CN109148222B - 一种集合插座功能的工控电磁继电器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种集合插座功能的工控电磁继电器，包括有继电器功能单元。继电器功能单元包括有支架、线圈、设置于线圈内的铁芯以及衔铁支架板。衔铁支架板上固定设置有衔铁和至少一个动簧片，每个动簧片上设置有动触点动，触点连接静触点。线圈连入继电器的控制电路。继电器还包括有底座，底座上设置控制电路接线端子、用于和输入电路接线的被控电路输入端子、以及与输出电路接线的被控电路输出端子；静触点通过静触点导电片直接与所述的被控电路输出端子接线连接；动簧片通过动簧片导电片直接与被控电路输入端子连接。本方案利用接线端子的设置，减小了继电器的总体积，大幅缩减了制作成本，解除了继电器功能单元与底座间位置关系的严格限制。

Description

一种集合插座功能的工控电磁继电器

技术领域

本发明涉及工业自动化控制领域，尤其涉及一种集合插座功能的工控电磁继电器。

背景技术

继电器是一种以较小电流以控制较大电流的装置，在电路中起着自动调节、转换电路的作用。工控电磁继电器常应用于现代电气自动化领域，对继电器的安全稳定、体积大小、工业成本等有严格要求。电磁继电器的功能单元一般由铁芯、线圈、衔铁以及与衔铁相连的弹簧等组成的，其结构还包含动触点、常开静触点和常闭静触点，其控制系统包含为低压的控制电路和高压的工作电路。衔铁与动触点相联动，动触点受弹簧拉力影响，在控制电路未通电条件下与常闭静触点相接触。当使用者在线圈两端加上一定的电压，此时控制电路通电，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动与衔铁相连的动触点接通常开静触点。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁与动触点返回原来的位置。

通常而言，控制电路包括有与线圈相连的控制电路输入端子和控制电路输出端子；工作电路包括有与动触点相连的被控电路输入端子和与静触点相连的被控电路输出端子。继电器通常还包括底座和设于底座上接线板，继电器功能单元的被控电路输出端子、被控电路输入端子、控制电路输入端子和控制电路输出端子等均通过导线连接在功能单元底部的插针上，并通过插针与底座上的接线板相连，再由底座上的接线板与外电路相连。

这样的结构往往占据较大的空间，为此，在工业中，必须预留较大的空间位置以供继电器安装。况且，生产中增加固定设施以及在底座上安装线路板等都耗费了大量生产成本、提高了继电器的组装加工难度、增加了相应的人工成本。再者，继电器与底座之间的位置关系有着严格要求，继电器的使用环境、组装方式、使用寿命等都因此受到了限制。而现实中，在恶劣工况条件下，焊接或插接等方式很容易造成继电器与底座间的连接关系出现松动甚至断开，从而影响继电器的使用。

发明内容

本发明提供了一种节省成本，在恶劣工况环境中依然能顺利使用的工控电磁继电器。该种继电器不仅大幅减小了继电器与外壳的总体体积，减小生产的成本和零部件的生产量，还能解除传统工业上对继电器与底座间电路连接关系的严格限制。

一种集合插座功能的工控电磁继电器，包括有继电器功能单元。继电器功能单元包括有支架、设置于支架上的线圈、设置于线圈内的铁芯以及活动安装于支架上并位于铁芯上方的衔铁支架板。衔铁支架板上固定设置有衔铁和至少一个动簧片，动簧片和衔铁联动配合。每个动簧片上设置有动触点。继电器功能单元还包括有与动触点数量对应且通断配合的静触点。此外，所述支架与衔铁之间设置有复位弹簧，所述线圈连入该继电器的控制电路。在这基础上，继电器还包括有底座，底座上设置有用于接线的接线端子。接线端子包括有与控制电路接线的控制电路接线端子、用于和被控电路的输入电路接线的被控电路输入端子、以及与被控电路的输出电路接线的被控电路输出端子；所述的静触点通过静触点导电片直接与所述被控电路输出端子接线连接；所述动簧片上非动触点的一端通过动簧片导电片直接与被控端子输入端子连接。

