TWI682416B - 具散熱功能之繼電器結構 - Google Patents

Abstract

本發明提出一種具散熱功能之繼電器結構，包含金屬固定接片、金屬可動組件及電磁結構。金屬固定接片分別連接設於高分子導熱體，金屬固定接片間具有電痕抑制板，且電痕抑制板連接設於高分子導熱體，以阻絕高分子導熱體與金屬固定接片間發生電痕。金屬可動組件係對應設於金屬固定接片之一側，且金屬可動組件具有可動接點。電磁結構係對應設於金屬可動組件之一側。藉此，電磁結構通電形成之電磁效應，驅動金屬可動組件，使金屬固定接片與可動接點形成閉或開狀態，而形成電性導通或不導通狀態。藉此，金屬固定接片之大量熱能能由高分子導熱體排除。

Description

具散熱功能之繼電器結構

本發明屬於繼電器之領域，特別為電磁式繼電器並具有散熱功能之繼電器結構。

自動控制系統中的主要元件為繼電器，藉由操控小電路控制繼電器的開或閉之狀態，控制另一個大電路系統。電磁式繼電器為常見的繼電器種類之一，透過電磁裝置所產生的電磁效應，驅動可動接頭接觸固定接頭，使接頭裝置所電連接之另一個大電路系統導通，以此操控電路系統；反之亦然。其中，應用於汽車之繼電器的固定接頭係以螺接之方式電性連接至大電路系統，以自動控制汽車之電路系統。

然而，現行繼電器與電路系統之連接方式操作不易，而增加操作人員的負擔。又因車用繼電器的使用時間較長，易產生大量熱能。但現行繼電器之散熱效果差，易毀損繼電器及其電性連接之電路系統，造成使用效能降低。

有鑑於此，本發明團隊感其現今作法未臻完善而竭其心智苦心思索，並憑其從事該項研究多年之經驗累積，終而提出一種具散熱功能之繼電器結構，以期改善上述習知技術之缺失。

鑑於上述之問題，本發明之目的旨在提供一種繼電器，特別為具散熱功能之繼電器結構。

為達上述目的，本發明提出一種具散熱功能之繼電器結構，包含複數金屬固定接片、至少一金屬可動組件及至少一電磁結構。該等金屬固定接片分別連接設於一高分子導熱體，任二該等金屬固定接片之間具至少一電痕抑制板，且該電痕抑制板連接設於該高分子導熱體，以阻絕該高分子導熱體與任二該金屬固定接片之間發生電痕。該金屬可動組件對應設於該等金屬固定接片之一側，且該金屬可動組件具有複數可動接點。該電磁結構對應設於該金屬可動組件之一側。藉此，該電磁結構通電形成之電磁效應，驅動該金屬可動組件，使該等金屬固定接片與該等可動接點形成閉或開狀態，而形成電性導通或不導通狀態。如此一來，當電性導通時或不導通狀態瞬間，該等金屬固定接片之大量熱能可藉由該高分子導熱體排除，是以應用於汽車時具有良好的使用效能。

每一該金屬固定接片黏接固設於該高分子導熱體，且每一該金屬固定接片具一前段熱對流部、一中段熱傳導部及一末段熱輻射部。其中，該前段熱對流部與該高分子導熱體連接設置，且該前段熱對流部相對該金屬可動組件形成一電弧高溫形成區及一對流散熱區，該電弧高溫形成區相對於該對流散熱區，且該對流散熱區顯露於外且與該高分子導熱體之外表面夾設形成一熱對流空間。而該前段熱對流部延伸而彎折形成該中段熱傳導部，且該中段熱傳導部延伸形成該末段熱輻射部，該末端熱輻射部相對連接該中段熱傳導部之一端係突出於該高分子導熱體。藉此，該電弧高溫形成區之熱能分別係由與其相對設置之該對流散熱區與該熱對流空間，使熱能以對流方式排除，及由該中段熱傳導部以熱傳導方式傳導至該高分子導熱體排除，以及由該末段熱輻射部輻射至空氣中排除。藉此增加熱能排出的效率。特別當應用於汽車時，突出的該末 端熱輻射部能供汽車的大電路系統電性連接，藉以避免傳統以螺接方式設置之不便，使本發明之安裝作業更便利。

