CN106887365B - 直流继电器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及直流继电器，其包括：固定地安装在框架的一侧处的一对固定触头；可移动触头，其安装在该对固定触头下面以便可成直线地移动，并且可移动以与所述对固定触头接触或者分离；中间板，其安装在可移动触头下方；接触弹簧，其设置在所述可移动触头与所述中间板之间；固定芯部，其安装在中间板处，并且具有轴孔穿过其的中心；移动芯部，其安装在固定芯部下方以便可成直线地移动；轴，其具有在其处形成突出到可移动戳图的上侧的安装部分的上端，并且具有联接到可移动芯部的下端；以及张力弹簧，其安装在可移动触头与安装部分之间。

Description

直流继电器

技术领域

本发明涉及继电器，并且更具体地说，涉及直流继电器，其能够在“接通”操作过程中通过减弱固定芯部与移动芯部之间产生的撞击，以及在“断开”操作过程中减弱轴与中间板之间产生的撞击降低噪音。

背景技术

通常来说，直流继电器或磁性开关是一种电路切换装置，其能够利用电磁原理执行机械驱动并且能够传送电流信号。直流继电器或磁性开关安装在多种类型的工业装置、机器、车辆等处。

特别地，电动车诸如混合汽车、燃料电池汽车、高尔夫球车和电子叉车设有电动车继电器以将电池的能量供给到能量发生器与电部件或者断开至其的电源。此电动车继电器是电动车的非常重要的核心部分。

图1和图2是示出根据传统技术的直流继电器的结构的结构的视图，其中图1示出了中断状态(“断开”状态)并且图2示出了传导状态(“接通”状态)。

传统的直流继电器包括：一对固定触头2，其固定地安装在电弧室1的上侧处；可移动触头3，其安装在电弧室1中以便成直线地可移动，并且可移动为与此对固定触头2接触或分离；致动器(A)，其安装在电弧室1下方，并且构造为成直线地移动可移动触头3；以及接触弹簧4，其构造为获得可移动触头3的接触压力。

致动器(A)包括：线圈5，其期构造为当外部电源施加至其时产生磁场；固定芯部6，其固定地安装在线圈5中；移动芯部7，其安装在固定芯部6下方以便上下可移动；轴8，其具有固定到移动芯部7的下端并且具有可滑动地联接到可移动触头3的上端；以及，复位弹簧9，其安装在固定芯部6与移动芯部7之间，并且构造为使移动芯部7返回到远离固定芯部6的方向。轴8被引导为滑动通过形成在固定芯部6的中心部分处的轴孔。

如下将说明传统直流继电器的操作。

首先，将说明传统直流继电器的“接通”操作。

如果在图1中示出的中断状态中将电流施加到线圈5，那么在线圈5周围产生磁场，并且固定芯部6在磁场内被磁化。移动芯部7通过固定芯部6的磁抽吸力、通过压缩复位弹簧9向上移动。此外，联接到移动芯部7的轴8通过压缩接触弹簧4向上移动，由此使可移动触头3向上移动以使可移动触头3接触到固定触头2。因此，主回路处于传导状态中。即，主回路处于如图2中所示的传导状态中。

然而，在此情形中，当移动芯部7与固定芯部6彼此碰撞时，产生噪音。

接着，将说明传统直流继电器的“断开”操作。

如果在图2中所示的传导状态中产生中断信号，那么在线圈5上流动的电流中断并且磁场消失。由此，固定芯部6的磁抽吸力被移除。相应地，移动芯部7通过回复弹簧9与接触弹簧4中每个的恢复力快速地向下移动。此外，由于当轴8向下移动时可移动触头3与固定触头2分离，因此主回路处于如图1中所示的中断状态中。

然而，由于形成在轴8的中间部分的突出部8a与中间板1a或垫板1b碰撞，因此轴8的向下移动停止。在此情形中，由于撞击产生噪音。

由于在“接通”操作过程中当移动芯部7与固定芯部6彼此碰撞时产生噪音，以及在“断开”操作过程中当轴8与中间板1a、1b彼此碰撞时产生的噪音，因此直流继电器的质量可能变差。

发明内容

由此，详细描述的方面是提供直流继电器，其能够在“接通”操作过程中通过减弱固定芯部与移动芯部之间产生的撞击，以及在“断开”操作过程中减弱轴与中间板之间产生的撞击降低噪音。

