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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
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Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr.
2020-042232 , eingereicht am 11. März 2020, wobei deren gesamte Offenbarung hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf elektromagnetische Relaisvorrichtungen.
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HINTERGRUND
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Typische elektromagnetische Relaisvorrichtungen sind so konfiguriert, dass sie einen Stößel und ein bewegliches Element, das mindestens einen beweglichen Kontakt aufweist, auf der Grundlage einer elektromagnetischen Anziehungskraft, die von einem erregten Solenoid erzeugt wird, hin und her bewegen, um dadurch zu bewirken, dass der mindestens eine bewegliche Kontakt an mindestens einen feststehenden Kontakt anliegt oder von diesem getrennt wird. Das Anlegen des mindestens einen beweglichen Kontakts an den mindestens einen feststehenden Kontakt eines solchen typischen elektromagnetischen Relais ermöglicht das Einschalten des typischen elektromagnetischen Relais, und die Trennung des mindestens einen beweglichen Kontakts von dem mindestens einen feststehenden Kontakt eines solchen typischen elektromagnetischen Relais ermöglicht das Ausschalten des typischen elektromagnetischen Relais.
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Eine in der Patentliteratur 1 offenbarte elektromagnetische Relaisvorrichtung enthält eine Magnetkammer, in der eine Magnetspule angeordnet ist, und eine Kontaktkammer, in der ein erstes Paar aus einem feststehenden Kontakt und einem beweglichen Kontakt und ein zweites Paar aus einem feststehenden Kontakt und einem beweglichen Kontakt angeordnet sind. Die in der Patentliteratur 1 offenbarte elektromagnetische Relaisvorrichtung enthält auch eine Membran, die die Magnetkammer und die Kontaktkammer voneinander trennt. Durch diese Unterteilung soll verhindert werden, dass Fremdpartikel aus der Magnetkammer in die Kontaktkammer gelangen.
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ZITIERLISTE
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Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr.
2007-109470 -
ZUSAMMENFASSUNG
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Durch die Hin- und Her-Bewegung des Stößels wird die Membran verformt, so dass die Membran der Hin- und Her-Bewegung des Stößels einen Widerstand entgegensetzt. Dies führt dazu, dass die Geschwindigkeit der Hin- und Her-Bewegung des Stößels wahrscheinlich abnimmt. Obwohl in der veröffentlichten Patentschrift Maßnahmen gegen die Verringerung der Hubgeschwindigkeit des Stößels vorgeschlagen werden, kann die Existenz der Membran die Behebung der Verringerung der Hubgeschwindigkeit des Stößels unter diesem Gesichtspunkt erschweren. Dies kann es daher schwierig machen, eine nachteilige Auswirkung auf den schnellen Ein-Aus-Betrieb der elektromagnetischen Relaisvorrichtung zu beseitigen.
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In Anbetracht der vorstehend dargelegten Umstände zielt ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung darauf ab, elektromagnetische Relaisvorrichtungen bereitzustellen, von denen jede in der Lage ist, das Eindringen von Fremdkörpern zwischen ein Paar von mindestens einem feststehenden Kontakt und mindestens einem beweglichen Kontakt zu verhindern und gleichzeitig eine nachteilige Auswirkung auf die Schaltvorgänge der entsprechenden der elektromagnetischen Relaisvorrichtungen zu verringern.
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Eine erste beispielhafte Maßnahme der vorliegenden Offenbarung ist eine elektromagnetische Relaisvorrichtung. Die elektromagnetische Relaisvorrichtung umfasst ein Bewegungselement mit einem beweglichen Kontakt, der so beweglich ist, dass er an einen feststehenden Kontakt anliegt und von diesem durch einen Kontaktbereich getrennt wird, der zwischen dem beweglichen Kontakt und dem feststehenden Kontakt definiert ist. Die elektromagnetische Relaisvorrichtung enthält einen Stößel, der so konfiguriert ist, dass er das Bewegungselement zu einer Hin- und Her-Bewegung veranlasst, um den beweglichen Kontakt entsprechend dazu zu veranlassen, an den feststehenden Kontakt anzuliegen oder sich von diesem zu trennen. Die elektromagnetische Relaisvorrichtung umfasst eine Solenoideinheit, die so konfiguriert ist, dass sie den Stößel in einer vorbestimmten Hin- und Her-Bewegungsrichtung hin und her bewegt. Die Solenoideinheit umfasst eine elektromagnetische Spule, die so konfiguriert ist, dass sie einen magnetischen Fluss erzeugt, wenn sie erregt wird, und einen beweglichen Kern mit einem verschiebbaren Kontaktabschnitt, der eine äußere Umfangsfläche aufweist. Der bewegliche Kern ist so konfiguriert, dass er sich aufgrund der Erregung der elektromagnetischen Spule hin und her bewegt. Die Solenoideinheit umfasst ein Trägerelement, das so konfiguriert ist, dass es die äußere Umfangsfläche des verschiebbaren Kontaktabschnitts des beweglichen Kerns verschiebbar trägt.
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Die elektromagnetische Relaisvorrichtung umfasst ein bewegliches Wandelement, das sich zwischen dem verschiebbaren Kontaktabschnitt und dem Kontaktbereich befindet. Das bewegliche Wandelement ist mit dem Stößel verbunden und so konfiguriert, dass es sich zusammen mit dem Stößel hin und her bewegt. Das bewegliche Wandelement ist so angeordnet, dass es einen Bereich in der elektromagnetischen Relaisvorrichtung einnimmt. Der Bereich enthält, in der Hin- und Her-Bewegungsrichtung gesehen, zumindest den verschiebbaren Kontaktabschnitt.
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Eine zweite beispielhafte Maßnahme der vorliegenden Offenbarung ist eine elektromagnetische Relaisvorrichtung. Die elektromagnetische Relaisvorrichtung umfasst ein Bewegungselement mit einem beweglichen Kontakt, der so beweglich ist, dass er an einen feststehenden Kontakt anliegt und von diesem getrennt wird. Das Bewegungselement hat ein Zentrum und einen äußeren Umfang. Die elektromagnetische Relaisvorrichtung enthält einen Stößel, der so konfiguriert ist, dass er das Bewegungselement zu einer Hin- und Her-Bewegung veranlasst, um den beweglichen Kontakt entsprechend dazu zu veranlassen, an den feststehenden Kontakt anzuliegen oder sich von diesem zu trennen. Die elektromagnetische Relaisvorrichtung umfasst eine Solenoideinheit, die so konfiguriert ist, dass sie den Stößel in einer vorbestimmten Hin- und Her-Bewegungsrichtung hin und her bewegt. Das Bewegungselement ist so angeordnet, dass er weiter von der Solenoideinheit entfernt ist als der feststehende Kontakt und eine Hauptfläche hat, die der Solenoideinheit zugewandt ist.
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Die Solenoideinheit umfasst eine elektromagnetische Spule, die so konfiguriert ist, dass sie bei Erregung einen magnetischen Fluss erzeugt, und einen beweglichen Kern mit einer äußeren Umfangsfläche, der so konfiguriert ist, dass er sich bei Erregung der elektromagnetischen Spule hin und her bewegt. Die Solenoideinheit umfasst ein Trägerelement, das so konfiguriert ist, dass es die äußere Umfangsfläche des beweglichen Kerns verschiebbar trägt. Die elektromagnetische Relaisvorrichtung umfasst einen stationären Kontaktträger, der so konfiguriert ist, dass er den stationären Kontakt trägt und ein durch ihn hindurch ausgebildetes Loch aufweist. Der Stößel dringt durch das Durchgangsloch ein. Die elektromagnetische Relaisvorrichtung umfasst eine Innenwand, die an der Hauptfläche des Bewegungselements so angebracht ist, dass sie nach innen weist. Die Innenwand befindet sich näher am Außenumfang des Bewegungselements als das Durchgangsloch und näher an der Mitte des Bewegungselements als der bewegliche Kontakt.
