DE112021003641T5

DE112021003641T5 - Elektromagnetisches Relais

Info

Publication number: DE112021003641T5
Application number: DE112021003641.6T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Harimochi; Ryota Minowa; Takeshi Nishida; Hiroyuki Iwasaka
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2020-07-06
Filing date: 2021-06-16
Publication date: 2023-04-27
Also published as: WO2022009629A1; CN115803840A; JP2022014098A; US20230282434A1; JP7452297B2

Abstract

Ein elektromagnetisches Relais schließt eine Basis, einen ersten festen Anschluss, einschließend einen ersten festen Kontakt, einen zweiten festen Anschluss, einschließend einen zweiten festen Kontakt, ein bewegbares Kontaktstück, ein bewegbares Element und eine Rückholfeder ein. Das bewegbare Kontaktstück schließt ein Paar bewegbarer Kontakte ein, die ausgelegt sind, um den ersten festen Kontakt und den zweiten festen Kontakt zu berühren. Das bewegbare Element ist am bewegbaren Kontaktstück fixiert und ist in eine Kontaktrichtung bewegbar, in der der erste feste Kontakt und der zweite feste Kontakt mit dem Paar bewegbarer Kontakte in Kontakt kommen, und in eine Trennrichtung, in der der erste feste Kontakt und der zweite feste Kontakt vom Paar bewegbarer Kontakte getrennt sind. Die Rückholfeder ist zwischen der Basis und dem bewegbaren Element angeordnet und forciert das bewegbare Element in die Trennrichtung. Die Basis schließt einen Führungsabschnitt ein, um die Bewegung des bewegbaren Elements zu führen. Das bewegbare Element schließt einen Gleitabschnitt ein, der im Hinblick auf den Führungsabschnitt verschiebbar ist. Die Rückholfeder ist im Führungsabschnitt angeordnet. Der Führungsabschnitt ist näher an der Kontaktrichtungsseite angeordnet als der erste feste Kontakt und der zweite feste Kontakt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Relais.
STAND DER TECHNIK
Üblicherweise ist ein elektromagnetisches Relais bekannt, das einen Stromkreis öffnet und schließt. Beispielsweise offenbart Patentdokument 1 ein elektromagnetisches Relais, das einen festen Anschluss, aufweisend einen festen Kontakt, ein bewegbares Kontaktstück, aufweisend einen bewegbaren Kontakt, und ein bewegbares Element zur Übertragung der Drehung eines bewegbaren Eisenkerns auf das bewegbare Kontaktstück einschließt. Das bewegbare Kontaktstück gleitet in Bezug auf das bewegbare Element als Reaktion auf die Bewegung des bewegbaren Elements.
<Dokument des Stands der Technik>
<Patentdokument>
[Patentdokument 1] Deutsches Gebrauchsmuster 202013006784
ZUSAMMENFASSUNG
<Technische Aufgabe>
Beim elektromagnetischen Relais aus dem Patentdokument 1 gleiten das bewegbare Kontaktstück und das bewegbare Element aufeinander und der Abriebstaub, der durch das Gleiten erzeugt wird, haftet voraussichtlich am festen Kontakt oder am bewegbaren Kontakt. Jeglicher, am festen Kontakt oder dem bewegbaren Kontakt haftender Abriebstaub erhöht den Kontaktwiderstand zwischen den Kontakten und führt zu einer Leistungsminderung der elektrischen Leitfähigkeit.
Ein Ziel dieser Erfindung ist es, das Haften von Abriebstaub an den Kontakten bei einem elektromagnetischen Relais zu verringern.
<Lösung der Aufgabe>
Ein elektromagnetisches Relais nach einem Aspekt dieser Erfindung schließt eine Basis, einen ersten festen Anschluss, einen zweiten festen Anschluss, ein bewegbares Kontaktstück, ein bewegbares Element und eine Rückholfeder ein. Der erste feste Anschluss schließt einen ersten festen Kontakt ein und wird von der Basis getragen. Der zweite feste Anschluss schließt einen zweiten festen Kontakt ein und wird von der Basis an einer Position getragen, die vom ersten festen Anschluss getrennt ist. Das bewegbare Kontaktstück schließt ein Paar bewegbarer Kontakte ein, die ausgelegt sind, um den ersten festen Kontakt und den zweiten festen Kontakt zu berühren. Das bewegbare Kontaktstück ist am bewegbaren Element fixiert, und das bewegbare Element ist in eine Kontaktrichtung bewegbar, in der der erste feste Kontakt und der zweite feste Kontakt mit dem Paar bewegbarer Kontakte in Kontakt kommen, und in eine Trennrichtung, in der der erste feste Kontakt und der zweite feste Kontakt vom Paar bewegbarer Kontakte getrennt sind. Die Rückholfeder ist zwischen der Basis und dem bewegbaren Element angeordnet und forciert das bewegbare Element in die Trennrichtung. Die Basis schließt einen Führungsabschnitt ein, um die Bewegung des bewegbaren Elements zu führen. Das bewegbare Element schließt einen Gleitabschnitt ein, der im Hinblick auf den Führungsabschnitt verschiebbar ist. Die Rückholfeder ist im Führungsabschnitt angeordnet. Der Führungsabschnitt ist näher an der Kontaktrichtungsseite angeordnet als der erste feste Kontakt und der zweite feste Kontakt.
Beim elektromagnetischen Relais ist das bewegbare Kontaktstück am bewegbaren Element fixiert. Mit anderen Worten gleiten das bewegbare Kontaktstück und das bewegbare Element nicht aufeinander, und dadurch wird kein Abriebstaub durch das Gleiten zwischen dem bewegbaren Kontaktstück und dem bewegbaren Element erzeugt. Somit besteht die Möglichkeit, die Haftung des Abriebstaubs am ersten festen Kontakt, am zweiten festen Kontakt oder am Paar bewegbarer Kontakte zu verringern. Da der Führungsabschnitt näher an der Kontaktrichtungsseite angeordnet ist als der erste feste Kontakt und der zweite feste Kontakt, ist der Führungsabschnitt zudem an einer vom ersten festen Kontakt, vom zweiten festen Kontakt und vom Paar bewegbarer Kontakte beabstandeten Position angeordnet. Folglich besteht die Möglichkeit, die Haftung des Abriebstaubs, der durch das Gleiten des bewegbaren Elements entlang des Führungsabschnitts erzeugt wird, am ersten festen Kontakt, am zweiten festen Kontakt oder am Paar bewegbarer Kontakte zu verringern. Da die Rückholfeder im Führungsabschnitt angeordnet ist, besteht darüber hinaus die Möglichkeit, die Haftung des zwischen der Rückholfeder und der Basis erzeugten Abriebstaubs am ersten festen Kontakt, am zweiten festen Kontakt oder am Paar bewegbarer Kontakte zu verringern.
