电磁继电器 |
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申请号 | CN201010559523.1 | 申请日 | 2010-11-23 | 公开(公告)号 | CN102074418B | 公开(公告)日 | 2013-10-23 |
申请人 | 松下电器产业株式会社; | 发明人 | 喜多宏幸; 桔克己; 奥村行子; | ||||
摘要 | 电磁继电器(10)包括沿着主轭(14)的竖立部分(27)延伸并且通过 磁性 连接部分(41)磁性地连接至竖立部分(27)的副轭(17)、布置于主轭(14)的竖立部分(27)和副轭(17)之间的 永磁体 (18)以及设在竖立部分(27)中的磁饱和部分(21)。电磁继电器(10)设计为允许永磁体(18)的磁通量在第二被吸引部分(32)与 铁 芯(12)的一个端部间隔开且导电线圈(24)保持为未被激励时流过竖立部分(27)、操作件(15)、磁性连接部分(41)和副轭(17),并且在第二被吸引部分(32)被吸引至铁芯的这个端部且导电线圈(24)保持为未被激励时流过竖立部分(27)、操作件(15)、铁芯(12)、基部端部(26)、磁性连接部分(41)和副轭(17)。 | ||||||
权利要求 | 1.一种电磁继电器,其包括: |
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说明书全文 | 电磁继电器技术领域[0001] 本发明涉及一种电磁继电器,其包括铁芯、布置于铁芯周围的线轴、缠绕在线轴上的导电线圈、操作件以及触点结构。在电流供应通过导电线圈时,操作件被吸引至铁芯的端部。随同操作件的这个运动一起,触点机构的触点以电流流动的状态彼此连接。 背景技术[0002] 常规继电器包括板形基部、设在基部上的铁芯、布置于铁芯周围的线轴、缠绕在线轴上的导电线圈、连接至铁芯一个端部的轭以及可摆动地支撑于轭上的操作件。在操作件摆动时,触点机构的触点能彼此接触或远离。 [0003] 具有这种电磁继电器,在电流流过缠绕在线轴上的导电线圈时,操作件被吸引至铁芯的端部。随同操作件的这个运动一起,触点机构的触点以电流流动的状态彼此连接(参见例如日本专利申请公开No.2009-009710(JP2009-009710A))。 [0004] 在JP2009-009710A中公开的电磁继电器中,需要持续地激励导电线圈以保持触点机构的触点彼此连接。 [0005] 由于这种结构特点,JP2009-009710A中公开的电磁继电器存在着降低能耗的困难。因而,一直存在着改进这种电磁继电器的需要。 发明内容[0006] 考虑到以上情况,本发明提供了一种能降低能耗的电磁继电器。 [0007] 根据本发明的一个方面,提供了一种电磁继电器,其包括:铁芯;布置于铁芯周围并缠绕有导电线圈的线轴;主轭,其包括连接至铁芯的一个端部并且在线轴的径向上延伸的基部端部以及连接至基部端部并与铁芯平行地布置的竖立部分;操作件,其包括沿着竖立部分延伸的第一被吸引部分以及可朝向或远离铁芯的另一端部移动的第二被吸引部分,第一被吸引部分和第二被吸引部分以大致L形形状彼此连接,操作件布置为绕着竖立部分的末端摆动;由操作件的操作驱动的触点机构;副轭,其沿着主轭的竖立部分延伸并且通过磁性连接部分磁性地连接至竖立部分;布置于主轭的竖立部分和副轭之间的永磁体;以及磁饱和部分,其设在竖立部分或副轭的布置于操作件的第一被吸引部分附近的与永磁体相应的一部分和磁性连接部分之间,其中电磁继电器设计为允许永磁体的磁通量在第二被吸引部分与铁芯的另一端部间隔开且导电线圈保持为未被激励时流过竖立部分、操作件、磁性连接部分和副轭,并且在第二被吸引部分被吸引至铁芯的另一端部且导电线圈保持为未被激励时流过竖立部分、操作件、铁芯、基部端部、磁性连接部分和副轭。 [0008] 就这一点,副轭可布置于竖立部分靠近或远离导电线圈的一侧处。