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Das bewegliche Wandelement der elektromagnetischen Relaisvorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Maßnahme ist so angeordnet, dass es den Bereich in der elektromagnetischen Relaisvorrichtung einnimmt. Der Bereich enthält zumindest den verschiebbaren Kontaktabschnitt, wenn er in der Hin- und Her-Bewegungsrichtung betrachtet wird. Diese Anordnung verhindert, selbst wenn sich Fremdpartikel an dem verschiebbaren Kontaktabschnitt befinden, dass sich die Fremdpartikel in Richtung des Kontaktbereichs bewegen, wodurch die Fremdpartikel am Eindringen in den Kontaktbereich gehindert werden. Insbesondere ist das bewegliche Wandelement so konfiguriert, dass es sich zusammen mit dem Stößel hin und her bewegt. Diese Konfiguration reduziert einen nachteiligen Effekt aufgrund der Anordnung des beweglichen Wandelements auf die Hin- und Her-Bewegung des Stößels, wodurch es möglich ist, einen nachteiligen Effekt aufgrund der Anordnung des beweglichen Wandelements auf schnelle Schaltvorgänge der elektromagnetischen Relaisvorrichtung zu reduzieren.
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Die Innenwand ist an der rückwärtigen Hauptfläche des Bewegungselements angebracht. Daher hält die Innenwand die Fremdpartikel davon ab, sich nach außen in Richtung eines Kontaktbereichs zu bewegen, der zwischen dem feststehenden Kontakt und dem beweglichen Kontakt definiert ist, selbst wenn sich Fremdpartikel an dem verschiebbaren Kontaktabschnitt durch das Durchgangsloch des stationären Kontaktträgers auf das Bewegungselement bewegen. Dadurch wird verhindert, dass die Fremdpartikel in den Kontaktbereich gelangen.
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Insbesondere ist die Innenwand so konfiguriert, dass sie sich zusammen mit dem Bewegungselement hin und her bewegt. Diese Konfiguration reduziert eine nachteilige Auswirkung aufgrund der Konfiguration der Innenwand auf die Hin- und Her-Bewegung des Bewegungselements, wodurch es möglich ist, eine nachteilige Auswirkung aufgrund der Konfiguration der Innenwand auf schnelle Schaltvorgänge der elektromagnetischen Relaisvorrichtung zu reduzieren.
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Wie vorstehend beschrieben, hält die elektromagnetische Relaisvorrichtung gemäß jeder der ersten und zweiten beispielhaften Maßnahmen Fremdpartikel davon ab, sich in Richtung des Kontaktbereichs zu bewegen, während eine nachteilige Auswirkung auf die Schaltvorgänge der elektromagnetischen Relaisvorrichtung reduziert wird.
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Es sei angemerkt, dass jedes Bezugszeichen in Klammern, das einem entsprechenden Element in den später beschriebenen Ansprüchen zugeordnet ist, eine Beziehung zwischen dem entsprechenden Element und einer entsprechenden spezifischen Maßnahme darstellt, die in den später beschriebenen Ausführungsbeispielen beschrieben wird, und dass daher die in den Ansprüchen verwendeten Bezugszeichen in Klammern nicht als Einschränkung zu verstehen sind.
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Figurenliste
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Weitere Aspekte der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen gilt:
- 1 ist eine axiale Querschnittsansicht eines elektromagnetischen Relais gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel mit ersten bis dritten beweglichen Kontakten, die jeweils von ersten bis dritten feststehenden Kontakten getrennt sind;
- 2 ist eine axiale Querschnittsansicht des elektromagnetischen Relais gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei der erste bis dritte bewegliche Kontakt jeweils an dem entsprechenden ersten bis dritten feststehenden Kontakt anliegt;
- 3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III in 1;
- 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV in 2;
- 5 ist eine Draufsicht auf ein Trägerelement der elektromagnetischen Relaisvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, gesehen von einer Vorderseite der elektromagnetischen Relaisvorrichtung;
- 6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VI-VI in 2;
- 7 ist eine axiale Querschnittsansicht einer elektromagnetischen Relaisvorrichtung gemäß einem Vergleichsbeispiel, die zeigt, wie sich Fremdpartikel in dem elektromagnetischen Relais gemäß dem Vergleichsbeispiel bewegen;
- 8 ist eine axiale Querschnittsansicht der elektromagnetischen Relaisvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, die zeigt, wie sich Fremdpartikel in dem elektromagnetischen Relais gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel bewegen;
- 9 ist eine axiale Querschnittsansicht einer elektromagnetischen Relaisvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;
- 10 ist eine axiale Querschnittsansicht einer elektromagnetischen Relaisvorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel;
- 11 ist eine axiale Querschnittsansicht eines elektromagnetischen Relais gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel, wobei der erste bis dritte bewegliche Kontakt jeweils von dem ersten bis dritten feststehenden Kontakt getrennt ist;
- 12 ist eine axiale Querschnittsansicht des elektromagnetischen Relais gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel, wobei der erste bis dritte bewegliche Kontakt jeweils an dem entsprechenden ersten bis dritten feststehenden Kontakt anliegt;
- 13 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XIII-XIII in 11;
- 14 ist eine axiale Querschnittsansicht einer elektromagnetischen Relaisvorrichtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel;
- 15 ist eine axiale Querschnittsansicht eines elektromagnetischen Relais gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel, wobei der erste bis dritte bewegliche Kontakt jeweils von dem ersten bis dritten feststehenden Kontakt getrennt ist;
- 16 ist eine axiale Querschnittsansicht des elektromagnetischen Relais gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel, wobei der erste bis dritte bewegliche Kontakt jeweils an dem entsprechenden ersten bis dritten feststehenden Kontakt anliegt;
- 17 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XVII-XVII in 15;
- 18 ist eine axiale Querschnittsansicht einer elektromagnetischen Relaisvorrichtung gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel; und
- 19 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XIX-XIX in 18.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Erstes Ausführungsbeispiel
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Im Folgenden wird eine elektromagnetische Relaisvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, umfasst die elektromagnetische Relaisvorrichtung 1 einen Stößel 2, ein Bewegungselement 3, eine Solenoideinheit 3, die den Stößel 2 hin und her bewegt, und drei feststehende Kontakte 41. Das Bewegungselement 3 umfasst drei bewegliche Kontakte 31, die so beweglich sind, dass sie an den jeweiligen feststehenden Kontakten 41 anliegen und von diesen getrennt werden können. Das heißt, die Hin- und Her-Bewegung des Stößels 2 bewirkt, dass sich das Bewegungselement 3 hin und her bewegt, um die beweglichen Kontakte 31 an den jeweiligen stationären Kontakten 41 anliegen zu lassen oder von ihnen zu trennen.
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Die Solenoideinheit 5 umfasst eine elektromagnetische Spule 53, einen beweglichen Kern 51 und ein Trägerelement 61. Die elektromagnetische Spule 53 ist so konfiguriert, dass sie bei Erregung einen magnetischen Fluss erzeugt. Der bewegliche Kern 51 ist so konfiguriert, dass er sich aufgrund der Erregung der elektromagnetischen Spule 53 hin und her bewegt. Die äußere Umfangsfläche des beweglichen Kerns 51 wird verschiebbar von dem Trägerelement 61 getragen. Das heißt, der bewegliche Kern 51 hat einen verschiebbaren Kontaktabschnitt 54, der eine äußere Umfangsfläche 511 aufweist, die in verschiebbarem Kontakt mit dem Trägerelement 61 steht.
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Eine Richtung, in der sich der Stößel 2 hin und her bewegt, wird als Hin- und Her-Bewegungsrichtung Z bezeichnet. Zwischen den beweglichen Kontakten 31 und den jeweiligen feststehenden Kontakten 41 ist ein Kontaktbereich 11 definiert. Ein bewegliches Wandelement 7 befindet sich zwischen dem Kontaktbereich 11 und dem verschiebbaren Kontaktabschnitt 54 des beweglichen Kerns 51. Das bewegliche Wandelement 7 ist mit dem Stößel 2 verbunden und so gestaltet, dass es sich zusammen mit dem Stößel 2 hin und her bewegt.