Ein Ende auf der Kontaktrichtungsseite des Gleitabschnitts kann näher an der Kontaktrichtungsseite positioniert werden als ein Ende auf der Trennrichtungsseite des Führungsabschnitts. In diesem Fall ist die Rückholfeder nicht im Raum freiliegend, in dem der erste feste Kontakt 6b, der zweite feste Kontakt 7b und das Paar bewegbarer Kontakte 8a, 8b angeordnet sind. Somit besteht die Möglichkeit, die Haftung des durch den Kontakt zwischen dem bewegbaren Element und der Rückholfeder erzeugten Abriebstaubs und des durch das Gleiten des Gleitabschnitts entlang des Führungsabschnitts erzeugten Abriebstaubs am ersten festen Kontakt, dem zweiten festen Kontakt oder dem Paar bewegbarer Kontakte zusätzlich zu verringern.
Die Basis kann eine Ausnehmung einschließen, die so ausgeformt ist, dass sie in Trennrichtung vertieft ist. Der Gleitabschnitt und die Rückholfeder können in der Ausnehmung angeordnet sein. Der Führungsabschnitt kann aus einem Teil der Ausnehmung gebildet sein. In diesem Fall kann das bewegbare Element durch eine einfache Auslegung geführt werden, um sich zu bewegen.
Das bewegbare Element kann einen ersten Federaufnahmeabschnitt einschließen, der gegenständig zur Ausnehmung angeordnet ist, um die Rückholfeder teilweise aufzunehmen. Die Rückholfeder kann von der Ausnehmung und dem ersten Federaufnahmeabschnitt umgeben sein. In diesem Fall besteht die Möglichkeit, die Haftung des durch den Kontakt zwischen dem bewegbaren Element und der Rückholfeder erzeugten Abriebstaubs und des durch das Gleiten des Gleitabschnitts entlang des Führungsabschnitts am ersten festen Kontakt, dem zweiten festen Kontakt oder dem Paar bewegbarer Kontakte erzeugten Abriebstaubs zusätzlich zu verringern.
Entweder die Basis oder das bewegbare Element kann einen Positionierungsabschnitt einschließen, der ausgelegt ist, um die Rückholfeder zu positionieren. In diesem Fall wird das Positionieren der Rückholfeder erleichtert.
Mindestens entweder das Ende auf der Kontaktrichtungsseite des Gleitabschnitts und/oder das Ende auf der Trennrichtungsseite des Führungsabschnitts weisen eine abgeschrägte C-Form oder eine abgeschrägte R-Form auf. In diesem Fall besteht die Möglichkeit, die Haftung des durch das Gleiten des Gleitabschnitts entlang des Führungsabschnitts erzeugten Abriebstaubs zusätzlich zu verringern. Darüber hinaus wird der Zusammenbau erleichtert.
Das elektromagnetische Relais kann zudem eine Kontaktfeder einschließen, um das bewegbare Element in die Kontaktrichtung zu forcieren. Das bewegbare Element kann einen zweiten Federaufnahmeabschnitt einschließen, der ausgelegt ist, um die Kontaktfeder teilweise aufzunehmen. In diesem Fall besteht die Möglichkeit, die Haftung des durch den Kontakt zwischen dem bewegbaren Element und der Kontaktfeder erzeugten Abriebstaubs am ersten festen Kontakt, dem zweiten festen Kontakt oder dem Paar bewegbarer Kontakte zusätzlich zu verringern.
Das elektromagnetische Relais kann zudem eine Kontaktfeder einschließen, um das bewegbare Element in die Kontaktrichtung zu forcieren, sowie ein erstes Federträgerelement, das zwischen der Kontaktfeder und dem bewegbaren Element angeordnet ist. Die Kontaktfeder kann das bewegbare Element über das erste Federträgerelement in die Kontaktrichtung forcieren. In diesem Fall kann das erste Federträgerelement beispielsweise aus einem Material wie rostfreiem Stahl geformt sein, sodass im Vergleich zum Fall, in dem die Kontaktfeder in direkten Kontakt mit dem bewegbaren Element gebracht wird, weniger Abriebstaub erzeugt wird.
Das elektromagnetische Relais kann zudem ein zweites Federträgerelement einschließen, das zwischen der Rückholfeder und dem bewegbaren Element angeordnet ist. Die Rückholfeder kann das bewegbare Element über das zweite Federträgerelement in die Kontaktrichtung forcieren. In diesem Fall kann das zweite Federträgerelement beispielsweise aus einem Material wie rostfreiem Stahl geformt sein, sodass im Vergleich zum Fall, in dem die Kontaktfeder in direkten Kontakt mit dem bewegbaren Element gebracht wird, weniger Abriebstaub erzeugt wird.
Das bewegbare Kontaktstück kann am bewegbaren Element durch Umspritzen befestigt werden. In diesem Fall kann das bewegbare Kontaktstück auf einfache Weise am bewegbaren Element befestigt werden.
Das bewegbare Element kann aus mindestens zwei Komponenten zusammengesetzt sein, einschließend eine erste Komponente und eine zweite Komponente. Das bewegbare Kontaktstück kann am bewegbaren Element in einem Zustand fixiert sein, in dem das bewegbare Kontaktstück zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente eingelegt ist. Auch in diesem Fall kann das bewegbare Kontaktstück leicht am bewegbaren Element fixiert werden.
Das bewegbare Kontaktstück kann am bewegbaren Element über ein elastisches Element fixiert werden, das zwischen der ersten Komponente und dem bewegbaren Kontaktstück oder zwischen der zweiten Komponente und dem bewegbaren Kontaktstück angeordnet ist. In diesem Fall kann das bewegbare Kontaktstück fest am bewegbaren Element fixiert werden.
