专利名称：电开关的制作方法
技术领域：
本发明描述了一种通常用于电气装置类型的电开关。所述开关与 现有技术中开关的区别在于，本开关结合了电线圏，并使用了并联于固定钢4反的芯的永;兹体。
技术背景作为一般常识，有一种利用所产生的磁场的电开关，该磁场由集 成在该开关内部的线圈所产生，以达到增加活动部件的移动力的机械 效果，该活动部件拖带电接触部和其一起运动，该电接触部插入固定 接触部，从而关闭电路并决定开关的触发。此类开关基本可具有两种 构建配置，称为"E"芯类和"U"芯类。通过手动、电力或电子的方式触发的此类开关依靠线圈的吸引力 达到保持电接触部耦合的效果，而所述耦合力的大小是由开关的物理 尺寸的函数确定的，还可以说该耦合力受开关将要操作的负载的影响。因此，前文所描述的类型的新开关模式和属于现有技术的开关模 式的发展都受到不同程度的影响并局限于各种不同的参数，其中最主 要的是流过开关的负载，根据现有的技术，这阻碍了装置物理尺寸的 缩小。发明内容在本文中，本发明的一个目的是提供一种电开关，该开关为使用 电线圈生成磁场的类型，线圈所产生的磁场用于吸引闭合电接触部的 移动部件，其中所述开关通过结合自然提高所述移动部件的吸引力的 辅助装置来实现改进。本发明的另一个目的是提供一种使用电线圈类型的电开关，如上 所述，其中所结合的辅助装置提高了闭合电路的移动部件的自然吸引力，以允许开关缩小其物理尺寸，如此，显然可以降低在开关生产和 市场推广方面的成本。图1示出了本文描述的改进开关的"E"类型变体、"启用"模式 下的示意图；图2示出了图1中开关的设计示意图；图3示出了所提供的开关在其"停用"的情况下的视图；图4示出了本文描述的改进开关的"U"类型变体、"启用"情况 下的示意图；图5示出了图4中开关的设计示意图；图6示出了在图4和5中提出的开关在其"停用"情况的视图；以及图7和8示出了所述开关的变体，图7示出了其"停用"情况， 图8示出了其"启用，，情况。
具体实施方式
根据上述附图，在本发明改进开关目的中，使用线圈1，并由已 交流且整流的DC电流以及永》兹体2启动，在由钢板或铁氧体板制成 的固定芯3中，线圏1和》兹体2i殳置为并联的，固定芯3由冠部4(线 圈1设置于其上)和腿部5组成，由线圈1感应的石兹通和来自于永-兹 体2的》兹通均经过腿部5循环，总的标记为F的该组》兹通穿过"电枢 间隙"6之间的空间。同样，正如可从本发明的附图中所看出的，；兹体2设置在芯3的 腿部5之间，并与线圈l并联。在前述的芯3中，来自；兹体2的；兹通方向和其极性与线圈1的相 同，当线圈1启动(如图1和4所示)时，两股磁通F (来自线圈和 磁体)具有相同的极性，使得两股^兹通相互排斥，因此，如图l和
f十图更好地所示，所述-兹通F穿过电枢间隙6的空间沿可移动电枢7的方向移动， 图l和4示出了 "启动"情况下的开关(两种形式)。通过在芯的极区中结合两股/磁通(来自线圈和》兹体的)，将使可移 动电枢7移动直到电枢间隙6之间的空间关闭的吸引力基本大于单独 由线圈l所得到的力，并达到大于该力的两倍的值。也就是说，在通 常由线圈1消耗相同能量以在极区中产生其自身的磁通F的情况下， 还得到来自磁体2的磁通F，从而使操作开关所需的吸引力增大至大 于通常所得到的两倍。当开关在其"启动"情况下，电枢间隙6关闭，固定电接触部9 和移动电接触部l(H皮连接，从而允许负载电流穿过。