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Wie in 4 dargestellt, ist das bewegliche Wandelement 7 so angeordnet, dass es einen Bereich in der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 einnimmt; der Bereich enthält, in der Hin- und Her-Bewegungsrichtung Z gesehen, mindestens den gesamten verschiebbaren Kontaktabschnitt 54.
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Die Hin- und Her-Bewegungsrichtung Z, in der sich der Stößel 2 hin und her bewegt, kann in der Beschreibung auch einfach als Z-Richtung bezeichnet werden. Die Hin- und Her-Bewegungsrichtung Z hat entgegengesetzte erste und zweite Seiten. Die erste Seite der Hin- und Her-Bewegungsrichtung Z, in der der Stößel 2 auf das Bewegungselement 3 drückt, wird als Vorwärtsrichtung bezeichnet, und die zweite Seite der Hin- und Her-Bewegungsrichtung Z, die der ersten Seite der Hin- und Her-Bewegungsrichtung Z entgegengesetzt ist, wird als Rückwärtsrichtung bezeichnet.
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Die elektromagnetische Relaisvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist so angeordnet, dass die Vorwärtsrichtung mit der Richtung der Schwerkraft übereinstimmt.
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Die elektromagnetische Relaisvorrichtung 1 kann z.B. als Hauptrelais für Elektro- oder Hybridfahrzeuge oder als Hauptrelais für das Laden verwendet werden.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, umfasst die elektromagnetische Relaisvorrichtung 1 ein Gehäuse 12, das eine innere Umfangsfläche 121 aufweist, die eine innere Kammer 120 darin definiert; das Bewegungselement 3, der Stößel 2 und die Solenoideinheit 5 sind in der inneren Kammer 120 installiert. Das bewegliche Wandelement 7 hat eine äußere Umfangskante 72, und die äußere Umfangskante 72 des beweglichen Wandelements 7 erstreckt sich, wie in den 1 und 4 dargestellt, entlang eines Teils der inneren Umfangsfläche 121 des Gehäuses 12; der Teil der inneren Umfangsfläche 121 umgibt die äußere Umfangskante 72 des beweglichen Wandelements 7. Das Gehäuse 12 besteht z.B. aus einem isolierenden Material, wie einem oder mehreren Kunststoffen.
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Das Bewegungselement 3 des ersten Ausführungsbeispiels besteht, wie in 3 dargestellt, aus einem metallischen plattenartigen Element mit elektrischer Leitfähigkeit. Das Bewegungselement 3 hat eine vorbestimmte Länge in seiner Längsrichtung und besteht aus beweglichen Kontakten 31, die jeweils an gegenüberliegenden ersten und zweiten Längsenden einer rückwärtigen Hauptoberfläche des plattenförmigen Teils des Bewegungselements 3 angebracht sind. Beispielsweise sind zwei der beweglichen Kontakte 31, die auch als erste bewegliche Kontakte 31 bezeichnet werden, am ersten Längsende der rückwärtigen Hauptoberfläche des plattenförmigen Elements des Bewegungselements 3 angebracht, und der verbleibende der beweglichen Kontakte 31, der auch als zweiter beweglicher Kontakt 31 bezeichnet wird, ist am zweiten Längsende der rückwärtigen Hauptoberfläche des plattenförmigen Elements des Bewegungselements 3 angebracht.
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Die elektromagnetische Relaisvorrichtung 1 umfasst ein rückwärtiges Vorspannelement 14, das, wie in 1 dargestellt, zwischen dem Bewegungselement 3 und einem Teil des Gehäuses 12 angeordnet ist; der Teil des Gehäuses 12 ist in einem Abstand von dem Bewegungselement 3 in Vorwärtsrichtung angeordnet. Das rückwärtige Vorspannelement 14 ist so konfiguriert, dass es das Bewegungselement 3 in die rückwärtige Richtung vorspannt. Das rückwärtige Vorspannelement 14 des ersten Ausführungsbeispiels besteht zum Beispiel aus einer Schraubenfeder.
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Die elektromagnetische Relaisvorrichtung 1 umfasst, wie in den 1 und 6 dargestellt, erste und zweite stationäre Stromschienen 4, die jeweils aus einem metallischen, plattenförmigen Element mit elektrischer Leitfähigkeit bestehen. Zwei der stationären Kontakte 41 sind auf der ersten stationären Stromschiene 41 montiert, und der verbleibende der stationären Kontakte 41 ist auf der zweiten stationären Stromschiene 41 montiert.
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Die erste ortsfeste Stromschiene 41 ist im Gehäuse 12 so angeordnet, dass die beiden ortsfesten Kontakte 41, die auch als erste ortsfeste Kontakte 41 bezeichnet werden, den jeweiligen ersten beweglichen Kontakten 31 zugewandt sind, die am ersten Längsende der hinteren Hauptoberfläche des plattenförmigen Teils des Bewegungselements 3 in rückwärtiger Richtung angebracht sind. In ähnlicher Weise ist die zweite ortsfeste Stromschiene 41 in dem Gehäuse 12 so angeordnet, dass der eine ortsfeste Kontakt 41, der auch als zweiter ortsfester Kontakt 41 bezeichnet wird, dem zweiten beweglichen Kontakt 31 zugewandt ist, der an dem zweiten Längsende der rückwärtigen Hauptfläche des plattenförmigen Teils des Bewegungselements 3 in rückwärtiger Richtung angebracht ist.
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Die elektromagnetische Relaisvorrichtung 1 umfasst einen stationären Kontaktträger 40, der einen Teil des Gehäuses 12 bildet. Die ersten und zweiten stationären Stromschienen 41 sind an dem stationären Kontaktträger 40 befestigt. Ein Teil jeder der ersten und zweiten Stromschienen 41 ist aus dem Inneren des Gehäuses 12 nach außen herausgezogen, und der herausgezogene Teil jeder der ersten und zweiten Stromschienen 41 ist beispielsweise mit einer entsprechenden externen Leitung elektrisch verbunden.
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Die Vorwärtsbewegung des Stößels 2 in Vorwärtsrichtung stößt das Bewegungselement 3 an, so dass sich das Bewegungselement 3 gegen die Vorspannkraft des rückwärtigen Vorspannelementes 14 in Vorwärtsrichtung bewegt. Die Solenoideinheit 5 dient dazu, den Stößel 2 in der Hin- und Her-Bewegungsrichtung Z zu bewegen.
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Die Solenoideinheit 5 umfasst, wie in 1 dargestellt, zusätzlich zu der elektromagnetischen Spule 53 und dem beweglichen Kern 51 einen feststehenden Kern 52 und ein Joch 6 mit dem Trägerelement 61. Die Erregung der elektromagnetischen Spule 53 bewirkt, dass die elektromagnetische Spule 53 einen magnetischen Fluss durch einen magnetischen Pfad erzeugt, der aus dem stationären Kern 52, dem beweglichen Kern 51 und dem Joch 6 mit dem Trägerelement 61 besteht. Der Stößel 2 besteht aus einem Schaftelement 22, das später beschrieben wird, und das Schaftelement 22 des Stößels 2 kann aus magnetischem Metall, wie z.B. magnetischem rostfreiem Stahl, hergestellt sein; diese Konfiguration des Schaftelements 22 ermöglicht es dem Schaftelement 22, einen Teil des magnetischen Pfads zu bilden.