本发明所述的继电器相较同类继电器的不同之处在于接线端子的设置。所述继电器上设置有供外来电路直接接线所用的接线端子通常而言，日常所使用继电器存在一些用以连接电路的导线，这些导线是继电器的内电路与继电器之外的外来电路之间为联通电路所设置的工具。但是，一般继电器的导线无法直接与外电路相连。导线通过插针、插片或其他一些导体设备，再通过焊接、插接等方式，连接在继电器底座的接线板上。此后，继电器底座上的接线板还需与插座配合，并以此与外电路相连通。

而本发明中，继电器的接线端子承担起了连接内外电路的任务，使得外电路可以直接与继电器的内部电路相连。传统的继电器，继电器的内部电路连接底座的电路，再由底座上的电路与外来电路连接，形成了三段式的连接，其中任意一个连接点的损坏故障都会导致继电器整体的故障；而本发明中，则为继电器内部插接线端子与外电路的两段式连接，连接点减少了一半，也就大幅减小了故障断路的风险。

本发明中的所使用的底座，仅仅作为一个支撑底面，不再设置接线板或插片等零部件，也无需安装任何导线或电磁设备，从而大幅减小了继电器的成本和组装的工艺难度。不仅如此，外壳的作用下降了以后，外壳的厚度和体积也下降了。因此，继电器整体的体积得到了减小，这在生产加工领域，能够大幅地提高生产效率、降低制造成本，具有高度的经济效益。不仅如此，在使用中，因为继电器的体积减小，所需的安装室的体积也得以缩小，在一些内部设施极为紧凑和狭小的工业生产环境中，这一改进具有重要的进步。

除此之外，传统的继电器与外部电路之间需要借由底座上的电路板或者插片才得以联通，因此，对于继电器功能单元和底座的相对位置有严格要求。继电器功能单元和底座之间位置上的松动和位移会严重影响继电器内部电路的顺利接通。在严苛的工业环境里，继电器经震荡、晃动会严重影响底座和继电器功能单元的位置关系，导致电路断开，这也常常是继电器寿命缩短的重要原因。而本发明中，继电器功能单元是通过接线端子直接与外电路相连的，所以对继电器功能单元与底座之间的位置关系的要求得以松弛，使得继电器在严苛环境中的使用寿命大大增加，从另一角度上，也节省了成本和降低了工艺难度。

本发明进一步设置为，动簧片导电片上包括有柔性导体片。

一般的继电器，其动簧片的移动毫无疑问会引起动簧片上所连接的导体的移动。这样的移动一方面可能导致动簧片与外来电路之间的联通受影响，一方面也可能导致动簧片上的导体直接折断。所以当导体片设置柔性材料后，则动簧片与导体片连接端的动作既不会引发游离端发生位移，也不会使得导体片断开。

本发明进一步设置为，所述导体片之间层叠设置，导体片包括有连接端，每一导体片的连接端均与动簧片相连，并形成并联电路。

采用这样的结构以后：一方面增强了动簧片接线端子整体的耐用程度和坚固程度；另一方面，即使其中某一片或某几片导体片折断，也不影响整体接线端子的使用效果。此外，多层设置的导体能通过大电流的同时，导体柔性好，不会牵制动簧片的动作，影响产品性能。

本发明进一步设置为，体片材质包括有柔性的薄铜片。

铜材料在电力运输领域广泛适用，既易得又价廉物美，使用薄铜片在不会加大生产成本的过度耗费。此外，铜的延展性良好，制造厚度减半甚至更薄的铜片亦非难事，故而其生产加工难度小，适合在工业中进行大批量生产。

优选的，导体片为柔性薄铜片，动簧片接线端子包括两层相叠的柔性薄铜片。双层柔性薄铜片设置是综合考虑成本、生产工艺难度以及效果后的优选方案。

本发明进一步设置为，所述外壳包括有底座和与所属底座卡扣配合的上盖，上盖上对应所述接线端子的位置开设有供外来电路接入的端子接孔；底座上对应所述接线端子的位置设置有用以安装所述接线端子的安装柱；底座上设置有供所述继电器功能单元安装的凹槽。正是为了配合接线端子与外来电路的顺利接通，才在对应接线端子的位置才开设供外来电路接入的端子接孔和用以安装的安装柱。