副轭可以磁性地连接至竖立部分。例如,能采用其中副轭布置为与竖立部分紧密接触而在其间留下最小间隙的结构。一单独的元件可插入在副轭和竖立部分之间,只要期望的磁通量能流过其中。于是,副轭可与竖立部分一体地或分开地形成。 [0009] 磁饱和部分的例子包括形成来减小竖立部分或副轭以及设在竖立部分或副轭中的非磁性元件或绝缘元件的特定区段的横截面积的通孔、凹陷部分或狭缝。 [0010] 具有这种构造,即使导电线圈未被激励,布置于竖立部分和副轭之间的永磁体也能保持第二被吸引部分与铁芯的另一端部间隔开或被吸引至铁芯的另一端部。 [0011] 换言之,仅在从操作件的操作起始时刻至其操作结束时刻的时期中消耗电能。因此,与常规电磁继电器相比能减少能耗。 [0012] 另外,由于本发明的电磁继电器与常规电磁继电器相比能降低所需电能,就能采用小尺寸的线圈并减小电磁继电器的总体尺寸。 [0013] 副轭可布置于竖立部分的与导电线圈相同的一侧处并且磁饱和部分可设在竖立部分中。 [0014] 具有这种构造,与其中副轭布置于竖立部分的与导电线圈相反的一侧处的情况相比,能扩大第一被吸引部分。这使得能简化操作件的结构。 [0015] 主轭和副轭可形成为单个零件。 [0016] 具有这种构造,无需单独地制造副轭。这有助于防止制造工艺变复杂同时减小零件数目。 [0017] 磁饱和部分可通过减小竖立部分的特定区段的横截面积来形成。 [0018] 在本发明中,磁饱和部分包括例如通孔、凹陷部分或狭缝。因此,与其中非磁性元件或绝缘元件提供为磁饱和部分的情形相比,能以简单可靠的方式获得磁饱和部分。 [0019] 磁饱和部分可包括形成于竖立部分中的通孔。 [0021] 竖立部分和副轭的相反表面中的至少一个可包括用于保持永磁体就位的台阶部分。 [0022] 就这一点,台阶部分的例子包括永磁体的端面能与之接合的凹陷部分或升高部分。无需台阶部分与永磁体的所有端面相接合。台阶部分可布置于任何任意位置,只要其能将永磁体保持就位。 [0023] 具有这种构造,永磁体由台阶部分保持就位。这减小了永磁体由于振动或其它原因移动离开其位置的可能性,这使得能长时间地维持永磁体的初始性能。 [0024] 台阶部分可包括形成于竖立部分和副轭之一中的凹陷部分、或者形成于竖立部分和副轭之一中的升高部分。 [0025] 本发明的电磁继电器提供的有利作用在于,在被吸引部分被吸引至铁芯的另一端部时的能耗能通过将永磁体布置于竖立部分和副轭之间来降低。 [0027] 图1是示出根据本发明第一实施例的电磁继电器的透视图,其中从继电器移除了盖板。 [0028] 图2是图1所示电磁继电器的放大透视图。 [0029] 图3是图2所示电磁继电器的侧视图。 [0030] 图4是图1所示电磁继电器的透视图,其中从继电器移除了基部。 [0031] 图5是示出根据本发明第一实施例的主轭和副轭的透视图。 [0032] 图6是示出图5所示主轭和副轭的透视图,其中从轭移除了竖立部分。 [0033] 图7是示出一种用于生产图5所示主轭和副轭的示例性方法的透视图。 [0034] 图8A至8C是示出其中设在根据第一实施例的电磁继电器中的触点从电流中断状态转换到电流流动状态的示例的侧视图。 [0035] 图9A至9C是示出其中设在根据第一实施例的电磁继电器中的触点从电流流动状态转换到电流中断状态的示例的侧视图。 [0036] 图10是示出根据本发明第二实施例的主轭和副轭的透视图。 [0037] 图11是示出根据本发明第三实施例的竖立部分的透视图。 [0038] 图12是示出根据本发明第四实施例的竖立部分的透视图。 [0039] 图13是示出根据本发明第五实施例的竖立部分的透视图。 [0040] 图14是示出根据本发明第六实施例的副轭的透视图。 [0041] 图15A和15B是示出根据本发明第七实施例的副轭的透视图和横截视图。 [0042] 图16是示出根据本发明第八实施例的主轭和副轭的侧视图。 