或於另一實施例中，每一該末段熱輻射部相對連接每一該中段熱傳導部之端更延伸而彎折形成一延伸部，進而使每一該金屬固定接片整體呈U字型。因此，藉由該等延伸部使該等末段熱輻射部與空氣間具有更大接觸面積，更能增進每一該末段熱輻射部排除熱之效能。且當本發明應用於汽車時，同上述之說明能藉由每一該延伸部供以電性連接汽車之大電路系統，而更加利於使用者進行安裝作業。

較佳者，每一該中段熱傳導部延伸而彎折形成每一該末段熱輻射部，且每一該中段熱傳導部相對每一該前段熱對流部及相對每一該末段熱輻射部分別係呈非直角設置。藉此，該等中段熱傳導部之熱阻降低，以更快速地將熱能排除，以提升熱能之排除功效。

該具散熱功能之繼電器結構更包含複數磁力件。該等磁力件設置於該金屬可動組件及該等電弧高溫形成區之相對二側，或環繞於該金屬可動組件及該等電弧高溫形成區設置，且相鄰之任二該等磁力件為同極相對。藉此減少外在環境的電磁場干擾並消除電弧。

更進一步，該高分子導熱體之底側延伸形成一供以封閉之槽體，以供該高分子導熱體與該等金屬固定接片及該等可動接點形成一封閉空間，以阻絕該等金屬固定接片及該等可動接點接觸電性導通產生之電弧，進而提升本發明之使用效能及其使用壽命。

此外，該電痕抑制板為複數設置，且任二該等電痕抑制板間夾設形成一氣隙，以供阻絕任二該金屬固定接片之間發生電痕，進而提升本發明之使用效能。

綜上所述，本發明所提出之具散熱功能之繼電器結構，其係透過該高分子導熱體連接該等金屬固定接片，以排除該等金屬固定接片於電性導通時所產生的熱能，而助於本發明之使用效能。並藉由該末段熱輻射部，不但助於熱能之排除，亦使本發明之安裝作業更方便。

1‧‧‧具散熱功能之繼電器結構

10‧‧‧金屬固定接片

101‧‧‧前段熱對流部

1011‧‧‧電弧高溫形成區

1012‧‧‧熱對流散熱區

102‧‧‧中段熱傳導部

103‧‧‧末段熱輻射部

1031‧‧‧延伸部

104‧‧‧固定接點

11‧‧‧金屬可動組件

111‧‧‧可動接點

112‧‧‧可動主體

12‧‧‧電磁結構

121‧‧‧電磁線圈

13‧‧‧高分子導熱體

131‧‧‧電痕抑制版

1311‧‧‧氣隙

132‧‧‧熱對流空間

133‧‧‧凹槽結構

134‧‧‧槽體

135‧‧‧封閉空間

136‧‧‧連接件

14‧‧‧磁力件

15‧‧‧外殼體

圖1，為本發明較佳實施例之立體結構圖。

圖2，為本發明較佳實施例之結構分解圖。

圖3，為本發明較佳實施例之部分剖面狀態圖。

圖4，為本發明較佳實施例之剖面示意圖。

圖5，為本發明另一實施例之部分剖面狀態圖。

圖6，為本發明再一實施例之剖面示意圖。

為使 貴審查委員能清楚了解本發明內容，僅以下列文字搭配圖示說明。

請參閱圖1至圖4，係為本發明較佳實施例之立體結構圖、結構分解圖、部分剖面狀態圖及剖面示意圖。如圖所示，本發明之具散熱功能之繼電器結構1包含複數金屬固定接片10、至少一金屬可動組件11及至少一電磁結構12。其中，該等金屬固定接片10分別連接設於一高分子導熱體13，而該金屬可動 組件11對應設於該等金屬固定接片10之一側，且該金屬可動組件11具複數可動接點111。並且，該金屬可動組件11更具有一可動主體112，而該可動主體112設有該等可動接點111。該電磁結構12則具有一電磁線圈121，並對應設於該金屬可動組件11之一側。並於本實施例中，該金屬可動組件11及電磁結構12係以連接件136連接於該高分子導熱體13，而其亦能以其他方式與該高分子導熱體13連接。較佳者，該等金屬固定接片10供以電性連接大電路系統，而該電磁結構12則電性連接小電路系統。並藉由操控小電路系統，該電磁結構12通電形成之電磁效應驅動該金屬可動組件11，使該等金屬固定接片10與該等可動接點111形成閉或開狀態，而形成電性導通或不導通狀態，以進一步操控大電路系統。