另一方面，当停用开关的线圈l时，线圏l本身所生产的力以及 与磁体2产生的磁力结合的力都消失，此情况下，通过利用与可移动 电枢7相连接的回位弹簧8的力使可移动电枢7返回到其原始位置， 通过如此的功效，再次出现电枢间隙6的空间，电接触部9和10随之 停用，/人而切断负载电流的循环。当停用线圏1时，来自磁体2的磁通形成环路或闭路配置或闭路 配置，如图2和5所示，其中所述磁通类型标记为Fl,使得整个开关 进入"停用"状态。此处所描述的开关与常规开关比较更具有优势，这是因为通过将 永》兹体2的》兹通与线圈1生成的》兹通结合，/人而能够由与通常用于启 动已提及的线圈相同的电功率电流值得到很高的启动力。此处所描述的开关可具有两种基本的配置类型如图1、 2和3 中所示的"E"配置类型，以及如图4、 5和6所示的"U"配置类型。将线圈1和永石兹体2生成的磁通相结合特点使得所述装置在物理 上缩小尺寸，并且与现有技术的开关(也称之为"线性致动器")相比 具有更大的吸引能力。本发明的附图还表明了开关的一般结构(由标号ll表示)、通过 标号12表示的线圈1的供电、以及支持移动电接触部的部件(标记为 13)。图7和8示出了本发明开关的变体，其在全波或半波整流电流下7或直流电流下工作，所述开关由可移动电枢7和固定芯3形成为"d" 和"U"形，所述开关在其冠部具有线圈1,该线圏l与位于所述固定 芯3的腿部之间的永磁体2并联，永磁体2具有横跨形的截面。可移 动电枢7具有钢棒7A,钢棒7A作为线圈14的芯，线圈14为环形并 且位于可移动电枢7后面。.可移动电枢7包括一组回位弹簧8，当不需要负载电流时，回位 弹簧8自然地使可移动电枢7与固定芯3保持一定距离。因此，当开关在"打开"的状态时，永磁体2的磁通处于直接来 自横跨配置的闭合磁路中，因此，磁通处于环形情况或状态(如图7 所示)，并且在极和电枢间隙6中都没有i兹通。当固定芯3的线圏1由足够的电流激发以在电枢间隙6中产生》兹 通时，永磁体2的》兹通也被迫向环形之外并朝向电枢间隙6的方向流 去，从而产生出与来自磁体和线圏的磁通密度成比例的吸引力，因此 产生与两个磁通的密度成比例的磁吸引力，该磁力能够驱动可移动电 枢7和弹簧8(弹性的)，从而使移动接触部IO接触固定接触部9，允 许电流在具有一定电阻的情况下通过。因此，在这个时刻，当电接触 部(9和10 )闭合时，来自固定芯3的流被遣散(demobilized),并且 此时，由于可移动电枢7与固定芯直接接触，所以来自永磁体(来自 线圏所处的所述横跨部分)的磁通产生为基本等于该磁通的多个部分， 从而形成"8"字形的闭合磁路，如图8所示。由于来自永》兹体的石兹通在与可移动电枢7直接相关的石兹路中闭 合，所以具有足够的磁力维持所述可移动电枢与固定芯3的极连接， 从而将电接触部保持在闭合状态，以允许电流无限期地通过，因此， 在此状态下，开关不消耗电功率，以保持接触部的闭合。实际上，当所述电阻电流不够时，其可由位于棒7A后面的环形 线圈切断，在具有足够能产生吸引棒7A的磁密度的电流时，与此同 时将迫使可移动电枢7与固定芯4的极分开，回到其原始打开状态。本开关的一个特点是使用磁体的磁通和线圈的磁通在电枢间隙中 生成比仅有线圈的磁通起作用时更多的吸引力。本开关的另一个特点是当开关在"闭合"状态时，电接触部允许电阻电流通过，而不消耗电功率，这是由于所述/f兹体》兹通是闭路，并 且具有与可移动电枢直接相关的磁路，从而保持开关在闭合状态下工 作。