为了实现这些与其它优点并且根据本说明书的目的，如这里体现与宽泛描述的，提供了直流继电器，包括：一对固定触头，其固定地安装在框架的一侧；可移动触头，其安装在此对固定触头下方以便可成直线地移动，并且可移动以与此对固定触头接触或者分离；中间板，其安装在可移动触头下方；接触弹簧，其设置在所述可移动触头与所述中间板之间；固定芯部，其安装在中间板处，并且具有轴孔穿过其的中心；移动芯部，其安装在固定芯部下方以便可成直线地移动；轴，其具有在其处形成突出到可移动触头的上侧的安装部分的上端，并且具有联接到可移动芯部的下端；以及张力弹簧，其安装在可移动触头与安装部分之间。

在实施方式中，颚部可以形成在中间板处，并且安装在颚部上的凸缘部分可以形成在固定芯部的上部。

在实施方式中，可以在可移动触头与中间板之间设置绝缘板，并且接触弹簧的下端可以安装在绝缘板处。

在实施方式中，可以将弹性构件设置在固定芯部上。

在实施方式中，轴可以形成为直线状轴，并且安装部分可以构造为凸缘。

在实施方式中，直流继电器还可以包括回复弹簧，其具有固定到形成在可移动芯部的上部处的弹性凹槽的下端，具有穿过固定芯部的轴孔的中间部分，以及具有固定到弹性构件的上端。

当在中断状态中外力未施加到直流继电器时，如果张力弹簧与接触弹簧在力平衡状态中，那么可移动触头就可以处于与固定触头分离状态中。

根据本发明的实施方式的直流继电器可以具有以下优点。

首先，由于将固定芯部从上侧插入到中间板中具有向上移动的间隙，因此在“接通”操作过程中可以减弱固定芯部与移动芯部之间的碰撞。这可以降低噪音。

其次，由于轴不具有传统的中间突出部，因此在“断开”操作过程中轴可以不与中间板碰撞。因此，可以不产生噪音。

此外，由于张力弹簧设置在轴的上部，因此可以保持固定触头与可移动触头之间要求的接触压力。

通过下文提供的详细描述，本发明的其它应用范围将会变得更加显而易见。然而，应该理解的是因为通过详细描述在本发明的精神与范围内的多种改变与修改对于本领域中的技术人员将成为显而易见，因此详细描述与特定实例尽管示出了本发明的优选实施方式，但仅是通过示例的方式给出。

附图说明

被包含以提供对本发明的进一步理解并且被并入且构成此说明书的一部分的附图，示出了示例性实施方式并且与说明一起用于解释本发明的原理。

在附图中：

图1和图2是示出根据传统技术的直流继电器的结构的视图，其中图1示出了中断状态(“断开”状态)并且图2示出了传导状态(“接通”状态)；

图3和图4是示出根据本发明的实施方式的直流继电器的结构的视图，其中图3示出了中断状态并且图4示出了传导状态；以及

图5至图7是示出根据本发明的实施方式的直流继电器的操作的视图，其中图5示出了中断状态，图6示出了在“接通”操作过程中可移动触头与固定触头之间的接触状态，并且图7示出了“接通”操作的完成状态。

具体实施方式

现在将参照附图、详细地提供根据本发明的直流继电器的优选构造的描述。

图3-图4是示出根据本发明的实施方式的直流继电器的结构的视图，其中图3示出了中断状态(“断开”状态)并且图4示出了传导状态(“接通”状态)。

将参照附图更加详细地说明根据本发明的直流继电器。

根据本发明的实施方式的直流继电器包括一对固定触头11，其固定地安装在框架的一侧；可移动触头12，其安装在该对固定触头11下方以便成直线地可移动，并且可移动到与该对固定触头11接触或者分离；中间板20，其安装在可移动触头12下面；接触弹簧30，其设置在可移动触头12与中间板20之间；固定芯部40，其插入安装在中间板20的中心孔21处，并且具有轴孔42穿过其的中心；移动芯部45，其安装在固定芯部40下方以便成直线地可移动；轴50，其具有在此处形成突出到可移动触头12的上侧的安装部分51的上端，并且具有联接到移动芯部45的下端；以及张紧弹簧35，其安装在可移动触头12与安装部分51之间。