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Die elektromagnetische Spule 53 ist fest in das Gehäuse 12 eingebaut. Die elektromagnetische Spule 53 besteht aus einem zylindrischen, rohrförmigen Spulenkörper 531, der einen zylindrischen, rohrförmigen Körper 532 aufweist, und einem Draht, der um eine äußere Umfangsfläche des zylindrischen, rohrförmigen Körpers 532 des Spulenkörpers 531 gewickelt ist. Der zylindrische röhrenförmige Körper 532 hat einen inneren zylindrischen Hohlraum, der darin definiert ist, und der innere zylindrische Hohlraum hat beide Öffnungsenden in Richtung der jeweiligen Vorwärts- und Rückwärtsrichtung der Z-Richtung. Ein Teil des Stößels 2 ist in dem inneren zylindrischen Hohlraum des zylindrischen rohrförmigen Körpers 532 angeordnet.
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Der feststehende Kern 52, der aus weichmagnetischem Metall besteht, ist im Inneren des zylindrischen rohrförmigen Körpers 532 der elektromagnetischen Spule 53 so angeordnet, dass er dem beweglichen Kern 51 in Z-Richtung gegenüberliegt. Mit anderen Worten, der feststehende Kern 52 befindet sich auf der Rückseite des beweglichen Kerns 51.
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Die elektromagnetische Relaisvorrichtung 1 umfasst ein Vorwärtsvorspannelement 13, das zwischen dem stationären Kern 52 und dem beweglichen Kern 51 angeordnet ist. Das vordere Vorspannelement 13, das beispielsweise aus einer Schraubenfeder gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel besteht, ist so konfiguriert, dass es den beweglichen Kern 51 vorspannt, um den beweglichen Kern 51 in Richtung des stationären Kerns 52 in Vorwärtsrichtung zu bewegen. Das heißt, dass das vordere Vorspannelement 13 den beweglichen Kern 51 vorspannt, um dadurch den Stößel 2 in die Vorwärtsrichtung vorzuspannen.
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Das Joch 6 ist so angeordnet, dass es die elektromagnetische Spule 53 umgibt. Das Trägerelement 61 bildet einen Teil des Jochs 6. Das Trägerelement 61 hat, wie in den 1 und 5 dargestellt, ein in der Hin- und Her-Bewegungsrichtung Z durch es hindurch ausgebildetes Gleitkontaktloch 611. Das heißt, das Trägerelement 61 hat, wie in 5 dargestellt, in der Hin- und Her-Bewegungsrichtung Z gesehen eine Ringform.
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Der bewegliche Kern 51 ist, wie in den 1 und 2 dargestellt, verschiebbar in dem Gleitkontaktloch 611 angeordnet. Das heißt, das Trägerelement 61 hat eine innere Umfangsfläche 615, die das Gleitkontaktloch 611 darin definiert. Die äußere Umfangsfläche 511 des verschiebbaren Kontaktabschnitts 54 des beweglichen Kerns 51 steht in verschiebbarem Kontakt mit der inneren Umfangsfläche 615 des Trägerelements 61.
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Das Trägerelement 61 besteht, wie in 1 dargestellt, aus einem inneren Umfangswandabschnitt 612, einem ringförmigen Wandabschnitt 613 und einem Eckabschnitt 614. Der innere Umfangswandabschnitt 612 hat eine im Wesentlichen röhrenförmige Form, die sich parallel zur Z-Richtung erstreckt. Der ringförmige Wandabschnitt 613 hat eine ringförmige, plattenartige Form, die sich von einem vorderen Ende des inneren Umfangswandabschnitts 612 durch den Eckabschnitt 614 nach außen erstreckt. Der ringförmige Wandabschnitt 613 bedeckt die Vorderseite der elektromagnetischen Spule 53. Der Eckabschnitt 614 ist gekrümmt, um das vordere Ende des inneren Umfangswandabschnitts 612 und eine innere Umfangskante des ringförmigen Wandabschnitts 613 miteinander zu verbinden.
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Das heißt, der innere Umfangswandabschnitt 612 des Trägerelements 61 definiert das Gleitkontaktloch 611 darin. Auf der inneren Umfangsfläche 615 des Trägerelements 61 und der äußeren Umfangsfläche 511 des verschiebbaren Kontaktabschnitts 54 des beweglichen Kerns 51 ist jeweils eine isolierende Beschichtungsschicht 541 mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten ausgebildet. Die Beschichtungsschicht 541 besteht beispielsweise aus Fluorharz, wie Teflon® .
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Der Stößel 2 des ersten Ausführungsbeispiels umfasst, wie in 1 dargestellt, neben dem beweglichen Kern 51 und dem Schaftelement 22 ein Isolierelement 21. Das Schaftelement 22 besteht aus magnetischem Metall, kann aber auch aus nichtmagnetischem Metall hergestellt werden. Der Stößel 2 kann nur aus dem beweglichen Kern 51 und dem Isolator 21 bestehen.
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Der bewegliche Kern 51 hat ein durchgehendes Loch und ist an dem Schaftelement 22 befestigt, während das Schaftelement 22 durch das durchgehende Loch des beweglichen Kerns 51 hindurchgeht. Durch diese Anordnung können sich der bewegliche Kern 51 und das Schaftelement 22 gemeinsam bewegen. Der bewegliche Kern 51 besteht aus weichmagnetischem Metall und hat ein rückwärtiges Ende, das so geformt ist, dass es sich nach hinten verjüngt, d. h. einen kleineren Durchmesser hat, während es sich in rückwärtiger Richtung näher am stationären Kern 52 befindet. Die verjüngte Form des beweglichen Kerns 51 ist so gestaltet, dass sie mit einer entsprechenden verjüngten Form eines vorderen Endes des stationären Kerns 52 übereinstimmt. Zumindest ein Teil des beweglichen Kerns 51 ist in dem Hohlraum des zylindrischen rohrförmigen Körpers 532 angeordnet.
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Das Isolierelement 21 ist an einem vorderen Ende des Schaftelements 22 des Stößels 2 angebracht. Die Vorwärtsbewegung des Isolatorelements 21 des Stößels 2 drückt das Bewegungselement 3 in die Vorwärtsrichtung. Das Isolierelement 21 besteht aus einem isolierenden Material, wie z.B. einem oder mehreren Harzmaterialien.
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Der stationäre Kontaktträger 40 hat ein durchgehendes Loch 42, das sich im Inneren des stationären Kontaktträgers 40 befindet. Zumindest ein Teil des Stößels 2 ist in der Durchgangsbohrung 42 angeordnet. Das vordere Ende des Schaftelements 22 und das Isolatorelement 21 sind gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in dem Durchgangsloch 42 angeordnet. Das Isolatorelement 21 ist so konfiguriert, dass es sich in der Z-Richtung hin und her bewegt, während es in der Durchgangsbohrung 42 angeordnet ist. Wie in den 1, 2 und 6 dargestellt, hat der stationäre Kontaktträger 40 eine innere Umfangsfläche, die das Durchgangsloch 42 darin definiert, und das Isolatorelement 21 hat eine äußere Umfangsfläche. Die innere Umfangsfläche des Durchgangslochs 42 des stationären Kontaktträgers 40 und die äußere Umfangsfläche des Isolatorelements 21 sind so angeordnet, dass sie einander mit einem ringförmigen Zwischenraum G2 gegenüberliegen.
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Das bewegliche Wandelement 7 ist an dem Schaftelement 22 des Stößels 2 befestigt, während das Schaftelement 22 durch das bewegliche Wandelement 7 hindurchgeht. Das heißt, das bewegliche Wandelement 7 hat ein durch es hindurch ausgebildetes Presspassungsloch 73, und das Schaftelement 22 des Stößels 2 wird so gepresst, dass es fest in das Presspassungsloch 73 passt, während es durch dieses hindurchdringt. Das bewegliche Wandelement 7 hat, wie in 4 dargestellt, in Z-Richtung gesehen eine ringförmige Form.
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Wie vorstehend beschrieben, ist das bewegliche Wandelement 7 so angeordnet, dass es den Bereich in der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 einnimmt; der Bereich enthält, in der Hin- und Her-Bewegungsrichtung Z gesehen, mindestens den gesamten verschiebbaren Kontaktabschnitt 54.