本开关的另一个特点是当向固定芯3的线圈14提供能量来驱动可 移动电枢7以关闭电枢间隙6时，以及当向线圈14提供能量来驱动可 移动电枢7以使其远离固定芯3移动至其打开状态的原始位置时，其 仅在较短的时间内消耗电功率。在该开关内，固定芯3的线圈14在开 关长时间处于"闭合"状态时并不消耗电功率，而且，线圈也必须是 较长的，这是由于在可移动电枢7中固定的磁体的^f兹通均匀地并强有 力地关联至固定芯3的极，而在电线圈中没观察到任何波动。因此， 在该开关中，电接触部具有均匀并永久的接触部，如此可增加其使用 寿命。
在此情况下，由于永磁体为开关提供附加力，所以可移动电枢将 更快地关闭电枢间隙6，从而防止在接触时产生火花，因此使其具有 更长的使用寿命。
权利要求
1.一种电开关，包括常规结构(11)，其中具有由钢板或铁氧体板制成的固定芯(3)，所述固定芯容纳可移动电枢(7)的组件，其中设置移动接触部(10)，所述移动接触部能够和固定接触部(9)闭合线路，在所述芯(3)和所述可移动电枢(7)之间，具有至少一个回位弹簧(8)，在开关的关闭状态下，所述至少一个回位弹簧保持电枢间隙(6)的空间；所述移动接触部(10)设置在支持部(13)内；所述芯(3)包括冠部(4)和腿部(5)，并且磁通穿过所述芯循环；所述电开关的特征在于，利用由已交流和整流的DC电流启动的线圈(1)，所述线圈与永磁体(2)结合，所述线圈(1)和所述永磁体(2)在由钢板或铁氧体板制成的所述固定芯(3)中并联设置，所述固定芯(3)包括装配有所述线圈(1)的所述冠部(4)和腿部(5)，由所述线圈(1)感应的所述磁通以及来自所述永磁体(2)的磁通穿过所述腿部(5)循环；所述线圈(1)通过供电线(12)供电。
2. 如权利要求1所述的电开关，其特征在于，当所述开关被启动 时，由所述线圏(1 )和所述永/磁体(2)产生的f兹通(F)的组穿过所 述"电枢间隙"(6)的空间。
3. 如权利要求1所述的电开关，其特征在于，所述永磁体(2) 装配于所述芯(3)的所述腿部(5)之间并与所述线圈(1)并联。
4. 如权利要求1所述的电开关，其特征在于，在所述芯(3)中， 来自所述;兹体(2)的石兹通的方向和所述石兹体(2)的极性与所述线圈(1 )的相同，在所述线圈(1 )启动时，来自所述线圏(1 )和所述永 磁体(2)的两股磁通(F)具有相同的极性，从而导致相互的排斥， 并引导所述磁通(F)穿过所述电枢间隙(6)的空间至所述可移动电 枢(7),从而确定"启动，，开关的状态，通过在所述芯的极区中结合 两股磁通(F),放大了将使所述可移动电枢(7)移动直至关闭所述电枢间隙(6)的空间的吸引力。
5. 如权利要求4所述的电开关，其特征在于，当所述开关处于其 "启动"状态时，所述电枢间隙关闭，此时，所述固定电接触部(9)和所述移动电4妄触部(10)相连，/人而允"^午负载电流通过。
6. 如权利要求4所述的电开关，其特征在于，相反地，在停用所 述开关的所述线圈(1 )时，由所述线圈自身产生的力以及与由磁体(2) 生成的磁力结合的力都消失，此情况下，利用连接到移动铁的回位弹 簧(8)的力使所述可移动电枢(7)回到其原始位置，从而产生所述 电枢间隙(6)的空间，然后使所述电接触部(9)和(10)断开，截 断负载电流的循环。
7. 如权利要求4所述的电开关，其特征在于，当停用所述线圈(l) 时，来自所述》兹体的所述/f兹通形成环形,兹路配置或闭路配置，所述磁 通标记为(Fl),从而造成所述开关整体进入其"停用"状态。