本发明进一步设置为，上盖上对应所述接线端子的位置还开设有锁紧孔，所述锁紧孔内螺纹连接锁紧螺栓。螺栓能保障外来电路与接线端子间连接的稳定性。

本发明进一步设置为，静触点包括有常闭静触点与常开静触点，所述常闭静触点在控制电路未通电时与动触点相连，所述常开静触点在控制电路通电时与动触点相连。

优选的，所述继电器功能单元上并排设置有多路动簧片及其动触点，对应所述动触点的位置设置有同样数量的静触点。

本发明进一步设置为，控制电路接线端子上并联有指示灯。指示灯能够在电路工作时予以指示，起到工作状态的指示的作用。

本发明进一步设置为，上盖对应动簧片的位置活动连接测试按钮，所述测试按钮发生位移时能实现所述动触点与静触点之间开闭。通过按动测试按钮，手动试验继电器的功能效果，验证被控电路是否正确，以免接线错误。同时能检测自身线圈是否正常工作。

以下结合附图对本发明进行更进一步详细的说明。

附图说明

图1为本发明中的继电器功能单元示意图；

图2为本发明中继电器分装的示意图；

图3为本发明中实施例1中的继电器功能单元示意图；

图4为本发明中被控电路输入端子的示意图；

图5为本发明中双层柔性导体片的结构示意图；

图6为本发明中实施例2中的继电器功能单元示意图；

图7为本发明中继电器外壳的底座的示意图；

图8为本发明中外壳上的锁紧孔和锁紧螺栓间的连接示意图；

图9为本发明中的指示灯与测试按钮的示意图。

附图标记为：继电器功能单元1、外壳2、底座21、间隔板210、上盖22、动簧片3、动触点31、被控电路输入端子83、动簧片导电片310、静触点40、静触点导电片410、常闭静触点41、常开静触点42、常闭静触点接线端子411、常开静触点接线端子421、弹簧5、铁芯6、线圈61、衔铁7、衔铁支架板70、接线端子8、安装柱80、控制电路接线端子81、被控电路输出端子82、端子接孔9、锁紧孔91、锁紧螺栓92、导体片11、连接端111、游离端112、支架13、凹槽15、指示灯16、测试按钮17。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的原件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

一种集合插座功能的工控电磁继电器，包括有继电器功能单元1和外壳2。外壳2包括有一个支撑用的底座21和与底座21卡扣配合的上盖22。

所述的继电器功能单元1内设置支架13，支架内设置有线圈61，有铁芯6穿过线圈61安装在支架13上。铁芯6上方对应铁芯6所在位置设置有衔铁支架板70，衔铁支架板70上设置有衔铁7，衔铁7上连接有动簧片3和弹簧5。所述弹簧5一端连载在继电器功能单元1底部，一端与所述衔铁7相连，弹簧5给予衔铁7复位拉力，这个复位拉力能够克服控制电路通电时，铁芯6与线圈61所产生的电磁力。衔铁7受弹簧5牵拉一端朝向继电器功能单元1底部，另一端则向上翘起。动簧片3也随衔铁7翘起，动簧片3的动触点31就在此翘起端上。

优选的，继电器功能单元1上还设置有静触点4，静触点4包括有常开静触点42与常闭静触点41。在没有通电的情况下，动簧片3上的动触点31与常闭静触点41相连通。对应常闭静触点41的位置下方，设置有常开静触点42。当使用者在铁芯6两端加上一定的电压，衔铁7受到的电磁力克服弹簧5拉力，将衔铁7吸向继电器的底部所在的方向。此时，动簧片3同衔铁7同向移动，动触点31转与常开静触点42相连接。

本发明所述的继电器相较同类继电器的不同之处在于接线端子8的设置。如图1所示，所述继电器上设置有供外来电路直接进行接线所用的接线端子8，这个接线端子8代替了部分通常所使用的继电器的底座的功能。接线端子8包括有被控电路输入端子83、被控电路输出接线端子82与控制电路接线端子81。控制电路接线端子81与线圈61及外电路相连后可形成闭合电路，也就是本继电器的控制电路。被控电路输出接线端子82包括与常闭静触点41相连的常闭静触点接线端子411，以及常开静触点42相连的常开静触点接线端子421。这些被控电路输出接线端子82和被控电路输入端子83相连后再通过与外电路的联通，从而成为为被控电路，也即继电器的工作电路。