Die erste Komponente und die zweite Komponente können aus unterschiedlichen Materialien geformt sein. In diesem Fall erhöht sich die Gestaltungsfreiheit.
Die erste Komponente kann aus einem Isolationsmaterial geformt sein. Die zweite Komponente kann aus einem metallischen Werkstoff geformt sein und kann näher an der Kontaktrichtungsseite als die erste Komponente angeordnet sein. In diesem Fall kann die Wärmeerzeugung einer Kontaktvorrichtung durch die zweite Komponente reduziert werden, während die Isolierung durch die erste Komponente gewährleistet wird.
<Wirkungen der Erfindung>
Erfindungsgemäß besteht bei einem elektromagnetischen Relais die Möglichkeit, die Haftung von Abriebstaub an den Kontakten zu verringern.
Figurenliste

1 zeigt ein schematisches Querschnittsdiagramm eines elektromagnetischen Relais, betrachtet aus der X-Richtung.
2 zeigt ein schematisches Querschnittsdiagramm einer Kontaktvorrichtung und deren Umkreises, betrachtet aus der Y-Richtung.
3 zeigt ein teilweise vergrößertes Diagramm aus 2.
4 zeigt ein schematisches Querschnittsdiagramm der Kontaktvorrichtung und deren Umkreises, betrachtet aus der Y-Richtung.
5 zeigt ein schematisches Querschnittsdiagramm einer Kontaktvorrichtung und deren Umkreises nach einer Ausführungsvariante, betrachtet aus der Y-Richtung.
6 zeigt ein schematisches Querschnittsdiagramm einer Kontaktvorrichtung und deren Umkreises nach einer Ausführungsvariante, betrachtet aus der Y-Richtung.
7 zeigt ein schematisches Querschnittsdiagramm einer Kontaktvorrichtung und deren Umkreises nach einer Ausführungsvariante, betrachtet aus der Y-Richtung.
8 zeigt ein Teilquerschnittsdiagramm eines bewegbaren Elements nach einer Ausführungsvariante, betrachtet aus der X-Richtung.
9 zeigt ein Teilquerschnittsdiagramm des bewegbaren Elements nach einer Ausführungsvariante, betrachtet aus der Y-Richtung.
10 zeigt ein schematisches Querschnittsdiagramm eines elektromagnetischen Relais nach einer Ausführungsvariante, betrachtet aus der X-Richtung.
11 zeigt ein schematisches Querschnittsdiagramm eines elektromagnetischen Relais nach einer Ausführungsvariante, betrachtet aus der X-Richtung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Im Folgenden wird ein elektromagnetisches Relais einer Ausführungsform nach einem Aspekt dieser Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ist die Aufwärts-abwärts-Richtung aus 1 als „Z-Richtung“ bezeichnet, die Linksrechts-Richtung als „Y-Richtung, die zur Ebene aus 1 rechtwinkelige Richtung als „X-Richtung“. Die Z-Richtung hinführend zur oberen Seite aus 1 ist als „Z2-Richtung“ bezeichnet, die Z-Richtung hinführend zur unteren Seite als „Z1-Richtung“. Diese Richtungen sind jedoch der Beschreibung halber definiert und schränken die Richtungen, in denen das elektromagnetische Relais angeordnet ist, nicht ein.
1 zeigt ein schematisches Querschnittsdiagramm eines elektromagnetischen Relais 100, betrachtet aus der X-Richtung. Das elektromagnetische Relais 100 schließt eine Basis 2, eine Kontaktvorrichtung 3 und eine Antriebsvorrichtung 4 ein. Die Basis 2 ist aus einem Isolationsmaterial wie einem Kunstharz geformt. Die Basis 2 ist im Wesentlichen rechteckig, wenn aus der Z-Richtung betrachtet. Die Basis 2 trägt die Kontaktvorrichtung 3 und die Antriebsvorrichtung 4. Die Kontaktvorrichtung 3 und die Antriebsvorrichtung 4 sind von einem Gehäuse (nicht dargestellt) bedeckt, das an der Basis 2 angebracht ist.
2 zeigt ein schematisches Querschnittsdiagramm der Kontaktvorrichtung 3 und deren Umkreises, betrachtet aus der Y-Richtung. Die Kontaktvorrichtung 3 wird von der Basis 2 getragen. Die Kontaktvorrichtung 3 schließt einen ersten festen Anschluss 6, einen zweiten festen Anschluss 7, ein bewegbares Kontaktstück 8, ein bewegbares Element 9, eine Kontaktfeder 10 und eine Rückholfeder 11 ein. Der erste feste Anschluss 6, der zweite feste Anschluss 7 und das bewegbare Kontaktstück 8 sind jeweils ein plattenförmiger Anschluss und aus einem leitenden Material wie Kupfer gefertigt.
Gemäß der Darstellung in 2 ist der erste feste Anschluss 6 im Wesentlichen L-förmig, wenn aus der X-Richtung betrachtet. Der erste feste Anschluss 6 kann beispielsweise im Wesentlichen U-förmig sein, wenn aus der X-Richtung betrachtet. Der erste feste Anschluss 6 wird von der Basis 2 getragen.
Der erste feste Anschluss 6 schließt einen ersten Kontaktträgerabschnitt 6a, einen ersten festen Kontakt 6b, einen getragenen Abschnitt 6c und einen externen Verbindungsabschnitt 6d ein. Der erste Kontaktträgerabschnitt 6a erstreckt sich in die X-Richtung und in die Y-Achsenrichtung. Der erste feste Kontakt 6b ist auf dem ersten Kontaktträgerabschnitt 6a angeordnet. Der erste feste Kontakt 6b ragt vom ersten Kontaktträgerabschnitt 6a in Z2-Richtung hervor. In dieser Ausführungsform ist der erste feste Kontakt 6b ein separater Körper vom ersten festen Anschluss 6, kann jedoch mit dem ersten festen Anschluss 6 integriert sein. Der getragene Abschnitt 6c erstreckt sich in die X-Richtung und die Z-Richtung. Der getragene Abschnitt 6c wird von der Basis 2 getragen. Der getragene Abschnitt 6c ist beispielsweise per Presspassung fest an der Basis 2 fixiert. Der externe Verbindungsabschnitt 6d ragt von der Basis 2 in Z1-Richtung hervor und ist elektrisch an eine externe Vorrichtung (nicht dargestellt) anzuschließen.