更進一步，每一該金屬固定接片10黏接固設於該高分子導熱體13，並於本實施例中，每一該金屬固定接片10係以埋入射出成型之方式連接於該高分子導熱體13，使每一該金屬固定接片10與該高分子導熱體13為緊密結合之狀態，而能促進傳導其中的熱能。如圖所示，每一該金屬固定接片10具一前段熱對流部101、一中段熱傳導部102及一末段熱輻射部103。其中，該前段熱對流部101與該高分子導熱體13連接設置，且該前段熱對流部101係相對該金屬可動組件11形成一電弧高溫形成區1011及一對流散熱區1012，該電弧高溫形成區1011係相對於該對流散熱區1012。該對流散熱區1012係顯露於外並與該高分子導熱體13之外表面夾設形成一熱對流空間132，且該熱對流空間132係流通於空氣。另外，該前段熱對流部101延伸而彎折形成該中段熱傳導部102，且該中段熱傳導部102延伸形成該末段熱輻射部103，而該末端熱輻射部103相對連接該中段熱傳導部102之一端係突出於該高分子導熱體13。較佳者，使用者能將大電路系統的連接件電性連接於該末端熱輻射部103，特別係應用於汽車之繼電器，突出的該末端 熱輻射部103能供汽車的大電路系統電性連接，藉以避免傳統以螺接方式設置之不便。是以，本發明提供簡單且便利的安置方式，而助於其安裝作業。

並當該等金屬固定接片10與該等可動接點111形成閉合狀態時，如圖3所示，大量電流流經該等金屬固定接片10及該等可動接點111而形成電性導通狀態，因此在其相互接觸處產生大量的熱能，也就是在該電弧高溫形成區1011有大量之熱能。如圖所示，熱能於金屬中之傳導方向以箭頭表示，熱能於空氣中之傳導方向則表示為波狀之輻射圖示或封閉區域熱對流迴圈之對流圖示。藉此，每一該電弧高溫形成區1011之熱能係分別由每一該前段熱對流部101、每一該中段熱傳導部102及每一該末段熱輻射部103排除。其一，部分之該高分子導熱體13挖掘形成凹槽結構133，而與該對流散熱區1012形成該熱對流空間132，使與該電弧高溫形成區1011相對設置之該對流散熱區1012及該熱對流空間132流通於空氣，進而使熱能以對流方式排除，如圖中所示，凹槽結構133所形成封閉區域，其封閉區域內進而產生之熱對流迴圈。其二，該中段熱傳導部102與該高分子導熱體13緊密連接，而助於熱能透過熱傳導之方式，由該電弧高溫形成區1011傳導至該中段熱傳導部102，進而快速地傳導至該高分子導熱體13於予排除，再藉由至少一電痕抑制版131所形成之導熱鰭片加以熱輻射散熱，最後利用該電痕抑制版131及另一該電痕抑制版131之間所形成之氣隙1311加以熱對流，達成高效散熱狀態，其中該電痕抑制版131更可延伸為複數個該等電痕抑制版131及產生複數個氣隙1311，而不以此為限(另詳閱圖1及圖3)，藉以增強導熱散熱之效果。

其三，部分該末端熱輻射部103係突出於該高分子導熱體13，而能直接接觸空氣，而利於熱能由熱輻射之方式排除，如圖中以多條弧線形成之波狀輻射圖示。又如圖4中，當該等金屬固定接片10與該等可動接點111形成開狀態 時，該等電弧高溫形成區1011之餘熱亦能透過上述之方式排出。藉此增加排除熱能的效率，以減少多餘熱能產生的損害，如阻抗過大而電路燒毀或爆炸等等。較佳者，該高分子導熱體13之材質係為導熱塑膠，而更助於熱能之排除。

請再參閱圖1及圖2，任二該等金屬固定接片10間具至少一電痕抑制板131，且該電痕抑制板131連接設於該高分子導熱體13。並於本實施例中，該電痕抑制板131為平板結構並為複數設置，且任二該等電痕抑制板131之間夾設形成一氣隙1311。如此一來，任二該等電痕抑制板131間及其與任二該等金屬固定接片10之間，分別具有間隔距離。藉此，透過該等電痕抑制板131能減少該等金屬固定接片10受到彼此電磁感應作動時的影響，亦能阻擋部分灰塵或毛髮掉落至該等金屬固定接片10，而可減少電痕現象(又稱積汙導電現象，Tracking)。較佳者，藉由每一該電痕抑制板131能避免該高分子導熱體13與任二該等金屬固定接片10間發生電痕。更進一步，透過該等電痕抑制板131，更能有效阻絕該等金屬固定接片10之間發生電痕，進而提升本發明之使用效能。