尽管未示出，框架形成为箱状壳体以便在其中安装并且支撑图3中示出的部件。

电弧室10具有其下表面打开的箱状，并且安装在框架的内上侧。电弧室10由具有卓越绝缘特性、压阻与热阻的材料形成，使得在回路中断操作过程中从接触部分产生的电弧熄灭。

固定触头11设置成一对，并且固定地安装在框架(未示出)以及电弧室10处。固定触头11中的一个可以连接到电源侧，并且其另一个可以连接到负载侧。

可移动触头12形成为具有预定长度的板本体并且安装在该对固定触头11的下方。可移动触头12可以通过安装在继电器的内下侧处的致动器60成直线地上下可移动，由此与固定触头11接触或者与固定触头11分离。

致动器60可以包括：轭61，其具有U状并且形成磁回路；线圈63，其缠绕在安装在轭61中的线筒62上并且通过接收外部电源产生磁场；固定芯部40，其固定地安装在线圈63中，通过由线圈63产生的磁场磁化，并且产生磁性吸力；移动芯部45，其安装在固定芯部40下方以便成直线地可移动，并且通过固定芯部40的磁性吸力可移动以与固定芯部40接触或者分离；轴50，其具有联接到移动芯部45的下端，并且具有可滑动地插入到可移动触头12中的上端；以及，复位弹簧44，其安装在固定芯部40与移动芯部45之间，并且构造为向下地恢复移动芯部45。

中间板20设置在致动器60与电弧室10之间。中间板20可以联接到轭61的上部。中间板20可以由磁物质形成以形成磁路径。并且中间板20可以用作支撑板，定位在上侧的电弧室10与定位在下侧的致动器60可以安装到中间板。

可以在中间板20与电弧室10之间设有密封构件。即，可以沿着电弧室10的下周边设置密封覆盖构件15。

接触弹簧30设置在可移动触头12与中间板20之间。接触弹簧30设置为支撑可移动触头12，并且在传导状态中将接触压力提供到可移动触头12。接触弹簧30可以构造为压缩线圈弹簧。

绝缘板25可以设置在电弧室10与中间板20之间以便确保绝缘性能。绝缘板25可以安装为覆盖电弧室10的下表面，并且可以与中间板20隔开预定距离。在其中设置绝缘板25的情形中，可以将接触弹簧30安装在绝缘板25与可移动触头12之间。

可以通过从上侧插入将固定芯部40安装在中间板20处。在传统的现有技术中，固定芯部安装为固定到中间板的下部。在此情形中，当固定芯部40随着可移动芯部碰撞时，产生噪音。为了解决传统的问题，固定芯部40以适配的方式安装在中间板20上，以便可向上移动。

作为能够使固定芯部40移动的实施方式，颚部21a可以形成在中间板20的中心孔21处，并且安装在颚部21a上的凸缘部分41可以形成在固定芯部40的上部。即，固定芯部40定位在中间板20上以便由此可向上移动。通过此构造，当固定芯部40与移动芯部45碰撞时，固定芯部40略微向上移动以减小冲击与噪音。

在固定芯部40上设置弹性构件55。弹性构件55可以安装在中间板20上。由于弹性构件55布置在固定芯部40上，因此当固定芯部40向上移动时，通过弹性构件55减小了对固定芯部40的撞击。这可以降低噪音。弹性构件55可以由诸如橡胶或合成树脂的柔软材料形成。

轴50形成为直线状杆。由于轴50的下端固定地联接到可移动芯部45，因此当移动芯部45移动时，轴50连同移动芯部45一起移动。轴50以可滑动方式深入地安装在固定芯部40、弹性构件55、绝缘板25以及可移动触头12处。轴50的一部分暴露到可移动触头12的上侧。轴50形成为不具有用于安装接触弹簧30的传统中间突出部，并且形成为直线形状。相应地，在中断状态中轴50不与中间板20碰撞，并且由此不产生噪音。

用于安装张力弹簧35的安装部分51形成在轴50的上端。安装部分51可以形成为凸缘。

张力弹簧35设置在轴50的安装部分51与可移动触头12之间。张力弹簧35的上端固定到轴50的安装部分，并且张力弹簧35的下端固定到可移动触头12的上部。在实施方式中，锁定凹槽13a可以形成在可移动触头12的通孔13的上部，并且张力弹簧35的下端可以固定到锁定凹槽13a。