通常而言，一般的继电器也存在用于连接用的导线，这些导线也同样作为电路联通的工具。但是，一般继电器的导线无法直接与外电路相连，而是通过插针或其他一些导体设备，转而连接在继电器底座21的接线板上。此后，继电器底座21上的接线板还需与插座配合，并以此与外电路相连通。

而本发明中，继电器的接线端子使得外电路可以直接与继电器工作单元1的内电路相连。而本发明中外壳2的底座21，也仅仅作为一个支撑底面，不再设置接线板或插片等零部件，也无需安装任何导线或电磁设备，从而大幅减小了成本和组装的工艺难度。这样的设置，使得这个继电器集合了部分的插足功能，故而称其为集合插座功能的继电器。

如图2所示，为了配合接线端子8与外来电路的顺利接通，上盖22上对应接线端子8的位置开设有供外来电路接入的端子接孔9。本继电器的组装方法，即是将制作完成的继电器功能单元1安置在底座21的凹槽15中，免去了底座21与继电器功能单元1之间的接线等工序，之后再将上盖22套设在继电器功能单元1上并卡扣在底座21上。这一继电器的安装即告完成，之后可直接在生产中使用了。

为了描述接线端子8的具体设置方式，以下提供一个优选的实施方式。

实施例1：

如图3所示控制电路接线端子81与被控电路输入端子83设置在继电器功能单元1的同一侧，称其为A侧；常闭静触点接线端子411与常开静触点接线端子421设置在继电器功能单元1的另一侧，称其为B侧。为了方便描述本实施方式中的具体方位，将继电器功能单元1的底部所在方位称为下方，对应远离继电器功能单元1底部的方位称为上方。

这样的接线端子8设置是具有合理性与逻辑性的。常闭静触点41与常开静触点42原本就在设置在继电器功能单元1的同侧，且二者一上一下设置。为此，常闭静触点接线端子411设置在常开静触点接线端子421上方。而相对的，控制电路接线端子81与线圈61相连，可设置在继电器功能单元1的A侧的底部，而被控电路输入端子83则设置在控制电路接线端子81的上方。

这样的设置能在在合理利用空间的情况下顺利引出接线端子8，且不引发电路混乱。

优选的，继电器的外壳2包括上盖22和底座21，为了配合如上所述的继电器，上盖22上对应接线端子8的接线端子8的所在位置均设置有端子接孔9，这些端子接孔9是外来电路与端子相连接的通道。底座21对应接线端子8的位置设置有用以安装所述接线端子8的安装柱80，安装柱80还可以用来帮助接线端子与外界电路的联通。所述底座21上还设置有供所述继电器功能单元1安装所用的凹槽15。

电磁继电器中，动簧片3因外控制电路的缘故会产生上下移动的位移，为了使得与动簧片3相连的被控电路输入端子83与动簧片3之间连接关系更为顺畅，提出了一种新的动簧片导电片310。

已知一般继电器中，动簧片3都是通过导线等材料连接在继电器底座21的接线板上，只要导线给出足够的长度，动簧片3的移动一般不影响导线与动簧片3之间的连接关系。然而，本发明中，已经放弃了通过导线和接线板的连接方式，转而在动簧片3上设置与外来电路直接相连的接线端子8。这些接线端子8因为直接和外电路相连，所以其在继电器功能单元1内的位置相对而言是固定的。而动簧片3又与动簧片导电片310固定相连。这样一来，动簧片3的移动毫无疑问会引起动簧片导电片310的移动。这样的移动一方面可能导致动簧片导电片310与外来电路之间的联通受影响，一方面也可能导致动簧片导电片310直接折断。

为了避免上述技术问题，如图4所示，本发明将所用的动簧片导电片310进行了创新。发生上述技术问题的原因在于，使用过程中的簧片导电片310同时固定连接动簧片3与外来电路，动簧片3的动作会引发簧片导电片310与外来电路间的运动。为此，动簧片导电片310设置为柔性导体片11，导体片11与动簧片3相连的一端称为连接端111，与外电路相连的一端称为游离端112。因为导体片11是柔性材料，则动簧片3与导体片11连接端111的动作既不会引发游离端112发生位移，也不会使得导体片11断开。