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Das bewegliche Wandelement 7 hat die Form einer Scheibe, und der äußere Umfangsrand 72 des beweglichen Wandelements 7 befindet sich, wie in 1 dargestellt, außerhalb sowohl der äußeren Umfangsfläche des verschiebbaren Kontaktabschnitts 54 als auch der inneren Umfangsfläche des Durchgangslochs 42. Das bewegliche Wandelement 7 des ersten Ausführungsbeispiels ist aus Metall, wie z.B. einer Eisenlegierung, hergestellt.
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Wie vorstehend beschrieben, erstreckt sich der äußere Umfangsrand 72 des beweglichen Wandelements 7, wie in den 1 und 4 dargestellt, entlang des Abschnitts der inneren Umfangsfläche 121 des Gehäuses 12; der Abschnitt der inneren Umfangsfläche 121 umgibt den äußeren Umfangsrand 72 des beweglichen Wandelements 7. Die äußere Umfangskante 72 des beweglichen Wandelements 7 und der umgebende Abschnitt der inneren Umfangsfläche 121 sind so angeordnet, dass sie einander mit einem ringförmigen Zwischenraum G1 gegenüberliegen.
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Das bewegliche Wandelement 7 hat eine vorgegebene Dicke in Z-Richtung, und der ringförmige Zwischenraum G1 hat eine radiale Breite, die kleiner oder gleich der vorgegebenen Dicke des beweglichen Wandelements 7 in Z-Richtung ist.
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Im Folgenden wird beschrieben, wie der Stößel 2 auf die Erregung oder Entregung der elektromagnetischen Spule 53 reagiert.
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Die Erregung der elektromagnetischen Spule 53 bewirkt, dass ein magnetischer Fluss durch den magnetischen Pfad fließt, der sich aus dem feststehenden Kern 52, dem beweglichen Kern 51, dem Joch 6 einschließlich des Trägerelements 61 und dem Schaft 22 zusammensetzt. Der Magnetfluss erzeugt eine magnetische Anziehungskraft zwischen dem beweglichen Kern 51 und dem stationären Kern 52. Die erzeugte magnetische Anziehungskraft bewirkt, wie in 2 dargestellt, dass der Stößel 2, der den beweglichen Kern 51 enthält, gegen die Vorspannkraft des vorderen Vorspannelementes 13 in der Rückwärtsrichtung magnetisch an den stationären Kern 52 angezogen wird, was dazu führt, dass sich der Stößel 2 in der Rückwärtsrichtung bewegt. Die Vorspannkraft des rückwärtigen Vorspannelementes 14 bewirkt daher, dass sich das Bewegungselement 3 mit der Rückwärtsbewegung des Stößels 2 in die rückwärtige Richtung bewegt, was dazu führt, dass die beweglichen Kontakte 31 an den jeweiligen stationären Kontakten 41 anliegen. Dies bewirkt, dass die elektromagnetische Relaisvorrichtung 1 eingeschaltet wird. Dadurch kann ein Strom von einer der ersten und zweiten Sammelschienen 4 zur anderen durch das Bewegungselement 3 fließen. Der Einschaltzustand der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 hält das Isolatorelement 21 in einem von dem Bewegungselement 3 getrennten Zustand.
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Als nächstes bewirkt das Abschalten der elektromagnetischen Spule 53, die sich in einem erregten Zustand befindet, dass die magnetische Anziehungskraft zwischen dem beweglichen Kern 51 und dem stationären Kern 52 verschwindet. Da die Vorspannkraft des vorderen Vorspannelementes 13 so eingestellt ist, dass sie größer ist als die Vorspannkraft des hinteren Vorspannelementes 14 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, bewirkt das vordere Vorspannelement 13, dass sich der bewegliche Kern 51 in Vorwärtsrichtung bewegt, da keine magnetische Anziehungskraft zwischen dem beweglichen Kern 51 und dem stationären Kern 52 vorhanden ist. Die Vorwärtsbewegung des beweglichen Kerns 51 bewirkt, dass der Stößel 2 das Bewegungselement 3 in die Vorwärtsrichtung drückt, so dass sich das Bewegungselement 3 von den stationären Kontakten 41 wegbewegt.
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Dies führt dazu, dass die beweglichen Kontakte 31 von den jeweiligen feststehenden Kontakten 41 getrennt werden. Dadurch wird die elektromagnetische Relaisvorrichtung 1 ausgeschaltet.
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Wenn die elektromagnetische Relaisvorrichtung 1 vom Einschaltzustand in den Ausschaltzustand wechselt, wird die elektromagnetische Relaisvorrichtung 1 im Einschaltzustand gehalten, während ein elektrischer Lichtbogen im Kontaktbereich 11 erzeugt wird. Um die Länge des Lichtbogens zu verlängern und dadurch den Lichtbogen zu löschen, enthält die elektromagnetische Relaisvorrichtung 1 einen Lichtbogenlöschungsmagneten 15, der sich radial außerhalb des Kontaktbereichs 11 befindet. Der Lichtbogenlöschungsmagnet 15 bewirkt, dass sich der im Kontaktbereich 11 erzeugte Lichtbogen in eine Richtung senkrecht zur Hin- und Her-Bewegungsrichtung des Bewegungselements 3 ausdehnt, wodurch der Lichtbogen gelöscht wird.
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Im Folgenden wird beschrieben, wie die elektromagnetische Relaisvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel arbeitet.
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Das bewegliche Wandelement 7 der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 ist so angeordnet, dass es den Bereich in der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 einnimmt; der Bereich enthält zumindest den verschiebbaren Kontaktabschnitt 54, wenn man ihn in der Hin- und Her-Bewegungsrichtung Z betrachtet. Diese Anordnung verhindert, dass sich die Fremdpartikel in Richtung des Kontaktbereichs 11 bewegen, selbst wenn sich Fremdpartikel an dem verschiebbaren Kontaktabschnitt 54 befinden, und verhindert somit, dass die Fremdpartikel in den Kontaktbereich 11 gelangen. Insbesondere ist das bewegliche Wandelement 7 so konfiguriert, dass es sich zusammen mit dem Stößel 2 hin und her bewegt. Diese Konfiguration reduziert einen nachteiligen Effekt aufgrund der Anordnung des beweglichen Wandelements 7 auf die Hin- und Her-Bewegung des Stößels 2, wodurch es möglich ist, einen nachteiligen Effekt aufgrund der Anordnung des beweglichen Wandelements 7 auf schnelle Schaltvorgänge der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 zu reduzieren.
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Zum Vergleich mit der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 ist in 7 eine elektromagnetische Relaisvorrichtung 9 gemäß einem Vergleichsbeispiel dargestellt; die elektromagnetische Relaisvorrichtung 9 enthält kein bewegliches Wandelement 7. Wie in 7 dargestellt, fallen die Fremdpartikel bei Vorhandensein von Fremdpartikeln an dem verschiebbaren Kontaktabschnitt 54 wahrscheinlich direkt auf den stationären Kontaktträger 40 (siehe Pfeil R in 7). Insbesondere ist es wahrscheinlich, dass einige Fremdpartikel auf einen Teil des stationären Kontaktträgers 40 fallen; der Teil des stationären Kontaktträgers 40 befindet sich in der Nähe des Durchgangslochs 42. Die Fremdpartikel, die auf den Teil des stationären Kontaktträgers 40 gefallen sind, können daher durch das Durchgangsloch 2 auf das Bewegungselement 3 gelangen, wodurch sie in den Kontaktbereich 11 eintreten.