张力弹簧35可以形成为张力线圈弹簧。通过此构造，当轴50在传导状态中向上移动时，产生了提升可移动触头12的力，并且由此将接触压力提供到可移动触头12。

如果在图3中示出的中断状态中外力未施加到直流继电器，那么可移动触头12就定位在接触弹簧50与张力弹簧35之间的力平衡点上。在此情形中，接触弹簧30与张力弹簧35的长度、弹簧常数等可以设计为使得可移动触头12布置在与固定触头11分离的位置上。

复位弹簧44设置为恢复移动芯部45。复位弹簧44可以形成为压缩线圈弹簧。复位弹簧44的下端可以固定到形成在移动芯部45的上部处的弹性凹槽46，并且复位弹簧44的上端可以固定到形成在固定芯部40的下部处的弹性凹槽(未示出)。在另一个实施方式中，复位弹簧44可以安装为使得其上端可以经由固定芯部40的轴孔42固定到弹性构件55。

复位弹簧44的常量可以设置为大于张力弹簧35或者接触弹簧30的常量。通过此构造，可以快速地执行在中断状态中由于复位弹簧44的恢复力的轴50的向下移动。

将要说明根据本发明的实施方式的直流继电器的操作。

首先，将参照图3和图4说明直流继电器的“接通”操作。

如果在图3中示出的中断状态中外部电源施加到直流继电器，那么在线圈63周围产生磁场，并且固定芯部40被磁化。通过固定芯部40的磁吸力移动芯部45被吸引到固定芯部40以与固定芯部40碰撞。当移动芯部45与固定芯部40接触时产生的撞击部分地被吸收，同时固定芯部40通过压缩弹性构件55向上移动预定距离。因此，减小冲击以降低噪音(参照图4)。

将要参照图5-图7更加详细地说明根据本发明的实施方式的直流继电器的操作。

图5至图7仅示出了用于说明直流继电器的操作的主要部件。

在“接通”操作过程中，由于联接到移动芯部45的轴50向上移动，因此随着接触弹簧30与张力弹簧35之间的力平衡点向上移动，可移动触头12向上移动。也就是说，如果外部电源没有如在中断状态中施加到直流继电器，那么可移动触头12就定位在接触弹簧50与张力弹簧35之间的力平衡点上(参照图5)。在此情形中，如果轴50通过外部电源向上移动，那么接触弹簧30与张力弹簧35伸长以提升可移动触头12。接触弹簧30与张力弹簧35伸长以将弹性力存储在其中(参照图6和图7)。图6示出了当轴50在直流继电器的“接通”操作过程中向上移动“g”时的可移动触头12与固定触头11之间的接触状态。图7示出了当轴50在可移动触头12与固定触头11之间的接触状态中又向上地移动“t”时的移动芯部45与固定芯部40之间的接触状态。

假定接触弹簧30的系数是‘k1’，张力弹簧35的系数是‘k2’，固定芯部40与移动芯部45之间的距离(冲程)是“s”，并且固定触头11与可移动触头12之间的距离(间隙)是“g”。在此假设下，提供接触压力的超程(t)是‘s-g’(t＝s–g)。在传统技术中，接触压力(f)是k1*t(f＝k1*t)。

当如图6中所示可移动触头12与固定触头11接触时，获得如下的接触弹簧30与张力弹簧35之间的力平衡等式(f1)。

f1＝k1*(y2-y1)＝k2*(h2-h1)

这里，y1和y2相应地指示接触弹簧30的初始长度与延伸长度。并且h1和h2相应地指示张力弹簧35的初始长度与延伸长度。

如果当如图7中所示完成“接通”操作时移动芯部45与固定芯部40接触，那么施加到张力弹簧35的力(f2)是k2*(h3-h1)(f2＝k2*(h3-h1))。

在此情形中，如下获得本发明的接触压力。

f＝f2-f1＝k2*(h3-h1)-k1*(y2-y1)

这里，由于‘s’等于‘h3-h1’并且“g”等于‘y2-y1’，因此接触压力(f)是k2*s-k1*g(S＝h3-h1,g＝y2-y1,f＝k2*s-k1*g)。如果‘k1’等于‘k2’，那么接触压力(f)是k2*s-k1*g＝k1*(s-g)＝k1*t。在此情形中，由于接触压力等于传统技术的接触压力，因此不存在接触压力的损失。也就是说，在图7中示出的传导状态中，可以在可移动触头12处保持相同等级的接触压力。基本上，轴适合在电弧室的限定空间内的标准可以通过将接触弹簧30的常数与张力弹簧35的常数适当地结合来控制接触压力的数量来设计。