Der zweite feste Anschluss 7 weist dieselbe Form wie der erste feste Anschluss 6 auf. Der zweite feste Anschluss 7 wird von der Basis 2 an einer vom ersten festen Anschluss 6 in der X-Richtung getrennten Position getragen. Der zweite feste Anschluss 7 schließt einen zweiten Kontaktträgerabschnitt 7a, einen zweiten festen Kontakt 7b, einen getragenen Abschnitt 7c und einen externen Verbindungsabschnitt 7d ein. Da die Abschnitte des zweiten festen Anschlusses 7 die gleichen Auslegungen wie die des ersten festen Anschlusses 6 aufweisen, wird deren Beschreibung weggelassen.
Das bewegbare Kontaktstück 8 erstreckt sich in die X-Richtung. Das bewegbare Kontaktstück 8 weist eine Längsrichtung auf, die der X-Richtung entspricht. Das bewegbare Kontaktstück 8 ist näher an der Z2-Richtungsseite angeordnet als der erste feste Anschluss 6 und der zweite feste Anschluss 7. Das bewegbare Kontaktstück 8 ist an einer Position angeordnet, um dem ersten Kontaktträgerabschnitt 6a und dem zweiten Kontaktträgerabschnitt 7a in Z-Richtung entgegenzuwirken.
Das bewegbare Kontaktstück 8 schließt ein Paar bewegbarer Kontakte 8a, 8b ein, die ausgelegt sind, um den ersten festen Kontakt 6b und den zweiten festen Kontakt 7b zu berühren. Im Folgenden wird der Kontakt, der mit dem ersten festen Kontakt 6b zu berühren ist, was das Paar bewegbarer Kontakte 8a, 8b zum Öffnen und Schließen betrifft, als erster bewegbarer Kontakt 8a bezeichnet, und der Kontakt, der mit dem zweiten festen Kontakt 7b zu berühren ist, wird als zweiter bewegbarer Kontakt 8b bezeichnet. Der erste bewegbare Kontakt 8a ist an einer Position gegenständig zum ersten festen Kontakt 6b in Z-Richtung angeordnet. Der erste bewegbare Kontakt 8a ragt von der Oberfläche des bewegbaren Kontaktstücks 8, gerichtet in die Z1-Richtung, in die Z1-Richtung hervor. In dieser Ausführungsform ist der erste bewegbare Kontakt 8a ein separater Körper vom bewegbaren Kontaktstück 8, kann jedoch mit dem bewegbaren Kontaktstück 8 integriert sein.
Der zweite bewegbare Kontakt 8b ist vom ersten bewegbaren Kontakt 8a in Z-Richtung beabstandet angeordnet. Der zweite bewegbare Kontakt 8b ist an einer Position gegenständig zum zweiten festen Kontakt 7b in Z-Richtung angeordnet. Der zweite bewegbare Kontakt 8b ragt von der Oberfläche des bewegbaren Kontaktstücks 8, gerichtet in die Z1-Richtung, in die Z1-Richtung hervor. In dieser Ausführungsform ist der erste bewegbare Kontakt 8a ein separater Körper vom bewegbaren Kontaktstück 8, kann jedoch mit dem bewegbaren Kontaktstück 8 integriert sein.
Das bewegbare Kontaktstück 8 ist so angeordnet, dass es in eine Kontaktrichtung bewegbar ist, in der der erste feste Kontakt 6b und der zweite feste Kontakt 7b mit dem Paar bewegbarer Kontakte 8a und 8b in Kontakt kommen, und in eine Trennrichtung, in der der erste feste Kontakt 6b und der zweite feste Kontakt 7b vom Paar bewegbarer Kontakte 8a und 8b getrennt sind. In dieser Ausführungsform entspricht die Kontaktrichtung der Z1-Richtung, und die Trennrichtung entspricht der Z2-Richtung.
Das bewegbare Element 9 ist bewegbar in die Z1-Richtung (Kontaktrichtung) und die Z2-Richtung (Trennrichtung) angeordnet. Das bewegbare Element 9 ist bewegbar zwischen der offenen Position, die in 2 dargestellt ist, und der geschlossenen Position, die in 4 dargestellt ist, angeordnet. An der geschlossenen Position ist das Paar bewegbarer Kontakte 8a, 8b in Kontakt mit dem ersten festen Kontakt 6b und dem zweiten festen Kontakt. In der offenen Position ist das Paar bewegbarer Kontakte 8a, 8b in Trennung vom ersten festen Kontakt 6b und dem zweiten festen Kontakt 7b.
Das bewegbare Element 9 ist aus einem Isolationsmaterial wie einem Kunstharz geformt. Das bewegbare Kontaktstück 8 ist am bewegbaren Element 9 fixiert. In dieser Ausführungsform ist das bewegbare Kontaktstück 8 am bewegbaren Element 9 durch Umspritzen fixiert. Entsprechend bewegt sich das bewegbare Kontaktstück 8 fest verbunden mit dem bewegbaren Element 9, wenn sich das bewegbare Element 9 in die Richtungen Z1 und Z2 bewegt.
In diesem Fall schließt die Basis 2 einen Führungsabschnitt 21 und eine Ausnehmung 22 ein. Der Führungsabschnitt 21 führt die Bewegung des bewegbaren Elements 9. In dieser Ausführungsform ist der Führungsabschnitt 21 durch einen Teil der Ausnehmung 22, die in Z2-Richtung vertieft ist, gebildet. Insbesondere ist der Führungsabschnitt 21 durch die Innenoberflächen der Ausnehmung 22 gebildet. Der Führungsabschnitt 21 ist nicht kreisförmig, wenn aus der Z2-Richtung betrachtet. Der Führungsabschnitt 21 ist näher an der Z1-Richtungsseite als das Paar bewegbarer Kontakte 8a, 8b angeordnet. Der Führungsabschnitt 21 ist näher an der Z1-Richtungsseite angeordnet als der erste feste Kontakt 6b und der zweite feste Kontakt 7b. Der Führungsabschnitt 21 ist zwischen dem ersten festen Anschluss 6 und dem zweiten festen Anschluss 7 in X-Richtung angeordnet. Der Führungsabschnitt 21 ist in der Z2-Richtung offen. Der Führungsabschnitt 21 weist eine abgeschrägte C-Form oder eine abgeschrägte R-Form am Ende 21a in Z2-Richtung auf, wie in 3 vergrößert dargestellt.