更進一步，該高分子導熱體13之底側延伸形成一供以封閉之槽體134，以供該高分子導熱體13與該等金屬固定接片10及該等可動接點111形成一封閉空間135。其中，該槽體134係自該高分子導熱體13之底側延伸之結構，而使該等可動接點111及該等金屬固定接片10之固定接點104皆位於該封閉空間135內，以阻絕前述之接點裝置接觸而電性導通時產生之電弧。同時，該高分子導熱體13之頂側面則有凹槽結構133，其係與該等前段熱對流部101形成該熱對流空間132，以供排除作動時產生之熱能。藉此，係能提升本發明之使用效能及其使用壽命。

此外，該具散熱功能之繼電器結構1更包含複數磁力件14，該等磁力件14設置於該金屬可動組件11及該等電弧高溫形成區1011之相對二側，或環繞於該金屬可動組件11及該等電弧高溫形成區1011設置。而於本實施例中，本發明設有四個該等磁力件14，且係以二個為一組，分別設於該金屬可動組件11及該等電弧高溫形成區1011之相對二側，並再以外接檔片結構固定之。其中，該等磁力件14為永久磁鐵，且相鄰之任二該等磁力件14為同極相對，而於該金屬可動組件11及該等電弧高溫形成區1011之間形成單一方向的磁場。是以，當前述之接點裝置形成開或閉狀態時，能藉由前述之磁場減少外在環境的電磁場干擾，且較佳者，前述之磁場亦能驅使電弧彎折而遠離前述之接點裝置之間，以避免發生電弧爆炸。

或於另一實施例中，如圖5所示，每一該末段熱輻射部103相對連接每一該中段熱傳導部102之端更延伸而彎折形成一延伸部1031，且每一該延伸部1031亦相對突出於該高分子導熱體13，使每一該金屬固定接片10整體呈U字型。並當該等金屬固定接片10與該等可動接點111形成閉合狀態時，其中的熱能流通狀態如圖所示，且熱能的排放方式如前述對圖3之說明。較佳者，不論具散熱功能之繼電器結構1如何擺放使用，藉由凹槽結構133與該對流散熱區1012形成該熱對流空間132，能使熱能以對流及熱輻射之方式排除，而不會被該延伸部1031侷限其散熱空間。

接續，請參閱圖6，為再一實施例之剖面示意圖，該具散熱功能之繼電器結構1更供以連接設於一外殼體15中，以方便運送或安置。並且，每一該中段熱傳導部102延伸而彎折形成每一該末段熱輻射部103，且每一該末段熱輻射部103相對連接每一該中段熱傳導部102之端係更延伸而彎折具有該延伸部 1031，使每一該金屬固定接片10整體呈U字型。較佳者，每一該中段熱傳導部102具有二個彎折結構，分別為每一該中段熱傳導部102相對每一該前段熱對流部101及相對每一該末段熱輻射部103，其皆呈非直角設置。如此一來，該等中段熱傳導部102之長度較短，而能減少其熱阻，以更快速地將熱能排除。同時，藉由該等延伸部1031使該等末段熱輻射部103與空氣間具有更大接觸面積，亦提升該末段熱輻射部103排除熱之效能。且較佳者，當本發明應用於汽車時，同理如前述已論及，能更加利於使用者進行安裝作業。

綜上所述，本發明所提出之具散熱功能之繼電器結構1，具良好散熱性，且為方便安裝之繼電器結構。其中，透過該等金屬固定接片10連接設於該高分子導熱體13，能快速排除該等金屬固定接片10於電性導通時所產生的熱能。並藉由該等前段熱對流部101、該等中段熱傳導部102及該末段熱輻射部103，分別以相異方式將該電弧高溫形成區1011之熱能排除，進而增加本發明之使用效能與壽命。此外，該末段熱輻射部103更供以電性連接大電路系統，以利於本發明之安裝作業。

惟，以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明實施之範圍；故在不脫離本發明之精神與範圍下所做之均等變化與修飾，皆應涵蓋於本發明之專利範圍內。