具体实施方式[0043] 现在将参照附图描述根据本发明实施例的电磁继电器10。 [0044] (第一实施例) [0045] 如图1至3所示,根据本发明第一实施例的电磁继电器10包括基部11、从基部11竖立的铁芯12、设在铁芯12周围的线轴13、与线轴13以间隔开的关系设置的主轭14、由主轭14支撑的操作件15、由操作件15支撑的触点机构16、与主轭14以相对的关系布置的副轭17、设置于副轭17和主轭14之间的永磁体18、设在主轭14中的磁饱和部分21、以及布置于基部11上用于容纳铁芯12、线轴13、主轭14、操作件15、触点机构16、副轭17、永磁体18和磁饱和部分21的盖板22。 [0046] 如图3至5所示,铁芯12在一端固定至基部11并且从基部11呈直线延伸。也就是说,铁芯12从基部11竖直地升高。 [0047] 线轴13由绝缘材料制成并且相对于铁芯12同轴地设置以使得其能覆盖铁芯12。导电线圈24缠绕在线轴13上。 [0048] 主轭14包括连接至铁芯12的一个端部12a并且在线轴13的径向上延伸的基部端部26以及连接至基部端部26并与铁芯12平行地布置的竖立部分27。具有基部端部26和竖立部分27的主轭14在侧视图中看具有大致L形形状。 [0049] 操作件15包括沿着竖立部分27延伸的第一被吸引部分31和朝向或远离铁芯12的另一端部12b移动的第二被吸引部分32。第一被吸引部分31和第二被吸引部分32彼此连接以形成大致L形形状。操作件15是绕着竖立部分27的末端27a摆动的元件。 [0050] 触点机构16包括卡片部34、通过卡片部34连接至操作件15的可移动端子35以及与可移动端子35相对的固定端子36。响应于操作件15的操作,触点机构16的卡片部34绕着枢轴34a摆动。可移动端子35与卡片部34一起移动。可移动端子35相对于固定端子36保持于接触状态或非接触状态。 [0051] 在固定端子36和可移动端子35处于接触状态时,触点37(由固定端子36和可移动端子35构成)进入电流流动状态。如果固定端子36和可移动端子35处于非接触状态,触点37进入电流中断状态。 [0052] 如图3、5和6所示,副轭17布置于竖立部分27的与导电线圈24相同的一侧处同时沿着竖立部分27延伸(参见图3)。副轭17通过磁性连接部分41磁性地连接至竖立部分27。也就是说,竖立部分27(主轭14)和副轭17通过磁性连接部分41彼此间整体地形成。因而,无需单独地制造副轭17。这有助于在减少零件数目的同时防止制造工艺变得复杂。 [0053] 具有大致U形形状的台阶部分42(参见图7)形成于副轭17的与主轭14的竖立部分27相对的表面17a上,从而限定用于容纳永磁体18的凹陷部分43(参见图7)。副轭17包括设在凹陷部分43下面并且靠近磁性连接部分41的弯曲部分44。弯曲部分44弯曲为延伸远离竖立部分27。 [0054] 由于弯曲部分44形成于副轭17中,在副轭17与主轭14相对的状态下,用于容纳永磁体18的容纳空间45(参见图3)由凹陷部分43和主轭14限定。容纳空间45具有上部开口46(图3),永磁体18能由此插入容纳空间45。开口46在本发明中不是必须的,而是可以通过适当地改变电磁继电器10的结构或制造工艺来省略。 [0055] 通过将永磁体18布置于副轭17的凹陷部分43内,能将永磁体18保持于台阶部分42中的特定位置。这减少了永磁体18由于振动或其它原因移动离开其位置的可能性,这使得能长时间地维持永磁体18的原始性能。 [0056] 由于永磁体18的位置偏差能通过在副轭17中形成凹陷部分43以获得台阶部分42来防止,就能抑制吸引力(磁力)偏离目标值并且获得稳定的操作性质。 [0057] 后面将参照图7描述用于形成副轭17、主轭14和磁性连接部分41的方法。 [0058] 永磁体18形成为大致矩形形状并且通过如图3所示的开口46插入容纳空间45。