Das bewegbare Element 9 wird vom Führungsabschnitt 21 geführt, um sich in die Richtungen Z1 und Z2 zu bewegen. Die Bewegung des bewegbaren Elements 9 in die Richtungen X und Y ist durch den Führungsabschnitt 21 eingeschränkt. Die Drehung des Gleitabschnitts 9c um seine Achse parallel zur Z-Richtung ist durch den Führungsabschnitt 21 eingeschränkt.
Das bewegbare Element 9 schließt eine Welle 9a, einen Federmontageabschnitt 9b, einen Gleitabschnitt 9c und einen ersten Federaufnahmeabschnitt 9d ein. Die Welle 9a ist im Wesentlichen zylindrisch und erstreckt sich in die Z-Richtung. Das bewegbare Kontaktstück 8 ist an der Welle 9a fixiert. Der Federmontageabschnitt 9b ist am Ende der Welle 9a in Z2-Richtung ausgeformt. Der Federmontageabschnitt 9b ist im Wesentlichen zylindrisch und erstreckt sich in die Z2-Richtung. Der Federmontageabschnitt 9b weist einen Außendurchmesser auf, der kleiner ist als der Außendurchmesser der Welle 9a. Am Federmontageabschnitt 9b ist eine Kontaktfeder 10 montiert.
Der Gleitabschnitt 9c ist ein Teil, das vom Führungsabschnitt 21 geführt wird und entlang des Gleitabschnitts 21 in Z-Richtung gleitet. Der Gleitabschnitt 9c ist in der Ausnehmung 22 angeordnet. Der Gleitabschnitt 9c befindet sich am Ende der Welle 9a in Z1-Richtung. Der Gleitabschnitt 9c ist nicht kreisförmig, wenn aus der Z2-Richtung betrachtet. Der Gleitabschnitt 9c weist eine Form auf, die passend zur Form des Führungsabschnitts 21 ausgebildet ist. Der Gleitabschnitt 9c ist am Ende 9f in Z1-Richtung abgeschrägt oder abgerundet, wie vergrößert in 3 dargestellt. Das Ende 9f ist näher an der Z1-Richtungsseite positioniert als das Ende 21a des Führungsabschnitts 21. Wenn sich insbesondere das bewegbare Element 9 in der offenen Position und der geschlossenen Position befindet, ist das Ende 9f näher an der Z1-Richtungsseite positioniert als das Ende 21a des Führungsabschnitts 21.
Der erste Federaufnahmeabschnitt 9d ist gegenständig zur Ausnehmung 22 in Z-Richtung angeordnet. Der erste Federaufnahmeabschnitt 9d ist in Z2-Richtung vom Ende der Welle 9a in Z1-Richtung vertieft. Der erste Federaufnahmeabschnitt 9d ist ausgelegt, um die Rückholfeder 11 teilweise aufzunehmen. In dieser Ausführungsform ist der erste Federaufnahmeabschnitt 9d in der Lage, ein Ende der Rückholfeder 11 in Z2-Richtung aufzunehmen.
Die Kontaktfeder 10 ist montiert, um den Kontaktdruck des Paars bewegbarer Kontakte 8a, 8b gegen den ersten festen Kontakt 6b und den zweiten festen Kontakt 7b zu erhöhen. Die Kontaktfeder 10 forciert das bewegbare Element 9 in die Z1-Richtung. Die Kontaktfeder 10 wird vom Federmontageabschnitt 9b getragen. Die Kontaktfeder 10 ist zwischen einem bewegbaren Eisenstück 4e und einer Welle 9a angeordnet, die weiter vorn beschrieben ist.
Die Rückholfeder 11 ist zwischen der Basis 2 und dem bewegbaren Element 9 angeordnet und forciert das bewegbare Element 9 in die Z2-Richtung. Die Rückholfeder 11 ist in der Ausnehmung 22 angeordnet. Mindestens ein Teil der Rückholfeder 11 ist in der Ausnehmung 22 untergebracht. Die Rückholfeder 11 ist von der Ausnehmung 22 und dem ersten Federaufnahmeabschnitt 9d umgeben. Die Rückholfeder 11 wird vom ersten Federaufnahmeabschnitt 9d positioniert.
Die Antriebsvorrichtung 4 ist beabstandet von der Kontaktvorrichtung 3 in Y-Richtung angeordnet. Die Antriebsvorrichtung 4 wird von der Basis 2 getragen. Die Antriebsvorrichtung 4 nutzt elektromagnetische Kraft, um das bewegbare Element 9 zu bewegen. Die Antriebsvorrichtung 4 schließt eine Spule 4a, eine Rolle 4b, einen festen Eisenkern 4c, ein Joch 4d und ein bewegbares Eisenstück 4e ein. Die Spule 4a ist rund um den Außenumfang der Rolle 4b gewunden. Die Rolle 4b erstreckt sich in die Z-Richtung. Der feste Eisenkern 4c erstreckt sich in die Z-Richtung und ist innerhalb der Rolle 4b angeordnet. Das Joch 4d ist so angeordnet, dass es die Spule 4a umgibt. Das Joch 4d ist mit dem festen Eisenkern 4c verbunden. Ein Ende des bewegbaren Eisenstücks 4e wird rotatorisch vom Joch 4d getragen, das andere Ende ist mit dem Federmontageabschnitt 9b des bewegbaren Elements 9 verbunden, um mit der Kontaktfeder 10 in Kontakt zu sein.
