontakt mit den Vorsprüngen 512–515 sind. 10 zeigt nur eines der Harzelemente 29 in Kontakt mit dem Vorsprung 514. Die gleichen Komponenten wie in dem elektromagnetischen Relais 1 der ersten Ausführungsform sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen und somit entfällt ihre Beschreibung.
Der Kontaktgeberhalter 28 des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst die Harzelemente 29. Die Harzelemente 29 sind so angeordnet, dass sie in Kontakt mit den jeweiligen Vorsprüngen 512–515 kommen, wenn sich der bewegliche Kontaktgeber 22 und der Kontaktgeberhalter 28 um den beweglichen Schaft 25 verdrehen. Die Harzelemente 29 werden zu der gleichen Zeit ausgebildet, zu der der metallische Teil des Kontaktgeberhalters 28 ausgebildet wird. Die gleichen Funktionen wie diejenigen des Kontaktgeberhalters 28 in dem ersten Ausführungsbeispiel sind hier nicht beschrieben.
In der oben beschriebenen Konfiguration sind die Harzelemente 29 jeweils in Kontakt mit den Vorsprüngen 512–515, wodurch die Metallfreilegung und somit die Wahrscheinlichkeit des Lichtbogenüberschlags verringert wird.
Die Harzelemente 29 können alternativ getrennt von dem Metallabschnitt des Kontaktgeberhalters 28 ausgebildet werden. In diesem Fall können die Harzelemente 29 beispielsweise an dem metallischen Teil des Kontaktgeberhalters 28 anhaften.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2012-22982 [0002, 0017]

Claims

Kontaktvorrichtung, die umfasst: ein Paar fester Kontakte, die auf eine erste Richtung ausgerichtet sind; einen beweglichen Kontaktgeber, der in einer zweiten Richtung senkrecht zu der ersten Richtung in oder außer Kontakt mit dem Paar fester Kontakte gelangt; einen Kontaktgeberhalter, der den beweglichen Kontaktgeber hält; einen beweglichen Schaft, der den Kontaktgeberhalter in der zweiten Richtung so bewegt, dass der bewegliche Kontaktgeber in oder außer Kontakt mit den festen Kontakten gelangt; und eine Basis, die die festen Kontakte, den beweglichen Kontaktgeber und den Kontaktgeberhalter aufnimmt, wobei die Basis einen Vorsprung aufweist, der von einer Position, die dem Kontaktgeberhalter gegenüberliegt, in eine dritte Richtung, die sowohl zu der ersten als auch zu der zweiten Richtung senkrecht ist, ragt.
Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Kontaktgeberhalter einen oberen Bereich und einen unteren Bereich aufweist; der untere Bereich in der zweiten Richtung weiter entfernt von dem beweglichen Kontaktgeber als der obere Bereich ist und der untere Bereich eine größere Länge als der obere Bereich in der dritten Richtung aufweist.
Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Vorsprung eine gekrümmte Endoberfläche aufweist und der Kontaktgeberhalter eine flache Oberfläche, die dem Vorsprung gegenüberliegt, aufweist.
Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Kontaktgeberhalter einen projizierten Bereich in einer Position, die dem Vorsprung gegenüberliegt, aufweist.
Kontaktvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Kontaktgeberhalter ein Harzelement umfasst, das mit dem Vorsprung in Kontakt gelangt, wenn sich der bewegliche Kontaktgeber und der Kontaktgeberhalter verdrehen.
Kontaktvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Vorsprung einer von mehreren Vorsprüngen ist, die auf die erste Richtung ausgerichtet sind, und die Basis die mehreren Vorsprünge aufweist.
Kontaktvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Vorsprung einer aus einem Paar Vorsprünge ist, die auf einem Paar Innenflächen der Basis, die einander in der dritten Richtung gegenüberliegen, ausgebildet sind.
Elektromagnetisches Relais, das umfasst: die Kontaktvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7; und eine Antriebsvorrichtung, die den beweglichen Schaft so antreibt, dass der bewegliche Kontaktgeber in oder außer Kontakt mit dem Paar fester Kontakte gelangt.