但是，柔性导体片11整体材料的坚固性低，易受外力损坏。此外，导体片11随着动簧片3移动虽不会折断，但却会发生弯折。随着使用次数的加多，柔性导体片11也可能因为多次弯折而发生断裂，缩短继电器的使用寿命。

为了增加此继电器的使用时间，将继电器设置为动簧片导电片310为若干柔性导体片11。这些柔性导体片11之间层层堆叠设置，每一导体片11的连接端111均与动簧片3相连，也就形成了若干的并联电路。这样，动簧片3和外来电路之间的被控电路输入端子83通过多层柔性导体片11进行联通，一方面增强了动簧片导电片310整体的耐用程度和坚固程度；另一方面，即使其中某一片或某几片导体片11折断，也不影响整体的使用效果。此外，多层设置的导体片11还起到对电流的分流作用，进一步延长了继电器的使用寿命。

优选的，导体片11材质包括有柔性的薄铜片。铜材料在电力运输领域广泛适用，既易得又价廉物美，将铜片作为导体片11符合本发明对成本的节约目的。虽然本继电器需要多层铜片堆叠设置，但铜的延展性良好，制造厚度减半甚至更薄的铜片亦非难事。且铜片的厚度减小后，柔性程度便得到大幅提高，完全可以使用与原先同样质量的铜，而得到若干柔性良好、数量足够的铜薄片。这样一来不会增加成本，二来生产加工难度小，适合在工业中进行大批量生产。

优选的，如图5所示，被控电路输入端子83包括两层相叠的柔性薄铜片。在综上考虑加工难度、生产成本与获得收益的平衡后，发明人选择两层相叠的柔性薄铜片作为被控电路输入端子83上的导体是一种性价比较高的实施方式。

优选的，外壳2包括有底座21和与所属底座21卡扣配合的上盖22，上盖22上对应所述接线端子8的位置开设有供外来电路接入的端子接孔9。底座上设置有供所述继电器功能单元安装的凹槽15。

优选的，继电器功能单元1上并排设置有多路动簧片3及其动触点31，对应所述动触点31的位置设置有同样数量的静触点40。

在上述方案的基础上，对继电器的整体形态和内部布局进行规划，提供一下实施例2。

实施例2：

如图6所示，继电器功能单元1包括一个方形的支架13，支架13上设置线圈61，线圈61内有铁芯6穿过。支架13上还有一个活动安装于支架13上并位于铁芯上方的衔铁支架板70，衔铁支架板70上连接衔铁7。线圈61底部连接控制电路接线端子81，控制电路接线端子81设置在本体的A侧底部。本体A侧还固定连接一个弹簧5，弹簧5上连接衔铁7，衔铁7设置在铁芯6的正上方。衔铁支架板70上还连接四路动簧片3，每片动簧片3的A侧连接被控电路输入端子83，被控电路输入端子83包括有双侧叠放设置的柔性薄铜片，这些薄铜片形成若干并联电路。

常闭静触点接线端子411与常开静触点接线端子421设置在继电器功能单元1的另一侧，称其为B侧，B侧正对A侧。与动触点31相对应，一共有四路常闭静触点41和四路常开静触点42设置在B侧。也即拥有同样数量的常闭静触点接线端子411与常开静触点接线端子421。常闭静触点接线端子411与常开静触点接线端子421上也设置有静触点导电片410。继电器还包括有外壳2，外壳2分为上盖22和底座21。上盖22对应接线端子8所在位置开设有端子接孔9，底座21上有一个用以放置继电器功能单元1的凹槽15和用来安装接线端子8的安装柱80。

继电器的外壳2包括有上盖22和底座21。优选的，底座21上设置有间隔板210，如图7所示，所述间隔板210将所述接线端子8与接线端子8之间分隔开，以免出现电路连接上的混乱。

优选的，如图8所示，在上盖22上，所述端子的位置还开设有锁紧孔91，所述锁紧孔91内螺纹连接锁紧螺栓92。当外来电路接入端子时，通过螺栓92锁紧接线端子8与外来电路的接线，保障电路连接的可实施性。