最后，当移动芯部45与固定芯部40接触时，可移动触头12提供到固定触头11的接触压力。因此，主回路处于传导状态中。

接着，将说明直流继电器的“断开”操作。

如果在图4中示出的传导状态中中断信号输入到直流继电器，那么在线圈63上流动的电流中断。相应地，周边磁场消失，并且固定芯部40的磁性吸力丧失。因此，通过复位弹簧44、接触弹簧30与张力弹簧35的恢复力使得移动芯部45向下返回(参见图3)。在此情形中，由于轴50形成为具有直线形状，因此其不与中间板20碰撞。相应地，不产生噪音。

根据本发明的实施方式的直流继电器可以具有以下优点。

首先，由于将固定芯部从上侧插入到中间板中具有向上移动的间隙，因此在“接通”操作过程中固定芯部与移动芯部之间的碰撞减弱。这可以降低噪音。

其次，由于轴不具有传统的中间突出部，因此在“断开”操作过程中轴不与中间板碰撞。因此，不产生噪音。

此外，由于张力弹簧设置在轴的上部，因此可以保持固定触头与可移动触头之间要求的接触压力。

由于当前的特征在不偏离其特征的情况下可以以几种形式体现，因此还应该理解的是，除非另外具体规定，否则上述实施方式不被上面描述的细节中的任一个限定，而是应该广义地理解为在如所附权利要求中限定的其范围内，并且由此落入到权利要求界限或范围内的全部改变与修改或此界限或范围内的等效物都由此旨在通过所附权利要求包括。

Claims (5)

1.一种直流继电器，其包括：

一对固定触头，该一对固定触头固定地安装在框架的一侧；

可移动触头，所述可移动触头安装在该一对固定触头下面以便能够成直线地移动，并且能够移动以与该一对固定触头接触或者分离；

中间板，所述中间板安装在所述可移动触头下方；

接触弹簧，所述接触弹簧设置在所述可移动触头与所述中间板之间；

固定芯部，所述固定芯部在其上设置有弹性构件，从上侧插入安装在所述中间板处而具有向上移动的间隙，并且具有轴孔通过其的中心；以及

移动芯部，所述移动芯部安装在所述固定芯部下方以便能够成直线地移动；

其特征在于，所述直流继电器还包括：

轴，所述轴以可滑动方式深入地安装在可移动触头处，具有在其处形成突出到所述可移动触头的上侧的安装部分的上端，并且具有联接到所述移动芯部的下端；

张力弹簧，所述张力弹簧安装在所述可移动触头与所述安装部分之间，在所述轴向上移动时产生提升所述可移动触头的力；和

复位弹簧，其安装在所述固定芯部与所述移动芯部之间，并且构造为向下恢复所述移动芯部，所述复位弹簧具有固定到形成在所述移动芯部的上部处的弹性凹槽的下端，具有穿过所述固定芯部的所述轴孔的中间部分，以及具有固定到所述弹性构件的上端，

其中所述接触弹簧构造为压缩线圈弹簧，并且所述张力弹簧构造为张力线圈弹簧；

在接通操作过程中，

所述张力弹簧先伸长所述固定触头和所述可移动触头之间的距离而进行接通操作，

接着，所述张力弹簧继续伸长所述固定芯部与所述移动芯部之间的距离减去所述固定触头与所述可移动触头之间的距离，完成接通操作；

在接通操作过程中，所述接触弹簧的伸长长度等于所述固定触头与所述可移动触头之间的距离。

2.根据权利要求1所述的直流继电器，其特征在于，在所述中间板处形成颚部，并且安装在所述颚部上的凸缘部分形成在所述固定芯部的上部。

3.根据权利要求1所述的直流继电器，其特征在于，在所述可移动触头与所述中间板之间设置绝缘板，并且所述接触弹簧的下端安装在所述绝缘板处。

4.根据权利要求1所述的直流继电器，其特征在于，所述轴形成为直线状轴，并且所述安装部分构造为凸缘。

5.根据权利要求1所述的直流继电器，其特征在于，当在中断状态中外力未施加到所述直流继电器时，如果所述张力弹簧与所述接触弹簧在力平衡状态中，那么所述可移动触头就处于与所述固定触头分离状态中。

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