Im Folgenden wird der Betrieb des elektromagnetischen Relais 100 beschrieben. Während keine Spannung an der Spule 4a anliegt, drückt die elastische Kraft der Rückholfeder 11 das bewegbare Element 9 in die Z2-Richtung und das bewegbare Element 9 ist in der in 2 dargestellten offenen Position positioniert. Wenn eine Spannung an der Spule 4a anliegt, um die Antriebsvorrichtung 4 zu erregen, wird das bewegbare Eisenstück 4e vom festen Eisenkern 4c angezogen und dreht sich, und das bewegbare Element 9 wird über die Kontaktfeder 10 in die Z 1-Richtung gedrückt. Dann bewegt sich das bewegbare Element 9 zur in 4 dargestellten geschlossenen Position gegen die elastische Kraft der Rückholfeder 11. Wenn sich das bewegbare Element 9 zur geschlossenen Position bewegt, bewegt sich das bewegbare Kontaktstück 8 fest verbunden mit dem bewegbaren Element 9 und das Paar bewegbarer Kontakte 8a, 8b kommt mit dem ersten festen Kontakt 6b und dem zweiten festen Kontakt 7b in Kontakt. Es ist darauf hinzuweisen, dass das bewegbare Element 9 durch die elastische Kraft der Rückholfeder 11 in die Z2-Richtung zur offenen Position bewegt wird, wenn die Spannungszufuhr zur Spule 4a unterbrochen wird.
Beim gemäß der obigen Beschreibung ausgelegten elektromagnetischen Relais 100 ist das bewegbare Kontaktstück 8 am bewegbaren Element 9 fixiert. Mit anderen Worten wird kein Reibstaub aufgrund des Gleitens zwischen dem bewegbaren Kontaktstück 8 und dem bewegbaren Element 9 erzeugt, da das bewegbare Kontaktstück 8 und das bewegbare Element 9 nicht aufeinander gleiten. Daher besteht die Möglichkeit, die Haftung von Abriebstaub am ersten festen Kontakt 6b, am zweiten festen Kontakt 7b oder am Paar bewegbarer Kontakte 8a, 8b zu verringern. Da der Führungsabschnitt 21 näher an der Z1-Richtungsseite angeordnet ist als der erste feste Kontakt 6b und der zweite feste Kontakt 7b, ist der Führungsabschnitt 21 zudem an einer vom ersten festen Kontakt 6b, vom zweiten festen Kontakt 7b und vom Paar bewegbarer Kontakte 8a, 8b beabstandeten Position angeordnet. Folglich besteht die Möglichkeit, die Haftung des Abriebstaubs, der durch das Gleiten des bewegbaren Elements 9 entlang des Führungsabschnitts 21 erzeugt wird, am ersten festen Kontakt 6b, am zweiten festen Kontakt 7b oder am Paar bewegbarer Kontakte 8a, 8b zu verringern. Da die Rückholfeder 11 im Führungsabschnitt 21 angeordnet ist, besteht darüber hinaus die Möglichkeit, die Haftung des zwischen der Rückholfeder 11 und der Basis 2 erzeugten Abriebstaubs am ersten festen Kontakt 6b, am zweiten festen Kontakt 7b oder am Paar bewegbarer Kontakte 8a, 8b zu verringern.
In dieser Ausführungsform ist die Rückholfeder 11 von der Ausnehmung 22 und dem ersten Federaufnahmeabschnitt 9d umgeben. Wenn sich das bewegbare Element 9 in der offenen Position befindet, ist das Ende 9f des Gleitabschnitts 9c näher an der Z1-Richtungsseite positioniert als das Ende 21a des Führungsabschnitts 21. Dadurch ist die Rückholfeder 11 nicht im Raum freiliegend, in dem der erste feste Kontakt 6b, der zweite feste Kontakt 7b und das Paar bewegbarer Kontakte 8a, 8b angeordnet sind. Demnach besteht die Möglichkeit, die Haftung des Abriebstaubs, der durch das Gleiten des bewegbaren Elements 9 entlang des Führungsabschnitts 21 erzeugt wird, am ersten festen Kontakt 6b, am zweiten festen Kontakt 7b oder am Paar bewegbarer Kontakte 8a, 8b zusätzlich zu verringern.
Oben wurde eine Ausführungsform des elektromagnetischen Relais nach einem Aspekt dieser Erfindung beschrieben, jedoch ist diese Erfindung nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt und möglich sind verschiedene Varianten, ohne vom Erfindungskonzept abzuweichen. Beispielsweise können die Auslegungen der Basis 2, der Kontaktvorrichtung 3 und der Antriebsvorrichtung 4 geändert werden.
Die Auslegung des bewegbaren Elements 9 kann geändert werden. Beispielsweise kann das bewegbare Element 9 gemäß der Darstellung in 5 zudem einen zweiten Federaufnahmeabschnitt 9g einschließen. Der zweite Federaufnahmeabschnitt 9g ist am Ende der Welle 9a in Z2-Richtung ausgeformt. Der zweite Federaufnahmeabschnitt 9g ist eine in Z1-Richtung vertiefte Ausnehmung am Ende der Welle 9a, die in Z2-Richtung befindlich ist. Der zweite Federaufnahmeabschnitt 9g ist ausgelegt, um die Kontaktfeder 10 teilweise aufzunehmen. In dieser Ausführungsform ist der zweite Federaufnahmeabschnitt 9g ausgelegt, um das Ende der Kontaktfeder 10 in Z1-Richtung unterzubringen. Der zweite Federaufnahmeabschnitt 9g umgibt mindestens teilweise einen Teil der Kontaktfeder 10, wenn sich das bewegbare Element 9 in der offenen Position befindet. In diesem Fall besteht die Möglichkeit, die Haftung des Abriebstaubs, der zwischen der Kontaktfeder 10 und dem bewegbaren Element 9 erzeugt wird, am ersten festen Kontakt 6b, am zweiten festen Kontakt 7b oder am Paar bewegbarer Kontakte 8a, 8b zu verringern.
Darüber hinaus kann der erste Federaufnahmeabschnitt 9b gemäß der Darstellung in 6 weggelassen werden. In diesem Fall schließt entweder die Basis 2 oder das bewegbare Element 9 einen Positionierungsabschnitt 30 für das Positionieren der Rückholfeder 11 ein. Im in 6 dargestellten Beispiel ragt der Positionierungsabschnitt 30 vom Boden der Ausnehmung 22 in Z2-Richtung hervor. Es ist darauf hinzuweisen, dass der Positionierungsabschnitt 30 ausgeformt sein kann, um in Z1-Richtung von der Welle 9a des bewegbaren Elements 9 hervorzuragen, oder dass der Boden der Ausnehmung 22 in Z1-Richtung vertieft sein kann, um den Positionierungsabschnitt 30 zu formen. Wenn sich das bewegbare Element 9 in der offenen Position befindet, ist auch in diesem Fall das Ende 9f des Gleitabschnitts 9c näher an der Z 1-Richtungsseite positioniert als das Ende 21a des Führungsabschnitts 21.