优选的，静触点上并联有指示灯16。指示灯16能够在电路工作时予以指示，起到提示的作用。

优选的，上盖22对应动簧片3的位置连接测试按钮17，测试按钮可以在上盖22上上下滑动。当用手向下按动测试按钮17时，测试按钮17压动动簧片3向下移动，从而实现所述动簧片3与静触点4之间开闭。使用者可以通过按动测试按钮17，手动试验继电器的功能效果，以免故障发生事故。

本继电器既可以向市面上常见的继电器一样通过导轨安装，也可以通过螺丝进行安装。安装方式多样，可以被运用在不同的作业环境下。

本具体实施方式仅仅是对本发明的解释，并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种集合插座功能的工控电磁继电器，包括有继电器功能单元（1），所述的继电器功能单元（1）包括有支架（13）、设置于支架（13）上的线圈（61）、设置于线圈（61）内的铁芯（6）以及活动安装于支架（13）上并位于铁芯上方的衔铁支架板（70），所述衔铁支架板（70）上固定设置有衔铁（7）和至少一个动簧片（3），动簧片（3）和衔铁（7）联动配合，每个动簧片（3）上设置有动触点（31）； 继电器功能单元（1）还包括有与所述的动触点（31）数量对应且通断配合的静触点（40）；所述支架（13）与衔铁（7）之间设置有复位弹簧（5）；所述线圈（61）连入该继电器的控制电路，其特征在于：所述继电器还包括有底座（21），所述底座（21）上设置有用于直接接线的接线端子（8），所述接线端子（8）包括有与控制电路接线的控制电路直接接线端子（81）、用于和被控电路的输入电路直接接线的被控电路输入端子（83）、以及与被控电路的输出电路直接接线的被控电路输出端子（82）；所述静触点（40）通过静触点导电片（410）直接与所述被控电路输出端子（82）接线连接；所述动簧片（3）上非动触点（31）的一端通过动簧片导电片（310）直接与所述被控电路输入端子（83）连接；

所述继电器还包括有所述底座（21）卡扣配合的上盖（22），所述上盖（22）上对应所述接线端子（8）的位置开设有供外来电路直接接入的端子接孔（9），所述底座（21）对应所述接线端子（8）的位置设置有用以安装所述接线端子（8）的安装柱（80），所述底座（21）上还设置有供所述继电器功能单元（1）安装所用的凹槽（15）；所述上盖（22）上对应所述接线端子（8）位置还开设有锁紧孔（91），所述锁紧孔（91）内螺纹连接锁紧螺栓（92）；

所述动簧片导电片（310）包括有柔性导体片（11）。

2.根据权利要求1所述的一种集合插座功能的工控电磁继电器，其特征在于：所述导体片（11）之间层叠设置，导体片（11）包括有连接端（111），每一导体片（11）的连接端（111）均与动簧片（3）相连并形成并联电路。

3.根据权利要求1所述的一种集合插座功能的工控电磁继电器，其特征在于：所述导体片（11）为柔性薄铜片，所述控电路输入端子（83）包括两层相叠的柔性薄铜片。

4.根据权利要求1所述的一种集合插座功能的工控电磁继电器，其特征在于：所述静触点（40）包括有常闭静触点（41）与常开静触点（42），所述常闭静触点（41）在控制电路未通电时与动触点（31）相连，所述常开静触点（42）在控制电路通电时与动触点（31）相连。

5.根据权利要求4所述的一种集合插座功能的工控电磁继电器，其特征在于：所述继电器功能单元（1）上并排设置有多路动簧片（3）及其动触点（31），对应所述动触点（31）的位置设置有同样数量的静触点（40）。

6.根据权利要求1所述的一种集合插座功能的工控电磁继电器，其特征在于：所述控制电路直接接线端子（81）上并联有指示灯（16）。

7.根据权利要求1所述的一种集合插座功能的工控电磁继电器，其特征在于：所述上盖（22）上对应所述动簧片（3）的位置活动连接有测试按钮（17），所述测试按钮（17）发生位移时实现所述动触点（31）与静触点（40）之间开闭。