因而,永磁体18布置于竖立部分27和副轭17之间。 [0059] 如图3和5所示,在竖立部分27连接至第一被吸引部分31的一侧处,磁饱和部分21设在竖立部分27的与永磁体18相应的部分47和磁性连接部分41之间。 [0060] 磁饱和部分21是形成于竖立部分27中的大致矩形开口。磁饱和部分21设置来减小竖立部分27的特定区段中的横截面积,从而保持流过竖立部分27的磁通量处于饱和状态。 [0061] 通过形成呈通孔形式的磁饱和部分21,与非磁性元件或绝缘元件提供作为磁饱和部分的情况相比,能以简单可靠的方式获得磁饱和部分21。 [0062] 另外,通过形成呈通孔形式的磁饱和部分21,能通过适当地选择通孔的位置、形状和尺寸获得期望的磁饱和程度。 [0063] 在电磁继电器10中,副轭17布置于竖立部分27的与导电线圈24相同的一侧处,并且磁饱和部分21设在竖立部分27中。因此,与副轭17布置于竖立部分27的与导电部分24相反的一侧处的情况相比,第一被吸引部分31能与弯曲部分44距竖立部分27的台阶距离成比例地放大。电磁继电器10中使用这种构造使得能简化操作件15的结构。 [0064] 如图1所示,盖板22布置于基部11上并且形成为大致长方体形状(盒形形状)以使得其能容纳铁芯12、线轴13、主轭14、操作件15、触点机构16、副轭17、永磁体18和磁饱和部分21。 [0065] 接下来,将参照图7详细描述用于形成副轭17、主轭14和磁性连接部分41的方法的一个示例。 [0066] 如图7所示,首先将平面材料(金属板)冲压为特定形状,从而形成副轭17、主轭14和磁性连接部分41。接着,在副轭17与主轭14的竖立部分27相对的表面17a上将台阶部分42压力形成为大致U形形状,从而形成用于容纳永磁体18的凹陷部分43。凹陷部分43可与将平面材料(金属板)冲压为特定形状同时地形成。 [0067] 随后,作为磁饱和部分21的通孔形成于竖立部分27中,此后在副轭17中形成弯曲部分44。于是,通过将副轭17带入与主轭14成相对的关系,用于容纳永磁体18的容纳空间45(参见图3)能限定于凹陷部分43和主轭14之间。 [0068] 此后,主轭14的基部端部26以直角朝着竖立部分27弯曲以使得具有基部端部26和竖立部分27的主轭14在侧视图中看时能具有大致L形形状。然后,永磁体18通过开口46(参见图3)插入容纳空间45以使得其能保持于容纳空间45中的凹陷部分43内。 [0069] 接着,将参照图8A至8C描述用于保持第二被吸引部分32被吸引至铁芯12的另一端部12b的方法(也就是,用于将触点37从电流中断状态切换至电流流动状态的方法)的一个示例。 [0070] 如图8A所示,操作件15以如此的状态布置以使得其第二被吸引部分32与铁芯12的另一端部12b间隔开。操作件15的第一被吸引部分31与竖立部分27相接触。 [0071] 在这个状态下,永磁体18的磁通量50流过主轭14的竖立部分27、操作件15、磁性连接部分41和副轭17。因此,在永磁体18的磁通量50的作用之下,操作件15的第二被吸引部分32被保持为与铁芯12的另一端部12b间隔开。 [0072] 在导电线圈24如图8B所示保持为被激励时,操作件15的第二被吸引部分32如箭头C所示被吸引至铁芯12的另一端部12b。操作件15的第一被吸引部分31如箭头D所示移动远离竖立部分27。 [0073] 导电线圈24如图8C所示保持为未被激励。在这个状态下,永磁体18的磁通量50流过主轭14的竖立部分27、操作件15、铁芯12、主轭14的基部端部26、磁性连接部分41和副轭17。因此,在永磁体18的磁通量50的作用之下,操作件15的第二被吸引部分32保持为被吸引至铁芯12的另一端部12b。第二被吸引部分32被吸引至另一端部12b,因此图3所示的触点37(也就是,固定端子36和可移动端子35)被保持于电流流动状态。 [0074] 接着,将参照图9A至9C描述用于保持操作件15的第二被吸引部分32与铁芯12的另一端部12b间隔开的方法(也就是,用于将触点37从电流流动状态切换至电流中断状态的方法)的一个示例。 [0075] 如图9A所示,操作件15以如此的状态布置以使得其第二被吸引部分32被吸引至铁芯12的另一端部12b。操作件15的第一被吸引部分31与竖立部分27分离。 [0076] 在这个状态下,永磁体18的磁通量50流过主轭14的竖立部分27、操作件15、铁芯12、主轭14的基部端部26、磁性连接部分41和副轭17。因此,在永磁体18的磁通量50的作用之下,操作件15的第二被吸引部分32保持为被吸引至铁芯12的另一端部12b。 [0077] 在导电线圈24如图9B所示保持为被激励时,操作件15的第二被吸引部分32如箭头E所示移动远离铁芯12的另一端部12b。操作件15的第一被吸引部分31如箭头F所示朝着竖立部分27移动,从而与竖立部分27相接触。 [0078] 导电线圈24如图9C所示保持为未被激励。在这个状态下,永磁体18的磁通量50流过主轭14的竖立部分27、操作件15、磁性连接部分41和副轭17。因此,在永磁体18的磁通量50的作用之下,操作件15的第一被吸引部分31保持为与竖立部分27相接触(也就是,操作件15的第二被吸引部分32保持与铁芯12的另一端部12b间隔开)。第二被吸引部分32与另一端部12b间隔开,因此图3所示的触点37(也就是,固定端子36和可移动端子35)被保持于电流中断状态。 [0079] 如上参照图8A至8C和图9A至9C所述,布置于竖立部分27和副轭17之间的永磁体18能保持第二被吸引部分32与铁芯12的另一端部12b间隔开,即使导电线圈24未被激励。同样,永磁体18能保持第二被吸引部分32被吸引至铁芯12的另一端部12b,即使在导电线圈24未被激励时。 [0080] 具有上述电磁继电器10,导电线圈24仅在从操作件15的操作起始时刻至其操作结束时刻的期间被激励(也就是,消耗电能)。因此,与常规电磁继电器相比,在第二被吸引部分32保持为与铁芯12的另一端部12b间隔开时或者在第二被吸引部分32保持为被吸引至铁芯12的另一端部12b时能降低能耗。 [0081] 另外,由于与常规电磁继电器相比电磁继电器10能降低所需电能,就能采用小尺寸的线圈并减小电磁继电器10的总体尺寸。 [0082] 接着,将参照图10至16描述第二至第八实施例。在下面的描述中,与第一实施例的电磁继电器10相同或类似的部件将用相同的参照标号标识并且将省略描述。 [0083] (第二实施例) [0084] 参照图10,根据第二实施例的主轭14和副轭17由单独的元件形成。其它构造保持与第一实施例相同。 [0085] 通过由单独的元件形成主轭14和副轭17,就能制成厚度不同的主轭14和副轭17。这使得能将磁力控制为具有期望值。 [0086] (第三实施例) [0087] 参照图11,第三实施例的竖立部分60不同于第一实施例的竖立部分27之处在于,设在第一实施例的竖立部分27中的磁饱和部分21改变为磁饱和部分61。其它构造保持与第一实施例相同。 [0088] 本实施例的磁饱和部分61是形成于竖立部分27的与如图3所示操作件15相对的表面62上的凹陷部分。 [0089] 通过在竖立部分60中形成凹陷部分作为磁饱和部分61,与其中非磁性元件或绝缘元件提供作为磁饱和部分的情况相比,能减小竖立部分60的特定区段中的横截面积并以简单可靠的方式获得磁饱和部分61。 [0090] 另外,通过形成呈凹陷部分形式的磁饱和部分61,能通过适当地选择凹陷部分的位置、形状和尺寸获得期望的磁饱和度。 [0091] (第四实施例) [0092] 参照图12,第四实施例的竖立部分70不同于第一实施例的竖立部分27之处在于,设在第一实施例的竖立部分27中的磁饱和部分21改变为磁饱和部分71。其它构造保持与第一实施例相同。 [0093] 本实施例的磁饱和部分71包括多个形成于竖立部分07中的圆形通孔。 [0094] 通过在竖立部分70中形成通孔作为磁饱和部分71,与其中非磁性元件或绝缘元件提供作为磁饱和部分的情况相比,能减小竖立部分70的特定区段中的横截面积并以简单可靠的方式获得磁饱和部分71。 [0095] 另外,通过形成呈通孔形式的磁饱和部分71,能通过适当地选择通孔的位置、形状和尺寸获得期望的磁饱和度。 [0096] (第五实施例) [0097] 参照图13,第五实施例的竖立部分80不同于第一实施例的竖立部分27之处在于,设在第一实施例的竖立部分27中的磁饱和部分21改变为磁饱和部分81。其它构造保持与第一实施例相同。 [0098] 本实施例的磁饱和部分81包括多个形成于竖立部分80的与图3所示操作件15相对的表面82上的圆形盲孔。 [0099] 通过在竖立部分80中形成盲孔作为磁饱和部分81,与其中非磁性元件或绝缘元件提供作为磁饱和部分的情况相比,能减小竖立部分80的特定区段中的横截面积并以简单可靠的方式获得磁饱和部分81。 [0100] 另外,如果磁饱和部分71形成为呈盲孔的形式,能通过适当地选择盲孔的位置、形状和尺寸获得期望的磁饱和度。 [0101] (第六实施例) [0102] 参照图14,第六实施例的副轭90不同于第一实施例的副轭17之处在于,设在第一实施例的副轭17中的台阶部分42改变为台阶部分92。其它构造保持与第一实施例相同。 [0103] 台阶部分92在副轭90的与图3所示主轭14的竖立部分27相对的表面94上形成为大致L形形状。用于保持永磁体18的凹陷部分93通过在表面94上形成台阶部分93来限定。 [0104] 由于台阶部分92在第六实施例的副轭90中形成为大致L形形状,就能从副轭90的一个侧面插入永磁体18。这使得能自由地设计永磁体18的插入步骤,例如,在最后步骤执行永磁体18的插入,从而简化制造工艺。 [0105] (第七实施例) [0106] 参照图15A和15B,第七实施例的副轭100不同于第一实施例的副轭17之处在于,设在第一实施例的副轭17中的台阶部分42改变为台阶部分102。其它构造保持与第一实施例相同。 [0107] 在第七实施例的副轭100中,台阶部分102包括多个形成于副轭100的与图3所示主轭14的竖立部分27相对的表面103上的半球形销(升高部分)。通过在表面103上形成台阶部分102,台阶部分102能将永磁体18保持就位。 [0108] 由于第七实施例的副轭100的台阶部分102包括半球形销,与其中凹陷部分形成于副轭中的情况相比,能避免由于凹陷部分的深度引起的磁路的横截面积的减小。 [0109] (第八实施例) [0110] 参照图16,第八实施例的主轭14和副轭17不同于第一实施例之处在于主轭14的竖立部分27靠近线轴13布置,副轭17靠近操作件15布置,并且磁饱和部分21形成于副轭17中。其它构造保持与第一实施例相同。 [0111] 这种构造的第八实施例能提供与前述第一实施例相同的有利作用。 [0112] 根据本发明的电磁继电器10不限于上述第一至第八实施例,而是能以很多不同形式变化或改变。 [0113] 例如,虽然在第一、第三、第四和第五实施例中通孔和凹陷部分已经示出为磁饱和部分21、61、71和81的示例。磁饱和部分可形成为狭缝等形式。 [0114] 虽然根据第一、第六和第七实施例台阶部分42、92和102形成于副轭17、90和100中,但是本发明不限于此。台阶部分42、92和102可形成于竖立部分27中。 [0115] 第一至第八实施例中采用的铁芯12、线轴13、主轭14、操作件15、触点机构16、副轭17、90和100、永磁体18、磁饱和部分21、61、71和81、导电线圈24、竖立部分27、60、70和80、第一被吸引部分31、第二被吸引部分32、磁性连接部分41、台阶部分42、92和102以及凹陷部分43的形状和构造不限于所示那些,而是可适当地改变。 |