8. 如权利要求1所述的电开关，其特征在于，其具有"E"类型 的配置。
9. 如权利要求1所述的电开关，其特征在于，其具有"U"类型 的配置。
10. 如权利要求1所述的电开关，其特征在于，包括在全波或半 波整流电流、或直流电流(DC)下工作的开关；所述开关是由"d" 形和"U"形的可移动电枢(7)和固定芯(3)形成的，所述固定芯(3)在其冠部具有线圈(1),所述线圏(1)与位于所述固定芯(3) 的所述腿部之间的永^兹体(2)并联；所述永石兹体(2)具有4黄跨形状 的截面；所述可移动电枢(7)具有钢棒(7A)，所述钢棒(7A)作为 线圏(14)的芯，所述线圏(14)为环形并位于所述可移动电枢(7)的后面；所述可移动电枢(7)结合了一组回位弹簧(8)，所述回位弹 簧(8)在不需要负载电流时，自然地使所述可移动电枢(7)与所述 固定芯(3)保持一定距离。
11. 如权利要求IO所述的电开关，其特征在于，当所述开关处于 "打开"的状态时，所述永磁体(2)的所述磁通直接由横跨配置处于闭合的磁路中，因此，所述磁通为环形情况或状态，在所述极和所述 电枢间隙(6)中都没有磁通；当所述固定芯(3)的所述线圈(1)由 足够的电流提供能量，以在所述电枢间隙(6)中产生磁通时，所述永 磁体(2 )的磁通也被迫向所述环形之外移动，并朝向所述电枢间隙(6 )， 以产生与来自所述永》兹体和所述线圈的石兹通的密度成比例的吸引力， 从而产生与两股所述f兹通的密度成比例的》兹吸引力，所述》兹吸引力能 够驱动所述可移动电枢(7)和所述弹簧(8)(弹性的)，以确定所述 移动电接触部(10)接触所述固定电接触部(9)， /人而允许电流在具 有一定电阻的情况下通过。因此，所述带有一定电阻的电流通过，因 此，在逸个时刻，当所述电接触部(9和10)闭合时，来自所述固定 芯(3)的流被遣散，并且此时，由于所述可移动电枢(7)与所述固 定芯直接接触，所以来自所述永磁体(来自所述线圈所处的所述横跨 部分)的磁通产生为基本等于所述磁通的多个部分，从而形成"8"字 形的闭合》兹^各。
12. 如权利要求IO所述的电开关，其特征在于，当在直接与所述 可移动电枢(7)相关联的电路中使所述永磁体闭合时，具有足够的磁 力保持所述可移动电枢与所述固定芯(3)的所述极连接，从而将所述 电接触部保持在闭合状态，以允许电流无限期地通过，在此状态下， 所述开关不消耗电功率，以保持所述接触部的闭合，当不需要所述电 阻电流的时候，所述电流能够由线圈(14)切断，所述线圈为环状并 位于所述棒(7A)后面，在具有足够产生吸引所述棒(7A)的磁通密 度的电流时，同时将驱动所述可移动电枢(7)从所述固定芯(3)的 所述极上分开，至其原始打开状态。
全文摘要
一种电开关，包括常规结构(11)，其中利用由已交流和整流的直流电流启动的线圈(1)，其与永磁体(2)结合，线圈(1)和永磁体(2)在固定芯(3)中并联设置，固定芯(3)由钢板或铁氧体板制成，并且包括所述冠部(4)和腿部(5)，线圈(1)设置在冠部(4)上，由线圈(1)感应的磁通以及来自永磁体的磁通通过腿部(5)循环；线圈(1)由供电线(12)供电。
文档编号H01H51/22GK101611464SQ200780006682
公开日2009年12月23日 申请日期2007年2月23日 优先权日2006年2月24日
发明者奥斯卡·罗兰多·阿维拉·古斯堪基 申请人:奥斯卡·罗兰多·阿维拉·古斯堪基;小约瑟·卡洛斯·提诺科索瑞斯