Gemäß der Darstellung in 7 kann das elektromagnetische Relais 100 zudem ein erstes Federträgerelement 32 einschließen, das zwischen der Kontaktfeder 10 und dem bewegbaren Element 9 angeordnet ist. Im in 7 dargestellten Beispiel ist das erste Federträgerelement 32 am Ende der Welle 9a in Z2-Richtung angeordnet. Das erste Federträgerelement 32 ist aus einem Material wie beispielsweise rostfreiem Stahl geformt. Die Kontaktfeder 10 kann das bewegbare Element 9 über das erste Federträgerelement 32 in die Z1-Richtung drücken. In diesem Fall kann die Erzeugung von Abriebstaub gegenüber dem Fall, in dem die Kontaktfeder 10 in direkten Kontakt mit der Welle 9a gebracht wird, verringert werden. Ähnlich kann ein zweites Federträgerelement 34 zwischen der Rückholfeder 11 und dem bewegbaren Element 9 angeordnet sein, um das bewegbare Element 9 über das zweite Federträgerelement 34 in die Z2-Richtung zu forcieren. Das zweite Federträgerelement 34 kann beispielsweise im ersten Federaufnahmeabschnitt 9d angeordnet sein.
In dieser Ausführungsform ist das bewegbare Kontaktstück 8 am bewegbaren Element 9 durch Umspritzen fixiert, aber die Mittel zum Festieren des bewegbaren Kontaktstücks 8 am bewegbaren Element 9 sind nicht auf die Ausführungsform beschränkt. 8 zeigt ein Teilquerschnittsdiagramm des bewegbaren Elements 9 nach einer Ausführungsvariante, betrachtet aus der X-Richtung. 9 zeigt ein Teilquerschnittsdiagramm des bewegbaren Elements 9 nach der Ausführungsvariante, betrachtet aus der Y-Richtung. Gemäß den Darstellungen in 8 und 9 kann das bewegbare Element 9 aus zwei oder mehr Komponenten zusammengesetzt sein, einschließend eine erste Komponente 36a und eine zweite Komponente 36b.
Gemäß den Darstellungen in 8 und 9 ist das bewegbare Element 9 aus zwei oder mehr Komponenten zusammengesetzt: der ersten Komponente 36a und der zweiten Komponente 36b. Das bewegbare Kontaktstück 8 ist am bewegbaren Element 9 fixiert, während es zwischen der ersten Komponente 36a und der zweiten Komponente 36b in Z-Richtung eingelegt ist. Insbesondere kann das bewegbare Kontaktstück 8 am bewegbaren Element 9 durch Schnappbefestigung oder Crimpen zwischen der ersten Komponente 36a und der zweiten Komponente 36b in einem Zustand fixiert sein, in dem das bewegbare Kontaktstück 8 zwischen der ersten Komponente 36a und der zweiten Komponente 36b eingelegt ist. In diesem Fall kann ein elastisches Element 38 zwischen der ersten Komponente 36a und dem bewegbaren Kontaktstück 8 oder zwischen der zweiten Komponente 36b und dem bewegbaren Kontaktstück 8 angeordnet sein, um das bewegbare Kontaktstück 8 fest am bewegbaren Element 9 zu festieren. Das elastische Element 38 ist beispielsweise ein hochsteifes Federelement. Im in 8 und 9 dargestellten Beispiel ist das elastische Element 38 zwischen dem bewegbaren Kontaktstück 8 und der ersten Komponente 36a in Z-Richtung angeordnet.
Das bewegbare Element 9 kann aus zwei oder mehr Materialien geformt sein. Wenn das bewegbare Element 9 zum Beispiel aus zwei Komponenten zusammengesetzt ist, und zwar der ersten Komponente 36a und der zweiten Komponente 36b, können die erste Komponente 36a und die zweite Komponente 36b aus verschiedenen Materialien geformt sein. Beispielsweise kann entweder die erste Komponente 36a oder die zweite Komponente 36b aus einem Isolationsmaterial wie einem Kunststoff geformt sein, und die andere entweder erste Komponente 36a oder zweite Komponente 36b kann aus einem metallischen Werkstoff wie Aluminium oder rostfreiem Stahl geformt sein. In diesem Fall ist die erste Komponente 36a, die in Z2-Richtung angeordnet ist, vorzugsweise aus einem Isolationsmaterial geformt und die zweite Komponente 36b, die in Z1-Richtung angeordnet ist, aus einem metallischen Werkstoff. Folglich kann die Wärmeerzeugung der Kontaktvorrichtung 3 durch die zweite Komponente 36b reduziert werden, während die Isolierung zwischen der Kontaktvorrichtung 3 und der Antriebsvorrichtung 4 durch die erste Komponente 36a gewährleistet ist.
In der obigen Ausführungsform berührt das bewegbare Eisenstück 4e direkt die Kontaktfeder 10 und drückt die Kontaktfeder 10, aber möglich ist eine andere Auslegung, in der das bewegbare Eisenstück 4e indirekt die Kontaktfeder 10 drückt. Beispielsweise kann das bewegbare Eisenstück 4a gemäß der Darstellung in 10 indirekt die Kontaktfeder 10 über ein intervenierendes Element 40 drücken. Alternativ kann die Kontaktfeder 10 gemäß der Darstellung in 11 indirekt über eine andere separate Komponente 42 gedrückt werden, die mit dem bewegbaren Eisenstück 4a verbunden ist. In diesen Fällen erleichtert das intervenierende Element 40 oder die separate Komponente 42, ausgeformt aus einem Isolationsmaterial, beispielsweise, dass die Isolierung zwischen der Kontaktvorrichtung 3 und der Antriebsvorrichtung 4 gewährleistet wird. Es ist darauf hinzuweisen, dass das intervenierende Element 40 weggelassen werden kann, wenn die separate Komponente 42 genutzt wird.