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Im Gegensatz dazu ermöglicht, wie in 8 dargestellt, die Anordnung des beweglichen Wandelements 7 der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, dass die Fremdpartikel auf das bewegliche Wandelement 7 fallen (siehe Pfeil R in 8), selbst wenn sich Fremdpartikel an dem verschiebbaren Kontaktabschnitt 54 befinden. Daher fallen die Fremdpartikel, die auf das bewegliche Wandelement 7 gefallen sind, erst dann auf den stationären Kontaktträger 40, wenn sie sich radial außerhalb der äußeren Umfangskante 72 des beweglichen Wandelements 7 bewegen und durch den Zwischenraum G1 zwischen der äußeren Umfangskante 72 des beweglichen Wandelements 7 und dem umgebenden Abschnitt der inneren Umfangsfläche 121 hindurchgehen. Darüber hinaus führt die Anordnung des beweglichen Wandelements 7, selbst wenn die Fremdkörper auf den stationären Kontaktträger 40 fallen, dazu, dass die Fallpositionen der Fremdkörper ausreichend weit von dem Durchgangsloch 42 entfernt sind.
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Das heißt, selbst wenn sich Fremdpartikel an dem verschiebbaren Kontaktteil 54 befinden, hält das bewegliche Wandelement 7 die Fremdpartikel davon ab, sich in Richtung des Kontaktbereichs 11 zu bewegen.
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Das bewegliche Wandelement 7, das fest mit dem Stößel 2 verbunden ist, ist so konfiguriert, dass es sich zusammen mit dem Stößel 2 hin und her bewegt, ohne andere Teile der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 zu beeinträchtigen. Diese Konfiguration führt dazu, dass es unwahrscheinlich ist, dass die anderen Teile der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 der Hin- und Her-Bewegung des Stößels 2 einen Widerstand entgegensetzen, wodurch es möglich ist, einen nachteiligen Effekt aufgrund der Anordnung des beweglichen Wandelements 7 auf die Hin- und Her-Bewegung des Stößels 2 zu verringern.
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Die äußere Umfangskante 72 des beweglichen Wandelements 7 erstreckt sich entlang des umgebenden Abschnitts der inneren Umfangsfläche 121 des Gehäuses 12. Dies führt dazu, dass der Abstand G1 zwischen der äußeren Umfangskante 72 und dem umgebenden Teil der inneren Umfangsfläche 121 so eng wie möglich ist, wodurch die Bewegung der Fremdpartikel in Richtung des Kontaktbereichs 11 weiter blockiert werden kann.
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Die innere Umfangsfläche 615 des Trägerelements 61 und die äußere Umfangsfläche 511 des verschiebbaren Kontaktabschnitts 54 des beweglichen Kerns 51 sind jeweils mit einer isolierenden Beschichtung 541 versehen, die einen niedrigen Reibungskoeffizienten aufweist. Dies führt dazu, dass der Reibungswiderstand des verschiebbaren Kontaktabschnitts 54 so gering wie möglich ist, was eine sanftere Hin- und Her-Bewegung des Stößels 2 ermöglicht. Würden isolierende Fremdpartikel durch die Beschichtungsschichten 541 in den Kontaktbereich 11 gelangen, könnte es zu schlechten Verbindungen zwischen den beweglichen Kontakten 31 und den feststehenden Kontakten 41 kommen.
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Unter diesem Gesichtspunkt blockiert das bewegliche Wandelement 7 der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel die Bewegung der isolierenden Fremdkörper in Richtung des Kontaktbereichs 11, was es ermöglicht, schlechte Verbindungen zwischen den beweglichen Kontakten 31 und den feststehenden Kontakten 41 zu verhindern.
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Wie vorstehend im Detail beschrieben, verhindert die elektromagnetische Relaisvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, dass sich Fremdpartikel in Richtung des Kontaktbereichs 11 bewegen, und reduziert gleichzeitig eine nachteilige Auswirkung auf die Schaltvorgänge der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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Im Vergleich zu der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist die elektromagnetische Relaisvorrichtung 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel so modifiziert, dass das bewegliche Wandelement 7 an dem beweglichen Kern 51 angebracht ist. Zum Beispiel ist das bewegliche Wandelement 7 als eine Baugruppe aus dem beweglichen Kern 51 und dem beweglichen Wandelement 7 ausgebildet, so dass das bewegliche Wandelement 7 einen Teil des beweglichen Kerns 51 bildet.
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Die anderen Komponenten der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel sind im Wesentlichen identisch mit den entsprechenden jeweiligen Komponenten der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
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Jedem der in dem ersten und den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschriebenen Bauteile, die im Wesentlichen identisch oder gleichwertig sind, wird ein entsprechendes gemeinsames Bezugszeichen zugewiesen, sofern dem entsprechenden Bauteil keine spezifischen Informationen hinzugefügt werden.
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Das bewegliche Wandelement 7, das an dem beweglichen Kern 51 befestigt ist, verhindert, dass sich Fremdkörper in Richtung des Kontaktbereichs 11 bewegen, und verringert gleichzeitig die Anzahl der Bauteile der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1.
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Die elektromagnetische Relaisvorrichtung 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel bietet zusätzliche vorteilhafte Effekte, die mit denen der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel identisch sind.
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Das bewegliche Wandelement 7 und der bewegliche Kern 51 können als einzelne Komponenten konfiguriert werden, und das bewegliche Wandelement 7 kann an eine vordere Endfläche des beweglichen Kerns 51 geklebt werden.
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Drittes Ausführungsbeispiel
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Im Vergleich zu der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist die elektromagnetische Relaisvorrichtung 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel so modifiziert, dass das bewegliche Wandelement 7 an dem Isolatorelement 21 angebracht ist. Zum Beispiel ist das bewegliche Wandelement 7 als eine Baugruppe aus dem Isolatorelement 21 und dem beweglichen Wandelement 7 ausgebildet, so dass das bewegliche Wandelement 7 einen Teil des Isolatorelements 21 bildet.
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Die anderen Komponenten der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel sind im Wesentlichen identisch mit den entsprechenden jeweiligen Komponenten der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
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Das bewegliche Wandelement 7, das an dem Isolatorelement 21 befestigt ist, verhindert, dass sich Fremdkörper in Richtung des Kontaktbereichs 11 bewegen, und verringert gleichzeitig die Anzahl der Bauteile der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1.
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Die elektromagnetische Relaisvorrichtung 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel bietet zusätzliche vorteilhafte Effekte, die mit denen der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel identisch sind.
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Das bewegliche Wandelement 7 und das Isolatorelement 21 können als einzelne Komponenten konfiguriert werden, und das bewegliche Wandelement 7 kann an eine hintere Endfläche des Isolatorelements 21 geklebt werden.
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Viertes Ausführungsbeispiel
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Im Vergleich zu der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist die elektromagnetische Relaisvorrichtung 1 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel so modifiziert, dass vorstehende Wandelemente 71 an dem beweglichen Wandelement 7 angebracht sind.
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Insbesondere hat das bewegliche Wandelement 7, wie in den 11 bis 13 dargestellt, eine rückwärtige Hauptfläche, die dem verschiebbaren Kontaktabschnitt 54 zugewandt ist, und die vorstehenden Wandelemente 71 sind an einem äußeren Bereich der rückwärtigen Hauptfläche des beweglichen Wandelements 7 angebracht, um in die rückwärtige Richtung vorzustehen; der äußere Bereich befindet sich näher an einem äußeren Umfang des beweglichen Wandelements 7 als der verschiebbare Kontaktabschnitt 54.
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Wie in 13 dargestellt, sind beispielsweise drei vorstehende Wandelemente 71, von denen jedes eine ringförmige Form hat, am äußeren Bereich der hinteren Hauptfläche des beweglichen Wandelements 7 angebracht. Ein einzelnes vorstehendes Wandelement 71, zwei vorstehende Wandelemente 71 oder vier oder mehr vorstehende Wandelemente 71 können am äußeren Bereich der hinteren Hauptfläche des beweglichen Wandelements 7 angebracht werden. Jedes der vorstehenden Wandelemente 71 kann so gestaltet sein, dass es eine andere als die ringförmige Form hat. Beispielsweise kann jedes der vorstehenden Wandelemente 71 eine kreisbogenförmige Form haben, und die kreisbogenförmigen vorstehenden Wandelemente 71 können am äußeren Bereich der rückwärtigen Hauptfläche des beweglichen Wandelements 7 so angebracht werden, dass sie eine ringförmige Form haben.