1‧‧‧具散熱功能之繼電器結構

10‧‧‧金屬固定接片

1012‧‧‧熱對流散熱區

103‧‧‧末段熱輻射部

12‧‧‧電磁結構

13‧‧‧高分子導熱體

131‧‧‧電痕抑制版

1311‧‧‧氣隙

132‧‧‧熱對流空間

133‧‧‧凹槽結構

134‧‧‧槽體

Claims (8)

1. 一種具散熱功能之繼電器結構，包含：複數金屬固定接片，其係分別連接設於一高分子導熱體，任二該等金屬固定接片之間係具有至少一電痕抑制板，且該電痕抑制板係連接設於該高分子導熱體，以阻絕該高分子導熱體與任二該金屬固定接片之間發生電痕；至少一金屬可動組件，其係對應設於該等金屬固定接片之一側，且該金屬可動組件係具有複數可動接點；及至少一電磁結構，其係對應設於該金屬可動組件之一側；藉此，該電磁結構通電形成之電磁效應，係驅動該金屬可動組件而使該等金屬固定接片與該等可動接點形成閉或開狀態，而形成電性導通或不導通狀態，其中，每一該金屬固定接片係具一中段熱傳導部及一末段熱輻射部，該中段熱傳導部係延伸形成該末段熱輻射部，該末端熱輻射部相對連接該中段熱傳導部之一端係突出於該高分子導熱體，使熱能由該中段熱傳導部以熱傳導方式傳導至該高分子導熱體排除，以及由該末段熱輻射部輻射至空氣中排除。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具散熱功能之繼電器結構，其中，每一該金屬固定接片係黏接固設於該高分子導熱體，且每一該金屬固定接片更係具一前段熱對流部；該前段熱對流部係與該高分子導熱體連接設置，且該前段熱對流部係相對該金屬可動組件形成一電弧高溫形成區及一對流散熱區，該電弧高溫形成區係相對於該對流散熱區，且該對流散熱區係顯露於外且與該高分子導熱體之外表面夾設形成一熱對流空間；而該前段熱對流部係延伸而彎折形成該中段熱傳導部；藉此，該電弧高溫形成區之熱能係分別由與其相對設置之該對流散熱區與該熱對流空間，使熱能以對流方式排除。
3. 如申請專利範圍第2項所述之具散熱功能之繼電器結構，其中，每一該末段熱輻射部相對連接每一該中段熱傳導部之端係更延伸而彎折形成一延伸部，進而使每一該金屬固定接片整體係呈U字型。
4. 如申請專利範圍第3項所述之具散熱功能之繼電器結構，其中，每一該中段熱傳導部係延伸而彎折形成每一該末段熱輻射部，且每一該中段熱傳導部相對每一該前段熱對流部及相對每一該末段熱輻射部係分別呈非直角設置。
5. 如申請專利範圍第2項所述之具散熱功能之繼電器結構，更包含複數磁力件，該等磁力件係設置於該金屬可動組件及該等電弧高溫形成區之相對二側，或係環繞於該金屬可動組件及該等電弧高溫形成區設置。
6. 如申請專利範圍第5項所述之具散熱功能之繼電器結構，其中，相鄰之任二該等磁力件係為同極相對。
7. 如申請專利範圍第1項所述之具散熱功能之繼電器結構，其中，該高分子導熱體之底側係延伸形成一供以封閉之槽體，以供該高分子導熱體與該等金屬固定接片及該等可動接點形成一封閉空間，以阻絕該等金屬固定接片及該等可動接點接觸電性導通產生之電弧。
8. 一種具散熱功能之繼電器結構，包含：複數金屬固定接片，其係分別連接設於一高分子導熱體，任二該等金屬固定接片之間係具有至少一電痕抑制板，且該電痕抑制板係連接設於該高分子導熱體，以阻絕該高分子導熱體與任二該金屬固定接片之間發生電痕；至少一金屬可動組件，其係對應設於該等金屬固定接片之一側，且該金屬可動組件係具有複數可動接點；及 至少一電磁結構，其係對應設於該金屬可動組件之一側；藉此，該電磁結構通電形成之電磁效應，係驅動該金屬可動組件而使該等金屬固定接片與該等可動接點形成閉或開狀態，而形成電性導通或不導通狀態，其中，該電痕抑制板係為複數設置，且任二該等電痕抑制板間係夾設形成一氣隙，以供阻絕任二該金屬固定接片之間發生電痕。

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