Das elektromagnetische Relais 100 kann zudem einen Permanentmagnet einschließen, um ein Magnetfeld zu erzeugen, das eine Lorentzkraft veranlasst, auf die zwischen dem Paar bewegbarer Kontakte 8a, 8b und dem ersten festen Kontakt 6b und dem zweiten festen Kontakt 7b erzeugten Bögen zu wirken.
industrielle Anwendung>
Erfindungsgemäß besteht die Möglichkeit, die Haftung von Abriebstaub an den Kontakten zu verringern.
Bezugszeichenliste

2: Basis
6: erster fester Kontakt
7: zweiter fester Kontakt
8: bewegbares Kontaktstück
8a, 8b: Paar bewegbarer Kontakte
9: bewegbares Element
9c: Gleitabschnitt
9d: erster Federaufnahmeabschnitt
9g: zweiter Federaufnahmeabschnitt
10: Rückholfeder
11: Kontaktfeder
21: Führungsabschnitt
22: Ausnehmung
32: Federträgerelement
34: Federträgerelement
36a: erste Komponente
36b: zweite Komponente
100: elektromagnetisches Relais
Z1: Kontaktrichtung
Z2: Trennrichtung

Claims

Elektromagnetisches Relais, umfassend: eine Basis; einen ersten festen Anschluss, einschließend einen ersten festen Kontakt und getragen von der Basis; einen zweiten festen Anschluss, einschließend einen zweiten festen Kontakt und getragen von der Basis an einer Position, die vom ersten festen Anschluss getrennt ist; ein bewegbares Kontaktstück, einschließend ein Paar bewegbarer Kontakte, wobei das Paar bewegbarer Kontakte ausgelegt ist, um den ersten festen Kontakt und den zweiten festen Kontakt zu berühren; ein bewegbares Element, an dem das bewegbare Kontaktstück fixiert ist, wobei das bewegbare Element in eine Kontaktrichtung bewegbar ist, in der der erste feste Kontakt und der zweite feste Kontakt mit dem Paar bewegbarer Kontakte in Kontakt kommen, und in eine Trennrichtung, in der der erste feste Kontakt und der zweite feste Kontakt vom Paar bewegbarer Kontakte getrennt sind, und eine Rückholfeder, die zwischen der Basis und dem bewegbaren Element angeordnet ist und das bewegbare Element in die Trennrichtung forciert, wobei die Basis einen Führungsabschnitt einschließt, um die Bewegung des bewegbaren Elements zu führen, das bewegbare Element einen Gleitabschnitt einschließt, der im Hinblick auf den Führungsabschnitt verschiebbar ist, die Rückholfeder im Führungsabschnitt angeordnet ist, und der Führungsabschnitt näher an der Kontaktrichtungsseite angeordnet ist als der erste feste Kontakt und der zweite feste Kontakt.
Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1, wobei ein Ende auf der Kontaktrichtungsseite des Gleitabschnitts näher an der Kontaktrichtungsseite positioniert ist als ein Ende auf der Trennrichtungsseite des Führungsabschnitts.
Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Basis eine Ausnehmung einschließt, die so ausgeformt ist, dass sie in Trennrichtung vertieft ist; der Gleitabschnitt und die Rückholfeder in der Ausnehmung angeordnet sind, und der Führungsabschnitt aus einem Teil der Ausnehmung gebildet ist.
Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 3, wobei das bewegbare Element einen ersten Federaufnahmeabschnitt einschließt, der gegenständig zur Ausnehmung angeordnet ist, und der erste Federaufnahmeabschnitt ausgelegt ist, um die Rückholfeder teilweise aufzunehmen, und die Rückholfeder von der Ausnehmung und dem ersten Federaufnahmeabschnitt umgeben ist.
Elektromagnetisches Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei entweder die Basis oder das bewegbare Element einen Positionierungsabschnitt einschließt, der ausgelegt ist, um die Rückholfeder zu positionieren.
Elektromagnetisches Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei mindestens entweder das Ende auf der Kontaktrichtungsseite des Gleitabschnitts und/oder das Ende auf der Trennrichtungsseite des Führungsabschnitts eine abgeschrägte C-Form oder eine abgeschrägte R-Form aufweisen.
Elektromagnetisches Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 6, zudem umfassend: eine Kontaktfeder, um das bewegbare Element in die Kontaktrichtung zu forcieren, wobei das bewegbare Element einen zweiten Federaufnahmeabschnitt einschließt, der ausgelegt ist, um die Kontaktfeder teilweise aufzunehmen.
Elektromagnetisches Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 6, zudem umfassend: eine Kontaktfeder, um das bewegbare Element in die Kontaktrichtung zu forcieren, und ein erstes Federträgerelement, das zwischen der Kontaktfeder und dem bewegbaren Element angeordnet ist, wobei die Kontaktfeder das bewegbare Element über das erste Federträgerelement in die Kontaktrichtung forciert.
Elektromagnetisches Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 8, zudem umfassend: ein zweites Federträgerelement, das zwischen der Rückholfeder und dem bewegbaren Element angeordnet ist, wobei die Rückholfeder das bewegbare Element über das zweite Federträgerelement in die Kontaktrichtung forciert.
Elektromagnetisches Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das bewegbare Kontaktstück am bewegbaren Element durch Umspritzen fixiert ist.
Elektromagnetisches Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das bewegbare Element aus mindestens zwei Komponenten zusammengesetzt ist, einschließend eine erste Komponente und eine zweite Komponente, und das bewegbare Kontaktstück am bewegbaren Element in einem Zustand fixiert ist, in dem das bewegbare Kontaktstück zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente eingelegt ist.
Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 11, wobei das bewegbare Kontaktstück am bewegbaren Element über ein elastisches Element fixiert ist, das zwischen der ersten Komponente und dem bewegbaren Kontaktstück oder zwischen der zweiten Komponente und dem bewegbaren Kontaktstück angeordnet ist.
Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 11 oder 12, wobei die erste Komponente und die zweite Komponente aus unterschiedlichen Materialien geformt sind.
Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 13, wobei die erste Komponente aus einem Isolationsmaterial geformt ist und die zweite Komponente aus einem metallischen Werkstoff geformt ist und näher an der Kontaktrichtungsseite als die erste Komponente angeordnet ist.