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Jedes der ringförmigen vorstehenden Wandelemente 71 hat eine innere Umfangsfläche, und die inneren Umfangsflächen der jeweiligen ringförmigen vorstehenden Wandelemente 71 befinden sich näher am Außenumfang des beweglichen Wandelements 7 als der verschiebbare Kontaktabschnitt 54.
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Die vorstehenden Wandelemente 71 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel verhindern, wie in 12 dargestellt, dass das bewegliche Wandelement 7 an das Trägerelement 61 anliegt, wenn sich der Stößel 2 in die Rückwärtsrichtung bewegt.
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Die anderen Komponenten der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel sind im Wesentlichen identisch mit den entsprechenden jeweiligen Komponenten der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
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Die vorstehenden Wandelemente 71 sind am äußeren Bereich der rückwärtigen Hauptfläche des beweglichen Wandelements 7 angebracht; der äußere Bereich befindet sich näher am Außenumfang des beweglichen Wandelements 7 als der verschiebbare Kontaktabschnitt 54. Diese Konfiguration führt dazu, dass, selbst wenn Fremdpartikel an dem verschiebbaren Kontaktabschnitt 54 auf die hintere Hauptfläche des beweglichen Wandelements 7 fallen, die Fremdpartikel sich wahrscheinlich nicht radial außerhalb der vorstehenden Wandelemente 71 bewegen. Dadurch wird es möglich, die Bewegung der Fremdkörper in Richtung des Kontaktbereichs 11 weiter zu blockieren.
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Die elektromagnetische Relaisvorrichtung 1 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel bietet zusätzliche vorteilhafte Effekte, die mit denen der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel identisch sind.
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An einem inneren Bereich der hinteren Hauptoberfläche des beweglichen Wandelements 7 können Nuten angebracht werden; der innere Bereich befindet sich innerhalb des verschiebbaren Kontaktabschnitts 54.
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Fünftes Ausführungsbeispiel
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Im Vergleich zu der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist die elektromagnetische Relaisvorrichtung 1 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel so modifiziert, dass die Konfiguration des beweglichen Wandelements 7 gegenüber der Konfiguration des beweglichen Wandelements 7 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel geändert ist.
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Die anderen Komponenten der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel sind im Wesentlichen identisch mit den entsprechenden jeweiligen Komponenten der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
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Insbesondere ist das bewegliche Wandelement 7 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel so konfiguriert, dass es sich radial von der radial inneren Umfangskante zur äußeren Umfangskante 72 erstreckt, während es so geneigt ist, dass sich die äußere Umfangskante 72 in der rückwärtigen Richtung am weitesten hinten befindet.
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Diese Konfiguration des beweglichen Wandelements 7 führt dazu, dass, selbst wenn Fremdpartikel an dem verschiebbaren Kontaktabschnitt 54 auf das bewegliche Wandelement 7 fallen, die Fremdpartikel sich wahrscheinlich nicht radial nach außen bewegen werden. Auf diese Weise lässt sich die Bewegung der Fremdkörper in Richtung des Kontaktbereichs 11 wirksam blockieren.
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Die elektromagnetische Relaisvorrichtung 1 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel bietet zusätzliche vorteilhafte Effekte, die mit denen der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel identisch sind.
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Sechstes Ausführungsbeispiel
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Im Vergleich zu der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist die elektromagnetische Relaisvorrichtung 1 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel so modifiziert, dass die erste und die zweite Innenwand 32 ohne das bewegliche Wandelement 7 an dem Bewegungselement 3 angebracht sind.
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Das Bewegungselement 3 ist so angeordnet, dass er weiter von der Solenoideinheit 5 entfernt ist als die Festkontakte 41. Der Festkontaktträger 40 ist mit einer Durchgangsbohrung 42 versehen, die durch ihn hindurchgeht. Der Stößel 2 dringt durch das Durchgangsloch 42 des Festkontaktträgers 40 ein.
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Wie in den 15 bis 17 dargestellt, weist das plattenförmige Element des Bewegungselements 3 eine hintere Hauptfläche auf, die der Solenoideinheit 5 zugewandt ist. Die erste und die zweite Innenwand 32 sind an der rückwärtigen Hauptfläche des plattenförmigen Teils des Bewegungselements 3 so angebracht, dass sie nach innen weisen.
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Die erste Innenwand 32 befindet sich näher am Außenumfang des Bewegungselements 3 als das Durchgangsloch 42 und näher an der Mitte des Bewegungselements 3 als die ersten beweglichen Kontakte 31; die ersten beweglichen Kontakte sind am ersten Längsende der hinteren Hauptfläche des plattenförmigen Teils des Bewegungselements 3 angebracht.
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In ähnlicher Weise befindet sich die zweite Innenwand 32 näher am Außenumfang des Bewegungselements 3 als das Durchgangsloch 42 und näher an der Mitte der Bewegungselement 3 als der zweite bewegliche Kontakt 31; der zweite bewegliche Kontakt 31 ist am zweiten Längsende der hinteren Hauptfläche des plattenförmigen Teils des Bewegungselements 3 angebracht.
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Genauer gesagt ist ein erstes vorstehendes Wandelement 320 an der rückwärtigen Hauptoberfläche des plattenartigen Elements des Bewegungselements 3 so angebracht, dass es in die rückwärtige Richtung vorsteht. In ähnlicher Weise ist ein zweites vorstehendes Wandelement 320 an der rückwärtigen Hauptfläche des plattenartigen Elements der Bewegungselement 3 angebracht, um in die rückwärtige Richtung vorzustehen. Eine Innenseite des ersten vorstehenden Wandelements 320, die nach innen in Richtung des verschiebbaren Kontaktabschnitts 54 weist, dient als erste Innenwand 32 des ersten vorstehenden Wandelements 320. In ähnlicher Weise dient eine Innenseite des zweiten vorstehenden Wandelements 320, die nach innen in Richtung des verschiebbaren Kontaktabschnitts 54 weist, als zweite Innenwand 32 des zweiten vorstehenden Wandelements 320.
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Das erste und das zweite vorstehende Wandelement 320 erstrecken sich jeweils über einen entsprechenden Abschnitt des plattenförmigen Elements des Bewegungselements 3 in einer seitlichen Richtung des plattenförmigen Elements davon. Mit anderen Worten, das erste vorstehende Wandelement 320 unterteilt die hintere Hauptfläche des plattenförmigen Elements des Bewegungselements 3 in einen ersten Endbereich, an dem die ersten beweglichen Kontakte 31 angebracht sind, und einen mittleren Bereich, an dem das Isolatorelement 21 anliegt. In ähnlicher Weise unterteilt das zweite vorstehende Wandelement 320 die rückwärtige Hauptfläche des plattenförmigen Elements des Bewegungselements 3 in einen zweiten Endbereich, an dem der zweite bewegliche Kontakt 31 angebracht ist, und den Mittelbereich, an dem das Isolatorelement 21 anliegt. An der hinteren Hauptfläche des plattenförmigen Teils des Bewegungselements 3 können drei oder mehr vorspringende Wandelemente angebracht werden.
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Wie in 17 dargestellt, umfasst das Bewegungselement 3, wie in 17 dargestellt, erste und zweite Nuten 33, die im mittleren Bereich der hinteren Hauptoberfläche des plattenartigen Elements des Bewegungselements 3 ausgebildet sind; die ersten und zweiten Nuten 33 sind entlang der jeweiligen ersten und zweiten vorstehenden Wandelemente 320 angeordnet. Das heißt, die erste und die zweite Nut 33 befinden sich innerhalb des jeweiligen ersten und zweiten vorstehenden Wandelements 320. Die erste Nut 33 hat eine Innenseite, die nach innen in Richtung des verschiebbaren Kontaktteils 54 weist; die Innenseite der ersten Nut 33 dient als erste Innenwand 32 der ersten Nut 33. In ähnlicher Weise hat die zweite Nut 33 eine Innenseite, die nach innen in Richtung des verschiebbaren Kontaktabschnitts 54 weist; die Innenfläche der zweiten Nut 33 dient als zweite Innenwand 32 der zweiten Nut 33.
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Die erste Innenwand 32 des ersten vorspringenden Wandelements 320 ist bündig mit der ersten Innenwand 32 der ersten Nut 33, und die zweite Innenwand 32 des zweiten vorspringenden Wandelements 320 ist bündig mit der zweiten Innenwand 32 der zweiten Nut 33.
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Die anderen Komponenten der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel sind im Wesentlichen identisch mit den entsprechenden jeweiligen Komponenten der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
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Die erste und die zweite Innenwand 32 sind an der hinteren Hauptfläche des plattenförmigen Teils des Bewegungselements 3 angebracht. Daher ermöglicht diese Konfiguration der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 selbst dann, wenn Fremdpartikel an dem verschiebbaren Kontaktabschnitt 54 durch das Durchgangsloch 42 des stationären Kontaktträgers 40 auf das Bewegungselement 3 gelangen
- (i) die erste Innenwand 32, um zu verhindern, dass sich die Fremdkörper nach außen in Richtung der ersten beweglichen Kontakte 31 bewegen
- (ii) die zweite Innenwand 32, um zu verhindern, dass sich die Fremdkörper nach außen in Richtung des zweiten beweglichen Kontakts 31 bewegen
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Dadurch wird verhindert, dass die Fremdkörper in den Kontaktbereich 11 gelangen. Insbesondere sind die erste und die zweite Innenwand 32 so gestaltet, dass sie sich zusammen mit dem Bewegungselement 3 hin und her bewegen. Diese Konfiguration reduziert einen nachteiligen Effekt aufgrund der Konfiguration der ersten und zweiten Innenwand 32 auf die Hin- und Her-Bewegung des Bewegungselements 3, wodurch es möglich ist, einen nachteiligen Effekt aufgrund der Konfiguration der ersten und zweiten Innenwand 32 auf schnelle Schaltvorgänge der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 zu reduzieren.
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Die erste Innenwand 32 des ersten vorstehenden Wandelements 320 ist bündig mit der ersten Innenwand 32 der ersten Nut 33, und die zweite Innenwand 32 des zweiten vorstehenden Wandelements 320 ist bündig mit der zweiten Innenwand 32 der zweiten Nut 33. Erst wenn sich Fremdpartikel, die in die erste Nut 33 eingedrungen sind, um mindestens die Summe aus (i) einem Abstand der ersten Innenwand 32 der ersten Nut 33 in Z-Richtung und (ii) einem Abstand der ersten Innenwand 32 des ersten vorstehenden Wandelements 320 in Z-Richtung bewegen, bewegen sich die Fremdpartikel in den Kontaktbereich 11. In ähnlicher Weise bewegen sich die Fremdkörper erst dann in den Kontaktbereich 11, wenn sich die Fremdkörper, die in die zweite Nut 33 eingedrungen sind, um mindestens die Summe aus (i) einem Abstand der zweiten Innenwand 32 der zweiten Nut 33 in der Z-Richtung und (ii) einem Abstand der zweiten Innenwand 32 des zweiten vorstehenden Wandelements 320 in der Z-Richtung bewegen.
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Dies führt dazu, dass sich die Fremdkörper wahrscheinlich radial außerhalb der ersten und zweiten Innenwand 32 bewegen, wodurch die Fremdkörper
effizienter davon abgehalten werden können, sich in Richtung des Kontaktbereichs 11 zu bewegen.
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Die elektromagnetische Relaisvorrichtung 1 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel bietet zusätzliche vorteilhafte Effekte, die mit denen der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel identisch sind.
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Das bewegliche Wandelement 7, das in einer der ersten bis fünften Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, kann zusätzlich zu den ersten und zweiten Innenwänden 32, die gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel an der hinteren Hauptoberfläche des plattenartigen Elements des Bewegungselements 3 angebracht sind, an dem Stößel 2 befestigt werden. Dadurch werden Fremdpartikel davon abgehalten, sich in Richtung des Kontaktbereichs 11 zu bewegen, was einen erheblichen Effekt hat.
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Siebtes Ausführungsbeispiel
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Im Vergleich zu der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel ist die elektromagnetische Relaisvorrichtung 1 gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel so modifiziert, dass, wie in den 18 und 19 dargestellt, die hintere Hauptfläche des plattenartigen Elements des Bewegungselements 3 eine darin ausgebildete konkave Aussparung 321 aufweist, um die erste und zweite Innenwand 32 zu definieren.
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Die erste Innenwand 32 der konkaven Aussparung 321 befindet sich radial außerhalb der Durchgangsbohrung 42 des Festkontaktträgers 40 und radial innerhalb der ersten beweglichen Kontakte 31 in Längsrichtung des Bewegungselements 3. In ähnlicher Weise befindet sich die zweite Innenwand 32 der konkaven Aussparung 321 radial außerhalb des Durchgangslochs 42 des Festkontaktträgers 40 und radial innerhalb des zweiten beweglichen Kontakts 31 in der Längsrichtung des Bewegungselements 3.
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Die konkave Aussparung 321 erstreckt sich über einen vorbestimmten Teil der hinteren Hauptfläche des plattenförmigen Teils des Bewegungselements 3 in seitlicher Richtung des plattenförmigen Teils davon. Die konkave Aussparung 321 hat eine erste und eine zweite Innenseite; die erste Innenseite, die näher an den ersten beweglichen Kontakten 31 liegt als die zweite Innenseite, dient als erste Innenwand 32, und die zweite Innenseite, die näher an dem zweiten beweglichen Kontakt 31 liegt als die erste Innenseite, dient als zweite Innenwand 32.
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Die konkave Aussparung 321 hat, wie in 18 dargestellt, einen Boden, an dem das hintere Ende des Isolatorelements 21 anliegen kann.
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Die anderen Komponenten der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel sind im Wesentlichen identisch mit den entsprechenden jeweiligen Komponenten der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel.
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Darüber hinaus bietet die elektromagnetische Relaisvorrichtung 1 gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel zusätzliche vorteilhafte Effekte, die mit denen der elektromagnetischen Relaisvorrichtung 1 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel identisch sind.
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Das bewegliche Wandelement 7 gemäß dem ersten, zweiten, vierten und fünften Ausführungsbeispiel besteht aus Metall, wie z.B. einer Eisenlegierung, kann aber auch aus einem Material mit einem geringeren spezifischen Gewicht als dem von Eisenlegierungen, wie z.B. Harz, hergestellt werden. Das bewegliche Wandelement 7 aus Harz gemäß einer Modifikation führt dazu, dass das Gewicht des beweglichen Wandelements 7 leichter ist als das des beweglichen Wandelements 7 aus Metall.
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Dies führt dazu, dass die Geräusche während der Bewegung des Stößels 2 reduziert werden.
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Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt und kann im Rahmen der vorliegenden Offenbarung variabel modifiziert werden.
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Obwohl die beispielhaften Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung hier beschrieben wurden, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und Konfigurationen beschränkt. Insbesondere kann die vorliegende Offenbarung alle modifizierten Ausführungsbeispiele und Modifikationen innerhalb des Äquivalenzbereichs der vorliegenden Offenbarung umfassen. Außerdem fallen verschiedene Kombinationen der Ausführungsbeispiele, modifizierte Kombinationen, denen mindestens ein Element hinzugefügt wurde, oder modifizierte Kombinationen, aus denen mindestens ein Element entfernt wurde, in den Anwendungsbereich der vorliegenden Offenbarung und/oder der patentierbaren Ideen der vorliegenden Offenbarung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2020042232 [0001]
- JP 2007109470 [0005]
